JPH11233145A - 積層型有機電解質電池 - Google Patents
積層型有機電解質電池Info
- Publication number
- JPH11233145A JPH11233145A JP10036978A JP3697898A JPH11233145A JP H11233145 A JPH11233145 A JP H11233145A JP 10036978 A JP10036978 A JP 10036978A JP 3697898 A JP3697898 A JP 3697898A JP H11233145 A JPH11233145 A JP H11233145A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- electrolyte
- polymer
- temperature
- negative electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- 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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温環境下や過充電における電池温度の急激
な上昇を抑制し、安全性を向上した有機電解質電池を提
供する。 【解決手段】 素電池間に、電池内部で発生した熱を吸
収し電池温度の上昇を抑える作用を有する高分子フィル
ムを挿入する。このような高分子電解質を用いることに
より１００℃以上の高温環境下や過充電時に活物質と電
解液との反応で発生する熱を吸収し、電池内部に熱が蓄
積されないようにする。これにより電池温度の急激な上
昇を抑制し、異常な発熱、発煙を起こさない安全性を確
保した電池を提供することができる。
な上昇を抑制し、安全性を向上した有機電解質電池を提
供する。 【解決手段】 素電池間に、電池内部で発生した熱を吸
収し電池温度の上昇を抑える作用を有する高分子フィル
ムを挿入する。このような高分子電解質を用いることに
より１００℃以上の高温環境下や過充電時に活物質と電
解液との反応で発生する熱を吸収し、電池内部に熱が蓄
積されないようにする。これにより電池温度の急激な上
昇を抑制し、異常な発熱、発煙を起こさない安全性を確
保した電池を提供することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は有機電解質電池の、
特に過充電状態における電池温度の異常上昇や１００℃
以上の高温環境下での電池の異常発熱の抑制等安全性の
向上に関するものである。
特に過充電状態における電池温度の異常上昇や１００℃
以上の高温環境下での電池の異常発熱の抑制等安全性の
向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】携帯電話やノート型パソコンの小型、軽
量、薄型化の傾向は年々強くなっており、その電源であ
る電池においても小型、軽量、薄型化の要望が強まって
いる。こうした時流の中でリチウム電池が注目されてお
り、薄型化の方法として電解質に高分子材料を用いた有
機電解質電池であるリチウム・ポリマ電池が注目されて
いる。特に、高分子材料に電解液を含浸、保持させたゲ
ル状ポリマ電解質がリチウム・イオン二次電池に近い電
池特性を発現することから商品化の可能性が高い電池系
として期待されている。また、引火性の電解液がポリマ
ー中に含浸、保持されているため電解液が遊離している
場合に比べて燃焼性が低く、遊離の電解液が存在してい
るリチウム・イオン二次電池に比べ安全性が向上すると
言われている。
量、薄型化の傾向は年々強くなっており、その電源であ
る電池においても小型、軽量、薄型化の要望が強まって
いる。こうした時流の中でリチウム電池が注目されてお
り、薄型化の方法として電解質に高分子材料を用いた有
機電解質電池であるリチウム・ポリマ電池が注目されて
いる。特に、高分子材料に電解液を含浸、保持させたゲ
ル状ポリマ電解質がリチウム・イオン二次電池に近い電
池特性を発現することから商品化の可能性が高い電池系
として期待されている。また、引火性の電解液がポリマ
ー中に含浸、保持されているため電解液が遊離している
場合に比べて燃焼性が低く、遊離の電解液が存在してい
るリチウム・イオン二次電池に比べ安全性が向上すると
言われている。
【０００３】また、リチウム ポリマ電池では電極間に
緊縛を与えなくても十分な放電特性が得られることか
ら、リチウム イオン二次電池のように強固な電池ケー
スを必要とせず、柔軟で薄いラミネートシートでできた
外装体が使用できる。このため、電池自体が薄型化する
ことで、充放電時に発生する熱を効率よく放熱すること
ができる上、ケースがラミネートシートのように肉薄に
なると更に放熱性が向上する。このように、リチウム
ポリマ電池は電極、セパレータからなる発電素子そのも
