JPH11233151A - リチウムイオン２次電池 - Google Patents
リチウムイオン２次電池Info
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- JPH11233151A JPH11233151A JP10054453A JP5445398A JPH11233151A JP H11233151 A JPH11233151 A JP H11233151A JP 10054453 A JP10054453 A JP 10054453A JP 5445398 A JP5445398 A JP 5445398A JP H11233151 A JPH11233151 A JP H11233151A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium ion
- secondary battery
- negative electrode
- positive electrode
- thickness
- Prior art date
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- 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
Landscapes
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】電解液の流通性がよく、単位体積当たりの電池
出力容量が高く、電極が消費する電圧が低く、電池出力
の増大したリチウムイオン２次電池の提供。 【解決手段】 正極支持体は、少なくとも骨格表面がア
ルミニウムもしくはアルミニウム合金又はステンレスス
チールからなる厚さ１５０μｍ以下の３次元網状の多孔
体であると共に、負極支持体は、少なくとも骨格表面が
銅、ニッケル又はそれらの合金からなる厚さ１５０μｍ
以下の３次元網状の多孔体である、負極支持体にリチウ
ムイオン保持剤を担持させてなる負極と、正極支持体に
リチウムイオンを含む電極活物質を担持させてなる正極
と、これら正負極間に介在された電解質とを備え、ＩＶ
以上の出力を有するリチウムイオン２次電池。
出力容量が高く、電極が消費する電圧が低く、電池出力
の増大したリチウムイオン２次電池の提供。 【解決手段】 正極支持体は、少なくとも骨格表面がア
ルミニウムもしくはアルミニウム合金又はステンレスス
チールからなる厚さ１５０μｍ以下の３次元網状の多孔
体であると共に、負極支持体は、少なくとも骨格表面が
銅、ニッケル又はそれらの合金からなる厚さ１５０μｍ
以下の３次元網状の多孔体である、負極支持体にリチウ
ムイオン保持剤を担持させてなる負極と、正極支持体に
リチウムイオンを含む電極活物質を担持させてなる正極
と、これら正負極間に介在された電解質とを備え、ＩＶ
以上の出力を有するリチウムイオン２次電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、出力が１Ｖ以上の
リチウムイオン２次電池に関する。
リチウムイオン２次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
負極支持体としては、約２０μｍの銅箔が使用されてい
たが、この箔上に活物質である炭素材を塗布した場合、
その密着強度が小さく、電解液の流通もないという欠点
があった。そのため、出力効率のロスがあった。一方、
正極としては、従来Ａｌ箔、ＳＵＳが使用されていた
が、同様の欠点があった。このため、これらの問題点を
解決することが望まれた。
負極支持体としては、約２０μｍの銅箔が使用されてい
たが、この箔上に活物質である炭素材を塗布した場合、
その密着強度が小さく、電解液の流通もないという欠点
があった。そのため、出力効率のロスがあった。一方、
正極としては、従来Ａｌ箔、ＳＵＳが使用されていた
が、同様の欠点があった。このため、これらの問題点を
解決することが望まれた。
【０００３】本発明は、上記要望に応えるためになされ
たもので、電解液の流通性がよく、単位体積当たりの電
池出力容量が高く、電極が消費する電圧が低く、電池出
力の増大したリチウムイオン２次電池を提供することを
目的とする。
たもので、電解液の流通性がよく、単位体積当たりの電
池出力容量が高く、電極が消費する電圧が低く、電池出
力の増大したリチウムイオン２次電池を提供することを
目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明は、上記目的を達成するため、負極支持体にリチウ
ムイオン保持剤を担持させてなる負極と、正極支持体に
リチウムイオンを含む電極活物質を担持させてなる正極
と、これら正負極間に介在された電解質とを備え、１Ｖ
以上の出力を有するリチウムイオン２次電池において、
上記正極支持体は、少なくとも骨格表面がアルミニウム
もしくはアルミニウム合金又はステンレススチールから
なる厚さ１５０μｍ以下の３次元網状の多孔体であると
