JPH11111341A - ゲル電解質二次電池 - Google Patents
ゲル電解質二次電池Info
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Abstract
いた場合でも放電容量ロスが小さく抑えられ、インピー
ダンスが低く電池電圧や負荷特性に優れるとともに、高
い充放電効率が得られるゲル電解質二次電池を提供す
る。 【解決手段】 負極9の材料として、メソカーボンマイ
クロビーズを焼成して得られた黒鉛化炭素材料を使用す
る。
Description
にゲル電解質を用いた電池に関し、特に負極材料の改良
に関する。
著しい発展とともに、ポータブル電子機器の小型化、軽
量化、高性能化が進み、それにともなってより高エネル
ギー密度で且つ高出力を有する二次電池が必要とされる
ようになっている。
ケル・カドミウム二次電池等の水溶液系のものが主流で
ある。しかし、これらの水溶液系二次電池は電池重量や
エネルギー密度の点で必ずしも満足できるものとは言え
ない。
ウム合金を負極に用い、また電解液として非水溶媒に電
解質塩を溶解させた非水系のものを用いる非水電解液二
次電池の研究開発が盛んに行われている。この非水電解
液二次電池は、上述の水溶液系二次電池に比べて軽量で
あり、高いエネルギー密度が得られる。
ウム合金を用いる非水電解液二次電池は、充放電サイク
ルを繰り返し行うと、充電の際に負極からリチウムがデ
ンドライト状に結晶成長して、ついには正極に到達して
内部ショートに至るという可能性があり、このことが実
用化を大きく阻んでいる。
として、リチウム金属あるいはリチウム合金の代わり
に、リチウムイオンをドープ/脱ドープすることが可能
な炭素材料を負極に用いる非水電解液二次電池が開発さ
れている。
を繰り返し行ってもリチウムのデンドライト状析出は認
められず、良好な充放電サイクルを示す。このため余剰
電力を貯蔵するロードレベリング用や自動車用の大型二
次電池として期待され、さらなる高エネルギー密度化、
高サイクル寿命化の達成が待たれている。
る負極の炭素材料や正極材料には数多くのものが提案さ
れている。まず、負極の炭素材料としては、例えば特定
の原料を2800℃以上の高温で焼成されて得られる黒
鉛化炭素材料が、大きな放電容量が得られることから有
望である。正極材料としてはリチウムを含有する化合物
が用いられ、中でもリチウムと遷移金属の複合酸化物が
適しているとされている。
して非水溶媒に電解質塩を溶解させた非水系の電解液が
用いられる。この非水電解液に対しては、高イオン伝導
度で且つ高安定性が求められ、それに対応すべく数多く
の非水溶媒と電解質塩の組み合わせが報告されている。
ート、エチレンカーボネート、エチルメチルカーボネー
ト、ジメチルカーボネート等のカーボネート系溶媒の
他、γ−ブチロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、
プロピオン酸メチル、プロピオン酸ブチル等が挙げられ
る。
O4、LiBF4、LiCF3SO3、LiAsF、LiN
(CF3SO2)2、LiC(CF2SO2)3等が挙げられ
る。
質塩よりなる非水電解液は、比較的熱容量が小さいた
め、電池がたとえば火中のような高温下にさらされた場
合には、周囲の温度上昇にともなって溶媒が揮発し、引
火する危険性をはらんでいる。
して有機エステル系化合物を添加したり、あるいは非水
電解液の代わりに、非水電解液をゲル化剤によってゲル
化したゲル電解質を用いることによって電池に難燃性を
付与する試みもなされている。
放電時における電解液安定性が劣るため、難燃性効果を
示すほどに添加すると、電池の充放電効率を損なう結果
になり、放電容量を劣化させる。
解質の使用では、電解液安定性がゲル化剤の添加によっ