のが高い安全性を有しており、かつ電池形状やケースに
よっても安全性の向上が得られている。
緊縛を与えなくても十分な放電特性が得られることか
ら、リチウム イオン二次電池のように強固な電池ケー
スを必要とせず、柔軟で薄いラミネートシートでできた
外装体が使用できる。このため、電池自体が薄型化する
ことで、充放電時に発生する熱を効率よく放熱すること
ができる上、ケースがラミネートシートのように肉薄に
なると更に放熱性が向上する。このように、リチウム
ポリマ電池は電極、セパレータからなる発電素子そのも
のが高い安全性を有しており、かつ電池形状やケースに
よっても安全性の向上が得られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、電解液がポリ
マ中に保持され、安全性が高くなったとはいえ、電解液
が全く無くなったわけではなく、十分な安全性が確保さ
れているわけではない。特に、安全性試験の１種である
過充電試験においては、電池容量を越えて長時間、強制
的に充電が行われた場合、過充電による電池内部の温度
上昇によりゲル状のポリマー電解質が流動化し、電池の
内部短絡を引き起こす。この内部短絡が引き金となり、
電池温度の急激な上昇や電解液の分解によるガス発生が
起こる。また、１００℃以上、特に１５０℃以上の環境
下に数時間以上さらされると負極と電解液が反応し急激
な温度上昇を引き起こす場合がある。このようにリチウ
ムポリマ電池においても完全に安全性が確保されている
わけではない。さらに、より高性能な電池性能を得るた
めには電池系内のポリマ量を可能な限り低減する必要が
あり、ポリマ量が少なくなると必然的に現状のリチウム
・イオン二次電池と似た電池系となるため、安全性に関
してもリチウム・イオン二次電池と同様の危険性を有す
ることになる。
マ中に保持され、安全性が高くなったとはいえ、電解液
が全く無くなったわけではなく、十分な安全性が確保さ
れているわけではない。特に、安全性試験の１種である
過充電試験においては、電池容量を越えて長時間、強制
的に充電が行われた場合、過充電による電池内部の温度
上昇によりゲル状のポリマー電解質が流動化し、電池の
内部短絡を引き起こす。この内部短絡が引き金となり、
電池温度の急激な上昇や電解液の分解によるガス発生が
起こる。また、１００℃以上、特に１５０℃以上の環境
下に数時間以上さらされると負極と電解液が反応し急激
な温度上昇を引き起こす場合がある。このようにリチウ
ムポリマ電池においても完全に安全性が確保されている
わけではない。さらに、より高性能な電池性能を得るた
めには電池系内のポリマ量を可能な限り低減する必要が
あり、ポリマ量が少なくなると必然的に現状のリチウム
・イオン二次電池と似た電池系となるため、安全性に関
してもリチウム・イオン二次電池と同様の危険性を有す
ることになる。
【０００５】このような電池内部の温度上昇は、素電池
では放熱性が良く、電池内部の短絡や温度の急激な上昇
に至ることは少ない。しかし、素電池を積層した多積層
電池においては電池の内部での放熱性が悪く、電池の内
部温度が上昇すると蓄積される。
では放熱性が良く、電池内部の短絡や温度の急激な上昇
に至ることは少ない。しかし、素電池を積層した多積層
電池においては電池の内部での放熱性が悪く、電池の内
部温度が上昇すると蓄積される。
【０００６】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、過充電時の電池内部の急激な温度上昇や、
高温環境下での急激な発熱を防止し、安全性の高い電池
を提供することを目的とする。
ものであり、過充電時の電池内部の急激な温度上昇や、
高温環境下での急激な発熱を防止し、安全性の高い電池
を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の有機電解質電池は、素電池を複数枚重ねて
1個の電池とする積層電池において、各素電池間に高分
子層を挿入するものである。高分子層はフィルム状のも
ので、１００℃以上の融点を有する材料であることが好
ましい。電池内部で発生した熱を吸収し電池温度の上昇
を抑える作用を有する高分子層を電池内に配することに
より、過充電時や高温環境下での電池活物質の反応また
は活物質と電解液との反応による電池温度の上昇を防止
することが可能となる。
めに本発明の有機電解質電池は、素電池を複数枚重ねて
1個の電池とする積層電池において、各素電池間に高分
子層を挿入するものである。高分子層はフィルム状のも
ので、１００℃以上の融点を有する材料であることが好
ましい。電池内部で発生した熱を吸収し電池温度の上昇
を抑える作用を有する高分子層を電池内に配することに
より、過充電時や高温環境下での電池活物質の反応また
は活物質と電解液との反応による電池温度の上昇を防止
することが可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、正極活物質と導電材と電解液を吸収保持する高分子
