JPH10172565A - シート状リチウム二次電池 - Google Patents
シート状リチウム二次電池Info
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- JPH10172565A JPH10172565A JP8331091A JP33109196A JPH10172565A JP H10172565 A JPH10172565 A JP H10172565A JP 8331091 A JP8331091 A JP 8331091A JP 33109196 A JP33109196 A JP 33109196A JP H10172565 A JPH10172565 A JP H10172565A
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- Japan
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- sheet
- separator
- bag
- positive
- negative electrode
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池要素間の位置ずれに基づく正負両極シー
ト間の短絡問題がなく、且つ外装シート内を液体電解質
にて気密に且つ均一に含浸することができる、工業的な
製造が極めて容易なシート状リチウム二次電池を提供す
ることにある。 【解決手段】 セパレータシートが接合されて袋体を呈
するセパレータ内に正極シートおよび／または負極シー
トを該袋体の外に離脱出来ないように収容した状態で外
装シート内に気密に収容されており、且つ該袋体を呈す
るセパレータは非水系の液体電解質の該袋体内外への自
由な移動を許容する非接合部を有することを特徴とす
る。 【効果】 正負両極シート間の短絡や液体電解質の含浸
不良の問題がなく、工業的な製造が極めて容易であるの
で、シート状リチウム二次電池の長所たるスペースファ
クター、軽量、良放熱性に基づく安全性などが高度に活
かされる。
ト間の短絡問題がなく、且つ外装シート内を液体電解質
にて気密に且つ均一に含浸することができる、工業的な
製造が極めて容易なシート状リチウム二次電池を提供す
ることにある。 【解決手段】 セパレータシートが接合されて袋体を呈
するセパレータ内に正極シートおよび／または負極シー
トを該袋体の外に離脱出来ないように収容した状態で外
装シート内に気密に収容されており、且つ該袋体を呈す
るセパレータは非水系の液体電解質の該袋体内外への自
由な移動を許容する非接合部を有することを特徴とす
る。 【効果】 正負両極シート間の短絡や液体電解質の含浸
不良の問題がなく、工業的な製造が極めて容易であるの
で、シート状リチウム二次電池の長所たるスペースファ
クター、軽量、良放熱性に基づく安全性などが高度に活
かされる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム二次電池
に関し、特にシート状のリチウム二次電池に関する。
に関し、特にシート状のリチウム二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】携帯型の電話やパソコンなどの電子機器
用の電池として放電容量の大きいリチウム二次電池が脚
光を浴びている。このリチウム二次電池として、従来は
主として円柱状や箱型など、立体型電池が主流をなして
きたが、近時、スペースファクター並びに軽量の点か
ら、シート状のリチウム二次電池に関心が高まってい
る。シート状リチウム二次電池は、基本的には、正負両
極シートの間に電解質を介在させた状態にて巻回される
ことなく適当な外装シートにて封止した構造を有する。
電解質については、立体型電池と同様に、固体のものと
液体のものとが提案されている。液体電解質は、立体型
電池の場合と同様に、これをセパレータに含浸した状態
で使用される。シート状リチウム二次電池の長所は、立
体型電池と異なって薄型であるので良放熱性のために電
池内に熱が籠もる程度が低く、このためにたとえ何らか
の理由で過電流が流れ、あるいは釘などによる貫通傷が
生じても、電池内部のリチウムの燃焼による爆発事故が
起こり難く頗る安全なることである。
用の電池として放電容量の大きいリチウム二次電池が脚
光を浴びている。このリチウム二次電池として、従来は
主として円柱状や箱型など、立体型電池が主流をなして
きたが、近時、スペースファクター並びに軽量の点か
ら、シート状のリチウム二次電池に関心が高まってい
る。シート状リチウム二次電池は、基本的には、正負両
極シートの間に電解質を介在させた状態にて巻回される
ことなく適当な外装シートにて封止した構造を有する。
電解質については、立体型電池と同様に、固体のものと
液体のものとが提案されている。液体電解質は、立体型
電池の場合と同様に、これをセパレータに含浸した状態
で使用される。シート状リチウム二次電池の長所は、立
体型電池と異なって薄型であるので良放熱性のために電
池内に熱が籠もる程度が低く、このためにたとえ何らか
