JPH11260351A - 非水系二次電池 - Google Patents
非水系二次電池Info
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- JPH11260351A JPH11260351A JP11008214A JP821499A JPH11260351A JP H11260351 A JPH11260351 A JP H11260351A JP 11008214 A JP11008214 A JP 11008214A JP 821499 A JP821499 A JP 821499A JP H11260351 A JPH11260351 A JP H11260351A
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- 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
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 非水系二次電池において、電池の放電容量を
実質的に維持可能とし、また、高電圧を印加した場合で
あってもアルミニウムが溶出するのを防止し、集電効果
がサイクル経過後も持続される電池を提供する。 【解決手段】 正極集電体が、サイクル数が経過しても
電池の放電容量を実質的に維持可能な酸化アルミニウム
皮膜が形成されたアルミニウムから構成される。
実質的に維持可能とし、また、高電圧を印加した場合で
あってもアルミニウムが溶出するのを防止し、集電効果
がサイクル経過後も持続される電池を提供する。 【解決手段】 正極集電体が、サイクル数が経過しても
電池の放電容量を実質的に維持可能な酸化アルミニウム
皮膜が形成されたアルミニウムから構成される。
Description
【発明が属する技術分野】本発明は、リチウムを負極活
物質とする非水系二次電池に関する。
物質とする非水系二次電池に関する。
【従来の技術】この種の電池は、高電圧，高エネルギー
密度を有するので、近年、活発に研究されており、その
一貫として、正負極材料として種々の物質が提案されて
いる。例えば、正極材料としては、ＭｎＯ2等の酸化
物、ＴｉＳ2等の硫化物、或いはＣｌＯ4 -やＢＦ4 -など
のアニオンをドーピングした導電性ポリマーが提案され
ている。一方、負極材料としては、リチウム、リチウム
−アルミニウム合金、カーボン、或いはＬｉ+やＮａ+な
どのカチオンをドーピングした導電性ポリマーが提案さ
れている。ところで、上記正負極材料のうち導電性ポリ
マーを除く材料を用いた電極（電解液が電池容量に影響
しない電池）の製造方法としては、各物質に結着剤を添
加してペーストを作成し、このペーストを固めるような
方法が考えられるが、これでは電極の強度が弱くなると
いう課題を有している。そこで、ステンレスから成るパ
ンチングメタル（集電体）に、ペーストを塗布するよう
な構造が一般的に取られている。
密度を有するので、近年、活発に研究されており、その
一貫として、正負極材料として種々の物質が提案されて
いる。例えば、正極材料としては、ＭｎＯ2等の酸化
物、ＴｉＳ2等の硫化物、或いはＣｌＯ4 -やＢＦ4 -など
のアニオンをドーピングした導電性ポリマーが提案され
ている。一方、負極材料としては、リチウム、リチウム
−アルミニウム合金、カーボン、或いはＬｉ+やＮａ+な
どのカチオンをドーピングした導電性ポリマーが提案さ
れている。ところで、上記正負極材料のうち導電性ポリ
マーを除く材料を用いた電極（電解液が電池容量に影響
しない電池）の製造方法としては、各物質に結着剤を添
加してペーストを作成し、このペーストを固めるような
方法が考えられるが、これでは電極の強度が弱くなると
いう課題を有している。そこで、ステンレスから成るパ
ンチングメタル（集電体）に、ペーストを塗布するよう
な構造が一般的に取られている。
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如く集電体としてステンレスを用いる場合には、ステン
