JP2000294229A - 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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Abstract
(57)【要約】
【課題】 正極材料と電解液の濡れ性を改善して充放電
特性を向上し、また注液時間を短くできて生産効率を向
上できる非水電解液二次電池を提供する。 【解決手段】 正極板１と負極板２をセパレータ３を介
して積層した状態で電解液とともに電池容器４内に収容
した非水電解液二次電池において、正極材料１ａ自体若
しくは作製した正極板１にコロナ放電処理を施し、コロ
ナ放電処理にて正極板１の正極材料１ａと電解液との親
和力を高め、注液時間を短縮し、またリチウムイオンが
正極材料１ａ表面に容易に到達できるようにし、充放電
特性を向上した。
特性を向上し、また注液時間を短くできて生産効率を向
上できる非水電解液二次電池を提供する。 【解決手段】 正極板１と負極板２をセパレータ３を介
して積層した状態で電解液とともに電池容器４内に収容
した非水電解液二次電池において、正極材料１ａ自体若
しくは作製した正極板１にコロナ放電処理を施し、コロ
ナ放電処理にて正極板１の正極材料１ａと電解液との親
和力を高め、注液時間を短縮し、またリチウムイオンが
正極材料１ａ表面に容易に到達できるようにし、充放電
特性を向上した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解液二次電
池に関するものである。
池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化、軽量化が急速
に進んでおり、その電源としての電池に対しても小型・
軽量化と高容量化の要望が高まっている。
に進んでおり、その電源としての電池に対しても小型・
軽量化と高容量化の要望が高まっている。
【０００３】その要望に対して、負極活物質として金属
リチウムあるいはリチウム合金を用いた高エネルギー密
度の非水電解液二次電池に大きな期待が寄せられてい
る。しかしながら、金属リチウムあるいはリチウム合金
を負極活物質として用いた場合、充電によってリチウム
が樹枝状に析出したり、合金が微細化することにより、
サイクル特性が悪かったり、内部短絡が発生するなどの
問題があり、その実用化には多くの問題が残されてい
る。
リチウムあるいはリチウム合金を用いた高エネルギー密
度の非水電解液二次電池に大きな期待が寄せられてい
る。しかしながら、金属リチウムあるいはリチウム合金
を負極活物質として用いた場合、充電によってリチウム
が樹枝状に析出したり、合金が微細化することにより、
サイクル特性が悪かったり、内部短絡が発生するなどの
問題があり、その実用化には多くの問題が残されてい
る。
【０００４】そこで、負極活物質として炭素系材料を用
い、正極活物質にＬｉＣｏＯ2 などのリチウム含有遷移
金属酸化物を用いた非水電解液二次電池が各社で実用化
されている。この非水電解液二次電池は、充電により負
極上へのリチウムの析出が発生しないため、良好なサイ
クル特性が得られており、現在電子機器への搭載が進む
など、非水電解液二次電池の開発が盛んに行われてい
る。
い、正極活物質にＬｉＣｏＯ2 などのリチウム含有遷移
金属酸化物を用いた非水電解液二次電池が各社で実用化
されている。この非水電解液二次電池は、充電により負
極上へのリチウムの析出が発生しないため、良好なサイ
クル特性が得られており、現在電子機器への搭載が進む
など、非水電解液二次電池の開発が盛んに行われてい
る。
【０００５】また、地球環境問題、あるいはエネルギー
問題を解決する手段としても、非水電解液二次電池の開
発が盛んに行われている。地球環境を良好に保全しつつ
電力の安定確保を図っていく方策の一つとして負荷の平
準化技術の実用化が望まれているが、一般家庭などで小
規模に夜間電力を貯蔵する電池電力貯蔵装置を普及させ
ると、大きな負荷平準化効果が期待できる。また、自動
車の排気ガスによる大気汚染やＣＯ2 による温暖化防止
を図るために、動力源の全部又は一部を二次電池によっ
て得るようにした電気自動車の普及も望まれている。こ
のため、家庭用の電池電力貯蔵装置や電気自動車の動力
源として、単電池容量が１００Ａｈ程度の大型の非水電
解液二次電池の開発も行われている。
問題を解決する手段としても、非水電解液二次電池の開
発が盛んに行われている。地球環境を良好に保全しつつ
電力の安定確保を図っていく方策の一つとして負荷の平
準化技術の実用化が望まれているが、一般家庭などで小
規模に夜間電力を貯蔵する電池電力貯蔵装置を普及させ
ると、大きな負荷平準化効果が期待できる。また、自動
車の排気ガスによる大気汚染やＣＯ2 による温暖化防止
を図るために、動力源の全部又は一部を二次電池によっ
て得るようにした電気自動車の普及も望まれている。こ
のため、家庭用の電池電力貯蔵装置や電気自動車の動力
源として、単電池容量が１００Ａｈ程度の大型の非水電
解液二次電池の開発も行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記非水電
解液二次電池においては、正極材料に対する電解液の濡
れ性が良くないためにリチウムイオンの均一な移動が難
しく、正極の分極が大きいことにより充放電特性が悪
く、また電解液の注液に長時間を要し、生産効率を向上
できないという問題があった。
解液二次電池においては、正極材料に対する電解液の濡
れ性が良くないためにリチウムイオンの均一な移動が難
しく、正極の分極が大きいことにより充放電特性が悪
く、また電解液の注液に長時間を要し、生産効率を向上
できないという問題があった。
【０００７】なお、セパレータの電解液に対する濡れ性
を向上するためにコロナ放電処理を行う技術は公知であ
り、さらに特開平７−１８３０２７号公報には負極板の
炭素質材料の電解液との濡れ性を高めるためにコロナ放
電処理を行う技術も開示されている。
を向上するためにコロナ放電処理を行う技術は公知であ
り、さらに特開平７−１８３０２７号公報には負極板の
炭素質材料の電解液との濡れ性を高めるためにコロナ放
電処理を行う技術も開示されている。
【０００８】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、正極
材料と電解液の濡れ性を改善して充放電特性を向上し、
また注液時間を短くできて生産効率を向上できる非水電
解液二次電池を提供することを目的としている。
材料と電解液の濡れ性を改善して充放電特性を向上し、
また注液時間を短くできて生産効率を向上できる非水電
解液二次電池を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の非水電解液二次
電池は、正極板と負極板をセパレータを介して積層した
状態で電解液とともに電池容器内に収容した非水電解液
二次電池において、正極材料自体若しくは作製した正極
板にコロナ放電処理を施したものであり、コロナ放電処
理により正極板の正極材料と電解液との親和力が高ま
り、リチウムイオンが正極材料表面に容易に到達できる
ようになり、充放電特性が向上する。特に、単位体積当
たりの電池容量を高めるために、正極材料の充填密度を
高めると、電解液の濡れ性も低下するために一層効果的
である。
電池は、正極板と負極板をセパレータを介して積層した
状態で電解液とともに電池容器内に収容した非水電解液
二次電池において、正極材料自体若しくは作製した正極
板にコロナ放電処理を施したものであり、コロナ放電処
理により正極板の正極材料と電解液との親和力が高ま
り、リチウムイオンが正極材料表面に容易に到達できる
ようになり、充放電特性が向上する。特に、単位体積当
たりの電池容量を高めるために、正極材料の充填密度を
高めると、電解液の濡れ性も低下するために一層効果的
である。
【００１０】なお、上記公知技術のようにセパレータや
負極板に対してコロナ放電処理を行うことによって電解
液の濡れ性を高めると、それぞれの意図された作用効果
は得られる。しかし、特に高率の充放電時において、正
極の分極は負極のそれに対して著しく大きく、正極板に
対するコロナ放電処理により電解液の濡れ性を向上する
ことによる充放電特性の向上効果は特に顕著である。ま
た、層状の負極材料に比して粒子の小さい正極材料の電
解液に対する濡れ性をコロナ放電処理によって向上する
ことにより、注液時間の短縮効果も大きく、生産効率を
格段に向上することができる。
負極板に対してコロナ放電処理を行うことによって電解
液の濡れ性を高めると、それぞれの意図された作用効果
は得られる。しかし、特に高率の充放電時において、正
極の分極は負極のそれに対して著しく大きく、正極板に
対するコロナ放電処理により電解液の濡れ性を向上する
ことによる充放電特性の向上効果は特に顕著である。ま
た、層状の負極材料に比して粒子の小さい正極材料の電
解液に対する濡れ性をコロナ放電処理によって向上する
ことにより、注液時間の短縮効果も大きく、生産効率を
格段に向上することができる。
【００１１】また、負極材料自体若しくは作製した負極
板にもコロナ放電処理を施し、またセパレータにコロナ
放電処理を施すと、それらに対する電解液の濡れ性が向
上するので極板群全体の濡れ性が向上し、６００ｍＡｈ
程度の比較的小型の二次電池はもちろん、特に数十〜数
百Ａｈ程度の非水電解液二次電池において電池サイズの
大型化に伴い極板面積が増大するため注液時間の短縮効
果がより一層大きく、生産効率を向上できる。
板にもコロナ放電処理を施し、またセパレータにコロナ
放電処理を施すと、それらに対する電解液の濡れ性が向
上するので極板群全体の濡れ性が向上し、６００ｍＡｈ
程度の比較的小型の二次電池はもちろん、特に数十〜数
百Ａｈ程度の非水電解液二次電池において電池サイズの
大型化に伴い極板面積が増大するため注液時間の短縮効
果がより一層大きく、生産効率を向上できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態の非水
電解液二次電池について、図１〜図４を参照して説明す
る。
電解液二次電池について、図１〜図４を参照して説明す
る。
【００１３】図１において、１は正極板、２は負極板
で、微多孔ポリエチレンフィルムから成るセパレータ３
を介して互いに対向された状態で渦巻き状に巻回されて
電極群が構成され、この電極群が電解液とともに電池容
器４内に収納配置されている。電池容器４は負極端子と
なる円筒容器状の電池缶５と正極端子となる電池蓋６に
て構成され、電池缶５の上端開口部内周と電池蓋６の外
周との間に介装された絶縁パッキン７にて相互に絶縁さ
れるとともに電池容器４が密閉されている。なお、電極
群と電池缶５の内周との間にもセパレータ３は介装され
ている。
で、微多孔ポリエチレンフィルムから成るセパレータ３
を介して互いに対向された状態で渦巻き状に巻回されて
電極群が構成され、この電極群が電解液とともに電池容
器４内に収納配置されている。電池容器４は負極端子と
なる円筒容器状の電池缶５と正極端子となる電池蓋６に
て構成され、電池缶５の上端開口部内周と電池蓋６の外
周との間に介装された絶縁パッキン７にて相互に絶縁さ
れるとともに電池容器４が密閉されている。なお、電極
群と電池缶５の内周との間にもセパレータ３は介装され
ている。
【００１４】正極板１は、正極集電体１ｂの両面に正極
材料１ａを塗工して構成されるとともに、その正極集電
体１ｂの一側部（図示例では上側部）が正極材料１ａの
塗工部より突出されている。また、負極板２は、負極集
電体２ｂの両面に負極材料２ａを塗工して構成されると
ともに、その負極集電体２ｂの他側部（図示例では下側
部）が負極材料２ａの塗工部より突出されている。セパ
レータ３は正極板１及び負極板２の塗工部の両側縁より
も外側に突出されている。そして、正極集電体１ｂには
正極集電板８が接合され、負極集電体２ｂには負極集電
板９が接合されている。これら正極集電板８及び負極集
電板９はそれぞれ電池蓋６と電池缶５に接続されてい
る。
材料１ａを塗工して構成されるとともに、その正極集電
体１ｂの一側部（図示例では上側部）が正極材料１ａの
塗工部より突出されている。また、負極板２は、負極集
電体２ｂの両面に負極材料２ａを塗工して構成されると
ともに、その負極集電体２ｂの他側部（図示例では下側
部）が負極材料２ａの塗工部より突出されている。セパ
レータ３は正極板１及び負極板２の塗工部の両側縁より
も外側に突出されている。そして、正極集電体１ｂには
正極集電板８が接合され、負極集電体２ｂには負極集電
板９が接合されている。これら正極集電板８及び負極集
電板９はそれぞれ電池蓋６と電池缶５に接続されてい
る。
【００１５】正極板１、負極板２について図２を参照し
て詳細に説明すると、正極集電体１ｂはアルミ箔などか
ら成り、その両面に正極活物質と結着剤を含む正極材料
１ａを塗工して正極板１が構成されており、その正極活
物質としては、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＭｎ2 Ｏ4 、ＬｉＮ
ｉＯ2 、若しくはこれらＣｏ、Ｍｎ、Ｎｉの一部を他の
遷移金属で置換したもの、あるいはそれ以外のリチウム
含有遷移金属酸化物が用いられる。特に、地球上に豊富
に存在し、低価格であるＬｉＭｎ2 Ｏ4 などのＭｎ系リ
チウム含有遷移金属酸化物が適している。
て詳細に説明すると、正極集電体１ｂはアルミ箔などか
ら成り、その両面に正極活物質と結着剤を含む正極材料
１ａを塗工して正極板１が構成されており、その正極活
物質としては、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＭｎ2 Ｏ4 、ＬｉＮ
ｉＯ2 、若しくはこれらＣｏ、Ｍｎ、Ｎｉの一部を他の
遷移金属で置換したもの、あるいはそれ以外のリチウム
含有遷移金属酸化物が用いられる。特に、地球上に豊富
に存在し、低価格であるＬｉＭｎ2 Ｏ4 などのＭｎ系リ
チウム含有遷移金属酸化物が適している。
【００１６】負極集電体２ｂは銅箔などから成り、その
両面に負極活物質と結着剤を含む負極材料２ａを塗工し
て負極板２が構成されており、その負極活物質として
は、グラファイト、石油コークス類、炭素繊維、有機高
分子焼成物などの炭素質材料を用いるか、リチウムを吸
蔵、放出可能な金属、あるいは酸化物、若しくはこれら
の複合化材料が用いられる。
両面に負極活物質と結着剤を含む負極材料２ａを塗工し
て負極板２が構成されており、その負極活物質として
は、グラファイト、石油コークス類、炭素繊維、有機高
分子焼成物などの炭素質材料を用いるか、リチウムを吸
蔵、放出可能な金属、あるいは酸化物、若しくはこれら
の複合化材料が用いられる。
【００１７】また、電解液は、溶質として６フッ化リン
酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣ
ｌＯ4 ）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ4 ）などのリ
チウム塩、溶媒としてエチレンカーボネイト（ＥＣ）、
プロピレンカーボネイト（ＰＣ）、ジエチレンカーボネ
イト（ＤＥＣ）、エチレンメチルカーボネイト（ＥＭ
Ｃ）などの非水溶媒単独、若しくはそれらの混合溶媒を
用い、この溶媒に溶質を０．５ mol／dm3 〜２ mol／dm
3 の濃度に溶解したものが使用される。一方、セパレー
タでは、ポリオレフィン系の微多孔フィルムであれば適
用することができる。
酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣ
ｌＯ4 ）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ4 ）などのリ
チウム塩、溶媒としてエチレンカーボネイト（ＥＣ）、
プロピレンカーボネイト（ＰＣ）、ジエチレンカーボネ
イト（ＤＥＣ）、エチレンメチルカーボネイト（ＥＭ
Ｃ）などの非水溶媒単独、若しくはそれらの混合溶媒を
用い、この溶媒に溶質を０．５ mol／dm3 〜２ mol／dm
3 の濃度に溶解したものが使用される。一方、セパレー
タでは、ポリオレフィン系の微多孔フィルムであれば適
用することができる。
【００１８】具体例を示すと、正極板１は、電解二酸化
マンガン（ＥＭＤ：ＭｎＯ2 ）と炭酸リチウム（Ｌｉ2
ＣＯ3 ）とをＬｉ／Ｍｎ＝１／２となるように混合し、
８００℃で２０時間大気中で焼成して製造した正極活物
質のＬｉＭｎ2 Ｏ4 と、導電剤のアセチレンブラック
と、結着剤のポリフッ化ビニリデンとを、それぞれ重量
比で９２：３：５の割合で混合したものを正極材料１ａ
とした。なお、正極材料１ａをペースト状に混練するた
めに結着剤としてのポリフッ化ビニリデンはＮメチルピ
ロリドンディスパージョン液を用いた。上記混合比率は
固形分としての割合である。この正極材料ペーストを、
厚み２０μｍのアルミ箔から成る正極集電体１ｂの両面
に一側縁部に幅１０ｍｍの非塗工部を残した状態で塗工
し、正極材料層を形成した。正極材料層の両膜厚は同じ
で、塗工、乾燥後の両膜厚の和は２８０μｍで、正極板
１の厚さを３００μｍとした。その後、正極板１の厚み
が２００μｍになるように直径３００ｍｍのプレスロー
ルにより圧縮成形した。このとき、正極材料密度は３．
０ｇ／ｃｍ3 であった。
マンガン（ＥＭＤ：ＭｎＯ2 ）と炭酸リチウム（Ｌｉ2
ＣＯ3 ）とをＬｉ／Ｍｎ＝１／２となるように混合し、
８００℃で２０時間大気中で焼成して製造した正極活物
質のＬｉＭｎ2 Ｏ4 と、導電剤のアセチレンブラック
と、結着剤のポリフッ化ビニリデンとを、それぞれ重量
比で９２：３：５の割合で混合したものを正極材料１ａ
とした。なお、正極材料１ａをペースト状に混練するた
めに結着剤としてのポリフッ化ビニリデンはＮメチルピ
ロリドンディスパージョン液を用いた。上記混合比率は
固形分としての割合である。この正極材料ペーストを、
厚み２０μｍのアルミ箔から成る正極集電体１ｂの両面
に一側縁部に幅１０ｍｍの非塗工部を残した状態で塗工
し、正極材料層を形成した。正極材料層の両膜厚は同じ
で、塗工、乾燥後の両膜厚の和は２８０μｍで、正極板
１の厚さを３００μｍとした。その後、正極板１の厚み
が２００μｍになるように直径３００ｍｍのプレスロー
ルにより圧縮成形した。このとき、正極材料密度は３．
０ｇ／ｃｍ3 であった。
【００１９】負極板２は、人造黒鉛と結着剤のスチレン
ブタジエンゴム（ＳＢＲ）とを重量比９７：３の割合で
混合したものを負極材料２ａとした。なお、負極材料２
ａをペースト状に混練するために結着剤としてのスチレ
ンブタジエンゴムは水溶性のディスパージョン液を用い
た。上記混合比率は固形分としての割合である。この負
極合剤ペーストを厚み１４μｍの銅箔から成る負極集電
体２ｂの両面に一側縁部に幅１０ｍｍの非塗工部を残し
た状態で塗工し、負極材料層を形成した。その後、負極
板２の厚みが１７０μｍになるように直径３００ｍｍの
プレスロールにより圧縮成形した。このとき、負極材料
密度は１．４ｇ／ｃｍ3 であった。
ブタジエンゴム（ＳＢＲ）とを重量比９７：３の割合で
混合したものを負極材料２ａとした。なお、負極材料２
ａをペースト状に混練するために結着剤としてのスチレ
ンブタジエンゴムは水溶性のディスパージョン液を用い
た。上記混合比率は固形分としての割合である。この負
極合剤ペーストを厚み１４μｍの銅箔から成る負極集電
体２ｂの両面に一側縁部に幅１０ｍｍの非塗工部を残し
た状態で塗工し、負極材料層を形成した。その後、負極
板２の厚みが１７０μｍになるように直径３００ｍｍの
プレスロールにより圧縮成形した。このとき、負極材料
密度は１．４ｇ／ｃｍ3 であった。
【００２０】電解液は、エチレンカーボネイト（ＥＣ）
とジエチレンカーボネイト（ＤＥＣ）を体積比１：１の
配合比で混合した混合溶媒に、溶質として６フッ化リン
酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）を１ mol／dm3 の濃度に溶解
したものを用いた。
とジエチレンカーボネイト（ＤＥＣ）を体積比１：１の
配合比で混合した混合溶媒に、溶質として６フッ化リン
酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）を１ mol／dm3 の濃度に溶解
したものを用いた。
【００２１】上記正極板１を作製した後、又は作製前の
正極材料１ａに対してコロナ放電処理を施した。コロナ
放電処理に当たっては、図４に示すように、正極板１を
アース電極板１１上に配置し、その上に１〜２ｍｍの間
隔をあけて高圧プローブ１２の電極１３を位置させた状
態で、高圧プローブ１２に高圧電源１４にて６０００Ｖ
〜１００００Ｖ、好適には８０００Ｖ程度の電圧を印加
してコロナ放電を発生させ、正極板１を１ｍ／ｍｉｎ程
度の処理速度で移動させてコロナ放電処理を行う。これ
により、正極材料１ａのほぼ全表面に極性基が作られ、
正極材料１ａの全体の電解液に対する濡れ性が向上す
る。
正極材料１ａに対してコロナ放電処理を施した。コロナ
放電処理に当たっては、図４に示すように、正極板１を
アース電極板１１上に配置し、その上に１〜２ｍｍの間
隔をあけて高圧プローブ１２の電極１３を位置させた状
態で、高圧プローブ１２に高圧電源１４にて６０００Ｖ
〜１００００Ｖ、好適には８０００Ｖ程度の電圧を印加
してコロナ放電を発生させ、正極板１を１ｍ／ｍｉｎ程
度の処理速度で移動させてコロナ放電処理を行う。これ
により、正極材料１ａのほぼ全表面に極性基が作られ、
正極材料１ａの全体の電解液に対する濡れ性が向上す
る。
【００２２】以上の構成の非水電解液二次電池によれ
ば、コロナ放電処理により正極板１の正極材料１ａと電
解液との親和力が高まり、リチウムイオンが正極材料１
ａ表面に容易に到達できるようになり、充放電特性が向
上する。ここで、負極板２やセパレータ３に対してもコ
ロナ放電処理を行うと、それぞれ電解液の濡れ性が高ま
って充放電特性の向上効果が得られるが、特に正極板１
に対するコロナ放電処理により電解液の濡れ性を向上す
ることによる充放電特性の向上効果は特に顕著である。
これは、図３に示すように、層状で粒子の大きい負極材
料２ａに比して正極材料１ａは粒子が小さいため、一般
にその表面全体に対してリチウムイオン１０が到達し難
いが、コロナ放電処理によって電解液との親和力が高ま
ることにより、リチウムイオン１０が容易に到達するよ
うになり、充放電特性を顕著に向上させることができ
る。また、単位体積当たりの電池容量を高めるために正
極材料１ａの充填密度を高めた場合には、電解液の濡れ
性も低下するため、コロナ放電処理は一層効果的であ
る。
ば、コロナ放電処理により正極板１の正極材料１ａと電
解液との親和力が高まり、リチウムイオンが正極材料１
ａ表面に容易に到達できるようになり、充放電特性が向
上する。ここで、負極板２やセパレータ３に対してもコ
ロナ放電処理を行うと、それぞれ電解液の濡れ性が高ま
って充放電特性の向上効果が得られるが、特に正極板１
に対するコロナ放電処理により電解液の濡れ性を向上す
ることによる充放電特性の向上効果は特に顕著である。
これは、図３に示すように、層状で粒子の大きい負極材
料２ａに比して正極材料１ａは粒子が小さいため、一般
にその表面全体に対してリチウムイオン１０が到達し難
いが、コロナ放電処理によって電解液との親和力が高ま
ることにより、リチウムイオン１０が容易に到達するよ
うになり、充放電特性を顕著に向上させることができ
る。また、単位体積当たりの電池容量を高めるために正
極材料１ａの充填密度を高めた場合には、電解液の濡れ
性も低下するため、コロナ放電処理は一層効果的であ
る。
【００２３】また、層状の負極材料２ａに対して粒子の
小さい正極材料１ａの電解液に対する濡れ性が向上する
ことにより、注液時間の短縮効果も大きく、生産効率を
格段に向上することができる。
小さい正極材料１ａの電解液に対する濡れ性が向上する
ことにより、注液時間の短縮効果も大きく、生産効率を
格段に向上することができる。
【００２４】また、負極材料２ａ自体若しくは作製した
負極板２にもコロナ放電処理を施し、またセパレータ３
にもコロナ放電処理を施すと、それらに対する電解液の
濡れ性が向上するので二次電池全体の濡れ性が向上し、
注液時間を短縮できて生産効率を向上できる。
負極板２にもコロナ放電処理を施し、またセパレータ３
にもコロナ放電処理を施すと、それらに対する電解液の
濡れ性が向上するので二次電池全体の濡れ性が向上し、
注液時間を短縮できて生産効率を向上できる。
【００２５】次に、単三サイズの６００ｍＡｈの円筒型
二次電池において、その正極板１に８０００Ｖ、１ｍ／
ｍｉｎの処理速度で上記のようなコロナ放電処理を行っ
た実施例と、コロナ放電処理を行わなかった比較例につ
いて説明する。
二次電池において、その正極板１に８０００Ｖ、１ｍ／
ｍｉｎの処理速度で上記のようなコロナ放電処理を行っ
た実施例と、コロナ放電処理を行わなかった比較例につ
いて説明する。
【００２６】 実施例１：作製後の正極板１のみをコロナ放電処理 実施例２：正極材料１ａのみをコロナ放電処理 実施例３：正極板１、負極板２、セパレータ３の全てに
コロナ放電処理 比較例１：コロナ放電処理無し 比較例２：負極板２のみをコロナ放電処理 比較例３：セパレータのみをコロナ放電処理。
コロナ放電処理 比較例１：コロナ放電処理無し 比較例２：負極板２のみをコロナ放電処理 比較例３：セパレータのみをコロナ放電処理。
【００２７】上記各二次電池について、製造工程におけ
る注液時間と、１Ｃ放電を行った時の放電容量を測定し
た。比較例１の場合を１００とした時のそれらの値は次
の通りである。
る注液時間と、１Ｃ放電を行った時の放電容量を測定し
た。比較例１の場合を１００とした時のそれらの値は次
の通りである。
【００２８】 この結果から明らかなように、正極板１又はその正極材
料１ａにコロナ放電処理を施すことにより、全く施さな
いものに比して注液時間を半分に、放電容量を２割増し
とすることができた。
料１ａにコロナ放電処理を施すことにより、全く施さな
いものに比して注液時間を半分に、放電容量を２割増し
とすることができた。
【００２９】上記実施形態では、例えば６００ｍＡｈの
単三サイズのような比較的小型の二次電池の例を示した
が、本発明は図５に示すような電池容量が１００Ａｈの
ような大型の二次電池にも適用できる。
単三サイズのような比較的小型の二次電池の例を示した
が、本発明は図５に示すような電池容量が１００Ａｈの
ような大型の二次電池にも適用できる。
【００３０】図５において、２１は正極板、２２は負極
板で、ポリエチレン製の微多孔フィルムから成るセパレ
ータ２３を介して互いに対向された状態で、アルミパイ
プから成る円筒芯体２４の外周に渦巻き状に巻回され、
ステンレスパイプ製の外筒体２５内に挿入され、電解液
とともに収納配置されている。外筒体２５の両端はステ
ンレス製の封口板２６をレーザー溶接して密閉閉鎖さ
れ、円筒型外容器２７が構成されている。封口板２６、
２６の中心部にはそれぞれを絶縁体２９を介して正極端
子又は負極端子としての極柱２８が貫通させて装着され
ている。３０は絶縁体２９の外面上に配置した座金、３
１は極柱２８を封口板２６に固定するクランプリングで
ある。また、円筒芯体２４の両端は、絶縁材から成る絶
縁キャップ３２を介して極柱２８の軸方向内側端面に形
成された受口凹部２８ａに嵌合固定され、極柱２８を介
して円筒型外容器２７にて支持されている。
板で、ポリエチレン製の微多孔フィルムから成るセパレ
ータ２３を介して互いに対向された状態で、アルミパイ
プから成る円筒芯体２４の外周に渦巻き状に巻回され、
ステンレスパイプ製の外筒体２５内に挿入され、電解液
とともに収納配置されている。外筒体２５の両端はステ
ンレス製の封口板２６をレーザー溶接して密閉閉鎖さ
れ、円筒型外容器２７が構成されている。封口板２６、
２６の中心部にはそれぞれを絶縁体２９を介して正極端
子又は負極端子としての極柱２８が貫通させて装着され
ている。３０は絶縁体２９の外面上に配置した座金、３
１は極柱２８を封口板２６に固定するクランプリングで
ある。また、円筒芯体２４の両端は、絶縁材から成る絶
縁キャップ３２を介して極柱２８の軸方向内側端面に形
成された受口凹部２８ａに嵌合固定され、極柱２８を介
して円筒型外容器２７にて支持されている。
【００３１】正極板２１の一側縁部及び負極板２２の他
側縁部からはそれぞれ適当間隔おきにリード３３が延出
されている。これらリード３３は正極板２１及び負極板
２２を円筒芯体２４に巻回した状態で、その直径方向の
２箇所に位置するように配設され、それぞれ極柱２８の
円筒型外容器２７内の接続軸部３４外周に形成されたリ
ード接合面３５に超音波接合されている。
側縁部からはそれぞれ適当間隔おきにリード３３が延出
されている。これらリード３３は正極板２１及び負極板
２２を円筒芯体２４に巻回した状態で、その直径方向の
２箇所に位置するように配設され、それぞれ極柱２８の
円筒型外容器２７内の接続軸部３４外周に形成されたリ
ード接合面３５に超音波接合されている。
【００３２】この実施形態の二次電池においても、上記
実施形態と同様に少なくとも正極板２１に対してコロナ
放電処理を行うことにより同様の効果を奏する。特に、
正極板２１、負極板２２、及びセパレータ２３の全てに
コロナ放電処理を行うと、コロナ放電処理を行わない場
合には注液に７２時間要していたのに対して、注液時間
を２４時間に短縮することができた。これまでは、全て
円筒型の非水電解液二次電池における実施例について記
述したが、円筒型以外の電池形状においても同様の作用
効果を得ることができる。
実施形態と同様に少なくとも正極板２１に対してコロナ
放電処理を行うことにより同様の効果を奏する。特に、
正極板２１、負極板２２、及びセパレータ２３の全てに
コロナ放電処理を行うと、コロナ放電処理を行わない場
合には注液に７２時間要していたのに対して、注液時間
を２４時間に短縮することができた。これまでは、全て
円筒型の非水電解液二次電池における実施例について記
述したが、円筒型以外の電池形状においても同様の作用
効果を得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】本発明の非水電解液二次電池によれば、
以上の説明から明らかなように、正極材料自体若しくは
作製した正極板にコロナ放電処理を施したので、正極板
の正極材料と電解液との親和力が高まり、リチウムイオ
ンの移動が容易、かつ均一にできるようになって充放電
特性が向上し、特に単位体積当たりの電池容量を高める
ために正極材料の充填密度を高めた場合には一層効果的
である。正極材料の電解液に対する濡れ性が向上するこ
とにより、注液時間の短縮効果も大きく、生産効率を格
段に向上することができる。
以上の説明から明らかなように、正極材料自体若しくは
作製した正極板にコロナ放電処理を施したので、正極板
の正極材料と電解液との親和力が高まり、リチウムイオ
ンの移動が容易、かつ均一にできるようになって充放電
特性が向上し、特に単位体積当たりの電池容量を高める
ために正極材料の充填密度を高めた場合には一層効果的
である。正極材料の電解液に対する濡れ性が向上するこ
とにより、注液時間の短縮効果も大きく、生産効率を格
段に向上することができる。
【００３４】また、負極材料自体若しくは作製した負極
板にもコロナ放電処理を施し、またセパレータにコロナ
放電処理を施すと、それらに対する電解液の濡れ性が向
上するので二次電池全体の濡れ性が向上し、注液時間を
短縮できて生産効率を向上できる。
板にもコロナ放電処理を施し、またセパレータにコロナ
放電処理を施すと、それらに対する電解液の濡れ性が向
上するので二次電池全体の濡れ性が向上し、注液時間を
短縮できて生産効率を向上できる。
【図１】本発明の非水電解液二次電池の一実施形態の縦
断面図である。
断面図である。
【図２】同実施形態における正極板と負極板とセパレー
タの詳細断面図である。
タの詳細断面図である。
【図３】正極材料と負極材料及び充放電時のリチウムイ
オンの移動を模式的に示した説明図である。
オンの移動を模式的に示した説明図である。
【図４】コロナ放電処理状態の平面図である。
【図５】本発明の非水電解液二次電池の他の実施形態の
縦断面図である。
縦断面図である。
１ 正極板 １ａ 正極材料 ２ 負極板 ２ａ 負極材料 ３ セパレータ ４ 電池容器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上本 誠一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H014 AA02 AA06 AA07 BB00 5H029 AJ02 AJ14 AK03 AL06 AM03 AM05 AM07 BJ00 BJ02 BJ14 CJ00 DJ01 HJ12
Claims (3)
- 【請求項１】 正極板と負極板をセパレータを介して積
層した状態で電解液とともに電池容器内に収容した非水
電解液二次電池において、正極材料自体若しくは作製し
た正極板にコロナ放電処理を施したことを特徴とする非
水電解液二次電池。 - 【請求項２】 負極材料自体若しくは作製した負極板に
もコロナ放電処理を施したことを特徴とする請求項１記
載の非水電解液二次電池。 - 【請求項３】 セパレータにコロナ放電処理を施したこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の非水電解液二次電
池。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11100749A JP2000294229A (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 非水電解液二次電池 |
| PCT/JP2000/002303 WO2000062358A1 (fr) | 1999-04-08 | 2000-04-07 | Batterie rechargeable avec electrolyte non aqueuse |
| DE60044085T DE60044085D1 (de) | 1999-04-08 | 2000-04-07 | Wiederaufladbare batterie mit nicht-wässrigem elektrolyten |
| EP00915442A EP1191618B1 (en) | 1999-04-08 | 2000-04-07 | Rechargeable battery using nonaqueous electrolyte |
| US10/833,106 US20040197652A1 (en) | 1999-04-08 | 2004-04-28 | Nonaqueous electrolyte rechargeable battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11100749A JP2000294229A (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 非水電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000294229A true JP2000294229A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14282191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11100749A Pending JP2000294229A (ja) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1191618B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000294229A (ja) |
| DE (1) | DE60044085D1 (ja) |
| WO (1) | WO2000062358A1 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009266438A (ja) * | 2008-04-22 | 2009-11-12 | Gs Yuasa Corporation | 非水電解質電池 |
| JP2010262821A (ja) * | 2009-05-07 | 2010-11-18 | Toyota Motor Corp | 二次電池の製造方法 |
| KR101563155B1 (ko) * | 2012-11-13 | 2015-10-27 | 주식회사 엘지화학 | 표면 개질된 이차전지용 양극 |
| KR101799669B1 (ko) * | 2015-04-14 | 2017-11-20 | 도요타지도샤가부시키가이샤 | 비수 전해액 이차 전지 및 그 제조 방법 |
| KR101823461B1 (ko) * | 2013-10-30 | 2018-01-30 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지의 전극조립체 제조를 위한 와인딩 공정 시스템 |
| WO2019111511A1 (ja) | 2017-12-08 | 2019-06-13 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | リチウム二次電池用正極及びリチウム二次電池 |
| US10826039B2 (en) | 2016-08-12 | 2020-11-03 | Lg Chem, Ltd. | Electrode assembly including electrode and separator partially bonded to each other |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007035552A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Toyota Motor Corp | リチウム二次電池用電極 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS609066A (ja) * | 1983-06-27 | 1985-01-18 | Showa Denko Kk | 無隔膜電池 |
| JPS61208759A (ja) * | 1985-03-14 | 1986-09-17 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
| JPS6398958A (ja) * | 1986-10-15 | 1988-04-30 | Sanyo Electric Co Ltd | 二次電池 |
| JPH02132757A (ja) | 1988-11-14 | 1990-05-22 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 非水電解液電地 |
| JPH02304864A (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-18 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 非水電解液電池 |
| US5290592A (en) * | 1990-02-13 | 1994-03-01 | Yuasa Battery Co., Ltd. | Manufacturing method for electrode |
| JPH07105938A (ja) * | 1993-10-08 | 1995-04-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池用負極の製造法 |
| JPH07183027A (ja) * | 1993-12-22 | 1995-07-21 | Sony Corp | 非水電解液二次電池の製造方法 |
| JPH08115743A (ja) * | 1994-10-14 | 1996-05-07 | Yuasa Corp | イオン伝導性高分子化合物を用いた電池 |
| US20010036577A1 (en) * | 1996-11-28 | 2001-11-01 | Kenji Nakane | Lithium secondary battery and cathode active material for ues in lithium secondary battery |
-
1999
- 1999-04-08 JP JP11100749A patent/JP2000294229A/ja active Pending
-
2000
- 2000-04-07 EP EP00915442A patent/EP1191618B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-07 DE DE60044085T patent/DE60044085D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-07 WO PCT/JP2000/002303 patent/WO2000062358A1/ja active Application Filing
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| JP2009266438A (ja) * | 2008-04-22 | 2009-11-12 | Gs Yuasa Corporation | 非水電解質電池 |
| JP2010262821A (ja) * | 2009-05-07 | 2010-11-18 | Toyota Motor Corp | 二次電池の製造方法 |
| KR101563155B1 (ko) * | 2012-11-13 | 2015-10-27 | 주식회사 엘지화학 | 표면 개질된 이차전지용 양극 |
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| KR101799669B1 (ko) * | 2015-04-14 | 2017-11-20 | 도요타지도샤가부시키가이샤 | 비수 전해액 이차 전지 및 그 제조 방법 |
| US10305109B2 (en) | 2015-04-14 | 2019-05-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Nonaqueous electrolyte secondary battery and method of manufacturing the same |
| US10826039B2 (en) | 2016-08-12 | 2020-11-03 | Lg Chem, Ltd. | Electrode assembly including electrode and separator partially bonded to each other |
| WO2019111511A1 (ja) | 2017-12-08 | 2019-06-13 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | リチウム二次電池用正極及びリチウム二次電池 |
| US11404684B2 (en) | 2017-12-08 | 2022-08-02 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Lithium secondary battery positive electrode and lithium secondary battery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| DE60044085D1 (de) | 2010-05-12 |
| EP1191618A4 (en) | 2007-07-11 |
| EP1191618B1 (en) | 2010-03-31 |
| EP1191618A1 (en) | 2002-03-27 |
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