JPH05182691A - 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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- JPH05182691A JPH05182691A JP3359095A JP35909591A JPH05182691A JP H05182691 A JPH05182691 A JP H05182691A JP 3359095 A JP3359095 A JP 3359095A JP 35909591 A JP35909591 A JP 35909591A JP H05182691 A JPH05182691 A JP H05182691A
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- outermost peripheral
- electrode
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
-
- 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
-
- 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
- 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
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 負極１が正極２よりも幅及び長さが大となる
ようになされた巻回電極体を有してなる非水電解液二次
電池において、正極１の最外周端部と該最外周端部と対
向する負極２の間にイオン絶縁体１４を配設する。 【効果】 高温雰囲気下で連続充電を行った場合でも内
部ショートは発生せず、高エネルギー密度でサイクル特
性に優れ、あらゆる条件においても充電を行うことがで
きる非水電解液二次電池が得られる。
ようになされた巻回電極体を有してなる非水電解液二次
電池において、正極１の最外周端部と該最外周端部と対
向する負極２の間にイオン絶縁体１４を配設する。 【効果】 高温雰囲気下で連続充電を行った場合でも内
部ショートは発生せず、高エネルギー密度でサイクル特
性に優れ、あらゆる条件においても充電を行うことがで
きる非水電解液二次電池が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は渦巻電極体を使用する非
水電解液二次電池に関する。
水電解液二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子技術の進歩により、電子機器
の高性能化、小型化、ポータブル化が進み、これら電子
機器に使用される二次電池への高エネルギー密度の要求
が強まっている。従来、これらの電子機器に使用される
二次電池としては、ニッケル・カドミウム電池や鉛電池
等が挙げられるが、これらの電池では放電電圧が低くエ
ネルギー密度の高い電池を得るという点では未だ不十分
である。
の高性能化、小型化、ポータブル化が進み、これら電子
機器に使用される二次電池への高エネルギー密度の要求
が強まっている。従来、これらの電子機器に使用される
二次電池としては、ニッケル・カドミウム電池や鉛電池
等が挙げられるが、これらの電池では放電電圧が低くエ
ネルギー密度の高い電池を得るという点では未だ不十分
である。
【０００３】そこで、最近、上述のニッケル・カドミウ
ム電池等に代わる二次電池として、負極に炭素材料のよ
うなリチウムイオンをドープ・脱ドープすることが可能
な物質を用い、正極にリチウムコバルト複合酸化物等の
リチウム複合酸化物を用いた非水電解液二次電池の研究
・開発が盛んに行われている。この電池は、電池電圧が
高く自己放電も少なく高エネルギー密度を有している。
ム電池等に代わる二次電池として、負極に炭素材料のよ
うなリチウムイオンをドープ・脱ドープすることが可能
な物質を用い、正極にリチウムコバルト複合酸化物等の
リチウム複合酸化物を用いた非水電解液二次電池の研究
・開発が盛んに行われている。この電池は、電池電圧が
高く自己放電も少なく高エネルギー密度を有している。
【０００４】このような非水電解液二次電池において使
用される電極は、重負荷放電やサイクル寿命等に対して
良好な特性を得るために、炭素材料よりなる負極とリチ
ウムコバルト複合酸化物等からなる正極をセパレータを
介して積層巻回した巻回型構造をとることが多い。この
巻回電極体においては、負極が正極よりも幅及び長さが
大となるような構成とすることにより、高容量で安定し
たサイクル寿命が達成されることが実開平２−１５０７
