JPH0645005A - 積層リチウム二次電池 - Google Patents
積層リチウム二次電池Info
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- JPH0645005A JPH0645005A JP4043278A JP4327892A JPH0645005A JP H0645005 A JPH0645005 A JP H0645005A JP 4043278 A JP4043278 A JP 4043278A JP 4327892 A JP4327892 A JP 4327892A JP H0645005 A JPH0645005 A JP H0645005A
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Classifications
-
- 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
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、正負両極間の短絡を防止し、積層
リチウム二次電池の安全性を高めることを主要な特徴と
する。 【構成】 板状の正極集電体、隔膜および板状の負極集
電体が順次積層されてなる積層リチウム二次電池であ
る。上記板状の正極集電体および上記板状の負極集電体
の少なくとも一方の外周部に、該外周部に生じている刃
先を覆い隠すように被覆物を設けている。
リチウム二次電池の安全性を高めることを主要な特徴と
する。 【構成】 板状の正極集電体、隔膜および板状の負極集
電体が順次積層されてなる積層リチウム二次電池であ
る。上記板状の正極集電体および上記板状の負極集電体
の少なくとも一方の外周部に、該外周部に生じている刃
先を覆い隠すように被覆物を設けている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、一般に積層型リチウ
ム二次電池に関するものであり、より特定的には、正負
両極間の短絡を防止することができるように改良された
積層リチウム二次電池に関する。
ム二次電池に関するものであり、より特定的には、正負
両極間の短絡を防止することができるように改良された
積層リチウム二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】リチウムなどのアルカリ金属またはアル
カリ土類金属を負極とし、正極に二酸化マンガン、酸化
バナジウム、酸化モリブデン等の無機化合物やポリピロ
ール、ポリアニリン等の導電性高分子を用いた二次電池
が検討されている。これらの二次電池は、正極と負極の
間に、電解液が含浸された隔膜が配置された構造を有す
る。正極は、図４に示す多孔質金属、図５に示す金属メ
ッシュ、図６に示すエキスパンデドメタルまたは図７に
示すパンチングメタル等の集電体の上にまたは内部に形
成されている場合が多い。
カリ土類金属を負極とし、正極に二酸化マンガン、酸化
バナジウム、酸化モリブデン等の無機化合物やポリピロ
ール、ポリアニリン等の導電性高分子を用いた二次電池
が検討されている。これらの二次電池は、正極と負極の
間に、電解液が含浸された隔膜が配置された構造を有す
る。正極は、図４に示す多孔質金属、図５に示す金属メ
ッシュ、図６に示すエキスパンデドメタルまたは図７に
示すパンチングメタル等の集電体の上にまたは内部に形
成されている場合が多い。
【０００３】たとえば、正極が二酸化マンガンの場合に
は、二酸化マンガンの粉末に、導電剤であるアセチレン
ブラックと結着剤であるテフロンを混合し、この混合物
を基板である集電体上で加圧成形し、それによって、電
極を形成する方法が採用される。
は、二酸化マンガンの粉末に、導電剤であるアセチレン
ブラックと結着剤であるテフロンを混合し、この混合物
を基板である集電体上で加圧成形し、それによって、電
極を形成する方法が採用される。
【０００４】また、正極がポリアニリン等の導電性高分
子の場合には、パンチングメタル、エキスパンデドメタ
ルまたは金属メッシュ等の集電体上または内部に、ポリ
アニリン等を電解重合で形成し、それによって電極を形
成する方法が採用される場合が多い。
子の場合には、パンチングメタル、エキスパンデドメタ
ルまたは金属メッシュ等の集電体上または内部に、ポリ
アニリン等を電解重合で形成し、それによって電極を形
成する方法が採用される場合が多い。
【０００５】負極は、リチウム箔、リチウム−アルミニ
ウム合金箔等のリチウム合金箔を、金属メッシュやエキ
スパンデドメタル、パンチングメタル等の集電体上に圧
着して、形成される場合が多い。たとえば、出願人は、
多孔質金属、金属メッシュ、エキスパンデドメタルまた
はパンチングメタル等の貫通孔を有する集電体の貫通孔
内部に、リチウムまたはリチウム合金を充填し、それに
よって、形状安定性の優れたリチウム二次電池用負極を
得ることを提案している（特願平１−１３０８９１）。
ウム合金箔等のリチウム合金箔を、金属メッシュやエキ
スパンデドメタル、パンチングメタル等の集電体上に圧
着して、形成される場合が多い。たとえば、出願人は、
多孔質金属、金属メッシュ、エキスパンデドメタルまた
はパンチングメタル等の貫通孔を有する集電体の貫通孔
内部に、リチウムまたはリチウム合金を充填し、それに
よって、形状安定性の優れたリチウム二次電池用負極を
得ることを提案している（特願平１−１３０８９１）。
【０００６】一般的に、リチウム二次電池においては、
電解液溶媒に有機溶媒を使用しているために、水溶液系
の電池と比較して、導電率が低い。そのため、あまり大
きな電流密度が取出せないので、表面積を大きく取り、
電流を稼ぐ必要がある。そのために、出願人は、図８に
示すように、大容量化を図る１つの手段として、正極１
２、隔膜１３および負極１１を順次積層してなる積層型
リチウム二次電池を提案している（特開平１−１０５４
７７）。
電解液溶媒に有機溶媒を使用しているために、水溶液系
の電池と比較して、導電率が低い。そのため、あまり大
きな電流密度が取出せないので、表面積を大きく取り、
電流を稼ぐ必要がある。そのために、出願人は、図８に
示すように、大容量化を図る１つの手段として、正極１
２、隔膜１３および負極１１を順次積層してなる積層型
リチウム二次電池を提案している（特開平１−１０５４
７７）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８を
参照して、正極１２、隔膜１３および負極１１を順次積
層していく際に、正極１２と負極１１が短絡することが
あった。
参照して、正極１２、隔膜１３および負極１１を順次積
層していく際に、正極１２と負極１１が短絡することが
あった。
【０００８】本発明者等は、短絡の原因を詳細に調査し
た結果、正極１２および負極１１に用いられる板状の集
電体である、パンチングメタル、エキスパンデドメタ
ル、金属メッシュ等の外周部に刃先が立ち、この刃先が
隔膜１３を突通し、ひいては短絡を引起こしているとい
うことを見出した。
た結果、正極１２および負極１１に用いられる板状の集
電体である、パンチングメタル、エキスパンデドメタ
ル、金属メッシュ等の外周部に刃先が立ち、この刃先が
隔膜１３を突通し、ひいては短絡を引起こしているとい
うことを見出した。
【０００９】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、正負両極間の短絡を防止するこ
とができるように改良された積層リチウム二次電池を提
供することを目的とする。
ためになされたもので、正負両極間の短絡を防止するこ
とができるように改良された積層リチウム二次電池を提
供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、板状の正極
集電体、隔膜および板状の負極集電体が順次積層されて
なる積層リチウム二次電池に係るものである。上記問題
点を解決するために、上記板状の正極集電体および上記
板状の負極集電体の少なくとも一方の外周部に、該外周
部に生じている刃先を覆い隠すように被覆物を設けたこ
とを特徴とする。
集電体、隔膜および板状の負極集電体が順次積層されて
なる積層リチウム二次電池に係るものである。上記問題
点を解決するために、上記板状の正極集電体および上記
板状の負極集電体の少なくとも一方の外周部に、該外周
部に生じている刃先を覆い隠すように被覆物を設けたこ
とを特徴とする。
【００１１】正負両極の集電体には、金属メッシュ、エ
キスパンデドメタル、パンチングメタル、多孔質金属な
どが好ましく使用され、材質としては、ステンレス、ニ
ッケル、ニッケル−クロム合金、鉄、鉄合金、アルミニ
ウム、アルミニウム合金等が好ましく使用される。
キスパンデドメタル、パンチングメタル、多孔質金属な
どが好ましく使用され、材質としては、ステンレス、ニ
ッケル、ニッケル−クロム合金、鉄、鉄合金、アルミニ
ウム、アルミニウム合金等が好ましく使用される。
【００１２】被覆物の材質としては、刃先を覆い隠すこ
とができるものならどのような材質でもよいが、電池電
解液に有機溶剤を使用しているために、溶剤との反応性
の低い、テフロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リイミド、ポリエチレンエレフタレート、ポリエーテル
イミド等が好ましく使用でき、その中でも、ポレエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリエーテルイミド、ポリエチレ
ンテレフタレートなどが熱によって融着する性質を有す
るので、とくに好ましく使用される。
とができるものならどのような材質でもよいが、電池電
解液に有機溶剤を使用しているために、溶剤との反応性
の低い、テフロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リイミド、ポリエチレンエレフタレート、ポリエーテル
イミド等が好ましく使用でき、その中でも、ポレエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリエーテルイミド、ポリエチレ
ンテレフタレートなどが熱によって融着する性質を有す
るので、とくに好ましく使用される。
【００１３】
【作用】集電体には、優れた集電性能とともに、軽量で
あることも要求される。軽量にするためには、金属メッ
シュやエキスパンデドメタル、多孔質金属、パンチング
メタルなどの集電体の線径を細くしたり、薄くしたりす
る必要がある。しかしながら、そのようにすると、集電
体は非常に柔軟であるため、正極、隔膜、負極と順次積
層していく際、その外周部に刃先が立ち、隔膜を突通し
てしまう。
あることも要求される。軽量にするためには、金属メッ
シュやエキスパンデドメタル、多孔質金属、パンチング
メタルなどの集電体の線径を細くしたり、薄くしたりす
る必要がある。しかしながら、そのようにすると、集電
体は非常に柔軟であるため、正極、隔膜、負極と順次積
層していく際、その外周部に刃先が立ち、隔膜を突通し
てしまう。
【００１４】本願に係る発明では、上記板状の正極集電
体および上記板状の負極集電体の少なくとも一方の外周
部を被覆するように被覆物を設けたので、集電体の外周
部付近の部分が動きにくくなり、外周部の刃先が立ちに
くくなる。また、刃先自身も被覆物に埋め込まれてしま
う。
体および上記板状の負極集電体の少なくとも一方の外周
部を被覆するように被覆物を設けたので、集電体の外周
部付近の部分が動きにくくなり、外周部の刃先が立ちに
くくなる。また、刃先自身も被覆物に埋め込まれてしま
う。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。
する。
【００１６】図１は、この発明の一実施例に係る積層リ
チウム二次電池に用いられる、正極の製造工程図であ
る。
チウム二次電池に用いられる、正極の製造工程図であ
る。
【００１７】図１（ａ）を参照して、１２０メッシュス
テンレスの電極集電体１（サイズ２０ｃｍ×３０ｃｍ
（ただし、端部、耳１ａを除く））を準備する。図１
（ｂ）を参照して、この電極集電体１上に、電解重合法
により、ポリアニリン２を形成する。図において、端
部、耳１ａを除いた斜線部分がポリアニリン２である。
電極集電体１上にポリアニリン２を形成した後、純水で
洗浄し、その後乾燥した。
テンレスの電極集電体１（サイズ２０ｃｍ×３０ｃｍ
（ただし、端部、耳１ａを除く））を準備する。図１
（ｂ）を参照して、この電極集電体１上に、電解重合法
により、ポリアニリン２を形成する。図において、端
部、耳１ａを除いた斜線部分がポリアニリン２である。
電極集電体１上にポリアニリン２を形成した後、純水で
洗浄し、その後乾燥した。
【００１８】図１（ｃ）を参照して、電極集電体１の外
周部を、端部取出しのための耳部分１ａを除いて、約３
ｍｍほど、ポリエチレンシート３（厚み０．１４ｍｍ）
で被覆した。被覆の方法は、次のようにして行った。す
なわち、図２に示すように、ポリエチレンシート３を端
部で折返し、この折返したもので電極集電体１の外周部
を挟み、その後、シール機で熱融着を行なう。これによ
って、電極集電体１とポリエチレンシート３とは一体化
し、電極集電体１の外周部がポリエチレンシート３で被
覆される。
周部を、端部取出しのための耳部分１ａを除いて、約３
ｍｍほど、ポリエチレンシート３（厚み０．１４ｍｍ）
で被覆した。被覆の方法は、次のようにして行った。す
なわち、図２に示すように、ポリエチレンシート３を端
部で折返し、この折返したもので電極集電体１の外周部
を挟み、その後、シール機で熱融着を行なう。これによ
って、電極集電体１とポリエチレンシート３とは一体化
し、電極集電体１の外周部がポリエチレンシート３で被
覆される。
【００１９】その後、耳１ａに導線６を結線すると正極
が得られる。負極の作製は次のように行なわれた。図３
を参照して、正極と同様の方法で、１００メッシュステ
ンレスの負極集電体（サイズ２０ｃｍ×３０ｃｍ（ただ
し、端部、耳４ａを除く））４の外周部にポリエチレン
シート３を熱融着させ一体化させた。その後、集電体の
端部、耳を除く、負極集電体の両表面にリチウム箔５
（０２ｍｍ）を圧着させた。その後、耳４ａに導線６を
結線し、負極を形成した。
が得られる。負極の作製は次のように行なわれた。図３
を参照して、正極と同様の方法で、１００メッシュステ
ンレスの負極集電体（サイズ２０ｃｍ×３０ｃｍ（ただ
し、端部、耳４ａを除く））４の外周部にポリエチレン
シート３を熱融着させ一体化させた。その後、集電体の
端部、耳を除く、負極集電体の両表面にリチウム箔５
（０２ｍｍ）を圧着させた。その後、耳４ａに導線６を
結線し、負極を形成した。
【００２０】以上のようにして作製した正極と負極を、
隔膜（厚み０．３ｍｍの多孔性フィルム）を介して、順
次積層し、積層リチウム二次電池を作製した。積層リチ
ウム二次電池は、図８に示すように、両端を負極とした
構造で、負極６枚、正極５枚を積層し、形成した。その
後、両端から電極集電体に、単位面積当り１０ｇ／ｃｍ
2 の圧力をかけた状態で、正極導線と負極導線を繋ぎ合
わせ、短絡するか、どうかをテスターでチェックした。
上述の試験を１０回繰返したところ、短絡は、まったく
認められなかった。
隔膜（厚み０．３ｍｍの多孔性フィルム）を介して、順
次積層し、積層リチウム二次電池を作製した。積層リチ
ウム二次電池は、図８に示すように、両端を負極とした
構造で、負極６枚、正極５枚を積層し、形成した。その
後、両端から電極集電体に、単位面積当り１０ｇ／ｃｍ
2 の圧力をかけた状態で、正極導線と負極導線を繋ぎ合
わせ、短絡するか、どうかをテスターでチェックした。
上述の試験を１０回繰返したところ、短絡は、まったく
認められなかった。
【００２１】比較例 正極と負極の外周部にポリエチレンシートを熱融着させ
ないで、かつ、その他の条件は同じにして、正極と負極
を作製した。同じ条件で、正極、隔膜、負極を積層し、
短絡試験を１０回繰返した。この場合、６回短絡が認め
られた。
ないで、かつ、その他の条件は同じにして、正極と負極
を作製した。同じ条件で、正極、隔膜、負極を積層し、
短絡試験を１０回繰返した。この場合、６回短絡が認め
られた。
【００２２】なお、上記実施例では、正極と負極の外周
部の双方に絶縁シートを熱融着させた場合を例示した
が、この発明はこれに限られるものでなく、正極または
負極のいずれか一方の外周部を絶縁シートで被覆しても
よい。
部の双方に絶縁シートを熱融着させた場合を例示した
が、この発明はこれに限られるものでなく、正極または
負極のいずれか一方の外周部を絶縁シートで被覆しても
よい。
【００２３】また、上記実施例では、電極集電体の外周
部の、耳を除く全周にわたって絶縁シートを被覆した場
合を例示したが、この発明はこれに限られるものでな
く、一部分のみを絶縁シートで被覆してもよい。
部の、耳を除く全周にわたって絶縁シートを被覆した場
合を例示したが、この発明はこれに限られるものでな
く、一部分のみを絶縁シートで被覆してもよい。
【００２４】さらに、上記実施例では電極集電体に金属
メッシュを使用する場合を例示したが、この発明はこれ
に限られるものでなく、エキスパンデドメタル、パンチ
ングメタル、多孔質金属を使用しても同様の効果を奏す
る。
メッシュを使用する場合を例示したが、この発明はこれ
に限られるものでなく、エキスパンデドメタル、パンチ
ングメタル、多孔質金属を使用しても同様の効果を奏す
る。
【００２５】さらに、上記実施例では、絶縁シートとし
て、ポリエチレンシートを用いる場合を例示したが、こ
の発明はこれに限られるものでなく、テフロン、ポリプ
ロピレン、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、
ポリエーテルイミドなどを使用しても、実施例と同様の
効果を実現する。
て、ポリエチレンシートを用いる場合を例示したが、こ
の発明はこれに限られるものでなく、テフロン、ポリプ
ロピレン、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、
ポリエーテルイミドなどを使用しても、実施例と同様の
効果を実現する。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明によれ
ば、正極集電体と負極集電体の少なくとも一方の外周部
に、該外周部に生じている刃先を覆い隠すように被覆物
を設けたので、集電体の外周部付近に刃先が立ちにくく
なる。その結果、正負両極間の短絡を防止することがで
きるようになり、積層リチウム二次電池の安全性を高め
ることができる。
ば、正極集電体と負極集電体の少なくとも一方の外周部
に、該外周部に生じている刃先を覆い隠すように被覆物
を設けたので、集電体の外周部付近に刃先が立ちにくく
なる。その結果、正負両極間の短絡を防止することがで
きるようになり、積層リチウム二次電池の安全性を高め
ることができる。
【図１】本発明に用いられる正極の製造工程を示した図
である。
である。
【図２】ポリエチレンシートの斜視図である。
【図３】本発明に使用される負極の正面図である。
【図４】発泡金属の平面図である。
【図５】ステンレスメッシュの平面図である。
【図６】ステンレス製エキスパンデドメタルの平面図で
ある。
ある。
【図７】ステンレス製パンチングメタルの平面図であ
る。
る。
【図８】積層リチウム二次電池の概念図である。
３ ポリエチレンシート １１ 負極集電体 １２ 正極集電体 １３ 隔膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜松 博光 大阪市此花区島屋一丁目１番３号 住友電 気工業株式会社大阪製作所内
Claims (1)
- 【請求項１】 板状の正極集電体、隔膜および板状の負
極集電体が順次積層されてなる積層リチウム二次電池に
おいて、 前記板状の正極集電体および前記板状の負極集電体の少
なくとも一方の外周部に、該外周部に生じている刃先を
覆い隠すように被覆物を設けた、ことを特徴とする積層
リチウム二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4043278A JPH0645005A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 積層リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4043278A JPH0645005A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 積層リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645005A true JPH0645005A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=12659345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4043278A Withdrawn JPH0645005A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 積層リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645005A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006128106A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Samsung Sdi Co Ltd | 二次電池 |
| US12027671B2 (en) | 2019-10-02 | 2024-07-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Laminated battery and production method thereof |
| US12548830B2 (en) | 2020-07-09 | 2026-02-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | All-solid-state battery and photocurable composition used in all-solid-state battery |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP4043278A patent/JPH0645005A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006128106A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Samsung Sdi Co Ltd | 二次電池 |
| US12027671B2 (en) | 2019-10-02 | 2024-07-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Laminated battery and production method thereof |
| US12548830B2 (en) | 2020-07-09 | 2026-02-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | All-solid-state battery and photocurable composition used in all-solid-state battery |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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