JPH11312540A - 非水電解質二次電池 - Google Patents
非水電解質二次電池Info
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- JPH11312540A JPH11312540A JP10118346A JP11834698A JPH11312540A JP H11312540 A JPH11312540 A JP H11312540A JP 10118346 A JP10118346 A JP 10118346A JP 11834698 A JP11834698 A JP 11834698A JP H11312540 A JPH11312540 A JP H11312540A
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- battery
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- negative electrode
- aqueous electrolyte
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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
- 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)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 リチウム二次電池などの非水電解質二次電池
は、極端な高温に曝された時、水素発生に起因して特性
が低下する時がある。 【解決手段】 そこで、電池の中に水素を吸収する物質
を含ませる。
は、極端な高温に曝された時、水素発生に起因して特性
が低下する時がある。 【解決手段】 そこで、電池の中に水素を吸収する物質
を含ませる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高温保存特性を高
めた非水電解質二次電池に関する。
めた非水電解質二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】リチウムなどのアルカリ金属を負極とす
る非水電解質二次電池は起電力が高く、従来のニカド蓄
電池や鉛蓄電池に較べ高エネルギー密度が期待できるた
め、多くの研究がなされている。とくに非水電解質二次
電池のなかでもリチウム二次電池が、すでに情報、通信
機器やＡＶ機器等の小型民生用コードレス機器の電源用
として実用化されている。
る非水電解質二次電池は起電力が高く、従来のニカド蓄
電池や鉛蓄電池に較べ高エネルギー密度が期待できるた
め、多くの研究がなされている。とくに非水電解質二次
電池のなかでもリチウム二次電池が、すでに情報、通信
機器やＡＶ機器等の小型民生用コードレス機器の電源用
として実用化されている。
【０００３】現在実用化しているリチウム二次電池は、
負極に炭素材料、正極にＬｉＣｏＯ 2を用いたものであ
るが、更により低コスト、高エネルギー密度を目指し
て、正極材料、負極材料、共に盛んに研究されている。
負極に炭素材料、正極にＬｉＣｏＯ 2を用いたものであ
るが、更により低コスト、高エネルギー密度を目指し
て、正極材料、負極材料、共に盛んに研究されている。
【０００４】材料開発が進み、低コストで高性能の材料
が開発されることにより、非水電解質二次電池の用途
は、現在の小型ポータブル機器だけでなく広範囲に広が
っていくと考えられる。その１例として電気自動車への
応用などがあげられる。
が開発されることにより、非水電解質二次電池の用途
は、現在の小型ポータブル機器だけでなく広範囲に広が
っていくと考えられる。その１例として電気自動車への
応用などがあげられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】現在使用されているリ
チウム二次電池は、放電時に内部で発熱が生じる。小型
電池では発熱量は小さく、電池表面からの放熱も良いの
で、大きな問題ではないが、電気自動車用などの大型の
電池では、大きな電流を取り出した場合、発熱に放熱が
追いつかず、電池内部が一時的に高い温度になる可能性
がある。また、発熱を伴う機器への実装を考えた場合に
も、電池が高温に曝されることが考えられる。
チウム二次電池は、放電時に内部で発熱が生じる。小型
電池では発熱量は小さく、電池表面からの放熱も良いの
で、大きな問題ではないが、電気自動車用などの大型の
電池では、大きな電流を取り出した場合、発熱に放熱が
追いつかず、電池内部が一時的に高い温度になる可能性
がある。また、発熱を伴う機器への実装を考えた場合に
も、電池が高温に曝されることが考えられる。
【０００６】しかし、リチウム二次電池は充電状態で高
温に曝されると、充電状態の活物質が劣化し、その後の
特性が大きく低下する。従って、非水電解質二次電池を
様々な用途に使用するためには、この熱による特性劣化
を抑える必要がある。
温に曝されると、充電状態の活物質が劣化し、その後の
特性が大きく低下する。従って、非水電解質二次電池を
様々な用途に使用するためには、この熱による特性劣化
を抑える必要がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため本発明は、充放電が可能な正極と、充放電が可能
な負極と、非水電解質と、電池ケースとを具備した電池
であって、前記電池の内部に水素を吸収する物質を含有
することを特徴とする。
るため本発明は、充放電が可能な正極と、充放電が可能
な負極と、非水電解質と、電池ケースとを具備した電池
であって、前記電池の内部に水素を吸収する物質を含有
することを特徴とする。
【０００８】また、水素を吸収する物質は、負極の内部
または負極の表面に配置したことを特徴とする。
または負極の表面に配置したことを特徴とする。
【０００９】また、水素を吸収する物質は、電池ケース
内で、負極と正極とが占める空間以外の部分に配置した
ことを特徴とする。
内で、負極と正極とが占める空間以外の部分に配置した
ことを特徴とする。
【００１０】この時、水素を吸収する物質は、水素吸蔵
合金であることを特徴とする。さらに、水素吸蔵合金の
２５℃における水素吸収の平衡圧が、０．８気圧以下で
あることが望ましい。
合金であることを特徴とする。さらに、水素吸蔵合金の
２５℃における水素吸収の平衡圧が、０．８気圧以下で
あることが望ましい。
【００１１】また本発明は、充放電が可能な正極と、充
放電が可能な負極と、非水電解質と、電池ケースとを具
備した電池であって、前記電池ケースは選択的に水素を
透過する手段を具備したことを特徴とする。
放電が可能な負極と、非水電解質と、電池ケースとを具
備した電池であって、前記電池ケースは選択的に水素を
透過する手段を具備したことを特徴とする。
【００１２】この時、選択的に水素を透過する手段は、
有機物と金属の複合膜であることを特徴とする。
有機物と金属の複合膜であることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】上記課題を解決するための検討の
結果、以下の事実を見出した。現在用いられているＬｉ
ｘＣｏＯ2等の酸化物系の正極材料は、充電し、Ｌｉが
抜けていくと、高い酸化状態になっている。この時、Ｌ
ｉｘＣｏＯ2は酸素を放出しやすい状態である。一方、
電池が高い電圧まで充電されたとき、電池内部に水素が
存在すると、水素と正極材料とが反応し、水が生じる。
水はリチウム二次電池の特性を劣化させる原因となる物
質である。このような反応はできるだけ生成しないよう
にする必要がある。そこで本発明は、充電状態の正極活
物質と、水素との反応を未然に防ぐため、電池の内部に
水素を吸収する物質を含む構成とする。特に水素を吸収
する物質を正極の内部や表面、または電池の上部空き空
間に含むことを特徴とする。
結果、以下の事実を見出した。現在用いられているＬｉ
ｘＣｏＯ2等の酸化物系の正極材料は、充電し、Ｌｉが
抜けていくと、高い酸化状態になっている。この時、Ｌ
ｉｘＣｏＯ2は酸素を放出しやすい状態である。一方、
電池が高い電圧まで充電されたとき、電池内部に水素が
存在すると、水素と正極材料とが反応し、水が生じる。
水はリチウム二次電池の特性を劣化させる原因となる物
質である。このような反応はできるだけ生成しないよう
にする必要がある。そこで本発明は、充電状態の正極活
物質と、水素との反応を未然に防ぐため、電池の内部に
水素を吸収する物質を含む構成とする。特に水素を吸収
する物質を正極の内部や表面、または電池の上部空き空
間に含むことを特徴とする。
【００１４】また、有機電解液と、グラファイトなどの
炭素材料を構成要素とするリチウム二次電池は、初期の
充電時に負極上で電解液の分解による皮膜の生成が起こ
り、この時、副生成物として水素が発生することが従来
より知られている。この時発生する水素も、上記と同様
に取り除く必要がある。そこで本発明は、負極で発生す
る水素を、効果的に除去するため、電池の内部に水素を
吸収する物質を含む構成とする。特に水素を吸収する物
質を負極の内部や表面、または電池の上部空き空間に含
むことを特徴とする。
炭素材料を構成要素とするリチウム二次電池は、初期の
充電時に負極上で電解液の分解による皮膜の生成が起こ
り、この時、副生成物として水素が発生することが従来
より知られている。この時発生する水素も、上記と同様
に取り除く必要がある。そこで本発明は、負極で発生す
る水素を、効果的に除去するため、電池の内部に水素を
吸収する物質を含む構成とする。特に水素を吸収する物
質を負極の内部や表面、または電池の上部空き空間に含
むことを特徴とする。
【００１５】この時、水素を吸収する物質は水素吸蔵合
金を用いることができ、その水素吸蔵の平衡圧は０．８
気圧以下であることが望ましい。
金を用いることができ、その水素吸蔵の平衡圧は０．８
気圧以下であることが望ましい。
【００１６】また本発明は、電池に水素を選択的に電池
外部に透過する構造を有することを特徴とする。
外部に透過する構造を有することを特徴とする。
【００１７】以下、本発明の実施の形態を実施例により
詳細に説明する。本発明は、これら実施例に限定される
ものではないことはいうまでのない。
詳細に説明する。本発明は、これら実施例に限定される
ものではないことはいうまでのない。
【００１８】
【実施例】（実施例１）本発明のうち、負極表面に水素
を吸収する物質として水素吸蔵合金を含む場合について
示す。評価は図１に示した円筒型電池を用いて行った。
を吸収する物質として水素吸蔵合金を含む場合について
示す。評価は図１に示した円筒型電池を用いて行った。
【００１９】電池の作成方法を以下に示す。本実施例で
は、正極にはＬｉＮｉＯ2を用いた。正極活物質である
ＬｉＮｉＯ2はＬｉＮＯ3とＮｉ（ＯＨ）2とを所定のモ
ル比で混合し、酸素中６５０℃で加熱することにより合
成した。さらに、これを４５μｍ以下に分級したものを
正極活物質とした。
は、正極にはＬｉＮｉＯ2を用いた。正極活物質である
ＬｉＮｉＯ2はＬｉＮＯ3とＮｉ（ＯＨ）2とを所定のモ
ル比で混合し、酸素中６５０℃で加熱することにより合
成した。さらに、これを４５μｍ以下に分級したものを
正極活物質とした。
【００２０】正極活物質１００ｇに対して、導電剤とし
て炭素粉末を１０ｇ、結着剤としてポリ４フッ化エチレ
ン８ｇと石油系溶剤とを加え、ペースト状にした。得ら
れたペーストをチタニウムの芯材に塗布し、９５℃で乾
燥、圧延したものを所定の大きさに切り出したものを正
極板とした。電極中の正極活物質の重量は３ｇとした。
て炭素粉末を１０ｇ、結着剤としてポリ４フッ化エチレ
ン８ｇと石油系溶剤とを加え、ペースト状にした。得ら
れたペーストをチタニウムの芯材に塗布し、９５℃で乾
燥、圧延したものを所定の大きさに切り出したものを正
極板とした。電極中の正極活物質の重量は３ｇとした。
【００２１】負極には、炭素材料を用いた。この炭素材
料の放電容量は１ｇ当たり３００ｍＡｈである。負極活
物質である炭素粉末１００ｇにスチレンブタジエンゴム
を結着剤として混合し、さらに石油系溶剤を加え、十分
攪拌し、ペ−スト状の混合物を得た。炭素と結着剤の混
合比は固形分の重量比で１００：５とした。
料の放電容量は１ｇ当たり３００ｍＡｈである。負極活
物質である炭素粉末１００ｇにスチレンブタジエンゴム
を結着剤として混合し、さらに石油系溶剤を加え、十分
攪拌し、ペ−スト状の混合物を得た。炭素と結着剤の混
合比は固形分の重量比で１００：５とした。
【００２２】このペ−ストを銅の芯材に塗布後、水素吸
蔵合金であるＬａＣｏ5の粉末を極板作成時と同じ溶媒
に分散し、表面に吹き付けた後、１００℃で乾燥した。
その後、圧延、切断して負極板とした。電極中の炭素の
重量は２ｇ、水素吸蔵合金の重量は５０ｍｇとした。
蔵合金であるＬａＣｏ5の粉末を極板作成時と同じ溶媒
に分散し、表面に吹き付けた後、１００℃で乾燥した。
その後、圧延、切断して負極板とした。電極中の炭素の
重量は２ｇ、水素吸蔵合金の重量は５０ｍｇとした。
【００２３】非水電解質としては、１モル／ｌの過塩素
酸リチウムを溶解したエチレンカーボネートとジメトキ
シエタンの等比体積混合溶液とした。セパレ−タの材質
としては微孔性ポリプロピレンを用いた。
酸リチウムを溶解したエチレンカーボネートとジメトキ
シエタンの等比体積混合溶液とした。セパレ−タの材質
としては微孔性ポリプロピレンを用いた。
【００２４】電池の組立は次のように行った。電極体
は、スポット溶接にて取り付けた芯材と同材質の正極リ
ード４を有する正極板１と、負極リード５を有する負極
板２との間に、両極板より幅の広い帯状の多孔性ポリプ
ロピレン製セパレータ３を配置し、全体を渦巻状に捲回
して構成した。さらに、上記電極体の上下それぞれにポ
リプロピレン製の絶縁板６、７を配して、電槽８に挿入
した。次に、電槽８の上部に段部を形成させた後、非水
電解液を注入した。電解液の注入量は２．６ｍｌとし、
封口板９で密閉することで、本実施例の電池とした。
は、スポット溶接にて取り付けた芯材と同材質の正極リ
ード４を有する正極板１と、負極リード５を有する負極
板２との間に、両極板より幅の広い帯状の多孔性ポリプ
ロピレン製セパレータ３を配置し、全体を渦巻状に捲回
して構成した。さらに、上記電極体の上下それぞれにポ
リプロピレン製の絶縁板６、７を配して、電槽８に挿入
した。次に、電槽８の上部に段部を形成させた後、非水
電解液を注入した。電解液の注入量は２．６ｍｌとし、
封口板９で密閉することで、本実施例の電池とした。
【００２５】以上の工程で、負極表面に水素吸蔵合金を
添加せずに作成した電池を、従来例の電池とした。
添加せずに作成した電池を、従来例の電池とした。
【００２６】電池の高温保存試験を次の方法で行った。
上記の方法で作成した電池について、２０℃において
０．５ｍＡの定電流で４．２ボルトまで充電、３ボルト
まで放電し、この充電放電を１０サイクル行なった後、
１１サイクル目の充電が終わった後、８５℃中に３日間
保持した。その後２０℃に戻し、同じ条件で放電した。
ここで、容量維持率を、容量維持率＝１００×（１１サ
イクル目の放電電気量／１０サイクル目の放電電気
量）、として定義した。
上記の方法で作成した電池について、２０℃において
０．５ｍＡの定電流で４．２ボルトまで充電、３ボルト
まで放電し、この充電放電を１０サイクル行なった後、
１１サイクル目の充電が終わった後、８５℃中に３日間
保持した。その後２０℃に戻し、同じ条件で放電した。
ここで、容量維持率を、容量維持率＝１００×（１１サ
イクル目の放電電気量／１０サイクル目の放電電気
量）、として定義した。
【００２７】また、保存終了後に充電を行い、その後の
放電容量を評価した。ここで、容量回復率を、容量回復
率＝１００×（１２サイクル目の放電電気量／１０サイ
クル目の放電電気量）、として定義した。
放電容量を評価した。ここで、容量回復率を、容量回復
率＝１００×（１２サイクル目の放電電気量／１０サイ
クル目の放電電気量）、として定義した。
【００２８】表１に、各電池の高温保存試験後の容量維
持率、容量回復率を示した。
持率、容量回復率を示した。
【００２９】
【表１】
【００３０】表１において、水素吸蔵合金を加えない従
来例の電池Ｂは、試験後大きな容量低下がみられ、容量
維持率は低い値となった。しかもその後の充放電でも容
量は低下したままで、容量回復率も低かった。それに対
して、水素吸蔵合金を添加した電池Ａは、容量維持率、
容量回復率共に高い値が得られた。
来例の電池Ｂは、試験後大きな容量低下がみられ、容量
維持率は低い値となった。しかもその後の充放電でも容
量は低下したままで、容量回復率も低かった。それに対
して、水素吸蔵合金を添加した電池Ａは、容量維持率、
容量回復率共に高い値が得られた。
【００３１】このことから、負極中への水素吸蔵合金の
添加が、電池の高温保存時の容量低下を抑制する効果が
あることがわかった。
添加が、電池の高温保存時の容量低下を抑制する効果が
あることがわかった。
【００３２】以上の例では、水素を吸収する物質である
水素吸蔵合金を、負極表面に配置したものを示したが、
これを負極内部に存在させた場合にも、同様の効果が得
られた。その結果を表２に示した。水素吸蔵合金を負極
の内部に配置する方法は、上述の電池作成方法におい
て、負極ペ−スト状の作製時に、炭素と結着剤に、水素
吸蔵合金の粉末を添加することで行った。
水素吸蔵合金を、負極表面に配置したものを示したが、
これを負極内部に存在させた場合にも、同様の効果が得
られた。その結果を表２に示した。水素吸蔵合金を負極
の内部に配置する方法は、上述の電池作成方法におい
て、負極ペ−スト状の作製時に、炭素と結着剤に、水素
吸蔵合金の粉末を添加することで行った。
【００３３】
【表２】
【００３４】以上の電池では、水素吸蔵合金を負極に配
置したが、正極に配置したものも、同様の効果を得た。
置したが、正極に配置したものも、同様の効果を得た。
【００３５】（実施例２）次に、本発明のうち、電池内
部の種々の部位に水素を吸収する物質として水素吸蔵合
金を含む場合について示す。電池の作成は実施例１の従
来例と同様に行った。水素吸蔵合金の挿入位置は電池上
部の空き空間、電池底部、正極と負極とセパレーターを
巻回して作成した発電要素の中心部、または電池ケース
の内側とした。加えた水素吸蔵合金はＬａＣｏ5を用い
量は０．１ｇとした。実施例１と同じ高温保存試験を行
った結果を表３に示した。
部の種々の部位に水素を吸収する物質として水素吸蔵合
金を含む場合について示す。電池の作成は実施例１の従
来例と同様に行った。水素吸蔵合金の挿入位置は電池上
部の空き空間、電池底部、正極と負極とセパレーターを
巻回して作成した発電要素の中心部、または電池ケース
の内側とした。加えた水素吸蔵合金はＬａＣｏ5を用い
量は０．１ｇとした。実施例１と同じ高温保存試験を行
った結果を表３に示した。
【００３６】
【表３】
【００３７】表３において、水素吸蔵合金を添加しない
従来例と比べると、本実施例の電池は保存特性が向上す
ることを見出した。特に電池上部の空き空間に添加した
場合の特性が優れており、この原因は他の部分では電解
液の存在により水素と水素吸蔵合金の接触が少ないが、
上部空き空間では空間に対する電解液の量が少なく、水
素と水素吸蔵合金の接触が良好であり吸収が速いためと
考えられる。このことから添加位置としては上部空き空
間が特に適している。
従来例と比べると、本実施例の電池は保存特性が向上す
ることを見出した。特に電池上部の空き空間に添加した
場合の特性が優れており、この原因は他の部分では電解
液の存在により水素と水素吸蔵合金の接触が少ないが、
上部空き空間では空間に対する電解液の量が少なく、水
素と水素吸蔵合金の接触が良好であり吸収が速いためと
考えられる。このことから添加位置としては上部空き空
間が特に適している。
【００３８】（実施例３）水素吸蔵合金は合金の種類や
組成を選ぶことにより水素吸収の平衡圧を様々に変化さ
せることができる。ここでは、負極合剤中に種々の水素
吸蔵合金を添加し、その平衡圧と高温保存特性の関係に
ついて調べた。
組成を選ぶことにより水素吸収の平衡圧を様々に変化さ
せることができる。ここでは、負極合剤中に種々の水素
吸蔵合金を添加し、その平衡圧と高温保存特性の関係に
ついて調べた。
【００３９】まず、電池の作成法を示す。正極の作成は
実施例１と同じ方法で行った。負極の作成は、負極活物
質である炭素粉末１００ｇに水素吸蔵合金３０ｍｇを加
え、スチレンブタジエンゴムを結着剤として混合し、さ
らに石油系溶剤を加え、十分攪拌し、ペ−スト状の混合
物を得た。炭素と結着剤の混合比は固形分の重量比で１
００：５とした。
実施例１と同じ方法で行った。負極の作成は、負極活物
質である炭素粉末１００ｇに水素吸蔵合金３０ｍｇを加
え、スチレンブタジエンゴムを結着剤として混合し、さ
らに石油系溶剤を加え、十分攪拌し、ペ−スト状の混合
物を得た。炭素と結着剤の混合比は固形分の重量比で１
００：５とした。
【００４０】このペ−ストを銅の芯材に塗布後、１００
℃で乾燥した。その後、圧延、切断して負極板とした。
電極中の炭素の重量は２ｇとした。非水電解質は、１モ
ル／ｌの過塩素酸リチウムを溶解したエチレンカーボネ
ートとジエチルカーボネートの等比体積混合溶液とし
た。セパレ−タの材質としては微孔性ポリプロピレンを
用いた。これ以外の電池作成法および高温保存特性評価
法は、実施例１の電池と同じ方法で行った。
℃で乾燥した。その後、圧延、切断して負極板とした。
電極中の炭素の重量は２ｇとした。非水電解質は、１モ
ル／ｌの過塩素酸リチウムを溶解したエチレンカーボネ
ートとジエチルカーボネートの等比体積混合溶液とし
た。セパレ−タの材質としては微孔性ポリプロピレンを
用いた。これ以外の電池作成法および高温保存特性評価
法は、実施例１の電池と同じ方法で行った。
【００４１】図２に、水素吸蔵合金の平衡圧と容量維持
率との関係を示した。容量維持率は平衡圧の増加に伴い
徐々に減少する傾向がみられ、０．５気圧以上では容量
維持率の低下の度合いが大きくなり、０．８気圧以上で
は急激に低下した。このことから、添加する水素吸蔵合
金の水素吸収の平衡圧は０．８気圧以下がよく、より好
ましくは０．５気圧以下であることが判明した。また、
この結果から添加する水素吸蔵合金は、水素吸収の平衡
圧に依存することを見出した。
率との関係を示した。容量維持率は平衡圧の増加に伴い
徐々に減少する傾向がみられ、０．５気圧以上では容量
維持率の低下の度合いが大きくなり、０．８気圧以上で
は急激に低下した。このことから、添加する水素吸蔵合
金の水素吸収の平衡圧は０．８気圧以下がよく、より好
ましくは０．５気圧以下であることが判明した。また、
この結果から添加する水素吸蔵合金は、水素吸収の平衡
圧に依存することを見出した。
【００４２】（実施例４）非水電解質二次電池に、水素
を選択的に電池外部に透過する構造を取り付けた場合に
ついて説明する。評価は図３に示した円筒型電池を用い
て行った。水素透過構造は図中の１０の封口板中心部に
水素透過膜として取り付けた。
を選択的に電池外部に透過する構造を取り付けた場合に
ついて説明する。評価は図３に示した円筒型電池を用い
て行った。水素透過構造は図中の１０の封口板中心部に
水素透過膜として取り付けた。
【００４３】電池の作成方法を以下に示す。本実施例で
は、正極にはＬｉＮｉＯ2を用いた。
は、正極にはＬｉＮｉＯ2を用いた。
【００４４】正極活物質であるＬｉＮｉＯ2はＬｉＮＯ3
とＮｉ（ＯＨ）2とを所定のモル比で混合し、酸素中６
５０℃で加熱することにより合成した。さらに、これを
４５μｍ以下に分級したものを正極活物質とした。
とＮｉ（ＯＨ）2とを所定のモル比で混合し、酸素中６
５０℃で加熱することにより合成した。さらに、これを
４５μｍ以下に分級したものを正極活物質とした。
【００４５】正極活物質１００ｇに対して導電剤として
炭素粉末を１０ｇ、結着剤としてポリ４フッ化エチレン
８ｇと石油系溶剤を加え、ペースト状にし、得られたペ
ーストをチタニウムの芯材に塗布し、９５℃で乾燥、圧
延したものを所定の大きさに切り出したものを正極板と
した。電極中の正極活物質の重量は３ｇとした。
炭素粉末を１０ｇ、結着剤としてポリ４フッ化エチレン
８ｇと石油系溶剤を加え、ペースト状にし、得られたペ
ーストをチタニウムの芯材に塗布し、９５℃で乾燥、圧
延したものを所定の大きさに切り出したものを正極板と
した。電極中の正極活物質の重量は３ｇとした。
【００４６】負極には、炭素材料を用いた。この炭素材
料の放電容量は１ｇ当たり３００ｍＡｈである。負極活
物質である炭素粉末１００ｇにスチレンブタジエンゴム
を結着剤として混合し、さらに石油系溶剤を加え、十分
攪拌し、ペ−スト状の混合物を得た。炭素と結着剤の混
合比は固形分の重量比で１００：５とした。このペ−ス
トを銅の芯材に塗布後、１００℃で乾燥した。その後、
圧延、切断して負極板とした。電極中の炭素の重量は２
ｇとした。
料の放電容量は１ｇ当たり３００ｍＡｈである。負極活
物質である炭素粉末１００ｇにスチレンブタジエンゴム
を結着剤として混合し、さらに石油系溶剤を加え、十分
攪拌し、ペ−スト状の混合物を得た。炭素と結着剤の混
合比は固形分の重量比で１００：５とした。このペ−ス
トを銅の芯材に塗布後、１００℃で乾燥した。その後、
圧延、切断して負極板とした。電極中の炭素の重量は２
ｇとした。
【００４７】非水電解質としては、１モル／ｌの過塩素
酸リチウムを溶解したエチレンカーボネートとジメトキ
シエタンの等比体積混合溶液とした。セパレ−タの材質
としては微孔性ポリプロピレンを用いた。
酸リチウムを溶解したエチレンカーボネートとジメトキ
シエタンの等比体積混合溶液とした。セパレ−タの材質
としては微孔性ポリプロピレンを用いた。
【００４８】電池の組立としては次のように行った。電
極体はスポット溶接にて取り付けた芯材と同材質の正極
リード４を有する正極板１と負極リード５を有する負極
板２間に両極板より幅の広い帯状の多孔性ポリプロピレ
ン製セパレータ３を介して全体を渦巻状に捲回して構成
する。さらに、上記電極体の上下それぞれにポリプロピ
レン製の絶縁板６、７を配して電槽８に挿入し、電槽８
の上部に段部を形成させた後、非水電解液を注入した。
電解液の注入量は２．６ｍｌとし、水素透過膜１０を含
んだ封口板９で密閉して電池とした。
極体はスポット溶接にて取り付けた芯材と同材質の正極
リード４を有する正極板１と負極リード５を有する負極
板２間に両極板より幅の広い帯状の多孔性ポリプロピレ
ン製セパレータ３を介して全体を渦巻状に捲回して構成
する。さらに、上記電極体の上下それぞれにポリプロピ
レン製の絶縁板６、７を配して電槽８に挿入し、電槽８
の上部に段部を形成させた後、非水電解液を注入した。
電解液の注入量は２．６ｍｌとし、水素透過膜１０を含
んだ封口板９で密閉して電池とした。
【００４９】水素透過膜は、強度保持のための多孔質ア
ルミナ基板上に厚さ２５μｍのテフロン膜を形成し、そ
の上に０．２μｍのＬａＮｉ5膜をスパッタ法により形
成し作成した。
ルミナ基板上に厚さ２５μｍのテフロン膜を形成し、そ
の上に０．２μｍのＬａＮｉ5膜をスパッタ法により形
成し作成した。
【００５０】高温保存特性の評価は、実施例１と同じ手
法で行った。その結果、水素透過膜を取り付けた電池で
は容量維持率が８７％であり、その後の容量回復率が９
０％であった。これに対して従来例では容量維持率６０
％、容量回復率７０％であり、水素透過膜を用いること
によって高温保存特性が向上することが明らかとなっ
た。
法で行った。その結果、水素透過膜を取り付けた電池で
は容量維持率が８７％であり、その後の容量回復率が９
０％であった。これに対して従来例では容量維持率６０
％、容量回復率７０％であり、水素透過膜を用いること
によって高温保存特性が向上することが明らかとなっ
た。
【００５１】以上の実施例では、電池の構成材料とし
て、負極では炭素材料を用いたが、これ以外に、黒鉛類
縁化合物、アルミニウム、アルミニウム合金等を用いた
ものも、同様の効果を得た。また、正極としては、Ｌｉ
ＣｏＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＭｎＯ2、ＬｉＦｅＯ2、
ＭｎＯ2、Ｖ2Ｏ5など、その他のリチウムを吸蔵放出す
ることのできる材料を用いても同様の効果が得られた。
また、電解質についても、溶媒にエチレンカーボネー
ト、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネー
ト、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、メチルテ
トラヒドロフラン、γ-ブチロラクトン、ジオキソラ
ン、ジメチルスルホキシド等のリチウム電池に用いるこ
とのできる溶媒を、溶質には六フッ化リン酸リチウム、
４フッ化ホウ酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン
酸リチウム等のリチウム塩を用いても同様に効果が得ら
れた。さらに、電池の形態についても円筒型に限らず、
コイン型、角型の電池においても同様に効果が得られ
た。
て、負極では炭素材料を用いたが、これ以外に、黒鉛類
縁化合物、アルミニウム、アルミニウム合金等を用いた
ものも、同様の効果を得た。また、正極としては、Ｌｉ
ＣｏＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＭｎＯ2、ＬｉＦｅＯ2、
ＭｎＯ2、Ｖ2Ｏ5など、その他のリチウムを吸蔵放出す
ることのできる材料を用いても同様の効果が得られた。
また、電解質についても、溶媒にエチレンカーボネー
ト、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネー
ト、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、メチルテ
トラヒドロフラン、γ-ブチロラクトン、ジオキソラ
ン、ジメチルスルホキシド等のリチウム電池に用いるこ
とのできる溶媒を、溶質には六フッ化リン酸リチウム、
４フッ化ホウ酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン
酸リチウム等のリチウム塩を用いても同様に効果が得ら
れた。さらに、電池の形態についても円筒型に限らず、
コイン型、角型の電池においても同様に効果が得られ
た。
【００５２】
【発明の効果】以上の実施例の説明からも明らかなよう
に、本発明によれば、電池が高温に保持された場合に
も、その後の特性劣化の少ない非水電解質二次電池を得
ることができる。
に、本発明によれば、電池が高温に保持された場合に
も、その後の特性劣化の少ない非水電解質二次電池を得
ることができる。
【図１】本発明の第１の実施例の電池の縦断面を示した
図
図
【図２】本発明の第３の実施例の電池の特性を示した図
【図３】本発明の第４の実施例の電池の縦断面を示した
図
図
１ 正極 ２ 負極 ３ セパレータ ４ 正極リード板 ５ 負極リード板 ６ 上部絶縁板 ７ 下部絶縁板 ８ 電槽 ９ 封口板 １０ 水素透過膜
フロントページの続き (72)発明者 豊口 ▲よし▼徳 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 充放電が可能な正極と、充放電が可能な
負極と、非水電解質と、電池ケースとを具備した電池で
あって、前記電池の内部に水素を吸収する物質を含有す
ることを特徴とする非水電解質二次電池。 - 【請求項２】 水素を吸収する物質は、負極の内部また
は負極の表面に配置したことを特徴とする請求項１記載
の非水電解質二次電池。 - 【請求項３】 水素を吸収する物質は、正極の内部また
は正極の表面に配置したことを特徴とする請求項１記載
の非水電解質二次電池。 - 【請求項４】 水素を吸収する物質は、電池ケース内
で、負極と正極とが占める空間以外の部分に配置したこ
とを特徴とする請求項１記載の非水電解質二次電池。 - 【請求項５】 水素を吸収する物質は、水素吸蔵合金で
あることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の
非水電解質二次電池。 - 【請求項６】 水素吸蔵合金の２５℃における水素吸収
の平衡圧が、０．８気圧以下である請求項５記載の非水
電解質二次電池。 - 【請求項７】 充放電が可能な正極と、充放電が可能な
負極と、非水電解質と、電池ケースとを具備した電池で
あって、前記電池ケースは選択的に水素を透過する手段
を具備したことを特徴とする非水電解質二次電池。 - 【請求項８】 選択的に水素を透過する手段は、有機物
と金属の複合膜であることを特徴とする請求項７記載の
非水電解質二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10118346A JPH11312540A (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | 非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10118346A JPH11312540A (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | 非水電解質二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11312540A true JPH11312540A (ja) | 1999-11-09 |
Family
ID=14734427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10118346A Pending JPH11312540A (ja) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | 非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11312540A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003077549A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| WO2010032312A1 (ja) | 2008-09-19 | 2010-03-25 | 三菱重工業株式会社 | 二次電池搭載移動体及び二次電池のガス処理装置 |
| WO2010135954A1 (en) * | 2009-05-27 | 2010-12-02 | Byd Company Limited | Electrode material for lithium ion batteries and lithium ion batteries thereof |
| JP2016046021A (ja) * | 2014-08-20 | 2016-04-04 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池 |
-
1998
- 1998-04-28 JP JP10118346A patent/JPH11312540A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003077549A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| WO2010032312A1 (ja) | 2008-09-19 | 2010-03-25 | 三菱重工業株式会社 | 二次電池搭載移動体及び二次電池のガス処理装置 |
| WO2010135954A1 (en) * | 2009-05-27 | 2010-12-02 | Byd Company Limited | Electrode material for lithium ion batteries and lithium ion batteries thereof |
| JP2016046021A (ja) * | 2014-08-20 | 2016-04-04 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池 |
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