JPH0927343A

JPH0927343A - 非水系二次電池及び該電池の作製法

Info

Publication number: JPH0927343A
Application number: JP7173718A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Fukada; 晋一深田; Tatsuo Horiba; 達雄堀場
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-07-10
Filing date: 1995-07-10
Publication date: 1997-01-28

Abstract

(57)【要約】【目的】密閉型の収納容器がなくとも電池として使用
できるようにするとともに、組電池内の単電池ごとに分
離可能とする。【構成】本発明の非水系二次電池は、電解液中の電解
質の正負電極間の移動を可能ならしめる多孔性物質より
なるセパレータ基板１と、セパレータ基板１の一方の面
に固定されリチウムと遷移金属酸化物との複合酸化物よ
りなる正極活物質膜２と、セパレータ基板１の他方の面
に固定され炭素よりなる負極活物質膜３と、正負両極活
物質膜２，３を覆い導電性材料よりなる集電体膜４，５
と、電流を外部に取り出す端子部８，９のための開口部
７を除いて、集電体膜４，５とセパレータ基板１との周
囲全体を覆った絶縁体膜６と、絶縁体膜６の内側に密閉
された有機電解液と、を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、安全性が高く取扱いが
容易かつ、組電池に適用しやすい非水系二次電池の構造
及びその作製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、非水系二次電池としては、特開昭
６３−５８７６１号公報に記載のようなボタン型電池、
もしくは特開平４−１７１６５９号公報に記載のような
巻型の電池が知られている。これらの電池においては、
正負両電極活物質が金属板よりなる集電体上に塗布形成
され、この両電極の間にセパレータを設置することによ
って、電池が構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術では、正負電極及びセパレータを積層して固定した
開放型の構造であるため、電極及びセパレータを湿潤し
た電解液が外部に開放されている。そのため、別に電池
全体を収納するケースを設け、この中に電池本体を密閉
保管する必要がある。特開昭６３−５８７６１号公報に
記載のようなボタン型電池ではケースの一部を集電体金
属板で兼用することも可能であるが、そのままでは電極
側面の密閉は不完全であり、正負電極をショートさせな
いように電池を密閉封入するためには、やはり封入リン
グ等の構造を導入しなければならない欠点がある。

【０００４】また、非水系二次電池を直列及び並列に接
続した組電池を作製する場合、従来の構造では単電池を
積層し、それ全体を一つの密閉容器に保管する必要があ
る。そのため、単電池ごとの管理、不良単電池の交換等
が容易に行えないという欠点もある。

【０００５】本発明の目的は、電池本体に電解液を密閉
保持する機能を持たせることにより、密閉型の収納容器
がなくとも電池として使用できるとともに、組電池内の
単電池ごとに分離可能として、単電池の取り出し、交
換、組替え等を自由に行うことができる非水系二次電
池、およびその非水系二次電池の作製法を提供すること
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
には、非水系二次電池を集電体膜及び絶縁膜で包込まれ
た正負電極活物質膜をセパレータで挟んだ構造とするこ
とで達することができる。ここで非水系二次電池におい
てはフィルム状のセパレータもしくは本発明で用いた基
板状のセパレータが使用され、通常、電極とは平坦な面
で接している。そのため、電極活物質膜のセパレータに
接する面を平坦面に保ちながら、いかに残りの外周を集
電体膜及び絶縁膜で包込まれた電極を作製するかが本発
明の本質である。

【０００７】すなわち、本発明の非水系二次電池は、電
解液中の電解質の正負電極間の移動を可能ならしめる多
孔性物質よりなるセパレータ基板と、該セパレータ基板
の一方の面に固定されリチウムと遷移金属酸化物との複
合酸化物よりなる正極活物質膜と、前記セパレータ基板
の他方の面に固定され炭素よりなる負極活物質膜と、前
記正負両極活物質膜を覆い導電性材料よりなる集電体膜
と、電流を外部に取り出すための端子部を除いて前記集
電体膜と前記セパレータ基板との周囲全体を覆った絶縁
体膜と、該絶縁体膜の内側に密閉された有機電解液と、
を有するものである。

【０００８】また、本発明の非水系二次電池は、正極側
セパレータフィルムと、そのセパレータフィルムの一方
の面に固定されリチウムと遷移金属酸化物との複合酸化
物よりなる正極活物質膜と、負極側セパレータフィルム
と、そのセパレータフィルムの一方の面に固定され炭素
よりなる負極活物質膜と、前記正負両極活物質膜を覆い
導電性材料よりなる集電体膜とを備え、前記両セパレー
タフィルムの他方の面同士が互いに張り合わされ、かつ
電流を外部に取り出すための端子部を除いて前記集電体
膜と前記セパレータフィルムとの周囲全体が絶縁体膜で
覆われて、その絶縁体膜の内側に有機電解液が密閉され
ている構成のものである。

【０００９】また、本発明の非水系二次電池は、正極側
多孔性フィルムと、その多孔性フィルムの一方の面に固
定されリチウムと遷移金属酸化物との複合酸化物よりな
る正極活物質膜と、負極側多孔性フィルムと、その多孔
性フィルムの一方の面に固定され炭素よりなる負極活物
質膜と、前記正負両極活物質膜を覆い導電性材料よりな
る集電体膜とを備え、前記両多孔性フィルムの他方の面
同士がセパレータフィルムを挟んで互いに張り合わさ
れ、かつ電流を外部に取り出すための端子部を除いて前
記集電体膜と前記多孔性フィルムとの周囲全体が絶縁体
膜で覆われて、その絶縁体膜の内側に有機電解液が密閉
されている構成のものである。

【００１０】さらに、本発明の非水系二次電池は、一枚
のセパレータフィルムと、該セパレータフィルムの一方
の面に固定されリチウムと遷移金属酸化物との複合酸化
物よりなる正極活物質膜と、前記セパレータフィルムの
他方の面に固定され炭素よりなる負極活物質膜と、前記
正負両極活物質膜を覆い導電性材料よりなる集電体膜
と、電流を外部に取り出すための端子部を除いて前記集
電体膜と前記セパレータフィルムとの周囲全体を覆った
絶縁体膜と、該絶縁体膜の内側に密閉された有機電解液
と、を有するものである。なお、前記の絶縁体膜は絶縁
性基板であっても良い。

【００１１】さらにまた、本発明の非水系二次電池の作
製法は、電解液中の電解質の正負電極間の移動を可能な
らしめる多孔性物質よりなるセパレータ基板の一方の面
に、リチウムと遷移金属酸化物との複合酸化物と導電材
であるグラファイトもしくは不定形炭素を結着剤及び溶
媒と混練してできたスラリーを塗布して、前記複合酸化
物よりなる正極活物質膜を成型し、その成型後に正極活
物質膜上に導電性材料よりなる集電体膜を形成するとと
もに、前記集電体膜の上に絶縁体膜を形成する工程と、
前記セパレータ基板の他方の面に、グラファイトもしく
は不定形炭素を結着剤及び溶媒と混練してできたスラリ
ーを塗布して、炭素よりなる負極活物質膜を形成して、
その負極活物質膜上に導電性材料よりなる集電体膜を形
成するとともに、前記集電体膜の上に絶縁体膜を形成す
る工程と、を有することである。

【００１２】

【作用】本発明は従来の、集電体として機能する金属箔
上に電極活物質膜を形成する方式に換え、電極活物質膜
上に集電体膜、さらには絶縁膜を形成する方式としてい
る。ここで、非水系二次電池に用いられる電極活物質膜
は電解液で湿潤可能な多孔質の脆い膜であり、基板等の
膜を支持する物質がなければ形状を保つことができない
ため、電極活物質膜を強度的に支えることのできる構造
も併せて提供する必要がある。この点が、電解質層を下
地形状に合わせ膜形成でき、電極活物質膜の強度にも優
る固体電解質電池等と状況の異なる部分である。

【００１３】上記の、電極活物質膜を強度的に支えるこ
とのできる構造としては、セパレータを、従来の柔軟なフィルムから十分な機
械的強度を有する基板に換える。セパレータ上に形成した電極活物質膜を覆う集電体
膜及び絶縁膜に十分な機械的強度を持たせる、と同時に
密閉構造も達成する。電極活物質膜を多孔性フィルム上に形成し、その上
から電極活物質膜を覆い多孔性フィルムに密着する集電
体膜及び絶縁膜を形成し、電極活物質膜を多孔性フィル
ムと集電体膜及び絶縁膜で包込むと同時に集電体膜及び
絶縁膜の機械的強度で電極活物質膜を保持する。電極活物質膜を覆い集電体膜及び絶縁膜を形成し、
集電体膜及び絶縁膜に十分な機械的強度を持たせ電極活
物質膜を保持する。フィルムもしくは金属箔の一部を切り抜き、この切
り抜かれた領域を覆い電極活物質膜を形成し、電極活物
質膜を覆い集電体膜及び絶縁膜を形成し、集電体膜及び
絶縁膜に十分な機械的強度を持たせ電極活物質膜を保持
する。の5種が存在する。このうち最初の構造を除き、
膜形成は基板上もしくは基板上に置かれたセパレータ、
多孔性フィルム、フィルムもしくは金属箔の上で実施す
るものであり、絶縁膜形成後基板から剥離する。

【００１４】の構造のみ基板自体がセパレータとなる
点で他の構造と大きく異なっており、それに付随して以
下数点の補足事項が存在する。の構造では、セパレー
タ基板の片面上に正極活物質膜を、もう一方の片面に負
極活物質膜を形成し、この両電極膜をこの上に形成する
集電体膜で覆うことでその目的を達することができる
が、さらにこの非水系二次電池の外周を非透過性の絶縁
性膜で覆い、有機電解液をこの絶縁性薄膜の内側に密閉
した構造とすることによりその効果はさらに大きなもの
となる。ここでセパレータとして用いる多孔性基板は、
電池としての機能を保障する上で、基板中に存在する電
解質物質の正負極間の移動を可能ならしめる細孔の孔径
が、正負電極活物質の粒子径より小さいことが重要であ
る。また、正負電極は必ずしも一枚のセパレータ基板の
両面に形成される必要はなく、正負電極の一方が形成さ
れたセパレータ基板の一対を、互いに電極の形成されて
いない面を接して設置することによっても目的を達する
ことができる。

【００１５】密閉構造を得るためには電池の構造を本発
明であるところの上記構造とすることが必要だが、それ
だけでは十分ではない。正負電極及びその間にセパレー
タを設置した後、端部をシールする工程を欠くことがで
きない。電極−セパレータ接触面外周を絶縁体で覆い、
さらに外界に接しているセパレータ表面も全て絶縁体で
覆う必要がある。このようにして密閉構造は達成される
が、完全に密閉される前に電解液を注入する工程が必要
なのは言うまでもない。すなわち、予め電解液の注入口
を残して絶縁体で覆い、電解液を注入した後この注入口
も絶縁体で覆うのである。このようにして密閉構造とす
ることができるが、逆に完全密閉型の本電池においては
電池内圧の上昇により電池が破裂する危険が存在する。
そこで電池の外周を覆う絶縁性膜の特定部が電池内圧が
一定値以上に上昇した時に破壊する構造であることも電
池の安全性を高める上で重要な点である。

【００１６】本発明の電池を単電池に用いた組電池の場
合には、従来の組電池と異なり、単電池ごとの管理、メ
ンテナンスが可能であり、これを充電式直流電源に用い
ることにより電源の維持管理を非常に容易なものとする
ことができる。また、この電源自体の安全性も大幅に改
善することができる。この安全性の高い充電式直流電源
は電気自動車用に好適な電源と言うことができる。

【００１７】本発明の構造を有する非水系二次電池にお
いては、正負電極及び集電体が一体構造となってセパレ
ータを介しており、外周の集電体及び絶縁膜により電解
液が密閉されケース等がなくとも電池本体のみで取扱い
可能である。そのため組電池にした時に単電池の取りだ
し、交換、組替え等を自由に実施することができる。ま
た電極外周が集電体に覆われ、可燃性かつ毒性の電解液
が電池内に密閉された構造となるため電池の安全性を高
めることができる。この機能は電池外周を非透過性の絶
縁性膜で覆うことにより、さらに高めることができる。
すなわち集電体が通常薄い金属膜であり十分な機械的強
度を有するとは言い難いのに対し、その上に機械的強度
に優れた絶縁性物質の膜を形成することにより、電解液
の密閉性を完全なものにすることができるのである。た
だし密閉構造であるということは電池内圧が上昇した際
に破裂する危険性を有することになるため、外周の一部
に電池内圧が上昇した場合に選択的に破損しガスの逃げ
口となる機構を持たせると良い。

【００１８】本発明においてはセパレータ上に電極を形
成するため、セパレータは変形しない基板とすることが
製造工程の上で有効である。この場合、セパレータ基板
中に存在する細孔の孔径が電極活物質膜を構成する材料
物質の粒径より小さいことが重要である。これはセパレ
ータが正負両電極を分離し、電極物質のセパレータ内の
移動による自己放電あるいは短絡を防ぐ機能を確実なも
のとするための条件である。また、電極は必ずしもセパ
レータの両面に形成される必要はない。片面に正負いず
れかの電極が形成された一対のセパレータを電極の形成
されていない面同士を合わせて一組の電池とすることも
できる。この構造は製造工程を簡略化する上で有効であ
る。正負電極を分離して形成する場合には、必ずしも電
極をセパレータ上に形成する必要はない。電解液が透過
可能な多孔性基板もしくはフィルム上に電極活物質の周
囲を集電体、絶縁膜で順次覆った電極を形成し、セパレ
ータを介してこの正負電極を接することでも密閉構造の
電池を構成することが可能である。さらに、基板上に電
極活物質膜を形成し、その周囲を集電体、絶縁膜で順次
覆って電極を形成した後、この電極を基板より剥離し、
正負一対の電極をセパレータを介して接することでも密
閉構造の電池を構成することが可能である。

【００１９】従来の組電池は、複数の単電池が一つの密
閉容器に収められており事故により容器が破損すると可
燃性及び毒性の電解液が多量に外界に晒されることにな
り、危険であった。それに対し本発明では単電池ごとに
密閉構造となるため、全体容器が破損しても電解液が外
界に晒されることはない。また、たとえ組電池の中の一
部の単電池が破損しても、電解液は破損した単電池の破
損面で外界に晒されるのみであり、従来構造の電池に比
べその安全性は大幅に改善されている。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。（第１実施例）図１は本発明の第１実施例による非水系
二次電池の構成を示している。多孔性ガラス基板１の両
面に正負の電極活物質膜２，３、アルミニウムもしくは
銅より成る集電体膜４，５が形成され、その周囲が絶縁
膜６で覆われている。絶縁膜６の一部には開口部７を有
し集電体膜４，５が露出しており、そこから正負端子
８，９が外部に取出されている。多孔性ガラス基板１は
セパレータとして機能し、基板内の空孔部はイオン性物
質を溶解した有機溶媒より成る電解液で満たされ、正負
電極間の電荷移動を担っている。

【００２１】図２及び図３は非水系二次電池の製造フロ
ーを示す図であり、これらの図を用いて本実施例での非
水系二次電池の作製法を説明する。まず、図２（ａ）の
ように、平均孔径１μm、厚さ０.５mmの多孔質ガラス
基板１上にリチウムコバルト複合酸化物(ＬｉＣｏ
Ｏ_{2_X})を活物質とする正極活物質膜２を塗布法により
０.５mmの厚さに形成する。この正極活物質膜２はさら
に厚くすることも可能だが、厚くしすぎると出来上がっ
た電池の内部抵抗が高くなりロスが大きくなるため、本
実施例では０.５mmという膜厚を採用した。リチウムコ
バルト複合酸化物は予め粒径を２〜４μmに調整してお
く。塗布にはバインダー材として少量の可溶性繊維を含
む水溶液中に前記複合酸化物を懸濁させたスラリーを使
用する。形成された正極活物質膜２は乾燥後、４００℃
酸素雰囲気中で焼成する。正極活物質膜２の電気伝導性
をさらに向上させる場合には、スラリー中に複合酸化物
質量１００に対しグラファイトもしくは不定形炭素を１
〜５の比率で添加する。これらの導電材料も予め粒径を
２〜４μmに調整しておく。本発明は正極活物質に対す
る制約の非常に少ない電池構造及び製造方法であり、リ
チウムコバルト複合酸化物以外に、リチウムニッケル、
リチウムマンガン、リチウムバナジウム複合酸化物等の
利用が可能である。

【００２２】次に、図２（ｂ）のように、正極活物質膜
２を覆うように膜厚２〜２０μmのアルミニウムよりな
る正極集電体膜４を、溶射法、蒸着法、スパッタ法等の
薄膜形成技術により形成する。正極集電体膜４の形成時
は多孔質ガラス基板１をマスク材で覆い、必要な領域に
選択的にアルミニウム膜を形成する。

【００２３】さらに、図２（ｃ）のように、正極集電体
膜膜４を覆うように絶縁膜１２を塗布法により形成す
る。絶縁膜１２としては耐薬品性に優れたエポキシ樹脂
を使用する。ここで、多孔質ガラス基板１のなかでも上
に活物質膜が乗らない領域はセパレータ機能を有する必
要はなく、予め化学的に非常に安定なＳｉＯ₂等で被覆
しておくことができる。この場合には絶縁膜１２に対す
る耐薬品性の要求ははるかに緩いものになり、各種ワニ
スの使用が可能となる。この絶縁膜１２は５０〜２００
μmの膜厚とし、強度に乏しい正極活物質膜２を保護す
る役割も果たす。絶縁膜１２はマスク材でパターンを形
成した多孔質ガラス基板１上に形成し、その後このマス
ク材をその上に形成された絶縁膜ごと除去するリフトオ
フ法によりパターニングする。

【００２４】さらに、図２（ｄ）のように、多孔質ガラ
ス基板１の反対面上に負極活物質であるグラファイトも
しくは不定形炭素より成る膜(以下では負極活物質膜３
と称する)を塗布法により０.５５mmの厚さに形成する。
負極活物質膜３の膜厚は正極活物質との当量関係で決め
る。本実施例では負極の活物質当量が正極の３倍程度に
なるように負極活物質膜厚を決定した。負極活物質は予
め粒径２μm以上に調整しておく。塗布にはバインダー
材として少量の可溶性繊維を含む水溶液中に前記負極活
物質を懸濁させたスラリーを使用する。形成された負極
活物質を乾燥し、負極活物質膜３を得る。

【００２５】そして次に、図３（ｅ）のように、負極活
物質膜３を覆うように膜厚２〜２０μmの銅よりなる負
極集電体膜５を、蒸着法、スパッタ法等の薄膜形成技術
により形成する。負極集電体膜５の形成時は多孔質ガラ
ス基板１をマスク材で覆い、必要な領域に選択的に銅膜
を形成する。この負極集電体膜５を覆うように絶縁膜１
３を塗布法により形成する。絶縁膜１３として正極側と
同じくエポキシ系樹脂を使用する。この絶縁膜１３は５
０〜２００μmの膜厚とし、強度に乏しい負極活物質膜
３を保護する役割も果たす。絶縁膜１３も絶縁膜１２と
同様にリフトオフ法によりパターニングする。

【００２６】さらに、図３（ｆ）のように、正負電極形
成後の多孔質ガラス基板１中に電解液１４を注入する。
電解液の溶媒には１:１プロピレンカーボネート、ジメ
トキシエタン混合溶媒を用い、電解質として六フッ化リ
ン酸リチウム(ＬｉＰＦ₆)を１mol/lの濃度で用いる。電
解液１４は多孔質ガラス基板１端部の開口部より電解液
を適下し、毛管現象により電池内に吸収させる。さらに
効率的に電解液を注入するには、図４に示すように電池
内部を一端より強制排気し、反対側から電解液を吸い込
ませる方法が有効である。これは排気口１９と吸入口２
０を残し外周を絶縁膜で密閉した電池に対し、吸入口２
０を電解液中に浸した状態で排気口１９より排気し、電
解液を強制的に電池内に吸い上げるものである。

【００２７】最後に、図３（ｇ）に示すように電解液を
注入した後、電池外周を絶縁膜１５で覆い、電池を密閉
構造とする。さらに予め開口しておいた端子取出し口よ
り正負端子１６，１７を取出し、電池を完成させる。

【００２８】密閉構造の電池においては、電池の故障あ
るいは経年劣化等により電池内圧が上昇し電池が破裂す
ることのないよう安全装置を備えておくことが望まし
い。本実施例においては、図５に示すように電池外周を
覆い電池を密閉する絶縁膜２１の一部に凹部２２を設
け、予めこの部分の絶縁膜の強度を最も弱くしておくこ
とで、新たな機構を導入することなく電池内圧が上昇し
た場合の安全弁の機能を付加することができる。電池内
圧が規定値以上になった場合には、この絶縁膜の凹部２
２が優先的に破損し圧力を逃がすことにより電池の破裂
という最悪の事態を回避するものである。

【００２９】本実施例においては、リチウムコバルト複
合酸化物よりなる正極活物質膜、及びグラファイトもし
くは不定形炭素よりなる負極活物質膜のそれぞれを形成
した後に、薄膜形成技術により集電体膜を形成するとい
う工程をとっている。ここで、正負いずれの活物質膜も
バインダー材として少量の可溶性繊維を含む水溶液中に
活物質を懸濁させたスラリーを塗布、乾燥することによ
り形成している。そのため乾燥後の活物質膜は必然的
に、溶媒が蒸発してできる空孔や活物質粒子間の数ミク
ロン〜数百ミクロンの空孔が多数存在した多孔質膜とな
る。この多孔質の活物質膜上にカバレジ性の良い薄膜形
成技術により集電体金属膜を形成することにより、活物
質膜上の凹凸に従い膜形成され、活物質膜表面の多数の
空孔が集電体金属により部分的に埋められた構造とする
ことができる。

【００３０】こうして形成される集電体膜／活物質膜の
界面構造の概念図を図６に示す。集電体金属の活物質膜
中への侵入深さは活物質膜の膜質にも依存するが、通常
数十ミクロン〜数百ミクロン程度となる。この集電体膜
が活物質膜中へ侵入した構造をとることにより、集電体
膜と活物質膜の接着性を改善し機械的な強度を改善する
とともに、集電体膜と活物質膜の接触面積を増し集電効
率を上げることができる。本実施例においては、製法上
の特長から特別な工程を設けることなく上記構造を得る
ことができたが、集電体膜と活物質膜の接着性の改善と
集電効率の向上のためには、この活物質膜の多孔質化
と、薄膜形成技術による集電体膜の形成が欠くことので
きない技術となっている。

【００３１】また、上記実施例では一枚の多孔質ガラス
基板の両面に正負両電極を形成した。一方、正負両電極
を別々の基板上に形成し電極を形成してない面を合わせ
て密閉構造を実現する、図７に示した構造の電池も作製
可能である。この構造の利点は電解液の注入時にあり、
具体的には、図７（ａ）に示すように多孔質ガラス基板
２７の電極と反対側の面全体から電解液２６を注入する
ことができる。次に図７（ｂ）のように電解液注入後の
正負活物質膜の位置を合わせて正負電極２８，２９を重
ね合わせ、さらに図７（ｃ）のように外周を絶縁膜３０
で覆い電池を完成させる。

【００３２】図８は、上記実施例に従い作製した非水系
二次電池の放電特性を従来構造の電池と比較した結果を
示している。従来構造の電池では、本実施例のように活
物質膜を厚くすることができないため、電池容量を面積
で稼ぐ必要がある。図８は捲回型の従来構造電池と比較
した結果である。正極活物質重量を１gに固定し、放電
電流０.１Ａでの室温での放電容量で比較した。本発明
により、従来に比べはるかに容易に密閉構造の非水系二
次電池の作製が可能となるが、その反面本実施例では従
来の電池に比べセパレータが厚くなるため電池の内部抵
抗が高くなり、放電特性が幾分犠牲になることは避けら
れない。図８のように負荷抵抗が小さな場合には出力電
圧が低下し、出力電圧２.０Ｖ以上で見積もった電池容
量は従来技術に比べ１０％程度ロスしている。このセパ
レータ部に起因するロスをできるだけ小さくするため
に、セパレータ部の抵抗はできるだけ小さくすることが
望まれる。

【００３３】そこで、セパレータをできるだけ薄くする
だけでなく、セパレータ内の空孔率も基板として機能す
る強度を有する範囲でできるだけ大きくし、また空孔径
もできるだけ大きくする必要がある。ただし正負活物質
を隔離するというセパレータの機能を果たすためには、
セパレータ内に活物質粒子が入り込まないよう、空孔径
は活物質の粒径より小さくなければならない。本実施例
の構造のままでさらに電池の内部抵抗を下げるために
は、電解質に対する溶解度が高く易動度の大きな溶媒の
開発が必要である。

【００３４】（第２実施例）上述した第１実施例の電池
構造をさらに改良することで、密閉構造を保ちながら電
池の内部抵抗を低減し、従来の電池と同程度に抑えるこ
とも可能である。そこで、第２実施例として、その改良
型構造の電池について説明する。

【００３５】図９は、本発明の第２実施例による非水系
二次電池の製造フローを示した図である。まず、図９
（ａ）にように、基板３１上に所定の大きさに切断され
たポリプロピレン製セパレータフィルム３２を仮止めす
る。このセパレータフィルム３２上にリチウムコバルト
複合酸化物(ＬｉＣｏＯ_{2_X})を活物質とする正極活物質
膜３４を塗布法により０.５mmの厚さに形成し、乾燥す
る。この正極活物質膜３４を覆うように膜厚２〜２０μ
mのアルミニウムよりなる正極集電体膜３６を、溶射
法、蒸着法、スパッタ法等の薄膜形成技術により形成す
る。正極集電体膜３６の形成時はセパレータフィルム３
２をマスク材で覆い、必要な領域に選択的にアルミニウ
ム膜を形成する。そして、正極集電体膜３６を覆うよう
に絶縁膜３８を塗布法により５０〜２００μmの膜厚で
形成し、電池の正極側を完成する。絶縁膜３８にはエポ
キシ樹脂を用いる。絶縁膜３８はマスク材でパターンを
形成したセパレータフィルム３２上に形成し、その後こ
のマスク材をその上に形成された絶縁膜ごと除去するリ
フトオフ法によりパターニングする。

【００３６】また、電池正極側と同じ手順で負極側を負
極活物質膜厚０.５５mmで作製する。正極側とは活物質
がグラファイトもしくは不定形炭素であること、集電体
が銅であることが異なっている。

【００３７】次に、図９（ｂ）のように、完成した電池
正極及び負極をセパレータ部より基板から分離する。基
板から分離された電極は、厚く形成された絶縁膜３９，
４０によりその形状を保たれる。

【００３８】そして、図９（ｃ）のように正負活物質膜
３４，３５の位置を合わせ、両者をセパレータ同士が接
するように張り合わせ、さらに図９（ｄ）のように、正
負電極活物質膜及びセパレータに電解液４０を注入す
る。電解液の溶媒には１:１プロピレンカーボネート、
ジメトキシエタン混合溶媒を用い、電解質として六フッ
化リン酸リチウム(ＬｉＰＦ₆)を１mol/lの濃度で用い
る。電解液４０注入後、電池外周に沿って絶縁膜４１を
形成し、密閉構造を完成する。ここで、電解液の注入は
必ずしも正負電極の貼り合わせ後である必要はない。電
極を基板から分離した時点でセパレータ面上から電解液
を注入することも可能である。密閉構造を完成させた
後、予め開口しておいた端子取出し口より正負端子４
２，４３を取出し、電池を完成させる。

【００３９】図１０は、本実施例に従い作製した非水系
二次電池の放電特性を、従来構造の捲回型電池及び第１
実施例と比較した結果を示している。第１実施例では放
電特性が犠牲になることが避けられず、１０％程度放電
容量をロスしている。それに対し本実施例では、従来に
比べセパレータが２枚分と厚くなるため容量に２％程度
のロスはあるものの、殆ど従来構造の電池と同レベルの
特性を有することができ、性能を犠牲にすることなく、
軽量かつコンパクトな密閉構造の非水型二次電池が作製
可能となることがわかる。

【００４０】（第３実施例）次に、本発明の第３実施例
について説明する。図１１は第３実施例による非水系二
次電池の製造フローを示した図である。まず、図１１
（ａ）に示すように、基板５１上に置かれた所定の大き
さに切断された多孔性フィルム５２上にリチウムコバル
ト複合酸化物(ＬｉＣｏＯ_{2_X})を活物質とする正極活物
質膜５４を塗布法により０.５mmの厚さに形成し、乾燥
する。この多孔性フィルム５２は上に形成される正極活
物質膜５４を保持するためのものであり、セパレータ機
能は要求されず、孔径は数十ミクロン以上の大きなもの
でよく、厚さは以後の電池製造工程に耐えられればでき
るだけ薄い方が望ましく、本実施例では厚さ２０μmの
ポリプロピレンフィルムを使用した。この多孔性フィル
ム５２上に形成された正極活物質膜５４を覆うように膜
厚２〜２０μmのアルミニウムよりなる正極集電体膜５
６を、溶射法、蒸着法、スパッタ法等の薄膜形成技術に
より形成する。正極集電体膜５６の形成時は多孔性フィ
ルム５２をマスク材で覆い、必要な領域に選択的にアル
ミニウム膜を形成する。正極集電体膜５６を覆うように
絶縁膜５８を塗布法により５０〜２００μmの膜厚で形
成し、電池の正極側を完成する。絶縁膜５８としてエポ
キシ樹脂を用いる。絶縁膜５８はマスク材でパターンを
形成した多孔性フィルム５２上に形成し、その後このマ
スク材をその上に形成された絶縁膜ごと除去するリフト
オフ法によりパターニングする。

【００４１】また、電池正極側と同手順で負極側も作製
する。多孔性フィルム５２上に負極活物質であるグラフ
ァイトもしくは不定形炭素より成る膜(以下では負極活
物質膜５５と称する)を塗布法により０.５５mmの厚さに
形成する。負極活物質膜５５を覆うように負極集電体膜
５７である銅膜２〜２０μmを、蒸着法、スパッタ法等
の薄膜形成技術により形成する。この負極集電体膜５７
を覆うように絶縁膜５９を塗布法により形成する。

【００４２】次に、図１１（ｂ）のように、完成した電
池正極及び負極を多孔性フィルム部より基板から分離す
る。基板から分離された電極は、厚く形成された絶縁膜
５８，５９によりその形状を保たれる。さらに、図１１
（ｃ）のように正負活物質膜５４，５５の位置を合わ
せ、両者を間にポリプロピレン製セパレータフィルム６
０を挟み張り合わせる。

【００４３】そして最後に、図１１（ｄ）のように正負
電極活物質膜及びセパレータに電解液６１を注入する。
電解液の溶媒には１:１プロピレンカーボネート、ジメ
トキシエタン混合溶媒を用い、電解質として六フッ化リ
ン酸リチウム(ＬｉＰＦ₆)を１mol/lの濃度で用いる。電
解液６１注入後、電池外周に沿って絶縁膜６２を形成
し、密閉構造を完成する。ここで、電解液の注入は必ず
しも正負電極の貼り合わせ後である必要はない。電極を
基板から分離した時点で多孔性フィルム面上から電解液
を注入することも可能である。密閉構造を完成させた
後、予め開口しておいた端子取出し口より正負電極端子
６３，６４を取出し、電池を完成させる。

【００４４】本実施例に従い作製した非水系二次電池の
放電特性は、第２実施例での電池を多少上回り、従来構
造の電池と同レベルの特性を有することができ、性能を
犠牲にすることなく、軽量かつコンパクトな密閉構造の
非水型二次電池が作製可能である。

【００４５】（第４実施例）次に、本発明の第４実施例
について説明する。図１２は第４実施例による非水系二
次電池の製造フローを示した図である。まず、図１２
（ａ）に示すように、ガラス基板７１上にリチウムコバ
ルト複合酸化物(ＬｉＣｏＯ_{2_X})を活物質とする正極活
物質膜７２を塗布法により０.５mmの厚さに形成し、乾
燥する。この正極活物質膜７２を覆うように正極集電体
膜７４を、溶射法、蒸着法、スパッタ法等の薄膜形成技
術により形成する。本実施例においては、集電体膜と基
板との接着性の制御が重要であり、ガラス基板との接着
性の良いアルミニウム膜単体では正極集電体膜として不
適当である。先に白金等のガラスとの接着性の良くない
金属膜を５０〜２００nm形成した後、アルミニウム膜を
２〜２０μm形成した積層膜を正極集電体膜７４として
使用する。正極集電体膜７４の形成時はガラス基板７１
をマスク材で覆い、必要な領域に選択的に積層膜を形成
する。正極集電体膜７４を覆うように絶縁膜７６を塗布
法により５０〜２００μmの膜厚で形成し、電池の正極
側を完成する。絶縁膜７６としてはエポキシ樹脂を用い
る。絶縁膜７６はマスク材でパターンを形成したガラス
基板７１上に形成し、その後このマスク材をその上に形
成された絶縁膜ごと除去するリフトオフ法によりパター
ニングする。

【００４６】また、電池正極側と同手順で負極側も作製
する。ガラス基板上に負極活物質であるグラファイトも
しくは不定形炭素より成る膜(以下では負極活物質膜７
３と称する)を塗布法により０.５５mmの厚さに形成す
る。負極活物質膜７３を覆うように負極集電体膜７５で
ある銅膜２〜２０μmを、蒸着法、スパッタ法等の薄膜
形成技術により形成する。この負極集電体膜７５を覆う
ように絶縁膜７７を塗布法により形成する。負極集電体
膜７５にはガラスとの接着性の良くない銅を使用するた
め積層膜を使用する必要のない点が、正極側と異なって
いる。

【００４７】次に、図１２（ｂ）のように完成した電池
正極及び負極をガラス基板から分離する。薄膜形成技術
により形成された集電体膜は、小さな凹凸の多い電極活
物質表面にカバレージ性よく形成され良好な接着性を有
する一方、ガラス基板とは接着性のよくない材料を用い
ているため、電極は厚く形成された絶縁膜７６，７７に
よりその形状を保ちながら、ガラス基板より分離するこ
とができる。さらに、図１２（ｃ）のように正負活物質
膜７２，７４の位置を合わせ、両者を間にポリプロピレ
ン製セパレータフィルム７８を挟み張り合わせる。

【００４８】そして最後に、図１２（ｄ）のように正負
電極活物質膜及びセパレータに電解液７９を注入する。
電解液の溶媒には１:１プロピレンカーボネート、ジメ
トキシエタン混合溶媒を用い、電解質として六フッ化リ
ン酸リチウム(ＬｉＰＦ₆)を１mol/lの濃度で用いる。電
解液７９注入後、電池外周に沿って絶縁膜８０を形成
し、密閉構造を完成する。ここで、電解液の注入は必ず
しも正負電極の貼り合わせ後である必要はない。電極を
基板から分離した時点で多孔性フィルム面上から電解液
を注入することも可能である。密閉構造を完成させた
後、予め開口しておいた端子取出し口より正負電極端子
８１，８２を取出し、電池を完成させる。

【００４９】本実施例に従い作製した非水系二次電池の
放電特性は従来構造の電池と同レベルの特性を有するこ
とができ、性能を犠牲にすることなく、軽量かつコンパ
クトな密閉構造の非水型二次電池が作製可能である。

【００５０】（第５実施例）次に、本発明の第５実施例
について説明する。図１３及び図１４は第５実施例によ
る非水系二次電池の製造フローを示した図である。ま
ず、図１３（ａ）に示すように、長方形に切り抜かれた
領域を有するアルミニウム箔９２をガラス基板９１上に
仮止めする。このアルミニウム箔９２上に、長方形に切
り抜かれた領域を覆いリチウムコバルト複合酸化物(Ｌ
ｉＣｏＯ_{2_X})を活物質とする正極活物質膜９３を塗布法
により０.５mmの厚さに形成し、乾燥する。

【００５１】さらに図１３（ｂ）に示すように、この正
極活物質膜９３を覆うようにアルミニウムよりなる正極
集電体膜９５２〜２０μmを、溶射法、蒸着法、スパッ
タ法等の薄膜形成技術により形成する。正極集電体膜９
５の形成時はアルミニウム箔９２をマスク材で覆い、必
要な領域に選択的に積層膜を形成する。正極集電体膜９
５を覆うように絶縁膜９７を塗布法により５０〜２０
０μmの膜厚で形成し、電池の正極側を完成する。絶縁
膜９７としてはエポキシ樹脂を用いる。絶縁膜９７はマ
スク材でパターンを形成したアルミニウム箔９２上に形
成し、その後このマスク材をその上に形成された絶縁膜
ごと除去するリフトオフ法によりパターニングする。

【００５２】また電池正極側と同手順で負極側も作製す
る。長方形に切り抜かれた領域を有する銅箔１０４をガ
ラス基板上に仮止めする。この銅箔１０４上に、長方形
に切り抜かれた領域を覆い負極活物質であるグラファイ
トもしくは不定形炭素より成る膜(以下では負極活物質
膜９４と称する)を塗布法により０.５５mmの厚さに形成
する。負極活物質膜９４を覆うように負極集電体膜９６
である銅膜２〜２０μmを、蒸着法、スパッタ法等の薄
膜形成技術により形成する。この負極集電体膜９６を覆
うように絶縁膜９８を塗布法により形成する。

【００５３】次に、図１３（ｃ）のように、完成した電
池正極及び負極をガラス基板から分離する。薄膜形成技
術により形成された集電体膜は、小さな凹凸の多い電極
活物質表面にカバレージ性よく形成され良好な接着性を
有する一方、アルミニウム箔９２と銅箔１０４はガラス
基板に仮止めされただけであり容易に剥離できる。その
ため電極は、厚く形成された絶縁膜９７，９８によりそ
の形状を保ちながら、ガラス基板より分離することがで
きる。さらに、図１４（ｄ）のように正負活物質膜９
３，９４の位置を合わせ、両者を間にポリプロピレン製
セパレータフィルム９９を挟み張り合わせる。

【００５４】そして最後に、図１４（ｅ）のように正負
電極活物質膜及びセパレータに電解液１００を注入す
る。電解液の溶媒には１:１プロピレンカーボネート、
ジメトキシエタン混合溶媒を用い、電解質として六フッ
化リン酸リチウム(ＬｉＰＦ_６）を１ｍｏｌ／ｌの濃度
で用いる。電解液１００注入後、電池外周に沿って絶縁
膜１０１を形成し、密閉構造を完成する。ここで、電解
液の注入は必ずしも正負電極の貼り合わせ後である必要
はない。電極を基板から分離した時点で多孔性フィルム
面上から電解液を注入することも可能である。密閉構造
を完成させた後、予め開口しておいた端子取出し口より
正負電極端子１０２，１０３を取出し、電池を完成させ
る。

【００５５】本実施例に従い作製した非水系二次電池の
放電特性は従来構造の電池と同レベルの特性を有するこ
とができ、性能を犠牲にすることなく、軽量かつコンパ
クトな密閉構造の非水型二次電池が作製可能である。

【００５６】（第６実施例）次に、本発明の第６実施例
について説明する。図１５は第６実施例による非水系二
次電池の製造フローを示した図である。まず、図１５
（ａ）に示すように、プレス成型して、活物質膜の形成
領域１１２を予め窪ませたエポキシ樹脂製基板１１１上
に、所定の形状にアルミニウムよりなる正極集電体膜１
１３を形成する。この正極集電体膜１１３は薄膜形成技
術により形成するか、もしくは所定の形状に切り抜いた
アルミニウム箔を貼付て形成する。ここで形成する正極
集電体膜１１３の膜厚は２０〜１００μmである。その
後、ウェットエッチング技術により端子取り出し口１１
４を開口する。

【００５７】次に、図１５（ｂ）のように、上記の予め
窪ませた活物質膜の形成領域１１２にリチウムコバルト
複合酸化物(ＬｉＣｏＯ_{2_X})を活物質とする正極活物質
膜１１５を塗布法により窪みを埋めるように形成し、乾
燥する。

【００５８】また電池正極側と同手順で負極側も作製す
る。負極側は負極集電体膜１１７が膜厚２０〜１００μ
mの銅薄膜であり、負極活物質膜１１８がグラファイト
もしくは不定形炭素より成る点が正極側と異なってい
る。

【００５９】そして、図１５（ｃ）のように、完成した
電池正極及び負極を正負活物質膜１１５，１１８の位置
を合わせ、間にポリプロピレン製セパレータフィルム１
１９を挟み張り合わせる。

【００６０】さらに、図１５（ｄ）のように正負電極活
物質膜及びセパレータに電解液１２０を注入する。電解
液の溶媒には１:１プロピレンカーボネート、ジメトキ
シエタン混合溶媒を用い、電解質として六フッ化リン酸
リチウム(ＬｉＰＦ₆)を１mol/lの濃度で用いる。電解液
１２０注入後、図１５（ｅ）のように電池外周に沿って
絶縁膜１２１を形成し、密閉構造を完成する。ここで、
電解液の注入は必ずしも正負電極の貼り合わせ後である
必要はない。電極貼り合わせ前に活物質膜面上から電解
液を適下し注入することも可能である。密閉構造を完成
させた後、予め開口しておいた端子取出し口より端子１
２２，１２３を取出し、電池を完成させる。

【００６１】（第７実施例）次に、本発明の第７実施例
を説明する。本実施例は非水系二次電池を単電池に用い
た組電池の構造に特徴があり、図１６はその組電池の構
造を示したものである。

【００６２】組電池を構成する各単電池を固定するため
の固定用フィン１３５を有するプラスチックケース１３
４に、第３実施例に記載の構造を有する単電池１３１を
並べて設置する。各単電池の電極端子１３６からはリー
ド線１３７が引出され、組電池が要求される出力電圧と
なるよう各単電池が直列もしくは並列に接続され、外部
端子１３８より外部に電流が取り出される。プラスチッ
クケース１３４はケース本体１３３と取外し可能な蓋部
分１３２よりなり、単電池の交換もしくは配列替えの際
には蓋を開け、リード線１３７を外し、各単電池ごとに
分離する。本実施例では組電池全体の出力端子として正
負一対の外部端子があるのみだが、各単電池ごとに外部
端子を設け、各外部端子を電池外部で接続して組電池と
しての出力を得ることも可能である。

【００６３】本実施例の組電池では単電池の密閉性、安
全性が従来に比べ大幅に改善されているため、従来のよ
うに高価な密閉構造の金属ケースを使用せず、軽量安価
なプラスチック容器を使用することができる。この容器
コストの削減と容器の軽量化も本発明に付随した効果の
一つであり、容器の重量はステンレス製容器の１／３か
ら１／１０程度にすることが可能である。さらに、プラ
スチック容器を用いることには成型性が良いという別な
利点も存在する。組電池の設置スペースに合わせた形状
の容器を容易に作製可能である。この容器の中に大きさ
の異なる数種の板状単電池をできるだけ効率的に詰め、
電池の収納効率を高めることができる。

【００６４】本実施例の組電池は上述のように、安全性
が高い、軽量である、成型性が良く収納効率が高い、と
いう利点を有する。これは電気自動車用電源に好適な特
性である。安全、軽量であるため設置箇所を選ばず、成
型性が良いためどんな形状のフリースペースにも設置可
能である。

【００６５】図１７に電気自動車内のフリースペースへ
の電池設置の例として、電気自動車のトランクスペース
の見取図を示す。図１７において、１４１はトランクス
ペース、１４２は後輪位置、１４３は後部座席シート、
１４４は電池収納スペース、１４５は単電池である。こ
のように、曲面ボディーのため両脇にできるデッドスペ
ースを組電池の収容スペースとし、ボディー形状に合わ
せて容器を設置し、大きさの異なる三種の板状単電池を
ここに収容することができる。１８００ccクラスのセダ
ン型車体全体で、このような電池設置の可能なフリース
ペースは６０リットル以上存在する。ここに本実施例の
組電池を設置することにより、専用の電池収容スペース
を削減し、安全かつ有効空間の広い電気自動車とするこ
とができる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
外周の集電体及び絶縁膜により電解液が密閉されるた
め、ケース等がなくとも大気中で取扱い可能である。こ
の単電池を用いた組電池では、単電池の取りだし、交
換、組替え等を大気中で自由に実施することができる。
また、可燃性かつ毒性の電解液が電池内に密閉された構
造のため電池の安全性を高めることができる。電解液の
密閉性は電池外周を機械的強度に優れた絶縁性物質の膜
をで被うことにより一層高まる。外周の一部に電池内圧
が上昇した場合に選択的に破損しガスの逃げ口となる機
構を持たせることでさらに安全性を高めることができ
る。

【００６７】また、セパレータ基板中に存在する細孔の
孔径が電極活物質膜を構成する材料物質の粒径より小さ
いことにより、セパレータが正負両電極を分離し、電極
物質のセパレータ内の移動による自己放電あるいは短絡
を防ぐ機能を確実なものとできる。電極は必ずしもセパ
レータの両面に形成される必要はない。片面に正負いず
れかの電極が形成された一対のセパレータを電極の形成
されていない面同士を合わせて一組の電池とすることも
できる。この構造は製造工程を簡略化する上で有効であ
る。正負電極を分離して形成する場合には、必ずしも電
極をセパレータ上に形成する必要はなく、電解液が透過
可能な多孔性基板もしくはフィルム上に電極活物質の周
囲を集電体、絶縁膜で順次覆った電極を形成し、セパレ
ータを介してこの正負電極を接することでも密閉構造の
電池を構成することが可能である。さらに、基板上に電
極活物質膜を形成し、その周囲を集電体、絶縁膜で順次
覆って電極を形成した後、この電極を基板より剥離し、
正負一対の電極をセパレータを介して接することでも密
閉構造の電池を構成することが可能である。

【００６８】さらに、本発明では単電池ごとに密閉構造
となるため、全体容器が破損しても電解液が外界に晒さ
れることはなく、また、たとえ組電池の中の一部の単電
池が破損しても、電解液は破損した単電池の破損面で外
界に晒されるのみであり、従来構造の電池に比べその安
全性は大幅に改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による非水系二次電池の断
面構造図である。

【図２】本発明の第１実施例による非水系二次電池の製
造フローを示した図である。

【図３】本発明の第１実施例による非水系二次電池の製
造フローを示した図である（図２の続き）。

【図４】非水系二次電池に電解液を注入する方法を示し
た図である。

【図５】電池内圧上昇時の安全機構を有する非水系二次
電池の構造図である。

【図６】非水系二次電池の集電体膜/活物質膜界面の構
造を示した図である。

【図７】非水系二次電池に電解液を注入する別の方法を
示した図である。

【図８】非水系二次電池の放電曲線について本発明のも
のと従来のものとを比較した図である。

【図９】本発明の第２実施例による非水系二次電池の製
造フローを示した図である。

【図１０】非水系二次電池の放電曲線について本発明の
ものと従来のものとを比較した図である。

【図１１】本発明の第３実施例による非水系二次電池の
製造フローを示した図である。

【図１２】本発明の第４実施例による非水系二次電池の
製造フローを示した図である。

【図１３】本発明の第５実施例による非水系二次電池の
製造フローを示した図である。

【図１４】本発明の第５実施例による非水系二次電池の
製造フローを示した図である（図１３の続き）。

【図１５】本発明の第６実施例による非水系二次電池の
製造フローを示した図である。

【図１６】本発明の第７実施例であって、非水系二次電
池を単電池とする組電池の構造を示した図である。

【図１７】本発明の非水系二次電池よりなる組電池を電
気自動車へ設置した例を示す図である。

【符号の説明】

１多孔質ガラス基板２，３４，５４，７２，９３，１１５正極活物質膜３，３５，５５，７３，９４，１１８負極活物質膜４，３６，５６，７４，９５，１１３正極集電体膜５，３７，５７，７５，９６，１１７負極集電体膜６，１２，１３，１５，２１，２５，３０，３８，３
９，４１，５８，５９，６２，７６，７７，８０，９
７，９８，１０１，１２１絶縁膜７開口部８，９，１６，１７，４２，４３，６３，６４，８１，
８２，１０２，１０３，１２２，１２３
電極端子１４，２６，４０，６１，７９，１００，１２０電解
液１８排気管１９排気口２０吸入口２２凹部２３活物質膜２４集電体膜２７正極側多孔質ガラス基板２８正極２９負極３１，５１基板３２，３３，６０，７８，９９，１１９セパレータフ
ィルム５２，５３多孔性フィルム７１，９１ガラス基板９２アルミニウム箔１１１エポキシ樹脂製基板１１２予め窪ませた領域１１４端子取り出し口１１６エポキシ樹脂製基板１３１本発明の板状単電池１３２プラスチック製蓋１３３プラスチック製容器本体１３４プラスチック製容器１３５固定用フィン１３６電極端子１３７リード線１３８外部端子１４１トランクスペース１４２後輪位置１４３後部座席シート１４４電池収納スペース１４５単電池

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電解液中の電解質の正負電極間の移動を
可能ならしめる多孔性物質よりなるセパレータ基板と、
該セパレータ基板の一方の面に固定されリチウムと遷移
金属酸化物との複合酸化物よりなる正極活物質膜と、前
記セパレータ基板の他方の面に固定され炭素よりなる負
極活物質膜と、前記正負両極活物質膜を覆い導電性材料
よりなる集電体膜と、電流を外部に取り出すための端子
部を除いて前記集電体膜と前記セパレータ基板との周囲
全体を覆った絶縁体膜と、該絶縁体膜の内側に密閉され
た有機電解液と、を有する非水系二次電池。
【請求項２】請求項１に記載の非水系二次電池におい
て、前記絶縁体膜には、電池の内圧が一定値以上に上昇
した時に破壊する箇所が形成されていることを特徴とす
る非水系二次電池。
【請求項３】請求項１に記載の非水系二次電池におい
て、前記正負両極活物質膜は、前記セパレータ基板に接
する面を除く全面が多孔質膜であり、集電体膜との界面
の正負両電極活物質膜空孔部に集電体物質で充填された
領域が存在することを特徴とする非水系二次電池。
【請求項４】請求項１に記載の非水系二次電池におい
て、前記セパレータ基板は、分割されていた正極側基板
と負極側基板とを分割面で張り合わせて構成され、かつ
前記分割面の周囲は絶縁体膜で覆われていることを特徴
とする非水系二次電池。
【請求項５】請求項１に記載の非水系二次電池におい
て、前記セパレータ基板中に存在する電解質の正負電極
間の移動を可能ならしめる細孔の孔径が、前記正負両電
極活物質の粒子径より小さいことを特徴とする非水系二
次電池。
【請求項６】正極側セパレータフィルムと、そのセパ
レータフィルムの一方の面に固定されリチウムと遷移金
属酸化物との複合酸化物よりなる正極活物質膜と、負極
側セパレータフィルムと、そのセパレータフィルムの一
方の面に固定され炭素よりなる負極活物質膜と、前記正
負両極活物質膜を覆い導電性材料よりなる集電体膜とを
備え、前記両セパレータフィルムの他方の面同士が互い
に張り合わされ、かつ電流を外部に取り出すための端子
部を除いて前記集電体膜と前記セパレータフィルムとの
周囲全体が絶縁体膜で覆われて、その絶縁体膜の内側に
有機電解液が密閉されている構成の非水系二次電池。
【請求項７】正極側多孔性フィルムと、その多孔性フ
ィルムの一方の面に固定されリチウムと遷移金属酸化物
との複合酸化物よりなる正極活物質膜と、負極側多孔性
フィルムと、その多孔性フィルムの一方の面に固定され
炭素よりなる負極活物質膜と、前記正負両極活物質膜を
覆い導電性材料よりなる集電体膜とを備え、前記両多孔
性フィルムの他方の面同士がセパレータフィルムを挟ん
で互いに張り合わされ、かつ電流を外部に取り出すため
の端子部を除いて前記集電体膜と前記多孔性フィルムと
の周囲全体が絶縁体膜で覆われて、その絶縁体膜の内側
に有機電解液が密閉されている構成の非水系二次電池。
【請求項８】一枚のセパレータフィルムと、該セパレ
ータフィルムの一方の面に固定されリチウムと遷移金属
酸化物との複合酸化物よりなる正極活物質膜と、前記セ
パレータフィルムの他方の面に固定され炭素よりなる負
極活物質膜と、前記正負両極活物質膜を覆い導電性材料
よりなる集電体膜と、電流を外部に取り出すための端子
部を除いて前記集電体膜と前記セパレータフィルムとの
周囲全体を覆った絶縁体膜と、該絶縁体膜の内側に密閉
された有機電解液と、を有する非水系二次電池。
【請求項９】一枚のセパレータフィルムと、該セパレ
ータフィルムの一方の面に固定されリチウムと遷移金属
酸化物との複合酸化物よりなる正極活物質膜と、前記セ
パレータフィルムの他方の面に固定され炭素よりなる負
極活物質膜と、前記正負両極活物質膜を覆い導電性材料
よりなる集電体膜と、電流を外部に取り出すための端子
部を除いて前記集電体膜と前記セパレータフィルムとの
周囲全体を覆った絶縁性基板と、該絶縁性基板の内側に
密閉された有機電解液と、を有する非水系二次電池。
【請求項１０】請求項１〜９のいずれかに記載の非水
系二次電池を複数個、直列及び／又は並列に接続した充
電式直流電源。
【請求項１１】請求項１０に記載の充電式直流電源を
搭載した電気自動車。
【請求項１２】電解液中の電解質の正負電極間の移動
を可能ならしめる多孔性物質よりなるセパレータ基板の
一方の面に、リチウムと遷移金属酸化物との複合酸化物
と導電材であるグラファイトもしくは不定形炭素を結着
剤及び溶媒と混練してできたスラリーを塗布して、前記
複合酸化物よりなる正極活物質膜を成型し、その成型後
に正極活物質膜上に導電性材料よりなる集電体膜を形成
するとともに、前記集電体膜の上に絶縁体膜を形成する
工程と、前記セパレータ基板の他方の面に、グラファイ
トもしくは不定形炭素を結着剤及び溶媒と混練してでき
たスラリーを塗布して、炭素よりなる負極活物質膜を形
成して、その負極活物質膜上に導電性材料よりなる集電
体膜を形成するとともに、前記集電体膜の上に絶縁体膜
を形成する工程と、を有する非水系二次電池の作製法。
【請求項１３】請求項１２に記載の非水系二次電池の
作製法において、前記集電体膜より電流を外部に取り出
すための端子部と有機電解液の注入口を除く電池外周
を、前記絶縁体膜によって覆い尽くす工程と、前記セパ
レータ基板内に有機電解液を注入する工程と、有機電解
液の注入後にこの注入口を絶縁体で塞ぐ工程と、を有す
ることを特徴とする非水系二次電池の作製法。