JP5331627B2 - リチウム二次電池用セパレーターおよびこれを用いたリチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池用セパレーターおよびこれを用いたリチウム二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5331627B2 JP5331627B2 JP2009208065A JP2009208065A JP5331627B2 JP 5331627 B2 JP5331627 B2 JP 5331627B2 JP 2009208065 A JP2009208065 A JP 2009208065A JP 2009208065 A JP2009208065 A JP 2009208065A JP 5331627 B2 JP5331627 B2 JP 5331627B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- secondary battery
- separator
- lithium secondary
- lithium
- inorganic fine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Description
前記単分散球状無機微粒子の焼結温度および焼結時間を制御することで、無機微粒子を溶解した後にセパレーターに形成される連通孔の大きさを制御することを特徴とするリチウム二次電池用セパレーターの製造方法。
<ポリイミド多孔膜の作製>
日本触媒製の直径550nmシリカ単分散球状粒子0.3gを蒸留水10ccに分散させ懸濁液とした。この懸濁液を100μmメンブランフィルターを用いて減圧濾過し、フィルター上に200μmの厚みで最密充填堆積させた。次いでシリカを乾燥し、フィルターから取り外した後、高強度化のために1100℃で3時間焼成した。
<充放電測定用ビーカーセルの作製>
Permacell製カプトン(登録商標)テープ(幅1.9cm、厚さ100μm)を5cmの長さで2枚切り取り、一枚はカッティングマットに貼付け、直径8mmのポンチを用いてカプトンテープ中央に穴を開けた。銅箔を短冊状(縦7cm、横1.2cm)に切り、銅箔の片面に対して上半分以上を覆うようにカプトンテープを貼り、反対側の面には穴を開けたカプトンテープを貼り付けることで図5に示すような銅箔側電極を作製した。これ以降の操作はすべてAr雰囲気下のグローブボックス内で行った。4cm2角のPP板を置きその上に銅箔側電極を置き、1cm2以上の大きさの3DOMポリイミド膜を電解液に浸し、銅箔側電極上にカプトンテープの穴が完全に隠れるよう設置した。本城金属製リチウムフォイル(膜厚600mm)を9mmのポンチで打ち抜き、先のポリイミド膜上に孔の中央を合わせて設置し、リードとなる短冊状銅箔を載せ、さらに4cm2角のPP板を置き、クリップでPP板の両面を互い違いに挟むことで図6に示すセルを作製した。蓋つきスナップカップ(50mL)にPPのスペーサー2枚と電解液を注ぎ、スペーサーの間にセルを設置し、リードとするため銅箔をスナップカップから出るように蓋をし、測定端子を取り付けたタイトボックス(1.3L)に入れ、リードの銅箔を正極・負極それぞれの端子に接続し、タイトボックスの蓋を閉めることで充放電測定用セルとした。
<充放電測定:充放電深度10%>
北斗電工製電池充放電装置(HJ1001SM8A)を用いて充放電測定を行った。電解液には1moldm-3LiPF6/EC:DEC=1:2を用い、電流密度1mAhcm-2で50時間電析を行うことでリチウム金属を銅箔側電極に電析した。電流密度2mAcm-2で15分間充電放電試験を行い、サイクル特性を評価した。図7に充放電深度10%におけるサイクル特性(クーロン効率)を示す。図7に示されるように、実施例1の3DOM構造ポリイミド多孔質膜(空孔サイズ550nm)を用いたビーカーセルは、Depth of Discharge(DOD;放電深度)10%の充放電試験において、クーロン効率100%で800サイクル以上のサイクル安定性を示した。
<充放電測定:充放電深度25%>
実施例3と同様のセルを作成し、北斗電工製電池充放電装置(HJ1001SM8A)を用いて充放電測定を行った。電解液には1moldm-3LiClO4/EC:DEC=1:1を用い、電流密度1mAcm-2で50時間電析を行うことで9C相当のリチウム(1.29mg膜厚50mm)を銅箔側電極に電析した。電流密度2mAcm-2で38分間の充放電試験を行い(充放電深度25%)、サイクル特性を評価した。図9に充放電深度25%におけるクーロン効率を示す。図9に示すように、実施例1の3DOM構造ポリイミド多孔質膜(空孔サイズ550nm)を用いたビーカーセルは、DOD(充放電深度)25%の充放電試験において、クーロン効率100%で400サイクル以上のサイクル安定性を示した。
<充放電測定用コインセルの作製>
本城金属製リチウムフォイル(膜厚300μm)を1.4mmのポンチで2枚打ち抜き、PP(ポリプロピレン)多孔質膜セパレーター(膜厚25μm)を1.7mmのポンチで打ち抜き、電解液には1moldm-3LiClO4/EC:DEC=1:1を用い、これら具材をグローブボックス中で、宝泉製2032コインセルに組み込むことで、図10のコインセルを作製した。
本城金属製リチウムフォイル(膜厚300μm)を1.4mmのポンチで2枚打ち抜き、実施例1で作製された3DOMポリイミド多孔質膜(空孔径550nm、膜厚100μm)を1.7mmのポンチで打ち抜き、セパレーターにはセルガード#2400を用い、電解液には1moldm-3LiClO4/EC:DEC=1:1を用い、これら具材をグローブボックス中で、宝泉製2032コインセルに組み込むことで図10のコインセルを作製した。
