JPH0529021A - 耐過放電性の非水系二次電池 - Google Patents
耐過放電性の非水系二次電池Info
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- 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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Abstract
かつドープし得るリチウム化合物を活物質とし、リチウ
ムを参照電極とした電位が充電状態で3.5V以上であ
り、負極は、リチウムイオンをドープし、かつ脱ドープ
し得る炭素質材料を活物質とし、前記負極の集電体とし
てステンレススチール箔を用いる、非水素電解質溶液を
用いてなる非水系二次電池。 負極の集電体として、表裏のステンレススチール層
間に電気比抵抗がステンレススチールより低い値を有す
る金属層を介する構造の複合箔を用いる点 【効果】 放電電圧が0Vになる使い方をされても長期
にわたって安定した電池容量を保持することができ、耐
過放電性が格段に改良される。更に、表裏のステンレス
スチール層間に、電気比抵抗の低い金属層を介在させる
と、より高い電流で放電させたとき、ステンレススチー
ル単独に比して電池容量をより高く保持できる。
Description
る。更に詳しくは、本発明は、耐過放電性の非水系二次
電池に関する。
銅箔ないしニッケル箔を集電体とした高電圧を有する非
水系二次電池(例えば特開昭62−90863号等)
が、負極にリチウム金属又はその合金を使用したリチウ
ム二次電池に比して、充放電の繰返しによってリチウム
デンドライトを形成して電池内部で短絡する不都合もな
く、熱暴露あるいは強い衝撃に対しても発熱・発火等が
見られず、安全性の点で格段に優れているとして注目さ
れている。
カメラ、移動体通信機、無線通信機、ノートブック型パ
ソコン、パームトップ型パソコン等のポータブル機器向
けの電源として有用である。しかしながら、カットオフ
電圧が設定されていないポータブル機器へ適用した場合
に、スイッチの切り忘れ、自己放電により長期未使用状
態下に0ボルトに到達する場合等を幾度も繰り返すと、
充電しても初期の電池容量に比して大きく容量の低下を
きたす欠点があった。
箔を用いた場合には、一部溶け出しており、集電体とし
ての機能が損じていた。又、ニッケル箔を用いた場合に
は、孔蝕ないし集電体との接合部が溶解しており、電池
容量の低下はいずれも集電体に起因することが分かっ
た。
次電池における過放電(放電電圧が0Vとなる)による
容量低下は、負極活物質として炭素質材料を用いて、か
つ正極活物質としてリチウムを参照電極とした電位が充
電状態で3.5V以上を有するリチウム化合物を組み合
わせた場合に顕著になる。
の見られない非水系二次電池を実現すべく、原因である
負極集電体の溶解を生じない新規な集電体を提供するこ
とを目的として各種の金属材料を検討した。
に、本発明は正極にリチウムイオンを脱ドープし、かつ
ドープし得るリチウム化合物を活物質とし、充電状態で
リチウムを参照電極とした電位が3.5V以上であり、
負極はリチウムイオンをドープし、かつ脱ドープし得る
炭素質材料を活物質とし、非水系電解質溶液とセパレー
ターとからなる非水系二次電池において、前記負極の集
電体としてステンレススチール箔または、表裏のステン
レススチール層間に電気非抵抗がステンレススチールよ
りも低い値を有する金属層を介する構造の複合箔を用い
ることを特徴とする。
は、例えば
くとも1種の金属を表し、X、Y、Zは各々0<X≦
1.1、0.5<Y≦1、Z≦0.1の数を表す。)
2 (0<X≦1)、LiX CoY NiZ O2 (0<X≦
1、Y+Z=1)、LiX Mn2 O4 (0<X≦1)、
LiCoX Mn2-X O4 (0<X≦0.5)、LiX C
r3 O8 (0<X≦1)、LiX V2 O5 (0<X≦
1)、LiCrO2 のような金属カルコゲナイト系リチ
ウム化合物を主成分とするものであり、充電状態でリチ
ウムを参照電極とした電位が3.5V以上のものであ
る。
チウムイオンをドープし、かつ脱ドープし得るものであ
って、例えば、グラファイト、熱分解炭素、ピッチコー
クス、ニードルコークス、石油コークス、有機高分子の
焼成体(フェノール樹脂、フラン樹脂、ポリアクリロニ
トリル等の焼成体)等を用いることができる。負極の集
電体としては、ステンレススチール箔;好ましくは、オ
ーステナイト系の304、305である。
に好ましくは1〜10μmのステンレススチール箔に、
メッキ、蒸着、スパッタリング等により電気比抵抗がス
テンレススチールより低い値の金属層を形成し、該金属
層を内側にして重ねることにより表裏をステンレススチ
ール箔面とするか、或いは電気比抵抗の低い金属箔をス
テンレススチール箔間に介する構造の複合箔を用いる。
属材料は、20℃における電気抵抗率が14μΩ・cm
までの値を有するものが好ましい。具体的には、銀、ア
ルミニウム、クロム、銅、鉄、ニッケル、錫、チタン、
亜鉛およびその合金を用いる。
電気抵抗率が3〜30μΩ・cm、更に好ましくは3〜
15μΩ・cmの範囲である。また、複合箔において、
四端面を抵抗溶接、レーザー溶接、超音波溶着し、ステ
ンレススチール層同志を融着させるか、ホットメルト或
いは樹脂封止して、電解質溶液の侵入を防止しておくこ
とが好ましい。
iBF4 、CH3 SO3 Li、CF3 SO3 Li、(C
F3 SO2 )2 NLi等のリチウム塩のいずれか1種又
は2種以上を混合したものが使用できる。
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、γ−ブ
チロラクトン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラ
ヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、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、
ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル等の
いずれか1種又は2種以上を混合したものが使用でき
る。また、非水系電解質溶液を固体電解質に変えてもよ
い。
活物質の粉末にそれぞれバインダー等を加えて分散液を
調製する。かかる分散液を金属箔に塗布し、乾燥した
後、所定の巾にサイジングして作成する。
を介して捲回し、うず巻状のコイルをつくり電池缶に挿
入し、上記非水系電解質溶液を加えて封口して円筒型電
池とするか、或いは上記正、負の電極を円状、正方形、
長方形に切り出し、セパレーターを介在し重ねて、上記
