JPH0887995A - 有機電解液電池 - Google Patents
有機電解液電池Info
- Publication number
- JPH0887995A JPH0887995A JP24721694A JP24721694A JPH0887995A JP H0887995 A JPH0887995 A JP H0887995A JP 24721694 A JP24721694 A JP 24721694A JP 24721694 A JP24721694 A JP 24721694A JP H0887995 A JPH0887995 A JP H0887995A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- porous body
- polyphenylene sulfide
- polyolefin
- battery
- separator
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- Pending
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-
- Y02E60/12—
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】シャットダウン機能にすぐれるとともに、シャ
ットダウンに際して完全溶融や溶融亀裂を生じることの
ない、安全性の高いセパレータを備えた有機電解液電池
を提供する。 【構成】正極と負極とセパレータおよび有機電解液を電
池ケースに収納されている有機電解液電池。セパレータ
はポリフェニレンサルファイドの多孔質体とポリオレフ
ィン多孔質体との積層構造体からなる。
ットダウンに際して完全溶融や溶融亀裂を生じることの
ない、安全性の高いセパレータを備えた有機電解液電池
を提供する。 【構成】正極と負極とセパレータおよび有機電解液を電
池ケースに収納されている有機電解液電池。セパレータ
はポリフェニレンサルファイドの多孔質体とポリオレフ
ィン多孔質体との積層構造体からなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はポータブル機器の駆動用
電源としての有機電解液電池のセパレータに関するもの
であり、特に短絡等における、電池温度上昇時に対する
安全構造に関するものである。
電源としての有機電解液電池のセパレータに関するもの
であり、特に短絡等における、電池温度上昇時に対する
安全構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】近年、ラップトップコンピュ
ーター、ワープロ等の携帯情報機器、カメラ一体型ＶＴ
Ｒ、液晶テレビ等のＡＶ機器や携帯電話等の移動通信機
器等々のように、電源としての電池に対し大電流、大出
力を要求する機器が多種多様に発達し、より高エネルギ
ー密度の電池が要望されており、その要望に応えるべ
く、有機電解液電池が提案され、実用化に至っている。
ーター、ワープロ等の携帯情報機器、カメラ一体型ＶＴ
Ｒ、液晶テレビ等のＡＶ機器や携帯電話等の移動通信機
器等々のように、電源としての電池に対し大電流、大出
力を要求する機器が多種多様に発達し、より高エネルギ
ー密度の電池が要望されており、その要望に応えるべ
く、有機電解液電池が提案され、実用化に至っている。
【０００３】電池は一般に正極と負極の間に短絡防止の
ためのセパレータが設けられている。有機電解液電池の
セパレータとしてはポリオレフィン多孔質体が用いられ
ているが、電池が外部短絡した場合、大電流が流れ、発
熱して電池温度が上昇し、発火に至る危険性がある。そ
こで、外部短絡時の温度上昇を抑制し、発火等の事故を
防止するためにセパレータが溶融しその開孔部を目詰ま
りさせることで電池反応を停止させ発熱を抑える機能を
セパレータに持たせている。この機能はシャットダウン
機能とよばれている。
ためのセパレータが設けられている。有機電解液電池の
セパレータとしてはポリオレフィン多孔質体が用いられ
ているが、電池が外部短絡した場合、大電流が流れ、発
熱して電池温度が上昇し、発火に至る危険性がある。そ
こで、外部短絡時の温度上昇を抑制し、発火等の事故を
防止するためにセパレータが溶融しその開孔部を目詰ま
りさせることで電池反応を停止させ発熱を抑える機能を
セパレータに持たせている。この機能はシャットダウン
機能とよばれている。
【０００４】ポリプロピレン多孔質体をセパレータとし
て用いる場合、１６０℃付近で、また、ポリエチレン多
孔質体の場合、１３５℃付近でシャットダウンが起こ
り、電池の発熱がとまり、温度上昇が抑えられるように
設計されている。しかし、このシャットダウン状態が維
持・継続されるのは、セパレータの溶融状態が、その開
孔部を目詰まりさせる程度に留まった場合であり、多大
