JP3176172B2 - リチウム二次電池及びその製造方法 - Google Patents
リチウム二次電池及びその製造方法Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リチウムを負極に用い
るリチウム二次電池に関する。特に、充放電の繰り返し
によって発生するリチウムのデンドライトを抑えた長寿
命のリチウム二次電池に関する。
るリチウム二次電池に関する。特に、充放電の繰り返し
によって発生するリチウムのデンドライトを抑えた長寿
命のリチウム二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、ＣＯ2 の増加による温室効果等で
地球の温暖化が生じることが予測され、新たな火力発電
所の建設が難しくなってくると予想される。そのため、
発電した電力の有効利用として夜間電力を一般家庭等に
設置した二次電池に蓄えて負荷を平準し効率よく使用す
る、いわゆるロードレベリングを行うことが考案されて
いる。また、大気汚染物質を排出しない電気自動車のた
めの高エネルギー密度の二次電池の開発の要求、ブック
型パーソナルコンピューターやワードプロセッサー、ビ
デオカメラ、携帯電話などのポータブル機器の電源に高
性能な二次電池の要求がますます高まっている。
地球の温暖化が生じることが予測され、新たな火力発電
所の建設が難しくなってくると予想される。そのため、
発電した電力の有効利用として夜間電力を一般家庭等に
設置した二次電池に蓄えて負荷を平準し効率よく使用す
る、いわゆるロードレベリングを行うことが考案されて
いる。また、大気汚染物質を排出しない電気自動車のた
めの高エネルギー密度の二次電池の開発の要求、ブック
型パーソナルコンピューターやワードプロセッサー、ビ
デオカメラ、携帯電話などのポータブル機器の電源に高
性能な二次電池の要求がますます高まっている。
【０００３】上記高性能の二次電池としてリチウムイオ
ンを層間化合物に導入したものを正極活物質に、負極活
物質にカーボンを用いたロッキングチェアー型リチウム
イオン電池の開発が進み、一部実用化されつつある。し
かし、リチウムイオン電池は、金属リチウムを負極活物
質に使用するリチウム電池本来の特徴である高エネルギ
ー密度を達成していない。いまだ、リチウム金属を負極
に用いる高容量のリチウム二次電池が実用化されていな
いのは、充放電の繰り返しによって発生し短絡の主原因
となるリチウムのデンドライト（樹脂状結晶）の発生を
抑えることに成功していないためと考えられる。リチウ
ムのデンドライトが成長して、負極と正極が短絡すると
電池の持つエネルギーが短時間で消費されるために発熱
する。その発熱により、電解液の溶媒が分解、ガスを発
生し電池内の内圧が高まり爆発する場合や、あるいは発
火するといった事故が希に発生するという問題を有す
る。したがって、上記事故の発生しない安全な長寿命の
リチウム二次電池の開発が切望されている。
ンを層間化合物に導入したものを正極活物質に、負極活
物質にカーボンを用いたロッキングチェアー型リチウム
イオン電池の開発が進み、一部実用化されつつある。し
かし、リチウムイオン電池は、金属リチウムを負極活物
質に使用するリチウム電池本来の特徴である高エネルギ
ー密度を達成していない。いまだ、リチウム金属を負極
に用いる高容量のリチウム二次電池が実用化されていな
いのは、充放電の繰り返しによって発生し短絡の主原因
となるリチウムのデンドライト（樹脂状結晶）の発生を
抑えることに成功していないためと考えられる。リチウ
ムのデンドライトが成長して、負極と正極が短絡すると
電池の持つエネルギーが短時間で消費されるために発熱
する。その発熱により、電解液の溶媒が分解、ガスを発
生し電池内の内圧が高まり爆発する場合や、あるいは発
火するといった事故が希に発生するという問題を有す
る。したがって、上記事故の発生しない安全な長寿命の
リチウム二次電池の開発が切望されている。
【０００４】
【発明の目的】本発明は、上述の従来の問題点を解決
し、サイクル寿命の長いリチウム二次電池を提供するこ
とを目的とする。
し、サイクル寿命の長いリチウム二次電池を提供するこ
とを目的とする。
【０００５】
【発明の構成及び作用】本発明者は、上記従来の問題点
を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、リチウム負極表
面をリチウムと緩やかに反応する水酸基あるいはカルボ
キシル基を有する化合物で被覆処理することによって、
デンドライトが成長しやすい突起部をなくすと同時に水
分との反応性を抑えることによりリチウム負極へのデン
ドライトの発生が抑えられることを見いだした。
を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、リチウム負極表
面をリチウムと緩やかに反応する水酸基あるいはカルボ
キシル基を有する化合物で被覆処理することによって、
デンドライトが成長しやすい突起部をなくすと同時に水
分との反応性を抑えることによりリチウム負極へのデン
ドライトの発生が抑えられることを見いだした。
【０００６】リチウムは水、、メチルアルコール、無機
酸と容易に反応して分解することが一般的に知られてい
る。
酸と容易に反応して分解することが一般的に知られてい
る。
【０００７】本発明者は、各種アルコール及び有機酸を
２０重量％溶解させたテトラヒドロフラン溶液に０．２
５グラムの金属リチウムを浸し、反応させて、アルコー
ル及び有機酸の炭素数と反応終止時間（の対数）の関係
をプロットした場合、図４のようになり、炭素数４以上
のアルコール及び有機酸はリチウムと緩やかに反応し、
反応の制御が容易であることを見い出した。また、炭素
数の多いアルコール及び有機酸をリチウムと反応させた
場合には、微量水分との反応を抑える保護皮膜のような
ものが形成されていることがわかった。
２０重量％溶解させたテトラヒドロフラン溶液に０．２
５グラムの金属リチウムを浸し、反応させて、アルコー
ル及び有機酸の炭素数と反応終止時間（の対数）の関係
をプロットした場合、図４のようになり、炭素数４以上
のアルコール及び有機酸はリチウムと緩やかに反応し、
反応の制御が容易であることを見い出した。また、炭素
数の多いアルコール及び有機酸をリチウムと反応させた
場合には、微量水分との反応を抑える保護皮膜のような
ものが形成されていることがわかった。
【０００８】本願発明のリチウム二次電池はリチウムの
負極活物質から構成される負極と、正極活物質から構成
