JP6602050B2 - 電池 - Google Patents
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Description
0.3≦A≦100 (1)
但し、Aは、第2のピークでの細孔直径(μm)である。
第1の実施形態の電池を、図面を参照して説明する。図1の非水電解質電池では、負極を第1の電極、正極を第2の電極とする。
但し、Aは、第2のピークでの細孔直径(μm)である。
非水溶媒は、特に限定されるものではないが、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、1,2−ジメトキシエタン(DME)、γ−ブチロラクトン(GBL)、テトラヒドロフラン(THF)、2−メチルテトラヒドロフラン(2−MeHF)、1,3−ジオキソラン、スルホラン、アセトニトリル(AN)、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネイト(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジプロピルカーボネート(DPC)等が挙げられる。これらの溶媒は一種類で使用してもよいし2種類以上を混合して用いてもよい.
電解質塩としては、LiPF6、LiBF4、Li(CF3SO2)2N(ビストリフルオロメタンスルホニルアミドリチウム;通称LiTFSI)、LiCF3SO3(通称LiTFS)、Li(C2F5SO2)2N(ビスペンタフルオロエタンスルホニルアミドリチウム;通称LiBETI)、LiClO4、LiAsF6、LiSbF6、ビスオキサラトホウ酸リチウム(LiB(C2O4)2(通称LiBOB))、ジフルオロ(トリフルオロ−2−オキシド−2−トリフルオロ−メチルプロピオナト(2−)−0,0)ホウ酸リチウム(LiBF2(OCOOC(CF3)2)(通称LiBF2(HHIB)))などのリチウム塩が挙げられる。これらの電解質塩は1種類で使用してもよいし、又は2種類以上を混合して用いてもよい。特に、LiPF6又はLiBF4を用いることが好ましい.
電解質塩濃度は, 1M以上3M以下の範囲内とすることが好ましい。これにより、高負荷電流を流した場合の性能を向上することができる。
(第2の実施形態)
第2の実施形態は、積層型電極群を備えた非水電解質電池に関する。第2の実施形態を図12〜図25を参照して説明する。
電極上に配置される第1または第2の絶縁層は、負極あるいは正極にあって良いし、正負極両方に配置されても良い。第1、第2の絶縁層には、第1の実施形態で説明したのと同様なものを使用することができる。
(実施例1)
まず、スピネル型構造を有するチタン酸リチウムLi4Ti5O12の粉末(表1においてLTOとする)を準備した。このチタン酸リチウムの平均粒径は0.5μmであった。このチタン酸リチウム粉末を、導電剤としてのグラファイトと、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)と共に、溶媒であるN−メチルピロリドン(NMP)に投入した。この際、チタン酸リチウム粉末:グラファイト:PVdFの重量比を100:5:5とした。混合物を十分に撹拌することにより、負極作製用スラリーを調製した。
作製した電極群を外装容器に収納し、2枚のアルミニウム板(正負極集電取り出し部)の一部が外装容器からはみ出すようにした。この状態で乾燥機に投入し、95℃で6時間真空乾燥を行った。
(実施例2)
第2の絶縁層を負極に用いる代わりに正極に用いた。第2の絶縁層として、絶縁テープ(材質:ポリイミド、幅12mm、長さ:正極長さと同じ3m、厚さ30μm)を用意し、図7に示す配置で正極に貼り付けた。
(実施例3)
第2の絶縁層を用いる代わりに、負極のコーナ部14を図8に示すように折り曲げた。コーナ部14からX点までの距離を20mm、コーナ部14からY点までの距離を20mmに設定した。
(実施例4)
第2の絶縁層を用いる代わりに、図10に示すように、捲回軸Wと垂直な方向Rに対して負極7の長辺21を角度θ(20度)傾斜させた。
(実施例5〜7)
負極のプレス圧を表1に示す値に変更すること以外は、実施例1と同様にして簡易セルを作製した。
(実施例8)
負極のプレス圧を表1に示す値に変更すると共に負極の搬送速度を150mm/minに変更すること以外は、実施例1と同様にして簡易セルを作製した。
(比較例1)
第2の絶縁層を用いないこと以外は、実施例1と同様にして簡易セルを作製した。
(比較例2)
負極のプレス圧を表1に示す値に変更すると共に負極の搬送速度を250mm/minに変更すること以外は、実施例1と同様にして簡易セルを作製した。
(比較例3)
負極のプレス圧を表1に示す値に変更すること以外は、実施例1と同様にして簡易セルを作製した。
<剥離強度>
測定装置としてレオテック社製のレオメータを使用した。負極から測定サンプルを20mm幅×100mm高さに切り取り、両面テープを貼った試料台にサンプルを貼りつけ、試料台とサンプルをそれぞれ掴み部に取り付けて引っ張り速度20mm/minで 引っ張り、そのときの最大圧力を剥離強度として読み、その結果を表1に示す。
<満充電電圧、24時間後の電圧>
満充電後の電圧と24時間後の電圧を測定し、その結果を表1に示す。
<残容量>
25℃の恒温槽内の充放電にて、1Cで1.5Vまで定電流放電(CC放電)をし、その際の放電容量を残容量と定義する。
(実施例10,11及び比較例4)
図16に示す積層型の電極群を用いた実施例9の簡易ラミネートセル、図18に示す積層型の電極群を用いた実施例10の簡易ラミネートセル、図24に示す積層型の電極群を用いた比較例4の簡易ラミネートセルを作製し、充電後の電圧と24時間後の電圧を比較し、その結果を表2に示す。また、前述の方法で測定した残容量(25℃での放電容量)を表2に併記する。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]
第1の集電体、前記第1の集電体の一端部からなる第1の集電タブ、前記第1の集電タブと交わる第1の辺、前記第1の辺と前記第1の集電体の他端部とが交わるコーナ部、少なくとも前記第1の集電タブを除いて前記第1の集電体に形成された第1の活物質含有層を含む第1の電極と、
第2の集電体、前記第2の集電体の一端部からなる第2の集電タブ、少なくとも前記第2の集電タブを除いて前記第2の集電体に形成された第2の活物質含有層を含む第2の電極と、
前記第1の活物質含有層と前記第2の活物質含有層の間に配置されるように前記第1の活物質含有層又は前記第2の活物質含有層を被覆する第1の絶縁層と
を含む電池であって、
前記第1の電極、前記第1の絶縁層及び前記第2の電極は、扁平の渦巻き状に捲回され、渦巻き状の両端部の一方から前記第1の集電タブが突出し、かつ他方から前記第2の集電タブが突出し、
前記第1の電極の前記コーナ部と、前記第2の電極の前記第2の集電タブとが絶縁されている電池。
[2]
前記第1の絶縁層が前記第1の活物質含有層を被覆し、前記第1の電極は、前記第1の絶縁層を含む状態で水銀圧入法により得られる細孔直径分布に、最も細孔容積が大きな第1のピークと、二番目に細孔容積が大きな第2のピークとを有し、前記第2のピークでの細孔直径が下記(1)式を満たす、[1]に記載の電池。
0.3≦A≦100 (1)
但し、前記Aは、前記第2のピークでの細孔直径(μm)である。
[3]
前記第1の電極の前記コーナ部と前記第2の電極の前記第2の集電タブとの間に配置された第2の絶縁層を含む、[2]に記載の電池。
[4]
前記コーナ部が折り曲げられている、[2]に記載の電池。
Claims (3)
- 第1の集電体、前記第1の集電体の一端部からなる第1の集電タブ、前記第1の集電タブと交わる第1の辺、前記第1の辺と前記第1の集電体の他端部とが交わるコーナ部、少なくとも前記第1の集電タブを除いて前記第1の集電体に形成された第1の活物質含有層を含む第1の電極と、
第2の集電体、前記第2の集電体の一端部からなる第2の集電タブ、少なくとも前記第2の集電タブを除いて前記第2の集電体に形成された第2の活物質含有層を含む第2の電極と、
前記第1の活物質含有層と前記第2の活物質含有層の間に配置されるように前記第1の活物質含有層を被覆する第1の絶縁層と
を含む電池であって、
前記第1の電極、前記第1の絶縁層及び前記第2の電極は、扁平の渦巻き状に捲回され、渦巻き状の両端部の一方から前記第1の集電タブが突出し、かつ他方から前記第2の集電タブが突出し、
前記第1の電極の前記コーナ部と、前記第2の電極の前記第2の集電タブとが絶縁されており、
前記第1の電極は、前記第1の絶縁層を含む状態で水銀圧入法により得られる細孔直径分布に、最も細孔容積が大きな第1のピークと、二番目に細孔容積が大きな第2のピークとを有し、前記第2のピークでの細孔直径が下記(1)式を満たす電池。
0.3≦A≦100 (1)
但し、前記Aは、前記第2のピークでの細孔直径(μm)である。 - 前記第1の電極の前記コーナ部と前記第2の電極の前記第2の集電タブとの間に配置された第2の絶縁層を含む、請求項1に記載の電池。
- 前記第2の絶縁層は無機材料を含む、請求項2に記載の電池。
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