JPH10208774A

JPH10208774A - ポリマー電解質二次電池

Info

Publication number: JPH10208774A
Application number: JP9009502A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Kurisu; 俊治栗栖
Original assignee: Toshiba Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 1997-01-22
Filing date: 1997-01-22
Publication date: 1998-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】固体ポリマー電解質層を改良することにより
製造時の内部短絡が防止され、かつ単位重量当りのエネ
ルギー密度が向上されたポリマー電解質二次電池を提供
する。【解決手段】活物質を含む正極３と、活物質を含む負
極１と、前記正極３及び前記負極１の間に配置され、補
強材、非水電解液及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２とを具備し、前記電解質層
２の補強材は、有機物粒子を含むことを特徴とするポリ
マー電解質二次電池である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体ポリマー電解
質層を改良したポリマー電解質二次電池に関する。

【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
を活物質として含む懸濁液が塗布された集電体からなる
正極と非水電解液を具備した非水電解質二次電池が知ら
れている。

【０００３】また、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含む懸濁液が塗布された集電
体を負極に用いた非水電解質二次電池が提案されてい
る。前記二次電池は、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、非水電解質二次電池の一例であるポ
リマー電解質二次電池は、例えば、以下に説明する方法
で製造される。まず、ＤＢＰ（フタル酸ジブチル）のよ
うな後から除去することができる可塑剤と、ビニリデン
フロライド［ＶｄＦ］とヘキサフルオロプロピレン［Ｈ
ＦＰ］の共重合体を溶媒の存在下で混合し、これをシー
ト状に成形して非水電解液未含浸の固体ポリマー電解質
層を作製する。一方、活物質と、前記可塑剤と、ＶｄＦ
−ＨＦＰ共重合体とを溶媒の存在下で混合し、これをシ
ート状に成形し、得られたシートを集電体に積層するこ
とにより非水電解液未含浸の正極を作製する。また、前
記可塑剤と、前記ＶｄＦ−ＨＦＰ共重合体と、リチウム
イオンを吸蔵放出し得る炭素質材料とを溶媒の存在下で
混合し、これをシート状に成形し、得られたシートを集
電体に積層することにより非水電解液未含浸の負極を作
製する。得られた正極、ポリマー電解質層、負極をこの
順番に積層した後、これらを熱圧着により一体化させ
る。ひきつづき、積層物中の可塑剤を例えば溶媒抽出に
より除去した後、非水電解液を含浸させることにより前
記電池を製造する。

【０００５】しかしながら、前記ポリマー電解質層は圧
縮に対する強度が低いため、熱圧着による一体化工程の
際に前記電解質層がつぶれて正極と負極とが接触し、短
絡を生じるという問題点がある。また、ポリマー電解質
二次電池は、正極、負極及び電解質層を作製し、このよ
うな正極と負極の間に電解質層を介在し、これを渦巻状
に捲回し、非水電解液を含浸させることにより製造する
ことも可能である。しかしながら、前記ポリマー電解質
層の圧縮強度が低いため、捲回時に前記ポリマー電解質
層が伸びて正極と負極とが接触し、このような方法によ
ってもやはり短絡を生じる。

【０００６】このようなことから、前記ポリマー電解質
層に酸化ケイ素（ＳｉＯ₂ ）粉末のような無機フィラー
を添加することにより前記電解質層の圧縮強度を高め、
熱圧着や、捲回時の短絡を回避することが行われてい
る。しかしながら、前記無機フィラーを含むポリマー電
解質層を備えた二次電池は、単位重量当りのエネルギー
密度が低下するという問題点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、固体ポリマ
ー電解質層を改良することにより製造時の内部短絡が防
止され、かつ単位重量当りのエネルギー密度が向上され
た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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るポリマー電
解質二次電池は、活物質を含む正極と、活物質を含む負
極と、前記正極及び前記負極の間に配置され、補強材、
非水電解液及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具備し、前記電解質層の補強材
は、有機物粒子を含むことを特徴とするものである。

