JPH10241663A - 電 池 - Google Patents

電 池

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JPH10241663A
JPH10241663A JP9037542A JP3754297A JPH10241663A JP H10241663 A JPH10241663 A JP H10241663A JP 9037542 A JP9037542 A JP 9037542A JP 3754297 A JP3754297 A JP 3754297A JP H10241663 A JPH10241663 A JP H10241663A
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JP
Japan
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ion
conductive heat
battery
resistant
resistant layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP9037542A
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English (en)
Inventor
Hisashi Tsukamoto
寿 塚本
Masaki Kitamura
雅紀 北村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Japan Storage Battery Co Ltd filed Critical Japan Storage Battery Co Ltd
Priority to JP9037542A priority Critical patent/JPH10241663A/ja
Publication of JPH10241663A publication Critical patent/JPH10241663A/ja
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 その性能を維持すると共に、内部短絡が生じ
ても内部温度及び内部圧力の上昇を抑制し、可及的にコ
ストが低い電池を提供する。 【解決手段】 正極1及び負極2の合材層5,5,6,
6上にはそれぞれ、イオン伝導材を含有するイオン伝導
性耐熱性層7,7,8,8が形成してある。イオン伝導
材としては、PAN又はPEO等の有機固体電解質、ペ
ロブスカイト型の無機固体電解質、又は、有機固体電解
質と無機固体電解質との混合物を用いることができる。
このイオン伝導材を非イオン伝導性耐熱材に10重量%
〜95重量%になるように添加して、イオン伝導性耐熱
性層7,7,8,8が形成してある。非イオン伝導性耐
熱材としては、ポリイミド又はポリアミドイミド等,非
イオン伝導性であり、300℃程度では形状変化を来さ
ない耐熱性の合成樹脂を用いることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、対向配置した電極
とその間に介在させた電解質との電気化学反応によって
両電極間に電位差を生成する電池に関する。
【0002】
【従来の技術】有機電解液電池であるリチウム電池は、
高エネルギ密度を有すると共に電池電圧が高いという長
所を備える一方、給電している外部回路又は電池内部に
短絡が生じた場合、電池内に大電流が流れて内部温度及
び内部圧力が急激に上昇するため、これを防止して安全
性を向上させることが要求されている。そのため、特開
平 2−11215 号公報,特開平 2−288063号公報,特開平
3−98257 号公報,特開平 3−226964号公報又は特開平
6−196140号公報には、電池内部に圧力感応式電流遮断
装置を設けたリチウム電池が開示されている。また、特
開平 7−153367号公報又は特開平 7−153499号公報に
は、温度が上昇するに従って抵抗値が指数関数的に増加
し、温度が降下するに従って抵抗値が減少するPTC素
子を用いて、電池から大電流が流出することを防止し、
更なる内部温度の上昇及び内部圧力の上昇を抑制するリ
チウム電池が開示されている。
【0003】更に、特開昭60−52号公報又は特開昭60−
23954 号公報には、電極間を絶縁するセパレータとし
て、ポリプロピレン製の不織布の表面にポリエチレン製
の微粒子を付着させたセパレータ、又はポリオレフィン
製の多孔性膜からなるセパレータを用いたリチウム電池
が開示されている。このようなリチウム電池にあって
は、短絡によって内部温度が上昇すると、前者のセパレ
ータを用いた場合、ポリエチレン製の微粒子が溶融し、
不織布の目が閉塞されて電気抵抗が増大する。また、後
者のセパレータを用いた場合、ポリオレフィン製の多孔
性膜が形状変化し、多孔性膜の細孔が閉塞されて電気抵
抗が増大する。これによって、電池内に大電流が流れる
ことが防止され、更なる内部温度上昇及び内部圧力の上
昇が抑制される。
【0004】一方、特開平 7−192720号公報には、正極
活物質である遷移金属複合酸化物の微粒子の表面にホウ
素,リン又は窒素等を含有する層を形成し、遷移金属複
合酸化物が有する電解液分解反応の触媒活性を低減させ
たリチウム電池も開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平 2−11215 号公報又は特開平 7−153367号公報
等に開示されたリチウム電池にあっては、電池の構造が
複雑になりコストが高く、また電池内部での短絡に対応
することができないという問題があった。また、特開昭
60−52号公報に開示されたリチウム電池にあっては、ポ
リエチレン製の微粒子の溶融による不織布の目の閉塞が
不十分であり、内部温度及び内部圧力の上昇を十分には
抑制し得ない。一方、特開昭60−23954 号公報に開示さ
れたリチウム電池にあっては、ポリオレフィン製の多孔
性膜の形状変化によってセパレータの機械強度が低下
し、電池の寿命が短くなる。更に、特開平 7−192720号
公報に開示されたリチウム電池にあっては、リチウム電
池の性能が低下するという問題があった。
【0006】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは一対の電極の対向す
る2つの面の一方又は両方に、非イオン伝導性耐熱性材
にイオン伝導材を添加したイオン伝導性耐熱性層を形成
することによって、その性能を維持すると共に、内部短
絡が生じても内部温度及び内部圧力の上昇を抑制し、可
及的にコストが低い電池を提供することにある。また、
前述した如き解決すべき課題から電池の電極に着目する
と、対向配置してその間に電解質を介在させる板状の電
極の一面又は両面に、非イオン伝導性耐熱性材にイオン
伝導材を添加したイオン伝導性耐熱性層を形成すること
によって、電池の性能を維持すると共に、内部短絡が生
じても内部温度及び内部圧力の上昇を抑制し、可及的に
コストが低い電極も提供している。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1発明に係る電池は、
複数の板状の電極を対向配置し、その間に電解質を介在
させてなる電池において、対をなす電極の対向する2つ
の面の一方又は両方に、非イオン伝導性耐熱性材にイオ
ン伝導材を添加したイオン伝導性耐熱性層が形成してあ
ることを特徴とする。
【0008】第1発明にあっては、対向配置する電極の
少なくとも一方の面に形成したイオン伝導性耐熱性層に
よって、電子を導通する電極と電解質との接触が防がれ
る。イオン伝導性耐熱性層は、イオン伝導材を非イオン
伝導性耐熱性材に添加してあり、このイオン伝導材によ
って電極と電解質との間で所要のイオンが授受される一
方、非イオン伝導性耐熱性材の部分ではイオンの授受は
妨げられる。つまり、イオン伝導性耐熱性層によって、
電極と電解質との間の電気化学的相互作用の進行速度が
律速されている。これによって、電池の性能が高く維持
される一方、内部短絡が生じた場合、イオン伝導性耐熱
性層によって大電流の発生が防止され、内部温度の上昇
及び内部圧力の上昇が抑制される。ところで、電極の内
部短絡した部分は局部的に高温になるが、イオン伝導性
耐熱性層は耐熱性の材料で形成してあるため、高温にな
った部分のイオン伝導性耐熱性層に形状変化又は溶融等
が生じず、大電流発生の防止機能は損なわれない。一
方、前述したイオン伝導性耐熱性層の製造コストは比較
的低い。
【0009】ところで、このようなことより課題を解決
するための手段として、電池に備えられ、対向配置して
その間に電解質を介在させる板状の電極において、前記
電極の一面又は両面に、非イオン伝導性耐熱性材にイオ
ン伝導材を添加したイオン伝導性耐熱性層が形成してあ
ることを特徴とする電極を挙げることもできる。このよ
うな電極にあっては、電池に組み立てられた場合、前同
様の作用を有し、電池の性能を高レベルに維持すると共
に、内部短絡が生じても内部温度及び内部圧力の上昇を
抑制し、また、製造コストが低い電池を提供することが
できる。
【0010】第2発明に係る電池は、第1発明におい
て、前記イオン伝導性耐熱性層に複数の貫通孔が形成し
てあることを特徴とする。
【0011】第2発明にあっては、イオン伝導性耐熱性
層に複数の貫通孔を形成し、イオン伝導性耐熱性層を多
孔性にしてある。これによって、電解質と電極との間の
イオン伝導性が向上する一方、イオン伝導性耐熱性層に
よって前同様、内部短絡による温度上昇及び内部圧力の
上昇が抑制される。
【0012】また、このようなことより課題を解決する
ための手段として、第1発明に記載した電極において、
前記イオン伝導性耐熱性層に複数の貫通孔が形成してあ
ることを特徴とする電極を挙げることもできる。このよ
うな電極にあっては、電池に組み立てられた場合、前同
様の作用を有し、電解質と電極との間のイオン伝導性が
向上する一方、内部短絡による温度上昇及び内部圧力の
上昇が抑制される。
【0013】第3発明に係る電池は、第2発明におい
て、前記イオン伝導性耐熱性層は、前記貫通孔を閉塞す
る熱溶融性の閉塞材を含有することを特徴とする。
【0014】第3発明にあっては、内部短絡によってイ
オン伝導性耐熱性層の温度が所定温度まで上昇すると、
閉塞材が溶融してイオン伝導性耐熱性層に形成してある
複数の貫通孔を閉塞する。これによって、貫通孔による
イオンの導通が遮断され、イオン伝導性耐熱性層を多孔
性にした場合の安全性が向上する。
【0015】このようなことより課題を解決するための
手段として、第2発明に記載した電極において、前記イ
オン伝導性耐熱性層は、前記貫通孔を閉塞する熱溶融性
の閉塞材を含有することを特徴とする電極を挙げること
もできる。このような電極にあっては、電池に組み立て
られた場合、第3発明と同様の作用を有し、イオン伝導
性耐熱性層を多孔性にした場合の安全性が向上する。
【0016】第4発明に係る電池は、第1,第2又は第
3発明において、前記非イオン伝導性耐熱性材は、非イ
オン伝導性耐熱性の合成樹脂又は該合成樹脂と非イオン
伝導性耐熱性の無機固体との混合物を用いて形成してあ
ることを特徴とする。
【0017】第4発明にあっては、非イオン伝導性耐熱
性材に、耐熱性の合成樹脂又は該合成樹脂と耐熱性の無
機固体との混合物を用いる。後者の場合、前者の場合よ
り耐熱性が高く、安全性を更に向上させることができ
る。
【0018】このようなことより課題を解決するための
手段として、第1,第2又は第3発明に記載した電極に
おいて、前記非イオン伝導性耐熱性材は、非イオン伝導
性耐熱性の合成樹脂又は該合成樹脂と非イオン伝導性耐
