JPH03129678A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
- Publication number
- JPH03129678A JPH03129678A JP1265177A JP26517789A JPH03129678A JP H03129678 A JPH03129678 A JP H03129678A JP 1265177 A JP1265177 A JP 1265177A JP 26517789 A JP26517789 A JP 26517789A JP H03129678 A JPH03129678 A JP H03129678A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- positive electrode
- lithium
- secondary battery
- battery
- 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
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- 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）
この発明は、リチウムを負極活物質として用いた非水電
解液二次電池において、特にリチウム負極から脱離する
リチウムのデンドライト発生を抑制し、内部短絡を防止
するとともに、充放電サイクル特性の向上を図った非水
電解液二次電池に関するものである。
解液二次電池において、特にリチウム負極から脱離する
リチウムのデンドライト発生を抑制し、内部短絡を防止
するとともに、充放電サイクル特性の向上を図った非水
電解液二次電池に関するものである。
（従来の技術）
負極活物質としてリチウムを使用した非水電解液電池は
、自己放電の少ない保存性に勝れた電池として知られて
おり、使用期間の長い電子腕”ｊ４１や、種々の電子機
器のメモリバックアップ用電源としてもちいられている
。
、自己放電の少ない保存性に勝れた電池として知られて
おり、使用期間の長い電子腕”ｊ４１や、種々の電子機
器のメモリバックアップ用電源としてもちいられている
。
ところで、この種の非水電解液電池は通常−次電池とし
て用いられているが、長時間経済的に使用できる電源と
して使用可能な二次電池の開発が望まれている。とりわ
けリチウムを負極とする非水電解液電池は電池電圧が高
く、高エネルギー密度の二次電池として期待されている
。
て用いられているが、長時間経済的に使用できる電源と
して使用可能な二次電池の開発が望まれている。とりわ
けリチウムを負極とする非水電解液電池は電池電圧が高
く、高エネルギー密度の二次電池として期待されている
。
しかしながら、この非水電解液二次電池は、充電時に、
負部表面にリチウムが樹枝状に析出し、この樹枝状結晶
がセパレータを貫通し、内部短絡を引き起こし、放電性
能の低下、あるいは電池の破裂１発火等の事故を誘発す
る恨れがあった。この現象は、特にリチウム負極の縁部
においてエツジ効果により顕著に現れていた。
負部表面にリチウムが樹枝状に析出し、この樹枝状結晶
がセパレータを貫通し、内部短絡を引き起こし、放電性
能の低下、あるいは電池の破裂１発火等の事故を誘発す
る恨れがあった。この現象は、特にリチウム負極の縁部
においてエツジ効果により顕著に現れていた。
すなわち、リチウム負極と正極とが対向している一般部
位では、充放電■、ｒにおるリチウムイオンの析出・溶
解が理想的に行われるが、−膜内な積層状態は、第３図
（ａ）に示すように、正極２とリチウム負極３の幅が一
定で、セパレータ１を挟んで正極２と負極３の縁部が揃
った状態、あるいは第３図（ｂ）に示すように、正極２
の幅が負極３よりも幅広であるため、充電時においてよ
り抵抗の少ない部分に電流が集中する結果、負極３の縁
部にデンドライトが発生しやすくなる。
位では、充放電■、ｒにおるリチウムイオンの析出・溶
解が理想的に行われるが、−膜内な積層状態は、第３図
（ａ）に示すように、正極２とリチウム負極３の幅が一
定で、セパレータ１を挟んで正極２と負極３の縁部が揃
った状態、あるいは第３図（ｂ）に示すように、正極２
の幅が負極３よりも幅広であるため、充電時においてよ
り抵抗の少ない部分に電流が集中する結果、負極３の縁
部にデンドライトが発生しやすくなる。
このために、例えば特開平１−１２８３７１号公報に示
すように、リチウムの幅を正極より大きく拡げることで
、エツジ効果によるデンドライト発生を抑制する構造が
開発されている。
すように、リチウムの幅を正極より大きく拡げることで
、エツジ効果によるデンドライト発生を抑制する構造が
開発されている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、この構造ではデンドライトは抑制される
ものの、特にスパイラル形二次電池に適用した場合には
以下の不都合を生じていた。
ものの、特にスパイラル形二次電池に適用した場合には
以下の不都合を生じていた。
つまり、正極−セパレーターリチウム負極を積層し、ス
パイラル状に巻回し、これを電池ケースに収装したスパ
イラル形電池では、金属リチウムは薄く形成され、また
柔らかい金属であるため、その下縁部がケースの内底面
に着底すると、荷重によって正極部分よりも幅の広い負
極部分が潰れ、この部分が正極と接触し、内部短絡が発
生しやすいものとなる。
パイラル状に巻回し、これを電池ケースに収装したスパ
イラル形電池では、金属リチウムは薄く形成され、また
柔らかい金属であるため、その下縁部がケースの内底面
に着底すると、荷重によって正極部分よりも幅の広い負
極部分が潰れ、この部分が正極と接触し、内部短絡が発
生しやすいものとなる。
この発明は以上の欠点を解決するもので、その目的は、
正極の縁部に絶縁性の部分を設けることでリチウム負極
の縁部に対する極間距離を大きくして抵抗を増し、これ
によりデンドライトの発生を抑制できるようにした非水
電解液二次電池を提供す、るものである。
正極の縁部に絶縁性の部分を設けることでリチウム負極
の縁部に対する極間距離を大きくして抵抗を増し、これ
によりデンドライトの発生を抑制できるようにした非水
電解液二次電池を提供す、るものである。
（課題を解決するための手段）
前記目的を達成するため、この発明は、正極の幅をリチ
ウム負極の幅よりも広く形成するとともに、前記リチウ
ム負極の縁部に対局する前記正極の縁部を、その厚みと
同じ厚みの絶縁性の部材で彼覆したことを特徴とする。
ウム負極の幅よりも広く形成するとともに、前記リチウ
ム負極の縁部に対局する前記正極の縁部を、その厚みと
同じ厚みの絶縁性の部材で彼覆したことを特徴とする。
（作 用）
以上の構成によれば、リチウム負極の縁部には実質的に
正極が存７Ｅ Ｌないのと同様の状態となり、この結果
、この部分は充電特における反応に利用されず、これに
よってデンドライトの発生が抑制される。
正極が存７Ｅ Ｌないのと同様の状態となり、この結果
、この部分は充電特における反応に利用されず、これに
よってデンドライトの発生が抑制される。
リチウム負極の縁部が着底する前に、リチウムより硬質
な絶縁性の部材がこの荷重を支えることになり、リチウ
ム負極の変形が防止される。
な絶縁性の部材がこの荷重を支えることになり、リチウ
ム負極の変形が防止される。
（実 施 例〉
以下、この発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。
る。
第１図、第２図はこの発明をス４くイラル形非水電解液
二次電池に適用した第一実施例を示すものである。
二次電池に適用した第一実施例を示すものである。
図における電池は、正極１０とリチウム負極１２をポリ
プロピレン製のセパレータ１４を介して積層し、これを
スパイラル状に巻回し、下方に絶縁板１６を配した状態
で、筒形のケース１８内に収装し、非水電解液を注入し
た後にケース１８の上部開口を封口ガスケット２０を介
して端子板２２で封口したものである。
プロピレン製のセパレータ１４を介して積層し、これを
スパイラル状に巻回し、下方に絶縁板１６を配した状態
で、筒形のケース１８内に収装し、非水電解液を注入し
た後にケース１８の上部開口を封口ガスケット２０を介
して端子板２２で封口したものである。
前記リチウム負極１２はケース１８に電気的に接続され
、また正極１０はその内部に設けた多孔板からなる集電
体２４から導出されたリード板２６を介して端子板２２
に電気的に接続され、端子板２２を正極端子部とし、ケ
ース１８の底面を負極端子部とした非水電解液電池が形
成される。
、また正極１０はその内部に設けた多孔板からなる集電
体２４から導出されたリード板２６を介して端子板２２
に電気的に接続され、端子板２２を正極端子部とし、ケ
ース１８の底面を負極端子部とした非水電解液電池が形
成される。
以上の構成において、第２図に示すように、セパレータ
１４の幅Ｗｌは最も幅広であり、正極１０、リチウム負
極１２の幅Ｗ２．Ｗ３は順次狭い幅に設定されている。
１４の幅Ｗｌは最も幅広であり、正極１０、リチウム負
極１２の幅Ｗ２．Ｗ３は順次狭い幅に設定されている。
また、正極１０の幅方向両縁部（図では一側部を示、す
）には、集電体２４の端部が露出し、この露出部分に断
面凹形の絶縁部材２８が嵌着され、絶縁部材２８の厚み
は正極１０の一般部と同じ厚みになっている。
）には、集電体２４の端部が露出し、この露出部分に断
面凹形の絶縁部材２８が嵌着され、絶縁部材２８の厚み
は正極１０の一般部と同じ厚みになっている。
この構造の正極１０は、以下のようにして作られる。
すなわち、前記集電体２４の両面にリチウム含有の二酸
化マンガンとテフロンなどのバインダおよび溶剤を加え
た正極活物質が２ｇされ、この状態で乾燥工程などを経
てローラで圧延した後、正極活物質を部分的に除去する
ことによって、その両縁部に集電体２４を露出させる。
化マンガンとテフロンなどのバインダおよび溶剤を加え
た正極活物質が２ｇされ、この状態で乾燥工程などを経
てローラで圧延した後、正極活物質を部分的に除去する
ことによって、その両縁部に集電体２４を露出させる。
他方、合成樹脂材料によって断面凹形の絶縁部材２８を
形成しておき、これを集電体２４の露出部分に接着剤を
介して嵌合することによって得られる。
形成しておき、これを集電体２４の露出部分に接着剤を
介して嵌合することによって得られる。
上記構造では、リチウム負極１２の両縁部は前記絶縁部
材２８にセパレータ１４を介して対面することになり、
直接には充電に関与しない部分となり、これにより両縁
部におけるデンドライトの発生を抑制するのである。
材２８にセパレータ１４を介して対面することになり、
直接には充電に関与しない部分となり、これにより両縁
部におけるデンドライトの発生を抑制するのである。
また、このようにした場合には、ケース１８に収装した
状態で着座部分の荷重は、比較的硬質の端部である絶縁
部材２８によって支えられることになり、リチウム負極
１２が薄く、柔らかくても変形を来すことがなく、変形
による内部短絡も未然に防止される。
状態で着座部分の荷重は、比較的硬質の端部である絶縁
部材２８によって支えられることになり、リチウム負極
１２が薄く、柔らかくても変形を来すことがなく、変形
による内部短絡も未然に防止される。
次に、本発明の構造を採用したＣＲ６・Ｈ形電泊と従来
の簗３図（ａ）に示す構造の電池とのサイクル特性の比
較を行った。
の簗３図（ａ）に示す構造の電池とのサイクル特性の比
較を行った。
電池の発電要素は、いずれも３７Ｘ２５Ｃ）＋ｍ。
厚さ○、３■のシート状正極と、３５Ｘ２５０ｍｍ。
厚さ０．１５ｍｍのリチウム負極をポリプロピレン多孔
質セパレータを挟んで積層し、スパイラルに春目し、第
１図に示す構造にしたもので、本発明では正極１０の両
縁部に前述の絶縁部材２８を設け、従来構造のものは絶
縁部材を設けていないのがその相違点である。
質セパレータを挟んで積層し、スパイラルに春目し、第
１図に示す構造にしたもので、本発明では正極１０の両
縁部に前述の絶縁部材２８を設け、従来構造のものは絶
縁部材を設けていないのがその相違点である。
また、試験方法としては、２００ｍＡの定電流による終
始電圧２．ＯＶまでの放電を行った後、３．８Ｖ終始電
圧で１００ｍＡの充電を行い、これを１サイクルとして
サイクル試験を行った。
始電圧２．ＯＶまでの放電を行った後、３．８Ｖ終始電
圧で１００ｍＡの充電を行い、これを１サイクルとして
サイクル試験を行った。
この結果、本発明の電池が５０サイクル以上初期容量を
保つのに対し、従来形のものでは１４〜１８サイクル程
度で充電不能になることを確認した。
保つのに対し、従来形のものでは１４〜１８サイクル程
度で充電不能になることを確認した。
また、試験後内部を分解したところ、本発明の電池では
デンドライトの発生がないのに対し、従来構造では多く
発生しているのが観察され、絶縁部材２８が効果的に作
用していることが確認された。
デンドライトの発生がないのに対し、従来構造では多く
発生しているのが観察され、絶縁部材２８が効果的に作
用していることが確認された。
（発明の効果）
以上実施例によって詳細に説明したように、この発明に
よる非水電解液二次電池にあっては、正極の縁部が絶縁
されることにより、この部分は充電時における反応に利
用されず、これによってリチウム負極縁部のデンドライ
トの発生を抑制出来る。
よる非水電解液二次電池にあっては、正極の縁部が絶縁
されることにより、この部分は充電時における反応に利
用されず、これによってリチウム負極縁部のデンドライ
トの発生を抑制出来る。
また、この発明では正極全体の幅がリチウム負極の福よ
り肱いので、縁部を着座させた状態で硬質の絶縁部材が
この荷重を支えることになるため、リチウム負極の変形
もなく、変形による内部短絡も未然に防１にできる。
り肱いので、縁部を着座させた状態で硬質の絶縁部材が
この荷重を支えることになるため、リチウム負極の変形
もなく、変形による内部短絡も未然に防１にできる。
第１図はこの発明によるスパイラル形非水電解戚二次電
池の半断面説明図、第２図は同電池におけるリチウム負
極とセパレータおよび正極の縁部の部分拡大断面図、第
３図（ａ）、（ｂ）は従来の電池におけるリチウム負極
とセパレータおよび正極の端部の寸法関係を示す説明用
断面図である。 １０・・・正極 １２・・・リチウム負極 １４・・・セパレータ ２８・・・絶縁部材
池の半断面説明図、第２図は同電池におけるリチウム負
極とセパレータおよび正極の縁部の部分拡大断面図、第
３図（ａ）、（ｂ）は従来の電池におけるリチウム負極
とセパレータおよび正極の端部の寸法関係を示す説明用
断面図である。 １０・・・正極 １２・・・リチウム負極 １４・・・セパレータ ２８・・・絶縁部材
Claims (1)
- （１）セパレータを挟んで正極とリチウム負極とを積層
した非水電解液二次電池において： 前記正極の幅を前記リチウム負極の幅よりも広く形成す
るとともに、前記リチウム負極の縁部に対面する前記正
極の縁部を、その厚みと同じ厚みの絶縁性の部材で被覆
したことを特徴とする非水電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1265177A JPH03129678A (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1265177A JPH03129678A (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | 非水電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03129678A true JPH03129678A (ja) | 1991-06-03 |
Family
ID=17413649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1265177A Pending JPH03129678A (ja) | 1989-10-13 | 1989-10-13 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03129678A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5597659A (en) * | 1993-10-07 | 1997-01-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Manufacturing method of a separator for a lithium secondary battery and an organic electrolyte lithium secondary battery using the same separator |
| JP2006210002A (ja) * | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Nissan Motor Co Ltd | 電池用電極 |
| JP2007134149A (ja) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Sony Corp | 非水電解質電池 |
| CN108336286A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-07-27 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种大软包锂离子电池及其制备方法 |
-
1989
- 1989-10-13 JP JP1265177A patent/JPH03129678A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5597659A (en) * | 1993-10-07 | 1997-01-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Manufacturing method of a separator for a lithium secondary battery and an organic electrolyte lithium secondary battery using the same separator |
| US5691005A (en) * | 1993-10-07 | 1997-11-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Manufacturing method of a separator for a lithium secondary battery and an organic electrolyte lithium secondary battery using the same separator |
| JP2006210002A (ja) * | 2005-01-25 | 2006-08-10 | Nissan Motor Co Ltd | 電池用電極 |
| JP2007134149A (ja) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Sony Corp | 非水電解質電池 |
| CN108336286A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-07-27 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种大软包锂离子电池及其制备方法 |
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