JPH0325865A - 非水電解液２次電池 - Google Patents
非水電解液２次電池Info
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- JPH0325865A JPH0325865A JP1158689A JP15868989A JPH0325865A JP H0325865 A JPH0325865 A JP H0325865A JP 1158689 A JP1158689 A JP 1158689A JP 15868989 A JP15868989 A JP 15868989A JP H0325865 A JPH0325865 A JP H0325865A
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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
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、金属リチウムからなる負極板および正極板と
を、相互間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回した
電極体を有する円筒形リチウム２次電池の充放電サイク
ル特性および安全性の向上に関するものである。
を、相互間にセパレータを介在させて渦巻状に巻回した
電極体を有する円筒形リチウム２次電池の充放電サイク
ル特性および安全性の向上に関するものである。
従来の技術
第１図に，代表的な円筒形リチウム２次電池の構成断面
図を示す。第１図において、正極板１は二酸化マンガン
を活物質とし、これに導電剤，増粘剤および結着剤を混
練してペースト状とした合剤を、アルミニウム箔を芯材
としてこれに塗着，乾燥し、圧延したものである。正極
リード板４は芯材にスポット溶接する。負極板２は金属
リチウムを活物質とし、負極リード板５が圧着されてい
る。セパレータ３はポリブロビレンなどからなり３次元
的な微細孔のネットワークを有するシートを正負極板よ
り幅が広い帯状に裁断したものである。正負極板の相互
間にはセバレー夕を介在させ、全体を渦巻状に巻回して
電極体を構成する。
図を示す。第１図において、正極板１は二酸化マンガン
を活物質とし、これに導電剤，増粘剤および結着剤を混
練してペースト状とした合剤を、アルミニウム箔を芯材
としてこれに塗着，乾燥し、圧延したものである。正極
リード板４は芯材にスポット溶接する。負極板２は金属
リチウムを活物質とし、負極リード板５が圧着されてい
る。セパレータ３はポリブロビレンなどからなり３次元
的な微細孔のネットワークを有するシートを正負極板よ
り幅が広い帯状に裁断したものである。正負極板の相互
間にはセバレー夕を介在させ、全体を渦巻状に巻回して
電極体を構成する。
次に、この電極体の上下部を温風で加熱し、セパレータ
を熱収縮する。下部絶縁リング６を装着し，ケース７に
挿入して負極リード板５をケース７にスポット溶接する
。ついで、上部絶縁リング８を装着、さらにケース７上
部に溝入れした後、６フッ化リン酸リチウムなどのリチ
ウム塩をブロビレンカーボネート，エチレンカーボネー
トなどの有機溶媒に溶解させた非水電解液を注入する。
を熱収縮する。下部絶縁リング６を装着し，ケース７に
挿入して負極リード板５をケース７にスポット溶接する
。ついで、上部絶縁リング８を装着、さらにケース７上
部に溝入れした後、６フッ化リン酸リチウムなどのリチ
ウム塩をブロビレンカーボネート，エチレンカーボネー
トなどの有機溶媒に溶解させた非水電解液を注入する。
ガスケットが組み込まれた組立封口板９と正極リード板
４をスポット溶接した後に装着し、カシメ封口する。こ
れにより電池の組み立てを完了する。
４をスポット溶接した後に装着し、カシメ封口する。こ
れにより電池の組み立てを完了する。
発明が解決しようとする課題
リヂウム２次電池では、放電時にはリチウムが負極板か
ら電解液中にイオンとして溶解し、充電時には再び負極
上に析出する。リチウムが析出する際、デンドライトと
いわれる針秋物を形成し、充放電サイクルを繰り返すに
伴い、これが戒長じてセパレータを貫通し、正極板と接
触して内部短絡が発生する現象．が見られる。従来、リ
