JP4460974B2 - IC tag with non-aqueous electrolyte battery - Google Patents
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Description
本発明は、非水電解質電池を電源として搭載したICタグに関するものである。 The present invention relates to an IC tag equipped with a non-aqueous electrolyte battery as a power source.
従来より、対象物を非接触で識別する自動認識手段としてバーコードを使った認識システムが広く使用されている。バーコードシステムは、被認識媒体が安価で信頼性が高く、国際的に規格が標準化されているなど、使用環境が整っており、広く流通している手段である。しかしながら、バーコードシステムは、被認識媒体に記録できるデータ量が少なく、基本的に読取専用システムであるほか、データの書き換え、修正などができないという欠点がある。 Conventionally, a recognition system using a barcode has been widely used as an automatic recognition means for identifying an object without contact. The barcode system is a widely distributed means that has a well-used environment, such as inexpensive and highly reliable media to be recognized, and internationally standardized standards. However, the barcode system has a drawback that the amount of data that can be recorded on the recognized medium is small, and is basically a read-only system, and data cannot be rewritten or corrected.
そこで、IC技術を利用し、電波信号を受信・発信するIDタグと、そのリーダー・ライターを組み合わせたデータキャリア(RF−ID)自動認識システムが注目されている。このシステムでは、IDタグに内蔵されたICチップはメモリの書き替えが可能で、より大きなデータが記録できるという利点がある。特に、リーダー・ライターとの電磁結合によって、リーダー・ライターから電力が供給され、IDタグに電池を搭載する必要も無く、IDタグは半永久的に使用することができる。 Therefore, an automatic data carrier (RF-ID) recognition system combining an ID tag that receives and transmits a radio wave signal using IC technology and a reader / writer thereof is attracting attention. In this system, the IC chip built in the ID tag has an advantage that the memory can be rewritten and larger data can be recorded. In particular, power is supplied from the reader / writer by electromagnetic coupling with the reader / writer, and there is no need to mount a battery on the ID tag, and the ID tag can be used semipermanently.
しかしながら、上述のシステムにおいて、IDタグとリーダー・ライターとの間でデータの授受を行うとき、電池を搭載しないこのようなシステムでは、これらのIDタグとリーダー・ライターの間の通信距離を長く出来なかった。特に、リーダー・ライターとの電磁結合によって、リーダー・ライターから電力が供給される無電池式のIDタグでは、両者間の距離がある一定の距離以上になると、IDタグの内部回路が起動しないと言う問題があった。 However, in the above system, when data is exchanged between the ID tag and the reader / writer, in such a system not equipped with a battery, the communication distance between the ID tag and the reader / writer can be increased. There wasn't. In particular, in a battery-less ID tag that is supplied with power from a reader / writer by electromagnetic coupling with the reader / writer, the internal circuit of the ID tag must be activated if the distance between the two exceeds a certain distance. There was a problem to say.
そこで、例えば特許文献1に示すように、IDタグに電池を搭載することにより通信距離を拡張することも試みられている。この特許文献1には、中間シートの孔に、正極活物質と電解液含浸セパレータと負極活物質を埋め込み、内面に融着フィルムが貼り合わされたPETフィルム(電極支持シート)を、中間シートの両側に熱融着により一体化した薄型電子機器が開示されている。なお、融着フィルムには、アンテナとICを含む回路及びカーボン電極が形成されている。カーボン電極は、正極活物質と負極活物質の集電を行うと共に、隣り合う電池を直列に接続する役割を果たしている。
特許文献1に記載の薄型電子機器では、電極支持シートとしてPETフィルムと融着フィルムの積層フィルムを使用していることが、電池がマンガン一次電池であるために特に問題にはならないが、電池の高容量化のためにマンガン一次電池の代わりにリチウム電池のような非水電解質電池を使用すると、水分の侵入による容量劣化を生じる。水分による非水電解質電池の容量劣化を防止するために、電極支持シートとしてAl箔のような金属層を含むものを使用することが考えられるが、アンテナの干渉が生じ、電子機器の誤作動を招く恐れがある。 In the thin electronic device described in Patent Document 1, the use of a laminated film of a PET film and a fusion film as an electrode support sheet is not particularly a problem because the battery is a manganese primary battery. When a non-aqueous electrolyte battery such as a lithium battery is used instead of the manganese primary battery for increasing the capacity, capacity deterioration occurs due to intrusion of moisture. In order to prevent the capacity deterioration of the non-aqueous electrolyte battery due to moisture, it is conceivable to use a material containing a metal layer such as an Al foil as the electrode support sheet. There is a risk of inviting.
本発明の目的は、樹脂製容器を用いているにも拘わらず長寿命な非水電解質電池を搭載したICタグを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an IC tag equipped with a non-aqueous electrolyte battery of long life despite using a resin container.
本発明に係る非水電解質電池搭載ICタグは、IC収容部及び電極群収容部を有する樹脂製外装部材と、
前記外装部材の前記IC収容部内に収納されたICチップと、
前記外装部材の前記電極群収容部の内面に形成された正極タブ付き正極集電体と、
前記電極群収容部の内面に前記正極集電体と対向するように形成された負極タブ付き負極集電体と、
前記正極集電体上に形成された正極層と、
前記負極集電体上に形成された負極層と、
前記正極層と前記負極層の間に配置されたセパレータと、
前記電極群収容部に収容された非水電解質とを具備し、
前記負極タブの位置が前記正極タブの位置からずれており、前記正極層の周縁から前記正極集電体が突出し、かつ前記負極層の周縁からは前記負極集電体が突出していることを特徴とするものである。
A non-aqueous electrolyte battery mounted IC tag according to the present invention includes a resin exterior member having an IC housing portion and an electrode group housing portion,
An IC chip housed in the IC housing portion of the exterior member;
A positive electrode current collector with a positive electrode tab formed on the inner surface of the electrode group housing portion of the exterior member;
A negative electrode current collector with a negative electrode tab formed on the inner surface of the electrode group housing portion so as to face the positive electrode current collector;
A positive electrode layer formed on the positive electrode current collector;
A negative electrode layer formed on the negative electrode current collector;
A separator disposed between the positive electrode layer and the negative electrode layer;
A non-aqueous electrolyte housed in the electrode group housing portion,
The position of the negative electrode tab is shifted from the position of the positive electrode tab, the positive electrode current collector protrudes from the periphery of the positive electrode layer, and the negative electrode current collector protrudes from the periphery of the negative electrode layer. It is what.
本発明によれば、樹脂製容器を備えた長寿命な非水電解質電池を搭載したICタグを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an IC tag equipped with long-life non-aqueous electrolyte battery comprising a resin container.
まず、本発明に係る非水電解質電池の一実施形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の非水電解質電池の一実施形態を示す模式的な平面図で、図2は図1の非水電解質電池のII−II線に沿う模式的な断面図で、図3は図1の非水電解質電池の製造工程を説明するための模式図である。 First, an embodiment of a nonaqueous electrolyte battery according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic plan view showing an embodiment of the nonaqueous electrolyte battery of the present invention, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line II-II of the nonaqueous electrolyte battery of FIG. It is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing process of the nonaqueous electrolyte battery of FIG.
2枚の樹脂製シート1a,1bは、それぞれ、例えば熱可塑性樹脂フィルム2と樹脂フィルム3とのラミネートフィルムから形成されている。正極タブ4a付きの正極集電体4は、樹脂製シート1aの熱可塑性樹脂フィルム2面に形成されている。一方、負極タブ5a付きの負極集電体5は、樹脂製シート1bの熱可塑性樹脂フィルム2面に形成されている。負極集電体5の主面は正極集電体4の主面と対向させるが、短絡防止のため、負極タブ5aの位置は正極タブ4aの位置からずらす。正極層6は、正極集電体4の主面に形成されている。正極層6の四辺からは正極集電体4が突出している。一方、負極層7は、負極集電体5の主面に形成されている。負極層7の四辺からは負極集電体5が突出している。セパレータ8は、正極層6と負極層7の間に配置されている。セパレータ8は、四辺ともが正極集電体4及び負極集電体5から突出している。非水電解質(図示しない)は、セパレータ8に保持されている。
The two
樹脂製シート1aの四辺の熱可塑性樹脂フィルム2と、樹脂製シート1bの四辺の熱可塑性樹脂フィルム2とは、その間に正極タブ4aと負極タブ5aを介在させた状態で熱融着されている。これにより、電極群が樹脂製シート1a,1bで形成された容器内に液密に収納されることとなる。
The
以上説明したような構成の非水電解質電池によれば、樹脂製容器の内面に正極集電体及び負極集電体が形成されていると共に、正極層の周縁から正極集電体が突出し、かつ負極層の周縁から負極集電体が突出しているため、正極集電体と負極集電体を水分遮断層として機能させることができる。その結果、樹脂製容器を使用していても長期間に亘って充分な充放電サイクル特性を維持することができる。 According to the nonaqueous electrolyte battery configured as described above, the positive electrode current collector and the negative electrode current collector are formed on the inner surface of the resin container, and the positive electrode current collector projects from the periphery of the positive electrode layer, and Since the negative electrode current collector projects from the periphery of the negative electrode layer, the positive electrode current collector and the negative electrode current collector can function as a moisture blocking layer. As a result, even when a resin container is used, sufficient charge / discharge cycle characteristics can be maintained over a long period of time.