６０号公報で報告されている。
用される電極は、重負荷放電やサイクル寿命等に対して
良好な特性を得るために、炭素材料よりなる負極とリチ
ウムコバルト複合酸化物等からなる正極をセパレータを
介して積層巻回した巻回型構造をとることが多い。この
巻回電極体においては、負極が正極よりも幅及び長さが
大となるような構成とすることにより、高容量で安定し
たサイクル寿命が達成されることが実開平２−１５０７
６０号公報で報告されている。
【０００５】ところで、一般に二次電池は、使用に際し
て充電して用いられるが、その充電条件は用途により様
々であり、例えば、１時間程度の急速充電から長時間連
続して行う充電等がある。また、充電温度もおよそ０℃
程度の低温から４５℃あるいは６０℃の高温と広範囲に
亘る。
て充電して用いられるが、その充電条件は用途により様
々であり、例えば、１時間程度の急速充電から長時間連
続して行う充電等がある。また、充電温度もおよそ０℃
程度の低温から４５℃あるいは６０℃の高温と広範囲に
亘る。
【０００６】ところが、上述の負極が正極よりも幅及び
長さが大となるようになされた巻回電極体を使用する非
水電解液二次電池は、６０℃程度の高温雰囲気下で連続
充電すると内部ショートし、その後、著しく容量が劣化
するといった問題がある。そこで、本発明はこのような
従来の実情に鑑みて提案されたものであり、高エネルギ
ー密度でサイクル特性に優れ、かつあらゆる条件におい
ても充電を行うことができる非水電解液二次電池を提供
することを目的とする。
長さが大となるようになされた巻回電極体を使用する非
水電解液二次電池は、６０℃程度の高温雰囲気下で連続
充電すると内部ショートし、その後、著しく容量が劣化
するといった問題がある。そこで、本発明はこのような
従来の実情に鑑みて提案されたものであり、高エネルギ
ー密度でサイクル特性に優れ、かつあらゆる条件におい
ても充電を行うことができる非水電解液二次電池を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らが負極が正極
よりも幅及び長さが大となるようなされた巻回電極を使
用する非水電解液二次電池において、高温雰囲気下で連
続充電した時に誘発される内部ショートの原因を解明す
べく、鋭意検討を重ねた結果、上記内部ショートは、正
極活物質中の遷移金属が溶解して、負極に析出し、セパ
レータを貫通して負極と正極とをショートさせるために
起こることを発見した。この原因は明らかではないが、
以下のように推測された。
よりも幅及び長さが大となるようなされた巻回電極を使
用する非水電解液二次電池において、高温雰囲気下で連
続充電した時に誘発される内部ショートの原因を解明す
べく、鋭意検討を重ねた結果、上記内部ショートは、正
極活物質中の遷移金属が溶解して、負極に析出し、セパ
レータを貫通して負極と正極とをショートさせるために
起こることを発見した。この原因は明らかではないが、
以下のように推測された。
【０００８】すなわち、上記構造の非水電解液二次電池
では、図３に示すように、充電に際して負極１にリチウ
ムがドープされると、電極が膨張して負極１を圧迫し、
負極活物質が外周部１ｃに過剰に蓄積するようになる。
これに対応して正極２の最外周端部２ｃの電位が局部的
に上昇し、さらに高温雰囲気下で充電を続けると、正極
活物質が溶解して、負極１上に析出し、ついにはセパレ
ータ３を貫通して内部ショートに至る。
では、図３に示すように、充電に際して負極１にリチウ
ムがドープされると、電極が膨張して負極１を圧迫し、
負極活物質が外周部１ｃに過剰に蓄積するようになる。
これに対応して正極２の最外周端部２ｃの電位が局部的
に上昇し、さらに高温雰囲気下で充電を続けると、正極
活物質が溶解して、負極１上に析出し、ついにはセパレ
ータ３を貫通して内部ショートに至る。
【０００９】そこで、正極の局部的な電位上昇を防止す
るような工夫をすれば、内部ショートが防止できるとの
考えから、上記構造の巻回電極体の正極の最外周端部と
該最外周端部と対向する負極との間にイオン絶縁体を配
したところ、高温雰囲気下で連続充電を行った場合でも
内部ショートが発生せず、良好なサイクル特性が得られ
ることを見い出すに至った。
るような工夫をすれば、内部ショートが防止できるとの
考えから、上記構造の巻回電極体の正極の最外周端部と
該最外周端部と対向する負極との間にイオン絶縁体を配
したところ、高温雰囲気下で連続充電を行った場合でも
内部ショートが発生せず、良好なサイクル特性が得られ
ることを見い出すに至った。
【００１０】本発明の非水電解液二次電池は、このよう
な知見に基づいて完成されたものであり、正極活物質と
してＬｉX ＭＯ2 （但し、Ｍは遷移金属の少なくとも一
