JPH05159766A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
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- JPH05159766A JPH05159766A JP3324820A JP32482091A JPH05159766A JP H05159766 A JPH05159766 A JP H05159766A JP 3324820 A JP3324820 A JP 3324820A JP 32482091 A JP32482091 A JP 32482091A JP H05159766 A JPH05159766 A JP H05159766A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高エネルギー密度を維持し、かつ内部短絡時
にも発火、爆発がなく安全性に優れ、電流特性の優れた
非水電解液二次電池を提供する。 【構成】 非水電解液を含浸保持した、膜厚２０〜３０
μｍ、通気度（ＡＳＴＭＤ７２６による）が２００〜１
０００ｓｅｃ／１００ｃｃ空気、平均孔径が０．０２〜
０．０５μｍの多孔性ポリエチレン膜からなるセパレー
タ2 が炭素質材料からなる負極1 とＬｉＣｏＯ2 を含む
正極3 との間に挟まれ、全体が渦巻き状に巻かれて、鉄
製ケース10に収納されている。
にも発火、爆発がなく安全性に優れ、電流特性の優れた
非水電解液二次電池を提供する。 【構成】 非水電解液を含浸保持した、膜厚２０〜３０
μｍ、通気度（ＡＳＴＭＤ７２６による）が２００〜１
０００ｓｅｃ／１００ｃｃ空気、平均孔径が０．０２〜
０．０５μｍの多孔性ポリエチレン膜からなるセパレー
タ2 が炭素質材料からなる負極1 とＬｉＣｏＯ2 を含む
正極3 との間に挟まれ、全体が渦巻き状に巻かれて、鉄
製ケース10に収納されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非水電解液二次電池、特
に多孔性ポリエチレン薄膜をセパレータに用いた電池の
特性改良に関するものである。
に多孔性ポリエチレン薄膜をセパレータに用いた電池の
特性改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器のポータブル化、コード
レス化が急速に進んでおり、これらの駆動用電源として
小形、軽量で、高エネルギー密度を有する二次電池への
要望が高い。このような点で非水系二次電池、特にリチ
ウム二次電池はとりわけ高電圧・高エネルギー密度を有
する電池として期待が大きい。
レス化が急速に進んでおり、これらの駆動用電源として
小形、軽量で、高エネルギー密度を有する二次電池への
要望が高い。このような点で非水系二次電池、特にリチ
ウム二次電池はとりわけ高電圧・高エネルギー密度を有
する電池として期待が大きい。
【０００３】非水電解液電池を二次電池化する場合、既
に市場には優れた性能を有するニッケル−カドミウム蓄
電池（ニカド電池）や鉛蓄電池が存在する関係上、上記
の非水電解液二次電池の正極活物質には高エネルギー密
度、すなわち高容量かつ高電圧のものが望まれる。この
要望を満たすものとしてＬｉＣｏＯ2やＬｉＭｎ2 Ｏ 4
系のおよそ４Ｖの高電圧を示す材料が挙げられる。
に市場には優れた性能を有するニッケル−カドミウム蓄
電池（ニカド電池）や鉛蓄電池が存在する関係上、上記
の非水電解液二次電池の正極活物質には高エネルギー密
度、すなわち高容量かつ高電圧のものが望まれる。この
要望を満たすものとしてＬｉＣｏＯ2やＬｉＭｎ2 Ｏ 4
系のおよそ４Ｖの高電圧を示す材料が挙げられる。
【０００４】一方、負極としては金属リチウムをはじめ
リチウム合金やリチウムイオンを吸蔵・放出できる炭素
材などが検討されているが、金属リチウムには充放電に