また、セパレータとしてセラミックス粒子を含有するものを使用することによって、製造過程での熱収縮を抑制することができると共に、薄くても高い絶縁性を得ることができるため、非水電解質電池において小型化及び薄型化を図った際の内部短絡発生率を低くすることができ、ICタグのような小型電子機器に好適で、かつ信頼性の高いマイクロバッテリーを実現することが可能となる。 In addition, by using ceramic separators containing ceramic particles, heat shrinkage during the manufacturing process can be suppressed, and high insulation can be obtained even if it is thin. In addition, it is possible to reduce the internal short-circuit occurrence rate when the thickness is reduced, and it is possible to realize a highly reliable microbattery suitable for a small electronic device such as an IC tag.
なお、前述した図1〜図2では、集電体(正極集電体及び負極集電体)及び電極層(正極層及び負極層)の主面の形状が正方形の例を説明したが、これに限らず、例えば、矩形状、円形等にすることが可能である。また、電極層の周縁から集電体が突出していれば、電極層の形状と集電体の形状が異なっていても良い。 In addition, in FIGS. 1 to 2 described above, an example in which the main surfaces of the current collector (positive electrode current collector and negative electrode current collector) and the electrode layer (positive electrode layer and negative electrode layer) are square has been described. For example, a rectangular shape, a circular shape, or the like can be used. Further, as long as the current collector protrudes from the periphery of the electrode layer, the shape of the electrode layer and the shape of the current collector may be different.
前述した図1〜図2では、2枚の樹脂シートを使用して密閉容器を形成する例を説明したが、これに限らず、例えば、1枚の樹脂シートをその熱可塑性樹脂面が内側となるように二つに折り、三辺を熱融着により封止することで密閉容器を構成することも可能である。 In the above-described FIGS. 1 to 2, an example in which a sealed container is formed using two resin sheets is described. However, the present invention is not limited to this, and for example, one resin sheet has a thermoplastic resin surface on the inside. It is also possible to construct a sealed container by folding it in half and sealing the three sides by heat sealing.
以下、正極層、正極集電体、負極層、負極集電体、セパレータ、非水電解質及び樹脂製シートについて説明する。 Hereinafter, the positive electrode layer, the positive electrode current collector, the negative electrode layer, the negative electrode current collector, the separator, the nonaqueous electrolyte, and the resin sheet will be described.
1)正極層
正極層は、正極活物質及び結着剤を含有する。
1) Positive electrode layer The positive electrode layer contains a positive electrode active material and a binder.
正極活物質には、種々の酸化物、硫化物などが挙げられる。例えば、二酸化マンガン(MnO2)、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、リチウムマンガン複合酸化物(例えばLiMn2O4などのLixMn2O4、LiMnO2のようなLixMnO2)、リチウムニッケル複合酸化物(例えばLixNiO2)、リチウムコバルト複合酸化物(例えばLiCoO2などのLixCoO2)、リチウムニッケルコバルト複合酸化物(例えばLiNi0.8Co0.2O2などのLiNi1-yCoyO2)、リチウムマンガンコバルト複合酸化物(例えばLiMnyCo1-yO2)、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物(LixMn2-yNiyO4)、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物(LixFePO4、LixFe1-yMnyPO4、LixCoPO4など)、硫酸鉄(Fe2(SO4)3)、バナジウム酸化物(例えばV2O5)などが挙げられる。 また、ポリアニリンやポリピロールなどの導電性ポリマー材料、ジスルフィド系ポリマー材料、イオウ(S)、フッ化カーボンなどの有機材料および無機材料も挙げられる。より好ましい二次電池用の正極は、電池電圧が高いリチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、リチウムマンガンコバルト複合酸化物、リチウムリン酸鉄などが挙げられる。なお、x,yは0〜1の範囲であることが好ましい。
Examples of the positive electrode active material include various oxides and sulfides. For example, (2 MnO) manganese dioxide, iron oxide, copper oxide, nickel oxide, lithium-manganese composite oxide (e.g., Li x MnO 2, such as Li x Mn 2 O 4, LiMnO 2 , such as LiMn 2 O 4), lithium nickel composite oxide (e.g., Li x NiO 2), (Li x
結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)等を用いることができる。 As the binder, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), ethylene-propylene-diene copolymer (EPDM), styrene-butadiene rubber (SBR), or the like can be used.
正極層には導電剤を含有させても良い。導電剤としては、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛等を挙げることができる。 The positive electrode layer may contain a conductive agent. Examples of the conductive agent include acetylene black, carbon black, and graphite.
正極活物質、導電剤および結着剤の配合割合は、正極活物質80〜95重量%、導電剤3〜20重量%、結着剤2〜7重量%の範囲にすることが好ましい。 The blending ratio of the positive electrode active material, the conductive agent and the binder is preferably in the range of 80 to 95% by weight of the positive electrode active material, 3 to 20% by weight of the conductive agent, and 2 to 7% by weight of the binder.
正極層の厚さは、10〜150μmの範囲にすることが好ましい。ここで、正極層の厚さとは、セパレータと対向する正極層表面と集電体と接する正極層表面との距離を意味する。正極層の厚さを10〜150μmの範囲内にすることによって、大電流放電特性及びサイクル寿命を向上することができる。正極層の厚さは、30〜100μmの範囲内にすることがより好ましい。この範囲にすることによって、大電流放電特性及びサイクル寿命を大幅に向上することができる。 The thickness of the positive electrode layer is preferably in the range of 10 to 150 μm. Here, the thickness of the positive electrode layer means the distance between the surface of the positive electrode layer facing the separator and the surface of the positive electrode layer in contact with the current collector. By setting the thickness of the positive electrode layer within the range of 10 to 150 μm, the large current discharge characteristics and the cycle life can be improved. The thickness of the positive electrode layer is more preferably in the range of 30 to 100 μm. By setting it in this range, the large current discharge characteristics and the cycle life can be greatly improved.
正極層には、接着性を有する高分子が含有されていても良い。接着性を有する高分子は、非水電解質を保持した状態で高い接着性を維持できるものであることが望ましい。さらに、かかる高分子は、リチウムイオン伝導性が高いとなお好ましい。具体的には、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリアクリレート(PMMA)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリ塩化ビニル(PVC)、またはポリエチレンオキサイド(PEO)等を挙げることができる。接着性を有する高分子には、前述した種類の中から選ばれる1種または2種以上を用いることができる。特に、ポリフッ化ビニリデンが好ましい。ポリフッ化ビニリデンは、非水電解質を保持することができ、非水電解質を含むと一部ゲル化を生じるため、イオン伝導度をより向上することができる。 The positive electrode layer may contain an adhesive polymer. The polymer having adhesiveness is desirably one that can maintain high adhesiveness while holding the nonaqueous electrolyte. Furthermore, it is more preferable that such a polymer has high lithium ion conductivity. Specific examples include polyacrylonitrile (PAN), polyacrylate (PMMA), polyvinylidene fluoride (PVdF), polyvinyl chloride (PVC), and polyethylene oxide (PEO). As the polymer having adhesiveness, one or more selected from the above-mentioned types can be used. In particular, polyvinylidene fluoride is preferable. Polyvinylidene fluoride can retain a non-aqueous electrolyte, and if it contains a non-aqueous electrolyte, it partially gels, so that the ionic conductivity can be further improved.
なお、接着性を有する高分子は、後述する負極層やセパレータに含有させても良い。電池に含まれる接着性を有する高分子の総量は、電池容量100mAh当たり0.1〜6mgにすることが好ましい。接着性を有する高分子の総量のより好ましい範囲は、電池容量100mAh当たり0.2〜1mgである。 In addition, you may contain the polymer | macromolecule which has adhesiveness in the negative electrode layer and separator which are mentioned later. The total amount of the polymer having adhesiveness contained in the battery is preferably 0.1 to 6 mg per 100 mAh of battery capacity. A more preferable range of the total amount of the polymer having adhesiveness is 0.2 to 1 mg per 100 mAh of battery capacity.
2)正極集電体
正極集電体は、たとえば、アルミニウム、アルミニウム合金、チタンから形成することができる。集電体は、例えば、樹脂シート上に製膜することにより得られる。製膜手段は、特に限定されないが、例えば、金属粉末の塗布(例えばスクリーン印刷)、蒸着、スパッターなどを採用することができる。
2) Positive electrode current collector The positive electrode current collector can be formed of, for example, aluminum, an aluminum alloy, or titanium. The current collector is obtained, for example, by forming a film on a resin sheet. The film forming means is not particularly limited. For example, metal powder coating (for example, screen printing), vapor deposition, sputtering, or the like can be employed.
集電体の厚さは、5〜20μmの範囲にすることが好ましい。この範囲内であると、正極強度と軽量化のバランスがとれるからである。 The thickness of the current collector is preferably in the range of 5 to 20 μm. This is because within this range, the balance between the positive electrode strength and the weight reduction can be achieved.
3)負極層
負極活物質はリチウムを吸蔵・放出する物質であれば、特に限定されるものではないが、例えば、既知の活物質である炭素質物、合金、酸化物、窒化物、硫化物、炭化物などを列挙することができる。また、過放電時の信頼性の観点から、負極の作動電位が金属リチウムの電位に対して1Vよりも貴となる負極活物質が好ましく、例えば、チタン酸リチウムや硫化鉄を挙げることができる。
3) Negative electrode layer The negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a material that absorbs and releases lithium. For example, carbonaceous materials, alloys, oxides, nitrides, sulfides, which are known active materials, Carbides and the like can be listed. In addition, from the viewpoint of reliability during overdischarge, a negative electrode active material in which the negative electrode operating potential is nobler than 1 V with respect to the lithium metal potential is preferable, and examples include lithium titanate and iron sulfide.
