JP3349362B2 - 非水電解液二次電池の製造方法 - Google Patents
非水電解液二次電池の製造方法Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リチウムを含有放出可
能な正負極をセパレータを介し巻回した渦巻電極体と、
溶質としてリチウム塩を含む非水電解液とを備える非水
電解液二次電池の製造方法に関する。
能な正負極をセパレータを介し巻回した渦巻電極体と、
溶質としてリチウム塩を含む非水電解液とを備える非水
電解液二次電池の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の非水電解液二次電池における従
来の渦巻電極体形成方法としては、例えば、以下の〜
がある。 正極と、リチウムからなっている負極とを、セパレ
ータを介し巻回して、渦巻電極体を形成する。 正極と、リチウムとアルミニウム又は錫とを積層圧
着したものからなっている負極とを、セパレータを介し
巻回して、渦巻電極体を形成する（特開昭６２−２４３
２４７号公報）。 正極と、リチウム−アルミニウム合金又はリチウム
−錫合金からなっている負極とを、セパレータを介し巻
回して、渦巻電極体を形成する。
来の渦巻電極体形成方法としては、例えば、以下の〜
がある。 正極と、リチウムからなっている負極とを、セパレ
ータを介し巻回して、渦巻電極体を形成する。 正極と、リチウムとアルミニウム又は錫とを積層圧
着したものからなっている負極とを、セパレータを介し
巻回して、渦巻電極体を形成する（特開昭６２−２４３
２４７号公報）。 正極と、リチウム−アルミニウム合金又はリチウム
−錫合金からなっている負極とを、セパレータを介し巻
回して、渦巻電極体を形成する。
【０００３】そして、この形成方法〜には、それぞ
れに問題がある。
れに問題がある。
【０００４】まず、（正極と、リチウムからなってい
る負極とを、セパレータを介し巻回して、渦巻電極体を
形成する方法）の場合、問題は、電池の充放電サイクル
特性が悪いということである。そして、この原因は、以
下のとおりである。
る負極とを、セパレータを介し巻回して、渦巻電極体を
形成する方法）の場合、問題は、電池の充放電サイクル
特性が悪いということである。そして、この原因は、以
下のとおりである。
【０００５】電池の放電時に、負極からリチウムがイオ
ンになって溶出し、負極の表面が凹凸状になる。そし
て、電池の充電時に、リチウムが負極の表面の凸状部に
集中的に電析する。それで、電池の充放電の繰り返しに
よって、リチウムが、負極表面上で樹枝状に成長し、正
極と接触して電池が内部短絡するからである。
ンになって溶出し、負極の表面が凹凸状になる。そし
て、電池の充電時に、リチウムが負極の表面の凸状部に
集中的に電析する。それで、電池の充放電の繰り返しに
よって、リチウムが、負極表面上で樹枝状に成長し、正
極と接触して電池が内部短絡するからである。
【０００６】次に、（正極と、リチウムとアルミニウ
ム又は錫とを積層圧着したものからなっている負極と
を、セパレータを介し巻回して、渦巻電極体を形成する
方法）の場合、問題は、これも、電池の充放電サイクル
特性が悪いということである。そして、この原因は、以
下のとおりである。
ム又は錫とを積層圧着したものからなっている負極と
を、セパレータを介し巻回して、渦巻電極体を形成する
方法）の場合、問題は、これも、電池の充放電サイクル
特性が悪いということである。そして、この原因は、以
下のとおりである。
【０００７】負極のリチウムとアルミニウム又は錫と
は、非水電解液の存在下で電気化学的に合金化して、リ
チウム−アルミニウム合金又はリチウム−錫合金にな
る。そして、負極がリチウム−アルミニウム合金又はリ
チウム−錫合金であれば、電池の充電時に、リチウムが
アルミニウム又は錫と合金を形成するように復元するの
で、リチウムの樹枝状成長が抑制される。しかし、この
の方法で形成すれば、リチウムとアルミニウム又は錫
との合金化がスムーズに進行しなかった部分、つまり、
リチウムのままの部分が存在する負極になる。このリチ
ウムのままの部分では、前記と同様、電池の充放電の
繰り返しによって、リチウムが負極表面上で樹枝状に成
長する。このリチウムの樹枝状成長で正負極が短絡する
からである。
は、非水電解液の存在下で電気化学的に合金化して、リ
チウム−アルミニウム合金又はリチウム−錫合金にな