させる正極と、前記正極と前記負極とをセパレーターに
よって電解質を介して分離したリチウム二次電池であっ
て、少なくとも正極と対向するリチウムの負極表面が水
酸基あるいはカルボキシル基を有する化合物で処理され
ているリチウム二次電池である。
負極活物質から構成される負極と、正極活物質から構成
させる正極と、前記正極と前記負極とをセパレーターに
よって電解質を介して分離したリチウム二次電池であっ
て、少なくとも正極と対向するリチウムの負極表面が水
酸基あるいはカルボキシル基を有する化合物で処理され
ているリチウム二次電池である。
【０００９】また、前記水酸基を有する化合物がアルコ
ールや、グリコール、前記カルボキシル基を有する化合
物がカルボン酸であるリチウム二次電池である。
ールや、グリコール、前記カルボキシル基を有する化合
物がカルボン酸であるリチウム二次電池である。
【００１０】更に、前記水酸基あるいはカルボキシル基
を有する化合物が炭素数４以上であるリチウム二次電池
や、前記処理した表面が紫外線照射されているリチウム
二次電池である。
を有する化合物が炭素数４以上であるリチウム二次電池
や、前記処理した表面が紫外線照射されているリチウム
二次電池である。
【００１１】本願発明のリチウム二次電池の製造方法
は、リチウムの負極活物質から構成される負極、正極活
物質から構成される正極及びセパレーターを夫々形成す
る工程と、前記負極の少なくとも正極と対向する表面を
水酸基あるいはカルボキシル基を有する化合物の溶液中
に浸漬させる工程と、前記負極と前記正極でセパレータ
ーを挟持する工程と、前記負極と正極でセパレーターを
挟持したものに電解液を注入する工程と、を有するリチ
ウム二次電池の製造方法である。
は、リチウムの負極活物質から構成される負極、正極活
物質から構成される正極及びセパレーターを夫々形成す
る工程と、前記負極の少なくとも正極と対向する表面を
水酸基あるいはカルボキシル基を有する化合物の溶液中
に浸漬させる工程と、前記負極と前記正極でセパレータ
ーを挟持する工程と、前記負極と正極でセパレーターを
挟持したものに電解液を注入する工程と、を有するリチ
ウム二次電池の製造方法である。
【００１２】また、本願発明の別のリチウム二次電池の
製造方法は、リチウムの負極活物質から構成される負
極、正極活物質から構成される正極及びセパレーターを
夫々形成する工程と、前記負極の少なくとも正極と対向
する表面を水酸基あるいはカルボキシル基を有する化合
物の溶液中に浸漬させる工程と、前記負極の表面を紫外
線照射する工程と、前記負極と前記正極でセパレーター
を挟持する工程と、前記負極と正極でセパレーターを挟
持したものに電解液を注入する工程と、を有するリチウ
ム二次電池の製造方法である。
製造方法は、リチウムの負極活物質から構成される負
極、正極活物質から構成される正極及びセパレーターを
夫々形成する工程と、前記負極の少なくとも正極と対向
する表面を水酸基あるいはカルボキシル基を有する化合
物の溶液中に浸漬させる工程と、前記負極の表面を紫外
線照射する工程と、前記負極と前記正極でセパレーター
を挟持する工程と、前記負極と正極でセパレーターを挟
持したものに電解液を注入する工程と、を有するリチウ
ム二次電池の製造方法である。
【００１３】本願発明の更に別のリチウム二次電池の製
造方法は、リチウムの負極活物質から構成される負極、
正極活物質から構成される正極及びセパレーターを夫々
形成する工程と、前記負極の少なくとも正極と対向する
表面を水酸基あるいはカルボキシル基を有する化合物の
溶液中に浸漬させる工程と、前記負極をリチウムの融点
以下で熱処理する工程と、前記負極と前記正極でセパレ
ーターを挟持する工程と、前記負極と正極でセパレータ
ーを挟持したものに電解液を注入する工程と、を有する
リチウム二次電池の製造方法である。
造方法は、リチウムの負極活物質から構成される負極、
正極活物質から構成される正極及びセパレーターを夫々
形成する工程と、前記負極の少なくとも正極と対向する
表面を水酸基あるいはカルボキシル基を有する化合物の
溶液中に浸漬させる工程と、前記負極をリチウムの融点
以下で熱処理する工程と、前記負極と前記正極でセパレ
ーターを挟持する工程と、前記負極と正極でセパレータ
ーを挟持したものに電解液を注入する工程と、を有する
リチウム二次電池の製造方法である。
【００１４】本発明のリチウム二次電池の基本構成は、
少なくとも正極と対向する面が水酸基あるいはカルボキ
シル基を有する化合物で処理されているリチウム負極
と、セパレーター、正極活物質、電解質、負極活物質及
び正極活物質とそれぞれ電気的に接続している集電体か
らなる。図１に、本発明のリチウム二次電池の基本構成
図を示した。図１において１００は負極集電体、１０１
は負極活物質（リチウムあるいはリチウム合金）を有す
る負極、１０２は表面処理によって形成されたの保護皮
膜、１０３は正極集電体、１０４は正極活物質を有する
正極、１０５は電解質溶液（電解液）、１０６は負極端
子、１０７は正極端子、１０８はセパレーター、１０９
は電池ケースである。放電反応では、電解液１０５中の
リチウムイオンが正極活物質１０４の層間に入り、それ
と同時に負極１０１から保護皮膜１０２を通して電解液
１０５中にリチウムイオンとして溶けでる。一方、充電
反応では、電解液１０５中のリチウムイオンが保護皮膜
１０２を通して負極１０１にリチウム金属として析出
し、同時に正極活物質１０４層間のリチウムが電解液中
１０５に溶け出す。
少なくとも正極と対向する面が水酸基あるいはカルボキ
シル基を有する化合物で処理されているリチウム負極
と、セパレーター、正極活物質、電解質、負極活物質及
び正極活物質とそれぞれ電気的に接続している集電体か
らなる。図１に、本発明のリチウム二次電池の基本構成
図を示した。図１において１００は負極集電体、１０１
は負極活物質（リチウムあるいはリチウム合金）を有す
る負極、１０２は表面処理によって形成されたの保護皮
膜、１０３は正極集電体、１０４は正極活物質を有する
正極、１０５は電解質溶液（電解液）、１０６は負極端
子、１０７は正極端子、１０８はセパレーター、１０９
は電池ケースである。放電反応では、電解液１０５中の
リチウムイオンが正極活物質１０４の層間に入り、それ
と同時に負極１０１から保護皮膜１０２を通して電解液
１０５中にリチウムイオンとして溶けでる。一方、充電
反応では、電解液１０５中のリチウムイオンが保護皮膜
１０２を通して負極１０１にリチウム金属として析出