共に、負極支持体は、少なくとも骨格表面が銅、ニッケ
ル又はそれらの合金からなる厚さ１５０μｍ以下の３次
元網状の多孔体であることを特徴とするリチウムイオン
２次電池を提供する。
発明は、上記目的を達成するため、負極支持体にリチウ
ムイオン保持剤を担持させてなる負極と、正極支持体に
リチウムイオンを含む電極活物質を担持させてなる正極
と、これら正負極間に介在された電解質とを備え、１Ｖ
以上の出力を有するリチウムイオン２次電池において、
上記正極支持体は、少なくとも骨格表面がアルミニウム
もしくはアルミニウム合金又はステンレススチールから
なる厚さ１５０μｍ以下の３次元網状の多孔体であると
共に、負極支持体は、少なくとも骨格表面が銅、ニッケ
ル又はそれらの合金からなる厚さ１５０μｍ以下の３次
元網状の多孔体であることを特徴とするリチウムイオン
２次電池を提供する。
【０００５】本発明によれば、上記正負極の支持体を多
孔体としたことにより、従来の平板と比較して、電極活
物質を塗布した場合、電極巻上げ時に活物質が取れにく
くなる。即ち、密着性が向上するため、電極活物質の厚
みを従来よりも大きくでき、電池容量を向上できる。ま
た、活物質との接触面積が増大するため、電池内部抵抗
が低下でき、電池効率が向上する。更に、電解液の流通
が向上し、電流の集中が防止でき、従来の問題点である
Ｌｉデンドライト形成が防止でき、電池信頼性が向上
し、また発熱も抑えられ、電池出力を増大することがで
きる。この場合、電極支持体の厚みを１５０μｍ以下、
好ましくは７０μｍ以下にすることで、電池のデッドス
ペースを少なくし、電池容量を増大できる。また、上記
のように支持体を多孔体にすることで、電極活物質の塗
布が容易になり、塗布の作業性の負担が１／３になる。
そして、このように両極の支持体を多孔体としたことに
より、上記効果が倍増する。
孔体としたことにより、従来の平板と比較して、電極活
物質を塗布した場合、電極巻上げ時に活物質が取れにく
くなる。即ち、密着性が向上するため、電極活物質の厚
みを従来よりも大きくでき、電池容量を向上できる。ま
た、活物質との接触面積が増大するため、電池内部抵抗
が低下でき、電池効率が向上する。更に、電解液の流通
が向上し、電流の集中が防止でき、従来の問題点である
Ｌｉデンドライト形成が防止でき、電池信頼性が向上
し、また発熱も抑えられ、電池出力を増大することがで
きる。この場合、電極支持体の厚みを１５０μｍ以下、
好ましくは７０μｍ以下にすることで、電池のデッドス
ペースを少なくし、電池容量を増大できる。また、上記
のように支持体を多孔体にすることで、電極活物質の塗
布が容易になり、塗布の作業性の負担が１／３になる。
そして、このように両極の支持体を多孔体としたことに
より、上記効果が倍増する。
【０００６】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明のリチウムイオン２次電池は、正負両極の支持体
をそれぞれ３次元網状多孔体としたものである。その厚
みは１５０μｍ以下、望ましくは７０μｍ以下である。
これは、単位体積当たりの電極活物質の充填が有効にで
きるためには、電極は薄くかつ電極体積ができるだけ小
さい方が良いためである。
本発明のリチウムイオン２次電池は、正負両極の支持体
をそれぞれ３次元網状多孔体としたものである。その厚
みは１５０μｍ以下、望ましくは７０μｍ以下である。
これは、単位体積当たりの電極活物質の充填が有効にで
きるためには、電極は薄くかつ電極体積ができるだけ小
さい方が良いためである。
【０００７】この場合、正極支持体は、少なくとも骨格
表面がアルミニウムもしくはアルミニウム合金又はステ
ンレススチールからなる。このような支持体としては、
発泡体を用いたもの、不織布にめっきしたもの、穴を開
けた板などを挙げることができるが、特にポリプロピレ
ンなどの不織布に気相めっき法によってアルミニウム又
はアルミニウム合金をめっきしたものが好ましい。
表面がアルミニウムもしくはアルミニウム合金又はステ
ンレススチールからなる。このような支持体としては、
発泡体を用いたもの、不織布にめっきしたもの、穴を開
けた板などを挙げることができるが、特にポリプロピレ
ンなどの不織布に気相めっき法によってアルミニウム又
はアルミニウム合金をめっきしたものが好ましい。
【０００８】一方、負極支持体は、少なくとも骨格表面
が銅、ニッケル又は洋銀等の銅ニッケル合金からなる。
このような支持体としては、正極支持体と同様に、発泡
体を用いたもの、不織布にめっきしたもの、穴を開けた
板などを挙げることができるが、発泡ニッケルは巻いた
時にバリが生じ、リチウムのデンドライト析出が生じる
可能性があり、著しい場合は短絡が起こるので、リチウ
ムイオン電池には好ましいとはいえない。好ましくは、
ポリプロピレン等の不織布に気相めっき法、湿式めっき
法によって、銅、ニッケル又はこれらの合金をめっきし
たものを負極支持体とすることが良い。
が銅、ニッケル又は洋銀等の銅ニッケル合金からなる。
このような支持体としては、正極支持体と同様に、発泡
体を用いたもの、不織布にめっきしたもの、穴を開けた
板などを挙げることができるが、発泡ニッケルは巻いた
時にバリが生じ、リチウムのデンドライト析出が生じる
可能性があり、著しい場合は短絡が起こるので、リチウ
ムイオン電池には好ましいとはいえない。好ましくは、
ポリプロピレン等の不織布に気相めっき法、湿式めっき
法によって、銅、ニッケル又はこれらの合金をめっきし
たものを負極支持体とすることが良い。
【０００９】本発明の負極は、上記負極支持体にリチウ
ムイオン保持剤を担持したもので、Ｌｉイオン保持剤と
しては公知のものを使用でき、例えば、黒鉛、カーボン
ファイバー、コークスなどの炭素材、固体状炭化水素、
ＳｉＯ2、ＳｎＯ2、遷移金属窒素化合物などの無機酸化
物、硫化物、窒化物が使用できる。
ムイオン保持剤を担持したもので、Ｌｉイオン保持剤と
しては公知のものを使用でき、例えば、黒鉛、カーボン
ファイバー、コークスなどの炭素材、固体状炭化水素、
ＳｉＯ2、ＳｎＯ2、遷移金属窒素化合物などの無機酸化
物、硫化物、窒化物が使用できる。
【００１０】一方、正極は、上記正極支持体にリチウム
イオンを含む電極活物質を担持させてなるもので、正極
の電極活物質としては公知のもの、例えばＬｉＣｏ
Ｏ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4などが使用できる。
イオンを含む電極活物質を担持させてなるもので、正極
の電極活物質としては公知のもの、例えばＬｉＣｏ
Ｏ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4などが使用できる。
【００１１】本発明において、上記正負極間に介在され
る電解質としても公知のものを使用でき、例えばプロピ
レンカーボネートを主とする炭酸エステル系溶媒に溶解
させたＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4などを用いることができ
る。
る電解質としても公知のものを使用でき、例えばプロピ
レンカーボネートを主とする炭酸エステル系溶媒に溶解
させたＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4などを用いることができ
る。
【００１２】本発明のリチウムイオン２次電池は、正負
極の支持体として上記多孔体を用いる以外は公知の方法
で製造することができ、正負極間にセパレーターを介在
させるなどの公知の方法により電池に組み上げることが
できる。
極の支持体として上記多孔体を用いる以外は公知の方法
で製造することができ、正負極間にセパレーターを介在
させるなどの公知の方法により電池に組み上げることが
できる。
【００１３】
【発明の効果】本発明のリチウムイオン２次電池は、１
Ｖ以上の出力を持つものであるが、本発明によれば、電
極支持体を３次元網状多孔体としたことで、活物質をこ
れに埋め込むことができ、密着性が改善されると共に、
電解液の流通ができ、また活物質の密着性を上げたこと
で、より多量の電極活物質を充填でき、単位体積当たり
の電池出力容量を上げることができると共に、電極形状
を多孔体にしたことで、活物質と電極支持体との接触面
積が増大し、電極が消費する電圧を低下することができ
る。更に、多孔体のため、両面からの電解液の流通がで
き、電極活物質と電解液との接触が増加し、電池出力を
増大することができる。
Ｖ以上の出力を持つものであるが、本発明によれば、電
極支持体を３次元網状多孔体としたことで、活物質をこ
れに埋め込むことができ、密着性が改善されると共に、
電解液の流通ができ、また活物質の密着性を上げたこと
で、より多量の電極活物質を充填でき、単位体積当たり
の電池出力容量を上げることができると共に、電極形状
を多孔体にしたことで、活物質と電極支持体との接触面
積が増大し、電極が消費する電圧を低下することができ
る。更に、多孔体のため、両面からの電解液の流通がで
き、電極活物質と電解液との接触が増加し、電池出力を
増大することができる。
【００１４】
【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。
【００１５】〔実施例１〕１０μｍの銅めっきをしたポ
リプロピレン製不織布（平均厚み５０μｍ）の両面に、
ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）をバインダーと
して用い、Ｎ−メチルピロリドンを溶剤として、市販の
Ｌｉイオン２次電池用天然黒鉛を濃度３７％で分散した
スラリーを厚さ約１００μｍとなるように塗布し、風乾
し、これを負極用電極とした。一方、１０μｍのＡｌを
気相めっきしたポリプロピレン製不織布（平均厚み５０
μｍ）に公知のＬｉＣｏＯ2を塗布した正極を用いて、
公知の方法で電池を作り、公知の方法で性能を評価し
た。その結果を表１に示した。なお、電解液としては、
ＬｉＢＦ4を溶解したプロピレンカーボネートを主とす
る炭酸エステル系溶液を用いた。
リプロピレン製不織布（平均厚み５０μｍ）の両面に、
ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）をバインダーと
して用い、Ｎ−メチルピロリドンを溶剤として、市販の
Ｌｉイオン２次電池用天然黒鉛を濃度３７％で分散した
スラリーを厚さ約１００μｍとなるように塗布し、風乾
し、これを負極用電極とした。一方、１０μｍのＡｌを
気相めっきしたポリプロピレン製不織布（平均厚み５０
μｍ）に公知のＬｉＣｏＯ2を塗布した正極を用いて、
公知の方法で電池を作り、公知の方法で性能を評価し
た。その結果を表１に示した。なお、電解液としては、
ＬｉＢＦ4を溶解したプロピレンカーボネートを主とす
る炭酸エステル系溶液を用いた。
【００１６】〔実施例２〕実施例１の銅めっきした不織
布の代わりに、長目方向中心距離１ｍｍ、短目方向中心
距離０．５ｍｍのラス厚３０μｍの銅製メッシュを使用
した以外は、実施例１と同様に電池を作成し、同様に評
価した。その結果を表１に示した。
布の代わりに、長目方向中心距離１ｍｍ、短目方向中心
距離０．５ｍｍのラス厚３０μｍの銅製メッシュを使用
した以外は、実施例１と同様に電池を作成し、同様に評
価した。その結果を表１に示した。
【００１７】〔比較例１〕厚さ２０μｍの銅箔の両面
に、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）をバインダ
ーとして用い、Ｎ−メチルピロリドンを溶剤として、市
販のＬｉイオン２次電池用天然黒鉛を濃度３７％で分散
したスラリーを厚さ約１００μｍとなるように塗布し、
風乾し、これを負極用電極とした。一方、厚さ２０μｍ
のＡｌ箔に公知のＬｉＣｏＯ2を塗布した正極を用い
て、実施例２と同様にして電池を作り、公知の方法で性
能を評価した。その結果を表１に示した。なお、結果は
比較例１を１００％とした場合の割合で示した。
に、ポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）をバインダ
ーとして用い、Ｎ−メチルピロリドンを溶剤として、市
販のＬｉイオン２次電池用天然黒鉛を濃度３７％で分散
したスラリーを厚さ約１００μｍとなるように塗布し、
風乾し、これを負極用電極とした。一方、厚さ２０μｍ
のＡｌ箔に公知のＬｉＣｏＯ2を塗布した正極を用い
て、実施例２と同様にして電池を作り、公知の方法で性
能を評価した。その結果を表１に示した。なお、結果は
比較例１を１００％とした場合の割合で示した。
【００１８】
【表１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥田 二朗 大阪府枚方市出口１丁目５番１号 上村工 業株式会社中央研究所内 (72)発明者 石丸 篤朗 大阪府枚方市出口１丁目５番１号 上村工 業株式会社中央研究所内 (72)発明者 村上 透 大阪府枚方市出口１丁目５番１号 上村工 業株式会社中央研究所内 (72)発明者 田辺 克久 大阪府枚方市出口１丁目５番１号 上村工 業株式会社中央研究所内 (72)発明者 西條 義司 大阪府枚方市出口１丁目５番１号 上村工 業株式会社中央研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 負極支持体にリチウムイオン保持剤を担
持させてなる負極と、正極支持体にリチウムイオンを含
む電極活物質を担持させてなる正極と、これら正負極間
に介在された電解質とを備え、１Ｖ以上の出力を有する
リチウムイオン２次電池において、上記正極支持体は、
少なくとも骨格表面がアルミニウムもしくはアルミニウ
ム合金又はステンレススチールからなる厚さ１５０μｍ
以下の３次元網状の多孔体であると共に、負極支持体
は、少なくとも骨格表面が銅、ニッケル又はそれらの合
金からなる厚さ１５０μｍ以下の３次元網状の多孔体で
あることを特徴とするリチウムイオン２次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10054453A JPH11233151A (ja) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | リチウムイオン２次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10054453A JPH11233151A (ja) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | リチウムイオン２次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11233151A true JPH11233151A (ja) | 1999-08-27 |
Family
