JPH0714608A

JPH0714608A - 電池

Info

Publication number: JPH0714608A
Application number: JP5179892A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Takeda; 一成武田; Tokuo Inamasu; 徳雄稲益; Kazuo Murata; 和雄村田
Original assignee: Yuasa Corp; Yuasa Battery Corp
Current assignee: Yuasa Corp
Priority date: 1993-06-24
Filing date: 1993-06-24
Publication date: 1995-01-17

Abstract

(57)【要約】【目的】イオン伝導性高分子化合物を用いた電池にお
いて、非常に高い作業性を有し、さらに外部への液漏れ
の心配が全くなく長期信頼性および安全性の高い電池、
さらに加えて高性能、高エネルギー密度を有する小型軽
量電池を提供することを目的とする。【構成】リチウムまたはリチウム合金からなる負極
と、正極と、少なくとも１種のイオン性化合物が溶解し
ている高分子物質により構成されたイオン伝導性高分子
化合物からなる電池において、該イオン伝導性高分子化
合物が２種以上の異なる層で形成され、かつ少なくとも
１層が炭素質粉末を含む層であることを特徴とする電池
とすることにより上記目的を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、周囲温度下で可逆的に
作動する電池に係り、イオン伝導性高分子化合物からな
る電解質の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近のマイクロエレクトロニクス化は、
各種電子機器のメモリーバックアップ用電源に代表され
るように、電池の電子機器内収納、エレクトロニクス素
子および回路との一体化に伴って、電池の小型化、軽量
化、薄形化とさらに高エネルギー密度を有する電池とが
要望されている。１次電池の分野では、既にリチウム電
池などの小型、軽量の電池が実用化されているが、その
用途分野は限られたものである。そこで、従来の鉛電
池、ニッケル−カドミウム電池に代わる電池として、よ
り小型軽量化が可能な非水電解液を用いた二次電池が注
目されているが、電極活物質のサイクル特性、自己放電
特性などの実用物性を満足するものが見いだされていな
いことが原因で現在も多くの研究機関で検討されてい
る。

【０００３】さて、より小型軽量で高エネルギー密度を
有し、かつ高い信頼性を有する電池を設計する上で、以
下の問題について別々に分けて検討する必要がある。１）電極活物質および電極の問題２）電解質の問題上述の１）の問題については、本発明者は薄型電池（単
位セル当たりの厚さが100 〜500 μm （シート状電
池））と呼ばれる電池について検討した。その際に、そ
れに充分適応できうる品質を有する薄膜状金属リチウム
を作製することが技術的に多少困難なこと、電池の製造
工程が複雑となることが問題となってきた。さらに、二
次電池として使用する場合、リチウムのデンドライトの
生成および界面の不動態化といった問題が原因で、金属
リチウムの使用が制限されるといった問題も生じてき
た。そのため、リチウム−アルミニウム、リチウム−
鉛、リチウム−スズ合金に代表されるリチウム金属含有
合金の研究が盛んに行われているが、リチウム−アルミ
ニウム合金に代表されるように、これらの合金はその強
度が低いため、充放電の繰り返しによって電極のわれや
微細化を生じることからサイクル特性の向上にはなって
いない。また、他のリチウムのデンドライト生成を抑制
する方法としては、電解質塩の選択、セパレータの改善
などの検討が試みられているが、このうち、セパレータ
に関しては従来から使用されているポリプロピレン製不
織布、ガラス繊維製不織布などを積層することにより、
リチウムデンドライトの抑制が試みられているが、本質
的な解決には至っていない。

【０００４】一方、上述の２）の問題については以下の
通りである。すなわち、従来から電気化学反応を利用し
た電池や電池以外の電気化学デバイス、すなわち電気二
重層キャパシタ、エレクトロクロミック素子などの電解
質としては、一般的に液体電解質、特に有機電解液にイ
オン性化合物を溶解したものが用いられてきたが、液体
電解質は、部品外部への液漏れ、電極物質の溶出、揮発
などが発生しやすいため、長期信頼性などの問題や、封
口工程での電解液の飛散などが問題となっていた。

【０００５】そのため、これら耐漏液性、長期保存性を
向上させるために、高いイオン伝導性を有するイオン伝
導性高分子化合物が報告され、上記の問題を解決する手
段の１つとして、さらに研究が進められている。現在研
究が進められているイオン伝導性高分子化合物は、エチ
レンオキシドを基本単位とするホモポリマーまたはコポ
リマーの直鎖状高分子、網状架橋高分子または櫛型高分
子などであるが、低温でのイオン伝導度を上げることを
目的として、網状架橋高分子または櫛型高分子にして結
晶化を防ぐことが提案され、実施されている。特に上記
網状架橋高分子を用いたイオン伝導性高分子化合物は、
機械的強度が大でありかつ低温でのイオン伝導度が良好
であるため有用である。

【０００６】上記のイオン伝導性高分子化合物を用いた
電気化学セルについては、特許文献等に広く記載されて
おり、例えば、アーマンド（Armand）らによる米国特許
第4,303,748 号(1981)や、ノース（North)の米国特許第
4,589,197 号(1986)およびフーパー(Hooper)らの米国特
許第4,547,440 号(1985)などに代表される。これらのセ
ルの特徴として挙げられるのが、ポリエーテル構造を有
する高分子材料中にイオン性化合物を溶解したイオン伝
導性高分子化合物を用いたところである。しかしなが
ら、電気化学反応を利用した電池や電池以外の電気化学
デバイスなどの電解質として上記イオン伝導性高分子化
合物を用いるためには、高いイオン伝導性と良好な機械
的特性（機械的強度や柔軟性など）を併せ持つ必要があ
るが、この２つの特性は相反するものである。すなわ
ち、上記特許文献の多くは、室温以下でのイオン伝導度
が実用範囲以下であるために、主に昇温した状態で作動
させているのが現状である。そこで、イオン伝導性の向
上を図る簡単な方法としては、例えば特開昭59-149601
号、特開昭58-75779号や米国特許第4,792,504 号などに
代表されるような、イオン伝導性高分子化合物に有機溶
媒（特に好ましくは高誘電率有機溶媒）を添加して、固
体状態を保持する方法が提案されているが、その結果、
イオン伝導度は確実に向上するが、そのフィルム強度は
著しく低下する。

【０００７】また、上記イオン伝導性高分子化合物を電
気化学デバイスの電解質として応用する際、内部抵抗を
低くするために電解質の薄膜化が必要となってくる。特
に本発明者らにとって、より小型軽量で高エネルギー密
度を有する電池である薄型電池（またはシート状電池）
と呼ばれる電池を設計する上で、上記の薄型化はまさに
至上命題であると言える。上記イオン伝導性高分子化合
物の場合、均一な薄膜を任意の形状に容易に加工するこ
とが可能であるが、その方法が問題となってくる。例え
ば、イオン伝導性高分子化合物の溶液をキャストして溶
媒を蒸発、除去する方法、あるいは、重合性モノマーあ
るいはマクロマーを基板上に塗布して、加熱重合する方
法、あるいは活性光線の照射により硬化させる方法があ
る。

【０００８】このようなイオン伝導性高分子化合物を用
いたリチウムまたはリチウム合金を負極に用いた二次電
池にイオン伝導性高分子化合物の特徴として、充電時の
リチウムデンドライト成長が有機電解液を用いた場合に
比べて抑制されるという点にある。その理由として第１
には、イオン伝導性高分子化合物の分子密度が有機電解
液に比べて高いために上記デンドライトの成長に対して
物理的障害となること、第２には有機電解液中にはリチ
ウムイオンは有機溶媒により溶媒和された状態でイオン
泳動により電極間を移動するとする説が一般的であるの
に対し、イオン伝導性高分子化合物中では、イオン泳動
しうるような低分子物がないこと、あるいは有機電解液
などの可塑剤として低分子物を含むイオン伝導性高分子
化合物の場合においても、上記可塑剤は高分子鎖に捕捉
されているため、リチウムイオンがリチウム金属上の析
出の容易な場所を選んでイオン泳動していくときの選択
の自由度が束縛されることである。

【０００９】しかしながら、上記イオン伝導性高分子化
合物を用いた場合においても、充電−放電の繰り返しに
より、有機電解液の場合と同様の問題が少なからず発生
する。例えば、上記イオン伝導性高分子化合物を用いた
場合においても、１回目の充電過程で負極上にいくつか
のリチウム析出サイトが発生し、放電過程の後、２回目
の充電過程で析出リチウムが成長しやすい状態であるサ
イトは、１回目に発生したサイトであるため、先に述べ
た析出場所の選択の自由度が束縛されるといった優位性
は完全ではないことになる。したがって、上記イオン伝
導性高分子化合物を用いた電池においても、充電−放電
の繰り返しに伴うリチウムデンドライトの成長の抑制を
行うことは、サイクル寿命の長い二次電池を提供する上
で非常に重要である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、イオン伝導
性高分子化合物を用いた電池において、非常に高い作業
性を有し、さらに外部への液漏れの心配が全くなく長期
信頼性および安全性の高い電池、さらに加えて高性能、
高エネルギー密度を有する小型軽量電池を提供するもの
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成すべく、リチウムまたはリチウム合金からなる負極
と、正極と、少なくとも１種のイオン性化合物が溶解し
ている高分子物質により構成されたイオン伝導性高分子
化合物からなる電池において、該イオン伝導性高分子化
合物が２種以上の異なる層で形成され、かつ少なくとも
１層が炭素質粉末を含む層であることを第１の発明とす
るものである。

【００１２】また、上記イオン伝導性高分子化合物が、：反応性二重結合を有する有機化合物：イオン性化合物：イオン性化合物を溶解可能な有機化合物：少なくとも１種の、高分子量エチレンオキシド重合
体および／または高分子量エチレンオキシド−プロピレ
ンオキシドランダム共重合体；を重合反応により、架橋ネットワーク構造を形成する高
分子化合物であることにより、上記の目的を達成したも
のである。

【００１３】さらに、上記イオン伝導性高分子化合物を
電解質層（セパレータ）として用いることにより、負極
周辺部におけるリチウムのデンドライト生成を抑制する
ことにが可能であり、かつ機械的強度に優れ、熱的、電
気化学的に安定な電解質層を提供することが可能であ
る。

【００１４】なお、上述のについては、例えば、少な
くとも下記の、化１または／および下記の化２または／
および下記の化３で表される有機化合物

【００１５】

【化１】（Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃は水素原子あるいは炭素数１以上の
低級アルキル基、ｍ、ｎは、ｍ≧３、ｎ≧０、ｎ／ｍ＝
０から５の範囲の整数を示す。）

【００１６】

【化２】（Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆は水素原子あるいは炭素数１以上の
低級アルキル基、ｋ、ｌは、ｋ≧３、ｌ≧０、ｌ／ｋ＝
０から５の範囲の整数を示す。）

【００１７】

【化３】（ｈ≧１、ｇ≧１の範囲の数であり、Ｄ₁、Ｄ₂は下記
の化４、化５、化６）

【００１８】

【化４】

【００１９】

【化５】

【００２０】

【化６】（Ｒ₇、Ｒ₈、Ｒ₉、Ｒ₁₀は水素原子あるいは炭素数１
以上の低級アルキル基）などであるが、これらに限定さ
れるものではない。

【００２１】次に、このようにして得られた高分子化合
物に溶解する上記：イオン性化合物としては、例え
ば、LiClO₄、LiBF₄、LiAsF₆、LiPF₆、LiI 、LiBr、Li
₂B₁₀Cl₁₀、LiCF₃SO₃、LiCF₃CO₂、LiSCN などLiを含む無
機イオン塩、ステアリルスルホン酸リチウム、オクチル
スルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸リ
チウム等の有機イオン塩が挙げられる。これらのイオン
性化合物は、２種以上を併用してもよい。

【００２２】次に、本発明では、イオン伝導性高分子化
合物に、該イオン伝導性高分子化合物中に含まれるイオ
ン性化合物を溶解可能な有機化合物を含ませてもよく、
この種の物質を含ませることによって、高分子化合物の
基本骨格を変えることなく、イオン伝導度を著しく向上
できる。

【００２３】上記：イオン性化合物を溶解可能な有機
化合物としては、プロピレンカーボネート、エチレンカ
ーボネートなどの環状炭酸エステル；γ−ブチロラクト
ンなどの環状エステル；テトラヒドロフランまたはその
誘導体、１，３−ジオキサン、１，２−ジメトキシエタ
ン、メチルジグライムなどのエーテル類；アセトニトリ
ル、ベンゾニトリルなどのニトリル類；ジオキソランま
たはその誘導体；スルホランまたはその誘導体などの単
独またはそれら２種以上の混合物などが挙げられる。し
かしこれらに限定されるものではない。また、その配合
割合および配合方法は任意である。

【００２４】このようなイオン性化合物の配合割合は、
前述の化１、化２、化３の有機化合物に対して、イオン
性化合物が０．０００１から５．０モル／リットルの割
合であり、中でも０．００５から２．０モル／リットル
であることが好ましい。このイオン性化合物の使用量が
あまり多すぎると、過剰のイオン性化合物、例えば無機
イオン塩が解離せず、単に混在するのみとなり、イオン
伝導度を逆に低下させる結果となる。

【００２５】また、上記イオン性化合物の配合割合は、
電極活物質によって適当な配合割合が異なる。例えば、
層状化合物のインターカレーションを利用した電池にお
いては、電解質のイオン伝導度が最大となる付近が好ま
しいし、また、ドーピング現象を利用する導電性高分子
を電極活物質として使用する電池においては、充放電に
より電解質中のイオン濃度が変化に対応しうる必要があ
る。

【００２６】上記：イオン性化合物の含有方法につい
ては特に制限はないが、例えば、上記化１のような有機
化合物にメチルエチルケトン等の有機溶媒に溶解して均
一に混合後、真空減圧して上記有機化合物中に含有させ
る方法や、上記：イオン性化合物を溶解可能な有機化
合物にイオン性化合物を溶解させた後、上記化１のよう
な有機化合物と均一に混合する方法なども挙げられる。

【００２７】また、上記：高分子量エチレンオキシド
−プロピレンオキシドランダム共重合体におけるエチレ
ンオキシドユニット（ＥＯ）とプロピレンオキシドユニ
ット（ＰＯ）の組成比（モル比）は、０＜（ＰＯ）／
（ＥＯ）≦５の範囲であることが望ましいが、特に限定
されるものではない。

【００２８】溶媒に溶解および／または分散した有機化
合物からなる結着剤を複合電極中に用いる場合には、該
有機化合物を溶媒に溶解させたバインダー溶液に、電極
活物質や上記イオン伝導性高分子化合物などを分散させ
たものを塗布液として用いる方法や、該有機化合物と該
有機化合物を分散させる分散剤との分散液に、電極活物
質や上記イオン伝導性高分子化合物などを分散させたの
を塗布液として用いる方法などが一般的であるが、これ
らに限定されるものではない。

【００２９】上記有機化合物の一例を示すと以下のよう
なものが挙げられる。すなわち、アクリロニトリル、メ
タクリロニトリル、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、
クロロプレン、ビニルピリジンおよびその誘導体、塩化
ビニリデン、エチレン、プロピレン、環状ジエン（例え
ば、シクロペンタジエン、１，３ーシクロヘキサジエン
など）などの重合体および上記有機化合物の共重合体な
どが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

【００３０】なお、本発明のイオン伝導性高分子化合物
を複合正極表面上、複合負極表面上に配置する方法につ
いては、例えば、アプリケータロールなどのロールコー
ティング、ドクターブレード法、スピンコーティング、
バーコーダーなどの手段を用いて均一な厚みに塗布する
ことが望ましいが、これらに限定されるものではない。
なお、これらの手段を用いて、上記複合正極表面上およ
び複合負極表面上に、任意の厚みおよび任意の形状に配
置することが可能である。

【００３１】また、本発明の複合正極に使用する正極活
物質としては、以下の電池電極材料が挙げられる。すな
わち、CuO 、Cu₂O、Ag₂O、CuS 、CuSO₄などのI 族金属
化合物、TiS₂、SiO₂、SnO などのIV族金属化合物、V
₂O₅、V₆O₁₂、VO_X、Nb₂O₅、Bi₂O₃、Sb₂O₃などのV 族
金属化合物、Cr0₃、Cr₂O₃、MoS₂、WO₃、SeO₂などのVI
族金属化合物、MnO₂、Mn₂O₃などのVII 族金属化合物、
Fe₂O₃、FeO 、Fe₃O₄、Ni₂O₃、NiO、CoS₂、CoO など
のVIII族金属化合物、または、一般式 Li _XMX₂、Li_X
MN_YX₂ （M 、N はI からVIII族の金属、X は酸素、硫
黄などのカルコゲン化合物を示す。）などで表される、
例えば、リチウム−コバルト系複合酸化物あるいはリチ
ウム−マンガン系複合酸化物などの金属化合物、さら
に、ポリピロール、ポリアニリン、ポリパラフェニレ
ン、ポリアセチレン、ポリアセン系材料などの導電性高
分子化合物、擬グラファイト構造炭素質材料などである
が、これらに限定されるものではない。

【００３２】さらに、負極活物質としては、リチウム金
属、リチウム−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム
−スズ、リチウム−アルミニウム−スズ、リチウム−ガ
リウム、およびウッド合金などのリチウム金属含有合金
などであるが、これらに限定されるものではない。これ
らの負極活物質は、単独あるいは２種以上の併用が可能
である。

【００３３】なお、本発明の複合正極を、正極集電体上
に配置する方法については、例えば、アプリケータロー
ルなどのロールコーティング、ドクターブレード法、ス
ピンコーティング、バーコーダーなどの手段を用いて均
一な厚みに塗布することが望ましいが、これらに限定さ
れるものではない。なお、これらの手段を用いた場合、
電解質層およびカレントコレクターと接触する電気化学
的活性物質の実表面積を増加させることが可能である。
任意の厚みおよび任意の形状に配置することが可能であ
る。

【００３４】これらの場合、必要に応じて、グラファイ
ト、カーボンブラック、アセチレンブラックなどのカー
ボンおよび金属粉末、導電性金属酸化物などの導電材料
を、複合正極および複合負極内に混合して、電子伝導の
向上を図ることができる。

【００３５】また、上記複合正極を製造するとき、均一
な混合分散系を得るために、数種の分散剤と分散媒を加
えることができる。さらに増粘剤、増量剤、粘着補助剤
等を添加することも可能である。

【００３６】正極集電板としては、アルミニウム、ステ
ンレス、チタン、銅などの材質が、また、負極集電板と
しては、ステンレス、鉄、ニッケル、銅などの材質が好
ましいが、特に限定するものではない。

【００３７】

【実施例】以下、本発明の詳細について、実施例により
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。（実施例１）以下、ａ）〜ｄ）の手順で実施例１の
シート状電池を作製した。下記の手順にしたがって、本
発明の実施例１のシート状電池を作製した。ａ）電池の正極活物質として五酸化バナジウムを、導電
剤としてアセチレンブラックを用い、そして下記化７、
化８で表される化合物を６：４の重量比率で混合した有
機化合物とを混合したものを複合正極として使用した。

【００３８】

【化７】

【００３９】

【化８】

【００４０】この複合正極の作製方法は以下の通りであ
る。すなわち五酸化バナジウムとアセチレンブラックを
８５：１５の重量比率で混合した（混合物Ｉ）。この混
合物Ｉと上記有機化合物１０重量部に、六フッ化ヒ素酸
リチウム１重量部、エチレンカーボネート１０重量部お
よびプロピレンカーボネート１０重量部を混合させたも
のを、乾燥不活性ガス雰囲気中、１０：３の重量比率で
混合した。（混合物II）この混合物IIを、ステンレス鋼
からなる正極集電板の表面に導電性カーボン被膜を形成
した集電体の上にキャストした。その後、乾燥不活性ガ
ス雰囲気中、電子線量１２Ｍｒａｄの電子線を照射する
ことにより上記複合正極を形成した。ステンレス集電体
上に形成した複合正極被膜の厚さは、６０μｍであっ
た。

【００４１】ｂ）上記複合正極上にイオン伝導性高分子
化合物を形成させるべく、上記化８、化９の有機化合物
を６：４の重量比率で混合した有機化合物３０重量部と
六フッ化ヒ素酸リチウム６重量部、エチレンカーボネー
ト３２重量部およびプロピレンカーボネート３２重量部
を混合したものを、乾燥不活性ガス雰囲気中、上記複合
正極上にスクリーンコーティングによりキャストし、そ
の後、乾燥不活性ガス雰囲気中、電子線量８Ｍｒａｄの
電子線を照射することによりイオン伝導性高分子化合物
層（Ａ）を硬化させた。これによって得られた電解質層
の厚みは、２０μｍであった。

【００４２】ｃ）電池の負極活物質としてリチウム金属
を用い、これをステンレス鋼からなる負極集電板に圧着
した。その後、上記有機化合物３０重量部と六フッ化ヒ
素酸リチウム６重量部、エチレンカーボネート３２重量
部およびプロピレンカーボネート３２重量部を混合した
もの（混合物Ｉ）と石油系ピッチコークス１０重量部と
を混合した。（混合物II）上記混合物IIを上記リチウム
金属上にキャストし、乾燥不活性ガス雰囲気中、電子線
量８Ｍｒａｄの電子線を照射することによりイオン伝導
性高分子化合物層（Ｂ）を硬化させた。これによって得
られた電解質層の厚みは、１５μｍであった。

【００４３】ｄ）ｃ）で得られた（Ｂ）／リチウム／負
極集電体と、ｂ）で得られた正極集電体／複合正極／
（Ａ）を接触させることにより、シート状電池を作製し
た。

【００４４】図１は、本発明の実施例１のシート状電池
の断面図である。図中１は、ステンレス鋼からなる正極
集電板で、２は複合正極であり、正極活物質に二酸化マ
ンガンを、導電剤としてアセチレンブラックを、結着剤
として上記有機化合物を用いた。また、３ａは、イオン
伝導性高分子化合物層（Ａ）、３ｂは、イオン伝導性高
分子化合物層（Ｂ）である。４は、金属リチウムであ
り、５は、ステンレス鋼からなる負極集電板で、外装も
兼ねている。６は、変性ポリプロピレンからなる封口材
である。

【００４５】（比較例１）ａ）実施例１の複合正極およびイオン伝導性高分子化合
物層（Ａ）の作製方法と同様である。

【００４６】ｂ）電池の負極活物質としてリチウム金属
を用い、これをステンレス鋼からなる負極集電板に圧着
した。次に上記リチウム金属上にイオン伝導性高分子化合物層
（Ｂ’）を形成させるべく、上記有機化合物３０重量部
と六フッ化ヒ素酸リチウム６重量部、エチレンカーボネ
ート３２重量部およびプロピレンカーボネート３２重量
部を混合したものを上記リチウム金属上にキャストし、
乾燥不活性ガス雰囲気中、電子線量８Ｍｒａｄの電子線
を照射することによりイオン伝導性高分子化合物層
（Ｂ）を硬化させた。

【００４７】ｃ）ｂ）で得られた（Ｂ’）／リチウム／
負極集電体と、ａ）で得られた正極集電体／複合正極／
（Ａ）を接触させることにより、シート状電池を作製し
た。実施例１、比較例１のシート状電池の電極面積は、
作製工程によって種々変更することが可能であるが、本
実施例では、その電極面積を１００ｃｍ²としたものを
作製した。このシート状電池を用いて、２５℃で１００
μＡ／ｃｍ²定電流の充放電サイクル試験を行った。な
お、充電終止電圧３. ２Ｖ、放電終止電圧２. ０Ｖとし
て充放電サイクル試験を行った。図２に充放電サイクル
数と電池容量の関係を示したものである。図２からわか
るように、本発明の高分子固体電解質を用いたシート状
電池は、比較例のシート状電池と比較して、優れた充放
電サイクル特性を示すことがわかる。

【００４８】なお、本実施例には明示されていないが、
さらに、プレス、スパッタリング、懸濁、被膜などの種
々の方法によって薄型電極を作製することができ、電解
質層およびカレントコレクターと接触する活性物質の実
表面積を増加させることが可能となる。

【００４９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、リチウ
ムまたはリチウム合金からなる負極と、正極と、少なく
とも１種のイオン性化合物が溶解している高分子物質に
より構成されたイオン伝導性高分子化合物からなる電池
において、該イオン伝導性高分子化合物が２種以上の異
なる層で形成され、かつ少なくとも１層が炭素質粉末を
含む層である電池であることにより、充電時において、
負極表面にリチウムが樹枝状に成長することにより正極
と接して電池内部で短絡してサイクル性能が低下するこ
とのない、さらに過充電時に有機電解液などが発火・爆
発などが起こるといった心配のないリチウム二次電池を
提供することが可能である。これらのことから、電池の
性能を向上させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシート状電池の断面図である。

【図２】実施例１および比較例１のシート状電池の充放
電サイクル数と電池容量の関係を示したものである。

【符号の説明】

１正極集電体２複合正極３ａイオン伝導性高分子化合物層（Ａ）３ｂイオン伝導性高分子化合物層（Ａ）４負極５負極集電体６封口材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リチウムまたはリチウム合金からなる負
極と、正極と、少なくとも１種のイオン性化合物が溶解
している高分子物質により構成されたイオン伝導性高分
子化合物からなる電池において、該イオン伝導性高分子
化合物が２種以上の異なる層で形成され、かつ少なくと
も１層が炭素質粉末を含む層であることを特徴とする電
池。
【請求項２】前記イオン伝導性高分子化合物が、：反応性二重結合を有する有機化合物：イオン性化合物：イオン性化合物を溶解可能な有機化合物：少なくとも１種の、高分子量エチレンオキシド重合
体および／または高分子量エチレンオキシド−プロピレ
ンオキシドランダム共重合体；を重合反応により、架橋ネットワーク構造を形成する高
分子化合物であることを特徴とする請求項１記載の電
池。