JP2000277152A - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
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- battery
- lithium secondary
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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】 （修正有）
【課題】電池特性を低下させず、かつ、内部短絡破壊時
や過充電時においても破裂発火の起こらない、安全性に
優れた二次電池の提供。 【解決手段】リチウムを可逆的に吸蔵放出する正極と負
極及びリチウムイオンを含む電解液を具備するリチウム
二次電池において、酸素吸収剤を含有する。酸素吸収剤
は熱重合するものが好ましく、特に電極より脱離した酸
素を吸収し高分子化するもので、ポリシロキサン系化合
物やフェニレンオキシド系化合物が好ましい。
や過充電時においても破裂発火の起こらない、安全性に
優れた二次電池の提供。 【解決手段】リチウムを可逆的に吸蔵放出する正極と負
極及びリチウムイオンを含む電解液を具備するリチウム
二次電池において、酸素吸収剤を含有する。酸素吸収剤
は熱重合するものが好ましく、特に電極より脱離した酸
素を吸収し高分子化するもので、ポリシロキサン系化合
物やフェニレンオキシド系化合物が好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話やノート
型パソコン等のポータブル機器，電気自動車の駆動電
源，電力貯蔵用電源に用いるに好適な安全性に優れたリ
チウム二次電池に関する。
型パソコン等のポータブル機器，電気自動車の駆動電
源，電力貯蔵用電源に用いるに好適な安全性に優れたリ
チウム二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、二次電池はパソコンや携帯電話な
どの電源として、あるいは電気自動車や電力貯蔵用の電
源として、なくてはならない重要な構成要素の一つとな
っている。
どの電源として、あるいは電気自動車や電力貯蔵用の電
源として、なくてはならない重要な構成要素の一つとな
っている。
【０００３】携帯型コンピュータ（ペンコンピュータと
呼ばれるものも含む）や携帯情報端末(Personal Digita
l Assistant、あるいはPersonal Intelligent Communic
ator、あるいはハンドヘルド・コミュニケータ）といっ
た移動体通信（モービル・コンピューティング）が必要
とされる要求事項として、小型化，軽量化が挙げられ
る。しかし、液晶表示パネルのバックライトや描画制御
によって消費される電力が高いことや、二次電池の容量
が現状ではまだ不十分であることなどの点から、システ
ムのコンパクト化，軽量化が難しい状況にある。
呼ばれるものも含む）や携帯情報端末(Personal Digita
l Assistant、あるいはPersonal Intelligent Communic
ator、あるいはハンドヘルド・コミュニケータ）といっ
た移動体通信（モービル・コンピューティング）が必要
とされる要求事項として、小型化，軽量化が挙げられ
る。しかし、液晶表示パネルのバックライトや描画制御
によって消費される電力が高いことや、二次電池の容量
が現状ではまだ不十分であることなどの点から、システ
ムのコンパクト化，軽量化が難しい状況にある。
【０００４】さらに、地球環境問題の高まりとともに排
ガスや騒音を出さない電気自動車が関心を集めている。
しかし、現状の電池ではエネルギ密度，出力密度が低い
ことから走行距離が短い，加速性が悪い，車内のスペー
スが狭い，車体の安定性が悪いなどの問題点が生じてい
る。二次電池の中でも特に高エネルギ密度が実現できる
リチウム二次電池は、従来の鉛蓄電池あるいはニッケル
カドミニウム電池の代替電池として、最近盛んに研究開
発が進められている。
ガスや騒音を出さない電気自動車が関心を集めている。
しかし、現状の電池ではエネルギ密度，出力密度が低い
ことから走行距離が短い，加速性が悪い，車内のスペー
スが狭い，車体の安定性が悪いなどの問題点が生じてい
る。二次電池の中でも特に高エネルギ密度が実現できる
リチウム二次電池は、従来の鉛蓄電池あるいはニッケル
カドミニウム電池の代替電池として、最近盛んに研究開
発が進められている。
【０００５】しかしながら、このようなリチウム二次電
池では、過充電，加熱，短絡などの安全性に関しては問
題が多い。リチウム二次電池は、可燃性の有機溶媒を主
とする非水電解液を用いているため、電池への釘さしや
圧壊といった内部短絡破壊時あるいは過充電時には、正
極活物質が発熱分解し非水電解液に着火すると発熱暴走
反応となり、電池が破裂発火に至る。
池では、過充電，加熱，短絡などの安全性に関しては問
題が多い。リチウム二次電池は、可燃性の有機溶媒を主
とする非水電解液を用いているため、電池への釘さしや
圧壊といった内部短絡破壊時あるいは過充電時には、正
極活物質が発熱分解し非水電解液に着火すると発熱暴走
反応となり、電池が破裂発火に至る。
【０００６】そのため、従来このような危険性を回避す
る方法として、さまざまな対策が提案されている。例え
ば、電解液に添加剤を含有させ電解液の安全性を改善す
る技術としては、自己消化性のあるリン酸エステル類を
含有させる技術（特開平4−184870号公報），電解液に
自己消化性のあるハロゲン原子置換リン酸エステル化合
物を含有させる技術（特開平8−88023号公報），難燃剤
または電解液硬化反応を起こす化学物質を含有したマイ
クロカプセルを含有させる技術（特開平6−283206号公
報）、あるいはラジカル捕捉剤を含有させる技術(特開
平10−154531)が開示されている。また、電解液そのも
のにおいて、フッ素置換化合物（特開平7−312227号公
報)や塩素置換化合物（特開平8−45544号公報）を用い
ることで、引火点を高くして安全性を確保する技術が提
案されている。
る方法として、さまざまな対策が提案されている。例え
ば、電解液に添加剤を含有させ電解液の安全性を改善す
る技術としては、自己消化性のあるリン酸エステル類を
含有させる技術（特開平4−184870号公報），電解液に
自己消化性のあるハロゲン原子置換リン酸エステル化合
物を含有させる技術（特開平8−88023号公報），難燃剤
または電解液硬化反応を起こす化学物質を含有したマイ
クロカプセルを含有させる技術（特開平6−283206号公
報）、あるいはラジカル捕捉剤を含有させる技術(特開
平10−154531)が開示されている。また、電解液そのも
のにおいて、フッ素置換化合物（特開平7−312227号公
報)や塩素置換化合物（特開平8−45544号公報）を用い
ることで、引火点を高くして安全性を確保する技術が提
案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
自己消化性のある物質や、引火点の高い物質を電解液に
含有させると、電解液のイオン伝導度が低下するため、
電池の高率放電特性や低温特性が低下してしまう。ま
た、難燃剤または電解液硬化反応を起こす化学物質を含
有したマイクロカプセルを含有させる技術を用いても、
内部短絡破壊時あるいは過充電時に電極より放出される
酸素により電解液の燃焼が加速され、破裂発火に至るた
め安全性の面で充分な特性とは言い難い。またラジカル
捕捉剤を含有させる技術を用いても、電池製造時に電池
内に取り込まれる酸素によりラジカル捕捉剤が消費され
るほか、ラジカル捕捉剤自身が電極と反応するため電池
特性が低下するといった問題点がある。
自己消化性のある物質や、引火点の高い物質を電解液に
含有させると、電解液のイオン伝導度が低下するため、
電池の高率放電特性や低温特性が低下してしまう。ま
た、難燃剤または電解液硬化反応を起こす化学物質を含
有したマイクロカプセルを含有させる技術を用いても、
内部短絡破壊時あるいは過充電時に電極より放出される
酸素により電解液の燃焼が加速され、破裂発火に至るた
め安全性の面で充分な特性とは言い難い。またラジカル
捕捉剤を含有させる技術を用いても、電池製造時に電池
内に取り込まれる酸素によりラジカル捕捉剤が消費され
るほか、ラジカル捕捉剤自身が電極と反応するため電池
特性が低下するといった問題点がある。
【０００８】本発明が解決しようとする課題は、電池特
性を低下させず、かつ、内部短絡破壊時や過充電時にお
いても破裂発火の起こらない、安全性に優れた二次電池
を提供することにある。
性を低下させず、かつ、内部短絡破壊時や過充電時にお
いても破裂発火の起こらない、安全性に優れた二次電池
を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の電池は、内部短
絡破壊時や過充電時に発生する酸素を吸収し、発生した
ジュール熱にともない重合もしくは架橋反応が加速され
る酸素吸収剤を含有することを特徴とする。本発明者ら
は、電池内に温度が上昇した時に酸素を吸収しながら重
合反応あるいは架橋反応などの硬化反応を起こす酸素吸
収剤を含有させることによって、異常温度に上昇したと
きに、電極からの脱離酸素かつ電解液を固化させ電池の
内部抵抗を高めて、発火や破裂が起きるのを防止できる
ことを見いだした。
絡破壊時や過充電時に発生する酸素を吸収し、発生した
ジュール熱にともない重合もしくは架橋反応が加速され
る酸素吸収剤を含有することを特徴とする。本発明者ら
は、電池内に温度が上昇した時に酸素を吸収しながら重
合反応あるいは架橋反応などの硬化反応を起こす酸素吸
収剤を含有させることによって、異常温度に上昇したと
きに、電極からの脱離酸素かつ電解液を固化させ電池の
内部抵抗を高めて、発火や破裂が起きるのを防止できる
ことを見いだした。
【００１０】本発明における酸素吸収剤としては酸素を
吸収し重合もしくは架橋を行う化合物であれば、特に限
定されることなく用いられ、例えば、ポリシロキサン類
（好ましくは重合度３から９），フェニレンオキシド類
等が用いられる。
吸収し重合もしくは架橋を行う化合物であれば、特に限
定されることなく用いられ、例えば、ポリシロキサン類
（好ましくは重合度３から９），フェニレンオキシド類
等が用いられる。
【００１１】その例を図１，図２に示す。図１におい
て、Ｒ１，Ｒ２は、水素もしくは炭素数１から５０の有
機官能基を示す。
て、Ｒ１，Ｒ２は、水素もしくは炭素数１から５０の有
機官能基を示す。
【００１２】上記のポリシロキサン類の中でもＲ１およ
びＲ２が、電解液への溶解度の点から極性の高い官能基
が好ましく用いられる。また、正極あるいは負極に添加
する際には、電極作製時のバインダーや溶媒に合わせて
溶けやすくしたりあるいは分散しやすくなるように、Ｒ
１を選択することが好ましい。
びＲ２が、電解液への溶解度の点から極性の高い官能基
が好ましく用いられる。また、正極あるいは負極に添加
する際には、電極作製時のバインダーや溶媒に合わせて
溶けやすくしたりあるいは分散しやすくなるように、Ｒ
１を選択することが好ましい。
【００１３】図２においてＲ１，Ｒ２は、水素もしくは
炭素数１から５０の有機官能基を示す。
炭素数１から５０の有機官能基を示す。
【００１４】上記のフェニレンオキシド類の中でもＲ１
およびＲ２が、電解液への溶解度の点から極性の高い官
能基が好ましく用いられる。また、正極あるいは負極に
添加する際には、電極作製時のバインダーや溶媒に合わ
せて溶けやすくしたりあるいは分散しやすくなるよう
に、Ｒ１を選択することが好ましい。
およびＲ２が、電解液への溶解度の点から極性の高い官
能基が好ましく用いられる。また、正極あるいは負極に
添加する際には、電極作製時のバインダーや溶媒に合わ
せて溶けやすくしたりあるいは分散しやすくなるよう
に、Ｒ１を選択することが好ましい。
【００１５】本発明の酸素吸収剤の添加量としては、添
加する電池内部の部位によっても異なるが、電極，電解
液、あるいはセパレータに対し重量比で０.１ から２０
％が好適である。
加する電池内部の部位によっても異なるが、電極，電解
液、あるいはセパレータに対し重量比で０.１ から２０
％が好適である。
【００１６】本発明のリチウム二次電池に使用可能な正
極活物質は、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2），ニ
ッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2）などの層状化合物、
あるいは一種以上の遷移金属を置換したもの、あるいは
マンガン酸リチウム（Ｌｉ1+xＭｎ2-xＯ4(ただしｘ＝０
〜０.３３），ＬｉＭｎＯ3，ＬｉＭｎ2Ｏ3，ＬｉＭｎＯ
2），銅−リチウム酸化物（Ｌｉ2ＣｕＯ2）、あるいは
ＬｉＶ3Ｏ8，ＬｉＦｅ3Ｏ4，Ｖ2Ｏ5，Ｃｕ2Ｖ2Ｏ7 など
のバナジウム酸化物、あるいは化学式ＬｉＮｉ1-xＭxＯ
2（ただし、Ｍ＝Ｃｏ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍ
ｇ，Ｂ，Ｇａであり、ｘ＝０.０１〜０.３）で表わされ
るＮｉサイト置換型ニッケル酸リチウム、あるいは化学
式ＬｉＭｎ2-xＭxＯ2（ただし、Ｍ＝Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆ
ｅ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｔａであり、ｘ＝０.０１〜０.１）ま
たは化学式Ｌｉ2Ｍｎ3ＭＯ8(ただし、Ｍ＝Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ)で表わされるマンガン複合酸リチウ
ムまたは化学式Ｌｉの一部をアルカリ土類金属イオンで
置換したＬｉＭｎ2Ｏ4，ジスルフィド化合物、あるいは
Ｆｅ2（ＭｏＯ4)3などが挙げられる。
極活物質は、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2），ニ
ッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2）などの層状化合物、
あるいは一種以上の遷移金属を置換したもの、あるいは
マンガン酸リチウム（Ｌｉ1+xＭｎ2-xＯ4(ただしｘ＝０
〜０.３３），ＬｉＭｎＯ3，ＬｉＭｎ2Ｏ3，ＬｉＭｎＯ
2），銅−リチウム酸化物（Ｌｉ2ＣｕＯ2）、あるいは
ＬｉＶ3Ｏ8，ＬｉＦｅ3Ｏ4，Ｖ2Ｏ5，Ｃｕ2Ｖ2Ｏ7 など
のバナジウム酸化物、あるいは化学式ＬｉＮｉ1-xＭxＯ
2（ただし、Ｍ＝Ｃｏ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍ
ｇ，Ｂ，Ｇａであり、ｘ＝０.０１〜０.３）で表わされ
るＮｉサイト置換型ニッケル酸リチウム、あるいは化学
式ＬｉＭｎ2-xＭxＯ2（ただし、Ｍ＝Ｃｏ，Ｎｉ，Ｆ
ｅ，Ｃｒ，Ｚｎ，Ｔａであり、ｘ＝０.０１〜０.１）ま
たは化学式Ｌｉ2Ｍｎ3ＭＯ8(ただし、Ｍ＝Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ)で表わされるマンガン複合酸リチウ
ムまたは化学式Ｌｉの一部をアルカリ土類金属イオンで
置換したＬｉＭｎ2Ｏ4，ジスルフィド化合物、あるいは
Ｆｅ2（ＭｏＯ4)3などが挙げられる。
【００１７】他方、負極活物質にはリチウムと合金化可
能な金属、例えばＡｌ，Ｓｎ，Ｓｉ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｍ
ｇ、あるいはこれらの合金などがある。これらの金属ま
たは合金はリチウムと合金化した材料を利用することも
可能である。さらに、天然黒鉛，人造黒鉛，炭素繊維，
気相成長法炭素繊維，ピッチ系炭素質材料，ニードルコ
ークス，ポリアクリロニトリル系炭素繊維，カーボンブ
ラックなどの炭素質材料、あるいは５員環または６員環
の環式炭化水素または環式含酸素有機化合物を熱分解に
よって合成した非晶質炭素材料、あるいはポリアセン，
ポリパラフェニレン，ポリアニリン，ポリアセチレンか
らなる導電性高分子材料、あるいはＳｎＯ，ＧｅＯ2,Ｓ
