JPH06188030A - 非水電解質電池 - Google Patents
非水電解質電池Info
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- JPH06188030A JPH06188030A JP43A JP35594392A JPH06188030A JP H06188030 A JPH06188030 A JP H06188030A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 35594392 A JP35594392 A JP 35594392A JP H06188030 A JPH06188030 A JP H06188030A
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- battery
- solid electrolyte
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- Pending
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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
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- 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
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 有機固体電解質を含む非水電解質電池の充電
放電サイクル特性、自己放電の低減、エネルギ−効率の
向上及び電池の安全性向上など電池の信頼性の向上を計
ることを目的とする。 【構成】 有機固体電解質と、遊離した液状の電解液と
を共存せしめた非水電解質電池とすることにより上記目
的を達成できる。
放電サイクル特性、自己放電の低減、エネルギ−効率の
向上及び電池の安全性向上など電池の信頼性の向上を計
ることを目的とする。 【構成】 有機固体電解質と、遊離した液状の電解液と
を共存せしめた非水電解質電池とすることにより上記目
的を達成できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エレクトロニクス機
器、電気自動車、玩具、アクセサリ−などの分野に使わ
れる非水電解質電池に関するものである。
器、電気自動車、玩具、アクセサリ−などの分野に使わ
れる非水電解質電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の非水電解質電池としての液系と固
体電解質系において、液系の電池では約５００サイクル
程の充電放電サイクルが得られているが、エネルギ−効
率の点から固体電解質系の電池では１００〜２００サイ
クル程度しか達成されていない。即ち充電放電サイクル
と共に正極活物質及び負極活物質の利用率が低下するこ
と、及び自己放電が大きいことによるものである。
体電解質系において、液系の電池では約５００サイクル
程の充電放電サイクルが得られているが、エネルギ−効
率の点から固体電解質系の電池では１００〜２００サイ
クル程度しか達成されていない。即ち充電放電サイクル
と共に正極活物質及び負極活物質の利用率が低下するこ
と、及び自己放電が大きいことによるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みてなされたものであって、その目的とするところは
有機固体電解質を含む非水電解質電池の充電放電サイク
ル特性、自己放電の低減、エネルギ−効率の向上及び電
池の安全性向上など電池の信頼性の向上を計るものであ
る。
鑑みてなされたものであって、その目的とするところは
有機固体電解質を含む非水電解質電池の充電放電サイク
ル特性、自己放電の低減、エネルギ−効率の向上及び電
池の安全性向上など電池の信頼性の向上を計るものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するもので、有機固体電解質を含み且つ遊離した液状の
電解液とを共存せしめたこと、前記有機固体電解質が正
極又は負極の表面を覆っていること、前記正極又は負極
がインタ−カレ−ションによりリチウムイオンの出し入
れを行う物質であること、及び前記負極の面積が正極の
面積より大きく且つ有機固体電解質で被覆されているこ
となどにより問題点を解決することを特徴とするもので
ある。
するもので、有機固体電解質を含み且つ遊離した液状の
電解液とを共存せしめたこと、前記有機固体電解質が正
極又は負極の表面を覆っていること、前記正極又は負極
がインタ−カレ−ションによりリチウムイオンの出し入
れを行う物質であること、及び前記負極の面積が正極の
面積より大きく且つ有機固体電解質で被覆されているこ
となどにより問題点を解決することを特徴とするもので
ある。
【０００５】
【作用】請求項１により電池の安全性を高めると共にイ
オン伝導性を高め、電池の性能信頼性を向上させる。即
ち液系電解質の場合、負極活物質と正極活物質がセパレ
−タ−の微孔を通して直接接触し電池破損することが多
く、固体電解質系では電解質が固体であるためイオンの
伝導性が悪く抵抗が高くなり、高い電流が取り出せない
など安全性及び電池性能の点で問題がある。請求項２に
より有機固体電解質を正極又は負極の表面を被覆するこ
とで、接触性を高めイオンの伝導性をよくする。また固
体電解質が正極と負極の間隙を自由に動けないため内部
短絡が防止され、安全性も高まる。また電池製作時に正
極又は負極の表面に有機固体電解質を塗工することで、
取扱い性が高まり厚さの制御も容易となる。さらに電池
の組み立ても容易となる。請求項３により正極又は負極
物質をリチウムのインタ−カレ−ション物質とすること
で上記した安全性と、充電時の内部短絡を防止できる。
さらに正極及び又は負極の活物質の利用率が従来に比べ
て高まった。これはリチウムイオンの移動ロスが少ない
ことによるもので電解質を固体と液体の共存系としたこ
とに起因している。また電池を量産する場合の極板作製
が印刷方式を採用でき、任意の形状の電池を生産でき
る。請求項４により負極面積を正極面積より大きくする
ことで、負極端部での電流集中によるリチウムの偏析が
防止され電池内部短絡による寿命低下を防止する。また
有機固体電解質を負極面に被覆することにより負極物質
と有機固体電解質との接触が良くなりリチウムイオンの
移動が良好となると共に偏析が防止でき電池の利用率及
び安全性が向上する。
オン伝導性を高め、電池の性能信頼性を向上させる。即
ち液系電解質の場合、負極活物質と正極活物質がセパレ
−タ−の微孔を通して直接接触し電池破損することが多
く、固体電解質系では電解質が固体であるためイオンの
伝導性が悪く抵抗が高くなり、高い電流が取り出せない
など安全性及び電池性能の点で問題がある。請求項２に
より有機固体電解質を正極又は負極の表面を被覆するこ
とで、接触性を高めイオンの伝導性をよくする。また固
体電解質が正極と負極の間隙を自由に動けないため内部
短絡が防止され、安全性も高まる。また電池製作時に正
極又は負極の表面に有機固体電解質を塗工することで、
取扱い性が高まり厚さの制御も容易となる。さらに電池
の組み立ても容易となる。請求項３により正極又は負極
物質をリチウムのインタ−カレ−ション物質とすること
で上記した安全性と、充電時の内部短絡を防止できる。
さらに正極及び又は負極の活物質の利用率が従来に比べ
て高まった。これはリチウムイオンの移動ロスが少ない
ことによるもので電解質を固体と液体の共存系としたこ
とに起因している。また電池を量産する場合の極板作製
が印刷方式を採用でき、任意の形状の電池を生産でき
る。請求項４により負極面積を正極面積より大きくする
ことで、負極端部での電流集中によるリチウムの偏析が
防止され電池内部短絡による寿命低下を防止する。また
有機固体電解質を負極面に被覆することにより負極物質
と有機固体電解質との接触が良くなりリチウムイオンの
移動が良好となると共に偏析が防止でき電池の利用率及
び安全性が向上する。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。リチウム
インタ−カレ−ション能力をもつカ−ボン微粉末をＰＶ
ｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）のＮ−メチルピロリドン
溶液に分散させ、帯状銅箔に塗布し、Ｎ−メチルピロリ
ドンを揮発させカ−ボン負極を作製した。またＬｉＣｏ
Ｏ2 微粉末とアセチレンブラックを１０：１の重量比で
混合しておき、ゴム系樹脂（ＥＰＤＭ）のトルエン溶液
に分散させ、帯状アルミニウム箔に塗布し、トルエンを
揮発させＬｉＣｏＯ2 正極を作製した。さらにγ−ブチ
ルラクトンに１モル／ｌのＬｉＢＦ4 を溶解させた電解
液と重量平均分子量１，０００のポリエチレンオキシド
ジアクリレ−トを約３：１の重量比で混合し、ガラス微
粉を分散させ、ペ−スト状とした。次に該ペ−ストを上
記負極上に塗布し、電子線を照射してペ−ストを硬化さ
せ固体電解質とした。上記正極及び固体電解質／負極合
体を重ね合わせて巻き込み、集電体を兼ねる円筒状（又
は角形）電池容器内に挿入した。次にγ−ブチルラクト
ンに１モル／ｌのＬｉＢＦ4 を溶解させた電解液を上記
電池容器内に一定量注液（例えば真空含浸などの方法に
よる。）した後、開口部を封口しＡＡサイズの非水電解
質電池を作製した。なお電解液を過剰に注液した場合は
含浸後に電解液を取り除いてもよい。
インタ−カレ−ション能力をもつカ−ボン微粉末をＰＶ
ｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）のＮ−メチルピロリドン
溶液に分散させ、帯状銅箔に塗布し、Ｎ−メチルピロリ
ドンを揮発させカ−ボン負極を作製した。またＬｉＣｏ
Ｏ2 微粉末とアセチレンブラックを１０：１の重量比で
混合しておき、ゴム系樹脂（ＥＰＤＭ）のトルエン溶液
に分散させ、帯状アルミニウム箔に塗布し、トルエンを
揮発させＬｉＣｏＯ2 正極を作製した。さらにγ−ブチ
ルラクトンに１モル／ｌのＬｉＢＦ4 を溶解させた電解
液と重量平均分子量１，０００のポリエチレンオキシド
ジアクリレ−トを約３：１の重量比で混合し、ガラス微
粉を分散させ、ペ−スト状とした。次に該ペ−ストを上
記負極上に塗布し、電子線を照射してペ−ストを硬化さ
せ固体電解質とした。上記正極及び固体電解質／負極合
体を重ね合わせて巻き込み、集電体を兼ねる円筒状（又
は角形）電池容器内に挿入した。次にγ−ブチルラクト
ンに１モル／ｌのＬｉＢＦ4 を溶解させた電解液を上記
電池容器内に一定量注液（例えば真空含浸などの方法に
よる。）した後、開口部を封口しＡＡサイズの非水電解
質電池を作製した。なお電解液を過剰に注液した場合は
含浸後に電解液を取り除いてもよい。
【０００７】このような非水電解質電池を、電極の作用