の理由で過電流が流れ、あるいは釘などによる貫通傷が
生じても、電池内部のリチウムの燃焼による爆発事故が
起こり難く頗る安全なることである。
【０００３】シート状リチウム二次電池は、立体型電池
と比較して構造が簡単であるために、製造が容易のよう
に予想されがちであるが、電解質として非水系の液体電
解質を使用する場合の工業的製造は予想外に困難とな
る。その理由は、主として該液体電解質を良好に外装シ
ートの袋内に気密に封止する際の種々の問題に由来す
る。以下その点について説明する。
と比較して構造が簡単であるために、製造が容易のよう
に予想されがちであるが、電解質として非水系の液体電
解質を使用する場合の工業的製造は予想外に困難とな
る。その理由は、主として該液体電解質を良好に外装シ
ートの袋内に気密に封止する際の種々の問題に由来す
る。以下その点について説明する。
【０００４】円柱状や箱型などの立体型電池は、その外
装容器は立体構造を有するので形状的に機械的強度が高
く、このために外装容器に必要電池要素を収容した後に
外装容器を真空容器と見立てて大気中で該装置内を真空
乃至減圧にして、液体電解質を該装置内に注入含浸する
ことができる。これに対してシート状リチウム二次電池
の外装シートは、封止の前は封筒状であるので大気中で
真空乃至減圧の作業を行うことができず、したがって封
筒状外装シートの中に必要電池要素を収容した後に外装
シートごと別の真空容器内に収容し、該真空容器内で液
体電解質の注入含浸、並びに外装シートの封止の作業を
行う必要がある。この際、必要電池要素を収容した封筒
状外装シートを移動するなどの行為によって電池要素中
の正極シート、セパレータ、および負極シートの位置関
係がずれて正負両極シート間が短絡する問題がある。こ
の短絡問題は、セパレータを袋体とし、正極シートおよ
び／または負極シートをセパレータ袋内に収容すること
によって一応解決することができる。なお、参考までに
特開平７−５０６０１号や特開平８−１６７４０１号な
どには、立体型電池の製造において上記とは別の目的で
正極シートおよび／または負極シートをセパレータ袋内
に収容することが示されている。しかしセパレータを袋
体として用いると、セパレータ袋体の存在のためにセパ
レータ袋体の内外で封筒状外装シート内での液体電解質
の移動に速度差が生じて封筒状外装シート内を液体電解
質にて気密に且つ均一に含浸することができない場合が
生じる。
装容器は立体構造を有するので形状的に機械的強度が高
く、このために外装容器に必要電池要素を収容した後に
外装容器を真空容器と見立てて大気中で該装置内を真空
乃至減圧にして、液体電解質を該装置内に注入含浸する
ことができる。これに対してシート状リチウム二次電池
の外装シートは、封止の前は封筒状であるので大気中で
真空乃至減圧の作業を行うことができず、したがって封
筒状外装シートの中に必要電池要素を収容した後に外装
シートごと別の真空容器内に収容し、該真空容器内で液
体電解質の注入含浸、並びに外装シートの封止の作業を
行う必要がある。この際、必要電池要素を収容した封筒
状外装シートを移動するなどの行為によって電池要素中
の正極シート、セパレータ、および負極シートの位置関
係がずれて正負両極シート間が短絡する問題がある。こ
の短絡問題は、セパレータを袋体とし、正極シートおよ
び／または負極シートをセパレータ袋内に収容すること
によって一応解決することができる。なお、参考までに
特開平７−５０６０１号や特開平８−１６７４０１号な
どには、立体型電池の製造において上記とは別の目的で
正極シートおよび／または負極シートをセパレータ袋内
に収容することが示されている。しかしセパレータを袋
体として用いると、セパレータ袋体の存在のためにセパ
レータ袋体の内外で封筒状外装シート内での液体電解質
の移動に速度差が生じて封筒状外装シート内を液体電解
質にて気密に且つ均一に含浸することができない場合が
生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、電池
要素間の位置ずれに基づく正負両極シート間の短絡問題
がなく、且つ外装シート内を液体電解質にて短時間内に
気密に且つ均一に含浸することができる、しかして工業
的な製造が極めて容易なシート状リチウム二次電池を提
供することにある。
要素間の位置ずれに基づく正負両極シート間の短絡問題
がなく、且つ外装シート内を液体電解質にて短時間内に
気密に且つ均一に含浸することができる、しかして工業
的な製造が極めて容易なシート状リチウム二次電池を提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のシート状リチウ
ム二次電池は、つぎの特徴を有する。 (1) セパレータシートを接合して形成されて袋体を呈す
るセパレータは、正極シートおよび／または負極シート
を該袋体の外に離脱出来ないように収容した状態で外装
シート内に気密に収容されており、且つ該袋体は非水系
の液体電解質の該袋体内外への自由な移動を許容する非
接合部を有することを特徴とするシート状リチウム二次
電池。 (2) セパレータシートが接合された部分の接合強度は、
少なくとも外装シート内が気密に封止されるまで持続す
る上記(1) 記載のシート状リチウム二次電池。 (3) 正極シートの活物質はリチウム含有遷移金属酸化物
であり、負極シートの活物質は黒鉛である(1) または
(2) 記載のシート状リチウム二次電池。
ム二次電池は、つぎの特徴を有する。 (1) セパレータシートを接合して形成されて袋体を呈す
るセパレータは、正極シートおよび／または負極シート
を該袋体の外に離脱出来ないように収容した状態で外装
シート内に気密に収容されており、且つ該袋体は非水系
の液体電解質の該袋体内外への自由な移動を許容する非
接合部を有することを特徴とするシート状リチウム二次
電池。 (2) セパレータシートが接合された部分の接合強度は、
少なくとも外装シート内が気密に封止されるまで持続す
る上記(1) 記載のシート状リチウム二次電池。 (3) 正極シートの活物質はリチウム含有遷移金属酸化物
であり、負極シートの活物質は黒鉛である(1) または
(2) 記載のシート状リチウム二次電池。
【０００７】
【作用】正極シートおよび／または負極シートは、例え
ば２枚のセパレータシートが互いの端部において接合さ
れて袋体を呈するセパレータ（以下、袋体セパレータ）
内に収容される。但し、該袋体セパレータは、それを構
成する上記２枚のセパレータシートの端部全周は接合さ
れてはおらず非接合部分をも有するので、封筒状外装シ
ート内に注入された液体電解質は、この非接合部分を通
じて該袋体の内外を自由に移動することができ、しかし
て極く短時間内に液体電解質は、封筒状外装シート内全
体を均一に充填することができ、ひいては外装シート内
を液体電解質にて気密に且つ均一に含浸することができ
る。一方、正極シートおよび／または負極シートは、少
なくとも外装シートが気密に封止されるまでの間は袋体
セパレータから外に離脱できないので互いに電気的に安
全に絶縁状態に保持され、したがって両極間の短絡問題
も防止される。
ば２枚のセパレータシートが互いの端部において接合さ
れて袋体を呈するセパレータ（以下、袋体セパレータ）
内に収容される。但し、該袋体セパレータは、それを構
成する上記２枚のセパレータシートの端部全周は接合さ
れてはおらず非接合部分をも有するので、封筒状外装シ
ート内に注入された液体電解質は、この非接合部分を通
じて該袋体の内外を自由に移動することができ、しかし
て極く短時間内に液体電解質は、封筒状外装シート内全
体を均一に充填することができ、ひいては外装シート内
を液体電解質にて気密に且つ均一に含浸することができ
る。一方、正極シートおよび／または負極シートは、少
なくとも外装シートが気密に封止されるまでの間は袋体
セパレータから外に離脱できないので互いに電気的に安
全に絶縁状態に保持され、したがって両極間の短絡問題
も防止される。
【０００８】本発明において、負極シート、正極シー
ト、負極活物質、正極活物質、正負の各集電体、非水系
の液体電解質、および袋体セパレータを形成するセパレ
ータシートなどは、いずれもリチウム二次電池あるいは
リチウムイオン二次電池の分野で従来から知られている
ものであってよい。就中、負極活物質と正極活物質につ
いては、非金属リチウム系のものがシート状リチウム二
次電池の安全性や取扱性を一層高める上で一般的に好ま
しい。
ト、負極活物質、正極活物質、正負の各集電体、非水系
の液体電解質、および袋体セパレータを形成するセパレ
ータシートなどは、いずれもリチウム二次電池あるいは
リチウムイオン二次電池の分野で従来から知られている
ものであってよい。就中、負極活物質と正極活物質につ
いては、非金属リチウム系のものがシート状リチウム二
次電池の安全性や取扱性を一層高める上で一般的に好ま
しい。
【０００９】負極活物質として好ましい例を挙げると、
各種の天然黒鉛や人造黒鉛、例えば繊維状黒鉛、鱗片状
黒鉛、球状黒鉛などの黒鉛類であり、結着剤としては、
ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオリ
ド、ポリエチレン、エチレン−プロピレン−ジエン系ポ
リマーなどである。負極活物質の使用量は、負極活物質
と結着剤との合計量１００重量部あたり８０〜９６重量
部程度である。
各種の天然黒鉛や人造黒鉛、例えば繊維状黒鉛、鱗片状
黒鉛、球状黒鉛などの黒鉛類であり、結着剤としては、
ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオリ
ド、ポリエチレン、エチレン−プロピレン−ジエン系ポ
リマーなどである。負極活物質の使用量は、負極活物質
と結着剤との合計量１００重量部あたり８０〜９６重量
部程度である。
【００１０】正極活物質として好ましい例を挙げると、
負極との電位差が少なくとも１Ｖであるもの、例えばＶ
2 Ｏ5 、ＭｎＯ2 、ＬｉＭｎ2 Ｏ4 、ＬｉＣｏＯ2 、Ｌ
ｉＮｉ0.5 Ｃｏ0.5 Ｏ2 、ＬｉＮｉＯ2 、Ｌｉ−Ｃｏ−
Ｐ系複合酸化物（ＬｉＣｏ0. 5 Ｐ0.5 Ｏ2 、ＬｉＣｏ
0.4 Ｐ0.6 Ｏ2 、ＬｉＣｏ0.6 Ｐ0.4 Ｏ2 、ＬｉＣｏ0.
3 Ｎｉ0.3 Ｐ0.4 Ｏ2 、ＬｉＣｏ0.2 Ｎｉ0.2 Ｐ0.6 Ｏ
2 など）、ＴｉＳ2 、ＭｏＳ2 、ＭｏＯ3 などのリチウ
ム含有遷移金属酸化物である。これらのうちでも、二次
電池の起電力や充放電電圧を特に高くすることができる
Ｌｉ−Ｃｏ−Ｐ系複合酸化物が特に好ましい。結着剤と
しては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデン
フルオリド、ポリエチレン、エチレン−プロピレン−ジ
エン系ポリマーなどである。導電剤としては、導電性の
黒鉛やガーボンブラックなどでよい。正極活物質の使用
量は、正極活物質、結着剤、および導電剤の合計量１０
０重量部あたり８０〜９５重量部程度であり、結着剤の
使用量は正極活物質１００重量部あたり１〜１０重量部
程度であり、また導電剤の使用量は正極活物質１００重
量部あたり３〜１５重量部程度である。
負極との電位差が少なくとも１Ｖであるもの、例えばＶ
2 Ｏ5 、ＭｎＯ2 、ＬｉＭｎ2 Ｏ4 、ＬｉＣｏＯ2 、Ｌ
ｉＮｉ0.5 Ｃｏ0.5 Ｏ2 、ＬｉＮｉＯ2 、Ｌｉ−Ｃｏ−
Ｐ系複合酸化物（ＬｉＣｏ0. 5 Ｐ0.5 Ｏ2 、ＬｉＣｏ
0.4 Ｐ0.6 Ｏ2 、ＬｉＣｏ0.6 Ｐ0.4 Ｏ2 、ＬｉＣｏ0.
3 Ｎｉ0.3 Ｐ0.4 Ｏ2 、ＬｉＣｏ0.2 Ｎｉ0.2 Ｐ0.6 Ｏ
2 など）、ＴｉＳ2 、ＭｏＳ2 、ＭｏＯ3 などのリチウ
ム含有遷移金属酸化物である。これらのうちでも、二次
電池の起電力や充放電電圧を特に高くすることができる
Ｌｉ−Ｃｏ−Ｐ系複合酸化物が特に好ましい。結着剤と
しては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデン
フルオリド、ポリエチレン、エチレン−プロピレン−ジ
エン系ポリマーなどである。導電剤としては、導電性の
黒鉛やガーボンブラックなどでよい。正極活物質の使用
量は、正極活物質、結着剤、および導電剤の合計量１０
０重量部あたり８０〜９５重量部程度であり、結着剤の
使用量は正極活物質１００重量部あたり１〜１０重量部
程度であり、また導電剤の使用量は正極活物質１００重
量部あたり３〜１５重量部程度である。
【００１１】負極集電体としては、銅、ニッケル、銀、
ＳＵＳなどの導電性金属の、厚さ５〜１００μｍ程度、
特に８〜５０μｍ程度の箔や穴あき箔、厚さ２０〜３０
０μｍ程度、特に２５〜１００μｍ程度のエキスパンド
メタルなどが好ましい。正極集電体としては、アルミニ
ウム、アルミニウム合金、チタンなどの導電性金属の、
厚さ１０〜１００μｍ程度、特に１５〜５０μｍ程度の
箔や穴あき箔、厚さ２５〜３００μｍ程度、特に３０〜
１５０μｍ程度のエキスパンドメタルなどが好ましい。
ＳＵＳなどの導電性金属の、厚さ５〜１００μｍ程度、
特に８〜５０μｍ程度の箔や穴あき箔、厚さ２０〜３０
０μｍ程度、特に２５〜１００μｍ程度のエキスパンド
メタルなどが好ましい。正極集電体としては、アルミニ
ウム、アルミニウム合金、チタンなどの導電性金属の、
厚さ１０〜１００μｍ程度、特に１５〜５０μｍ程度の
箔や穴あき箔、厚さ２５〜３００μｍ程度、特に３０〜
１５０μｍ程度のエキスパンドメタルなどが好ましい。
【００１２】負極シートは、負極集電体の片面または両
面に負極活物質と結着剤との混合組成物を塗布し、充分
に乾燥後、圧延して形成した厚さ２０〜５００μｍ程
度、特に５０〜２００μｍ程度の負極活物質層を有する
ものが例示される。一方、正極シートは、正極集電体の
片面または両面に正極活物質と結着剤との混合組成物を
塗布し、充分に乾燥後、圧延して形成した厚さが、２０
〜５００μｍ程度、特に５０〜２００μｍ程度の正極活
物質層を有するものが例示される。
面に負極活物質と結着剤との混合組成物を塗布し、充分
に乾燥後、圧延して形成した厚さ２０〜５００μｍ程
度、特に５０〜２００μｍ程度の負極活物質層を有する
ものが例示される。一方、正極シートは、正極集電体の
片面または両面に正極活物質と結着剤との混合組成物を
塗布し、充分に乾燥後、圧延して形成した厚さが、２０
〜５００μｍ程度、特に５０〜２００μｍ程度の正極活
物質層を有するものが例示される。
【００１３】非水系の液体電解質としては、塩類を有機
溶媒に溶解させた電解液が使用できる。該塩類として
は、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＡｓ
Ｆ6 、ＬｉＡｌＣｌ4 、Ｌｉ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 Ｎなど
が例示され、それらの一種または二種以上の混合物が使
用される。有機溶媒としては、エチレンカーボネート、
プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエ
チルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジメチ
ルスルホキシド、スルホラン、γ−ブチロラクトン、
１，２−ジメトキシエタン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムア
ミド、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、２
−メチルテトラヒドロフラン、ジエチルエーテルなどが
例示され、それらの一種または二種以上の混合物が使用
される。また電解液中における上記塩類の濃度は、０．
１〜３モル／リットル程度が適当である。
溶媒に溶解させた電解液が使用できる。該塩類として
は、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＡｓ
Ｆ6 、ＬｉＡｌＣｌ4 、Ｌｉ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 Ｎなど