な発熱状態となり、溶融が進行してセパレータの完全溶
融や溶融亀裂を生じた場合は、電極間の接触が起こり、
再び短絡電流が流れ、発熱状態となり、発火に至ること
になる。
て用いる場合、１６０℃付近で、また、ポリエチレン多
孔質体の場合、１３５℃付近でシャットダウンが起こ
り、電池の発熱がとまり、温度上昇が抑えられるように
設計されている。しかし、このシャットダウン状態が維
持・継続されるのは、セパレータの溶融状態が、その開
孔部を目詰まりさせる程度に留まった場合であり、多大
な発熱状態となり、溶融が進行してセパレータの完全溶
融や溶融亀裂を生じた場合は、電極間の接触が起こり、
再び短絡電流が流れ、発熱状態となり、発火に至ること
になる。
【０００５】本発明は、従来技術に見られる上記問題を
解決し、シャットダウン機能にすぐれるとともに、シャ
ットダウンに際して完全溶融や溶融亀裂を生じることの
ない、安全性の高いセパレータを提供することを課題と
する。
解決し、シャットダウン機能にすぐれるとともに、シャ
ットダウンに際して完全溶融や溶融亀裂を生じることの
ない、安全性の高いセパレータを提供することを課題と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、特定の積層構
造のセパレータを用いることにより、電池が外部短絡状
態になった場合、シャットダウン機能が働き、電池の危
険状態が回避されるまでシャットダウン状態を維持・継
続することが可能になることを見いだし、本発明を完成
するに至った。すなわち、本発明によれば、ポリオレフ
ィン多孔質体とポリフェニレンサルファイド多孔質体と
の積層構造体からなる電池用セパレータを用いた有機電
解液電池が提供される。
造のセパレータを用いることにより、電池が外部短絡状
態になった場合、シャットダウン機能が働き、電池の危
険状態が回避されるまでシャットダウン状態を維持・継
続することが可能になることを見いだし、本発明を完成
するに至った。すなわち、本発明によれば、ポリオレフ
ィン多孔質体とポリフェニレンサルファイド多孔質体と
の積層構造体からなる電池用セパレータを用いた有機電
解液電池が提供される。
【０００７】
【作用】本発明によれば、電池は外部短絡などによる発
熱を生じた場合、温度がポリエレフィンの融点付近にな
ると、ポリオレフィンの溶融により多孔質体の開孔部の
目詰まりが起こり、電流がシャットダウンする。一方、
ポリフェニレンサルファイド多孔質体はより高い耐熱性
を有しているため、ポリオレフィン多孔質体の溶融温度
ではポリフェニレンサルファイドの溶融はなく開孔部の
目詰まりは起こらない。
熱を生じた場合、温度がポリエレフィンの融点付近にな
ると、ポリオレフィンの溶融により多孔質体の開孔部の
目詰まりが起こり、電流がシャットダウンする。一方、
ポリフェニレンサルファイド多孔質体はより高い耐熱性
を有しているため、ポリオレフィン多孔質体の溶融温度
ではポリフェニレンサルファイドの溶融はなく開孔部の
目詰まりは起こらない。
【０００８】ポリフェニレンサルファイドは高い耐熱性
を持ち、２００℃付近の温度でも長時間の使用にも十分
耐えることが可能であり、しかも、ポリフェニレンサル
ファイド多孔質体が支持体として働くことで、ポリオレ
フィン多孔質体の溶融にさいしての収縮や亀裂の進行を
防止することによるシャットダウン機能の維持・継続は
ポリフェニレンサルファイド多孔質体に依存する。
を持ち、２００℃付近の温度でも長時間の使用にも十分
耐えることが可能であり、しかも、ポリフェニレンサル
ファイド多孔質体が支持体として働くことで、ポリオレ
フィン多孔質体の溶融にさいしての収縮や亀裂の進行を
防止することによるシャットダウン機能の維持・継続は
ポリフェニレンサルファイド多孔質体に依存する。
【０００９】さらに、この種の電池に使用する電解液は
有機溶媒であるため、耐熱性だけでなく、耐薬品性に優
れたものでなければならないが、その点、ポリフェニレ
ンサルファイドは耐熱性、耐薬品性ともに優れている。
有機溶媒であるため、耐熱性だけでなく、耐薬品性に優
れたものでなければならないが、その点、ポリフェニレ
ンサルファイドは耐熱性、耐薬品性ともに優れている。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例につき図面に基づき詳
述する。
述する。
【００１１】図１は一実施例による断面図であり、角型
リチウムイオン電池に適用した例である。同図におい
て、正極板１と負極板２とをセパレータ３を介して長円
渦巻状に巻いてなる電極群を、ニッケルメッキを施した
厚み０．３mm，内寸５．７mm×２１．５mm×４５．５mm
の鉄製の角型電池ケース４に挿入している。９は正極板
１と負極板２とをセパレータ３を介して巻き取る際の巻
芯でポリエチレンの樹脂板よりなる。
リチウムイオン電池に適用した例である。同図におい
て、正極板１と負極板２とをセパレータ３を介して長円