て大きく影響されず、放電容量の劣化はほとんと生じな
い。しかも、ゲル電解質を用いた場合、電極の間にゲル
電解質を挟むことで電極同士の位置関係が固定され、電
極同士の位置関係を固定するための手段が不要であるこ
とから、電池の薄膜化等にも有利である。
剤としては、例えば特開平8−264205号公報にお
いてニトリル基を側鎖に有する高分子が提案されてい
る。このニトリル基を側鎖に有する高分子によってゲル
化されたゲル電解質は、難燃性を示すとともに、特に高
誘電率溶媒であるプロピレンカーボネートを主溶媒とし
た場合には温度25℃下で1mS/cm以上の高いイオ
ン伝導度が得られる。
質の非水溶媒としてプロピレンカーボネートを用いると
上述の如く高いイオン伝導度が得られる反面、次のよう
な問題がある。
する非水電解液二次電池においては、負極に黒鉛系炭素
材料を用いた場合、充電時にプロピレンカーボネート
が、負極上でガス発生を伴って分解することが知られて
いる(例えばZ.X.Shu,R.S.McMilla
n,J.J.Murray,J.Electroche
m.Soc.,140,922〜927(199
3))。これはプロピレンカーボネートが黒鉛系炭素材
料に対して不安定であるからであり、このような分解が
生じた場合、充電に投入する電気量がこの分解のために
無駄に消費されて放電容量ロスが生じ、充放電効率が低
下する。このようなプロピレンカーボネートの分解によ
る放電容量ロスは、ゲル電解質を用いる電池においても
同様に発生する現象である。
の分解の程度は、黒鉛系炭素材料の物性によっても異な
り、特に合成された人造黒鉛では原料や生成過程によっ
て物性が多様に異なるためプロピレンカーボネートに対
する分解の程度も様々である。例えば、粉末形状につい
て言えば、粒子径が大きい黒鉛系炭素材料の方が粒子径
の小さい黒鉛系炭素材料よりも電解液との接触面積が小
さくなることからプロピレンカーボネートの分解を生じ
難く、放電容量ロスを小さく抑えることができる。した
がって、このような点からは比較的粒子径の大きな黒鉛
系炭素材料を用いる方が有利であると言える。
合、粒子径の大きい黒鉛系炭素材料を負極に用いると次
の理由から電池性能に問題が生じる。
るには、粒子状の黒鉛系炭素材料を結合剤との混合物と
して集電材に接着する。そして、ゲル電解質を用いる場
合にはこの負極と正極の間にゲル電解質とセパレータを
挟み込み、電池外装材内に収容することで電池が構成さ
れる。このようなゲル電解質二次電池では、負極中の炭
素材料粒子間で電子伝導性とイオン伝導性が保持され、
さらに炭素材料粒子とゲル電解質との界面でイオン導電
性を有していることが必要である。
ると、炭素材料粒子とゲル電解質との接触が不十分にな
り、また炭素材料粒子同士のイオン伝導パスも大きくな
る。これによりインピーダンスが増大して電池電圧が低
下する。そして、電池容量や負荷特性等の電池特性を低
減させる結果になる。因みに、非水電解液を用いる場合
には、非水電解液が負極の炭素材料粒子間に容易に染み
込むことができるため、炭素材料粒子の粒子径を大きく
してもこのようなインピーダンスの増大はほとんど生じ
ない。
は、黒鉛化炭素材料の粒径が小さい場合にはプロピレン
カーボネートの分解が顕著になり、逆に黒鉛化炭素材料
の粒径が大きいとインピーダンスが増大してしまい電池
特性を総合的に改善するのが難しいといった問題があ
る。
みて提案されたものであり、大きな放電容量が得られる
とともに高い充放電効率が得られるゲル電解質二次電池
を提供することを目的とする。
めに本発明のゲル電解質二次電池は、正極、負極および
ゲル電解質を備えてなり、上記負極は、メソカーボンマ
イクロビーズを焼成して得られた黒鉛化炭素材料を含有
することを特徴とするものである。
られた黒鉛化炭素材料を使用するゲル電解質二次電池で