電解質からなる正極と、負極活物質と電解液を吸収保持
する高分子電解質からなる負極とを電解液を吸収保持す
る高分子電解質を介して積層し1組とする素電池を2組以
上積層してなり、素電池間に高分子層が挿入されている
ことを特徴とする有機電解質電池である。これにより過
充電や高温環境下で電池内部が発熱した場合において
も、高分子層により吸熱され、急激な発熱や温度上昇を
抑制することができる。
は、正極活物質と導電材と電解液を吸収保持する高分子
電解質からなる正極と、負極活物質と電解液を吸収保持
する高分子電解質からなる負極とを電解液を吸収保持す
る高分子電解質を介して積層し1組とする素電池を2組以
上積層してなり、素電池間に高分子層が挿入されている
ことを特徴とする有機電解質電池である。これにより過
充電や高温環境下で電池内部が発熱した場合において
も、高分子層により吸熱され、急激な発熱や温度上昇を
抑制することができる。
【０００９】請求項２に記載の発明は、高分子層が高分
子フィルムであり、吸熱に効果的な形状であり、電池特
性にも影響しない。
子フィルムであり、吸熱に効果的な形状であり、電池特
性にも影響しない。
【００１０】請求項３に記載の発明は、前記高分子層が
１００℃以上で融点を有するものであり、電池内部温度
が１００℃以上で融解により熱を吸収し、電池の異常発
熱などを抑制することができる。正極と負極の温度変化
に対する熱反応の変化を測定すると、負極はまず７０℃
近傍で発熱反応を起こし、１００℃近傍でこの反応はピ
ークを示す。さらに、１５０℃でやや穏やかな発熱反応
があり、次に２００℃から急激な発熱反応が起こる。た
だし、７０℃では急激な発熱にはならず、また高分子電
解質の流動化は起こりにくい。正極においては、１５０
℃近傍から発熱反応を起こし、２１０℃、２４０℃で大
きな発熱反応のピークを示す。このため、比較的低温で
最も発熱量の大きい１００℃以上で熱を吸収することが
最も効果的である。
１００℃以上で融点を有するものであり、電池内部温度
が１００℃以上で融解により熱を吸収し、電池の異常発
熱などを抑制することができる。正極と負極の温度変化
に対する熱反応の変化を測定すると、負極はまず７０℃
近傍で発熱反応を起こし、１００℃近傍でこの反応はピ
ークを示す。さらに、１５０℃でやや穏やかな発熱反応
があり、次に２００℃から急激な発熱反応が起こる。た
だし、７０℃では急激な発熱にはならず、また高分子電
解質の流動化は起こりにくい。正極においては、１５０
℃近傍から発熱反応を起こし、２１０℃、２４０℃で大
きな発熱反応のピークを示す。このため、比較的低温で
最も発熱量の大きい１００℃以上で熱を吸収することが
最も効果的である。
【００１１】請求項４に記載の発明は、前記高分子層が
ポリエチレン、ポリプロピレンおよびこれらの共重合体
からなる群から選ばれる少なくとも１種としたものであ
る。ポリエチレン、ポリプロピレンはいずれも１００℃
以上２００℃以下に融点を有しており、電池の発熱反応
が起きる温度範囲で効率的に熱を吸収させることができ
る。
ポリエチレン、ポリプロピレンおよびこれらの共重合体
からなる群から選ばれる少なくとも１種としたものであ
る。ポリエチレン、ポリプロピレンはいずれも１００℃
以上２００℃以下に融点を有しており、電池の発熱反応
が起きる温度範囲で効率的に熱を吸収させることができ
る。
【００１２】（実施の形態）本発明の有機電解質電池の
構成を図１および図２を参照して説明する。
構成を図１および図２を参照して説明する。
【００１３】正極板１と負極板２とを高分子電解質層３
を介して積層してなる素電池４において、正極板１は正
極集電体であるアルミニウム芯板１ａの片面にコバルト
酸リチウムと導電材と電解液を吸収保持する高分子材料
を含む正極活物質層１ｂを塗布乾燥してなり、負極板２
は負極集電体である銅芯板２ａの両面に球状黒鉛と導電
材と電解液を吸収保持する高分子材料を含む負極活物質
層２ｂを塗布乾燥してなり、高分子電解質層３は電解液
を吸収保持する高分子材料からなる。そして負極板２の
上側の負極活物質層２ｂを高分子電解質層３を介してそ
の上方の正極板１の正極活物質層１ｂに対向させるとと
もに、負極板２の下側の負極活物質層２ｂを高分子電解
質層３を介してその下方の正極板１の正極活物質層１ｂ
に対向させ素電池４を構成している。この素電池４の間
に高分子フィルム５を挟み、積層して、正極および負極
の集電体をそれぞれ一つにまとめ正極および負極のリー
ドを接合する。
を介して積層してなる素電池４において、正極板１は正
極集電体であるアルミニウム芯板１ａの片面にコバルト
酸リチウムと導電材と電解液を吸収保持する高分子材料
を含む正極活物質層１ｂを塗布乾燥してなり、負極板２
は負極集電体である銅芯板２ａの両面に球状黒鉛と導電
材と電解液を吸収保持する高分子材料を含む負極活物質
層２ｂを塗布乾燥してなり、高分子電解質層３は電解液