渦巻状に巻いてなる電極群を、ニッケルメッキを施した
厚み０．３mm，内寸５．７mm×２１．５mm×４５．５mm
の鉄製の角型電池ケース４に挿入している。９は正極板
１と負極板２とをセパレータ３を介して巻き取る際の巻
芯でポリエチレンの樹脂板よりなる。
【００１２】セパレータ３は、ポリオレフィン多孔質体
として、厚さ２５μm のポリエチレン微多孔膜膜を、ポ
リフェニレンサルファイド多孔質体として、厚さ２５μ
m のポリフェニレンサルファイドの乾式不織布を用い
て、この両者を１１５℃の熱ロール圧縮により一体化積
層を行なったものを用いた。
として、厚さ２５μm のポリエチレン微多孔膜膜を、ポ
リフェニレンサルファイド多孔質体として、厚さ２５μ
m のポリフェニレンサルファイドの乾式不織布を用い
て、この両者を１１５℃の熱ロール圧縮により一体化積
層を行なったものを用いた。
【００１３】正極板１には厚み２０μm のアルミニウム
箔の両面に、リチウムコバルト合酸化物に結着剤である
ポリフッ化ビニリデンと導電剤であるアセチレンブラッ
クをペースト状に混合し、塗布、乾燥、圧延後、幅１９
ｍｍに切断したものを用いた。負極板２には厚み１０μ
ｍの銅箔の両面に、黒鉛に結着剤であるポリフッ化ビニ
リデンをペースト状に混合し、塗布、乾燥、圧延後、幅
２０ｍｍに切断したものを用いた。
箔の両面に、リチウムコバルト合酸化物に結着剤である
ポリフッ化ビニリデンと導電剤であるアセチレンブラッ
クをペースト状に混合し、塗布、乾燥、圧延後、幅１９
ｍｍに切断したものを用いた。負極板２には厚み１０μ
ｍの銅箔の両面に、黒鉛に結着剤であるポリフッ化ビニ
リデンをペースト状に混合し、塗布、乾燥、圧延後、幅
２０ｍｍに切断したものを用いた。
【００１４】１２は封口板であり、蓋板７にガラスハー
メチックシール６を介して正極端子５が固定されてい
る。１０はチタンからなる正極リードであり、一方を１
の正極板に他方を１０の正極端子に接続されている。ま
た、封口板と角型電池ケースはレーザー溶接により密封
されている。１１はニッケルからなる負極リードであ
り、一方を負極板に、他方を蓋板６に抵抗溶接されてい
る。８はポリエチレン樹脂からなるリードカバーである
電解液にはＬｉＰＦ6 を１mol/l 含むエチレンカーボネ
ート：ジエチルカーボネート＝１：１（体積比）の混合
液を用いた。
メチックシール６を介して正極端子５が固定されてい
る。１０はチタンからなる正極リードであり、一方を１
の正極板に他方を１０の正極端子に接続されている。ま
た、封口板と角型電池ケースはレーザー溶接により密封
されている。１１はニッケルからなる負極リードであ
り、一方を負極板に、他方を蓋板６に抵抗溶接されてい
る。８はポリエチレン樹脂からなるリードカバーである
電解液にはＬｉＰＦ6 を１mol/l 含むエチレンカーボネ
ート：ジエチルカーボネート＝１：１（体積比）の混合
液を用いた。
【００１５】比較例として、セパレータに５０μm のポ
リエチレン多孔質膜を単独で用いたとを除き、全て実施
例と同じ条件の角型リチウムイオン電池を組み立てた。
リエチレン多孔質膜を単独で用いたとを除き、全て実施
例と同じ条件の角型リチウムイオン電池を組み立てた。
【００１６】上述の電池を用いて安全性試験を行った。
試験方法として、短絡時の抵抗が５０ mΩとなる試験回
路での外部短絡を行ない、その時のシャットダウン温度
とシャトダウン状態が維持・継続されずに破裂あるいは
発火に至った電池の割合を測定した。その結果を表１に
示す。尚、電池は実施例、比較例ともに電流４００mA、
電圧４．１Ｖの定電流・定電圧で５時間充電したものを
用いた。試験数量はそれぞれ５０個である。
試験方法として、短絡時の抵抗が５０ mΩとなる試験回
路での外部短絡を行ない、その時のシャットダウン温度
とシャトダウン状態が維持・継続されずに破裂あるいは
発火に至った電池の割合を測定した。その結果を表１に
示す。尚、電池は実施例、比較例ともに電流４００mA、
電圧４．１Ｖの定電流・定電圧で５時間充電したものを
用いた。試験数量はそれぞれ５０個である。
【００１７】
【表１】 表１の試験結果より、本発明のセパレータを使用した電
池は安全であることがわかる。
池は安全であることがわかる。
【００１８】ポリオレフィン系多孔質体とポリフェニレ
ンサルファイド多孔質体との積層構造をとる本発明のセ
パレータでは、電池は外部短絡などによる発熱を生じた
場合、温度がポリオレフィンの融点付近になると、ポリ
オレフィンの溶融により多孔質体の開孔部の目詰まりが
起こり、電流がシャットダウンする。一方、ポリフェニ
レンサルファイド不織布はより高い耐熱性を有している
ため、ポリオレフィン多孔質体の溶融温度ではポリフェ
ニレンサルファイドの溶融はなく開孔部の目詰まりは起
こらない。一方、従来のポリオレフィン多孔質体の単体
セパレータでは、溶融が進行し溶融がひどくなった場
合、正極と負極の隔離ができなくなり、内部短絡により
再び危険な状態にもどってしまうことになる。
ンサルファイド多孔質体との積層構造をとる本発明のセ
パレータでは、電池は外部短絡などによる発熱を生じた
場合、温度がポリオレフィンの融点付近になると、ポリ
オレフィンの溶融により多孔質体の開孔部の目詰まりが
起こり、電流がシャットダウンする。一方、ポリフェニ
レンサルファイド不織布はより高い耐熱性を有している
ため、ポリオレフィン多孔質体の溶融温度ではポリフェ
ニレンサルファイドの溶融はなく開孔部の目詰まりは起
こらない。一方、従来のポリオレフィン多孔質体の単体
セパレータでは、溶融が進行し溶融がひどくなった場
合、正極と負極の隔離ができなくなり、内部短絡により
再び危険な状態にもどってしまうことになる。
【００１９】尚、ここで言う多孔質体とは不織布、織
布、編布、さらには有孔フィルム等の総称である。
布、編布、さらには有孔フィルム等の総称である。
【００２０】また、本実施例ではポリフェニレンサルフ
ァイド不織布とポリオレフィン多孔質体を熱ロール圧縮
により一体化積層を行ってセパレータとしたが、両セパ
レータを単に重ねて使用してもよく、また、ポリフェニ
レンサルファイド多孔質体をポリオレフィン多孔質体で
サンドイッチ構造として用いてもよく、さらには、ポリ
オレフィン多孔質体をポリフェニレンサルファイド多孔
質体でサンドイッチ構造として用いてもよい。
ァイド不織布とポリオレフィン多孔質体を熱ロール圧縮
により一体化積層を行ってセパレータとしたが、両セパ
レータを単に重ねて使用してもよく、また、ポリフェニ
レンサルファイド多孔質体をポリオレフィン多孔質体で
サンドイッチ構造として用いてもよく、さらには、ポリ
オレフィン多孔質体をポリフェニレンサルファイド多孔
質体でサンドイッチ構造として用いてもよい。
【００２１】
【発明の効果】本発明のように、ポリオレフィン多孔質
体に接してポリフェニレンサルファイド多孔質体が存在
する場合、ポリオレフィンの融点付近でポリオレフィン
多孔質体の目詰まりが生じるが、ポリフェニレンサルフ
ァイド多孔質体はより高い耐熱性を持ち、２００℃付近
の温度でも長時間の使用にも十分耐えることが可能であ
り、しかも、ポリフェニレンサルファイド多孔質体が支
持体として働くことで、ポリオレフィン多孔質体の溶融
にさいしての収縮や亀裂の進行を防止することによるシ
ャットダウン機能の維持・継続はポリフェニレンサルフ
ァイド多孔質体に依存する。本発明の有機電解液電池に
用いるセパレータはこのような両者の特長を生かしてお
り、安全性が高く、その工業的価値は極めて大である。
体に接してポリフェニレンサルファイド多孔質体が存在
する場合、ポリオレフィンの融点付近でポリオレフィン
多孔質体の目詰まりが生じるが、ポリフェニレンサルフ
ァイド多孔質体はより高い耐熱性を持ち、２００℃付近
の温度でも長時間の使用にも十分耐えることが可能であ
り、しかも、ポリフェニレンサルファイド多孔質体が支
持体として働くことで、ポリオレフィン多孔質体の溶融
にさいしての収縮や亀裂の進行を防止することによるシ
ャットダウン機能の維持・継続はポリフェニレンサルフ
ァイド多孔質体に依存する。本発明の有機電解液電池に
用いるセパレータはこのような両者の特長を生かしてお
り、安全性が高く、その工業的価値は極めて大である。
【図１】本発明の実施例における角型密閉式電池の断面
図。
図。
１ 正極板 ２ 負極板 ３ セパレータ ４ 電池ケース ５ 正極端子 ６ ガラスシール ７ 蓋板 ８ リードカバー ９ 巻芯 １０ 正極リード １１ 負極リード １２ 封口板
Claims (3)
- 【請求項１】正極と負極とセパレータおよび有機電解液
を電池ケースに収納されている有機電解液電池におい
て、 該セパレータがポリフェニレンサルファイドの多孔質体
とポリオレフィン多孔質体とからなることを特徴とする
有機電解液電池。 - 【請求項２】セパレータは、ポリフェニレンサルファイ
ド多孔質体の両面にポリオレフィン多孔質体が具備され
たものであることを特徴とする請求項１記載の有機電解
液電池。 - 【請求項３】セパレータは、ポリオレフィン多孔質体の
両面にポリフェニレンサルファイド多孔質体が具備され
たものであることを特徴とする請求項１記載の有機電解
液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24721694A JPH0887995A (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 有機電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24721694A JPH0887995A (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 有機電解液電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0887995A true JPH0887995A (ja) | 1996-04-02 |