る。そして、負極がリチウム−アルミニウム合金又はリ
チウム−錫合金であれば、電池の充電時に、リチウムが
アルミニウム又は錫と合金を形成するように復元するの
で、リチウムの樹枝状成長が抑制される。しかし、この
の方法で形成すれば、リチウムとアルミニウム又は錫
との合金化がスムーズに進行しなかった部分、つまり、
リチウムのままの部分が存在する負極になる。このリチ
ウムのままの部分では、前記と同様、電池の充放電の
繰り返しによって、リチウムが負極表面上で樹枝状に成
長する。このリチウムの樹枝状成長で正負極が短絡する
からである。
【０００８】最後に、（正極と、リチウム−アルミニ
ウム合金又はリチウム−錫合金からなっている負極と
を、セパレータを介し巻回して、渦巻電極体を形成する
方法）の場合、問題は、渦巻電極体の形成性が悪いとい
うことである。そして、この原因は、以下のとおりであ
る。
ウム合金又はリチウム−錫合金からなっている負極と
を、セパレータを介し巻回して、渦巻電極体を形成する
方法）の場合、問題は、渦巻電極体の形成性が悪いとい
うことである。そして、この原因は、以下のとおりであ
る。
【０００９】リチウムとアルミニウム又は錫とが均一に
合金化した負極を製造するには、前記のようにリチウム
とアルミニウム又は錫とを積層圧着して非水電解液の存
在下で電気化学的に合金化させるのではなく、溶融した
リチウムにアルミニウム粉末又は錫粉末を混合して製造
するのが好ましい。ところが、このようにして製造した
リチウム−アルミニウム合金又はリチウム−錫合金が、
巻回するのに不具合な、硬くて脆く、しかも、薄いシー
ト状にし難いものだからである。
合金化した負極を製造するには、前記のようにリチウム
とアルミニウム又は錫とを積層圧着して非水電解液の存
在下で電気化学的に合金化させるのではなく、溶融した
リチウムにアルミニウム粉末又は錫粉末を混合して製造
するのが好ましい。ところが、このようにして製造した
リチウム−アルミニウム合金又はリチウム−錫合金が、
巻回するのに不具合な、硬くて脆く、しかも、薄いシー
ト状にし難いものだからである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、リチウムを
含有放出可能な正負極をセパレータを介し巻回した渦巻
電極体と、溶質としてリチウム塩を含む非水電解液とを
備える非水電解液二次電池における前記問題を解決しよ
うとするもので、つまり、この種の非水電解液二次電池
を、電池の充放電サイクル特性及び渦巻電極体の形成性
が良い電池にしようとするものである。
含有放出可能な正負極をセパレータを介し巻回した渦巻
電極体と、溶質としてリチウム塩を含む非水電解液とを
備える非水電解液二次電池における前記問題を解決しよ
うとするもので、つまり、この種の非水電解液二次電池
を、電池の充放電サイクル特性及び渦巻電極体の形成性
が良い電池にしようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、リチウムを含
有している正極と、実質的にリチウムを含有していない
アルミニウム又は錫からなっている負極とを、セパレー
タを介し巻回して、渦巻電極体を形成し、渦巻電極体
を、溶質としてリチウム塩を含む非水電解液の存在下
で、充電することを特徴とする。因に、実質的にリチウ
ムを含有していないアルミニウム又は錫とは、リチウム
を含有する量が１重量％以下のアミニウム又は錫のこと
である。
有している正極と、実質的にリチウムを含有していない
アルミニウム又は錫からなっている負極とを、セパレー
タを介し巻回して、渦巻電極体を形成し、渦巻電極体
を、溶質としてリチウム塩を含む非水電解液の存在下
で、充電することを特徴とする。因に、実質的にリチウ
ムを含有していないアルミニウム又は錫とは、リチウム
を含有する量が１重量％以下のアミニウム又は錫のこと
である。
【００１２】尚、渦巻電極体を、溶質としてリチウム塩
を含む非水電解液の存在下で、充電する（実質的には、
電池を充電する）ことによって、正極に含有されている
リチウムが、負極のアルミニウム又は錫と合金化する。
それで、負極が、リチウムを活物質とする電極になる。
を含む非水電解液の存在下で、充電する（実質的には、
電池を充電する）ことによって、正極に含有されている
リチウムが、負極のアルミニウム又は錫と合金化する。
それで、負極が、リチウムを活物質とする電極になる。
【００１３】又、負極が、実質的にリチウムを含有して