を吸収保持する高分子材料からなる。そして負極板２の
上側の負極活物質層２ｂを高分子電解質層３を介してそ
の上方の正極板１の正極活物質層１ｂに対向させるとと
もに、負極板２の下側の負極活物質層２ｂを高分子電解
質層３を介してその下方の正極板１の正極活物質層１ｂ
に対向させ素電池４を構成している。この素電池４の間
に高分子フィルム５を挟み、積層して、正極および負極
の集電体をそれぞれ一つにまとめ正極および負極のリー
ドを接合する。
【００１４】正極集電体１ａはアルミニウム金属または
導電性材料にアルミニウムをコーティングしたもの等の
パンチングメタルまたはラスメタルからなり、表面には
導電性炭素材であるアセチレンブラック，ケッチェンブ
ラックまたは炭素繊維と、結着剤であるポリフッ化ビニ
リデンの混合物が結着している。負極集電体２ａは銅，
ニッケル金属または導電性材料に銅あるいはニッケルを
コーティングしたもの等のパンチングメタルまたはラス
メタルからなり、表面には導電性炭素材であるアセチレ
ンブラック，ケッチェンブラックまたは炭素繊維と、結
着剤であるポリフッ化ビニリデンの混合物が結着してい
る。
導電性材料にアルミニウムをコーティングしたもの等の
パンチングメタルまたはラスメタルからなり、表面には
導電性炭素材であるアセチレンブラック，ケッチェンブ
ラックまたは炭素繊維と、結着剤であるポリフッ化ビニ
リデンの混合物が結着している。負極集電体２ａは銅，
ニッケル金属または導電性材料に銅あるいはニッケルを
コーティングしたもの等のパンチングメタルまたはラス
メタルからなり、表面には導電性炭素材であるアセチレ
ンブラック，ケッチェンブラックまたは炭素繊維と、結
着剤であるポリフッ化ビニリデンの混合物が結着してい
る。
【００１５】積層電池をラミネートシート外装体に装入
後、外装体の開口部より１ｍｏｌ／ｌの６フッ化リン酸
リチウムをエチレンカーボネートとエチルメチルカーボ
ネートを１：３の体積比で混合した混合物に溶解した電
解液を注液する。注液後、外装体内部を減圧して積層電
極に電解液を十分に含浸させた後、大気圧に戻し外装体
の開口部を熱シールにより封口する。封口した電池を４
５℃で２０分間加熱し、目的の電池を得る。
後、外装体の開口部より１ｍｏｌ／ｌの６フッ化リン酸
リチウムをエチレンカーボネートとエチルメチルカーボ
ネートを１：３の体積比で混合した混合物に溶解した電
解液を注液する。注液後、外装体内部を減圧して積層電
極に電解液を十分に含浸させた後、大気圧に戻し外装体
の開口部を熱シールにより封口する。封口した電池を４
５℃で２０分間加熱し、目的の電池を得る。
【００１６】なお高分子層として、高分子フィルムを素
電池間に配置した構成を採用しているが、不織布や多孔
質ポリエチレンフィルムなどに高分子電解質層を塗着し
たセパレータを用いて素電池を構成しても同様の効果が
期待できる。
電池間に配置した構成を採用しているが、不織布や多孔
質ポリエチレンフィルムなどに高分子電解質層を塗着し
たセパレータを用いて素電池を構成しても同様の効果が
期待できる。
【００１７】正極活物質としては、コバルト酸リチウ
ム、ニッケル酸リチウムまたはマンガン酸リチウムなど
充放電によりリチウムを可逆的に出し入れできる化合物
を用いることができる。
ム、ニッケル酸リチウムまたはマンガン酸リチウムなど
充放電によりリチウムを可逆的に出し入れできる化合物
を用いることができる。
【００１８】負極活物質としては、炭素材料、金属酸化
物あるいは金属窒化物など充放電によりリチウムを可逆
的に出し入れできる材料を用いることができる。
物あるいは金属窒化物など充放電によりリチウムを可逆
的に出し入れできる材料を用いることができる。
【００１９】高分子電解質としては、ポリフッ化ビニリ
デン、ポリフッ化ビニリデンと６フッ化プロピレンの共
重合体、またはポリマアロイを用いることができる。
デン、ポリフッ化ビニリデンと６フッ化プロピレンの共
重合体、またはポリマアロイを用いることができる。
【００２０】電解液は、溶媒としてエチレンカーボネー
トと鎖状炭酸エステルの混合物、エチレンカーボネート
とプロピレンカーボネートの混合物などを用いることが
でき、溶質としてＬｉＰＦ6，ＬｉＣＦ3ＳＯ3，ＬｉＣ
ｌＯ4，ＬｉＢＦ4，ＬｉＡｓＦ6あるいはＬｉＮ（ＣＦ3
ＳＯ2）などを用いることができる。
トと鎖状炭酸エステルの混合物、エチレンカーボネート
とプロピレンカーボネートの混合物などを用いることが
でき、溶質としてＬｉＰＦ6，ＬｉＣＦ3ＳＯ3，ＬｉＣ
ｌＯ4，ＬｉＢＦ4，ＬｉＡｓＦ6あるいはＬｉＮ（ＣＦ3
ＳＯ2）などを用いることができる。
【００２１】
【実施例】フッ化ビニリデンと６フッ化プロピレンの共
重合体（Ｐ（ＶＤＦ−ＨＦＰ）、６フッ化プロピレン比
率１２重量％）２８ｇをアセトン１４４ｇに溶解し、フ
タル酸ジ-ｎ-ブチル（ＤＢＰ）２８ｇを添加した混合溶
液を調整する。この溶液にポリエチレン粉末５．６ｇを
加え十分に分散させた後、ガラス板上に塗布、乾燥して
