JPS61232560A - リチウム電池 - Google Patents
リチウム電池Info
- Publication number
- JPS61232560A JPS61232560A JP60074026A JP7402685A JPS61232560A JP S61232560 A JPS61232560 A JP S61232560A JP 60074026 A JP60074026 A JP 60074026A JP 7402685 A JP7402685 A JP 7402685A JP S61232560 A JPS61232560 A JP S61232560A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- melting point
- battery
- point material
- separator
- low melting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/44—Fibrous material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
- H01M50/417—Polyolefins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
この発明はリチウム電池に関し、詳しくは、セパレータ
の素材繊維の特性を改良してショート時における電池の
安全性向上を図ったリチウム電池に関するものである。
の素材繊維の特性を改良してショート時における電池の
安全性向上を図ったリチウム電池に関するものである。
〈従来の技術〉
リチウム電池では金属リチウムを負極に用いているので
電解液としてアルカリ電池のようなアルカリ電解液はリ
チウムと反応するから使用できず、プロピレンカーボネ
ー１〜ヤγ−ブチロラクトン等の非水の有機溶媒にイオ
ン導電性をもたせるために過塩素酸リチウム等のアルカ
リ金属塩を電解質として溶かしてなる非水の有機電解液
が用いられている。そして、この種の電解質の常温付近
での導電率はアルカリ電解液等に使用される水溶液系電
解質に比べて１〜２桁程度低く放電電流密度の増大が難
しい。このため、スパイラル型などの人出ノコ用リチウ
ム電池では負極や正極合剤をシート状に成形し、ポリプ
ロピレン不織布等からなるセパレータを介して渦巻状に
巻回するなどして電極面積を拡大する構造を採っている
。
電解液としてアルカリ電池のようなアルカリ電解液はリ
チウムと反応するから使用できず、プロピレンカーボネ
ー１〜ヤγ−ブチロラクトン等の非水の有機溶媒にイオ
ン導電性をもたせるために過塩素酸リチウム等のアルカ
リ金属塩を電解質として溶かしてなる非水の有機電解液
が用いられている。そして、この種の電解質の常温付近
での導電率はアルカリ電解液等に使用される水溶液系電
解質に比べて１〜２桁程度低く放電電流密度の増大が難
しい。このため、スパイラル型などの人出ノコ用リチウ
ム電池では負極や正極合剤をシート状に成形し、ポリプ
ロピレン不織布等からなるセパレータを介して渦巻状に
巻回するなどして電極面積を拡大する構造を採っている
。
ところで、以上のような渦巻状電極構造を有するスパイ
ラル型などのリチウム電池では電池内の活物質収納量増
大を図るために電極間のセパレータ厚を簿くせざるを得
ず、このためにセパレータが破れ易くなり、撮動等によ
り電池が内部ショートし易く、ショート時には高電流が
流れ、それに伴い電池温度が１４０〜１５０℃、電池種
類によっては１７０℃ぐらいまで上昇し、爆発を引き起
こしたり、電池内部の非水電解液が高温で吹き出したり
する危険性が高い。
ラル型などのリチウム電池では電池内の活物質収納量増
大を図るために電極間のセパレータ厚を簿くせざるを得
ず、このためにセパレータが破れ易くなり、撮動等によ
り電池が内部ショートし易く、ショート時には高電流が
流れ、それに伴い電池温度が１４０〜１５０℃、電池種
類によっては１７０℃ぐらいまで上昇し、爆発を引き起
こしたり、電池内部の非水電解液が高温で吹き出したり
する危険性が高い。
このような不都合を防止するため、従来のリチウム電池
では、ポリプロピレンの多孔性フィルムとポリプロピレ
ン不織布を多層にして用いることでセパレータの強度を
上げまた電極間距離をとり、内部ショートそのものを起
こさない椙成とする手段、あるいは、ポリプロピレン不
織布をポリエチレンの分散液（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ＞
中に浸漬し乾燥してポリプロピレン繊維の表面にポリエ
チレン粉末粒子を付着させた状態とし、ショート時に電
池温度が上がった時に不織布表面のポリエチレン粉末粒
子を溶融させてセパレータ内のイオン通路を減少させ、
内部抵抗を上げて短絡電流値を下げる手段などが用いら
れている。
では、ポリプロピレンの多孔性フィルムとポリプロピレ
ン不織布を多層にして用いることでセパレータの強度を
上げまた電極間距離をとり、内部ショートそのものを起
こさない椙成とする手段、あるいは、ポリプロピレン不
織布をポリエチレンの分散液（ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ＞
中に浸漬し乾燥してポリプロピレン繊維の表面にポリエ
チレン粉末粒子を付着させた状態とし、ショート時に電
池温度が上がった時に不織布表面のポリエチレン粉末粒
子を溶融させてセパレータ内のイオン通路を減少させ、
内部抵抗を上げて短絡電流値を下げる手段などが用いら
れている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかしながら、セパレータとしてポリプロピレンの多孔
性フィルムとポリプロピレン不織布との多層材を用いた
場合、正極端子と負極端子との間が短絡する等の外部要
因によるショー１一時には殆んど対応できず、また、セ
パレータ自体の抵抗値が大きくなるので、初期電流がと
れなくなり、大電流での放電が困難になるという問題が
おる。また、ポリエチレン粉末粒子を付着させた構造の
ものは、不織布製造後に上記の如き浸漬及び乾燥工程を
要し、工程数の増加により電池コストが大となり、また
、分散液の濃度によりセパレータへのポリエチレン粉末
粒子の付＠量が変動し、これに伴ってセパレータの抵抗
値も変化するため、工程管理が煩雑となり、信頼性が不
十分となる等の問題がある。
性フィルムとポリプロピレン不織布との多層材を用いた
場合、正極端子と負極端子との間が短絡する等の外部要
因によるショー１一時には殆んど対応できず、また、セ
パレータ自体の抵抗値が大きくなるので、初期電流がと
れなくなり、大電流での放電が困難になるという問題が
おる。また、ポリエチレン粉末粒子を付着させた構造の
ものは、不織布製造後に上記の如き浸漬及び乾燥工程を
要し、工程数の増加により電池コストが大となり、また
、分散液の濃度によりセパレータへのポリエチレン粉末
粒子の付＠量が変動し、これに伴ってセパレータの抵抗
値も変化するため、工程管理が煩雑となり、信頼性が不
十分となる等の問題がある。
〈問題点を解決するための手段〉
以上の問題点に鑑みなされたこの発明のリチウム電池は
、断面において高融点材料と低融点−材料との二重構造
を有する複合繊維からなる不織布をセパレータとして用
いたことを要旨とする。
、断面において高融点材料と低融点−材料との二重構造
を有する複合繊維からなる不織布をセパレータとして用
いたことを要旨とする。
上記低融点材料としてはポリエチレン（融点１２０〜１
３０℃〉等の電池温度上昇時、電池が爆発したり非水電
解液が吹き出したりする以前の温度で溶けるものを用い
る。また高融点材料は低融点材料溶融において適度の強
度をもち、セパレータの強度保持材として機能するもの
である。
３０℃〉等の電池温度上昇時、電池が爆発したり非水電
解液が吹き出したりする以前の温度で溶けるものを用い
る。また高融点材料は低融点材料溶融において適度の強
度をもち、セパレータの強度保持材として機能するもの
である。
く作 用〉
上記の如きセパレータを用いることで、ショート時電池
温度が上昇した場合でも爆発等の発生以前に複合繊維中
の低融点材料が溶け、この結果、セパレータの抵抗が大
となり短絡電流値を下げる。
温度が上昇した場合でも爆発等の発生以前に複合繊維中
の低融点材料が溶け、この結果、セパレータの抵抗が大
となり短絡電流値を下げる。
〈実施例〉
第１図（八）、 （Ｂ）はセパレータに用いられる複合
繊維の例を示したもので、複合繊維１は断面において中
心にポリプロピレンの如き高融点材料２を、また高融点
材料２の外層に同心円状にポリエチレンの如き低融点材
料を一体に有してなるものでおる。また、複合繊維４は
同様の高融点材料５の片側に低融点材料６を配して一体
化させてなるものである。これらの複合繊維１゜４は例
えばこれらの高融点、低融点（Ａ料２，３゜５．６を用
いた押出成形により作られたものである。
繊維の例を示したもので、複合繊維１は断面において中
心にポリプロピレンの如き高融点材料２を、また高融点
材料２の外層に同心円状にポリエチレンの如き低融点材
料を一体に有してなるものでおる。また、複合繊維４は
同様の高融点材料５の片側に低融点材料６を配して一体
化させてなるものである。これらの複合繊維１゜４は例
えばこれらの高融点、低融点（Ａ料２，３゜５．６を用
いた押出成形により作られたものである。
次に、高融点材料、低融点材料としてそれぞれポリプロ
ピレン、ポリエチレンを用いた複合繊維によって作った
不織布をセパレータとしてＬＲ６（単３スパイラル）型
リチウム電池を作り、このリチウム電池をショートさせ
た場合の短絡電流（Ａ）、電池温度（°Ｃ）の変化を第
２図（Ａ）、 （Ｂ）に本発明品Ｉとして示す。尚、比
較のため、セパレータとして、ポリプロピレンの多孔性
フィルムとポリプロピレン不織布を多層としたちの〈従
来品■）、ポリエチレン粉末粒子の分散液による処理を
施したもの（従来品■）、あるいはポリプロピレン繊維
だけで作った不織布（従来品ＩＶ ）をそれぞれ用いた
以外は同様なリチウム電池を作り、同じくショー１〜さ
せた場合の短絡電流、電池温度の変化を同じく第２図（
Ａ）、 （Ｂ）に示す。
ピレン、ポリエチレンを用いた複合繊維によって作った
不織布をセパレータとしてＬＲ６（単３スパイラル）型
リチウム電池を作り、このリチウム電池をショートさせ
た場合の短絡電流（Ａ）、電池温度（°Ｃ）の変化を第
２図（Ａ）、 （Ｂ）に本発明品Ｉとして示す。尚、比
較のため、セパレータとして、ポリプロピレンの多孔性
フィルムとポリプロピレン不織布を多層としたちの〈従
来品■）、ポリエチレン粉末粒子の分散液による処理を
施したもの（従来品■）、あるいはポリプロピレン繊維
だけで作った不織布（従来品ＩＶ ）をそれぞれ用いた
以外は同様なリチウム電池を作り、同じくショー１〜さ
せた場合の短絡電流、電池温度の変化を同じく第２図（
Ａ）、 （Ｂ）に示す。
第２図（八）、 （Ｂ）から明らかなように、本発明品
Ｉはショート時、電池温度が低融点材料であるポリエチ
レンの融点（約１２０〜１３０’Ｃ）に達した時点でセ
パレータの抵抗増大により短絡電流が急激に低下し、電
池温度も速やかに下がることがわかる。
Ｉはショート時、電池温度が低融点材料であるポリエチ
レンの融点（約１２０〜１３０’Ｃ）に達した時点でセ
パレータの抵抗増大により短絡電流が急激に低下し、電
池温度も速やかに下がることがわかる。
〈発明の効果〉
この発明のリチウム電池は以上のような複合繊維からな
る不織布をセパレータとするものであり、ショート時電
池温度が上昇した場合でも爆発等の発生以前にセパレー
タを構成する複合繊維中の低融点材料が溶け、この結果
、セパレータの抵抗が増大するので短絡電流値が下がり
、電池温度が速やかに低下するので、ショー１〜時にお
ける爆発等の発生を防止し、電池の安全性向上を図れる
という優れた効果を奏する。
る不織布をセパレータとするものであり、ショート時電
池温度が上昇した場合でも爆発等の発生以前にセパレー
タを構成する複合繊維中の低融点材料が溶け、この結果
、セパレータの抵抗が増大するので短絡電流値が下がり
、電池温度が速やかに低下するので、ショー１〜時にお
ける爆発等の発生を防止し、電池の安全性向上を図れる
という優れた効果を奏する。
第１図（Ａ）、 （Ｂ）はこの発明のリチウム電池のセ
パレータに用いる複合繊維の例を示した断面図、第２図
（Ａ）、 （Ｂ）はショート時におけるこの発明の実施
例及び従来例の短絡電流、電池温度の変化を示したグラ
フである。 １．４・・・複合繊維、２，５・・・高融点材料、３．
６・・・低融点材料。
パレータに用いる複合繊維の例を示した断面図、第２図
（Ａ）、 （Ｂ）はショート時におけるこの発明の実施
例及び従来例の短絡電流、電池温度の変化を示したグラ
フである。 １．４・・・複合繊維、２，５・・・高融点材料、３．
６・・・低融点材料。
Claims (1)
- １、断面において高融点材料と低融点材料との二重構造
を有する複合繊維からなる不織布をセパレータとして用
いたことを特徴とするリウム電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60074026A JPS61232560A (ja) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | リチウム電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60074026A JPS61232560A (ja) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | リチウム電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61232560A true JPS61232560A (ja) | 1986-10-16 |
Family
ID=13535202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60074026A Pending JPS61232560A (ja) | 1985-04-08 | 1985-04-08 | リチウム電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61232560A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4973532A (en) * | 1989-04-05 | 1990-11-27 | Hoechst Celanese Corporation | Battery separator with integral thermal fuse |
| WO2011033975A1 (ja) * | 2009-09-16 | 2011-03-24 | 株式会社クラレ | 非水系電池用セパレータ及びそれを用いた非水系電池、ならびに非水系電池用セパレータの製造方法 |
| WO2013132738A1 (ja) * | 2012-03-06 | 2013-09-12 | パナソニック株式会社 | 非水電解質二次電池用セパレータ、それを用いた非水電解質二次電池、及びそれらの製造方法 |
| KR20130120113A (ko) * | 2012-04-25 | 2013-11-04 | 주식회사 엘지화학 | 코어-시스 복합섬유로 이루어진 다공성 부직포 기재를 포함하는 분리막, 및 이를 포함하는 전기화학 소자 |
| US9023534B2 (en) | 2005-07-29 | 2015-05-05 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | Polyamide imide fiber, non-woven fabric composed of the fiber, process for manufacture of the non-woven fabric, and separator for electronic component |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS564013A (en) * | 1979-06-26 | 1981-01-16 | Ricoh Co Ltd | Device for detecting failure in mounting recording paper in cylinder scanning type recording device |
-
1985
- 1985-04-08 JP JP60074026A patent/JPS61232560A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
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| JPWO2013132738A1 (ja) * | 2012-03-06 | 2015-07-30 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 非水電解質二次電池用セパレータ、それを用いた非水電解質二次電池、及びそれらの製造方法 |
| US9825268B2 (en) | 2012-03-06 | 2017-11-21 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Separator for nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery utilizing same, and manufacturing methods of same |
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