種を表し、また０．０５≦Ｘ≦１．１０である。）を含
有する帯状の正極と、負極活物質としてリチウムをドー
プ・脱ドープし得る炭素材料を含有し、前記正極よりも
幅及び長さが大とされた帯状の負極とを有してなり、こ
れら正極と負極が帯状のセパレータを介して積層巻回さ
れるとともに、前記正極の最外周端部と該最外周端部と
対向する負極との間にイオン絶縁体が配されたことを特
徴とするものである。
な知見に基づいて完成されたものであり、正極活物質と
してＬｉX ＭＯ2 （但し、Ｍは遷移金属の少なくとも一
種を表し、また０．０５≦Ｘ≦１．１０である。）を含
有する帯状の正極と、負極活物質としてリチウムをドー
プ・脱ドープし得る炭素材料を含有し、前記正極よりも
幅及び長さが大とされた帯状の負極とを有してなり、こ
れら正極と負極が帯状のセパレータを介して積層巻回さ
れるとともに、前記正極の最外周端部と該最外周端部と
対向する負極との間にイオン絶縁体が配されたことを特
徴とするものである。
【００１１】本発明の非水電解液二次電池は、負極が正
極よりも幅及び長さが大となるようなされた巻回電極体
を有してなるものである。上記正極に使用する正極活物
質としては、ＬｉX ＭＯ2 （但し、Ｍは１種以上の遷移
金属、好ましくはＣｏまたはＮｉの少なくとも１種を表
し、０．０５≦Ｘ≦１．１０である。）を含んだ活物質
が使用される。かかる活物質としては、ＬｉＣｏＯ2 ，
ＬｉＮｉＯ2 ，ＬｉＮｉy Ｃｏ(1-y) Ｏ2 （但し、０＜
ｙ＜１）で表される複合酸化物が挙げられる。
極よりも幅及び長さが大となるようなされた巻回電極体
を有してなるものである。上記正極に使用する正極活物
質としては、ＬｉX ＭＯ2 （但し、Ｍは１種以上の遷移
金属、好ましくはＣｏまたはＮｉの少なくとも１種を表
し、０．０５≦Ｘ≦１．１０である。）を含んだ活物質
が使用される。かかる活物質としては、ＬｉＣｏＯ2 ，
ＬｉＮｉＯ2 ，ＬｉＮｉy Ｃｏ(1-y) Ｏ2 （但し、０＜
ｙ＜１）で表される複合酸化物が挙げられる。
【００１２】上記複合酸化物は、例えばリチウム、コバ
ルト、ニッケルの炭酸塩を出発原料とし、これら炭酸塩
を組成に応じて混合し、酸素存在雰囲気下６００℃〜１
０００℃の温度範囲で焼成することにより得られる。ま
た、出発原料は炭酸塩に限定されず、水酸化物、酸化物
からも同様に合成可能である。
ルト、ニッケルの炭酸塩を出発原料とし、これら炭酸塩
を組成に応じて混合し、酸素存在雰囲気下６００℃〜１
０００℃の温度範囲で焼成することにより得られる。ま
た、出発原料は炭酸塩に限定されず、水酸化物、酸化物
からも同様に合成可能である。
【００１３】一方、負極には、炭素材料を使用し、例え
ば熱分解炭素類、コークス類（ピッチコークス、ニード
ルコクス、石油コークス等）、グラファイト類、ガラス
状炭素類、有機高分子化合物焼成体（フェノール樹脂、
フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したもの）、
炭素繊維、活性炭等が使用可能である。
ば熱分解炭素類、コークス類（ピッチコークス、ニード
ルコクス、石油コークス等）、グラファイト類、ガラス
状炭素類、有機高分子化合物焼成体（フェノール樹脂、
フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したもの）、
炭素繊維、活性炭等が使用可能である。
【００１４】さらに、本発明においては、高温雰囲気下
で連続充電を行った場合でも、内部ショートが発生せ
ず、良好なサイクル特性が得られるように、上記正極の
最外周端部と該最外周端部と対向する負極との間にイオ
ン絶縁体を配設する。
で連続充電を行った場合でも、内部ショートが発生せ
ず、良好なサイクル特性が得られるように、上記正極の
最外周端部と該最外周端部と対向する負極との間にイオ
ン絶縁体を配設する。
【００１５】上記イオン絶縁体とは、電解液に不溶でイ
オン透過性の無い高分子膜のことである。このようなイ
オン絶縁体は、おそらく負極外周と正極最外周端部との
充電反応を抑制して、正極外周端部の局部的な電位上昇
を抑え、これにより内部ショートの発生を効果的に防止
するものと考えられる。このようなイオン絶縁体として
は、たとえばポリイミド、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン等のテープや、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等
の高分子を溶解、塗布、乾燥した塗膜でも良い。
オン透過性の無い高分子膜のことである。このようなイ
オン絶縁体は、おそらく負極外周と正極最外周端部との
充電反応を抑制して、正極外周端部の局部的な電位上昇