し、同時に正極活物質１０４層間のリチウムが電解液中
１０５に溶け出す。
【００１５】水酸基あるいはカルボキシル基を有する化合物 本発明の負極の表面処理をする水酸基あるいはカルボキ
シル基を有する化合物としては、アルコール、グリコー
ル、カルボン酸を用いる。これらの化合物の炭素数とし
ては、４以上であることが好ましい。炭素数が増すにつ
れ、リチウムとの反応性は低下する。炭素数の小さいメ
チルアルコールやエチルアルコールは、リチウムとの反
応性が高く、リチウム表面だけを処理するには適当では
ない。
シル基を有する化合物としては、アルコール、グリコー
ル、カルボン酸を用いる。これらの化合物の炭素数とし
ては、４以上であることが好ましい。炭素数が増すにつ
れ、リチウムとの反応性は低下する。炭素数の小さいメ
チルアルコールやエチルアルコールは、リチウムとの反
応性が高く、リチウム表面だけを処理するには適当では
ない。
【００１６】上記アルコールの例としては、ｎ−ブチル
アルコール、イソアミルアルコール、２−エチルブタノ
ール、ｎ−オクチルアルコール、２−エチルヘキサノー
ル、などがある。
アルコール、イソアミルアルコール、２−エチルブタノ
ール、ｎ−オクチルアルコール、２−エチルヘキサノー
ル、などがある。
【００１７】上記グリコールの例としては、１，４−ブ
タンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘ
キサンジオール、１，７−ヘプタンジオール、ピナコー
ル、シクロペンタン−１，２−ジオール、などが挙げら
れる。
タンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘ
キサンジオール、１，７−ヘプタンジオール、ピナコー
ル、シクロペンタン−１，２−ジオール、などが挙げら
れる。
【００１８】上記カルボン酸としては、カプロン酸、ラ
ウリン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ソルビン酸、
などの樹脂酸が挙げられる。
ウリン酸、ステアリン酸、パルミチン酸、ソルビン酸、
などの樹脂酸が挙げられる。
【００１９】負極の処理は、上記化合物を直接反応させ
る方法や、水分を除去した溶媒に溶解した希釈溶液に負
極を浸漬して引き上げた後乾燥する方法等、公知の方法
を用いればよい。
る方法や、水分を除去した溶媒に溶解した希釈溶液に負
極を浸漬して引き上げた後乾燥する方法等、公知の方法
を用いればよい。
【００２０】リチウム負極の表面処理 負極のリチウム表面あるいはリチウム合金表面の処理
は、上記アルコールやグリコールやカルボン酸を適宜混
合したり濃度を選択して行う。
は、上記アルコールやグリコールやカルボン酸を適宜混
合したり濃度を選択して行う。
【００２１】本発明の電池の構成部品である負極の表面
処理をより具体的に説明すると、水酸基あるいはカルボ
キシル基を有する化合物の溶液に、リチウムを浸漬し反
応させた後、引き上げて乾燥し、保護皮膜を負極の表面
に形成する。負極の表面に形成する処理層の膜厚は、電
池反応に関与するイオンの透過を阻害しない厚さである
ことが必要である。
処理をより具体的に説明すると、水酸基あるいはカルボ
キシル基を有する化合物の溶液に、リチウムを浸漬し反
応させた後、引き上げて乾燥し、保護皮膜を負極の表面
に形成する。負極の表面に形成する処理層の膜厚は、電
池反応に関与するイオンの透過を阻害しない厚さである
ことが必要である。
【００２２】又、生成物の皮膜は高分子量でないため膜
強度が弱く、保護皮膜を厚くさせ過ぎるとクラッチや脱
落が生じることがある。一方、生成物の皮膜が薄過ぎる
と、リチウムの凹凸の形状から十分、均一に被覆がなさ
れないため、１０オングストロームから１ミクロンの範
囲が好ましく、５０オングストロームから５０００オン
グストロームの範囲がより好ましい。負極の表面に形成
する皮膜の膜厚調整は、反応時間または水酸基あるいは
カルボキシル基を有する化合物の濃度で調整する。表面
処理して形成される皮膜は、リチウムイオンのと透過性
をよくするために、処理溶液中に電池に用いる電解質を
溶解して、負極の表面処理を行ってもよい。
強度が弱く、保護皮膜を厚くさせ過ぎるとクラッチや脱
落が生じることがある。一方、生成物の皮膜が薄過ぎる
と、リチウムの凹凸の形状から十分、均一に被覆がなさ
れないため、１０オングストロームから１ミクロンの範
囲が好ましく、５０オングストロームから５０００オン
グストロームの範囲がより好ましい。負極の表面に形成
する皮膜の膜厚調整は、反応時間または水酸基あるいは
カルボキシル基を有する化合物の濃度で調整する。表面
処理して形成される皮膜は、リチウムイオンのと透過性
をよくするために、処理溶液中に電池に用いる電解質を
溶解して、負極の表面処理を行ってもよい。
【００２３】また、上記処理によって形成した保護皮膜
の強度を高めるため、リチウム負極表面の処理後紫外線
を照射したり、リチウムの融点以下で熱処理するのが望
ましい。
の強度を高めるため、リチウム負極表面の処理後紫外線
を照射したり、リチウムの融点以下で熱処理するのが望
ましい。
【００２４】上述の方法で表面処理した保護皮膜を有す
る負極を用いることによって、充電時に析出するリチウ
ムが直接電解液と接触するのを防ぎ、充電時のデンドラ
イトの発生を抑えた二次電池を構成することができる。
結果として、充放電のサイクル寿命が長いリチウム二次
電池が得られる。また、上記処理を負極の表面に施すこ
とによって何らかの原因によって電池内に混入した水分
とリチウムとの反応性を抑えることができ、電池の性能
低下を防ぎ取り扱いも容易になる。
る負極を用いることによって、充電時に析出するリチウ
ムが直接電解液と接触するのを防ぎ、充電時のデンドラ
イトの発生を抑えた二次電池を構成することができる。
結果として、充放電のサイクル寿命が長いリチウム二次
電池が得られる。また、上記処理を負極の表面に施すこ
とによって何らかの原因によって電池内に混入した水分
とリチウムとの反応性を抑えることができ、電池の性能
低下を防ぎ取り扱いも容易になる。
【００２５】負極活物質 負極の負極活物質１０１としては、金属リチウム以外
に、マグネシウム、アルミニウム、カリウム、ナトリウ
ム、カルシウム、亜鉛、鉛から選択される一種類以上の
元素を含有するリチウム合金も使用することがでる。
に、マグネシウム、アルミニウム、カリウム、ナトリウ
ム、カルシウム、亜鉛、鉛から選択される一種類以上の
