JPH09129219A

JPH09129219A - リチウム二次電池及びコイン形リチウム二次電池

Info

Publication number: JPH09129219A
Application number: JP7288717A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Kimijima; 崇啓君嶋
Original assignee: Toshiba Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 1995-11-07
Filing date: 1995-11-07
Publication date: 1997-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】負極の炭素繊維の充填密度が向上された負極
を備え、耐衝撃性及び貯蔵特性が優れたリチウム二次電
池を提供することを目的とする。【解決手段】正極３と、リチウムイオンを吸蔵放出
し、かつ表面に陽イオン性界面活性剤が付着された炭素
繊維を含む負極５と、リチウムイオン伝導性電解液とを
備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオンを
吸蔵放出する炭素質材料を含む負極を改良したリチウム
二次電池及びリチウムイオンを吸蔵放出する炭素質材料
を含むペレットからなる負極を改良したコイン形リチウ
ム二次電池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】リチウム金属を負極とする非水電解液電
池は、高エネルギー密度電池であることが知られてい
る。かかる非水電解液電池のうち、二酸化マンガン（Ｍ
ｎＯ₂ ）、フッ化炭素（ＣＦ₂ ）_n 、あるいは塩化チオ
ニル（ＳＯＣｌ₂ ）を含む正極を備えた一次電池は電卓
や時計の電源、メモリのバックアップ電池として多用さ
れている。近年、ＶＴＲ、通信機器など各種の電子機器
の小型、軽量化に伴いそれらの電源として高エネルギー
密度の二次電池の要求が高まったため、リチウム金属を
負極として用いたリチウム二次電池の研究が活発に行わ
れている。

【０００３】リチウム二次電池は、リチウムからなる負
極と、炭酸プロピレン（ＰＣ）、炭酸エチレン（Ｅ
Ｃ）、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、γ−ブチ
ロラクトン（γ−ＢＬ）、テトラヒドロフラン（ＴＨ
Ｆ）等の非水溶媒中にＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＢＦ₄ 、Ｌｉ
ＡｓＦ₆ 等のリチウム塩を溶解した非水電解液やリチウ
ムイオン伝導性固体電解質と、主にバナジウム酸化物、
コバルト酸化物、マンガン酸化物等のリチウムとの間で
トポケミカル反応する化合物からなる活物質を含む正極
を備えた構成のものが研究されている。

【０００４】しかしながら、前記構成のリチウム二次電
池は現在まだ実用化されていない。この主な理由は、充
放電効率が低く、しかも充放電が可能な回数（サイクル
寿命）が短いためである。この原因は、負極のリチウム
と非水電解液との反応によるリチウムの劣化によるとこ
ろが大きいと考えられている。すなわち、放電時にリチ
ウムイオンとして非水電解液中に溶解したリチウムは、
充電時に前記非水電解液から析出する際に前記電解液に
含まれる非水溶媒と反応して表面が一部不活性化され
る。その結果、充放電を繰り返していくとデントライド
状（樹枝状）や小球状にリチウムが析出すると共にこの
リチウムと正極とが接触して内部短絡が生じるため、サ
イクル寿命が短くなる。

【０００５】このようなことから、例えばコ―クス、樹
脂焼成体、炭素繊維、熱分解気相炭素のようなリチウム
を吸蔵・放出する炭素質材料を含む負極を備えたリチウ
ム二次電池が提案されている。前記負極を備えたリチウ
ム二次電池は、リチウムと非水電解液との反応、さらに
はデンドライド析出を抑制して負極特性の劣化を改善す
ることが可能である。

