JPH10270084A - 非水電解質二次電池 - Google Patents
非水電解質二次電池Info
- Publication number
- JPH10270084A JPH10270084A JP9076279A JP7627997A JPH10270084A JP H10270084 A JPH10270084 A JP H10270084A JP 9076279 A JP9076279 A JP 9076279A JP 7627997 A JP7627997 A JP 7627997A JP H10270084 A JPH10270084 A JP H10270084A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aqueous electrolyte
- secondary battery
- battery
- electrolyte secondary
- heat
- Prior art date
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- Pending
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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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池の温度上昇時の安全性を高めた非水電解
質二次電池の提供。 【解決手段】 リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極
および負極と、リチウムイオン導電性の非水電解質とか
らなる非水電解質二次電池において、電池の温度上昇時
に電池反応を阻害する事が可能な物質を内包した感熱性
マイクロカプセルを電池内に含有したので、電池異常に
よる発熱が生じた際にも熱暴走開始温度にまで至らせな
い事を可能にした。
質二次電池の提供。 【解決手段】 リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極
および負極と、リチウムイオン導電性の非水電解質とか
らなる非水電解質二次電池において、電池の温度上昇時
に電池反応を阻害する事が可能な物質を内包した感熱性
マイクロカプセルを電池内に含有したので、電池異常に
よる発熱が生じた際にも熱暴走開始温度にまで至らせな
い事を可能にした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムを吸蔵放
出可能な物質を正極活物質および負極活物質とし、リチ
ウムイオン導電性の非水電解質を用いる非水電解質二次
電池に関するものであり、特に電池の温度上昇時の安全
対策に関するものである。
出可能な物質を正極活物質および負極活物質とし、リチ
ウムイオン導電性の非水電解質を用いる非水電解質二次
電池に関するものであり、特に電池の温度上昇時の安全
対策に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】負極活物質としてリチウムを用いる非水
電解質電池は、高電圧、高エネルギ−密度で、かつ自己
放電が小さく長期信頼性に優れる等の利点により、一次
電池としてはメモリ−バックアップ用、カメラ用等の電
源として既に広く用いられている。近年の携帯型電子機
器、通信機器等の著しい発展に伴い、主電源用電池に対
し大電流出力を要求する機器が多種多様に出現し、経済
性と機器の小型軽量化さらに環境への配慮の観点から、
再充放電可能でかつ高エネルギ−密度の二次電池が強く
要望されている そこで負極活物質として、炭素材料に代表されるリチウ
ムイオンを吸蔵放出可能な物質を用いた、高エネルギ−
密度を有する前記非水電解質電池の二次電池化を進める
研究開発が活発に行われ、「リチウムイオン二次電池」
として最近では多く実用化されつつある。
電解質電池は、高電圧、高エネルギ−密度で、かつ自己
放電が小さく長期信頼性に優れる等の利点により、一次
電池としてはメモリ−バックアップ用、カメラ用等の電
源として既に広く用いられている。近年の携帯型電子機
器、通信機器等の著しい発展に伴い、主電源用電池に対
し大電流出力を要求する機器が多種多様に出現し、経済
性と機器の小型軽量化さらに環境への配慮の観点から、
再充放電可能でかつ高エネルギ−密度の二次電池が強く
要望されている そこで負極活物質として、炭素材料に代表されるリチウ
ムイオンを吸蔵放出可能な物質を用いた、高エネルギ−
密度を有する前記非水電解質電池の二次電池化を進める
研究開発が活発に行われ、「リチウムイオン二次電池」
として最近では多く実用化されつつある。
【０００３】「リチウムイオン二次電池」は、高エネル
ギー密度であるという利点の反面、安全性に関する不安
がある。一般的に「リチウムイオン二次電池」はイオン
導電性の低い非水電解質を用いるために、電極は金属箔
等の集電体の両面に薄い合剤層を設けた電極シートを、
幾重にも渦巻き状に倦回したり、短冊状の電極を数枚重
ね合わせる等して電池反応面積を大面積化している。こ
のため電池内部での異常により短絡などが発生すると、
反応の面積が大きいため正極負極間で瞬時に大電流が流
れ、短時間で発熱し、場合によっては破裂・発火に至
る。また何らかのトラブルにより、高温環境に暴露され
たり、火中の投じられた場合にも前述のような危険性が
考えられる。「リチウムイオン二次電池」が市場での需
要増に伴って、こうした安全面での課題もクローズアッ
プされてくる様になった。
ギー密度であるという利点の反面、安全性に関する不安
がある。一般的に「リチウムイオン二次電池」はイオン
導電性の低い非水電解質を用いるために、電極は金属箔
等の集電体の両面に薄い合剤層を設けた電極シートを、
幾重にも渦巻き状に倦回したり、短冊状の電極を数枚重
ね合わせる等して電池反応面積を大面積化している。こ
のため電池内部での異常により短絡などが発生すると、
反応の面積が大きいため正極負極間で瞬時に大電流が流
れ、短時間で発熱し、場合によっては破裂・発火に至
る。また何らかのトラブルにより、高温環境に暴露され
たり、火中の投じられた場合にも前述のような危険性が
考えられる。「リチウムイオン二次電池」が市場での需
要増に伴って、こうした安全面での課題もクローズアッ
プされてくる様になった。
【０００４】「リチウムイオン二次電池」の安全構造と
しては、次のようにいくつかの機構が考案されている。
電池の内圧上昇時にガスを電池外部に放出し大規模な破
裂・爆発を防止するための防爆構造として、電池ケース
の一部に肉薄部を設ける方法、ラプチャー弁の装備、切
り刃による金属箔のような薄い膜の破断等の方法、ゴム
のような弾性体によりガス抜き穴を閉塞し、内圧上昇に
応じて弾性体が変形し排気する方法等がある（特開平１
−３８９６５、特開平２−２８１５５４、特開平３−２
２５７４６、特開平５−１９０１６３、特開平６−６４
３５９、特開平６−７０１５５、特開平６−１５０８９
９、特開平６−１６３０１２、特開平６−１６３０１
８、特開平６−２６０１６１、特開平６−３２５７４
