JPH04355069A - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
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- JPH04355069A JPH04355069A JP3157741A JP15774191A JPH04355069A JP H04355069 A JPH04355069 A JP H04355069A JP 3157741 A JP3157741 A JP 3157741A JP 15774191 A JP15774191 A JP 15774191A JP H04355069 A JPH04355069 A JP H04355069A
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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
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はリチウム二次電池に関す
るもので、さらに詳しくはそのセパレータの構造に関す
るものである。
るもので、さらに詳しくはそのセパレータの構造に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】リチウム二次電池は、正極に酸化物や導
電性高分子を用い、負極に金属リチウム、リチウム合金
あるいは有機焼成体を用いるものが知られており種々研
究されている。中でも正極に酸化物を用い、負極に金属
リチウムを用いるものは高エネルギー密度が得られるこ
とから注目され、盛んに研究されている。
電性高分子を用い、負極に金属リチウム、リチウム合金
あるいは有機焼成体を用いるものが知られており種々研
究されている。中でも正極に酸化物を用い、負極に金属
リチウムを用いるものは高エネルギー密度が得られるこ
とから注目され、盛んに研究されている。
【０００３】しかし、従来から研究されている金属リチ
ウムを用いたリチウム二次電池には長寿命のものがなく
、十分な特性のリチウム二次電池は得られていない。 その原因の一つにはデンドライトリチウムと呼ばれる針
状結晶の成長がある。即ちデンドライトリチウムが成長
し、その先端がセパレータを貫通して正極に触れて短絡
してしまい、電池の寿命が早くつきてしまうのである。 図２に従来の積層型電池の断面図を示す。ここで、１は
正極、２は負極、３はセパレータ、４は電解液、５は負
極端子、６は蓋、７は電槽である。
ウムを用いたリチウム二次電池には長寿命のものがなく
、十分な特性のリチウム二次電池は得られていない。 その原因の一つにはデンドライトリチウムと呼ばれる針
状結晶の成長がある。即ちデンドライトリチウムが成長
し、その先端がセパレータを貫通して正極に触れて短絡
してしまい、電池の寿命が早くつきてしまうのである。 図２に従来の積層型電池の断面図を示す。ここで、１は
正極、２は負極、３はセパレータ、４は電解液、５は負
極端子、６は蓋、７は電槽である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者らは、
リチウム二次電池の長寿命化を図るためにセパレータの
特性について鋭意研究を行ったところ、ある適当な条件
のセパレータを用いればデンドライトリチウムのセパレ
ータ貫通による短絡をある程度抑えることが可能である
ことを見い出した。ところが、従来のように電極とセパ
レータを積層したり、巻き込んだりするだけの構造では
デンドライトリチウムがセパレータ表面を伝って成長し
、正極に触れて短絡してしまうという問題点があること
が判った。
リチウム二次電池の長寿命化を図るためにセパレータの
特性について鋭意研究を行ったところ、ある適当な条件
のセパレータを用いればデンドライトリチウムのセパレ
ータ貫通による短絡をある程度抑えることが可能である
ことを見い出した。ところが、従来のように電極とセパ
レータを積層したり、巻き込んだりするだけの構造では
デンドライトリチウムがセパレータ表面を伝って成長し
、正極に触れて短絡してしまうという問題点があること
が判った。
【０００５】本発明は上記問題点を解消するために、デ
ンドライトリチウムによって短絡しない電池構造、特に
セパレータ構造を提供することを目的とする。
ンドライトリチウムによって短絡しない電池構造、特に
セパレータ構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、各辺が閉じら
れた袋状のセパレータによって正極及び負極が包まれて
いることを特徴とするリチウム二次電池である。
れた袋状のセパレータによって正極及び負極が包まれて
いることを特徴とするリチウム二次電池である。
【０００７】
【作 用】各辺を閉じた袋状のセパレータで正極と負
極を包んでおくことによって、負極表面で成長したデン
ドライトリチウムがセパレータ表面を伝って外へ出るこ
とができない。また、仮にセパレータを貫通したとして
も正極が同じようにセパレータで包まれているためにす
ぐに正極に触れて短絡することはない。従来のセパレー
タ構造では、仮にデンドライトリチウムがセパレータを
貫通しなかったとしても、簡単に正極と負極が短絡して
しまい電池が短寿命に終わってしまっていたが、セパレ
ータを各辺を閉じた袋状とすることにより、デンドライ
トリチウムが正極と接触しにくくなり、長寿命のリチウ
ム二次電池が得られるものである。
極を包んでおくことによって、負極表面で成長したデン
ドライトリチウムがセパレータ表面を伝って外へ出るこ
とができない。また、仮にセパレータを貫通したとして
も正極が同じようにセパレータで包まれているためにす
ぐに正極に触れて短絡することはない。従来のセパレー
タ構造では、仮にデンドライトリチウムがセパレータを
貫通しなかったとしても、簡単に正極と負極が短絡して
しまい電池が短寿命に終わってしまっていたが、セパレ
ータを各辺を閉じた袋状とすることにより、デンドライ
トリチウムが正極と接触しにくくなり、長寿命のリチウ
ム二次電池が得られるものである。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の詳細について実施例に基づき
説明する。正極活物質にＬｉ１＋ｘ Ｖ３ Ｏ８ を用
い、負極活物質にリチウムを用いて積層型のリチウム二
次電池を試作した。試作した電池の断面図を図１に示す
。なお、１は正極、２は負極、３はセパレータ、４は電
解液、５は負極端子、６は蓋、７は電槽である。電池は
以下のような手順で作製した。
説明する。正極活物質にＬｉ１＋ｘ Ｖ３ Ｏ８ を用
い、負極活物質にリチウムを用いて積層型のリチウム二
次電池を試作した。試作した電池の断面図を図１に示す
。なお、１は正極、２は負極、３はセパレータ、４は電
解液、５は負極端子、６は蓋、７は電槽である。電池は
以下のような手順で作製した。
【０００９】正極活物質とアセチレンブラック及びポリ
テトラフルオロエチレン粉末とを重量比８０：１５：５
で混合し、トルエンを加えて十分混練した。これをロー
ラープレスにより厚み０．４ｍｍのシート状に成形した
。次にこれを所定寸法に裁断した後、２枚のシートの間
にアルミのエキスパンドを入れ、ローラープレスにより
圧着して厚み０．７ｍｍの正極を得た。電池にはこのよ
うにして得られた正極を減圧下２００℃で１５時間熱処
理したものを用いた。負極は厚み０．３ｍｍのリチウム
箔を所定寸法に裁断した後、正極と同様にしてローラー
プレスにより鉄箔に圧着して厚み０．７ｍｍとしたもの
を用いた。
テトラフルオロエチレン粉末とを重量比８０：１５：５
で混合し、トルエンを加えて十分混練した。これをロー
ラープレスにより厚み０．４ｍｍのシート状に成形した
。次にこれを所定寸法に裁断した後、２枚のシートの間
にアルミのエキスパンドを入れ、ローラープレスにより
圧着して厚み０．７ｍｍの正極を得た。電池にはこのよ
うにして得られた正極を減圧下２００℃で１５時間熱処
理したものを用いた。負極は厚み０．３ｍｍのリチウム
箔を所定寸法に裁断した後、正極と同様にしてローラー
プレスにより鉄箔に圧着して厚み０．７ｍｍとしたもの
を用いた。
【００１０】次にセパレータとして３方を閉じて袋状と
したポリプロピレン性の微多孔膜を用意した。このセパ
レータの中に正極または負極を１枚ずつ入れ開口部をヒ
ートシールにより閉じた。
したポリプロピレン性の微多孔膜を用意した。このセパ
レータの中に正極または負極を１枚ずつ入れ開口部をヒ
ートシールにより閉じた。
【００１１】このようにして作製した正極及び負極を、
負極が両端に来るように交互に積み重ね、極群とした。 極群と蓋についている端子の間はスポット溶接により接
続した。極群を電槽内に挿入した後、電槽と蓋をＡｒシ
ールドＴＩＧ溶接により封口した。電解液にはプロピレ
ンカーボネイトとジメトキシエタンの同体積混合溶媒に
１ｍｏｌ／１のＬｉＣｌＯ４ を溶解したものを用いた
。 電解液は注液口から注入され、注液口は溶接により封口
された。このようにして作製された電池を本発明電池と
した。
負極が両端に来るように交互に積み重ね、極群とした。 極群と蓋についている端子の間はスポット溶接により接
続した。極群を電槽内に挿入した後、電槽と蓋をＡｒシ
ールドＴＩＧ溶接により封口した。電解液にはプロピレ
ンカーボネイトとジメトキシエタンの同体積混合溶媒に
１ｍｏｌ／１のＬｉＣｌＯ４ を溶解したものを用いた
。 電解液は注液口から注入され、注液口は溶接により封口
された。このようにして作製された電池を本発明電池と
した。
【００１２】また、比較のために負極のみをセパレータ
にいれ、セパレータの開口部をヒートシールで閉じずに
、３方のみを閉じたセパレータで負極を包んだ他は本発
明電池と同様にして電池を作製した。この電池を比較電
池とした。
にいれ、セパレータの開口部をヒートシールで閉じずに
、３方のみを閉じたセパレータで負極を包んだ他は本発
明電池と同様にして電池を作製した。この電池を比較電
池とした。
【００１３】本発明の効果を確認するために、本発明電
池及び比較電池を用いて充放電試験を行なった。試験条
件は、充電電流１Ａ、充電終止電圧３．５Ｖ、放電電流
１Ａ、放電終止電圧２．０Ｖとした。
池及び比較電池を用いて充放電試験を行なった。試験条
件は、充電電流１Ａ、充電終止電圧３．５Ｖ、放電電流
１Ａ、放電終止電圧２．０Ｖとした。