レスは抵抗が高いということに起因して、集電体を余り
薄くすると、集電体に接続された取出端子とこの取出端
子から離れた部位に位置する集電体との間のＩＲドロッ
プ（以下、電極内ＩＲドロップと称する）が大きくなる
（特に、カーボンを用いた場合には顕著となる）。した
がって、大電流で放電することができない。加えて、集
電体をパンチングメタルから構成すると、強度的な面か
ら、集電体を薄くすることができない。このため、ステ
ンレスの厚みをある程度大きくせざるを得ないが、そう
すると電極厚みが大きくなり、電極間距離が大きくな
る。この場合、セパレータの厚みが大きく、且つリチウ
ム電池は電解液の導電性が低いということに起因して、
大電流で放電すると電極間でのＩＲドロップ（以下、電
極間ＩＲドロップと称する）が大きくなる。また、ステ
ンレスの厚みを大きくすると、円筒型電池においては両
電極の長さが小さくなるので、電極間の対向面積が小さ
くなり、単位面積当たりの電流値が大きくなる。加え
て、ステンレスは鉄，クロム等に比べて溶出し難いが、
４Ｖ以上の高電圧を印加すると溶出する。このため、正
極側の集電体が溶出することがある。これらのことか
ら、負荷特性やサイクル特性が低下するという課題を有
していた。本発明はかかる現状に鑑みてなされたもので
あり、集電体が溶出するのを防止しつつ、電池内ＩＲド
ロップ（電極内ＩＲドロップ及び電極間ＩＲドロップ）
を低下させることにより、サイクル特性や負荷特性を向
上させることができる非水系二次電池を提供することを
目的とする。
如く集電体としてステンレスを用いる場合には、ステン
レスは抵抗が高いということに起因して、集電体を余り
薄くすると、集電体に接続された取出端子とこの取出端
子から離れた部位に位置する集電体との間のＩＲドロッ
プ（以下、電極内ＩＲドロップと称する）が大きくなる
（特に、カーボンを用いた場合には顕著となる）。した
がって、大電流で放電することができない。加えて、集
電体をパンチングメタルから構成すると、強度的な面か
ら、集電体を薄くすることができない。このため、ステ
ンレスの厚みをある程度大きくせざるを得ないが、そう
すると電極厚みが大きくなり、電極間距離が大きくな
る。この場合、セパレータの厚みが大きく、且つリチウ
ム電池は電解液の導電性が低いということに起因して、
大電流で放電すると電極間でのＩＲドロップ（以下、電
極間ＩＲドロップと称する）が大きくなる。また、ステ
ンレスの厚みを大きくすると、円筒型電池においては両
電極の長さが小さくなるので、電極間の対向面積が小さ
くなり、単位面積当たりの電流値が大きくなる。加え
て、ステンレスは鉄，クロム等に比べて溶出し難いが、
４Ｖ以上の高電圧を印加すると溶出する。このため、正
極側の集電体が溶出することがある。これらのことか
ら、負荷特性やサイクル特性が低下するという課題を有
していた。本発明はかかる現状に鑑みてなされたもので
あり、集電体が溶出するのを防止しつつ、電池内ＩＲド
ロップ（電極内ＩＲドロップ及び電極間ＩＲドロップ）
を低下させることにより、サイクル特性や負荷特性を向
上させることができる非水系二次電池を提供することを
目的とする。
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、正極集電体に正極活物質が付着された正極
と、負極集電体に負極活物質が付着された負極と、これ
ら正負極間に配置されると共に電解液が含浸されたセパ
レータとが、正極外装体と負極外装体とを有する電池外
装体内に配置された非水系二次電池において、前記正極
集電体及び／又は正極外装体が、サイクル数が経過して
も電池の放電容量を実質的に維持可能な酸化アルミニウ
ム皮膜が形成されたアルミニウムから構成されることを
特徴とする。前記サイクル数として具体的には、６０回
以上、更には１２０回以上を意味している。そして、上
記本発明電池において、負極集電体及び／又は負極外装
体を銅で構成することによって、効果的にサイクル特性
の向上が図られるされる。上記構成の如く、正極集電体
が、表面に酸化アルミニウム皮膜が形成されたアルミニ