いないアルミニウム又は錫からなっている表面層と、リ
チウムと合金化しない金属からなっている芯体層とで構
成されていると好ましい。因に、リチウムと合金化しな
い金属としては、例えば、ステンレス鋼、銅、ニッケ
ル、チタンがある。
いないアルミニウム又は錫からなっている表面層と、リ
チウムと合金化しない金属からなっている芯体層とで構
成されていると好ましい。因に、リチウムと合金化しな
い金属としては、例えば、ステンレス鋼、銅、ニッケ
ル、チタンがある。
【００１４】
【作用】まず、本発明の製造方法で製造される非水電解
液二次電池の充放電サイクル特性が良いことについて言
及する。
液二次電池の充放電サイクル特性が良いことについて言
及する。
【００１５】本発明では、負極を、実質的にリチウムを
含有していないアルミニウム又は錫で構成し、このアル
ミニウム又は錫を、電池の充電によって、正極に含有さ
れているリチウムと合金化させる。従って、本発明で
は、負極のアルミニウム又は錫とリチウムとの合金化が
スムーズに進行する。そして、アルミニウム又は錫とリ
チウムとの合金化がスムーズに進行した負極、つまり、
リチウムのままの部分が存在しない負極であれば、電池
の充電時、リチウムがアルミニウム又は錫と合金を形成
するように復元するので、リチウムの樹枝状成長を抑制
できる。この結果、電池の充放電サイクル特性が良い。
含有していないアルミニウム又は錫で構成し、このアル
ミニウム又は錫を、電池の充電によって、正極に含有さ
れているリチウムと合金化させる。従って、本発明で
は、負極のアルミニウム又は錫とリチウムとの合金化が
スムーズに進行する。そして、アルミニウム又は錫とリ
チウムとの合金化がスムーズに進行した負極、つまり、
リチウムのままの部分が存在しない負極であれば、電池
の充電時、リチウムがアルミニウム又は錫と合金を形成
するように復元するので、リチウムの樹枝状成長を抑制
できる。この結果、電池の充放電サイクル特性が良い。
【００１６】又、アルミニウム又は錫からなっている負
極は、電池の充電時（リチウムとの合金化時）に膨張
し、電池の放電時（リチウム放出時）に収縮する。そし
て、この負極は、電池の充放電の繰り返しで膨張、収縮
を繰り返して、金属疲労する。それで、この負極は、電
池の充放電の繰り返しで金属疲労して、分裂する傾向に
ある。因に、負極が分裂すると、負極全体からの集電が
できなくなり、電池の充放電サイクル特性が劣化する。
そこで、負極を、実質的にリチウムを含有していないア
ルミニウム又は錫からなっている表面層と、リチウムと
合金化しない金属からなっている芯体層とで構成する。
この構成であると、金属疲労でアルミニウム又は錫から
なっている表面層が分裂しても、芯体層が集電体として
作用するので、負極全体からの集電ができる。従って、
この構成、つまり、負極が表面層と芯体層とでなってい
る構成であると、電池の充放電サイクル特性における劣
化を防止できる。尚、芯体層は、リチウムと合金化しな
いので、電池の充放電を繰り返しても、良好に、集電効
果を保持する。
極は、電池の充電時（リチウムとの合金化時）に膨張
し、電池の放電時（リチウム放出時）に収縮する。そし
て、この負極は、電池の充放電の繰り返しで膨張、収縮
を繰り返して、金属疲労する。それで、この負極は、電
池の充放電の繰り返しで金属疲労して、分裂する傾向に
ある。因に、負極が分裂すると、負極全体からの集電が
できなくなり、電池の充放電サイクル特性が劣化する。
そこで、負極を、実質的にリチウムを含有していないア
ルミニウム又は錫からなっている表面層と、リチウムと
合金化しない金属からなっている芯体層とで構成する。
この構成であると、金属疲労でアルミニウム又は錫から
なっている表面層が分裂しても、芯体層が集電体として
作用するので、負極全体からの集電ができる。従って、
この構成、つまり、負極が表面層と芯体層とでなってい
る構成であると、電池の充放電サイクル特性における劣
化を防止できる。尚、芯体層は、リチウムと合金化しな
いので、電池の充放電を繰り返しても、良好に、集電効
果を保持する。
【００１７】次に、本発明の製造方法であると渦巻電極
体の形成性が良いことについて言及する。
体の形成性が良いことについて言及する。
【００１８】本発明では、負極を、実質的にリチウムを
含有していないアルミニウム又は錫で構成する。そし
て、このアルミニウム又は錫は、溶融したリチウムにア