熱性の無機固体との混合物を用いて形成してあることを
特徴とする電極を挙げることもできる。このような電極
にあっては、非イオン伝導性耐熱性の合成樹脂を用いた
場合、帯状の電極を容易に捲回することができ、前記合
成樹脂と非イオン伝導性耐熱性の無機固体との混合物を
用いた場合、耐熱性が更に向上する。
【0019】第5発明に係る電池は、第1,第2又は第
3発明において、前記イオン伝導材は有機電解質、無機
電解質又はそれらの混合物を含むことを特徴とする。
【0020】第5発明にあっては、前述したイオン伝導
材に、液体又は固体の有機電解質若しくは無機電解質、
又はそれらの混合物を用いる。無機固体電解質を用いた
場合、耐熱性が最も高い。
【0021】このようなことより課題を解決するための
手段として、第1,第2又は第3発明に記載した電極に
おいて、前記イオン伝導材は有機電解質、無機電解質又
はそれらの混合物を含むことを特徴とする電極を挙げる
こともできる。このような電極にあっては、無機固体電
解質を用いた場合、耐熱性が最も高く、電池の安全性を
更に向上させることができる。
【0022】第6発明に係る電池は、第3発明におい
て、前記閉塞材はワックス、樹脂又はそれらの混合物を
含むことを特徴とする。
【0023】第6発明にあっては、この閉塞材として、
120℃以上の融点を有するワックス、ポリエチレン
(PE:融点140℃)又はポリプロピレン(PP:融
点160℃)等の熱可塑性の樹脂又はそれらの混合物を
含んでおり、これらは内部短絡によってそれぞれの融点
まで温度が上昇したときに溶融して、イオン伝導性耐熱
性層に形成してある複数の貫通孔を閉塞する。これによ
って、貫通孔によるイオンの導通が遮断され、イオン伝
導性耐熱性層を多孔性にした場合の安全性が向上する。
【0024】このようなことより課題を解決するための
手段として、第3発明に記載した電極において、前記閉
塞材はワックス、樹脂又はそれらの混合物を含むことを
特徴とする電極を挙げることもできる。このような電極
にあっては、電池に組み立てられた場合、前同様、内部
短絡によってそれぞれの融点まで温度が上昇したときに
閉塞材が溶融して、イオン伝導性耐熱性層に形成してあ
る複数の貫通孔を閉塞し、これによって、貫通孔による
イオンの導通が遮断され、イオン伝導性耐熱性層を多孔
性にした場合の安全性が向上する。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。 (実施の形態1)図1は、本発明に係る電池の一例であ
るリチウムイオン電池を示す分解斜視図であり、図中1
は正極を、2は負極を示している。また、図2は図1に
示したリチウムイオン電池の要部構成を示す模式図であ
り、厚さ方向を拡大してある。正極1及び負極2は、ア
ルミニウム又は銅等の電子伝導性の金属を薄い帯状に成
形したグリッド3,4を備えており、両グリッド3,4
はその一面が互いに対向するように配してある。正極1
のグリッド3の両面には、活物質であるコバルト酸リチ
ウム又はニッケル酸リチウムと、導電剤であるアセチレ
ンブラックと、結着剤であるポリフッ化ビニリデンとを
混合したペーストを塗布・乾燥して形成した合材層5,
5が設けてある。また、負極2のグリッド4の両面に
は、黒鉛とポリフッ化ビニリデンとを混合したペースト
を塗布・乾燥して形成した合材層6,6が設けてあり、
黒鉛によってリチウムイオンをインターカーレートして
負極2の活物質を生成する。
【0026】正極1及び負極2の合材層5,5,6,6
上にはそれぞれ、イオン伝導材を含有するイオン伝導性
耐熱性層7,7,8,8が形成してある。イオン伝導材
としては、PAN(ポリアクリロニトリル)又はPEO
(ポリエチレンオキシド)等の有機固体電解質、リチウ
ムランタンタイタネート(La0.55Li0.35TiO2
といったペロブスカイト型の無機固体電解質、又は、有
機固体電解質と無機固体電解質との混合物を用いること
