JP4539051B2 - リチウム二次電池 - Google Patents
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Description
正極の作製
まず、正極活物質としてLiMn2O4(85重量%)、導電助剤としてアセチレンブラック(5重量%)、バインダーとしてPVDF(10重量%)を混合し、スラリー粘度調整溶媒としてNMPを使用し塗布しやすい粘度に調整して正極スラリーを作成した。
まず、負極活物質としてLi4Ti5O12(85重量%)、導電助剤としてアセチレンブラック(5重量%)、バインダーとしてPVDF(10重量%)を混合し、スラリー粘度調整溶媒としてNMPを使用し塗布しやすい粘度に調整して負極スラリーを作成した。
ポリプロピレン製のセパレータ(厚さ50μm)に、イオン伝導性高分子マトリックスの前駆体である平均分子量7500〜9000のモノマー溶液(ポリエチレンオキシドとポリプロピレンオキシドの共重合体)(10重量%)、電解液としてPC+EC(1:1)(90重量%)、1.0MLi(C2F5SO2)2N、重合開始材(BDK)からなるプレゲル溶液を浸漬させて石英ガラス基板に挟み込み、紫外線を15分間照射して前駆体を架橋させ、ゲル電解質を作製した。
高密度ポリエチレンのペレットに対し、粉砕した合成ゼオライトを重量分率で20%になるように、露点−60℃以下のドライルームでブレンドし、200℃の熱プレスを行って厚さ1.0mmと0.5mmの2種類の吸湿材を作製した。
上記のゲル電解質を上記の正極と負極で挟んで電池要素を作製し、この電池要素の両面とこれを密封するアルミラミネートとの間に上記の厚さ1.0mm、85mm×85mmの図3AまたはBに示すような吸湿材を介在させ、アルミラミネートを熱融着により真空密封してリチウム二次電池を作製した。
上記のゲル電解質を上記の正極と負極で挟んで電池要素を作製し、上記の厚さ1.0mm、85mm×85mmの吸湿材をカッターで図6Aに示すような形状にし、この吸湿材をこの電池要素の両面とこれを密封するアルミラミネートとの間に介在させ、アルミラミネートを熱融着により真空密封してリチウム二次電池を作製した。
上記のゲル電解質を上記の正極と負極で挟んで電池要素を作製し、上記の厚さ1.0mm、85mm×85mmの吸湿材をカッターで図6Bに示すような形状にし、この吸湿材をこの電池要素の両面とこれを密封するアルミラミネートとの間に介在させ、アルミラミネートを熱融着により真空密封してリチウム二次電池を作製した。
上記のゲル電解質を上記の正極と負極で挟んで電池要素を作製し、上記の厚さ1.0mm、85mm×85mmの吸湿材をカッターで図6Cに示すような形状にし、この吸湿材をこの電池要素の両面とこれを密封するアルミラミネートとの間に介在させ、アルミラミネートを熱融着により真空密封してリチウム二次電池を作製した。
上記のゲル電解質を上記の正極と負極で挟んで電池要素を作製し、上記の厚さ1.0mm、85mm×85mmの吸湿材をカッターで図6Dに示すような形状にし、この吸湿材をこの電池要素の両面とこれを密封するアルミラミネートとの間に介在させ、アルミラミネートを熱融着により真空密封してリチウム二次電池を作製した。
上記のゲル電解質を上記の正極と負極で挟んで電池要素を作製し、上記の厚さ1.0mm、85mm×85mmの吸湿材をカッターで図6Eに示すような形状にし、この吸湿材をこの電池要素の両面とこれを密封するアルミラミネートとの間に介在させ、アルミラミネートを熱融着により真空密封してリチウム二次電池を作製した。
上記のゲル電解質を上記の正極と負極で挟んで電池要素を作製し、直径3mmの革抜きポンチで上記の厚さ1.0mm、85mm×85mmの吸湿材に図7Aに示すような円形の貫通した穴を数十個開け、この吸湿材をこの電池要素の両面とこれを密封するアルミラミネートとの間に介在させ、アルミラミネートを熱融着により真空密封してリチウム二次電池を作製した。
上記のゲル電解質を上記の正極と負極で挟んで電池要素を作製し、カッターで上記の厚さ1.0mm、85mm×85mmの吸湿材に図7Bに示すような5mm角の角型の貫通した穴を十数個開け、この吸湿材をこの電池要素の両面とこれを密封するアルミラミネートとの間に介在させ、アルミラミネートを熱融着により真空密封してリチウム二次電池を作製した。
上記のゲル電解質を上記の正極と負極で挟んで電池要素を作製し、上記の厚さ1.0mm、85mm×85mmの吸湿材に彫刻刀で図8Aに示すような球状の窪みを数十個形成し、この吸湿材をこの電池要素の両面とこれを密封するアルミラミネートとの間に介在させ、アルミラミネートを熱融着により真空密封してリチウム二次電池を作製した。
上記のゲル電解質を上記の正極と負極で挟んで電池要素を作製し、上記の厚さ0.5mm、85mm×85mmの吸湿材に彫刻刀で図8Bに示すような5mm角の角型の窪みを十数個形成し、この吸湿材をこの電池要素の両面とこれを密封するアルミラミネートとの間に介在させ、アルミラミネートを熱融着により真空密封してリチウム二次電池を作製した。なお、このとき2枚の吸湿材の穴の位置が同じ位置にならないようにした。