伴う樹枝状生成物（デンドライト）による短絡の問題
が、リチウム合金には充放電に伴う電極の崩れなどの問
題がそれぞれあり、最近ではこれらの問題の生じない炭
素材がリチウム二次電池の負極として有望視されてい
る。
リチウム合金やリチウムイオンを吸蔵・放出できる炭素
材などが検討されているが、金属リチウムには充放電に
伴う樹枝状生成物（デンドライト）による短絡の問題
が、リチウム合金には充放電に伴う電極の崩れなどの問
題がそれぞれあり、最近ではこれらの問題の生じない炭
素材がリチウム二次電池の負極として有望視されてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】非水電解液を用いる電
池、たとえばリチウム二次電池などは非水電解液の電導
度が水溶液系の電解液の電導度の1/10程度しかないた
め、一般に電流が取り出しにくい。さらに非水電解液二
次電池の極板は水溶液系の二次電池と同等の電流特性を
持たせるため、薄くかつ長く作られ、電極面積を大きく
している。そうした場合に安全性に問題点を生じる。非
水電解液の溶媒には有機溶媒がよく用いられるため、電
池がなんらかのはずみで短絡状態に陥ったとき、電池内
部は大きな短絡電流によるジュール熱で熱せられ、その
溶媒の引火点に達し、発火さらには爆発といった事態に
までなることがある。
池、たとえばリチウム二次電池などは非水電解液の電導
度が水溶液系の電解液の電導度の1/10程度しかないた
め、一般に電流が取り出しにくい。さらに非水電解液二
次電池の極板は水溶液系の二次電池と同等の電流特性を
持たせるため、薄くかつ長く作られ、電極面積を大きく
している。そうした場合に安全性に問題点を生じる。非
水電解液の溶媒には有機溶媒がよく用いられるため、電
池がなんらかのはずみで短絡状態に陥ったとき、電池内
部は大きな短絡電流によるジュール熱で熱せられ、その
溶媒の引火点に達し、発火さらには爆発といった事態に
までなることがある。
【０００６】特に正極活物質にＬｉＣｏＯ2 やＬｉＭｎ
2 Ｏ4 系のおよそ４Ｖの高電圧を示す材料を用いると、
電位差が大きいためさらに短絡電流が大きくなり、安全
性がさらに低下する。
2 Ｏ4 系のおよそ４Ｖの高電圧を示す材料を用いると、
電位差が大きいためさらに短絡電流が大きくなり、安全
性がさらに低下する。
【０００７】これらの問題点を解決するため、１５０℃
近くの温度で熱溶融により自ら微孔を閉じて多孔性を消
失し、電流を遮断する（いわゆるシャットダウン機能を
持った）ポリプロピレン製の多孔質膜がセパレータとし
てよく用いられている。しかし、このポリプロピレン製
セパレータでは、引火点の低い低粘性の有機溶媒を電解
液に用いた場合は、セパレータの熱溶融により微孔を閉
じて多孔性を消失し電流を遮断する温度が高すぎるた
め、それ以前に有機溶媒に引火して、やはり発火、もし
くは爆発を起こす。そのために最近ではセパレータの材
質は電流を遮断できる温度がおよそ１１０〜１２０℃で
あり、ポリプロピレンよりもさらに低いポリエチレンに
移行する傾向にある。ただしポリエチレン製セパレータ
でも孔径、多孔度さらには通気度などが変化することに
よって発火、爆発などを起こす危険性がある。
近くの温度で熱溶融により自ら微孔を閉じて多孔性を消
失し、電流を遮断する（いわゆるシャットダウン機能を
持った）ポリプロピレン製の多孔質膜がセパレータとし
てよく用いられている。しかし、このポリプロピレン製
セパレータでは、引火点の低い低粘性の有機溶媒を電解
液に用いた場合は、セパレータの熱溶融により微孔を閉
じて多孔性を消失し電流を遮断する温度が高すぎるた
め、それ以前に有機溶媒に引火して、やはり発火、もし
くは爆発を起こす。そのために最近ではセパレータの材
質は電流を遮断できる温度がおよそ１１０〜１２０℃で
あり、ポリプロピレンよりもさらに低いポリエチレンに
移行する傾向にある。ただしポリエチレン製セパレータ