非水系電解質溶液を加えて、ボタン(コイン)型電池、
シート(ペーパー)型電池とする。
さらに詳細に説明するが、これらは本発明の範囲を制限
しない。
対して5%の炭素系導電助剤を加えてなるコンパウンド
に、ポリビニリデンフルオライドの5%DMF溶液を同
量加えて分散液とし、これを厚み15μmのアルミニウ
ム箔の両面にそれぞれ300g/m2 で均一に添着し乾
燥する。
0μmのニードルコークスにポリビニリデンフルオライ
ドの5%DMF溶液を同量加えて分散液とし、これを厚
み10μmのステンレススチール304箔の両面にそれ
ぞれ150g/m2 で均一に添着し、乾燥する。これら
の正極、負極を40mmの巾にサイジングし、リードタ
ブをつけた後、厚み35μmのポリエチレン製微多孔膜
セパレーターを介して、うず巻き状のコイルを製作す
る。
を内径15.6mm、長さ49.5mmのステンレスス
チール缶に挿入し、負極リードタブを缶壁に、正極リー
ドタブをハーメチックシールのセンターピンにそれぞれ
スポット溶接した後、電解質溶液としてLiBF4 1
モルのプロピレンカーボネート、エチレンカーボネー
ト、γ−ブチロラクトンの3成分溶液4gを真空含浸さ
せて、レーザー溶接により封口する。
し、電圧が4.2Vに達した後、4.2V定電圧下5時
間充電を続け、1時間後に0.6アンペアおよび1.2
アンペアの定電流放電を0Vまで行うサイクルを繰り返
して行った。
チール箔の代わりに、厚み4μmのステンレススチール
箔2枚の間に厚み8μmの銅箔をはさみ込んだ複合箔を
用いて、実施例1と同様の評価を行った。複合箔の4端
部は抵抗シーム溶接により封止し、端面には樹脂コート
を施した。
チールの代わりに10μmの銅箔を用い、実施例1と同
様の評価を行った。実施例1、2および比較例1の充放
電1サイクル目及び充放電20サイクル目の放電容量を
まとめて、表1に示した。
0Vになる使い方をされても長期にわたって安定した電
池容量を保持することができ、耐過放電性が格段に改良
される。更に、表裏のステンレススチール層間に、電気
比抵抗の低い金属層を有する実施例2の電池において
は、より高い電流で放電させたとき、ステンレススチー
ル単独に比して電池容量をより高く保持できる。
Claims (2)
- 【請求項1】 非水系電解質溶液を用いてなる非水二次
電池において、正極は、リチウムイオンを脱ドープし、
かつドープし得るリチウム化合物を活物質とし、リチウ
ムを参照電極とした電位が充電状態で3.5V以上であ
り、負極は、リチウムイオンをドープし、かつ脱ドープ
し得る炭素質材料を活物質とし、前記負極の集電体とし
てステンレススチール箔を用いることを特徴とする、非
水系二次電池。 - 【請求項2】 前記負極の集電体として、表裏のステン
レススチール層間に電気比抵抗がステンレススチールよ
り低い値を有する金属層を介する構造の複合箔を用いる
ことを特徴とする、請求項1に記載の非水系二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20112991A JP3189168B2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | 耐過放電性の非水系二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20112991A JP3189168B2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | 耐過放電性の非水系二次電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0529021A true JPH0529021A (ja) | 1993-02-05 |
JP3189168B2 JP3189168B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=16435893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20112991A Expired - Lifetime JP3189168B2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | 耐過放電性の非水系二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3189168B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1984003984A1 (en) * | 1983-04-04 | 1984-10-11 | Hitachi Ltd | Magnetic head and method of manufacture thereof |
WO2017047653A1 (ja) * | 2015-09-14 | 2017-03-23 | 日立マクセル株式会社 | 非水二次電池用電極、その製造方法、および非水二次電池 |
CN112054162A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-08 | 北京理工大学 | 一种锂电池用金属锂参比电极的封装方法 |
-
1991
- 1991-07-17 JP JP20112991A patent/JP3189168B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1984003984A1 (en) * | 1983-04-04 | 1984-10-11 | Hitachi Ltd | Magnetic head and method of manufacture thereof |
WO2017047653A1 (ja) * | 2015-09-14 | 2017-03-23 | 日立マクセル株式会社 | 非水二次電池用電極、その製造方法、および非水二次電池 |
CN112054162A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-08 | 北京理工大学 | 一种锂电池用金属锂参比电极的封装方法 |
CN112054162B (zh) * | 2020-09-16 | 2022-02-25 | 北京理工大学 | 一种锂电池用金属锂参比电极的封装方法 |
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---|---|
JP3189168B2 (ja) | 2001-07-16 |
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