JPH10275633A5 - - Google Patents

Description

【発明の名称】リチウムイオン二次電池およびその製造方法

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリチウムイオン二次電池、およびその製造方法に関するものである。詳しくは，薄型等の任意の形態をとりうる電池構造に関するものである。

【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、正極と、負極と、電解質を保持したセパレータと、上記正極および負極の少なくともいずれかを上記セパレータに接合する接着性樹脂層とを備え、該接着性樹脂層が、接着強度を確保する高分子接着剤とイオン伝導性高分子とを具備するリチウムイオン二次電池である。

【００１０】
請求項２に係る発明は、上記請求項１に係るリチウムイオン二次電池であって、接着強度を確保する高分子接着剤は、フッ素原子を分子構造内に有する重合体もしくは共重合体、ビニルアルコールを分子骨格に有する重合体もしくは共重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキサイドの少なくともいずれかを含むものである。

【００１１】
請求項３に係る発明は、上記請求項１に係るリチウムイオン二次電池であって、イオン伝導性高分子が、分子中に１個以上のエチレンオキシド基を有する化合物であるものである。

【００１２】
請求項４に係る発明は、上記請求項１に係るリチウムイオン二次電池であって、イオン伝導性高分子が、ポリ（アクリル酸アルキルエステル）またはポリ（メタクリル酸アルキルエステル）であるものである。

【００１３】
請求項５に係る発明は、上記請求項１に係るリチウムイオン二次電池であって、イオン伝導性高分子が、ポリ（アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル）、ポリ（アクリル酸ヒドロキシアルコキシエステル）、ポリ（メタクリル酸ヒドロキシアルキルエステル）またはポリ（メタクリル酸ヒドロキシアルコキシエステル）であるものである。

【００１４】
請求項６に係る発明は、上記請求項１に係るリチウムイオン二次電池であって、イオン伝導性高分子は、モノマーと多官能化合物を共重合して得た架橋高分子であるものである。

【００１５】
請求項７に係る発明は、正極と、負極と、電解質を保持したセパレータと、上記正極および負極の少なくともいずれかを上記セパレータに接合する接着性樹脂層とを備え、該接着性樹脂層が、接着強度を確保する高分子接着剤とイオン伝導性高分子を有する化合物とを具備する電極積層体の複数層を備えるリチウムイオン二次電池である。

【００１８】
請求項１０に係る発明は、上記請求項１に記載のリチウムイオン二次電池であって、イオン伝導性高分子は、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールの少なくともいずれかであるものである。

【００１９】
請求項１１に係る発明は、上記請求項１あるいは７に記載のリチウムイオン二次電池であって、セパレータは、絶縁性を有し、多孔膜、網、不織布の少なくともいずれかであるものである。

【００２０】
請求項１２に係る発明は、リチウムイオン二次電池の製造方法であって、接着強度を確保する高分子接着剤とイオン伝導性高分子とを混合させ、接着剤を準備する工程と、セパレータの両面に上記接着剤を塗布する工程と、上記接着剤が乾燥する前に正極および負極をセパレータを挟んで対向するように貼り合わせ電池積層体を形成する工程と、上記電池積層体を乾燥させる工程とを備えるものである。

【００２１】
請求項１３に係る発明は、上記請求項１２に係るリチウムイオン二次電池の製造方法であって、電池積層体を乾燥させる工程の後、電解液を注入する工程を備えるものである。

【００３３】
セパレータ７としては、絶縁性の多孔膜、網、不織布等で十分な強度があればどのようなものでも使用可能であり、特に限定するものではないが、ポリプロピレン、ポリエチレン等からなる多孔質膜の使用が接着性、安全性の確保の観点から好ましい。フッ素樹脂系のものを使用する場合などは、プラズマなどで表面を処理することで接着強度を確保する必要がある場合がある。

【００７８】
【発明の効果】
以上のように、本発明のリチウムイオン二次電池では、正極、負極、電解質を保持するセパレータおよびこのセパレータと上記正極および負極とを接合する接着性樹脂層によって構成され、該接着性樹脂層が高イオン伝導性と接着強度の両方を同時に確保するようにしているので、薄型で安全性が確保され、かつ充放電効率（特にエネルギー密度）の高い実用的なリチウムイオン二次電池を提供することができる。
また、本発明では、接着強度と高イオン伝導性が確保できたので、積層電極型電池としても、強固な外装缶を必要とせず、コンパクトで、かつ高性能で電池容量が大きな積層電極型電池が得られる。

Claims (13)

1. 正極と、負極と、電解質を保持したセパレータと、上記正極および負極の少なくともいずれかを上記セパレータに接合する接着性樹脂層とを備え、該接着性樹脂層が、接着強度を確保する高分子接着剤とイオン伝導性高分子とを具備することを特徴とするリチウムイオン二次電池。
2. 接着強度を確保する高分子接着剤は、フッ素原子を分子構造内に有する重合体もしくは共重合体、ビニルアルコールを分子骨格に有する重合体もしくは共重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキサイドの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
3. イオン伝導性高分子は、分子中に１個以上のエチレンオキシド基を有する化合物であることを特徴とする請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
4. イオン伝導性高分子は、ポリ（アクリル酸アルキルエステル）またはポリ（メタクリル酸アルキルエステル）であることを特徴とする請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
5. イオン伝導性高分子は、ポリ（アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル）、ポリ（アクリル酸ヒドロキシアルコキシエステル）、ポリ（メタクリル酸ヒドロキシアルキルエステル）またはポリ（メタクリル酸ヒドロキシアルコキシエステル）であることを特徴とする請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
6. イオン伝導性高分子は、モノマーと多官能化合物を共重合して得た架橋高分子であることを特徴とする請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
7. 正極と、負極と、電解質を保持したセパレータと、上記正極および負極の少なくともいずれかを上記セパレータに接合する接着性樹脂層とを備え、該接着性樹脂層が、接着強度を確保する高分子接着剤とイオン伝導性高分子を有する化合物とを具備する電極積層体の複数層を備えることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
8. 電極積層体の複数層が、正極と負極を切り離された複数のセパレータ間に交互に配置することにより形成されたことを特徴とする請求項７記載のリチウムイオン二次電池。
9. 電極積層体の複数層が、正極と負極を巻き上げられたセパレータ間に交互に配置することにより形成されたことを特徴とする請求項７記載のリチウムイオン二次電池。
10. イオン伝導性高分子は、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
11. セパレータは、絶縁性を有し、多孔膜、網、不織布の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１あるいは請求項７記載のリチウムイオン二次電池。
12. 接着強度を確保する高分子接着剤とイオン伝導性高分子とを混合させ、接着剤を準備する工程と、
    セパレータの両面に上記接着剤を塗布する工程と、
    上記接着剤が乾燥する前に正極および負極をセパレータを挟んで対向するように貼り合わせ電池積層体を形成する工程と、
    上記電池積層体を乾燥させる工程と
    を備えたことを特徴とするリチウムイオン二次電池の製造方法。
13. 電池積層体を乾燥させる工程の後、電解液を注入する工程を備えることを特徴とする請求項１２記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。