JPH08250153A - 薄形電池 - Google Patents
薄形電池Info
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- JPH08250153A JPH08250153A JP7048481A JP4848195A JPH08250153A JP H08250153 A JPH08250153 A JP H08250153A JP 7048481 A JP7048481 A JP 7048481A JP 4848195 A JP4848195 A JP 4848195A JP H08250153 A JPH08250153 A JP H08250153A
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- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来の低温における電池特性を保持しながら
且つ、電池の耐高温性、即ち高温下での電池の安全性向
上および高温下での電池形状変化の少ない優れたリチウ
ム電池を提供することを目的とする。 【構成】 電解質が一種以上の環状エステル又は／及び
環状炭酸エステルを第一成分として含み、且つ第二成分
として化学組成式がＣn Ｈ2nＯm で、ｎ＝４〜８、ｍ＝
３〜４である分子内にエステル結合とエーテル結合を有
する物質を一種以上含む薄形電池とすることで、上記目
的を達成できる。
且つ、電池の耐高温性、即ち高温下での電池の安全性向
上および高温下での電池形状変化の少ない優れたリチウ
ム電池を提供することを目的とする。 【構成】 電解質が一種以上の環状エステル又は／及び
環状炭酸エステルを第一成分として含み、且つ第二成分
として化学組成式がＣn Ｈ2nＯm で、ｎ＝４〜８、ｍ＝
３〜４である分子内にエステル結合とエーテル結合を有
する物質を一種以上含む薄形電池とすることで、上記目
的を達成できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リチウム電池の改良に
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、エレクトロニクス分野の発展に伴
い電子機器が小型化されており、電池においても機器同
様に小型化が望まれている。特にリチウムを負極活物質
として用いた電池は高エネルギー密度が期待できること
から、小型・薄形化に際しては非常に適した電池であ
る。
い電子機器が小型化されており、電池においても機器同
様に小型化が望まれている。特にリチウムを負極活物質
として用いた電池は高エネルギー密度が期待できること
から、小型・薄形化に際しては非常に適した電池であ
る。
【０００３】薄形化という点においては、近年のＩＣ・
ＩＤカードのめざましい開発上、電池の薄形化が強く望
まれており、使用用途に関しても様々な環境下におかれ
ることが考えられることからも電池特性に関しても高特
性を発現可能な電池が必要とされている。電池の使用温
度環境において、一般的にリチウム電池の電解液に関し
ては、炭酸エステル類が主電解液溶媒として用いられる
ため、溶媒沸点が高く、蒸発速度が遅いことからも比較
的高温においても使用が可能である。ところが、電池の
低温における特性については、同電解液溶媒単独で使用
した場合、低温での溶媒自身の粘度が高く、イオン伝導
度が低下するため電池特性の低下が生じる場合がある。
この様な問題を解決するためジメトキシエタン、ジエチ
ルカーボネートといった低粘度溶媒が用いられるように
なった。
ＩＤカードのめざましい開発上、電池の薄形化が強く望
まれており、使用用途に関しても様々な環境下におかれ
ることが考えられることからも電池特性に関しても高特
性を発現可能な電池が必要とされている。電池の使用温
度環境において、一般的にリチウム電池の電解液に関し
ては、炭酸エステル類が主電解液溶媒として用いられる
ため、溶媒沸点が高く、蒸発速度が遅いことからも比較
的高温においても使用が可能である。ところが、電池の
低温における特性については、同電解液溶媒単独で使用
した場合、低温での溶媒自身の粘度が高く、イオン伝導
度が低下するため電池特性の低下が生じる場合がある。
この様な問題を解決するためジメトキシエタン、ジエチ
ルカーボネートといった低粘度溶媒が用いられるように
なった。
【０００４】一方、ＩＣカードの製造上でカードのラミ
ネート加工あるいはモールディング工程といった工程で
は、カード内部に設置された電池が高温下におかれるこ
とがある。このような条件下で従来の電池に関しては、
ジメトキシエタン、ジエチルカーボネートといった低粘
度溶媒を用いている場合、低沸点溶媒でもあることから
も外部からの加熱によって電池が膨張したり、破裂に至
る場合もある。
ネート加工あるいはモールディング工程といった工程で
は、カード内部に設置された電池が高温下におかれるこ
とがある。このような条件下で従来の電池に関しては、
ジメトキシエタン、ジエチルカーボネートといった低粘
度溶媒を用いている場合、低沸点溶媒でもあることから
も外部からの加熱によって電池が膨張したり、破裂に至
る場合もある。
【０００５】しかしながら、ＩＣカードに要求される電
池温度特性に関しては、様々な使用環境下におかれるこ
とからこれまでの電池に要求されてきた電池駆動温度レ
ンジと同程度必要とされている。しかしながら製造上、
あるいはＩＣカード自体の耐温度特性上のスペックから
も、これまでの低粘度溶媒を用いた場合、高温側での耐
温度特性に関しては不十分である。従来と同様な低沸点
溶媒を用いた電池においては、カードの成形時に低粘度
溶媒の気化に伴い電池が膨張したり、破裂に至る場合も
あり、安全性および製品価値を外観上損ねるということ
からも適していない。しかしながら、これら低粘度溶媒
を用いない場合には、低温側での電池特性が十分に得ら
れない。
池温度特性に関しては、様々な使用環境下におかれるこ
とからこれまでの電池に要求されてきた電池駆動温度レ
ンジと同程度必要とされている。しかしながら製造上、
あるいはＩＣカード自体の耐温度特性上のスペックから
も、これまでの低粘度溶媒を用いた場合、高温側での耐
温度特性に関しては不十分である。従来と同様な低沸点
溶媒を用いた電池においては、カードの成形時に低粘度
溶媒の気化に伴い電池が膨張したり、破裂に至る場合も
あり、安全性および製品価値を外観上損ねるということ
からも適していない。しかしながら、これら低粘度溶媒
を用いない場合には、低温側での電池特性が十分に得ら
れない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の問題点に鑑みなされたものであり、従来の低温におけ
る電池特性を保持しながら且つ、電池の耐高温性、即ち
高温下での電池の安全性向上および高温下での電池形状
変化の少ない優れたリチウム電池を提供することを目的
とする。
の問題点に鑑みなされたものであり、従来の低温におけ
る電池特性を保持しながら且つ、電池の耐高温性、即ち
高温下での電池の安全性向上および高温下での電池形状
変化の少ない優れたリチウム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】本発明は、上記目的を達
成すべく、正極と、リチウム金属、リチウム合金、又は
リチウムをドープできる化合物からなる負極と、セパレ
ーターと電解質を用いる薄形電池において、該電解質
が、一種以上の環状エステル又は／及び環状炭酸エステ
ルを第一成分として含み、且つ第二成分として化学組成
式がＣn Ｈ2nＯmで、ｎ＝４〜８、ｍ＝３〜４である分
子内にエステル結合とエーテル結合を有する物質を一種
以上含むことを特徴とすることにより、低温における電
池特性を保持しながら且つ、電池の耐高温性を有する、
即ち高温下での電池の安全性向上および高温下での電池
形状変化の少ない優れたリチウム電池を提供することが
可能となる。尚、本発明における高温とは従来の低沸点
溶媒を含有する電池が形状維持または特性維持の保証範
囲をこえる温度領域であり８０〜１１０℃とする。
成すべく、正極と、リチウム金属、リチウム合金、又は
リチウムをドープできる化合物からなる負極と、セパレ
ーターと電解質を用いる薄形電池において、該電解質
が、一種以上の環状エステル又は／及び環状炭酸エステ
ルを第一成分として含み、且つ第二成分として化学組成
式がＣn Ｈ2nＯmで、ｎ＝４〜８、ｍ＝３〜４である分
子内にエステル結合とエーテル結合を有する物質を一種
以上含むことを特徴とすることにより、低温における電
池特性を保持しながら且つ、電池の耐高温性を有する、
即ち高温下での電池の安全性向上および高温下での電池
形状変化の少ない優れたリチウム電池を提供することが
可能となる。尚、本発明における高温とは従来の低沸点
溶媒を含有する電池が形状維持または特性維持の保証範
囲をこえる温度領域であり８０〜１１０℃とする。
【０００８】また、正極と、リチウム金属、リチウム合
金、又はリチウムをドープできる化合物からなる負極
と、電解質層として固体電解質を用いる薄形電池におい
て、該固体電解質が、一種以上の環状エステル又は／及
び環状炭酸エステルを第一成分として含み、且つ第二成
分として化学組成式がＣn Ｈ2nＯm で、ｎ＝４〜８、ｍ
＝３〜４である分子内にエステル結合とエーテル結合を
有する物質を一種以上含むことを特徴とすることによっ
ても、低温における電池特性を保持しながら且つ、電池
の耐高温性、即ち高温下での電池の安全性向上および高
温下での電池形状変化の少ない優れたリチウム電池を提
供することが可能となる。
金、又はリチウムをドープできる化合物からなる負極
と、電解質層として固体電解質を用いる薄形電池におい
て、該固体電解質が、一種以上の環状エステル又は／及
び環状炭酸エステルを第一成分として含み、且つ第二成
分として化学組成式がＣn Ｈ2nＯm で、ｎ＝４〜８、ｍ
＝３〜４である分子内にエステル結合とエーテル結合を
有する物質を一種以上含むことを特徴とすることによっ
ても、低温における電池特性を保持しながら且つ、電池
の耐高温性、即ち高温下での電池の安全性向上および高
温下での電池形状変化の少ない優れたリチウム電池を提
供することが可能となる。
【０００９】本発明における一種以上の環状エステル、
環状炭酸エステルとしては、γ−ブチロラクトン、γ−
バレロラクトン、プロピレンカーボネート、エチレンカ
ーボネート、ブチレンカーボネートなどが挙げられる
が、これらに限定されるものではない。
環状炭酸エステルとしては、γ−ブチロラクトン、γ−
バレロラクトン、プロピレンカーボネート、エチレンカ
ーボネート、ブチレンカーボネートなどが挙げられる
が、これらに限定されるものではない。
【００１０】また、本発明における一種以上の化学組成
式Ｃn Ｈ2nＯm で、ｎ＝４〜８、ｍ＝３である物質と
は、エチルエトキシアセテート、メチル１，３−メトキ
シアセテート、２−メトキシエチルアセテート、２−エ
トキシエチルアセテートなどが挙げられるが、これらに
限定されるものではない。更に、本発明における一種以
上の化学式Ｃn Ｈ2nＯm で、ｎ＝４〜８、ｍ＝４である
物質とは、２−メトキシエチルメチルカーボネート、２
−エトキシエチルメチルカーボネート、メトキシプロピ
ルメチルカーボネートなどが挙げられるが、これらに限
定されるものではない。
式Ｃn Ｈ2nＯm で、ｎ＝４〜８、ｍ＝３である物質と
は、エチルエトキシアセテート、メチル１，３−メトキ
シアセテート、２−メトキシエチルアセテート、２−エ
トキシエチルアセテートなどが挙げられるが、これらに
限定されるものではない。更に、本発明における一種以
上の化学式Ｃn Ｈ2nＯm で、ｎ＝４〜８、ｍ＝４である
物質とは、２−メトキシエチルメチルカーボネート、２
−エトキシエチルメチルカーボネート、メトキシプロピ
ルメチルカーボネートなどが挙げられるが、これらに限
定されるものではない。
【００１１】第１乃至第２の発明において、該電解質あ
るいは固体電解質の可塑剤である第一成分とする一種以
上の環状エステル又は／及び環状炭酸エステルと第二成
分である化学組成式Ｃn Ｈ2nＯm で、ｎ＝４〜８、ｍ＝
３〜４で表わされる物質の比率が、５：９５〜９５：５
の範囲であることを特徴とすることにより、低温におけ
る電池特性を保持しながら且つ、電池の耐高温性、即ち
高温下での電池の安全性向上および高温下での電池形状
変化の少ない優れたリチウム電池を提供することが可能
となる。
るいは固体電解質の可塑剤である第一成分とする一種以
上の環状エステル又は／及び環状炭酸エステルと第二成
分である化学組成式Ｃn Ｈ2nＯm で、ｎ＝４〜８、ｍ＝
３〜４で表わされる物質の比率が、５：９５〜９５：５
の範囲であることを特徴とすることにより、低温におけ
る電池特性を保持しながら且つ、電池の耐高温性、即ち
高温下での電池の安全性向上および高温下での電池形状
変化の少ない優れたリチウム電池を提供することが可能
となる。
【００１２】
【作用】本発明に従って、正極と、負極としてリチウム
金属あるいは、リチウム合金またはリチウムをドープで
きる化合物と、セパレーターと電解質を用いる薄形電池
において、該電解質に一種以上の環状エステル又は／及
び環状炭酸エステルを第一成分として含み、且つ第二成
分として、化学組成式Ｃn Ｈ2nＯm で、ｎ＝４〜８、ｍ
＝３〜４である物質を一種以上を含む、あるいは該電解
質層として固体電解質を用いる薄形電池において、該固
体電解質層の可塑剤として一種以上の環状エステル又は
／及び環状炭酸エステルを第一成分として含み、且つ可
塑剤の第二成分として、化学組成Ｃn Ｈ2nＯm で、ｎ＝
４〜８、ｍ＝３〜４である物質を一種以上を含むことに
よって低温特性が向上する。このような原因としては、
第二成分である化学組成式Ｃn Ｈ2nＯm で、ｎ＝４〜
８、ｍ＝３〜４である物質の凝固点が低く、粘性が低い
ことに加えて、第一成分である環状エステルおよび環状
炭酸エステルとの相溶性も優れており、且つリチウム塩
に対する溶解度も大きいことからも低温での塩の析出・
偏析を防止し、且つ溶液の凝固を低下させる効果がある
ため、低温での電解質としての作用を十分に保持するこ
とが可能であることが考えられる。炭素数の限定の理由
としては、アルキル鎖長が長くなりすぎると疎水性が強
くなり第一成分の電解液溶媒との相溶性が悪くなり、ま
た、同時に凝固点も高くなる。逆に短すぎると、溶媒沸
点が低くなるため本発明の目的を達成することには不向
きとなる。
金属あるいは、リチウム合金またはリチウムをドープで
きる化合物と、セパレーターと電解質を用いる薄形電池
において、該電解質に一種以上の環状エステル又は／及
び環状炭酸エステルを第一成分として含み、且つ第二成
分として、化学組成式Ｃn Ｈ2nＯm で、ｎ＝４〜８、ｍ
＝３〜４である物質を一種以上を含む、あるいは該電解
質層として固体電解質を用いる薄形電池において、該固
体電解質層の可塑剤として一種以上の環状エステル又は
／及び環状炭酸エステルを第一成分として含み、且つ可
塑剤の第二成分として、化学組成Ｃn Ｈ2nＯm で、ｎ＝
４〜８、ｍ＝３〜４である物質を一種以上を含むことに
よって低温特性が向上する。このような原因としては、
第二成分である化学組成式Ｃn Ｈ2nＯm で、ｎ＝４〜
８、ｍ＝３〜４である物質の凝固点が低く、粘性が低い
ことに加えて、第一成分である環状エステルおよび環状
炭酸エステルとの相溶性も優れており、且つリチウム塩
に対する溶解度も大きいことからも低温での塩の析出・
偏析を防止し、且つ溶液の凝固を低下させる効果がある
ため、低温での電解質としての作用を十分に保持するこ
とが可能であることが考えられる。炭素数の限定の理由
としては、アルキル鎖長が長くなりすぎると疎水性が強
くなり第一成分の電解液溶媒との相溶性が悪くなり、ま
た、同時に凝固点も高くなる。逆に短すぎると、溶媒沸
点が低くなるため本発明の目的を達成することには不向
きとなる。
【００１３】また、第二成分である化学組成式Ｃn Ｈ2n
Ｏm で、ｎ＝４〜８、ｍ＝３〜４である物質の添加に伴
う効果は５％以上で発現可能であるが、第一成分である
一種以上の環状エステル又は／及び環状炭酸エステルの
種類によっては、その発現の効果の程度が異なる。例え
ば第一成分である環状エステルおよび環状炭酸エステル
がエチレンカーボネートである場合と、プロピレンカー
ボネートである場合においては第一成分の溶媒固有の凝
固点が大きくことなることから、第二成分である化学組
成式Ｃn Ｈ2nＯm で、ｎ＝４〜８、ｍ＝３〜４である物
質の配合量を第一成分の溶媒に合わせて変える必要があ
る。ただし、第二成分である化学組成式Ｃn Ｈ2nＯ
m で、ｎ＝４〜８、ｍ＝３〜４である物質を単独で使用
する場合よりも環状エステル又は／及び環状炭酸エステ
ルとの混合溶媒として使用する方が結果的に好ましいこ
とから、該電解質あるいは固体電解質の可塑剤である第
一成分とする一種以上の環状エステルおよび環状炭酸エ
ステルと第二成分である化学組成式Ｃn Ｈ2nＯm で、ｎ
＝４〜８、ｍ＝３〜４である物質の比率が５：９５〜９
５：５の範囲であることにより、発明の効果が発現可能
となる。
Ｏm で、ｎ＝４〜８、ｍ＝３〜４である物質の添加に伴
う効果は５％以上で発現可能であるが、第一成分である
一種以上の環状エステル又は／及び環状炭酸エステルの
種類によっては、その発現の効果の程度が異なる。例え
ば第一成分である環状エステルおよび環状炭酸エステル
がエチレンカーボネートである場合と、プロピレンカー
ボネートである場合においては第一成分の溶媒固有の凝
固点が大きくことなることから、第二成分である化学組
成式Ｃn Ｈ2nＯm で、ｎ＝４〜８、ｍ＝３〜４である物
質の配合量を第一成分の溶媒に合わせて変える必要があ
る。ただし、第二成分である化学組成式Ｃn Ｈ2nＯ
m で、ｎ＝４〜８、ｍ＝３〜４である物質を単独で使用
する場合よりも環状エステル又は／及び環状炭酸エステ
ルとの混合溶媒として使用する方が結果的に好ましいこ
とから、該電解質あるいは固体電解質の可塑剤である第
一成分とする一種以上の環状エステルおよび環状炭酸エ
ステルと第二成分である化学組成式Ｃn Ｈ2nＯm で、ｎ
＝４〜８、ｍ＝３〜４である物質の比率が５：９５〜９
５：５の範囲であることにより、発明の効果が発現可能
となる。
【００１４】以上のことからも凝固点の低い化合物を第
二成分として電解質に用いることによって、溶媒の凝固
を低下させることが可能となり至っては低温特性を向上
することが可能であり、且つ、第二成分物質が高沸点溶
媒であることにより、高温下での電解液揮発に伴う電池
の膨張至っては破裂についても防止することが可能とな
る。
二成分として電解質に用いることによって、溶媒の凝固
を低下させることが可能となり至っては低温特性を向上
することが可能であり、且つ、第二成分物質が高沸点溶
媒であることにより、高温下での電解液揮発に伴う電池
の膨張至っては破裂についても防止することが可能とな
る。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の詳細について、実施例により
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１６】（実施例１）下記の手順にしたがって、本
発明の実施例１のシート状電池を作製した。正極活物質
層を形成すべく、正極活物質に二酸化マンガンを用い、
導電材としてケッチェンブラック、バインダーとしてポ
リエチレンオキサイド３官能アクリル酸エステルを混合
したものを複合正極として使用した。作製方法は以下の
通りである。二酸化マンガンとケッチェンブラックを１
０：１の重量比率で混合したもの１５g に、上記有機化
合物とプロピレンカーボネートと２−メトキシエチルア
セテートの体積比で３：２の混合溶媒を有機化合物が体
積百分率で４０％となるよう相溶させ、過塩素酸リチウ
ムを０. ７５mol/l になるよう溶解させたものを４g を
加えて混合した。正極集電体であるステンレス箔上に上
述の正極合剤をキャストした後、電子線を照射して厚さ
１６５micronの正極とした。
発明の実施例１のシート状電池を作製した。正極活物質
層を形成すべく、正極活物質に二酸化マンガンを用い、
導電材としてケッチェンブラック、バインダーとしてポ
リエチレンオキサイド３官能アクリル酸エステルを混合
したものを複合正極として使用した。作製方法は以下の
通りである。二酸化マンガンとケッチェンブラックを１
０：１の重量比率で混合したもの１５g に、上記有機化
合物とプロピレンカーボネートと２−メトキシエチルア
セテートの体積比で３：２の混合溶媒を有機化合物が体
積百分率で４０％となるよう相溶させ、過塩素酸リチウ
ムを０. ７５mol/l になるよう溶解させたものを４g を
加えて混合した。正極集電体であるステンレス箔上に上
述の正極合剤をキャストした後、電子線を照射して厚さ
１６５micronの正極とした。
【００１７】電池の負極活物質としてはリチウム金属を
用い、これを３０micronのステンレス箔の負極集電板に
圧着した。圧着後リチウムの厚みは５５micronであっ
た。電解質層は上述のリチウム金属上にポリエチレンオ
キサイド３官能アクリル酸エステルを体積百分率で４０
％となるようプロピレンカーボネートと２−メトキシエ
チルアセテートの体積比で３：２の混合溶媒と相溶さ
せ、過塩素酸リチウムを０. ７５mol/l になるよう溶解
させたものをキャスト成膜した後、電子線を照射するこ
とによってゲル電解質を形成させた。上述の作製した正
極／電解質・リチウムとを、張り合わせて封口部には変
性ポリエチレンの枠体を配置した後、ヒートシーラーで
熱融着させ本発明であるシート状電池を作製した。
用い、これを３０micronのステンレス箔の負極集電板に
圧着した。圧着後リチウムの厚みは５５micronであっ
た。電解質層は上述のリチウム金属上にポリエチレンオ
キサイド３官能アクリル酸エステルを体積百分率で４０
％となるようプロピレンカーボネートと２−メトキシエ
チルアセテートの体積比で３：２の混合溶媒と相溶さ
せ、過塩素酸リチウムを０. ７５mol/l になるよう溶解
させたものをキャスト成膜した後、電子線を照射するこ
とによってゲル電解質を形成させた。上述の作製した正
極／電解質・リチウムとを、張り合わせて封口部には変
性ポリエチレンの枠体を配置した後、ヒートシーラーで
熱融着させ本発明であるシート状電池を作製した。
【００１８】（実施例２）下記の手順にしたがって、本
発明の実施例２のシート状電池を作製した。正極活物質
層を形成すべく、正極活物質に二酸化マンガンを用い、
導電材としてケッチェンブラック、バインダーとしてポ
リエチレンオキサイド３官能アクリル酸エステルを混合
したものを複合正極として使用した。作製方法は以下の
通りである。二酸化マンガンとケッチェンブラックを１
０：１の重量比率で混合したもの１５g に、上記有機化
合物とプロピレンカーボネートと２−メトキシエチルメ
チルカーボネートの体積比で３：２の混合溶媒を有機化
合物が体積百分率で４０％となるよう相溶させ、過塩素
酸リチウムを０. ７５mol/l になるよう溶解させたもの
を４g を加えて混合した。正極集電体であるステンレス
箔上に上述の正極合剤をキャストした後、電子線を照射
して厚さ１６５micronの正極とした。
発明の実施例２のシート状電池を作製した。正極活物質
層を形成すべく、正極活物質に二酸化マンガンを用い、
導電材としてケッチェンブラック、バインダーとしてポ
リエチレンオキサイド３官能アクリル酸エステルを混合
したものを複合正極として使用した。作製方法は以下の
通りである。二酸化マンガンとケッチェンブラックを１
０：１の重量比率で混合したもの１５g に、上記有機化
合物とプロピレンカーボネートと２−メトキシエチルメ
チルカーボネートの体積比で３：２の混合溶媒を有機化
合物が体積百分率で４０％となるよう相溶させ、過塩素
酸リチウムを０. ７５mol/l になるよう溶解させたもの
を４g を加えて混合した。正極集電体であるステンレス
箔上に上述の正極合剤をキャストした後、電子線を照射
して厚さ１６５micronの正極とした。
【００１９】電池の負極活物質としてはリチウム金属を
用い、これを３０micronのステンレス箔の負極集電板に
圧着した。圧着後リチウムの厚みは５５micronであっ
た。電解質層は上述のリチウム金属上にポリエチレンオ
キサイド３官能アクリル酸エステルを体積百分率で４０
％となるようプロピレンカーボネートと２−メトキシエ
チルメチルカーボネートの体積比で３：２の混合溶媒と
相溶させ、過塩素酸リチウムを０. ７５mol/l になるよ
う溶解させたものをキャスト成膜した後、電子線を照射
することによってゲル電解質を形成させた。
用い、これを３０micronのステンレス箔の負極集電板に
圧着した。圧着後リチウムの厚みは５５micronであっ
た。電解質層は上述のリチウム金属上にポリエチレンオ
キサイド３官能アクリル酸エステルを体積百分率で４０
％となるようプロピレンカーボネートと２−メトキシエ
チルメチルカーボネートの体積比で３：２の混合溶媒と
相溶させ、過塩素酸リチウムを０. ７５mol/l になるよ
う溶解させたものをキャスト成膜した後、電子線を照射
することによってゲル電解質を形成させた。
【００２０】上述の作製した正極／電解質・リチウムと
を、張り合わせて封口部には変性ポリエチレンの枠体を
配置した後、ヒートシーラーで熱融着させ本発明である
シート状電池を作製した。
を、張り合わせて封口部には変性ポリエチレンの枠体を
配置した後、ヒートシーラーで熱融着させ本発明である
シート状電池を作製した。
【００２１】図１は、本発明の実施例１、２の薄形電池
の断面図である。図中１は、外装も兼ねたステンレス鋼
からなる正極および負極集電体で、２は二酸化マンガン
を活物質とした正極合材である。３は電解質である。４
は金属リチウムである。５は変性ポリエチレンからなる
封口材である。
の断面図である。図中１は、外装も兼ねたステンレス鋼
からなる正極および負極集電体で、２は二酸化マンガン
を活物質とした正極合材である。３は電解質である。４
は金属リチウムである。５は変性ポリエチレンからなる
封口材である。
【００２２】（比較例）下記の手順にしたがって、比較
例のシート状電池を作製した。正極活物質層を形成すべ
く、正極活物質に二酸化マンガンを用い、導電材として
ケッチェンブラック、バインダーとしてポリエチレンオ
キサイド３官能アクリル酸エステル（分子量：９００
０）を混合したものを複合正極として使用した。作製方
法は以下の通りである。二酸化マンガンとケッチェンブ
ラックを１０：１の重量比率で混合したもの１５g に、
上記有機化合物とプロピレンカーボネートとジメトキシ
エタンの体積比で３：２の混合溶媒を有機化合物が体積
百分率で４０％となるよう相溶させ、過塩素酸リチウム
を０. ７５mol/l になるよう溶解させたものを４g を加
えて混合した。正極集電体であるステンレス箔上に上述
の正極合剤をキャストした後、電子線を照射して厚さ１
６５micronの正極とした。
例のシート状電池を作製した。正極活物質層を形成すべ
く、正極活物質に二酸化マンガンを用い、導電材として
ケッチェンブラック、バインダーとしてポリエチレンオ
キサイド３官能アクリル酸エステル（分子量：９００
０）を混合したものを複合正極として使用した。作製方
法は以下の通りである。二酸化マンガンとケッチェンブ
ラックを１０：１の重量比率で混合したもの１５g に、
上記有機化合物とプロピレンカーボネートとジメトキシ
エタンの体積比で３：２の混合溶媒を有機化合物が体積
百分率で４０％となるよう相溶させ、過塩素酸リチウム
を０. ７５mol/l になるよう溶解させたものを４g を加
えて混合した。正極集電体であるステンレス箔上に上述
の正極合剤をキャストした後、電子線を照射して厚さ１
６５micronの正極とした。
【００２３】電池の負極活物質としてはリチウム金属を
用い、これを３０micronのステンレス箔の負極集電板に
圧着した。圧着後リチウムの厚みは５５micronであっ
た。電解質層は上述のリチウム金属上にポリエチレンオ
キサイド３官能アクリル酸エステルを体積百分率で４０
％となるようプロピレンカーボネートとジメトキシエタ
ンの体積比で３：２の混合溶媒と相溶させ、過塩素酸リ
チウムを０. ７５mol/l になるよう溶解させたものをキ
ャスト成膜した後、電子線を照射することによってゲル
電解質を形成させた。
用い、これを３０micronのステンレス箔の負極集電板に
圧着した。圧着後リチウムの厚みは５５micronであっ
た。電解質層は上述のリチウム金属上にポリエチレンオ
キサイド３官能アクリル酸エステルを体積百分率で４０
％となるようプロピレンカーボネートとジメトキシエタ
ンの体積比で３：２の混合溶媒と相溶させ、過塩素酸リ
チウムを０. ７５mol/l になるよう溶解させたものをキ
ャスト成膜した後、電子線を照射することによってゲル
電解質を形成させた。
【００２４】上述の作製した正極／電解質・リチウムと
を、張り合わせて封口部には変性ポリエチレンの枠体を
配置した後、ヒートシーラーで熱融着させ本発明である
シート状電池を作製した。上述の実施例１、２および比
較例の電池を用いて-20 ℃下にて30kohmの抵抗を接続し
て定抵抗放電を行った。その結果を図２に示す。図２よ
り、本発明である実施例１、２の電池は従来のジメトキ
シエタンを電解質に含む比較例の電池以上の特性を発現
した。また、高温下での熱安定性を調べるために本発明
である実施例１、２の電池と従来の比較例の電池を100
℃の恒温層に入れて1 時間放置の後、電池形状を観察し
た。その結果を表１に示す。
を、張り合わせて封口部には変性ポリエチレンの枠体を
配置した後、ヒートシーラーで熱融着させ本発明である
シート状電池を作製した。上述の実施例１、２および比
較例の電池を用いて-20 ℃下にて30kohmの抵抗を接続し
て定抵抗放電を行った。その結果を図２に示す。図２よ
り、本発明である実施例１、２の電池は従来のジメトキ
シエタンを電解質に含む比較例の電池以上の特性を発現
した。また、高温下での熱安定性を調べるために本発明
である実施例１、２の電池と従来の比較例の電池を100
℃の恒温層に入れて1 時間放置の後、電池形状を観察し
た。その結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】表１より、従来の電池であるジメトキシエ
タンを用いた電池は集電体が内部の電解液の気化したガ
スによって厚み方向に持ち上げられており、原形の維持
は全くできなかった。しかし、本発明である実施例１、
２の電池の形状は全く変化が認められなかった。これは
本発明の電池に含まれる電解液が低沸点であるジメトキ
シエタンを含まないためであると考えられる。通常ジメ
トキシエタンを含まない、あるいは低粘度溶媒を含まな
い場合には低温下での特性は期待できないが、上述の様
に低温特性が優れており、かつ高温下での形状が保てる
のは本発明の効果を奏するものである。
タンを用いた電池は集電体が内部の電解液の気化したガ
スによって厚み方向に持ち上げられており、原形の維持
は全くできなかった。しかし、本発明である実施例１、
２の電池の形状は全く変化が認められなかった。これは
本発明の電池に含まれる電解液が低沸点であるジメトキ
シエタンを含まないためであると考えられる。通常ジメ
トキシエタンを含まない、あるいは低粘度溶媒を含まな
い場合には低温下での特性は期待できないが、上述の様
に低温特性が優れており、かつ高温下での形状が保てる
のは本発明の効果を奏するものである。
【００２７】
【発明の効果】以上の説明から明かなように、低沸点で
ある電解質溶媒を含まないことから本発明における電池
は高温下においても電解質溶媒の気化が顕著に起こらな
いことから高温下における電池形状が維持可能となる。
また、低温電池特性においても本発明に含まれる化学組
成式Ｃn Ｈ2nＯm で、ｎ＝４〜８、ｍ＝３〜４である分
子内にエステル結合を有する物質を電解質内に一種以上
含むことによって性能向上が可能となる。これらのこと
から、電池の性能を向上させることができるという効果
を奏する。
ある電解質溶媒を含まないことから本発明における電池
は高温下においても電解質溶媒の気化が顕著に起こらな
いことから高温下における電池形状が維持可能となる。
また、低温電池特性においても本発明に含まれる化学組
成式Ｃn Ｈ2nＯm で、ｎ＝４〜８、ｍ＝３〜４である分
子内にエステル結合を有する物質を電解質内に一種以上
含むことによって性能向上が可能となる。これらのこと
から、電池の性能を向上させることができるという効果
を奏する。
【図１】本発明の薄形電池の断面図である。
【図２】本発明、比較例の薄形電池の-20 ℃での放電曲
線を示したグラフである。
線を示したグラフである。
Claims (3)
- 【請求項１】 正極と、リチウム金属、リチウム合金、
又はリチウムをドープできる化合物からなる負極と、セ
パレーターと電解質を用いる薄形電池において、該電解
質が、一種以上の環状エステル又は／及び環状炭酸エス
テルを第一成分として含み、且つ第二成分として化学組
成式がＣn Ｈ2nＯm で、ｎ＝４〜８、ｍ＝３〜４である
分子内にエステル結合とエーテル結合を有する物質を一
種以上含むことを特徴とする薄形電池。 - 【請求項２】 正極と、リチウム金属、リチウム合金、
又はリチウムをドープできる化合物からなる負極と、電
解質層として固体電解質を用いる薄形電池において、該
固体電解質が、一種以上の環状エステル又は／及び環状
炭酸エステルを第一成分として含み、且つ第二成分とし
て化学組成式がＣn Ｈ2nＯm で、ｎ＝４〜８、ｍ＝３〜
４である分子内にエステル結合とエーテル結合を有する
物質を一種以上含むことを特徴とする薄形電池。 - 【請求項３】 前記第一成分と前記第二成分との比率
が、５：９５〜９５：５の範囲である請求項１又は２記
載の薄形電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7048481A JPH08250153A (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | 薄形電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7048481A JPH08250153A (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | 薄形電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08250153A true JPH08250153A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=12804586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7048481A Pending JPH08250153A (ja) | 1995-03-08 | 1995-03-08 | 薄形電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08250153A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002237328A (ja) * | 2001-02-13 | 2002-08-23 | Mitsubishi Chemicals Corp | 非水系電解液二次電池及びそれに用いる非水系電解液 |
| JP2014503964A (ja) * | 2010-12-15 | 2014-02-13 | ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー | 所定のエステルベースの溶媒を含有する電解質溶液および当該電解質溶液を含有する電池 |
| WO2019078043A1 (ja) * | 2017-10-17 | 2019-04-25 | 日本碍子株式会社 | リチウム二次電池、及び電池内蔵デバイスの製造方法 |
-
1995
- 1995-03-08 JP JP7048481A patent/JPH08250153A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002237328A (ja) * | 2001-02-13 | 2002-08-23 | Mitsubishi Chemicals Corp | 非水系電解液二次電池及びそれに用いる非水系電解液 |
| JP2014503964A (ja) * | 2010-12-15 | 2014-02-13 | ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー | 所定のエステルベースの溶媒を含有する電解質溶液および当該電解質溶液を含有する電池 |
| WO2019078043A1 (ja) * | 2017-10-17 | 2019-04-25 | 日本碍子株式会社 | リチウム二次電池、及び電池内蔵デバイスの製造方法 |
| JPWO2019078043A1 (ja) * | 2017-10-17 | 2020-10-01 | 日本碍子株式会社 | リチウム二次電池、及び電池内蔵デバイスの製造方法 |
| US11757134B2 (en) | 2017-10-17 | 2023-09-12 | Ngk Insulators, Ltd. | Lithium secondary battery and method for manufacturing battery-incorporating device |
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