炭素質物としては、黒鉛、コークス、炭素繊維、球状炭素などの黒鉛質材料もしくは炭素質材料、熱硬化性樹脂、等方性ピッチ、メソフェーズピッチ、メソフェーズピッチ系炭素繊維、メソフェーズ小球体など(特に、メソフェーズピッチ系炭素繊維が容量や充放電サイクル特性が高くなり好ましい)に500〜3000℃で熱処理を施すことにより得られる黒鉛質材料または炭素質材料等を挙げることができる。中でも、前記熱処理の温度を2000℃以上にすることにより得られ、(002)面の面間隔d002 が0.34nm以下である黒鉛結晶を有する黒鉛質材料を用いるのが好ましい。このような黒鉛質材料を炭素質物として含む負極を備えた非水電解質二次電池は、電池容量および大電流放電特性を大幅に向上することができる。面間隔d002 は、0.336nm以下であることが更に好ましい。 Examples of carbonaceous materials include graphite materials such as graphite, coke, carbon fiber, and spherical carbon, or carbonaceous materials, thermosetting resins, isotropic pitches, mesophase pitches, mesophase pitch-based carbon fibers, mesophase microspheres, etc. A mesophase pitch-based carbon fiber is preferable because the capacity and charge / discharge cycle characteristics are increased), and a graphite material or a carbonaceous material obtained by heat treatment at 500 to 3000 ° C. can be used. Among them, it is preferable to use a graphitic material having graphite crystals obtained by setting the temperature of the heat treatment to 2000 ° C. or more and having a (002) plane spacing d 002 of 0.34 nm or less. A nonaqueous electrolyte secondary battery including a negative electrode containing such a graphite material as a carbonaceous material can greatly improve battery capacity and large current discharge characteristics. Plane spacing d 002 is more preferably at most 0.336 nm.
合金としては、例えば、リチウムアルミニウム合金、リチウムスズ合金、リチウム鉛合金、リチウムケイ素合金などのリチウム合金等を挙げることができる。 Examples of the alloy include lithium alloys such as a lithium aluminum alloy, a lithium tin alloy, a lithium lead alloy, and a lithium silicon alloy.
酸化物としては、例えば、スズ酸化物、ケイ素酸化物、リチウムチタン酸化物、ニオブ酸化物、タングステン酸化物などの金属酸化物等を挙げることができる。 Examples of the oxide include metal oxides such as tin oxide, silicon oxide, lithium titanium oxide, niobium oxide, and tungsten oxide.
窒化物としては、例えば、リチウムコバルト窒化物、リチウム鉄窒化物、リチウムマンガン窒化物等の金属窒化物などを挙げることができる。 Examples of the nitride include metal nitrides such as lithium cobalt nitride, lithium iron nitride, and lithium manganese nitride.
硫化物としては、例えば、スズ硫化物、チタン硫化物等の金属硫化物などを挙げることができる。 Examples of the sulfide include metal sulfides such as tin sulfide and titanium sulfide.
負極活物質は、平均粒子径が0.1〜10μmであることが好ましい。0.1μmより小さいと、集電性能を確保するために導電剤の量を増やす必要があり、実効的な負極容量が低下する恐れがある。また、製造上の作業性が格段に低下する。一方、10μmを越えると集電性能が低下する可能性がある。 The negative electrode active material preferably has an average particle size of 0.1 to 10 μm. If it is smaller than 0.1 μm, it is necessary to increase the amount of the conductive agent in order to ensure the current collecting performance, and the effective negative electrode capacity may be reduced. In addition, workability in manufacturing is greatly reduced. On the other hand, if it exceeds 10 μm, the current collecting performance may be lowered.
負極活物質は、比表面積が5m2/g以上、100m2/g以下であることが好ましい。比表面積が5m2/gを下回ると集電性能が低下する恐れがある。一方、比表面積が100m2/gを超えると導電剤の量を増やす必要があり、実効的な負極容量が低下する恐れがある。また、製造上の作業性が格段に低下する。 The negative electrode active material preferably has a specific surface area of 5 m 2 / g or more and 100 m 2 / g or less. If the specific surface area is less than 5 m 2 / g, the current collecting performance may be lowered. On the other hand, if the specific surface area exceeds 100 m 2 / g, it is necessary to increase the amount of the conductive agent, which may reduce the effective negative electrode capacity. In addition, workability in manufacturing is greatly reduced.
負極層には結着剤を含有させることができる。結着剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)、スチレン−プタジエンゴム(SBR)、カルボキシメチルセルロース(CMC)等を用いることができる。 The negative electrode layer can contain a binder. As the binder, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), ethylene-propylene-diene copolymer (EPDM), styrene-butadiene rubber (SBR), carboxymethylcellulose (CMC), or the like is used. be able to.
負極層には導電剤を含有させることができる。導電剤としては、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛等を挙げることができる。 The negative electrode layer can contain a conductive agent. Examples of the conductive agent include acetylene black, carbon black, and graphite.
負極活物質、導電剤及び結着剤の配合比は、負極活物質70〜96重量%、導電剤2〜28重量%、結着剤2〜28重量%の範囲にすることが好ましい。導電剤量が2重量%未満であると、集電性が欠如して大電流特性が低下する恐れがある。また、結着剤量が2重量%未満であると、合剤層と集電体の結着性が欠如してサイクル性能が低下する可能性がある。一方、高容量化の観点から、導電剤および結着剤量は各々28重量%以下であることが好ましい。 The mixing ratio of the negative electrode active material, the conductive agent and the binder is preferably in the range of 70 to 96% by weight of the negative electrode active material, 2 to 28% by weight of the conductive agent, and 2 to 28% by weight of the binder. If the amount of the conductive agent is less than 2% by weight, there is a possibility that the current collecting property is lacking and the large current characteristic is deteriorated. Further, if the amount of the binder is less than 2% by weight, the binding performance between the mixture layer and the current collector is lacking, and the cycle performance may be deteriorated. On the other hand, from the viewpoint of increasing the capacity, the amount of the conductive agent and the binder is preferably 28% by weight or less.
負極活物質として炭素質物を使用する際には、炭素質物及び結着剤の配合割合は、炭素質物90〜98重量%、結着剤2〜10重量%の範囲であることが好ましい。特に、炭素質物は負極を作製した状態で片面で10〜70g/cm2の範囲にすることが好ましい。また、充填密度は、1.2〜1.5g/cm3 の範囲にすることが好ましい。 When a carbonaceous material is used as the negative electrode active material, the blending ratio of the carbonaceous material and the binder is preferably in the range of 90 to 98% by weight of the carbonaceous material and 2 to 10% by weight of the binder. In particular, the carbonaceous material is preferably in the range of 10 to 70 g / cm 2 on one side in a state where the negative electrode is produced. The packing density is preferably in the range of 1.2 to 1.5 g / cm 3 .
負極層の厚さは、10〜150μmの範囲にすることが好ましい。ここで、負極層の厚さとは、セパレータと対向する負極層表面と集電体と接する負極層表面との距離を意味する。負極層の厚さを10〜150μmの範囲内にすることによって、大電流放電特性及びサイクル寿命を向上することができる。負極層の厚さは、30〜100μmの範囲内にすることがより好ましい。この範囲にすることによって、大電流放電特性及びサイクル寿命を大幅に向上することができる。 The thickness of the negative electrode layer is preferably in the range of 10 to 150 μm. Here, the thickness of the negative electrode layer means the distance between the surface of the negative electrode layer facing the separator and the surface of the negative electrode layer in contact with the current collector. By setting the thickness of the negative electrode layer within the range of 10 to 150 μm, the large current discharge characteristics and the cycle life can be improved. The thickness of the negative electrode layer is more preferably in the range of 30 to 100 μm. By setting it in this range, the large current discharge characteristics and the cycle life can be greatly improved.
4)負極集電体
負極集電体は、たとえば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、あるいはニッケルから形成することができる。過放電時の信頼性の観点からは、負極集電体はアルミニウムあるいはアルミニウム合金であることが好ましい。集電体は、例えば、樹脂製シート上に製膜することにより得られる。製膜手段は、特に限定されないが、例えば、金属粉末の塗布(例えばスクリーン印刷)、蒸着、スパッターなどを採用することができる。
4) Negative electrode current collector The negative electrode current collector can be formed of, for example, copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, or nickel. From the viewpoint of reliability during overdischarge, the negative electrode current collector is preferably aluminum or an aluminum alloy. The current collector is obtained, for example, by forming a film on a resin sheet. The film forming means is not particularly limited. For example, metal powder coating (for example, screen printing), vapor deposition, sputtering, or the like can be employed.
集電体の厚さは、5〜20μmの範囲にすることが好ましい。この範囲内であると、負極強度と軽量化のバランスがとれるからである。 The thickness of the current collector is preferably in the range of 5 to 20 μm. This is because the negative electrode strength and weight reduction can be balanced within this range.
5)セパレータ
セパレータには多孔質セパレータを用いる。
5) Separator A porous separator is used as the separator.
