JPH06124692A - 改良されたリチウム二次電池 - Google Patents
改良されたリチウム二次電池Info
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- JPH06124692A JPH06124692A JP4271331A JP27133192A JPH06124692A JP H06124692 A JPH06124692 A JP H06124692A JP 4271331 A JP4271331 A JP 4271331A JP 27133192 A JP27133192 A JP 27133192A JP H06124692 A JPH06124692 A JP H06124692A
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- Japan
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- lithium secondary
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/131—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
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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
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
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- H01M50/126—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
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- 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
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
改良されたリチウム二次電池
【目的】 プラスチック包装することにより重量エネル
ギー密度、形状任意性に優れたリチウム二次電池を提供
する。 【構成】 透湿度２０ g／m2・24H 以下のプラスチック
保護層、電気絶縁性無機質皮膜層が形成されたフレキシ
ブルプラスチック基材フィルム及び熱融着可能なプラス
チックシーラント層からなる多層プラスチックフィルム
によって包装してなるリチウム二次電池。
ギー密度、形状任意性に優れたリチウム二次電池を提供
する。 【構成】 透湿度２０ g／m2・24H 以下のプラスチック
保護層、電気絶縁性無機質皮膜層が形成されたフレキシ
ブルプラスチック基材フィルム及び熱融着可能なプラス
チックシーラント層からなる多層プラスチックフィルム
によって包装してなるリチウム二次電池。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラスチック包装し
た、重量エネルギー密度、形状任意性に優れたリチウム
二次電池に関するものである。
た、重量エネルギー密度、形状任意性に優れたリチウム
二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型、軽量、ポータブ
ル化にともなって電池に対しても高容量、軽量、小型化
への要求がますます高まっており、とりわけリチウム二
次電池への期待が大きい。しかしながら、これらの要求
を満足するには電極材料の高エネルギー密度化はもちろ
ん、電池容器の軽量化を実現していく必要がある。例え
ば、ニッケル−カドミウム電池においては容器の重量が
約２０％を占めている。また、機器の形状に適応するた
め形状任意性にも優れていることが要求されている。
ル化にともなって電池に対しても高容量、軽量、小型化
への要求がますます高まっており、とりわけリチウム二
次電池への期待が大きい。しかしながら、これらの要求
を満足するには電極材料の高エネルギー密度化はもちろ
ん、電池容器の軽量化を実現していく必要がある。例え
ば、ニッケル−カドミウム電池においては容器の重量が
約２０％を占めている。また、機器の形状に適応するた
め形状任意性にも優れていることが要求されている。
【０００３】そのため、プラスチックフィルムを用いる
ことが提案されているが、リチウム二次電池に使用する
ためには水蒸気バリアー性、酸素バリアー性及び耐電解
液性において実用的に満足するものでなくてはならな
い。このような条件を満足するものとしてアルミニウム
箔を用いた多層フィルムがあるが、ピンホールの発生に
よるアルミニウム箔の腐食や集電体とアルミニウム箔の
接触によるアルミニウム箔の溶出等の問題がある。この
様な問題を解決するための手段としてアルミニウム箔の
代わりにポリエチレンテレフタレートフィルムに酸化ケ
イ素を蒸着した皮膜を用いることが特開昭６１−８２６
６２に記載されている。しかしながら、このフィルムを
リチウム二次電池用外装材として使用した場合、上述し
たようなアルミニウム箔で発生したような問題は解決し
たものの、プラスチック保護層にポリエチレンテレフタ
レートフィルムを用いているため透湿性が高くなり、多
層フィルムの柔軟性が失われる程度まで、保護層を厚く
するか、酸化ケイ素皮膜を多層にしなければならなかっ
た。
ことが提案されているが、リチウム二次電池に使用する
ためには水蒸気バリアー性、酸素バリアー性及び耐電解
液性において実用的に満足するものでなくてはならな
い。このような条件を満足するものとしてアルミニウム
箔を用いた多層フィルムがあるが、ピンホールの発生に
よるアルミニウム箔の腐食や集電体とアルミニウム箔の
接触によるアルミニウム箔の溶出等の問題がある。この
様な問題を解決するための手段としてアルミニウム箔の
代わりにポリエチレンテレフタレートフィルムに酸化ケ
イ素を蒸着した皮膜を用いることが特開昭６１−８２６
６２に記載されている。しかしながら、このフィルムを
リチウム二次電池用外装材として使用した場合、上述し
たようなアルミニウム箔で発生したような問題は解決し
たものの、プラスチック保護層にポリエチレンテレフタ
レートフィルムを用いているため透湿性が高くなり、多
層フィルムの柔軟性が失われる程度まで、保護層を厚く
するか、酸化ケイ素皮膜を多層にしなければならなかっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のかか
る問題を解決し、プラスチック包装された重量エネルギ
ー密度、形状任意性に優れたリチウム二次電池を提供す
ることを目的とする。
る問題を解決し、プラスチック包装された重量エネルギ
ー密度、形状任意性に優れたリチウム二次電池を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らは、
上記の目的を達成するために、電気絶縁性無機質皮膜を
蒸着した種々の多層プラスチックフィルムを検討した結
果、プラスチック保護層の透湿度が２０gr／m2・24H 以
下である多層プラスチックフィルムが水蒸気バリアー
性、酸素バリアー性及び耐電解液性に優れていることを
見いだし、この多層プラスチックフィルムで発電要素を
包装することによって重量エネルギー密度、形状任意性
に優れたリチウム二次電池を実現した。
上記の目的を達成するために、電気絶縁性無機質皮膜を
蒸着した種々の多層プラスチックフィルムを検討した結
果、プラスチック保護層の透湿度が２０gr／m2・24H 以
下である多層プラスチックフィルムが水蒸気バリアー
性、酸素バリアー性及び耐電解液性に優れていることを
見いだし、この多層プラスチックフィルムで発電要素を
包装することによって重量エネルギー密度、形状任意性
に優れたリチウム二次電池を実現した。
【０００６】本発明のリチウム二次電池に用いられる多
層プラスチックフィルムにおいて、プラスチック保護層
は透湿度が２０gr／m2・24H 以下のプラスチックフィル
ムから選ばれ、ポリプロピレンフィルム、プロピレン共
重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートなどのポ
リエステルフィルムに塩化ビニリデンをコーティングし
たフィルムなどが挙げられる。特に、延伸ポリプロピレ
ンフィルムが好ましく、厚さは１０〜２０μｍ程度が適
当である。電気絶縁性無機質皮膜としてはフレキシブル
プラスチック基材フィルムに無機質を真空蒸着またはス
パッタリング法により固定させた、例えば酸化ケイ素皮
膜、酸化マグネシウム皮膜、窒化ケイ素皮膜等を挙げる
ことが出来る。特に酸化ケイ素皮膜が好適に使用され
る。皮膜の厚さは１００〜５０００Ａの範囲で、１００
０Ａ程度の物が好適に使用される。フレキシブルプラス
チック基材フィルムとしてはポリエチレンテレフタレー
ト及びポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系
フィルムが好適に使用される。厚さは１２μｍ程度が適
当である。熱融着フィルムとしてはポリエチレン、ポリ
プロピレン及びエチレン−メタクリル酸共重合体等が使
用できる。
層プラスチックフィルムにおいて、プラスチック保護層
は透湿度が２０gr／m2・24H 以下のプラスチックフィル
ムから選ばれ、ポリプロピレンフィルム、プロピレン共
重合体フィルム、ポリエチレンテレフタレートなどのポ
リエステルフィルムに塩化ビニリデンをコーティングし
たフィルムなどが挙げられる。特に、延伸ポリプロピレ
ンフィルムが好ましく、厚さは１０〜２０μｍ程度が適
当である。電気絶縁性無機質皮膜としてはフレキシブル
プラスチック基材フィルムに無機質を真空蒸着またはス
パッタリング法により固定させた、例えば酸化ケイ素皮
膜、酸化マグネシウム皮膜、窒化ケイ素皮膜等を挙げる
ことが出来る。特に酸化ケイ素皮膜が好適に使用され
る。皮膜の厚さは１００〜５０００Ａの範囲で、１００
０Ａ程度の物が好適に使用される。フレキシブルプラス
チック基材フィルムとしてはポリエチレンテレフタレー
ト及びポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系
フィルムが好適に使用される。厚さは１２μｍ程度が適
当である。熱融着フィルムとしてはポリエチレン、ポリ
プロピレン及びエチレン−メタクリル酸共重合体等が使
用できる。
【０００７】本発明のリチウム二次電池の負極には炭素
材料、リチウムアルミニウム合金等が使用出来、正極に
は炭素材料、カルコゲン化合物、高分子化合物、活性炭
等が使用できる。電解液としては通常の有機電解液また
は固体電解質が使用出来る。
材料、リチウムアルミニウム合金等が使用出来、正極に
は炭素材料、カルコゲン化合物、高分子化合物、活性炭
等が使用できる。電解液としては通常の有機電解液また
は固体電解質が使用出来る。
【０００８】また、この多層プラスチックフィルムは任
意の形状に加工することが可能であり、該多層プラスチ
ックフィルムを外装に使用した場合、任意の形状のリチ
ウム二次電池が可能となる。
意の形状に加工することが可能であり、該多層プラスチ
ックフィルムを外装に使用した場合、任意の形状のリチ
ウム二次電池が可能となる。
【０００９】以下、本発明について実施例、比較例を示
してその効果を具体的に説明するが、本発明はその主旨
を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではな
い。多層プラスチックフィルムの透湿度の測定方法を以
下に記載する。 ［透湿度］ＡＳＴＭ−３７２に準拠し、温度４０℃、相
対湿度９０％の条件で測定した。測定にあたっては、保
護層面を高湿（９０％ＲＨ）側、シーラント層面を絶乾
状態側に位置させて、１０日間経時後の値を測定値とし
た。
してその効果を具体的に説明するが、本発明はその主旨
を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではな
い。多層プラスチックフィルムの透湿度の測定方法を以
下に記載する。 ［透湿度］ＡＳＴＭ−３７２に準拠し、温度４０℃、相
対湿度９０％の条件で測定した。測定にあたっては、保
護層面を高湿（９０％ＲＨ）側、シーラント層面を絶乾
状態側に位置させて、１０日間経時後の値を測定値とし
た。
【００１０】
実施例１ ポリアクリロニトリル系炭素繊維粉末１００重量部に、
ポリテトラフルオロエチレン粉末５重量部を配合・混合
したのち圧縮成形を行ない柔軟な負極用成形体を作製し
た。正極についても活物質としてＬｉＣｏＯ2 を用いて
同様に成形体を作製した。この成形体から、負極用とし
て３７×４２×０. ３５(mm)の大きさの電極を２枚、３
７×４２×０. ２０(mm)の大きさの電極を１枚切り抜
き、また正極用として３５×４０×０. ９０(mm)の大き
さの電極を２枚、３５×４０×０.４５(mm)の大きさの
電極を１枚切り抜いた。これらの電極を集電体に密着し
た後、積層すると共に多層プラスチックフィルムによっ
て外装を行った。多層プラスチックフィルムとしては、
外側から透湿度が１５gr／m2・24H の延伸ポリプロピレ
ンフィルム（１２μｍ）、ポリエチレンテレフタレート
フィルム（１２μｍ）を基材として形成された酸化ケイ
素皮膜（１０００Ａ）及び低密度ポリエチレンフィルム
（１００μｍ）から成る多層プラスチックフィルムを使
用した。この多層プラスチックフィルムの透湿度は０.
２gr／m2・24H 以下であった。包装後、電解液を注入し
たのち密封した。電解液としてはプロピレンカーボネー
トとジメトキシエタンの混合溶媒に過塩素酸リチウムを
１(mol/l) の濃度になるように溶解させたものを使用し
た。この様にして作製したリチウム二次電池の容量を測
定したところ、重量エネルギー密度として９０(wh/kg)
が得られた。
ポリテトラフルオロエチレン粉末５重量部を配合・混合
したのち圧縮成形を行ない柔軟な負極用成形体を作製し
た。正極についても活物質としてＬｉＣｏＯ2 を用いて
同様に成形体を作製した。この成形体から、負極用とし
て３７×４２×０. ３５(mm)の大きさの電極を２枚、３
７×４２×０. ２０(mm)の大きさの電極を１枚切り抜
き、また正極用として３５×４０×０. ９０(mm)の大き
さの電極を２枚、３５×４０×０.４５(mm)の大きさの
電極を１枚切り抜いた。これらの電極を集電体に密着し
た後、積層すると共に多層プラスチックフィルムによっ
て外装を行った。多層プラスチックフィルムとしては、
外側から透湿度が１５gr／m2・24H の延伸ポリプロピレ
ンフィルム（１２μｍ）、ポリエチレンテレフタレート
フィルム（１２μｍ）を基材として形成された酸化ケイ
素皮膜（１０００Ａ）及び低密度ポリエチレンフィルム
（１００μｍ）から成る多層プラスチックフィルムを使
用した。この多層プラスチックフィルムの透湿度は０.
２gr／m2・24H 以下であった。包装後、電解液を注入し
たのち密封した。電解液としてはプロピレンカーボネー
トとジメトキシエタンの混合溶媒に過塩素酸リチウムを
１(mol/l) の濃度になるように溶解させたものを使用し
た。この様にして作製したリチウム二次電池の容量を測
定したところ、重量エネルギー密度として９０(wh/kg)
が得られた。
【００１１】実施例２ 実施例１のポリエチレンテレフタレートフィルムの代わ
りに同じ厚さのポリエチレンナフタレートフィルムを使
用した多層プラスチックフィルムを外装材とした。この
多層プラスチックフィルムの透湿度は０. ２gr／m2・24
H 以下であった。実施例１と同様に作製したリチウム二
次電池の容量を測定したところ、重量エネルギー密度と
して９０(wh/kg) が得られた。
りに同じ厚さのポリエチレンナフタレートフィルムを使
用した多層プラスチックフィルムを外装材とした。この
多層プラスチックフィルムの透湿度は０. ２gr／m2・24
H 以下であった。実施例１と同様に作製したリチウム二
次電池の容量を測定したところ、重量エネルギー密度と
して９０(wh/kg) が得られた。
【００１２】比較例１ 多層プラスチックフィルムの代わりに、ステンレス容器
を使用したところ、重量エネルギー密度は７５(wh/kg)
にすぎなかった。
を使用したところ、重量エネルギー密度は７５(wh/kg)
にすぎなかった。
【００１３】比較例２ 実施例１の延伸ポリプロピレンフィルムの代わりに透湿
度が５０gr／m2・24Hの同じ厚さのポリエチレンテレフ
タレートフィルムを使用した多層プラスチックフィルム
を作製した。この多層プラスチックフィルムの透湿度は
０. ５gr／m2・24H 以上であり、リチウム二次電池の外
装材としては使用出来なかった。
度が５０gr／m2・24Hの同じ厚さのポリエチレンテレフ
タレートフィルムを使用した多層プラスチックフィルム
を作製した。この多層プラスチックフィルムの透湿度は
０. ５gr／m2・24H 以上であり、リチウム二次電池の外
装材としては使用出来なかった。
【００１４】
【発明の効果】本発明のリチウム二次電池は外装材に多
層プラスチックフィルムを用いることにより高い重量エ
ネルギー密度、優れた形状任意性を実現した。
層プラスチックフィルムを用いることにより高い重量エ
ネルギー密度、優れた形状任意性を実現した。
Claims (2)
- 【請求項１】 少なくとも、外側からプラスチック保護
層、電気絶縁性無機質皮膜層が形成されたフレキシブル
プラスチック基材フィルム及び熱融着可能なプラスチッ
クシーラント層からなる多層プラスチックフィルムによ
って発電要素を包装して成るリチウム二次電池におい
て、プラスチック保護層の透湿度が２０gr／m2・24H 以
下であることを特徴とするリチウム二次電池。 - 【請求項２】 電気絶縁性無機質皮膜が、フレキシブル
プラスチック基材フィルムに酸化ケイ素が蒸着された皮
膜である請求項１記載のリチウム二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4271331A JPH06124692A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 改良されたリチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4271331A JPH06124692A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 改良されたリチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06124692A true JPH06124692A (ja) | 1994-05-06 |
Family
ID=17498567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4271331A Pending JPH06124692A (ja) | 1992-10-09 | 1992-10-09 | 改良されたリチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06124692A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007273149A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Dainippon Printing Co Ltd | 電池モジュール |
| US9240578B2 (en) | 2010-03-09 | 2016-01-19 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery |
| KR20170111856A (ko) | 2016-03-30 | 2017-10-12 | 주식회사 엘지화학 | 리튬이차전지 및 이의 제조방법 |
-
1992
- 1992-10-09 JP JP4271331A patent/JPH06124692A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007273149A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Dainippon Printing Co Ltd | 電池モジュール |
| US9240578B2 (en) | 2010-03-09 | 2016-01-19 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery |
| KR20170111856A (ko) | 2016-03-30 | 2017-10-12 | 주식회사 엘지화학 | 리튬이차전지 및 이의 제조방법 |
| US11189871B2 (en) | 2016-03-30 | 2021-11-30 | Lg Chem, Ltd. | Lithium secondary battery and method of fabricating the same |
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