チウム２次電池には、微細孔が均一に分布されたフィル
ムがセバレータとして使用されており、内部短絡が発生
した場合、正負極板間に大電流が流れ、そのジュール熱
でセパレータが熱収縮して正負極板それぞれを被覆し、
それ以上の発熱による金属リチウムの融解，発火を抑止
させる効果がある。
ら電解液中にイオンとして溶解し、充電時には再び負極
上に析出する。リチウムが析出する際、デンドライトと
いわれる針秋物を形成し、充放電サイクルを繰り返すに
伴い、これが戒長じてセパレータを貫通し、正極板と接
触して内部短絡が発生する現象．が見られる。従来、リ
チウム２次電池には、微細孔が均一に分布されたフィル
ムがセバレータとして使用されており、内部短絡が発生
した場合、正負極板間に大電流が流れ、そのジュール熱
でセパレータが熱収縮して正負極板それぞれを被覆し、
それ以上の発熱による金属リチウムの融解，発火を抑止
させる効果がある。
しかし、この場合、セバレー夕の構成因子である空孔率
および微細孔の開口部面積を規制しなければ、上記効果
を十分に得ることはできない，，放電時にはリチウムが
負極板から電解液中にイオンとして溶解し、充電時には
再び負極板上に析出する実際の負極板の面積は、リチウ
ムイオンが移動しうる。すなわち、負極板と対向するセ
バレータの開ａ部面積に相当する。つまり、空孔率が５
０％の場合、実際の負極板の面積は、見掛けの負極板の
面積の１／２｛ｇとなり、実際の電流密度は、見掛けの
電流密度の２倍となる。充電時において走査型電子顕微
鏡で確認されるリチウムの電析形態と電流密度には密接
な関係があり、電流密度が大きくなると、言い換えれば
、空孔率が小さくなり実際の負極板面積が小さくなると
、デンドライト状リチウムが発生しやすい。ただし、リ
ヂウムの電析形態は、電流密度以外に非水電解液の組成
（溶質の種類および濃度、溶媒の種類，｝。よび混合比
など）の影響も受ける。一方、空孔率があまりにも大き
くなると、微細孔が連結し、均一・に分布させることは
非常に困難である。
および微細孔の開口部面積を規制しなければ、上記効果
を十分に得ることはできない，，放電時にはリチウムが
負極板から電解液中にイオンとして溶解し、充電時には
再び負極板上に析出する実際の負極板の面積は、リチウ
ムイオンが移動しうる。すなわち、負極板と対向するセ
バレータの開ａ部面積に相当する。つまり、空孔率が５
０％の場合、実際の負極板の面積は、見掛けの負極板の
面積の１／２｛ｇとなり、実際の電流密度は、見掛けの
電流密度の２倍となる。充電時において走査型電子顕微
鏡で確認されるリチウムの電析形態と電流密度には密接
な関係があり、電流密度が大きくなると、言い換えれば
、空孔率が小さくなり実際の負極板面積が小さくなると
、デンドライト状リチウムが発生しやすい。ただし、リ
ヂウムの電析形態は、電流密度以外に非水電解液の組成
（溶質の種類および濃度、溶媒の種類，｝。よび混合比
など）の影響も受ける。一方、空孔率があまりにも大き
くなると、微細孔が連結し、均一・に分布させることは
非常に困難である。
微細孔の開口部面積は、成長ずるデンドライト状リチウ
ムの最大断面積に相当する。微細孔の開口部面積が大き
ければ、成長したデンドライト状リチウムの断面積が大
きくなり、内部短絡が発生し、セパレータが熱収縮して
も正負極板それぞれを完全に被覆することは困難である
。
ムの最大断面積に相当する。微細孔の開口部面積が大き
ければ、成長したデンドライト状リチウムの断面積が大
きくなり、内部短絡が発生し、セパレータが熱収縮して
も正負極板それぞれを完全に被覆することは困難である
。
本発明はこの課題を解決するためのもので、円筒形リチ
ウム２次電池の充放電サイクル特性および安全性の向上
を目的とするものである。
ウム２次電池の充放電サイクル特性および安全性の向上
を目的とするものである。
課題を解決するための手段
これらの課題を解決するために本発明は、従来の方法に
より構成した電極体に、３次元的な微細孔のネットワー
クを有し、空孔率が２０％〜６０％、微細孔の開口部面
積が１．０Ｘ１０−３μｍ２〜５．ＯＸ１０−２μｄで
ある微細孔膜をセパレータとして使用するものである。
より構成した電極体に、３次元的な微細孔のネットワー
クを有し、空孔率が２０％〜６０％、微細孔の開口部面
積が１．０Ｘ１０−３μｍ２〜５．ＯＸ１０−２μｄで
ある微細孔膜をセパレータとして使用するものである。
作用
この構成により、空孔率および微細孔の開口部面積を規
制することで、デンドライト状リチウムの発生を抑制す
る。しかも、内部短絡が発生した場合、セパレータが熱
収縮し、正負極板それぞれを完全に被覆し、短絡発熱に
より金属リチウムが融解し発火する現象を抑止する効果
が十分に得られる。
制することで、デンドライト状リチウムの発生を抑制す
る。しかも、内部短絡が発生した場合、セパレータが熱
収縮し、正負極板それぞれを完全に被覆し、短絡発熱に
より金属リチウムが融解し発火する現象を抑止する効果
が十分に得られる。
実施例
（実施例１）
以下、図面を参照して説明１る、，
前述した周知の方法により第１表にまとめられる６種類
のポリオレフィン系微細孔膜を廿バレー夕に用いて電池
を組み立てた。
のポリオレフィン系微細孔膜を廿バレー夕に用いて電池
を組み立てた。
第１表
電池をわのおの１００個ず−）作製し、７ ０ｍＡ（０
．ＩＣに相当冫定電流充電、７０ｍＡ定電流放電させた
。充電時の上限電圧は３．８Ｖ，放電時の下限電圧は２
．ＯＶとした。ここでのセパレータの空孔率とサイクル
数、内部短絡発生率との関係を第２図に示す。サイクル
数は、容量が初期の５０％まで劣化した時点で求めた。
．ＩＣに相当冫定電流充電、７０ｍＡ定電流放電させた
。充電時の上限電圧は３．８Ｖ，放電時の下限電圧は２
．ＯＶとした。ここでのセパレータの空孔率とサイクル
数、内部短絡発生率との関係を第２図に示す。サイクル
数は、容量が初期の５０％まで劣化した時点で求めた。
本発明による実施例１の電池２〜５は比較例の電池１お
よび７よりも充放電サイクル特性、安全性に非常に優れ
ていることが、第２図からも明らかである。
よび７よりも充放電サイクル特性、安全性に非常に優れ
ていることが、第２図からも明らかである。
（実施例２）
前述した周知の方法に従い、第２表にまとめられる７種
類のポリオレフィン系微細孔膜をセパレータに用いて電
、池を組み立てた。
類のポリオレフィン系微細孔膜をセパレータに用いて電
、池を組み立てた。
（ 以 下 余 白 ）
第２表
実施例１と同様にこれら電池を充放電させ、セパレータ
の微細孔の開口部面積とサイクル数、内部短絡発生率と
の関係を第３図に示す。
の微細孔の開口部面積とサイクル数、内部短絡発生率と
の関係を第３図に示す。
本発明による実施例２の電池８〜１２は比較例の電池７
およびｌ３よりも充放電サイクル特性，安全性に非常に
優れていることが第３図からも明らかである。
およびｌ３よりも充放電サイクル特性，安全性に非常に
優れていることが第３図からも明らかである。
発明の効果
以上のように本発明によれば、正極板および負極板をこ
れら両極板より幅が広い帯状セバレータを相互間に介在
させて渦巻状に巻回した電極体を備え、そのセパレータ
は微細孔膜からなり、空孔率を２０％〜６０％、微細孔
の開口部面積を１．ＯＸ１０−３μｄ〜５．ＯＸ１０−
２μ一とすることによって、デンドライト状リチウムの
発生を抑制し、しかも内部短絡が発生した場合、セパレ
ータが熱収縮して正負極板それぞれを完全に被覆し、短
絡発熱により金属リチウムが融解して発火する現象を抑
止する効果が十分に得られる。
れら両極板より幅が広い帯状セバレータを相互間に介在
させて渦巻状に巻回した電極体を備え、そのセパレータ
は微細孔膜からなり、空孔率を２０％〜６０％、微細孔
の開口部面積を１．ＯＸ１０−３μｄ〜５．ＯＸ１０−
２μ一とすることによって、デンドライト状リチウムの
発生を抑制し、しかも内部短絡が発生した場合、セパレ
ータが熱収縮して正負極板それぞれを完全に被覆し、短
絡発熱により金属リチウムが融解して発火する現象を抑
止する効果が十分に得られる。
第１図は代表的な円筒形リチウム２次電池の構成断面図
、第２図は空孔率とサイクル数、内部短絡発生率との関
係を示した図、第３図は微細孔の開口部面積とサイクル
数、内部短絡発生率との関係を示した図である。 ■・・・・・・正極板、２・・・・・・負極板、３・・
・・・・セパレータ。 《有颯威像川蕎ｉ
、第２図は空孔率とサイクル数、内部短絡発生率との関
係を示した図、第３図は微細孔の開口部面積とサイクル
数、内部短絡発生率との関係を示した図である。 ■・・・・・・正極板、２・・・・・・負極板、３・・
・・・・セパレータ。 《有颯威像川蕎ｉ
Claims (1)
- 正極板および負極板を、これら両極板より幅が広い帯状
セパレータを相互間に介在させて渦巻状に巻回した電極
体を備え、前記セパレータは微細孔膜からなり、その空
孔率は２０％〜６０％、微細孔の開口部面積は１．０×
１０＾−＾３μｍ＾２〜５．０×１０＾−＾３μｍ＾２
であることを特徴とする非水電解液２次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1158689A JPH0325865A (ja) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | 非水電解液２次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1158689A JPH0325865A (ja) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | 非水電解液２次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0325865A true JPH0325865A (ja) | 1991-02-04 |
Family
ID=15677204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1158689A Pending JPH0325865A (ja) | 1989-06-21 | 1989-06-21 | 非水電解液２次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0325865A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04308654A (ja) * | 1991-04-08 | 1992-10-30 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
| US5523178A (en) * | 1992-12-14 | 1996-06-04 | Nippondenso Co., Ltd. | Chemical cell |
| JP2000323173A (ja) * | 1999-05-11 | 2000-11-24 | At Battery:Kk | 非水電解液二次電池 |
| WO2001071831A2 (en) * | 2000-03-16 | 2001-09-27 | The Gillette Company | Lithium cell |
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| US8905752B2 (en) | 2009-07-14 | 2014-12-09 | Ihi Corporation | Burner apparatus |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6388750A (ja) * | 1986-09-29 | 1988-04-19 | アメリカン テレフォン アンド テレグラフ カンパニー | 特殊隔離板を有する非水電池 |
| JPS63276868A (ja) * | 1987-05-08 | 1988-11-15 | Tokuyama Soda Co Ltd | 電池用セパレ−タ− |
| JPH01122574A (ja) * | 1987-11-06 | 1989-05-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 円筒形リチウム二次電池 |
-
1989
- 1989-06-21 JP JP1158689A patent/JPH0325865A/ja active Pending
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| CN1315218C (zh) * | 2000-03-16 | 2007-05-09 | 吉莱特公司 | 一种形成用于锂电池的绕制的电极组件的方法 |
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