ｎＳｉＯ3,ＳｎＳｉ0.5Ｏ1.5,ＳｎＳｉ0.7Ａｌ0.1Ｂ0.3
Ｐ0.2Ｏ3.5，ＳｎＳｉ0.5Ａｌ0.3Ｂ0.3Ｐ0.5Ｏ4.15など
を含む１４族または１５族元素の酸化物、あるいはイン
ジウム酸化物、あるいは亜鉛酸化物、あるいはＬｉ3Ｆ
ｅＮ2、あるいはＦｅ2Ｓｉ3，ＦｅＳｉ，ＦｅＳｉ2，Ｍ
ｇ2Ｓｉなどのケイ化物なども負極活物質に使用でき
る。また、本発明は上記の電池活物質以外にも適用可能
であり、負極にリチウム金属シ−トを用いてもよい。
能な金属、例えばＡｌ，Ｓｎ，Ｓｉ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｍ
ｇ、あるいはこれらの合金などがある。これらの金属ま
たは合金はリチウムと合金化した材料を利用することも
可能である。さらに、天然黒鉛，人造黒鉛，炭素繊維，
気相成長法炭素繊維，ピッチ系炭素質材料，ニードルコ
ークス，ポリアクリロニトリル系炭素繊維，カーボンブ
ラックなどの炭素質材料、あるいは５員環または６員環
の環式炭化水素または環式含酸素有機化合物を熱分解に
よって合成した非晶質炭素材料、あるいはポリアセン，
ポリパラフェニレン，ポリアニリン，ポリアセチレンか
らなる導電性高分子材料、あるいはＳｎＯ，ＧｅＯ2,Ｓ
ｎＳｉＯ3,ＳｎＳｉ0.5Ｏ1.5,ＳｎＳｉ0.7Ａｌ0.1Ｂ0.3
Ｐ0.2Ｏ3.5，ＳｎＳｉ0.5Ａｌ0.3Ｂ0.3Ｐ0.5Ｏ4.15など
を含む１４族または１５族元素の酸化物、あるいはイン
ジウム酸化物、あるいは亜鉛酸化物、あるいはＬｉ3Ｆ
ｅＮ2、あるいはＦｅ2Ｓｉ3，ＦｅＳｉ，ＦｅＳｉ2，Ｍ
ｇ2Ｓｉなどのケイ化物なども負極活物質に使用でき
る。また、本発明は上記の電池活物質以外にも適用可能
であり、負極にリチウム金属シ−トを用いてもよい。
【００１８】リチウム二次電池の使用可能な電解質は、
その化学式がＬｉＰＦ6，ＬｉＢＦ4，ＬｉＣｌＯ4，Ｌ
ｉＣＦ3ＳＯ3，ＬｉＣＦ3ＣＯ2，ＬｉＡｓＦ6，ＬｉＳ
ｂＦ6，低級脂肪族カルボン酸リチウムで表記される電
解質またはそれらの混合物を用いることができる。
その化学式がＬｉＰＦ6，ＬｉＢＦ4，ＬｉＣｌＯ4，Ｌ
ｉＣＦ3ＳＯ3，ＬｉＣＦ3ＣＯ2，ＬｉＡｓＦ6，ＬｉＳ
ｂＦ6，低級脂肪族カルボン酸リチウムで表記される電
解質またはそれらの混合物を用いることができる。
【００１９】リチウム二次電池の非水電解液は、上記の
リチウム塩を非水電解液用溶媒へ溶解させた溶液が使用
される。非水電解液用溶媒の例として、プロピレンカー
ボネート，エチレンカーボネート，ブチレンカーボネー
ト，ビニレンカーボネート，γ−ブチロラクトン，ジメ
チルカーボネート，ジエチルカーボネート，メチルエチ
ルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン，２−メチ
ルテトラヒドロフラン，ジメチルスルフォキシド、１，
３−ジオキソラン，ホルムアミド，ジメチルホルムアミ
ド，プロピオン酸メチル，プロピオン酸エチル，リン酸
トリエステル，トリメトキシメタン，ジオキソラン，ジ
エチルエーテル，スルホラン，３−メチル−２−オキサ
ゾリジノン，テトラヒドロフラン、１，２−ジエトキシ
エタンのうち１種類以上の溶媒からなる有機溶媒、また
は有機溶媒分子内の水素の一部をハロゲンへ置換した誘
導体、または有機溶媒分子内の水素の一部をアルキル
基，アルケン基，アルキン基，芳香族基へ置換した誘導
体が挙げられる。また、これらの混合物も使用すること
ができる。
リチウム塩を非水電解液用溶媒へ溶解させた溶液が使用
される。非水電解液用溶媒の例として、プロピレンカー
ボネート，エチレンカーボネート，ブチレンカーボネー
ト，ビニレンカーボネート，γ−ブチロラクトン，ジメ
チルカーボネート，ジエチルカーボネート，メチルエチ
ルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン，２−メチ
ルテトラヒドロフラン，ジメチルスルフォキシド、１，
３−ジオキソラン，ホルムアミド，ジメチルホルムアミ
ド，プロピオン酸メチル，プロピオン酸エチル，リン酸
トリエステル，トリメトキシメタン，ジオキソラン，ジ
エチルエーテル，スルホラン，３−メチル−２−オキサ
ゾリジノン，テトラヒドロフラン、１，２−ジエトキシ
エタンのうち１種類以上の溶媒からなる有機溶媒、また
は有機溶媒分子内の水素の一部をハロゲンへ置換した誘
導体、または有機溶媒分子内の水素の一部をアルキル
基，アルケン基，アルキン基，芳香族基へ置換した誘導
体が挙げられる。また、これらの混合物も使用すること
ができる。
【００２０】固体電解質を用いる場合は、上で述べたリ
チウム塩をエチレンオキシド，アクリロニトリル，フッ
化ビニリデン，メタクリル酸メチル，ヘキサフルオロプ
ロピレンの高分子に保持させて使用する。
チウム塩をエチレンオキシド，アクリロニトリル，フッ
化ビニリデン，メタクリル酸メチル，ヘキサフルオロプ
ロピレンの高分子に保持させて使用する。
【００２１】ゲル状電解液を用いる場合は、エチレンオ
キシド，アクリロニトリル，フッ化ビニリデン，メタク
リル酸メチル，ヘキサフルオロプロピレンの高分子内
に、上で列記した非水電解液を保持させて使用する。
キシド，アクリロニトリル，フッ化ビニリデン，メタク
リル酸メチル，ヘキサフルオロプロピレンの高分子内
に、上で列記した非水電解液を保持させて使用する。
【００２２】本発明の安全性の高い二次電池の用途は、
特に限定されないが、例えばパーソナルコンピュータ，
大型電子計算機，ノート型パソコン，ペン入力パソコ
ン，ノート型ワープロ，携帯電話，携帯カード，腕時
計，カメラ，電気シェーバ，コードレス電話，ファック
ス，ビデオ，ビデオカメラ，電子手帳，電卓，通信機能
付き電子手帳，携帯コピー機，液晶テレビ，電動工具，
掃除機，バーチャルリアリティ等の機能を有するゲーム
機器，玩具，電動式自転車，医療介護用歩行補助機，医
療介護用車椅子，医療介護用移動式ベッド，エスカレー
タ，エレベータ，フォークリフト，ゴルフカート，非常
用電源，ロードコンディショナ，電力貯蔵システムなど
の電源として使用することが出来る。また、民生用のほ
か、軍需用，宇宙用としても用いることが出来る。
特に限定されないが、例えばパーソナルコンピュータ，
大型電子計算機，ノート型パソコン，ペン入力パソコ
ン，ノート型ワープロ，携帯電話，携帯カード，腕時
計，カメラ，電気シェーバ，コードレス電話，ファック
ス，ビデオ，ビデオカメラ，電子手帳，電卓，通信機能
付き電子手帳，携帯コピー機，液晶テレビ，電動工具，
掃除機，バーチャルリアリティ等の機能を有するゲーム
機器，玩具，電動式自転車，医療介護用歩行補助機，医
療介護用車椅子，医療介護用移動式ベッド，エスカレー
タ，エレベータ，フォークリフト，ゴルフカート，非常
用電源，ロードコンディショナ，電力貯蔵システムなど
の電源として使用することが出来る。また、民生用のほ
か、軍需用，宇宙用としても用いることが出来る。
【００２３】本発明の非水電解液を用いることにより、
電池の内部短絡および過充電に対して安全性の向上した
リチウム二次電池が得られる。
電池の内部短絡および過充電に対して安全性の向上した
リチウム二次電池が得られる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下では、本発明の内容を実施例
に基づいて詳細に説明する。ただし、本発明は下記の実
施例によって何ら限定されることはなく、本発明の主旨
を変更しない範囲で適宜変更可能であることを付記す
る。
に基づいて詳細に説明する。ただし、本発明は下記の実
施例によって何ら限定されることはなく、本発明の主旨
を変更しない範囲で適宜変更可能であることを付記す
る。
【００２５】実施例１ 正極活物質としてＬｉＣｏＯ2 ，導電助剤として黒鉛粉
末，結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を
用い、それぞれ重量比８８％，７％，５％の割合で配合
して、溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭ
Ｐ）を加え、十分に混合して正極合剤を調製した。この
正極合剤を厚みが２０μｍのＡｌ箔の片面に塗布して、
ＮＭＰを乾燥後、ロールプレスで成形して正極シートを
作製した。正極作製と同様に、負極活物質として、導電
助剤として黒鉛粉末、結着剤としてポリフッ化ビニリデ
ン（ＰＶＤＦ）を用い、それぞれ重量比８０％，１５
％，５％の割合で配合して、溶剤としてＮ−メチル−２
−ピロリドン（ＮＭＰ）を加え、十分に混合して負極合
剤を調製した。この負極合剤を厚みが２０μｍのＣｕ箔
の片面に塗布して、ＮＭＰを乾燥後、ロールプレスで成
形して負極シートを作製した。
末，結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を
用い、それぞれ重量比８８％，７％，５％の割合で配合
して、溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭ
Ｐ）を加え、十分に混合して正極合剤を調製した。この
正極合剤を厚みが２０μｍのＡｌ箔の片面に塗布して、
ＮＭＰを乾燥後、ロールプレスで成形して正極シートを
作製した。正極作製と同様に、負極活物質として、導電
助剤として黒鉛粉末、結着剤としてポリフッ化ビニリデ
ン（ＰＶＤＦ）を用い、それぞれ重量比８０％，１５
％，５％の割合で配合して、溶剤としてＮ−メチル−２
−ピロリドン（ＮＭＰ）を加え、十分に混合して負極合
剤を調製した。この負極合剤を厚みが２０μｍのＣｕ箔
の片面に塗布して、ＮＭＰを乾燥後、ロールプレスで成
形して負極シートを作製した。
【００２６】セパレータは厚みが２５μｍ，直径が１８
mmのポリエチレン製の微孔膜を用いた。
mmのポリエチレン製の微孔膜を用いた。
【００２７】電解液は、体積比が１：１のエチレンカー
ボネートとジエチルカーボネートの混合溶媒に、１mol
／ｌＬｉＰＦ6の電解質を溶解して調整し、これに酸素
吸収剤として重合度３のポリジメチルシロキサンを重量
比５％の割合で配合することで調製した。
ボネートとジエチルカーボネートの混合溶媒に、１mol
／ｌＬｉＰＦ6の電解質を溶解して調整し、これに酸素
吸収剤として重合度３のポリジメチルシロキサンを重量
比５％の割合で配合することで調製した。
【００２８】正極，セパレータ，負極の順で積層して円
筒状に巻き込み、端子を取り付けた。電池缶に収納後、
電解液を含浸させて電池蓋をかしめ合わせて直径１８m
m，高さ６５mmの１８６５０円筒型電池を作製した。
筒状に巻き込み、端子を取り付けた。電池缶に収納後、
電解液を含浸させて電池蓋をかしめ合わせて直径１８m
m，高さ６５mmの１８６５０円筒型電池を作製した。
【００２９】このリチウム二次電池を用いて、充放電電
流３ｍＡ、充電終止電圧を４.２Ｖ、放電終止電圧を１.
５Ｖ に設定して充放電を５回行った。電池は１４００
ｍＡで４.２Ｖまで定電流で充電後、４.２Ｖで３時間定
電圧充電し、１４００ｍＡｈで２.７Ｖまで放電する充
放電を５回繰り返した。
流３ｍＡ、充電終止電圧を４.２Ｖ、放電終止電圧を１.
５Ｖ に設定して充放電を５回行った。電池は１４００
ｍＡで４.２Ｖまで定電流で充電後、４.２Ｖで３時間定
電圧充電し、１４００ｍＡｈで２.７Ｖまで放電する充
放電を５回繰り返した。
【００３０】釘刺し試験では１４００ｍＡで４.２Ｖま
で定電流で充電後、４.２Ｖで３時間定電圧充電した充
電容量１４００ｍＡｈの電池を速さ５mm／sec で釘を電
池に貫通させた。また、過充電試験では、２８００ｍＡ
の定電流で充電しつづけた。両者とも破裂発火は確認で
きなかった。
で定電流で充電後、４.２Ｖで３時間定電圧充電した充
電容量１４００ｍＡｈの電池を速さ５mm／sec で釘を電
池に貫通させた。また、過充電試験では、２８００ｍＡ
の定電流で充電しつづけた。両者とも破裂発火は確認で
きなかった。
【００３１】比較例１ 非水電解液中に酸素吸収剤を添加しないこと以外は、実
施例１と同様にして二次電池を作成し、評価した。釘刺
し試験および過充電試験では、破裂発火した。 実施例２ 重合度３のポリジメチルシロキサンを電解液に添加せ
ず、正極に重量比５％の割合で添加した以外は実施例１
と同様に電池を作製して、釘刺し試験および過充電試験
を行った。
施例１と同様にして二次電池を作成し、評価した。釘刺
し試験および過充電試験では、破裂発火した。 実施例２ 重合度３のポリジメチルシロキサンを電解液に添加せ
ず、正極に重量比５％の割合で添加した以外は実施例１
と同様に電池を作製して、釘刺し試験および過充電試験
を行った。
【００３２】釘刺し試験では１４００ｍＡで４.２Ｖま
で定電流で充電後、４.２Ｖで３時間定電圧充電した充
電容量１４００ｍＡｈの電池を速さ５mm／sec で釘を電
池に貫通させた。また、過充電試験では、２８００ｍＡ
の定電流で充電しつづけた。両者とも破裂発火は確認で
きなかった。
で定電流で充電後、４.２Ｖで３時間定電圧充電した充
電容量１４００ｍＡｈの電池を速さ５mm／sec で釘を電
池に貫通させた。また、過充電試験では、２８００ｍＡ
の定電流で充電しつづけた。両者とも破裂発火は確認で
きなかった。
【００３３】実施例３ 重合度３のポリジメチルシロキサンを電解液に添加せ
ず、負極に重量比５％の割合で添加した以外は実施例１
と同様に電池を作製して、釘刺し試験および過充電試験
を行った。
ず、負極に重量比５％の割合で添加した以外は実施例１
と同様に電池を作製して、釘刺し試験および過充電試験
を行った。
【００３４】釘刺し試験では１４００ｍＡで４.２Ｖま
で定電流で充電後、４.２Ｖで３時間定電圧充電した充
電容量１４００ｍＡｈの電池を速さ５mm／sec で釘を電
池に貫通させた。また、過充電試験では、２８００ｍＡ
の定電流で充電しつづけた。両者とも破裂発火は確認で
きなかった。
で定電流で充電後、４.２Ｖで３時間定電圧充電した充
電容量１４００ｍＡｈの電池を速さ５mm／sec で釘を電
池に貫通させた。また、過充電試験では、２８００ｍＡ
の定電流で充電しつづけた。両者とも破裂発火は確認で
きなかった。
【００３５】実施例４ ポリジメチルシロキサンの替わりにポリフェニレンオキ
シドを、正極に重量比５％の割合で添加した以外は実施
例１と同様に電池を作製して、釘刺し試験および過充電
試験を行った。
シドを、正極に重量比５％の割合で添加した以外は実施
例１と同様に電池を作製して、釘刺し試験および過充電
試験を行った。
【００３６】釘刺し試験では１４００ｍＡで４.２Ｖま
で定電流で充電後、４.２Ｖで３時間定電圧充電した充
電容量１４００ｍＡｈの電池を速さ５mm／sec で釘を電
池に貫通させた。また、過充電試験では、２８００ｍＡ
の定電流で充電しつづけた。両者とも破裂発火は確認で
きなかった。
で定電流で充電後、４.２Ｖで３時間定電圧充電した充
電容量１４００ｍＡｈの電池を速さ５mm／sec で釘を電
池に貫通させた。また、過充電試験では、２８００ｍＡ
の定電流で充電しつづけた。両者とも破裂発火は確認で
きなかった。
【００３７】実施例５ ポリジメチルシロキサンの替わりにポリフェニレンオキ
シドを、電解液に重量比５％の割合で添加した以外は実
施例１と同様に電池を作製して、釘刺し試験および過充
電試験を行った。
シドを、電解液に重量比５％の割合で添加した以外は実
施例１と同様に電池を作製して、釘刺し試験および過充
電試験を行った。
【００３８】釘刺し試験では１４００ｍＡで４.２Ｖま
で定電流で充電後、４.２Ｖで３時間定電圧充電した充
電容量１４００ｍＡｈの電池を速さ５mm／sec で釘を電
池に貫通させた。また、過充電試験では、２８００ｍＡ
の定電流で充電しつづけた。両者とも破裂発火は確認で
きなかった。
で定電流で充電後、４.２Ｖで３時間定電圧充電した充
電容量１４００ｍＡｈの電池を速さ５mm／sec で釘を電
池に貫通させた。また、過充電試験では、２８００ｍＡ
の定電流で充電しつづけた。両者とも破裂発火は確認で
きなかった。
【００３９】実施例６ ポリジメチルシロキサンの替わりにポリフェニレンオキ
シドを、負極に重量比５％の割合で添加した以外は実施
例１と同様に電池を作製して、釘刺し試験および過充電
試験を行った。
シドを、負極に重量比５％の割合で添加した以外は実施
例１と同様に電池を作製して、釘刺し試験および過充電
試験を行った。
【００４０】釘刺し試験では１４００ｍＡで４.２Ｖま
で定電流で充電後、４.２Ｖで３時間定電圧充電した充
電容量１４００ｍＡｈの電池を速さ５mm／sec で釘を電
池に貫通させた。また、過充電試験では、２８００ｍＡ
の定電流で充電しつづけた。両者とも破裂発火は確認で
きなかった。
で定電流で充電後、４.２Ｖで３時間定電圧充電した充
電容量１４００ｍＡｈの電池を速さ５mm／sec で釘を電
池に貫通させた。また、過充電試験では、２８００ｍＡ
の定電流で充電しつづけた。両者とも破裂発火は確認で
きなかった。
【００４１】
【発明の効果】本発明により、電池の破壊試験に対して
の安全性の向上したリチウムイオン二次電池が得られ
る。
の安全性の向上したリチウムイオン二次電池が得られ
る。
【図１】本発明電池に含まれる酸素吸収剤の一例である
ポリシロキサンの構造式を示す図である。
ポリシロキサンの構造式を示す図である。
【図２】本発明電池に含まれる酸素吸収剤の他の一例で
あるフェニレンオキシドの構造式を示す図である。
あるフェニレンオキシドの構造式を示す図である。
Ｒ１，Ｒ２…水素もしくは炭素数１から５０の有機官能
基。
基。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H003 AA10 BB02 BB04 BB05 BB12 BB13 BB32 BB33 BB35 5H014 AA06 EE01 EE02 EE03 EE05 EE08 EE10 5H029 AJ12 AK03 AL07 AL08 AL11 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 BJ02 BJ14 EJ11 EJ12
Claims (6)
- 【請求項１】リチウムを可逆的に吸蔵放出する正極と負
極及びリチウムイオンを含む電解液を具備するリチウム
二次電池において、酸素吸収剤を含有する事を特徴とす
る二次電池。 - 【請求項２】前記酸素吸収剤が熱重合する請求項１記載
のリチウム二次電池。 - 【請求項３】前記酸素吸収剤が電極より脱離した酸素を
重合開始剤とする請求項１記載のリチウム二次電池。 - 【請求項４】前記酸素吸収剤が酸素を吸収し高分子化す
ることを特徴とする請求項１記載のリチウム二次電池。 - 【請求項５】前記酸素吸収剤が図１に示す構造式を有す
るポリシロキサン系化合物であり、好ましくは重合度３
から９であることを特徴とする請求項１記載のリチウム
二次電池。ただし図１においてＲ１，Ｒ２は、水素もし
くは炭素数１から５０の有機官能基を示す。 - 【請求項６】前記酸素吸収剤が図２に示す構造式を有す
るフェニレンオキシド系化合物であることを特徴とする
請求項１記載のリチウム二次電池。ただし図２において
Ｒ１，Ｒ２は、水素もしくは炭素数１から５０の有機官
能基を示す。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11079162A JP2000277152A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11079162A JP2000277152A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000277152A true JP2000277152A (ja) | 2000-10-06 |
Family
ID=13682271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11079162A Pending JP2000277152A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000277152A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6547839B2 (en) * | 2001-01-23 | 2003-04-15 | Skc Co., Ltd. | Method of making an electrochemical cell by the application of polysiloxane onto at least one of the cell components |
| WO2004066420A1 (ja) * | 2003-01-23 | 2004-08-05 | Sony Corporation | 電極および電池 |
| US6887619B2 (en) | 2002-04-22 | 2005-05-03 | Quallion Llc | Cross-linked polysiloxanes |
| US7226702B2 (en) | 2002-03-22 | 2007-06-05 | Quallion Llc | Solid polymer electrolyte and method of preparation |
| US7473491B1 (en) | 2003-09-15 | 2009-01-06 | Quallion Llc | Electrolyte for electrochemical cell |
| US7498102B2 (en) | 2002-03-22 | 2009-03-03 | Bookeun Oh | Nonaqueous liquid electrolyte |
| US7588859B1 (en) | 2004-02-11 | 2009-09-15 | Bookeun Oh | Electrolyte for use in electrochemical devices |
| US7695860B2 (en) | 2002-03-22 | 2010-04-13 | Quallion Llc | Nonaqueous liquid electrolyte |
| US7718321B2 (en) | 2004-02-04 | 2010-05-18 | Quallion Llc | Battery having electrolyte including organoborate salt |
| JP2010277790A (ja) * | 2009-05-27 | 2010-12-09 | Toyota Motor Corp | リチウムイオン二次電池 |
| US8076032B1 (en) | 2004-02-04 | 2011-12-13 | West Robert C | Electrolyte including silane for use in electrochemical devices |
| US8076031B1 (en) | 2003-09-10 | 2011-12-13 | West Robert C | Electrochemical device having electrolyte including disiloxane |
| US8153307B1 (en) | 2004-02-11 | 2012-04-10 | Quallion Llc | Battery including electrolyte with mixed solvent |
| US8715863B2 (en) | 2004-05-20 | 2014-05-06 | Quallion Llc | Battery having electrolyte with mixed solvent |
| US9786954B2 (en) | 2004-02-04 | 2017-10-10 | Robert C. West | Electrolyte including silane for use in electrochemical devices |
| CN114464908A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-05-10 | 四川新能源汽车创新中心有限公司 | 用于锂离子电池的三维多孔涂层及其制备和应用 |
-
1999
- 1999-03-24 JP JP11079162A patent/JP2000277152A/ja active Pending
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6547839B2 (en) * | 2001-01-23 | 2003-04-15 | Skc Co., Ltd. | Method of making an electrochemical cell by the application of polysiloxane onto at least one of the cell components |
| US7226702B2 (en) | 2002-03-22 | 2007-06-05 | Quallion Llc | Solid polymer electrolyte and method of preparation |
| US7498102B2 (en) | 2002-03-22 | 2009-03-03 | Bookeun Oh | Nonaqueous liquid electrolyte |
| US7695860B2 (en) | 2002-03-22 | 2010-04-13 | Quallion Llc | Nonaqueous liquid electrolyte |
| US6887619B2 (en) | 2002-04-22 | 2005-05-03 | Quallion Llc | Cross-linked polysiloxanes |
| WO2004066420A1 (ja) * | 2003-01-23 | 2004-08-05 | Sony Corporation | 電極および電池 |
| JP2004265609A (ja) * | 2003-01-23 | 2004-09-24 | Sony Corp | 電極および電池 |
| CN100367544C (zh) * | 2003-01-23 | 2008-02-06 | 索尼株式会社 | 电极和电池 |
| US8076031B1 (en) | 2003-09-10 | 2011-12-13 | West Robert C | Electrochemical device having electrolyte including disiloxane |
| US7473491B1 (en) | 2003-09-15 | 2009-01-06 | Quallion Llc | Electrolyte for electrochemical cell |
| US8076032B1 (en) | 2004-02-04 | 2011-12-13 | West Robert C | Electrolyte including silane for use in electrochemical devices |
| US7718321B2 (en) | 2004-02-04 | 2010-05-18 | Quallion Llc | Battery having electrolyte including organoborate salt |
| US9786954B2 (en) | 2004-02-04 | 2017-10-10 | Robert C. West | Electrolyte including silane for use in electrochemical devices |
| US7588859B1 (en) | 2004-02-11 | 2009-09-15 | Bookeun Oh | Electrolyte for use in electrochemical devices |
| US8153307B1 (en) | 2004-02-11 | 2012-04-10 | Quallion Llc | Battery including electrolyte with mixed solvent |
| US8715863B2 (en) | 2004-05-20 | 2014-05-06 | Quallion Llc | Battery having electrolyte with mixed solvent |
| JP2010277790A (ja) * | 2009-05-27 | 2010-12-09 | Toyota Motor Corp | リチウムイオン二次電池 |
| CN114464908A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-05-10 | 四川新能源汽车创新中心有限公司 | 用于锂离子电池的三维多孔涂层及其制备和应用 |
| CN114464908B (zh) * | 2022-04-13 | 2022-08-12 | 四川新能源汽车创新中心有限公司 | 用于锂离子电池的三维多孔涂层及其制备和应用 |
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