は、ゲル電解質にプロピレンカーボネートが含有され、
また黒鉛化炭素材料粉末としてインピーダンスを十分に
低くできる程度に小粒径のものを用いた場合でも、放電
容量ロスが小さく抑えられる。したがって、大きな放電
容量が得られるとともに高い充放電効率が得られる。
態について説明する。
極およびゲル電解質を有して構成され、このうち特に負
極はメソカーボンマイクロビーズを焼成して得られた黒
鉛化炭素材料が含有されている。
ボンマイクロビーズは、いわゆる易黒鉛化炭素類に属す
るものであり、有機化合物を熱処理した際に、反応に関
与する相が液相から固相へ変化する系の中間体として生
ずる液晶小球体である。
は、例えばコールタールピッチ等の石炭あるいは石油ピ
ッチ類を、不活性雰囲気中、400〜500℃で熱処理
を行うことによって液晶小球体を生じさせ、これをキノ
リン不溶分としてピッチマトリックスから分離する。こ
の後、必要に応じて粉砕、分級等の粒径調整を行っても
良い。
ビーズを高温焼成することによって黒鉛化炭素材料は得
られる。この焼成温度は、リチウムイオンのドープ・脱
ドープ量の大きな黒鉛化炭素材料を得るためには250
0〜3000℃とするのが好ましく、さらには2800
〜3000℃とするのが好ましい。
よって負極を形成するには、例えば黒鉛化炭素材料を分
級等によって適当な粒径に調整し、結合剤と混合するこ
とによって負極合剤を調製する。そして、この負極合剤
を集電材の片面もしくは両面に塗布することで負極合剤
層を形成する。
よって測定される比表面積が0.1〜10m2/gであ
るのがよく、好ましくは0.1〜5m2/gであるのが
良い。また平均粒径は5〜100μmであるのが好まし
い。比表面積が10m2/gを越えていたり、平均粒径
が5μmを下回る場合には、黒鉛炭素材料粉末が微細粒
であり過ぎることから放電容量ロスが大きくなる等、電
池性能に問題が生じる。また、比表面積が0.1m2/
gを下回っていたり、平均粒径が100μmを越えてい
ると、炭素材料粒子とゲル電解質との接触が不十分にな
ったり、炭素材料粒子同士のイオン伝導パスが大きくな
ることによってインピーダンスが増大する。
的安定性、電気化学的安定性を有するものを用いるのが
望ましく、例えばポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフ
ルオロエチレン等が用いられる。結合剤の添加量は、負
極合剤全量の1〜20重量%であるのが好ましい。
りなる金属板が用いられる。
を集電材に塗布する際の塗布厚は10〜200μmとす
るのが適当である。
剤に投入、分散させてペースト状とし、このペースト状
の負極合剤を集電材に塗布、乾燥することによって形成
しても良い。これにより負極合剤層が均一且つ強固に集
電材に接着される。また、負極合剤層を形成した後、さ
らにプレス加圧等の圧着を行うと、負極合剤層と集電材
との接着強度をさらに高めることができる。
な黒鉛化炭素材料を含有する負極と、正極及びゲル電解
質を、例えば負極、ゲル電解質、正極の順で積層し、電
池外装材内に収容することで構成される。なお、これに
加えてさらに負極と正極の外側にゲル電解質を配するよ
うにしても良い。
ゲル電解質二次電池では、ゲル電解質にプロピレンカー
ボネートが含有され、また黒鉛化炭素材料粉末としてイ
ンピーダンスを十分に低くできる程度に小粒径のものを
用いた場合でも、放電容量ロスが小さく抑えられる。し
たがって、大きな放電容量が得られるとともに高い充放
電効率が得られる。
の材料が重要になるが、これと組み合わせて用いる正極
やゲル電解質としては次のような用いるのが望ましい。
化合物が用いられ、十分量のリチウムをドープ/脱ドー
プし得るものを選択するのが好ましい。そのようなリチ
ウム含有化合物としてはリチウムと遷移金属の複合酸化
物が挙げられ、リチウムと2種類以上の遷移金属を固溶