２）。また、発熱時に電池反応を停止させる方法として
は、発熱により細孔が閉塞されリチウムイオンが透過で
きなくなるセパレーターを用いる方法がある（特開平６
−２３１７４５、特開平７−２２０１４）。
しては、次のようにいくつかの機構が考案されている。
電池の内圧上昇時にガスを電池外部に放出し大規模な破
裂・爆発を防止するための防爆構造として、電池ケース
の一部に肉薄部を設ける方法、ラプチャー弁の装備、切
り刃による金属箔のような薄い膜の破断等の方法、ゴム
のような弾性体によりガス抜き穴を閉塞し、内圧上昇に
応じて弾性体が変形し排気する方法等がある（特開平１
−３８９６５、特開平２−２８１５５４、特開平３−２
２５７４６、特開平５−１９０１６３、特開平６−６４
３５９、特開平６−７０１５５、特開平６−１５０８９
９、特開平６−１６３０１２、特開平６−１６３０１
８、特開平６−２６０１６１、特開平６−３２５７４
２）。また、発熱時に電池反応を停止させる方法として
は、発熱により細孔が閉塞されリチウムイオンが透過で
きなくなるセパレーターを用いる方法がある（特開平６
−２３１７４５、特開平７−２２０１４）。
【０００５】電流遮断機構としては、電池ケース内の電
極リードと外部のリードとの間に、温度フューズを挟み
発熱により断線する方法や、電池内圧の上昇により電池
内部の封口体が構造変化しそれに付随した切り刃などを
用いてリードを破断する前述の防爆構造と一体化された
機構、温度上昇とともに抵抗が増加し電流を抑制するＰ
ＴＣ素子を用いる方法などがある（特開平４−１４７５
７４、特開平６−１６８７１２、特開平６−１７６７５
３、特開平６−１８７９７０、特開平６−１９６１３
９、特開平６−１９６１４０、特開平６−１９６１５
０、特開平６−２０３８１８、特開平６−２０３８２
７、特開平６−２１５７４６、特開平６−２１５７４
７、特開平６−２１５７６０、特開平６−２３１７４
３、特開平６−２９０７６７、特開平６−３２５７５
１、特開平６−３２５７９６）。
極リードと外部のリードとの間に、温度フューズを挟み
発熱により断線する方法や、電池内圧の上昇により電池
内部の封口体が構造変化しそれに付随した切り刃などを
用いてリードを破断する前述の防爆構造と一体化された
機構、温度上昇とともに抵抗が増加し電流を抑制するＰ
ＴＣ素子を用いる方法などがある（特開平４−１４７５
７４、特開平６−１６８７１２、特開平６−１７６７５
３、特開平６−１８７９７０、特開平６−１９６１３
９、特開平６−１９６１４０、特開平６−１９６１５
０、特開平６−２０３８１８、特開平６−２０３８２
７、特開平６−２１５７４６、特開平６−２１５７４
７、特開平６−２１５７６０、特開平６−２３１７４
３、特開平６−２９０７６７、特開平６−３２５７５
１、特開平６−３２５７９６）。
【０００６】マイクロカプセルを電池内に含有した例と
しては、特開昭６３−８６３５５、特開平６−２８３２
０６等がある。
しては、特開昭６３−８６３５５、特開平６−２８３２
０６等がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来、安全対策のため
にマイクロカプセルを含有した電池は、マイクロカプセ
ルに電池反応を阻害または停止させる作用をもつ化学物
質を内包させ、電池の温度上昇時にはマイクロカプセル
隔壁が溶融または破壊されて,内包物を放出させ電池の
熱暴走や破裂・発火を防止できる機構となっていた。つ
まりマイクロカプセル隔壁の溶融または破壊温度前で
は、全く内包物の放出はなく、マイクロカプセル隔壁の
溶融または破壊温度後では、内包物が一度にすべて放出
される。しかしリチウムイオン電池の場合、電池異常に
より発熱が開始されると、ある温度を境にしてその後の
温度の上昇速度は非常に速い。そのため、従来のマイク
ロカプセルの溶融または破壊温度を、電池温度の上昇が
が急上昇を始める温度以上に設定した場合には、マイク
ロカプセル内包物が放出されても本来の機能が充分に作
用されずに、確実性が低い。また電池温度が急上昇する
温度以下にマイクロカプセルの溶融または破壊温度を設
定した場合には、異常温度ではなく通常の使用時にもマ
イクロカプセルから内包物放出の可能性がある等の問題
点があった。
にマイクロカプセルを含有した電池は、マイクロカプセ
ルに電池反応を阻害または停止させる作用をもつ化学物
質を内包させ、電池の温度上昇時にはマイクロカプセル
隔壁が溶融または破壊されて,内包物を放出させ電池の
熱暴走や破裂・発火を防止できる機構となっていた。つ
まりマイクロカプセル隔壁の溶融または破壊温度前で
は、全く内包物の放出はなく、マイクロカプセル隔壁の
溶融または破壊温度後では、内包物が一度にすべて放出
される。しかしリチウムイオン電池の場合、電池異常に
より発熱が開始されると、ある温度を境にしてその後の
温度の上昇速度は非常に速い。そのため、従来のマイク
ロカプセルの溶融または破壊温度を、電池温度の上昇が
が急上昇を始める温度以上に設定した場合には、マイク
ロカプセル内包物が放出されても本来の機能が充分に作
用されずに、確実性が低い。また電池温度が急上昇する
温度以下にマイクロカプセルの溶融または破壊温度を設
定した場合には、異常温度ではなく通常の使用時にもマ
イクロカプセルから内包物放出の可能性がある等の問題
点があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は、電池の温度上昇時に電池反応を阻害す
ることが可能な物質をマイクロカプセル内に内包し、マ
イクロカプセル壁膜が溶融または破壊する温度より低い
温度においても、その温度に応じて内包物を放出するこ
とが可能な感熱性マイクロカプセルを用いる。
めに、本発明は、電池の温度上昇時に電池反応を阻害す
ることが可能な物質をマイクロカプセル内に内包し、マ
イクロカプセル壁膜が溶融または破壊する温度より低い
温度においても、その温度に応じて内包物を放出するこ
とが可能な感熱性マイクロカプセルを用いる。
【０００９】マイクロカプセル壁膜が溶融または破壊す
る温度より低い温度においても内包物を放出可能な感熱
性マイクロカプセルを用いる事により、電池の急激な温
度上昇の際にも、確実に電池反応を阻害もしくは停止す
る事が可能であり、また通常の使用環境下での不必要な
電池反応の停止を招くことがない。
る温度より低い温度においても内包物を放出可能な感熱
性マイクロカプセルを用いる事により、電池の急激な温
度上昇の際にも、確実に電池反応を阻害もしくは停止す
る事が可能であり、また通常の使用環境下での不必要な
電池反応の停止を招くことがない。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の感熱性マイクロカプセル
の熱応答性能は、マイクロカプセルの製造法及びマイク
ロカプセル壁膜材料に大きく依存する。マイクロカプセ
ルの製造方法としては、既存の製法を用いることができ
るが、中でも界面重合法、in situ重合法、コアセルベ
ーション法等が、感熱性マイクロカプセルを製造するた
めには好ましい。特に界面重合の場合には、多くのカプ
セル壁膜材料を用いることができため特に好ましい。
の熱応答性能は、マイクロカプセルの製造法及びマイク
ロカプセル壁膜材料に大きく依存する。マイクロカプセ
ルの製造方法としては、既存の製法を用いることができ
るが、中でも界面重合法、in situ重合法、コアセルベ
ーション法等が、感熱性マイクロカプセルを製造するた
めには好ましい。特に界面重合の場合には、多くのカプ
セル壁膜材料を用いることができため特に好ましい。
【００１１】界面重合法で製造した感熱性マイクロカプ
セル壁膜材料としては、ポリアミド、ポリエステル、ポ
リウレタン、ポリウレアなどが挙げられる。それらを構
成するための原材料の組み合わせとしては、多価カルボ
ン酸クロライドと多価アミンとの反応生成物、多価カル
ボン酸クロライドと多価アルコールとの反応生成物、カ
ルボン酸無水物と多価アミンとの反応生成物、多価イソ
シアネートと多価アミンとの反応生成物、多価イソシア
ネートと多価アルコールとの反応生成物、多価イソシア
ネートと水との反応生成物などが挙げられる。
セル壁膜材料としては、ポリアミド、ポリエステル、ポ
リウレタン、ポリウレアなどが挙げられる。それらを構
成するための原材料の組み合わせとしては、多価カルボ
ン酸クロライドと多価アミンとの反応生成物、多価カル
ボン酸クロライドと多価アルコールとの反応生成物、カ
ルボン酸無水物と多価アミンとの反応生成物、多価イソ
シアネートと多価アミンとの反応生成物、多価イソシア
ネートと多価アルコールとの反応生成物、多価イソシア
ネートと水との反応生成物などが挙げられる。
【００１２】熱応答性能は、原材料の炭素数や官能基
数、重合度、壁膜厚などに大きく依存するため、製造条
件や原材料の選択次第で、任意の温度範囲での応答が可
能な感熱性マイクロカプセルを製造する事が可能であ
る。以下に原材料の例を示す。多価カルボン酸クロライ
ドとしては、マロニルジクロライド、こはく酸ジクロラ
イド、グルタルジクロライド、アジポイルクロライド、
セバコイルクロライド、塩化フマリル、塩化イタコニ
ル、テレフタル酸クロライド、塩化フタロイル、塩化イ
ソフタロイル 、１，３ナフトエ酸クロライド、４，
４’−ビフェニル−ジカルボン酸クロライド等の化合物
を用いる事ができる。
数、重合度、壁膜厚などに大きく依存するため、製造条
件や原材料の選択次第で、任意の温度範囲での応答が可
能な感熱性マイクロカプセルを製造する事が可能であ
る。以下に原材料の例を示す。多価カルボン酸クロライ
ドとしては、マロニルジクロライド、こはく酸ジクロラ
イド、グルタルジクロライド、アジポイルクロライド、
セバコイルクロライド、塩化フマリル、塩化イタコニ
ル、テレフタル酸クロライド、塩化フタロイル、塩化イ
ソフタロイル 、１，３ナフトエ酸クロライド、４，
４’−ビフェニル−ジカルボン酸クロライド等の化合物
を用いる事ができる。
【００１３】また、カルボン酸無水物としては、カルボ
ン酸二分子またはジカルボン酸の脱水縮合物である無水
マレイン酸、無水安息香酸、二無水ピロメリット酸等の
化合物を用いる事ができる。多価アミンとしては、１，
２−ジアミノプロパン、１，３−ジアミノプロパン、
１，４−ジアミノブタン、１，５−ジアミノペンタン、
１，６−ジアミノヘキサン、１，２−ジアミノシクロヘ
キサン、１，７−ジアミノヘプタン、１，８−ジアミノ
オクタン、１，９−ジアミノノナン、１，１０−ジアミ
ノデカン、１，１２−ジアミノドデカン、１，２−ジア
ミノ−２−メチルプロパン、３，３’−ジアミノ−Ｎ−
メチルジプロピルアミン、１，８−メタンジアミン、
４，４’−エチレン−ジ−ｍ−トルイジン、２，４，
６，−トリメチル-１，３−フェニレンジアミン、２，
３，５，６−テトラメチル-１，４−フェニレンジアミ
ン、２，４−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトル
エン、３，４−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノ-
４−ニトロトルエン、１，２−ジアニリノエタン、４，
４’−メチレンジアニリン、２，７−ジアミノフルオレ
ン、３，７−ジアミノ−２−メトキシフルオレン、１，
５−ジアミノナフタレン、１，８−ジアミノナフタレ
ン、２，３−ジアミノナフタレン、３，４−ジアミノベ
ンゾフェノン、１，２−ジアミノアントラキノン、１，
４−ジアミノアントラキノン、２，６−ジアミノアント
ラキノン、３，５−ジアミノ−１，２，４−トリアゾー
ル、２，３−ジアミノピリジン、２，６−ジアミノピリ
ジン、３，４−ジアミノピリジン、４，５−ジアミノピ
リジン、４，５−ジアミノピリミジン、４，６−ジアミ
ノ−２−メルカプトピリミジン、５，６-ジアミノ-１，
３-ジメチルウラシル水和物、ジアミノマレオニトリ
ル、９，１０−ジアミノフェナントレン、ジメチレント
リアミン、２，４，６−トリアミノピリミジン、４，
５，６−トリアミノピリミジン、トリアンテレン等があ
げられる。多価イソシアネートとしては、ｍ−フェニレ
ンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネー
ト、２，６−トリレンジイソシアネート、２，４−トリ
レンジイソシアネート、ナフタレン−１，４−ジイソシ
アネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネ
ート、３，３’ジメトキシ−４，４’−ビフェニルジイ
ソシアネート、３，３’−ジメチルジフェニルメタン−
４，４’−ジイソシアネート、キシリレン−１，４−ジ
イソシアネート、４，４’−ジフェニルプロパンジイソ
シアネート、トリメチレンジイソシアネート、ヘキサメ
チレンジイソシアネート、プロピレン−１，２−ジイソ
シアネート、ブチレン−１，２−ジイソシアネート、エ
チリジンジイソシアネート、シクロヘキシレン−１，２
−ジイシシアネート、シクロヘキシレン−１，４−ジイ
ソシアネート、４，４’−メチレンビスス（シクロヘキ
シルイソシアネート）、イソホロンジイソシアネート、
トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、１，３−
（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、１，４−
（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、ｐ−４，
４’，４”−トリフェニルメタントリイソシアネート、
トルエン−２，４，６−トリイソシアネート、ポリメチ
レンポリフェニルイソシアネート、４，４’−ジメチル
ジフェニルメタン−２，２’３，３’−テトライソシア
ネート、OCN(CH2)6N(CONH(CH2)6NCO)2、CH 3CH2C(CH2OCO
NH(CH2)6NCO)3、等が挙げられる。多価アルコールとし
ては、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオー
ル、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオー
ル、１，５−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオ
ール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、３−メ
チル−１，５−ペンタンジオール、２，２，４-トリメ
チル-１,３-ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオ
ール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２，５
−ジメチル−２，５−ヘキサンジオール、１，８−オク
タンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール等をあ
げられる。
ン酸二分子またはジカルボン酸の脱水縮合物である無水
マレイン酸、無水安息香酸、二無水ピロメリット酸等の
化合物を用いる事ができる。多価アミンとしては、１，
２−ジアミノプロパン、１，３−ジアミノプロパン、
１，４−ジアミノブタン、１，５−ジアミノペンタン、
１，６−ジアミノヘキサン、１，２−ジアミノシクロヘ
キサン、１，７−ジアミノヘプタン、１，８−ジアミノ
オクタン、１，９−ジアミノノナン、１，１０−ジアミ
ノデカン、１，１２−ジアミノドデカン、１，２−ジア
ミノ−２−メチルプロパン、３，３’−ジアミノ−Ｎ−
メチルジプロピルアミン、１，８−メタンジアミン、
４，４’−エチレン−ジ−ｍ−トルイジン、２，４，
６，−トリメチル-１，３−フェニレンジアミン、２，
３，５，６−テトラメチル-１，４−フェニレンジアミ
ン、２，４−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトル
エン、３，４−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノ-
４−ニトロトルエン、１，２−ジアニリノエタン、４，
４’−メチレンジアニリン、２，７−ジアミノフルオレ
ン、３，７−ジアミノ−２−メトキシフルオレン、１，
５−ジアミノナフタレン、１，８−ジアミノナフタレ
ン、２，３−ジアミノナフタレン、３，４−ジアミノベ
ンゾフェノン、１，２−ジアミノアントラキノン、１，
４−ジアミノアントラキノン、２，６−ジアミノアント
ラキノン、３，５−ジアミノ−１，２，４−トリアゾー
ル、２，３−ジアミノピリジン、２，６−ジアミノピリ
ジン、３，４−ジアミノピリジン、４，５−ジアミノピ
リジン、４，５−ジアミノピリミジン、４，６−ジアミ
ノ−２−メルカプトピリミジン、５，６-ジアミノ-１，
３-ジメチルウラシル水和物、ジアミノマレオニトリ
ル、９，１０−ジアミノフェナントレン、ジメチレント
リアミン、２，４，６−トリアミノピリミジン、４，
５，６−トリアミノピリミジン、トリアンテレン等があ
げられる。多価イソシアネートとしては、ｍ−フェニレ
ンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネー
ト、２，６−トリレンジイソシアネート、２，４−トリ
レンジイソシアネート、ナフタレン−１，４−ジイソシ
アネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネ
ート、３，３’ジメトキシ−４，４’−ビフェニルジイ
ソシアネート、３，３’−ジメチルジフェニルメタン−
４，４’−ジイソシアネート、キシリレン−１，４−ジ
イソシアネート、４，４’−ジフェニルプロパンジイソ
シアネート、トリメチレンジイソシアネート、ヘキサメ
チレンジイソシアネート、プロピレン−１，２−ジイソ
シアネート、ブチレン−１，２−ジイソシアネート、エ
チリジンジイソシアネート、シクロヘキシレン−１，２
−ジイシシアネート、シクロヘキシレン−１，４−ジイ
ソシアネート、４，４’−メチレンビスス（シクロヘキ
シルイソシアネート）、イソホロンジイソシアネート、
トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、１，３−
（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、１，４−
（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、ｐ−４，
４’，４”−トリフェニルメタントリイソシアネート、
トルエン−２，４，６−トリイソシアネート、ポリメチ
レンポリフェニルイソシアネート、４，４’−ジメチル
ジフェニルメタン−２，２’３，３’−テトライソシア
ネート、OCN(CH2)6N(CONH(CH2)6NCO)2、CH 3CH2C(CH2OCO
NH(CH2)6NCO)3、等が挙げられる。多価アルコールとし
ては、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオー
ル、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオー
ル、１，５−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオ
ール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、３−メ
チル−１，５−ペンタンジオール、２，２，４-トリメ
チル-１,３-ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオ
ール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２，５
−ジメチル−２，５−ヘキサンジオール、１，８−オク
タンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール等をあ
げられる。
【００１４】in situ重合法の場合の、マイクロカプセ
ル壁膜を材料としては、メラミン−ホルマリン樹脂、尿
素−ホルマリン樹脂等を用いることができる。コアセル
ベーション法におけるマイクロカプセル壁膜を材料とし
ては、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水
マレイン酸共重合体、ゼラチン、ゼラチン−アラビアゴ
ム系等を用いることができる。
ル壁膜を材料としては、メラミン−ホルマリン樹脂、尿
素−ホルマリン樹脂等を用いることができる。コアセル
ベーション法におけるマイクロカプセル壁膜を材料とし
ては、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水
マレイン酸共重合体、ゼラチン、ゼラチン−アラビアゴ
ム系等を用いることができる。
【００１５】感熱性マイクロカプセルの内包物の種類
は、電池が異常に温度上昇した際に電池反応を阻害もし
くは停止させる手段により異なる。その手段としては、 電解質を高分子ポリマーのマトリックス中に封入す
る方法 リチウムイオンを失活させる方法 等がある。の方法は、電解質を固体状に変化させ、イ
ンピーダンスを増加させることに依り、電池反応を停止
させるものである。電解質が固体やゲル状の場合には、
リチウムイオンの動きを停止させることができる。その
方法としては、感熱性マイクロカプセルに重合性化合物
としての重合性のモノマー、オリゴマー、プレポリマー
等を内包させ、電池の温度上昇によりマイクロカプセル
から放出され、指定温度に達したときに直ちに熱重合を
開始し、電解質をそのポリマーマトリックス中に閉じこ
めてしまう方法である。これら重合性のモノマー、オリ
ゴマー、プレポリマー等は単一化合物である必要はな
く、混合して用いることができる。
は、電池が異常に温度上昇した際に電池反応を阻害もし
くは停止させる手段により異なる。その手段としては、 電解質を高分子ポリマーのマトリックス中に封入す
る方法 リチウムイオンを失活させる方法 等がある。の方法は、電解質を固体状に変化させ、イ
ンピーダンスを増加させることに依り、電池反応を停止
させるものである。電解質が固体やゲル状の場合には、
リチウムイオンの動きを停止させることができる。その
方法としては、感熱性マイクロカプセルに重合性化合物
としての重合性のモノマー、オリゴマー、プレポリマー
等を内包させ、電池の温度上昇によりマイクロカプセル
から放出され、指定温度に達したときに直ちに熱重合を
開始し、電解質をそのポリマーマトリックス中に閉じこ
めてしまう方法である。これら重合性のモノマー、オリ
ゴマー、プレポリマー等は単一化合物である必要はな
く、混合して用いることができる。
【００１６】また、このモノマー、オリゴマー、プレポ
リマー等は必ずしも熱重合性である必要はない。熱重合
開始剤として、ラジカル発生剤を用いることで、ラジカ
ルにより重合可能な重合性のモノマーやプレポリマーを
用いる事もできる。また電解質溶媒もラジカルにより重
合させることが可能であり、この場合にはモノマー、オ
リゴマー、プレポリマー等は必要にならない。熱重合開
始剤は、モノマー、オリゴマー、プレポリマー等と同じ
感熱性マイクロカプセルに内包させても良いし、別の感
熱性マイクロカプセルに内包させることも可能である。
また、重合開始温度を重合開始剤の作用の温度とするこ
とができる。重合性のモノマー、オリゴマー、プレポリ
マーの例としては、ジエチレングリコールジアクリレー
ト、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチ
レングリコールジアクリレート、トリエチレングリコー
ルジメタクリレート、トリプロピレングリコールジアク
リレート、トリプロピレングリコールジメタクリレー
ト、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチ
レングリコールジメタクリレート、ヘキサンジオールジ
アクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、ネ
オペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグ
リコールジメタクリレート、トリメチロールプロパント
リアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリ
レート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペ
ンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエ
リスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリト
ールヘキサメタクリレート、エチルカルビトールアクリ
レート、エチルカルビトールメタクリレート、フェノキ
シエチルアクリレート、フェノキシエチルメタクリレー
ト等が挙げられる。また、電解質支持塩を重合触媒とす
るモノマーも用いることができる、例えばLiPF6の場合
には、１、３−ジオキソラン、４−メチル−１、３−ジ
オキソラン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒ
ドロフラン等が挙げられる。熱重合開始剤の例として
は、過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロニトリル等
の過酸化物、アゾ化合物、有機金属化合物等を用いるこ
とができる。感熱性マイクロカプセルの粒径は、０．０
１μm〜１ｍｍ程度まで様々なサイズが可能である。内
包物の量や電池内での状態を考えると、０．１μmから
１００μm程度が好ましい。
リマー等は必ずしも熱重合性である必要はない。熱重合
開始剤として、ラジカル発生剤を用いることで、ラジカ
ルにより重合可能な重合性のモノマーやプレポリマーを
用いる事もできる。また電解質溶媒もラジカルにより重
合させることが可能であり、この場合にはモノマー、オ
リゴマー、プレポリマー等は必要にならない。熱重合開
始剤は、モノマー、オリゴマー、プレポリマー等と同じ
感熱性マイクロカプセルに内包させても良いし、別の感
熱性マイクロカプセルに内包させることも可能である。
また、重合開始温度を重合開始剤の作用の温度とするこ
とができる。重合性のモノマー、オリゴマー、プレポリ
マーの例としては、ジエチレングリコールジアクリレー
ト、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチ
レングリコールジアクリレート、トリエチレングリコー
ルジメタクリレート、トリプロピレングリコールジアク
リレート、トリプロピレングリコールジメタクリレー
ト、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチ
レングリコールジメタクリレート、ヘキサンジオールジ
アクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレート、ネ
オペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグ
リコールジメタクリレート、トリメチロールプロパント
リアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリ
レート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペ
ンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエ
リスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリト
ールヘキサメタクリレート、エチルカルビトールアクリ
レート、エチルカルビトールメタクリレート、フェノキ
シエチルアクリレート、フェノキシエチルメタクリレー
ト等が挙げられる。また、電解質支持塩を重合触媒とす
るモノマーも用いることができる、例えばLiPF6の場合
には、１、３−ジオキソラン、４−メチル−１、３−ジ
オキソラン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒ
ドロフラン等が挙げられる。熱重合開始剤の例として
は、過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロニトリル等
の過酸化物、アゾ化合物、有機金属化合物等を用いるこ
とができる。感熱性マイクロカプセルの粒径は、０．０
１μm〜１ｍｍ程度まで様々なサイズが可能である。内
包物の量や電池内での状態を考えると、０．１μmから
１００μm程度が好ましい。
【００１７】前記のリチウムイオンを失活させる方法
とは、電池内のリチウムイオンとの反応により、リチウ
ムイオンが活性を失うような化学物質を感熱性マイクロ
カプセルに内包する事により、発熱時に電池反応を停止
するものである。そのような化学物質としては、水酸基
を有する化合物、酸等が挙げられる。水酸基を有する化
合物としては、水、アルコール、グリコール、グリセリ
ン等を用いる事ができる。酸としては、塩酸等の無機
酸、酢酸等の有機酸や脂肪酸を用いる事ができる。
とは、電池内のリチウムイオンとの反応により、リチウ
ムイオンが活性を失うような化学物質を感熱性マイクロ
カプセルに内包する事により、発熱時に電池反応を停止
するものである。そのような化学物質としては、水酸基
を有する化合物、酸等が挙げられる。水酸基を有する化
合物としては、水、アルコール、グリコール、グリセリ
ン等を用いる事ができる。酸としては、塩酸等の無機
酸、酢酸等の有機酸や脂肪酸を用いる事ができる。
【００１８】感熱性マイクロカプセルの内包物放出温度
としては、通常使用環境温度の上限である６０℃以上で
あればよいが、８０℃以上が好ましい。電池内での感熱
性マイクロカプセルの存在位置は、効率的に内包物が放
出される位置で有れば何処でも良い。例えば、正極と負
極とを隔離するセパレーター表面や、少なくとも一方の
極の合剤中、少なくとも一方の極の合剤表面、電池ケー
スの内面等が挙げられる。電池内に収容される感熱性マ
イクロカプセルは、１種類のみにとどまる必要はない。
上記のの方法を組み合わせて用いる事もできる。
としては、通常使用環境温度の上限である６０℃以上で
あればよいが、８０℃以上が好ましい。電池内での感熱
性マイクロカプセルの存在位置は、効率的に内包物が放
出される位置で有れば何処でも良い。例えば、正極と負
極とを隔離するセパレーター表面や、少なくとも一方の
極の合剤中、少なくとも一方の極の合剤表面、電池ケー
スの内面等が挙げられる。電池内に収容される感熱性マ
イクロカプセルは、１種類のみにとどまる必要はない。
上記のの方法を組み合わせて用いる事もできる。
【００１９】また従来の安全対策機構とともに併用する
ことで、さらに安全性への信頼性が高まる事は言うまで
もない。本発明に用いられる正極活物質としては、Ti
S2、MoS2、NbSe3等の金属カルコゲン化物や、MnO2、MoO
3、V2O5、LixCoO2、LixNiO2、LixMn2O4等の金属酸化
物、ポリアニリン、ポりピロール、ポリパラフェニレ
ン、ポリアセン等の導電性高分子、およびグラファイト
層間化合物等のリチウムイオンおよび／またはアニオン
を吸蔵放出可能な各種の物質を用いることができる。
ことで、さらに安全性への信頼性が高まる事は言うまで
もない。本発明に用いられる正極活物質としては、Ti
S2、MoS2、NbSe3等の金属カルコゲン化物や、MnO2、MoO
3、V2O5、LixCoO2、LixNiO2、LixMn2O4等の金属酸化
物、ポリアニリン、ポりピロール、ポリパラフェニレ
ン、ポリアセン等の導電性高分子、およびグラファイト
層間化合物等のリチウムイオンおよび／またはアニオン
を吸蔵放出可能な各種の物質を用いることができる。
【００２０】特に、金属カルコゲン化物や金属酸化物等
のような金属リチウムに対する電極電位が２Ｖ以上、よ
り好ましくはV2O5、MnO2、LixCoO2、LixNiO2、LixMn2O4
等のような３Ｖないし４Ｖ以上の高電位を有する（貴
な）活物質と、後に述べる金属リチウムに対する電極電
位が１Ｖ以下の低電位を有する（卑な）活物質を用いた
負極とを組み合わせることにより、高エネルギー密度の
二次電池が得られるので、より好ましい。負極活物質と
しては、金属リチウム、炭素質材料、LiｘSi、金属酸化
物、窒化物、ケイ化物、炭化物、LixＭyＳｉ1-yOｚ(0≦
x≦６,0≦y<1,0<z<3であり、Mはアルカリ金属を除く金
属あるいはケイ素を除く類金属)で示されるケイ素酸化
物等のリチウムイオンおよび／またはアニオンを吸蔵放
出可能な各種の物質を用いることができる。
のような金属リチウムに対する電極電位が２Ｖ以上、よ
り好ましくはV2O5、MnO2、LixCoO2、LixNiO2、LixMn2O4
等のような３Ｖないし４Ｖ以上の高電位を有する（貴
な）活物質と、後に述べる金属リチウムに対する電極電
位が１Ｖ以下の低電位を有する（卑な）活物質を用いた
負極とを組み合わせることにより、高エネルギー密度の
二次電池が得られるので、より好ましい。負極活物質と
しては、金属リチウム、炭素質材料、LiｘSi、金属酸化
物、窒化物、ケイ化物、炭化物、LixＭyＳｉ1-yOｚ(0≦
x≦６,0≦y<1,0<z<3であり、Mはアルカリ金属を除く金
属あるいはケイ素を除く類金属)で示されるケイ素酸化
物等のリチウムイオンおよび／またはアニオンを吸蔵放
出可能な各種の物質を用いることができる。
【００２１】特に、LixＭyＳｉ1-yOｚ(0≦x≦６,0≦y<
1,0<z<3であり、Mはアルカリ金属を除く金属あるいはケ
イ素を除く類金属)で示されるケイ素酸化物等は、金属
リチウムに対する電極電位が１Ｖ以下の領域での充放電
容量が大きいことから、上記正極活物質を用いた正極と
組み合わせることで、高電圧・高エネルギー密度な二次
電池が得られるので、より好ましい。
1,0<z<3であり、Mはアルカリ金属を除く金属あるいはケ
イ素を除く類金属)で示されるケイ素酸化物等は、金属
リチウムに対する電極電位が１Ｖ以下の領域での充放電
容量が大きいことから、上記正極活物質を用いた正極と
組み合わせることで、高電圧・高エネルギー密度な二次
電池が得られるので、より好ましい。
【００２２】電解質としては、γ−ブチロラクトン、プ
ロピレンカ−ボネ−ト、エチレンカ−ボネ−ト（Ｅ
Ｃ）、ブチレンカ−ボネ−ト、ジメチルカーボネート、
ジエチルカーボネート、メチルフォーメイト、１，２−
ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラ
ン、ジメチルフォルムアミド等の非水系の有機溶媒の単
独または混合溶媒に、支持電解質としてLiClO4，LiP
F6，LiBF4，LiCF3SO3、LiC(SO2CF3)3、LiN(SO2CF3)2等
のリチウムイオン解離性塩を溶解した有機非水電解質、
ポリエチレンオキシドやポリフォスファゼン架橋体等の
高分子に前記リチウム塩を固溶させた高分子固体電解質
あるいはLi３N，LiI等の無機固体電解質等のリチウムイ
オン導電性の非水電解質を用いることができる。
ロピレンカ−ボネ−ト、エチレンカ−ボネ−ト（Ｅ
Ｃ）、ブチレンカ−ボネ−ト、ジメチルカーボネート、
ジエチルカーボネート、メチルフォーメイト、１，２−
ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラ
ン、ジメチルフォルムアミド等の非水系の有機溶媒の単
独または混合溶媒に、支持電解質としてLiClO4，LiP
F6，LiBF4，LiCF3SO3、LiC(SO2CF3)3、LiN(SO2CF3)2等
のリチウムイオン解離性塩を溶解した有機非水電解質、
ポリエチレンオキシドやポリフォスファゼン架橋体等の
高分子に前記リチウム塩を固溶させた高分子固体電解質
あるいはLi３N，LiI等の無機固体電解質等のリチウムイ
オン導電性の非水電解質を用いることができる。
【００２３】特に、負極活物質として前述したLiｘＭｙ
Ｓｉ１−ｙOｚ(0≦x≦６,0≦y<1,0<z<3であり、Mはアル
カリ金属を除く金属あるいはケイ素を除く類金属)で示
されるケイ素酸化物を用いる場合には、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
ート等の
Ｓｉ１−ｙOｚ(0≦x≦６,0≦y<1,0<z<3であり、Mはアル
カリ金属を除く金属あるいはケイ素を除く類金属)で示
されるケイ素酸化物を用いる場合には、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
ート等の
【００２４】
【化２】
【００２５】で示されるアルキルカーボネートとＥＣと
の混合溶媒を用いることが好ましい。さらにＥＣとＲ
Ｒ'型アルキルカーボネートの体積混合比が、約３：１
〜約１：３の範囲であることがより好ましい。正極集電
体としては、アルミニウムやその合金、チタンやその合
金、ステンレスなど正極活物質電位に対して安定である
物質であればよい。その形態としては、例えば箔、エキ
スパンドメタル等が挙げられる。
の混合溶媒を用いることが好ましい。さらにＥＣとＲ
Ｒ'型アルキルカーボネートの体積混合比が、約３：１
〜約１：３の範囲であることがより好ましい。正極集電
体としては、アルミニウムやその合金、チタンやその合
金、ステンレスなど正極活物質電位に対して安定である
物質であればよい。その形態としては、例えば箔、エキ
スパンドメタル等が挙げられる。
【００２６】負極集電体としては、銅やその合金、ニッ
ケルやその合金、ステンレスなど負極活物質電位に対し
て安定である物質であればよい。その形態としては、例
えば箔、エキスパンドメタル等が挙げられる。電池の形
状としては、ボタン・コイン形や円筒形・角形等、そし
て自動車用バッテリーやロードレベリングなどに用いら
れるような大型の電池まで、そのサイズや形状は問われ
ない。中でもエネルギー密度の大きい円筒形角形以上の
サイズの電池に対して有効である。
ケルやその合金、ステンレスなど負極活物質電位に対し
て安定である物質であればよい。その形態としては、例
えば箔、エキスパンドメタル等が挙げられる。電池の形
状としては、ボタン・コイン形や円筒形・角形等、そし
て自動車用バッテリーやロードレベリングなどに用いら
れるような大型の電池まで、そのサイズや形状は問われ
ない。中でもエネルギー密度の大きい円筒形角形以上の
サイズの電池に対して有効である。
【００２７】円筒形や角形等の電池の電極として一般的
に用いられているシート電極の製造方法としては、本発
明の水溶性ポリマーの溶液に活物質などの合剤構成物質
を混合・分散した合剤スラリーを調整し、この合剤スラ
リーを集電体上に塗布乾燥し、必要に応じロールプレス
などにより圧延・固着させる方法がある。また、シート
状に成形された合剤層を集電体に圧着したり、接着させ
る方法など種々の方法を用いることができる。この際、
集電体と合剤層との間に炭素材料や金属粉体を導電性フ
ィラーとする導電層を設けても良い。集電体と合剤層と
の電子導電性が向上し、なおいっそう高性能な電池が実
現する。
に用いられているシート電極の製造方法としては、本発
明の水溶性ポリマーの溶液に活物質などの合剤構成物質
を混合・分散した合剤スラリーを調整し、この合剤スラ
リーを集電体上に塗布乾燥し、必要に応じロールプレス
などにより圧延・固着させる方法がある。また、シート
状に成形された合剤層を集電体に圧着したり、接着させ
る方法など種々の方法を用いることができる。この際、
集電体と合剤層との間に炭素材料や金属粉体を導電性フ
ィラーとする導電層を設けても良い。集電体と合剤層と
の電子導電性が向上し、なおいっそう高性能な電池が実
現する。
【００２８】コイン型やボタン型用の電極を製造する方
法としては、上記と同様に合剤スラリーを調整し乾燥し
た後、粉砕・造粒して所定の寸法に成形する湿式法や、
本発明の水溶性ポリマーを含む合剤構成物質を均一に混
合した後、成形する乾式法等種々の方法を用いて製造す
ることができる。
法としては、上記と同様に合剤スラリーを調整し乾燥し
た後、粉砕・造粒して所定の寸法に成形する湿式法や、
本発明の水溶性ポリマーを含む合剤構成物質を均一に混
合した後、成形する乾式法等種々の方法を用いて製造す
ることができる。
【００２９】
【実施例】以下に実施例を示す。本発明はこれに限定さ
れるものではない。 （実施例１）重合性モノマーであるトリメチロールプロ
パントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）２０重量部中に、
カプセル膜モノマー１としてヘキサメチレンジイソシア
ネート（東京化成製）５重量部を溶解した。さらにこの
液を３％（Ｗ／Ｗ）のスチレン−無水マレイン酸コポリ
マー水溶液に混合してホモジナイザーを用いて乳化分散
した。この乳化分散液を氷水で冷やしながらメカニカル
スターラーで攪拌を続けた。乳化分散液が完全に氷水と
同等の温度になったら、カプセルモノマー２として２．
９３重量部のジエチレントリアミンを溶解した水溶液を
加えた。このまま約４時間界面重合を行いカプセル分散
溶液を得て、ろ過に依って感熱性マイクロカプセルを分
離した。
れるものではない。 （実施例１）重合性モノマーであるトリメチロールプロ
パントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）２０重量部中に、
カプセル膜モノマー１としてヘキサメチレンジイソシア
ネート（東京化成製）５重量部を溶解した。さらにこの
液を３％（Ｗ／Ｗ）のスチレン−無水マレイン酸コポリ
マー水溶液に混合してホモジナイザーを用いて乳化分散
した。この乳化分散液を氷水で冷やしながらメカニカル
スターラーで攪拌を続けた。乳化分散液が完全に氷水と
同等の温度になったら、カプセルモノマー２として２．
９３重量部のジエチレントリアミンを溶解した水溶液を
加えた。このまま約４時間界面重合を行いカプセル分散
溶液を得て、ろ過に依って感熱性マイクロカプセルを分
離した。
【００３０】正極活物質としてリチウムとコバルトの複
合酸化物８５重量部と、導電剤のグラファイト８重量部
を乳鉢で粉砕・混合したものを、結着剤のフッ素樹脂７
重量部をＮＭＰ５１.３重量部に溶解した溶液に混合分
散し、正極合剤スラリーを調整した。この正極合剤スラ
リーを厚さ２０μｍのアルミ箔の両面に、乾燥・圧延後
の合剤密度が３.３g/cm３ 、片面の合剤厚さが６０μｍ
になるように塗布・乾燥し、ロールプレスを用いて圧延
して正極シートを作製した。同様にして負極を作製し
た。負極活物質として市販の一酸化ケイ素４５重量部
と、導電剤 のグラファイト４０重量部を乳鉢で粉砕・