【０００９】本発明に係るポリマー電解質二次電池は、
活物質を含む正極と、活物質を含む負極と、前記正極及
び前記負極の間に配置され、補強材、非水電解液及びこ
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
層とを具備し、前記電解質層の補強材は、融点が１００
℃〜１６０℃の範囲である有機物粒子を含むことを特徴
とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るポリマー電解
質二次電池に含まれる正極、負極及び電解質層について
説明する。（正極）この正極は、活物質、非水電解液及びこの電解
液を保持するポリマーを含む正極層が集電体に担持され
たものから形成される。

【００１１】前記活物質としては、種々の酸化物（例え
ばＬｉＭｎ₂ Ｏ₄ などのリチウムマンガン複合酸化物、
二酸化マンガン、例えばＬｉＮｉＯ₂ などのリチウム含
有ニッケル酸化物、例えばＬｉＣｏＯ₂ などのリチウム
含有コバルト酸化物、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など）
や、カルコゲン化合物（例えば、二硫化チタン、二硫化
モリブテンなど）等を挙げることができる。中でも、リ
チウムマンガン複合酸化物、リチウム含有コバルト酸化
物、リチウム含有ニッケル酸化物を用いるのが好まし
い。

【００１２】前記非水電解液は、非水溶媒に電解質を溶
解することにより調製される。前記非水溶媒としては、
エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネー
ト（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチル
カーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥ
Ｃ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、γ−ブチ
ロラクトン（γ−ＢＬ）、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、ジメチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨ
Ｆ）、２−メチルテトラヒドロフラン等を挙げることが
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良い。

【００１３】前記電解質としては、例えば、過塩素酸リ
チウム（ＬｉＣｌＯ₄ ）、六フッ化リン酸リチウム（Ｌ
ｉＰＦ₆ ）、ホウ四フッ化リチウム（ＬｉＢＦ₄ ）、六
フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ₆ ）、トリフルオロメ
タンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ₃ 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 ＳＯ₃ ）₂ ］等のリチウム塩を挙げることがで
きる。

【００１４】前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量
は、０．２ｍｏｌ／ｌ〜２ｍｏｌ／ｌとすることが望ま
しい。前記非水電解液を保持するポリマーとしては、例
えば、ポリエチレンオキサイド誘導体、ポリプロピレン
オキサイド誘導体、前記誘導体を含むポリマー、ビニリ
デンフロライド（ＶｄＦ）とヘキサフルオロプロピレン
（ＨＦＰ）との共重合体等を用いることができる。前記
ＨＦＰの共重合割合は、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。

【００１５】前記正極の集電体としては、例えばアルミ
ニウム製エキスパンドメタル、アルミニウム箔、アルミ
ニウム製メッシュ、アルミニウム製パンチドメタル等を
用いることができる。

【００１６】前記正極は、導電性を向上する観点から導
電性材料を含んでいてもよい。前記導電性材料として
は、例えば、人造黒鉛、カーボンブラック（例えばアセ
チレンブラックなど）、ニッケル粉末等を挙げることが
できる。

【００１７】（負極）この負極は、活物質、非水電解液
及びこの電解液を保持するポリマーを含む負極層が集電
体に担持されたものから形成される。

【００１８】前記活物質としては、リチウムイオンを吸
蔵放出する炭素質材料を挙げることができる。かかる炭
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、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、人造グラファイト、天然グラファイト等に代表さ
れる炭素質材料を挙げることができる。中でも、５００
℃〜３０００℃の温度で、常圧または減圧下にて前記メ
ソフェーズピッチを焼成して得られる炭素質材料を用い
るのが好ましい。

【００１９】前記非水電解液及び前記ポリマーとして
は、前述した正極で説明したものと同様なものが用いら
れる。前記負極の集電体としては、例えば、銅製エキス
パンドメタル、銅箔、銅製メッシュ、銅製パンチドメタ
ル等を用いることができる。

【００２０】なお、前記負極シートは、人造グラファイ
ト、天然グラファイト、カーボンブラック、アセチレン
ブラック、ケッチェンブラック、ニッケル粉末、ポリフ
ェニレン誘導体等の導電性材料、オレフィン系ポリマー
や炭素繊維等のフィラーを含むことを許容する。

【００２１】（固体ポリマー電解質層）この電解質層
は、補強材、非水電解液及びこの電解液を保持するポリ
マーを含む。

【００２２】前記非水電解液及び前記ポリマーとして
は、前述した正極で説明したものと同様なものが用いら
れる。前記補強材は、有機物粒子から形成すると良い。
前記有機物粒子の形状は、特に限定されるものではない
が、例えば、球状や、柱状にすることができる。前記有
機物粒子として、球状のものや、柱状のものを単独で使
用しても良いが、これらを併用しても良い。また、前記
有機物粒子は、一次粒子の形態で前記電解質層中に存在
していても良いが、二次粒子の形態であってもよい。前
記電解質層中には、一次粒子と二次粒子とが混在してい
ても良い。前記有機物としては、ポリオレフィン（例え
ばポリエチレン、ポリプロピレン）、ポリアミド等を挙
げることができる。

【００２３】前記有機物粒子の大きさは、前記電解質層
の厚さより小さければ良い。中でも、前記有機物粒子の
粒径は、０．５μｍ以上で、かつ前記電解質層の厚さの
５０％以下に相当する大きさにすることが好ましい。前
記粒径を０．５μｍ未満にすると、電解質層の圧縮強度
が弱くなって短絡を生じる恐れがある。一方、前記粒径
が前記電解質層の厚さの５０％を越えると、前記電解質
層の表面性が低下しやすく、熱圧着時に気泡が残留する
恐れがある。また、イオン導電性が低下する恐れがあ
る。前記有機物粒子の粒径は、走査電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）か、もしくはレーザー回折法（ヘリウム（Ｈｅ）・
ネオン（Ｎｅ）レーザー）により測定することができ
る。

【００２４】前記電解質層の前記補強材の含有量は、前
記補強材と前記非水電解液を保持するポリマーの合量に
対して５〜５５重量％の範囲にすることが好ましい。こ
れは次のような理由によるものである。前記含有量を５
重量％未満にすると、前記電解質層の圧縮強度を製造時
の内部短絡を回避できるほどに向上させることが困難に
なる恐れがある。一方、前記含有量が５５重量％を越え
ると、前記電解質層の非水電解液含浸量が不足し、イオ
ン導電性の低下を招く恐れがある。また、電解質層の弾
性が低下したり、あるいは固くなったりすることがある
ため、正極と負極の間に電解質層を介在し、捲回する際
に電解質層が裂けやすくなる恐れがある。

【００２５】前記補強材は、前記二次電池が過充電や短
絡等により発熱した際の安全性を向上する観点から、融
点が１００℃〜１６０℃の範囲である有機物粒子を含む
ことが好ましい。前記補強材は、このような融点を有す
る有機物の粒子のみから形成しても良いが、前記二次電
池の安全性をより向上する観点から、融点が前記範囲よ
りも高い有機物の粒子を含んでいると良い。

【００２６】有機物粒子の融点を前記範囲に限定するの
は次のような理由によるものである。前記融点を１００
℃未満にすると、通常の使用において有機物粒子が溶融
し、電解質層のリチウムイオン伝導度が低下し、放電容
量の低下を招く恐れがある。前記融点を１００℃以上に
すると、前記二次電池に過充電や短絡等で異常が発生
し、発熱した時のみに有機物粒子を溶融させ、電流の流
れを止めることができる。しかしながら、前記融点が１
６０℃を越えるような場合には、活物質と非水電解液と
の反応がより激しくなり、異常時に発火を招く恐れがあ
る。また、正極と負極と電解質層とを熱圧着によって一
体化する場合には、有機物粒子としては融点が熱圧着温
度より高いものを使用すると良い。融点が１００℃〜１
６０℃の範囲内である有機物としては、ポリエチレン、
ポリプロピレン等を挙げることができる。中でも、ポリ
プロピレンで、融点が１５０℃〜１６０℃の範囲のもの
は、熱圧着によって一体化を行う場合に好適である。ま
た、融点が１６０℃を越える有機物としては、ナイロン
６６／１２（３０／７０ｗｔ％）や、ナイロン６／１２
（２０／８０ｗｔ％）のようなポリアミド等を挙げるこ
とができる。