ウムから構成されていれば、アルミニウムは導電性が高
いということに起因して、上記と同様、電極間ＩＲドロ
ップを小さくすることが可能となると共に、電池容量も
大きくなる。加えて、アルミニウム表面に形成された酸
化アルミニウム皮膜は、緻密且つ機械的強度の面で優れ
ており、且つ安定であり電解液と反応するようなことが
ない。したがって、高電圧を印加した場合であってもア
ルミニウムが溶出するのを防止することができるので、
６０回以上のサイクル経過後も、更には過酷な条件であ
る１２０回以上のサイクル経過後も、上記効果を維持で
きる。ここで、上記本発明電池において、負極集電体及
び／又は正極外装体を、銅とすることによって、サイク
ル特性向上の効果を一層発揮することができる。
するために、正極集電体に正極活物質が付着された正極
と、負極集電体に負極活物質が付着された負極と、これ
ら正負極間に配置されると共に電解液が含浸されたセパ
レータとが、正極外装体と負極外装体とを有する電池外
装体内に配置された非水系二次電池において、前記正極
集電体及び／又は正極外装体が、サイクル数が経過して
も電池の放電容量を実質的に維持可能な酸化アルミニウ
ム皮膜が形成されたアルミニウムから構成されることを
特徴とする。前記サイクル数として具体的には、６０回
以上、更には１２０回以上を意味している。そして、上
記本発明電池において、負極集電体及び／又は負極外装
体を銅で構成することによって、効果的にサイクル特性
の向上が図られるされる。上記構成の如く、正極集電体
が、表面に酸化アルミニウム皮膜が形成されたアルミニ
ウムから構成されていれば、アルミニウムは導電性が高
いということに起因して、上記と同様、電極間ＩＲドロ
ップを小さくすることが可能となると共に、電池容量も
大きくなる。加えて、アルミニウム表面に形成された酸
化アルミニウム皮膜は、緻密且つ機械的強度の面で優れ
ており、且つ安定であり電解液と反応するようなことが
ない。したがって、高電圧を印加した場合であってもア
ルミニウムが溶出するのを防止することができるので、
６０回以上のサイクル経過後も、更には過酷な条件であ
る１２０回以上のサイクル経過後も、上記効果を維持で
きる。ここで、上記本発明電池において、負極集電体及
び／又は正極外装体を、銅とすることによって、サイク
ル特性向上の効果を一層発揮することができる。
【実施の形態】（第１実施例）本発明の第１実施例を、
図１〜図３に基づいて、以下に説明する。 〔実施例〕図１は本発明の第１実施例に係る円筒型非水
系二次電池の断面図であり、ＬｉＣｏＯ2を主体とする
正極１と、コークスを主体とするコークス部２ａ及びリ
チウム箔から成るリチウム部２ｂより構成される負極２
と、この負極２と上記正極１の間に介挿されたポリプロ
ピレン製のセパレータ３とから成る電極群４は渦巻状に
巻回されている。この電極群４は負極缶６内に配置され
ており、この負極缶６と上記負極２とは負極用リード５
により接続されている。上記負極缶６の上部開口にはパ
ッキング７を介して正極キャップ８が装着されており、
この正極キャップ８の内部にはコイルスプリング９が設
けられている。このコイルスプリング９は電池内部の内
圧が異常上昇したときに矢印Ａ方向に押圧されて内部の
ガスが大気中に放出されるように構成されている。ま
た、上記正極キャップ８と前記正極１とは正極用リード
１０にて接続されている。ここで、上記構造の円筒型非
水系二次電池を、以下のようにして作製した。先ず、炭
酸コバルトと炭酸リチウムとを、ＣｏとＬｉとの比率が
１：１となるような割合で混合した後、空気中において
９００℃で２０時間熱処理する。これにより、ＬｉＣｏ
Ｏ2粉末（正極活物質粉末）を作製する。次に、このＬ
ｉＣｏＯ2粉末を４００メッシュ以下に粉砕した後、Ｌ
ｉＣｏＯ2粉末をＰＦＶ（ポリフッ化ビニリデン）を溶
解したＮメチルピロリドン溶液に混合し、この混合溶液
を正極集電体に塗布することにより正極１を作製した。
上記正極集電体は、表面が酸化アルミニウムにより覆わ
れたアルミニウム箔から構成されている。一方、これと
並行して、石油コークス（興亜石油製）を粉砕して４０