でも孔径、多孔度さらには通気度などが変化することに
よって発火、爆発などを起こす危険性がある。
【０００８】本発明は、従来の非水電解液二次電池と比
較し、高エネルギー密度を維持し、かつ短絡時に発火、
爆発がなく安全性に優れ、従来の電池の電流特性と同等
以上の性能を有する非水電解液二次電池を提供すること
を目的とする。
較し、高エネルギー密度を維持し、かつ短絡時に発火、
爆発がなく安全性に優れ、従来の電池の電流特性と同等
以上の性能を有する非水電解液二次電池を提供すること
を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明の非水電解液二次電池は、一般式Ｌｉ1-X ＭＯ 2
（但し、ＭはＣｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅからなる群から選
ばれた少なくとも１種の元素を表し、Ｘは０≦Ｘ＜１の
数を表す。）からなる正極、炭素質材料からなる負極、
非水電解液を含浸保持したセパレータを備え、前記セパ
レータは多孔性ポリエチレン膜からなり、膜厚が２０〜
３０μｍ、ＡＳＴＭのＤ７２６の方法Ａによる通気度が
２００〜１０００ｓｅｃ／１００ｃｃ空気、平均孔径が
０．０２〜０．０５μｍであることを特徴とする。
本発明の非水電解液二次電池は、一般式Ｌｉ1-X ＭＯ 2
（但し、ＭはＣｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅからなる群から選
ばれた少なくとも１種の元素を表し、Ｘは０≦Ｘ＜１の
数を表す。）からなる正極、炭素質材料からなる負極、
非水電解液を含浸保持したセパレータを備え、前記セパ
レータは多孔性ポリエチレン膜からなり、膜厚が２０〜
３０μｍ、ＡＳＴＭのＤ７２６の方法Ａによる通気度が
２００〜１０００ｓｅｃ／１００ｃｃ空気、平均孔径が
０．０２〜０．０５μｍであることを特徴とする。
【００１０】なお、ここでの通気度は、ＡＳＴＭのＤ７
２６、方法Ａに基き膜面積６．４ｃｍ2 、圧力１２４ｍ
ｍＨ2 Ｏにおける１００ｃｃの空気が通過するに要する
時間（ｓｅｃ）で計測したものである。
２６、方法Ａに基き膜面積６．４ｃｍ2 、圧力１２４ｍ
ｍＨ2 Ｏにおける１００ｃｃの空気が通過するに要する
時間（ｓｅｃ）で計測したものである。
【００１１】
【作用】本発明の非水電解液二次電池は、一般式Ｌｉ
1-X ＭＯ2 （但し、ＭはＣｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅからな
る群から選ばれた少なくとも１種の元素を表し、Ｘは０
≦Ｘ＜１の数を表す。）からなる正極、炭素質材料から
なる負極、非水電解液を含浸保持したセパレータを備
え、前記セパレータは多孔性ポリエチレン膜からなり、
膜厚が２０〜３０μｍ、ＡＳＴＭのＤ７２６の方法Ａに
よる通気度が２００〜１０００ｓｅｃ／１００ｃｃ空
気、平均孔径が０．０２〜０．０５μｍであるので、本
発明の特定のセパレータを用いることにより、単極電位
が４Ｖと高電圧を示すＬｉＣｏＯ2 やＬｉＭｎ2 Ｏ4 系
の材料を正極活物質として利用できるようになり、高エ
ネルギー密度を維持し、かつ短絡時に発火、爆発がなく
安全性に優れ、さらに放電容量も大きく、電流特性にも
優れた非水電解液二次電池が提供できる。
1-X ＭＯ2 （但し、ＭはＣｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅからな
る群から選ばれた少なくとも１種の元素を表し、Ｘは０
≦Ｘ＜１の数を表す。）からなる正極、炭素質材料から
なる負極、非水電解液を含浸保持したセパレータを備
え、前記セパレータは多孔性ポリエチレン膜からなり、
膜厚が２０〜３０μｍ、ＡＳＴＭのＤ７２６の方法Ａに
よる通気度が２００〜１０００ｓｅｃ／１００ｃｃ空
気、平均孔径が０．０２〜０．０５μｍであるので、本