ID=12971115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10054453A Pending JPH11233151A (ja) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | リチウムイオン２次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11233151A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011007548A1 (ja) * | 2009-07-14 | 2011-01-20 | 川崎重工業株式会社 | ファイバー電極を備える蓄電デバイス及びその製造方法 |
| WO2012077550A1 (ja) | 2010-12-08 | 2012-06-14 | 住友電気工業株式会社 | 高耐食性を有する金属多孔体及びその製造方法 |
| JP2012186140A (ja) * | 2011-02-18 | 2012-09-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 空気電池および電極 |
| US8377567B2 (en) | 2010-05-20 | 2013-02-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Highly corrosion-resistant porous metal member |
| EP2644722A2 (en) | 2010-12-08 | 2013-10-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Highly corrosion-resistant porous metal body and method for producing the same |
| US9065139B2 (en) | 2009-02-04 | 2015-06-23 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Fiber electrode for lithium secondary battery, fabrication method therefor, and lithium secondary battery including fiber electrode |
-
1998
- 1998-02-19 JP JP10054453A patent/JPH11233151A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9065139B2 (en) | 2009-02-04 | 2015-06-23 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Fiber electrode for lithium secondary battery, fabrication method therefor, and lithium secondary battery including fiber electrode |
| WO2011007548A1 (ja) * | 2009-07-14 | 2011-01-20 | 川崎重工業株式会社 | ファイバー電極を備える蓄電デバイス及びその製造方法 |
| JP5527670B2 (ja) * | 2009-07-14 | 2014-06-18 | 川崎重工業株式会社 | ファイバー電極を備える蓄電デバイス及びその製造方法 |
| US9281539B2 (en) | 2009-07-14 | 2016-03-08 | Kawasakai Jukogyo Kabushiki Kaisha | Electrical storage device including fiber electrode, and method of fabricating the same |
| US8377567B2 (en) | 2010-05-20 | 2013-02-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Highly corrosion-resistant porous metal member |
| WO2012077550A1 (ja) | 2010-12-08 | 2012-06-14 | 住友電気工業株式会社 | 高耐食性を有する金属多孔体及びその製造方法 |
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| US10164262B2 (en) | 2010-12-08 | 2018-12-25 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for producing a porous metal body |
| JP2012186140A (ja) * | 2011-02-18 | 2012-09-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 空気電池および電極 |
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