元素を含有するリチウム合金も使用することがでる。
【００２６】正極活物質 正極の正極活物質１０４としては、リチウムが層間に入
る、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化チタン、酸化
鉄、酸化バナジウム、酸化マンガン、酸化モリブデン、
酸化クロム、酸化タングステンなどの金属酸化物、ある
いは硫化モリブデン、硫化鉄、硫化チタンなどの金属硫
化物、オキシ水酸化鉄などの水酸化物、ポリアセチレ
ン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなど
の導電性ポリマーが使用できる。
る、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化チタン、酸化
鉄、酸化バナジウム、酸化マンガン、酸化モリブデン、
酸化クロム、酸化タングステンなどの金属酸化物、ある
いは硫化モリブデン、硫化鉄、硫化チタンなどの金属硫
化物、オキシ水酸化鉄などの水酸化物、ポリアセチレ
ン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなど
の導電性ポリマーが使用できる。
【００２７】正極活物質の成形を容易にするために、場
合によってはポリプロピレンやポリエチレンやフッ素樹
脂などの耐溶剤性の樹脂を結着剤として用いる。より集
電を容易にするためには、導電体粉を成形時に混合した
ほうが好ましい。導電体粉の材料としては、各種カーボ
ン、銅、ニッケル、チタン、などが使用できる。
合によってはポリプロピレンやポリエチレンやフッ素樹
脂などの耐溶剤性の樹脂を結着剤として用いる。より集
電を容易にするためには、導電体粉を成形時に混合した
ほうが好ましい。導電体粉の材料としては、各種カーボ
ン、銅、ニッケル、チタン、などが使用できる。
【００２８】（正極の被覆）充電時に短絡の要因となる
デンドライトの発生を防止するために、更に正極の表面
を、リチウムイオンが透過する皮膜で被覆した方が電池
のサイクル寿命を伸ばすことができる。
デンドライトの発生を防止するために、更に正極の表面
を、リチウムイオンが透過する皮膜で被覆した方が電池
のサイクル寿命を伸ばすことができる。
【００２９】被覆材としては、大環状化合物誘導体のポ
リマー、芳香族炭化水素誘導体のポリマー、フッ素樹
脂、シリコーン樹脂、チタン樹脂、ポリオレフィン、あ
るいは無機酸化物、窒化物、炭化物、ハロゲン化物等が
使用できる。フッ素樹脂、ポリホスファゼン、無機酸化
物、窒化物、炭化物、ハロゲン化物などの難燃材または
不燃材での被覆は、さらにリチウム二次電池の安全性を
高めるのに有効である。
リマー、芳香族炭化水素誘導体のポリマー、フッ素樹
脂、シリコーン樹脂、チタン樹脂、ポリオレフィン、あ
るいは無機酸化物、窒化物、炭化物、ハロゲン化物等が
使用できる。フッ素樹脂、ポリホスファゼン、無機酸化
物、窒化物、炭化物、ハロゲン化物などの難燃材または
不燃材での被覆は、さらにリチウム二次電池の安全性を
高めるのに有効である。
【００３０】セパレーター セパレーターとしては、負極を正極の短絡を防ぐ役割を
持っている。また、電解液を保持する役目を有する場合
もある。セパレーターは電池反応に関与するイオンが移
動できる細孔を有し、電解液に不溶で安定である必要が
あるため、ガラス、ポリプロピレン、ポリエチレン、フ
ッ素樹脂、などの不織布あるいはミクロポア構造の材料
のものが用いられる。また、微細孔を有する金属酸化物
フィルムあるいは金属酸化物を複合化した樹脂フィルム
も使用できる。特に多層状構造をした金属酸化物フィル
ムを使用した場合には、リチウムのデンドライトが貫通
しにくく、短絡防止に効果がある。難燃材であるフッ素
樹脂フィルムあるいは不燃材であるガラスや金属酸化物
フィルムを用いた場合には、より安全性を高めることが
できる。
持っている。また、電解液を保持する役目を有する場合
もある。セパレーターは電池反応に関与するイオンが移
動できる細孔を有し、電解液に不溶で安定である必要が
あるため、ガラス、ポリプロピレン、ポリエチレン、フ
ッ素樹脂、などの不織布あるいはミクロポア構造の材料
のものが用いられる。また、微細孔を有する金属酸化物
フィルムあるいは金属酸化物を複合化した樹脂フィルム
も使用できる。特に多層状構造をした金属酸化物フィル
ムを使用した場合には、リチウムのデンドライトが貫通
しにくく、短絡防止に効果がある。難燃材であるフッ素
樹脂フィルムあるいは不燃材であるガラスや金属酸化物
フィルムを用いた場合には、より安全性を高めることが
できる。
【００３１】電解質 電解質はそのままの状態で使用する場合のほかに、溶媒
に溶解した溶液や溶液にポリマーなどのゲル化剤を添加
して固定化したものを使用する。通常、溶媒に電解質を
溶かした電解質溶液（電解液）を多孔性のセパレーター
に保液させて使用する。
に溶解した溶液や溶液にポリマーなどのゲル化剤を添加
して固定化したものを使用する。通常、溶媒に電解質を
溶かした電解質溶液（電解液）を多孔性のセパレーター
に保液させて使用する。
【００３２】電解質または電解液の導伝率は高ければ高
いほど好ましく、少なくとも２５℃での導電率は１×１
０-3Ｓ／ｃｍ以上であることが好ましく、５×１０-3Ｓ
／ｃｍ以上が好ましい。
いほど好ましく、少なくとも２５℃での導電率は１×１
０-3Ｓ／ｃｍ以上であることが好ましく、５×１０-3Ｓ
／ｃｍ以上が好ましい。
【００３３】電解質には、リチウムイオン（Ｌｉ+ ）と
ルイス酸イオン（ＢＦ4 -、ＰＦ6 -、ＡｓＦ6 -、Ｃ１
Ｏ4 -）から成る塩、およびこれらの混合塩を用いること
ができる。上記支持電解質のほかには、ナトリウムイオ
ン、カリウムイオン、テトラアルキルアンモニウムイオ
ン、などの陽イオンとルイス酸イオンとの塩も使用でき
る。上記塩は、減圧下で加熱したりして、十分な脱水と
脱酸素を行っておくことが望ましい。
ルイス酸イオン（ＢＦ4 -、ＰＦ6 -、ＡｓＦ6 -、Ｃ１
Ｏ4 -）から成る塩、およびこれらの混合塩を用いること
ができる。上記支持電解質のほかには、ナトリウムイオ
ン、カリウムイオン、テトラアルキルアンモニウムイオ
ン、などの陽イオンとルイス酸イオンとの塩も使用でき
る。上記塩は、減圧下で加熱したりして、十分な脱水と
脱酸素を行っておくことが望ましい。
【００３４】電解質の溶媒としては、アセトニトリル、
ベンゾニトル、プロピレンカーボネイト、エチレンカー