発明の特定のセパレータを用いることにより、単極電位
が４Ｖと高電圧を示すＬｉＣｏＯ2 やＬｉＭｎ2 Ｏ4 系
の材料を正極活物質として利用できるようになり、高エ
ネルギー密度を維持し、かつ短絡時に発火、爆発がなく
安全性に優れ、さらに放電容量も大きく、電流特性にも
優れた非水電解液二次電池が提供できる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３に基づ
き説明する。図１は本発明における一実施例の非水電解
液電池二次電池の一部縦断面図であり、例えば直径が１
５ｍｍ、高さが５０ｍｍの円筒形電池である。
き説明する。図１は本発明における一実施例の非水電解
液電池二次電池の一部縦断面図であり、例えば直径が１
５ｍｍ、高さが５０ｍｍの円筒形電池である。
【００１３】図１中、1 は炭素質材料からなる負極、2
はセパレータ、3 は正極であり、この正極はガスケット
12にかしめられたリベット11にチタン製リード7 で結線
されたチタン製正極集電体5 に活物質を塗着または充填
して形成されている。2 のセパレータは、有機溶媒（以
下溶媒という）に例えばジエチルカーボネイト（以下Ｄ
ＥＣという）とエチレンカーボネイト（以下ＥＣとい
う）との体積比１：１の混合溶媒を用い、これに無機の
支持電解質例えばＬｉＰＦ6 を溶解させたものをしみこ
ませて保持させた多孔性のポリエチレン（以下ＰＥとい
う）膜からなる。
はセパレータ、3 は正極であり、この正極はガスケット
12にかしめられたリベット11にチタン製リード7 で結線
されたチタン製正極集電体5 に活物質を塗着または充填
して形成されている。2 のセパレータは、有機溶媒（以
下溶媒という）に例えばジエチルカーボネイト（以下Ｄ
ＥＣという）とエチレンカーボネイト（以下ＥＣとい
う）との体積比１：１の混合溶媒を用い、これに無機の
支持電解質例えばＬｉＰＦ6 を溶解させたものをしみこ
ませて保持させた多孔性のポリエチレン（以下ＰＥとい
う）膜からなる。
【００１４】このセパレータ2 は負極1 と正極3 との間
に挟まれ、全体が渦巻き状に巻かれて極板群を形成して
いる。負極の炭素質材料はニッケルメッキした鉄製ケー
ス10にニッケル製リード6 で結線されたニッケル製負極
集電体4 に塗着または充填されている。この負極1 、セ
パレータ2 ，正極3 で構成された極板群は、その上部に
上部絶縁板8 が、下部に底部絶縁板9 がそれぞれ当てが
われてケース10に挿入されている。12はポリプロピレン
製ガスケット、13は正極端子をなすキャップ状端子であ
る。
に挟まれ、全体が渦巻き状に巻かれて極板群を形成して
いる。負極の炭素質材料はニッケルメッキした鉄製ケー
ス10にニッケル製リード6 で結線されたニッケル製負極
集電体4 に塗着または充填されている。この負極1 、セ
パレータ2 ，正極3 で構成された極板群は、その上部に
上部絶縁板8 が、下部に底部絶縁板9 がそれぞれ当てが
われてケース10に挿入されている。12はポリプロピレン
製ガスケット、13は正極端子をなすキャップ状端子であ
る。
【００１５】なお、正極3 を構成する主要素の正極合剤
は、例えば重量比で正極活物質１００に対し、カーボン
ブラック７、フッ素樹脂系結着剤４の組成とし、集電体
5 への充填容量が１４００ｍＡｈとなるようにされてい
る。
は、例えば重量比で正極活物質１００に対し、カーボン
ブラック７、フッ素樹脂系結着剤４の組成とし、集電体
5 への充填容量が１４００ｍＡｈとなるようにされてい
る。
【００１６】また、負極1 の炭素質材料主体の合剤もそ
の充填容量が（３００ｍＡｈ／ｇカーボンの利用率で）
８００ｍＡｈとなるようにされている。上記の構成の電
池を用いて、正極活物質にＬｉ1-X ＭＯ2 （但し、Ｍは
Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅからなる群から選ばれた少なく