【００１４】図３にサイクル数と容量保持率の関係を示
す。容量保持率とは、１サイクル目の容量に対する各サ
イクルの容量を％で表わしたものである。この結果、２
２サイクル目まではどちらも容量低下の小さい良好なサ
イクル特性を示しているものの、２３サイクル目以降比
較電池は急激な容量低下を示し、２７サイクル目にはほ
とんど容量がなくなってしまった。それに対し本発明電
池は２３サイクル目以降も良好なサイクル特性を示した
。試験終了後比較電池について解体調査を行なったとこ
ろ、デンドライトリチウムがセパレータを伝って正極端
子に接触し、内部短絡が起こっていたことがわかった。
す。容量保持率とは、１サイクル目の容量に対する各サ
イクルの容量を％で表わしたものである。この結果、２
２サイクル目まではどちらも容量低下の小さい良好なサ
イクル特性を示しているものの、２３サイクル目以降比
較電池は急激な容量低下を示し、２７サイクル目にはほ
とんど容量がなくなってしまった。それに対し本発明電
池は２３サイクル目以降も良好なサイクル特性を示した
。試験終了後比較電池について解体調査を行なったとこ
ろ、デンドライトリチウムがセパレータを伝って正極端
子に接触し、内部短絡が起こっていたことがわかった。
【００１５】
【発明の効果】上述した如く、各辺が閉じられた袋状の
セパレータによって正極及び負極が包まれていれば、そ
うでない場合に比べて良好なサイクル特性を示す。その
結果、本発明のセパレータ構造を持ったリチウム二次電
池はサイクル寿命が非常に長く、安全なリチウム二次電
池を提供することができる。
セパレータによって正極及び負極が包まれていれば、そ
うでない場合に比べて良好なサイクル特性を示す。その
結果、本発明のセパレータ構造を持ったリチウム二次電
池はサイクル寿命が非常に長く、安全なリチウム二次電
池を提供することができる。
【００１６】なお、本発明は実施例に記載された電極製
法、電池形状及びセパレータの封口方法などに限定され
るものではなく、ペースト式の電極製法やスパイラル型
の電池形状にも適用可能である。
法、電池形状及びセパレータの封口方法などに限定され
るものではなく、ペースト式の電極製法やスパイラル型
の電池形状にも適用可能である。
【図１】本発明リチウム二次電池の断面図である。
【図２】従来のリチウム二次電池の断面図である。
【図３】サイクル数と容量保持率との関係図である。
１ 正極
２ 負極
３ セパレータ
４ 電解液
５ 負極端子
６ 蓋
７ 電槽
Claims (1)
- 【請求項１】 各辺が閉じられた袋状のセパレータに
よって正極及び負極が包まれてい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 |
|---|---|---|---|
| JP3157741A JPH04355069A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3157741A JPH04355069A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04355069A true JPH04355069A (ja) | 1992-12-09 |
Family
ID=15656341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3157741A Pending JPH04355069A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04355069A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140038032A1 (en) * | 2012-07-31 | 2014-02-06 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable battery |
| CN106532133A (zh) * | 2017-01-16 | 2017-03-22 | 赵社涛 | 一种锂离子电池粘接剂材料的清洁配料方法 |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP3157741A patent/JPH04355069A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140038032A1 (en) * | 2012-07-31 | 2014-02-06 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable battery |
| US8999556B2 (en) * | 2012-07-31 | 2015-04-07 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable battery |
| CN106532133A (zh) * | 2017-01-16 | 2017-03-22 | 赵社涛 | 一种锂离子电池粘接剂材料的清洁配料方法 |
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