JPH10199545A - シート電池及びその製造方法 - Google Patents
シート電池及びその製造方法Info
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- JPH10199545A JPH10199545A JP9000578A JP57897A JPH10199545A JP H10199545 A JPH10199545 A JP H10199545A JP 9000578 A JP9000578 A JP 9000578A JP 57897 A JP57897 A JP 57897A JP H10199545 A JPH10199545 A JP H10199545A
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- sheet
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- battery
- electrode
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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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Abstract
(57)【要約】
【課題】 短絡しにくい構造を有するシート電池及びそ
の製造方法を提供すること。 【解決手段】 高分子固体電解質を介して電極が接合し
たシート電池において、固体電解質層の面積が電極層の
面積よりも大きく、かつ該固体電解質が電極面のすべて
の周囲から０．１〜１．５ｍｍはみ出すように配置され
たシート電池である。また、固体電解質層あるいはその
前駆体層と電極層の面積をそろえてそれらの積層体を作
成した後、固体電解質層あるいはその前駆体層の面積を
広げる処理を行う上記シート電池の製造方法である。
の製造方法を提供すること。 【解決手段】 高分子固体電解質を介して電極が接合し
たシート電池において、固体電解質層の面積が電極層の
面積よりも大きく、かつ該固体電解質が電極面のすべて
の周囲から０．１〜１．５ｍｍはみ出すように配置され
たシート電池である。また、固体電解質層あるいはその
前駆体層と電極層の面積をそろえてそれらの積層体を作
成した後、固体電解質層あるいはその前駆体層の面積を
広げる処理を行う上記シート電池の製造方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高分子固体電解質を
介して電極が接合したシート電池及びその製造方法に関
する。
介して電極が接合したシート電池及びその製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】最近、携帯電話やパソコン等の小型化、
軽量化のために高エネルギー密度の電池が要求され、こ
れに対応する電池としてリチウムイオン電池が開発さ
れ、工業化されている。この電池の正極および負極の電
極間のイオン移動媒体として、貫通孔を持つ多孔質高分
子セパレーターに非水溶媒系電解質溶液を含浸した形態
が用いられており、セパレーターに含浸させた電解質溶
液の漏出を防ぐため、電池構造体全体を重厚な金属容器
でパッケージされたものが製品化されている。
軽量化のために高エネルギー密度の電池が要求され、こ
れに対応する電池としてリチウムイオン電池が開発さ
れ、工業化されている。この電池の正極および負極の電
極間のイオン移動媒体として、貫通孔を持つ多孔質高分
子セパレーターに非水溶媒系電解質溶液を含浸した形態
が用いられており、セパレーターに含浸させた電解質溶
液の漏出を防ぐため、電池構造体全体を重厚な金属容器
でパッケージされたものが製品化されている。
【０００３】一方、固体電解質をイオン移動媒体として
構成した固体電池は、液漏れがないため電池の信頼性、
安全性が向上するとともに、薄膜化や積層体形成、パッ
ケージの簡略化、軽量化が期待されている。特にイオン
伝導性高分子を用いた高分子固体電解質は、加工柔軟性
を有するため電池との積層構造体形成、電極のイオン吸
蔵放出による体積変化に追随した界面保持ができるなど
好ましい性質を有すると期待されている。
構成した固体電池は、液漏れがないため電池の信頼性、
安全性が向上するとともに、薄膜化や積層体形成、パッ
ケージの簡略化、軽量化が期待されている。特にイオン
伝導性高分子を用いた高分子固体電解質は、加工柔軟性
を有するため電池との積層構造体形成、電極のイオン吸
蔵放出による体積変化に追随した界面保持ができるなど
好ましい性質を有すると期待されている。
【０００４】ここで固体電解質の特性を生かしたシート
状の固体電解質電池を作成する場合、両電極および電解
質の面積やその対向する面を正確に合わせる方法とし
て、それぞれの積層体の周囲を切断する方法が考えられ
る。しかし、一般に固体電解質は極めて薄いものであ
り、またその中でもイオン伝導度を高めるために最近考
えられているゲル電解質は強度も弱いため、切断時に加
わる力や、やはり切断時に生成する集電体の「ばり」に
より両極が短絡するおそれが多分にあった。特にシート
状電池を積層体として構成する場合には重要な問題であ
った。
状の固体電解質電池を作成する場合、両電極および電解
質の面積やその対向する面を正確に合わせる方法とし
て、それぞれの積層体の周囲を切断する方法が考えられ
る。しかし、一般に固体電解質は極めて薄いものであ
り、またその中でもイオン伝導度を高めるために最近考
えられているゲル電解質は強度も弱いため、切断時に加
わる力や、やはり切断時に生成する集電体の「ばり」に
より両極が短絡するおそれが多分にあった。特にシート
状電池を積層体として構成する場合には重要な問題であ
った。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は短絡しにくい
構造を有するシート電池及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
構造を有するシート電池及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは高分子固体
電解質を介して電極が接合したシート電池の構造につい
て鋭意検討を重ね、本発明に至った。本発明は以下の通
りである。 （１） 高分子固体電解質を介して電極が接合したシー
ト電池において、高分子固体電解質層の面積が電極層の
面積よりも大きく、かつ該高分子固体電解質層が電極面
のすべての周囲から０．１〜１．５ｍｍはみ出すように
配置されてなるシート電池。 （２） 高分子固体電解質を介して電極が接合したシー
ト電池において、高分子固体電解質層あるいはその前駆
体層と電極層の面積をそろえてそれらの積層体を作成し
た後、該高分子固体電解質層あるいはその前駆体層の面
積を広げる処理を行う工程を含む上記１のシート電池の
製造方法。
電解質を介して電極が接合したシート電池の構造につい
て鋭意検討を重ね、本発明に至った。本発明は以下の通
りである。 （１） 高分子固体電解質を介して電極が接合したシー
ト電池において、高分子固体電解質層の面積が電極層の
面積よりも大きく、かつ該高分子固体電解質層が電極面
のすべての周囲から０．１〜１．５ｍｍはみ出すように
配置されてなるシート電池。 （２） 高分子固体電解質を介して電極が接合したシー
ト電池において、高分子固体電解質層あるいはその前駆
体層と電極層の面積をそろえてそれらの積層体を作成し
た後、該高分子固体電解質層あるいはその前駆体層の面
積を広げる処理を行う工程を含む上記１のシート電池の
製造方法。
【０００７】まず本発明のシート電池の構造について説
明する。本発明のシート電池は高分子固体電解質を介し
てそれぞれの電極が接合した構造を有している。このと
き固体電解質層の面積が電極層の面積よりも大きく、か
つ該固体電解質が電極面のすべての周囲からはみ出すよ
うに配置されていることが本発明シート電池の要件であ
る。ここで固体電解質層が電極層の面の周囲からはみ出
している長さは０．１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であれ
ばよく、好ましくは０．２ｍｍ以上、１ｍｍ以下であれ
ばよい。０．１ｍｍ未満では短絡を防ぐ効果が充分でな
く、１．５ｍｍを超える長さではその部分はもはや短絡
を防ぐ効果はなく、むしろパッケージ内のデッドボリュ
ームが大きくなるので電池としての体積当たりの容量が
低くなり好ましくない。また、はみ出している長さは必
ずしも一様である必要はない。このように固体電解質層
が電極面のすべての周囲からわずかにはみ出しているこ
とにより、固体電解質層の面積が電極層の面積よりもわ
ずかに大きいことになる。一般にシート電池の周辺部は
電極や集電体の切断時の凹凸や、パッケージによる押し
つける力により短絡の危険性の高いものであったが、こ
のはみ出した固体電解質層がシート電池の周辺で両電極
や集電体の短絡を防ぐ役割を担うことになる。
明する。本発明のシート電池は高分子固体電解質を介し
てそれぞれの電極が接合した構造を有している。このと
き固体電解質層の面積が電極層の面積よりも大きく、か
つ該固体電解質が電極面のすべての周囲からはみ出すよ
うに配置されていることが本発明シート電池の要件であ
る。ここで固体電解質層が電極層の面の周囲からはみ出
している長さは０．１ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であれ
ばよく、好ましくは０．２ｍｍ以上、１ｍｍ以下であれ
ばよい。０．１ｍｍ未満では短絡を防ぐ効果が充分でな
く、１．５ｍｍを超える長さではその部分はもはや短絡
を防ぐ効果はなく、むしろパッケージ内のデッドボリュ
ームが大きくなるので電池としての体積当たりの容量が
低くなり好ましくない。また、はみ出している長さは必
ずしも一様である必要はない。このように固体電解質層
が電極面のすべての周囲からわずかにはみ出しているこ
とにより、固体電解質層の面積が電極層の面積よりもわ
ずかに大きいことになる。一般にシート電池の周辺部は
電極や集電体の切断時の凹凸や、パッケージによる押し
つける力により短絡の危険性の高いものであったが、こ
のはみ出した固体電解質層がシート電池の周辺で両電極
や集電体の短絡を防ぐ役割を担うことになる。
【０００８】本発明において用いられる、面積を広げる
処理を行う工程を行う前の高分子固体電解質層あるいは
その前駆体層の厚さは、一般的には５〜５００μｍ程度
のものが用いられるが、１０〜３００μｍ程度のものが
さらに好ましく、２０〜２００μｍのものが特に好まし
い。５μｍ未満では面積を広げる処理を行うことが困難
になるうえに、強度が不足するおそれがあり、電極間で
短絡しやすくなることから好ましくない。また、５００
μｍを越える膜厚では膜全体の実効電気抵抗が高くなり
すぎるうえ、電池としての体積当たりの容量も低くなる
ことから好ましくない。
処理を行う工程を行う前の高分子固体電解質層あるいは
その前駆体層の厚さは、一般的には５〜５００μｍ程度
のものが用いられるが、１０〜３００μｍ程度のものが
さらに好ましく、２０〜２００μｍのものが特に好まし
い。５μｍ未満では面積を広げる処理を行うことが困難
になるうえに、強度が不足するおそれがあり、電極間で
短絡しやすくなることから好ましくない。また、５００
μｍを越える膜厚では膜全体の実効電気抵抗が高くなり
すぎるうえ、電池としての体積当たりの容量も低くなる
ことから好ましくない。
【０００９】本発明のシート電池に用いられる高分子固
体電解質は特に限定されないが、例えばポリアルキレン
グリコール類、ポリ（メタ）アクリレート類、ポリアク
リロニトリル系重合体、ポリフッ化ビニリデン系重合
体、ポリホスファゼン、ポリシロキサン等に電解質化合
物が含まれたものを用いることができる。これらの重合
体は架橋していても良い。これらのうち、特にリチウム
イオン電池として用いる場合はイオン伝導度が高いこと
からポリフッ化ビニリデン系重合体やポリアクリロニト
リル系重合体が好ましく、中でもポリフッ化ビニリデン
系重合体は電気化学的にも安定なため特に好ましい。高
分子固体電解質中においては、電解質化合物はポリマー
中に固溶した状態であっても、多孔質ポリマーの空隙に
充填された状態であってもよい。また、固体電解質中に
は可塑剤や電解質化合物の溶媒を含んでいても良く、そ
れらが液体状で多孔質ポリマーの空隙に含まれるもので
あっても外に漏れ出さないように保持されていれば差し
支えない。電解質化合物としては、有機酸、有機塩、無
機酸、無機塩のいずれも使用可能である。
体電解質は特に限定されないが、例えばポリアルキレン
グリコール類、ポリ（メタ）アクリレート類、ポリアク
リロニトリル系重合体、ポリフッ化ビニリデン系重合
体、ポリホスファゼン、ポリシロキサン等に電解質化合
物が含まれたものを用いることができる。これらの重合
体は架橋していても良い。これらのうち、特にリチウム
イオン電池として用いる場合はイオン伝導度が高いこと
からポリフッ化ビニリデン系重合体やポリアクリロニト
リル系重合体が好ましく、中でもポリフッ化ビニリデン
系重合体は電気化学的にも安定なため特に好ましい。高
分子固体電解質中においては、電解質化合物はポリマー
中に固溶した状態であっても、多孔質ポリマーの空隙に
充填された状態であってもよい。また、固体電解質中に
は可塑剤や電解質化合物の溶媒を含んでいても良く、そ
れらが液体状で多孔質ポリマーの空隙に含まれるもので
あっても外に漏れ出さないように保持されていれば差し
支えない。電解質化合物としては、有機酸、有機塩、無
機酸、無機塩のいずれも使用可能である。
【００１０】本発明のシート電池の電極には集電体を設
けることもできる。次に、本発明のシート電池の製造方
法について説明する。上記本発明の電池のように、固体
電解質が電極面のすべての周囲からわずかにはみ出すよ
うに配置されたシート電池を製造する方法として、初め
から電極よりも面積のわずかに大きな固体電解質を用い
て、電極のすべての周囲からわずかにはみ出すように、
電極上に積層してもかまわない。実際、従来用いられて
いる液系電池の場合でも電極間に設置されるセパレータ
ーは電極面積よりも大きいのが一般的である。しかしな
がら、セパレーターを介して両電極の位置を正確に合わ
せることは一般には困難なものである。特に強度の低い
固体電解質を用いた場合には一層困難である。従って、
固体電解質層あるいはその前駆体層と電極層の面積がそ
ろった積層体を作成し、その後に固体電解質層あるいは
その前駆体層の面積を広げるような処理を行うことがで
きれば効果的である。ここで、固体電解質層あるいはそ
の前駆体層と電極層の面積をそろえる方法としては、全
く同じ面積のものを積層してもよいが、積層体を作製し
た後に積層体の周囲を切断してもよい。
けることもできる。次に、本発明のシート電池の製造方
法について説明する。上記本発明の電池のように、固体
電解質が電極面のすべての周囲からわずかにはみ出すよ
うに配置されたシート電池を製造する方法として、初め
から電極よりも面積のわずかに大きな固体電解質を用い
て、電極のすべての周囲からわずかにはみ出すように、
電極上に積層してもかまわない。実際、従来用いられて
いる液系電池の場合でも電極間に設置されるセパレータ
ーは電極面積よりも大きいのが一般的である。しかしな
がら、セパレーターを介して両電極の位置を正確に合わ
せることは一般には困難なものである。特に強度の低い
固体電解質を用いた場合には一層困難である。従って、
固体電解質層あるいはその前駆体層と電極層の面積がそ
ろった積層体を作成し、その後に固体電解質層あるいは
その前駆体層の面積を広げるような処理を行うことがで
きれば効果的である。ここで、固体電解質層あるいはそ
の前駆体層と電極層の面積をそろえる方法としては、全
く同じ面積のものを積層してもよいが、積層体を作製し
た後に積層体の周囲を切断してもよい。
【００１１】このように、面積のそろった積層体を作製
した後に、固体電解質層あるいはその前駆体層の面積を
広げる処理の方法としては、例えば以下に挙げた方法が
考えられる。 （１）固体電解質が電極よりも柔らかいゲル電解質の場
合には、加熱下あるいは常温で積層体に圧力をかけるこ
とにより固体電解質層の一部を積層体周囲にはみ出させ
る方法。 （２）固体電解質の前駆体が乾燥時に収縮した高分子多
孔質シートの場合には、該シートを用いて積層体を作成
した後に電解質溶液を含浸させることにより、該多孔質
シートを膨張させると同時に固体電解質層を形成させる
方法。 （３）固体電解質の前駆体が電解質溶液あるいは可塑剤
を含んでいないか、あるいは少量しか含んでいない状態
のポリマーシートの場合には、該シートを用いて作成し
た積層体を、常温あるいは加熱した電解質溶液に浸漬
し、該シートのポリマー相を電解質溶液で膨潤させるこ
とで体積膨張を起こさせ、同時に固体電解質層を形成さ
せる方法。
した後に、固体電解質層あるいはその前駆体層の面積を
広げる処理の方法としては、例えば以下に挙げた方法が
考えられる。 （１）固体電解質が電極よりも柔らかいゲル電解質の場
合には、加熱下あるいは常温で積層体に圧力をかけるこ
とにより固体電解質層の一部を積層体周囲にはみ出させ
る方法。 （２）固体電解質の前駆体が乾燥時に収縮した高分子多
孔質シートの場合には、該シートを用いて積層体を作成
した後に電解質溶液を含浸させることにより、該多孔質
シートを膨張させると同時に固体電解質層を形成させる
方法。 （３）固体電解質の前駆体が電解質溶液あるいは可塑剤
を含んでいないか、あるいは少量しか含んでいない状態
のポリマーシートの場合には、該シートを用いて作成し
た積層体を、常温あるいは加熱した電解質溶液に浸漬
し、該シートのポリマー相を電解質溶液で膨潤させるこ
とで体積膨張を起こさせ、同時に固体電解質層を形成さ
せる方法。
【００１２】特に（３）の方法の場合には溶解による短
絡を防ぐため、ポリマーは架橋していることが好まし
い。これらの方法を用いた場合に、固体電解質層の面積
が広がるときには、すべての方向にほぼ均等に面積が広
がるので、すべての周囲にはみ出させることができる。
また温度や時間、（１）の方法の場合にはさらに圧力を
コントロールすることにより、はみ出させる長さを制御
することができる。
絡を防ぐため、ポリマーは架橋していることが好まし
い。これらの方法を用いた場合に、固体電解質層の面積
が広がるときには、すべての方向にほぼ均等に面積が広
がるので、すべての周囲にはみ出させることができる。
また温度や時間、（１）の方法の場合にはさらに圧力を
コントロールすることにより、はみ出させる長さを制御
することができる。
【００１３】（１）の方法で用いられるゲル電解質の製
造方法としては、ポリマー前駆体を電解質とともに（架
橋）重合させる方法、ポリマーと電解質溶液とを揮発溶
媒の存在下あるいは非存在下で加熱溶解してキャストす
る方法、架橋ポリマーシートを室温あるいは高温の電解
質溶液中に含浸、膨潤させる方法等が挙げられるが、い
ずれの方法も採用可能である。ここで用いられるゲル電
解質は多孔質体であってもよい。
造方法としては、ポリマー前駆体を電解質とともに（架
橋）重合させる方法、ポリマーと電解質溶液とを揮発溶
媒の存在下あるいは非存在下で加熱溶解してキャストす
る方法、架橋ポリマーシートを室温あるいは高温の電解
質溶液中に含浸、膨潤させる方法等が挙げられるが、い
ずれの方法も採用可能である。ここで用いられるゲル電
解質は多孔質体であってもよい。
【００１４】（２）の方法で用いられる高分子多孔質シ
ートは、例えばマイクロフィルターやウルトラフィルタ
ーを製造する方法を利用することができ、例えば特開平
３−２１５５３５号公報に記載の方法や特公昭６１−３
８２０７号公報に記載の方法、特開昭５４−１６３８２
号公報に記載の方法等を利用して製造することができ
る。このような製造方法で製造した多孔質シートは必ず
しも乾燥させて用いられるものではないが、一般には乾
燥時には収縮を伴うものである。この場合、高分子多孔
質シートの空隙率は大きい方が、電解質溶液を含浸させ
たときの膨潤率が大きいので好ましい。
ートは、例えばマイクロフィルターやウルトラフィルタ
ーを製造する方法を利用することができ、例えば特開平
３−２１５５３５号公報に記載の方法や特公昭６１−３
８２０７号公報に記載の方法、特開昭５４−１６３８２
号公報に記載の方法等を利用して製造することができ
る。このような製造方法で製造した多孔質シートは必ず
しも乾燥させて用いられるものではないが、一般には乾
燥時には収縮を伴うものである。この場合、高分子多孔
質シートの空隙率は大きい方が、電解質溶液を含浸させ
たときの膨潤率が大きいので好ましい。
【００１５】（３）の方法で用いられるポリマーシート
は、常温あるいは加熱した電解質溶液に膨潤し得るもの
であればよく、押し出し等の通常の方法で製造したもの
でかまわないが、成形し易くするために少量の可塑剤を
含ませておいてもよい。積層体は、シート状の正極、負
極および固体電解質を順次積層した正極／固体電解質／
負極を単位として２層以上積層したものであってもよ
く、折り畳み状構造であってもよい。（２）や（３）の
方法の場合はロール状とすることもできる。（１）の方
法の場合でもロール状にした積層体に圧力をかけ、薄型
電池に成形することもできる。２層以上積層した構造や
折り畳み状構造やロール状構造を作製する場合には、固
体電解質層あるいはその前駆体層の面積を広げる処理
は、これらの構造を作製する前でも後でも良い。
は、常温あるいは加熱した電解質溶液に膨潤し得るもの
であればよく、押し出し等の通常の方法で製造したもの
でかまわないが、成形し易くするために少量の可塑剤を
含ませておいてもよい。積層体は、シート状の正極、負
極および固体電解質を順次積層した正極／固体電解質／
負極を単位として２層以上積層したものであってもよ
く、折り畳み状構造であってもよい。（２）や（３）の
方法の場合はロール状とすることもできる。（１）の方
法の場合でもロール状にした積層体に圧力をかけ、薄型
電池に成形することもできる。２層以上積層した構造や
折り畳み状構造やロール状構造を作製する場合には、固
体電解質層あるいはその前駆体層の面積を広げる処理
は、これらの構造を作製する前でも後でも良い。
【００１６】以上示してきたように、本発明の方法を用
いて製造されたシート電池は構造的に短絡しにくく、製
造の効率上および安全上好ましいものである。
いて製造されたシート電池は構造的に短絡しにくく、製
造の効率上および安全上好ましいものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下実施例によって本発明をさら
に詳細に説明する。
に詳細に説明する。
【００１８】
【実施例１】水酸化リチウム、酸化コバルトを所定量混
合した後、７５０℃で５時間加熱して平均粒径１０μｍ
のＬｉＣｏＯ2 粉末を合成した。該粉末とカーボンブラ
ックを、ポリフッ化ビニリデン（呉羽化学工業（株）
製、ＫＦ１１００）のＮ−メチルピロリドン溶液（５重
量％）に混合分散してスラリーを作製した。尚、スラリ
ー中の固形分重量組成は、ＬｉＣｏＯ2 （８５％）、カ
ーボンブラック（８％）、ポリマー（７％）とした。こ
のスラリーをアルミ箔上にドクターブレード法で塗布乾
燥して膜厚１１０μｍのシートを作製した。
合した後、７５０℃で５時間加熱して平均粒径１０μｍ
のＬｉＣｏＯ2 粉末を合成した。該粉末とカーボンブラ
ックを、ポリフッ化ビニリデン（呉羽化学工業（株）
製、ＫＦ１１００）のＮ−メチルピロリドン溶液（５重
量％）に混合分散してスラリーを作製した。尚、スラリ
ー中の固形分重量組成は、ＬｉＣｏＯ2 （８５％）、カ
ーボンブラック（８％）、ポリマー（７％）とした。こ
のスラリーをアルミ箔上にドクターブレード法で塗布乾
燥して膜厚１１０μｍのシートを作製した。
【００１９】また平均粒径１０μｍのニードルコークス
粉末に、上記と同じポリフッ化ビニリデンのＮ−メチル
ピロリドン溶液（５重量％）を混合してスラリーを作製
した（乾燥重量混合比：ニードルコークス（９２％）、
ポリマー（８％））。該スラリーを金属銅シートにドク
ターブレード法で塗布して乾燥膜厚１２０μｍのフィル
ム（電極層）を形成した。
粉末に、上記と同じポリフッ化ビニリデンのＮ−メチル
ピロリドン溶液（５重量％）を混合してスラリーを作製
した（乾燥重量混合比：ニードルコークス（９２％）、
ポリマー（８％））。該スラリーを金属銅シートにドク
ターブレード法で塗布して乾燥膜厚１２０μｍのフィル
ム（電極層）を形成した。
【００２０】次に、ポリ（ヘキサフルオロプロピレン−
フッ化ビニリデン）共重合体樹脂（ヘキサフルオロプロ
ピレン含有量５重量％）を加熱押し出し成形によって膜
厚１００μｍのシートに成形し、照射量１５Ｍｒａｄで
電子線照射を行った。電子線照射後のポリマーシートを
リチウムテトラフルオロボレート（ＬｉＢＦ4 ）のエチ
レンカーボネート（ＥＣ）／プロピレンカーボネート
（ＰＣ）／γ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）混合溶媒
（ＥＣ／ＰＣ／γ−ＢＬ＝１／１／２）溶液（ＬｉＢＦ
4 濃度１ｍｏｌ／リットル）に１００℃で２時間浸漬
し、ゲル状の高分子固体電解質を作製した。含浸後膜厚
は１６７μｍであった。
フッ化ビニリデン）共重合体樹脂（ヘキサフルオロプロ
ピレン含有量５重量％）を加熱押し出し成形によって膜
厚１００μｍのシートに成形し、照射量１５Ｍｒａｄで
電子線照射を行った。電子線照射後のポリマーシートを
リチウムテトラフルオロボレート（ＬｉＢＦ4 ）のエチ
レンカーボネート（ＥＣ）／プロピレンカーボネート
（ＰＣ）／γ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）混合溶媒
（ＥＣ／ＰＣ／γ−ＢＬ＝１／１／２）溶液（ＬｉＢＦ
4 濃度１ｍｏｌ／リットル）に１００℃で２時間浸漬
し、ゲル状の高分子固体電解質を作製した。含浸後膜厚
は１６７μｍであった。
【００２１】ＬｉＣｏＯ2 電極シート、ニードルコーク
ス電極シート、高分子固体電解質シートを７×２１ｃｍ
の大きさに切断し、２枚の電極シートが固体電解質シー
トを挟むように積層してニードルコークス（負極）／固
体電解質シート／ＬｉＣｏＯ 2 （正極）で接合した積層
体を作製した。該積層体をＰＥＴ／ＰＥフィルムに挟
み、ラミネーターでラミネートしたものを、カッターで
６×４ｃｍの大きさのシート５枚に切り分けた。それぞ
れをアルミ板で挟み、１０ｋｇの重りを載せ、３０分間
保持したところ、電極の周囲に約０．７ｍｍ固体電解質
がはみ出した電池が得られた。ＰＥＴ／ＰＥフィルムを
はがし、それぞれの電池の正極、負極にステンレス端子
を取り付け、改めて端子の先が外に出るようにＰＥＴ／
Ａｌ／ＰＥフィルムに挟み、ラミネーターでラミネート
したシート電池を作製した。
ス電極シート、高分子固体電解質シートを７×２１ｃｍ
の大きさに切断し、２枚の電極シートが固体電解質シー
トを挟むように積層してニードルコークス（負極）／固
体電解質シート／ＬｉＣｏＯ 2 （正極）で接合した積層
体を作製した。該積層体をＰＥＴ／ＰＥフィルムに挟
み、ラミネーターでラミネートしたものを、カッターで
６×４ｃｍの大きさのシート５枚に切り分けた。それぞ
れをアルミ板で挟み、１０ｋｇの重りを載せ、３０分間
保持したところ、電極の周囲に約０．７ｍｍ固体電解質
がはみ出した電池が得られた。ＰＥＴ／ＰＥフィルムを
はがし、それぞれの電池の正極、負極にステンレス端子
を取り付け、改めて端子の先が外に出るようにＰＥＴ／
Ａｌ／ＰＥフィルムに挟み、ラミネーターでラミネート
したシート電池を作製した。
【００２２】それぞれの電池について、充放電機（北斗
電工製 １０１ＳＭ６）を用い電流密度３ｍＡ／ｃｍ2
の電流密度で充放電を行った。５個とも充電後の電極間
電位は４．２Ｖ（定電流後４．２Ｖ定電位充電）であり
充電が確認できた。また放電はカットオフ電圧２．７Ｖ
定電流放電で行った結果、初回充放電効率８０％以上、
２回目以降の充放電効率は９９％以上で繰り返し充放電
が可能であり、５個すべてが二次電池として作動するこ
とが確認できた。
電工製 １０１ＳＭ６）を用い電流密度３ｍＡ／ｃｍ2
の電流密度で充放電を行った。５個とも充電後の電極間
電位は４．２Ｖ（定電流後４．２Ｖ定電位充電）であり
充電が確認できた。また放電はカットオフ電圧２．７Ｖ
定電流放電で行った結果、初回充放電効率８０％以上、
２回目以降の充放電効率は９９％以上で繰り返し充放電
が可能であり、５個すべてが二次電池として作動するこ
とが確認できた。
【００２３】
【比較例１】実施例１と同様に積層体を作製し、６×４
ｃｍの大きさのシート５枚に切り分けた後、重りを載せ
て圧力をかけることなくラミネートしたシート電池を作
製した。実施例１と同様にそれぞれの電池の充放電を行
ったが、５個中３個が短絡しており、２個しか充放電は
できなかった。
ｃｍの大きさのシート５枚に切り分けた後、重りを載せ
て圧力をかけることなくラミネートしたシート電池を作
製した。実施例１と同様にそれぞれの電池の充放電を行
ったが、５個中３個が短絡しており、２個しか充放電は
できなかった。
【００２４】
【実施例２】実施例１で用いたポリ（ヘキサフルオロプ
ロピレン−フッ化ビニリデン）共重合体樹脂（ヘキサフ
ルオロプロピレン含量５重量％）を２２．５重量％、平
均分子量２００のポリエチレングリコールを１０重量
％、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート（花
王アトラス（株）、商品名Ｔｗｅｅｎ８０）を１重量％
の濃度で溶解したジメチルアセトアミド溶液を６０℃に
加熱し、ガラス板上に１００μm のギャップのブレード
で塗布した後、７０℃の水中にガラス板ごと浸漬した
後、剥離して得られた膜を水、アルコールで洗浄後、乾
燥して多孔膜を作製した。この膜厚は４５μm であり、
空隙率は７６％であった。
ロピレン−フッ化ビニリデン）共重合体樹脂（ヘキサフ
ルオロプロピレン含量５重量％）を２２．５重量％、平
均分子量２００のポリエチレングリコールを１０重量
％、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート（花
王アトラス（株）、商品名Ｔｗｅｅｎ８０）を１重量％
の濃度で溶解したジメチルアセトアミド溶液を６０℃に
加熱し、ガラス板上に１００μm のギャップのブレード
で塗布した後、７０℃の水中にガラス板ごと浸漬した
後、剥離して得られた膜を水、アルコールで洗浄後、乾
燥して多孔膜を作製した。この膜厚は４５μm であり、
空隙率は７６％であった。
【００２５】該多孔膜を実施例１で作製したＬｉＣｏＯ
2 電極シートとニードルコークス電極シートの間に挟
み、積層体を作製した。該積層体を４×４ｃｍの大きさ
に切断し、さらに２枚のガラス板に挟んでクリップで止
め、リチウムテトラフルオロボレート（ＬｉＢＦ4 ）の
エチレンカーボネート（ＥＣ）／プロピレンカーボネー
ト（ＰＣ）／γ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）混合溶媒
（ＥＣ／ＰＣ／γ−ＢＬ＝１／１／２）溶液（ＬｉＢＦ
4 濃度１ｍｏｌ／リットル）に室温で３０分間浸漬して
電解質溶液を含浸させた。該積層体の周囲からは電解質
層が約０．５ｍｍはみ出しているのが確認された。１０
０℃のオーブンで１時間加熱した後、ガラス板からはず
し、正極、負極にステンレス端子を取り付け、端子の先
が外に出るようにＰＥＴ／Ａｌ／ＰＥフィルムに挟み、
ラミネーターでラミネートしたシート電池を作製した。
同じ方法で５個作製したそれぞれの電池について実施例
１と同様に充放電を行い、いずれも二次電池として作動
することが確認できた。
2 電極シートとニードルコークス電極シートの間に挟
み、積層体を作製した。該積層体を４×４ｃｍの大きさ
に切断し、さらに２枚のガラス板に挟んでクリップで止
め、リチウムテトラフルオロボレート（ＬｉＢＦ4 ）の
エチレンカーボネート（ＥＣ）／プロピレンカーボネー
ト（ＰＣ）／γ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）混合溶媒
（ＥＣ／ＰＣ／γ−ＢＬ＝１／１／２）溶液（ＬｉＢＦ
4 濃度１ｍｏｌ／リットル）に室温で３０分間浸漬して
電解質溶液を含浸させた。該積層体の周囲からは電解質
層が約０．５ｍｍはみ出しているのが確認された。１０
０℃のオーブンで１時間加熱した後、ガラス板からはず
し、正極、負極にステンレス端子を取り付け、端子の先
が外に出るようにＰＥＴ／Ａｌ／ＰＥフィルムに挟み、
ラミネーターでラミネートしたシート電池を作製した。
同じ方法で５個作製したそれぞれの電池について実施例
１と同様に充放電を行い、いずれも二次電池として作動
することが確認できた。
【００２６】
【実施例３】実施例１で作製した架橋ポリマーシート
を、やはり実施例１で作製したＬｉＣｏＯ2 電極シート
とニードルコークス電極シートの間に挟み、積層体を作
製した。該積層体を４×４ｃｍの大きさに切断し、さら
に２枚のガラス板に挟んでクリップで止め、リチウムテ
トラフルオロボレート（ＬｉＢＦ4 ）のエチレンカーボ
ネート（ＥＣ）／プロピレンカーボネート（ＰＣ）／γ
−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）混合溶媒（ＥＣ／ＰＣ／
γ−ＢＬ＝１／１／２）溶液（ＬｉＢＦ4 濃度１ｍｏｌ
／リットル）に１００℃で２時間浸漬して電解質溶液を
含浸させた。含浸後の該積層体の周囲からは電解質層が
約０．８ｍｍはみ出しているのが確認された。ガラス板
からはずした後、正極、負極にステンレス端子を取り付
け、端子の先が外に出るようにＰＥＴ／Ａｌ／ＰＥフィ
ルムに挟み、ラミネーターでラミネートしたシート電池
を作製した。該電池を５個作製し、それぞれの電池につ
いて実施例１と同様に充放電を行ったところ、いずれも
二次電池として作動することが確認できた。
を、やはり実施例１で作製したＬｉＣｏＯ2 電極シート
とニードルコークス電極シートの間に挟み、積層体を作
製した。該積層体を４×４ｃｍの大きさに切断し、さら
に２枚のガラス板に挟んでクリップで止め、リチウムテ
トラフルオロボレート（ＬｉＢＦ4 ）のエチレンカーボ
ネート（ＥＣ）／プロピレンカーボネート（ＰＣ）／γ
−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）混合溶媒（ＥＣ／ＰＣ／
γ−ＢＬ＝１／１／２）溶液（ＬｉＢＦ4 濃度１ｍｏｌ
／リットル）に１００℃で２時間浸漬して電解質溶液を
含浸させた。含浸後の該積層体の周囲からは電解質層が
約０．８ｍｍはみ出しているのが確認された。ガラス板
からはずした後、正極、負極にステンレス端子を取り付
け、端子の先が外に出るようにＰＥＴ／Ａｌ／ＰＥフィ
ルムに挟み、ラミネーターでラミネートしたシート電池
を作製した。該電池を５個作製し、それぞれの電池につ
いて実施例１と同様に充放電を行ったところ、いずれも
二次電池として作動することが確認できた。
【００２７】
【発明の効果】本発明のシート電池は構造的に短絡しに
くく、安全性が高い。また、本発明のシート電池の製造
方法は両電極の面合わせが容易であるばかりでなく、製
造中の短絡が少ないことから製造効率が優れ、産業上大
いに有用である。
くく、安全性が高い。また、本発明のシート電池の製造
方法は両電極の面合わせが容易であるばかりでなく、製
造中の短絡が少ないことから製造効率が優れ、産業上大
いに有用である。
Claims (2)
- 【請求項１】 高分子固体電解質を介して電極が接合し
たシート電池において、高分子固体電解質層の面積が電
極層の面積よりも大きく、かつ該高分子固体電解質層が
電極面のすべての周囲から０．１〜１．５ｍｍはみ出す
ように配置されてなるシート電池。 - 【請求項２】 高分子固体電解質を介して電極が接合し
たシート電池において、高分子固体電解質層あるいはそ
の前駆体層と電極層の面積をそろえてそれらの積層体を
作成した後、該高分子固体電解質層あるいはその前駆体
層の面積を広げる処理を行う工程を含む請求項１記載の
シート電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9000578A JPH10199545A (ja) | 1997-01-07 | 1997-01-07 | シート電池及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9000578A JPH10199545A (ja) | 1997-01-07 | 1997-01-07 | シート電池及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10199545A true JPH10199545A (ja) | 1998-07-31 |
Family
ID=11477605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9000578A Withdrawn JPH10199545A (ja) | 1997-01-07 | 1997-01-07 | シート電池及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10199545A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001052745A (ja) * | 1999-08-04 | 2001-02-23 | Sony Corp | 非水系ゲル２次電池とその製造方法 |
| JP2001068165A (ja) * | 1999-08-26 | 2001-03-16 | Sony Corp | 非水系ポリマ二次電池 |
| US6547229B1 (en) | 2000-11-22 | 2003-04-15 | 3M Innovative Properties Company | Stacking apparatus and method for laminated products and packaging |
| US6585846B1 (en) | 2000-11-22 | 2003-07-01 | 3M Innovative Properties Company | Rotary converting apparatus and method for laminated products and packaging |
| US6830846B2 (en) | 2001-11-29 | 2004-12-14 | 3M Innovative Properties Company | Discontinuous cathode sheet halfcell web |
| JP2010198757A (ja) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Sony Corp | 非水電解質組成物及び非水電解質二次電池 |
| US9698444B2 (en) | 2009-02-23 | 2017-07-04 | Sony Corporation | Nonaqueous electrolyte composition, nonaqueous electrolyte secondary battery, and method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery |
-
1997
- 1997-01-07 JP JP9000578A patent/JPH10199545A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001052745A (ja) * | 1999-08-04 | 2001-02-23 | Sony Corp | 非水系ゲル２次電池とその製造方法 |
| JP4507300B2 (ja) * | 1999-08-04 | 2010-07-21 | ソニー株式会社 | 非水系ゲル２次電池とその製造方法 |
| JP2001068165A (ja) * | 1999-08-26 | 2001-03-16 | Sony Corp | 非水系ポリマ二次電池 |
| US6547229B1 (en) | 2000-11-22 | 2003-04-15 | 3M Innovative Properties Company | Stacking apparatus and method for laminated products and packaging |
| US6585846B1 (en) | 2000-11-22 | 2003-07-01 | 3M Innovative Properties Company | Rotary converting apparatus and method for laminated products and packaging |
| US6830846B2 (en) | 2001-11-29 | 2004-12-14 | 3M Innovative Properties Company | Discontinuous cathode sheet halfcell web |
| JP2010198757A (ja) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Sony Corp | 非水電解質組成物及び非水電解質二次電池 |
| US9698444B2 (en) | 2009-02-23 | 2017-07-04 | Sony Corporation | Nonaqueous electrolyte composition, nonaqueous electrolyte secondary battery, and method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery |
| US9705149B2 (en) | 2009-02-23 | 2017-07-11 | Sony Corporation | Nonaqueous electrolyte composition, nonaqueous electrolyte secondary battery, and method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040406 |