【００２７】前記正極、前記負極及び前記電解質層を備
えた二次電池は、例えば、以下に説明する方法により作
製することができる。すなわち、前記活物質、前記非水
電解液を保持するポリマー、前記導電材料及びフタル酸
ジブチル（ＤＢＰ）のような可塑剤をアセトンなどの有
機溶媒中で混合し、ペーストを調製し、成膜することに
より正極シートを作製する。得られた正極シートを例え
ば熱圧着により集電体に接着し、非水電解液未含浸の正
極を作製する。一方、前記活物質、前記非水電解液を保
持するポリマー及びフタル酸ジブチル（ＤＢＰ）のよう
な可塑剤をアセトンなどの有機溶媒中で混合し、ペース
トを調製し、成膜することにより負極シート作製する。
得られた負極シートを例えば熱圧着により集電体に接着
し、非水電解液未含浸の負極を作製する。また、前記非
水電解液を保持するポリマー、前記無機フィラー及びフ
タル酸ジブチル（ＤＢＰ）のような可塑剤をアセトンな
どの有機溶媒中で混合し、ペーストを調製し、成膜し、
非水電解液未含浸の電解質層を作製する。このようにし
て得られた非水電解液未含浸の正極と非水電解液未含浸
の負極の間に、非水電解液未含浸の電解質層を介在し、
例えば熱圧着により一体化する。得られた積層物から可
塑剤を除去し、非水電解液を含浸させ、これをラミネー
トフィルムのような容器内に収納することにより前記二
次電池を製造をすることができる。

【００２８】以上説明したような本発明に係るポリマー
電解質二次電池は、有機物粒子を含む補強材と、非水電
解液と、この電解液を保持するポリマーとを含有する固
体ポリマー電解質層を備える。このような二次電池は、
熱圧着による一体化や、渦巻状に捲回する際に内部短絡
が生じるのを防止することができる。また、前記二次電
池は、電解質層の補強材として無機フィラーを含む従来
の二次電池に比べて軽量化を図ることができるため、単
位重量当りのエネルギー密度を向上することができる。

【００２９】本発明に係る別のポリマー電解質二次電池
は、融点が１００〜１６０℃の有機物粒子を含む補強材
と、非水電解液と、この電解液を保持するポリマーとを
含有する固体ポリマー電解質層を備える。このような二
次電池は、製造時の内部短絡の発生を防止することがで
きると共に、単位重量当りのエネルギー密度を向上する
ことができる。更に、前記二次電池は、過充電や、短絡
などにより異常電流が流れて発熱すると、前記有機物粒
子が溶融してフィルム化し、前記電解質層のリチウムイ
オン伝導度を低下させることができるため、前記電解質
層によって異常電流を遮断することができる。その結
果、前記二次電池の温度上昇を停止することができるた
め、異常電流による発火を未然に防止することができ
る。

【００３０】特に、融点が前記範囲の有機物粒子と融点
がそれよりも高い有機物粒子から補強材を形成すること
によって、異常時に融点が前記範囲の有機物粒子が溶融
し、フィルム化し、電解質層で異常電流を遮断すること
ができるため、温度上昇を抑制することができる。ま
た、融点がそれよりも高い有機物粒子はこの時にほとん
ど溶融しないため、前記電解質層の形状保持に寄与する
ことができる。その結果、異常時に電解質層の形状が崩
れて前記電解質層が正極と負極の間から流出するのを防
止することができるため、異常時に内部短絡が生じるの
を回避することができる。従って、過充電や、短絡等の
異常時の安全性を更に向上することが可能になる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。（実施例１）＜正極の作製＞活物質として組成式がＬｉＭｎ₂ Ｏ₄ で
表されるリチウムマンガン複合酸化物６５．０重量％
と、カーボンブラック７．０重量％と、ビニリデンフロ
ライド−ヘキサフルオロプロピレン（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
の共重合体粉末９．０重量％と、可塑剤｛フタル酸ジブ
チル（ＤＢＰ）｝１９．０重量％とをＮ−Ｎ−ジメチル
ホルムアミド中で混合し、ペーストを調製した。得られ
たペーストをポリエチレンテレフタレートフィルム（Ｐ
ＥＴフィルム）上に、厚さが１２５μｍ、幅が１５０ｍ
ｍとなるように塗布し、シート化し、１５０ｍｍの長さ
に切り出し、正極シートを作製した。得られたシートを
アルミニウム製エキスパンドメタルからなる集電体の両
面に熱ロールで加熱圧着することにより非水電解液未含
浸の正極を作製した。