が例示され、それらの一種または二種以上の混合物が使
用される。有機溶媒としては、エチレンカーボネート、
プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエ
チルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジメチ
ルスルホキシド、スルホラン、γ−ブチロラクトン、
１，２−ジメトキシエタン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムア
ミド、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、２
−メチルテトラヒドロフラン、ジエチルエーテルなどが
例示され、それらの一種または二種以上の混合物が使用
される。また電解液中における上記塩類の濃度は、０．
１〜３モル／リットル程度が適当である。
【００１４】袋体セパレータを形成するセパレータシー
トは、その構成材料がポリエチレン、ポリプロピレンな
どのポリオレフィン類の一種または二種以上（二種以上
の場合、２層以上の貼り合わせ物や混抄物などがあ
る）、ポリエチレンテレフタレートのようなポリエステ
ル類、エチレン−テトラフロロエチレン共重合体のよう
な熱可塑性フッ素樹脂類、セルロース類などである。シ
ートの形態は、ＪＩＳ−Ｐ８１１７に規定する方法で測
定した通気度が５〜２０００秒／１００ｃｃ程度、厚さ
が１０〜２００μｍ程度の孔明きフィルム、織布、不織
布などである。
トは、その構成材料がポリエチレン、ポリプロピレンな
どのポリオレフィン類の一種または二種以上（二種以上
の場合、２層以上の貼り合わせ物や混抄物などがあ
る）、ポリエチレンテレフタレートのようなポリエステ
ル類、エチレン−テトラフロロエチレン共重合体のよう
な熱可塑性フッ素樹脂類、セルロース類などである。シ
ートの形態は、ＪＩＳ−Ｐ８１１７に規定する方法で測
定した通気度が５〜２０００秒／１００ｃｃ程度、厚さ
が１０〜２００μｍ程度の孔明きフィルム、織布、不織
布などである。
【００１５】袋体セパレータの形状や正負極シートの収
容方法については種々の態様が含まれる。即ち袋体セパ
レータは、正負極シートのいずれか一方のみを収容する
単袋構造であってもよく、あるいは正負極シートの両方
を別々に収容し得る複袋構造であってもよい。二つの単
袋構造を用意し、それぞれに正負極シートを別々に収容
してもよい。
容方法については種々の態様が含まれる。即ち袋体セパ
レータは、正負極シートのいずれか一方のみを収容する
単袋構造であってもよく、あるいは正負極シートの両方
を別々に収容し得る複袋構造であってもよい。二つの単
袋構造を用意し、それぞれに正負極シートを別々に収容
してもよい。
【００１６】単袋構造には、一枚のセパレータシートを
二つ折りし、三方の開口辺を接合したもの、あるいは二
枚のセパレータシートを重ねて四辺を接合したものなど
がある。複袋構造には、一枚のセパレータシートを二つ
折りし、別途用意した他の一枚のセパレータシートを該
二つ折りシートの上にあるいは中に置き、かくして得た
３層物の必要個所を接合したもの、あるいは三枚のセパ
レータシートを重ねて四辺を接合したものなどがある。
二つ折りし、三方の開口辺を接合したもの、あるいは二
枚のセパレータシートを重ねて四辺を接合したものなど
がある。複袋構造には、一枚のセパレータシートを二つ
折りし、別途用意した他の一枚のセパレータシートを該
二つ折りシートの上にあるいは中に置き、かくして得た
３層物の必要個所を接合したもの、あるいは三枚のセパ
レータシートを重ねて四辺を接合したものなどがある。
【００１７】袋体セパレータは、正負極シートを収容す
る前は、それらを収容し得るように例えば封止前の郵便
封筒のように四辺の内の少なくとも一辺は無接合の状態
とされ、正負極シートを収容後に該無接合辺が接合され
る。この接合により収容された正負極シートは、少なく
とも外装シートが気密に封止されるまでの間は袋体セパ
レータから外に離脱できない状態におかれるが、袋体セ
パレータは、その状態においても前記した封筒状外装シ
ート内に注入された液体電解質が袋体セパレータの内外
に自由に移動可能となるように、後記の実施例にて詳述
するような非接合部分を有する。
る前は、それらを収容し得るように例えば封止前の郵便
封筒のように四辺の内の少なくとも一辺は無接合の状態
とされ、正負極シートを収容後に該無接合辺が接合され
る。この接合により収容された正負極シートは、少なく
とも外装シートが気密に封止されるまでの間は袋体セパ
レータから外に離脱できない状態におかれるが、袋体セ
パレータは、その状態においても前記した封筒状外装シ
ート内に注入された液体電解質が袋体セパレータの内外
に自由に移動可能となるように、後記の実施例にて詳述
するような非接合部分を有する。
【００１８】外装シートの構成材料としては、各種プラ
スチック、金属（例えば銅、アルミニウムなど）の薄板
または箔、プラスチックラミネート層を片面または両面
に有するプラスチックラミネート金属薄板または箔など
が例示できる。就中、水やガスの透過に対する優れた透
過防止性並びに電気絶縁性の観点から、プラスチックラ
ミネート金属薄板または箔が特に好ましい。
スチック、金属（例えば銅、アルミニウムなど）の薄板
または箔、プラスチックラミネート層を片面または両面
に有するプラスチックラミネート金属薄板または箔など
が例示できる。就中、水やガスの透過に対する優れた透
過防止性並びに電気絶縁性の観点から、プラスチックラ
ミネート金属薄板または箔が特に好ましい。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を図例により一層詳細に説明す
る。図１は本発明の実施例の上面図であり、図２〜３は
いずれも図１におけるＸ−Ｘ線に沿った断面略図例であ