【０００６】しかしながら、前記炭素質材料を含む負極
は、金属リチウムからなる負極に比べて機械的強度が劣
るために耐衝撃性が低いという問題点があった。負極の
炭素質材料が衝撃により破損すると、容量の低下につな
がる。特に、コイン形リチウム二次電池に用いられ、炭
素質材料及び結着剤を含むペレットからなる負極は、炭
素質材料を結着剤により集電体に担持させた構造を有す
る負極に比べて耐衝撃性が劣る。そのうえ、コイン形リ
チウム二次電池は、非常に小型であるため、負極の炭素
質材料の欠落が生じると大幅な容量低下を招く。また、
前記炭素質材料を含む負極を備えたリチウム二次電池
は、貯蔵特性が劣るという問題点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、負極
の炭素繊維の充填密度が向上された負極を備え、耐衝撃
性及び貯蔵特性が優れたリチウム二次電池を提供するこ
とである。本発明の別の目的は、負極の炭素繊維の充填
密度を向上させることにより耐衝撃性並びに貯蔵特性を
改善したコイン形リチウム二次電池を提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のリチウム二次電
池は、正極と、リチウムイオンを吸蔵放出し、かつ表面
に陽イオン性界面活性剤が付着された炭素繊維を含む負
極と、リチウムイオン伝導性電解液とを備えることを特
徴とするものである。

【０００９】また、前記リチウム二次電池において、前
記陽イオン性界面活性剤の付着量は、前記炭素繊維に対
して０．０１重量％〜０．２重量％にすることが好まし
い。更に、前記表面に陽イオン性界面活性剤が付着され
た炭素繊維は、濃度が０．１％〜１．０％の陽イオン性
界面活性剤水溶液中に炭素繊維を浸漬し、乾燥させるこ
とにより作製されることが好ましい。

【００１０】本発明に係るコイン形リチウム二次電池
は、活物質を含むペレットからなる正極と、負極と、リ
チウムイオン伝導性電解液とを備えたコイン形リチウム
二次電池において、前記負極は、リチウムイオンを吸蔵
放出し、かつ表面に陽イオン性界面活性剤が付着された
炭素繊維及び結着剤を含むペレットからなることを特徴
とするものである。

【００１１】また、前記コイン形リチウム二次電池にお
いて、前記陽イオン性界面活性剤の付着量は、前記炭素
繊維に対して０．０１重量％〜０．２重量％にすること
が好ましい。

【００１２】更に、前記表面に陽イオン性界面活性剤が
付着された炭素繊維は、濃度が０．１％〜１．０％の陽
イオン性界面活性剤水溶液中に炭素繊維を浸漬し、乾燥
させることにより作製されることが好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るリチウム二次
電池（例えばコイン形リチウム二次電池）を図１を参照
して説明する。例えばステンレス鋼からなる正極缶１に
は、正極集電体２を介してペレット状の正極３が収納さ
れている。セパレータ４は、前記正極３上に配置されて
いる。ペレット状の負極５は、前記セパレータ４上に配
置されている。負極集電体６（例えば、ニッケル製エキ
スパンドメタルなど）は、前記負極５上に配置されてい
る。例えばステンレス鋼からなる負極缶７は、前記正極
缶１の開口部に絶縁パッキング８を介して取り付けられ
ている。リチウムイオン伝導性電解液は、前記正極３，
前記負極５及び前記セパレータ４に含浸されている。

【００１４】次に、前記正極３、前記負極５，前記セパ
レータ４及び前記リチウムイオン伝導性電解液について
説明する。１）ペレット状正極３この正極３は、例えば、活物質，導電性材料及び結着剤
を混練し、これを加圧成形でペレット状にすることによ
り作製される。

【００１５】前記活物質としては、種々の酸化物（例え
ば、リチウムマンガン複合酸化物、二酸化マンガン、リ
チウム含有ニッケル酸化物、リチウム含有コバルト酸化
物、リチウム含有ニッケルコバルト酸化物、リチウムを
含む非晶質五酸化バナジウムなど）や、カルコゲン化合
物（例えば、二硫化チタン、二硫化モリブテンなど）等
を挙げることができる。

