JPH02148576A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
- Publication number
- JPH02148576A JPH02148576A JP63299842A JP29984288A JPH02148576A JP H02148576 A JPH02148576 A JP H02148576A JP 63299842 A JP63299842 A JP 63299842A JP 29984288 A JP29984288 A JP 29984288A JP H02148576 A JPH02148576 A JP H02148576A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- per
- electrolyte
- positive
- discharge capacity
- electrode
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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
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
-
- 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
-
- 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
- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary 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
本発明は、非水電解液二次電池に関し、特にそのサイク
ル特性の改良に関するものである。
ル特性の改良に関するものである。
従来の技術
従来、この種の非水電解液電池は、高電圧、高エネルギ
ー密度を有し、かつ貯蔵性、耐漏液性などの信頼性にす
ぐれるだめ、広く民生用電子機器の電源に用いられてい
る。また、最近ではこの電池を二次電池化する試みが盛
んである。二次電池では負極にリチウト、正極には負極
から溶出したリチウムイオンを収納できる父応席をもっ
た、結晶構造が層状あるいはトンネｌし構造を有する遷
移金属の酸化物やカルコゲン化合物が検討されておυ、
充放電ではリチウムイオンが電解液を介して正極・負極
の間を移動する。この樵の非水電解液二次ｔ１（池のう
ち、うずまき型電極を有する円筒型のものについて現在
、盛んに開発・研究が試みられている。
ー密度を有し、かつ貯蔵性、耐漏液性などの信頼性にす
ぐれるだめ、広く民生用電子機器の電源に用いられてい
る。また、最近ではこの電池を二次電池化する試みが盛
んである。二次電池では負極にリチウト、正極には負極
から溶出したリチウムイオンを収納できる父応席をもっ
た、結晶構造が層状あるいはトンネｌし構造を有する遷
移金属の酸化物やカルコゲン化合物が検討されておυ、
充放電ではリチウムイオンが電解液を介して正極・負極
の間を移動する。この樵の非水電解液二次ｔ１（池のう
ち、うずまき型電極を有する円筒型のものについて現在
、盛んに開発・研究が試みられている。
発明が解決しようとする課項
うずまき型電極を有する円筒型非水電解液二次電池では
、その電解液量が電池のサイクル特性を決定づける重要
な因子である。
、その電解液量が電池のサイクル特性を決定づける重要
な因子である。
この種の電池では電解液の種類にかかわらず、その注液
量が放電容量１００ｍＡｈあたり０．２ｃｃ以下である
場合、電池を充放電にくり返しかけてみると、サイクル
数があまり伸びないうちに放電容量の値が落ちてし１い
、よいサイクル特性は得られない。これは注液量が不十
分な為にセパレータの液ぬれにムラができて、実際には
極板の一部だけが充放電に関与しており、極板の単位面
積あたシにかかる充放電の電流密度が大きくなっている
。
量が放電容量１００ｍＡｈあたり０．２ｃｃ以下である
場合、電池を充放電にくり返しかけてみると、サイクル
数があまり伸びないうちに放電容量の値が落ちてし１い
、よいサイクル特性は得られない。これは注液量が不十
分な為にセパレータの液ぬれにムラができて、実際には
極板の一部だけが充放電に関与しており、極板の単位面
積あたシにかかる充放電の電流密度が大きくなっている
。
そのため充放電のくり返しの過程で生成されるデンドラ
イト状のリチウムがより活発に負極リチウムの表面上に
蓄積され、それがセパレータの穴を貫通して正負極の部
分ショートを引き起こしている。そのために充電時に電
圧が上が９きらず、十分な充電が行われなかったわ、一
方ではリチウムの表面状態の劣化が速く進んでいるとい
う理由からサイクル特性が悪いと考えられる。
イト状のリチウムがより活発に負極リチウムの表面上に
蓄積され、それがセパレータの穴を貫通して正負極の部
分ショートを引き起こしている。そのために充電時に電
圧が上が９きらず、十分な充電が行われなかったわ、一
方ではリチウムの表面状態の劣化が速く進んでいるとい
う理由からサイクル特性が悪いと考えられる。
また、注液量が放電容量１００ｍＡｈあたり０．３５ｃ
ｃ以上の場合、電池の缶内に占める液量が増えれば、そ
れに反比例して正極の充填できる体積、すなわち充填電
気容量が小さくなるという問題がおこる。さらに実際に
液量の多い電池を充放電に数十サイクｐかけた後に分解
してみると、缶内底部にデンドライト状リチウムの付着
が見られ、内部ショートを引き起こす危険性がみとめら
れた。
ｃ以上の場合、電池の缶内に占める液量が増えれば、そ
れに反比例して正極の充填できる体積、すなわち充填電
気容量が小さくなるという問題がおこる。さらに実際に
液量の多い電池を充放電に数十サイクｐかけた後に分解
してみると、缶内底部にデンドライト状リチウムの付着
が見られ、内部ショートを引き起こす危険性がみとめら
れた。
これは、正負極間にまわる液以外の余分な液が多いため
にデンドライト状リチウムをセパレータと負極間に保持
することが出来ず、缶内を移動して底に付着するためで
ある。
にデンドライト状リチウムをセパレータと負極間に保持
することが出来ず、缶内を移動して底に付着するためで
ある。
本発明は以上のような問題点を解消し、電池構成時の注
液量の最適範囲を決定し、電池のサイクル特性を延ばす
ことを目的とするものである。
液量の最適範囲を決定し、電池のサイクル特性を延ばす
ことを目的とするものである。
課題を解決するだめの手段
そこで本発明は′Ｉ理解液の棟類にかかわらず、その注
液量を放電容ｉ１ｏｏｍＡｈあたり０．２〜ｏ、３ＣＣ
としたものである。
液量を放電容ｉ１ｏｏｍＡｈあたり０．２〜ｏ、３ＣＣ
としたものである。
作用
このように電解液の注液量を放電容量１００ｍ人すあた
り０．２〜Ｑ、３ＣＣとすることにより、正・負極間の
液まわりを十分にし、かつ、デンドライト状リチウム発
生の原因となるような群まわりの余分な液を最小量に抑
えることができることとなる。
り０．２〜Ｑ、３ＣＣとすることにより、正・負極間の
液まわりを十分にし、かつ、デンドライト状リチウム発
生の原因となるような群まわりの余分な液を最小量に抑
えることができることとなる。
実施例
以下、本発明の一実施例を、図面とともに説明する。
第１図は実施例に用いた円筒型リチウム二次電池の断面
図である。図で正極板１は五二哨化クロム（Ｃｒ２０ｓ
）を生活物質とする正極合剤をチタニウム製のエキスパ
ンデッドメタルからなる芯材に充填し、乾燥したもので
ある。４は芯材と同材質からなる正極リード板で、芯材
にスポット溶接したものである。
図である。図で正極板１は五二哨化クロム（Ｃｒ２０ｓ
）を生活物質とする正極合剤をチタニウム製のエキスパ
ンデッドメタルからなる芯材に充填し、乾燥したもので
ある。４は芯材と同材質からなる正極リード板で、芯材
にスポット溶接したものである。
負極板２は金属リチウムからなり、その−側面に負極集
電体６が圧着されている。
電体６が圧着されている。
３は三次元的空孔構造（海綿状）を有するポリオレフィ
ン系（ポリプロピレン、ポリエチレンまたはそれらの共
重合体）の微孔性フィルム（充放電特性や安全性の点で
孔径は０．０１〜０．５μが好ましい）からなるセパレ
ータで、正負極１．２間にこのセパレータ３を介在して
全体を渦巻状に巻回して電極体を構成している。
ン系（ポリプロピレン、ポリエチレンまたはそれらの共
重合体）の微孔性フィルム（充放電特性や安全性の点で
孔径は０．０１〜０．５μが好ましい）からなるセパレ
ータで、正負極１．２間にこのセパレータ３を介在して
全体を渦巻状に巻回して電極体を構成している。
そして電極体を回転させながら電極の上下部端面、すな
わち正負極１．２から突出したセパレータに熱風を電極
体の巻芯方向にやや斜め上から送風して、前記セパレー
タの突出部を巻芯方向に収縮させながら折曲させて電極
体を被段し、電極体構成を完成する。尚、加熱温度はセ
パレータの材質によって異なるが、本実施例の場合は１
４０〜１８０°Ｃで行った。また折曲させた部分に平板
を適度に押し当てて密着性をより高めてもよい。
わち正負極１．２から突出したセパレータに熱風を電極
体の巻芯方向にやや斜め上から送風して、前記セパレー
タの突出部を巻芯方向に収縮させながら折曲させて電極
体を被段し、電極体構成を完成する。尚、加熱温度はセ
パレータの材質によって異なるが、本実施例の場合は１
４０〜１８０°Ｃで行った。また折曲させた部分に平板
を適度に押し当てて密着性をより高めてもよい。
次に電極体の上下にそれぞれ上部絶脈板６．下部絶碌板
７を当てがってケース８内へ挿入し、ケース８上部に段
部を形成させた後、電解液（本実施例では炭酸プロピレ
ンと１．２−ジメトキ・／エタンの混合溶媒に溶質とし
て過塩素酸リチウムを溶解させたものを用いた）を注入
する。注液する際、減圧下で操作すると短時間に均一な
含浸状態が得られる。そして封口板９を装着した後、ケ
ース８の開口端を内側ヘカシメ封口することにより電池
の組立てを完了する。
７を当てがってケース８内へ挿入し、ケース８上部に段
部を形成させた後、電解液（本実施例では炭酸プロピレ
ンと１．２−ジメトキ・／エタンの混合溶媒に溶質とし
て過塩素酸リチウムを溶解させたものを用いた）を注入
する。注液する際、減圧下で操作すると短時間に均一な
含浸状態が得られる。そして封口板９を装着した後、ケ
ース８の開口端を内側ヘカシメ封口することにより電池
の組立てを完了する。
本発明では注液量を１００ｍＡｈあたり０．１５゜０．
２ 、０，２５ 、０，３ 、０．３５ｃｃ の６種類
とした円筒型リチウム二次電池をサイクル試験にかけ、
その寿命を調べた。
２ 、０，２５ 、０，３ 、０．３５ｃｃ の６種類
とした円筒型リチウム二次電池をサイクル試験にかけ、
その寿命を調べた。
この場合の試験条件は、２０′Ｃにおいて１００ｍ人の
定電流で、正極の充填容量の約８０チにあたる６００ｍ
人の深さで充放電を繰シ返したものである。
定電流で、正極の充填容量の約８０チにあたる６００ｍ
人の深さで充放電を繰シ返したものである。
以上の試験の結果得られた液量とサイクル数との関係を
第２図に示す。サイクルは充放電深さの６００ｍＡｈの
５０％劣化した３００ｍＡｈ以下に落ちた時点で終了し
たと見ることとした。
第２図に示す。サイクルは充放電深さの６００ｍＡｈの
５０％劣化した３００ｍＡｈ以下に落ちた時点で終了し
たと見ることとした。
これらの結果から明らかなように放電界ｉ１ｏ。
ｍＡｈあたり０．１５〜ｏ、２ＣＣの範囲では液量が増
えればサイクル寿命もそれに比例してかなり増加する。
えればサイクル寿命もそれに比例してかなり増加する。
そしてその傾向は１００ｍＡｈあたり０．２５ｃｃのと
ころで飽和状態となる。このことから注液量が１００ｍ
Ａｈあたり０．１５ｃｃ以下の場合、正負極間の液まわ
りが不十分なため、部分ショートが起こっており、サイ
クルが延びない。
ころで飽和状態となる。このことから注液量が１００ｍ
Ａｈあたり０．１５ｃｃ以下の場合、正負極間の液まわ
りが不十分なため、部分ショートが起こっており、サイ
クルが延びない。
又、６種類の電池を１００サイクルの充電状態で試験を
停止し、分解したところ、注液量が放電容量１００ｍＡ
ｈ あたり０．３５ｃｃのものについては缶底部にデ
ンドライトの付着が見られ、内部ショートの危険性が見
られた。
停止し、分解したところ、注液量が放電容量１００ｍＡ
ｈ あたり０．３５ｃｃのものについては缶底部にデ
ンドライトの付着が見られ、内部ショートの危険性が見
られた。
以上の事柄から、円筒型非水電解液二次電池において、
最適な液量は１００ｍＡｈあたりｏ、２〜０．３ｃｃの
範囲であり、その場合、セパレータはまんべなくぬれて
おシ、かつ極板群と缶との間に存在する液は最小限に抑
えられていると考えられる。
最適な液量は１００ｍＡｈあたりｏ、２〜０．３ｃｃの
範囲であり、その場合、セパレータはまんべなくぬれて
おシ、かつ極板群と缶との間に存在する液は最小限に抑
えられていると考えられる。
発明の効果
以上のように本発明によれば、円筒型非水電解液二次電
池において、電解液の栓類にかかわらず′「Ｅ解液の注
液量を放電容量１００ｍＡｈあたり０２〜０．３ＣＣの
範囲とした場合に缶内の液ぬれが最も良い状態となシ、
よいサイクル特性が得られる。
池において、電解液の栓類にかかわらず′「Ｅ解液の注
液量を放電容量１００ｍＡｈあたり０２〜０．３ＣＣの
範囲とした場合に缶内の液ぬれが最も良い状態となシ、
よいサイクル特性が得られる。
なお、実施例では正極活物質に五二酸化クロムを用いた
が、他の例えば二酸化マンガン、三硫化モリブデン、酸
化バナジウム（Ｖ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ＋５１ｖ３０８ ）
−二硫化チタン、オキシリン酸銅、硫化バナジウム（
Ｖ２Ｓ５ ＞、 ＬｉＭｎＯ４、他の酸化クロム等であ
ってもよい。
が、他の例えば二酸化マンガン、三硫化モリブデン、酸
化バナジウム（Ｖ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ＋５１ｖ３０８ ）
−二硫化チタン、オキシリン酸銅、硫化バナジウム（
Ｖ２Ｓ５ ＞、 ＬｉＭｎＯ４、他の酸化クロム等であ
ってもよい。
又為負極活物質には純金属リチウムを用いたが、リチウ
ムイオンを吸蔵放出できる合金であってもよい。
ムイオンを吸蔵放出できる合金であってもよい。
第１図は本発明の実施例における円筒型電池の断面図、
第２図は液量に対するサイクル寿命数の関係を示す図で
ある。 １ ・・・・正極、２・・・・負極、３・・・・セパレ
ータ。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名ｆ−
正権 ２− 員藷 第２図 すイフル更【ＣヨＪ 手続補正書 平成元年 す月 １２日 ■ 事件の表示 昭和６３年特許 願 発明の名称 非水電解液二次電池 補正をする者 事件との関係 住 所 名 称 代表者 特 許 出 願 人 大阪府門真市大字門真１００６番地 （５８２）松下電器産業株式会社 谷 井 昭 雄 ４代理人 住 所 〒 ５７１ 大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内 図面 すイクフレ＆（回り
第２図は液量に対するサイクル寿命数の関係を示す図で
ある。 １ ・・・・正極、２・・・・負極、３・・・・セパレ
ータ。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名ｆ−
正権 ２− 員藷 第２図 すイフル更【ＣヨＪ 手続補正書 平成元年 す月 １２日 ■ 事件の表示 昭和６３年特許 願 発明の名称 非水電解液二次電池 補正をする者 事件との関係 住 所 名 称 代表者 特 許 出 願 人 大阪府門真市大字門真１００６番地 （５８２）松下電器産業株式会社 谷 井 昭 雄 ４代理人 住 所 〒 ５７１ 大阪府門真市大字門真１００６番地 松下電器産業株式会社内 図面 すイクフレ＆（回り
Claims (1)
- 金属リチウムからなる負極と、正極と、リチウム塩を
有機溶媒に溶かして得られる非水電解液とを備え、上記
非水電解液の体積を放電容量１００ｍＡｈあたり０．２
〜０．３ｃｃとした非水電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63299842A JP2757398B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63299842A JP2757398B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | 非水電解液二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02148576A true JPH02148576A (ja) | 1990-06-07 |
| JP2757398B2 JP2757398B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=17877586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63299842A Expired - Lifetime JP2757398B2 (ja) | 1988-11-28 | 1988-11-28 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2757398B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004036670A1 (ja) * | 2002-10-15 | 2004-04-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | 非水電解質二次電池 |
| US7955731B2 (en) | 2006-08-14 | 2011-06-07 | Sony Corporation | Nonaqueous electrolyte secondary cell |
| US8900738B2 (en) | 2008-03-05 | 2014-12-02 | Sony Corporation | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6065479A (ja) * | 1983-09-20 | 1985-04-15 | Hitachi Maxell Ltd | リチウム二次電池 |
-
1988
- 1988-11-28 JP JP63299842A patent/JP2757398B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6065479A (ja) * | 1983-09-20 | 1985-04-15 | Hitachi Maxell Ltd | リチウム二次電池 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004036670A1 (ja) * | 2002-10-15 | 2004-04-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | 非水電解質二次電池 |
| US7955731B2 (en) | 2006-08-14 | 2011-06-07 | Sony Corporation | Nonaqueous electrolyte secondary cell |
| US8900738B2 (en) | 2008-03-05 | 2014-12-02 | Sony Corporation | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
| US9455429B2 (en) | 2008-03-05 | 2016-09-27 | Sony Corporation | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
| US9859590B2 (en) | 2008-03-05 | 2018-01-02 | Sony Corporation | Battery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2757398B2 (ja) | 1998-05-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080313 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090313 Year of fee payment: 11 |