を抑え、これにより内部ショートの発生を効果的に防止
するものと考えられる。このようなイオン絶縁体として
は、たとえばポリイミド、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン等のテープや、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等
の高分子を溶解、塗布、乾燥した塗膜でも良い。
【００１６】イオン絶縁体は、上述の如く、正極の最外
周端部と該最外周端部と対向する負極との間に配されて
いればよく、したがって、支持面としては正極表面，負
極表面，セパレータ表面のいずれの面であってもよい。
但し、負極と正極が対向するいずれの間にもイオン絶縁
体が配されているように支持面を選ぶ必要がある。すな
わち、図１に、電極構成の一例として活物質が両面に被
着された帯状の負極１と帯状の正極２とをセパレータ３
を介して負極１，セパレータ３，正極２，セパレータ
３，負極１の順に積層した積層体を示すが、このような
構成の積層体においてたとえば負極をイオン絶縁体の支
持面とする場合には、両方の負極表面１ａ，１ｂにイオ
ン絶縁体を固定する必要がある。
周端部と該最外周端部と対向する負極との間に配されて
いればよく、したがって、支持面としては正極表面，負
極表面，セパレータ表面のいずれの面であってもよい。
但し、負極と正極が対向するいずれの間にもイオン絶縁
体が配されているように支持面を選ぶ必要がある。すな
わち、図１に、電極構成の一例として活物質が両面に被
着された帯状の負極１と帯状の正極２とをセパレータ３
を介して負極１，セパレータ３，正極２，セパレータ
３，負極１の順に積層した積層体を示すが、このような
構成の積層体においてたとえば負極をイオン絶縁体の支
持面とする場合には、両方の負極表面１ａ，１ｂにイオ
ン絶縁体を固定する必要がある。
【００１７】なお、上記非水電解液二次電池に使用する
非水電解液としては、例えばリチウム塩を電解質とし、
これを有機溶媒に溶解した電解液が用いられる。ここで
有機溶媒としては、特に限定されるものではないが、例
えばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、
１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタ
ン、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、テト
ラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−
１，３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラ
ン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニト
リル等の単独もしくは二種類以上の混合溶媒が使用で
き、電解質も従来より公知のものがいずれも使用でき、
ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢ
Ｆ4 、ＬｉＢ（Ｃ6 Ｈ5 ）4 、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、Ｃ
Ｈ3 ＳＯ3 Ｌｉ、ＣＦ3 ＳＯ3 Ｌｉ等がある。
非水電解液としては、例えばリチウム塩を電解質とし、
これを有機溶媒に溶解した電解液が用いられる。ここで
有機溶媒としては、特に限定されるものではないが、例
えばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、
１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタ
ン、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、テト
ラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−
１，３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラ
ン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニト
リル等の単独もしくは二種類以上の混合溶媒が使用で
き、電解質も従来より公知のものがいずれも使用でき、
ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢ
Ｆ4 、ＬｉＢ（Ｃ6 Ｈ5 ）4 、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、Ｃ
Ｈ3 ＳＯ3 Ｌｉ、ＣＦ3 ＳＯ3 Ｌｉ等がある。
【００１８】
【作用】負極が正極よりも幅及び長さが大となるように
なされた巻回電極体を使用する非水電解液二次電池にお
いて、正極の最外周端部と該最外周端部と対向する負極
の間にイオン絶縁体を配すると、高温雰囲気下で連続充
電を行った場合でも内部ショートが発生せず、良好なサ
イクル特性が得られる。
なされた巻回電極体を使用する非水電解液二次電池にお
いて、正極の最外周端部と該最外周端部と対向する負極
の間にイオン絶縁体を配すると、高温雰囲気下で連続充
電を行った場合でも内部ショートが発生せず、良好なサ
イクル特性が得られる。
【００１９】
【実施例】本発明の好適な実施例について実験結果に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【００２０】実施例１ 図２に示す非水電解液二次電池を以下のようにして作成
した。
した。
【００２１】まず、負極１は次のようにして作成した。
出発原料として石油ピッチを用い、これを焼成して粗粒
状のピッチコークスを得た。この粗粒状のピッチコーク
スを粉砕して平均粒径４０μｍの粉末とし、この粉末を
不活性ガス中、１０００℃にて焼成して不純物を除去
し、コークス材料粉末を得た。
出発原料として石油ピッチを用い、これを焼成して粗粒
状のピッチコークスを得た。この粗粒状のピッチコーク
スを粉砕して平均粒径４０μｍの粉末とし、この粉末を
不活性ガス中、１０００℃にて焼成して不純物を除去
し、コークス材料粉末を得た。
【００２２】このようにして得たコークス材料粉末を負
極活物質担持体として、このコークス材料粉末を９０重
量部、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）
１０重量部とを混合し、負極合剤を調整した。この負極
合剤を、溶剤であるＮ−メチルピロリドンに分散させて
スラリー（ペースト状）にした。
極活物質担持体として、このコークス材料粉末を９０重
量部、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）
１０重量部とを混合し、負極合剤を調整した。この負極
合剤を、溶剤であるＮ−メチルピロリドンに分散させて
スラリー（ペースト状）にした。
【００２３】次に、この負極合剤スラリーを厚さ１０μ
ｍの帯状の銅箔である負極集電体９の両面に塗布し、溶
剤を乾燥後、ローラープレス機により圧縮成型して帯状
負極１を得た。尚、成型後の負極合剤の膜厚は両面共に
１５０μｍで同一であり、帯状の負極の幅は４１．５ｍ
ｍ、長さは６３５ｍｍとした。このようにして作成した
帯状負極両面の正極最外周端部と対向する部分に、イオ
ン絶縁体として幅方向でな長さが４１．５ｍｍ、長さ方
向での長さが３ｍｍのポリイミドテープ１４を、テープ
幅の中心（図中、点線）に正極２最外周端部がくるよう
に張り付けた。
ｍの帯状の銅箔である負極集電体９の両面に塗布し、溶
剤を乾燥後、ローラープレス機により圧縮成型して帯状
負極１を得た。尚、成型後の負極合剤の膜厚は両面共に
１５０μｍで同一であり、帯状の負極の幅は４１．５ｍ
ｍ、長さは６３５ｍｍとした。このようにして作成した
帯状負極両面の正極最外周端部と対向する部分に、イオ
ン絶縁体として幅方向でな長さが４１．５ｍｍ、長さ方
向での長さが３ｍｍのポリイミドテープ１４を、テープ
幅の中心（図中、点線）に正極２最外周端部がくるよう
に張り付けた。
【００２４】次に、正極２を次のようにして作成した。
炭酸リチウム０．５モルと炭酸コバルト１モルとを混合
して空気中、９００℃で５時間焼成することによってＬ
ｉＣｏＯ2 を得た。このＬｉＣｏＯ2 を正極活物質と
し、このＬｉＣｏＯ2 ９１重量部、導電剤としてのグラ
ファイト６重量部と結着剤としてのポリフッ化ビニリデ
ン３重量部とを混合し、正極合剤とした。この正極合剤
を溶剤Ｎ−メチルピロリドンに分散させて分散させてフ
ラリー（ペースト状）にした。
炭酸リチウム０．５モルと炭酸コバルト１モルとを混合
して空気中、９００℃で５時間焼成することによってＬ
ｉＣｏＯ2 を得た。このＬｉＣｏＯ2 を正極活物質と
し、このＬｉＣｏＯ2 ９１重量部、導電剤としてのグラ
ファイト６重量部と結着剤としてのポリフッ化ビニリデ
ン３重量部とを混合し、正極合剤とした。この正極合剤
を溶剤Ｎ−メチルピロリドンに分散させて分散させてフ
ラリー（ペースト状）にした。
【００２５】次に、この正極合剤を、厚さ２０μｍの帯
状のアルミニウム箔である正極集電体１０の両面に均一
に塗布して乾燥し、この乾燥後に圧縮成型して帯状正極
２を得た。尚、成型後の合剤膜厚は両面共に８０μｍで
同一であり、帯状正極の幅は３９．５ｍｍ、長さは６０
５ｍｍとした。
状のアルミニウム箔である正極集電体１０の両面に均一
に塗布して乾燥し、この乾燥後に圧縮成型して帯状正極
２を得た。尚、成型後の合剤膜厚は両面共に８０μｍで
同一であり、帯状正極の幅は３９．５ｍｍ、長さは６０
５ｍｍとした。
【００２６】以上のように作成した帯状負極１と、帯状
正極２と、厚さが２５μｍで幅が４４ｍｍの微多孔性ポ
リプロピレンフィルムより成るセパレータ３を、負極
１、セパレータ３、正極２、セパレータ３の順に積層し
て４層構造の積層電極体とし、この積層電極体をその長
さ方向に沿って負極を内側にして渦巻型に多数回巻回
し、最外周セパレータ３最終端部をテープで固定し、渦
巻式電極体を作製した。尚、この渦巻式電極体の、中心
部の中空部分の内径は３．５ｍｍ、外径は１９．７ｍｍ
であった。
正極２と、厚さが２５μｍで幅が４４ｍｍの微多孔性ポ
リプロピレンフィルムより成るセパレータ３を、負極
１、セパレータ３、正極２、セパレータ３の順に積層し
て４層構造の積層電極体とし、この積層電極体をその長
さ方向に沿って負極を内側にして渦巻型に多数回巻回
し、最外周セパレータ３最終端部をテープで固定し、渦
巻式電極体を作製した。尚、この渦巻式電極体の、中心
部の中空部分の内径は３．５ｍｍ、外径は１９．７ｍｍ
であった。
【００２７】上述のように作成した渦巻式電極体を、ニ
ッケルめっきを施した鉄製の電池缶５に収納した。ま
た、渦巻式電極体上下両面には絶縁板４を配設し、負極
及び正極の集電を行うためにアルミニウム製正極リード
を正極集電体１０から導出して電池蓋７に、ニッケル製
負極リード１１を負極集電体９から導出して電池缶５に
溶接した。
ッケルめっきを施した鉄製の電池缶５に収納した。ま
た、渦巻式電極体上下両面には絶縁板４を配設し、負極
及び正極の集電を行うためにアルミニウム製正極リード
を正極集電体１０から導出して電池蓋７に、ニッケル製
負極リード１１を負極集電体９から導出して電池缶５に
溶接した。
【００２８】その後、電池缶５の中にプロピレンカーボ
ネートとジエチルカーボネートとの等容量混合溶媒中に
ＬｉＰＦ6 を１モル／ｌの割合で溶解した非水電解液を
５．５ｇ注入して、渦巻式電極体に含浸させた。
ネートとジエチルカーボネートとの等容量混合溶媒中に
ＬｉＰＦ6 を１モル／ｌの割合で溶解した非水電解液を
５．５ｇ注入して、渦巻式電極体に含浸させた。
【００２９】そして、アスファルトで表面を塗布した絶
縁封口ガスケットを介して電池缶５をかしめることによ
り、電池蓋７を固定し、電池内に気密性を保持させた。
以上のようにして、直径２０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒
形非水電解液二次電池（実施例電池１）を作成した。
縁封口ガスケットを介して電池缶５をかしめることによ
り、電池蓋７を固定し、電池内に気密性を保持させた。
以上のようにして、直径２０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒
形非水電解液二次電池（実施例電池１）を作成した。
【００３０】実施例２〜７ 負極に幅方向および長さ方向での長さが表１に示す長さ
のポリイミドテープを貼付した以外は実施例１と同様に
して円筒形非水電解液二次電池（実施例電池２〜実施例
電池７）を作成した。
のポリイミドテープを貼付した以外は実施例１と同様に
して円筒形非水電解液二次電池（実施例電池２〜実施例
電池７）を作成した。
【００３１】
【表１】
【００３２】実施例８〜１０ 負極にポリイミドテープ貼付せず、正極に幅方向，長さ
方向での長さが表２に示す長さのポリイミドテープを、
テープの幅方向の中心が最外周端部となるように貼付し
た以外は実施例１と同様にして円筒形非水電解液二次電
池（実施例電池８〜実施例電池１０）を作成した。
方向での長さが表２に示す長さのポリイミドテープを、
テープの幅方向の中心が最外周端部となるように貼付し
た以外は実施例１と同様にして円筒形非水電解液二次電
池（実施例電池８〜実施例電池１０）を作成した。
【００３３】
【表２】
【００３４】実施例１１ 負極にポリイミドテープを貼付せず、セパレータに幅方
向での長さが４４ｍｍ、長さ方向での長さが１０ｍｍの
ポリイミドテープを、テープの幅方向の中心が正極最外
周端部に対応するように貼付した以外は実施例１と同様
にして円筒形非水電解液二次電池（実施例電池１１）を
作成した。
向での長さが４４ｍｍ、長さ方向での長さが１０ｍｍの
ポリイミドテープを、テープの幅方向の中心が正極最外
周端部に対応するように貼付した以外は実施例１と同様
にして円筒形非水電解液二次電池（実施例電池１１）を
作成した。
【００３５】実施例１２ 負極にポリイミドテープを貼付せず、その代わりにＮ−
メチルピロリドンに溶解したポリフッ化ビニリデンを、
正極の最外周端部と対向する負極表面に塗布して、幅方
向での長さが４１．５ｍｍ、長さ方向での長さが１０ｍ
ｍの塗膜を形成した以外は実施例１と同様にして円筒形
非水電解液二次電池（実施例電池１２）を作成した。
メチルピロリドンに溶解したポリフッ化ビニリデンを、
正極の最外周端部と対向する負極表面に塗布して、幅方
向での長さが４１．５ｍｍ、長さ方向での長さが１０ｍ
ｍの塗膜を形成した以外は実施例１と同様にして円筒形
非水電解液二次電池（実施例電池１２）を作成した。
【００３６】比較例１ 負極にポリイミドテープを貼付しないこと以外は実施例
１と同様にして円筒形非水電解液二次電池（比較例電池
１）を作成した。このようにして作成された非水電解液
二次電池をそれぞれ１０個づつ用い、各電池について、
６０℃雰囲気下、充電電圧４．１０Ｖ、充電電流１００
ｍＡの定電圧定電流充電を５００時間行い、内部ショー
ト発生率を調査した。その結果を表３に示す。
１と同様にして円筒形非水電解液二次電池（比較例電池
１）を作成した。このようにして作成された非水電解液
二次電池をそれぞれ１０個づつ用い、各電池について、
６０℃雰囲気下、充電電圧４．１０Ｖ、充電電流１００
ｍＡの定電圧定電流充電を５００時間行い、内部ショー
ト発生率を調査した。その結果を表３に示す。
【００３７】
【表３】
【００３８】表３からわかるように、実施例電池１〜実
施例電池１２は、いずれも比較例電池１に比べて内部シ
ョート発生率が低い。したがって、このことから、イオ
ン絶縁体を用いることにより内部ショートの発生が抑え
られ、しかも、イオン絶縁体の効果は、イオン絶縁体を
負極，正極，セパレータのいずれの表面で支持した場合
でも、さらにはイオン絶縁体がテープ，塗膜のいずれで
あっても同様に得られることがわかった。
施例電池１２は、いずれも比較例電池１に比べて内部シ
ョート発生率が低い。したがって、このことから、イオ
ン絶縁体を用いることにより内部ショートの発生が抑え
られ、しかも、イオン絶縁体の効果は、イオン絶縁体を
負極，正極，セパレータのいずれの表面で支持した場合
でも、さらにはイオン絶縁体がテープ，塗膜のいずれで
あっても同様に得られることがわかった。
【００３９】なお、実施例電池１〜実施例電池１２の結
果をそれぞれ比較すると、イオン絶縁体の効果をより顕
著に発揮させるためには、イオン絶縁体の幅方向および
長さ方向での長さを電極に応じて選択することが望まし
いことがわかる。すなわち、イオン絶縁体によって、正
極の最外周端部の電位上昇を確実に防止し、内部ショー
トの発生率を抑えるには、イオン絶縁体の幅方向での長
さを負極の長さ（４１．５ｍｍ）以上とすることが必要
となるが、セパレータの長さ（４４ｍｍ）よりも長くな
ると電池構造上望ましくないので、このような点を考慮
する必要がある。また、イオン絶縁体の長さ方向での長
さは、長い程内部ショート防止効果が向上するが、あま
り長くすると電極の反応面積が不足し、電池容量が低下
する。したがって、長さ方向での長さを設定する場合に
も、電極の大きさに応じて適宜適正な長さを選択するこ
とが望ましく、本実施例での電極では５ｍｍ以上、５０
ｍｍ以下が好適である。
果をそれぞれ比較すると、イオン絶縁体の効果をより顕
著に発揮させるためには、イオン絶縁体の幅方向および
長さ方向での長さを電極に応じて選択することが望まし
いことがわかる。すなわち、イオン絶縁体によって、正
極の最外周端部の電位上昇を確実に防止し、内部ショー
トの発生率を抑えるには、イオン絶縁体の幅方向での長
さを負極の長さ（４１．５ｍｍ）以上とすることが必要
となるが、セパレータの長さ（４４ｍｍ）よりも長くな
ると電池構造上望ましくないので、このような点を考慮
する必要がある。また、イオン絶縁体の長さ方向での長
さは、長い程内部ショート防止効果が向上するが、あま
り長くすると電極の反応面積が不足し、電池容量が低下
する。したがって、長さ方向での長さを設定する場合に
も、電極の大きさに応じて適宜適正な長さを選択するこ
とが望ましく、本実施例での電極では５ｍｍ以上、５０
ｍｍ以下が好適である。
【００４０】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の非水電解液二次電池は、負極が正極よりも幅及び長
さが大となるようになされた巻回電極体を使用する非水
電解液二次電池において、正極の最外周端部とそれに対
向する負極部分との間に、イオン絶縁体を配置するの
で、高温雰囲気下、連続充電を行った場合でも内部ショ
ートが発生せず、良好なサイクル特性を得ることが可能
である。
明の非水電解液二次電池は、負極が正極よりも幅及び長
さが大となるようになされた巻回電極体を使用する非水
電解液二次電池において、正極の最外周端部とそれに対
向する負極部分との間に、イオン絶縁体を配置するの
で、高温雰囲気下、連続充電を行った場合でも内部ショ
ートが発生せず、良好なサイクル特性を得ることが可能
である。
【００４１】従って、本発明によれば、高エネルギー密
度でサイクル特性に優れ、かつあらゆる条件においても
充電を行うことができる用途範囲の広い非水電解液二次
電池を得ることが可能である。
度でサイクル特性に優れ、かつあらゆる条件においても
充電を行うことができる用途範囲の広い非水電解液二次
電池を得ることが可能である。
【図１】巻回電極体の一構成例を示す分解図である。
【図２】本発明の非水電解液二次電池の一構成例を示す
概略縦断面図である。
概略縦断面図である。
【図３】非水電解液二次電池の内部ショートの発生原因
を説明する模式図である。
を説明する模式図である。
１ ・・・負極 ２ ・・・正極 ３ ・・・セパレータ １４・・・イオン絶縁体
Claims (1)
- 【請求項１】 正極活物質としてＬｉX ＭＯ2 （但し、
Ｍは遷移金属の少なくとも一種を表し、また０．０５≦
Ｘ≦１．１０である。）を含有する帯状の正極と、 負極活物質としてリチウムをドープ・脱ドープし得る炭
素材料を含有し、前記正極よりも幅及び長さが大とされ
た帯状の負極とを有してなり、 これら正極と負極が帯状のセパレータを介して積層巻回
されるとともに、前記正極の最外周端部と該最外周端部
と対向する負極との間にイオン絶縁体が配されたことを
特徴とする非水電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3359095A JPH05182691A (ja) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3359095A JPH05182691A (ja) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | 非水電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05182691A true JPH05182691A (ja) | 1993-07-23 |
Family
ID=18462721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3359095A Withdrawn JPH05182691A (ja) | 1991-12-28 | 1991-12-28 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05182691A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005310619A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リチウムイオン二次電池 |
| US7425386B2 (en) | 2002-09-30 | 2008-09-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrode group for battery and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same |
| JP2012204227A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Panasonic Corp | リチウム一次電池 |
-
1991
- 1991-12-28 JP JP3359095A patent/JPH05182691A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7425386B2 (en) | 2002-09-30 | 2008-09-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrode group for battery and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same |
| JP2005310619A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リチウムイオン二次電池 |
| JP2012204227A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Panasonic Corp | リチウム一次電池 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990311 |