ボネート、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラ
ン、ニトロベンゼン、ジクロロエタン、ジエトキシエタ
ン、クロロベンゼン、γ−ブチロラクトン、ジオキソラ
ン、スルホラン、ニトロメタン、ジメチルサルファイ
ド、ジメチルサルオキシド、ジメトキシエタン、ギ酸メ
チル、３−メチル−２−オキダゾリジノン、２−メチル
テトラヒドロフラン、二酸化イオウ、塩化ホスホリル、
塩化チオニル、塩化スルフリルやこれらの混合液等が使
用できる。
ベンゾニトル、プロピレンカーボネイト、エチレンカー
ボネート、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラ
ン、ニトロベンゼン、ジクロロエタン、ジエトキシエタ
ン、クロロベンゼン、γ−ブチロラクトン、ジオキソラ
ン、スルホラン、ニトロメタン、ジメチルサルファイ
ド、ジメチルサルオキシド、ジメトキシエタン、ギ酸メ
チル、３−メチル−２−オキダゾリジノン、２−メチル
テトラヒドロフラン、二酸化イオウ、塩化ホスホリル、
塩化チオニル、塩化スルフリルやこれらの混合液等が使
用できる。
【００３５】上記溶媒は、活性アルミナ、モレキュラー
シーブ、五酸化リン、塩化カルシウムなどで脱水する
か、溶媒によっては、不活性ガス中でアルカリ金属共存
下で蒸留して不純物除去及び脱水をも行うことが好まし
い。
シーブ、五酸化リン、塩化カルシウムなどで脱水する
か、溶媒によっては、不活性ガス中でアルカリ金属共存
下で蒸留して不純物除去及び脱水をも行うことが好まし
い。
【００３６】また、電解液の漏洩を防止するためにゲル
化するゲル化剤としては、電解液の溶媒を吸収して膨潤
するようなポリマーを用いるのが望ましく、ポリエチレ
ンオキサイドやポリビニルアルコール、ポリアクリルア
ミドなどのポリマーが好ましい。
化するゲル化剤としては、電解液の溶媒を吸収して膨潤
するようなポリマーを用いるのが望ましく、ポリエチレ
ンオキサイドやポリビニルアルコール、ポリアクリルア
ミドなどのポリマーが好ましい。
【００３７】集電体 集電体１００、１０３としては、繊維状、多孔状あるい
はメッシュ状のカーボン、ステンレススチール、チタ
ン、ニッケル、銅、アルミニウム、白金、金などが好ま
しい。
はメッシュ状のカーボン、ステンレススチール、チタ
ン、ニッケル、銅、アルミニウム、白金、金などが好ま
しい。
【００３８】（電池の形状及び構造）実際の電池として
は、偏平型や円筒型、直方形型、シート型などの電池の
形状がある。スパイラル構造円筒型では、負極と正極の
間にセパレーターをはさんで巻き電池ケースに収容する
ことによって電極面積を大きくすることができ、充放電
時に大電流を流すことができる。また、直方体型では、
二次電池を収納する機器の収納スペースを有効利用する
ことができる。構造としても、単層式と多層式などの構
造がある。
は、偏平型や円筒型、直方形型、シート型などの電池の
形状がある。スパイラル構造円筒型では、負極と正極の
間にセパレーターをはさんで巻き電池ケースに収容する
ことによって電極面積を大きくすることができ、充放電
時に大電流を流すことができる。また、直方体型では、
二次電池を収納する機器の収納スペースを有効利用する
ことができる。構造としても、単層式と多層式などの構
造がある。
【００３９】図２と図３は、それぞれ、単層式偏平型電
池、スパイラル構造円筒型電池の概略断面図の一例であ
る。図２と図３において、２０１は、負極活物質からな
る負極、２０３は保護皮膜、３０１は水酸基あるいはカ
ルボキシル基を有する化合物によって表面処理を施した
負極、２０２と３０２は負極集電体、３０３は正極集電
体、２０４と３０４は正極活物質からなる正極、２０６
と３０６は負極端子（負極キャップ）、２０７と３０７
は外装缶（正極缶）兼電池ケース、２０８と３０８は電
解液を保持したセパレーター、２１０と３１０は絶縁パ
ッキング、３１１は絶縁板、である。
池、スパイラル構造円筒型電池の概略断面図の一例であ
る。図２と図３において、２０１は、負極活物質からな
る負極、２０３は保護皮膜、３０１は水酸基あるいはカ
ルボキシル基を有する化合物によって表面処理を施した
負極、２０２と３０２は負極集電体、３０３は正極集電
体、２０４と３０４は正極活物質からなる正極、２０６
と３０６は負極端子（負極キャップ）、２０７と３０７
は外装缶（正極缶）兼電池ケース、２０８と３０８は電
解液を保持したセパレーター、２１０と３１０は絶縁パ
ッキング、３１１は絶縁板、である。
【００４０】図２や図３の電池の組立の一例としては、
表面処理を施し、保護皮膜２０３を有する負極２０１、
３０１と正極２０４、３０４でセパレーター２０８、３
０８を挟んで正極缶２０７、３０７に組み込み、電解液
を注入した後、負極キャップ２０６、３０６と絶縁パッ
キング２１０、３１０を組み、かしめて電池を作製す
る。
表面処理を施し、保護皮膜２０３を有する負極２０１、
３０１と正極２０４、３０４でセパレーター２０８、３
０８を挟んで正極缶２０７、３０７に組み込み、電解液
を注入した後、負極キャップ２０６、３０６と絶縁パッ
キング２１０、３１０を組み、かしめて電池を作製す
る。
【００４１】なお、リチウム二次電池の材料の調製、及
び電池の組み立ては、水分が十分除去された乾燥空気
中、あるいは乾燥不活性ガス中で行うのが好ましい。
び電池の組み立ては、水分が十分除去された乾燥空気
中、あるいは乾燥不活性ガス中で行うのが好ましい。
【００４２】電池ケース 電池ケースには、出力端子を兼用する金属材の外装缶の
ほか、プラスチックの樹脂部材であるケースも使用する
ことができる。
ほか、プラスチックの樹脂部材であるケースも使用する
ことができる。
【００４３】実際の電池の外装缶である正極缶２０７、
３０７やキャップである２０６、３０６の材料として
は、ステンレススチール、特にチタンクラッドステンレ
スや銅クラッドステンレス、ニッケルメッキ銅板などが
用いられる。
３０７やキャップである２０６、３０６の材料として
は、ステンレススチール、特にチタンクラッドステンレ
スや銅クラッドステンレス、ニッケルメッキ銅板などが
用いられる。
【００４４】図２と図３では正極缶２０７、３０７が電
池ケース及び出力端子を兼ねているが、電池ケースの材
質としては、ステンレススチール以外にもアルミニウム
などの金属、ポリプロピレンなどのプラスチック、ある
いは金属やガラス繊維とプラスチックの複合材を用いる
ことができる。
池ケース及び出力端子を兼ねているが、電池ケースの材