面積に対して１．５ｍＡ／ｃｍ2 、４．１Ｖの定電流定
電圧充電及び０．５ｍＡ／ｃｍ2 、２．７Ｖの定電流放
電を繰り返す充電放電サイクル試験を行った。
面積に対して１．５ｍＡ／ｃｍ2 、４．１Ｖの定電流定
電圧充電及び０．５ｍＡ／ｃｍ2 、２．７Ｖの定電流放
電を繰り返す充電放電サイクル試験を行った。
【０００８】発明による電池性能比較を行うため、以下
に比較電池の構成を説明する。正極及び固体電解質／負
極合体を上記実施例と同様に作製し、且つそれらを重ね
合わせて巻き込み、集電体を兼ねる円筒状（又は角形）
電池容器内に挿入し、開口部を封口して比較例による電
池を製した。この場合、本発明電池との違いは電池容器
内に装填した後の電解液の補填がないことである。
に比較電池の構成を説明する。正極及び固体電解質／負
極合体を上記実施例と同様に作製し、且つそれらを重ね
合わせて巻き込み、集電体を兼ねる円筒状（又は角形）
電池容器内に挿入し、開口部を封口して比較例による電
池を製した。この場合、本発明電池との違いは電池容器
内に装填した後の電解液の補填がないことである。
【０００９】さらに他の比較電池の構成を説明する。負
極及び正極を前記した実施例と同様に作製した。次に該
負極と正極の間にＰＰ微多孔膜を挟み、それらを巻き込
み集電体を兼ねる円筒状（又は角形）電池容器内に挿入
した後、実施例と同様の電解液に界面活性剤を添加した
電解液を一定量注液し電池を作製した。
極及び正極を前記した実施例と同様に作製した。次に該
負極と正極の間にＰＰ微多孔膜を挟み、それらを巻き込
み集電体を兼ねる円筒状（又は角形）電池容器内に挿入
した後、実施例と同様の電解液に界面活性剤を添加した
電解液を一定量注液し電池を作製した。
【００１０】これらの電池の充放電サイクルに対するエ
ネルギ−効率の変化を図１に示す。即ち、本発明の電池
は従来の液系電解質にほぼ近いサイクル性能を示してい
る。また固体電解質のみの系に対しては約３．１倍の性
能向上となった。
ネルギ−効率の変化を図１に示す。即ち、本発明の電池
は従来の液系電解質にほぼ近いサイクル性能を示してい
る。また固体電解質のみの系に対しては約３．１倍の性
能向上となった。
【００１１】
【発明の効果】上述したことから本発明は次に記載する
効果を奏する。 （１）エネルギ−効率が液系の電池とほぼ同等になっ
た。 （２）液系の電池に比べ安全性が高い。 （３）固体電解質だけのものに比べ充放電サイクル性能
が向上した。 （４）電池生産性が向上した。 （５）内部短絡による電池破損が少なくなった。 （６）自動化が可能となった。 なお本発明においては円筒状の電池についての性能比較
を行っているが、当然電池形状には限定されるものでは
なく、角型電池、シ−ト状電池などに適用できる。なお
正極及び負極の厚さ及び量、固体電解質及び電解液との
厚さ及び量などの関係は電池サイズにより最適値が決定
されるもので、特に限定するものではない。
効果を奏する。 （１）エネルギ−効率が液系の電池とほぼ同等になっ
た。 （２）液系の電池に比べ安全性が高い。 （３）固体電解質だけのものに比べ充放電サイクル性能
が向上した。 （４）電池生産性が向上した。 （５）内部短絡による電池破損が少なくなった。 （６）自動化が可能となった。 なお本発明においては円筒状の電池についての性能比較
を行っているが、当然電池形状には限定されるものでは
なく、角型電池、シ−ト状電池などに適用できる。なお
正極及び負極の厚さ及び量、固体電解質及び電解液との
厚さ及び量などの関係は電池サイズにより最適値が決定
されるもので、特に限定するものではない。
【図１】本発明に係わる実施例と比較例による電池の充
放電サイクルに対するエネルギ−効率の変化を比較する
特性図である。
放電サイクルに対するエネルギ−効率の変化を比較する
特性図である。
Claims (4)
- 【請求項１】 有機固体電解質と、遊離した液状の電解
液とを共存せしめたことを特徴とする非水電解質電池。 - 【請求項２】 前記有機固体電解質が、正極又は負極の
表面を覆っていることを特徴とする請求項１記載の非水
電解質電池。 - 【請求項３】 前記正極又は負極が、インタ−カレ−シ
ョンによりリチウムイオンの出し入れを行う物質である
ことを特徴とする請求項１又は２記載の非水電解質電
池。 - 【請求項４】 前記負極の面積が、正極の面積より大き
く且つ有機固体電解質で被覆されていることを特徴とす
る請求項１、２又は３記載の非水電解質電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06188030A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 非水電解質電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06188030A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 非水電解質電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06188030A true JPH06188030A (ja) | 1994-07-08 |
Family