三次元規則配列多孔体を用いた時のリチウム金属の析出形態を確認するため、セパレーターとしてセルガード(登録商標)#2400(比較例2)と実施例1の3DOM構造ポリイミド多孔質膜(実施例6)と特開2007−35300号公報の実施例1に記載された手順に沿って作成された3DOM構造シリカ膜(比較例3)を用い、実施例2と同様にして測定試験用ビーカーセルを作製し、リチウムの電析試験を行った。電析は北斗電工製電池充放電装置(HJ1001SM8A)を用いた。電解液には1moldm-3LiClO4/EC:DEC=1:1を用い、電流密度20mAcm-2で15分間電析を行うことでリチウム金属を銅箔側電極に電析した。
Claims (10)
- 空孔率が60%以上で、空孔が三次元規則配列構造を有し、空孔が連通孔により互いに連通された多孔質樹脂膜からなることを特徴とするリチウム二次電池用セパレーター。
- 空孔サイズが50〜2500nmであり、連通孔サイズが空孔サイズの1/2〜1/100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用セパレーター。
- 空孔の形状が略球状であり、空孔が最密充填状態とされ、空孔と連通孔の形状がボトルネック形状とされていることを特徴とする請求項1または2に記載のリチウム二次電池用セパレーター。
- 前記樹脂がポリイミド樹脂であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のリチウム二次電池用セパレーター。
- 単分散球状無機微粒子を溶媒に分散させ、この分散液をフィルターで濾過することによって、フィルター上に単分散球状無機微粒子を集積して単分散球状無機微粒子の最密充填堆積体を形成し、該堆積体を焼成して無機微粒子の焼結体を形成し、前記焼結体の無機微粒子間隙に樹脂を充填した後、無機微粒子は溶解するが樹脂は溶解しない溶液に浸漬して、無機微粒子を溶解除去するリチウム二次電池用セパレーターの製造方法において、
前記単分散球状無機微粒子の焼結温度および焼結時間を制御することで、無機微粒子を溶解した後にセパレーターに形成される連通孔の大きさを制御することを特徴とするリチウム二次電池用セパレーターの製造方法。 - 前記単分散球状無機微粒子が単分散球状シリカ粒子であり、該単分散球状シリカ粒子の焼結が1000〜1100℃で、30分〜12時間行われ、シリカを溶解する溶液がフッ化水素酸水溶液であることを特徴とする請求項5に記載のリチウム二次電池用セパレーターの製造方法。
- 前記樹脂の充填が、ポリアミック酸を無機微粒子間隙に充填した後、焼成されて形成されたポリイミド樹脂による充填であることを特徴とする請求項5または6に記載のリチウム二次電池用セパレーターの製造方法。
- 前記単分散球状無機微粒子の粒径が50〜2500nmであることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載のリチウム二次電池用セパレーターの製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載されたリチウム二次電池用セパレーターおよびリチウム金属からなる負極を有することを特徴とするリチウム二次電池。
- 請求項9に記載のリチウム二次電池において、電解液が、LiPF6、LiClO4から選ばれた少なくとも1種の化合物を含む、1,2−ジメトキシエタン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートから選ばれた少なくとも1種の非水溶媒溶液であることを特徴とするリチウム二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009208065A JP5331627B2 (ja) | 2009-09-09 | 2009-09-09 | リチウム二次電池用セパレーターおよびこれを用いたリチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009208065A JP5331627B2 (ja) | 2009-09-09 | 2009-09-09 | リチウム二次電池用セパレーターおよびこれを用いたリチウム二次電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011060539A JP2011060539A (ja) | 2011-03-24 |
JP5331627B2 true JP5331627B2 (ja) | 2013-10-30 |
Family
ID=43947955
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009208065A Active JP5331627B2 (ja) | 2009-09-09 | 2009-09-09 | リチウム二次電池用セパレーターおよびこれを用いたリチウム二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5331627B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9707722B2 (en) | 2015-03-26 | 2017-07-18 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Method for producing porous polyimide film, and porous polyimide film |