多孔質セパレータとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、またはポリフッ化ビニリデン(PVdF)を含む多孔質フィルム、合成樹脂製不織布、セラミックス微粒子(例えばSiO2、Al2O3など)のような絶縁性粒子含有の多孔質薄膜等を挙げることができる。セラミックス粒子を含有する多孔質薄膜は、例えば、セラミックス粒子を結着剤で製膜することにより得られる。 Examples of the porous separator include insulating films such as a porous film containing polyethylene, polypropylene, cellulose, or polyvinylidene fluoride (PVdF), a nonwoven fabric made of synthetic resin, and ceramic fine particles (eg, SiO 2 , Al 2 O 3, etc.). Examples thereof include a porous thin film containing particles. A porous thin film containing ceramic particles can be obtained, for example, by forming ceramic particles with a binder.
セパレータ中のセラミックス粒子の含有量は、70重量%以上、96重量%以下にすることが望ましい。これは以下に説明する理由によるものである。セラミックス粒子の含有量を70重量%未満にすると、セパレータを薄くし、かつ小面積にした際の内部短絡発生率を低減する効果を得られない恐れがある。一方、セラミックス粒子の含有量が96重量%を超えると、リチウムイオン透過性の低下あるいは非水電解質保持量の低下を招く恐れがある。含有量のさらに好ましい範囲は、80重量%以上、95重量%以下である。 The ceramic particle content in the separator is desirably 70% by weight or more and 96% by weight or less. This is due to the reason explained below. If the content of the ceramic particles is less than 70% by weight, there is a possibility that the effect of reducing the internal short-circuit occurrence rate when the separator is thinned and has a small area may not be obtained. On the other hand, when the content of the ceramic particles exceeds 96% by weight, the lithium ion permeability may be lowered or the nonaqueous electrolyte holding amount may be lowered. A more preferable range of the content is 80% by weight or more and 95% by weight or less.
セパレータの厚さは、5〜30μmの範囲にすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。セパレータの厚さが厚くなるほど、孔閉塞後の電池抵抗が高くなるため、電池機能を速やかに停止させることができる。しかしながら、厚さが30μmを越えると、二次電池の重量エネルギー密度ならびに体積エネルギー密度が低くなる恐れがある。厚さの上限値は、25μmにすることがより好ましく、また、下限値は10μmにすることがより好ましい。 The thickness of the separator is preferably in the range of 5 to 30 μm. This is due to the following reason. As the thickness of the separator increases, the battery resistance after the hole is closed increases, so that the battery function can be quickly stopped. However, if the thickness exceeds 30 μm, the weight energy density and volume energy density of the secondary battery may be lowered. The upper limit value of the thickness is more preferably 25 μm, and the lower limit value is more preferably 10 μm.
セパレータは、空気透過率が600秒/100cm3 以下であることが好ましい。空気透過率は、100cm3の空気がセパレータを透過するのに要した時間(秒)を意味する。空気透過率が600秒/100cm3 を越えると、セパレータにおいて高いリチウムイオン移動度を得ることが困難になる恐れがある。また、空気透過率の下限値は、100秒/100cm3 にすることが好ましい。空気透過率を100秒/100cm3 未満にすると、十分なセパレータ強度を得られなくなる恐れがあると共に、孔閉塞開始温度が高くなる可能性がある。空気透過率の上限値は500秒/100cm3 にすることがより好ましく、更に好ましい上限値は400秒/100cm3 である。また、下限値は150秒/100cm3 にすることがより好ましい。 The separator preferably has an air permeability of 600 seconds / 100 cm 3 or less. The air permeability means time (seconds) required for 100 cm 3 of air to pass through the separator. If the air permeability exceeds 600 seconds / 100 cm 3 , it may be difficult to obtain high lithium ion mobility in the separator. Further, the lower limit value of the air permeability is preferably 100 seconds / 100 cm 3 . When the air permeability is less than 100 seconds / 100 cm 3 , there is a possibility that sufficient separator strength cannot be obtained and the hole closing start temperature may be increased. The upper limit value of the air permeability is more preferably 500 seconds / 100 cm 3, and a more preferable upper limit value is 400 seconds / 100 cm 3 . The lower limit is more preferably 150 seconds / 100 cm 3 .
セパレータは、多孔度が30〜60%の範囲であることが好ましい。これは次のような理由によるものである。多孔度を30%未満にすると、セパレータにおいて高い電解液保持性を得ることが困難になる恐れがある。一方、多孔度が60%を越えると、十分なセパレータ強度を得られなくなる恐れがある。多孔度のより好ましい範囲は、35〜50%である。 The separator preferably has a porosity in the range of 30 to 60%. This is due to the following reason. If the porosity is less than 30%, it may be difficult to obtain high electrolyte retention in the separator. On the other hand, if the porosity exceeds 60%, sufficient separator strength may not be obtained. A more preferable range of the porosity is 35 to 50%.
6)非水電解質
非水電解質としては、液体状のものを使用することができる。液状非水電解質としては、例えば、有機溶媒に電解質が溶解されたものや、リチウムイオンを含有した常温溶融塩を含むものなどを挙げることができる。
6) Non-aqueous electrolyte As the non-aqueous electrolyte, a liquid one can be used. Examples of the liquid non-aqueous electrolyte include those in which an electrolyte is dissolved in an organic solvent and those containing a room temperature molten salt containing lithium ions.
(6−1)有機溶媒に電解質が溶解された非水電解液
有機溶媒としては、非水電解質電池の溶媒として公知の有機溶媒を用いることができ、特に限定はされないが、例えば、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ビニレンカーボネート(VC)などの環状カーボネート、ジメチルカーボネート(DMC)、メチルエチルカーボネート(MEC)、ジエチルカーボネート(DEC)などの鎖状カーボネート、テトラヒドロフラン(THF)、2メチルテトラヒドロフラン(2MeTHF)などの環状エーテル、ジメトキシエタン(DME)などの鎖状エーテル、γ−ブチロラクトン(BL)、アセトニトリル(AN)、スルホラン(SL)等を挙げることができる。これらの有機溶媒は、単独または2種以上の混合物の形態で用いることができる。
(6-1) Non-aqueous electrolyte solution in which electrolyte is dissolved in organic solvent As the organic solvent, a known organic solvent can be used as a solvent for the non-aqueous electrolyte battery. EC), cyclic carbonates such as propylene carbonate (PC) and vinylene carbonate (VC), chain carbonates such as dimethyl carbonate (DMC), methyl ethyl carbonate (MEC) and diethyl carbonate (DEC), tetrahydrofuran (THF), 2-methyl Examples include cyclic ethers such as tetrahydrofuran (2MeTHF), chain ethers such as dimethoxyethane (DME), γ-butyrolactone (BL), acetonitrile (AN), sulfolane (SL), and the like. These organic solvents can be used alone or in the form of a mixture of two or more.
中でも、プロピレンカーボネート(PC)および/またはエチレンカーボネート(EC)からなる第1の溶媒と、PCやECより低粘度である1種以上の非水溶媒(以下第2の溶媒と称す)との混合溶媒を主体とする非水溶媒を用いることが好ましい。混合溶媒中の第1の溶媒の配合量は、体積比率で10〜80%であることが好ましい。より好ましい第1の溶媒の配合量は体積比率で20〜75%である。 Among them, mixing of a first solvent composed of propylene carbonate (PC) and / or ethylene carbonate (EC) and one or more non-aqueous solvents (hereinafter referred to as second solvents) having a lower viscosity than PC and EC. It is preferable to use a non-aqueous solvent mainly composed of a solvent. The blending amount of the first solvent in the mixed solvent is preferably 10 to 80% by volume ratio. A more preferable amount of the first solvent is 20 to 75% by volume.
第2の溶媒としては、例えば、鎖状カーボネート、プロピオン酸エチル、プロピオン酸メチル、γ−ブチロラクトン(γ−BL)、アセトニトリル(AN)、酢酸エチル(EA)、トルエン、キシレン、酢酸メチル(MA)などが挙げられる。これらの第2の溶媒は、単独または2種以上の混合物の形態で用いることができる。中でも、鎖状カーボネートが好ましい。また、第2の溶媒はドナー数が16.5以下であることがより好ましい。 Examples of the second solvent include chain carbonate, ethyl propionate, methyl propionate, γ-butyrolactone (γ-BL), acetonitrile (AN), ethyl acetate (EA), toluene, xylene, and methyl acetate (MA). Etc. These second solvents can be used alone or in the form of a mixture of two or more. Among these, chain carbonate is preferable. The second solvent preferably has a donor number of 16.5 or less.
第2の溶媒の粘度は、25℃において28mp以下であることが好ましい。 The viscosity of the second solvent is preferably 28 mp or less at 25 ° C.
電解質としては、例えば、過塩素酸リチウム(LiClO4 )、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6 )、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4 )、六フッ化砒素リチウム(LiAsF6 )、トリフルオロメタスルホン酸リチウム(LiCF3SO3)、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム[LiN(CF3SO2)2]などのリチウム塩が挙げられる。中でもLiPF6 、LiBF4を用いるのが好ましい。 Examples of the electrolyte include lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium hexafluoroarsenide (LiAsF 6 ), and trifluorometa. Examples thereof include lithium salts such as lithium sulfonate (LiCF 3 SO 3 ) and lithium bistrifluoromethylsulfonylimide [LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ]. Of these, LiPF 6 and LiBF 4 are preferably used.
電解質の有機溶媒に対する溶解量は、0.5〜2mol/Lとすることが望ましい。 The amount of electrolyte dissolved in the organic solvent is desirably 0.5 to 2 mol / L.