上記のゲル電解質を上記の正極と負極で挟んで電池要素を作製し、上記の厚さ1.0mm、85mm×85mmの吸湿材にカッターで図9Aに示すような位置に幅5mmのスリットを数個入れ、この吸湿材をこの電池要素の両面とこれを密封するアルミラミネートとの間に介在させ、アルミラミネートを熱融着により真空密封してリチウム二次電池を作製した。
上記のゲル電解質を上記の正極と負極で挟んで電池要素を作製し、上記の厚さ1.0mm、85mm×85mmの吸湿材にカッターで図9Bに示すような位置に幅5mmのスリットを数個入れ、この吸湿材をこの電池要素の両面とこれを密封するアルミラミネートとの間に介在させ、アルミラミネートを熱融着により真空密封してリチウム二次電池を作製した。
上記のゲル電解質を上記の正極と負極で挟んで電池要素を作製し、上記の厚さ1.0mm、85mm×85mmの吸湿材にカッターで図9Cに示すような位置に幅5mmのスリットを数個入れ、この吸湿材をこの電池要素の両面とこれを密封するアルミラミネートとの間に介在させ、アルミラミネートを熱融着により真空密封してリチウム二次電池を作製した。
上記のゲル電解質を上記の正極と負極で挟んで電池要素を作製し、この電池要素の両面とこれを密封するアルミラミネートとの間に上記の厚さ1.0mm、75mm×75mmの吸湿材を介在させ、アルミラミネートを熱融着により真空密封してリチウム二次電池を作製した。なお、この吸湿材の寸法は電池要素の寸法よりも若干小さい。
上記のゲル電解質を上記の正極と負極で挟んで電池要素を作製し、アルミラミネートにこの電池要素のみ(吸湿材は内蔵せずに)を収容させ熱融着により真空密封してリチウム二次電池を作製した。
以上の参考例1、実施例1〜12、参考例2および比較例1の結果を下記の表1に示す。
以上の参考例1、実施例1〜12および比較例1の結果を下記の表2に示す。
12…集電体、
13…正極層、
14…正極タブ、
15…負極タブ、
16…負極、
18…ポリマー電解質層、
20…電池要素、
22…外装材、
24…吸湿材、
30…支柱、
32…周縁部、
34…スリット、
36…正極電極端子、
37…負極電極端子、
46…正極端子用リード線、
48…負極端子用リード線、
49…スペーサ、
50…組電池モジュール、
51…バスバー、
52…正極端子、
54…負極端子、
55…組電池ケース、
60…組電池、
62…組電池正極端子連結板、
64…組電池負極端子連結板、
66…連結板、
67…固定ねじ、
68…正極絶縁カバー、
69…負極絶縁カバー、
70…電気自動車。
Claims (10)
- 集電体上に形成された正極層と負極層がポリマー電解質層を介して積層されてなる電池要素と当該電池要素を密封する外装材との間に、前記外装材の内部に侵入する水分を取り込むために負圧を発生するように形成した空間を有する吸湿材を配置したことを特徴とするリチウム二次電池。
- 前記吸湿材は、その重心位置から放射状に伸びる複数の支柱と当該支柱同士を接続する周縁部とで構成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。
- 前記吸湿材は、これを貫通する穴が形成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。
- 前記穴の形状は円形または角形であることを特徴とする請求項3記載のリチウム二次電池。
- 前記吸湿材は、その表面に窪みが形成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。
- 前記窪みの形状は底面が球状または角形であることを特徴とする請求項5記載のリチウム二次電池。
- 前記吸湿材は、その外周部から内側に向かって伸びるスリットを備え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。
- 前記吸湿材は、前記電池要素の外縁部を包含する大きさであることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のリチウム二次電池。
- 前記吸湿材は、バインダーにより吸湿材粉末を結合してなるものであることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のリチウム二次電池。
- 前記電池要素は、集電体の一方の面に正極層が設けられ他方の面に負極層が設けられてなるバイポーラ電極がポリマー電解質層を介して積層されてなることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載のリチウム二次電池。
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