JPH0945370A - 積層型ポリマー電解質二次電池 - Google Patents
積層型ポリマー電解質二次電池Info
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- JPH0945370A JPH0945370A JP7191668A JP19166895A JPH0945370A JP H0945370 A JPH0945370 A JP H0945370A JP 7191668 A JP7191668 A JP 7191668A JP 19166895 A JP19166895 A JP 19166895A JP H0945370 A JPH0945370 A JP H0945370A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 並列接続された複数の素電池を有し、構造が
簡単かつ小型で、さらに耐衝撃性の優れた積層型ポリマ
ー電解質二次電池を提供する。 【解決手段】 正極層を集電体に積層した正極と、負極
層を集電体に積層した負極と、前記正極層および負極層
の間に介装された固体ポリマー電解質層とを有するポリ
マー電解質素電池；複数の前記素電池を互いに所望の間
隔をあけて挟持した２枚の電導性シート；前記複数の素
電池の間に配置された複数の柔軟性を有する絶縁体；を
具備し、前記２枚の電導性シートは、蛇行して屈曲さ
れ、前記絶縁体は前記電導性シートの左右の折曲げ部に
交互に配置され、前記各素電池はそれらの正負極の集電
体が前記２枚の電導性シートにそれぞれ共通接続されて
上下に積み重ねられる。
簡単かつ小型で、さらに耐衝撃性の優れた積層型ポリマ
ー電解質二次電池を提供する。 【解決手段】 正極層を集電体に積層した正極と、負極
層を集電体に積層した負極と、前記正極層および負極層
の間に介装された固体ポリマー電解質層とを有するポリ
マー電解質素電池；複数の前記素電池を互いに所望の間
隔をあけて挟持した２枚の電導性シート；前記複数の素
電池の間に配置された複数の柔軟性を有する絶縁体；を
具備し、前記２枚の電導性シートは、蛇行して屈曲さ
れ、前記絶縁体は前記電導性シートの左右の折曲げ部に
交互に配置され、前記各素電池はそれらの正負極の集電
体が前記２枚の電導性シートにそれぞれ共通接続されて
上下に積み重ねられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層型ポリマー電
解質二次電池に関し、特に複数のポリマー電解質素電池
が並列接続された積層型ポリマー電解質二次電池に係わ
るものである。
解質二次電池に関し、特に複数のポリマー電解質素電池
が並列接続された積層型ポリマー電解質二次電池に係わ
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の発達にともない、小型
で軽量、かつエネルギー密度が高く、更に繰り返し充放
電が可能な二次電池の開発が要望されている。このよう
な二次電池としては、リチウムまたはリチウム合金を活
物質とする負極と、モリブデン、バナジウム、チタンあ
るいはニオブなどの酸化物、硫化物もしくはセレン化物
を活物質とする正極とを具備したリチウム二次電池が知
られている。しかしながら、リチウムまたはリチウム合
金を活物質とする負極を備えた二次電池は、充放電サイ
クルを繰り返すと負極にリチウムのデンドライトが発生
するため、充放電サイクル寿命が短いという問題点があ
る。
で軽量、かつエネルギー密度が高く、更に繰り返し充放
電が可能な二次電池の開発が要望されている。このよう
な二次電池としては、リチウムまたはリチウム合金を活
物質とする負極と、モリブデン、バナジウム、チタンあ
るいはニオブなどの酸化物、硫化物もしくはセレン化物
を活物質とする正極とを具備したリチウム二次電池が知
られている。しかしながら、リチウムまたはリチウム合
金を活物質とする負極を備えた二次電池は、充放電サイ
クルを繰り返すと負極にリチウムのデンドライトが発生
するため、充放電サイクル寿命が短いという問題点があ
る。
【０００３】このようなことから、負極に、例えばコー
クス、黒鉛、炭素繊維、樹脂焼成体、熱分解気相炭素の
ようなリチウムイオンを吸蔵放出する炭素質材料を用
い、ＬｉＰＦ6 のような電解質およびエチレンカーボネ
ート、プロピレンカーボネートのような非水溶媒からな
る電解液を用いた非水溶媒二次電池が提案されている。
前記非水溶媒二次電池は、デンドライト析出による負極
特性の劣化を改善することができるため、電池寿命と安
全性を向上することができる。
クス、黒鉛、炭素繊維、樹脂焼成体、熱分解気相炭素の
ようなリチウムイオンを吸蔵放出する炭素質材料を用
い、ＬｉＰＦ6 のような電解質およびエチレンカーボネ
ート、プロピレンカーボネートのような非水溶媒からな
る電解液を用いた非水溶媒二次電池が提案されている。
前記非水溶媒二次電池は、デンドライト析出による負極
特性の劣化を改善することができるため、電池寿命と安
全性を向上することができる。
【０００４】一方、米国特許第５，２９６，３１８号明
細書には正極、負極および電解質層にポリマーを添加す
ることにより柔軟性が付与されたハイブリッドポリマー
電解質を有する再充電可能なリチウムインターカレーシ
ョン電池、つまりポリマー電解質二次電池が開示されて
いる。このようなポリマー電解質二次電池は、活物質、
非水電解液およびこの電解液を保持するポリマーを含む
正極層を集電体に積層した正極と、リチウムイオンを吸
蔵放出し得る炭素質材料、非水電解液およびこの電解液
を保持するポリマーを含む負極層を集電体に積層した負
極と、前記正極層と負極層の間に介装された非水電解液
およびこの電解液を保持するポリマーを含む固体ポリマ
ー電解質層とを有する構造の素電池を備えている。
細書には正極、負極および電解質層にポリマーを添加す
ることにより柔軟性が付与されたハイブリッドポリマー
電解質を有する再充電可能なリチウムインターカレーシ
ョン電池、つまりポリマー電解質二次電池が開示されて
いる。このようなポリマー電解質二次電池は、活物質、
非水電解液およびこの電解液を保持するポリマーを含む
正極層を集電体に積層した正極と、リチウムイオンを吸
蔵放出し得る炭素質材料、非水電解液およびこの電解液
を保持するポリマーを含む負極層を集電体に積層した負
極と、前記正極層と負極層の間に介装された非水電解液
およびこの電解液を保持するポリマーを含む固体ポリマ
ー電解質層とを有する構造の素電池を備えている。
【０００５】ところで、前記素電池の用途の一つとして
図４〜図６に示すように複数の素電池を互いに並列接続
して熱収縮性フィルムからなる外装フィルムに収納して
積層型ポリマー電解質二次電池を組み立てることが考え
られている。
図４〜図６に示すように複数の素電池を互いに並列接続
して熱収縮性フィルムからなる外装フィルムに収納して
積層型ポリマー電解質二次電池を組み立てることが考え
られている。
【０００６】すなわち、図４は組立て前のリード接続さ
れた素電池を示す斜視図、図５は絶縁膜付リードを示す
斜視図、図６は積層型ポリマー電解質二次電池を示す斜
視図である。図４において、例えば５つのポリマー電解
質素電池２１1 〜２１5 は、活物質、非水電解液および
この電解液を保持するポリマーを含む正極層２２を例え
ばアルミニウム箔からなる集電体２３に積層した正極
と、リチウムイオンを吸蔵放出し得る炭素質材料、非水
電解液およびこの電解液を保持するポリマーを含む負極
層２４を例えば銅箔からなる集電体２５に積層した負極
と、前記正極層２２と負極層２４の間に介装された非水
電解液およびこの電解液を保持するポリマーを含む固体
ポリマー電解質層２６とから構成されている。前記素電
池２１1 〜２１5 は、互いに所望の間隔をあけて一方向
に並んで配置されている。正極用絶縁膜付リード２７
は、前記素電池２１1 〜２１5 の正極の集電体２３の表
面にそれぞれ電気的に接続されている。この絶縁膜付リ
ード２７は、図５に示すように帯状のリード板２８と、
前記集電体２３との接続部を除く前記リード板２８に被
覆され、負極集電体との接触を防ぐための絶縁膜２９と
からなる。前述した図５と同様な構造を有する負極用絶
縁膜付リード３０は、前記素電池２１1 〜２１5の負極
の集電体２５の表面にそれぞれ電気的に接続されてい
る。
れた素電池を示す斜視図、図５は絶縁膜付リードを示す
斜視図、図６は積層型ポリマー電解質二次電池を示す斜
視図である。図４において、例えば５つのポリマー電解
質素電池２１1 〜２１5 は、活物質、非水電解液および
この電解液を保持するポリマーを含む正極層２２を例え
ばアルミニウム箔からなる集電体２３に積層した正極
と、リチウムイオンを吸蔵放出し得る炭素質材料、非水
電解液およびこの電解液を保持するポリマーを含む負極
層２４を例えば銅箔からなる集電体２５に積層した負極
と、前記正極層２２と負極層２４の間に介装された非水
電解液およびこの電解液を保持するポリマーを含む固体
ポリマー電解質層２６とから構成されている。前記素電
池２１1 〜２１5 は、互いに所望の間隔をあけて一方向
に並んで配置されている。正極用絶縁膜付リード２７
は、前記素電池２１1 〜２１5 の正極の集電体２３の表
面にそれぞれ電気的に接続されている。この絶縁膜付リ
ード２７は、図５に示すように帯状のリード板２８と、
前記集電体２３との接続部を除く前記リード板２８に被
覆され、負極集電体との接触を防ぐための絶縁膜２９と
からなる。前述した図５と同様な構造を有する負極用絶
縁膜付リード３０は、前記素電池２１1 〜２１5の負極
の集電体２５の表面にそれぞれ電気的に接続されてい
る。
【０００７】積層型ポリマー電解質二次電池３１は、図
６に示すように前記絶縁膜付リード２７、３０が接続さ
れた前記素電池２１1 〜２１5 を前記絶縁膜付リード２
７、３０部分で蛇行して屈曲させることにより正極集電
体２３同士、負極集電体２５同士が互いに対向接触させ
て上下に積み重ねられた素電池２１1 〜２１5 と、積み
重ね方向に沿う前記素電池２１1 〜２１5 の対向する側
面に交互に配置され、前記素電池２１1 〜２１5 の正極
集電体２３を相互に接続する絶縁膜付リード２７と、積
み重ね方向に沿う前記素電池２１1 〜２１5 の対向する
側面に交互に配置され、前記素電池２１1 〜２１5 の負
極集電体２５を相互に接続する絶縁膜付リード３０と、
前記絶縁膜付リード２７、３０を含む前記積み重ねられ
た素電池２１1 〜２１5 を収納する熱収縮性フィルムか
らなる外装フィルム３２とから構成されている。なお、
前記積層型ポリマー電解質二次電池３１は最上層の素電
池２１1 を覆う外装フィルム３２部分が一部開口されて
前記素電池２１1 の正極集電体２３が露出され、かつ最
下層の素電池２１5 を覆う外装フィルム３２部分が一部
開口されて前記素電池２１5 の負極集電体２５が露出さ
れて外部との接続が図れるようになっている。
６に示すように前記絶縁膜付リード２７、３０が接続さ
れた前記素電池２１1 〜２１5 を前記絶縁膜付リード２
７、３０部分で蛇行して屈曲させることにより正極集電
体２３同士、負極集電体２５同士が互いに対向接触させ
て上下に積み重ねられた素電池２１1 〜２１5 と、積み
重ね方向に沿う前記素電池２１1 〜２１5 の対向する側
面に交互に配置され、前記素電池２１1 〜２１5 の正極
集電体２３を相互に接続する絶縁膜付リード２７と、積
み重ね方向に沿う前記素電池２１1 〜２１5 の対向する
側面に交互に配置され、前記素電池２１1 〜２１5 の負
極集電体２５を相互に接続する絶縁膜付リード３０と、
前記絶縁膜付リード２７、３０を含む前記積み重ねられ
た素電池２１1 〜２１5 を収納する熱収縮性フィルムか
らなる外装フィルム３２とから構成されている。なお、
前記積層型ポリマー電解質二次電池３１は最上層の素電
池２１1 を覆う外装フィルム３２部分が一部開口されて
前記素電池２１1 の正極集電体２３が露出され、かつ最
下層の素電池２１5 を覆う外装フィルム３２部分が一部
開口されて前記素電池２１5 の負極集電体２５が露出さ
れて外部との接続が図れるようになっている。
【０００８】しかしながら、前述した図６に示す複数の
素電池２１1 〜２１5 を並列接続して積み重ねた積層型
ポリマー電解質二次電池３１は各素電池２１1 〜２１5
の正極集電体同士および負極集電体同士を接続するため
の絶縁膜付リード２７、３０をそれぞれ素電池の個数か
ら１引いた数取り付ける必要がある。その結果、集合電
池の組み立てが繁雑になり、しかも絶縁膜付リード２
７、３０の使用によりコスト高になる。さらに、各素電
池２１1 〜２１5 の積み重ね部分に前記絶縁膜付リード
２７、３０の二枚折り部が介在されるため、二次電池の
高さが実効的に高くなり、小型化の妨げになる。
素電池２１1 〜２１5 を並列接続して積み重ねた積層型
ポリマー電解質二次電池３１は各素電池２１1 〜２１5
の正極集電体同士および負極集電体同士を接続するため
の絶縁膜付リード２７、３０をそれぞれ素電池の個数か
ら１引いた数取り付ける必要がある。その結果、集合電
池の組み立てが繁雑になり、しかも絶縁膜付リード２
７、３０の使用によりコスト高になる。さらに、各素電
池２１1 〜２１5 の積み重ね部分に前記絶縁膜付リード
２７、３０の二枚折り部が介在されるため、二次電池の
高さが実効的に高くなり、小型化の妨げになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、並列接続さ
れた複数の素電池を有し、構造が簡単でかつ小型で、さ
らに耐衝撃性の優れた積層型ポリマー電解質二次電池を
提供しようとするものである。
れた複数の素電池を有し、構造が簡単でかつ小型で、さ
らに耐衝撃性の優れた積層型ポリマー電解質二次電池を
提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる積層型ポ
リマー電解質二次電池は、活物質、非水電解液およびこ
の電解液を保持するポリマーを含む正極層を集電体に積
層した正極と、リチウムイオンを吸蔵放出する炭素質材
料を含み、かつ非水電解液を保持する負極層を集電体に
積層した負極と、前記正極層および負極層の間に介装さ
れた非水電解液およびこの電解液を保持するポリマーを
含む固体ポリマー電解質層とを有するポリマー電解質素
電池；複数の前記素電池を互いに所望の間隔をあけて挟
持した２枚の電導性シート；前記複数の素電池の間に配
置された複数の柔軟性を有する絶縁体；を具備し、前記
２枚の電導性シートは、蛇行して屈曲され、前記絶縁体
は屈曲された前記電導性シートの左右の折曲げ部に交互
に配置され、かつ前記各素電池はそれらの正負極の集電
体が前記２枚の電導性シートにそれぞれ共通に接続して
上下に積み重ねられることを特徴とするものである。
リマー電解質二次電池は、活物質、非水電解液およびこ
の電解液を保持するポリマーを含む正極層を集電体に積
層した正極と、リチウムイオンを吸蔵放出する炭素質材
料を含み、かつ非水電解液を保持する負極層を集電体に
積層した負極と、前記正極層および負極層の間に介装さ
れた非水電解液およびこの電解液を保持するポリマーを
含む固体ポリマー電解質層とを有するポリマー電解質素
電池；複数の前記素電池を互いに所望の間隔をあけて挟
持した２枚の電導性シート；前記複数の素電池の間に配
置された複数の柔軟性を有する絶縁体；を具備し、前記
２枚の電導性シートは、蛇行して屈曲され、前記絶縁体
は屈曲された前記電導性シートの左右の折曲げ部に交互
に配置され、かつ前記各素電池はそれらの正負極の集電
体が前記２枚の電導性シートにそれぞれ共通に接続して
上下に積み重ねられることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる積層型ポリ
マー電解質二次電池を図１〜図３を参照して説明する。
例えば４つのポリマー電解質素電池１1 〜１4 は、正極
用電導性シート２および負極用電導性シート３の間にそ
の長手方向にその素電池の厚さの約２倍の厚さに相当す
る距離をあけて配置されている。前記素電池１1 〜１4
は、図３に示すように正極層４を例えばアルミニウム
箔、アルミニウム製の網体もしくはエキスパンドメタル
からなる集電体５に積層した正極と、負極層６を例えば
銅箔、銅製の網体もしくはエキスパンドメタルもしくは
銅メッシュからなる集電体７に積層した負極と、前記正
極層４と負極層６の間に介装された固体ポリマー電解質
層８とから構成されている。前記正極用電導性シート２
は、前記素電池１1 〜１4 側にアルミニウムシートが張
り合わされたポリエステルシートからなり、前記アルミ
ニウムシートが前記素電池１1 〜１4 の正極集電体５と
接している。前記負極用電導性シート３は、前記素電池
１1 〜１4 側に銅シートが張り合わされたポリエステル
シートからなり、前記銅シートが前記素電池１1 〜１4
の前記負極集電体７に接している。なお、電導性シート
は前記アルミニウムシートをラミネートした構造のもの
に限らず、例えば銅シートが張り合わされたポリエステ
ルシート；アルミニウムシート、銅シートなどの金属シ
ート；ゴム状シリコンに銀、銅などの金属粉末を分散さ
せた電導性エラストマー；ポリイソブチレンにカーボン
ブラックを混合した電導性高分子シート；またはヨウ素
もしくはＡｓＦ5 がドーピングされた電導性ポリアセチ
レンシート等が挙げる。これらの電導性シートの中で非
水溶媒の滲み出しを阻止するアルミニウム、銅のシート
が張り合わされたポリエステルシートが好ましい。
マー電解質二次電池を図１〜図３を参照して説明する。
例えば４つのポリマー電解質素電池１1 〜１4 は、正極
用電導性シート２および負極用電導性シート３の間にそ
の長手方向にその素電池の厚さの約２倍の厚さに相当す
る距離をあけて配置されている。前記素電池１1 〜１4
は、図３に示すように正極層４を例えばアルミニウム
箔、アルミニウム製の網体もしくはエキスパンドメタル
からなる集電体５に積層した正極と、負極層６を例えば
銅箔、銅製の網体もしくはエキスパンドメタルもしくは
銅メッシュからなる集電体７に積層した負極と、前記正
極層４と負極層６の間に介装された固体ポリマー電解質
層８とから構成されている。前記正極用電導性シート２
は、前記素電池１1 〜１4 側にアルミニウムシートが張
り合わされたポリエステルシートからなり、前記アルミ
ニウムシートが前記素電池１1 〜１4 の正極集電体５と
接している。前記負極用電導性シート３は、前記素電池
１1 〜１4 側に銅シートが張り合わされたポリエステル
シートからなり、前記銅シートが前記素電池１1 〜１4
の前記負極集電体７に接している。なお、電導性シート
は前記アルミニウムシートをラミネートした構造のもの
に限らず、例えば銅シートが張り合わされたポリエステ
ルシート；アルミニウムシート、銅シートなどの金属シ
ート；ゴム状シリコンに銀、銅などの金属粉末を分散さ
せた電導性エラストマー；ポリイソブチレンにカーボン
ブラックを混合した電導性高分子シート；またはヨウ素
もしくはＡｓＦ5 がドーピングされた電導性ポリアセチ
レンシート等が挙げる。これらの電導性シートの中で非
水溶媒の滲み出しを阻止するアルミニウム、銅のシート
が張り合わされたポリエステルシートが好ましい。
【００１２】３つの柔軟性を有する帯状絶縁体９1 〜９
3 は、前記２枚の電導性シート２、３の間で、前記素電
池１1 〜１4 の間のスペースに配置されている。なお、
前記素電池１1 〜１4 のうちで後述する前記電導性シー
ト２、３の屈曲により最上層および最下層に位置する素
電池１1 、１4 は、これ以外の素電池１2 、１3 より前
記絶縁体９1 〜９3 の厚さに相当する分、長くなってい
る。
3 は、前記２枚の電導性シート２、３の間で、前記素電
池１1 〜１4 の間のスペースに配置されている。なお、
前記素電池１1 〜１4 のうちで後述する前記電導性シー
ト２、３の屈曲により最上層および最下層に位置する素
電池１1 、１4 は、これ以外の素電池１2 、１3 より前
記絶縁体９1 〜９3 の厚さに相当する分、長くなってい
る。
【００１３】前記正負極用電導性シート２、３を図２に
示すように蛇行して屈曲することにより積層型ポリマー
電解質二次電池１０が構成される。前記正負極用電導性
シート２、３の蛇行状の屈曲において、１段目および３
段目の屈曲では前記素電池１1 〜１4 の負極集電体７と
接触する負極用電導性シート３が互いに折り重なり、２
段目の屈曲では前記素電池１1 〜１4 の正極集電体５と
接触する正極用電導性シート２が互いに折り重り、前記
帯状絶縁体９1 〜９3 は屈曲された前記電導性シート
２、３の左右の折曲げ部に交互に配置され、かつ前記各
素電池１1 〜１4はそれらの正極集電体５が前記正極用
電導性シート２のアルミニウムシートに、負極集電体７
が前記負極用電導性シート３の銅シートにそれぞれ共通
に接続して上下に積み重ねられる。前記正負極用電導性
シート２、３を蛇行して屈曲することによりそれらの間
に配置されて上下に積み重ねられた前記素電池１1 〜１
4 は、熱収縮性フィルムからなる外装フィルム１１に収
納されている。なお、前記積層型ポリマー電解質二次電
池１０において、前記正極用電導性シート２の右端から
アルミニウムシートを一部突出させ、前記負極用電導性
シート３の左端から銅シートを一部突出させ、図２に示
す右側面において前記突出アルミニウムシートを正極端
子、前記突出銅シートを負極端子とし、これら端子が露
出するよう右側面の前記外装フィルム１１に開口を形成
する。なお、前述した電導性エラストマー、電導性高分
子シートもしくは電導性ポリアセチレンシートを正負極
用の電導性シートとして用いる場合には、アルミニウ
ム、銅の金属片を前記正極集電体及び負極集電体に超音
波接合または電気抵抗溶接でそれぞれ取り付けて正極端
子、負極端子とすればよい。
示すように蛇行して屈曲することにより積層型ポリマー
電解質二次電池１０が構成される。前記正負極用電導性
シート２、３の蛇行状の屈曲において、１段目および３
段目の屈曲では前記素電池１1 〜１4 の負極集電体７と
接触する負極用電導性シート３が互いに折り重なり、２
段目の屈曲では前記素電池１1 〜１4 の正極集電体５と
接触する正極用電導性シート２が互いに折り重り、前記
帯状絶縁体９1 〜９3 は屈曲された前記電導性シート
２、３の左右の折曲げ部に交互に配置され、かつ前記各
素電池１1 〜１4はそれらの正極集電体５が前記正極用
電導性シート２のアルミニウムシートに、負極集電体７
が前記負極用電導性シート３の銅シートにそれぞれ共通
に接続して上下に積み重ねられる。前記正負極用電導性
シート２、３を蛇行して屈曲することによりそれらの間
に配置されて上下に積み重ねられた前記素電池１1 〜１
4 は、熱収縮性フィルムからなる外装フィルム１１に収
納されている。なお、前記積層型ポリマー電解質二次電
池１０において、前記正極用電導性シート２の右端から
アルミニウムシートを一部突出させ、前記負極用電導性
シート３の左端から銅シートを一部突出させ、図２に示
す右側面において前記突出アルミニウムシートを正極端
子、前記突出銅シートを負極端子とし、これら端子が露
出するよう右側面の前記外装フィルム１１に開口を形成
する。なお、前述した電導性エラストマー、電導性高分
子シートもしくは電導性ポリアセチレンシートを正負極
用の電導性シートとして用いる場合には、アルミニウ
ム、銅の金属片を前記正極集電体及び負極集電体に超音
波接合または電気抵抗溶接でそれぞれ取り付けて正極端
子、負極端子とすればよい。
【００１４】次に、前述した正極層４、負極層６、固体
ポリマー電解質層８および絶縁体９1 〜９3 について詳
細に説明する。 １）正極層４ この正極層４は、活物質、導電材、非水電解液およびこ
の電解液を保持するポリマーを含む。
ポリマー電解質層８および絶縁体９1 〜９3 について詳
細に説明する。 １）正極層４ この正極層４は、活物質、導電材、非水電解液およびこ
の電解液を保持するポリマーを含む。
【００１５】前記活物質としては、例えばリチウムマン
ガン複合酸化物、二酸化マンガン、Ｌｉy ＮｉＯ2 （た
だし、ｙは原子比で０．０５＜ｙ≦１．０である）のよ
うなリチウム含有ニッケル酸化物、Ｌｉy ＣｏＯ2 （た
だし、ｙは原子比で０．０５＜ｙ≦１．０である）のよ
うなリチウム含有コバルト酸化物、Ｌｉy Ｃｏz Ｎｉ
1-z Ｏ2 （ただし、ｙ、ｚは原子比でそれぞれ０．０５
＜ｙ≦１．０、０＜ｚ＜１．０である）のようなリチウ
ム含有ニッケルコバルト酸化物、リチウムを含む非晶質
五酸化バナジウムのような種々の酸化物、二硫化チタ
ン、二硫化モリブテンのようなカルコゲン化合物等を用
いることができる。特に、リチウムマンガン複合酸化物
が好ましい。かかるリチウムマンガン複合酸化物の中で
も、組成式がＬｉx Ｍｎ2 Ｏ4 （ただし、ｘは原子比で
０．０５＜ｘ≦２．０である）で表されるものを用いる
ことが好ましい。このような組成のリチウムマンガン複
合酸化物を含む正極を備えたポリマー電解質二次電池
は、放電容量が向上される。
ガン複合酸化物、二酸化マンガン、Ｌｉy ＮｉＯ2 （た
だし、ｙは原子比で０．０５＜ｙ≦１．０である）のよ
うなリチウム含有ニッケル酸化物、Ｌｉy ＣｏＯ2 （た
だし、ｙは原子比で０．０５＜ｙ≦１．０である）のよ
うなリチウム含有コバルト酸化物、Ｌｉy Ｃｏz Ｎｉ
1-z Ｏ2 （ただし、ｙ、ｚは原子比でそれぞれ０．０５
＜ｙ≦１．０、０＜ｚ＜１．０である）のようなリチウ
ム含有ニッケルコバルト酸化物、リチウムを含む非晶質
五酸化バナジウムのような種々の酸化物、二硫化チタ
ン、二硫化モリブテンのようなカルコゲン化合物等を用
いることができる。特に、リチウムマンガン複合酸化物
が好ましい。かかるリチウムマンガン複合酸化物の中で
も、組成式がＬｉx Ｍｎ2 Ｏ4 （ただし、ｘは原子比で
０．０５＜ｘ≦２．０である）で表されるものを用いる
ことが好ましい。このような組成のリチウムマンガン複
合酸化物を含む正極を備えたポリマー電解質二次電池
は、放電容量が向上される。
【００１６】前記導電材としては、例えば人造黒鉛、ア
セチレンブラックなどのカーボンブラック等を用いるこ
とができる。前記電解液は、非水溶媒に電解質を溶解す
ることにより調製される。
セチレンブラックなどのカーボンブラック等を用いるこ
とができる。前記電解液は、非水溶媒に電解質を溶解す
ることにより調製される。
【００１７】前記非水溶媒としては、例えばエチレンカ
ーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボ
ネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネー
ト、スルホラン、アセトニトリル、１，２−ジメトキシ
エタン、１，３−ジメトキシプロパン、ジエチルエーテ
ル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラ
ン、γ−ブチロラクトン等を挙げるできる。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
よい。
ーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボ
ネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネー
ト、スルホラン、アセトニトリル、１，２−ジメトキシ
エタン、１，３−ジメトキシプロパン、ジエチルエーテ
ル、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラ
ン、γ−ブチロラクトン等を挙げるできる。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
よい。
【００１８】前記非水電解液に含まれる電解質として
は、例えば過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4 ）、六フッ
化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）、ホウフッ化リチウム
（ＬｉＢＦ4 ）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ
6 ）、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ
3 ＳＯ3 ）、ビストリフルオロメチルスルホニルイミド
リチウム［ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ］などのリチウム
塩（電解質）が挙げられる。
は、例えば過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4 ）、六フッ
化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）、ホウフッ化リチウム
（ＬｉＢＦ4 ）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ
6 ）、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ
3 ＳＯ3 ）、ビストリフルオロメチルスルホニルイミド
リチウム［ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ］などのリチウム
塩（電解質）が挙げられる。
【００１９】前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量
は、０．５〜２．０モル／ｌとすることが望ましい。前
記ポリマーとしては、例えばビニリデンフロライドーヘ
キサフルオロプロピレン（ＶＤＦ−ＨＦＰ）の共重合体
を用いることができる。このような共重合体において、
ＶＤＦは共重合体の骨格部で機械的強度の向上に寄与
し、ＨＦＰは前記共重合体に非晶質の状態で取り込ま
れ、前記電解液の保持とリチウムイオンの透過部として
機能する。前記ＨＦＰの共重割合は、前記共重合体の合
成方法にも依存するが、通常、最大で２０重量％前後で
ある。
は、０．５〜２．０モル／ｌとすることが望ましい。前
記ポリマーとしては、例えばビニリデンフロライドーヘ
キサフルオロプロピレン（ＶＤＦ−ＨＦＰ）の共重合体
を用いることができる。このような共重合体において、
ＶＤＦは共重合体の骨格部で機械的強度の向上に寄与
し、ＨＦＰは前記共重合体に非晶質の状態で取り込ま
れ、前記電解液の保持とリチウムイオンの透過部として
機能する。前記ＨＦＰの共重割合は、前記共重合体の合
成方法にも依存するが、通常、最大で２０重量％前後で
ある。
【００２０】２）負極層６ この負極層６は、リチウムイオンを吸蔵放出する炭素質
材料、非水電解液およびこの電解液を保持するポリマー
を含む。
材料、非水電解液およびこの電解液を保持するポリマー
を含む。
【００２１】前記炭素質材料としては、例えば有機高分
子化合物（例えば、フェノール樹脂、ポリアクリロニト
リル、セルロース等）を焼成することにより得られるも
の、コークスや、ピッチを焼成することにより得られる
もの、メソフェーズピッチを焼成することにより得られ
るもの、または人造グラファイト、天然グラファイト等
を挙げることができる。中でも、アルゴンガス、窒素ガ
ス等の不活性ガス雰囲気中において、５００℃〜３００
０℃の温度で、常圧または減圧状態で前記有機高分子化
合物を焼成して得られる炭素質材料を用いることが好ま
しい。
子化合物（例えば、フェノール樹脂、ポリアクリロニト
リル、セルロース等）を焼成することにより得られるも
の、コークスや、ピッチを焼成することにより得られる
もの、メソフェーズピッチを焼成することにより得られ
るもの、または人造グラファイト、天然グラファイト等
を挙げることができる。中でも、アルゴンガス、窒素ガ
ス等の不活性ガス雰囲気中において、５００℃〜３００
０℃の温度で、常圧または減圧状態で前記有機高分子化
合物を焼成して得られる炭素質材料を用いることが好ま
しい。
【００２２】前記非水電解液およびポリマーは、前述し
た正極層で説明したのと同様なものが用いられる。 ３）ポリマー電解質層８ このポリマー電解質層８は、非水電解液およびこの電解
液を保持するポリマーを含む。
た正極層で説明したのと同様なものが用いられる。 ３）ポリマー電解質層８ このポリマー電解質層８は、非水電解液およびこの電解
液を保持するポリマーを含む。
【００２３】前記非水電解液およびポリマーは、前述し
た正極層で説明したのと同様なものが用いられる。 ４）絶縁体９1 〜９3 この絶縁体９1 〜９3 は、例えばアクリルゴム、イソプ
レンゴム、スチレン−ブタジエンゴムのような合成ゴム
等の柔軟性を有する絶縁材料から形成される。
た正極層で説明したのと同様なものが用いられる。 ４）絶縁体９1 〜９3 この絶縁体９1 〜９3 は、例えばアクリルゴム、イソプ
レンゴム、スチレン−ブタジエンゴムのような合成ゴム
等の柔軟性を有する絶縁材料から形成される。
【００２４】以上説明した積層型ポリマー電解質二次電
池１０によれば、図３に示すように正負極用電導性シー
ト２、３が蛇行して屈曲され、帯状絶縁体９1 〜９3 は
屈曲された前記電導性シート２、３の左右の折曲げ部に
交互に配置され、かつ前記各素電池１1 〜１4 はそれら
の正極集電体５が前記正極用電導性シート２に、負極集
電体７が前記負極用電導性シート３にそれぞれ共通に接
続して上下に積み重ねらているため、前記各素電池１1
〜１4 は正負極用電導性シート２、３により並列接続さ
れる。このような構成の二次電池１０は、前述した図６
に示す積層型ポリマー電解質二次電池に比べて構造が簡
単でかつ小型化が達成される。また、前記積層型ポリマ
ー電解質二次電池１０は４側面のうち対向する２側面に
柔軟性を有する帯状絶縁体９1 〜９3 が配置されている
ため、前記側面への衝撃を前記帯状絶縁体９1 〜９3 で
吸収できる。その結果、耐衝撃性の優れた二次電池１０
を実現できる。
池１０によれば、図３に示すように正負極用電導性シー
ト２、３が蛇行して屈曲され、帯状絶縁体９1 〜９3 は
屈曲された前記電導性シート２、３の左右の折曲げ部に
交互に配置され、かつ前記各素電池１1 〜１4 はそれら
の正極集電体５が前記正極用電導性シート２に、負極集
電体７が前記負極用電導性シート３にそれぞれ共通に接
続して上下に積み重ねらているため、前記各素電池１1
〜１4 は正負極用電導性シート２、３により並列接続さ
れる。このような構成の二次電池１０は、前述した図６
に示す積層型ポリマー電解質二次電池に比べて構造が簡
単でかつ小型化が達成される。また、前記積層型ポリマ
ー電解質二次電池１０は４側面のうち対向する２側面に
柔軟性を有する帯状絶縁体９1 〜９3 が配置されている
ため、前記側面への衝撃を前記帯状絶縁体９1 〜９3 で
吸収できる。その結果、耐衝撃性の優れた二次電池１０
を実現できる。
【００２５】なお、前述した図３の積層型ポリマー電解
質二次電池では４つの素電池を並列接続したが、３つま
たは５つ以上の素電池を正負極用電導性シート間に配置
し、かつ前記素電池間に柔軟性を有する絶縁体を配置
し、前記電導性シートを蛇行して屈曲させることにより
前記素電池を積重ねて並列接続してもよい。
質二次電池では４つの素電池を並列接続したが、３つま
たは５つ以上の素電池を正負極用電導性シート間に配置
し、かつ前記素電池間に柔軟性を有する絶縁体を配置
し、前記電導性シートを蛇行して屈曲させることにより
前記素電池を積重ねて並列接続してもよい。
【００２６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば並
列接続された複数の素電池を有し、構造が簡単かつ小型
で、さらに耐衝撃性の優れた積層型ポリマー電解質二次
電池を提供することができる。
列接続された複数の素電池を有し、構造が簡単かつ小型
で、さらに耐衝撃性の優れた積層型ポリマー電解質二次
電池を提供することができる。
【図１】本発明に係るポリマー電解質二次電池の組立て
前の状態を示す斜視図。
前の状態を示す斜視図。
【図２】図１のポリマー電解質素電池を示す部分切欠斜
視図。
視図。
【図３】積層型ポリマー電解質二次電池にを示す斜視
図。
図。
【図４】従来の組立て前のリード接続された素電池を示
す斜視図。
す斜視図。
【図５】図４の素電池接続に用いられる絶縁膜付リード
を示す斜視図。
を示す斜視図。
【図６】積層型ポリマー電解質二次電池を示す斜視図。
１1 〜１4 …ポリマー電解質素電池、２、３…電導性シ
ート、４…正極層、５、７…集電体、６…負極層、８…
ポリマー電解質層、９1 〜９3 …帯状絶縁体、１０…積
層型ポリマー電解質二次電池。
ート、４…正極層、５、７…集電体、６…負極層、８…
ポリマー電解質層、９1 〜９3 …帯状絶縁体、１０…積
層型ポリマー電解質二次電池。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土屋 謙二 東京都品川区南品川３丁目４番10号 東芝 電池株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 活物質、非水電解液およびこの電解液を
保持するポリマーを含む正極層を集電体に積層した正極
と、リチウムイオンを吸蔵放出する炭素質材料を含み、
かつ非水電解液を保持する負極層を集電体に積層した負
極と、前記正極層および負極層の間に介装された非水電
解液およびこの電解液を保持するポリマーを含む固体ポ
リマー電解質層とを有するポリマー電解質素電池；複数
の前記素電池を互いに所望の間隔をあけて挟持した２枚
の電導性シート；前記複数の素電池の間に配置された複
数の柔軟性を有する絶縁体；を具備し、 前記２枚の電導性シートは、蛇行して屈曲され、前記絶
縁体は屈曲された前記電導性シートの左右の折曲げ部に
交互に配置され、かつ前記各素電池はそれらの正負極の
集電体が前記２枚の電導性シートにそれぞれ共通に接続
して上下に積み重ねられることを特徴とする積層型ポリ
マー電解質二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7191668A JPH0945370A (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | 積層型ポリマー電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7191668A JPH0945370A (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | 積層型ポリマー電解質二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0945370A true JPH0945370A (ja) | 1997-02-14 |
Family
ID=16278477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7191668A Pending JPH0945370A (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | 積層型ポリマー電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0945370A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100733894B1 (ko) * | 2006-02-13 | 2007-07-02 | 국방과학연구소 | 비축형 단위 전지 |
| CN103259049A (zh) * | 2012-02-17 | 2013-08-21 | 株式会社半导体能源研究所 | 蓄电装置 |
| CN103824985A (zh) * | 2014-03-20 | 2014-05-28 | 东莞新能源科技有限公司 | 柔性电池组及其制造方法 |
-
1995
- 1995-07-27 JP JP7191668A patent/JPH0945370A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100733894B1 (ko) * | 2006-02-13 | 2007-07-02 | 국방과학연구소 | 비축형 단위 전지 |
| CN103259049A (zh) * | 2012-02-17 | 2013-08-21 | 株式会社半导体能源研究所 | 蓄电装置 |
| CN103259049B (zh) * | 2012-02-17 | 2018-11-06 | 株式会社半导体能源研究所 | 蓄电装置 |
| CN103824985A (zh) * | 2014-03-20 | 2014-05-28 | 东莞新能源科技有限公司 | 柔性电池组及其制造方法 |
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