特に好ましい液状非水電解質は、γ−ブチロラクトン(BL)を含む混合非水溶媒に電解質(例えば、リチウム塩)を溶解したもので、かつBLの組成比率が混合非水溶媒全体の40体積%以上、95体積%以下のものである。 A particularly preferred liquid non-aqueous electrolyte is one in which an electrolyte (for example, lithium salt) is dissolved in a mixed non-aqueous solvent containing γ-butyrolactone (BL), and the BL composition ratio is 40% by volume or more of the entire mixed non-aqueous solvent. 95% by volume or less.
前記混合非水溶媒では、BLの組成比率を最も多くすることが好ましい。比率が40体積%未満であると、高温時にガスが発生し易くなる。また、混合非水溶媒がBL及び環状カーボネートを含むものである場合、環状カーボネートの比率が相対的に高くなるため、溶媒粘度が著しく高くなる恐れがある。溶媒粘度が上昇すると、液状非水電解質の導電率及び浸透性が低下するため、充放電サイクル特性、大電流放電特性及び−20℃付近の低温環境下での放電特性が低下する。一方、比率が95体積%を越えると、負極とBLとの反応が生じやすくなるため、充放電サイクル特性が低下する恐れがある。すなわち、負極(例えば、リチウムイオンを吸蔵放出する炭素質物を含むもの)とBLとが反応して液状非水電解質の還元分解が生じると、負極の表面に充放電反応を阻害する被膜が形成される。その結果、負極において電流集中が生じやすくなるため、負極表面にリチウム金属が析出したり、あるいは負極界面のインピーダンスが高くなり、負極の充放電効率が低下し、充放電サイクル特性の低下を招く。より好ましい範囲は、60体積%以上、90体積%以下である。この範囲にすることによって、高温貯蔵時のガス発生を抑制する効果をより高くすることができると共に、−20℃付近の低温環境下での放電容量をより向上することができる。更に好ましい範囲は75体積%以上、90体積%以下である。 In the mixed non-aqueous solvent, it is preferable that the BL composition ratio is maximized. If the ratio is less than 40% by volume, gas tends to be generated at high temperatures. In addition, when the mixed non-aqueous solvent contains BL and cyclic carbonate, the ratio of the cyclic carbonate becomes relatively high, and thus the solvent viscosity may be remarkably increased. When the solvent viscosity increases, the conductivity and permeability of the liquid non-aqueous electrolyte decrease, so that the charge / discharge cycle characteristics, the large current discharge characteristics, and the discharge characteristics under a low temperature environment around −20 ° C. decrease. On the other hand, if the ratio exceeds 95% by volume, the reaction between the negative electrode and BL tends to occur, and the charge / discharge cycle characteristics may deteriorate. That is, when the negative electrode (for example, containing a carbonaceous material that occludes and releases lithium ions) reacts with BL to cause reductive decomposition of the liquid nonaqueous electrolyte, a coating that inhibits the charge / discharge reaction is formed on the surface of the negative electrode. The As a result, current concentration tends to occur in the negative electrode, so that lithium metal is deposited on the negative electrode surface, or the impedance of the negative electrode interface increases, the charge / discharge efficiency of the negative electrode decreases, and charge / discharge cycle characteristics are deteriorated. A more preferable range is 60% by volume or more and 90% by volume or less. By setting it within this range, it is possible to further increase the effect of suppressing gas generation during high-temperature storage, and to further improve the discharge capacity in a low temperature environment around −20 ° C. A more preferable range is 75% by volume or more and 90% by volume or less.
BLと混合される溶媒としては、環状カーボネートが負極の充放電効率を高める点で望ましい。環状カーボネートとしては、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ビニレンカーボネート(VC)、トリフロロプロピレンカーボネート(TFPC)等が望ましい。特に、BLと混合される溶媒としてECを用いると、充放電サイクル特性と大電流放電特性を大幅に向上することができる。 As a solvent mixed with BL, a cyclic carbonate is desirable in terms of increasing the charge / discharge efficiency of the negative electrode. As the cyclic carbonate, propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), vinylene carbonate (VC), trifluoropropylene carbonate (TFPC) and the like are desirable. In particular, when EC is used as a solvent mixed with BL, charge / discharge cycle characteristics and large current discharge characteristics can be significantly improved.
また、BLと混合する他の溶媒としては、PC、VC、TFPC、ジエチルカーボネート(DEC)、メチルエチルカーボネート(MEC)及び芳香族化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種からなる第3溶媒とECとの混合溶媒であると、充放電サイクル特性を高める点で望ましい。 Moreover, as another solvent mixed with BL, a third solvent consisting of at least one selected from the group consisting of PC, VC, TFPC, diethyl carbonate (DEC), methyl ethyl carbonate (MEC), and an aromatic compound, and EC The mixed solvent is desirable in terms of enhancing the charge / discharge cycle characteristics.
さらに溶媒粘度を低下させる観点から低粘度溶媒を20体積%以下含んでもよい。低粘度溶媒としては例えば鎖状カーボネート、鎖状エーテル、環状エーテル等が挙げられる。 Further, from the viewpoint of lowering the solvent viscosity, a low viscosity solvent may be contained in an amount of 20% by volume or less. Examples of the low viscosity solvent include chain carbonates, chain ethers, cyclic ethers and the like.
有機溶媒のより好ましい組成は、BLとEC、BLとPC、BLとECとDEC、BLとECとMEC、BLとECとMECとVC、BLとECとVC、BLとPCとVC、あるいはBLとECとPCとVCである。このとき、ECの体積比率は5〜40体積%とすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。ECの比率を5体積%未満にすると、負極表面を保護膜で緻密に覆うことが困難になる恐れがあるため、負極とBLとの反応が生じ、充放電サイクル特性を十分に改善することが困難になる可能性がある。一方、ECの比率が40体積%を超えると、液状非水電解質の粘度が高くなってイオン伝導度が低下する恐れがあるため、充放電サイクル特性、大電流放電特性及び低温放電特性を十分に改善することが困難になる可能性がある。ECの比率の更に好ましい範囲は、10〜35体積%である。また、DEC、MEC及びVCから選ばれる少なくとも1種類からなる溶媒の比率は、0.5〜10体積%の範囲内にすることが好ましい。 More preferable composition of the organic solvent is BL and EC, BL and PC, BL and EC and DEC, BL and EC and MEC, BL and EC and MEC and VC, BL and EC and VC, BL and PC and VC, or BL EC, PC, and VC. At this time, the volume ratio of EC is preferably 5 to 40% by volume. This is due to the following reason. If the EC ratio is less than 5% by volume, it may be difficult to cover the negative electrode surface densely with a protective film, so that the reaction between the negative electrode and BL occurs, and the charge / discharge cycle characteristics can be sufficiently improved. It can be difficult. On the other hand, if the EC ratio exceeds 40% by volume, the viscosity of the liquid non-aqueous electrolyte is increased and the ionic conductivity may be lowered. Therefore, sufficient charge / discharge cycle characteristics, large current discharge characteristics, and low temperature discharge characteristics are sufficiently obtained. It can be difficult to improve. A more preferable range of the EC ratio is 10 to 35% by volume. Moreover, it is preferable to make the ratio of the solvent which consists of at least 1 type chosen from DEC, MEC, and VC in the range of 0.5-10 volume%.
電解質としては、前述したのと同様なものを挙げることができる。中でも、LiPF6 かあるいはLiBF4 を用いるのが好ましい。 Examples of the electrolyte include the same ones as described above. Among them, it is preferable to use LiPF 6 or LiBF 4 .
電解質の有機溶媒に対する溶解量は、0.5〜2mol/Lとすることが望ましい。 The amount of electrolyte dissolved in the organic solvent is desirably 0.5 to 2 mol / L.
γ−BLを含む液状非水電解質には、セパレータとの塗れ性を良くするために、トリオクチルフォスフェートなどの界面活性剤を0.1〜1%の範囲で添加しても良い。 To the liquid non-aqueous electrolyte containing γ-BL, a surfactant such as trioctyl phosphate may be added in the range of 0.1 to 1% in order to improve the paintability with the separator.
液状非水電解質の量は、電池単位容量100mAh当たり0.2〜0.6gにすることが好ましい。これは次のような理由によるものである。液状非水電解質量を0.2g/100mAh未満にすると、正極と負極のイオン伝導度を十分に保つことができなくなる恐れがある。一方、液状非水電解質量が0.6g/100mAhを越えると、電解質が多量になるため、熱融着による封止が困難になる恐れがある。液状非水電解質量のより好ましい範囲は、0.4〜0.55g/100mAhである。 The amount of the liquid non-aqueous electrolyte is preferably 0.2 to 0.6 g per 100 mAh of battery unit capacity. This is due to the following reason. If the liquid nonaqueous electrolytic mass is less than 0.2 g / 100 mAh, the ionic conductivity of the positive electrode and the negative electrode may not be sufficiently maintained. On the other hand, if the liquid non-aqueous electrolytic mass exceeds 0.6 g / 100 mAh, the amount of electrolyte increases, and sealing by heat sealing may be difficult. A more preferable range of the liquid nonaqueous electrolytic mass is 0.4 to 0.55 g / 100 mAh.
(6−2)
また、非水電解質として、リチウムイオンを含有した常温溶融塩を用いることができる。
(6-2)
Moreover, a room temperature molten salt containing lithium ions can be used as the non-aqueous electrolyte.