質としては、ステンレススチール以外にもアルミニウム
などの金属、ポリプロピレンなどのプラスチック、ある
いは金属やガラス繊維とプラスチックの複合材を用いる
ことができる。
【００４５】絶縁パッキング 絶縁パッキング２１０、３１０の材料としては、フッ素
樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスルフォン樹脂、各種ゴム
などが使用できる。
樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスルフォン樹脂、各種ゴム
などが使用できる。
【００４６】封口 封口方法としては、絶縁パッキングなどのガスケットを
用いたかしめ以外にも、接着剤、溶接、半田付け、ガラ
ス封管などの方法が用いることができる。
用いたかしめ以外にも、接着剤、溶接、半田付け、ガラ
ス封管などの方法が用いることができる。
【００４７】絶縁板 電池内の絶縁隔離のために使用する絶縁板３１１の材料
としては、各種有機樹脂材料やセラミックスが用いられ
る。
としては、各種有機樹脂材料やセラミックスが用いられ
る。
【００４８】安全弁 図２と図３には図示されていないが、電池の内圧が高ま
ったときの安全策としては、ゴム、スプリング、金属ボ
ールなどを利用した安全弁を設ける。
ったときの安全策としては、ゴム、スプリング、金属ボ
ールなどを利用した安全弁を設ける。
【００４９】
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
る。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
【００５０】（実施例１）組立が容易な図２の構成の偏
平型のリチウム二次電池を作製した。なお、材料の調製
と組み立ては、乾燥アルゴン中で行った。
平型のリチウム二次電池を作製した。なお、材料の調製
と組み立ては、乾燥アルゴン中で行った。
【００５１】まず、乾燥アルゴンガス雰囲気中で、リチ
ウム金属箔に裏面側からリード付きチタンメッシュの負
極集電体２０２を圧着し、ソルビン酸（２０重量％）と
四フッ化ホウ酸リチウム（２重量％）含有のテトラヒド
ロフラン溶液に浸漬した後、１００℃で乾燥し、紫外線
照射し皮膜を５０００オングストロームに形成して表面
処理を施した負極２０１を調製した。
ウム金属箔に裏面側からリード付きチタンメッシュの負
極集電体２０２を圧着し、ソルビン酸（２０重量％）と
四フッ化ホウ酸リチウム（２重量％）含有のテトラヒド
ロフラン溶液に浸漬した後、１００℃で乾燥し、紫外線
照射し皮膜を５０００オングストロームに形成して表面
処理を施した負極２０１を調製した。
【００５２】正極活物質としては、電解二酸化マンガン
と炭酸リチウムを１：０．４の比率で混合した後、８０
０℃で加熱してリチウム−マンガン酸化物を調製した。
調製したリチウム−マンガン酸化物にケッチェンブラッ
クと粉体フッ素樹脂塗料スーパーコナック（日本油脂
製）を混合した後、ニッケルメッシュに加圧成形し１７
０℃の熱処理をして正極２０４を形成した。
と炭酸リチウムを１：０．４の比率で混合した後、８０
０℃で加熱してリチウム−マンガン酸化物を調製した。
調製したリチウム−マンガン酸化物にケッチェンブラッ
クと粉体フッ素樹脂塗料スーパーコナック（日本油脂
製）を混合した後、ニッケルメッシュに加圧成形し１７
０℃の熱処理をして正極２０４を形成した。
【００５３】セパレーター２０８は、アルミナフィルム
とポリプロピレン不織布をポリプロピレンの微孔セパレ
ーターをサンドイッチしたものを用いた。
とポリプロピレン不織布をポリプロピレンの微孔セパレ
ーターをサンドイッチしたものを用いた。
【００５４】電解液には、プロピレンカーボネート（Ｐ
Ｃ）とジメトキシエタン（ＤＭＥ）の等量混合溶媒に、
四フッ化ホウ酸リチウム塩を１Ｍ（ｍｏ１／１）溶解し
たものを使用した。
Ｃ）とジメトキシエタン（ＤＭＥ）の等量混合溶媒に、
四フッ化ホウ酸リチウム塩を１Ｍ（ｍｏ１／１）溶解し
たものを使用した。
【００５５】組立は、負極２０１と正極２０４の間にセ
パレーター２０８をはさみ、チタンクラッドのステンレ
ス材の正極缶２０７に挿入して、電解液を注入した後、
チタンクラッドのステンレス材の負極キャップ２０６と
フッ素樹脂ゴムの絶縁パッキング２１０で密閉して、リ
チウム二次電池を作製した。
パレーター２０８をはさみ、チタンクラッドのステンレ
ス材の正極缶２０７に挿入して、電解液を注入した後、
チタンクラッドのステンレス材の負極キャップ２０６と
フッ素樹脂ゴムの絶縁パッキング２１０で密閉して、リ
チウム二次電池を作製した。
【００５６】（実施例２）実施例１と同様にして、材料
の調製と組立を乾燥アルゴン中で行い図２の電池を作製
した。
の調製と組立を乾燥アルゴン中で行い図２の電池を作製
した。
【００５７】まず、乾燥アルゴンガス雰囲気中で、リチ
ウム金属箔に裏面側からリード付きチタンメッシュの負
極集電体２０２を圧着し、ｎ−オクチルアルコール（３
０重量％）のテトラヒドロフラン溶液に浸漬した後、１
００℃で乾燥し、紫外線照射し皮膜を１５００オングス
トローム形成して、表面処理を施した負極２０１を調製
した。
ウム金属箔に裏面側からリード付きチタンメッシュの負
極集電体２０２を圧着し、ｎ−オクチルアルコール（３
０重量％）のテトラヒドロフラン溶液に浸漬した後、１
００℃で乾燥し、紫外線照射し皮膜を１５００オングス
トローム形成して、表面処理を施した負極２０１を調製
した。
【００５８】正極活物質としては、電解二酸化マンガン
と炭酸リチウムを１：０．４の比率で混合した後、８０
０℃で加熱してリチウム−マンガン酸化物を調製した。
調製したリチウム−マンガン酸化物にケッチェンブラッ
クと粉体フッ素樹脂塗料スーパーコナック（日本油脂
製）を混合した後、ニッケルメッシュに加圧成形し１７
０℃の熱処理をして正極２０４を形成した。
と炭酸リチウムを１：０．４の比率で混合した後、８０
０℃で加熱してリチウム−マンガン酸化物を調製した。
調製したリチウム−マンガン酸化物にケッチェンブラッ
クと粉体フッ素樹脂塗料スーパーコナック（日本油脂
製）を混合した後、ニッケルメッシュに加圧成形し１７
０℃の熱処理をして正極２０４を形成した。
【００５９】セパレーター２０８は、ポリプロピレン不
織布をポリプロピレンの微孔セパレーターをサンドイッ
チしたものを用いた。
織布をポリプロピレンの微孔セパレーターをサンドイッ
チしたものを用いた。
【００６０】電解液には、プロピレンカーボネート（Ｐ