ID=18446534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP43A Pending JPH06188030A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 非水電解質電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06188030A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997001870A1 (fr) * | 1995-06-28 | 1997-01-16 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Batterie bivalente non aqueuse |
| JPH10275633A (ja) * | 1997-01-28 | 1998-10-13 | Mitsubishi Electric Corp | リチウムイオン二次電池 |
| JP2001023693A (ja) * | 1999-07-08 | 2001-01-26 | Sony Corp | 固体電解質電池 |
| JP2002063941A (ja) * | 2000-08-17 | 2002-02-28 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | リチウムイオン二次電池 |
| JP2002373705A (ja) * | 2002-05-13 | 2002-12-26 | Japan Storage Battery Co Ltd | リチウムイオン導電性ポリマーおよびリチウムイオン導電性ポリマー電解質。 |
| US6547229B1 (en) | 2000-11-22 | 2003-04-15 | 3M Innovative Properties Company | Stacking apparatus and method for laminated products and packaging |
| JP2011066325A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Daihatsu Motor Co Ltd | 電気化学キャパシタ |
| US8691435B2 (en) | 2009-09-18 | 2014-04-08 | Daihatsu Motor Co., Ltd. | Electrochemical cell and electrochemical capacitor |
-
1992
- 1992-12-18 JP JP43A patent/JPH06188030A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997001870A1 (fr) * | 1995-06-28 | 1997-01-16 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Batterie bivalente non aqueuse |
| US6365299B1 (en) | 1995-06-28 | 2002-04-02 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Nonaqueous secondary battery |
| US7105251B2 (en) | 1995-06-28 | 2006-09-12 | Ube Industries, Ltd. | Nonaqueous secondary battery |
| JPH10275633A (ja) * | 1997-01-28 | 1998-10-13 | Mitsubishi Electric Corp | リチウムイオン二次電池 |
| JP2001023693A (ja) * | 1999-07-08 | 2001-01-26 | Sony Corp | 固体電解質電池 |
| JP4560851B2 (ja) * | 1999-07-08 | 2010-10-13 | ソニー株式会社 | 固体電解質電池の製造方法 |
| JP2002063941A (ja) * | 2000-08-17 | 2002-02-28 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | リチウムイオン二次電池 |
| US6547229B1 (en) | 2000-11-22 | 2003-04-15 | 3M Innovative Properties Company | Stacking apparatus and method for laminated products and packaging |
| JP2002373705A (ja) * | 2002-05-13 | 2002-12-26 | Japan Storage Battery Co Ltd | リチウムイオン導電性ポリマーおよびリチウムイオン導電性ポリマー電解質。 |
| JP2011066325A (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Daihatsu Motor Co Ltd | 電気化学キャパシタ |
| US8691435B2 (en) | 2009-09-18 | 2014-04-08 | Daihatsu Motor Co., Ltd. | Electrochemical cell and electrochemical capacitor |
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