とも１種の元素を表し、Ｘは０≦Ｘ＜１の数を表す。）
の一例であるＬｉＣｏＯ2 を使用し、本発明のセパレー
タを用いた電池の短絡試験結果を図２に示した。
の充填容量が（３００ｍＡｈ／ｇカーボンの利用率で）
８００ｍＡｈとなるようにされている。上記の構成の電
池を用いて、正極活物質にＬｉ1-X ＭＯ2 （但し、Ｍは
Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅからなる群から選ばれた少なく
とも１種の元素を表し、Ｘは０≦Ｘ＜１の数を表す。）
の一例であるＬｉＣｏＯ2 を使用し、本発明のセパレー
タを用いた電池の短絡試験結果を図２に示した。
【００１７】短絡試験に用いた電池は充電が電流７０ｍ
Ａで４．２Ｖまで、放電が７０ｍＡで３．０Ｖまでの充
放電条件で２０サイクル繰り返し充放電させた後、充電
状態であった。
Ａで４．２Ｖまで、放電が７０ｍＡで３．０Ｖまでの充
放電条件で２０サイクル繰り返し充放電させた後、充電
状態であった。
【００１８】また、正極活物質にＬｉＣｏＯ2 を使用
し、本発明のセパレータを用いた電池の１Ｃ（７００ｍ
Ａ）での電流曲線を図３に示した。充電条件は７０ｍＡ
で４．２Ｖまで行った。
し、本発明のセパレータを用いた電池の１Ｃ（７００ｍ
Ａ）での電流曲線を図３に示した。充電条件は７０ｍＡ
で４．２Ｖまで行った。
【００１９】特性比較を行ったセパレータの種々の物性
値を表１に示した。尚、表１中、ＰＥはポリエチレン、
ＰＰはポリプロピレンを示す。また、多孔度はセパレー
タのある面積（Ａ）における孔の面積（Ｂ）の比率Ｂ／
Ａ（％）である。尚、通気度は前記通気度の定義から明
らかなように通気度の値が小さいものほどガスを通し易
い。
値を表１に示した。尚、表１中、ＰＥはポリエチレン、
ＰＰはポリプロピレンを示す。また、多孔度はセパレー
タのある面積（Ａ）における孔の面積（Ｂ）の比率Ｂ／
Ａ（％）である。尚、通気度は前記通気度の定義から明
らかなように通気度の値が小さいものほどガスを通し易
い。
【００２０】
【表１】
【００２１】図２は上記表１に示した各種のセパレータ
を用いた非水電解液二次電池のうち、Ｎｏ．Ａ、Ｂ、
Ｄ、Ｆ、Ｈのものについての短絡試験結果を示すもので
あり、図２中、Ａ1 、Ｂ1 、Ｄ1 、Ｆ1 、Ｈ1 について
はそれぞれＮｏ．Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｆ、Ｈのものについての
電流値を示し、Ａ2 、Ｂ2 、Ｄ2 、Ｆ2 、Ｈ2 について
はそれぞれＮｏ．Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｆ、Ｈのものについての
電池外壁温度を示す。
を用いた非水電解液二次電池のうち、Ｎｏ．Ａ、Ｂ、
Ｄ、Ｆ、Ｈのものについての短絡試験結果を示すもので
あり、図２中、Ａ1 、Ｂ1 、Ｄ1 、Ｆ1 、Ｈ1 について
はそれぞれＮｏ．Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｆ、Ｈのものについての
電流値を示し、Ａ2 、Ｂ2 、Ｄ2 、Ｆ2 、Ｈ2 について
はそれぞれＮｏ．Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｆ、Ｈのものについての
電池外壁温度を示す。
【００２２】図２からわかるようにＰＰ製のセパレータ
Ａ、Ｂを用いたものは電流の遮断温度が１５０℃で偏極
点を持っているので、電池温度が下降するように予想さ
れたが、実際には、低粘性溶媒であるＤＥＣの引火点に
達しているため、その後も温度が上昇し、爆発した。Ｐ
Ｅ製品セパレータＨを用いたものもＡ、Ｂと同様の挙動
を示した。
Ａ、Ｂを用いたものは電流の遮断温度が１５０℃で偏極
点を持っているので、電池温度が下降するように予想さ
れたが、実際には、低粘性溶媒であるＤＥＣの引火点に
達しているため、その後も温度が上昇し、爆発した。Ｐ
Ｅ製品セパレータＨを用いたものもＡ、Ｂと同様の挙動
を示した。
【００２３】これはセパレータとして通気性が大きす
ぎ、かつ多孔度も大きいため短絡電流が大きく流れす
ぎ、電池の温度が急上昇したため、溶媒の引火点に達し
たものである。これより通気度が２００ｓｅｃ／１００
ｃｃ空気以上でなければ、短絡時の安全性が保たれない
ことがわかった。 それに対し、通気度が２００〜６０
０ｓｅｃ／１００ｃｃ空気の範囲のセパレータＤ、Ｆを
用いたものは短絡電流も抑えられ、電池の温度が１１０
℃程度で抑えられるため、溶媒の引火点に達せず爆発も
発火も起こらず、安全性に優れていることがわかった。
ぎ、かつ多孔度も大きいため短絡電流が大きく流れす
ぎ、電池の温度が急上昇したため、溶媒の引火点に達し
たものである。これより通気度が２００ｓｅｃ／１００
ｃｃ空気以上でなければ、短絡時の安全性が保たれない
ことがわかった。 それに対し、通気度が２００〜６０
０ｓｅｃ／１００ｃｃ空気の範囲のセパレータＤ、Ｆを
用いたものは短絡電流も抑えられ、電池の温度が１１０
℃程度で抑えられるため、溶媒の引火点に達せず爆発も
発火も起こらず、安全性に優れていることがわかった。
【００２４】また、通気度は多孔度、孔径と一次相関の
関係があるため、多孔度、孔径が大きくなれば、通気度
は小さくなる。さらに付け加えるとその膜厚が20μm 未
満のＰＥ製セパレータは引張り強度が弱く、電池の極板
群構成機にセットした際、強度が弱く切断されてしま
い、好ましくないことがわかった。また、ＰＥ製セパレ
ータの膜厚が３０μｍをこえるものは電池の内容積が限
られているため、極板体積の縮小を招き、高エネルギー
密度の電池ができないと言う欠点があり好ましくない。
関係があるため、多孔度、孔径が大きくなれば、通気度
は小さくなる。さらに付け加えるとその膜厚が20μm 未
満のＰＥ製セパレータは引張り強度が弱く、電池の極板
群構成機にセットした際、強度が弱く切断されてしま
い、好ましくないことがわかった。また、ＰＥ製セパレ
ータの膜厚が３０μｍをこえるものは電池の内容積が限
られているため、極板体積の縮小を招き、高エネルギー
密度の電池ができないと言う欠点があり好ましくない。
【００２５】図３は表１のＮｏ．Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇの
非水電解液二次電池の１Ｃ放電時の放電曲線を示す図で
ある。すなわちポリエチレン製セパレータに限り、１Ｃ
（７００ｍＡ）の放電を行った場合の放電曲線である。
非水電解液二次電池の１Ｃ放電時の放電曲線を示す図で
ある。すなわちポリエチレン製セパレータに限り、１Ｃ
（７００ｍＡ）の放電を行った場合の放電曲線である。
【００２６】図３からわかるように通気度が１０００ｓ
ｅｃ／１００ｃｃ空気を越える１２００ｓｅｃ／１００
ｃｃ空気のＧは、他の２００〜６００ｓｅｃ／１００ｃ
ｃ空気の範囲のセパレータＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆを用いたもの
より放電電圧が低く、高率放電に弱いことがわかった。
ｅｃ／１００ｃｃ空気を越える１２００ｓｅｃ／１００
ｃｃ空気のＧは、他の２００〜６００ｓｅｃ／１００ｃ
ｃ空気の範囲のセパレータＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆを用いたもの
より放電電圧が低く、高率放電に弱いことがわかった。
【００２７】さらに放電電圧は通気度が小さい程高く出
ることがわかった。通気度が２００〜６００ｓｅｃ／１
００ｃｃ空気の範囲のセパレータＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆを用い
たものは１Ｃ放電時の容量も９５％以上と、従来の電池
に対し同等以上の電流特性を示した。
ることがわかった。通気度が２００〜６００ｓｅｃ／１
００ｃｃ空気の範囲のセパレータＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆを用い
たものは１Ｃ放電時の容量も９５％以上と、従来の電池
に対し同等以上の電流特性を示した。
【００２８】また、表１には示さなかったが本発明で用
いたＰＥ製セパレータの通気度は、６００ｓｅｃ／１０
０ｃｃ空気以上１０００ｓｅｃ／１００ｃｃ空気まで
は、ほぼ同様の良好な結果が得られた。
いたＰＥ製セパレータの通気度は、６００ｓｅｃ／１０
０ｃｃ空気以上１０００ｓｅｃ／１００ｃｃ空気まで
は、ほぼ同様の良好な結果が得られた。
【００２９】以上からわかるようにセパレータの材質と
してはポリプロピレンよりもポリエチレンの方が電流遮
断の温度が低く、特に引火点の低い低粘性溶媒を電解液
として用いる場合は安全性が大きく向上する。
してはポリプロピレンよりもポリエチレンの方が電流遮
断の温度が低く、特に引火点の低い低粘性溶媒を電解液
として用いる場合は安全性が大きく向上する。
【００３０】また安全性と電流特性の両面から、ポリエ
チレンのセパレータでも通気度が２００〜１０００ｓｅ
ｃ／１００ｃｃ空気のものが安全でかつ電流特性に優れ
ていることがわかった。
チレンのセパレータでも通気度が２００〜１０００ｓｅ
ｃ／１００ｃｃ空気のものが安全でかつ電流特性に優れ
ていることがわかった。
【００３１】他にセパレータの微孔の孔径は平均孔径で
０．０２μｍ以上がイオンの円滑な拡散から必要であ
り、平均孔径は大きいほうが電流特性からは好ましい。
しかし、平均孔径が０．０５μｍを越えるものは、電池
の微小内部短絡が多くなり、活物質の脱落等の影響を食
い止められないことがわかっている。
０．０２μｍ以上がイオンの円滑な拡散から必要であ
り、平均孔径は大きいほうが電流特性からは好ましい。
しかし、平均孔径が０．０５μｍを越えるものは、電池
の微小内部短絡が多くなり、活物質の脱落等の影響を食
い止められないことがわかっている。
【００３２】なお、ここでは正極活物質にＬｉＣｏＯ2
を使用したが、高電圧を呈するＬｉ 1-X ＭＯ2 （但し、
ＭはＮｉ、Ｍｎ、Ｆｅからなる群から選ばれた少なくと
も１種の元素を表し、Ｘは０≦Ｘ＜１の数を表す。）な
どのリチウム遷移金属複合酸化物も使用できる。
を使用したが、高電圧を呈するＬｉ 1-X ＭＯ2 （但し、
ＭはＮｉ、Ｍｎ、Ｆｅからなる群から選ばれた少なくと
も１種の元素を表し、Ｘは０≦Ｘ＜１の数を表す。）な
どのリチウム遷移金属複合酸化物も使用できる。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明
は、従来の非水電解液二次電池と比較し、高エネルギー
密度を維持し、かつ短絡時に発火、爆発がなく安全性に
優れ、従来の電池の電流特性と同等以上の性能を有する
非水電解液二次電池を提供できる。
は、従来の非水電解液二次電池と比較し、高エネルギー
密度を維持し、かつ短絡時に発火、爆発がなく安全性に
優れ、従来の電池の電流特性と同等以上の性能を有する
非水電解液二次電池を提供できる。
【図１】本発明の一実施例における非水電解液二次電池
の一部断面図。
の一部断面図。
【図２】本発明の一実施例および比較例の非水電解液二
次電池の短絡試験結果を示す図。
次電池の短絡試験結果を示す図。
【図３】本発明の一実施例および比較例における非水電
解液二次電池の１Ｃ放電時の放電曲線を示した図。
解液二次電池の１Ｃ放電時の放電曲線を示した図。
１ 負極 ２ セパレータ ３ 正極 ４ 負極集電体 ５ 正極集電体 ６ 負極リード ７ 正極リード ８ 上部絶縁板 ９ 底部絶縁板 １０ ケース １１ リベット １２ ガスケット １３ キャップ状端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 公一 神奈川県川崎市川崎区千鳥町３番１号 東 燃化学株式会社技術開発センター内 (72)発明者 滝田 耕太郎 神奈川県川崎市川崎区千鳥町３番１号 東 燃化学株式会社技術開発センター内