【００３２】＜負極の作製＞活物質としてメソフェーズ
ピッチ炭素繊維６５．０重量％と、ビニリデンフロライ
ド−ヘキサフルオロプロピレン（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の共
重合体粉末９重量％と、可塑剤｛フタル酸ジブチル（Ｄ
ＢＰ）｝２６重量％とをＮ−Ｎ−ジメチルホルムアミド
中で混合し、ペーストを調製した。得られたペーストを
ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィル
ム）上に、厚さが１２０μｍ、幅が１５０ｍｍとなるよ
うに塗布し、シート化し、１５０ｍｍの長さに切り出
し、負極シートを作製した。得られた負極シートを銅製
エキスパンドメタルからなる集電体の両面に熱ロールで
加熱圧着することにより非水電解液未含浸の負極を作製
した。

【００３３】＜固体ポリマー電解質層の作製＞補強材と
して粒径が５μｍのポリプロピレン粒子（融点は１５０
℃）２５重量％と、ビニリデンフロライド−ヘキサフル
オロプロピレン（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の共重合体粉末３０
重量％と、可塑剤｛フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）｝４５
重量％とをＮ−Ｎ−ジメチルホルムアミド中で混合し、
ペースト状にした。得られたペーストをポリエチレンテ
レフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）上に、厚さが
５０μｍ、幅が１６０ｍｍとなるように塗布し、シート
化し、１６０ｍｍの長さに切り出し、非水電解液未含浸
の固体ポリマー電解質層を作製した。なお、前記電解質
層の前記補強材の含有量は、前記補強材と前記ＶｄＦ−
ＨＦＰの共重合体粉末との合量に対して４５重量％であ
った。

【００３４】＜非水電解液の調製＞エチレンカーボネー
ト（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）が体積比
で２：１の割合で混合された非水溶媒に電解質としての
ＬｉＰＦ₆ をその濃度が１ｍｏｌ／ｌになるように溶解
させて非水電解液を調製した。

【００３５】＜電池の組み立て＞前記正極を２枚と前記
負極を１枚と前記セパレータシートを２枚用意し、前記
正極と前記負極をその間に前記セパレータシートを介在
させながら交互に積層し、これらを１４５℃に加熱した
剛性ロールにて加熱圧着し、積層物を作製した。このよ
うな積層物をメタノール中に浸漬し、前記積層物中のＤ
ＢＰをメタノールによって抽出し、除去した。ひきつづ
き、乾燥し、前記組成の非水電解液に浸漬することによ
り前記積層物への電解液の含浸を行い、図１に示すよう
に積層した発電要素を備える理論容量が１２００ｍＡｈ
のポリマー電解質二次電池を製造した。

【００３６】すなわち、負極１の両面には、固体ポリマ
ー電解質層２が配置されている。各固体ポリマー電解質
層２の外側の面には、正極３が積層されている。なお、
前記負極１は、集電体としての銅製エキスパンドメタル
４の両面に負極シート５が担持された構造を有する。前
記正極３は、集電体としてのアルミニウム製エキスパン
ドメタル６の両面に正極シート７が担持された構造を有
する。

【００３７】（実施例２）＜固体ポリマー電解質層の作製＞補強材として粒径が２
０μｍのポリエチレン粒子（融点は１２５℃）を２５重
量％と、ビニリデンフロライド−ヘキサフルオロプロピ
レン（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の共重合体粉末を３０重量％
と、可塑剤｛フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）｝４５重量％
をＮ−Ｎ−ジメチルホルムアミド中で混合し、ペースト
状にした。得られたペーストをポリエチレンテレフタレ
ートフィルム（ＰＥＴフィルム）上に、厚さが５０μ
ｍ、幅が５６ｍｍとなるように塗布し、シート化し、４
５７ｍｍの長さに切り出し、非水電解液未含浸の固体ポ
リマー電解質層を作製した。なお、前記電解質層の前記
補強材の含有量は、前記補強材と前記ＶｄＦ−ＨＦＰの
共重合体粉末との合量に対して４５重量％であった。

