JPH087926A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
- Publication number
- JPH087926A JPH087926A JP6157982A JP15798294A JPH087926A JP H087926 A JPH087926 A JP H087926A JP 6157982 A JP6157982 A JP 6157982A JP 15798294 A JP15798294 A JP 15798294A JP H087926 A JPH087926 A JP H087926A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- active material
- electrode active
- negative electrode
- positive electrode
- battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電池を多数個組み合わせて使用する場合にお
いて、高エネルギー密度、高出力で且つサイクル寿命の
優れた非水電解液二次電池を提供すること。 【構成】 正極活物質３、７としてリチウム化合物を用
いた正極と、負極活物質２、５としてリチウムをドープ
し且つ脱ドープしえる炭素質材料を用いた負極と非水電
解液からなる非水電解液二次電池において、正極活物質
３、７と負極活物質２、５が１枚の集電体１の両側に保
持されるバイポーラ型電極を使用することにより高出力
特性を得ることができる。さらに、前記集電体１に２種
類の箔を圧延加工したものを使用することにより、高出
力で且つサイクル特性の優れた電池を提供することがで
きる。
いて、高エネルギー密度、高出力で且つサイクル寿命の
優れた非水電解液二次電池を提供すること。 【構成】 正極活物質３、７としてリチウム化合物を用
いた正極と、負極活物質２、５としてリチウムをドープ
し且つ脱ドープしえる炭素質材料を用いた負極と非水電
解液からなる非水電解液二次電池において、正極活物質
３、７と負極活物質２、５が１枚の集電体１の両側に保
持されるバイポーラ型電極を使用することにより高出力
特性を得ることができる。さらに、前記集電体１に２種
類の箔を圧延加工したものを使用することにより、高出
力で且つサイクル特性の優れた電池を提供することがで
きる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高エネルギー密度化を
目的とする非水電解液二次電池の出力特性およびサイク
ル特性の改良に関するものである。
目的とする非水電解液二次電池の出力特性およびサイク
ル特性の改良に関するものである。
【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、これら携帯用
電子機器に使用される高エネルギー密度電池の要求が強
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位が低く、電池
重量および電池体積が大きく、エネルギー密度の高い電
池の要求には充分には応じることができないのが実情で
ある。最近、リチウム二次電池はこれらの要求を満たす
電池システムとして注目され、盛んに研究が行われてい
る。しかし、金属リチウムやリチウム合金を負極とする
リチウム二次電池はサイクル寿命、安全性、急速充電性
能等の問題点が認識されるようになり、実用化に対する
大きな障害となっている。これらの問題点は負極である
金属リチウムの溶解、析出時のデンドライト生成、微細
化に起因すると考えられ、一部コイン型で実用化されて
いるにすぎない。
高性能化、小型化、ポータブル化が進み、これら携帯用
電子機器に使用される高エネルギー密度電池の要求が強
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位が低く、電池
重量および電池体積が大きく、エネルギー密度の高い電
池の要求には充分には応じることができないのが実情で
ある。最近、リチウム二次電池はこれらの要求を満たす
電池システムとして注目され、盛んに研究が行われてい
る。しかし、金属リチウムやリチウム合金を負極とする
リチウム二次電池はサイクル寿命、安全性、急速充電性
能等の問題点が認識されるようになり、実用化に対する
大きな障害となっている。これらの問題点は負極である
金属リチウムの溶解、析出時のデンドライト生成、微細
化に起因すると考えられ、一部コイン型で実用化されて
いるにすぎない。
【０００３】これらの問題を解決するために、炭素質材
料のようなリチウムイオンをドープ、且つ脱ドープ可能
な物質を負極とするリチウムイオン二次電池（非水電解
液二次電池）の研究開発が盛んに行われている。このリ
チウムイオン二次電池はリチウムが金属状態で存在しな
いため、金属リチウム負極に起因するサイクル劣化や安
全性に関する問題はなく、また、自己放電も少なく、メ
モリー効果もないというメリットがある。さらに、正極
に酸化還元電位の高いリチウム化合物を用いることによ
り、電池の電圧が高くなるため、高エネルギー密度を有
する特徴を持っている。つまり、ニッケル・カドミウム
電池の電圧が１．２Ｖ／セルであるのに対して、リチウ
ムイオン二次電池の電圧は３．６Ｖ／セルと高く、従来
３本のニッケル・カドミウム電池を必要とした電子機器
は、リチウムイオン二次電池１本で済むというメリット
がある。その結果、リチウムイオン二次電池は消費電力
の大きい８ｍ／ｍＶＴＲ、ＣＤプレーヤー、ラップトッ
プ・コンピューター、セルラーテレフォン等の電池を多
数組み合わせることが必要な携帯用電子機器の電源とし
て、今後、大いに期待されている二次電池である。
料のようなリチウムイオンをドープ、且つ脱ドープ可能
な物質を負極とするリチウムイオン二次電池（非水電解
液二次電池）の研究開発が盛んに行われている。このリ
チウムイオン二次電池はリチウムが金属状態で存在しな
いため、金属リチウム負極に起因するサイクル劣化や安
全性に関する問題はなく、また、自己放電も少なく、メ
モリー効果もないというメリットがある。さらに、正極
に酸化還元電位の高いリチウム化合物を用いることによ
り、電池の電圧が高くなるため、高エネルギー密度を有
する特徴を持っている。つまり、ニッケル・カドミウム
電池の電圧が１．２Ｖ／セルであるのに対して、リチウ
ムイオン二次電池の電圧は３．６Ｖ／セルと高く、従来
３本のニッケル・カドミウム電池を必要とした電子機器
は、リチウムイオン二次電池１本で済むというメリット
がある。その結果、リチウムイオン二次電池は消費電力
の大きい８ｍ／ｍＶＴＲ、ＣＤプレーヤー、ラップトッ
プ・コンピューター、セルラーテレフォン等の電池を多
数組み合わせることが必要な携帯用電子機器の電源とし
て、今後、大いに期待されている二次電池である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】携帯用電子機器の電源
として二次電池が使用される最大の理由は、その消費電
流が大きい場合、一次電池では電池交換が頻繁となり、
経済的な負担が大きくなるためと考えられる。従って、
二次電池は重負荷用途に対応できるものでなくてはなら
ない。さらに、携帯用電子機器の電源としては外部で使
用される機会が多く、冬季のスキー場などの低温環境下
でも十分に放電ができることが重要なポイントとなって
くる。ところが、非水電解液二次電池の電解液は有機溶
媒にリチウム塩を溶解して使用するため、電解液として
の導電率は水溶液系の電解液と比較して、１／４０程度
であり極めて小さい。そのため、有機溶媒を用いるリチ
ウムイオン二次電池は基本的に重負荷特性、低温特性が
水溶液系二次電池（ニッケル・カドミウム電池、鉛電
池）と比較して悪くなる欠点がある。
として二次電池が使用される最大の理由は、その消費電
流が大きい場合、一次電池では電池交換が頻繁となり、
経済的な負担が大きくなるためと考えられる。従って、
二次電池は重負荷用途に対応できるものでなくてはなら
ない。さらに、携帯用電子機器の電源としては外部で使
用される機会が多く、冬季のスキー場などの低温環境下
でも十分に放電ができることが重要なポイントとなって
くる。ところが、非水電解液二次電池の電解液は有機溶
媒にリチウム塩を溶解して使用するため、電解液として
の導電率は水溶液系の電解液と比較して、１／４０程度
であり極めて小さい。そのため、有機溶媒を用いるリチ
ウムイオン二次電池は基本的に重負荷特性、低温特性が
水溶液系二次電池（ニッケル・カドミウム電池、鉛電
池）と比較して悪くなる欠点がある。
【０００５】上記欠点を補うために、電極の厚さを薄く
して有効反応面積を大きくすることが提案されており
（「電池技術」、第３巻、Ｐ１００（１９９１））、こ
れにより水溶液系二次電池と比較しても、従来よりかな
り改良されている。しかし、リチウムイオン二次電池を
多数直列接続および並列接続して組み合わせて使用する
場合は、セル間接続の抵抗が加算されるため、充放電時
の組電池全体の電圧特性は低下する欠点があり、十分な
対策になっていないのが現状である。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、
電池を多数個組み合わせて使用する場合において、高エ
ネルギー密度、高出力で且つサイクル寿命の優れた非水
電解液二次電池を提供することを目的とする。
して有効反応面積を大きくすることが提案されており
（「電池技術」、第３巻、Ｐ１００（１９９１））、こ
れにより水溶液系二次電池と比較しても、従来よりかな
り改良されている。しかし、リチウムイオン二次電池を
多数直列接続および並列接続して組み合わせて使用する
場合は、セル間接続の抵抗が加算されるため、充放電時
の組電池全体の電圧特性は低下する欠点があり、十分な
対策になっていないのが現状である。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、
電池を多数個組み合わせて使用する場合において、高エ
ネルギー密度、高出力で且つサイクル寿命の優れた非水
電解液二次電池を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は鋭意
検討の結果、以下のことを見いだしたので、図１（バイ
ポーラ型電極の断面構造図）、図２（バイポーラ型電池
のモデル図）を参照しながら説明する。従来、電子機器
に対応して高い電源電圧を得るためには、電池を直列に
多数接続する方法が採用されていた。しかし、これでは
セルとセルを接続する中間端子が必要となり、組電池全
体の内部抵抗が大きくなり、高出力が得にくいという問
題があった。そこで、正極活物質と負極活物質が１枚の
集電体の両側に保持されるバイポーラ型電極を使用する
ことにより、セル間どうしを接続する従来の方法と比較
して、セル間を接続する必要がないため抵抗が小さくな
り高出力が得られることが分かった。さらに好ましく
は、電池を多数接続する場合に充放電時の電圧低下はさ
らに少なくなり、組電池全体としては高い出力特性が得
られる。
検討の結果、以下のことを見いだしたので、図１（バイ
ポーラ型電極の断面構造図）、図２（バイポーラ型電池
のモデル図）を参照しながら説明する。従来、電子機器
に対応して高い電源電圧を得るためには、電池を直列に
多数接続する方法が採用されていた。しかし、これでは
セルとセルを接続する中間端子が必要となり、組電池全
体の内部抵抗が大きくなり、高出力が得にくいという問
題があった。そこで、正極活物質と負極活物質が１枚の
集電体の両側に保持されるバイポーラ型電極を使用する
ことにより、セル間どうしを接続する従来の方法と比較
して、セル間を接続する必要がないため抵抗が小さくな
り高出力が得られることが分かった。さらに好ましく
は、電池を多数接続する場合に充放電時の電圧低下はさ
らに少なくなり、組電池全体としては高い出力特性が得
られる。
【０００７】また、前記集電体に２種類の材質の箔を重
ね合わせ圧延加工することにより、サイクル寿命を損ね
る事なく、高出力が得られるものである。例えば、バイ
ポーラ型電極の正極活物質はアルミニウム箔に、負極活
物質は銅箔に保持されていることが特徴である。従っ
て、正極活物質と負極活物質が１枚の集電体の両側に保
持されるバイポーラ型電極を使用することにより、電池
を多数接続する時の電池抵抗を小さくすることができ、
高出力特性を得ることができる。さらに好ましくは、前
記集電体は２種類の箔を圧延加工することにより、サイ
クル特性の優れた非水電解液二次電池を提供することが
できる。
ね合わせ圧延加工することにより、サイクル寿命を損ね
る事なく、高出力が得られるものである。例えば、バイ
ポーラ型電極の正極活物質はアルミニウム箔に、負極活
物質は銅箔に保持されていることが特徴である。従っ
て、正極活物質と負極活物質が１枚の集電体の両側に保
持されるバイポーラ型電極を使用することにより、電池
を多数接続する時の電池抵抗を小さくすることができ、
高出力特性を得ることができる。さらに好ましくは、前
記集電体は２種類の箔を圧延加工することにより、サイ
クル特性の優れた非水電解液二次電池を提供することが
できる。
【０００８】正極に使用する活物質としては、ＬｉxＭ
Ｏ2（但し、Ｍは１種類以上の遷移金属を表し、０．０
５≦ｘ≦１．１０）からなり、このリチウムを含むリチ
ウム複合酸化物としては、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、
ＬｉＮｉyＣｏ(1-y)Ｏ2（０．３≦ｙ≦０．９５）、Ｌ
ｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＦｅＯ2等が使用される。負極に使用
する活物質としては、炭素材料を用いるが、リチウムを
ドープ、脱ドープ可能なものであれば良く、熱分解炭素
類、コークス類（ピッチコークス、ニードルコークス、
石油コークス等）、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分
子焼成体（フラン樹脂等を適当な温度で焼成して炭素化
したもの）、炭素繊維、活性炭などが使用可能である。
好ましいものとしては、（００２）面の面間隔が３．７
０Å以上、真密度１．７０ｇ／ｃｃ未満であり、且つ空
気気流中における示差熱分析で７００℃以上に発熱ピー
クを有しない炭素材料が用いられる。
Ｏ2（但し、Ｍは１種類以上の遷移金属を表し、０．０
５≦ｘ≦１．１０）からなり、このリチウムを含むリチ
ウム複合酸化物としては、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、
ＬｉＮｉyＣｏ(1-y)Ｏ2（０．３≦ｙ≦０．９５）、Ｌ
ｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＦｅＯ2等が使用される。負極に使用
する活物質としては、炭素材料を用いるが、リチウムを
ドープ、脱ドープ可能なものであれば良く、熱分解炭素
類、コークス類（ピッチコークス、ニードルコークス、
石油コークス等）、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分
子焼成体（フラン樹脂等を適当な温度で焼成して炭素化
したもの）、炭素繊維、活性炭などが使用可能である。
好ましいものとしては、（００２）面の面間隔が３．７
０Å以上、真密度１．７０ｇ／ｃｃ未満であり、且つ空
気気流中における示差熱分析で７００℃以上に発熱ピー
クを有しない炭素材料が用いられる。
【０００９】電解液としては、リチウム塩を電解質と
し、これを有機溶媒に溶解させ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、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、γ−ブチロラクトン、テト
ラヒドロフラン、ジメチルカーボネート、ジエチルカー
ボネート、ジプロピルカーボネート等の単独もしくは２
種類以上の混合溶媒が使用可能である。電解質として
は、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＡｓ
Ｆ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3等の単独もしくは２種類以上の混
合物が使用可能である。また、このような液体状の有機
溶媒の代わりにポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）等の
高分子固体電解質を使用しても良いのは明らかである。
し、これを有機溶媒に溶解させ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、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、γ−ブチロラクトン、テト
ラヒドロフラン、ジメチルカーボネート、ジエチルカー
ボネート、ジプロピルカーボネート等の単独もしくは２
種類以上の混合溶媒が使用可能である。電解質として
は、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＡｓ
Ｆ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3等の単独もしくは２種類以上の混
合物が使用可能である。また、このような液体状の有機
溶媒の代わりにポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）等の
高分子固体電解質を使用しても良いのは明らかである。
【００１０】
【作用】正極活物質としてリチウム化合物を用いた正極
と、負極活物質としてリチウムをドープし且つ脱ドープ
し得る炭素質材料を用いた負極と非水電解液からなる非
水電解液二次電池を多数接続する場合において、正極活
物質と負極活物質が１枚の集電体の両側に保持されるバ
イポーラ型電極を使用することにより、セル間の抵抗を
小さくすることができるため、充放電時の電圧降下は少
なく、高出力特性を得ることができる。さらに好ましく
は、前記集電体は２種類の箔を圧延加工したものを使用
することにより、サイクル特性を損ねることなく、出力
特性の優れた電池を得ることができる。したがって、本
発明によれば、高エネルギー密度、高出力密度、且つサ
イクル寿命特性の優れた非水電解液二次電池を提供する
ことができる。
と、負極活物質としてリチウムをドープし且つ脱ドープ
し得る炭素質材料を用いた負極と非水電解液からなる非
水電解液二次電池を多数接続する場合において、正極活
物質と負極活物質が１枚の集電体の両側に保持されるバ
イポーラ型電極を使用することにより、セル間の抵抗を
小さくすることができるため、充放電時の電圧降下は少
なく、高出力特性を得ることができる。さらに好ましく
は、前記集電体は２種類の箔を圧延加工したものを使用
することにより、サイクル特性を損ねることなく、出力
特性の優れた電池を得ることができる。したがって、本
発明によれば、高エネルギー密度、高出力密度、且つサ
イクル寿命特性の優れた非水電解液二次電池を提供する
ことができる。
【００１１】
【実施例】本発明の実施例を図面と共に説明する。 実施例１ 図１に示すバイポーラ型電池は次のように作成した。厚
さが２０μｍのアルミニウム箔と厚さが１０μｍの銅箔
を圧延加工することにより１枚の集電体１を製造した。
負極活物質２は出発原料に石油ピッチを用いてこれを酸
素を含む官能基を１０〜２０％導入（酸素架橋）した
後、不活性ガス中１０００℃で焼成して得られたガラス
状炭素材料に近い性質の難黒鉛化炭素材料を用いた。こ
のようにして得られた炭素材料を９０重量％、結着材と
してポリフッ化ビニリデン１０重量％の割合で混合して
負極合剤を作成し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに分散
させてスラリー状にした。さらに、このスラリーを材質
が銅である集電体１の片面集電部１ａに塗布し、乾燥し
た。次に、正極活物質３は炭酸コバルトと炭酸リチウム
をＬｉ／Ｃｏ比＝１となるように混合し、空気中で９０
０℃で５時間焼成し、ＬｉＣｏＯ2を得た。このＬｉＣ
ｏＯ2を正極活物質とし、ＬｉＣｏＯ2を９１重量％、導
電材としてグラファイトを６重量％、ポリフッ化ビニリ
デン３重量％を混合して正極合剤を作成し、Ｎ−メチル
−２−ピロリドンに分散させてスラリー状にした。さら
に、このスラリーを材質がアルミニウムである集電体１
の片面集電部１ｂに塗布し、乾燥した。その後、ローラ
ープレス機で圧縮成型し、バイポーラ型電極を作成し
た。
さが２０μｍのアルミニウム箔と厚さが１０μｍの銅箔
を圧延加工することにより１枚の集電体１を製造した。
負極活物質２は出発原料に石油ピッチを用いてこれを酸
素を含む官能基を１０〜２０％導入（酸素架橋）した
後、不活性ガス中１０００℃で焼成して得られたガラス
状炭素材料に近い性質の難黒鉛化炭素材料を用いた。こ
のようにして得られた炭素材料を９０重量％、結着材と
してポリフッ化ビニリデン１０重量％の割合で混合して
負極合剤を作成し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに分散
させてスラリー状にした。さらに、このスラリーを材質
が銅である集電体１の片面集電部１ａに塗布し、乾燥し
た。次に、正極活物質３は炭酸コバルトと炭酸リチウム
をＬｉ／Ｃｏ比＝１となるように混合し、空気中で９０
０℃で５時間焼成し、ＬｉＣｏＯ2を得た。このＬｉＣ
ｏＯ2を正極活物質とし、ＬｉＣｏＯ2を９１重量％、導
電材としてグラファイトを６重量％、ポリフッ化ビニリ
デン３重量％を混合して正極合剤を作成し、Ｎ−メチル
−２−ピロリドンに分散させてスラリー状にした。さら
に、このスラリーを材質がアルミニウムである集電体１
の片面集電部１ｂに塗布し、乾燥した。その後、ローラ
ープレス機で圧縮成型し、バイポーラ型電極を作成し
た。
【００１２】次に、図２に示すように上記負極合剤のス
ラリーを負極活物質５とし、厚さが１０μｍの銅箔であ
る集電体４に塗布し、乾燥後、ローラープレス機で圧縮
成型し、負極の端板を作成した。次に、上記正極合剤の
スラリーを正極活物質７とし、厚さが２０μｍのアルミ
ニウム箔である集電体６に塗布し、乾燥後、ローラープ
レス機で圧縮成型し、正極の端板を作成した。これらの
電極を所望の大きさに切断し、バイポーラ型電極１枚、
正極端板１枚、負極端板１枚、厚さが２５μｍの微多孔
性ポリプロピレンフィルムからなるセパレータ８および
絶縁部９を設けた電極群を作成した。その後、プロピレ
ンカーボネート５０ｖｏｌ％、ジエチルカーボネート５
０ｖｏｌ％の混合溶媒にＬｉＰＦ6を１モルを溶解させ
た電解液を注入し、２直列タイプのバイポーラ型電池を
作成した。
ラリーを負極活物質５とし、厚さが１０μｍの銅箔であ
る集電体４に塗布し、乾燥後、ローラープレス機で圧縮
成型し、負極の端板を作成した。次に、上記正極合剤の
スラリーを正極活物質７とし、厚さが２０μｍのアルミ
ニウム箔である集電体６に塗布し、乾燥後、ローラープ
レス機で圧縮成型し、正極の端板を作成した。これらの
電極を所望の大きさに切断し、バイポーラ型電極１枚、
正極端板１枚、負極端板１枚、厚さが２５μｍの微多孔
性ポリプロピレンフィルムからなるセパレータ８および
絶縁部９を設けた電極群を作成した。その後、プロピレ
ンカーボネート５０ｖｏｌ％、ジエチルカーボネート５
０ｖｏｌ％の混合溶媒にＬｉＰＦ6を１モルを溶解させ
た電解液を注入し、２直列タイプのバイポーラ型電池を
作成した。
【００１３】実施例２ バイポーラ型電極２枚、正極端板１枚、負極端板１枚を
用いたこと以外は実施例１と同様にして３直列タイプの
バイポーラ型電池を作成した。 実施例３ バイポーラ型電極３枚、正極端板１枚、負極端板１枚を
用いたこと以外は実施例１と同様にして４直列タイプの
バイポーラ型電池を作成した。 実施例４ 厚さが２０μｍのタンタル箔の片面に負極活物質を、も
う一方の片面に正極活物質を塗布し、乾燥後、ローラー
プレス機で圧縮成型したこと以外は実施例１と同様にし
て２直列タイプのバイポーラ型電池を作成した。 実施例５ 厚さが１０μｍのステンレス箔の片面に負極活物質を、
もう一方の片面に正極活物質を塗布し、乾燥後、ローラ
ープレス機で圧縮成型したこと以外は実施例１と同様に
して２直列タイプのバイポーラ型電池を作成した。
用いたこと以外は実施例１と同様にして３直列タイプの
バイポーラ型電池を作成した。 実施例３ バイポーラ型電極３枚、正極端板１枚、負極端板１枚を
用いたこと以外は実施例１と同様にして４直列タイプの
バイポーラ型電池を作成した。 実施例４ 厚さが２０μｍのタンタル箔の片面に負極活物質を、も
う一方の片面に正極活物質を塗布し、乾燥後、ローラー
プレス機で圧縮成型したこと以外は実施例１と同様にし
て２直列タイプのバイポーラ型電池を作成した。 実施例５ 厚さが１０μｍのステンレス箔の片面に負極活物質を、
もう一方の片面に正極活物質を塗布し、乾燥後、ローラ
ープレス機で圧縮成型したこと以外は実施例１と同様に
して２直列タイプのバイポーラ型電池を作成した。
【００１４】比較例１ 正極端板１枚、負極端板１枚を厚さが２５μｍの微多孔
性ポリプロピレンフィルムからなるセパレータを介して
電極群を作成した。その後、プロピレンカーボネート５
０ｖｏｌ％、ジエチルカーボネート５０ｖｏｌ％の混合
溶媒にＬｉＰＦ6を１モル溶解させた電解液を注入し、
この電池を２セル電池外部で直列に接続し、２直列タイ
プの電池を作成した。 比較例２ 電池を３セル直列に接続したこと以外は比較例１と同様
にして３直列タイプの電池を作成した。 比較例３ 電池を４セル直列に接続したこと以外は比較例１と同様
にして４直列タイプの電池を作成した。
性ポリプロピレンフィルムからなるセパレータを介して
電極群を作成した。その後、プロピレンカーボネート５
０ｖｏｌ％、ジエチルカーボネート５０ｖｏｌ％の混合
溶媒にＬｉＰＦ6を１モル溶解させた電解液を注入し、
この電池を２セル電池外部で直列に接続し、２直列タイ
プの電池を作成した。 比較例２ 電池を３セル直列に接続したこと以外は比較例１と同様
にして３直列タイプの電池を作成した。 比較例３ 電池を４セル直列に接続したこと以外は比較例１と同様
にして４直列タイプの電池を作成した。
【００１５】放電電流密度０．５ｍＡ／ｃｍ2、終止電
圧２．７５Ｖの条件で放電を行い、充電電圧４．２０
Ｖ、充電電流密度０．５ｍＡ／ｃｍ2、充電時間２．５
時間の条件で充電を行うサイクル寿命試験を行った。２
サイクル目の初期容量に対する１００サイクル目の容量
維持率を表１に示す。さらに、放電電流密度５ｍＡ／ｃ
ｍ2で１秒間放電したときの電圧降下を表１に示す。
圧２．７５Ｖの条件で放電を行い、充電電圧４．２０
Ｖ、充電電流密度０．５ｍＡ／ｃｍ2、充電時間２．５
時間の条件で充電を行うサイクル寿命試験を行った。２
サイクル目の初期容量に対する１００サイクル目の容量
維持率を表１に示す。さらに、放電電流密度５ｍＡ／ｃ
ｍ2で１秒間放電したときの電圧降下を表１に示す。
【表１】
【００１６】表１より実施例１〜５および比較例１〜３
の電圧降下値の比較において、従来の電池構造と比べて
バイポーラ型電池は重負荷で放電したときの電圧降下は
少ないことがわかる。これは、バイポーラ型電極を用い
ているためにセル間どうしの接続はなくなり、電池の内
部抵抗が小さくなったためと考えられる。次に、電池を
多数直列に接続する場合には、その効果は非常に大きく
なることがわかる。また、実施例１〜３と実施例４〜５
の充放電サイクルに伴う容量維持率の比較において、さ
らに好ましくは、バイポーラ型電極の中でも集電体に材
質の異なる２種類の箔を圧延加工したほうが容量維持率
は高い。これは、それぞれの極性に適した材質の箔を用
いているためと推測される。
の電圧降下値の比較において、従来の電池構造と比べて
バイポーラ型電池は重負荷で放電したときの電圧降下は
少ないことがわかる。これは、バイポーラ型電極を用い
ているためにセル間どうしの接続はなくなり、電池の内
部抵抗が小さくなったためと考えられる。次に、電池を
多数直列に接続する場合には、その効果は非常に大きく
なることがわかる。また、実施例１〜３と実施例４〜５
の充放電サイクルに伴う容量維持率の比較において、さ
らに好ましくは、バイポーラ型電極の中でも集電体に材
質の異なる２種類の箔を圧延加工したほうが容量維持率
は高い。これは、それぞれの極性に適した材質の箔を用
いているためと推測される。
【００１７】
【発明の効果】正極活物質としてリチウム化合物を用い
た正極と、負極活物質としてリチウムをドープし、かつ
脱ドープし得る炭素質材料を用いた負極と非水電解液か
らなる非水電解液二次電池において、正極活物質と負極
活物質が１枚の集電体の両側に保持されるバイポーラ型
電極を使用することにより高出力特性を得ることができ
る。さらに、前記集電体に２種類の箔を圧延加工したも
のを使用することにより、高出力でかつサイクル特性の
優れた電池を提供することができ、工業的価値は大き
い。
た正極と、負極活物質としてリチウムをドープし、かつ
脱ドープし得る炭素質材料を用いた負極と非水電解液か
らなる非水電解液二次電池において、正極活物質と負極
活物質が１枚の集電体の両側に保持されるバイポーラ型
電極を使用することにより高出力特性を得ることができ
る。さらに、前記集電体に２種類の箔を圧延加工したも
のを使用することにより、高出力でかつサイクル特性の
優れた電池を提供することができ、工業的価値は大き
い。
【図１】 本発明の一実施例のバイポーラ型電池の作製
過程の断面図である。
過程の断面図である。
【図２】 本発明の一実施例のバイポーラ型電池の断面
図である。
図である。
１…集電体、２、５…負極活物質、３、７…正極活物
質、４…負極集電体、６…正極集電体、８…セパレー
タ、９…絶縁部
質、４…負極集電体、６…正極集電体、８…セパレー
タ、９…絶縁部
Claims (2)
- 【請求項１】 正極活物質としてリチウム化合物を用い
た正極と、負極活物質としてリチウムをドープし且つ脱
ドープし得る炭素質材料を用いた負極と非水電解液から
なる非水電解液二次電池において、 正極活物質と負極活物質が１枚の集電体の両側に保持さ
れるバイポーラ型電極を備えたことを特徴とする非水電
解液二次電池。 - 【請求項２】 前記バイポーラ型電極の集電体に２種類
の箔を圧延加工したものを使用することを特徴とする請
求項１記載の非水電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6157982A JPH087926A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6157982A JPH087926A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 非水電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH087926A true JPH087926A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15661664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6157982A Pending JPH087926A (ja) | 1994-06-16 | 1994-06-16 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087926A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0787365A1 (en) * | 1994-10-13 | 1997-08-06 | Yardney Technical Products, Inc. | Bipolar lithium-ion rechargeable battery |
| JP2002075455A (ja) * | 2000-08-24 | 2002-03-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リチウム二次電池 |
| JP2004134116A (ja) * | 2002-10-08 | 2004-04-30 | Nissan Motor Co Ltd | バイポーラ電池 |
| JP2004158343A (ja) * | 2002-11-07 | 2004-06-03 | Nissan Motor Co Ltd | バイポーラ電池 |
| JP2004253168A (ja) * | 2003-02-18 | 2004-09-09 | Nissan Motor Co Ltd | バイポーラ電池 |
| JP2005190713A (ja) * | 2003-12-24 | 2005-07-14 | Nissan Motor Co Ltd | バイポーラ電池およびその製造方法。 |
| JP2005310667A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Nissan Motor Co Ltd | バイポーラ電池、バイポーラ電池の製造方法、組電池およびこれらを搭載した車両 |
| JP2005539347A (ja) * | 2001-11-28 | 2005-12-22 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | アルミニウム製またはアルミニウム合金製の導電性基体を有してなる少なくとも１つの両極性電極を具備したリチウム電気化学的電池 |
| WO2008010349A1 (fr) | 2006-07-19 | 2008-01-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Dispositif de stockage électrique |
| US7384707B2 (en) * | 2003-09-02 | 2008-06-10 | Nissan Motor Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary battery having electrode active material membrane layer |
| JP2008192621A (ja) * | 1994-10-13 | 2008-08-21 | Yardney Technical Products Inc | 双極リチウムイオン再充電可能電池 |
| JP2014056799A (ja) * | 2012-09-14 | 2014-03-27 | Nok Corp | 双極型二次電池及びその製造方法 |
| JP2015225847A (ja) * | 2014-05-30 | 2015-12-14 | 株式会社Ｎｅｏｍａｘマテリアル | 電池集電体用クラッド材および電極 |
| JP2016513855A (ja) * | 2013-03-05 | 2016-05-16 | 神華集団有限責任公司 | バイポーラ電池とその作製方法並びに自動車 |
-
1994
- 1994-06-16 JP JP6157982A patent/JPH087926A/ja active Pending
Cited By (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0787365A1 (en) * | 1994-10-13 | 1997-08-06 | Yardney Technical Products, Inc. | Bipolar lithium-ion rechargeable battery |
| EP0787365A4 (en) * | 1994-10-13 | 1998-06-10 | Yardney Tech Prod | BIPOLAR RECHARGEABLE LITHIUM-ION CELL |
| JP2008192621A (ja) * | 1994-10-13 | 2008-08-21 | Yardney Technical Products Inc | 双極リチウムイオン再充電可能電池 |
| JP2008210810A (ja) * | 1994-10-13 | 2008-09-11 | Yardney Technical Products Inc | 双極リチウムイオン再充電可能電池 |
| JP2002075455A (ja) * | 2000-08-24 | 2002-03-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リチウム二次電池 |
| JP2012033503A (ja) * | 2001-11-28 | 2012-02-16 | Commissariat A L'energie Atomique & Aux Energies Alternatives | アルミニウム製またはアルミニウム合金製の導電性基体を有してなる少なくとも１つの両極性電極を具備したリチウム電気化学的電池 |
| JP4933029B2 (ja) * | 2001-11-28 | 2012-05-16 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | アルミニウム製またはアルミニウム合金製の導電性基体を有してなる少なくとも１つの両極性電極を具備したリチウム電気化学的電池 |
| JP2005539347A (ja) * | 2001-11-28 | 2005-12-22 | コミツサリア タ レネルジー アトミーク | アルミニウム製またはアルミニウム合金製の導電性基体を有してなる少なくとも１つの両極性電極を具備したリチウム電気化学的電池 |
| CN100416909C (zh) * | 2001-11-28 | 2008-09-03 | 法国原子能委员会 | 含有至少一个采用铝或铝合金导电基板的双电极的锂电化学发电器 |
| US7220516B2 (en) | 2002-10-08 | 2007-05-22 | Nissan Motor Co., Ltd. | Bipolar battery with flexible insulation film |
| JP2004134116A (ja) * | 2002-10-08 | 2004-04-30 | Nissan Motor Co Ltd | バイポーラ電池 |
| US7163765B2 (en) | 2002-11-07 | 2007-01-16 | Nissan Motor Co., Ltd. | Bipolar battery |
| JP2004158343A (ja) * | 2002-11-07 | 2004-06-03 | Nissan Motor Co Ltd | バイポーラ電池 |
| JP2004253168A (ja) * | 2003-02-18 | 2004-09-09 | Nissan Motor Co Ltd | バイポーラ電池 |
| US7279248B2 (en) | 2003-02-18 | 2007-10-09 | Nissan Motor Co., Ltd. | Bipolar battery and related method |
| US7384707B2 (en) * | 2003-09-02 | 2008-06-10 | Nissan Motor Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary battery having electrode active material membrane layer |
| JP2005190713A (ja) * | 2003-12-24 | 2005-07-14 | Nissan Motor Co Ltd | バイポーラ電池およびその製造方法。 |
| JP4622294B2 (ja) * | 2004-04-23 | 2011-02-02 | 日産自動車株式会社 | バイポーラ電池、バイポーラ電池の製造方法、組電池およびこれらを搭載した車両 |
| JP2005310667A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Nissan Motor Co Ltd | バイポーラ電池、バイポーラ電池の製造方法、組電池およびこれらを搭載した車両 |
| WO2008010349A1 (fr) | 2006-07-19 | 2008-01-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Dispositif de stockage électrique |
| US8124266B2 (en) | 2006-07-19 | 2012-02-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electric storage device |
| JP2014056799A (ja) * | 2012-09-14 | 2014-03-27 | Nok Corp | 双極型二次電池及びその製造方法 |
| JP2016513855A (ja) * | 2013-03-05 | 2016-05-16 | 神華集団有限責任公司 | バイポーラ電池とその作製方法並びに自動車 |
| US9979045B2 (en) | 2013-03-05 | 2018-05-22 | Shenhua Group Corporation Limited | Biopolar battery, manufacturing method thereof and vehicle |
| JP2015225847A (ja) * | 2014-05-30 | 2015-12-14 | 株式会社Ｎｅｏｍａｘマテリアル | 電池集電体用クラッド材および電極 |
| US10381650B2 (en) | 2014-05-30 | 2019-08-13 | Hitachi Metals, Ltd. | Cladding material for battery collector and electrode |
| US10490824B2 (en) | 2014-05-30 | 2019-11-26 | Hitachi Metals, Ltd. | Cladding material for battery collector and electrode |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112313819B (zh) | 制造用于锂二次电池的负极的方法和制造锂二次电池的方法 | |
| JP5217076B2 (ja) | リチウムイオン組電池 | |
| US9748574B2 (en) | Anode and secondary battery | |
| US9088036B2 (en) | Rechargeable lithium battery | |
| KR20070100957A (ko) | 리튬 이온 2차 배터리 | |
| US20230282836A1 (en) | Lithium metal negative electrode plate, electrochemical apparatus, and electronic device | |
| JP2003331825A (ja) | 非水系二次電池 | |
| JP2003308817A (ja) | 組電池 | |
| JPH087926A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JP5160159B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
| JP3564756B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JPH10255844A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| KR101084080B1 (ko) | 비수 전해질 이차전지 | |
| JP2005294028A (ja) | リチウム二次電池 | |
| JP2007335318A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| KR20200065625A (ko) | 리튬 이차전지 및 그 제조방법 | |
| KR20030093019A (ko) | 리튬 전지 | |
| JP2005519426A (ja) | アノードとして炭素質材料と炭化モリブデンとを有する電気化学電池 | |
| KR100432669B1 (ko) | 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 그의 제조방법 | |
| JP3163642B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| CN114864868B (zh) | 一种高压多层固态复合电极的制备方法及其应用 | |
| KR100635740B1 (ko) | 리튬 이차전지용 음극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 | |
| JP2004022239A (ja) | 正極活物質および非水電解質二次電池 | |
| US20230268555A1 (en) | Prevention of gassing in si dominant lithium-ion batteries | |
| JP3278837B2 (ja) | 非水電解液二次電池 |