常温溶融塩とは、常温において少なくとも一部が液状を呈する塩をいい、常温とは電源が通常作動すると想定される温度範囲をいう。電源が通常作動すると想定される温度範囲とは、上限が120℃程度、場合によっては60℃程度であり、下限は−40℃程度、場合によっては−20℃程度である。 The room temperature molten salt refers to a salt that is at least partially in a liquid state at room temperature, and the room temperature refers to a temperature range in which a power supply is assumed to normally operate. The temperature range in which the power supply is assumed to normally operate has an upper limit of about 120 ° C. and in some cases about 60 ° C., and a lower limit of about −40 ° C. and in some cases about −20 ° C.
リチウム塩としては、リチウム二次電池に一般的に利用されているような、広い電位窓を有するリチウム塩が用いられる。たとえば、リチウム塩としては、リチウム二次電池に一般的に利用されているような、広い電位窓を有するリチウム塩が用いられる。たとえば、LiBF4、LiPF6、LiClO4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2),LiN(CF3SC(C2F5SO2)3などを挙げられるが、これらの限定されるものではない。これらは、単独で用いても、2種類以上を混合して用いても良い。 As the lithium salt, a lithium salt having a wide potential window, which is generally used for lithium secondary batteries, is used. For example, as the lithium salt, a lithium salt having a wide potential window, which is generally used for lithium secondary batteries, is used. For example, LiBF 4 , LiPF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ), LiN (CF 3 SC (C 2 F 5 SO 2 ) 3, etc. However, these are not limited, and these may be used alone or in combination of two or more.
非水電解質中のリチウム塩の含有量は、0.1〜3mol/Lであることが望ましい。これは以下に説明する理由によるものである。リチウム塩の含有量を0.1mol/L未満にすると、非水電解質のイオン伝導性が低下して優れた大電流・低温放電特性を得られない恐れがある。一方、リチウム塩の含有量が3mol/Lを超えると、非水電解質の融点が上昇して常温で液状を保つのが困難になる可能性がある。リチウム塩含有量のさらに好ましい範囲は、1〜2mol/Lである。 The content of the lithium salt in the nonaqueous electrolyte is desirably 0.1 to 3 mol / L. This is due to the reason explained below. If the content of the lithium salt is less than 0.1 mol / L, the ionic conductivity of the non-aqueous electrolyte is lowered and there is a possibility that excellent large current / low temperature discharge characteristics cannot be obtained. On the other hand, when the content of the lithium salt exceeds 3 mol / L, the melting point of the non-aqueous electrolyte is increased and it may be difficult to maintain a liquid state at room temperature. A more preferable range of the lithium salt content is 1 to 2 mol / L.
常温溶融塩としては、たとえば、化1の式(A)で示される骨格を有する4級アンモニウム有機物カチオンを有するもの、あるいは、化2の式(B)で示される骨格を有するイミダゾリウムカチオンを有するものである。
但し、式(B)において、R1とR2は、それぞれ、CnH2n+1(n=1〜6)であり、また、互いに同じでも異なっていても良く、R3はHまたはCnH2n+1(n=1〜6)である。 However, in the formula (B), R1 and R2 are each C n H 2n + 1 (n = 1 to 6), and may be the same or different from each other, and R3 is H or C n H 2n +1 (n = 1 to 6).
式(A)で示される骨格を有する4級アンモニウム有機物カチオンとしては、ジアルキルイミダゾリウムやトリアルキルイミダゾリウムなどのイミダゾリウムイオン、テトラアルキルアンモニウムイオン、アルキルピリジニウムイオン、ピラゾリウムイオン、ピロリジニウムイオン、ピペリジニウムイオンなどが挙げられる。特に、式(B)で示される骨格を有するイミダゾリウムカチオンが好ましい。 Examples of the quaternary ammonium organic cation having a skeleton represented by the formula (A) include imidazolium ions such as dialkylimidazolium and trialkylimidazolium, tetraalkylammonium ions, alkylpyridinium ions, pyrazolium ions, pyrrolidinium ions, pipettes. Examples include ridinium ions. In particular, an imidazolium cation having a skeleton represented by the formula (B) is preferable.
なお、テトラアルキルアンモニウムイオンとしては、トリメチルエチルアンモニウムイオン、トリメチルエチルアンモニウムイオン、トリメチルプロピルアンモニウムイオン、トリメチルヘキシルアンモニウムイオン、テトラペンチルアンモニウムイオンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Examples of the tetraalkylammonium ion include, but are not limited to, trimethylethylammonium ion, trimethylethylammonium ion, trimethylpropylammonium ion, trimethylhexylammonium ion, and tetrapentylammonium ion.
また、アルキルピリジウムイオンとしては、N−メチルピリジウムイオン、N−エチルピリジニウムイオン、N−プロピルピリジニウムイオン、N−ブチルピリジニウムイオン、1−エチルー2メチルピリジニウムイオン、1−ブチル−4−メチルピリジニウムイオン、1−ブチル−2,4ジメチルピリジニウムイオンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Examples of the alkylpyridium ion include N-methylpyridinium ion, N-ethylpyridinium ion, N-propylpyridinium ion, N-butylpyridinium ion, 1-ethyl-2-methylpyridinium ion, 1-butyl-4-methylpyridinium ion Ions, 1-butyl-2,4 dimethylpyridinium ions and the like, but are not limited thereto.
なお、これらのカチオンを有する常温溶融塩は、単独で用いてもよく、または2種以上混合して用いても良い。 In addition, the normal temperature molten salt which has these cations may be used independently, or may be used in mixture of 2 or more types.
式(B)で示される骨格を有するイミダゾリウムカチオンについて説明する。ジアルキルイミダゾリウムイオンとしては、1,3−ジメチルイミダゾリウムイオン、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムイオン、1−メチル−3−エチルイミダゾリウムイオン、1−メチル−3−ブチルイミダゾリウムイオン、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムイオンなどが挙げられ、一方、トリアルキルイミダゾリウムイオンとしては、1,2,3−トリメチルイミダゾリウムイオン、1,2−ジメチル−3−エチルイミダゾリウムイオン、1,2−ジメチル−3−プロピルイミダゾリウムイオン、1−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムイオンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。 The imidazolium cation having a skeleton represented by the formula (B) will be described. Examples of the dialkylimidazolium ion include 1,3-dimethylimidazolium ion, 1-ethyl-3-methylimidazolium ion, 1-methyl-3-ethylimidazolium ion, 1-methyl-3-butylimidazolium ion, 1 -Butyl-3-methylimidazolium ion and the like. On the other hand, as the trialkylimidazolium ion, 1,2,3-trimethylimidazolium ion, 1,2-dimethyl-3-ethylimidazolium ion, 1, Examples thereof include, but are not limited to, 2-dimethyl-3-propylimidazolium ion and 1-butyl-2,3-dimethylimidazolium ion.
なお、これらのカチオンを有する常温溶融塩は、単独で用いてもよく、または2種以上を混合して用いても良い。
In addition, the normal temperature molten salt which has these cations may be used independently, or may mix and
7)樹脂製シート
樹脂製シートとしては、前述した熱可塑性樹脂フィルムと樹脂フィルムとのラミネートフィルムが挙げられるが、これに限らず、例えば、熱可塑性樹脂フィルムを単独で使用しても、あるいは内面に熱可塑性樹脂が配されたプリント基板を使用しても良い。
7) Resin sheet The resin sheet includes the laminate film of the thermoplastic resin film and the resin film described above, but is not limited to this, for example, even if the thermoplastic resin film is used alone, or the inner surface Alternatively, a printed circuit board in which a thermoplastic resin is disposed may be used.
熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン等を挙げることができる。ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)などを挙げることができる。熱可塑性樹脂には、前述した種類の中から選ばれる1種類、あるいはポリエチレンとポリプロピレンの混合物のような2種類以上を用いることができる。ポリオレフィンの融点は、結晶化度により異なる。よって、熱可塑性樹脂には、目的とする融点を持つポリオレフィンを用いることが望ましい。 Examples of the thermoplastic resin include polyolefin. Examples of the polyolefin include polyethylene (PE) and polypropylene (PP). As the thermoplastic resin, one kind selected from the kinds described above, or two or more kinds such as a mixture of polyethylene and polypropylene can be used. The melting point of polyolefin varies depending on the crystallinity. Therefore, it is desirable to use a polyolefin having a target melting point as the thermoplastic resin.
樹脂フィルムを構成する樹脂としては、例えば、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート(PET)を挙げることができる。使用する樹脂フィルムの種類は、1種類に限らず、2種類以上にすることができる。 Examples of the resin constituting the resin film include nylon and polyethylene terephthalate (PET). The kind of resin film to be used is not limited to one kind, and can be two or more kinds.
樹脂製シートの厚さは、0.5mm以下にすることが好ましい。0.5mmを超えると、電池の重量当たりの容量が低下する恐れがある。樹脂製シートの厚さは0.3mm以下にすることが好ましく、更に好ましくは0.25mm以下で、最も好ましくは0.15mm以下である。また、厚さが0.05mmより薄いと、変形や破損し易くなる。このため、厚さの下限値は0.05mmにすることが好ましい。更に好ましい下限値は0.08mmで、最も好ましい範囲は0.1mmである。 The thickness of the resin sheet is preferably 0.5 mm or less. If it exceeds 0.5 mm, the capacity per weight of the battery may be reduced. The thickness of the resin sheet is preferably 0.3 mm or less, more preferably 0.25 mm or less, and most preferably 0.15 mm or less. On the other hand, if the thickness is less than 0.05 mm, deformation or breakage tends to occur. For this reason, the lower limit value of the thickness is preferably 0.05 mm. A more preferred lower limit is 0.08 mm, and a most preferred range is 0.1 mm.