０メッシュ以下の石油コークスを作製した後、この石油
コークスとＰＦＶを溶解したＮメチルピロリドン溶液と
を混合して混合溶液を作成する。次に、この混合溶液を
厚み１０μｍの銅箔から成る負極集電体に塗布した後、
これとリチウム箔１１とを接触させて負極２を作成し
た。尚、負極上のリチウムは、電解液の注液後に石油コ
ークス中にインターカレートする。次いで、上記正極１
と負極２との間にセパレータ３を配置し、更にこれらを
渦巻き状に巻回して電極群４を作製する。この後、上記
電極群４を負極缶６内に挿入した後、１モル／リットル
のＬｉＣｌＯ4を溶解させたポリプレンカーボネートを
上記負極缶６内に注液し、更に負極缶６を正極キャップ
８で密閉することにより円筒型非水系二次電池を作製し
た。このようにして作製した電池を、以下（Ａ）電池と
称する。 〔比較例〕正極集電体と負極集電体とにステンレスを用
いる他は、上記実施例と同様の構造である。このように
して作製した電池を、以下（Ｘ）電池と称する。 〔実験１〕上記本発明の（Ａ）電池と比較例の（Ｘ）電
池とのサイクル特性を調べたので、その結果を図２に示
す。尚、充放電電流は２００ｍＡとした。図２から明ら
かなように、本発明の（Ａ）電池は、比較例の（Ｘ）電
池に比べて、サイクル数が１２０回を超えた場合で合っ
ても、電池容量が実質的に低下せず、サイクル特性が飛
躍的に向上していることが認められる。比較例の（Ｘ）
電池では、正極集電体がステンレスから構成されている
ので、高電圧により正極集電体が溶解して、サイクル進
行にしたがって集電ができなくなる。これに対して、本
発明の（Ａ）電池では、正極集電体の表面が、サイクル
数が経過しても電池の放電容量を実質的に維持可能な酸
化アルミニウムにより覆われており、正極集電体がアル
ミニウムで構成されている。このように、表面が緻密且
つ機械的強度の面で優れて且つ安定な酸化アルミニウム
により覆われていれば、高電圧が加わっても正極集電体
が溶解することがない。このため、サイクル進行にした
がって集電ができなくなるという不都合を回避すること
ができ、本発明の（Ａ）電池は比較例の（Ｘ）電池に比
べてサイクル特性が向上したと考えられる。 〔実験２〕上記本発明の（Ａ）電池と比較例の（Ｘ）電
池との負荷特性を調べたので、その結果を図３に示す。
尚、負荷特性の測定は、電池を満充電にした後に行っ
た。図３から明らかなように、本発明の（Ａ）電池は比
較例の（Ｘ）電池に比べて負荷特性が向上しており、特
に、放電電流が高くなるにしたがって飛躍的に特性が向
上することが認められる。比較例の（Ｘ）電池では、負
極集電体と正極集電体とがステンレスから構成されてい
るので、導電性が低く、この結果電極内ＩＲドロップが
大きくなる。これに対して、本発明の（Ａ）電池では、
正極集電体と負極集電体とに、それぞれ銅とアルミニウ
ム（表面は、導電性の低い酸化アルミニウムにより覆わ
れているが、酸化アルミニウム層は極めて薄いので、酸
化アルミニウムによるＩＲドロップは無視できるほど小
さい）とから構成されているので、ＩＲドロップが極め
て小さくなり、負荷特性が向上したと考えられる。 （第２実施例）本発明の第２実施例を、図４〜図６に基
づいて、以下に説明する。 〔実施例〕図４に示すように、正極集電体を兼用する正
極外装体１２と負極集電体を兼用する負極外装体１１と
の間には枠状の絶縁パッキング１３が介装されている。
上記両外装体１１・１２間には、負極外装体１１側から
順に、コークスを主体とするコークス部１４ａ及びリチ
ウム箔から成るリチウム部１４ｂより構成される負極１
４と、セパレータ１５と、ＬｉＣｏＯ2を主体とする正
極１６とが配置されている。ここで、上記負極１４と正
極１６とは、上記第１実施例の実施例と同様にして作製
した。また、電解液も上記実施例と同様のものを用いて
いる。このようにして作製した薄型電池を、以下（Ｂ）
電池と称する。 〔比較例〕正極集電体と負極集電体とにステンレスを用
いる他は、上記実施例と同様の構造である。このように
して作製した薄型電池を、以下（Ｙ）電池と称する。 〔実験１〕上記本発明の（Ｂ）電池と比較例の（Ｙ）電