【００１６】前記導電性材料としては、例えば、人造黒
鉛、カーボンブラック（例えばアセチレンブラックな
ど）、ニッケル粉末等を挙げることができる。前記結着
剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリル酸、ポリメ
タアクリル酸、ポリアクリル酸塩、ポリメタアクリル酸
塩、ポリアクリル酸エステル、ポリメタアクリル酸エス
テル、アクリル酸又はメタアクリル酸のいずれか一方と
アクリル酸エステル又はメタアクリル酸エステルのいず
れか一方との共重合体、アクリル酸エステル又はメタア
クリル酸エステルのいずれか一方と他のモノマーとの共
重合体等を挙げることができる。２）ペレット状負極５この負極５は、リチウムを吸蔵放出し、かつ表面に陽イ
オン性界面活性剤が付着された炭素繊維を含む。

【００１７】前記負極は、例えば、リチウムを吸蔵放出
し、かつ表面に陽イオン性界面活性剤が付着された炭素
繊維と結着剤とを含む負極材料を混練する工程と、前記
負極材料を加圧成形によりペレットにする工程とを具備
する方法により作製される。

【００１８】炭素繊維は、例えば、以下の（１）及び
（２）に示す方法により作製することができる。（１）石油ピッチ、コールタール、重質油、有機樹脂ま
たは合成高分子材料等を原料とし、これを窒素ガス、ア
ルゴンガス等の不活性ガス中において８００℃〜１００
０℃の温度で、常圧もしくは加圧下で炭素化した後、必
要に応じて不活性ガス中において１０００℃〜３２００
℃の温度で、常圧もしくは加圧下で黒鉛化することによ
り炭素繊維を作製する。

【００１９】（２）メソフェーズピッチ系の原料を溶融
後、紡糸して作製される繊維を不融化し、これを窒素ガ
ス、アルゴンガス等の不活性ガス中において２０００℃
以下、より好ましくは６００℃〜１５００℃の温度で、
常圧もしくは加圧下で炭素化した後、必要に応じて不活
性ガス中において１０００℃〜３２００℃、より好まし
くは２５００℃〜３２００℃の温度で、常圧もしくは加
圧下で黒鉛化することにより炭素繊維を作製する。

【００２０】前記（１）及び（２）の方法の中でも前記
（２）の方法で作製された炭素繊維を用いることが好ま
しい。前記炭素繊維の繊維径は、１μｍ〜１００μｍに
することが好ましい。より好ましい繊維径は２μｍ〜４
０μｍで、更に好ましい繊維径は４μｍ〜２０μｍであ
る。

【００２１】前記炭素繊維の繊維長は、１μｍ〜１００
μｍにすることが好ましい。より好ましい繊維長は、２
μｍ〜４０μｍである。前記陽イオン性界面活性剤とし
ては、炭素数が７〜１２の直鎖で飽和アルキル基を有す
るものが好ましい。不飽和アルキル基を有する陽イオン
性界面活性剤は、そこに含まれる不飽和結合がリチウム
イオンと反応し、放電容量等の電池性能が低下する恐れ
がある。また、炭素数が７〜１２の直鎖で飽和アルキル
基を有する陽イオン性界面活性剤は、安価で入手しやす
い。このような界面活性剤としては、例えば、モノアル
キルアンモニウム塩、ジアルキルアンモニウム塩、テト
ラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジルアン
モニウム塩、アルキルピリジウム塩等を挙げることがで
きる。前記陽イオン性界面活性剤の塩としては、Ｃｌ
^- 、Ｂｒ^- 、Ｉ^- 、ＣＨ₃ ＳＯ₃ ^- 、Ｃ₂ Ｈ₂ ＯＳＯ₃
^- 等の陰イオンを配位結合しているものが好ましい。

