JPH11260405A - 固体電解質型リチウム二次電池 - Google Patents
固体電解質型リチウム二次電池Info
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- JPH11260405A JPH11260405A JP10058097A JP5809798A JPH11260405A JP H11260405 A JPH11260405 A JP H11260405A JP 10058097 A JP10058097 A JP 10058097A JP 5809798 A JP5809798 A JP 5809798A JP H11260405 A JPH11260405 A JP H11260405A
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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
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- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内部短絡が防止でき、充放電サイクル特性が
改善できる固体電解質型リチウム二次電池を得る。 【解決手段】 正極６と負極５とが隔離膜９を介して配
されてなり、前記隔離膜６は平均空孔率が４０％以上、
８０％以下であり、平均孔径が１μｍ以下である微多孔
性フィルムからなり、かつ空孔に固体電解質が充填され
てなる。
改善できる固体電解質型リチウム二次電池を得る。 【解決手段】 正極６と負極５とが隔離膜９を介して配
されてなり、前記隔離膜６は平均空孔率が４０％以上、
８０％以下であり、平均孔径が１μｍ以下である微多孔
性フィルムからなり、かつ空孔に固体電解質が充填され
てなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は固体電解質型リチウ
ム二次電池に関するもので、さらに詳しく言えば、内部
短絡が防止でき、充放電サイクル特性が改善でき、それ
によって信頼性を向上させた固体電解質型リチウム二次
電池に関するものである。
ム二次電池に関するもので、さらに詳しく言えば、内部
短絡が防止でき、充放電サイクル特性が改善でき、それ
によって信頼性を向上させた固体電解質型リチウム二次
電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】固体電解質型リチウム二次電池は、平板
状の負極集電体に負極活物質を配してなる負極と、平板
状の正極集電体に正極活物質を配してなる正極とが隔離
膜を介して積層されてなるものであり、前記隔離膜に
は、軽量で展延性にすぐれ、加工性が良好な高分子固体
電解質が用いられる。
状の負極集電体に負極活物質を配してなる負極と、平板
状の正極集電体に正極活物質を配してなる正極とが隔離
膜を介して積層されてなるものであり、前記隔離膜に
は、軽量で展延性にすぐれ、加工性が良好な高分子固体
電解質が用いられる。
【０００３】上記した固体電解質膜としては、ポリエチ
レンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリフッ化ビ
ニリデン、ポリアクリロニトリルなどのポリマーマトリ
ックス中に、過塩素酸リチウム、ヘキサフルオロ燐酸リ
チウム、テトラフルオロ硼酸リチウム、トリフルオロメ
タンスルホン酸リチウム、イミド塩のようなリチウム塩
を溶解した固体電解質、または前記ポリマーマトリック
ス中にγ−ブチルラクトン、エチレンカーボネート、プ
ロピレンカーボネート、アセトニトリルなどの可塑剤を
混合し、これに前記リチウム塩を溶解したゲル電解質が
使用される。
レンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリフッ化ビ
ニリデン、ポリアクリロニトリルなどのポリマーマトリ
ックス中に、過塩素酸リチウム、ヘキサフルオロ燐酸リ
チウム、テトラフルオロ硼酸リチウム、トリフルオロメ
タンスルホン酸リチウム、イミド塩のようなリチウム塩
を溶解した固体電解質、または前記ポリマーマトリック
ス中にγ−ブチルラクトン、エチレンカーボネート、プ
ロピレンカーボネート、アセトニトリルなどの可塑剤を
混合し、これに前記リチウム塩を溶解したゲル電解質が
使用される。
【０００４】このような固体電解質膜は、正極や負極上
に上述した固体電解質やゲル電解質を塗布した後固化し
て厚さが１０〜１００μｍになるようにしたものや、単
独で前述した厚さのものを作製して正極と負極との間に
介在させるようにしたものが一般的である。なお、この
場合の固体電解質膜は隔離膜としての役割も担うことに
なる。
に上述した固体電解質やゲル電解質を塗布した後固化し
て厚さが１０〜１００μｍになるようにしたものや、単
独で前述した厚さのものを作製して正極と負極との間に
介在させるようにしたものが一般的である。なお、この
場合の固体電解質膜は隔離膜としての役割も担うことに
なる。
【０００５】また、特開昭６３−４０２７０号には、隔
離膜として、繊維状の非導電性樹脂の空隙や微多孔性フ
ィルムの空孔に固体電解質が充填されたものを用いるこ
とが提案されている。
離膜として、繊維状の非導電性樹脂の空隙や微多孔性フ
ィルムの空孔に固体電解質が充填されたものを用いるこ
とが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記した、固体電解質
膜のみを隔離膜として使用したものでは、充放電を反復
させると電流が集中しやすい正極や負極の周縁部におい
てリチウムがデンドライト状に析出して内部短絡を生じ
たり、高温下で継続して使用すると固体電解質やゲル電
解質が軟化して機械的強度が低下するという問題があ
り、固体電解質型リチウム二次電池の信頼性の低下の原
因になっていた。
膜のみを隔離膜として使用したものでは、充放電を反復
させると電流が集中しやすい正極や負極の周縁部におい
てリチウムがデンドライト状に析出して内部短絡を生じ
たり、高温下で継続して使用すると固体電解質やゲル電
解質が軟化して機械的強度が低下するという問題があ
り、固体電解質型リチウム二次電池の信頼性の低下の原
因になっていた。
【０００７】また、繊維状の非導電性樹脂の空隙や微多
孔性フィルムの空孔に固体電解質が充填された隔離膜で
は、繊維状の非導電性樹脂であればその空隙の径が数十
〜数百ミクロンであるため、長期間の使用に対してデン
ドライト状に析出したリチウムによる内部短絡を確実に
防止することができないという問題があり、微多孔性フ
ィルムであればその平均空孔率が２０％〜４０％である
ため、膜抵抗が高くなって電池性能が低下するという問
題があった。
孔性フィルムの空孔に固体電解質が充填された隔離膜で
は、繊維状の非導電性樹脂であればその空隙の径が数十
〜数百ミクロンであるため、長期間の使用に対してデン
ドライト状に析出したリチウムによる内部短絡を確実に
防止することができないという問題があり、微多孔性フ
ィルムであればその平均空孔率が２０％〜４０％である
ため、膜抵抗が高くなって電池性能が低下するという問
題があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、正極と負極とが隔離膜を介
して配されてなる固体電解質型リチウム二次電池におい
て、前記隔離膜は平均空孔率が４０％以上、８０％以下
であり、平均孔径が１μｍ以下である微多孔性フィルム
からなり、かつ空孔に固体電解質が充填されていること
を特徴とするものであり、これにより、微多孔性フィル
ムは平均空孔率が４０％以上、８０％以下であるから充
放電に伴うリチウムの拡散を良好にすることができ、平
均孔径が１μｍ以下であるから長期間の使用に対してデ
ンドライト状に析出したリチウムによる内部短絡を防止
することができる。
め、請求項１記載の発明は、正極と負極とが隔離膜を介
して配されてなる固体電解質型リチウム二次電池におい
て、前記隔離膜は平均空孔率が４０％以上、８０％以下
であり、平均孔径が１μｍ以下である微多孔性フィルム
からなり、かつ空孔に固体電解質が充填されていること
を特徴とするものであり、これにより、微多孔性フィル
ムは平均空孔率が４０％以上、８０％以下であるから充
放電に伴うリチウムの拡散を良好にすることができ、平
均孔径が１μｍ以下であるから長期間の使用に対してデ
ンドライト状に析出したリチウムによる内部短絡を防止
することができる。
【０００９】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の固体電解質型リチウム二次電池において、隔離膜の
外周縁部を正極および負極の外周縁部より外側に位置す
るようにし、かつこの外側に位置する部分の部分空孔率
が３０％以下であることを特徴とするものであり、これ
により、電流が集中しやすい正極や負極の周縁部におい
てデンドライト状に析出したリチウムによる内部短絡を
確実に防止することができる。
載の固体電解質型リチウム二次電池において、隔離膜の
外周縁部を正極および負極の外周縁部より外側に位置す
るようにし、かつこの外側に位置する部分の部分空孔率
が３０％以下であることを特徴とするものであり、これ
により、電流が集中しやすい正極や負極の周縁部におい
てデンドライト状に析出したリチウムによる内部短絡を
確実に防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００１１】本発明の実施の形態に係る固体電解質型リ
チウム二次電池の特徴は、正極と負極との間に介在させ
た隔離膜は平均空孔率が４０％以上、８０％以下であ
り、平均孔径が１μｍ以下である微多孔性フィルムから
なり、かつ空孔に固体電解質が充填されていることであ
る。
チウム二次電池の特徴は、正極と負極との間に介在させ
た隔離膜は平均空孔率が４０％以上、８０％以下であ
り、平均孔径が１μｍ以下である微多孔性フィルムから
なり、かつ空孔に固体電解質が充填されていることであ
る。
【００１２】前記隔離膜としての微多孔性フィルムは、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコー
ル、ポリエステル、ポリアミドなどの樹脂材料を延伸
法、湿式法等によって作製され、その平均空孔率は４０
％以上、８０％以下、より好ましくは、４５％以上、７
０％以下であるのがよく、平均孔径は１μｍ以下、より
好ましくは０．５μｍ以下であるのがよい。
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコー
ル、ポリエステル、ポリアミドなどの樹脂材料を延伸
法、湿式法等によって作製され、その平均空孔率は４０
％以上、８０％以下、より好ましくは、４５％以上、７
０％以下であるのがよく、平均孔径は１μｍ以下、より
好ましくは０．５μｍ以下であるのがよい。
【００１３】さらに、前記微多孔性フィルムは、その外
周縁部が正極および負極の外周縁部より外側に位置する
ようにするため、正極および負極の外形寸法より大きく
裁断し、これを正極と負極との間に介在させる前または
後に、外側に位置する部分の部分空孔率が３０％以下、
より好ましくは２０％以下になるように、熱溶着等の処
理を行い、空孔を減少させている。
周縁部が正極および負極の外周縁部より外側に位置する
ようにするため、正極および負極の外形寸法より大きく
裁断し、これを正極と負極との間に介在させる前または
後に、外側に位置する部分の部分空孔率が３０％以下、
より好ましくは２０％以下になるように、熱溶着等の処
理を行い、空孔を減少させている。
【００１４】
【実施例】図１は本発明の実施例および比較例に係る固
体電解質型リチウム二次電池の断面図である。
体電解質型リチウム二次電池の断面図である。
【００１５】図１に示した固体電解質型リチウム二次電
池は、負極活物質３としての金属リチウムが銅箔からな
る負極集電体１上に担持された負極５と、導電剤として
のアセチレンブラックと結着剤としてのポリフッ化ビニ
リデンを含む正極活物質４としてのコバルト酸リチウム
がアルミニウム箔からなる正極集電体２上に担持され、
この正極集電体２に接しない正極活物質４の表面に、ジ
アクリレートポリエチレンオキシドとヘキサフルオロ燐
酸リチウムとのエチレンカーボネートの１モル溶液を含
浸して重合硬化させて形成した固体電解質層７を有する
正極６と、ポリエチレン製の微多孔性フィルム８に、前
述したジアクリレートポリエチレンオキシドとヘキサフ
ルオロ燐酸リチウムとのエチレンカーボネートの１モル
溶液を含浸して重合硬化させた隔離膜９とからなり、前
記隔離膜９を前記負極５と正極６との間に介在させ、隔
離膜９の外周縁部をヒートシーラーによってその部分空
孔率が２０％以下になるようにした積層体をアルミニウ
ム１０とポリエチレンテレフタレート１１からなるラミ
ネート内に挿入した後熱溶着シールしたものである。
池は、負極活物質３としての金属リチウムが銅箔からな
る負極集電体１上に担持された負極５と、導電剤として
のアセチレンブラックと結着剤としてのポリフッ化ビニ
リデンを含む正極活物質４としてのコバルト酸リチウム
がアルミニウム箔からなる正極集電体２上に担持され、
この正極集電体２に接しない正極活物質４の表面に、ジ
アクリレートポリエチレンオキシドとヘキサフルオロ燐
酸リチウムとのエチレンカーボネートの１モル溶液を含
浸して重合硬化させて形成した固体電解質層７を有する
正極６と、ポリエチレン製の微多孔性フィルム８に、前
述したジアクリレートポリエチレンオキシドとヘキサフ
ルオロ燐酸リチウムとのエチレンカーボネートの１モル
溶液を含浸して重合硬化させた隔離膜９とからなり、前
記隔離膜９を前記負極５と正極６との間に介在させ、隔
離膜９の外周縁部をヒートシーラーによってその部分空
孔率が２０％以下になるようにした積層体をアルミニウ
ム１０とポリエチレンテレフタレート１１からなるラミ
ネート内に挿入した後熱溶着シールしたものである。
【００１６】（評価試験１）上記ポリエチレン製の微多
孔性フィルム８は平均孔径が１μｍ以下であり、平均空
孔率が３０％のものを使用した電池Ａ1 、平均空孔率が
４５％のものを使用した電池Ｂ1 、平均空孔率が５２％
のものを使用した電池Ｃ1 、平均空孔率が６４％のもの
を使用した電池Ｄ1 、平均空孔率が７０％のものを使用
した電池Ｅ1、平均空孔率が８０％のものを使用した電
池Ｆ1 、平均空孔率が８５％のものを使用した電池Ｇ1
をそれぞれ１０個作製するとともに、ポリエチレン製の
微多孔性フィルム８を用いないでジアクリレートポリエ
チレンオキシドとヘキサフルオロ燐酸リチウムとのエチ
レンカーボネートの１モル溶液を重合硬化させただけの
ものを使用した比較例に係る電池Ｈを１０個作製し、そ
れぞれについて充放電サイクル試験を行い、１サイクル
経過時の放電容量と１００サイクル経過後の内部短絡の
有無を調査し、結果を表１に示す。なお、充放電サイク
ル試験の条件は、周囲温度が２０℃の雰囲気下で、充電
は４ｍＡの定電流、４．１Ｖの定電圧で６時間とし、放
電は４ｍＡの定電流で、２．７Ｖの終止電圧までとし
た。
孔性フィルム８は平均孔径が１μｍ以下であり、平均空
孔率が３０％のものを使用した電池Ａ1 、平均空孔率が
４５％のものを使用した電池Ｂ1 、平均空孔率が５２％
のものを使用した電池Ｃ1 、平均空孔率が６４％のもの
を使用した電池Ｄ1 、平均空孔率が７０％のものを使用
した電池Ｅ1、平均空孔率が８０％のものを使用した電
池Ｆ1 、平均空孔率が８５％のものを使用した電池Ｇ1
をそれぞれ１０個作製するとともに、ポリエチレン製の
微多孔性フィルム８を用いないでジアクリレートポリエ
チレンオキシドとヘキサフルオロ燐酸リチウムとのエチ
レンカーボネートの１モル溶液を重合硬化させただけの
ものを使用した比較例に係る電池Ｈを１０個作製し、そ
れぞれについて充放電サイクル試験を行い、１サイクル
経過時の放電容量と１００サイクル経過後の内部短絡の
有無を調査し、結果を表１に示す。なお、充放電サイク
ル試験の条件は、周囲温度が２０℃の雰囲気下で、充電
は４ｍＡの定電流、４．１Ｖの定電圧で６時間とし、放
電は４ｍＡの定電流で、２．７Ｖの終止電圧までとし
た。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１から、１サイクル経過時の放電容量
は、電池Ｂ1 ，Ｃ1 ，Ｄ1 ，Ｅ1 ，Ｆ1 ，Ｇ1 ，Ｈのい
ずれもが２６〜３０ｍＡｈであったのに対し、電池Ａ1
が１２ｍＡｈであった。また、１００サイクル経過後の
内部短絡の有無は、電池Ａ1 ，Ｂ1 ，Ｃ1 ，Ｄ1 ，
Ｅ1 ，Ｆ1 のいずれもが認められなかったのに対し、電
池Ｇ1 が１０個のうち５個に、電池Ｈがすべてに認めら
れたことがわかった。
は、電池Ｂ1 ，Ｃ1 ，Ｄ1 ，Ｅ1 ，Ｆ1 ，Ｇ1 ，Ｈのい
ずれもが２６〜３０ｍＡｈであったのに対し、電池Ａ1
が１２ｍＡｈであった。また、１００サイクル経過後の
内部短絡の有無は、電池Ａ1 ，Ｂ1 ，Ｃ1 ，Ｄ1 ，
Ｅ1 ，Ｆ1 のいずれもが認められなかったのに対し、電
池Ｇ1 が１０個のうち５個に、電池Ｈがすべてに認めら
れたことがわかった。
【００１９】このことから、隔離膜９としての微多孔性
フィルム８は平均孔径が１μｍ以下で、平均空孔率が４
０％以上、８０％以下であれば、１サイクル経過時の放
電容量を低下させることなく、充放電サイクル特性が向
上できることがわかる。
フィルム８は平均孔径が１μｍ以下で、平均空孔率が４
０％以上、８０％以下であれば、１サイクル経過時の放
電容量を低下させることなく、充放電サイクル特性が向
上できることがわかる。
【００２０】（評価試験２）上記ポリエチレン製の微多
孔性フィルム８は平均空孔率が７０％であり、平均孔径
が１μｍのものを使用した上記電池Ｅ1 、平均孔径が
０．１μｍのものを使用した電池Ｅ2 、平均孔径が０．
３μｍのものを使用した電池Ｅ3 、平均孔径が０．５μ
ｍのものを使用した電池Ｅ4 、平均孔径が１．８μｍの
ものを使用した電池Ｅ5 、平均孔径が３．２μｍのもの
を使用した電池Ｅ6 をそれぞれ１０個作製し、評価試験
１と同じ条件で充放電サイクル試験を行い、１サイクル
経過時の放電容量と１００サイクル経過後の内部短絡の
有無を調査し、結果を表２に示す。
孔性フィルム８は平均空孔率が７０％であり、平均孔径
が１μｍのものを使用した上記電池Ｅ1 、平均孔径が
０．１μｍのものを使用した電池Ｅ2 、平均孔径が０．
３μｍのものを使用した電池Ｅ3 、平均孔径が０．５μ
ｍのものを使用した電池Ｅ4 、平均孔径が１．８μｍの
ものを使用した電池Ｅ5 、平均孔径が３．２μｍのもの
を使用した電池Ｅ6 をそれぞれ１０個作製し、評価試験
１と同じ条件で充放電サイクル試験を行い、１サイクル
経過時の放電容量と１００サイクル経過後の内部短絡の
有無を調査し、結果を表２に示す。
【００２１】
【表２】
【００２２】表２から、１サイクル経過時の放電容量
は、電池Ｅ1 〜Ｅ6 のいずれもが２７〜３０ｍＡｈであ
った。また、１００サイクル経過後の内部短絡の有無
は、電池Ｅ1 ，Ｅ2 ，Ｅ3 ，Ｅ4 のいずれもが認められ
なかったのに対し、電池Ｅ5 が１０個のうち１個に、電
池Ｅ6 が１０個のうち６個に認められたことがわかっ
た。
は、電池Ｅ1 〜Ｅ6 のいずれもが２７〜３０ｍＡｈであ
った。また、１００サイクル経過後の内部短絡の有無
は、電池Ｅ1 ，Ｅ2 ，Ｅ3 ，Ｅ4 のいずれもが認められ
なかったのに対し、電池Ｅ5 が１０個のうち１個に、電
池Ｅ6 が１０個のうち６個に認められたことがわかっ
た。
【００２３】このことから、隔離膜９としての微多孔性
フィルム８は平均孔径を１μｍ以下にすることにより、
１サイクル経過時の放電容量を低下させることなく、充
放電サイクル特性が向上できることがわかる。
フィルム８は平均孔径を１μｍ以下にすることにより、
１サイクル経過時の放電容量を低下させることなく、充
放電サイクル特性が向上できることがわかる。
【００２４】（評価試験３）評価試験２で使用した平均
空孔率が７０％、平均孔径が１μｍの微多孔性フィルム
８を隔離膜９として用いた電池Ｅ1 に対し、前記隔離膜
９がその外周縁部を正極６および負極５の外周縁部より
外側に位置させた電池Ｅ10、前記隔離膜９の外側に位置
する部分の部分空孔率が３０％になるようにした電池Ｅ
11、前記隔離膜９の外側に位置する部分の部分空孔率が
２０％になるようにした電池Ｅ12を各１０個、評価試験
２で使用した平均空孔率が７０％、平均孔径が０．５μ
ｍの微多孔性フィルム８を隔離膜９として用いた電池Ｅ
4 に対し、前記隔離膜９がその外周縁部を正極６および
負極５の外周縁部より外側に位置させた電池Ｅ40、前記
隔離膜９の外側に位置する部分の部分空孔率が３０％に
なるようにした電池Ｅ41、前記隔離膜９の外側に位置す
る部分の部分空孔率が２０％になるようにした電池Ｅ42
を各１０個、評価試験１で使用した平均空孔率が４５
％、平均孔径が１μｍの微多孔性フィルム８を隔離膜９
として用いた電池Ｂ1 に対し、前記隔離膜９がその外周
縁部を正極６および負極５の外周縁部より外側に位置さ
せた電池Ｂ10、前記隔離膜９の外側に位置する部分の部
分空孔率が３０％になるようにした電池Ｂ11、前記隔離
膜９の外側に位置する部分の部分空孔率が２０％になる
ようにした電池Ｂ12を各１０個作製し、それぞれについ
て充放電サイクル試験を行い、１００サイクル経過後の
内部短絡の有無を調査し、結果を表３に示す。なお、充
放電サイクル試験の条件は、周囲温度が２０℃の雰囲気
下で、充電は１０ｍＡの定電流、４．１Ｖの定電圧で
３．５時間とし、放電は４ｍＡの定電流で、２．７Ｖの
終止電圧までとした。
空孔率が７０％、平均孔径が１μｍの微多孔性フィルム
８を隔離膜９として用いた電池Ｅ1 に対し、前記隔離膜
９がその外周縁部を正極６および負極５の外周縁部より
外側に位置させた電池Ｅ10、前記隔離膜９の外側に位置
する部分の部分空孔率が３０％になるようにした電池Ｅ
11、前記隔離膜９の外側に位置する部分の部分空孔率が
２０％になるようにした電池Ｅ12を各１０個、評価試験
２で使用した平均空孔率が７０％、平均孔径が０．５μ
ｍの微多孔性フィルム８を隔離膜９として用いた電池Ｅ
4 に対し、前記隔離膜９がその外周縁部を正極６および
負極５の外周縁部より外側に位置させた電池Ｅ40、前記
隔離膜９の外側に位置する部分の部分空孔率が３０％に
なるようにした電池Ｅ41、前記隔離膜９の外側に位置す
る部分の部分空孔率が２０％になるようにした電池Ｅ42
を各１０個、評価試験１で使用した平均空孔率が４５
％、平均孔径が１μｍの微多孔性フィルム８を隔離膜９
として用いた電池Ｂ1 に対し、前記隔離膜９がその外周
縁部を正極６および負極５の外周縁部より外側に位置さ
せた電池Ｂ10、前記隔離膜９の外側に位置する部分の部
分空孔率が３０％になるようにした電池Ｂ11、前記隔離
膜９の外側に位置する部分の部分空孔率が２０％になる
ようにした電池Ｂ12を各１０個作製し、それぞれについ
て充放電サイクル試験を行い、１００サイクル経過後の
内部短絡の有無を調査し、結果を表３に示す。なお、充
放電サイクル試験の条件は、周囲温度が２０℃の雰囲気
下で、充電は１０ｍＡの定電流、４．１Ｖの定電圧で
３．５時間とし、放電は４ｍＡの定電流で、２．７Ｖの
終止電圧までとした。
【００２５】
【表３】
【００２６】表３から、１００サイクル経過後の内部短
絡の有無は、電池Ｅ10が１０個のうち４個に、電池Ｅ40
が１０個のうち２個に、電池Ｂ10が１０個のうち１個
に、電池Ｅ11が１０個のうち２個に、電池Ｅ41が１０個
のうち１個に、電池Ｂ11が１０個のうち１個に、電池Ｅ
12が１０個のうち１個に認められたのに対し、電池Ｅ42
と電池Ｂ12には認められなかった。
絡の有無は、電池Ｅ10が１０個のうち４個に、電池Ｅ40
が１０個のうち２個に、電池Ｂ10が１０個のうち１個
に、電池Ｅ11が１０個のうち２個に、電池Ｅ41が１０個
のうち１個に、電池Ｂ11が１０個のうち１個に、電池Ｅ
12が１０個のうち１個に認められたのに対し、電池Ｅ42
と電池Ｂ12には認められなかった。
【００２７】このことから、隔離膜９として平均空孔率
が７０％の微多孔性フィルム８を使用すれば、平均孔径
が１μｍのものの方が内部短絡を生じやすく、隔離膜９
の外側に位置する部分の部分空孔率が３０％のものの方
が内部短絡を生じやすいことがわかる。また、隔離膜９
として平均空孔率が４５％の微多孔性フィルム８を使用
すれば、平均孔径が１μｍのものであっても内部短絡は
生じにくくなることがわかる。
が７０％の微多孔性フィルム８を使用すれば、平均孔径
が１μｍのものの方が内部短絡を生じやすく、隔離膜９
の外側に位置する部分の部分空孔率が３０％のものの方
が内部短絡を生じやすいことがわかる。また、隔離膜９
として平均空孔率が４５％の微多孔性フィルム８を使用
すれば、平均孔径が１μｍのものであっても内部短絡は
生じにくくなることがわかる。
【００２８】すなわち、隔離膜９は平均空孔率が４０％
以上、８０％以下であり、平均孔径が１μｍ以下である
微多孔性フィルム８からなるものであればよいが、より
好ましくは、平均空孔率が４５％以上、７０％以下であ
り、平均孔径が０．５μｍ以下である微多孔性フィルム
８からなるものであればハイレート充電に対しても良好
な特性が得られる。そして、上記した隔離膜９はその外
周縁部を正極６および負極５の外周縁部より外側に位置
するようにし、かつこの外側に位置する部分の部分空孔
率が３０％以下、より好ましくは２０％以下であれば、
電流が集中しやすい正極６や負極５の周縁部における内
部短絡が防止できるので、さらによいと言える。
以上、８０％以下であり、平均孔径が１μｍ以下である
微多孔性フィルム８からなるものであればよいが、より
好ましくは、平均空孔率が４５％以上、７０％以下であ
り、平均孔径が０．５μｍ以下である微多孔性フィルム
８からなるものであればハイレート充電に対しても良好
な特性が得られる。そして、上記した隔離膜９はその外
周縁部を正極６および負極５の外周縁部より外側に位置
するようにし、かつこの外側に位置する部分の部分空孔
率が３０％以下、より好ましくは２０％以下であれば、
電流が集中しやすい正極６や負極５の周縁部における内
部短絡が防止できるので、さらによいと言える。
【００２９】上記した本発明の実施例では、負極活物質
３として金属リチウムを使用し、正極活物質４としてコ
バルト酸リチウムを使用し、固体電解質層７と隔離膜９
にはジアクリレートポリエチレンオキシドとヘキサフル
オロ燐酸リチウムとのエチレンカーボネートの１モル溶
液を含浸したものを例として説明したが、これらに限定
されるものではなく、他の材料であってもよい。
３として金属リチウムを使用し、正極活物質４としてコ
バルト酸リチウムを使用し、固体電解質層７と隔離膜９
にはジアクリレートポリエチレンオキシドとヘキサフル
オロ燐酸リチウムとのエチレンカーボネートの１モル溶
液を含浸したものを例として説明したが、これらに限定
されるものではなく、他の材料であってもよい。
【００３０】
【発明の効果】上記した如く、請求項１記載の発明は隔
離膜は平均空孔率が４０％以上、８０％以下であり、平
均孔径が１μｍ以下である微多孔性フィルムからなり、
かつ空孔に固体電解質が充填されているから、充放電に
伴うリチウムの拡散を良好にすることができ、長期間の
使用に対してデンドライト状に析出したリチウムによる
内部短絡を防止することができ、請求項２記載の発明は
隔離膜の外周縁部を正極および負極の外周縁部より外側
に位置するようにし、かつこの外側に位置する部分の部
分空孔率が３０％以下であるから、電流が集中しやすい
正極や負極の周縁部における内部短絡を確実に防止する
ことができるので、充放電サイクル特性の改善に寄与す
ることができ、その信頼性の向上に寄与することができ
る。
離膜は平均空孔率が４０％以上、８０％以下であり、平
均孔径が１μｍ以下である微多孔性フィルムからなり、
かつ空孔に固体電解質が充填されているから、充放電に
伴うリチウムの拡散を良好にすることができ、長期間の
使用に対してデンドライト状に析出したリチウムによる
内部短絡を防止することができ、請求項２記載の発明は
隔離膜の外周縁部を正極および負極の外周縁部より外側
に位置するようにし、かつこの外側に位置する部分の部
分空孔率が３０％以下であるから、電流が集中しやすい
正極や負極の周縁部における内部短絡を確実に防止する
ことができるので、充放電サイクル特性の改善に寄与す
ることができ、その信頼性の向上に寄与することができ
る。
【図１】図１は本発明の実施例および比較例に係る固体
電解質型リチウム二次電池の断面図である。
電解質型リチウム二次電池の断面図である。
１ 負極集電体 ２ 正極集電体 ３ 負極活物質 ４ 正極活物質 ５ 負極 ６ 正極 ７ 固体電解質層 ８ 微多孔性フィルム ９ 隔離膜
Claims (2)
- 【請求項１】 正極と負極とが隔離膜を介して配されて
なる固体電解質型リチウム二次電池において、前記隔離
膜は平均空孔率が４０％以上、８０％以下であり、平均
孔径が１μｍ以下である微多孔性フィルムからなり、か
つ空孔に固体電解質が充填されていることを特徴とする
固体電解質型リチウム二次電池。 - 【請求項２】 請求項１記載の固体電解質型リチウム二
次電池において、隔離膜の外周縁部を正極および負極の
外周縁部より外側に位置するようにし、かつこの外側に
位置する部分の部分空孔率が３０％以下であることを特
徴とする固体電解質型リチウム二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10058097A JPH11260405A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 固体電解質型リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10058097A JPH11260405A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 固体電解質型リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11260405A true JPH11260405A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=13074462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10058097A Pending JPH11260405A (ja) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | 固体電解質型リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11260405A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003017393A1 (en) * | 2001-08-20 | 2003-02-27 | Sony Corporation | Cell |
| JP2011243568A (ja) * | 2010-04-22 | 2011-12-01 | Nof Corp | 電気デバイス用非水電解液及びそれを用いた二次電池 |
| JP2017525106A (ja) * | 2014-07-15 | 2017-08-31 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | 摩擦結合的に挟持された粒子を有するセパレータ |
| CN113036170A (zh) * | 2019-12-09 | 2021-06-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种锌-溴电池 |
| CN114556650A (zh) * | 2019-10-09 | 2022-05-27 | 本田技研工业株式会社 | 氟化物离子二次电池 |
| CN117747975A (zh) * | 2022-09-13 | 2024-03-22 | 蔚来汽车科技(安徽)有限公司 | 电极组件、电池模组及电池包 |
-
1998
- 1998-03-10 JP JP10058097A patent/JPH11260405A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003017393A1 (en) * | 2001-08-20 | 2003-02-27 | Sony Corporation | Cell |
| JP2011243568A (ja) * | 2010-04-22 | 2011-12-01 | Nof Corp | 電気デバイス用非水電解液及びそれを用いた二次電池 |
| JP2017525106A (ja) * | 2014-07-15 | 2017-08-31 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | 摩擦結合的に挟持された粒子を有するセパレータ |
| CN114556650A (zh) * | 2019-10-09 | 2022-05-27 | 本田技研工业株式会社 | 氟化物离子二次电池 |
| US12300781B2 (en) | 2019-10-09 | 2025-05-13 | Honda Motor Co., Ltd | Fluoride ion secondary battery |
| CN113036170A (zh) * | 2019-12-09 | 2021-06-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种锌-溴电池 |
| CN113036170B (zh) * | 2019-12-09 | 2022-02-11 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种锌-溴电池 |
| CN117747975A (zh) * | 2022-09-13 | 2024-03-22 | 蔚来汽车科技(安徽)有限公司 | 电极组件、电池模组及电池包 |
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