池とのサイクル特性を調べたので、その結果を図５に示
す。尚、充放電電流は１０ｍＡとした。図５から明らか
なように、本発明の（Ｂ）電池は比較例の（Ｙ）電池に
比べて、サイクル数が６０回を超えた場合で合っても、
電池容量が実質的に低下せず、サイクル特性が飛躍的に
向上していることが認められる。これは、上記第１実施
例の実験１と同様の理由によるものと考えられる。 〔実験２〕上記本発明の（Ｂ）電池と比較例の（Ｙ）電
池との負荷特性を調べたので、その結果を図６に示す。
尚、負荷特性の測定は、電池を満充電にした後に行っ
た。図６から明らかなように、本発明の（Ｂ）電池は比
較例の（Ｙ）電池に比べて、放電電流が高くなるにした
がって特性が向上することが認められる。これは、上記
第１実施例の実験２と同様の理由によるものと考えられ
る。以上のように、正極集電体を兼用する正極外装体１
２と負極集電体を兼用する負極外装体１１とを用いた場
合にも、上記第１実施例と同様の効果がある。 〔その他の事項〕上記実施例では、正負極と集電体との
接着に、ＰＦＶを溶解したＮメチルピロリドン溶液を用
いているが、負極には銅系導電性接着剤、正極には炭素
系導電性接着剤を用いることができる。尚、銀系接着剤
等は電解液に溶解する虞れがあるので、用いない方が好
ましい。また、上記炭素系導電性接着剤は、導電性ポリ
マから成る負極と集電体との接着にも用いることが可能
である。上記第１実施例では、正負極集電体のみを、銅
及び表面に酸化アルミニウム皮膜が形成されたアルミニ
ウムから構成しているが、外装体が溶解したり合金化す
るのを防止すべく、負極缶を銅、正極キャップを表面に
酸化アルミニウム皮膜が形成されたアルミニウムで構成
するのが好ましい。負極集電体や負極缶は、全てが銅で
形成されていることは必要ではなく、少なくともそれら
の表面が銅から構成されていれば良い。正負極材料や電
解液は上記実施例に示すものに限定するものではない。
尚、上記実施例において、負極集電体の表面が銅を主体
とする物質で構成されているので、負極における電極内
ＩＲドロップを低減しつつ集電体を薄く構成することが
可能となる。このように集電体を薄くすれば、正負極間
距離を短く構成することができるので電極間ＩＲドロッ
プを小さくすることが可能となると共に、電極間の対向
面積を増大させることができるので、単位面積当たりの
電流値が小さくなる。したがって、非水系二次電池の負
荷特性を向上させることができる。また、活物質の利用
率が向上するので、電池容量が大きくなる。更に、銅は
リチウムと合金化しないということから、集電効果がサ
イクル経過後も持続され、サイクル特性が向上する。
図１〜図３に基づいて、以下に説明する。 〔実施例〕図１は本発明の第１実施例に係る円筒型非水
系二次電池の断面図であり、ＬｉＣｏＯ2を主体とする
正極１と、コークスを主体とするコークス部２ａ及びリ
チウム箔から成るリチウム部２ｂより構成される負極２
と、この負極２と上記正極１の間に介挿されたポリプロ
ピレン製のセパレータ３とから成る電極群４は渦巻状に
巻回されている。この電極群４は負極缶６内に配置され
ており、この負極缶６と上記負極２とは負極用リード５
により接続されている。上記負極缶６の上部開口にはパ
ッキング７を介して正極キャップ８が装着されており、
この正極キャップ８の内部にはコイルスプリング９が設
けられている。このコイルスプリング９は電池内部の内
圧が異常上昇したときに矢印Ａ方向に押圧されて内部の
ガスが大気中に放出されるように構成されている。ま
た、上記正極キャップ８と前記正極１とは正極用リード
１０にて接続されている。ここで、上記構造の円筒型非
水系二次電池を、以下のようにして作製した。先ず、炭
酸コバルトと炭酸リチウムとを、ＣｏとＬｉとの比率が
１：１となるような割合で混合した後、空気中において
９００℃で２０時間熱処理する。これにより、ＬｉＣｏ
Ｏ2粉末（正極活物質粉末）を作製する。次に、このＬ
ｉＣｏＯ2粉末を４００メッシュ以下に粉砕した後、Ｌ
ｉＣｏＯ2粉末をＰＦＶ（ポリフッ化ビニリデン）を溶
解したＮメチルピロリドン溶液に混合し、この混合溶液
を正極集電体に塗布することにより正極１を作製した。
上記正極集電体は、表面が酸化アルミニウムにより覆わ
れたアルミニウム箔から構成されている。一方、これと
並行して、石油コークス（興亜石油製）を粉砕して４０
０メッシュ以下の石油コークスを作製した後、この石油
コークスとＰＦＶを溶解したＮメチルピロリドン溶液と
を混合して混合溶液を作成する。次に、この混合溶液を
厚み１０μｍの銅箔から成る負極集電体に塗布した後、
これとリチウム箔１１とを接触させて負極２を作成し
た。尚、負極上のリチウムは、電解液の注液後に石油コ
ークス中にインターカレートする。次いで、上記正極１
と負極２との間にセパレータ３を配置し、更にこれらを
渦巻き状に巻回して電極群４を作製する。この後、上記
電極群４を負極缶６内に挿入した後、１モル／リットル
のＬｉＣｌＯ4を溶解させたポリプレンカーボネートを
上記負極缶６内に注液し、更に負極缶６を正極キャップ
８で密閉することにより円筒型非水系二次電池を作製し
た。このようにして作製した電池を、以下（Ａ）電池と
称する。 〔比較例〕正極集電体と負極集電体とにステンレスを用
いる他は、上記実施例と同様の構造である。このように
して作製した電池を、以下（Ｘ）電池と称する。 〔実験１〕上記本発明の（Ａ）電池と比較例の（Ｘ）電
池とのサイクル特性を調べたので、その結果を図２に示
す。尚、充放電電流は２００ｍＡとした。図２から明ら
かなように、本発明の（Ａ）電池は、比較例の（Ｘ）電
池に比べて、サイクル数が１２０回を超えた場合で合っ
ても、電池容量が実質的に低下せず、サイクル特性が飛
躍的に向上していることが認められる。比較例の（Ｘ）
電池では、正極集電体がステンレスから構成されている
ので、高電圧により正極集電体が溶解して、サイクル進
行にしたがって集電ができなくなる。これに対して、本
発明の（Ａ）電池では、正極集電体の表面が、サイクル
数が経過しても電池の放電容量を実質的に維持可能な酸
化アルミニウムにより覆われており、正極集電体がアル
ミニウムで構成されている。このように、表面が緻密且
つ機械的強度の面で優れて且つ安定な酸化アルミニウム
により覆われていれば、高電圧が加わっても正極集電体
が溶解することがない。このため、サイクル進行にした
がって集電ができなくなるという不都合を回避すること
ができ、本発明の（Ａ）電池は比較例の（Ｘ）電池に比
べてサイクル特性が向上したと考えられる。 〔実験２〕上記本発明の（Ａ）電池と比較例の（Ｘ）電
池との負荷特性を調べたので、その結果を図３に示す。
尚、負荷特性の測定は、電池を満充電にした後に行っ
た。図３から明らかなように、本発明の（Ａ）電池は比
較例の（Ｘ）電池に比べて負荷特性が向上しており、特
に、放電電流が高くなるにしたがって飛躍的に特性が向
上することが認められる。比較例の（Ｘ）電池では、負
極集電体と正極集電体とがステンレスから構成されてい
るので、導電性が低く、この結果電極内ＩＲドロップが
大きくなる。これに対して、本発明の（Ａ）電池では、
正極集電体と負極集電体とに、それぞれ銅とアルミニウ
ム（表面は、導電性の低い酸化アルミニウムにより覆わ
れているが、酸化アルミニウム層は極めて薄いので、酸
化アルミニウムによるＩＲドロップは無視できるほど小
さい）とから構成されているので、ＩＲドロップが極め
て小さくなり、負荷特性が向上したと考えられる。 （第２実施例）本発明の第２実施例を、図４〜図６に基
づいて、以下に説明する。 〔実施例〕図４に示すように、正極集電体を兼用する正
極外装体１２と負極集電体を兼用する負極外装体１１と
の間には枠状の絶縁パッキング１３が介装されている。
上記両外装体１１・１２間には、負極外装体１１側から
順に、コークスを主体とするコークス部１４ａ及びリチ
ウム箔から成るリチウム部１４ｂより構成される負極１
４と、セパレータ１５と、ＬｉＣｏＯ2を主体とする正
極１６とが配置されている。ここで、上記負極１４と正
極１６とは、上記第１実施例の実施例と同様にして作製
した。また、電解液も上記実施例と同様のものを用いて
いる。このようにして作製した薄型電池を、以下（Ｂ）
電池と称する。 〔比較例〕正極集電体と負極集電体とにステンレスを用
いる他は、上記実施例と同様の構造である。このように
して作製した薄型電池を、以下（Ｙ）電池と称する。 〔実験１〕上記本発明の（Ｂ）電池と比較例の（Ｙ）電
池とのサイクル特性を調べたので、その結果を図５に示
す。尚、充放電電流は１０ｍＡとした。図５から明らか
なように、本発明の（Ｂ）電池は比較例の（Ｙ）電池に
比べて、サイクル数が６０回を超えた場合で合っても、
電池容量が実質的に低下せず、サイクル特性が飛躍的に
向上していることが認められる。これは、上記第１実施
例の実験１と同様の理由によるものと考えられる。 〔実験２〕上記本発明の（Ｂ）電池と比較例の（Ｙ）電
池との負荷特性を調べたので、その結果を図６に示す。
尚、負荷特性の測定は、電池を満充電にした後に行っ
た。図６から明らかなように、本発明の（Ｂ）電池は比
較例の（Ｙ）電池に比べて、放電電流が高くなるにした
がって特性が向上することが認められる。これは、上記
第１実施例の実験２と同様の理由によるものと考えられ
る。以上のように、正極集電体を兼用する正極外装体１
２と負極集電体を兼用する負極外装体１１とを用いた場
合にも、上記第１実施例と同様の効果がある。 〔その他の事項〕上記実施例では、正負極と集電体との
接着に、ＰＦＶを溶解したＮメチルピロリドン溶液を用
いているが、負極には銅系導電性接着剤、正極には炭素
系導電性接着剤を用いることができる。尚、銀系接着剤
等は電解液に溶解する虞れがあるので、用いない方が好
ましい。また、上記炭素系導電性接着剤は、導電性ポリ
マから成る負極と集電体との接着にも用いることが可能
である。上記第１実施例では、正負極集電体のみを、銅
及び表面に酸化アルミニウム皮膜が形成されたアルミニ
ウムから構成しているが、外装体が溶解したり合金化す
るのを防止すべく、負極缶を銅、正極キャップを表面に
酸化アルミニウム皮膜が形成されたアルミニウムで構成
するのが好ましい。負極集電体や負極缶は、全てが銅で
形成されていることは必要ではなく、少なくともそれら
の表面が銅から構成されていれば良い。正負極材料や電
解液は上記実施例に示すものに限定するものではない。
尚、上記実施例において、負極集電体の表面が銅を主体
とする物質で構成されているので、負極における電極内
ＩＲドロップを低減しつつ集電体を薄く構成することが
可能となる。このように集電体を薄くすれば、正負極間
距離を短く構成することができるので電極間ＩＲドロッ
プを小さくすることが可能となると共に、電極間の対向
面積を増大させることができるので、単位面積当たりの
電流値が小さくなる。したがって、非水系二次電池の負
荷特性を向上させることができる。また、活物質の利用
率が向上するので、電池容量が大きくなる。更に、銅は
リチウムと合金化しないということから、集電効果がサ
イクル経過後も持続され、サイクル特性が向上する。
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、正
極集電体が、サイクル数が経過しても電池の放電容量を
実質的に維持可能な酸化アルミニウム皮膜が形成された
アルミニウムから構成されているので、アルミニウムは
導電性が高いということに起因して、上記と同様に、非
水系二次電池の負荷特性を向上させることができると共
に、電池容量を大きく構成することができるといった効
果がある。また、高電圧を印加した場合であってもアル
ミニウムが溶出するのを防止することができるので、集
電効果がサイクル経過後も持続され、サイクル特性を向
上させることができるといった優れた効果を奏する。
極集電体が、サイクル数が経過しても電池の放電容量を
実質的に維持可能な酸化アルミニウム皮膜が形成された
アルミニウムから構成されているので、アルミニウムは
導電性が高いということに起因して、上記と同様に、非
水系二次電池の負荷特性を向上させることができると共
に、電池容量を大きく構成することができるといった効
果がある。また、高電圧を印加した場合であってもアル
ミニウムが溶出するのを防止することができるので、集
電効果がサイクル経過後も持続され、サイクル特性を向
上させることができるといった優れた効果を奏する。
【図１】本発明の第１実施例に係る円筒型非水系二次電
池の断面図である。
池の断面図である。
【図２】本発明の（Ａ）電池と比較例の（Ｘ）電池との
サイクル特性を示すグラフである。
サイクル特性を示すグラフである。
【図３】本発明の（Ａ）電池と比較例の（Ｘ）電池との
負荷特性を示すグラフである。
負荷特性を示すグラフである。
【図４】本発明の第２実施例に係る薄型非水系二次電池
の断面図である。
の断面図である。
【図５】本発明の（Ｂ）電池と比較例の（Ｙ）電池との
サイクル特性を示すグラフである。
サイクル特性を示すグラフである。
【図６】本発明の（Ｂ）電池と比較例の（Ｙ）電池との
負荷特性を示すグラフである。
負荷特性を示すグラフである。
１ 正極 ２ 負極 ３ セパレータ ６ 負極缶 ８ 正極キャップ １１ 負極外装体 １２ 正極外装体 １４ 負極 １６ 正極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 浩司 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 正極集電体に正極活物質が付着された正
極と、負極集電体に負極活物質が付着された負極と、こ
れら正負極間に配置されると共に電解液が含浸されたセ
パレータとが、正極外装体と負極外装体とを有する電池
外装体内に配置された非水系二次電池において、 前記正極集電体及び／又は正極外装体が、サイクル数が
経過しても電池の放電容量を実質的に維持可能な酸化ア
ルミニウム皮膜が形成されたアルミニウムから構成され
ることを特徴とする非水系二次電池。 - 【請求項２】 前記サイクル数が、６０回以上であるこ
とを特徴とする請求項１記載の非水系二次電池。 - 【請求項３】 前記サイクル数が、１２０回以上である
ことを特徴とする請求項１記載の非水系二次電池。 - 【請求項４】 前記負極集電体及び／又は負極外装体が
銅から構成されることを特徴とする請求項１又は請求項
２又は請求項３記載の非水系二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11008214A JPH11260351A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | 非水系二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11008214A JPH11260351A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | 非水系二次電池 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00607791A Division JP3384570B2 (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | 非水系二次電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11260351A true JPH11260351A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=11686990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11008214A Pending JPH11260351A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | 非水系二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11260351A (ja) |
-
1999
- 1999-01-14 JP JP11008214A patent/JPH11260351A/ja active Pending
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