Family
ID=17160180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24721694A Pending JPH0887995A (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 有機電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0887995A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000079618A1 (en) * | 1999-06-22 | 2000-12-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Separator for cell, cell, and method for producing separator |
| JP2001266949A (ja) * | 2000-03-17 | 2001-09-28 | Sumitomo Chem Co Ltd | リチウムイオン二次電池 |
| WO2003034517A1 (en) * | 2001-10-16 | 2003-04-24 | Enerland Co. Ltd. | A separator for a lithium ion secondary battery, method for producing the same, and a lithium ion secondary battery using the same |
| JP2006318893A (ja) * | 2005-04-13 | 2006-11-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 大型電源装置 |
| RU2523019C1 (ru) * | 2013-03-15 | 2014-07-20 | Открытое акционерное общество "Тюменский аккумуляторный завод" | Способ обработки полуфабриката сепараторной ленты |
-
1994
- 1994-09-14 JP JP24721694A patent/JPH0887995A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000079618A1 (en) * | 1999-06-22 | 2000-12-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Separator for cell, cell, and method for producing separator |
| US6723467B2 (en) | 1999-06-22 | 2004-04-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Separator for battery and battery |
| JP2001266949A (ja) * | 2000-03-17 | 2001-09-28 | Sumitomo Chem Co Ltd | リチウムイオン二次電池 |
| WO2003034517A1 (en) * | 2001-10-16 | 2003-04-24 | Enerland Co. Ltd. | A separator for a lithium ion secondary battery, method for producing the same, and a lithium ion secondary battery using the same |
| JP2006318893A (ja) * | 2005-04-13 | 2006-11-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 大型電源装置 |
| JP4721944B2 (ja) * | 2005-04-13 | 2011-07-13 | パナソニック株式会社 | 大型電源装置 |
| RU2523019C1 (ru) * | 2013-03-15 | 2014-07-20 | Открытое акционерное общество "Тюменский аккумуляторный завод" | Способ обработки полуфабриката сепараторной ленты |
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