した複合酸化物であっても良い。なお、これらの化合物
は単独で使用しても2種類以上を組み合わせて使用して
も差し支えない。
るには、例えば正極材料と結合剤及び電極に導電性を付
与するための導電剤よりなる正極合剤を集電材の両面に
塗布することで正極合剤層を形成する。
れも使用可能であり、導電剤としては例えば炭素材料が
用いられる。また、集電体としては円形状や矩形状のア
ルミニウムよりなる金属板等が用いられる。
散させることでペースト状にし、このペースト状の正極
合剤を集電材に塗布、乾燥することによって正極合剤層
を形成しても良く、正極合剤層を形成した後、さらにプ
レス加圧等の圧着を行っても構わない。これにより正極
合剤層が均一且つ強固に集電材に接着される。
質は電解質塩、非水溶媒及び高分子よりなる。
リチウムのドープ・脱ドープを電池反応に利用する非水
電解液二次電池において通常用いられているものがいず
れも使用可能であるが、特に次のような点から選択する
のが望ましい。
イオン伝導性に優れるとともにゲルに難燃性を付与する
効果を有することからLiPF6が好適である。LiP
F6と他のリチウム塩と混合して用いることも可能であ
るが、イオン伝導性、難燃性の点からはLiPF6を単
独使用するのが好ましい。なお、LiPF6を単独使用
する場合、その濃度は非水溶媒に対して0.4〜2mo
l/dm3とするのが適当である。電解質塩の濃度がこ
の範囲から外れていると十分なイオン伝導度が得られな
くなる。
に対して−0.3V〜4.9Vの範囲にあり、またゲル
電解質に高いイオン伝導性を付与でき、さらに成膜性の
良いゲルが調製できるという点から選択するのが望まし
い。そのような非水溶媒としてプロピレンカーボネート
とエチレンカーボネートを混合した混合溶媒が好適であ
る。また、この混合系には、さらにγ−ブチロラクトン
等の他の非水溶媒を加えても良い。なお、プロピレンカ
ーボネートとエチレンカーボネートの混合系においてプ
ロピレンカーボネートの含有量は、非水溶媒に対して1
0mol%〜75mol%であるのが好ましく、さらに
は10mol%〜35mol%であるのがより好まし
い。
に有するものが用いられ、ゲル化の状態が良く、難燃性
にも優れることからポリアクリロニトリルが好適であ
る。また、ポリアクリロニトリルと各種モノマーを共重
合させた共重合体も使用できる。共重合させるモノマー
種としては、アクリレート、メタアクリレート、アクリ
ル酸、メタアクリル酸、酢酸ビニル、イタコン酸、水素
化メチルアクリレート、水素化エチルアクリレート、ア
クリルアミド、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロ
ニトリルブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエ
ン、アクリロニトリル塩化ポリエチレンプロピレンジエ
ンスチレン樹脂、アクリロニトリル塩化ビニル樹脂、ア
クリロニトリルメタアクリレート樹脂、アクリロニトリ
ルアクリレート樹脂等があり、これらのうち1種類を共
重合させても良く、複数種と共重合させることも可能で
ある。
子の分子量と密接な関係があり、電解質材料として適し
たゲル状態を得るためには高分子の数平均分子量が5千
〜50万であるのが好ましい。また、高分子の適正な添
加量は非水溶媒や電解質塩の種類にもよるが、高分子と
してポリアクリロニトリルを用いる場合には、ポリアク
リロニトリルの繰り返し単位(モノマー)と非水溶媒の
モル比が5:95〜30:70となるような量とするの
が望ましい。
るには、まず所定量の電解質塩を非水溶媒に溶解させて
非水電解液を調製する。そして、この非水電解液にニト
リル基を側鎖に有する高分子を添加し攪拌する。非水溶
媒に高分子を添加すると溶液の粘度が高くなる。そし