Ｃ）とジメトキシエタン（ＤＭＥ）の等量混合溶媒に、
四フッ化ホウ酸リチウム塩を１Ｍ（ｍｏ１／１）溶解し
たものを使用し、実施例１と同様の操作で、リチウム二
次電池を作製した。
Ｃ）とジメトキシエタン（ＤＭＥ）の等量混合溶媒に、
四フッ化ホウ酸リチウム塩を１Ｍ（ｍｏ１／１）溶解し
たものを使用し、実施例１と同様の操作で、リチウム二
次電池を作製した。
【００６１】（実施例３）実施例１と同様にして、材料
の調製と組立を乾燥アルゴン中で行い図２の電池を作製
した。
の調製と組立を乾燥アルゴン中で行い図２の電池を作製
した。
【００６２】まず、乾燥アルゴンガス雰囲気中で、リチ
ウム金属箔に裏面側からリード付きチタンメッシュの負
極集電体２０２を圧着し、１，４−ブタンジオール（１
０重量％）とシクロペンタン−１，２−ジオール（１０
重量％）のテトラヒドロフラン溶液に浸漬した後、１０
０℃で乾燥し、紫外線照射し皮膜を２００オングストロ
ーム形成して、リチウム負極２０１を調製した。
ウム金属箔に裏面側からリード付きチタンメッシュの負
極集電体２０２を圧着し、１，４−ブタンジオール（１
０重量％）とシクロペンタン−１，２−ジオール（１０
重量％）のテトラヒドロフラン溶液に浸漬した後、１０
０℃で乾燥し、紫外線照射し皮膜を２００オングストロ
ーム形成して、リチウム負極２０１を調製した。
【００６３】正極活物質としては、電解二酸化マンガン
と炭酸リチウムを１：０．４の比率で混合した後、８０
０℃で加熱してリチウム−マンガン酸化物を調製した。
調製したリチウム−マンガン酸化物にケッチェンブラッ
クとテトラフルオロエチレン粉を混合した後、ニッケル
メッシュに加圧成形し２５０℃の熱処理をして正極２０
４を形成した。
と炭酸リチウムを１：０．４の比率で混合した後、８０
０℃で加熱してリチウム−マンガン酸化物を調製した。
調製したリチウム−マンガン酸化物にケッチェンブラッ
クとテトラフルオロエチレン粉を混合した後、ニッケル
メッシュに加圧成形し２５０℃の熱処理をして正極２０
４を形成した。
【００６４】セパレーター２０８は、ポリプロピレン不
織布をポリプロピレンの微孔セパレーターをサンドイッ
チしたものを用いた。
織布をポリプロピレンの微孔セパレーターをサンドイッ
チしたものを用いた。
【００６５】電解液には、プロピレンカーボネート（Ｐ
Ｃ）とジメトキシエタン（ＤＭＥ）の等量混合溶媒に、
四フッ化ホウ酸リチウム塩を１Ｍ（ｍｏ１／１）溶解し
たものを使用し、実施例１と同様の操作で、リチウム二
次電池を作製した。
Ｃ）とジメトキシエタン（ＤＭＥ）の等量混合溶媒に、
四フッ化ホウ酸リチウム塩を１Ｍ（ｍｏ１／１）溶解し
たものを使用し、実施例１と同様の操作で、リチウム二
次電池を作製した。
【００６６】各皮膜の膜厚は、１０秒〜５分の間で調整
し、それぞれ形成した。
し、それぞれ形成した。
【００６７】上記実施例で作製したリチウム二次電池の
性能を比較評価するために、以下の比較例の電池を作製
した。
性能を比較評価するために、以下の比較例の電池を作製
した。
【００６８】（比較例１）ニッケルメッシュを圧着した
金属リチウム箔をそのまま負極として使用した以外は、
実施例３と同様にしてリチウム二次電池を作製した。
金属リチウム箔をそのまま負極として使用した以外は、
実施例３と同様にしてリチウム二次電池を作製した。
【００６９】（二次電池の性能評価）実施例１、２、３
及び比較例１で作製したリチウム二次電池の性能評価を
以下の条件で充放電サイクル試験を行い、比較例１のリ
チウム二次電池と比較して性能を評価した。
及び比較例１で作製したリチウム二次電池の性能評価を
以下の条件で充放電サイクル試験を行い、比較例１のリ
チウム二次電池と比較して性能を評価した。
【００７０】充放電サイクル試験の条件は、０．２Ｃ
（容量／時間の０．２倍の電流）の充放電、３０分の休
憩時間、１．０Ｖのカットオフ電圧、とした。電池の充
放電装置には、北斗電工製ＨＪ−１０１Ｍ６を使用し
た。なお、充放電サイクル試験は、放電より開始した。
又、電池容量は、３回目の放電量とし、サイクル寿命は
電池容量の６０％を切ったサイクル回数とした。
（容量／時間の０．２倍の電流）の充放電、３０分の休
憩時間、１．０Ｖのカットオフ電圧、とした。電池の充
放電装置には、北斗電工製ＨＪ−１０１Ｍ６を使用し
た。なお、充放電サイクル試験は、放電より開始した。
又、電池容量は、３回目の放電量とし、サイクル寿命は
電池容量の６０％を切ったサイクル回数とした。
【００７１】本発明の実施例１、２、３で作製したリチ
ウム二次電池と比較例１で作製したリチウム二次電池の
サイクル寿命に関する性能の評価結果を、比較例１の電
池の性能を１．０として、表１にまとめて示した。
ウム二次電池と比較例１で作製したリチウム二次電池の
サイクル寿命に関する性能の評価結果を、比較例１の電
池の性能を１．０として、表１にまとめて示した。
【００７２】実施例１、２、３と比較例１を比較した表
１の評価結果より、本発明の構成によるリチウム二次電
池を採用することによって、サイクル寿命が伸びること
がわかった。
１の評価結果より、本発明の構成によるリチウム二次電
池を採用することによって、サイクル寿命が伸びること
がわかった。
【００７３】
【表１】
【００７４】
【発明の効果】本発明によれば、充電時のリチウムのデ
ンドライト成長を抑制して、負極と正極が短絡するのを
抑え、充放電サイクル寿命の長いリチウム二次電池を作
製することが可能となる。さらに、金属リチウムを負極
活物質に使用できるため、エネルギー密度の高い二次電
池を作製することができる。また、表面処理したリチウ
ム箔を使用することで、処理しないものに比べて水分と
の反応性が低下するので、電池の組立工程での、リチウ
ムの取扱いが容易になる。
ンドライト成長を抑制して、負極と正極が短絡するのを
抑え、充放電サイクル寿命の長いリチウム二次電池を作
製することが可能となる。さらに、金属リチウムを負極
活物質に使用できるため、エネルギー密度の高い二次電
池を作製することができる。また、表面処理したリチウ
ム箔を使用することで、処理しないものに比べて水分と
の反応性が低下するので、電池の組立工程での、リチウ
ムの取扱いが容易になる。
【図１】本発明のリチウム二次電池の基本構成図であ
る。
る。
【図２】本発明の偏平型リチウム二次電池の概略断面図
である。
である。
【図３】本発明の円筒型リチウム二次電池の概略断面図
である。
である。
【図４】アルコール及び有機酸の炭素数と、金属リチウ