ルミニウム粉末又は錫粉末を混合して製造したリチウム
−アルミニウム合金又はリチウム−錫合金と違い、巻回
するのに充分な、柔軟性及び薄いシート状にすることの
し易さを有するものである。従って、本発明では、渦巻
電極体の形成性が良い。
含有していないアルミニウム又は錫で構成する。そし
て、このアルミニウム又は錫は、溶融したリチウムにア
ルミニウム粉末又は錫粉末を混合して製造したリチウム
−アルミニウム合金又はリチウム−錫合金と違い、巻回
するのに充分な、柔軟性及び薄いシート状にすることの
し易さを有するものである。従って、本発明では、渦巻
電極体の形成性が良い。
【００１９】尚、負極が、実質的にリチウムを含有して
いないアルミニウム又は錫からなっている表面層と、リ
チウムと合金化しない金属からなっている芯体層とで構
成されている場合でも、芯体層が、性能として要求され
ている集電効果を有するものであることは勿論のこと、
巻回性を害しないものであれば、本発明では渦巻電極体
の形成性が良いと言える。
いないアルミニウム又は錫からなっている表面層と、リ
チウムと合金化しない金属からなっている芯体層とで構
成されている場合でも、芯体層が、性能として要求され
ている集電効果を有するものであることは勿論のこと、
巻回性を害しないものであれば、本発明では渦巻電極体
の形成性が良いと言える。
【００２０】因に、芯体層が、ステンレス鋼、銅、ニッ
ケル又はチタンからなっている場合、芯体層は、かなり
薄くても、性能として要求されている集電効果を有す
る。そして、それらからなっている芯体層は、薄くすれ
ば、巻回性を害しない。
ケル又はチタンからなっている場合、芯体層は、かなり
薄くても、性能として要求されている集電効果を有す
る。そして、それらからなっている芯体層は、薄くすれ
ば、巻回性を害しない。
【００２１】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。但し、以下に示す実施例は、本発明の技術思想
を具体化するもので、本発明を限定するものではない。
明する。但し、以下に示す実施例は、本発明の技術思想
を具体化するもので、本発明を限定するものではない。
【００２２】尚、図１は、本発明に係る非水電解液二次
電池の概略構造断面図である。
電池の概略構造断面図である。
【００２３】［実施例１］クリンプ封口の円筒形で、本
発明に係る非水電解液二次電池を製造した。因に、今回
はクリンプ封口の円筒形で本発明に係る非水電解液二次
電池を製造したが、レーザー封口でも角形でも本発明は
適用できる。
発明に係る非水電解液二次電池を製造した。因に、今回
はクリンプ封口の円筒形で本発明に係る非水電解液二次
電池を製造したが、レーザー封口でも角形でも本発明は
適用できる。
【００２４】〔集電板付負極の製造〕厚み０．０１ｍｍ
のステンレス鋼層（芯体層１）を厚み０．０２ｍｍのア
ルミニウム層（表面層２）で挟んだクラッド材を、所定
の大きさに切断して、負極３を製造した。因に、クラッ
ド材とは、熱間圧延又は冷間圧延によって、異種の金属
板を圧延一体化したものである。
のステンレス鋼層（芯体層１）を厚み０．０２ｍｍのア
ルミニウム層（表面層２）で挟んだクラッド材を、所定
の大きさに切断して、負極３を製造した。因に、クラッ
ド材とは、熱間圧延又は冷間圧延によって、異種の金属
板を圧延一体化したものである。
【００２５】その負極３の一部分に、ニッケル薄板から
なる集電板４をスポット溶接した。尚、このスポット溶
接によって、集電板４は、ステンレス鋼層及びアルミニ
ウム層と電気接続している。
なる集電板４をスポット溶接した。尚、このスポット溶
接によって、集電板４は、ステンレス鋼層及びアルミニ
ウム層と電気接続している。
【００２６】そして、負極３の集電板４付近、及び、負
極３から突出する先端部分以外の集電板４の部分を覆う
ように、リチウムの透過を阻止する粘着テープ５を貼り
付けて、集電板付負極を製造した。
極３から突出する先端部分以外の集電板４の部分を覆う
ように、リチウムの透過を阻止する粘着テープ５を貼り
付けて、集電板付負極を製造した。
【００２７】〔集電板付正極の製造〕活物質としてのス
ピネル型リチウム含有マンガン酸化物（ＬｉＭｎ
2Ｏ4）、導電材としてのグラファイト、結着材としての
ポリテトラフルオロエチレン、及び、水を所定の割合で
混合して、適度な粘性を有する正極合剤を製造した。
ピネル型リチウム含有マンガン酸化物（ＬｉＭｎ
2Ｏ4）、導電材としてのグラファイト、結着材としての
ポリテトラフルオロエチレン、及び、水を所定の割合で
混合して、適度な粘性を有する正極合剤を製造した。
【００２８】この正極合剤を、ステンレス製のエキスパ
ンドメタルにコーティングし、ローラで圧延して、正極
圧延板を製造した。
ンドメタルにコーティングし、ローラで圧延して、正極
圧延板を製造した。
【００２９】この正極圧延板を、所定の大きさに切断
し、乾燥処理して、正極６を製造した。
し、乾燥処理して、正極６を製造した。
【００３０】この正極６の合剤層の一部分を剥離して、
エキスパンドメタルを露出させた。
エキスパンドメタルを露出させた。
【００３１】この露出の部分にステンレス薄板からなる
集電板７をスポット溶接して、集電板付正極を製造し
た。
集電板７をスポット溶接して、集電板付正極を製造し
た。
【００３２】〔渦巻電極体の形成〕前記集電板付負極と
前記集電板付正極とを、ポリエチレン製微多孔性薄膜の
セパレータ８を介し巻回して、渦巻電極体９を形成し
た。
前記集電板付正極とを、ポリエチレン製微多孔性薄膜の
セパレータ８を介し巻回して、渦巻電極体９を形成し
た。
【００３３】〔非水電解液の製造〕プロピレンカーボネ
ート（ＰＣ）と、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）
とを体積比１：１となる割合で混合した溶媒に、溶質と
しての過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）を１モル／リ
ットルとなる割合で溶解して、非水電解液を製造した。
ート（ＰＣ）と、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）
とを体積比１：１となる割合で混合した溶媒に、溶質と
しての過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）を１モル／リ
ットルとなる割合で溶解して、非水電解液を製造した。
【００３４】〔非水電解液二次電池の製造〕前記渦巻電
極体９、電池ケース開口側絶縁板１０、及び、電池ケー
ス底側絶縁板１１を、ニッケルメッキを施した鉄製の電
池ケース１２に挿入した。
極体９、電池ケース開口側絶縁板１０、及び、電池ケー
ス底側絶縁板１１を、ニッケルメッキを施した鉄製の電
池ケース１２に挿入した。
【００３５】次に、電池ケース１２の開口部付近に嵌合
用溝１３を形成し、この嵌合用溝１３に、ポリプロピレ
ン製の絶縁ガスケット１４を当てがった。
用溝１３を形成し、この嵌合用溝１３に、ポリプロピレ
ン製の絶縁ガスケット１４を当てがった。
【００３６】そして、負極側の集電板４を、電池ケース
１２の底にスポット溶接し、正極側の集電板７を、ニッ
ケルメッキを施した鉄製の封口板１５にスポット溶接し
た。
１２の底にスポット溶接し、正極側の集電板７を、ニッ
ケルメッキを施した鉄製の封口板１５にスポット溶接し
た。
【００３７】それから、電池ケース１２に前記非水電解
液を注入し、この非水電解液を電極等に充分に浸透させ
た。
液を注入し、この非水電解液を電極等に充分に浸透させ
た。
【００３８】その後、電池ケース１２の開口部付近を封
口板１５にカシメ付けて、非水電解液二次電池を製造し
た。
口板１５にカシメ付けて、非水電解液二次電池を製造し
た。
【００３９】このようにして製造した非水電解液二次電
池（外径：１５ｍｍ；高さ：２７．５ｍｍ）を、本発明
電池Ａ１とする。
池（外径：１５ｍｍ；高さ：２７．５ｍｍ）を、本発明
電池Ａ１とする。
【００４０】［実施例２］集電板付負極の製造におい
て、アルミニウム層が、アルミニウムをステンレス鋼層
にメッキすることによって、ステンレス鋼層と一体化し
ている以外は、本発明電池Ａ１と同様の本発明電池Ａ２
を製造した。
て、アルミニウム層が、アルミニウムをステンレス鋼層
にメッキすることによって、ステンレス鋼層と一体化し
ている以外は、本発明電池Ａ１と同様の本発明電池Ａ２
を製造した。
【００４１】［参考例］ 集電板付負極の製造において、負極３が、クラッド材で
なく、厚み０．０６ｍｍのアルミニウム板である以外
は、本発明電池Ａ１と同様の参考例電池Ａ３を製造し
た。
なく、厚み０．０６ｍｍのアルミニウム板である以外
は、本発明電池Ａ１と同様の参考例電池Ａ３を製造し
た。
【００４２】［比較例１］集電板付負極の製造におい
て、負極３が、クラッド材でなく、集電板４をスポット
溶接した厚み０．０５ｍｍのアルミニウム板を、２枚の
厚み０．１ｍｍのリチウム板で挟み、この２枚のリチウ
ム板を、そのアルミニウム板に圧着したものである以外
は、本発明電池Ａ１と同様の比較電池Ｂ１を製造した。
尚、負極３のリチウム板とアルミニウム板とは、渦巻電
極体９にした後、電池内において、非水電解液の存在下
で電気化学的に合金化させた。
て、負極３が、クラッド材でなく、集電板４をスポット
溶接した厚み０．０５ｍｍのアルミニウム板を、２枚の
厚み０．１ｍｍのリチウム板で挟み、この２枚のリチウ
ム板を、そのアルミニウム板に圧着したものである以外
は、本発明電池Ａ１と同様の比較電池Ｂ１を製造した。
尚、負極３のリチウム板とアルミニウム板とは、渦巻電
極体９にした後、電池内において、非水電解液の存在下
で電気化学的に合金化させた。
【００４３】［比較例２］集電板付負極の製造におい
て、負極３が、クラッド材でなく、溶融したリチウムに
アルミニウム粉末を混合して製造したリチウム−アルミ
ニウム合金板である以外は、本発明電池Ａ１と同様の比
較電池Ｂ２を製造しようとした。ところが、そのリチウ
ム−アルミニウム合金板は、巻回するのに不具合な、硬
くて脆く、しかも、薄いシート状にし難いものであっ
た。それで、そのリチウム−アルミニウム合金板を巻回
する渦巻電極体９の形成が非常に困難であった。これに
より、比較電池Ｂ２の製造を中止した。
て、負極３が、クラッド材でなく、溶融したリチウムに
アルミニウム粉末を混合して製造したリチウム−アルミ
ニウム合金板である以外は、本発明電池Ａ１と同様の比
較電池Ｂ２を製造しようとした。ところが、そのリチウ
ム−アルミニウム合金板は、巻回するのに不具合な、硬
くて脆く、しかも、薄いシート状にし難いものであっ
た。それで、そのリチウム−アルミニウム合金板を巻回
する渦巻電極体９の形成が非常に困難であった。これに
より、比較電池Ｂ２の製造を中止した。
【００４４】［電池の充放電サイクル特性試験］ 前記本発明電池Ａ１、Ａ２、参考例電池Ａ３、及び、比
較電池Ｂ１の充放電サイクル特性試験を行った。尚、充
放電サイクル特性試験は、電池電圧が４．２Ｖになるま
での５０ｍＡ定電流充電と、電池電圧が２．５Ｖになる
までの１００Ω定抵抗放電とを繰り返すものである。そ
して、充放電サイクル特性の評価は、１回目放電時の放
電容量を１００とした場合における１００回目放電時の
放電容量の割合で行うものとする。
較電池Ｂ１の充放電サイクル特性試験を行った。尚、充
放電サイクル特性試験は、電池電圧が４．２Ｖになるま
での５０ｍＡ定電流充電と、電池電圧が２．５Ｖになる
までの１００Ω定抵抗放電とを繰り返すものである。そ
して、充放電サイクル特性の評価は、１回目放電時の放
電容量を１００とした場合における１００回目放電時の
放電容量の割合で行うものとする。
【００４５】この充放電サイクル特性の評価結果を表１
に示す。
に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】表１から、本発明電池Ａ１、Ａ２及び参考
例電池Ａ３の方が、比較電池Ｂ１より、充放電サイクル
特性が良いことが分かる。更に、本発明電池Ａ１、Ａ２
及び参考例電池Ａ３の中では、本発明電池Ａ１及びＡ２
が、参考例電池Ａ３より良いことが分かる。
例電池Ａ３の方が、比較電池Ｂ１より、充放電サイクル
特性が良いことが分かる。更に、本発明電池Ａ１、Ａ２
及び参考例電池Ａ３の中では、本発明電池Ａ１及びＡ２
が、参考例電池Ａ３より良いことが分かる。
【００４８】そして、１００回目放電時の放電容量測定
が終了した本発明電池Ａ１、Ａ２、参考例電池Ａ３及び
比較電池Ｂ１を分解して、それぞれの負極３を調査し
た。この調査結果は、以下のとおりである。
が終了した本発明電池Ａ１、Ａ２、参考例電池Ａ３及び
比較電池Ｂ１を分解して、それぞれの負極３を調査し
た。この調査結果は、以下のとおりである。
【００４９】まず、本発明電池Ａ１及びＡ２（負極３
が、アルミニウムからなっている表面層２と、ステンレ
ス鋼からなっている芯体層１とで構成されている）の場
合、リチウムの樹枝状成長がなく、アルミニウム層に若
干の亀裂及び分裂が見られるものの、負極側の集電板４
とアルミニウム層全体とが、ステンレス鋼層を介して電
気接続していた。
が、アルミニウムからなっている表面層２と、ステンレ
ス鋼からなっている芯体層１とで構成されている）の場
合、リチウムの樹枝状成長がなく、アルミニウム層に若
干の亀裂及び分裂が見られるものの、負極側の集電板４
とアルミニウム層全体とが、ステンレス鋼層を介して電
気接続していた。
【００５０】次に、参考例電池Ａ３（負極３が、アルミ
ニウムからなっている）の場合、リチウムの樹枝状成長
はなかったが、アルミニウム板には多数の亀裂があり、
アルミニウム板の一部分は分裂して負極側の集電板４と
電気接続していなかった。
ニウムからなっている）の場合、リチウムの樹枝状成長
はなかったが、アルミニウム板には多数の亀裂があり、
アルミニウム板の一部分は分裂して負極側の集電板４と
電気接続していなかった。
【００５１】最後に、比較電池Ｂ１（負極３が、アルミ
ニウム板をリチウム板で挟み、リチウム板をアルミニウ
ム板に圧着して、リチウム板とアルミニウム板とを非水
電解液の存在下で電気化学的に合金化させたものであ
る）の場合、リチウムとアルミニウムとの合金化がスム
ーズに進行しなかった部分、つまり、リチウムのままの
部分が見られ、このリチウムのままの部分でリチウムが
樹枝状に成長していた。そして、このリチウムの樹枝状
成長によって、正負極６、３が短絡していた。
ニウム板をリチウム板で挟み、リチウム板をアルミニウ
ム板に圧着して、リチウム板とアルミニウム板とを非水
電解液の存在下で電気化学的に合金化させたものであ
る）の場合、リチウムとアルミニウムとの合金化がスム
ーズに進行しなかった部分、つまり、リチウムのままの
部分が見られ、このリチウムのままの部分でリチウムが
樹枝状に成長していた。そして、このリチウムの樹枝状
成長によって、正負極６、３が短絡していた。
【００５２】因に、今回は、負極３がアルミニウムから
なっている場合で本発明の良好性を示したが、負極３が
錫からなっていても本発明の良好性が得られた。又、負
極３が、表面層２と芯体層１とで構成されているものに
ついては、今回、表面層２がアルミニウムからなってお
り、芯体層１がステンレス鋼からなっている場合で本発
明の良好性を示したが、負極３の表面層２がアルミニウ
ム又は錫からなっており、負極３の芯体層１がステンレ
ス鋼、銅、ニッケル又はチタンからなっていれば、これ
らをどのように組み合わせても、本発明の良好性が得ら
れた。
なっている場合で本発明の良好性を示したが、負極３が
錫からなっていても本発明の良好性が得られた。又、負
極３が、表面層２と芯体層１とで構成されているものに
ついては、今回、表面層２がアルミニウムからなってお
り、芯体層１がステンレス鋼からなっている場合で本発
明の良好性を示したが、負極３の表面層２がアルミニウ
ム又は錫からなっており、負極３の芯体層１がステンレ
ス鋼、銅、ニッケル又はチタンからなっていれば、これ
らをどのように組み合わせても、本発明の良好性が得ら
れた。
【００５３】
【発明の効果】前記作用の欄で述べたことから、本発明
を実施することにより、リチウムを含有放出可能な正負
極をセパレータを介し巻回した渦巻電極体と、溶質とし
てリチウム塩を含む非水電解液とを備える非水電解液二
次電池を、電池の充放電サイクル特性及び渦巻電極体の
形成性が良い電池にできる。
を実施することにより、リチウムを含有放出可能な正負
極をセパレータを介し巻回した渦巻電極体と、溶質とし
てリチウム塩を含む非水電解液とを備える非水電解液二
次電池を、電池の充放電サイクル特性及び渦巻電極体の
形成性が良い電池にできる。
【図１】本発明に係る非水電解液二次電池の概略構造断
面図
面図
１・・芯体層 ２・・表面層 ３・・負極 ６・・正極 ８・・セパレータ ９・・渦巻電極体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山野 淳 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 西谷 隆男 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−234365（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−134969（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−190171（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 10/40 H01M 4/02
