JPH11260372A - 非水系二次電池の製造方法 - Google Patents
非水系二次電池の製造方法Info
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- JPH11260372A JPH11260372A JP11008215A JP821599A JPH11260372A JP H11260372 A JPH11260372 A JP H11260372A JP 11008215 A JP11008215 A JP 11008215A JP 821599 A JP821599 A JP 821599A JP H11260372 A JPH11260372 A JP H11260372A
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- JP
- Japan
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- positive electrode
- current collector
- battery
- secondary battery
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 非水系二次電池の充放電容量を十分に確保
し、サイクル特性や負荷特性を向上させるために、最適
なリチウムを活物質とする電池の製造方法を提案する。 【解決手段】 非水系二次電池の製造方法において、正
極集電体及び／又は正極外装体をアルミニウム合金と
し、電解液の注液により、負極材料にリチウムをインタ
ーカレートさせる、若しくは負極材料にリチウムを接触
させた後、電解液を注液する。
し、サイクル特性や負荷特性を向上させるために、最適
なリチウムを活物質とする電池の製造方法を提案する。 【解決手段】 非水系二次電池の製造方法において、正
極集電体及び／又は正極外装体をアルミニウム合金と
し、電解液の注液により、負極材料にリチウムをインタ
ーカレートさせる、若しくは負極材料にリチウムを接触
させた後、電解液を注液する。
Description
【産業上の利用分野】本発明は、リチウムを活物質とす
る非水系二次電池の製造方法に関する。
る非水系二次電池の製造方法に関する。
【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。更には、二次電池の充放電容量を十分に確
保し、サイクル特性や負荷特性を向上させるものであ
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。更には、二次電池の充放電容量を十分に確
保し、サイクル特性や負荷特性を向上させるものであ
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、正極集電体に正極材料が付着された正極
と、負極集電体に負極材料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の製造方法において、
前記正極集電体及び／又は正極外装体が、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成り、前
記電解液の注液により、負極材料にリチウムをインター
カレートさせたことを特徴とする。また、他の本発明
は、正極集電体に正極材料が付着された正極と、負極集
電体に負極材料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の製造方法において、前記正極集
電体及び／又は正極外装体が、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成り、前記負極材料
にリチウムを接触させた後、前記電解液を注液すること
を特徴とする。前記非水系二次電池において、負極集電
体及び／又は負極外装体が、銅を主体とする物質で構成
されたことを特徴とする。また本発明の製造方法では、
負極材料がカーボンであることを特徴とする。更に、本
発明の製造方法では、負極材料がコークスであることを
特徴とする。前記負極材料と接触させるリチウムはリチ
ウム箔が最適である。上記構成の如く、正極集電体及び
／又は正極外装体が、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、サイクル経過後も上記効果を維持で
きる。ここで、電解液の注液後、前記負極材料を、予め
リチウムと接触させたことによって、電池の充放電に必
要な活物質であるリチウムを電池の電極体に供給するこ
とができ、上記正極集電体及び／又は正極外装体への酸
化アルミニウム皮膜の形成との相乗効果によって、上記
サイクル特性や負荷特性を向上させることができる。ま
た、負極集電体の表面が銅を主体とする物質で構成され
ていれば、銅は導電性が高いということに起因して、負
極における電極内ＩＲドロップを低下しつつ集電体を薄
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、強度的な面を考慮して活物質からなる材料の厚
みも小さく構成する必要があるため、セパレータの厚み
も小さくなる。したがって、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ドロップが低減する。
加えて、電極自体が薄くなれば、円筒型電池においては
両電極の長さが大きくなる。これにより、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。また、電極材料層が薄くなり、活
物質の利用率が向上するので、電池容量を大きく構成す
ることも可能となる。更に、負極集電体の表面及び／又
は負極外装体の少なくとも内面が、銅を主体とする物質
で構成されていれば、銅はリチウムと合金化しないとい
うことから、サイクル経過後も上記効果を維持できる。
上記本発明の製造方法では、負極材料として具体的に
は、カーボンが好適である。更に、本発明の製造方法で
は、負極材料として具体的にはコークスを使用できる。
また、上記負極材料に接触させるリチウムとしては、リ
チウム箔が負極材料に均一且つインターカレートされ易
い状態で配置されるので好ましいといえる。
するために、正極集電体に正極材料が付着された正極
と、負極集電体に負極材料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の製造方法において、
前記正極集電体及び／又は正極外装体が、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成り、前
記電解液の注液により、負極材料にリチウムをインター
カレートさせたことを特徴とする。また、他の本発明
は、正極集電体に正極材料が付着された正極と、負極集
電体に負極材料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の製造方法において、前記正極集
電体及び／又は正極外装体が、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成り、前記負極材料
にリチウムを接触させた後、前記電解液を注液すること
を特徴とする。前記非水系二次電池において、負極集電
体及び／又は負極外装体が、銅を主体とする物質で構成
されたことを特徴とする。また本発明の製造方法では、
負極材料がカーボンであることを特徴とする。更に、本
発明の製造方法では、負極材料がコークスであることを
特徴とする。前記負極材料と接触させるリチウムはリチ
ウム箔が最適である。上記構成の如く、正極集電体及び
／又は正極外装体が、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、サイクル経過後も上記効果を維持で
きる。ここで、電解液の注液後、前記負極材料を、予め
リチウムと接触させたことによって、電池の充放電に必
要な活物質であるリチウムを電池の電極体に供給するこ
とができ、上記正極集電体及び／又は正極外装体への酸
化アルミニウム皮膜の形成との相乗効果によって、上記
サイクル特性や負荷特性を向上させることができる。ま
た、負極集電体の表面が銅を主体とする物質で構成され
ていれば、銅は導電性が高いということに起因して、負
極における電極内ＩＲドロップを低下しつつ集電体を薄
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、強度的な面を考慮して活物質からなる材料の厚
みも小さく構成する必要があるため、セパレータの厚み
も小さくなる。したがって、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ドロップが低減する。
加えて、電極自体が薄くなれば、円筒型電池においては
両電極の長さが大きくなる。これにより、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。また、電極材料層が薄くなり、活
物質の利用率が向上するので、電池容量を大きく構成す
ることも可能となる。更に、負極集電体の表面及び／又
は負極外装体の少なくとも内面が、銅を主体とする物質
で構成されていれば、銅はリチウムと合金化しないとい
うことから、サイクル経過後も上記効果を維持できる。
上記本発明の製造方法では、負極材料として具体的に
は、カーボンが好適である。更に、本発明の製造方法で
は、負極材料として具体的にはコークスを使用できる。
また、上記負極材料に接触させるリチウムとしては、リ
チウム箔が負極材料に均一且つインターカレートされ易
い状態で配置されるので好ましいといえる。
【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（負極材
料）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Ｌ
ｉ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、ＬｉＣｏＯ2粉末（正極材料粉末）を作製する。次
に、このＬｉＣｏＯ2粉末を４００メッシュ以下に粉砕
した後、ＬｉＣｏＯ2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４００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、負極材料である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
極集電体が、表面が酸化アルミニウムにより覆われたア
ルミニウムから構成されている。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。
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（負極材
料）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Ｌ
ｉ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、ＬｉＣｏＯ2粉末（正極材料粉末）を作製する。次
に、このＬｉＣｏＯ2粉末を４００メッシュ以下に粉砕
した後、ＬｉＣｏＯ2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４００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、負極材料である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
極集電体が、表面が酸化アルミニウムにより覆われたア
ルミニウムから構成されている。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。
【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
によれば、正極集電体及び／又は正極外装体が、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。更に、ここで、電解液の注液により、負極材料にリ
チウムをインターカレートさせる、若しくは負極材料に
リチウムを接触させた後、電解液を注液することによっ
て、電池の充放電に必要な活物質であるリチウムを電池
の電極体に供給することができ、サイクル特性や負荷特
性を向上させることができる。
によれば、正極集電体及び／又は正極外装体が、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。更に、ここで、電解液の注液により、負極材料にリ
チウムをインターカレートさせる、若しくは負極材料に
リチウムを接触させた後、電解液を注液することによっ
て、電池の充放電に必要な活物質であるリチウムを電池
の電極体に供給することができ、サイクル特性や負荷特
性を向上させることができる。
【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 (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｍ 10/40 Ｈ０１Ｍ 10/40 Ｚ (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 (9)
- 【請求項１】 正極集電体に正極材料が付着された正極
と、負極集電体に負極材料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の製造方法において、 前記正極集電体及び／又は正極外装体が、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成り、 前記電解液の注液により、負極材料にリチウムをインタ
ーカレートさせたことを特徴とする非水系二次電池の製
造方法。 - 【請求項２】前記負極集電体の表面及び／又は負極外装
体の少なくとも内面が、銅を主体とする物質からなるこ
とを特徴とする請求項１記載の非水系二次電池の製造方
法。 - 【請求項３】 前記負極材料がカーボンであることを特
徴とする請求項１記載の非水系二次電池の製造方法。 - 【請求項４】 前記負極材料がコークスであることを特
徴とする請求項１記載の非水系二次電池の製造方法。 - 【請求項５】 正極集電体に正極材料が付着された正極
と、負極集電体に負極材料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の製造方法において、 前記正極集電体及び／又は正極外装体が、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成り、 前記負極材料にリチウムを接触させた後、前記電解液を
注液することを特徴とする非水系二次電池の製造方法。 - 【請求項６】 前記負極集電体の表面及び／又は負極外
装体の少なくとも内面が、銅を主体とする物質からなる
ことを特徴とする請求項５記載の非水系二次電池の製造
方法。 - 【請求項７】 前記負極材料がカーボンであることを特
徴とする請求項５記載の非水系二次電池の製造方法。 - 【請求項８】 前記負極材料がコークスであることを特
徴とする請求項５記載の非水系二次電池の製造方法。 - 【請求項９】 前記リチウムがリチウム箔であることを
特徴とする請求項５記載の非水系二次電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11008215A JPH11260372A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | 非水系二次電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11008215A JPH11260372A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | 非水系二次電池の製造方法 |
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 |
|---|---|
| JPH11260372A true JPH11260372A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=11687012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11008215A Pending JPH11260372A (ja) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | 非水系二次電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11260372A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008251265A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Tdk Corp | 電極及び電気化学デバイス |
| JP2008251264A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Tdk Corp | 電極及びリチウムイオン２次電池 |
-
1999
- 1999-01-14 JP JP11008215A patent/JPH11260372A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008251265A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Tdk Corp | 電極及び電気化学デバイス |
| JP2008251264A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Tdk Corp | 電極及びリチウムイオン２次電池 |
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