ができる。このイオン伝導材を非イオン伝導性耐熱性材
に10重量%〜95重量%になるように添加して、イオ
ン伝導性耐熱性層7,7,8,8が形成してある。非イ
オン伝導性耐熱性材としては、ポリイミド又はポリアミ
ドイミド等,非イオン伝導性であり、300℃程度では
形状変化を来さない耐熱性の合成樹脂、又は、酸化マグ
ネシウムといったセラミックス系の無機固体と前記合成
樹脂との混合物を用いることができる。これによって、
イオン伝導性耐熱性層7,7,8,8は、略300℃程
度までの耐熱性を有する。
【0027】正極1の両面に、例えばポリプロピレン製
又はポリエチレン製の多孔性高分子のセパレータ9,9
を介装させて、セパレータ9,正極1,セパレータ9,
負極2となるように積層させてある。この積層体を長円
状に捲回し、正極1と長方形状の蓋23に設けた正極端子
24との間をリード31で接続し、また、負極2と有底筒状
のケース21に設けた負極端子(図示せず)との間をリー
ド32で接続した後、積層体をケース21内に挿入し、ケー
ス21の側部に開設した穴22から、電解液として、例えば
LiPF6 を1mol/l(リットル)含むエチレンカ
ーボネート:ジエチレンカーボネート=1:1(体積
比)を注入して、電解液をセパレータ9,9に含浸させ
てある。
【0028】このようなリチウムイオン電池にあって
は、正極1及び負極2の両面にそれぞれ、イオン伝導性
耐熱性層7,7,8,8が設けてあるため、電解液が正
極1及び負極2の合材層5,5,6,6に直接接触しな
い。イオン伝導性耐熱性層7,7,8,8は、PAN又
はPEO等のイオン伝導材をポリイミド又はポリアミド
イミド等の非イオン伝導性耐熱性材に添加してあり、こ
のイオン伝導性耐熱性層7,7,8,8によって、正極
1及び負極2の合材層5,5,6,6と電解質との間の
電気化学反応の進行速度が律速されている。そのため、
内部短絡が生じた場合に大電流の発生が防止され、リチ
ウムイオン電池の内部温度の上昇及び内部圧力の上昇が
抑制される。一方、正極1及び負極2の内部短絡した部
分は局部的に高温になるが、イオン伝導性耐熱性層7,
7,8,8はポリイミド又はポリアミドイミド等の耐熱
性の合成樹脂で形成してあるため、高温になった部分の
イオン伝導性耐熱性層7,7,8,8に形状変化又は溶
融等が生じず、大電流発生の防止機能は損なわれない。
【0029】なお、図1では正極1及び負極2の両面に
それぞれ、イオン伝導性耐熱性層7,7,8,8が形成
してあるが、本発明はこれに限らず、正極1及び負極2
の互いに対向する2つの面の一方にのみイオン伝導性耐
熱性層を形成してもよい。この場合、イオン伝導性耐熱
性層を形成した電極の合材層と電解質との間の電気化学
反応の進行速度が律速され、これによって他方の電極の
合材層と電解質との間の電気化学反応の進行速度も律速
される。従って、前同様、内部短絡が生じた場合に大電
流の発生が防止され、リチウムイオン電池の内部温度の
上昇及び内部圧力の上昇が抑制される。
【0030】(実施の形態2)本実施の形態では、図2
に示したイオン伝導材を含有する非イオン伝導性耐熱性
材に複数の貫通孔を形成した多孔性のイオン伝導性耐熱
性層を、一対の電極の対向する2つの面の一方又は両方
に形成してある以外は、図2に示した要部構成と同じで
ある。これによって、電池の性能を高レベルに維持する
一方、前同様、内部短絡による内部温度の上昇及び内部
圧力の上昇が抑制される。
【0031】上述した多孔性のイオン伝導性耐熱性層の
形成方法の一例について説明する。例えば、N−メチル
ピロリドンに分子量が略5万のポリイミドを10重量
%、PANが20重量%となるように溶解した溶液を調
製しておき、この溶液中に、合材層を形成したグリッド
を適宜時間浸漬し、グリッド上の余分な溶液を除去した
後、素早く水中に浸漬する。これによって、PANを含
有するポリイミド層が合材層上に形成される一方、N−
メチルピロリドンが水に溶出し、その跡に貫通孔が開設