Claims (2)
- 【請求項１】 リチウムを含有している正極と、実質的
にリチウムを含有していないアルミニウム又は錫からな
っている負極とを、セパレータを介し巻回して、渦巻電
極体を形成し、前記渦巻電極体を、溶質としてリチウム
塩を含む非水電解液の存在下で、充電することよりなる
非水電解液二次電池の製造方法において、前記負極とし
てアルミニウム又は錫からなる表面層とリチウムと合金
化しない金属からなる芯体層とで構成されたクラッド材
を用いたことを特徴とする非水電解液二次電池の製造方
法。 - 【請求項２】 リチウムを含有している正極と、実質的
にリチウムを含有していないアルミニウム又は錫からな
っている負極とを、セパレータを介し巻回して、渦巻電
極体を形成し、前記渦巻電極体を、溶質としてリチウム
塩を含む非水電解液の存在下で、充電することよりなる
非水電解液二次電池の製造方法において、前記負極とし
てリチウムと合金化しない金属からなる芯体層にアルミ
ニウム又は錫からなる表面層をメッキして一体化された
ものを用いたことを特徴とする非水電解液二次電池の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25965196A JP3349362B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 非水電解液二次電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25965196A JP3349362B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 非水電解液二次電池の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10106628A JPH10106628A (ja) | 1998-04-24 |
| JP3349362B2 true JP3349362B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=17337019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25965196A Expired - Fee Related JP3349362B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 非水電解液二次電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3349362B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100659816B1 (ko) | 2002-04-26 | 2006-12-19 | 미츠이 마이닝 & 스멜팅 콤파니 리미티드 | 비수 전해액 이차전지용 음극 및 그 제조방법 그리고 비수전해액 이차전지 |
| JPWO2014168218A1 (ja) * | 2013-04-11 | 2017-02-16 | 国立大学法人京都大学 | 多価金属二次電池 |
| JP6139776B2 (ja) * | 2014-09-08 | 2017-05-31 | 日立マクセル株式会社 | 非水電解液電池、およびその製造方法 |
| WO2017138361A1 (ja) * | 2016-02-09 | 2017-08-17 | 日立マクセル株式会社 | 非水電解液電池 |
| WO2017154592A1 (ja) * | 2016-03-07 | 2017-09-14 | 日立マクセル株式会社 | 非水電解液電池 |
| JP6465229B1 (ja) * | 2018-02-28 | 2019-02-06 | Tdk株式会社 | 負極集電体、負極及びリチウム二次電池 |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP25965196A patent/JP3349362B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10106628A (ja) | 1998-04-24 |
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