【００２２】炭素繊維への陽イオン性界面活性剤の付着
量は、炭素繊維に対して０．０１重量％〜０．２重量％
にすることが好ましい。これは次のような理由によるも
のである。前記付着量を０．０１重量％未満にすると、
負極の強度を十分に向上させることが困難になる恐れが
ある。一方、前記付着量が０．２重量％を越えると、炭
素繊維表面の界面活性剤量が多くなり過ぎてリチウムイ
オンのインターカレーション・デインターカレーション
を阻害する恐れがある。より好ましい付着量は、炭素繊
維に対して０．０４重量％〜１．３重量％である。

【００２３】炭素繊維への陽イオン性界面活性剤付与処
理は、濃度が０．１％〜１．０％の陽イオン性界面活性
剤水溶液中に炭素繊維を浸漬した後、この炭素繊維を乾
燥させることにより行うことが好ましい。このような界
面活性剤処理によって炭素繊維の表面が界面活性剤の膜
で被覆される。前記水溶液の濃度を前記範囲に限定した
のは次のような理由によるものである。前記濃度を０．
１％未満にすると、負極の強度を十分に向上させること
が困難になる恐れがある。一方、前記濃度が１．０％を
越えると、炭素繊維表面の界面活性剤量が多くなり過ぎ
てリチウムイオンのインターカレーション・デインター
カレーションを阻害する恐れがある。より好ましい非イ
オン性界面活性剤水溶液の濃度は、０．３％〜０．８％
である。

【００２４】前記結着剤としては、前述した正極３と同
様なものを用いることができる。前記負極には電解含浸
法によってリチウムイオンを含有させても良い。このよ
うな負極は、電池電圧が約３．０〜３．５Ｖに設定され
たリチウム二次電池を提供することができる。なお、前
記電解含浸法は、コイン形リチウム二次電池の容器内に
前記負極を金属リチウム板と接触させた状態で組み込
み、この二次電池に貯蔵エージングを施すことによって
前記負極の炭素繊維にリチウムイオンを吸蔵させる方法
をいう。３）セパレータ４このセパレータ４としては、例えば、ポリオレフィン繊
維製不織布や、ポリオレフィン繊維製多孔膜などを挙げ
ることができる。前記ポリオレフィン繊維としては、例
えば、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維などを挙
げることができる。４）リチウムイオン伝導性電解液この電解液は、非水溶媒に電解質を溶解することにより
調製される。

【００２５】前記非水溶媒としては、エチレンカーボネ
ート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチ
レンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（Ｄ
ＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、メチルエチ
ルカーボネート（ＭＥＣ）、γ−ブチロラクトン（γ−
ＢＬ）、スルホラン、アセトニトリル、１，２−ジメト
キシメタン、１，３−ジメトキシプロパン、ジメチルエ
ーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテ
トラヒドロフラン等を挙げることができる。前記非水溶
媒は、単独で使用しても、２種以上混合して使用しても
良い。中でも、プロピレンカーボネート、ブチレンカー
ボネート、γ−ブチロラクトン、ジメチルカーボネート
は、表面に陽イオン性界面活性剤が付着された炭素繊維
を含む負極に対する化学的安定性が極めて高い。このた
め、これらの非水溶媒を含む電解液と前記負極とを組み
込んだ二次電池は、前記負極の特長を十分に生かして高
容量と、高い耐衝撃性と、優れた貯蔵特性とを実現する
ことができる。

【００２６】前記電解質としては、例えば、過塩素酸リ
チウム（ＬｉＣｌＯ₄ ）、六フッ化リン酸リチウム（Ｌ
ｉＰＦ₆ ）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ₄ ）、六フ
ッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ₆ ）、トリフルオロメタ
ンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ₃ ＳＯ₃ ）等のリチウ
ム塩を挙げることができる。

【００２７】前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量
は、０．５ｍｏｌ／ｌ〜１．５ｍｏｌ／ｌとすることが
望ましい。なお、前記二次電池において前記リチウムイ
オン伝導性電解液と前記セパレータ４を用いる代りにセ
パレータ兼ねるリチウムイオン伝導性固体電解質を用い
ることができる。かかる固体電解質としては、例えば、
リチウム塩を複合化させた高分子化合物からなる高分子
固体電解質（ポリマー）等を挙げることができる。