る。図４〜６は、いずれも本発明において用いられる袋
体セパレータの上面図であって接合個所および非接合部
分を説明するものであり、図７は図６におけるＹ−Ｙ線
に沿った断面略図例である。
る。図１は本発明の実施例の上面図であり、図２〜３は
いずれも図１におけるＸ−Ｘ線に沿った断面略図例であ
る。図４〜６は、いずれも本発明において用いられる袋
体セパレータの上面図であって接合個所および非接合部
分を説明するものであり、図７は図６におけるＹ−Ｙ線
に沿った断面略図例である。
【００２０】図１〜図７において、１は負極シート、２
は正極シート、３は袋体セパレータ、３１、３２、３３
は該セパレータを構成するセパレータシート、４は外装
シート、４１は外装シートの封止部、５は負極ターミナ
ル、６は正極ターミナル、７は非水系の液体電解質であ
る。なお、図１には袋体セパレータ３の記載を省略して
いる。逆に図４〜６では、正負極シート１、２、および
外装シート４の記載を省略している。正負極シート１、
２は、いずれも集電体とその片面（必要により両面）に
設けられた活物質層とからなる構造を有しているが、図
２〜３および図７においては図面を簡略化するために集
電体と活物質層の記載を省略し、それらを纏めて正負極
シート１、２として示している。
は正極シート、３は袋体セパレータ、３１、３２、３３
は該セパレータを構成するセパレータシート、４は外装
シート、４１は外装シートの封止部、５は負極ターミナ
ル、６は正極ターミナル、７は非水系の液体電解質であ
る。なお、図１には袋体セパレータ３の記載を省略して
いる。逆に図４〜６では、正負極シート１、２、および
外装シート４の記載を省略している。正負極シート１、
２は、いずれも集電体とその片面（必要により両面）に
設けられた活物質層とからなる構造を有しているが、図
２〜３および図７においては図面を簡略化するために集
電体と活物質層の記載を省略し、それらを纏めて正負極
シート１、２として示している。
【００２１】図２においては、正極シート２のみがセパ
レータシート３１と３２とからなる単袋構造の袋体セパ
レータ３内に収容されており、負極シート１は裸のまま
である。なお、上記とは反対に負極シート１のみをセパ
レータ３内に収容し、正極シート２を裸のままとしても
よい。更に二つの単袋構造の袋体セパレータを用意し
て、それぞれに正負極シート１、２を個別収容してもよ
い。一方、図３においては、正負極シート１、２がセパ
レータシート３１、３２、および３３からなる複袋構造
の袋体セパレータ３内の２か所の部位内にそれぞれ個別
収容されている。
レータシート３１と３２とからなる単袋構造の袋体セパ
レータ３内に収容されており、負極シート１は裸のまま
である。なお、上記とは反対に負極シート１のみをセパ
レータ３内に収容し、正極シート２を裸のままとしても
よい。更に二つの単袋構造の袋体セパレータを用意し
て、それぞれに正負極シート１、２を個別収容してもよ
い。一方、図３においては、正負極シート１、２がセパ
レータシート３１、３２、および３３からなる複袋構造
の袋体セパレータ３内の２か所の部位内にそれぞれ個別
収容されている。
【００２２】図４の袋体セパレータは、少なくとも２枚
のセパレータシート３１〜３２、あるいは３１〜３３
（以下セパレータシート群と言う）の端部における局部
的接合の例を示す。なおそれらの図において、セパレー
タシート群中の各シートは互いに同寸法を有し且つ上下
に重ねられているので、最上部のセパレータシート３１
のみが示されており、局部的接合箇所を黒点にて示す。
セパレータシート群は、シートの縦横両方向に各二個
所、合計８個所で点溶接されている。なお本発明におい
て、局部的接合の方法は特に制限はなく、セパレータシ
ート同士を溶接する、適当な接着剤にて接着する、ある
いはその他の方法によってよい。局部的接合の個所や程
度も本発明の課題を達成し得る限り、種々の態様を採用
し得る。
のセパレータシート３１〜３２、あるいは３１〜３３
（以下セパレータシート群と言う）の端部における局部
的接合の例を示す。なおそれらの図において、セパレー
タシート群中の各シートは互いに同寸法を有し且つ上下
に重ねられているので、最上部のセパレータシート３１
のみが示されており、局部的接合箇所を黒点にて示す。
セパレータシート群は、シートの縦横両方向に各二個
所、合計８個所で点溶接されている。なお本発明におい
て、局部的接合の方法は特に制限はなく、セパレータシ
ート同士を溶接する、適当な接着剤にて接着する、ある
いはその他の方法によってよい。局部的接合の個所や程
度も本発明の課題を達成し得る限り、種々の態様を採用
し得る。
【００２３】図５の袋体セパレータは、一枚のセパレー
タシートがその中央３５において二つ折りされており、
二つ折りされた半分の上側を３１として示している。二
つ折りされた上下の各半分は、両横方向に各二個所、縦
方向に一個所、合計５個所において点溶接されている。
タシートがその中央３５において二つ折りされており、
二つ折りされた半分の上側を３１として示している。二
つ折りされた上下の各半分は、両横方向に各二個所、縦
方向に一個所、合計５個所において点溶接されている。
【００２４】一般的に、リチウム二次電池におけるデン
ドライト発生防止上の観点から、正負極シートを互いに
対向させた状態において負極シートの活物質層の全縁
は、正極シートの活物質層の全縁を越えて外に拡がって
いること、換言すると正極シートの活物質層の負極シー
ト活物質層上への投影像は負極シート活物質層の拡がり
内に収まっていることが好ましい。
ドライト発生防止上の観点から、正負極シートを互いに
対向させた状態において負極シートの活物質層の全縁
は、正極シートの活物質層の全縁を越えて外に拡がって
いること、換言すると正極シートの活物質層の負極シー
ト活物質層上への投影像は負極シート活物質層の拡がり
内に収まっていることが好ましい。
【００２５】図６および図７では、上記の正負極シート
間の対向位置関係を一層確実とするために、負極シート
１とそれより少し小さい正極シート２とが３枚のセパレ
ータシート３１〜３３が局部的接合された複袋構造を有
する袋体セパレータ３内の二か所の部位内にそれぞれ個
別収容されている。図６での合計１２個の黒点３６は、
負極シート１を収容するセパレータシート３３と３２と
の局部的接合個所を示し、合計１０個の×点３７は正極
シート２を収容するセパレータシート３１と３３との局
部的接合個所を示す。図７では黒点部と×点部における
各局部的接合個所の断面を示す。各×点３７は各黒点３
６の内側にあり、両局部的接合により正負極シートは、
前記した対向位置関係となる。
間の対向位置関係を一層確実とするために、負極シート
１とそれより少し小さい正極シート２とが３枚のセパレ
ータシート３１〜３３が局部的接合された複袋構造を有
する袋体セパレータ３内の二か所の部位内にそれぞれ個
別収容されている。図６での合計１２個の黒点３６は、
負極シート１を収容するセパレータシート３３と３２と
の局部的接合個所を示し、合計１０個の×点３７は正極
シート２を収容するセパレータシート３１と３３との局
部的接合個所を示す。図７では黒点部と×点部における
各局部的接合個所の断面を示す。各×点３７は各黒点３
６の内側にあり、両局部的接合により正負極シートは、
前記した対向位置関係となる。
【００２６】図４〜６において、図５でのセパレータシ
ートの二つ折り部分中央３５を除き、黒点または×点部
以外の個所は非接合である。よってそれらの非接合部に
おいては、液体電解質は袋体セパレータの内外に自由に
移動可能となる。本発明において非接合部を設ける個所
は任意であり、また非接合部の大きさは液体電解質の上
記の自由移動が達成される限り特に制限はない。
ートの二つ折り部分中央３５を除き、黒点または×点部
以外の個所は非接合である。よってそれらの非接合部に
おいては、液体電解質は袋体セパレータの内外に自由に
移動可能となる。本発明において非接合部を設ける個所
は任意であり、また非接合部の大きさは液体電解質の上
記の自由移動が達成される限り特に制限はない。
【００２７】本発明において、一般的に、外装シート内
を真空乃至減圧下で封止した後においては、正負両極シ
ート１、２およびセパレータ３は、互いに相対移動する
ことはなく、しかして正負両極シート１、２間の相対移
動に基づく短絡の問題もない。したがって、本発明にお
いては各局部的接合点の接合強度は、少なくとも外装シ
ート内が気密に封止されるまで持続すればよい。
を真空乃至減圧下で封止した後においては、正負両極シ
ート１、２およびセパレータ３は、互いに相対移動する
ことはなく、しかして正負両極シート１、２間の相対移
動に基づく短絡の問題もない。したがって、本発明にお
いては各局部的接合点の接合強度は、少なくとも外装シ
ート内が気密に封止されるまで持続すればよい。
【００２８】
【発明の効果】本発明のシート状リチウム二次電池は、
電池要素間の位置ずれに基づく正負両極シート間の短絡
や液体電解質の含浸不良の問題がなく、しかして工業的
な製造が極めて容易であるので、シート状リチウム二次
電池の長所たるスペースファクター、軽量、良放熱性に
基づく安全性などが高度に活かされる。
電池要素間の位置ずれに基づく正負両極シート間の短絡
や液体電解質の含浸不良の問題がなく、しかして工業的
な製造が極めて容易であるので、シート状リチウム二次
電池の長所たるスペースファクター、軽量、良放熱性に
基づく安全性などが高度に活かされる。
【図１】本発明の実施例の上面図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ線に沿った断面略図であ
る。
る。
【図３】図１におけるＸ−Ｘ線に沿った他の断面略図で
ある。
ある。
【図４】本発明において用いられる袋体セパレータの上
面図である。
面図である。
【図５】本発明において用いられる他の袋体セパレータ
の上面図である。
の上面図である。
【図６】本発明において用いられる更に他の袋体セパレ
ータの上面図である。
ータの上面図である。
【図７】図６におけるＹ−Ｙ線に沿った断面略図であ
る。
る。
１ 負極シート ２ 正極シート ３ 袋体セパレータ ４ 外装シート ５ 負極ターミナル ６ 正極ターミナル ７ 非水系の液体電解質
Claims (3)
- 【請求項１】 セパレータシートを接合して形成されて
袋体を呈するセパレータは、正極シートおよび／または
負極シートを該袋体の外に離脱出来ないように収容した
状態で外装シート内に気密に収容されており、且つ該袋
体は非水系の液体電解質の該袋体内外への自由な移動を
許容する非接合部を有することを特徴とするシート状リ
チウム二次電池。 - 【請求項２】 セパレータシートが接合された部分の接
合強度は、少なくとも外装シート内が気密に封止される
まで持続する請求項１記載のシート状リチウム二次電
池。 - 【請求項３】 正極シートの活物質はリチウム含有遷移
金属酸化物であり、負極シートの活物質は黒鉛である請
求項１または２記載のシート状リチウム二次電池。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8331091A JPH10172565A (ja) | 1996-12-11 | 1996-12-11 | シート状リチウム二次電池 |
| CA002223370A CA2223370A1 (en) | 1996-12-05 | 1997-12-03 | Sheet type lithium secondary battery |
| EP97121227A EP0854529A1 (en) | 1996-12-05 | 1997-12-03 | Sheet type lithium secondary battery |
| TW086118295A TW350149B (en) | 1996-12-05 | 1997-12-05 | Sheet type lithium secondary battery |
| KR1019970066243A KR19980063834A (ko) | 1996-12-05 | 1997-12-05 | 시트형의 리튬 이차 전지 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8331091A JPH10172565A (ja) | 1996-12-11 | 1996-12-11 | シート状リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10172565A true JPH10172565A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=18239761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8331091A Pending JPH10172565A (ja) | 1996-12-05 | 1996-12-11 | シート状リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10172565A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004014528A (ja) * | 2003-09-29 | 2004-01-15 | Ricoh Co Ltd | 電池装置 |
| JP2004515083A (ja) * | 2000-12-06 | 2004-05-20 | エナジィ・ストーリッジ・システムズ・プロプライエタリー・リミテッド | エネルギ貯蔵装置 |
| EP2040322A2 (en) | 2007-09-24 | 2009-03-25 | Greatbatch Ltd. | Electrochemical cell with tightly held electrode assembly |
| US8765307B2 (en) | 2007-02-19 | 2014-07-01 | Sony Corporation | Stacked nonaqueous electrolyte battery, manufacturing method thereof and stacking apparatus therefor |
| JP2016162680A (ja) * | 2015-03-04 | 2016-09-05 | 株式会社東芝 | 二次電池及びその製造方法 |
| JP2020155416A (ja) * | 2013-11-15 | 2020-09-24 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 可撓性を有する非水系二次電池 |
-
1996
- 1996-12-11 JP JP8331091A patent/JPH10172565A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004515083A (ja) * | 2000-12-06 | 2004-05-20 | エナジィ・ストーリッジ・システムズ・プロプライエタリー・リミテッド | エネルギ貯蔵装置 |
| US7554790B2 (en) | 2000-12-06 | 2009-06-30 | Cap-Xx Limited | Energy storage device |
| JP2004014528A (ja) * | 2003-09-29 | 2004-01-15 | Ricoh Co Ltd | 電池装置 |
| US8765307B2 (en) | 2007-02-19 | 2014-07-01 | Sony Corporation | Stacked nonaqueous electrolyte battery, manufacturing method thereof and stacking apparatus therefor |
| EP2040322A2 (en) | 2007-09-24 | 2009-03-25 | Greatbatch Ltd. | Electrochemical cell with tightly held electrode assembly |
| US20090081552A1 (en) * | 2007-09-24 | 2009-03-26 | Greatbatch Ltd. | Electrochemical cell with tightly held electrode assembly |
| EP2040322A3 (en) * | 2007-09-24 | 2009-06-10 | Greatbatch Ltd. | Electrochemical cell with tightly held electrode assembly |
| JP2020155416A (ja) * | 2013-11-15 | 2020-09-24 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 可撓性を有する非水系二次電池 |
| US11769902B2 (en) | 2013-11-15 | 2023-09-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Nonaqueous secondary battery |
| JP2016162680A (ja) * | 2015-03-04 | 2016-09-05 | 株式会社東芝 | 二次電池及びその製造方法 |
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