される。そして、グリッドを水中から引き上げ、乾燥し
た後にプレスする。このような湿式法によって形成され
た多孔性層の空孔率は略30〜40%である。
【0032】なお、グリッドを前述した溶液に浸漬した
後、水中に浸漬することなく風乾・プレスする乾式法に
よっても多孔性層を形成することができるが、乾式法よ
り湿式法の方が、多孔性層を貫通する貫通孔の割合が高
い。
【0033】(実施の形態3)本実施の形態では、図2
に示したイオン伝導性耐熱性層に複数の貫通孔を形成
し、更に120℃以上の融点を有するワックス,及び/
又はポリエチレン若しくはポリプロピレン等の合成樹脂
というように、電解液に溶解せず、それぞれの融点まで
温度が上昇したときに溶融して前記貫通孔を閉塞する閉
塞材を含有させた多孔性のイオン伝導性耐熱性層を、対
をなす電極の対向する2つの面の一方又は両方に形成し
てある以外は、図2に示した要部構成と同じである。多
孔性のイオン伝導性耐熱性層には、空孔率が略30〜4
0%になるように複数の貫通孔が形成してあり、前述し
た閉塞材は空孔体積の略5%になるように調整してあ
る。これによって、内部短絡によって内部が適宜温度ま
で上昇した場合、閉塞材が溶融して貫通孔を閉塞し、電
解液と合材層又は電解液とイオン吸放層との間を遮断す
るため、前述した実施の形態2の場合より内部温度上昇
及び内部圧力上昇の抑制効果が高い。
【0034】なお、図1に示した電池では、電極及びセ
パレータを捲回し、それをケースに挿入してあるが、本
発明はこれに限らず、複数の板状の電極及びセパレータ
を積層させてもよいことはいうまでもない。この場合、
奇数番目の各電極を集電体でそれぞれ接続し、偶数番目
の各電極を他の集電体でそれぞれ接続する。そして、両
集電体にそれぞれリードを接続する。
【0035】
【実施例】次に、比較試験を行った結果について説明す
る。図3及び図4は本発明に係るリチウムイオン電池と
従来のリチウムイオン電池との放電特性を測定した結果
を示すグラフであり、縦軸は電圧を、横軸は放電容量を
それぞれ示している。図3及び図4において、aは従来
のリチウムイオン電池の結果を示している。また、図3
におけるb,c,d及び図4におけるe,f,gは本発
明に係るリチウムイオン電池の結果を示している。
【0036】図3のbに係るリチウムイオン電池は、一
方の電極の両面に、非イオン伝導性耐熱性材であるポリ
アミドイミドにイオン伝導材であるPANを66重量%
になるように添加したイオン伝導性耐熱性層が25μm
の厚さになるように形成してある。また、図3のcに係
るリチウムイオン電池は、このbの非イオン伝導性耐熱
性材に代えて、ポリアミドイミドとポリアクリロニトリ
ルとを2:1となるように混合したものを用いている。
更に、図3のdに係るリチウムイオン電池は、このbの
イオン伝導材に代えて、LaLiTiO3 を30重量%
になるように添加したものを用いている。
【0037】また、図4のeに係るリチウムイオン電池
は、負極の両面に前述したbと同じイオン伝導性耐熱性
層が形成してある。これに対し、図4のfに係るリチウ
ムイオン電池は、正極の両面に前述したbと同じイオン
伝導性耐熱性層が形成してある。図4のgに係るリチウ
ムイオン電池は、正極及び負極の両面に前述したbと同
じイオン伝導性耐熱性層が形成してある。
【0038】このような各リチウムイオン電池につい
て、800mA,4.1Vの定電流定電圧で3時間充電
し、800mAの定電流で放電させた。その結果、図3
及び図4から明らかな如く、本発明に係るリチウムイオ
ン電池の放電特性は何れの場合も、従来のリチウムイオ
ン電池の放電特性と略同じであり、電極にイオン伝導性
耐熱性層を形成しても電池性能は高レベルに維持されて
いた。
【0039】次の表は、図3及び図4に示した各リチウ
ムイオン電池について釘刺し試験を行った結果を示すも
のである。表から明らかな如く、本発明に係るリチウム
