JPH02234351A - リチウム電池 - Google Patents
リチウム電池Info
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- JPH02234351A JPH02234351A JP1052782A JP5278289A JPH02234351A JP H02234351 A JPH02234351 A JP H02234351A JP 1052782 A JP1052782 A JP 1052782A JP 5278289 A JP5278289 A JP 5278289A JP H02234351 A JPH02234351 A JP H02234351A
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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］
木発明は，リチウム電池、特に２大電流取り出し可能な
リチウム電池に関する． ［従来の技術およびその問題点］ 電子機器の小型化．携帯化の進展に伴い，その電源とし
て，高エネルギー密度電池が注目され′、開発が活発に
行われている．用途に応じて、種々の構成成分や形状の
リチウム電池が実用化されている．中でも、カメラの電
源として用いる場合は，放電電流が大きいため．できる
だけ電池の内部ば抗を小さくする必要がある． そのため、例えば、円筒型スパイラル型リチウム電池が
開発されている．この場合、電極面積を広くし、電池内
部の抵抗を小さくする必要から、上記のスバイラル型電
池では，セパレータとして、例えば，ボリプロビレンフ
ィルムを延伸した多孔賀薄膜フィルムを用い２負極，セ
バレータおよび正極からなる積層シートを巻き回した構
造となっている． すなわち、スバイラル構造により電極の作用面積が増大
するとともに，セパレータを薄くすることによりセパレ
ータ部分の抵抗が小さくなり、さらに同一電池容器内に
収容する渦巻き状極板群の寸法が長くなり、電極面積が
大きくなるなどにより、放電電流を増大させることがで
きる．しかしながら、上記のスパイラル電池の作製方法
として、例えば，一方の極板を袋状セバレータで包む方
法があるが、この場合、極板の内側と外側とでセパレー
タに歪みが生じ、セパレータと極板との密着性が悪いた
めセパレータにシワができ，極板間の距離を増大させる
とともに、気泡がたまりやすく，電池の内部抵抗が増大
する場合がある．また、巻き回しの操作中に，セパレー
タフィルムの強度に異方性があることや、正極合剤シー
トの表面が平滑でないなどの原因によりフィルムが破損
しやすく、内部短絡の原因となる．これらの問題点を解
決するために，すでに種々の方法が開示されており、例
えば、以下のようなものがある． 特開昭６０−４１７７２号（セバレータフィルムの微細
孔の長袖方向と，渦巻き電池の巻き方向を一致させる）
、特開昭６０−７９６７２号（セパレータの端部を集電
体に溶着固定させる），特開昭６１−７４２６７号（セ
パレータ補強シートを用いる）、特開昭６２−１３９２
５３号（Ｍｎ０２の粒度を小さくそろえる）、特開昭６
３−１６４１７０号（押さえ板を用いて巻き回す）など
が知られている．しかし、これらの方法による改善は充
分とは言えず、また、工程が煩雑となる．したがって、
本発明の目的は、従来からの円筒スバイラル型リチウム
電池の問題点を解消し、製造方法も簡単な大電流取り出
し可能な電池を提供することにある． ［問題を解決するための手段］ 本発明は、リチウム金属またはリチウム合金を負極活物
質として用い，固体高分子電解質を電解質セパレータと
して用いた電池において、リチウム金属からなる織布ま
たは不織布の表面に固体高分子電解質の薄膜を形成し、
それを正極集電体を兼ねた電池ケースに入れ，内部の空
隙に正横合剤粉末を充填したリチウム電池およびその製
造法を提供することにより、前記の目的を達成したもの
である． 本発明によれば、その電池の構成が、負極のリチウム金
属からなる不織布または織布の表面を固体高分子電解質
で被覆したものを、負極活物質と電解賀セパレータとし
て，これらを正極合剤中に埋めこんだ構造をとるため、
電池容禮あたりの正極と負極の作用面積が大きくなり、
大放電電池として優れた特性を示すことができる．また
、固体高分子電解質の、自由な形状に薄膜を形成できる
特性を活用できるため、従来のボリプロビレン多孔質薄
膜フィルムを用いる方法に比べ作成方法も簡便である． 本発明における固体高分子電解賀は、リチウムイオン珈
とイオン伝導性を有する高分子より構成される．リチウ
ムイオン塩としては、ＬｉＣｉ０４ ，ＬｉＢＦ４
，ＬｉＡｓＦ６ ．ＬｉＰＦ６ ，ＬｉＳＣＮ，ＬｉＩ
，ＬＸＢｒなどが，例として挙げられる． イオン伝導性を有する高分子としては、ポリエチレンオ
キシド．ポリプロピレンオキシド，ポリエチレンスルフ
ィド，ポリーβ−プロビオラクトン．ポリエチレンサク
シネートなどの高分子、あるいは、ポリエチレングリコ
ールメタクリレートやポリエチレングリコールアクリレ
ートなどを重合した高分子，ポリエチレンオキシド付加
グリセリンをジイソシアネートで架橋して得られる高分
子、ポリエチレンオキシドを側鎖に有するボリシロキサ
ンやポリフォスファゼンおよびその架橋高分子などが挙
げられる． また、上記の有機高分子にイオン伝導性を増大させる目
的で、固体高分子電解質の機械的強度を損なわない範囲
で，プロピレンカーポネート，アセトニトリル．γ−プ
チロラクトン，エチレンカーポネート，テトラハイドロ
フラン，ジメトキシエタン，ジメチルスルホキシド．ジ
オキソラン，スルホランなどの液体電解質の成分として
知られている有機溶媒、あるいは低分子量のポリエチレ
ングリコールやボリプロビレングリコールおよびその共
重合体などの液状物を含有させてもよい．あるいはまた
、上記の有機溶媒に前記リチウムイオン塩を溶解させた
液体電解質にボリアルキルメタアクリレートなどの高分
子からなるゲル化剤を混合したもの、または、重合可能
なモノマーあるいはマクロマー、非水系溶媒、およびリ
チウムイオン塩からなる液状混合物を、熱や活性光線の
照射によりゲル化させたものも用いることができる． 活性光線や熱で重合可能なモノマーおよびマクロマーと
しては、アクリル酸エステルやメタクリル酸エステルの
例として，アクリル酸メチル，アクリル酸エチル，アク
リル酸プロビル，アクリル酸ブチル．アクリル酸ペンチ
ル，アクリル酸アリール，メタクリル酸メチル．メタク
リル酸エチル．メタクリル酸プロビル，メタクリル酸ブ
チル．メタクリル酸アリール，２−ヒドロキシエチルア
クリレート，？−ヒドロキシエチルメタクリレー｝，１
．８−ヘキサンジオールアクリレート．１，６ーヘキサ
ンジオールメタクリレートなどが挙げられる． また、アクリロイル変性ポリアルキレンオキシドの例と
しては，ジエチレングリコールモノアクリレート，ジエ
チレングリコールメタクリレート，トリエチレングリコ
ールモノアクリレート，ポリエチレングリコールモノア
クリレート，メト“キシテトラエチレングリコールモノ
アクリレート．フェノキシテトラエチレングリコールモ
ノアクリレート．トリエチレングリコールモノメタクリ
レート，ポリエチレングリコールモノメタクリレート、
メトキシポリエチレングリコールモノメタクルレート．
ポリエチレングリコールジメタクリレート．トリメチロ
ールプロパントリアクリレートなどがあり、あるいは上
記のものでエチレングリコール構造をプロピレングリコ
ール構造に変えたものも用いることができる３ あるいは，エチレングリコール構造部分をエチレンオキ
シドとプロピレンオキシドのユニットのランダムあるい
は，ブロック共重合構造に変えたものも用いることがで
きる． あるいは、Ｕ■硬化用塗料などに用いられる反応性オリ
ゴマーあるいはポリマーなとも用いることができる．例
えば、不飽和ポリエステルをアクリル酸で変性した不飽
和アクリレートプレボリマー，アクリル変性シロキサン
．アクリル変性ポリウレタンプレボリマーなどを挙げる
ことができる．これらは、２８！以上併用することがで
きる．これら以外にも、固体高分子電解質の機械的強度
を向上させるために，ポリウレタンなどのエラストマー
や高分子ポリエチレンオキシドなどの高分子を少量加え
ても良い． 上記のリチウムイオン塩の含量としては、上記のイオン
伝導性を有する高分子および／あるいは有機溶媒との混
合物中０．０１〜５０ｗｔ％、好ましくは，０。１〜３
０ｗｔ％の範囲が好ましい．上記リチウムイオンの含有
量が多すぎると過剰のリチウムイオン塩が、解離固溶化
せず、単に混在するのみとなり、イオン伝導性は低下す
る．また、含有量が少なすぎても、電荷キャリアーであ
る解離リチウムイオンが少なくなり、イオン伝導性は低
下する． また、上記のイオン伝導性固体高分子電解質のフィルム
の、機械的強度を改良するために、シリカ，アルミナ，
ジルコニア．プラスチフクビーズ．ガラスビーズなどの
電子絶縁性微粉末を適宜に混合しても良い． 本発明の負極リチウム金属または合金からなる織布また
は不織布の表面に、上記のイオン伝導性固体高分子電解
質の薄膜を形成させる方法としては、上記の高分子とリ
チウムイオン塩との良溶媒で均一溶液とし、均一な厚さ
になるように塗布した後に溶媒を除去して薄膜を形成す
る方法、また，ボリエチレンマクロマーなどとリチウム
イオン塩からなる液状組成物を塗布した後に、加熱ある
いは活性光線の照射などにより高分子量化または架橋硬
化して薄膜を形成する方法がある．これらの場合、必要
ならば，ベンゾフェノン類などの光重合開始剤あるいは
，パーオキサイドなどの熱重合開始剤を添加してもよい
． 本発明における負極活物質としては、リチウム金属や、
リチウム合金，例えばリチウムとアルミニウム，水銀，
亜鉛などとの合金が挙げられる．これらを線引き加工に
より極細線状に加工する．リチウム線の径は，小さいほ
ど電池容積あたりの電極の作用面積が増大して好ましく
、例えば、径が２ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ
以下が好ましい． また，東電体を兼ねた芯材を用い、その周りに、溶融押
しだし法や真空蒸着などにより、リチウム金属または合
金を、二重層構造にして複合化してもよい．芯材として
は、電子伝導性のものであればよいが、金属線例えばス
テンレス繊維などが好適に用いられる．このリチウム線
を用いて、織布または不織布の形状をした負極集合体が
作成できる．この際、ｍ維の長さは、電池の形状２織布
，不織布の形状により適宜選ばれる． また，正極活物質としては，例えば、二酸化マンガン．
三酸化モリブデン．五酸化バナジウム．チタン、あるい
は二オブの硫化物．クロム酸化物．酸化銅など，リチウ
ム電池の正極活物質として知られているものを用いるこ
とができる．正極活物質を選ぶことにより，一次電池お
よび二次電池いづれにも適用できる．正極としては、こ
れらの活物質に導電剤として例えば黒鉛など、さらに必
要ならばバインダーとして，例えば，ポリテトラフルオ
ロエチレン，あるいは、前記の固体高分子電解質を混合
してもよい．これらの正極合剤粉末を上記の固体高分子
電解質で被覆されたリチウム金属からなる織布または不
織布と電池ケースの間の空隙に充填する．この充填工程
を、電池ケース内部を減圧にしながら行う方が、上記の
正極合剤粉末を容易に密に充填することができ，電池性
能および製造工程の簡略化の面から好ましい．さらに必
要ならば、前記の有機溶媒にリチウム無機イオン塩を溶
解させた液体電解質を注液し，前記の正極合剤に含浸さ
せた後に，電池ケース上部に蓋をし、封ロすることによ
り，本発明の電池が作成される． 電池の形状としては、負極集合体および電池ケースの形
状により、円筒型．角型など種々の形状が可能である． ［本発明の実施例］ 実施例ｌ 負極として、極細ステンレス鋼繊維（日本精線製，ナス
ロン、繊維直径０ ． Ｏ ｌ ｍｍ）を芯材として用
い，その周縁部に溶融押し出し法により形成されたリチ
ウム金属からなる複層構造を有するリチウム線（直径０
． ２ １ ｍｍ）を作成した．このリチウム線を５
〜１０ｍｍの長さに切断し、網状に重ね、圧着により不
織布形状に成形して負極集合体とした． ポリエチレングリコールモノメタクリレート（新中村化
学製，Ｍ−９０Ｇ）２５重量部、ポリエチレングリコー
ルジメタクリレート（新中村化学製，９Ｇ）７５重量部
、ジメトキシポリエチレングリコール（旭電化製，ＣＬ
Ｅ−４００、平均分子量４００）１００重量部、過塩素
酸リチウム（ＬｉＣＪ１０４）１０重量部、および，光
開始剤として、 ２．２−ジメトキシー２−フェニルア
セトフェノン０．１重量部からなる液体組成物を、上記
の負極集合体の表面に塗布し、ＵＶランプで照射して、
約２０μｍ厚みの固体高分子電解質の塗膜を形成した．
これを、正極集電体を兼ねた筒型の電池ケースに入れ、
内部を減圧にしながらその空隙部分に、二酸化マンガン
７５重量部とアセチレンブラックＩＯ重量部からなる正
極合剤を充填した． 電解液として、ブロビレンカーポネート．！−１．２ー
ジメトキシエタンの等容積混合物にＬ ｉ ＣＪＩＯ
４を１ ．０Ｍ／Ｌ溶解させたものを添加し、直径１１
．８ｍｍ、高さ１０１１ｍｍの電池を作成した． この電池特性として、２０℃、ｌ ．５ＫΩノ定抵抗で
放電特性を測定した結果，１７５ｍＡｈの電池容量が得
られた． 実施例２ 実施例ｌにおいて、固体高分子電解賀の原料として、ポ
リエチレングリコールジメタクリレート（新中村化学製
、４Ｇ）１００重量部と、ＬｉＣ１０４をＩＭ／Ｌ溶解
させたブロビレンカーポネート溶液２００重量部からな
る液状組成物を用いた以外は，実施例１と同様にして、
電池を作成し特性を測定した．電池容量は、１８９ｍＡ
ｈであった． 実施例３ 実施例１において、光開始剤に変えて、ペンゾイルパー
オキサイ臼１量部を加え、負極集合体に塗布した後に，
８０℃，２時間加熱硬化させて、固体高分子電解質薄膜
を形成させた以外は、実施例ｌと同様にして、電池を作
成し特性を測定した．電池容量は、１７９ｍＡｈであっ
た． 実施例４ 実施例２において、原料の液状組成物にミクロガラスビ
ーズ（東芝バロティ一二製ＧＢ ２ １ ０）３０重量
部混合した以外は、実施例２と同様にして電池を作成し
特性を測定した．電池容量は、１７３ｍＡｈであった． 比較例Ｉ Ｍｎ０２７５重量部、アセチレンブラック１０重量部、
テフロン粉末１５重量部からなる正極合剤をステンレス
金網を用いて作成した正極シートを、多孔質ボリプロビ
レンフィルム（ヘキストセラニーズ製、ジュラガード２
５００，膜厚２５ｇｍ）をセパレータとして包みこみ、
リチウム箔を積層して巻き回したものを電池ケースに入
れ，電解液として、プロピレンカーポネートと１．２−
ジメトキシエタンの等容積混合物にＬ ｉ ＣｉＯ ４
をｌ ．ＯＭ／Ｌ溶解させたものを含浸させ、実施例ｌ
と同寸法の円筒渦巻き電池を作成した．電池容量は、１
４５ｍＡｈであった． ［発明の効果】 本発明のリチウム金属または合金からなる織布または不
織布を負極集合体として用いた電池は従来用いられてい
たリチウム箔などに比べて電池容量の大きな電池が得ら
れる． 特許出願人 宇部興産株式会社
リチウム電池に関する． ［従来の技術およびその問題点］ 電子機器の小型化．携帯化の進展に伴い，その電源とし
て，高エネルギー密度電池が注目され′、開発が活発に
行われている．用途に応じて、種々の構成成分や形状の
リチウム電池が実用化されている．中でも、カメラの電
源として用いる場合は，放電電流が大きいため．できる
だけ電池の内部ば抗を小さくする必要がある． そのため、例えば、円筒型スパイラル型リチウム電池が
開発されている．この場合、電極面積を広くし、電池内
部の抵抗を小さくする必要から、上記のスバイラル型電
池では，セパレータとして、例えば，ボリプロビレンフ
ィルムを延伸した多孔賀薄膜フィルムを用い２負極，セ
バレータおよび正極からなる積層シートを巻き回した構
造となっている． すなわち、スバイラル構造により電極の作用面積が増大
するとともに，セパレータを薄くすることによりセパレ
ータ部分の抵抗が小さくなり、さらに同一電池容器内に
収容する渦巻き状極板群の寸法が長くなり、電極面積が
大きくなるなどにより、放電電流を増大させることがで
きる．しかしながら、上記のスパイラル電池の作製方法
として、例えば，一方の極板を袋状セバレータで包む方
法があるが、この場合、極板の内側と外側とでセパレー
タに歪みが生じ、セパレータと極板との密着性が悪いた
めセパレータにシワができ，極板間の距離を増大させる
とともに、気泡がたまりやすく，電池の内部抵抗が増大
する場合がある．また、巻き回しの操作中に，セパレー
タフィルムの強度に異方性があることや、正極合剤シー
トの表面が平滑でないなどの原因によりフィルムが破損
しやすく、内部短絡の原因となる．これらの問題点を解
決するために，すでに種々の方法が開示されており、例
えば、以下のようなものがある． 特開昭６０−４１７７２号（セバレータフィルムの微細
孔の長袖方向と，渦巻き電池の巻き方向を一致させる）
、特開昭６０−７９６７２号（セパレータの端部を集電
体に溶着固定させる），特開昭６１−７４２６７号（セ
パレータ補強シートを用いる）、特開昭６２−１３９２
５３号（Ｍｎ０２の粒度を小さくそろえる）、特開昭６
３−１６４１７０号（押さえ板を用いて巻き回す）など
が知られている．しかし、これらの方法による改善は充
分とは言えず、また、工程が煩雑となる．したがって、
本発明の目的は、従来からの円筒スバイラル型リチウム
電池の問題点を解消し、製造方法も簡単な大電流取り出
し可能な電池を提供することにある． ［問題を解決するための手段］ 本発明は、リチウム金属またはリチウム合金を負極活物
質として用い，固体高分子電解質を電解質セパレータと
して用いた電池において、リチウム金属からなる織布ま
たは不織布の表面に固体高分子電解質の薄膜を形成し、
それを正極集電体を兼ねた電池ケースに入れ，内部の空
隙に正横合剤粉末を充填したリチウム電池およびその製
造法を提供することにより、前記の目的を達成したもの
である． 本発明によれば、その電池の構成が、負極のリチウム金
属からなる不織布または織布の表面を固体高分子電解質
で被覆したものを、負極活物質と電解賀セパレータとし
て，これらを正極合剤中に埋めこんだ構造をとるため、
電池容禮あたりの正極と負極の作用面積が大きくなり、
大放電電池として優れた特性を示すことができる．また
、固体高分子電解質の、自由な形状に薄膜を形成できる
特性を活用できるため、従来のボリプロビレン多孔質薄
膜フィルムを用いる方法に比べ作成方法も簡便である． 本発明における固体高分子電解賀は、リチウムイオン珈
とイオン伝導性を有する高分子より構成される．リチウ
ムイオン塩としては、ＬｉＣｉ０４ ，ＬｉＢＦ４
，ＬｉＡｓＦ６ ．ＬｉＰＦ６ ，ＬｉＳＣＮ，ＬｉＩ
，ＬＸＢｒなどが，例として挙げられる． イオン伝導性を有する高分子としては、ポリエチレンオ
キシド．ポリプロピレンオキシド，ポリエチレンスルフ
ィド，ポリーβ−プロビオラクトン．ポリエチレンサク
シネートなどの高分子、あるいは、ポリエチレングリコ
ールメタクリレートやポリエチレングリコールアクリレ
ートなどを重合した高分子，ポリエチレンオキシド付加
グリセリンをジイソシアネートで架橋して得られる高分
子、ポリエチレンオキシドを側鎖に有するボリシロキサ
ンやポリフォスファゼンおよびその架橋高分子などが挙
げられる． また、上記の有機高分子にイオン伝導性を増大させる目
的で、固体高分子電解質の機械的強度を損なわない範囲
で，プロピレンカーポネート，アセトニトリル．γ−プ
チロラクトン，エチレンカーポネート，テトラハイドロ
フラン，ジメトキシエタン，ジメチルスルホキシド．ジ
オキソラン，スルホランなどの液体電解質の成分として
知られている有機溶媒、あるいは低分子量のポリエチレ
ングリコールやボリプロビレングリコールおよびその共
重合体などの液状物を含有させてもよい．あるいはまた
、上記の有機溶媒に前記リチウムイオン塩を溶解させた
液体電解質にボリアルキルメタアクリレートなどの高分
子からなるゲル化剤を混合したもの、または、重合可能
なモノマーあるいはマクロマー、非水系溶媒、およびリ
チウムイオン塩からなる液状混合物を、熱や活性光線の
照射によりゲル化させたものも用いることができる． 活性光線や熱で重合可能なモノマーおよびマクロマーと
しては、アクリル酸エステルやメタクリル酸エステルの
例として，アクリル酸メチル，アクリル酸エチル，アク
リル酸プロビル，アクリル酸ブチル．アクリル酸ペンチ
ル，アクリル酸アリール，メタクリル酸メチル．メタク
リル酸エチル．メタクリル酸プロビル，メタクリル酸ブ
チル．メタクリル酸アリール，２−ヒドロキシエチルア
クリレート，？−ヒドロキシエチルメタクリレー｝，１
．８−ヘキサンジオールアクリレート．１，６ーヘキサ
ンジオールメタクリレートなどが挙げられる． また、アクリロイル変性ポリアルキレンオキシドの例と
しては，ジエチレングリコールモノアクリレート，ジエ
チレングリコールメタクリレート，トリエチレングリコ
ールモノアクリレート，ポリエチレングリコールモノア
クリレート，メト“キシテトラエチレングリコールモノ
アクリレート．フェノキシテトラエチレングリコールモ
ノアクリレート．トリエチレングリコールモノメタクリ
レート，ポリエチレングリコールモノメタクリレート、
メトキシポリエチレングリコールモノメタクルレート．
ポリエチレングリコールジメタクリレート．トリメチロ
ールプロパントリアクリレートなどがあり、あるいは上
記のものでエチレングリコール構造をプロピレングリコ
ール構造に変えたものも用いることができる３ あるいは，エチレングリコール構造部分をエチレンオキ
シドとプロピレンオキシドのユニットのランダムあるい
は，ブロック共重合構造に変えたものも用いることがで
きる． あるいは、Ｕ■硬化用塗料などに用いられる反応性オリ
ゴマーあるいはポリマーなとも用いることができる．例
えば、不飽和ポリエステルをアクリル酸で変性した不飽
和アクリレートプレボリマー，アクリル変性シロキサン
．アクリル変性ポリウレタンプレボリマーなどを挙げる
ことができる．これらは、２８！以上併用することがで
きる．これら以外にも、固体高分子電解質の機械的強度
を向上させるために，ポリウレタンなどのエラストマー
や高分子ポリエチレンオキシドなどの高分子を少量加え
ても良い． 上記のリチウムイオン塩の含量としては、上記のイオン
伝導性を有する高分子および／あるいは有機溶媒との混
合物中０．０１〜５０ｗｔ％、好ましくは，０。１〜３
０ｗｔ％の範囲が好ましい．上記リチウムイオンの含有
量が多すぎると過剰のリチウムイオン塩が、解離固溶化
せず、単に混在するのみとなり、イオン伝導性は低下す
る．また、含有量が少なすぎても、電荷キャリアーであ
る解離リチウムイオンが少なくなり、イオン伝導性は低
下する． また、上記のイオン伝導性固体高分子電解質のフィルム
の、機械的強度を改良するために、シリカ，アルミナ，
ジルコニア．プラスチフクビーズ．ガラスビーズなどの
電子絶縁性微粉末を適宜に混合しても良い． 本発明の負極リチウム金属または合金からなる織布また
は不織布の表面に、上記のイオン伝導性固体高分子電解
質の薄膜を形成させる方法としては、上記の高分子とリ
チウムイオン塩との良溶媒で均一溶液とし、均一な厚さ
になるように塗布した後に溶媒を除去して薄膜を形成す
る方法、また，ボリエチレンマクロマーなどとリチウム
イオン塩からなる液状組成物を塗布した後に、加熱ある
いは活性光線の照射などにより高分子量化または架橋硬
化して薄膜を形成する方法がある．これらの場合、必要
ならば，ベンゾフェノン類などの光重合開始剤あるいは
，パーオキサイドなどの熱重合開始剤を添加してもよい
． 本発明における負極活物質としては、リチウム金属や、
リチウム合金，例えばリチウムとアルミニウム，水銀，
亜鉛などとの合金が挙げられる．これらを線引き加工に
より極細線状に加工する．リチウム線の径は，小さいほ
ど電池容積あたりの電極の作用面積が増大して好ましく
、例えば、径が２ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ
以下が好ましい． また，東電体を兼ねた芯材を用い、その周りに、溶融押
しだし法や真空蒸着などにより、リチウム金属または合
金を、二重層構造にして複合化してもよい．芯材として
は、電子伝導性のものであればよいが、金属線例えばス
テンレス繊維などが好適に用いられる．このリチウム線
を用いて、織布または不織布の形状をした負極集合体が
作成できる．この際、ｍ維の長さは、電池の形状２織布
，不織布の形状により適宜選ばれる． また，正極活物質としては，例えば、二酸化マンガン．
三酸化モリブデン．五酸化バナジウム．チタン、あるい
は二オブの硫化物．クロム酸化物．酸化銅など，リチウ
ム電池の正極活物質として知られているものを用いるこ
とができる．正極活物質を選ぶことにより，一次電池お
よび二次電池いづれにも適用できる．正極としては、こ
れらの活物質に導電剤として例えば黒鉛など、さらに必
要ならばバインダーとして，例えば，ポリテトラフルオ
ロエチレン，あるいは、前記の固体高分子電解質を混合
してもよい．これらの正極合剤粉末を上記の固体高分子
電解質で被覆されたリチウム金属からなる織布または不
織布と電池ケースの間の空隙に充填する．この充填工程
を、電池ケース内部を減圧にしながら行う方が、上記の
正極合剤粉末を容易に密に充填することができ，電池性
能および製造工程の簡略化の面から好ましい．さらに必
要ならば、前記の有機溶媒にリチウム無機イオン塩を溶
解させた液体電解質を注液し，前記の正極合剤に含浸さ
せた後に，電池ケース上部に蓋をし、封ロすることによ
り，本発明の電池が作成される． 電池の形状としては、負極集合体および電池ケースの形
状により、円筒型．角型など種々の形状が可能である． ［本発明の実施例］ 実施例ｌ 負極として、極細ステンレス鋼繊維（日本精線製，ナス
ロン、繊維直径０ ． Ｏ ｌ ｍｍ）を芯材として用
い，その周縁部に溶融押し出し法により形成されたリチ
ウム金属からなる複層構造を有するリチウム線（直径０
． ２ １ ｍｍ）を作成した．このリチウム線を５
〜１０ｍｍの長さに切断し、網状に重ね、圧着により不
織布形状に成形して負極集合体とした． ポリエチレングリコールモノメタクリレート（新中村化
学製，Ｍ−９０Ｇ）２５重量部、ポリエチレングリコー
ルジメタクリレート（新中村化学製，９Ｇ）７５重量部
、ジメトキシポリエチレングリコール（旭電化製，ＣＬ
Ｅ−４００、平均分子量４００）１００重量部、過塩素
酸リチウム（ＬｉＣＪ１０４）１０重量部、および，光
開始剤として、 ２．２−ジメトキシー２−フェニルア
セトフェノン０．１重量部からなる液体組成物を、上記
の負極集合体の表面に塗布し、ＵＶランプで照射して、
約２０μｍ厚みの固体高分子電解質の塗膜を形成した．
これを、正極集電体を兼ねた筒型の電池ケースに入れ、
内部を減圧にしながらその空隙部分に、二酸化マンガン
７５重量部とアセチレンブラックＩＯ重量部からなる正
極合剤を充填した． 電解液として、ブロビレンカーポネート．！−１．２ー
ジメトキシエタンの等容積混合物にＬ ｉ ＣＪＩＯ
４を１ ．０Ｍ／Ｌ溶解させたものを添加し、直径１１
．８ｍｍ、高さ１０１１ｍｍの電池を作成した． この電池特性として、２０℃、ｌ ．５ＫΩノ定抵抗で
放電特性を測定した結果，１７５ｍＡｈの電池容量が得
られた． 実施例２ 実施例ｌにおいて、固体高分子電解賀の原料として、ポ
リエチレングリコールジメタクリレート（新中村化学製
、４Ｇ）１００重量部と、ＬｉＣ１０４をＩＭ／Ｌ溶解
させたブロビレンカーポネート溶液２００重量部からな
る液状組成物を用いた以外は，実施例１と同様にして、
電池を作成し特性を測定した．電池容量は、１８９ｍＡ
ｈであった． 実施例３ 実施例１において、光開始剤に変えて、ペンゾイルパー
オキサイ臼１量部を加え、負極集合体に塗布した後に，
８０℃，２時間加熱硬化させて、固体高分子電解質薄膜
を形成させた以外は、実施例ｌと同様にして、電池を作
成し特性を測定した．電池容量は、１７９ｍＡｈであっ
た． 実施例４ 実施例２において、原料の液状組成物にミクロガラスビ
ーズ（東芝バロティ一二製ＧＢ ２ １ ０）３０重量
部混合した以外は、実施例２と同様にして電池を作成し
特性を測定した．電池容量は、１７３ｍＡｈであった． 比較例Ｉ Ｍｎ０２７５重量部、アセチレンブラック１０重量部、
テフロン粉末１５重量部からなる正極合剤をステンレス
金網を用いて作成した正極シートを、多孔質ボリプロビ
レンフィルム（ヘキストセラニーズ製、ジュラガード２
５００，膜厚２５ｇｍ）をセパレータとして包みこみ、
リチウム箔を積層して巻き回したものを電池ケースに入
れ，電解液として、プロピレンカーポネートと１．２−
ジメトキシエタンの等容積混合物にＬ ｉ ＣｉＯ ４
をｌ ．ＯＭ／Ｌ溶解させたものを含浸させ、実施例ｌ
と同寸法の円筒渦巻き電池を作成した．電池容量は、１
４５ｍＡｈであった． ［発明の効果】 本発明のリチウム金属または合金からなる織布または不
織布を負極集合体として用いた電池は従来用いられてい
たリチウム箔などに比べて電池容量の大きな電池が得ら
れる． 特許出願人 宇部興産株式会社
Claims (1)
- （１）リチウム金属またはリチウム合金を負極活物質と
して用い、固体高分子電解質を電解質セパレータとして
用いた電池において、リチウム金属または合金からなる
織布または不織布の表面に固体高分子電解質の薄膜を形
成し、それを正極集電体を兼ねた電池ケースに入れ、内
部の空隙に正極合剤粉末を充填したリチウム電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1052782A JPH02234351A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | リチウム電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1052782A JPH02234351A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | リチウム電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02234351A true JPH02234351A (ja) | 1990-09-17 |
Family
ID=12924416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1052782A Pending JPH02234351A (ja) | 1989-03-07 | 1989-03-07 | リチウム電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02234351A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6395423B1 (en) | 1992-11-30 | 2002-05-28 | Canon Kabushiki Kaisha | High energy density secondary battery for repeated use |
-
1989
- 1989-03-07 JP JP1052782A patent/JPH02234351A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6395423B1 (en) | 1992-11-30 | 2002-05-28 | Canon Kabushiki Kaisha | High energy density secondary battery for repeated use |
| US7081320B2 (en) | 1992-11-30 | 2006-07-25 | Canon Kabushiki Kaisha | High energy density secondary battery for repeated use |
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