【００２８】本発明のリチウム二次電池は、リチウムイ
オンを吸蔵放出し、かつ表面に陽イオン性界面活性剤が
付着された炭素繊維を含む負極を備える。陽イオン性界
面活性剤は化学的に安定であるため、二次電池内におい
て前記界面活性剤が原因となって副反応を生じる恐れが
ない。また、陽イオン性界面活性剤は、集電体への腐食
作用が極めて低く、かつ非水電解液に対する安定性が高
い。このような陽イオン性界面活性剤が表面に付着され
た炭素繊維を含む負極は、これを作製する工程（例え
ば、前記炭素繊維を含む負極材料を混練する工程や、前
記炭素繊維を含む負極材料に加圧成形を施す工程）にお
いて炭素繊維間に生じる摩擦を前記界面活性剤の潤滑剤
としての機能によって低減することができるため、炭素
繊維の充填密度を向上することができる。従って、前記
負極は機械的強度を向上することができ、高容量化を図
ることができ、さらに安定性が高いため、落下等による
衝撃が加わった際及び長期間に亘って貯蔵した際におい
ても放電容量等の電池性能を高い水準で維持できるリチ
ウム二次電池を実現することが可能になる。

【００２９】また、炭素繊維への陽イオン性界面活性剤
の付着量を炭素繊維に対して０．０１重量％〜０．２重
量％にすることによって、炭素繊維の充填密度が高く、
かつリチウムイオンの吸蔵放出を円滑に行うことが可能
な負極を提供することができる。その結果、前記負極を
備えたリチウム二次電池は、耐衝撃性、貯蔵特性及び放
電容量を大幅に改善することができる。

【００３０】本発明に係るコイン形リチウム二次電池
は、リチウムイオンを吸蔵放出し、かつ表面に陽イオン
性界面活性剤が付着された炭素繊維及び結着剤を含むペ
レットから形成される負極を備える。このような負極
は、前記炭素繊維及び前記結着剤を含む負極材料を混練
し、これを加圧成形によってペレットにする工程を有す
る方法により作製される。従って、前記負極は、混練及
び加圧成形の際に炭素繊維間に生じる摩擦を炭素繊維表
面に付着した陽イオン性界面活性剤によって低減するこ
とができるため、炭素繊維の充填密度を向上することが
できる。その結果、前記負極は、機械的強度及び容量を
向上することができ、かつ安定性が優れているため、耐
衝撃性及び貯蔵特性が飛躍的に改善された高容量なコイ
ン形リチウム二次電池を提供することができる。