イオン電池にあっては、少なくとも一方の電極にイオン
伝導性耐熱性層を形成しておくことによって、内部短絡
が生じても内部温度の上昇が抑制され、電池の破裂が生
じない。一方、イオン伝導性耐熱性層が形成されていな
い従来のリチウムイオン電池では、内部短絡によって3
70℃まで内部温度が上昇し、電池が破裂した。
【0040】
【表1】
【0041】
【発明の効果】以上詳述した如く、第1,第4及び第5
発明に係る電池、並びに第1,第4及び第5発明に記載
した電極にあっては、少なくとも一方の電極に形成した
イオン伝導性耐熱性層によって、電極と電解質との間の
電気化学的相互作用の進行速度が律速されるため、内部
短絡による大電流の発生が防止され、内部温度の上昇及
び内部圧力の上昇が抑制される。一方、電極の内部短絡
した部分は局部的に高温になるが、イオン伝導性耐熱性
層は耐熱性の樹脂又は該樹脂と耐熱性の無機固体との混
合物で形成してあるため、高温になった部分のイオン伝
導性耐熱性層に形状変化又は溶融等が生じず、大電流発
生の防止機能は損なわれない。一方、前述したイオン伝
導性耐熱性層の製造コストは比較的低い。
【0042】第2発明に係る電池及び第2発明に記載し
た電極にあっては、イオン伝導性耐熱性層に複数の孔を
形成し、イオン伝導性耐熱性層を多孔性にしてあるた
め、電解質と電極との間のイオン伝導性が向上する一
方、イオン伝導性耐熱性層によって前同様、内部短絡に
よる温度上昇及び内部圧力の上昇が抑制される。
【0043】第3及び第6発明に係る電池、並びに第3
及び第6発明に記載した電極にあっては、内部短絡が発
生した場合、ワックス、樹脂又はそれらの混合物を含む
閉塞材によってイオン伝導性耐熱性層に形成してある複
数の孔を閉塞するため、孔によるイオンの導通が遮断さ
れ、イオン伝導性耐熱性層を多孔性にした場合の安全性
が向上する等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電池の一例であるリチウムイオン
電池を示す分解斜視図である。
【図2】図1に示したリチウムイオン電池の要部構成を
示す模式図である。
【図3】本発明に係るリチウムイオン電池と従来のリチ
ウムイオン電池との放電特性を測定した結果を示すグラ
フである。
【図4】本発明に係るリチウムイオン電池と従来のリチ
ウムイオン電池との放電特性を測定した結果を示すグラ
フである。
【符号の説明】
1 正極 2 負極 3 グリッド 4 グリッド 5 合材層 6 合材層 7 イオン伝導性耐熱性層 8 イオン伝導性耐熱性層 9 セパレータ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の板状の電極を対向配置し、その間
    に電解質を介在させてなる電池において、 対をなす電極の対向する2つの面の一方又は両方に、非
    イオン伝導性耐熱性材にイオン伝導材を添加したイオン
    伝導性耐熱性層が形成してあることを特徴とする電池。
  2. 【請求項2】 前記イオン伝導性耐熱性層に複数の貫通
    孔が形成してある請求項1記載の電池。
  3. 【請求項3】 前記イオン伝導性耐熱性層は、前記貫通
    孔を閉塞する熱溶融性の閉塞材を含有する請求項2記載
    の電池。
  4. 【請求項4】 前記非イオン伝導性耐熱性材は、非イオ
    ン伝導性耐熱性の合成樹脂又は該合成樹脂と非イオン伝
    導性耐熱性の無機固体との混合物を用いて形成してある
    請求項1,2又は3記載の電池。
  5. 【請求項5】 前記イオン伝導材は有機電解質、無機電
    解質又はそれらの混合物を含む請求項1,2又は3記載
    の電池。
  6. 【請求項6】 前記閉塞材はワックス、樹脂又はそれら
    の混合物を含む請求項3記載の電池。
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