WO2015136722A1 - リチウムイオン電池、及びこれを用いた電子機器 - Google Patents

リチウムイオン電池、及びこれを用いた電子機器 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a lithium ion battery in which a laminate of an electrode sheet and a separator impregnated with a non-aqueous electrolyte solution is sealed in an airtight container, and particularly an increase in internal pressure due to gas components such as CO and CO 2 generated inside the battery.
  • the present invention relates to a lithium ion battery having a suppressing function.
  • the present invention also relates to an electronic device using the lithium ion battery.
  • lithium ion battery In recent years, large capacity, high output type lithium ion batteries have been put into practical use. This lithium ion battery is required to have higher safety and stability than conventional secondary batteries because of its high capacity and high output.
  • a positive electrode body and a negative electrode body are sealed in an airtight container together with an electrolyte solution, lithium ions in the electrolyte solution are responsible for electrical conduction, and a laminate of an electrode sheet and a separator is formed into a square shape. In this case, it is formed in a sandwich shape, and in the case of a cylindrical shape, it is formed in a roll shape.
  • electrolyte solution is inject
  • a nonaqueous electrolytic solution containing ethylene carbonate or the like is used as the electrolytic solution used in the lithium ion battery.
  • it is effective to increase the usable voltage. Therefore, carbonate-based electrolytes that can be charged and discharged at a particularly high voltage are widely used.
  • Patent Documents 1 to 3 disclose a technique of adding an additive for reducing the generation of gas in an electrolytic solution.
  • Patent Document 4 proposes an electric double layer capacitor having a structure in which CO 2 is absorbed by an absorbent mainly composed of a hydroxide such as lithium hydroxide.
  • Patent Documents 1 to 3 have a problem that the effect of suppressing the generation of gases such as CO and CO 2 is not sufficient.
  • the technique described in Patent Document 4 has a certain amount of absorption effect such as CO 2, but has a problem in that CO absorptivity cannot be expected.
  • an alkali hydroxide such as lithium hydroxide
  • alkali hydroxide reacts with CO 2 , moisture may be generated and corrosivity may increase.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and has a function of absorbing a gas component such as CO or CO 2 generated inside the battery when used abnormally or for a long period of time, and has excellent performance maintaining characteristics.
  • An object is to provide a battery.
  • an object of this invention is to provide the electronic device excellent in safety incorporating this lithium ion.
  • the present invention includes a laminate of a positive electrode, a negative electrode, and a separator impregnated with a non-aqueous electrolyte solution enclosed in an airtight container, and lithium ions in the non-aqueous electrolyte solution are electrically charged.
  • a lithium ion battery responsible for conduction wherein the airtight container is filled with CO and a CO 2 adsorbent (Invention 1).
  • the CO and CO 2 adsorbents absorb gas components such as CO and CO 2 quickly and with a high absorption rate. It is possible to alleviate deformation of the hermetic container accompanying an increase in internal pressure due to the generation of these gas components, such as during an abnormality, and to suppress an increase in the internal resistance of the battery.
  • the CO and CO 2 adsorbent is preferably an electrically insulating properties of the gas-liquid separation membrane is isolated from the said non-aqueous electrolyte solution (invention 2).
  • gas components such as CO and CO 2 generated from a lithium ion battery and a non-aqueous electrolyte are separated by a gas-liquid separation membrane, and CO and CO 2 adsorbents are disposed on the gas component side.
  • gas components such as CO and CO 2 can be selectively absorbed, and the reduction of the non-aqueous electrolyte can be minimized.
  • a decrease in the capacity of the lithium ion battery can be suppressed.
  • the non-aqueous electrolyte and the CO and CO 2 adsorbent are not in direct contact, it is possible to maintain the gas absorption performance of the CO and CO 2 adsorbent.
  • the CO and CO 2 adsorbents are preferably organic materials, inorganic materials, or organic-inorganic composite materials (Invention 3).
  • these CO and CO 2 adsorbents absorb gas components such as CO and CO 2 quickly and with a high absorption rate.
  • the deformation of the hermetic container accompanying the increase in internal pressure due to the gas component can be mitigated, and the increase in the internal resistance of the battery can be suppressed.
  • the CO and CO 2 adsorbents are preferably inorganic porous materials, carbon-based materials, organic host compounds, porous organometallic composite materials, or basic materials ( Invention 4).
  • the CO and CO 2 adsorbent is preferably zeolite (Invention 5).
  • these CO and CO 2 adsorbents absorb gas components such as CO and CO 2 quickly and with a high absorption rate.
  • gas components such as CO and CO 2 quickly and with a high absorption rate.
  • the deformation of the hermetic container due to the increase in internal pressure due to these gas components can be mitigated, and an increase in the internal resistance of the battery can be suppressed.
  • the lithium ion battery can be made compact.
  • the CO and CO 2 adsorbents preferably have a specific surface area of 100 to 3000 m 2 / g (Invention 6).
  • invention 6 a sufficient contact area between the CO and CO 2 adsorbent and gas components such as CO and CO 2 can be ensured, so that a high absorption rate can be maintained.
  • the CO and CO 2 adsorbents preferably have a pore diameter of 3 to 10 cm (Invention 7).
  • the CO and CO 2 adsorbent can capture gas components such as CO and CO 2 in the pores and absorb these gases more rapidly.
  • the CO and CO 2 adsorbent have an elemental composition ratio of Si / Al ratio in the range of 1 to 5 (Invention 8).
  • the CO and CO 2 adsorbents can be zeolites of A type, X type or LSX type (Invention 9).
  • the CO and CO 2 adsorbents are preferably LSX type zeolite ion-exchanged with Li (Invention 10).
  • the CO and CO 2 adsorbent is preferably an ion exchanged type A zeolite Ca (invention 11).
  • the present invention provides an electronic device characterized by incorporating the lithium ion battery according to any one of Inventions 1 to 101 (Invention 12).
  • the deformation of the battery container is suppressed by reducing the amount of gas such as CO and CO 2 generated by the decomposition of the non-aqueous electrolyte while suppressing the capacity reduction of the lithium ion battery. It can be set as the electronic device which excluded the bad influence by an ion battery.
  • the battery container of the lithium ion battery is filled with CO and a CO 2 adsorbent, CO generated in a large amount among gases generated from the non-aqueous electrolyte used in the lithium ion battery. , CO 2 can be reduced, and a lithium ion battery having a high performance maintenance rate can be obtained.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a lithium ion battery of this embodiment.
  • a lithium ion battery E includes a positive electrode terminal 1 and a negative electrode terminal 2, a battery case (housing) 3 as an airtight container, and an explosion-proof valve (as shown in FIG.
  • the electrode body 10 is housed inside the battery case 3.
  • the electrode body 10 has a positive electrode current collector 11 and a positive electrode plate 12, and a negative electrode current collector 13 and a negative electrode plate 14.
  • the positive electrode plate 12 and the negative electrode plate 14 are separators, respectively. 15 is laminated.
  • the positive terminal 1 is electrically connected to the positive electrode plate 12, and the negative terminal 2 is electrically connected to the negative electrode plate 14.
  • the battery case 3 as a housing is, for example, a square battery tank can made of aluminum or stainless steel, and has airtightness.
  • the positive electrode plate 12 is a current collector in which a positive electrode mixture is held on both surfaces.
  • the current collector is an aluminum foil having a thickness of about 20 ⁇ m
  • the paste-like positive electrode mixture is polyvinylidene fluoride as a binder to lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), which is a lithium-containing oxide of a transition metal.
  • acetylene black as a conductive material are added and kneaded.
  • the positive electrode plate 12 is obtained by applying this paste-like positive electrode mixture on both sides of the aluminum foil, followed by drying, rolling, and cutting into a strip.
  • the negative electrode plate 14 is a current collector in which a negative electrode mixture is held on both sides.
  • the current collector is a copper foil having a thickness of 10 ⁇ m
  • the paste-like negative electrode mixture is obtained by kneading after adding polyvinylidene fluoride as a binder to graphite powder.
  • the negative electrode plate 14 is obtained by applying the paste-like negative electrode mixture on both sides of the copper foil, followed by drying, rolling, and cutting into strips.
  • a porous film is used as the separator 15.
  • the separator 15 can be a polyethylene microporous film.
  • non-aqueous organic electrolytes having lithium ion conductivity are preferable.
  • cyclic carbonates such as propylene carbonate (PC) and ethylene carbonate (EC), and dimethyl carbonate (
  • a mixed solution with a chain carbonate such as DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), or diethyl carbonate (DEC) is preferable.
  • a lithium salt such as lithium hexafluorophosphate is dissolved as an electrolyte. .
  • CO and CO 2 adsorbents are installed in the gaps in the battery case (housing) 3 of the lithium ion battery E.
  • the CO and CO 2 adsorbent need only have a function of adsorbing CO and / or CO 2 generated by the decomposition of the electrolytic solution, and acts only on one of the specific gases. Also good. Moreover, even those that physically adsorb gas components such as CO and CO 2 inside pores, or those that enclose gas components such as CO and CO 2 due to the influence of intermolecular interaction and crystal lattice gaps. Good.
  • CO and CO 2 adsorbent used in the present embodiment include inorganic materials such as inorganic porous materials, organic materials such as carbon materials, organic host compounds, and porous organometallic composite materials.
  • Inorganic porous materials include porous silica, metal porous structure, calcium silicate, magnesium silicate, magnesium metasilicate aluminate, zeolite, activated alumina, titanium oxide, apatite, porous glass, magnesium oxide, aluminum silicate Etc. are suitable.
  • granular activated carbon As the carbon-based material, granular activated carbon, fibrous activated carbon, sheet activated carbon, graphite, carbon nanotube, fullerene, nanocarbon and the like are suitable.
  • organic host compounds include ⁇ -cyclodextrin, ⁇ -cyclodextrin, ⁇ -cyclodextrin, calixarenes, urea, deoxycholic acid, cholic acid, 1,1,6,6-tetraphenylhexa-2,4- Acetylene alcohols such as diyne-1,6-diol, bisphenols such as 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane, tetrakisphenols such as 1,1,2,2-tetrakis (4-hydroxyphenyl) ethane , Naphthols such as bis- ⁇ -naphthol, carboxylic acid amides such as bis (dicyclohexylamide) diphenate, hydroquinones such as 2,5-di-t-butylhydroquinone, chitin, chitosan and the like are preferable.
  • organic host compounds may be used alone or in combination of two or more.
  • the organic host compound described above can also be used as an organic-inorganic composite material supported on an inorganic porous material.
  • porous material supporting the organic host compound include silica, zeolites, activated carbons, intercalation compounds such as clay minerals and montmorillonites, but are not limited thereto. Absent.
  • Porous organometallic complexes include metal-organic frameworks (MOF), porous organometallic complex compounds, organic carboxylates, organoboron compounds, organophosphorus compounds, organoaluminum compounds, organotitanium compounds, organosilicon compounds, and organic compounds.
  • MOF metal-organic frameworks
  • Zinc compounds, organomagnesium compounds, organoindium compounds, organotin compounds, organotellurium compounds, organogallium compounds, and the like are suitable.
  • CO and CO 2 adsorbents may be used alone or in combination of two or more materials, but zeolite is particularly effective.
  • the CO and CO 2 adsorbents as described above preferably have a specific surface area of 100 to 3000 m 2 / g.
  • the specific surface area is less than 100 m 2 / g, the contact area with gas components such as CO and CO 2 is small, and sufficient adsorption performance cannot be exhibited.
  • the specific surface area exceeds the 3000 m 2 / g CO, not only can not be obtained the effect of improving the adsorption performance of the CO 2, is not preferable because the mechanical strength of the CO and CO 2 adsorbent is lowered.
  • the CO and CO 2 adsorbents preferably have a pore diameter of 3 to 10 mm.
  • the pore volume is less than 3 mm, it is difficult for gas components such as CO and CO 2 to enter the pores.
  • the pore volume exceeds 10 kg, the adsorption power of CO and CO 2 becomes weak, and it is not possible to adsorb the finest in the pores, resulting in a decrease in the amount of adsorption, which is not preferable.
  • the CO and CO 2 adsorbents are zeolites
  • they it is preferable to use those having an elemental composition ratio of Si / Al ratio in the range of 1-5.
  • Zeolite having a Si / Al ratio of less than 1 is structurally unstable.
  • zeolite having a Si / Al ratio of more than 5 is not preferable because the cation content is low and the adsorption amount of CO and CO 2 is reduced.
  • zeolite of A type, X type or LSX type is preferable to use as the zeolite.
  • LSX type or A type zeolite in which the cation part of the zeolite is ion-exchanged with Li, and A type zeolite in which the cation part of the zeolite is ion-exchanged with Ca are preferable, and more preferably the A type zeolite in which the cation part is ion-exchanged with Ca.
  • the CO and CO 2 adsorbents housed in the battery case 3 may absorb moisture due to the humidity in the atmosphere in the assembly stage of the lithium ion battery. And, when zeolite absorbs moisture, the absorption performance of CO and CO 2 is greatly reduced, and the absorption performance of CO and CO 2 is difficult to recover completely even after regeneration by heating and drying. is there.
  • the A-type zeolite ion-exchanged with Ca can regenerate the water absorption performance by expelling the moisture by heating after containing moisture, and a lithium ion battery with improved durability can be obtained. It is suitable for.
  • the chlorine-based material include metal carbonates such as potassium carbonate, sodium carbonate, and calcium carbonate, metal bicarbonates such as sodium bicarbonate, magnesium bicarbonate, and calcium bicarbonate, magnesium hydroxide, water Examples thereof include alkaline hydroxides such as sodium oxide and calcium hydroxide, other alkaline minerals, organic substances, and porous materials.
  • the water absorbent In order to suppress the performance of the gas absorbent from being deteriorated by moisture, about 25 to 75 volume% of the water absorbent can be blended with 100 volume% of the CO and CO 2 adsorbent.
  • zeolite such as molecular sieve, silica gel, activated alumina, calcium chloride, diphosphorus pentoxide, and the like can be used, but molecular sieve is preferable because it is porous and has a large amount of absorption.
  • the CO and CO 2 adsorbents are separated by a gas-liquid separation membrane so that the non-aqueous electrolyte and the CO and CO 2 adsorbents do not come into direct contact rather than filling the battery case (casing) 3 as it is. It is preferable to install it separately.
  • gas-liquid separation membrane gas components such as CO and CO 2 generated from the lithium ion battery permeate the gas-liquid separation membrane. Since the liquid non-aqueous electrolyte does not permeate, gas components such as CO and CO 2 can be selectively absorbed, and the reduction of the non-aqueous electrolyte can be minimized.
  • action is demonstrated about the lithium ion battery which has the structure mentioned above.
  • the non-aqueous electrolyte contained in the lithium ion battery E is decomposed, and gas components such as CO and CO 2 are generated.
  • gas components such as CO and CO 2 may cause an increase in internal pressure of the battery case (housing) 3
  • CO and CO 2 adsorbents are placed in the battery case (housing) 3. since the arrangement, CO, CO 2 is not be excessively increased inner pressure of the battery case (housing) 3 is absorbed. As a result, it is possible to improve the safety and extend the life of the lithium ion battery.
  • the lithium ion battery E may have a cylindrical shape, and further, a lithium ion battery may be separately housed in a battery case that can accommodate the lithium ion battery, and a gas absorbing material may be provided in the battery case.
  • Example 1 Using CO 2 and CO 2 adsorbents, Li ion-exchanged LSX type zeolite was used to measure the equilibrium adsorption amounts of CO 2 and CO at 25 ° C. and 760 mmHg by a nitrogen adsorption method. As a result, the CO 2 adsorption amount was 130 mL / g, and the CO adsorption amount was 52 mL / g.
  • Example 2 Using CO-exchanged X-type zeolite as the CO and CO 2 adsorbent, the equilibrium adsorption amounts of CO 2 and CO at 25 ° C. and 760 mmHg were measured by a nitrogen adsorption method. As a result, the CO 2 adsorption amount was 130 mL / g, and the CO adsorption amount was 38 mL / g.
  • Example 3 As the CO and CO 2 adsorbent, X-type zeolite subjected to Na ion exchange was used, and the equilibrium adsorption amount of CO 2 and CO at 25 ° C. and 760 mmHg was measured by a nitrogen adsorption method. As a result, the CO 2 adsorption amount was 132 mL / g, and the CO adsorption amount was 27 mL / g.
  • Example 4 Using CO-exchanged A-type zeolite as the CO and CO 2 adsorbent, the equilibrium adsorption amounts of CO 2 and CO at 25 ° C. and 760 mmHg were measured by a nitrogen adsorption method. As a result, the CO 2 adsorption amount was 105 mL / g, and the CO adsorption amount was 31 mL / g.
  • Example 5 As CO and CO 2 adsorbents, A-type zeolite subjected to Na ion exchange was used, and the equilibrium adsorption amounts of CO 2 and CO at 25 ° C. and 760 mmHg were measured by a nitrogen adsorption method. As a result, the CO 2 adsorption amount was 70 mL / g, and the CO adsorption amount was 19 mL / g.
  • Example 7 Using CO 2 -exchanged ZSM-5 type zeolite as the CO and CO 2 adsorbent, the equilibrium adsorption amount of CO 2 and CO at 25 ° C. and 760 mmHg was measured by a nitrogen adsorption method. As a result, the CO 2 adsorption amount was 56 mL / g, and the CO adsorption amount was 10 mL / g.
  • Example 8 to 12 Reactivity test with electrolyte
  • the reactivity test between various zeolites and electrolytes was performed according to the following procedure.
  • an electrolytic solution a mixed solution in which propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), and diethyl carbonate (DEC) were mixed at a ratio of 1: 1: 1 was prepared.
  • a sample (various zeolites shown in Table 1) was placed in a 50 mL gas collection bottle, connected to a vacuum pump, evacuated for 3 minutes, and then sealed in a vacuum state.
  • 10 mL of electrolyte solution was added with a syringe from the septum cap of this gas collection bottle in a dry nitrogen atmosphere, and the presence or absence of heat generation and generation of bubbles was confirmed.
  • the gas collection bottle was opened in the dry nitrogen atmosphere, and the gas inside the gas collection bottle was analyzed by a gas chromatograph (GC) to confirm the presence or absence of carbon dioxide and ethylene. .
  • GC gas chromatograph
  • Table 1 also shows the results of measuring the amount of CO 2 adsorbed at 25 ° C. and 760 mmHg for each sample of Examples 8 to 12.
  • the adsorption amount of CO 2 was measured by the following reduced pressure test method.
  • Equipment used ⁇ a> Vacuum desiccator (volume 1.37L)
  • B> Vacuum pump ⁇ c> Pressure vessel (same volume as vacuum desiccator, with pressure gauge)
  • Pressure sensor It can display reduced pressure and is attached to the vacuum desiccator of ⁇ a>.
  • E> Data logger ⁇ f> Petri dish (made of metal) ⁇ G> CO 2 gas ⁇ h> electronic balance
  • the adsorption amount of CO 2 gas when the vessel 1.37L had been filled with CO 2 gas, considering when half the CO 2 gas is absorbed, CO 2 gas 685mL absorption It will be done.
  • the value of the pressure sensor is intermediate between the vacuum and the atmospheric pressure (101.3 / 2 kPa), that is, 50, 56 kPa, so the CO 2 gas absorption amount is y (mL),
  • Example 8 (Ca ion-exchanged A-type zeolite) and Example 10 (Li ion-exchanged A-type zeolite) had excellent carbon dioxide adsorption ability and poor reactivity with the electrolyte. .
  • the zeolites of Examples 9, 11 and 12 were excellent in carbon dioxide adsorption ability, but reacted with the electrolytic solution to generate heat, bubbles, gas and the like. From these results, it was found that Ca ion exchange A-type zeolite and Li ion exchange A-type zeolite are more suitable for lithium ion batteries.
  • Example 13 (Confirmation test of regeneration characteristics after moisture absorption) Using Ca ion-exchanged A-type zeolite (Example 13) and Li-ion-exchanged A-type zeolite (Example 14) for which favorable results were obtained in Examples 8 to 12 above, 5 mm thick each on stainless steel bats It was laid down to the extent and the accurate mass was measured with an electronic balance. This sample was left in a constant temperature bath at 25 ° C. and 50% RH for 12 hours or more until it was confirmed that the sample weight had increased by 10% or more, and was humidified.
  • Example 13 using a Ca ion-exchange A-type zeolite compared to Example 14 using the Li ion-exchange A-type zeolite, the initial CO 2 adsorption amount is high, after regeneration CO 2 The adsorption capacity was almost recovered. On the other hand, in Example 14, the recovery of the CO 2 adsorption capacity after regeneration was slight. Further, the zeolite is found to lose nearly CO 2 adsorption capacity by humidification. From these facts, it was confirmed that Ca ion-exchanged A-type zeolite is suitable when importance is attached to the regenerating ability after humidification.
  • the lithium ion battery of the present invention as described above has a gas adsorbent that can absorb CO 2 and CO generated inside the battery and reduce its volume, thus greatly improving the safety of the lithium ion battery. And its industrial applicability is extremely large. Also, an electronic device incorporating such a lithium ion battery is excellent in safety.

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Abstract

　非水系電解液型リチウムイオン電池Ｅは、正極端子１及び負極端子２と、電池ケース３を有し、電池ケース３の内部に電極体１０を収納する。電極体１０は、正極集電体１１及び正極用電極板１２と、負極集電体１３及び負極用電極板１４とを有し、正極用電極板１２と負極用電極板１４は、それぞれセパレータ１５を介して積層した構造を有する。このリチウムイオン電池Ｅの電池ケース３内にＣＯ及びＣＯ２吸着材を設置する。この吸着材としては、ＬＳＸ型、Ｘ型又はＡ型のゼオライトを用いることができる。特に、ガス吸収材が水分を吸収してガス吸収性能が低下しても再生可能である点で、Ｃａでイオン交換されたＡ型のゼオライトが好ましい。本発明のリチウムイオン電池によれば、異常時や長期間の使用時に電池内部で発生するＣＯやＣＯ２などのガス成分による内圧上昇に伴う気密容器の変形を緩和することができる。

Description

リチウムイオン電池、及びこれを用いた電子機器
　本発明は、非水系電解液が含浸された電極シートとセパレータの積層体が気密容器内に封入されたリチウムイオン電池に関し、特に電池内部で発生するＣＯやＣＯ２などのガス成分による内圧上昇を抑制する機能を備えたリチウムイオン電池に関する。また、本発明は、このリチウムイオン電池を用いた電子機器に関する。
　近年、大容量、高出力タイプのリチウムイオン電池が実用化されている。このリチウムイオン電池は、大容量、高出力であるがゆえに従来の二次電池よりも高い安全性、安定性が求められる。
　このリチウムイオン電池は、正極体及び負極体が電解液とともに気密容器内に封入され、電解液中のリチウムイオンが電気伝導を担うものであり、電極シートとセパレータとの積層体を、角型の場合にはサンドイッチ状に、円筒型の場合にはロール状にそれぞれ形成し、集電体としての正極体及び負極体のリード部を各々の端子に接続する。そして、上述したような各種形態の積層体をそれぞれの対応する形状の気密容器に収容した後、気密容器の開口部から電解液を注入して積層体に電解液を含浸し、正極体及び負極体の先端を外部に露出した状態で電池容器を封入した構造を有するのが一般的である。
　上記リチウムイオン電池に用いられる電解液としては、炭酸エチレンなどを含有する非水系電解液が用いられるが、リチウムイオン電池のエネルギー密度を向上させるためには使用可能電圧を高めることが有効であることから、特に高い電圧で充放電可能な炭酸エステル系電解液が広く用いられている。
　このような非水系電解液を使用したリチウムイオン電池では、非水系電解液中に含まれる炭酸エステルが長期間の使用における充放電の繰り返し、過充電、あるいは短絡等の異常時の電池内部の温度上昇に起因して、劣化や電気分解をおこす。これにより電池内部でＣＯやＣＯ２などのガスが発生し、内圧が上昇して気密容器が変形し、内部抵抗が増大する等の不具合を生じる虞があった。そこで、これらのガスを吸収あるいは抑制するための技術が種々提案されている。
　このようなガスを吸収したり抑制したりするためのものとして、特許文献１～３には、電解液中にガスの発生を少なくするための添加剤を添加する技術が開示されている。また、特許文献４には、水酸化リチウムなどの水酸化物を主成分とする吸収材によりＣＯ２を吸収させる構造を有する電気二重層キャパシタが提案されている。
特開２００５－２３５５９１号公報 特開平０６－２６７５９３号公報 再表２０１０／１４７２３６号公報 特開２００３－１９７４８７号公報
　しかしながら、特許文献１～３に記載された電解液中に添加剤を添加する技術では、ＣＯやＣＯ２などのガスの発生の抑制効果が十分でない、という問題点がある。また、特許文献４に記載の技術では、ある程度のＣＯ２など吸収効果を有するが、ＣＯの吸収性が期待できないという問題点がある。また、水酸化リチウムなどのアルカリ水酸化物と非水系電解液とが接触すると、水酸化物が非水系電解液に溶解してしまう、という問題点がある。さらに、アルカリ水酸化物はＣＯ２と反応すると水分を生じて腐食性が増大する虞もある。
　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、異常時や長期間の使用時に電池内部で発生するＣＯやＣＯ２などのガス成分の吸収機能を有し、性能維持特性に優れたリチウムイオン電池を提供することを目的とする。また、本発明は、このリチウムイオンを内蔵した安全性に優れた電子機器を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、第一に本発明は、非水系電解液が含浸された正極と負極とセパレータの積層体が気密容器内に封入され、前記非水系電解液中のリチウムイオンが電気伝導を担うリチウムイオン電池であって、前記気密容器内にＣＯ及びＣＯ２吸着材が充填されていることを特徴とするリチウムイオン電池を提供する（発明１）。
　かかる発明（発明１）によれば、ＣＯ及びＣＯ２吸着材が、ＣＯやＣＯ２などのガス成分を迅速かつ高い吸収率で吸収するので、電池容量の減少を抑制しつつ、リチウムイオン電池の異常時などこれらのガス成分の発生による内圧上昇に伴う気密容器の変形を緩和し、電池の内部抵抗の増加を抑制することができる。
　上記発明（発明１）においては、前記ＣＯ及びＣＯ２吸着材が、電気絶縁性の気液分離膜により前記非水系電解液と隔離されているのが好ましい（発明２）。
　かかる発明（発明２）によれば、リチウムイオン電池から発生するＣＯ、ＣＯ２などのガス成分と、非水系電解液とを気液分離膜により分離し、ガス成分側にＣＯ及びＣＯ２吸着材を配置することにより、ＣＯやＣＯ２などのガス成分を選択的に吸収することができ、非水系電解液の減少を最小限に留めることができる。この結果、リチウムイオン電池の容量の低下を抑制することができる。さらに、非水系電解液とＣＯ及びＣＯ２吸着材とが直接接触しないので、ＣＯ及びＣＯ２吸着材のガス吸収性能を保持することも可能となる。
　上記発明（発明１，２）においては、前記ＣＯ及びＣＯ２吸着材が、有機系素材、無機系素材、または有機－無機複合素材であるのが好ましい（発明３）。
　かかる発明（発明３）によれば、これらのＣＯ及びＣＯ２吸着材は、ＣＯ、ＣＯ２などのガス成分を迅速に、かつ高い吸収率で吸収するので、リチウムイオン電池の異常時などこれらのガス成分による内圧上昇に伴う気密容器の変形を緩和し、電池の内部抵抗の増加を抑制することができる。
　上記発明（発明１～３）においては、前記ＣＯ及びＣＯ２吸着材が、無機多孔質材料、炭素系材料、有機ホスト化合物、多孔質有機金属複合材料、または塩基性材料であるのが好ましい（発明４）。特に、前記ＣＯ及びＣＯ２吸着材が、ゼオライトであるのが好ましい（発明５）。
　かかる発明（発明４，５）によれば、これらのＣＯ及びＣＯ２吸着材は、ＣＯ、ＣＯ２などのガス成分を迅速に、かつ高い吸収率で吸収するので、リチウムイオン電池の異常時などこれらのガス成分による内圧上昇に伴う気密容器の変形を緩和し、電池の内部抵抗の増加を抑制することができる。しかも、ＣＯ及びＣＯ２吸着材の量が少なくて済むので、リチウムイオン電池のコンパクト化を図ることができる。
　上記発明（発明４，５）においては、前記ＣＯ及びＣＯ２吸着材が、１００～３０００ｍ２／ｇの比表面積を有するのが好ましい（発明６）。
　かかる発明（発明６）によれば、ＣＯ及びＣＯ２吸着材と、ＣＯ、ＣＯ２などのガス成分との接触面積を十分に確保することができるので、高い吸収率を維持することができる。
　上記発明（発明４～６）においては、前記ＣＯ及びＣＯ２吸着材が、３Å～１０Åの細孔径を有するのが好ましい（発明７）。
　かかる発明（発明７）によれば、ＣＯ及びＣＯ２吸着材がＣＯ、ＣＯ２などのガス成分を細孔内に捕捉してより迅速にこれらのガスを吸収することができる。
　上記発明（発明５）においては、前記ＣＯ及びＣＯ２吸着材が、Ｓｉ／Ａｌ比が１～５の範囲の元素構成比を有するのが好ましい（発明８）。また、前記ＣＯ及びＣＯ２吸着材が、Ａ型、Ｘ型あるいはＬＳＸ型のゼオライトを用いることができる（発明９）。特に前記ＣＯ及びＣＯ２吸着材が、Ｌｉでイオン交換されたＬＳＸ型のゼオライトであるのが好ましい（発明１０）。
　かかる発明（発明８～１０）によれば、電解液の蒸気やその他の分解ガス等をより迅速に、かつ高い吸収率で吸収することができる。
　上記発明（発明５、８、９）においては、前記ＣＯ及びＣＯ２吸着材が、Ｃａでイオン交換されたＡ型のゼオライトであるのが好ましい（発明１１）。
　かかる発明（発明１１）によれば、ゼオライトは水分を吸収すると、ＣＯ及びＣＯ２の吸収性能が大幅に低減するが、Ｃａ交換されたＡ型ゼオライトは、加熱乾燥などにより再生することで、ＣＯ及びＣＯ２の吸収性能が大幅に回復し、耐久性を向上することができる。
　第二に本発明は、発明１～１０１いずれかに記載のリチウムイオン電池を内蔵したことを特徴とする電子機器を提供する（発明１２）。
　かかる発明（発明１２）によれば、リチウムイオン電池の容量低下を抑制しつつ非水系電解液の分解によって発生するＣＯ及びＣＯ２などのガス量を低減させて電池容器の変形を抑制し、リチウムイオン電池による悪影響を排除した電子機器とすることができる。
　本発明によれば、リチウムイオン電池の前記電池容器内にＣＯ及びＣＯ２吸着材を充填しているので、リチウムイオン電池に使用される非水電解液から生じるガスのうち、発生量の多いＣＯ、ＣＯ２を低減することが可能であり、性能維持率の高いリチウムイオン電池とするこができる。
本発明の一実施形態に係る非水系電解液型リチウムイオン電池の内部構造を概略的に示す断面図である。
　以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。ただし、この実施形態は例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。
　図１は本実施形態のリチウムイオン電池を示す縦断面図である。図１において、リチウムイオン電池Ｅは、正極端子１及び負極端子２と、気密容器たる電池ケース（筐体）３と、この電池ケース３の外周面に必要に応じて形成された防爆弁（図示せず）とを備え、電池ケース３の内部に電極体１０を収納する。電極体１０は、正極集電体１１及び正極用電極板１２と、負極集電体１３及び負極用電極板１４とを有し、正極用電極板１２と負極用電極板１４とは、それぞれセパレータ１５を介して積層した構造を有する。そして、正極端子１は正極用電極板１２に、負極端子２は負極用電極板１４にそれぞれ電気的に接続されている。筐体としての電池ケース３は、例えば、アルミニウム製またはステンレス製の角型電池槽缶であり、気密性を有している。
　正極用電極板１２は、両面に正極合剤を保持させた集電体である。例えば、その集電体は厚さ約２０μｍのアルミニウム箔であり、ペースト状の正極合剤は、遷移金属のリチウム含有酸化物であるリチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ２）に結着材としてポリフッ化ビニリデンと導電材としてアセチレンブラックとを添加後混練したものである。そして、正極用電極板１２は、このペースト状の正極合剤をアルミニウム箔の両面に塗布後、乾燥、圧延、帯状に切断の手順で得られる。
　負極用電極板１４は、両面に負極合剤を保持させた集電体である。例えば、その集電体は厚さ１０μｍの銅箔であり、ペースト状の負極合剤は、グラファイト粉末に結着材としてポリフッ化ビニリデンを添加後混練したものである。そして、負極用電極板１４はこのペースト状の負極合剤を銅箔の両面に塗布後、乾燥、圧延、帯状に切断の手順で得られる。
　セパレータ１５としては、多孔膜を用いる。例えば、セパレータ１５は、ポリエチレン製微多孔膜を用いることができる。また、セパレータに含浸させる非水系電解液としては、リチウムイオンの伝導性を有する非水系有機電解液が好ましく、例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）などの環状カーボネートと、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）などの鎖状カーボネートとの混合溶液が好ましく、必要に応じて、電解質として六フッ化リン酸リチウムなどのリチウム塩が溶解したものである。例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）及びジメチルカーボネート（ＤＭＣ）を１：１：１の割合で混合した混合液、あるいはプロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）を１：１：１の割合で混合した混合液に１ｍｏｌ／Ｌの六フッ化リン酸リチウムを添加したものを用いることができる。
　このようなリチウムイオン電池Ｅの電池ケース（筐体）３内の空隙部に、ＣＯ及びＣＯ２吸着材を設置する。本実施形態においてＣＯ及びＣＯ２吸着材とは、電解液の分解によって発生するＣＯ及び／又はＣＯ２を吸着する機能を有するものであればよく、いずれか一方の特定のガスにのみ作用してもよい。また、ＣＯ、ＣＯ２などのガス成分を細孔内部で物理吸着するものや、分子間相互作用や、結晶格子の隙間の影響によりＣＯ、ＣＯ２などのガス成分を包接するものであってもよい。
　本実施形態において用いるＣＯ及びＣＯ２吸着材の具体例としては、無機多孔質材料などの無機系素材、炭素系材料、有機ホスト化合物、多孔質有機金属複合材料などの有機系素材が挙げられる。
　無機多孔質材料としては、多孔質シリカ、金属ポーラス構造体、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム、ゼオライト、活性アルミナ、酸化チタン、アパタイト、多孔質ガラス、酸化マグネシウム、ケイ酸アルミニウム等が好適である。
　炭素系材料としては、粒状活性炭、繊維状活性炭、シート状活性炭、グラファイト、カーボンナノチューブ、フラーレン、ナノカーボン等が好適である。
　有機ホスト化合物としては、α－シクロデキストリン、β－シクロデキストリン、γ－シクロデキストリン、カリックスアレン類、尿素、デオキシコール酸、コール酸、１，１，６，６－テトラフェニルヘキサ－２，４－ジイン－１，６－ジオール等のアセチレンアルコール類、１，１－ビス（４－ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン等のビスフェノール類、１，１，２，２－テトラキス（４－ヒドロキシフェニル）エタン等のテトラキスフェノール類、ビス－β－ナフトール等のナフトール類、ジフェン酸ビス（ジシクロヘキシルアミド）等のカルボン酸アミド類、２，５－ジ－ｔ－ブチルヒドロキノン等のヒドロキノン類、キチン、キトサン等が好適である。
　これらの有機ホスト化合物は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。また、上述の有機ホスト化合物は、無機系多孔質物質に担持させた有機－無機複合素材として使用することもできる。この場合、有機ホスト化合物を担持する多孔質物質としては、シリカ類、ゼオライト類、活性炭類の他に、粘土鉱物類、モンモリロナイト類等の層間化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
　多孔質有機金属錯体としては、Ｍｅｔａｌ－Ｏｒｇａｎｉｃ Ｆｒａｍｗｏｒｋｓ（ＭＯＦ）と呼ばれる多孔質有機金属錯体化合物、有機カルボン酸塩、有機ホウ素化合物、有機りん化合物、有機アルミニウム化合物、有機チタン化合物、有機ケイ素化合物、有機亜鉛化合物、有機マグネシウム化合物、有機インジウム化合物、有機スズ化合物、有機テルル化合物、有機ガリウム化合物等が好適である。
　これらのＣＯ及びＣＯ２吸着材は単独で用いてもよいし、２種類以上の素材を併用してもよいが、ゼオライトが特に有効である。
　上述したようなＣＯ及びＣＯ２吸着材は、１００～３０００ｍ２／ｇの比表面積を有することが好ましい。比表面積が１００ｍ２／ｇ未満では、ＣＯ、ＣＯ２などのガス成分との接触面積が小さく、十分な吸着性能を発揮することができない。一方、比表面積が３０００ｍ２／ｇを超えてもＣＯ、ＣＯ２の吸着性能の向上効果が得られないばかりか、ＣＯ及びＣＯ２吸着材の機械的強度が低下するため好ましくない。
　また、ＣＯ及びＣＯ２吸着材は、３Å以上１０Å以下の細孔径を有することが好ましい。細孔容積が３Å未満の場合、細孔内へのＣＯ、ＣＯ２などのガス成分の侵入が困難となる。一方、細孔容積が１０Åを超えると、ＣＯ、ＣＯ２の吸着力が弱くなってしまい、細孔内で最密に吸着できず、結果として吸着量が低下してしまうため好ましくない。
　さらに、ＣＯ及びＣＯ２吸着材がゼオライトの場合、Ｓｉ／Ａｌ比が１～５の範囲の元素構成比を有するものを使用するのが好ましい。Ｓｉ／Ａｌ比が１未満のゼオライトは構造上不安定である一方、Ｓｉ／Ａｌ比が５を超えるゼオライトはカチオン含有率が低く、ＣＯ、ＣＯ２の吸着量が低下するため好ましくない。
　なお、ゼオライトとしては、Ａ型、Ｘ型あるいはＬＳＸ型のゼオライトを用いるのが好ましい。特にゼオライトのカチオン部分がＬｉでイオン交換されたＬＳＸ型あるいはＡ型のゼオライトやゼオライトのカチオン部分がＣａでイオン交換されたＡ型のゼオライトが好ましく、より好ましくはＣａでイオン交換されたＡ型のゼオライトである。
　電池ケース３内に収納されたＣＯ及びＣＯ２吸着材は、リチウムイオン電池の組立段階における雰囲気中の湿度により水分を吸収することがありうる。そして、ゼオライトは、水分を吸収するとＣＯ及びＣＯ２の吸収性能が大幅に低減し、その後加熱乾燥などにより再生してもＣＯ及びＣＯ２の吸収性能は、完全には回復し難いという問題点がある。しかしながら、Ｃａでイオン交換されたＡ型のゼオライトは、水分を含んだ後の加熱により水分を追い出すことによりス吸収性能を再生させることが可能であり、耐久性の向上したリチウムイオン電池とするのに好適である。
　また、ＣＯ２を主に吸収させたい場合には、ＣＯ２を中和的に吸収する機能を有する塩基性の素材を用いることもできる。この塩素系の素材としては、具体的には、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウムなどの金属炭酸塩、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素マグネシウム、炭酸水素カルシウムなどの金属炭酸水素塩、水酸化マグネシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウムなどのアルカリ性水酸化物、その他アルカリ性の鉱物、有機物、多孔質材料などを挙げることができる。
　上述したような本実施形態のＣＯ及びＣＯ２吸着材の形状については特に制約はなく、粉末状、顆粒状、ブロック状、錠剤状などあらゆる形態を適用することができる。ただし、取り扱い性を考慮し、ガス吸着性能に影響のない範囲で成形したものを用いることが好ましい。
　なお、水分によりガス吸収材の性能が低下するのを抑制することを目的として、ＣＯ及びＣＯ２吸着材１００容積％に対して、水吸収材２５～７５容積％程度配合することができる。この水吸収材としては、モレキュラシーブ等のゼオライト、シリカゲル、活性アルミナ、塩化カルシウム、五酸化二リンなどを用いることができるが、多孔質で吸収量が多いことからモレキュラシーブが好ましい。
　このＣＯ及びＣＯ２吸着材は、電池ケース（筐体）３内にそのまま充填するよりも、非水系電解液とＣＯ及びＣＯ２吸着材とが直接接触することがないように気液分離膜により隔離して設置するのが好ましい。このように非水系電解液とＣＯ及びＣＯ２吸着材とを気液分離膜により隔離することにより、リチウムイオン電池から発生するＣＯやＣＯ２などのガス成分は気液分離膜を透過するが、液体状態の非水系電解液は透過しないため、ＣＯ、ＣＯ２などのガス成分を選択的に吸収することができ、非水系電解液の減少を最小限に留めることができる。
　上述した構成を有するリチウムイオン電池につき、その作用を説明する。リチウムイオン電池Ｅは長期間使用することで、リチウムイオン電池Ｅに含まれる非水系電解液が分解し、ＣＯ、ＣＯ２などのガス成分が発生する。このＣＯ、ＣＯ２などのガス成分は電池ケース（筐体）３の内圧の上昇を引き起こすおそれがあるが、本実施形態においては、電池ケース（筐体）３内にＣＯ及びＣＯ２吸着材を配置しているので、ＣＯ、ＣＯ２が吸収されるため電池ケース（筐体）３の内圧を過度に上昇させることがない。これらによりリチウムイオン電池の安全性の向上と長寿命化を達成することができる。
　以上、本発明について、添付図面を参照して説明してきたが、本発明は前記実施形態に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、リチウムイオン電池Ｅは、円筒形状であってもよく、さらにはリチウムイオン電池を、別途これを収容可能な電池ケースに収容して、この電池ケース内にガス吸収材を設けてもよい。
　以下の具体的実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
　ＣＯ及びＣＯ２吸着材として、Ｌｉイオン交換したＬＳＸ型のゼオライトを用いて、窒素吸着法により、２５℃、７６０ｍｍＨｇにおけるＣＯ２およびＣＯの平衡吸着量を測定した。この結果、ＣＯ２吸着量は１３０ｍＬ／ｇであり、ＣＯ吸着量は５２ｍＬ／ｇであった。
（実施例２）
　ＣＯ及びＣＯ２吸着材として、Ｃａイオン交換したＸ型のゼオライトを用いて、窒素吸着法により、２５℃、７６０ｍｍＨｇにおけるＣＯ２およびＣＯの平衡吸着量を測定した。この結果、ＣＯ２吸着量は１３０ｍＬ／ｇであり、ＣＯ吸着量は３８ｍＬ／ｇであった。
（実施例３）
　ＣＯ及びＣＯ２吸着材として、Ｎａイオン交換したＸ型のゼオライトを用いて、窒素吸着法により、２５℃、７６０ｍｍＨｇにおけるＣＯ２およびＣＯの平衡吸着量を測定した。この結果、ＣＯ２吸着量は１３２ｍＬ／ｇであり、ＣＯ吸着量は２７ｍＬ／ｇであった。
（実施例４）
　ＣＯ及びＣＯ２吸着材として、Ｃａイオン交換したＡ型のゼオライトを用いて、窒素吸着法により、２５℃、７６０ｍｍＨｇにおけるＣＯ２およびＣＯの平衡吸着量を測定した。この結果、ＣＯ２吸着量は１０５ｍＬ／ｇであり、ＣＯ吸着量は３１ｍＬ／ｇであった。
（実施例５）
　ＣＯ及びＣＯ２吸着材として、Ｎａイオン交換したＡ型のゼオライトを用いて、窒素吸着法により、２５℃、７６０ｍｍＨｇにおけるＣＯ２およびＣＯの平衡吸着量を測定した。この結果、ＣＯ２吸着量は７０ｍＬ／ｇであり、ＣＯ吸着量は１９ｍＬ／ｇであった。
（実施例６）
　ＣＯ及びＣＯ２吸着材として、Ｈイオン交換したＹ型のゼオライトを用いて、窒素吸着法により、２５℃、７６０ｍｍＨｇにおけるＣＯ２およびＣＯの平衡吸着量を測定した。この結果、ＣＯ２吸着量は１５ｍＬ／ｇであり、ＣＯ吸着量は２ｍＬ／ｇであった。
（実施例７）
　ＣＯ及びＣＯ２吸着材として、Ｃａイオン交換したＺＳＭ－５型のゼオライトを用いて、窒素吸着法により、２５℃、７６０ｍｍＨｇにおけるＣＯ２およびＣＯの平衡吸着量を測定した。この結果、ＣＯ２吸着量は５６ｍＬ／ｇであり、ＣＯ吸着量は１０ｍＬ／ｇであった。
　上記実施例１～５から明らかなように、ＬＳＸ型、Ｘ型、Ａ型のゼオライトを用いることで、実施例６，７よりもＣＯ２及びＣＯを多量に吸収することができることがわかる。
（実施例８～１２）
（電解液との反応性試験）
　本発明のリチウムイオン電池において、ＣＯ及びＣＯ２吸着材は、電池ケース内に置かれることになるため、電解液と反応性してガスを発生したり、発熱したりするものは好ましくない。そこで、以下の手順により各種ゼオライトと電解液との反応性試験を行った。なお、電解液としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）を１：１：１の割合で混合した混合液を用意した。
　乾燥窒素雰囲気で５０ｍＬのガス捕集ビンに試料（表１に示す各種ゼオライト）を５ｇ入れ真空ポンプと接続し、３分間排気した後減圧状態で密栓した。次に乾燥窒素雰囲気でこのガス捕集ビンのセプタムキャップから、シリンジで電解液１０ｍＬを加え、発熱および気泡の発生の有無を確認した。さらに、乾燥窒素雰囲気で１８時間保管した後、乾燥窒素雰囲気でガス捕集ビンを開放し、ガス捕集ビン内部のガスをガスクロマトグラフ（ＧＣ）で分析し、二酸化炭素及びエチレンの有無を確認した。結果を表１に示す。
　また、実施例８～１２の各試料の２５℃、７６０ｍｍＨｇにおけるＣＯ２の吸着量を測定した結果を表１に合わせて示す。なお、ＣＯ２の吸着量は、以下の減圧試験法により測定した。
（１）使用器具
〈ａ〉真空デシケータ（容積１．３７Ｌ）
〈ｂ〉真空ポンプ
〈ｃ〉圧力容器（真空デシケータと同容積で、圧力ゲージ付）
〈ｄ〉圧力センサー（減圧表示可能なもので、〈ａ〉の真空デシケータに取り付ける。）
〈ｅ〉データロガー
〈ｆ〉シャーレ（金属製）
〈ｇ〉ＣＯ２ガス
〈ｈ〉電子天秤
（２）測定操作
　まず、窒素パージされたグローブボックス内で、各試料を約５ｇ採取し電子天秤で正確な質量を計測し、シャーレに取り分けた。この取り分けた試料をデシケータ内に速やかに持ち込み、デシケータに蓋をして、真空ポンプにてゲージ圧で１００ｋＰａまで減圧した。一方、圧力容器の内部をＣＯ２ガスで完全に置換し、さらにゲージ圧で１００ｋＰａまで充填した。このときデシケータにおけるデータロガーの記録を開始した。続いて、真空デシケータと圧力容器を接続し、圧力容器のゲージが０ｋＰａになるまでＣＯ２ガスを真空デシケータ内に送り込み、この時点を吸収開始時間とした。そして、一定時間経過後のデータロガーの数値を読み取ることでＣＯ２ガスの吸着量を計算した。
　ここで、ＣＯ２ガスの吸着量は、１．３７Ｌの容器内がＣＯ２ガスで満たされていた場合に、半分のＣＯ２ガスが吸収されたときについて考えると、６８５ｍＬのＣＯ２ガスが吸収されたことになる。この時、圧力は半分になるため、圧力センサーの値は、真空と大気圧の中間（１０１．３／２ｋＰａ）、すなわち５０、５６ｋＰａとなることから、ＣＯ２ガス吸収量をｙ（ｍＬ）、圧力センサーの値をｘ（ｋＰａ）として下記式（１）
　ｙ＝－１３．６２ｘ　　　　　　・・・（１）
　が導きだされるので、これに基づいて算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１から明らかなとおり、実施例８（Ｃａイオン交換Ａ型ゼオライト）及び実施例１０（Ｌｉイオン交換Ａ型ゼオライト）は、優れた二酸化炭素吸着能を有するとともに電解液との反応性に乏しかった。これに対し、実施例９、１１及び１２のゼオライトは、二酸化炭素吸着能は優れているものの、電解液と反応して発熱、気泡、ガスなどを生じるものであった。これらの結果から、リチウムイオン電池用には、Ｃａイオン交換Ａ型ゼオライト及びＬｉイオン交換Ａ型ゼオライトがより好適であることがわかった。
（実施例１３、１４）
（水分吸収後の再生特性の確認試験）
　前記実施例８～１２で好適な結果が得られたＣａイオン交換Ａ型ゼオライト（実施例１３）及びＬｉイオン交換Ａ型ゼオライト（実施例１４）を試料として、それぞれステンレス製のバットに厚さ５ｍｍ程度に敷設し、電子天秤で正確な質量を計測した。この試料を２５℃、５０％ＲＨの恒温槽内に１２時間以上、試料重量が１０％以上増加していることが確認できるまで放置して加湿した。このときのＣＯ２ガスの吸着量を前記実施例８～１２と同様にして計測した結果を、あらかじめ測定しておいた初期の各試料のＣＯ２ガスの吸着量とともに表２に示す。なお、ここで試料重量が１０％以上の増加は、水分を２０重量％以上含んでいることを意味する。
　次に、これらの試料を窒素パージ（毎分１０Ｌ）された電気炉に投入し、３００℃で１時間加熱して乾燥させ、取り出した後窒素パージしたグローブボックス内で常温まで冷却して試料を再生した。この再生試料のＣＯ２ガスの吸着量を前記実施例８～１２と同様にして計測した結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２から明らかなとおり、Ｃａイオン交換Ａ型ゼオライトを用いた実施例１３は、Ｌｉイオン交換Ａ型ゼオライトを用いた実施例１４と比べて、初期ＣＯ２吸着量が高く、再生後はＣＯ２吸着能がほぼ回復していた。これに対し、実施例１４は再生後のＣＯ２吸着能の回復がわずかであった。また、ゼオライトは、加湿によりＣＯ２吸着能をほぼ失うことがわかる。これらのことから、加湿後の再生能を重視する場合には、Ｃａイオン交換Ａ型ゼオライトが好適であることが確認できた。
　上述したような本発明のリチウムイオン電池は、電池内部で発生したＣＯ２及びＣＯを吸収して、その容積を低減できるガス吸着材を備えているため、リチウムイオン電池の安全性を大幅に向上することができ、その産業上の利用可能性は極めて大きい。また、このようなリチウムイオン電池を内蔵した電子機器は、安全性に優れている。
１…正極端子（正極）
２…負極端子（負極）
３…電池ケース（筐体）（気密容器）
１１…正極集電体（正極）
１３…負極集電体（負極）
Ｅ…リチウムイオン電池

Claims (12)

  1. 　非水系電解液が含浸された正極と負極とセパレータとの積層体が気密容器内に封入され、前記非水系電解液中のリチウムイオンが電気伝導を担うリチウムイオン電池であって、
    　前記気密容器内にＣＯ及びＣＯ２吸着材が充填されていることを特徴とするリチウムイオン電池。
  2. 　前記ＣＯ及びＣＯ２吸着材が、電気絶縁性の気液分離膜により前記非水系電解液と隔離されていることを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン電池。
  3. 　前記ＣＯ及びＣＯ２吸着材が、有機系素材、無機系素材、または有機－無機複合素材であることを特徴とする請求項１又は２に記載のリチウムイオン電池。
  4. 　前記ＣＯ及びＣＯ２吸着材が、無機多孔質材料、炭素系材料、有機ホスト化合物、多孔質有機金属複合材料、または塩基性材料であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のリチウムイオン電池。
  5. 　前記ＣＯ及びＣＯ２吸着材が、ゼオライトであることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のリチウムイオン電池。
  6. 　前記ＣＯ及びＣＯ２吸着材が、１００～３０００ｍ２／ｇの比表面積を有することを特徴とする請求項４又は５に記載のリチウムイオン電池。
  7. 　前記ＣＯ及びＣＯ２吸着材が、３Å～１０Åの細孔径を有することを特徴とする請求項４～６のいずれかに記載のリチウムイオン電池。
  8. 　前記ＣＯ及びＣＯ２吸着材が、Ｓｉ／Ａｌ比が１～５の範囲の元素構成比を有するゼオライトであることを特徴とする請求項５に記載のリチウムイオン電池。
  9. 　前記ＣＯ及びＣＯ２吸着材が、Ａ型、Ｘ型あるいはＬＳＸ型のゼオライトであることを特徴とする請求項５又は８に記載のリチウムイオン電池。
  10. 　前記ＣＯ及びＣＯ２吸着材が、Ｌｉでイオン交換されたＬＳＸ型のゼオライトであることを特徴とする請求項５、８又は９に記載のリチウムイオン電池。
  11. 　前記ＣＯ及びＣＯ２吸着材が、Ｃａでイオン交換されたＡ型のゼオライトであることを特徴とする請求項５、８又は９に記載のリチウムイオン電池。
  12. 　前記請求項１～１１のいずれかに記載のリチウムイオン電池を内蔵したことを特徴とする電子機器。
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