【００３１】なお、本発明は、表面に陽イオン性界面活
性剤が付着された炭素繊維を含むペレットからなる負極
を備えたリチウム二次電池の他に、前記炭素繊維が結着
剤によって集電体に担持された構造を有する負極を備え
たリチウム二次電池にも同様に適用することができる。
このような負極は、前記炭素繊維及び結着剤を含む懸濁
液を調製し、前記懸濁物を集電体に充填した後、これを
乾燥し、加圧成形することによって作製される。前記負
極は、懸濁物調製時及び加圧成形の際に炭素繊維間に生
じる摩擦を前記界面活性剤の潤滑剤としての機能によっ
て低減することができるため、炭素繊維の充填密度を向
上することができる。従って、前記負極を備えたリチウ
ム二次電池は、放電容量を向上することができ、かつ耐
衝撃性及び貯蔵特性を改善することができる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して詳細に説明する。実施例１＜正極ペレットの作製＞水酸化リチウムと二酸化マンガ
ンをＬｉとＭｎのモル比が１：３となるように混合し、
この混合物を４００℃で２０時間加熱することによりリ
チウムマンガン複合酸化物を作製した。このリチウムマ
ンガン複合酸化物と、導電性材料としての人造黒鉛と、
結着剤としてのポリテトラフルオロエチレンとを活物
質，導電性材料及び結着剤の重量比が９０：１０：５に
なるように混合して混練した後、この混合物を加圧プレ
ス機により２ｔｏｎ／ｃｍ² の圧力でペレット状に成形
することにより直径が１５ｍｍで、厚さが０．８０ｍｍ
の正極を作製した。＜負極ペレットの作製＞メソフェーズピッチを原料とす
る炭素繊維を細かく粉砕し、２８００℃の温度で焼成す
ることにより繊維径が１μｍ〜１００μｍで、繊維長が
１μｍ〜１００μｍの炭素繊維を得た。得られた炭素繊
維１０重量部を、炭素数が８の直鎖形アルキル基をアル
キル基とするテトラアルキルアンモニウムクロライドの
０．０５％水溶液１００重量部に浸漬し、これを３０分
間攪拌した。その後、濾過し、１００〜２００℃で乾燥
して水分を除去することにより炭素繊維表面に陽イオン
性界面活性剤を付着させた。陽イオン性界面活性剤の付
着量は、炭素繊維に対して０．００５重量％であった。
界面活性剤処理が施された炭素繊維９５重量部に結着剤
としてスチレンブタジエンゴム５重量部を混合して混練
し、これを加圧プレス機を用いて３ｔｏｎ／ｃｍ² の圧
力で直径が１５ｍｍで、厚さが０．９６ｍｍのペレット
状に加圧成形することにより負極を作製した。＜非水電解液の調製＞エチルメチルカーボネート、エチ
レンカーボネート、ジエチルカーボネートが体積比で６
５：２５：１０の割合で混合された非水溶媒に電解質と
しての過塩素酸リチウムをその濃度が１ｍｏｌ／ｌにな
るように溶解させてリチウムイオン伝導性電解液を調製
した。＜電池の組み立て＞負極缶の内面にニッケル製エキスパ
ンドメタルからなる負極集電体を溶接した後、この負極
缶と環状絶縁パッキングを一体化させた。前記負極缶内
の前記負極集電体上にリチウムフォイルを圧着させた
後、この負極缶内に前記負極ペレットを収納した。ポリ
プロピレン繊維製不織布からなるセパレータを前記負極
缶内の負極ペレット上に載置した。前記非水電解液を前
記負極缶内に収容した。前記負極缶内の前記セパレータ
上に前記正極ペレットを収納した。前記正極缶の内面に
正極集電体であるコロイダルカーボンを塗布した後、前
記正極缶を前記負極缶に嵌合させ、前記正極缶をかしめ
ることにより密閉し、コイン形リチウム二次電池を組み
立てた。

【００３３】得られた二次電池に室温下において７日〜
１４日間放置するエージングを施した。このエージング
によって前記リチウムフォイルを前記負極ペレットに吸
蔵させ、前述した図１に示す外径が２０ｍｍで、厚さが
２．５ｍｍのコイン形リチウム二次電池を得た。また、
エージング後の開路電圧は３．４０Ｖであった。実施例２界面活性剤水溶液の濃度を０．１％にし、界面活性剤の
付着量を０．０２重量％にしたこと以外は、実施例１と
同様な構成で前述した図１に示すコイン形リチウム二次
電池を組み立てた。実施例３界面活性剤水溶液の濃度を０．５％にし、界面活性剤の
付着量を０．１１重量％にしたこと以外は、実施例１と
同様な構成で前述した図１に示すコイン形リチウム二次
電池を組み立てた。実施例４界面活性剤水溶液の濃度を１．０％にし、界面活性剤の
付着量を０．１８重量％にしたこと以外は、実施例１と
同様な構成で前述した図１に示すコイン形リチウム二次
電池を組み立てた。実施例５界面活性剤水溶液の濃度を１．５％にし、界面活性剤の
付着量を０．２２重量％にしたこと以外は、実施例１と
同様な構成で前述した図１に示すコイン形リチウム二次
電池を組み立てた。比較例表面に界面活性剤が付与されていない炭素繊維を用いた
こと以外は、実施例１と同様な構成で前述した図１に示
すコイン形リチウム二次電池を組み立てた。

【００３４】エージングが施された実施例１〜５及び比
較例の二次電池について耐衝撃性の評価を行った。すな
わち、各二次電池を２０個ずつ用意し、これらを１ｍの
高さより落下させた後に１ｋΩの負荷で放電させ、０．
２秒後の閉路電圧（ＣＣＶ）を測定し、その平均値を下
記表１に示す。

【００３５】また、エージングが施された実施例１〜５
及び比較例の二次電池１０個ずつについて、６０℃雰囲
気に２０日間貯蔵した際の貯蔵特性を評価し、その結果
を下記表１に併記する。すなわち、エージングが施され
た実施例１〜５及び比較例の二次電池について、２５０
μＡの定電流で２．０Ｖまで放電した際の電池容量を測
定し、その平均値を求め、貯蔵前の電池容量とした。次
いで、前記二次電池を６０℃雰囲気に２０日間貯蔵した
後、前述したのと同様な方法により電池容量を測定し、
その平均値をもとめ、貯蔵後の電池容量とした。更に、
実施例１〜５及び比較例の二次電池の負極ペレットの機
械的強度（折れ強さ）を測定し、その結果を下記表１に
併記する。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１から明らかなように、リチウムイオン
を吸蔵放出し、かつ表面に陽イオン性界面活性剤が付着
された炭素繊維を含む負極を備えた実施例１〜５の二次
電池は、負極のペレット強度が比較例に比べて高く、落
下等の衝撃によって電池特性が劣化せず、かつ貯蔵後も
高容量を維持できることがわかる。特に、界面活性剤の
付着量が０．０１重量％〜０．２重量％である実施例２
〜４の二次電池は、付着量がこの範囲を外れた実施例
１，５の二次電池に比べて貯蔵特性が優れていることが
わかる。なお、前記実施例ではコイン形リチウム二次電
池に適用した例を説明したが、偏平形，円筒形及び角形
リチウム二次電池にも同様に適用できる。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、耐
衝撃性及び貯蔵特性が優れ、かつ高容量なリチウム二次
電池を提供することができる。また、本発明によれば、
耐衝撃性及び貯蔵特性が飛躍的に改善され、かつ高容量
なコイン形リチウム二次電池を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るリチウム二次電池（例えばコイン
形リチウム二次電池）を示す断面図。

【符号の説明】

１…正極缶、３…正極ペレット、４…セパレータ、５…
負極ペレット、７…負極缶、８…絶縁パッキング。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極と、リチウムイオンを吸蔵放出し、
かつ表面に陽イオン性界面活性剤が付着された炭素繊維
を含む負極と、リチウムイオン伝導性電解液とを備える
ことを特徴とするリチウム二次電池。
【請求項２】前記陽イオン性界面活性剤の付着量は、
炭素繊維に対して０．０１重量％〜０．２重量％にする
ことを特徴とする請求項１記載のリチウム二次電池。
【請求項３】前記表面に陽イオン性界面活性剤が付着
された炭素繊維は、濃度が０．１％〜１．０％の陽イオ
ン性界面活性剤水溶液中に炭素繊維を浸漬し、乾燥させ
ることにより作製されることを特徴とする請求項１記載
のリチウム二次電池。
【請求項４】活物質を含むペレットからなる正極と、
負極と、リチウムイオン伝導性電解液とを具備したコイ
ン形リチウム二次電池において、前記負極は、リチウム
イオンを吸蔵放出し、かつ表面に陽イオン性界面活性剤
が付着された炭素繊維及び結着剤を含むペレットからな
ることを特徴とするコイン形リチウム二次電池。