US10597505B2 (en) | 2017-02-24 | 2020-03-24 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Polyimide precursor solution and polyimide film |
US10696808B2 (en) | 2016-06-23 | 2020-06-30 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Porous film and method of forming porous film |
US11179914B2 (en) | 2017-06-29 | 2021-11-23 | Fujifilm Business Innovation Corp. | Polyimide laminated film and method of preparing polyimide laminated film |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2790248B1 (en) * | 2011-12-09 | 2017-08-23 | Tokyo Metropolitan University | Lithium secondary battery separator and method of manufacturing same |
JP2014022150A (ja) * | 2012-07-17 | 2014-02-03 | Furukawa Battery Co Ltd:The | 非水電解質二次電池 |
JP5745195B2 (ja) * | 2013-04-22 | 2015-07-08 | 東京応化工業株式会社 | 多孔質ポリイミド膜の製造方法、多孔質ポリイミド膜、及びそれを用いたセパレータ |
WO2014196656A1 (ja) * | 2013-06-07 | 2014-12-11 | 公立大学法人首都大学東京 | 二次電池用セパレータの製造方法およびリチウム二次電池の製造方法 |
WO2015023868A1 (en) * | 2013-08-15 | 2015-02-19 | Robert Bosch Gmbh | Li/metal cell with structured surface separator |
KR101693778B1 (ko) * | 2013-10-31 | 2017-01-06 | 주식회사 엘지화학 | 역오팔 구조의 다공성 기재를 포함하는 전기화학소자용 다공성 분리막 및 이의 제조 방법 |
TWI701292B (zh) * | 2014-06-20 | 2020-08-11 | 日商東京應化工業股份有限公司 | 醯亞胺系樹脂膜製造系統及醯亞胺系樹脂膜製造方法 |
TWI673154B (zh) * | 2014-06-20 | 2019-10-01 | 日商東京應化工業股份有限公司 | 多孔性之醯亞胺系樹脂膜製造系統、分隔膜及多孔性之醯亞胺系樹脂膜製造方法 |
JP6681835B2 (ja) * | 2014-09-10 | 2020-04-15 | 東京応化工業株式会社 | 多孔質ポリイミド膜の製造方法 |
JP6450120B2 (ja) * | 2014-09-10 | 2019-01-09 | 東京応化工業株式会社 | エッチング装置及び製造システム |
CN107078256A (zh) * | 2014-09-22 | 2017-08-18 | 东京应化工业株式会社 | 金属二次电池用隔膜 |
US20180198120A1 (en) * | 2015-07-01 | 2018-07-12 | Tokyo Metropolitan University | Lithium secondary battery |
KR102617870B1 (ko) | 2018-07-25 | 2023-12-22 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 리튬 이차전지용 리튬 금속의 전처리 방법 |
JP7419815B2 (ja) | 2019-12-27 | 2024-01-23 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 多孔質ポリイミドフィルム、二次電池用セパレータ、及び二次電池 |
JP7376409B2 (ja) * | 2020-03-27 | 2023-11-08 | 古河電池株式会社 | リチウムイオン電池、およびリチウムイオン電池の製造方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4752993B2 (ja) * | 2001-09-10 | 2011-08-17 | 日産化学工業株式会社 | ポリイミド多孔質膜およびその製造法 |
-
2009
- 2009-09-09 JP JP2009208065A patent/JP5331627B2/ja active Active
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9707722B2 (en) | 2015-03-26 | 2017-07-18 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Method for producing porous polyimide film, and porous polyimide film |
