JPH11339852A - リチウムイオン非水電解液二次電池 - Google Patents
リチウムイオン非水電解液二次電池Info
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- JPH11339852A JPH11339852A JP10144339A JP14433998A JPH11339852A JP H11339852 A JPH11339852 A JP H11339852A JP 10144339 A JP10144339 A JP 10144339A JP 14433998 A JP14433998 A JP 14433998A JP H11339852 A JPH11339852 A JP H11339852A
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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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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リチウムイオン非水電解液二次電池の製造工
程のエージング工程における電池の滞留期間を、電池の
放電特性を低下させずに大きく短縮する。 【解決手段】 正極２と負極１とをセパレータ３を介し
て対向させた電極体１５を使用するリチウムイオン非水
電解液二次電池において、セパレータ３として紫外線照
射処理を施したものを使用する。
程のエージング工程における電池の滞留期間を、電池の
放電特性を低下させずに大きく短縮する。 【解決手段】 正極２と負極１とをセパレータ３を介し
て対向させた電極体１５を使用するリチウムイオン非水
電解液二次電池において、セパレータ３として紫外線照
射処理を施したものを使用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン非
水電解液二次電池に関する。
水電解液二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の代表的なリチウムイオン非水電解
液二次電池においては、帯状の負極集電体の両面に負極
合剤層を形成してなる帯状の負極、セパレータ、正極集
電体の両面に正極合剤層を形成してなる帯状の正極及び
セパレータの順に４層積層し、この積層体を帯状の正極
の片面積層部を巻終側にし、帯状の負極を内側にして長
さ方向に沿って渦巻型に多数回巻回し、最外周のセパレ
ータの最終端部を粘着テープで固定して形成した巻回電
極体を使用している。そして、この巻回電極体を電池缶
に納め、更に、炭酸エステル系の非水溶媒（例えばジメ
チルカーボネート（ＤＭＣ）、エチレンカーボネート
（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）等）にリチ
ウム塩等の電解質を炭酸エステル系有機溶媒、例えばジ
メチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチレンカーボネート
（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）等に溶解し
た非水電解液を電池缶に注入している。
液二次電池においては、帯状の負極集電体の両面に負極
合剤層を形成してなる帯状の負極、セパレータ、正極集
電体の両面に正極合剤層を形成してなる帯状の正極及び
セパレータの順に４層積層し、この積層体を帯状の正極
の片面積層部を巻終側にし、帯状の負極を内側にして長
さ方向に沿って渦巻型に多数回巻回し、最外周のセパレ
ータの最終端部を粘着テープで固定して形成した巻回電
極体を使用している。そして、この巻回電極体を電池缶
に納め、更に、炭酸エステル系の非水溶媒（例えばジメ
チルカーボネート（ＤＭＣ）、エチレンカーボネート
（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）等）にリチ
ウム塩等の電解質を炭酸エステル系有機溶媒、例えばジ
メチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチレンカーボネート
（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）等に溶解し
た非水電解液を電池缶に注入している。
【０００３】ここで、セパレータは、正極と負極とを分
離してそれらの物理的接触を防止しつつリチウムイオン
を通過させる働きを有する。従ってセパレータに要求さ
れる特性としては、電気的に絶縁性であること、電解液
を保持した状態では電解質やリチウムイオンの透過性が
よいこと、また、電解液に対して化学的に安定であるこ
とに加えて、電解液に対して濡れやすく、電解液の保持
性が良いこと等が求められている。
離してそれらの物理的接触を防止しつつリチウムイオン
を通過させる働きを有する。従ってセパレータに要求さ
れる特性としては、電気的に絶縁性であること、電解液
を保持した状態では電解質やリチウムイオンの透過性が
よいこと、また、電解液に対して化学的に安定であるこ
とに加えて、電解液に対して濡れやすく、電解液の保持
性が良いこと等が求められている。
【０００４】現在、このような特性を考慮して選択され
たセパレータとしては、微孔性ポリエチレン系（以下微
孔性ＰＥ系）セパレータや微孔性ポリプロピレン系（以
下微孔性ＰＰ系）セパレータが用いられている。
たセパレータとしては、微孔性ポリエチレン系（以下微
孔性ＰＥ系）セパレータや微孔性ポリプロピレン系（以
下微孔性ＰＰ系）セパレータが用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しがしながら、従来の
微孔性ＰＥ系セパレータや微孔性ＰＰ系セパレータの場
合、非水溶媒として炭酸エステル系有機溶媒を含有する
非水電解液に対する濡れ性が必ずしも十分とは言えず、
このため、セパレータと非水電解液とを十分に馴染ませ
るためのエージング工程として、電池組立後４０日前後
の期間が必要となっていた。従って、そのエージング工
程の間に膨大な量の電池が滞留し、物流的に不利であ
り、しかも電池作製コストが上昇するという問題があ
る。
微孔性ＰＥ系セパレータや微孔性ＰＰ系セパレータの場
合、非水溶媒として炭酸エステル系有機溶媒を含有する
非水電解液に対する濡れ性が必ずしも十分とは言えず、
このため、セパレータと非水電解液とを十分に馴染ませ
るためのエージング工程として、電池組立後４０日前後
の期間が必要となっていた。従って、そのエージング工
程の間に膨大な量の電池が滞留し、物流的に不利であ
り、しかも電池作製コストが上昇するという問題があ
る。
【０００６】本発明は、従来の技術の課題を解決しよう
とするものであり、リチウムイオン非水電解液二次電池
の製造工程のエージング工程における電池の滞留期間
を、電池の放電特性を低下させずに短縮することを目的
とする。
とするものであり、リチウムイオン非水電解液二次電池
の製造工程のエージング工程における電池の滞留期間
を、電池の放電特性を低下させずに短縮することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、エージング
工程における電池の滞留期間を短縮するためには、セパ
レータ表面の改質を行うことにより非水電解液に対する
セパレータの濡れ性を向上させればよいこと、そしてセ
パレータ表面の改質を紫外線照射により非常に効率よく
行えることを見出し、本発明を完成させるに至った。
工程における電池の滞留期間を短縮するためには、セパ
レータ表面の改質を行うことにより非水電解液に対する
セパレータの濡れ性を向上させればよいこと、そしてセ
パレータ表面の改質を紫外線照射により非常に効率よく
行えることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】即ち、本発明は、正極と負極とをセパレー
タを介して対向させた電極体を使用するリチウムイオン
非水電解液二次電池において、該セパレータに紫外線照
射処理が施されていることを特徴とするリチウムイオン
非水電解液二次電池を提供する。
タを介して対向させた電極体を使用するリチウムイオン
非水電解液二次電池において、該セパレータに紫外線照
射処理が施されていることを特徴とするリチウムイオン
非水電解液二次電池を提供する。
【０００９】
【実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
【００１０】図１は、本発明のリチウムイオン非水電解
液二次電池の一例の概略断面図である。
液二次電池の一例の概略断面図である。
【００１１】この電池は、負極集電体１ａの両面に負極
合剤層１ｂ、１ｃを形成してなる帯状の負極１と、正極
集電体２ａの両面に正極合剤層を２ｂ、２ｃを形成して
なる帯状の正極２とをセパレータ３を介して対向するよ
うに巻回してなる巻回電極体１５が、円筒型の電池缶
（負極缶）５に非水電解液とともに収容され、その上下
両面に絶縁板４が配設された構造を有する。また、帯状
の負極１と電池缶５とを電気的に接続するための負極リ
ード９が、負極集電体１ａから導出されて電池缶５の底
部に溶接されており、帯状の正極２と電池蓋７とを電気
的に接続するための正極リード１０が、正極集電体２ａ
から導出されて安全弁８に溶接されている。更に、電池
蓋７は、絶縁封口ガスケット６を介してかしめることに
より、電池缶５に固定されている。
合剤層１ｂ、１ｃを形成してなる帯状の負極１と、正極
集電体２ａの両面に正極合剤層を２ｂ、２ｃを形成して
なる帯状の正極２とをセパレータ３を介して対向するよ
うに巻回してなる巻回電極体１５が、円筒型の電池缶
（負極缶）５に非水電解液とともに収容され、その上下
両面に絶縁板４が配設された構造を有する。また、帯状
の負極１と電池缶５とを電気的に接続するための負極リ
ード９が、負極集電体１ａから導出されて電池缶５の底
部に溶接されており、帯状の正極２と電池蓋７とを電気
的に接続するための正極リード１０が、正極集電体２ａ
から導出されて安全弁８に溶接されている。更に、電池
蓋７は、絶縁封口ガスケット６を介してかしめることに
より、電池缶５に固定されている。
【００１２】図１のリチウムイオン非水電解液二次電池
においては、セパレータ３として紫外線照射処理されて
いるものを使用する。紫外線照射処理によりセパレータ
の表面エネルギーが著しく低下し、結果的にセパレータ
の非水電解液への濡れ性が大きく改善される。従って、
電極体内部に非水電解液が浸透するスピードが速くな
り、電池組立後のエージング工程のエージング期間を大
幅に短縮できる。
においては、セパレータ３として紫外線照射処理されて
いるものを使用する。紫外線照射処理によりセパレータ
の表面エネルギーが著しく低下し、結果的にセパレータ
の非水電解液への濡れ性が大きく改善される。従って、
電極体内部に非水電解液が浸透するスピードが速くな
り、電池組立後のエージング工程のエージング期間を大
幅に短縮できる。
【００１３】セパレータ３としては、従来と同様の微孔
性ＰＥ系セパレータや微孔性ＰＰ系セパレータを使用す
ることができる。
性ＰＥ系セパレータや微孔性ＰＰ系セパレータを使用す
ることができる。
【００１４】セパレータ３の厚さは、多孔性の程度や電
池の使用条件などに応じて適宜選択することができる
が、一般的には、１０〜７０μｍである。
池の使用条件などに応じて適宜選択することができる
が、一般的には、１０〜７０μｍである。
【００１５】セパレータ３に対する紫外線照射処理は、
例えば、紫外線ランプとセパレータ３との距離を１０ｍ
ｍとし、約６００ｍＪ／ｃｍ2の線量で照射することが
好ましい。
例えば、紫外線ランプとセパレータ３との距離を１０ｍ
ｍとし、約６００ｍＪ／ｃｍ2の線量で照射することが
好ましい。
【００１６】セパレータ３の紫外線照射処理は、セパレ
ータ３の原反作製時に行うことができるが、好ましく
は、帯状の正極２と帯状の負極１とをセパレータ３を介
して対向するように巻回す直前に施すことが、表面エネ
ルギー低下の効果が保持できる点から好ましい。より具
体的には、図２に示すような、電池組立ラインの中で帯
状の正極２及び帯状の負極１を巻取るいわゆるワインデ
ィング工程において、帯状の正極２と帯状の負極１との
間で挟持するセパレータ３を紫外線照射処理することが
好ましい。
ータ３の原反作製時に行うことができるが、好ましく
は、帯状の正極２と帯状の負極１とをセパレータ３を介
して対向するように巻回す直前に施すことが、表面エネ
ルギー低下の効果が保持できる点から好ましい。より具
体的には、図２に示すような、電池組立ラインの中で帯
状の正極２及び帯状の負極１を巻取るいわゆるワインデ
ィング工程において、帯状の正極２と帯状の負極１との
間で挟持するセパレータ３を紫外線照射処理することが
好ましい。
【００１７】このワインディング工程においては、帯状
の負極１が負極巻出しローラ２１から溶接機２２及び複
数のガイドローラ２３を経て巻取りローラＲに巻取られ
る。また、帯状の正極２が正極巻出しローラ２４から溶
接機２５及び複数のガイドローラ２６を経て巻取りロー
ラＲに巻取られる。負極巻出しローラ２１と正極巻出し
ローラ２４との間には、帯状の負極１と帯状の正極２と
の間に挟持されるセパレータ３が正極側セパレータ巻出
しローラ２７から、複数のガイドローラ２８を経て巻取
りローラＲに巻取られる。また、負極巻出しローラ２１
の外側には、負極側セパレータ巻出しローラ２９から、
セパレータ３が帯状の負極１の外側となる位置に、複数
のガイドローラ３０を経て巻取りローラＲに巻取られ
る。ここで、各セパレータ３は、巻取りローラＲと各セ
パレータ巻出しローラ２７、２９との間に紫外線照射装
置ＵＶで紫外線が照射される。
の負極１が負極巻出しローラ２１から溶接機２２及び複
数のガイドローラ２３を経て巻取りローラＲに巻取られ
る。また、帯状の正極２が正極巻出しローラ２４から溶
接機２５及び複数のガイドローラ２６を経て巻取りロー
ラＲに巻取られる。負極巻出しローラ２１と正極巻出し
ローラ２４との間には、帯状の負極１と帯状の正極２と
の間に挟持されるセパレータ３が正極側セパレータ巻出
しローラ２７から、複数のガイドローラ２８を経て巻取
りローラＲに巻取られる。また、負極巻出しローラ２１
の外側には、負極側セパレータ巻出しローラ２９から、
セパレータ３が帯状の負極１の外側となる位置に、複数
のガイドローラ３０を経て巻取りローラＲに巻取られ
る。ここで、各セパレータ３は、巻取りローラＲと各セ
パレータ巻出しローラ２７、２９との間に紫外線照射装
置ＵＶで紫外線が照射される。
【００１８】本発明において、帯状の負極１に用いる負
極活物質としては、アルカリ金属やアルカリ金属合金、
充放電反応に伴いリチウム等のアルカリ金属イオンをド
ープ・脱ドープ可能な炭素材料、有機高分子材料、金属
酸化物、金属硫化物、リチウム含有遷移金属窒化物等を
用いることができる。例えば、リチウム、リチウム−ア
ルミニウム合金、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類（石
油コークス、ピッチコークス、石灰コークス等）、カー
ボンブラック（アセチレンブラック等）、ガラス状炭
素、有機高分子材料焼成体（有機高分子材料を不活性ガ
ス気流中、あるいは真空中で５００℃以上の適当な温度
で焼成したもの）、炭素繊維、ポリアセチレン、ポリパ
ラフェニレン、ＭｏＯ2、ＴｉＳ2、ＬｉＣｏ0.5Ｎ等を
用いることができる。また、これらの材料は単独で用い
る他、複合体や混合物としても用いることができる。
極活物質としては、アルカリ金属やアルカリ金属合金、
充放電反応に伴いリチウム等のアルカリ金属イオンをド
ープ・脱ドープ可能な炭素材料、有機高分子材料、金属
酸化物、金属硫化物、リチウム含有遷移金属窒化物等を
用いることができる。例えば、リチウム、リチウム−ア
ルミニウム合金、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類（石
油コークス、ピッチコークス、石灰コークス等）、カー
ボンブラック（アセチレンブラック等）、ガラス状炭
素、有機高分子材料焼成体（有機高分子材料を不活性ガ
ス気流中、あるいは真空中で５００℃以上の適当な温度
で焼成したもの）、炭素繊維、ポリアセチレン、ポリパ
ラフェニレン、ＭｏＯ2、ＴｉＳ2、ＬｉＣｏ0.5Ｎ等を
用いることができる。また、これらの材料は単独で用い
る他、複合体や混合物としても用いることができる。
【００１９】負極活物質として特に好ましい材料として
は、（００２）面の面間隔が３．７Å以上、真比重１．
７０ｇ／ｃｍ3未満であり、且つ空気気流中における示
差熱分析で７００℃以上に発熱ピークを有しない炭素質
材料を挙げることができる。このような炭素質材料とし
ては、有機材料を焼成等の手法により炭素化して得られ
る炭素質材料が挙げられる。炭素化の出発原料である有
機材料としては、フルフリルアルコールあるいはフルフ
ラールのホモポリマー、コポリマーよりなるフラン樹脂
が好適である。具体的には、フルフラールとフェノール
とからなるコポリマー、フルフリルアルコールとジメチ
ロール尿素とからなるコポリマー、フルフリルアルコー
ルとホルムアルデヒドとからなるコポリマー、フルフリ
ルアルコールとフルフラールとからなるコポリマー、フ
ルフラールとケトン類とからなるコポリマー等が好まし
く挙げられる。
は、（００２）面の面間隔が３．７Å以上、真比重１．
７０ｇ／ｃｍ3未満であり、且つ空気気流中における示
差熱分析で７００℃以上に発熱ピークを有しない炭素質
材料を挙げることができる。このような炭素質材料とし
ては、有機材料を焼成等の手法により炭素化して得られ
る炭素質材料が挙げられる。炭素化の出発原料である有
機材料としては、フルフリルアルコールあるいはフルフ
ラールのホモポリマー、コポリマーよりなるフラン樹脂
が好適である。具体的には、フルフラールとフェノール
とからなるコポリマー、フルフリルアルコールとジメチ
ロール尿素とからなるコポリマー、フルフリルアルコー
ルとホルムアルデヒドとからなるコポリマー、フルフリ
ルアルコールとフルフラールとからなるコポリマー、フ
ルフラールとケトン類とからなるコポリマー等が好まし
く挙げられる。
【００２０】また、負極活物質として、水素／炭素元素
比０．６〜０．８の石油ピッチに酸素を含む官能基を、
酸素含有量１０〜２０重量％となるように導入した材料
（前駆体）を焼成して得られる炭素質材料も好ましく使
用することができる。
比０．６〜０．８の石油ピッチに酸素を含む官能基を、
酸素含有量１０〜２０重量％となるように導入した材料
（前駆体）を焼成して得られる炭素質材料も好ましく使
用することができる。
【００２１】更に、上述のフラン樹脂や石油ピッチ等を
炭素化する際にリン化合物、あるいはホウ素化合物を添
加することにより、ドープ・脱ドープ可能なリチウム量
を大きなものとした炭素質材料も使用することができ
る。
炭素化する際にリン化合物、あるいはホウ素化合物を添
加することにより、ドープ・脱ドープ可能なリチウム量
を大きなものとした炭素質材料も使用することができ
る。
【００２２】また、帯状の正極２に使用する正極活物質
としては、ＬｉxＭＯ2（Ｍは１種以上の遷移金属、好ま
しくはＣｏ又はＮｉの少なくとも１種を表し、０．０５
≦ｘ≦１．１０である）を含むリチウム複合酸化物を好
ましく挙げることができる。具体的には、ＬｉＣｏ
Ｏ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉxＮｉyＣｏ1-yＯ2（ただし、
０．０５≦ｘ≦１．１０、０＜ｙ＜１）で表される複合
酸化物が好ましく挙げられる。
としては、ＬｉxＭＯ2（Ｍは１種以上の遷移金属、好ま
しくはＣｏ又はＮｉの少なくとも１種を表し、０．０５
≦ｘ≦１．１０である）を含むリチウム複合酸化物を好
ましく挙げることができる。具体的には、ＬｉＣｏ
Ｏ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉxＮｉyＣｏ1-yＯ2（ただし、
０．０５≦ｘ≦１．１０、０＜ｙ＜１）で表される複合
酸化物が好ましく挙げられる。
【００２３】これらの複合酸化物は、例えば、リチウ
ム、コバルト、ニッケル等の炭酸塩を組成に応じて混合
し、酸素存在雰囲気下６００〜１０００℃の温度範囲で
焼成することにより得られる。なお、出発原料は炭酸塩
に限定されず、水酸化物、酸化物からも同様に合成可能
である。
ム、コバルト、ニッケル等の炭酸塩を組成に応じて混合
し、酸素存在雰囲気下６００〜１０００℃の温度範囲で
焼成することにより得られる。なお、出発原料は炭酸塩
に限定されず、水酸化物、酸化物からも同様に合成可能
である。
【００２４】本発明のリチウムイオン非水電解液二次電
池の電解液としては、リチウム塩等の電解質が有機溶媒
に溶解した溶液を用いることができる。ここで、有機溶
媒としては、特に限定されるものではないが、例えばプ
ロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチ
ルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−
ジエトキシエタン、γ−ブチルラクトン、テトラヒドロ
フラン、１，３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、ス
ルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピ
オニトリル等の単独もしくは２種類以上の混合溶媒が使
用できる。
池の電解液としては、リチウム塩等の電解質が有機溶媒
に溶解した溶液を用いることができる。ここで、有機溶
媒としては、特に限定されるものではないが、例えばプ
ロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチ
ルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−
ジエトキシエタン、γ−ブチルラクトン、テトラヒドロ
フラン、１，３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、ス
ルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピ
オニトリル等の単独もしくは２種類以上の混合溶媒が使
用できる。
【００２５】電解質としては、公知のものがいずれも使
用でき、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＰＦ6、Ｌｉ
ＢＦ4、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＣＨ
3ＳＯ3Ｌｉ、ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ等を挙げることができる。
用でき、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＰＦ6、Ｌｉ
ＢＦ4、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＣＨ
3ＳＯ3Ｌｉ、ＣＦ3ＳＯ3Ｌｉ等を挙げることができる。
【００２６】本発明のリチウムイオン非水電解液二次電
池の他の構成要素、例えば円筒型電池缶、負極集電体あ
るいは正極集電体、電池蓋、ガスケット等は、従来の非
水電解液二次電池と同様の構成とすることができる。
池の他の構成要素、例えば円筒型電池缶、負極集電体あ
るいは正極集電体、電池蓋、ガスケット等は、従来の非
水電解液二次電池と同様の構成とすることができる。
【００２７】このような非水電解液二次電池の製造は、
例えば、以下に説明するように製造することができる。
例えば、以下に説明するように製造することができる。
【００２８】まず、紫外線照射処理済みセパレータ、帯
状の負極、紫外線照射処理済みセパレータ及び帯状の正
極の順に４層積層し、この積層体を長さ方向に沿って渦
巻型に多数回巻回し、その巻回し終端を粘着テープで固
定する。
状の負極、紫外線照射処理済みセパレータ及び帯状の正
極の順に４層積層し、この積層体を長さ方向に沿って渦
巻型に多数回巻回し、その巻回し終端を粘着テープで固
定する。
【００２９】次に、このようにして作製した巻回電極体
を、円筒型の電池缶に収納する。その際、巻回電極体の
上下両面には絶縁板を配設する。また、帯状の負極と電
池缶とを電気的に接続するための負極リードを負極集電
体から導出して電池缶に溶接する。
を、円筒型の電池缶に収納する。その際、巻回電極体の
上下両面には絶縁板を配設する。また、帯状の負極と電
池缶とを電気的に接続するための負極リードを負極集電
体から導出して電池缶に溶接する。
【００３０】次に電池缶の中へ、電解液を注入した後、
帯状の正極と電池蓋とを電気的に接続するための正極リ
ードを正極集電体から導出して電池蓋に溶接する。そし
て、巻回電極体及び電解液を収容した電池缶を、絶縁封
口ガスケットを介してかしめることにより、電流遮断機
構を有する安全弁並びに電池蓋を気密固定する。このよ
うにしてリチウムイオン非水電解液二次電池を作製でき
る。
帯状の正極と電池蓋とを電気的に接続するための正極リ
ードを正極集電体から導出して電池蓋に溶接する。そし
て、巻回電極体及び電解液を収容した電池缶を、絶縁封
口ガスケットを介してかしめることにより、電流遮断機
構を有する安全弁並びに電池蓋を気密固定する。このよ
うにしてリチウムイオン非水電解液二次電池を作製でき
る。
【００３１】
【実施例】以下、本発明について実施例を示して説明す
る。
る。
【００３２】実施例１ （正極活物質の調製並びに帯状の正極の作製）炭酸リチ
ウムと炭酸コバルトをＬｉ／Ｃｏ（モル比）＝１／１に
なるように混合し、空気中で９００℃、５時間焼成し
た。この材料についてＸ線回折測定を行った結果、正極
活物質のＬｉＣｏＯ2であることを確認した。
ウムと炭酸コバルトをＬｉ／Ｃｏ（モル比）＝１／１に
なるように混合し、空気中で９００℃、５時間焼成し
た。この材料についてＸ線回折測定を行った結果、正極
活物質のＬｉＣｏＯ2であることを確認した。
【００３３】このようにして得られたＬｉＣｏＯ2９６
重量％と炭酸リチウム４重量％とからなる混合物９１重
量部と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン樹脂３重量
部と、導電材であるグラファイト（ロンザ社製、製品名
ＫＳ−６）６重量部とを混合し、更に溶剤であるＮ−メ
チル−２ピロリドン（以下ＮＭＰと略す）を加え、混合
機にて混練し、分散して正極合剤スラリーを調製した。
重量％と炭酸リチウム４重量％とからなる混合物９１重
量部と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン樹脂３重量
部と、導電材であるグラファイト（ロンザ社製、製品名
ＫＳ−６）６重量部とを混合し、更に溶剤であるＮ−メ
チル−２ピロリドン（以下ＮＭＰと略す）を加え、混合
機にて混練し、分散して正極合剤スラリーを調製した。
【００３４】次に、得られた正極合剤スラリーを正極集
電体２ａ（図１参照）である帯状のアルミニウム箔の両
面に塗布し、乾燥後ローラープレス機で圧縮成型して帯
状の正極２を作製した。
電体２ａ（図１参照）である帯状のアルミニウム箔の両
面に塗布し、乾燥後ローラープレス機で圧縮成型して帯
状の正極２を作製した。
【００３５】（負極活物質の調製並びに帯状の負極の作
製）出発物質に石油ピッチを用い、これを酸素を含む官
能基を１０〜２０％導入した後、これを不活性ガス中１
０００℃で焼成することにより、負極活物質としてガラ
ス状炭素に近い性質の難黒鉛炭素材料を得た。
製）出発物質に石油ピッチを用い、これを酸素を含む官
能基を１０〜２０％導入した後、これを不活性ガス中１
０００℃で焼成することにより、負極活物質としてガラ
ス状炭素に近い性質の難黒鉛炭素材料を得た。
【００３６】このようにして得た炭素材料を９０重量％
と結着剤としてポリフッ化ビニリデン樹脂１０重量％と
からなる負極合剤を調製した。この負極合剤をＮＭＰに
分散させて負極合剤スラリーを得た。
と結着剤としてポリフッ化ビニリデン樹脂１０重量％と
からなる負極合剤を調製した。この負極合剤をＮＭＰに
分散させて負極合剤スラリーを得た。
【００３７】次に、負極合剤スラリーを、負極集電体１
ａ（図１参照）である帯状の銅箔の両面に塗布し、乾燥
後ローラープレス機で圧縮成型して帯状の負極１を作製
した。
ａ（図１参照）である帯状の銅箔の両面に塗布し、乾燥
後ローラープレス機で圧縮成型して帯状の負極１を作製
した。
【００３８】（リチウムイオン非水電解液二次電池の組
立（図１及び図２参照））紫外線照射装置ＵＶから紫外
線を照射しながら厚さ２５μｍの微孔性ポリプロピレン
フィルムからなるセパレータ３の表面を改質しながら、
セパレータ３、帯状の負極１、セパレータ３及び帯状の
正極２を順に積層して巻回電極体１５を作製した。
立（図１及び図２参照））紫外線照射装置ＵＶから紫外
線を照射しながら厚さ２５μｍの微孔性ポリプロピレン
フィルムからなるセパレータ３の表面を改質しながら、
セパレータ３、帯状の負極１、セパレータ３及び帯状の
正極２を順に積層して巻回電極体１５を作製した。
【００３９】次にニッケルメッキを施した鉄製の電池缶
５の底部に絶縁板４を挿入し、作製した巻回電極体１５
を収納した。
５の底部に絶縁板４を挿入し、作製した巻回電極体１５
を収納した。
【００４０】そして負極の集電をとるためにニッケル製
の負極リード９の一端を負極集電体１ａに圧着し、他端
を電池缶５に溶接した。また、正極の集電をとるために
正極リード１０の一端を正極集電体２ａに取り付け、他
端を電池内圧に応じて電流を遮断する安全弁８を持つ電
池蓋７に溶接した。
の負極リード９の一端を負極集電体１ａに圧着し、他端
を電池缶５に溶接した。また、正極の集電をとるために
正極リード１０の一端を正極集電体２ａに取り付け、他
端を電池内圧に応じて電流を遮断する安全弁８を持つ電
池蓋７に溶接した。
【００４１】そしてこの電池缶５の中に、プロピレンカ
ーボネート５０ｖｏｌ％とジエチルカーボネート５０ｖ
ｏｌ％とからなる混合非水溶媒中にＬｉＰＦ6１ｍｏｌ
／ｌｉｔ．の濃度で溶解させた非水電解液を注入した。
ーボネート５０ｖｏｌ％とジエチルカーボネート５０ｖ
ｏｌ％とからなる混合非水溶媒中にＬｉＰＦ6１ｍｏｌ
／ｌｉｔ．の濃度で溶解させた非水電解液を注入した。
【００４２】次に、アスファルトを塗布した絶縁封口ガ
スケット６を介して電池缶５をかしめることで、電池蓋
７を固定し、直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒型のリ
チウムイオン非水電解液二次電池を作製した。
スケット６を介して電池缶５をかしめることで、電池蓋
７を固定し、直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒型のリ
チウムイオン非水電解液二次電池を作製した。
【００４３】実施例２ 微孔性ポリプロピレンフィルムに代えて、セパレータ３
として微孔性ポリエチレンフィルム使用する以外は、実
施例１と同様に直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒型リ
チウムイオン非水電解液二次電池を作製した。
として微孔性ポリエチレンフィルム使用する以外は、実
施例１と同様に直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒型リ
チウムイオン非水電解液二次電池を作製した。
【００４４】比較例１ セパレータ３に紫外線照射処理を行わない以外は、実施
例１と同様に直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒型リチ
ウムイオン非水電解液二次電池を作製した。
例１と同様に直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒型リチ
ウムイオン非水電解液二次電池を作製した。
【００４５】比較例２ セパレータ３に紫外線照射処理を行わない以外は、実施
例２と同様に直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒型リチ
ウムイオン非水電解液二次電池を作製した。
例２と同様に直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒型リチ
ウムイオン非水電解液二次電池を作製した。
【００４６】（評価）以上のようにして得られたリチウ
ムイオン非水電解液二次電池を、２０℃、６０％ＲＨの
雰囲気下に保存（エージング）し、その時の電池容量の
推移を調べた。セパレータへの紫外線照射の有無による
濡れ性の比較（対純水に対する接触角の大きさ）及び電
池組立後の電池容量（ｍＡｈ）（充電条件：４．２Ｖ，
１Ａ，２．５時間；放電条件：負荷２６０ｍＡ，２．５
Ｖカットオフ）の推移を表１に示す。
ムイオン非水電解液二次電池を、２０℃、６０％ＲＨの
雰囲気下に保存（エージング）し、その時の電池容量の
推移を調べた。セパレータへの紫外線照射の有無による
濡れ性の比較（対純水に対する接触角の大きさ）及び電
池組立後の電池容量（ｍＡｈ）（充電条件：４．２Ｖ，
１Ａ，２．５時間；放電条件：負荷２６０ｍＡ，２．５
Ｖカットオフ）の推移を表１に示す。
【００４７】
【表１】 実施例 比較例 １ ２ １ ２ セパレータ ＰＰ ＰＥ ＰＰ ＰＥ 紫外線照射 有 有 無 無 接触角（°） １４ １５ ５８ ６０ 電池容量（mAh） 保存 ７日 1500 1505 1320 1330 保存１４日 1505 1507 1402 1408 保存２１日 1505 1507 1450 1455 保存２８日 1503 1505 1480 1485 保存３５日 1504 1506 1500 1502 保存４２日 1505 1507 1502 1503
【００４８】表１からわかるように、セパレータである
ポリプロピレンやポリエステルの微孔性フィルムに紫外
線を照射した実施例１及び２の場合、対純水に対する接
触角がそれぞれ１４°及び１５°と、非常に濡れ易くな
っているのに対し、紫外線照射のない比較例１及び２の
場合、それぞれ５８°及び６０°とで非常に濡れ難くな
っている。このことは、実施例１及び２の場合、セパレ
ータ中に非水電解液が浸透し易いことを意味している。
ポリプロピレンやポリエステルの微孔性フィルムに紫外
線を照射した実施例１及び２の場合、対純水に対する接
触角がそれぞれ１４°及び１５°と、非常に濡れ易くな
っているのに対し、紫外線照射のない比較例１及び２の
場合、それぞれ５８°及び６０°とで非常に濡れ難くな
っている。このことは、実施例１及び２の場合、セパレ
ータ中に非水電解液が浸透し易いことを意味している。
【００４９】従って、エージング後の電池容量の測定結
果は、実施例１及び２の場合には、エージング７日で約
１５００ｍＡｈを実現しているのに対し、比較例１及び
２の場合は、そのレベルに達するのに５倍以上の３５日
のエージングが必要となっている。このように、セパレ
ータに紫外線照射処理を行うことにより、リチウムイオ
ン非水電解液二次電池の製造工程のエージング工程にお
ける電池の滞留期間を、電池の放電特性を低下させずに
大きく短縮できることがわかる。
果は、実施例１及び２の場合には、エージング７日で約
１５００ｍＡｈを実現しているのに対し、比較例１及び
２の場合は、そのレベルに達するのに５倍以上の３５日
のエージングが必要となっている。このように、セパレ
ータに紫外線照射処理を行うことにより、リチウムイオ
ン非水電解液二次電池の製造工程のエージング工程にお
ける電池の滞留期間を、電池の放電特性を低下させずに
大きく短縮できることがわかる。
【００５０】なお、本実施例では帯状の正極、負極及び
セパレータを順々に積層してから渦巻型に多数巻回する
ことによって作製される渦巻型電極を具備する筒型の形
状の非水電解液二次電池について説明したが、筒型の形
状に限定されるものではく、リチウムイオン非水電解液
角形電池等にも適用できる。
セパレータを順々に積層してから渦巻型に多数巻回する
ことによって作製される渦巻型電極を具備する筒型の形
状の非水電解液二次電池について説明したが、筒型の形
状に限定されるものではく、リチウムイオン非水電解液
角形電池等にも適用できる。
【００５１】
【発明の効果】本発明によれば、リチウムイオン非水電
解液二次電池の製造工程のエージング工程における電池
の滞留期間を、電池の放電特性を低下させずに大きく短
縮できる。
解液二次電池の製造工程のエージング工程における電池
の滞留期間を、電池の放電特性を低下させずに大きく短
縮できる。
【図１】リチウムイオン非水電解液二次電池の構造断面
図である。
図である。
【図２】リチウムイオン非水電解液二次電池のワインデ
ィング工程の説明図である。
ィング工程の説明図である。
１ 負極、２ 正極、３ セパレータ、４ 絶縁板、５
電池缶、６ 封口ガスケット、７ 電池蓋、８ 安全
弁、９ 負極リード、１０ 正極リード
電池缶、６ 封口ガスケット、７ 電池蓋、８ 安全
弁、９ 負極リード、１０ 正極リード
Claims (2)
- 【請求項１】 正極と負極とをセパレータを介して対向
させた電極体を使用するリチウムイオン非水電解液二次
電池において、該セパレータに紫外線照射処理が施され
ていることを特徴とするリチウムイオン非水電解液二次
電池。 - 【請求項２】 セパレータの紫外線照射処理が、正極と
負極とをセパレータを介して対向させる直前に施されて
いる請求項１記載のリチウムイオン非水電解液二次電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10144339A JPH11339852A (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | リチウムイオン非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10144339A JPH11339852A (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | リチウムイオン非水電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11339852A true JPH11339852A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=15359818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10144339A Pending JPH11339852A (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | リチウムイオン非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11339852A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002095844A1 (en) * | 2001-05-23 | 2002-11-28 | Kokam Engineering Co., Ltd. | Lamination apparatus for automated manufacturing system of lithium secondary battery |
| WO2011126047A1 (ja) * | 2010-04-06 | 2011-10-13 | 住友電気工業株式会社 | セパレータ製造方法、溶融塩電池の製造方法、セパレータ及び溶融塩電池 |
| WO2016152265A1 (ja) * | 2015-03-23 | 2016-09-29 | Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 | リチウムイオン二次電池用セパレータおよびリチウムイオン二次電池 |
| CN108392962A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-08-14 | 长沙理工大学 | 一种锂电池电池液专用分离器 |
-
1998
- 1998-05-26 JP JP10144339A patent/JPH11339852A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002095844A1 (en) * | 2001-05-23 | 2002-11-28 | Kokam Engineering Co., Ltd. | Lamination apparatus for automated manufacturing system of lithium secondary battery |
| US6997228B2 (en) | 2001-05-23 | 2006-02-14 | Eagelpicher Kokam Co., Ltd. | Lamination apparatus for automated manufacturing system of lithium secondary battery |
| WO2011126047A1 (ja) * | 2010-04-06 | 2011-10-13 | 住友電気工業株式会社 | セパレータ製造方法、溶融塩電池の製造方法、セパレータ及び溶融塩電池 |
| US8685571B2 (en) | 2010-04-06 | 2014-04-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for producing separator, method for producing molten salt battery, separator, and molten salt battery |
| JP5712928B2 (ja) * | 2010-04-06 | 2015-05-07 | 住友電気工業株式会社 | セパレータ製造方法、溶融塩電池の製造方法、セパレータ及び溶融塩電池 |
| WO2016152265A1 (ja) * | 2015-03-23 | 2016-09-29 | Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 | リチウムイオン二次電池用セパレータおよびリチウムイオン二次電池 |
| US10637026B2 (en) | 2015-03-23 | 2020-04-28 | Envision Aesc Energy Devices, Ltd. | Separator for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery |
| CN108392962A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-08-14 | 长沙理工大学 | 一种锂电池电池液专用分离器 |
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