Claims (1)
- 【請求項１】 一般式Ｌｉ1-X ＭＯ2 （但し、ＭはＣ
ｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅからなる群から選ばれた少なくと
も１種の元素を表し、Ｘは０≦Ｘ＜１の数を表す。）か
らなる正極、炭素質材料からなる負極、非水電解液を含
浸保持したセパレータを備え、前記セパレータは多孔性
ポリエチレン膜からなり、膜厚が２０〜３０μｍ、通気
度（ＡＳＴＭのＤ７２６、方法Ａによる）が２００〜１
０００ｓｅｃ／１００ｃｃ空気、平均孔径が０．０２〜
０．０５μｍであることを特徴とする非水電解液二次電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32482091A JP3409861B2 (ja) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32482091A JP3409861B2 (ja) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | 非水電解液二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05159766A true JPH05159766A (ja) | 1993-06-25 |
| JP3409861B2 JP3409861B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=18170042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32482091A Expired - Fee Related JP3409861B2 (ja) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3409861B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10188937A (ja) * | 1996-12-27 | 1998-07-21 | Hitachi Maxell Ltd | 非水電解液二次電池 |
| JPH11154508A (ja) * | 1997-11-19 | 1999-06-08 | Toshiba Corp | 非水電解液電池 |
| US8021786B2 (en) | 2007-03-29 | 2011-09-20 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary cell |
-
1991
- 1991-12-09 JP JP32482091A patent/JP3409861B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10188937A (ja) * | 1996-12-27 | 1998-07-21 | Hitachi Maxell Ltd | 非水電解液二次電池 |
| JPH11154508A (ja) * | 1997-11-19 | 1999-06-08 | Toshiba Corp | 非水電解液電池 |
| US8021786B2 (en) | 2007-03-29 | 2011-09-20 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3409861B2 (ja) | 2003-05-26 |
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