混合したものを、結着剤の架橋型アクリル酸ポリマー１
５重量部を水３００重量部に溶解した溶液に混合分散
し、負極合剤スラリーを調整した。この負極合剤スラリ
ーを厚さ１０μｍの銅箔の両面に、乾燥・圧延後の合剤
密度が１.６g/cm3、片面の合剤厚さが２７μｍになるよ
うに塗布し、乾燥後ロールプレスを用いて圧延を行ない
負極シートとした。
合酸化物８５重量部と、導電剤のグラファイト８重量部
を乳鉢で粉砕・混合したものを、結着剤のフッ素樹脂７
重量部をＮＭＰ５１.３重量部に溶解した溶液に混合分
散し、正極合剤スラリーを調整した。この正極合剤スラ
リーを厚さ２０μｍのアルミ箔の両面に、乾燥・圧延後
の合剤密度が３.３g/cm３ 、片面の合剤厚さが６０μｍ
になるように塗布・乾燥し、ロールプレスを用いて圧延
して正極シートを作製した。同様にして負極を作製し
た。負極活物質として市販の一酸化ケイ素４５重量部
と、導電剤 のグラファイト４０重量部を乳鉢で粉砕・
混合したものを、結着剤の架橋型アクリル酸ポリマー１
５重量部を水３００重量部に溶解した溶液に混合分散
し、負極合剤スラリーを調整した。この負極合剤スラリ
ーを厚さ１０μｍの銅箔の両面に、乾燥・圧延後の合剤
密度が１.６g/cm3、片面の合剤厚さが２７μｍになるよ
うに塗布し、乾燥後ロールプレスを用いて圧延を行ない
負極シートとした。
【００３１】得られた感熱性マイクロカプセルを再び水
に分散し、正極、負極双方の電極シートの合剤表面に塗
布し乾燥した。この電極を用いて、厚さ６．３ｍｍ、幅
３０ｍｍ、高さ４８ｍｍの角形のリチウムイオン二次電
池を作製した。この電池を、電池Ａとする。 （実施例２）実施例１の、電極表面に感熱性マイクロカ
プセルを塗布しない電池Ｂを作製し、比較を行った。
に分散し、正極、負極双方の電極シートの合剤表面に塗
布し乾燥した。この電極を用いて、厚さ６．３ｍｍ、幅
３０ｍｍ、高さ４８ｍｍの角形のリチウムイオン二次電
池を作製した。この電池を、電池Ａとする。 （実施例２）実施例１の、電極表面に感熱性マイクロカ
プセルを塗布しない電池Ｂを作製し、比較を行った。
【００３２】こうして作製した電池Ａおよび電池Ｂを、
２０mAの定電流で充電終止電圧を４.２V、放電終止電圧
を２.７Vの条件で充放電サイクルを３サイクル行った。
この後、充電電圧４.２Ｖ、最大充電電流４００mAで定
電流定電圧で２．５時間充電し、放電電流４００mAおよ
び６００ｍＡの定電流で放電終止電圧２.７Ｖの条件で
各電流値で３サイクルづつ充放電特性測定を行った。そ
の結果、電池Ａおよび電池Ｂの充放電特性に違いが無い
ことが確認された。
２０mAの定電流で充電終止電圧を４.２V、放電終止電圧
を２.７Vの条件で充放電サイクルを３サイクル行った。
この後、充電電圧４.２Ｖ、最大充電電流４００mAで定
電流定電圧で２．５時間充電し、放電電流４００mAおよ
び６００ｍＡの定電流で放電終止電圧２.７Ｖの条件で
各電流値で３サイクルづつ充放電特性測定を行った。そ
の結果、電池Ａおよび電池Ｂの充放電特性に違いが無い
ことが確認された。
【００３３】その後、釘刺しテストを行った。数個のテ
スト結果、感熱性マイクロカプセルを塗布しない電池Ｂ
は約２０％の電池が発煙後発火したが、電池Ａは発煙の
みで発火した電池は無かった。このように本発明の感熱
性マイクロカプセルを用いた電池は、安全性が高いこと
が確認された。
スト結果、感熱性マイクロカプセルを塗布しない電池Ｂ
は約２０％の電池が発煙後発火したが、電池Ａは発煙の
みで発火した電池は無かった。このように本発明の感熱
性マイクロカプセルを用いた電池は、安全性が高いこと
が確認された。
【００３４】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。電池反
応を阻害することが可能な物質を内包し、電池の温度上
昇時にその温度に応じて内包物を徐々に放出することが
可能な感熱性マイクロカプセルを電池内に含有すること
により、安全性の高い非水電解質二次電池を実現でき
る。
施され、以下に記載されるような効果を奏する。電池反
応を阻害することが可能な物質を内包し、電池の温度上
昇時にその温度に応じて内包物を徐々に放出することが
可能な感熱性マイクロカプセルを電池内に含有すること
により、安全性の高い非水電解質二次電池を実現でき
る。
Claims (8)
- 【請求項１】 リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極
および負極と、リチウムイオン導電性の非水電解質とか
らなる非水電解質二次電池において、電池反応を阻害す
る事が可能な物質を内包し、電池の温度上昇に伴い内包
物を放出可能な感熱性マイクロカプセルを電池内に含有
することを特徴とする非水電解質二次電池。 - 【請求項２】 前記感熱性マイクロカプセルが、８０℃
以上の温度で内包物を放出することが可能であることを
特徴とする請求項１記載の非水電解質二次電池。 - 【請求項３】 前記感熱性マイクロカプセルが、重合性
化合物を内包することを特徴とする請求項１および２に
記載の非水電解質二次電池。 - 【請求項４】 前記感熱性マイクロカプセルが、熱重合
開始剤を内包することを特徴とする請求項１および２に
記載の非水電解質二次電池。 - 【請求項５】 前記マイクロカプセルの製造方法が、界
面重合法であることを特徴とする請求項１から４いずれ
か１項記載の非水電解質二次電池。 - 【請求項６】 前記正極が、リチウムを含有する遷移金
属酸化物を含有する事を特徴とする請求項１から５いず
れか１項記載の非水電解質二次電池。 - 【請求項７】 負極合剤の負極活物質に炭素質材料また
はケイ素の酸化物を有する請求項１から５いずれか１項
記載の非水電解質二次電池。 - 【請求項８】 前記非水電解質が、プロピレンカーボネ
ートまたはエチレンカーボネートと、 【化１】 で表されるアルキルカーボネートを含有する請求項１か
ら５いずれか１項記載の非水電解質二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9076279A JPH10270084A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9076279A JPH10270084A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 非水電解質二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10270084A true JPH10270084A (ja) | 1998-10-09 |
Family
ID=13600852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9076279A Pending JPH10270084A (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10270084A (ja) |
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