ムの反応終止時間の対数を表した図である。
ムの反応終止時間の対数を表した図である。
１００、２００、３００ 負極集電体 １０１ 負極 １０２、２０３ 表面処理によって形成されたイオン透
過性の保護皮膜 ２０１、３０１ 表面処理を施した負極 １０３、３０３ 正極集電体 １０４、２０４、３０４ 正極 １０５ 電解質 １０６、２０６、３０６ 負極端子 １０７、２０７、３０７ 正極端子 １０８ セパレーター ２０８、３０８ 電解液を保持したセパレーター １０９ 電池ケース ２１０、３１０ 絶縁パッキング ３１１ 絶縁板
過性の保護皮膜 ２０１、３０１ 表面処理を施した負極 １０３、３０３ 正極集電体 １０４、２０４、３０４ 正極 １０５ 電解質 １０６、２０６、３０６ 負極端子 １０７、２０７、３０７ 正極端子 １０８ セパレーター ２０８、３０８ 電解液を保持したセパレーター １０９ 電池ケース ２１０、３１０ 絶縁パッキング ３１１ 絶縁板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−89075（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−90473（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−130073（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−30178（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−7577（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−329267（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 10/40 H01M 4/02 - 4/04
Claims (9)
- 【請求項１】 リチウムの負極活物質を用いて構成され
る負極と、正極活物質を用いて構成される正極と、前記
正極と前記負極とをセパレーターによって電解質を介し
て分離したリチウム二次電池であって、 少なくとも正極と対向するリチウムの負極表面が、アル
コール、グリコール、カルボン酸から選択される炭素数
が４以上の化合物により処理されて、該表面に皮膜が形
成され、該皮膜が形成された後に前記リチウム二次電池
を構成したことを特徴とするリチウム二次電池。 - 【請求項２】 前記処理した表面が紫外線照射されてい
ることを特徴とする請求項１記載のリチウム二次電池。 - 【請求項３】 前記処理した負極がリチウムの融点以下
で熱処理されていることを特徴とする請求項１記載のリ
チウム二次電池。 - 【請求項４】 前記正極活物質からなる正極の少なくと
も負極と対向する表面がリチウムイオンを透過する皮膜
で被覆されていることを特徴とする請求項１記載のリチ
ウム二次電池。 - 【請求項５】 前記負極活物質がリチウム合金であるこ
とを特徴とする請求項１記載のリチウム二次電池。 - 【請求項６】 リチウムの負極活物質を用いて構成され
る負極と、正極活物質を用いて構成される正極と、をセ
パレーターを介して配置した後、前記負極及び正極間に
電解液を注入するリチウム二次電池の製造方法におい
て、 少なくとも前記正極と対向し、前記負極を構成する表面
を、アルコール、グリコール、カルボン酸から選択され
る炭素数が４以上の化合物を含む溶液中に浸漬させて、
該表面に皮膜を形成する工程と、該皮膜が形成された負極と前記正極とをセパレーターを
介して配置した後、該負極及び正極間に電解液を注入す
る工程と、 を有することを特徴とするリチウム二次電池
の製造方法。 - 【請求項７】 前記皮膜は、膜厚が１０オングストロー
ムから１ミクロンの範囲で形成させる請求項６に記載の
リチウム二次電池の製造方法。 - 【請求項８】 リチウムの負極活物質から構成される負
極、正極活物質から構成される正極及びセパレーターを
夫々形成する工程と、 前記負極の少なくとも正極と対向する表面を水酸基ある
いはカルボキシル基を有する化合物の溶液中に浸漬させ
る工程と、 前記負極の表面を紫外線照射する工程と、 前記負極と前記正極でセパレーターを挟持する工程と、 前記負極と正極でセパレーターを挟持したものに電解液
を注入する工程と、を有することを特徴とするリチウム
二次電池の製造方法。 - 【請求項９】 リチウムの負極活物質から構成される負
極、正極活物質から構成される正極及びセパレーターを
夫々形成する工程と、 前記負極の少なくとも正極と対向する表面を水酸基ある
いはカルボキシル基を有する化合物の溶液中に浸漬させ
る工程と、 前記負極をリチウムの融点以下で熱処理する工程と、 前記負極と前記正極でセパレーターを挟持する工程と、 前記負極と正極でセパレーターを挟持したものに電解液
を注入する工程と、を有することを特徴とするリチウム
二次電池の製造方法。
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| JP10274393A JP3176172B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | リチウム二次電池及びその製造方法 |
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| JP10274393A JP3176172B2 (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | リチウム二次電池及びその製造方法 |
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| JPH06310174A JPH06310174A (ja) | 1994-11-04 |
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| JP (1) | JP3176172B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1993
- 1993-04-28 JP JP10274393A patent/JP3176172B2/ja not_active Expired - Fee Related
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