本発明の非水電解質電池の製造方法の一例を図3を参照して説明する。 An example of the method for producing the nonaqueous electrolyte battery of the present invention will be described with reference to FIG.
例えば熱可塑性樹脂フィルム2と樹脂フィルム3とのラミネートフィルムからなる樹脂製シート1a,1bのうち、樹脂製シート1aの熱可塑性樹脂フィルム2面に正極タブ4a付きの正極集電体4を等間隔をおいて例えばスクリーン印刷、蒸着、スパッタなどにより形成する。正極活物質及び結着剤を含むスラリーを正極集電体4上に四辺の端部を除いて塗布し、乾燥させることにより正極層6を形成する。ひきつづき、セラミックス粒子及びバインダを含むペーストを正極層6上に塗布することによりセパレータ8を形成する。
For example, among
一方、樹脂製シート1bの熱可塑性樹脂フィルム2面に負極タブ5a付きの負極集電体5を等間隔をおいて例えばスクリーン印刷、蒸着、スパッタなどにより形成する。負極活物質及び結着剤を含むスラリーを負極集電体5上に四辺の端部を除いて塗布し、乾燥させることにより負極層7を形成する。
On the other hand, the negative electrode
樹脂製シート1aのセパレータ8を乾燥後、この上に電解液を適量(熱融着による封止が損なわれない一定量)滴下し、樹脂製シート1bの負極層7を重ねることにより電極群を形成した後、電極群の周囲の樹脂製シート1a,1bをその間に正負極タブ4a,5aを介し、熱融着により封止する。次いで、ダイシング加工で一つ一つのセルに分割し、非水電解質電池を得る。なお、熱融着温度は80℃以上、120℃以下にすることが望ましい。
After the
以下、本発明に係る非水電解質電池を備えたICタグの一実施形態について図4〜図8を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of an IC tag provided with a nonaqueous electrolyte battery according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図4は本発明に係る電池搭載ICタグの一実施形態を模式的に示した斜視図で、図5は図4のICタグをV−V線に沿って切断した断面図で、図6は図4のICタグをVI−VI線に沿って切断した断面図で、図7は図4のICタグをVII−VII線に沿って切断した断面図で、図8は図4のICタグをVIII−VIII線に沿って切断した断面図である。 4 is a perspective view schematically showing an embodiment of a battery-mounted IC tag according to the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view of the IC tag of FIG. 4 taken along line VV, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line VI-VI, FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VII-VII. It is sectional drawing cut | disconnected along the VIII-VIII line.
図4に示すように、ICタグ9は、電極群収容部とIC収容部を有する外装部材10と、外装部材10のIC収容部に収容されたIC(集積回路)チップ11と、外装部材10の電極群収容部に収容された電極群12と、外装部材10内に密封されたアンテナ13とを備えるものである。
As shown in FIG. 4, the IC tag 9 includes an
外装部材10は、2枚の樹脂製シート14a,14bから熱融着により形成されたものである。各樹脂製シート14a,14bには、例えば、熱可塑性樹脂フィルム15と樹脂フィルム16とのラミネートフィルムを使用することができる。2枚の樹脂製シート14a,14bの間にICチップ11、電極群12及びアンテナ13を挟み、これら部品の周囲の熱可塑性樹脂フィルム15同士を熱融着で貼り合わせることにより、ICチップ11、電極群12及びアンテナ13それぞれを樹脂製シート14a,14b間に密封する。従って、外装部材10は、ICチップ11とアンテナ13のパッケージだけでなく、非水電解質電池の電極群を収納するための容器も兼ねている。
The
電極群収容部において、正極タブ4a付きの正極集電体4は、外装部材10の内面(熱可塑性樹脂フィルム15面)に形成されている。一方、負極タブ5a付きの負極集電体5は、外装部材10の反対側の内面(熱可塑性樹脂フィルム15面)に形成されている。負極集電体5の主面が正極集電体4の主面と対向する一方で、短絡防止のために負極タブ5aの位置を正極タブ4aの位置からずらしている。正極層6は、正極集電体4の主面に形成されている。正極層6の四辺からは正極集電体4が突出している。一方、負極層7は、負極集電体5の主面に形成されている。負極層7の四辺からは負極集電体5が突出している。セパレータ8は、正極層6と負極層7の間に配置されている。セパレータ8は、四辺ともが正極集電体4及び負極集電体5から突出している。非水電解質(図示しない)は、セパレータ8に保持されている。
In the electrode group housing portion, the positive electrode
ICチップ11は、図6に示すように、外装部材10のIC収容部内に収容されている。ICチップ11と電極群収容部内の電極群12の正負極タブ4a,5aとは、樹脂製シート14a,14b間に配置された配線17により電気的に接続されている。これにより、ICチップ11から非水電解質電池へ電流を供給し、非水電解質電池からICチップ11に電力を供給することが可能となる。
As shown in FIG. 6, the
アンテナ13は、樹脂製シート14a,14b間に配置されている。アンテナ13は、配線18によりICチップ11と接続されている。これにより、ICチップ11とアンテナ13の通信が可能になる。
The
以上説明した構成のICタグ9の動作を説明する。 The operation of the IC tag 9 having the configuration described above will be described.
ICタグ9が、リーダー/ライター(図示しない)が発生させるRF(Radio Frequency)フィールド内に入ってくると、リーダー/ライターはデータと電磁波を含むRF信号をICタグ9に供給する。ICタグ9は、アンテナ13においてRF信号を受信し、配線18を介してICチップ11に送信する。ICチップ11においてRF信号からデータ成分を抜き出し、自身のID(識別コード)とデータとをアンテナ13からリーダー/ライターに送信する。また、ICタグ9は、アンテナ13に設けられたコイル(図示しない)において電磁誘導により電磁波を電流に変換し、配線17,18を介して非水電解質電池に供給する。非水電解質電池では充電が行われ、電力が配線17を介してICチップ11に供給される。
When the IC tag 9 enters an RF (Radio Frequency) field generated by a reader / writer (not shown), the reader / writer supplies an RF signal including data and electromagnetic waves to the IC tag 9. The IC tag 9 receives an RF signal at the
非水電解質電池では、樹脂製外装部材10の内面に正極集電体4及び負極集電体5が形成されていると共に、正極層6の周縁から正極集電体4が突出し、かつ負極層7の周縁から負極集電体5が突出しているため、正極集電体4と負極集電体5を水分遮断層として機能させることができる。その結果、樹脂製外装部材10を使用していても長期間に亘って充分な充放電サイクル特性を維持することができるため、ICタグの寿命を向上することができる。
In the nonaqueous electrolyte battery, the positive electrode
従って、外装部材10に金属を使用せずに電池の充放電サイクル寿命を向上することができるため、アンテナの干渉等の不具合が少なくて長寿命なICタグを提供することができる。
Therefore, since the charge / discharge cycle life of the battery can be improved without using metal for the
また、電池容器を兼ねている外装部材内にアンテナとICチップを封入することで、ICタグの小型・軽量化を可能とし、アンテナ形成、ICチップ搭載の工程を一連の電池製造工程に入れ込むことができるため、生産性の向上、低コスト化も可能になる。 In addition, by enclosing the antenna and IC chip in an exterior member that also serves as a battery container, the IC tag can be made smaller and lighter, and the process of antenna formation and IC chip mounting is incorporated into a series of battery manufacturing processes. Therefore, productivity can be improved and costs can be reduced.
さらに、負極層がチタン酸リチウムを含有することによって、このような負極では、炭素質物負極の場合と異なり、SEI(Solid electrolyte interphase film)と呼ばれる保護被膜の形成が不要であるため、初充電工程をしないでの出荷が可能で、ICタグ電源用の電池としてより適切なものである。また、集電体をアルミニウムもしくはアルミニウム合金から形成することによって、電池搭載ICタグの軽量化を推し進めることができる。 Furthermore, since the negative electrode layer contains lithium titanate, unlike the case of the carbonaceous material negative electrode, such a negative electrode does not require the formation of a protective coating called SEI (Solid electrolyte interphase film). Therefore, the battery can be shipped without using the IC tag and is more suitable as a battery for IC tag power supply. Further, by forming the current collector from aluminum or an aluminum alloy, the weight reduction of the battery-mounted IC tag can be promoted.
電池搭載ICタグの別な実施形態を図9〜図12に示す。この図9〜図12においては、前述した図4〜8と同様な部材について同符号を付して説明を省略する。 Another embodiment of the battery-mounted IC tag is shown in FIGS. 9 to 12, members similar to those in FIGS. 4 to 8 described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図9及び図10に示すように、アンテナ13は電極群12の周囲を囲むように配置されていると共に、配線19を介して電極群12の正負極タブ4a,5aと電気的に接続されている。ICチップ11は、アンテナ13で囲まれた領域内に配置されていると共に、配線20を介して電極群12の正負極タブ4a,5aと接続され、配線21を介してアンテナ13と接続されている。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
一方、図11〜図12においては、電極群収容部の外装部材10上にICチップ11が配置されている。ICチップ11は配線22を介して電極群12の正負極タブ4a,5aと電気的に接続されている。アンテナ13は、電極群12の周囲を囲むように配置されている。アンテナ13は、配線23を介して電極群12の正負極タブ4a,5aと接続されていると共に、配線24を介してICチップ11と接続されている。ICチップ11と配線22は、樹脂製のカバー25で覆われている。
On the other hand, in FIGS. 11 to 12, the
なお、この図11〜図12においては、アンテナ13を外装部材10の表面に配置したが、アンテナ13は外装部材10の樹脂製シート14a,14b間に配置しても良い。
11 to 12, the
[実施例]
以下に例を挙げ、本発明をさらに詳しく説明するが、発明の主旨を超えない限り本発明は以下に掲載される実施例に限定されるものでない。
[Example]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples as long as the gist of the invention is not exceeded.
(参考例1)
厚さ100μmのPET層と厚さ50μmのPE層が積層されたラミネートフィルムを樹脂製シート1a,1bとして用意した。樹脂製シート1aの熱融着層となるPE層にスクリーン印刷で厚さ15μmのAl箔からなる正極集電体4を形成した。正極集電体4の主面の面積は、4mm×4mmの16mm2とした。
( Reference Example 1)
Laminate films in which a PET layer having a thickness of 100 μm and a PE layer having a thickness of 50 μm were laminated were prepared as
正極活物質としてリチウムコバルト酸化物(LiCoO2)粉末90重量%、アセチレンブラック3重量%、グラファイト3重量%及びポリフッ化ビニリデン(PVdF)4重量%をN−メチルピロリドン(NMP)に加えて混合してスラリーを調製した。このスラリーを正極集電体4上に四辺の端部を除いて塗布し、乾燥させることにより正極面積が3mm×3mmの9mm2である正極層6を形成した。
As a positive electrode active material, 90% by weight of lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) powder, 3% by weight of acetylene black, 3% by weight of graphite and 4% by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF) are added to N-methylpyrrolidone (NMP) and mixed. A slurry was prepared. This slurry was applied on the positive electrode
ひきつづき、平均径0.1μmのシリカ(SiO2)粉末をPVdFをバインダーとして、正極層6を覆うようにセパレータ8を製膜した。膜厚は25μmであった。また、セパレータ8中のシリカの含有量は85重量%であった。
Subsequently, a
一方、樹脂製シート1bの熱融着層となるPE層にスクリーン印刷で厚さ15μmのAl箔からなる負極集電体5を形成した。負極集電体5の主面の面積は、4mm×4mmの16mm2とした。
On the other hand, the negative electrode
チタン酸リチウムとしてLi4Ti5O12と、導電材として、平均粒径が1μmで比表面積が8m2/gのアセチレンブラックと、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)とを重量比90:5:5になるようにN−メチルピロリドン(NMP)溶液に加えて混合し、スラリーを調製した。このスラリーを負極集電体5上に四辺の端部を除いて塗布し、乾燥させることにより負極面積が3mm×3mmの9mm2である負極層7を形成した。
Lithium titanate Li 4 Ti 5 O 12 , acetylene black having an average particle diameter of 1 μm and a specific surface area of 8 m 2 / g as conductive material, and polyvinylidene fluoride (PVdF) in a weight ratio of 90: 5: 5 The slurry was prepared by adding to the N-methylpyrrolidone (NMP) solution and mixing. The slurry was applied on the negative electrode
エチレンカーボネート(EC)とγ−ブチロラクトン(BL)の混合溶媒(体積比率25:75)に電解質としての四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)を1.5mol/L溶解させることにより液状非水電解質(非水電解液)を調製した。 A liquid non-aqueous electrolyte is prepared by dissolving 1.5 mol / L of lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ) as an electrolyte in a mixed solvent (volume ratio 25:75) of ethylene carbonate (EC) and γ-butyrolactone (BL). (Nonaqueous electrolyte) was prepared.
樹脂製シート1aのセパレータ8を乾燥後、この上に電解液を滴下し、樹脂製シート1bの負極層7を重ねることにより電極群12を形成した後、電極群12の周囲の樹脂製シート1a,1bをその間に正負極タブ4a,5aを介した状態で熱融着により封止し、前述した図1に示す構造の非水電解質二次電池を得た。
After the
(比較例1)
正極及び負極とも集電体の主面の面積を2mm×2mmの4mm2と小さくすること以外は、前述した参考例1で説明したのと同様にして非水電解質二次電池を得た。
(Comparative Example 1)
A nonaqueous electrolyte secondary battery was obtained in the same manner as described in Reference Example 1 except that the area of the main surface of the current collector was reduced to 4
(比較例2)
図13に示すように正極及び負極とも集電体の主面の面積を電極面積と等しくすること以外は、前述した参考例1で説明したのと同様にして非水電解質二次電池を得た。
(Comparative Example 2)
As shown in FIG. 13, a nonaqueous electrolyte secondary battery was obtained in the same manner as described in Reference Example 1 except that the area of the main surface of the current collector was made equal to the electrode area for both the positive electrode and the negative electrode. .
参考例1及び比較例1,2の二次電池について、0.2mA(1C)で1秒間充電し、0.2mA(1C)で放電する充放電サイクルを繰り返し、放電容量が初期容量の80%に低下するまでのサイクル数を測定し、その結果を下記表1に示す。
表1から明らかなように、正極層の周縁から正極集電体が突出していると共に負極層の周縁から負極集電体が突出している参考例1の二次電池は、充放電サイクル寿命が6000と長かった。 As is clear from Table 1, the secondary battery of Reference Example 1 in which the positive electrode current collector protrudes from the peripheral edge of the positive electrode layer and the negative electrode current collector protrudes from the peripheral edge of the negative electrode layer has a charge / discharge cycle life of 6000. It was long.
これに対し、電極層の方が集電体から突き出ている比較例1の二次電池と、集電体の主面の面積が電極面積と等しい比較例2の二次電池では、充放電サイクル寿命が参考例1に比較して短くなった。 On the other hand, in the secondary battery of Comparative Example 1 in which the electrode layer protrudes from the current collector and the secondary battery of Comparative Example 2 in which the area of the main surface of the current collector is equal to the electrode area, the charge / discharge cycle The service life was shorter than that of Reference Example 1.
(実施例2)
参考例1で説明したのと同種類の樹脂製シート14a,14bを用意した。樹脂製シート14aのPE層に参考例1で説明したのと同様にして正極集電体4と正極層6とセパレータ8を形成すると共に、アンテナ13及び配線17,18をスクリーン印刷で形成した。
(Example 2)
また、樹脂製シート14bのPE層に参考例1で説明したのと同様にして負極集電体5及び負極層5を形成した。
Further, the negative electrode
樹脂製シート14aのセパレータ8を乾燥後、この上に参考例1で説明したのと同様な組成の電解液を滴下し、樹脂製シート14bの負極層5を重ねることにより電極群12を形成すると共に、樹脂製シート14a,14bの間にICチップ11を配置した。ひきつづき、ICチップ11と電極群12の周囲の樹脂製シート14a,14bを熱融着により封止し、前述した図4に示す構造の無線ICタグを製造した。
After the
得られたICタグは、通信距離が500cmにおいて6000回以上の使用が可能であった。 The obtained IC tag could be used 6000 times or more at a communication distance of 500 cm.
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
1a,1b,14a,14b…樹脂製シート、2,15…熱可塑性樹脂フィルム、3,16…樹脂フィルム、4…正極集電体、4a…正極タブ、5…負極集電体、5a…負極タブ、6…正極層、7…負極層、8…セパレータ、9…ICタグ、10…外装部材、11…ICチップ、12…電極群、13…アンテナ、17〜21…配線。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記外装部材の前記IC収容部内に収納されたICチップと、
前記外装部材の前記電極群収容部の内面に形成された正極タブ付き正極集電体と、
前記電極群収容部の内面に前記正極集電体と対向するように形成された負極タブ付き負極集電体と、
前記正極集電体上に形成された正極層と、
前記負極集電体上に形成された負極層と、
前記正極層と前記負極層の間に配置されたセパレータと、
前記電極群収容部に収容された非水電解質とを具備し、
前記負極タブの位置が前記正極タブの位置からずれており、前記正極層の周縁から前記正極集電体が突出し、かつ前記負極層の周縁からは前記負極集電体が突出していることを特徴とする非水電解質電池搭載ICタグ。 A resin exterior member having an IC housing portion and an electrode group housing portion;
An IC chip housed in the IC housing portion of the exterior member;
A positive electrode current collector with a positive electrode tab formed on the inner surface of the electrode group housing portion of the exterior member;
A negative electrode current collector with a negative electrode tab formed on the inner surface of the electrode group housing portion so as to face the positive electrode current collector;
A positive electrode layer formed on the positive electrode current collector;
A negative electrode layer formed on the negative electrode current collector;
A separator disposed between the positive electrode layer and the negative electrode layer;
A non-aqueous electrolyte housed in the electrode group housing portion,
The position of the negative electrode tab is shifted from the position of the positive electrode tab, the positive electrode current collector protrudes from the periphery of the positive electrode layer, and the negative electrode current collector protrudes from the periphery of the negative electrode layer. IC tag with non-aqueous electrolyte battery.
前記負極層はチタン酸リチウムを含有し、前記負極集電体がアルミニウムもしくはアルミニウム合金から形成されていることを特徴とする請求項1記載の非水電解質電池搭載ICタグ。 The separator contains ceramic particles,
The non-aqueous electrolyte battery mounted IC tag according to claim 1, wherein the negative electrode layer contains lithium titanate, and the negative electrode current collector is formed of aluminum or an aluminum alloy.
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