JPH08162163A

JPH08162163A - 有機電解質電池

Info

Publication number: JPH08162163A
Application number: JP6330722A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Ando; 信雄安東; Hajime Kinoshita; 肇木下; Masaki Yamaguchi; 正起山口; Yukinori Hadou; 之規羽藤; Shizukuni Yada; 静邦矢田
Original assignee: Kanebo Ltd
Current assignee: Kanebo Ltd
Priority date: 1994-12-06
Filing date: 1994-12-06
Publication date: 1996-06-21
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: JP2920079B2

Abstract

(57)【要約】【構成】正極，負極並びに電解液としてリチウム塩の非
プロトン性有機溶媒溶液を備えた有機電解質電池であっ
て、（１）正極が金属酸化物を含み（２）負極が芳香族
系縮合ポリマ−の熱処理物であって水素原子／炭素原子
の原子比が０．５〜０．０５であるポリアセン系骨格構
造を有する不溶不融性基体（ＰＡＳ）であり、（３）少
なくとも電池組立時リチウム金属を含む、第３番目の極
を有し、（４）負極ＰＡＳに対し、電池内に含まれる総
リチウム量が５００ｍＡｈ／ｇ以上であり、かつ負極由
来のリチウムが１００ｍＡｈ／ｇ以上である事を特徴と
する。更には、負極由来のリチウムが、負極板断面方向
に配置されたリチウムを含む第３番目の極より負極ＰＡ
Ｓに担持させる事を特徴とする。【効果】製造が容易であり、低内部抵抗であり、高容量
かつ高電圧を有する二次電池である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、負極にポリアセン系骨
格構造を有する不溶不融性基体、正極に金属酸化物を用
いた、高容量かつ高電圧を有する有機電解質電池に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、導電性高分子、遷移金属酸化物等
を正極とし、負極にリチウム金属あるいはリチウム合金
を用いた二次電池がエネルギー密度が高いことから、Ｎ
ｉ−Ｃｄ電池、鉛電池に代る電池として提案されてい
る。しかし、これら二次電池は繰り返し充放電を行うと
正極、あるいは負極の劣化による容量低下が大きく実用
に問題が残されている。特に負極の劣化はデントライト
と呼ばれるこけ状のリチウム結晶の生成を伴い、充放電
の繰り返しにより終局的にはデントライトがセパレータ
ーを貫通し、電池内部でショートを引き起こし、場合に
よっては電池が破裂する等、安全面においても問題があ
った。

【０００３】近時、上記問題点を解決すべく、グラファ
イト等の炭素材料を負極に用い、正極にＬｉＣｏＯ₂等
のリチウム含有金属酸化物を用いた電池が提案されてい
る。該電池は、電池組立後、充電する事により正極のリ
チウム含有金属酸化物より負極にリチウムを供給し、更
に放電では負極リチウムを正極に戻すという、いわゆる
ロッキングチェア型電池である。該電池は高電圧、高容
量を特長とするものの、その容量は最大８０〜９０ｍＡ
ｈ／ｃｃ（電極、セパレーター、集電材の総体積基準）
程度であり、リチウム電池の特徴である高エネルギー密
度を得るに至っていない。一方、芳香族系縮合ポリマー
の熱処理物であって水素原子／炭素原子の原子比が０．
５〜０．０５であるポリアセン系骨格構造を有する不溶
不融性基体は、一般の炭素材料に比べ大量にリチウムを
ド−プする事が可能であるが、該不溶不融性基体を負
極、正極にリチウム含有酸化物を用いた上記ロッキング
チェア型の電池を組み立てた場合、炭素材料に比べ高容
量が得られるものの、その容量には不満足な点が残され
ていた。上記問題点を解決する為に、本願と同一の出願
人に係る、特願平５ー２５９４０３号は未だ未公開なが
ら、正極，負極並びに電解液としてリチウム塩の非プロ
トン性有機溶媒溶液を備えた有機電解質電池であって、
（１）正極が金属酸化物を含み（２）負極が芳香族系縮
合ポリマーの熱処理物であって水素原子／炭素原子の原
子比が０．５〜０．０５であるポリアセン系骨格構造を
有する不溶不融性基体（以下ＰＡＳ）であり、（３）負
極ＰＡＳに対し、電池内に含まれる総リチウム量が５０
０ｍＡｈ／ｇ以上であり、かつ負極由来のリチウムが１
００ｍＡｈ／ｇ以上である事を特徴とする有機電解質電
池が提案されている。該電池は高容量であるものの、円
筒型等の実用電池を組む場合、実用的かつ簡便な負極由
来のリチウムの担持法が求められている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは上記問題
点に鑑み、鋭意研究を続けた結果本発明を完成したもの
であって、本発明の目的は高容量かつ高電圧を有する二
次電池を提供するにある。本発明の他の目的は長期に亘
って充放電が可能で、安全性に優れた二次電池を提供す
るにある。本発明の更に他の目的は内部抵抗が低い二次
電池を提供するにある。本発明の更に他の目的は製造が
容易な二次電池を提供するにある。本発明の更に他の目
的は以下の説明から明らかにされよう。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、正極に金
属酸化物、負極にポリアセン系骨格構造を有する不溶不
融性基体を用い、かつ、電池内のリチウム量を適切に制
御すると共に、負極由来の担持法（ドープ法）を選択す
ることにより本発明を完成した。すなわち、本発明は、
正極，負極並びに電解液としてリチウム塩の非プロトン
性有機溶媒溶液を備えた有機電解質電池であって、
（１）正極が金属酸化物を含み（２）負極が芳香族系縮
合ポリマ−の熱処理物であって水素原子／炭素原子の原
子比が０．５〜０．０５であるポリアセン系骨格構造を
有する不溶不融性基体（ＰＡＳ）であり、（３）少なく
とも電池組立時リチウム金属を含む、第３番目の極を有
し、（４）負極ＰＡＳに対し、電池内に含まれる総リチ
ウム量が５００ｍＡｈ／ｇ以上であり、かつ負極由来の
リチウムが１００ｍＡｈ／ｇ以上である事を特徴とする
有機電解質電池である。

【０００６】本発明における芳香族系縮合ポリマーと
は、芳香族炭化水素化合物とアルデヒド類との縮合物で
ある。芳香族炭化水素化合物としては、例えば、フェノ
ール，クレゾール，キシレノール等の如き、いわゆるフ
ェノール類が好適である。例えば、下記式

【化１】（ここで、ｘおよびｙはそれぞれ独立に、０、１又は２
である）で表されるメチレン・ビスフェノール類である
ことができ、或いはヒドロキシ・ビフェニル類、ヒドロ
キシナフタレン類であることもできる。これらの内、実
用的にはフェノール類、特にフェノールが好適である。
本発明における芳香族系縮合ポリマーとして、上記のフ
ェノール性水酸基を有する芳香族炭化水素化合物の１部
をフェノール性水酸基を有さない芳香族炭化水素化合
物、例えば、キシレン、トルエン、アニリン等で置換し
た変成芳香族系縮合ポリマー例えばフェノールとキシレ
ンとホルムアルデヒドとの縮合物を用いることもでき、
また、メラミン、尿素で置換した変成芳香族系ポリマー
を用いることもできる。また、フラン樹脂も好適であ
る。また、アルデヒドとしては、ホルムアルデヒド、ア
セトアルデヒド、フルフラール等のアルデヒドを使用す
ることができるが、ホルムアルデヒドが好適である。フ
ェノールホルムアルデヒド縮合物としては、ノボラック
型又はレゾール型或はそれらの混合物のいずれであって
もよい。

【０００７】本発明における不溶不融性基体は、上記芳
香族系ポリマーを熱処理する事により得られ、特公平１
−４４２１２号公報、特公平３−２４０２４号公報等に
記載されているポリアセン系骨格構造を有する不溶不融
性基体は全て用いることができ、例えば、次のようにし
て製造することもできる。該芳香族系縮合ポリマーを、
非酸化性雰囲気下（真空も含む）中で、４００°Ｃ〜８
００°Ｃの適当な温度まで徐々に加熱する事により、水
素原子／炭素原子の原子比（以下Ｈ／Ｃと記す）が０．
５０〜０．０５、好ましくは０．３５〜０．１０の不溶
不融性基体を得ることができる。また、特公平３−２４
０２４号公報等に記載されている方法で、６００ｍ²／
ｇ以上のＢＥＴ法による比表面積を有する不溶不融性基
体を得ることもできる。例えば、芳香族系縮合ポリマー
の初期縮合物と無機塩、例えば塩化亜鉛を含む溶液を調
製し、該溶液を加熱して型内で硬化する。かくして得ら
れた硬化体を、非酸化性雰囲気化（真空も含む）中で、
３５０°Ｃ〜８００°Ｃの温度まで、好ましくは４００
°Ｃ〜７５０°Ｃの適当な温度まで徐々に加熱した後、
水あるいは希塩酸等によって充分に洗浄することによ
り、上記Ｈ／Ｃを有し、かつ、例えば６００ｍ²／ｇ以
上のＢＥＴ法による比表面積を有する不溶不融性基体を
得ることもできる。

【０００８】本発明に用いる不溶不融性基体は、Ｘ線回
折（ＣｕＫα）によれば、メイン・ピークの位置は２θ
で表して２４°以下に存在し、また該メイン・ピークの
他に４１〜４６°の間にブロードな他のピークが存在す
る。すなわち、上記不溶不融性基体は芳香族系多環構造
が適度に発達したポリアセン系骨格構造を有し、かつア
モルファス構造をとると示唆され、リチウムを安定にド
ーピングできることから電池用活物質として有用であ
る。Ｈ／Ｃが０．５０を越える場合、芳香族系多環構造
が充分に発達していないため、リチウムのドーピング、
脱ドーピングがスムーズに行うことができず、電池を組
んだ時、充放電効率が低下する。また、Ｈ／Ｃが０．０
５以下の場合、本発明の電池の容量が低下し好ましくな
い。

【０００９】本発明の負極は上記不溶不融性基体（以下
ＰＡＳ）より成り、粉末状、粒状、短繊維状等の成形し
やすい形状にあるＰＡＳをバインダーで成形したもので
ある。バインダーとしては、ポリ四フッ化エチレン、ポ
リフッ化ビニリデン等の含フッ素系樹脂、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂がを用いる事ができ
るが、好ましくフッ素系バインダーが好ましく、更には
フッ素原子／炭素原子の原子比（以下、Ｆ／Ｃと記す）
が１．５未満０．７５以上であるフッ素系バインダーが
好ましく、特に、１．３未満０．７５以上のフッ素系バ
インダーが好ましい。上記フッ素系バインダーとして
は、例えば、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン
−３フッ化エチレン共重合体、エチレン−４フッ化エチ
レン共重合体、プロピレン−４フッ化エチレン共重合体
等が挙げられ、更に主鎖の水素をアルキル基で置換した
含フッ素系ポリマーも用いることできる。ポリフッ化ビ
ニリデンの場合、Ｆ／Ｃは１であり、フッ化ビニリデン
−３フッ化エチレン共重合体の場合、フッ化ビニリデン
のモル分率が５０％の時、８０％の時それぞれＦ／Ｃは
１．２５、１．１となり、更にプロピレン−４フッ化エ
チレン共重合体の場合、プロピレンのモル分率が５０％
の時、Ｆ／Ｃは０．７５となる。中でも、ポリフッ化ビ
ニリデン、フッ化ビニリデンのモル分率が５０％以上の
フッ化ビニリデン−３フッ化エチレン共重合体が好まし
く、実用的にはポリフッ化ビニリデンが好ましい。これ
らバインダーを用いた場合、ＰＡＳの有するリチウムの
ドープ能（容量）を充分に利用することができる。

【００１０】本発明の有機電解質電池の正極としては、
例えば、Ｌｉ_XＣｏＯ_{2 、}Ｌｉ_XＮｉＯ_{2 、}Ｌｉ_XＭｎ
Ｏ₂、Ｌｉ_XＦｅＯ₂等のＬｉ_XＭ_yＯ_Z（Ｍは金属、
二種以上の金属でも良い）の一般式で表され得る、リチ
ウムを電気化学的にドープ、脱ド−プが可能なリチウム
含有金属酸化物、あるいはコバルト、マンガン、ニッケ
ル等の遷移金属酸化物を用いる。特にリチウム金属に対
し４Ｖ以上の電圧を有するリチウム含有酸化物が好まし
い。中でも、リチウム含有コバルト酸化物、リチウム含
有ニッケル酸化物が好ましい。本発明における正極は、
上記活物質、及び必要に応じて導電材、バインダーを加
え成形したものであり、導電材、バインダーの種類、組
成等は適宜設定すればよい。

【００１１】導電剤の種類は、金属ニッケル等の金属粉
末でもよいが、例えば、活性炭、カーボンブラック、ア
セチレンブラック、黒鉛等の炭素系のものが特に好まし
い。混合比は活物質の電気伝導度、電極形状等により異
なるが、活物質に対して２〜４０％加えるのが適当であ
る。また、バインダーの種類は、後述の本発明にて用い
る電解液に不溶のものであればよく、例えば、ＳＢＲ等
のゴム系バインダー、ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ
化ビニリデン等の含フッ素系樹脂、ポリプロピレン、ポ
リエチレン等の熱可塑性樹脂が好ましく、その混合比は
２０％以下とするのが好ましい。

【００１２】本発明に用いる正極、負極の電極形状は、
目的とする電池により、板状、フィルム状、円柱状、あ
るいは、金属箔上に成形するなど、種々の形状をとるこ
とが出来る。特に、金属箔上に成形したものは集電体一
体電極として、種々の電池に応用できることから好まし
い。本発明において第３番目の極はリチウムを含んでお
り、例えば、リチウム金属、リチウム合金等であるが、
好ましくは、リチウム金属であり、正極、負極から絶縁
されている。

【００１３】本発明の電池は、上記ＰＡＳを負極に用
い、かつ電池内に含まれるリチウム量を適切に制御する
事により従来の電池に比べ、容量を大幅に向上すること
ができる。本発明において電池内の総リチウム量とは正
極由来のリチウム、電解液由来のリチウム、負極由来の
リチウムの総計である。正極由来のリチウムとは、電池
組立時、正極に含まれるリチウムであり、該リチウムの
一部もしくは全部は、外部回路から電流を通ずる操作
（充電等）により、負極に供給される。また、電解液由
来のリチウムとは、セパレータ、正極、負極等に含まれ
る電解液中のリチウムである。また、負極由来のリチウ
ムとは、本発明の負極ＰＡＳに担持されているリチウム
である（正極由来のリチウム、電解液由来のリチウム以
外のリチウムである）。本発明において、負極由来のリ
チウムは、電池組立後、リチウムを負極ＰＡＳに担持さ
せる。具体的には、電池組立後、リチウムを含む第３番
目の極と負極間を短絡させる、電圧を印加する、定電流
を通ずること等により、負極ＰＡＳに担持させる。電池
ケース内のリチウムを含む第３番目の極の位置は、特に
限定されないが、ＰＡＳを負極に用いる本発明の場合、
負極板断面方向に配置すると均質な担持が行われ易く、
好ましい。例えば円筒型電池を正極、セパレータ、負極
を巻き取って作成する場合、第３番目の極は巻き取り電
極ユニット上部、あるいは、下部であり、また図１のよ
うに正極、セパレータ、負極を積層し、電池を組み立て
る場合、負極板断面方向は、負極面を下面あるいは上面
とした時、側面Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４方向である。本発明
において、電池組立が完了し、かつ、第３番目の極より
リチウムを担持させる事が終了したとき、電池完成とす
る。本発明において第３番目の極は、電池組立時リチウ
ムを含んでいることが重要であり、例えば、電池組立
後、リチウムを負極ＰＡＳに担持させた後、完全にリチ
ウムが無くなってしまっても、問題はない。また、第３
番目の極は、実際電池を充放電しても、正極、あるいは
負極から絶縁されているために、例え、リチウムが残っ
ていても、その電池特性になんら影響を与えない。本発
明においては、次の様な方法も、電池組立後、簡便に行
える。例えば、負極由来のリチウムが、電池組立後に正
極リチウム含有金属酸化物よりＰＡＳに担持させ、かつ
正極にはＰＡＳにリチウムを供給した後、第３番目の極
のリチウムより、電気化学的に担持させる事をもでき
る。この場合、正極由来のリチウムとは、（電池組立時
正極に含まれるリチウム）＋（リチウム源より正極に供
給されたリチウム）−（負極に供給されたリチウム）で
ある。また、電解液由来のリチウムとは、セパレータ、
正極、負極等に含まれる電解液中のリチウムである。ま
た、負極由来のリチウムとは、本発明の負極ＰＡＳに、
電池完成前に、正極からの供給により担持されているリ
チウムである（正極由来のリチウム、電解液由来のリチ
ウム以外のリチウムである）。この場合、正極リチウム
含有酸化物にリチウムを第３番目の極よりリチウムを担
持させる事が終了したとき、電池完成とする。さらに、
この場合、正極の酸化物はリチウム含有酸化物でなけれ
ばならない。

【００１４】本発明において電池内の総リチウム量は、
負極ＰＡＳに対し５００ｍＡｈ／ｇ以上，好ましくは６
００ｍＡｈ／ｇ以上であり、５００ｍＡｈ／ｇ未満の場
合、容量が充分に得られない。また、本発明における負
極由来のリチウムは負極ＰＡＳに対し１００ｍＡｈ／ｇ
以上、好ましくは１５０ｍＡｈ／ｇ以上であり、１００
ｍＡｈ／ｇ未満の場合、たとえ総リチウム量が負極ＰＡ
Ｓに対し５００ｍＡｈ／ｇ以上であったとしても充分な
容量が得られない。また、正極にリチウム含有酸化物を
用いる場合においては、負極由来のリチウムは負極ＰＡ
Ｓに対し６００ｍＡｈ／ｇ以下にすることが、実用的で
ある。本発明における正極由来のリチウム、電解液由来
のリチウムは上記条件を満たしていればよいが、正極由
来のリチウムが負極ＰＡＳに対し３００ｍＡｈ／ｇ以上
であることが好ましい。

【００１５】本発明に用いる電解液を構成する溶媒とし
ては非プロトン性有機溶媒が用いられる。非プロトン性
有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネイト、プ
ロピレンカーボネイト、ジメチルカーボネート、ジエチ
ルカーボネート、γ−ブチロラクトン、アセトニトリ
ル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソ
ラン、塩化メチレン、スルホラン等が挙げられ、更に、
これら非プロトン性有機溶媒の二種以上の混合液も用い
ることができる。

【００１６】また、上記の混合又は単一の溶媒に溶解さ
せる電解質は、リチウムイオンを生成しうる電解質のい
ずれでも良い。このような電解質としては、例えばＬｉ
Ｉ、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＰ
Ｆ₆、又はＬｉＨＦ₂等が挙げられる。上記の電解質及
び溶媒は充分に脱水された状態で混合され、電解液とす
るのであるが、電解液中の電解質の濃度は電解液による
内部抵抗を小さくするため少なくとも０．１モル／ｌ以
上とするのが好ましく、通常０．２〜１．５モル／ｌと
するのが更に好ましい。

【００１７】電池外部に電流を取り出すための集電体、
あるいはリード端子としては、例えば、炭素、白金、ニ
ッケル、ステンレス、アルミニウム、銅等を用いること
が出来、箔状、ネット状の集電体を用いる場合、電極を
集電体上に成形することにより集電体一体型電極として
用いることもできる。

【００１８】次に図面により本発明の実施態様の一例を
説明する。図２は本発明に係る電池の基本構成説明図で
ある。図１において、（１）は正極であり、（２）は負
極である。（３），（３′）は集電体であり、各電極及
び外部端子（７），（７′）に電圧降下を生じないよう
に接続されている。（８）は第３番目の極でありリチウ
ムを含み、負極断面方向に配置されている。また（９）
は第３番目の極の集電体であり、正極（１）、負極
（２）の絶縁され、外部端子（１０）に接続されてい
る。（４）は電解液であり、ドーピングされうるイオン
を生成し得る前述の化合物が非プロトン性有機溶媒に溶
解されている。電解液は通常液状であるが漏液を防止す
るためゲル状又は固体状にして用いることもできる。
（５）は正負両極の接触を阻止する事及び電解液を保持
する事を目的として配置されたセパレーターである。

【００１９】該セパレーターは、電解液或は電極活物質
等に対し、耐久性のある連通気孔を有する電子伝導性の
ない多孔体であり、通常ガラス繊維、ポリエチレン或は
ポリプロピレン等からなる布、不織布或は多孔体が用い
られる。好ましくは、３次元的な孔を有するセパレータ
であり、リチウム担持時間が短くなる効果が得られる。
セパレータの厚さは電池の内部抵抗を小さくするため薄
い方が好ましいが、電解液の保持量、流通性、強度等を
勘案して決定される。正負極及びセパレータは電池ケー
ス（６）内に実用上問題が生じないように固定される。
電極の形状、大きさ等は目的とする電池の形状、性能に
より適宜決められる。本発明の電池形状は上記基本構成
を満足する、コイン型、円筒型、角形、箱型等が挙げら
れ、その形状は特に限定されない。

【００２０】

【発明の効果】本発明の有機電解質電池は、負極にＰＡ
Ｓ、正極に金属酸化物を用い、かつ電池内のリチウム
量、負極ＰＡＳ由来のリチウム量の両者を適切に制御
し、かつ、負極ＰＡＳ由来のリチウムの担持方法を適切
に選択することにより、高容量、高電圧かつ低内部抵抗
の電池である。以下、実施例を挙げて本発明を具体的に
説明する。

【００２１】

【実施例】

実施例１厚さ０．５ｍｍのフェノール樹脂成形板をシリコニット
電気炉中に入れ窒素雰囲気下で１０℃／時間の速度で昇
温し、６５０℃まで熱処理し、不溶不融性基体（ＰＡＳ
と記す）を合成した。かくして得られたＰＡＳ板をディ
スクミルで粉砕することにより平均粒径約１５μｍのＰ
ＡＳ粉体を得た。Ｈ／Ｃ比は０．２２であった。次に上
記ＰＡＳ粉末１００重量部と、ポリフッ化ビニリデン粉
末１０重量部をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド９０重量
部に溶解した溶液１００重量部とを充分に混合する事に
よりスラリーを得た。該スラリーをアプリケーターを用
い厚さ１０μｍの銅箔（負極集電体）上の片面に塗布
し、乾燥、プレスし、厚さ１００μｍのＰＡＳ負極を得
た。ＬｉＣｏＯ₂１００部、グラファイト５部対し、ポ
リフッ化ビニリデン粉末１０重量部、、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド９０重量部に溶解した溶液５０重量部を
充分に混合する事によりスラリーを得た。該スラリーを
アプリケーターを用い厚さ２０μｍのアルミ箔（正極集
電体）上の片面に塗布し、乾燥、プレスし、厚さ１１５
μｍの正極１を得た。

【００２２】上記負極と正極１をセパレータを介して対
向させ、また該電極の断面方向に集電体としてのステン
レスメッシュ上に圧着したリチウム金属を配置し、図３
のような電池を組んだ。正極及び負極のサイズはいずれ
も５×３ｃｍ²とした。リチウム金属のサイズは１×３
ｃｍ²であり、負極ＰＡＳに対し３３０ｍＡｈ／ｇ相当
量とした。セパレータとしては、厚さ２５μｍのポリプ
ロピレン製を用いた。また電解液としてはプロピレンカ
ーボネートとジエチルカーボネートの１：１（重量比）
混合液に、１モル／ｌの濃度にＬｉＰＦ₆を溶解した溶
液を用いた。上記電池の負極とリチウム極との間に定電
流を通じ、負極ＰＡＳに３３０ｍＡｈ／ｇのリチウムを
ドーピングした。電池内の負極ＰＡＳに対する総リチウ
ム量は、１１３０ｍＡｈ／ｇであった。電池完成に要し
た時間は、２０日であった。上記電池の正極と負極の間
に０．２５ｍＡ／ｃｍ²の定電流で電池電圧が４．３Ｖ
になるまで充電し、続いて０．２５ｍＡ／ｃｍ²の定電
流で電池電圧が２．５Ｖになるまで放電した。この４．
３Ｖ−２．５Ｖのサイクルを繰り返し、３回目の放電に
おいて、体積容量（ｍＡｈ／ｃｃ）にて評価した。体積
基準としては、電極体積、セパレータ体積、集電体体積
の総計を用いた。結果を表１に示す。

【００２３】実施例２実施例１と同様に電池を組み、上記電池の正極と負極Ｐ
ＡＳの間に０．２５ｍＡ／ｃｍ²の定電流にて、負極Ｐ
ＡＳに対して３３０ｍＡｈ／ｇに相当する電気量を通
じ、負極ＰＡＳに３３０ｍＡｈ／ｇのリチウムを正極よ
りドーピングした。続いて、電極ユニットの断面方向に
配置したリチウム金属と正極の間に定電流を通じ、負極
ＰＡＳに対して３１５ｍＡｈ／ｇに相当するリチウムを
正極に担持させた。また実施例１と同様に体積容量を評
価した。電池内の負極ＰＡＳに対する総リチウム量は、
１１３０ｍＡｈ／ｇであった。電池完成に要した時間
は、１０日であった。結果を表１に示す。実施例３実施例１において、電極ユニットの断面方向に配置した
リチウム金属を負極ＰＡＳに対して５００ｍＡｈ／ｇに
相当する量にする以外は実施例１と同様にして電池を組
んだ。上記電池の負極とリチウム極との間に定電流を通
じ、負極ＰＡＳに３３０ｍＡｈ／ｇのリチウムをドーピ
ングした。また実施例１と同様に体積容量を評価した。
電池内の負極ＰＡＳに対する総リチウム量は、１１３０
ｍＡｈ／ｇであった。電池完成に要した時間は、２０日
であった。結果を表１に示す。比較例１実施例１と同様の方法で厚さ３３０μｍの正極２を得
た。正極、負極のサイズはいずれも５×３ｃｍ²とし
た。負極由来のリチウムを０ｍＡｈ／ｇとして、実施例
１と同様の方法で電池を組み、体積容量を評価した。電
池内の負極ＰＡＳに対する総リチウム量は、１２５０ｍ
Ａｈ／ｇであった。結果を表１に示す。比較例２実施例１において、負極ＰＡＳの断面方向にリチウム金
属（３３０ｍＡｈ／ｇ相当）を配置させ、電池内部で負
極ＰＡＳと接触させ短絡させた状態にて実施例１と同様
に電池を２本組んだ。４０日室温にて放置後電池を１本
分解したところ、完全にリチウム金属は無くなってい
た。また実施例１と同様に体積容量を評価した。電池内
の負極ＰＡＳに対する総リチウム量は、１１３０ｍＡｈ
／ｇであった。電池完成に要した時間は４０日であっ
た。結果を表１に示す。

【００２４】比較例３実施例１において、リチウム極を除くこと以外は実施例
１と同様に電池を２本組み、それぞれ正極と負極ＰＡＳ
の間に０．２５ｍＡ／ｃｍ²の定電流にて、負極ＰＡＳ
に対して３３０ｍＡｈ／ｇに相当する電気量を通じ、負
極ＰＡＳに３３０ｍＡｈ／ｇのリチウムを正極よりドー
ピングした。続いて、該電池を分解し、正極の断面方向
にリチウム金属（３１５ｍＡｈ／ｇ相当）を配置させ、
電池内部で正極と接触させ短絡させた状態にて再度２本
電池を組んだ。１５日室温にて放置後電池を１本分解し
たところ、完全にリチウム金属は無くなっていた。また
実施例１と同様に体積容量を評価した。電池内の負極Ｐ
ＡＳに対する総リチウム量は、１１３０ｍＡｈ／ｇであ
った。電池完成に要した時間は１６日であった。結果を
表１に示す。電池を組み立て一度充電した後に分解し、
再度電池を組み立てる工程は、煩雑であり、時間がかか
るため工業的には好ましくない。

【００２５】

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電極断面方向の説明図。

【図２】本発明に係る電池の基本構成説明図。

【符号の説明】

１正極２負極３、３’ 集電体４電解液５セパレータ６電池ケース７、７’ 外部端子８第３番目の極９集電体（第３番目の極）１０外部端子（第３番目の極）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極，負極並びに電解液としてリチウム
塩の非プロトン性有機溶媒溶液を備えた有機電解質電池
であって、（１）正極が金属酸化物を含み（２）負極が
芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であって水素原子／炭
素原子の原子比が０．５〜０．０５であるポリアセン系
骨格構造を有する不溶不融性基体（ＰＡＳ）であり、
（３）少なくとも電池組立時リチウム金属を含む、第３
番目の極を有し、（４）負極ＰＡＳに対し、電池内に含
まれる総リチウム量が５００ｍＡｈ／ｇ以上であり、か
つ負極由来のリチウムが１００ｍＡｈ／ｇ以上である事
を特徴とする有機電解質電池。
【請求項２】第３番目の極が負極断面方向に配置され
た事を特徴とする請求項１記載の有機電解質電池。
【請求項３】正極、負極が３次元連通気孔を有するセ
パレータを介して対向させた事を特徴とする請求項１記
載の有機電解質電池。