【００３８】一方、幅を５０ｍｍにし、長さを４５０ｍ
ｍにすること以外は、実施例１と同様にして非水電解液
未含浸の正極シートを作製した。得られたシートをアル
ミニウム製エキスパンドメタルからなる集電体の両面に
熱ロールで加熱圧着することにより非水電解液未含浸の
正極を作製した。また、幅を５０ｍｍにし、長さを４５
０ｍｍにすること以外は、実施例１と同様にして非水電
解液未含浸の負極シートを作製した。得られた負極シー
トを銅製エキスパンドメタルからなる集電体の両面に熱
ロールで加熱圧着することにより非水電解液未含浸の負
極を作製した。

【００３９】前記正極を２枚と前記負極を１枚と前記セ
パレータシートを２枚用意し、前記正極と前記負極をそ
の間に前記セパレータシートを介在させながら交互に積
層し、これらを渦巻状に捲回した。このような積層物中
のＤＢＰを実施例１と同様にして除去し、乾燥した後、
実施例１と同様な組成の非水電解液に浸漬することによ
り前記積層物への電解液の含浸を行い、理論容量が１２
００ｍＡｈのポリマー電解質二次電池を製造した。

【００４０】（比較例）以下に説明する方法で非水電解
液未含浸の電解質層を作製すること以外は、実施例１と
同様にしてポリマー電解質二次電池を製造した。

【００４１】＜固体ポリマー電解質層の作製＞補強材と
して酸化硅素（ＳｉＯ₂ ）粉末を２５重量％と、ビニリ
デンフロライド−ヘキサフルオロプロピレン（ＶｄＦ−
ＨＦＰ）の共重合体粉末を３０重量％と、可塑剤｛フタ
ル酸ジブチル（ＤＢＰ）｝４５重量％とをアセトン中で
混合し、ペースト状にした。得られたペーストをポリエ
チレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）上
に、厚さが５０μｍ、幅が１６０ｍｍとなるように塗布
し、シート化し、１６０ｍｍの長さに切り出し、非水電
解液未含浸の固体ポリマー電解質層を作製した。

【００４２】得られた実施例１、２及び比較例の二次電
池について、２４０ｍＡの電流で４．２Ｖまで定電流定
電圧充電した後、２４０ｍＡの電流で２．８Ｖまで放電
した場合の放電容量を測定し、得られた放電容量から単
位重量当りのエネルギー密度を算出し、その結果を下記
表１に示す。

【００４３】また、実施例１、２及び比較例の二次電池
について、２４００ｍＡの電流で１５Ｖまで充電した際
の温度変化を測定し、その時の最高温度を下記表１に示
す。表１単位重量当りのエネルギー密度過充電時の最高温度実施例１１３３（Ｗｈ／ｋｇ）１５０（℃）実施例２１３４（Ｗｈ／ｋｇ）１２５（℃）比較例１２８（Ｗｈ／ｋｇ）１６５（℃）発火し、破裂した表１から明らかなように、本実施例１、２の二次電池
は、比較例に比べて単位重量当りのエネルギー密度が高
く、かつ過充電時の温度上昇を抑制することができるこ
とがわかる。これに対し、比較例の二次電池は、単位重
量当りのエネルギー密度が低いだけではなく、前述した
過充電試験の際に発火し、破裂を生じた。

【００４４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、製
造時の内部短絡の発生を回避することができ、軽量化と
単位重量当りのエネルギー密度の向上を図ることが可能
なポリマー電解質二次電池を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例１、２のポリマー電解質二
次電池の発電要素を示す断面図。

【符号の説明】

１…負極、２…固体ポリマー電解質層、３…正極。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】活物質を含む正極と、活物質を含む負極と、前記正極及び前記負極の間に配置され、補強材、非水電
解液及びこの電解液を保持するポリマーを含む固体ポリ
マー電解質層とを具備し、前記電解質層の補強材は、有機物粒子を含むことを特徴
とするポリマー電解質二次電池。
【請求項２】活物質を含む正極と、活物質を含む負極と、前記正極及び前記負極の間に配置され、補強材、非水電
解液及びこの電解液を保持するポリマーを含む固体ポリ
マー電解質層とを具備し、前記電解質層の補強材は、融点が１００℃〜１６０℃の
範囲である有機物粒子を含むことを特徴とするポリマー
電解質二次電池。