JP4649113B2 - 非水電解質二次電池 - Google Patents
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Description
また、集電体は、多孔性構造の導電性基板あるいは無孔の導電性基板を使用して形成される。導電性基板は、例えば、銅、ステンレス、またはニッケル等の金属により形成可能である。さらに、負極の強度を保持しつつ軽量化することを可能とする観点から、集電体の厚さは5〜20μmが望ましい。
正極は、活物質を含む正極層が集電体の片面または両面に担持されて構成される。正極層は、正極活物質、結着剤および導電剤により形成される。
負極は、負極集電体の片面または両面に負極材料及び結着剤を含む負極層が担持されて構成される。
セパレータは、例えば、多孔質フィルムもしくは不織布により形成された多孔質シートにより構成される。
非水電解質としては、液状、ゲル状または固体(高分子固体電解質)状の物質を使用することができる。
<正極の作製>
リチウムコバルト酸化物(LixCoO2;但し、Xは0<X≦1である)の粉末91重量%と、アセチレンブラックを3重量%と、グラファイトを3重量%と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)を3重量%とを、溶媒としてのN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に溶解して混合し、スラリーを調製した。
3000℃で熱処理したメソフェーズピッチ系炭素繊維(繊維径が8μm、平均繊維長20μm、アスペクト比が0.4、粉末X線回折により求められる(002)面の面間隔(d002)が0.3360nm、BET法による比表面積が1m2/g)の粉末を炭素質物として用意した。この炭素質物を93重量%と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)7重量%とを、溶媒としてのN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に溶解して混合し、スラリーを調製した。
塗布した集電体を乾燥したのち、プレス加工して電極幅方向の両端部の電極密度d1が1.49g/cm3、それ以外の部分の電極密度d2が1.35g/cm3の充填密度をもつ負極を作製した。
厚さが25μmで、温度条件120℃で1時間経過後の熱収縮が20%で、多孔度が50%のポリエチレン製多孔質フィルムからなるセパレータを用意した。
エチレンカーボネート(EC)とメチルエチルカーボネート(MEC)を混合体積比率が1:2となるように混合し、この混合溶媒(非水溶媒)に六フッ化ホウ酸リチウム(LiPF6)を、六フッ化ホウ酸リチウムの濃度が1mol/Lになるように溶解させて、非水電解質を調製した。
上記正極の幅方向の一端部(捲き始め端部)の集電体露出領域に帯状の正極リードタブを溶接し、負極の集電体に帯状の負極リードタブを溶接した。次いで、正極とセパレータと負極とを積層させて、さらに渦巻き状に捲回して電極群を作製した。
前述した実施例1と同様の製法により、負極幅方向両端部側領域の電極密度d1が1.49g/cm3、負極幅方向中央部領域の電極密度d2が1.35g/cm3の充填密度とし、電極密度d1の範囲が負極幅方向の端部から7.5mmの範囲とした以外は、実施例1と同様な構成を有するリチウムイオン二次電池を製造した。
前述した実施例1と同様の製法により、負極幅方向両端部側領域の電極密度d1が1.55g/cm3、負極幅方向中央部領域の電極密度d2が1.35g/cm3の充填密度とし、電極密度d1の範囲が負極幅方向の端部から5.0mmの範囲とした以外は、実施例1と同様な構成を有するリチウムイオン二次電池を製造した。
前述した実施例1と同様の製法により、負極幅方向両端部側領域の電極密度d1が1.62g/cm3、負極幅方向中央部領域の電極密度d2が1.35g/cm3の充填密度とし、電極密度d1の範囲が負極幅方向の端部から5.0mmの範囲とした以外は、実施例1と同様な構成を有するリチウムイオン二次電池を製造した。
前述した実施例1と同様の製法により、負極幅方向両端部側領域の電極密度d1が1.54g/cm3、負極幅方向中央部領域の電極密度d2が1.40g/cm3の充填密度とし、電極密度d1の範囲が負極幅方向の端部から5.0mmの範囲とした以外は、実施例1と同様な構成を有するリチウムイオン二次電池を製造した。
前述した実施例1と同様の製法により、負極の電極密度d1が1.35g/cm3とした以外は、実施例1と同様な構成を有するリチウムイオン二次電池を製造した。
前述した実施例1と同様の製法により、負極幅方向両端部側領域の電極密度d1が1.47g/cm3、負極幅方向中央部領域の電極密度d2が1.35g/cm3の充填密度とし、電極密度d1の範囲が負極幅方向の端部から5.0mmの範囲とした以外は、実施例1と同様な構成を有するリチウムイオン二次電池を製造した。
前述した実施例1と同様の製法により、負極幅方向両端部側領域の電極密度d1が1.47g/cm3、負極幅方向中央部領域の電極密度d2が1.35g/cm3の充填密度とし、電極密度d1の範囲が負極幅方向の端部から10.0mmの範囲とした以外は、実施例1と同様な構成を有するリチウムイオン二次電池を製造した。
前述した実施例1と同様の製法により、負極幅方向両端部側領域の電極密度d1が1.52g/cm3、負極幅方向中央部領域の電極密度d2が1.40g/cm3の充填密度とし、電極密度d1の範囲が負極幅方向の端部から5.0mmの範囲とした以外は、実施例1と同様な構成を有するリチウムイオン二次電池を製造した。
2 絶縁体
3 電極群
4 正極
4a 正極集電体
4b 正極層
5 セパレータ
6 負極
6a 負極集電体
6b 負極層
6c 負極幅方向両端部側領域
6d 負極幅方向中央部領域
7 正極リードタブ
8 絶縁紙
9 絶縁ガスケット
10 負極リードタブ
11 封口部材
Claims (3)
- 本体ケースを形成する容器に、正極とセパレータと負極とを積層して形成した集電体を収容し、電解質を充填して構成した非水電解質二次電池において、前記負極の幅方向両端部側領域の電極密度が前記負極の幅方向中央部領域の電極密度より高く構成されており、
前記負極の幅方向両端部側領域の電極密度が、前記負極の幅方向中央部側領域の電極密度より10%以上高く、
前記負極の幅方向中央部側領域は、前記負極幅方向の全体長さの70%以上であることを特徴とする非水電解質二次電池。 - 前記負極の幅方向両端部側領域の電極密度は、前記負極の幅方向中央部側領域の電極密度に対して15%以上高いことを特徴とする請求項1記載の非水電解質二次電池。
- 前記負極の集電体は、銅、ステンレスおよびニッケルから選択される何れかで形成される導電性基板であり、その厚さは5μm以上12μm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の非水電解質二次電池。
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