US10696808B2 (en) | 2016-06-23 | 2020-06-30 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Porous film and method of forming porous film |
US10597505B2 (en) | 2017-02-24 | 2020-03-24 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Polyimide precursor solution and polyimide film |
US11427692B2 (en) | 2017-02-24 | 2022-08-30 | Fujifilm Business Innovation Corp. | Polyimide precursor solution and polyimide film |
US11179914B2 (en) | 2017-06-29 | 2021-11-23 | Fujifilm Business Innovation Corp. | Polyimide laminated film and method of preparing polyimide laminated film |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011060539A (ja) | 2011-03-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5331627B2 (ja) | リチウム二次電池用セパレーターおよびこれを用いたリチウム二次電池 | |
KR102140129B1 (ko) | 메쉬 형태의 절연층을 포함하는 리튬 이차전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 | |
CN110476279B (zh) | 锂二次电池 | |
KR102119801B1 (ko) | 플렉시블 집전체 및 이를 이용한 이차전지 | |
JP5072110B2 (ja) | リチウム電池に用いる正極材料 | |
CN110785886B (zh) | 锂二次电池 | |
JP5348706B2 (ja) | 非水電解液二次電池用負極、それを用いた非水電解液二次電池、および非水電解液二次電池用負極の製造方法 | |
JP3726958B2 (ja) | 電池 | |
KR102183997B1 (ko) | 양극 활물질, 이를 채용한 양극과 리튬 전지 및 이의 제조 방법 | |
JP4961654B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP5394610B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
US20050069768A1 (en) | Lithium electrochemical generator comprising at least a bipolar electrode with conductive aluminium or aluminium alloy substrates | |
KR20170003604A (ko) | 리튬-황 배터리용 이작용성 세퍼레이터 | |
CN111837259B (zh) | 锂二次电池 | |
JP3535454B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP6609644B2 (ja) | コバルト酸リチウムを合成するための正極活物質を含むリチウム二次電池、この製造方法 | |
JP2009099495A (ja) | リチウム二次電池 | |
JP2008166156A (ja) | 蓄電素子 | |
EP3151328A1 (en) | Rechargeable battery and separator used therein | |
CN111837257B (zh) | 锂二次电池 | |
CN113994512A (zh) | 锂二次电池及其制备方法 | |
JP2018006331A (ja) | 非水電解質二次電池用負極材料及びその製造方法 | |
JP4534266B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
KR101771087B1 (ko) | 음극, 이를 포함하는 리튬전지, 바인더 조성물 및 전극제조방법 | |
CN112216876B (zh) | 锂离子电池重复单元、锂离子电池及其使用方法、电池模组和汽车 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120706 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130417 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130507 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130627 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130723 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130729 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5331627 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |