JPH10112305A - 非水電解液二次電池およびその製造方法 - Google Patents

非水電解液二次電池およびその製造方法

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JPH10112305A
JPH10112305A JP8265791A JP26579196A JPH10112305A JP H10112305 A JPH10112305 A JP H10112305A JP 8265791 A JP8265791 A JP 8265791A JP 26579196 A JP26579196 A JP 26579196A JP H10112305 A JPH10112305 A JP H10112305A
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JP
Japan
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secondary battery
electrolyte secondary
separator
aqueous electrolyte
resin film
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JP8265791A
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English (en)
Inventor
Seiichi Ikuyama
清一 生山
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 保存劣化を抑止して高信頼性を有する非水電
解液二次電池およびその製造方法の提供。 【解決手段】 負極1と正極2とがポリエチレン樹脂フ
ィルムを有するセパレータ3を介して対向配置され、電
池缶5内に封口ガスケット6を介して密封される非水電
解液二次電池およびその製造方法において、セパレータ
3を構成するポリエチレン樹脂フィルムに1kGy以上
500kGy以下の電子線を照射して部分的に架橋する
工程を有するとともに、セパレータ3を構成するポリエ
チレン樹脂フィルムが電子線の照射により部分的に架橋
されたものであ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】本発明は非水電解液二次電池
およびその製造方法に関し、さらに詳しくは、負極と正
極とがセパレータを介して対向配置され、電池缶内に封
口ガスケットを介して密封される非水電解液二次電池お
よびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子手帳、電子計算機、携帯型電
話機等のコードレス電子機器の発達には目を見張るもの
があり、これ等の電源用として電池電圧が高く、高エネ
ルギー密度を有し、自己放電が少なく、且つサイクル特
性に優れた非水電解液二次電池が期待されている。とこ
ろで、負極にリチウムをドープ脱ドープ可能な活物質を
用い、正極にリチウム遷移金属酸化物を活物質に用いる
非水電解液二次電池では、正極と負極とがポリエチレン
樹脂フィルム、ポリプロピレン樹脂フィルム、あるいは
ポリエチレン樹脂フィルムとポリプロピレン樹脂フィル
ムとを積層したセパレータを介して対向配置されてい
る。このセパレータは正極と負極とのショートを防止す
るが、正極と負極との間をリチウムイオンが自由に移動
できるものでなくてはならない。
【0003】一般に、上記した材質のセパレータは正極
と負極とのショート防止、および正極と負極との間のリ
チウムイオンの自由移動に関しては満足するものである
が、非水電解液二次電池を充電状態で高温保存した場
合、セパレータが電解液により膨潤劣化して容量劣化す
る等の保存性に問題があり、信頼性を十分に満足するも
のではなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、保存
劣化を抑止して高信頼性を有する非水電解液二次電池お
よびその製造方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の非水電解液二次電池では、負極と正極とが
ポリエチレン樹脂フィルムを有するセパレータを介して
対向配置され、電池缶内に封口ガスケットを介して密封
される非水電解液二次電池において、ポリエチレン樹脂
フィルムが、電子線の照射により部分的に架橋されたも
のであることを特徴とする。
【0006】また、本発明の非水電解液二次電池の製造
方法では、負極と正極とがポリエチレン樹脂フィルムを
有するセパレータを介して対向配置され、電池缶内に封
口ガスケットを介して密封される非水電解液二次電池の
製造方法において、ポリエチレン樹脂フィルムに1kG
y以上500kGy以下の電子線を照射し、ポリエチレ
ン樹脂フィルムを部分的に架橋する工程を有することを
特徴とする。
【0007】上述した手段によれば、電子線の照射によ
りポリエチレン樹脂フィルムの部分的架橋を容易に行う
ことができるとともに、その照射量により架橋密度も容
易に制御することができる。また、部分的に架橋された
ポリエチレン樹脂フィルムを有するセパレータは耐熱性
および耐薬品性が改善され、電解質による膨潤劣化を抑
止するとともに、非水電解液二次電池の保存劣化を抑止
する作用がある。
【0008】
【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例と、
実施例と対比する比較例について、図1に示した円筒型
の非水電解液二次電池の概略側面断面図を参照して説明
する。なお、本発明は以下に示した実施例に限定される
ものでないことは言うまでもない。
【0009】実施例1 先ず、以下の組成物をボールミルで5時間混合して正極
活物質層塗料を作製し、これを正極集電体11である2
0μm厚のアルミニウム箔の両面に乾燥後の正極活物質
層厚が100μmとなるように塗布して乾燥させる。そ
の後プレスして正極2の大きさに裁断した。
【0010】 LiCoO2 (比表面積0.4m2 /g)85重量部 カーボン(比表面積250m2 /g) 10重量部 ポリフッ化ビニリデン 5重量部 (商品名HYLAR301F、AUSIMONT社製) N−メチル−2−ピロリドン 40重量部 (三菱化学社製)
【0011】次に、以下の組成物をボールミルで5時間
混合して負極活物質層塗料を作製し、これを負極集電体
10である10μm厚の銅箔の両面に乾燥後の負極活物
質層厚が100μmとなるように塗布して乾燥させる。
その後プレスして負極1の大きさに裁断した。
【0012】 カーボン(比表面積8m2 /g) 85重量部 ポリフッ化ビニリデン 15重量部 (商品名HYLAR301F、AUSIMONT社製) N−メチル−2−ピロリドン 50重量部 (三菱化学社製)
【0013】次に、得られた正極2と負極1との間に、
厚さが25μmのポリエチレン樹脂フィルムに2kGy
の電子線を照射したセパレータ3を挟んで複数回巻き込
み、外径18mmの渦巻き型電極体を作製し、これをニ
ッケルメッキを施した電池缶5に収納した。そして、渦
巻き型電極体の上下に絶縁板4を配置した後、正極2の
集電体から正極リード13を導出して電池蓋7に溶接
し、負極1の集電体から負極リード12を導出して電池
缶5に溶接した。
【0014】次に、渦巻き型電極体が収納された電池缶
5内に、プロピレンカーボネートとジメチルカーボネー
トとの体積比を1対1に混合した混合溶媒にLiPF6
を1モル/l溶解した電解液を注入した後、電流遮断機
構を有する安全弁装置8、電池蓋7を電池缶5にアスフ
ァルトで表面を塗布した封口ガスケット6を介してかし
めて固定し、外径18mm、高さ65mmの円筒形の非
水電解液二次電池を完成した。
【0015】実施例2 本実施例は、10kGyの電子線を厚さが25μmのポ
リエチレン樹脂フィルムに照射してこれをセパレータ3
として用いた以外、実施例1に示した事例と同様の工程
で外径18mm、高さ65mmの円筒形の非水電解液二
次電池を完成した。
【0016】実施例3 本実施例は、100kGyの電子線を厚さが25μmの
ポリエチレン樹脂フィルムに照射してこれをセパレータ
3として用いた以外、実施例1に示した事例と同様の工
程で外径18mm、高さ65mmの円筒形の非水電解液
二次電池を完成した。
【0017】実施例4 本実施例は、500kGyの電子線を厚さが25μmの
ポリエチレン樹脂フィルムに照射してこれをセパレータ
3として用いた以外、実施例1に示した事例と同様の工
程で外径18mm、高さ65mmの円筒形の非水電解液
二次電池を完成した。
【0018】実施例5 本実施例は、10kGyの電子線を各々の厚さが12.
5μmのポリエチレン樹脂フィルムとポリプロピレン樹
脂フィルムを積層したものに照射してこれをセパレータ
3として用いた以外、実施例1に示した事例と同様の工
程で外径18mm、高さ65mmの円筒形の非水電解液
二次電池を完成した。
【0019】比較例1 本比較例は、25μmのポリエチレン樹脂フィルムに全
く電子線を照射しなかったものをセパレータ3として用
いた以外、実施例1に示した事例と同様の工程で外径1
8mm、高さ65mmの円筒形の非水電解液二次電池を
完成した。
【0020】比較例2 本比較例は、0.5kGyの電子線を厚さが25μmの
ポリエチレン樹脂フィルムに照射してこれをセパレータ
3として用いた以外、実施例1に示した事例と同様の工
程で外径18mm、高さ65mmの円筒形の非水電解液
二次電池を完成した。
【0021】比較例3 本比較例は、700kGyの電子線を厚さが25μmの
ポリエチレン樹脂フィルムに照射してこれをセパレータ
3として用いた以外、実施例1に示した事例と同様の工
程で外径18mm、高さ65mmの円筒形の非水電解液
二次電池を完成した。
【0022】比較例4 本比較例は、25μmのポリプロピレン樹脂フィルムに
全く電子線を照射しなかったものをセパレータ3として
用いた以外、実施例1に示した事例と同様の工程で外径
18mm、高さ65mmの円筒形の非水電解液二次電池
を完成した。
【0023】比較例5 本比較例は、50kGyの電子線を厚さが25μmのポ
リプロピレン樹脂フィルムに照射してこれをセパレータ
3として用いた以外、実施例1に示した事例と同様の工
程で外径18mm、高さ65mmの円筒形の非水電解液
二次電池を完成した。
【0024】以上、実施例1〜5および比較例1〜5を
高温保存劣化率と負荷特性について下記条件で評価し、
結果を表1に示す。
【0025】高温保存劣化率 完成した非水電解液二次電池に1A、4.2Vの定電流
定電圧充電を3時間行った後、500mAで2.75V
カットオフの定電流放電を行い、これを初期容量とし
た。次に、上記と同様の充電条件で再度充電して45℃
の環境下に一ヵ月間保存した後、上記と同様の放電条件
で放電を行い、これを保存後容量とした。そして、(初
期容量−保存後容量)/初期容量の割合を%で表して評
価した。
【0026】負荷特性 完成した非水電解液二次電池に1A、4.2Vの定電流
定電圧充電を3時間行った後、200mAで2.75V
カットオフの定電流放電を行う。そして、再度1A、
4.2Vの定電流定電圧充電を3時間行った後、2Aで
2.75Vカットオフの定電流放電を行い、2Aと20
0mAとの維持率を%で表して評価した。
【0027】
【表1】
【0028】表1から明らかなように、電子線の照射量
が1kGy以上500kGy以下である実施例1〜5で
は高温保存劣化率および負荷特性の何れも満足する結果
であり、特に高温保存劣化率が何れも一桁であった。し
かしながら、電子線を全く照射しなかった比較例1およ
び比較例4、電子線の照射量が1kGy以下の比較例
2、500kGy以上である700kGyの電子線を照
射した比較例3、ポリプロピレン樹脂フィルムで構成さ
れたセパレータ3に50kGyの電子線を照射した比較
例5は高温保存劣化率および負荷特性の何れも満足する
ものはなかった。
【0029】
【発明の効果】本発明の非水電解液二次電池およびその
製造方法によれば、保存劣化が抑止された高信頼性を有
する非水電解液二次電池およびその製造方法を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 円筒型の非水電解液二次電池の概略側面断面
図である。
【符号の説明】
1…負極、2…正極、3…セパレータ、4…絶縁板、5
…電池缶、6…封口ガスケット、7…電池蓋、8…安全
弁装置、9…PTC素子、10…負極集電体、11…正
極集電体、12…負極リード、13…正極リード、14
…センターピン

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 負極と正極とがポリエチレン樹脂フィル
    ムを有するセパレータを介して対向配置され、 電池缶内に封口ガスケットを介して密封される非水電解
    液二次電池において、 前記ポリエチレン樹脂フィルムが、電子線の照射により
    部分的に架橋されたものであることを特徴とする非水電
    解液二次電池。
  2. 【請求項2】 負極と正極とがポリエチレン樹脂フィル
    ムを有するセパレータを介して対向配置され、 電池缶内に封口ガスケットを介して密封される非水電解
    液二次電池の製造方法において、 前記ポリエチレン樹脂フィルムに電子線を照射し、前記
    ポリエチレン樹脂フィルムを部分的に架橋する工程を有
    することを特徴とする非水電解液二次電池の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記電子線の照射量が1kGy以上50
    0kGy以下であることを特徴とする請求項2に記載の
    非水電解液二次電池の製造方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7402360B2 (en) 2003-03-28 2008-07-22 Sanyo Electric Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte battery
KR100998568B1 (ko) * 2008-03-26 2010-12-07 한국원자력연구원 내열성이 우수한 리튬 이차전지용 분리막 제조방법 및 이를이용하여 제조된 분리막
KR101027120B1 (ko) 2009-11-11 2011-04-05 한국수력원자력 주식회사 방사선 조사를 이용한 유/무기 복합막의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 유/무기 복합막
KR101077914B1 (ko) 2009-09-22 2011-10-31 한국수력원자력 주식회사 높은 기공도와 우수한 기계적 및 열적 특성을 가지는 리튬 이차전지용 폴리에틸렌 미세다공성 분리막 및 이의 제조방법
CN107636860A (zh) * 2015-04-10 2018-01-26 赛尔格有限责任公司 改进的微孔膜、隔板、锂电池及相关方法

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