て、高分子が完全に溶解したところで得られたゲル溶液
を速やかに基体上に展開し、冷却することで半固体状の
ゲル電解質が形成される。
く、しかも電解液がゲル化されていることから漏液が回
避される。したがって、このゲル電解質を用いる電池は
電子機器に搭載した場合に漏液によって周辺デバイスを
汚染することがなく、また電池が誤って火中に投じられ
たような場合でも引火する危険性が少ない。
カーボネートとエチレンカーボネートの混合溶媒と、L
iPF6を組み合わせた場合には温度25℃下で1mS
/cm以上のイオン伝導度が得られ、電池に高容量を付
与することができる。
正極の間に介在させられ、この場合、セパレータとして
の機能も有するが、これとは別にセパレータを用い、例
えば負極、ゲル電解質、セパレータ、ゲル電解質、正極
の順に積層させても良い。セパレータとしてはポリプロ
ピレンやポリエチレン等よりなる多孔質フィルムが用い
られる。この場合も、負極と正極のそれぞれの外側に、
さらにゲル電解質を配するようにして構わない。
結果に基づいて説明する。なお、以下の実施例1、実施
例2及び比較例1は黒鉛化炭素材料粉末を含有する作用
電極と、リチウム箔よりなる対極によって電池系が構成
された単極評価用の評価電池での実験であり、実施例
3、実施例4及び比較例2は黒鉛化炭素材料粉末を含有
する負極と、リチウム遷移金属複合酸化物を含有する正
極によって電池系が構成された実電池での実験である。
す。この評価電池は、外装カップ1内に収容された円板
状の作用電極2と外装缶3内に収容された円板状の対極
4とが、ゲル電解質5/セパレータ6/ゲル電解質7の
積層構造を介して積層されて構成されている。そして、
上記外装カップ1と上記外装缶3とは周縁部が絶縁ガス
ケット8を介してかしめられ、これによって電池が密閉
されるようになっている。
製した。
体である黒鉛化炭素材料粉末(大阪ガス社製 商品名M
CMB6−28)を用意し、これを、アルゴン雰囲気
下、温度600℃で1時間保持することによって乾燥さ
せた。乾燥後の黒鉛化炭素材料粉末の比表面積をBET
吸着法によって測定したところ3.6m2/gであっ
た。
ようにして作用電極を作製した。
なるポリフッ化ビニリデン10重量%を混合し、さらに
溶剤となるN−メチルピロリドンを加え、混練すること
によってペースト状の負極合剤を調製した。そして、こ
の負極合剤ペーストを、均一な厚さとなるように集電材
となる銅箔上に塗布し、さらに温度90℃で乾燥させ溶
剤を揮発させた。次に、この銅箔上に塗布された負極合
剤をローラープレスによって加圧し、さらに直径15.
5mmの円形状に打ち抜くことで作用電極2を作製し
た。
5.5mmの円形状に打ち抜くことで作製した。
した。
とエチレンカーボネート65mol%を混合し、この混
合溶媒にLiPF6を1mol/dm3なる濃度で溶解さ
せ非水電解液を調製した。そして、この非水電解液を温
度120℃に加熱し、数平均分子量が150000のポ
リアクリロニトリルを徐々に添加することでゲル電解質
を調製した。なお、ポリアクリロニトリルの添加量は、
非水溶媒に対する繰り返し単位構造の比率で10mol
%である。
解質を上記作用電極2と対極4のそれぞれの電極反応面
に適量塗布し、この作用電極2と対極4を、外装カップ
1、外装缶3内にそれぞれ収容した。次いで、作用電極
2と対極4のゲル電解質が塗布された側を、ポリプロピ
レンフィルムよりなるセパレータ6を間に挟んで重ね合
わせ、外装カップ1と外装缶2の周縁部を絶縁ガスケッ
ト8を介してかしめ密閉することで評価電池を作製し
た。
商品名MCMB25−28を使用すること以外は実施例
1と同様にして評価電池を作製した。
比表面積をBET吸着法によって測定したところ1.2
m2/gであった。
合成されたものを使用すること以外は実施例1と同様に
して評価電池を作製した。
重量部に、結合剤となるコールタル系ピッチを30重量
部加え、約100℃で加熱した後、プレスすることで炭
素材料成形体の前駆体を得た。そして、この前駆体を、
1000℃以上で熱処理し、炭素材料成型体とした。
下の温度で溶融させたバインダーピッチを含浸させた後
1000℃以下の温度で熱処理するというピッチ含浸/
焼成工程を数回繰り返し、その後、不活性雰囲気下、2
600℃で熱処理することで黒鉛化成型体を得た。そし
て、この黒鉛化成型体を、粉砕分級することで黒鉛化炭
素材料粉末とした。
材料粉末の乾燥後の比表面積をBET吸着法によって測
定したところ4.5m2/gであった。
いて、温度25℃下で充放電試験を行い、黒鉛化炭素材
料粉末1g当たりの放電容量と初回充放電効率〔(放電
容量/充電容量)×100(%)〕を求めた。なお、充
放電試験は次のようにして行った。
圧が0mVに達するまで定電流充電を行い、回路電圧が
0mVに達した時点で定電圧充電に切り替え、さらに電
流値が3μAになるまで充電を続けた後、120分休止
した。次に0.5mAの電流値で、回路電圧が1.5V
に達するまで定電流放電を行った。このときの通電量か
ら充電容量と放電容量を求めた。なお、この試験では、
リチウムを炭素材料へドープする過程を充電、脱ドープ
する過程を放電とした。
の放電容量と初回充放電効率の値を表1に示す。
ーズを焼成して得られた黒鉛化炭素材料粉末を負極材料
として用いた実施例1、実施例2の評価電池では、石油
系コークスを焼成することで得られた黒鉛炭素材料粉末
を負極材料として用いた比較例1の評価電池に比べて高
い充放電効率が得られる。
を焼成して得られた黒鉛化炭素材料粉末よりなる負極材
料は、充放電効率に優れることがわかった。
は、平板状の負極9と正極10とが、ゲル電解質11/
セパレータ12/ゲル電解質13の積層構造を介して積
層されている。そして、この積層体の負極9側と正極1
0側にはそれぞれ平板状の電池外装材14,15が配さ
れるとともに積層体の端面を囲んで絶縁パッキン16が
配されており、電池外装材14,15の辺縁部と絶縁パ
ッキン16とが接着されることで電池が密閉されるよう
になっている。
製した。
ロビーズの焼成体である黒鉛化炭素材料粉末(大阪ガス
社製 商品名MCMB6−28)を含有するペースト状
の負極合剤を調製した。
厚さとなるように集電材となる銅箔上に塗布し、さらに
温度90℃で乾燥させ溶剤を揮発させた。次に、この銅
箔上に塗布された負極合剤をローラープレスによって加
圧し、さらに8cm2の四辺形状になるように裁断する
こで負極9を作製した。
た。
となるグラファイト5重量%および結合剤となるポリフ
ッ化ビニリデン5重量%を混合し、さらに溶剤としてN
−メチルピロリドンを混練することでペースト状の正極
合剤を調製した。
厚さとなるように集電材となるアルミニウム箔上に塗布
し、さらに温度90℃で乾燥させ溶剤を揮発させた。次
に、このアルミニウム箔上に塗布された正極合剤をロー
ラープレスによって加圧し、さらに8cm2の四辺形状
になるように裁断することで正極10を作製した。
調製し、調製されたゲル電解質を上記負極9と正極10
のそれぞれの電極反応面に適量塗布した。そして、絶縁
パッキン16内に負極9をはめ込み、負極9と正極10
のゲル電解質11,13が塗布された側同士が対向する
ように、ポリプロピレンフィルムよりなるセパレータ1
2を介して正極10を積層した。続いて、積層された負
極9と正極10を電池外装材14,15で挟み込み、電
池外装材14,15の辺縁部と絶縁パッキン16を接着
することで薄型電池を作製した。
名MCMB25−28を使用すること以外は実施例3と
同様にして薄型電池を作製した。
て石油系コークスから合成されたものを使用すること以
外は実施例3と同様にして薄型電池を作製した。
いて、温度25℃下で充放電試験を行い、放電容量と初
回充放電効率〔(放電容量/充電容量)×100
(%)〕を求めた。なお、充放電試験は次のようにして
行った。
度で、回路電圧が4.2Vに達するまで定電流充電を行
い、回路電圧が4.2Vに達した時点で定電圧充電に切
り替え、さらに全充電時間が20時間になるまで充電を
続けた後、120分休止した。次に200μA/cm2
の電流密度で、回路電圧が2.5Vに達するまで定電流
放電を行った。このときの通電量から充電容量と放電容
量を求めた。
率の値を表2に示す。
ーズを焼成して得られた黒鉛化炭素材料粉末を負極材料
として用いた実施例3、実施例4の電池を、石油系コー
クスを焼成することで得られた黒鉛炭素材料粉末を負極
材料として用いた比較例2の電池と比べると、同じ放電
容量であっても実施例3、実施例4の電池の方が比較例
2の電池よりも高い充放電効率が得られる。
を焼成して得られた黒鉛化炭素材料粉末を負極材料とし
て用いることは、実際の電池においても充放電効率の向
上に非常に有効であることがわかった。
明のゲル電解質二次電池は、メソカーボンマイクロビー
ズを焼成して得られた黒鉛化炭素材料を負極材料として
用いるので、ゲル電解質にプロピレンカーボネートが含
有され、また黒鉛化炭素材料粉末としてインピーダンス
を十分に低くできる程度に小粒径のものを用いた場合で
も、放電容量ロスが小さく抑えられ、大きな放電容量が
得られるとともに高い充放電効率が得られる。
た黒鉛化炭素材料の特性を評価するための評価電池を示
す断面図である。
た黒鉛化炭素材料を負極材料として用いた薄型のゲル電
解質二次電池を示す断面図である。
極、5,7,11,13ゲル電解質、6,12 セパレ
ータ、8 絶縁ガスケット、9 負極、10正極、1
4,15 電池外装材、16 絶縁パッキン
Claims (9)
- 【請求項1】 正極、負極およびゲル電解質を備えてな
り、 上記負極は、メソカーボンマイクロビーズを焼成して得
られた黒鉛化炭素材料を含有することを特徴とするゲル
電解質二次電池。 - 【請求項2】 ゲル電解質は、非水溶媒と電解質塩を含
有する非水電解液と、ニトリル基を側鎖に有する高分子
よりなることを特徴とする請求項1記載のゲル電解質二
次電池。 - 【請求項3】 ニトリル基を側鎖に有する高分子は、ポ
リアクリロニトリルであることを特徴とする請求項2記
載のゲル電解質二次電池。 - 【請求項4】 ニトリル基を側鎖に有する高分子がポリ
アクリロニトリルであり、そのアクリロニトリルモノマ
ーと非水溶媒のモル比が5:95〜30:70であるこ
とを特徴とする請求項3記載のゲル電解質二次電池。 - 【請求項5】 非水電解液の非水溶媒は、少なくともプ
ロピレンカーボネートとエチレンカーボネートを含有
し、このうちプロピレンカーボネートの組成比が10m
ol%〜75mol%であることを特徴とする請求項4
記載のゲル電解質二次電池。 - 【請求項6】 非水電解液の非水溶媒は、プロピレンカ
ーボネートとエチレンカーボネートに加えて、γ−ブチ
ロラクトン、メチルエチルカーボネートまたはジメチル
カーボネートから選ばれる少なくとも1種を含有するこ
とを特徴とする請求項5記載のゲル電解質二次電池。 - 【請求項7】 非水電解液の電解質塩はLiPF6であ
り、このLiPF6の非水溶媒に対する濃度が0.4〜
2mol/dm3であることを特徴とする請求項2記載
のゲル電解質二次電池。 - 【請求項8】 正極は、リチウム含有化合物を含有する
ことを特徴とする請求項1記載のゲル電解質二次電池。 - 【請求項9】 リチウム含有化合物は、リチウムと遷移
金属の複合酸化物であることを特徴とする請求項8記載
のゲル電解質二次電池。
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