JPH09161775A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
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- JPH09161775A JPH09161775A JP7314237A JP31423795A JPH09161775A JP H09161775 A JPH09161775 A JP H09161775A JP 7314237 A JP7314237 A JP 7314237A JP 31423795 A JP31423795 A JP 31423795A JP H09161775 A JPH09161775 A JP H09161775A
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- lithium
- negative electrode
- current collector
- aqueous electrolyte
- mixture layer
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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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高容量でかつ内部短絡の危険性のない安全性
の高い非水電解液電池を提供することを目的とする。 【解決手段】 リチウムに対して２．０Ｖ〜２．５Ｖの
酸化還元電位を有するリチウム含有遷移金属カルコゲン
化合物を正極活物質とし、リチウムに対して０Ｖより高
く１．５Ｖ以下の酸化還元電位を有するリチウム含有化
合物もしくは炭素材料を負極とする非水電解液二次電池
において、集電体に銅またはニッケルを主体とする発泡
状もしくは不織布状の金属箔を用い、合剤層で集電体の
両表面部をそれぞれ３０μｍ以上２００μｍ以下の厚み
に被覆する。
の高い非水電解液電池を提供することを目的とする。 【解決手段】 リチウムに対して２．０Ｖ〜２．５Ｖの
酸化還元電位を有するリチウム含有遷移金属カルコゲン
化合物を正極活物質とし、リチウムに対して０Ｖより高
く１．５Ｖ以下の酸化還元電位を有するリチウム含有化
合物もしくは炭素材料を負極とする非水電解液二次電池
において、集電体に銅またはニッケルを主体とする発泡
状もしくは不織布状の金属箔を用い、合剤層で集電体の
両表面部をそれぞれ３０μｍ以上２００μｍ以下の厚み
に被覆する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解液を用い
た二次電池、特にその負極の改良に関する。
た二次電池、特にその負極の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＡＶ機器あるいはパソコン等の電
子機器のポータブル化、コードレス化が急速に進んでお
り、これらの駆動用電源として小型、軽量で高エネルギ
ー密度を有する二次電池への要求が高い。この中でリチ
ウムを活物資とする負極を用いた非水電解液二次電池は
とりわけ高電圧、高エネルギー密度を有する電池として
期待が大きい。上述の電池では、正極活物質としては、
リチウムに対して２．０Ｖ〜４．５Ｖの酸化還元電位を
有するＬｉＣｏＯ2やＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎＯ2、Ｌｉx
Ｖ2Ｏ5、ＬｉxＭoＳ2等のリチウム含有遷移金属カルコ
ゲン化合物が用いられ、負極にはリチウムに対して０Ｖ
より高く１．５Ｖ以下の酸化還元電位を有するＬｉＴｉ
2Ｏ4、ＬｉxＷＯ2等のリチウム含有化合物や炭素材料等
が用いられている。
子機器のポータブル化、コードレス化が急速に進んでお
り、これらの駆動用電源として小型、軽量で高エネルギ
ー密度を有する二次電池への要求が高い。この中でリチ
ウムを活物資とする負極を用いた非水電解液二次電池は
とりわけ高電圧、高エネルギー密度を有する電池として
期待が大きい。上述の電池では、正極活物質としては、
リチウムに対して２．０Ｖ〜４．５Ｖの酸化還元電位を
有するＬｉＣｏＯ2やＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎＯ2、Ｌｉx
Ｖ2Ｏ5、ＬｉxＭoＳ2等のリチウム含有遷移金属カルコ
ゲン化合物が用いられ、負極にはリチウムに対して０Ｖ
より高く１．５Ｖ以下の酸化還元電位を有するＬｉＴｉ
2Ｏ4、ＬｉxＷＯ2等のリチウム含有化合物や炭素材料等
が用いられている。
【０００３】しかしながら、これらの非水電解液二次電
池は、導電率の低い有機系電解液を用いているために、
水溶液系二次電池であるニッケルーカドミウム電池や鉛
蓄電池と比較して、高率放電を行った場合に容量の低下
が大きい。従って、電極面積を大きくして高率放電特性
を確保しようとしている。つまり、正極、負極材料を金
属製の箔に塗着してそれぞれフィルム状の薄い極板を作
製し、例えば、ポリプロピレン等のポリオレフィン系の
セパレータを介して渦巻状に巻回し、円筒形の電池ケー
スに収納して電池を構成している。
池は、導電率の低い有機系電解液を用いているために、
水溶液系二次電池であるニッケルーカドミウム電池や鉛
蓄電池と比較して、高率放電を行った場合に容量の低下
が大きい。従って、電極面積を大きくして高率放電特性
を確保しようとしている。つまり、正極、負極材料を金
属製の箔に塗着してそれぞれフィルム状の薄い極板を作
製し、例えば、ポリプロピレン等のポリオレフィン系の
セパレータを介して渦巻状に巻回し、円筒形の電池ケー
スに収納して電池を構成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように金属箔に
合剤層を塗着した電極を用いた電池では、高率放電特性
を向上させるために電極面積を大きくすると、電池の容
積に占める金属箔の体積が増大し電極活物質の充填量が
低下する。このため、電池容量が低下するといった問題
があった。また、金属箔との接着性を確保するための結
着剤および電極の電気伝導性を確保するための導電材が
必要であり、結着剤と導電材を添加した分、電極活物質
の充填量が減少し電池容量が低下していた。
合剤層を塗着した電極を用いた電池では、高率放電特性
を向上させるために電極面積を大きくすると、電池の容
積に占める金属箔の体積が増大し電極活物質の充填量が
低下する。このため、電池容量が低下するといった問題
があった。また、金属箔との接着性を確保するための結
着剤および電極の電気伝導性を確保するための導電材が
必要であり、結着剤と導電材を添加した分、電極活物質
の充填量が減少し電池容量が低下していた。
【０００５】そこで、発泡状もしくは不織布状の金属製
の多孔体に活物質を充填し、電極活物質の充填量を増加
させる試みもある。しかしながら、リチウムに対して０
Ｖより高く１．５Ｖ以下の負極材料、例えば、炭素材料
を上記の金属多孔体に充填して円筒形電池を構成した場
合、電極表面に露出した金属多孔体の金属部分にリチウ
ムがデンドライト状に析出し、電池が内部短絡を起こす
可能性があることが分かった。電池が内部短絡を起こす
と、電池が発熱する危険がある。
の多孔体に活物質を充填し、電極活物質の充填量を増加
させる試みもある。しかしながら、リチウムに対して０
Ｖより高く１．５Ｖ以下の負極材料、例えば、炭素材料
を上記の金属多孔体に充填して円筒形電池を構成した場
合、電極表面に露出した金属多孔体の金属部分にリチウ
ムがデンドライト状に析出し、電池が内部短絡を起こす
可能性があることが分かった。電池が内部短絡を起こす
と、電池が発熱する危険がある。
【０００６】本発明は、このような課題を解決するもの
であり、高容量で内部短絡の危険性がなく、安全性に優
れた非水電解液二次電池を提供することを目的とする。
であり、高容量で内部短絡の危険性がなく、安全性に優
れた非水電解液二次電池を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、リチウムに対
して２．０Ｖ〜４．５Ｖの酸化還元電位を有するリチウ
ム含有遷移金属カルコゲン化合物を活物質とする正極、
リチウムに対して０Ｖより高く１．５Ｖ以下の酸化還元
電位を有するリチウム含有化合物もしくは炭素材料を含
む合剤層とこれを支持する集電体からなる負極、および
非水電解液を具備する非水電解液二次電池において、前
記負極の集電体を銅またはニッケルを主体とする発泡状
もしくは不織布状の金属箔で構成するとともに、前記合
剤層が前記集電体を被覆して集電体の金属部分が電極表
面に露出しないように構成するものである。
して２．０Ｖ〜４．５Ｖの酸化還元電位を有するリチウ
ム含有遷移金属カルコゲン化合物を活物質とする正極、
リチウムに対して０Ｖより高く１．５Ｖ以下の酸化還元
電位を有するリチウム含有化合物もしくは炭素材料を含
む合剤層とこれを支持する集電体からなる負極、および
非水電解液を具備する非水電解液二次電池において、前
記負極の集電体を銅またはニッケルを主体とする発泡状
もしくは不織布状の金属箔で構成するとともに、前記合
剤層が前記集電体を被覆して集電体の金属部分が電極表
面に露出しないように構成するものである。
【０００８】本発明はまた、リチウムに対して２．０Ｖ
〜４．５Ｖの酸化還元電位を有するリチウム含有遷移金
属カルコゲン化合物を活物質とする正極、リチウムに対
して０Ｖより高く１．５Ｖ以下の酸化還元電位を有する
リチウム含有化合物もしくは炭素材料を含む合剤層とこ
れを支持する集電体からなる負極、および非水電解液を
具備する非水電解液二次電池において、前記負極の集電
体を銅またはニッケルを主体とする発泡状もしくは不織
布状の金属箔で構成するとともに、前記合剤層が前記集
電体の両表面部をそれぞれ３０μｍ以上２００μｍ以下
の厚みに被覆するものである。
〜４．５Ｖの酸化還元電位を有するリチウム含有遷移金
属カルコゲン化合物を活物質とする正極、リチウムに対
して０Ｖより高く１．５Ｖ以下の酸化還元電位を有する
リチウム含有化合物もしくは炭素材料を含む合剤層とこ
れを支持する集電体からなる負極、および非水電解液を
具備する非水電解液二次電池において、前記負極の集電
体を銅またはニッケルを主体とする発泡状もしくは不織
布状の金属箔で構成するとともに、前記合剤層が前記集
電体の両表面部をそれぞれ３０μｍ以上２００μｍ以下
の厚みに被覆するものである。
【０００９】リチウムに対して０Ｖより高い酸化還元電
位を有するリチウム含有化合物あるいは炭素材料を負極
に用いた場合、負極上へのリチウムの析出反応は原理上
起こらないはずである。しかしながら、非水電解液中で
のリチウムイオンの移動は遅く、また正極と負極との間
の距離が非常に短いために、正極と負極間のリチウムイ
オンの移動は、対向した正極と負極間での直線的な移動
である。従って、負極表面に金属部分が露出している
と、この金属部分に対向した正極から放出された（この
場合、電池は充電反応である）リチウムイオンは、横方
向に拡散することなくそのまま対向した金属部分にデン
ドライト状に析出すると考えられる。
位を有するリチウム含有化合物あるいは炭素材料を負極
に用いた場合、負極上へのリチウムの析出反応は原理上
起こらないはずである。しかしながら、非水電解液中で
のリチウムイオンの移動は遅く、また正極と負極との間
の距離が非常に短いために、正極と負極間のリチウムイ
オンの移動は、対向した正極と負極間での直線的な移動
である。従って、負極表面に金属部分が露出している
と、この金属部分に対向した正極から放出された（この
場合、電池は充電反応である）リチウムイオンは、横方
向に拡散することなくそのまま対向した金属部分にデン
ドライト状に析出すると考えられる。
【００１０】本発明によると、発泡状もしくは不織布状
の金属多孔体を集電体を用い、かつ集電体の金属部分が
電極表面に露出しないように合剤層により集電体の表面
を被覆しているので、上述のようなリチウムのデンドラ
イト状の析出反応は起こらない。したがって、内部短絡
の可能性がなく、安全性に優れた電池が得られる。ま
た、合剤は、集電体の細孔内にも充填されるので、エネ
ルギー密度を向上することができる。
の金属多孔体を集電体を用い、かつ集電体の金属部分が
電極表面に露出しないように合剤層により集電体の表面
を被覆しているので、上述のようなリチウムのデンドラ
イト状の析出反応は起こらない。したがって、内部短絡
の可能性がなく、安全性に優れた電池が得られる。ま
た、合剤は、集電体の細孔内にも充填されるので、エネ
ルギー密度を向上することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の負極の集電体に用いる不
織布状の金属箔または発泡状の金属箔は、不織布状の樹
脂または樹脂発泡体に金属をメッキなどにより被着し、
加熱により樹脂を分解除去し、還元処理をして得ること
ができる。不織布状の金属箔を製造する際に用いる不織
布状の樹脂は、厚さが１０〜１００μｍ、目付重量１０
〜５０ｇ／ｍ2程度のものが適当である。金属層を形成
する方法については、以下の実施例に示す無電解メッキ
の他、熱分解メッキ、電解メッキやプラズマ蒸着等が可
能である。
織布状の金属箔または発泡状の金属箔は、不織布状の樹
脂または樹脂発泡体に金属をメッキなどにより被着し、
加熱により樹脂を分解除去し、還元処理をして得ること
ができる。不織布状の金属箔を製造する際に用いる不織
布状の樹脂は、厚さが１０〜１００μｍ、目付重量１０
〜５０ｇ／ｍ2程度のものが適当である。金属層を形成
する方法については、以下の実施例に示す無電解メッキ
の他、熱分解メッキ、電解メッキやプラズマ蒸着等が可
能である。
【００１２】正極活物質については、実施例ではＬｉＣ
ｏＯ2についてのみ示すが、リチウムに対して２．０Ｖ
〜４．５Ｖの酸化還元電位を有する他のリチウム含有遷
移金属カルコゲン化合物、例えばＬｉＮｉＯ2やＬｉＭ
ｎ2Ｏ4などを用いることができる。また、負極について
は、以下の実施例では炭素材料についてのみ示すが、酸
化還元電位がリチウムに対して０〜１．５Ｖ程度の負極
活物質についても同様の効果が得られる。
ｏＯ2についてのみ示すが、リチウムに対して２．０Ｖ
〜４．５Ｖの酸化還元電位を有する他のリチウム含有遷
移金属カルコゲン化合物、例えばＬｉＮｉＯ2やＬｉＭ
ｎ2Ｏ4などを用いることができる。また、負極について
は、以下の実施例では炭素材料についてのみ示すが、酸
化還元電位がリチウムに対して０〜１．５Ｖ程度の負極
活物質についても同様の効果が得られる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。 ［実施例１］図１に本実施例で用いた円筒形電池の概略
構成を示す。リード１を有する正極板およびリード２を
有する負極板をセパレータを介して渦巻状に巻回した極
板群３は、上下にそれぞれ絶縁リング４および５を配し
て耐有機電解液性のステンレス鋼製電池ケース６に収納
されている。正極のリード１は封口板７に、また負極の
リード２は電池ケース６の底部にそれぞれ接続されてい
る。電池ケース６の開口部は、注液後、安全弁を設けた
組立封口板７および絶縁パッキング８により気密に封口
されている。
説明する。 ［実施例１］図１に本実施例で用いた円筒形電池の概略
構成を示す。リード１を有する正極板およびリード２を
有する負極板をセパレータを介して渦巻状に巻回した極
板群３は、上下にそれぞれ絶縁リング４および５を配し
て耐有機電解液性のステンレス鋼製電池ケース６に収納
されている。正極のリード１は封口板７に、また負極の
リード２は電池ケース６の底部にそれぞれ接続されてい
る。電池ケース６の開口部は、注液後、安全弁を設けた
組立封口板７および絶縁パッキング８により気密に封口
されている。
【００１４】負極には、メソフェーズ小球体を２８００
℃の高温で黒鉛化したもの（以下メソフェーズ黒鉛と称
す）を用いた。ポリプロピレン製不織布に銅を無電解メ
ッキした後、空気中において５００℃で３０分間加熱し
てポリプロピレンを分解除去して不織布状の銅箔を得
た。これを水素中９００℃で３０分間還元処理した。こ
のようにして得られた厚さ２０μｍの不織布状の銅箔を
負極の集電体とした。メソフェーズ黒鉛１００重量部に
スチレンブタジエンゴムを５重量部を混合し、この混合
物をカルボキシメチルセルロース水溶液に懸濁させてペ
ースト状にして、上記の不織布状の銅箔の両面に塗工
し、乾燥後、圧延した。こうして得た負極板は、集電体
の銅箔の細孔にも合剤が充填され、かつ集電体の両面を
合剤層が被覆している。集電体の厚みは圧延前と殆ど変
わらない。上記のようにして、集電体の片面の負極合剤
層の厚さが２０、３０、５０、１００、２００、２５０
μｍの負極板をそれぞれ作製した。
℃の高温で黒鉛化したもの（以下メソフェーズ黒鉛と称
す）を用いた。ポリプロピレン製不織布に銅を無電解メ
ッキした後、空気中において５００℃で３０分間加熱し
てポリプロピレンを分解除去して不織布状の銅箔を得
た。これを水素中９００℃で３０分間還元処理した。こ
のようにして得られた厚さ２０μｍの不織布状の銅箔を
負極の集電体とした。メソフェーズ黒鉛１００重量部に
スチレンブタジエンゴムを５重量部を混合し、この混合
物をカルボキシメチルセルロース水溶液に懸濁させてペ
ースト状にして、上記の不織布状の銅箔の両面に塗工
し、乾燥後、圧延した。こうして得た負極板は、集電体
の銅箔の細孔にも合剤が充填され、かつ集電体の両面を
合剤層が被覆している。集電体の厚みは圧延前と殆ど変
わらない。上記のようにして、集電体の片面の負極合剤
層の厚さが２０、３０、５０、１００、２００、２５０
μｍの負極板をそれぞれ作製した。
【００１５】正極活物質には、Ｌｉ2ＣＯ3とＣｏ3Ｏ4と
の混合物を９００℃で１０時間焼成して合成したＬｉＣ
ｏＯ2を用いた。このＬｉＣｏＯ2粉末１００重量部にア
セチレンブラックを３重量部、フッ素樹脂系結着剤を７
重量部混合し、カルボキシメチルセルロース水溶液に懸
濁させて正極合剤ペーストとした。この正極合剤ペース
トを厚さ３０μｍのアルミニウム箔の両面に塗工し、乾
燥後圧延して正極板とした。集電体の片面の負極合剤層
の厚さが２０、３０、５０、１００、２００、２５０μ
ｍの極板に対して、正極、負極の活物質利用率が同じに
なるように、集電体の片面の正極の合剤層の厚さをそれ
ぞれ１７、２５、４２、８３、１６７、２０８μｍとし
た。そして、正極板にはアルミニウム製、負極板にはニ
ッケル製のリードをそれぞれ取り付け、厚さ０．０２５
ｍｍのポリプロピレン製セパレータを介して渦巻状に巻
回し、直径１８．０ｍｍ、高さ６５ｍｍの電池ケースに
収納した。電解液にはエチレンカーボネートとジエチル
カーボネートとプロピオン酸メチルとを体積比３０：５
０：２０の割合で混合した溶媒に１モル／リットルのＬ
ｉＰＦ6を溶解したものを用いた。これを上記の極板群
を収納した電池ケースに注液した後封口した。このよう
にして合剤層の厚さの異なる電極を用いた電池群Ａを作
製した。
の混合物を９００℃で１０時間焼成して合成したＬｉＣ
ｏＯ2を用いた。このＬｉＣｏＯ2粉末１００重量部にア
セチレンブラックを３重量部、フッ素樹脂系結着剤を７
重量部混合し、カルボキシメチルセルロース水溶液に懸
濁させて正極合剤ペーストとした。この正極合剤ペース
トを厚さ３０μｍのアルミニウム箔の両面に塗工し、乾
燥後圧延して正極板とした。集電体の片面の負極合剤層
の厚さが２０、３０、５０、１００、２００、２５０μ
ｍの極板に対して、正極、負極の活物質利用率が同じに
なるように、集電体の片面の正極の合剤層の厚さをそれ
ぞれ１７、２５、４２、８３、１６７、２０８μｍとし
た。そして、正極板にはアルミニウム製、負極板にはニ
ッケル製のリードをそれぞれ取り付け、厚さ０．０２５
ｍｍのポリプロピレン製セパレータを介して渦巻状に巻
回し、直径１８．０ｍｍ、高さ６５ｍｍの電池ケースに
収納した。電解液にはエチレンカーボネートとジエチル
カーボネートとプロピオン酸メチルとを体積比３０：５
０：２０の割合で混合した溶媒に１モル／リットルのＬ
ｉＰＦ6を溶解したものを用いた。これを上記の極板群
を収納した電池ケースに注液した後封口した。このよう
にして合剤層の厚さの異なる電極を用いた電池群Ａを作
製した。
【００１６】［実施例２］ポリプロピレン製不織布にニ
ッケルを無電解メッキした後、空気中において５００℃
で３０分間加熱してポリプロピレンを分解除去した後、
得られた不織布状のニッケル箔を水素中９０００℃で３
０分間還元処理した。このようにして得られた厚さ０．
０２ｍｍの不織布状のニッケル箔を負極集電体とした。
この集電体の両面に負極合剤ペーストを塗工した以外は
実施例１と同様の負極板を作製した。上記負極板を用い
た以外は実施例１と同様の電池を構成し、これを電池群
Ｂとした。なお、負極合剤ペーストの粘度は１００ｃｐ
〜１００００ｃｐの間で、本発明の不織布状の金属箔に
塗工することが可能であった。
ッケルを無電解メッキした後、空気中において５００℃
で３０分間加熱してポリプロピレンを分解除去した後、
得られた不織布状のニッケル箔を水素中９０００℃で３
０分間還元処理した。このようにして得られた厚さ０．
０２ｍｍの不織布状のニッケル箔を負極集電体とした。
この集電体の両面に負極合剤ペーストを塗工した以外は
実施例１と同様の負極板を作製した。上記負極板を用い
た以外は実施例１と同様の電池を構成し、これを電池群
Ｂとした。なお、負極合剤ペーストの粘度は１００ｃｐ
〜１００００ｃｐの間で、本発明の不織布状の金属箔に
塗工することが可能であった。
【００１７】［比較例］集電体に厚さ０．０２ｍｍの平
板状銅箔を用いて、実施例１と同様にして負極板を作製
した以外は実施例１と同様の電池を構成し、これを比較
の電池群Ｃとした。
板状銅箔を用いて、実施例１と同様にして負極板を作製
した以外は実施例１と同様の電池を構成し、これを比較
の電池群Ｃとした。
【００１８】次に、上記の電池群Ａ、ＢおよびＣ中の各
電池についてそれぞれ１０セルずつ用意して、環境温度
２０℃において、充電電圧４．１Ｖ、制限電流８００ｍ
Ａ、充電時間２時間の定電圧定電流充電を行い、放電は
放電電流１１５０ｍＡ及び２０００ｍＡ、放電終止電圧
３．０Ｖの定電流放電を行った。１１５０ｍＡ放電時の
容量を求め電池容量とし、電池容量に対する２０００ｍ
Ａ放電時の容量維持率を求めた。その後、上記の充電、
１１５０ｍＡ放電の充放電サイクル試験を行い、１００
サイクル経過後の電池を分解して負極板上へのリチウム
の析出の有無を確認した。電池の電池容量、容量維持
率、及びリチウム析出の有無を表１に示す。
電池についてそれぞれ１０セルずつ用意して、環境温度
２０℃において、充電電圧４．１Ｖ、制限電流８００ｍ
Ａ、充電時間２時間の定電圧定電流充電を行い、放電は
放電電流１１５０ｍＡ及び２０００ｍＡ、放電終止電圧
３．０Ｖの定電流放電を行った。１１５０ｍＡ放電時の
容量を求め電池容量とし、電池容量に対する２０００ｍ
Ａ放電時の容量維持率を求めた。その後、上記の充電、
１１５０ｍＡ放電の充放電サイクル試験を行い、１００
サイクル経過後の電池を分解して負極板上へのリチウム
の析出の有無を確認した。電池の電池容量、容量維持
率、及びリチウム析出の有無を表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１から、実施例１の電池群Ａの電池は、
比較例の電池群Ｃの電池と比較して電池容量が約３％向
上している。これは不織布状の集電体を芯材を用いたこ
とにより、負極合剤の充填密度が増加したためである。
負極の合剤層の厚みを２０μｍとした場合には、負極板
上へのリチウムの析出が見られた。リチウムの析出は、
不均一であり、おそらく電極表面に部分的に露出してい
る芯材の金属部分に析出したと考えられる。合剤層が３
０μｍ以上の場合については、リチウムの析出は見られ
なかった。また、合剤層が２０μｍの場合については、
極板が長くなった分、電池の容積に占める芯材の体積が
大きく容量が著しく低下した。合剤層が２５０μｍの場
合については、電極面積が小さいために容量維持率が著
しく低下した。
比較例の電池群Ｃの電池と比較して電池容量が約３％向
上している。これは不織布状の集電体を芯材を用いたこ
とにより、負極合剤の充填密度が増加したためである。
負極の合剤層の厚みを２０μｍとした場合には、負極板
上へのリチウムの析出が見られた。リチウムの析出は、
不均一であり、おそらく電極表面に部分的に露出してい
る芯材の金属部分に析出したと考えられる。合剤層が３
０μｍ以上の場合については、リチウムの析出は見られ
なかった。また、合剤層が２０μｍの場合については、
極板が長くなった分、電池の容積に占める芯材の体積が
大きく容量が著しく低下した。合剤層が２５０μｍの場
合については、電極面積が小さいために容量維持率が著
しく低下した。
【００２１】実施例２の電池群Ｂの場合についても、電
池群Ａと同様の結果であった。つまり、芯材の材質とし
ては銅とニッケルとで差はなく、銅もしくはニッケルを
主体とする合金であっても同様の結果が得られることは
明らかである。以上のように、不織布状の芯材を用い、
負極合剤層の厚さを３０μｍ〜２００μｍとすることに
より、高容量で高率放電特性に優れ、かつリチウムの析
出がなく安全性の高い電池が得られる。
池群Ａと同様の結果であった。つまり、芯材の材質とし
ては銅とニッケルとで差はなく、銅もしくはニッケルを
主体とする合金であっても同様の結果が得られることは
明らかである。以上のように、不織布状の芯材を用い、
負極合剤層の厚さを３０μｍ〜２００μｍとすることに
より、高容量で高率放電特性に優れ、かつリチウムの析
出がなく安全性の高い電池が得られる。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、高容量
で、かつリチウム析出による内部短絡ののない安全性の
高い非水電解液電池を提供することができる。
で、かつリチウム析出による内部短絡ののない安全性の
高い非水電解液電池を提供することができる。
【図１】本発明の実施例における円筒形電池の一部を断
面にした正面図である。
面にした正面図である。
１ 正極リード ２ 負極リード ３ 極板群 ４、５ 絶縁リング ６ 電池ケース ７ 封口板 ８ 絶縁パッキング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 越名 秀 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 リチウムに対して２．０Ｖ〜４．５Ｖの
酸化還元電位を有するリチウム含有遷移金属カルコゲン
化合物を活物質とする正極、リチウムに対して０Ｖより
高く１．５Ｖ以下の酸化還元電位を有するリチウム含有
化合物もしくは炭素材料を含む合剤層とこれを支持する
集電体からなる負極、および非水電解液を具備し、前記
負極の集電体が銅またはニッケルを主体とする発泡状も
しくは不織布状の金属箔からなり、前記合剤層が前記集
電体を被覆して集電体の金属部分が電極表面に露出しな
いように構成したことを特徴とする非水電解液二次電
池。 - 【請求項２】 リチウムに対して２．０Ｖ〜４．５Ｖの
酸化還元電位を有するリチウム含有遷移金属カルコゲン
化合物を活物質とする正極、リチウムに対して０Ｖより
高く１．５Ｖ以下の酸化還元電位を有するリチウム含有
化合物もしくは炭素材料を含む合剤層とこれを支持する
集電体からなる負極、および非水電解液を具備し、前記
負極の集電体が銅またはニッケルを主体とする発泡状も
しくは不織布状の金属箔からなり、前記合剤層が前記集
電体の両表面部をそれぞれ３０μｍ以上２００μｍ以下
の厚みに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 |
|---|---|---|---|
| JP7314237A JPH09161775A (ja) | 1995-12-01 | 1995-12-01 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7314237A JPH09161775A (ja) | 1995-12-01 | 1995-12-01 | 非水電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09161775A true JPH09161775A (ja) | 1997-06-20 |
Family
ID=18050944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7314237A Pending JPH09161775A (ja) | 1995-12-01 | 1995-12-01 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09161775A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998021767A3 (en) * | 1996-11-13 | 1998-08-13 | Eltech Systems Corp | Metal foam support member for secondary battery electrode |
| WO1999038221A1 (en) * | 1998-01-23 | 1999-07-29 | Eltech Systems Corporation | Metal foam support, electrode and method of making same |
| JP2006100149A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Sharp Corp | リチウムイオン二次電池 |
-
1995
- 1995-12-01 JP JP7314237A patent/JPH09161775A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998021767A3 (en) * | 1996-11-13 | 1998-08-13 | Eltech Systems Corp | Metal foam support member for secondary battery electrode |
| WO1999038221A1 (en) * | 1998-01-23 | 1999-07-29 | Eltech Systems Corporation | Metal foam support, electrode and method of making same |
| JP2006100149A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Sharp Corp | リチウムイオン二次電池 |
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