厚さ０．０２ｍｍ、サイズが３５ｍｍ×６５ｍｍの高分
子電解質シートを作製する。
重合体（Ｐ（ＶＤＦ−ＨＦＰ）、６フッ化プロピレン比
率１２重量％）２８ｇをアセトン１４４ｇに溶解し、フ
タル酸ジ-ｎ-ブチル（ＤＢＰ）２８ｇを添加した混合溶
液を調整する。この溶液にポリエチレン粉末５．６ｇを
加え十分に分散させた後、ガラス板上に塗布、乾燥して
厚さ０．０２ｍｍ、サイズが３５ｍｍ×６５ｍｍの高分
子電解質シートを作製する。
【００２２】正極シートはＰ（ＶＤＦ−ＨＦＰ）７１ｇ
をアセトン１１３０ｇに溶解した溶液とコバルト酸リチ
ウム１０００ｇ，アセチレンブラック５３ｇ，ＤＢＰ１
１０ｇを混合して調整したペーストをガラス板上に塗着
した後、アセトンを乾燥除去することで厚さ０．１５ｍ
ｍ、サイズが３０ｍｍ×６０ｍｍのシートを得る。
をアセトン１１３０ｇに溶解した溶液とコバルト酸リチ
ウム１０００ｇ，アセチレンブラック５３ｇ，ＤＢＰ１
１０ｇを混合して調整したペーストをガラス板上に塗着
した後、アセトンを乾燥除去することで厚さ０．１５ｍ
ｍ、サイズが３０ｍｍ×６０ｍｍのシートを得る。
【００２３】負極シートはＰ（ＶＤＦ−ＨＦＰ）３５ｇ
をアセトン３２１ｇに溶解した溶液と炭素質メソフェー
ズ球体を炭素化および黒鉛化した球状黒鉛（大阪ガス
製）２４５ｇ、気相成長炭素繊維を黒鉛化したもの（大
阪ガス製）２０ｇ，ＤＢＰ５４ｇを混合して調整したペ
ーストをガラス板上に塗着した後、アセトンを乾燥除去
することで厚さ０．３５ｍｍ、サイズが３０ｍｍ×６０
ｍｍのシートを得る。
をアセトン３２１ｇに溶解した溶液と炭素質メソフェー
ズ球体を炭素化および黒鉛化した球状黒鉛（大阪ガス
製）２４５ｇ、気相成長炭素繊維を黒鉛化したもの（大
阪ガス製）２０ｇ，ＤＢＰ５４ｇを混合して調整したペ
ーストをガラス板上に塗着した後、アセトンを乾燥除去
することで厚さ０．３５ｍｍ、サイズが３０ｍｍ×６０
ｍｍのシートを得る。
【００２４】集電体に塗着する導電性炭素材と結着剤の
混合物は、アセチレンブラック３０ｇとポリフッ化ビニ
リデンのＮ−メチルピロリドン溶液（１２重量％）を分
散・混合することで調整する。この混合物を厚さ０．０
６ｍｍのアルミニウムと銅のラスメタルにそれぞれ塗着
した後、８０℃以上の温度でN-メチルピロリドンを乾燥
除去することで本発明の導電性炭素材とポリフッ化ビニ
リデンから成る混合物を結着した集電体を作製する。
混合物は、アセチレンブラック３０ｇとポリフッ化ビニ
リデンのＮ−メチルピロリドン溶液（１２重量％）を分
散・混合することで調整する。この混合物を厚さ０．０
６ｍｍのアルミニウムと銅のラスメタルにそれぞれ塗着
した後、８０℃以上の温度でN-メチルピロリドンを乾燥
除去することで本発明の導電性炭素材とポリフッ化ビニ
リデンから成る混合物を結着した集電体を作製する。
【００２５】前記正極シートと前記アルミニウムの集電
体を積層したものをポリテトラフルオロエチレンシート
（ＰＴＦＥ、厚さ０．０５ｍｍ）ではさみ、１５０℃に
加熱した２本ローラを通して加熱・加圧することで熱融
着させる。ＰＴＦＥは活物質層がローラに付着するのを
防ぐために用いるものであり、銅箔やアルミ箔などの他
の材料を用いてもよい。
体を積層したものをポリテトラフルオロエチレンシート
（ＰＴＦＥ、厚さ０．０５ｍｍ）ではさみ、１５０℃に
加熱した２本ローラを通して加熱・加圧することで熱融
着させる。ＰＴＦＥは活物質層がローラに付着するのを
防ぐために用いるものであり、銅箔やアルミ箔などの他
の材料を用いてもよい。
【００２６】前記負極シートを前記銅集電体の両面に配
置して正極と同様に加熱 加圧することで負極板を作製
する。
置して正極と同様に加熱 加圧することで負極板を作製
する。
【００２７】素電池は、正極板と負極板の間に前記高分
子電解質を挟み、１２０℃に加熱した２本ローラで加熱
・加圧することで熱融着一体化して作製する。
子電解質を挟み、１２０℃に加熱した２本ローラで加熱
・加圧することで熱融着一体化して作製する。
【００２８】上記の素電池をジエチルエーテル中に浸漬
し、ＤＢＰを抽出除去し、８０℃、真空で乾燥する。乾
燥後、素電池の間に厚さ３０μｍのポリエチレン製シー
トを挟みながら5枚の素電池を重ね、正極板および負極
板より延出された集電体のリード接合部をそれぞれまと
め、リードと超音波溶着により接合する。
し、ＤＢＰを抽出除去し、８０℃、真空で乾燥する。乾
燥後、素電池の間に厚さ３０μｍのポリエチレン製シー
トを挟みながら5枚の素電池を重ね、正極板および負極
板より延出された集電体のリード接合部をそれぞれまと
め、リードと超音波溶着により接合する。
【００２９】最後に上記の積層型電池をラミネートシー
ト外装ケースに挿入し、電解液を注液し、減圧含浸、加
温含浸を施して本発明の積層型電池を得た。ここで電解
液は炭酸エチレンと炭酸エチルメチルの等体積混合物に
６フッ化リン酸リチウムを１ｍｏｌ／Ｌ溶解したものを
用いた。
ト外装ケースに挿入し、電解液を注液し、減圧含浸、加
温含浸を施して本発明の積層型電池を得た。ここで電解
液は炭酸エチレンと炭酸エチルメチルの等体積混合物に
６フッ化リン酸リチウムを１ｍｏｌ／Ｌ溶解したものを
用いた。
【００３０】作製した積層型電池について、充電電流１
００ｍＡｈ、放電電流２５０ｍＡｈ、充放電電圧範囲
４．２Ｖ〜３Ｖで充放電を５サイクル行った後、6サイ
クル目の充電だけを行い充電状態の電池を準備した。こ
の充電状態の電池を加熱槽内に設置し５℃／分で１５０
℃まで昇温した後、１５０℃の温度を３時間維持した。
この時の槽内温度、電池内部温度、電池電圧の変化を図
２に示す。図より電池内部温度は槽内温度の変化に少し
遅れて変化するが、急激な温度上昇は起こらず、発煙も
起こらなかった。
００ｍＡｈ、放電電流２５０ｍＡｈ、充放電電圧範囲
４．２Ｖ〜３Ｖで充放電を５サイクル行った後、6サイ
クル目の充電だけを行い充電状態の電池を準備した。こ
の充電状態の電池を加熱槽内に設置し５℃／分で１５０
℃まで昇温した後、１５０℃の温度を３時間維持した。
この時の槽内温度、電池内部温度、電池電圧の変化を図
２に示す。図より電池内部温度は槽内温度の変化に少し
遅れて変化するが、急激な温度上昇は起こらず、発煙も
起こらなかった。
【００３１】（比較例）素電池間にポリエチレンフィル
ムを挿入せず積層した以外は実施例と同様にして比較例
の積層型電池を作製した。
ムを挿入せず積層した以外は実施例と同様にして比較例
の積層型電池を作製した。
【００３２】作製した積層型電池について実施例と同様
の試験を行った結果を図３に示す。図より槽内温度が１
５０℃に達して数分後に電池内温度が急激に上昇し、電
池電圧も急激に低下した。この時点で電池内で発生した
ガスによりラミネート外装体の封口部の一部が開口し、
内部のガスが噴出した。
の試験を行った結果を図３に示す。図より槽内温度が１
５０℃に達して数分後に電池内温度が急激に上昇し、電
池電圧も急激に低下した。この時点で電池内で発生した
ガスによりラミネート外装体の封口部の一部が開口し、
内部のガスが噴出した。
【００３３】比較例における電池温度の急上昇は、充電
状態の負極活物質と電解液が１００℃から１５０℃近傍
で反応しこの時の反応熱が電池内部に蓄積され、さらに
この熱が負極活物質と電解液との反応を促進するという
悪循環により引き起こされると考えられる。一方、実施
例では素電池間に挿入されたポリエチレンが１００℃以
上の温度で融解し負極活物質と電解液との反応熱を吸収
したため電池温度の急上昇が抑制されたものと考えられ
る。
状態の負極活物質と電解液が１００℃から１５０℃近傍
で反応しこの時の反応熱が電池内部に蓄積され、さらに
この熱が負極活物質と電解液との反応を促進するという
悪循環により引き起こされると考えられる。一方、実施
例では素電池間に挿入されたポリエチレンが１００℃以
上の温度で融解し負極活物質と電解液との反応熱を吸収
したため電池温度の急上昇が抑制されたものと考えられ
る。
【００３４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、素電池間
に１００℃以上に融点を有する高分子層を挿入すること
により、高温環境下で活物質と電解液の反応により発生
する熱を吸収し電池の温度上昇を抑制することができ、
優れた安全性を有する有機電解質電池を得ることができ
る。
に１００℃以上に融点を有する高分子層を挿入すること
により、高温環境下で活物質と電解液の反応により発生
する熱を吸収し電池の温度上昇を抑制することができ、
優れた安全性を有する有機電解質電池を得ることができ
る。
【図１】本発明の素電池の発電素子部の断面図
【図２】本発明の積層型電池の発電素子部の断面図
【図３】本発明の電池の加熱時間に対する電池電圧及び
温度の変化を示す図
温度の変化を示す図
【図４】従来の電池の加熱時間に対する電池電圧及び温
度の変化を示す図
度の変化を示す図
１ 正極板 １ａ 正極集電体 １ｂ 正極活物質層 ２ 負極板 ２ａ 負極集電体 ２ｂ 負極活物質層 ３ 高分子電解質層 ４ 素電池 ５ 高分子フィルム
Claims (4)
- 【請求項１】 正極活物質と導電材と電解液を吸収保持
する高分子電解質からなる正極と負極活物質と電解液を
吸収保持する高分子電解質からなる負極とを電解液を吸
収保持する高分子電解質を介して積層し1組とする素電
池を2組以上積層してなる積層型有機電解質電池であっ
て、素電池間に高分子層が挿入されていることを特徴と
する積層型有機電解質電池。 - 【請求項２】 高分子層が高分子フィルムである請求項
１記載の積層型有機電解質電池。 - 【請求項３】 高分子層が１００℃以上で融点を有する
物質からなることを特徴とする請求項１に記載の積層型
有機電解質電池。 - 【請求項４】 高分子層がポリエチレン、ポリプロピレ
ンおよびこれらの共重合体からなる群から選ばれる少な
くとも１種である請求項１から３のいずれかに記載の積
層型有機電解質電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03697898A JP4207238B2 (ja) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | 積層型有機電解質電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03697898A JP4207238B2 (ja) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | 積層型有機電解質電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11233145A true JPH11233145A (ja) | 1999-08-27 |
| JP4207238B2 JP4207238B2 (ja) | 2009-01-14 |
Family
ID=12484855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03697898A Expired - Fee Related JP4207238B2 (ja) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | 積層型有機電解質電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4207238B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11307084A (ja) * | 1998-02-19 | 1999-11-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 有機電解質電池 |
| JP2001068165A (ja) * | 1999-08-26 | 2001-03-16 | Sony Corp | 非水系ポリマ二次電池 |
| KR100388907B1 (ko) * | 2000-10-06 | 2003-06-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 2차 전지 |
| JP2003523060A (ja) * | 2000-02-08 | 2003-07-29 | エルジー・ケミカル・カンパニー・リミテッド | 重畳電気化学セル |
| WO2010004927A1 (ja) * | 2008-07-09 | 2010-01-14 | シャープ株式会社 | 扁平型二次電池およびその製造方法 |
| JP2015506059A (ja) * | 2012-05-23 | 2015-02-26 | エルジー ケム． エルティーディ． | 電極組立体及びこれを含む電気化学素子 |
-
1998
- 1998-02-19 JP JP03697898A patent/JP4207238B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11307084A (ja) * | 1998-02-19 | 1999-11-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 有機電解質電池 |
| JP2001068165A (ja) * | 1999-08-26 | 2001-03-16 | Sony Corp | 非水系ポリマ二次電池 |
| JP2003523060A (ja) * | 2000-02-08 | 2003-07-29 | エルジー・ケミカル・カンパニー・リミテッド | 重畳電気化学セル |
| KR100388907B1 (ko) * | 2000-10-06 | 2003-06-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 2차 전지 |
| WO2010004927A1 (ja) * | 2008-07-09 | 2010-01-14 | シャープ株式会社 | 扁平型二次電池およびその製造方法 |
| JP2010020974A (ja) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Sharp Corp | 扁平型二次電池およびその製造方法 |
| JP4659861B2 (ja) * | 2008-07-09 | 2011-03-30 | シャープ株式会社 | 扁平型二次電池およびその製造方法 |
| JP2015506059A (ja) * | 2012-05-23 | 2015-02-26 | エルジー ケム． エルティーディ． | 電極組立体及びこれを含む電気化学素子 |
| US10516185B2 (en) | 2012-05-23 | 2019-12-24 | Lg Chem. Ltd. | Electrode assembly and electrochemical cell containing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4207238B2 (ja) | 2009-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5681357A (en) | Gel electrolyte bonded rechargeable electrochemical cell and method of making same | |
| US5716421A (en) | Multilayered gel electrolyte bonded rechargeable electrochemical cell and method of making same | |
| US6136471A (en) | Lithium ion secondary battery having firmly adherent layers | |
| JP2002063938A (ja) | 二次電池及びその製造方法 | |
| JP3831939B2 (ja) | 電池 | |
| WO2020071377A1 (ja) | リチウムイオン電池の製造方法及びリチウムイオン電池 | |
| JP2006269358A (ja) | 非水系電解液二次電池用多孔質セパレータおよびそれを用いた非水系電解液二次電池 | |
| JP2007273183A (ja) | 負極及び二次電池 | |
| JP4438137B2 (ja) | 電池の製造方法 | |
| US20080199764A1 (en) | Safer high energy battery | |
| JP4551539B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JPH1167281A (ja) | 電 池 | |
| JP3583592B2 (ja) | 薄形二次電池 | |
| JP2000331715A (ja) | 非水系二次電池 | |
| JPH09199175A (ja) | ポリマー電解質二次電池の製造方法 | |
| JP3579227B2 (ja) | 薄形二次電池 | |
| JP4207238B2 (ja) | 積層型有機電解質電池 | |
| JP2004095306A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JP2002216843A (ja) | リチウムポリマー電池の製造方法 | |
| US20220223983A1 (en) | Electrochemical device and electronic device | |
| JP2002042865A (ja) | 薄型非水系電解液二次電池 | |
| JPH11307084A (ja) | 有機電解質電池 | |
| JP4207239B2 (ja) | 有機電解質電池 | |
| JP7127692B2 (ja) | リチウムイオン二次電池用電解液およびリチウムイオン二次電池 | |
| JP2002042891A (ja) | 薄型リチウム二次電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040709 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20040805 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20050627 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070903 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080219 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080409 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080930 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081013 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111031 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121031 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131031 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |