JP2002025526A - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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- JP2002025526A JP2002025526A JP2000206224A JP2000206224A JP2002025526A JP 2002025526 A JP2002025526 A JP 2002025526A JP 2000206224 A JP2000206224 A JP 2000206224A JP 2000206224 A JP2000206224 A JP 2000206224A JP 2002025526 A JP2002025526 A JP 2002025526A
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- electrolyte battery
- separators
- aqueous electrolyte
- shutdown
- battery according
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- 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
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 過充電時等の異常時に、活物質の自己発熱に
よる異常温度上昇、熱暴走が防止される信頼性に優れた
非水電解液電池を得る。 【解決手段】 少なくとも一対の帯状の正極３及び負極
７と、２種以上の帯状のセパレータ５ａ、５ｂとが巻回
されてなる電極体９を有する非水電解液電池１におい
て、２種以上のセパレータ５ａ、５ｂの熱的機械特性を
それぞれ異なるもので構成した。２種以上のセパレータ
５ａ、５ｂは、シャットダウン特性を有するものと、シ
ャットダウン特性を有さないものとが混在されていても
良い。また、２種以上のセパレータ５ａ、５ｂが、シャ
ットダウン特性を有し、且つこれらのセパレータ５ａ、
５ｂのシャットダウン温度が１０℃以上異なるものであ
ることが好ましい。
よる異常温度上昇、熱暴走が防止される信頼性に優れた
非水電解液電池を得る。 【解決手段】 少なくとも一対の帯状の正極３及び負極
７と、２種以上の帯状のセパレータ５ａ、５ｂとが巻回
されてなる電極体９を有する非水電解液電池１におい
て、２種以上のセパレータ５ａ、５ｂの熱的機械特性を
それぞれ異なるもので構成した。２種以上のセパレータ
５ａ、５ｂは、シャットダウン特性を有するものと、シ
ャットダウン特性を有さないものとが混在されていても
良い。また、２種以上のセパレータ５ａ、５ｂが、シャ
ットダウン特性を有し、且つこれらのセパレータ５ａ、
５ｂのシャットダウン温度が１０℃以上異なるものであ
ることが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セパレータ層を有
する非水電解液電池に関する。
する非水電解液電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子技術の進歩により、電子機器
の高性能化、小型化、ポータブル化が進んでいる。これ
ら電子機器に使用される電池に対しても、高エネルギー
密度化が要求されていることから、非水電解質電池の研
究・開発が盛んに進められている。中でも、リチウム電
池若しくはリチウムイオン二次電池は、従来の電池に比
べて、３Ｖ、４Ｖといった高い起電力を有する等の優れ
た性能を有するため、カムコーダ、携帯電話、及びノー
ト型パソコン等の各種携帯用電子機器に採用されてい
る。このリチウム若しくはリチウムイオン電池の電解液
としては、低分子のエチレンカーボネート、プロピレン
カーボネートや、炭酸ジエチル等の炭酸エステル系非水
溶媒に、電解質としてＬｉＰＦ6 等のリチウム系電解質
塩を溶解させた液体状態であるものが、比較的電導率も
高く、電位的にも安定である点から広く用いられてい
る。
の高性能化、小型化、ポータブル化が進んでいる。これ
ら電子機器に使用される電池に対しても、高エネルギー
密度化が要求されていることから、非水電解質電池の研
究・開発が盛んに進められている。中でも、リチウム電
池若しくはリチウムイオン二次電池は、従来の電池に比
べて、３Ｖ、４Ｖといった高い起電力を有する等の優れ
た性能を有するため、カムコーダ、携帯電話、及びノー
ト型パソコン等の各種携帯用電子機器に採用されてい
る。このリチウム若しくはリチウムイオン電池の電解液
としては、低分子のエチレンカーボネート、プロピレン
カーボネートや、炭酸ジエチル等の炭酸エステル系非水
溶媒に、電解質としてＬｉＰＦ6 等のリチウム系電解質
塩を溶解させた液体状態であるものが、比較的電導率も
高く、電位的にも安定である点から広く用いられてい
る。
【０００３】ところで、上述したような非水電解液電池
は、有機溶媒を電解液として用いているため、例えば仕
様電圧範囲を大きく上回る過充電を行ったり、電池が異
常加熱されるなどの、仕様外の条件での誤用を行うと、
電解液や活物質が分解、発熱を起こし、ガスを発生させ
たり、異常発熱することがある。このため、上記のよう
な異常を防止するための対策として、シャットダウン特
性を備えた非水電解液電池が知られている。
は、有機溶媒を電解液として用いているため、例えば仕
様電圧範囲を大きく上回る過充電を行ったり、電池が異
常加熱されるなどの、仕様外の条件での誤用を行うと、
電解液や活物質が分解、発熱を起こし、ガスを発生させ
たり、異常発熱することがある。このため、上記のよう
な異常を防止するための対策として、シャットダウン特
性を備えた非水電解液電池が知られている。
【０００４】シャットダウン特性とは、電極が外部短絡
した場合、リチウムが発火する前にセパレータが溶融
し、その開孔部を目詰まりさせて電池反応を停止させ、
温度上昇を抑止させるというものである。シャットダウ
ン特性を有したこの種の非水電解液電池は、例えば外装
缶や封口蓋群の外装部品に、電極体を収容して構成され
る。電極体は、正極、セパレータ及び負極の積層物を、
正極、セパレータ、負極、セパレータの渦巻状に巻回し
てなる。このように構成された非水電解液電池は、例え
ば過充電状態により加熱されると、セパレータ内にある
イオン伝導経路である細孔が、温度の上昇とともにシャ
ットダウン特性によって閉塞され、電流を流さなくする
ことにより非水電解液電池のジュール熱による温度上昇
が未然に防止される。
した場合、リチウムが発火する前にセパレータが溶融
し、その開孔部を目詰まりさせて電池反応を停止させ、
温度上昇を抑止させるというものである。シャットダウ
ン特性を有したこの種の非水電解液電池は、例えば外装
缶や封口蓋群の外装部品に、電極体を収容して構成され
る。電極体は、正極、セパレータ及び負極の積層物を、
正極、セパレータ、負極、セパレータの渦巻状に巻回し
てなる。このように構成された非水電解液電池は、例え
ば過充電状態により加熱されると、セパレータ内にある
イオン伝導経路である細孔が、温度の上昇とともにシャ
ットダウン特性によって閉塞され、電流を流さなくする
ことにより非水電解液電池のジュール熱による温度上昇
が未然に防止される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の非水電解液電池は、シャットダウン特性を有し
ているため、この機構が作用して電池反応を停止させる
と、正極体と負極体との間で放電がなくなり、正極及び
負極の活物質が高い充電状態のまま保持されることに
る。このような過充電状態では、活物質が異常加熱に対
して熱的に不安定となる。従って、シャットダウン特性
が作用した状態であっても、過充電の状況下では、活物
質自体が加熱されるのみでも、異常温度上昇をもたらす
可能性がある。即ち、シャットダウン特性によるショー
ト防止のみでは、異常温度上昇の抑止に不充分な場合も
あるといった問題があった。そして、このような活物質
の自己発熱が発生すれば、セパレータの溶融が進行さ
れ、セパレータの完全溶融や溶融による亀裂が生じ、電
極間の接触が起こり、再びショート電流が流れて熱暴走
による異常温度上昇の生じる虞れがあった。本発明は上
記状況に鑑みてなされたもので、異常時（特に、過充電
時）に活物質の自己発熱による非水電解液電池の異常温
度上昇、熱暴走を防止し、信頼性に優れた非水電解液電
池を提供することを目的とする。
た従来の非水電解液電池は、シャットダウン特性を有し
ているため、この機構が作用して電池反応を停止させる
と、正極体と負極体との間で放電がなくなり、正極及び
負極の活物質が高い充電状態のまま保持されることに
る。このような過充電状態では、活物質が異常加熱に対
して熱的に不安定となる。従って、シャットダウン特性
が作用した状態であっても、過充電の状況下では、活物
質自体が加熱されるのみでも、異常温度上昇をもたらす
可能性がある。即ち、シャットダウン特性によるショー
ト防止のみでは、異常温度上昇の抑止に不充分な場合も
あるといった問題があった。そして、このような活物質
の自己発熱が発生すれば、セパレータの溶融が進行さ
れ、セパレータの完全溶融や溶融による亀裂が生じ、電
極間の接触が起こり、再びショート電流が流れて熱暴走
による異常温度上昇の生じる虞れがあった。本発明は上
記状況に鑑みてなされたもので、異常時（特に、過充電
時）に活物質の自己発熱による非水電解液電池の異常温
度上昇、熱暴走を防止し、信頼性に優れた非水電解液電
池を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る請求項１記載の非水電解液電池は、少な
くとも一対の帯状の正極及び負極と、２種以上の帯状の
セパレータとが巻回されてなる電極体を有する非水電解
液電池において、上記２種以上のセパレータの熱的機械
特性がそれぞれ異なることを特徴とする。
の本発明に係る請求項１記載の非水電解液電池は、少な
くとも一対の帯状の正極及び負極と、２種以上の帯状の
セパレータとが巻回されてなる電極体を有する非水電解
液電池において、上記２種以上のセパレータの熱的機械
特性がそれぞれ異なることを特徴とする。
【０００７】請求項２記載の非水電解液電池は、上記２
種以上のセパレータのうちシャットダウン特性を有する
ものと、シャットダウン特性を有さないものとが混在す
ることを特徴とする。
種以上のセパレータのうちシャットダウン特性を有する
ものと、シャットダウン特性を有さないものとが混在す
ることを特徴とする。
【０００８】請求項３記載の非水電解液電池は、上記シ
ャットダウン特性のシャットダウン温度が、１３０〜１
７０℃の範囲にあることを特徴とする。
ャットダウン特性のシャットダウン温度が、１３０〜１
７０℃の範囲にあることを特徴とする。
【０００９】請求項４記載の非水電解液電池は、上記２
種以上のセパレータがシャットダウン特性を有し、且つ
該シャットダウン特性のシャットダウン温度が１０℃以
上異なることを特徴とする。
種以上のセパレータがシャットダウン特性を有し、且つ
該シャットダウン特性のシャットダウン温度が１０℃以
上異なることを特徴とする。
【００１０】請求項５記載の非水電解液電池は、上記シ
ャットダウン温度が１１０〜１８０℃の範囲であること
を特徴とする。
ャットダウン温度が１１０〜１８０℃の範囲であること
を特徴とする。
【００１１】請求項６記載の非水電解液電池は、上記２
種以上のセパレータが溶融し、その溶融温度が１０℃以
上異なることを特徴とする。
種以上のセパレータが溶融し、その溶融温度が１０℃以
上異なることを特徴とする。
【００１２】請求項７記載の非水電解液電池は、少なく
とも１種以上のセパレータがシャットダウン特性を有
し、且つその他の１種以上が溶融することを特徴とす
る。
とも１種以上のセパレータがシャットダウン特性を有
し、且つその他の１種以上が溶融することを特徴とす
る。
【００１３】請求項８記載の非水電解液電池は、上記シ
ャットダウン温度が、１１０〜１８０℃の範囲内にあり
且つ溶融する他の１種以上のセパレータの溶融温度より
１０℃以上低いことを特徴とする。
ャットダウン温度が、１１０〜１８０℃の範囲内にあり
且つ溶融する他の１種以上のセパレータの溶融温度より
１０℃以上低いことを特徴とする。
【００１４】請求項９記載の非水電解液電池は、上記負
極及び上記正極が、リチウムのドープ・脱ドープ可能な
材料からなることを特徴とする。
極及び上記正極が、リチウムのドープ・脱ドープ可能な
材料からなることを特徴とする。
【００１５】請求項１０記載の非水電解液電池は、上記
負極が、炭素材料を含有することを特徴とする。
負極が、炭素材料を含有することを特徴とする。
【００１６】請求項１１記載の非水電解液電池は、上記
正極が、リチウム含有遷移金属酸化物を含有することを
特徴とする。
正極が、リチウム含有遷移金属酸化物を含有することを
特徴とする。
【００１７】請求項１２記載の非水電解液電池は、上記
２種以上のセパレータのうち一方が他方と異なる材質か
らなることを特徴とする。
２種以上のセパレータのうち一方が他方と異なる材質か
らなることを特徴とする。
【００１８】請求項１３記載の非水電解液電池は、上記
セパレータのうち１種以上が、ポリオレフィンフィル
ム、織布又は不織布のいずれかを材質としてなることを
特徴とする。
セパレータのうち１種以上が、ポリオレフィンフィル
ム、織布又は不織布のいずれかを材質としてなることを
特徴とする。
【００１９】請求項１４記載の非水電解液電池は、上記
ポリオレフィンフィルムが、ポリプロピレン、ポリエチ
レンのいずれかであることを特徴とする。
ポリオレフィンフィルムが、ポリプロピレン、ポリエチ
レンのいずれかであることを特徴とする。
【００２０】請求項１５記載の非水電解液電池は、上記
織布が、ガラス繊維、ポリイミド繊維、ポリアミド繊
維、セルロースのいずれかであることを特徴とする。
織布が、ガラス繊維、ポリイミド繊維、ポリアミド繊
維、セルロースのいずれかであることを特徴とする。
【００２１】以上のように構成された非水電解液電池で
は、異常時に温度上昇が生じると、２種以上のセパレー
タのうち少なくとも一つが溶融し正極体と負極体の間で
シャットダウンを生じる。この時に熱的機械特性の高い
その他のセパレータではイオン伝導パスである細孔をま
だ保持しており、電池として機能する。そのために、正
極体と負極体を通じて電池反応が持続されることによっ
て、熱的機械特性の高いセパレータ間を挟む正極体と負
極体では放電が起こり、その正極及び負極の活物質の充
電状態が下げられる。充電状態の低い活物質は異常加熱
状態においても熱的に安定であるために、過充電などの
状況下で生じる自己発熱や熱暴走が抑止されることにな
る。
は、異常時に温度上昇が生じると、２種以上のセパレー
タのうち少なくとも一つが溶融し正極体と負極体の間で
シャットダウンを生じる。この時に熱的機械特性の高い
その他のセパレータではイオン伝導パスである細孔をま
だ保持しており、電池として機能する。そのために、正
極体と負極体を通じて電池反応が持続されることによっ
て、熱的機械特性の高いセパレータ間を挟む正極体と負
極体では放電が起こり、その正極及び負極の活物質の充
電状態が下げられる。充電状態の低い活物質は異常加熱
状態においても熱的に安定であるために、過充電などの
状況下で生じる自己発熱や熱暴走が抑止されることにな
る。
【００２２】また、非水電解液電池は、仮にＡ層とＢ層
の２種の異なるセパレータが電極体に設けられている場
合、 Ａ及びＢ層のシャットダウン温度をＴＳＡ、ＴＳＢ
（℃） Ａ及びＢ層の溶融温度をＴＭＡ、ＴＭＢ（℃） として、 １１０≦ＴＳＡ≦１８０ 且つ ＴＭＢ−ＴＳＡ＞１０ の要件を満足することになる。
の２種の異なるセパレータが電極体に設けられている場
合、 Ａ及びＢ層のシャットダウン温度をＴＳＡ、ＴＳＢ
（℃） Ａ及びＢ層の溶融温度をＴＭＡ、ＴＭＢ（℃） として、 １１０≦ＴＳＡ≦１８０ 且つ ＴＭＢ−ＴＳＡ＞１０ の要件を満足することになる。
【００２３】上記要件中で、熱的機械特性の異なる二つ
のセパレータのうち一つはシャットダウン特性を示さな
くてもよい。
のセパレータのうち一つはシャットダウン特性を示さな
くてもよい。
【００２４】また、Ａ層及びＢ層の両方がシャットダウ
ン特性を示してもよく、その場合には、 １１０≦ＴＳＡ≦１８０ 且つ ＴＳＢ−ＴＳＡ＞１０ の要件を満たせばよい。
ン特性を示してもよく、その場合には、 １１０≦ＴＳＡ≦１８０ 且つ ＴＳＢ−ＴＳＡ＞１０ の要件を満たせばよい。
【００２５】以上のように構成された非水電解液電池で
は、異常加熱時に一方のセパレータにシャットダウンが
生じるとともに、セパレータ機能を保っている他方のセ
パレータを挟む正極及び負極間で放電が生じ、それらを
構成する活物質の充電状態が低下され、異常な自己発熱
及び熱暴走が防止される。
は、異常加熱時に一方のセパレータにシャットダウンが
生じるとともに、セパレータ機能を保っている他方のセ
パレータを挟む正極及び負極間で放電が生じ、それらを
構成する活物質の充電状態が低下され、異常な自己発熱
及び熱暴走が防止される。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る非水電解液電
池の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明す
る。図１は本発明に係る非水電解液電池の電極体の一部
分を展開し且つ切り欠いた斜視図である。
池の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明す
る。図１は本発明に係る非水電解液電池の電極体の一部
分を展開し且つ切り欠いた斜視図である。
【００２７】本実施の形態による非水電解液電池１は、
正極３、セパレータ５ａ、５ｂ及び負極７の積層物を渦
巻状に巻回してなる電極体９と、電極体９を収容する外
装缶１１と、外装缶１１の上端開口部に絶縁ガスケット
１３を介してかしめ固定されている封口蓋群１５と、外
装缶１１内に密閉された電解液とを有している。
正極３、セパレータ５ａ、５ｂ及び負極７の積層物を渦
巻状に巻回してなる電極体９と、電極体９を収容する外
装缶１１と、外装缶１１の上端開口部に絶縁ガスケット
１３を介してかしめ固定されている封口蓋群１５と、外
装缶１１内に密閉された電解液とを有している。
【００２８】負極リード１７は、一端が負極７に、他端
が外装缶１１に電気的に接触されている。中央に孔を有
するボトムインシュレータ１９は、外装缶１１の底部に
配置され、電極体９が外装缶１１と電気的に接触するこ
とを防止している。
が外装缶１１に電気的に接触されている。中央に孔を有
するボトムインシュレータ１９は、外装缶１１の底部に
配置され、電極体９が外装缶１１と電気的に接触するこ
とを防止している。
【００２９】トップインシュレータ２１は、電極体９の
上部に配置され、電極体９が封口蓋群１５と電気的に接
触することを防止している。なお、電極体９の巻芯空間
部には、巻芯空問部の潰れを防止し、分解ガスの流通経
路を確保するためのステンレス等の金属、或いはプラス
チック等からなるセンターピン２３が配置されてもよ
い。
上部に配置され、電極体９が封口蓋群１５と電気的に接
触することを防止している。なお、電極体９の巻芯空間
部には、巻芯空問部の潰れを防止し、分解ガスの流通経
路を確保するためのステンレス等の金属、或いはプラス
チック等からなるセンターピン２３が配置されてもよ
い。
【００３０】負極７は、負極活物質と結着剤とを含有す
る負極合剤を負極集電体上に塗布、乾燥することにより
負極活物質層が形成されて作製される。上記負極集電体
には、例えば銅箔等の金属箔が用いられる。
る負極合剤を負極集電体上に塗布、乾燥することにより
負極活物質層が形成されて作製される。上記負極集電体
には、例えば銅箔等の金属箔が用いられる。
【００３１】リチウム一次電池又はリチウム二次電池を
構成する場合、負極材料としては、リチウム、リチウム
合金、又はリチウムをドープ、脱ドープできる材料を使
用することが好ましい。リチウムをドープ、脱ドープで
きる材料として、例えば、難黒鉛化炭素系材料やグラフ
ァイト系材料等の炭素材料を使用することができる。具
体的には、熱分解炭素類、コークス類、グラファイト
類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、炭素
繊維、活性炭等の炭素材料を使用することができる。上
記コークス類には、ピッチコークス、ニートルコーク
ス、石油コークス等がある。また、上記有機高分子化合
物焼成体とは、フェノール樹脂、フラン樹指等を適当な
温度で焼成し炭素化したものを示す。
構成する場合、負極材料としては、リチウム、リチウム
合金、又はリチウムをドープ、脱ドープできる材料を使
用することが好ましい。リチウムをドープ、脱ドープで
きる材料として、例えば、難黒鉛化炭素系材料やグラフ
ァイト系材料等の炭素材料を使用することができる。具
体的には、熱分解炭素類、コークス類、グラファイト
類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、炭素
繊維、活性炭等の炭素材料を使用することができる。上
記コークス類には、ピッチコークス、ニートルコーク
ス、石油コークス等がある。また、上記有機高分子化合
物焼成体とは、フェノール樹脂、フラン樹指等を適当な
温度で焼成し炭素化したものを示す。
【００３２】上記炭素材料の他、リチウムをドープ、脱
トープできる材料として、ポリアセチレン、ポリピロー
ル等の高分子やＳｎＯ2 等の酸化物を使用することもで
きる。また、リチウム合金として、リチウム−アルミニ
ウム合金等を使用することができる。
トープできる材料として、ポリアセチレン、ポリピロー
ル等の高分子やＳｎＯ2 等の酸化物を使用することもで
きる。また、リチウム合金として、リチウム−アルミニ
ウム合金等を使用することができる。
【００３３】また、上記負極合剤の結着剤としては、通
常リチウムイオン電池の負極合剤に用いられている公知
の結着剤を用いることができる他、上記負極合剤に公知
の添加剤等を添加することができる。
常リチウムイオン電池の負極合剤に用いられている公知
の結着剤を用いることができる他、上記負極合剤に公知
の添加剤等を添加することができる。
【００３４】上記正極３は、正極活物質と結着剤とを含
有する正極合剤を正極集電体上に塗布、乾燥することに
より正極活物質層が形成されて作製される。正極集電体
には例えばアルミニウム箔等の金属箔が用いられる。
有する正極合剤を正極集電体上に塗布、乾燥することに
より正極活物質層が形成されて作製される。正極集電体
には例えばアルミニウム箔等の金属箔が用いられる。
【００３５】正極活物質には、目的とする電池の種類に
応じて金属酸化物、金属硫化物又は特定の高分子を用い
ることができる。例えば、リチウム一次電池を構成する
場合、正極活物質としては、ＴｉＳ2 、ＭｎＯ2 、黒
鉛、ＦｅＳ2 等を使用することができる。また、リチウ
ム二次電池を構成する場合、正極活物質としては、Ｔｉ
Ｓ2 、ＭｏＳ2 、ＮｂＳｅ2 、Ｖ2 Ｏ5 等の金属硫化物
或いは酸化物を使用することができる。また、ＬｉＭx
Ｏ2 （式中、Ｍは一種以上の遷移金属を表し、ｘは電池
の充放電状熊によって異なり、通常０．０５以上、１．
１０以下である。）を主体とするリチウム含有遷移金属
酸化物等を使用することができる。
応じて金属酸化物、金属硫化物又は特定の高分子を用い
ることができる。例えば、リチウム一次電池を構成する
場合、正極活物質としては、ＴｉＳ2 、ＭｎＯ2 、黒
鉛、ＦｅＳ2 等を使用することができる。また、リチウ
ム二次電池を構成する場合、正極活物質としては、Ｔｉ
Ｓ2 、ＭｏＳ2 、ＮｂＳｅ2 、Ｖ2 Ｏ5 等の金属硫化物
或いは酸化物を使用することができる。また、ＬｉＭx
Ｏ2 （式中、Ｍは一種以上の遷移金属を表し、ｘは電池
の充放電状熊によって異なり、通常０．０５以上、１．
１０以下である。）を主体とするリチウム含有遷移金属
酸化物等を使用することができる。
【００３６】このリチウム含有遷移金属酸化物を構成す
る遷移金属Ｍとしては、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ等が好まし
い。このようなリチウム含有遷移金属酸化物の具体例と
しては、ＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＮｉy Ｃｏ
1-y Ｏ2 （式中、０＜ｙ＜１である。）、ＬｉＭｎ2 Ｏ
4 等を挙げることができる。
る遷移金属Ｍとしては、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ等が好まし
い。このようなリチウム含有遷移金属酸化物の具体例と
しては、ＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＮｉy Ｃｏ
1-y Ｏ2 （式中、０＜ｙ＜１である。）、ＬｉＭｎ2 Ｏ
4 等を挙げることができる。
【００３７】これらのリチウム含有遷移金属酸化物は、
高電圧を発生でき、エネルギー密度的に優れた正極活物
質となる。特に、大容量を得られるという点から、正極
活物質としてスピネル型結晶構造を有するマンガン酸化
物又はリチウムマンガン複合酸化物を用いることが好ま
しい。正極３には、これらの正極活物質の複数種をあわ
せて使用してもよい。
高電圧を発生でき、エネルギー密度的に優れた正極活物
質となる。特に、大容量を得られるという点から、正極
活物質としてスピネル型結晶構造を有するマンガン酸化
物又はリチウムマンガン複合酸化物を用いることが好ま
しい。正極３には、これらの正極活物質の複数種をあわ
せて使用してもよい。
【００３８】また、上記正極合剤の結着剤としては、通
常、電池の正極合剤に用いられている公知の結着剤を用
いることができる他、上記正極合剤に導電剤等、公知の
添加剤を添加することができる。
常、電池の正極合剤に用いられている公知の結着剤を用
いることができる他、上記正極合剤に導電剤等、公知の
添加剤を添加することができる。
【００３９】セパレータ５ａ、５ｂは、正極３と負極７
との間に配され、正極３と負極７との物理的接触による
短絡を防止する。このセパレータ５ａ及び５ｂとして
は、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等
の微孔性ポリオレフィンフィルムとガラス繊維、ポリイ
ミド、ポリアミド、セルロース等の繊維からなる織布又
は不織布等が用いられる。
との間に配され、正極３と負極７との物理的接触による
短絡を防止する。このセパレータ５ａ及び５ｂとして
は、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等
の微孔性ポリオレフィンフィルムとガラス繊維、ポリイ
ミド、ポリアミド、セルロース等の繊維からなる織布又
は不織布等が用いられる。
【００４０】このセパレータ５ａ、５ｂのうち、一方に
は、シャットダウン特性若しくは溶融特性（熱的機械特
性）を有し、比較的低い熱的機械特性、即ち、シャット
ダウン又は溶融が１１０〜１８０℃の範囲で生じるもの
を用いる。また、他方には、一方のシャットダウン温度
若しくは溶融温度よりも１０℃以上高い温度でシャット
ダウン又は溶融を生じるセパレータを選択する。仮に、
Ａ及びＢという２種類のセパレータ層を同一電極体中に
設けて、 Ａ及びＢ層のシャットダウン温度をＴＳＡ、ＴＳＢ
（℃） Ａ及びＢ層の溶融温度をＴＭＡ、ＴＭＢ（℃） とした場合に、 １１０≦ＴＳＡ≦１８０ 且つ ＴＭＢ−ＴＳＡ＞１０ を満足するようにＡ層及びＢ層のセパレータ材質を選択
する。
は、シャットダウン特性若しくは溶融特性（熱的機械特
性）を有し、比較的低い熱的機械特性、即ち、シャット
ダウン又は溶融が１１０〜１８０℃の範囲で生じるもの
を用いる。また、他方には、一方のシャットダウン温度
若しくは溶融温度よりも１０℃以上高い温度でシャット
ダウン又は溶融を生じるセパレータを選択する。仮に、
Ａ及びＢという２種類のセパレータ層を同一電極体中に
設けて、 Ａ及びＢ層のシャットダウン温度をＴＳＡ、ＴＳＢ
（℃） Ａ及びＢ層の溶融温度をＴＭＡ、ＴＭＢ（℃） とした場合に、 １１０≦ＴＳＡ≦１８０ 且つ ＴＭＢ−ＴＳＡ＞１０ を満足するようにＡ層及びＢ層のセパレータ材質を選択
する。
【００４１】なお、セパレータ５ａ、５ｂは、上記要件
を満たせばよく、熱的機械特性の異なる２層のセパレー
タ層のうち１層がシャットダウン特性を示さないもので
あってもよい。
を満たせばよく、熱的機械特性の異なる２層のセパレー
タ層のうち１層がシャットダウン特性を示さないもので
あってもよい。
【００４２】また、Ａ層及びＢ層の両方がシャットダウ
ン特性を有しても良く、その場合には、 １１０≦ＴＳＡ≦１８０ 且つ ＴＳＢ−ＴＳＡ＞１０ を満たすようにセパレータ材質を選択すればよい。
ン特性を有しても良く、その場合には、 １１０≦ＴＳＡ≦１８０ 且つ ＴＳＢ−ＴＳＡ＞１０ を満たすようにセパレータ材質を選択すればよい。
【００４３】さらに、セパレータ層は異なる熱的機械特
性を持つ２種類の層のみである必要はなく、３種類以上
であっても良く、そのセパレータ層種中の２種類が上記
二つの要件のいずれかを満たせばよい。そして、好まし
くは低シャットダウン及び低溶融温度側（低熱的機械特
性側）のセパレータには、ＰＥ（ポリエチレン）を材質
とするものを用い、シャットダウン若しくは溶融温度が
１１０〜１３０℃の範囲内にあるものを選択する。
性を持つ２種類の層のみである必要はなく、３種類以上
であっても良く、そのセパレータ層種中の２種類が上記
二つの要件のいずれかを満たせばよい。そして、好まし
くは低シャットダウン及び低溶融温度側（低熱的機械特
性側）のセパレータには、ＰＥ（ポリエチレン）を材質
とするものを用い、シャットダウン若しくは溶融温度が
１１０〜１３０℃の範囲内にあるものを選択する。
【００４４】一方、高熱的機械特性側のセパレータ層の
材質としては、一方のシャットダウン温度よりも１０℃
以上、より好ましくは１５〜２０℃以上高温でもシャッ
トダウン及び溶融が起こらないセパレータを選択する。
材質としては、シャットダウン特性を１５５〜１６０℃
で示すものとしてＰＰ（ポリプロピレン）、シャットダ
ウン及び溶融を示さないものとしてガラス繊維やポリイ
ミド繊維よりなる織布が好ましい。
材質としては、一方のシャットダウン温度よりも１０℃
以上、より好ましくは１５〜２０℃以上高温でもシャッ
トダウン及び溶融が起こらないセパレータを選択する。
材質としては、シャットダウン特性を１５５〜１６０℃
で示すものとしてＰＰ（ポリプロピレン）、シャットダ
ウン及び溶融を示さないものとしてガラス繊維やポリイ
ミド繊維よりなる織布が好ましい。
【００４５】電解液は、電解質塩を非水溶媒に溶解して
調製される。電解質塩としては、通常、電池電解液に用
いられている公知の電解質塩を使用することができる。
具体的には、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＡｓＦ6 、
ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、ＬｉＮ（ＳＯ2 ＣＦ
3 ）2 、ＬｉＣ（ＳＯ2 ＣＦ3 ）3 、ＬｉＡｌＣｌ4、
ＬｉＳｉＦ6 等のリチウム塩を挙げることができる。そ
の中でも特にＬｉＰＦ 6 、ＬｉＢＦ4 が酸化安定性の点
から望ましい。
調製される。電解質塩としては、通常、電池電解液に用
いられている公知の電解質塩を使用することができる。
具体的には、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＡｓＦ6 、
ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、ＬｉＮ（ＳＯ2 ＣＦ
3 ）2 、ＬｉＣ（ＳＯ2 ＣＦ3 ）3 、ＬｉＡｌＣｌ4、
ＬｉＳｉＦ6 等のリチウム塩を挙げることができる。そ
の中でも特にＬｉＰＦ 6 、ＬｉＢＦ4 が酸化安定性の点
から望ましい。
【００４６】このような電解質塩は、非水溶媒中に０．
１ｍｏｌ／１〜３．０ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解されてい
ることが好ましい。さらに好ましくは、０．５ｍｏｌ／
１〜２．０ｍｏｌ／ｌである。
１ｍｏｌ／１〜３．０ｍｏｌ／ｌの濃度で溶解されてい
ることが好ましい。さらに好ましくは、０．５ｍｏｌ／
１〜２．０ｍｏｌ／ｌである。
【００４７】また、非水溶媒としては、従来より非水電
解液に使用されている種々の非水溶媒を使用することが
できる。例えば、炭酸プロピレン、炭酸エチレン等の環
状炭酸エステルや、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル等の鎖
状炭酸エステル、プロピオン酸メチルや酪酸メチル等の
カルボン酸エステル、γ−ブチルラクトン、スルホラ
ン、２−メチルテトラヒドロフランやジメトキシエタン
等のエーテル類等を使用することができる。これらの非
水溶媒は単独で使用してもよく複数種を混合して使用し
てもよい。その中でも特に、酸化安定性の点からは、炭
酸エステルを用いることが好ましい。
解液に使用されている種々の非水溶媒を使用することが
できる。例えば、炭酸プロピレン、炭酸エチレン等の環
状炭酸エステルや、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル等の鎖
状炭酸エステル、プロピオン酸メチルや酪酸メチル等の
カルボン酸エステル、γ−ブチルラクトン、スルホラ
ン、２−メチルテトラヒドロフランやジメトキシエタン
等のエーテル類等を使用することができる。これらの非
水溶媒は単独で使用してもよく複数種を混合して使用し
てもよい。その中でも特に、酸化安定性の点からは、炭
酸エステルを用いることが好ましい。
【００４８】以上のような構成の非水電解液電池１は、
以下に述べるようにして製造することができる。先ず、
正極集電体の両主面に正極活物質層が形成された帯状の
正極３、及び負極集電体の両主面に負極活物質層が形成
された帯状の負極７にそれぞれ正極リード２５及び負極
リード１７を溶接する。そして、電極巻き取り用割りピ
ンの溝にセパレータ５ａ、５ｂを挟んで巻き始め、さら
に、それぞれリードが取り付けられた帯状の正極３及び
負極７を互いに接触しないようにセパレータ５ａ、５ｂ
を介在させながら巻回し、規定の径及び高さの渦巻状の
円柱形状に巻き取る。
以下に述べるようにして製造することができる。先ず、
正極集電体の両主面に正極活物質層が形成された帯状の
正極３、及び負極集電体の両主面に負極活物質層が形成
された帯状の負極７にそれぞれ正極リード２５及び負極
リード１７を溶接する。そして、電極巻き取り用割りピ
ンの溝にセパレータ５ａ、５ｂを挟んで巻き始め、さら
に、それぞれリードが取り付けられた帯状の正極３及び
負極７を互いに接触しないようにセパレータ５ａ、５ｂ
を介在させながら巻回し、規定の径及び高さの渦巻状の
円柱形状に巻き取る。
【００４９】その後、割りピンを抜き離すことにより、
上下面に貫通した中央孔部を有する渦巻型の電極体９が
得られる。本発明においては、これらセパレータ５ａ、
５ｂに上記したような熱的機械特性の異なるセパレータ
を使用する。
上下面に貫通した中央孔部を有する渦巻型の電極体９が
得られる。本発明においては、これらセパレータ５ａ、
５ｂに上記したような熱的機械特性の異なるセパレータ
を使用する。
【００５０】次に、外装缶１１にボトムインシュレータ
１９と、得られた電極体９とを挿入し、その後で負極リ
ード１７を低抗溶接にて外装缶１１の底に溶接する。次
に、外装缶１１に挿入された電極体９上にトップインシ
ュレータ２１を組み付け、さらに規定の寸法で外装缶１
１の上部の一部を絞り、くびれ部２７を設ける。
１９と、得られた電極体９とを挿入し、その後で負極リ
ード１７を低抗溶接にて外装缶１１の底に溶接する。次
に、外装缶１１に挿入された電極体９上にトップインシ
ュレータ２１を組み付け、さらに規定の寸法で外装缶１
１の上部の一部を絞り、くびれ部２７を設ける。
【００５１】次に、電極体９が収められた外装缶１１内
に、規定量の電解液を注入する。次に、電解液で満たさ
れた外装缶１１のくびれ部２７上に絶縁ガスケット１３
を組み付ける。最後に、ＰＴＣ素子２９を配し、封口蓋
群１５と外装缶１１の上端部とをかしめ合わせてシール
し、非水電解液電池１が得られる。
に、規定量の電解液を注入する。次に、電解液で満たさ
れた外装缶１１のくびれ部２７上に絶縁ガスケット１３
を組み付ける。最後に、ＰＴＣ素子２９を配し、封口蓋
群１５と外装缶１１の上端部とをかしめ合わせてシール
し、非水電解液電池１が得られる。
【００５２】このようにして得られた非水電解液電池１
は、同一電極体９内部に異なる熱的機械特性を有する２
種以上のセパレータ５ａ、５ｂを設けたので、低熱的機
械特性側でシャットダウンを生じさせる一方、高熱的機
械特性側のセパレータを挟んだ電極３、７間で電池反応
を持続させることによって、その電極３、７をなす正極
及び負極活物質の充電状態を低下させ、自己発熱を抑制
して耐熱安定性を向上させることができる。
は、同一電極体９内部に異なる熱的機械特性を有する２
種以上のセパレータ５ａ、５ｂを設けたので、低熱的機
械特性側でシャットダウンを生じさせる一方、高熱的機
械特性側のセパレータを挟んだ電極３、７間で電池反応
を持続させることによって、その電極３、７をなす正極
及び負極活物質の充電状態を低下させ、自己発熱を抑制
して耐熱安定性を向上させることができる。
【００５３】また、上記した非水電解液電池１の製造方
法によれば、過充電、異常加熱の際に自己発熱を抑えて
熱暴走に至ることがなく、信頼性に優れた非水電解液電
池１を得ることができる。
法によれば、過充電、異常加熱の際に自己発熱を抑えて
熱暴走に至ることがなく、信頼性に優れた非水電解液電
池１を得ることができる。
【００５４】なお、上述した実施の形態では、二次電池
を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、一次電池についても適用可能である。ま
た、本発明の電池は、円筒型、角型等、その形状につい
ては特に限定されることはなく、また、種々の大きさに
対応させることができるものである。
を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、一次電池についても適用可能である。ま
た、本発明の電池は、円筒型、角型等、その形状につい
ては特に限定されることはなく、また、種々の大きさに
対応させることができるものである。
【００５５】
【実施例】以下、実施例について説明する。セパレータ
層種のシャットダウン及び溶融温度を検討するために、
以下のようにして非水電解液電池を作製した。
層種のシャットダウン及び溶融温度を検討するために、
以下のようにして非水電解液電池を作製した。
【００５６】（サンプル１）先ず、リチウムとコバルト
の複合酸化物（ＬｉＣｏＯ2 ）、導電剤、バインダを混
合して正極合剤を作製し、これをＮ−メチル−２−ピロ
リドンに分散してスラリー状とした。得られたスラリー
状の正極合剤を正極集電体である帯状アルミニウム箔の
両面に塗布、乾燥して、シート状の正極を作製した。次
に、炭素材料及びバインダを混合して負極合剤を作製
し、これをＮ−２−メチル−２−ピロリドンに分散して
スラリー状とした。得られたスラリー状の負極合剤を銅
箔の両面に塗布・乾燥して、シート状の負極を作製し
た。以上のように作製された負極及び正極を、ポリエチ
レン製とポリプロピレン製の２種類の多孔質フィルムよ
りなるセパレータを挟んで積層し、渦巻状に巻回するこ
とにより電極体を作製した。ここで用いた２種のセパレ
ータのシャットダウン及び溶融温度（℃）は以下の通り
である。 材質 シャットダウン温度℃ 溶融温度℃ ポリエチレン １３０〜１３３ １４０〜１４５ ポリプロピレン １５６〜１６３ １６５〜１７７ 次に、ステンレス製の有底筒状の円筒型電池缶内に電極
体を収納し、プロピレンカーボネートとジメチルカーボ
ネートとの混合溶媒（体積比率５０：５０）にＬｉＰＦ
6 を溶解した電解液を注入した。次に、防爆機能及び正
極端子を兼ねる内部蓋体と、上記電池缶内に収納した電
極体の正極とを正極リードで接続し、ＰＴＣ素子と、中
央に貫通孔を有するステンレス製の金属板と、帽子型の
外部蓋体とを電池缶の開口部に絶縁ガスケットを介して
気密にかしめ固定することにより、外径が１８ｍｍであ
り、総高さが６５ｍｍであり、放電容量が６Ｗｈである
構成の非水電解液電池を作製した。
の複合酸化物（ＬｉＣｏＯ2 ）、導電剤、バインダを混
合して正極合剤を作製し、これをＮ−メチル−２−ピロ
リドンに分散してスラリー状とした。得られたスラリー
状の正極合剤を正極集電体である帯状アルミニウム箔の
両面に塗布、乾燥して、シート状の正極を作製した。次
に、炭素材料及びバインダを混合して負極合剤を作製
し、これをＮ−２−メチル−２−ピロリドンに分散して
スラリー状とした。得られたスラリー状の負極合剤を銅
箔の両面に塗布・乾燥して、シート状の負極を作製し
た。以上のように作製された負極及び正極を、ポリエチ
レン製とポリプロピレン製の２種類の多孔質フィルムよ
りなるセパレータを挟んで積層し、渦巻状に巻回するこ
とにより電極体を作製した。ここで用いた２種のセパレ
ータのシャットダウン及び溶融温度（℃）は以下の通り
である。 材質 シャットダウン温度℃ 溶融温度℃ ポリエチレン １３０〜１３３ １４０〜１４５ ポリプロピレン １５６〜１６３ １６５〜１７７ 次に、ステンレス製の有底筒状の円筒型電池缶内に電極
体を収納し、プロピレンカーボネートとジメチルカーボ
ネートとの混合溶媒（体積比率５０：５０）にＬｉＰＦ
6 を溶解した電解液を注入した。次に、防爆機能及び正
極端子を兼ねる内部蓋体と、上記電池缶内に収納した電
極体の正極とを正極リードで接続し、ＰＴＣ素子と、中
央に貫通孔を有するステンレス製の金属板と、帽子型の
外部蓋体とを電池缶の開口部に絶縁ガスケットを介して
気密にかしめ固定することにより、外径が１８ｍｍであ
り、総高さが６５ｍｍであり、放電容量が６Ｗｈである
構成の非水電解液電池を作製した。
【００５７】（サンプル２）上記セパレータにポリエチ
レン製フィルムとガラス繊維織布の２種類を用いた以外
は、サンプル１と同様にして非水電解液電池を作製し
た。ここで用いたガラス繊維織布の熱的機械特性温度は
以下の通りである。 材質 シャットダウン温度℃ 溶融温度℃ ガラス繊維織布 なし ４００℃以上
レン製フィルムとガラス繊維織布の２種類を用いた以外
は、サンプル１と同様にして非水電解液電池を作製し
た。ここで用いたガラス繊維織布の熱的機械特性温度は
以下の通りである。 材質 シャットダウン温度℃ 溶融温度℃ ガラス繊維織布 なし ４００℃以上
【００５８】（サンプル３）上記セパレータにポリエチ
レン製フィルムとポリイミド繊維織布の２種類を用いた
以外は、サンプル１と同様にして非水電解液電池を作製
した。ここで用いたポリイミド繊維織布の熱的機械特性
温度は以下の通りである。 材質 シャットダウン温度℃ 溶融温度℃ ポリイミド繊維織布 なし ２５０℃
レン製フィルムとポリイミド繊維織布の２種類を用いた
以外は、サンプル１と同様にして非水電解液電池を作製
した。ここで用いたポリイミド繊維織布の熱的機械特性
温度は以下の通りである。 材質 シャットダウン温度℃ 溶融温度℃ ポリイミド繊維織布 なし ２５０℃
【００５９】（サンプル４）上記セパレータにポリプロ
ピレン製フィルム１種類のみを用いた以外は、サンプル
１と同様にして非水電解液電池を作製した。
ピレン製フィルム１種類のみを用いた以外は、サンプル
１と同様にして非水電解液電池を作製した。
【００６０】（サンプル５）上記セパレータにガラス繊
維織布１種類のみを用いた以外は、サンプル１と同様に
して非水電解液電池を作製した。
維織布１種類のみを用いた以外は、サンプル１と同様に
して非水電解液電池を作製した。
【００６１】実施例で作製した５種のサンプルについ
て、加熱試験を行った結果を表１に示す。加熱試験の条
件は、実施例のサンプルを１０００ｍＡの定電流一定電
圧条件で２時間３０分で４．４Ｖまで充電した後に、オ
ーブン中に設置し、所定の試験温度まで５℃／ｍｉｎの
昇温速度で昇温と、所定温度到達後に２時間３０分の保
持を行った。表１中の○はＯＫ、×はＮＧに相当する。
ＯＫとＮＧの判定基準は電池の表面温度が２００℃以上
に上昇したものについてはＮＧ、２００まで上昇しない
ものについてはＯＫとした。
て、加熱試験を行った結果を表１に示す。加熱試験の条
件は、実施例のサンプルを１０００ｍＡの定電流一定電
圧条件で２時間３０分で４．４Ｖまで充電した後に、オ
ーブン中に設置し、所定の試験温度まで５℃／ｍｉｎの
昇温速度で昇温と、所定温度到達後に２時間３０分の保
持を行った。表１中の○はＯＫ、×はＮＧに相当する。
ＯＫとＮＧの判定基準は電池の表面温度が２００℃以上
に上昇したものについてはＮＧ、２００まで上昇しない
ものについてはＯＫとした。
【００６２】
【表１】
【００６３】表１の結果から明らかなように、異なる熱
的機械特性を有している２種類のセパレータを用い、且
つそれぞれをＡ層及びＢ層として、 Ａ及びＢ層のシャットダウン温度をＴＳＡ、ＴＳＢ
（℃） Ａ及びＢ層の溶融温度をＴＭＡ、ＴＭＢ（℃） とした場合に、 １１０≦ＴＳＡ≦１８０ 且つ ＴＭＢ−ＴＳＡ＞１０ 若しくは、両方がシャットダウン特性を有する場合、 １１０≦ＴＳＡ≦１８０ 且つ ＴＳＢ−ＴＳＡ＞１０ を満たすようにセパレータ材質を選択しているサンプル
１〜３までは、１５０℃保持でＯＫであるが、上記要件
を満たさないサンプル４及び５は、ＮＧである。従っ
て、上記要件を満たすように異種のセパレータを選択し
た場合には、異常高温伏態での異常自己発熱を抑える効
果があることが明らかとなった。
的機械特性を有している２種類のセパレータを用い、且
つそれぞれをＡ層及びＢ層として、 Ａ及びＢ層のシャットダウン温度をＴＳＡ、ＴＳＢ
（℃） Ａ及びＢ層の溶融温度をＴＭＡ、ＴＭＢ（℃） とした場合に、 １１０≦ＴＳＡ≦１８０ 且つ ＴＭＢ−ＴＳＡ＞１０ 若しくは、両方がシャットダウン特性を有する場合、 １１０≦ＴＳＡ≦１８０ 且つ ＴＳＢ−ＴＳＡ＞１０ を満たすようにセパレータ材質を選択しているサンプル
１〜３までは、１５０℃保持でＯＫであるが、上記要件
を満たさないサンプル４及び５は、ＮＧである。従っ
て、上記要件を満たすように異種のセパレータを選択し
た場合には、異常高温伏態での異常自己発熱を抑える効
果があることが明らかとなった。
【００６４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る非水電解液電池によれば、同一電極体内部に異なる熱
的機械特性を有する２種以上のセパレータを設けたの
で、低熱的機械特性側でシャットダウンを生じさせ、高
熱的機械特性側のセパレータを挟んだ電極間で電池反応
を持続させることによって、その電極をなす正極及び負
極活物質の充電状態を低下させ、自己発熱を抑制して耐
熱安定性を向上させることができる。この結果、耐熱安
全性に優れた非水電解液電池を提供することができる。
る非水電解液電池によれば、同一電極体内部に異なる熱
的機械特性を有する２種以上のセパレータを設けたの
で、低熱的機械特性側でシャットダウンを生じさせ、高
熱的機械特性側のセパレータを挟んだ電極間で電池反応
を持続させることによって、その電極をなす正極及び負
極活物質の充電状態を低下させ、自己発熱を抑制して耐
熱安定性を向上させることができる。この結果、耐熱安
全性に優れた非水電解液電池を提供することができる。
【図１】本発明に係る非水電解液電池の電極体の一部分
を展開し且つ切り欠いた斜視図である。
を展開し且つ切り欠いた斜視図である。
１…非水電解液電池、３…正極、５ａ，５ｂ…セパレー
タ、７…負極、９…電極体、１１…外装缶、１３…絶縁
ガスケット、１５…封口蓋群、１７…負極リード、１９
…ボトムインシュレータ、２１…トップインシュレー
タ、２３…センターピン、２５…正極リード、２９…Ｐ
ＴＣ素子
タ、７…負極、９…電極体、１１…外装缶、１３…絶縁
ガスケット、１５…封口蓋群、１７…負極リード、１９
…ボトムインシュレータ、２１…トップインシュレー
タ、２３…センターピン、２５…正極リード、２９…Ｐ
ＴＣ素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H021 AA02 BB17 CC02 CC04 EE04 EE07 EE11 EE28 HH06 5H029 AJ12 AK03 AK05 AK07 AL06 AL07 AL08 AL12 AL16 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 DJ04 DJ15 EJ11 EJ12 EJ14 HJ14
Claims (15)
- 【請求項１】 少なくとも一対の帯状の正極及び負極
と、２種以上の帯状のセパレータとが巻回されてなる電
極体を有する非水電解液電池において、 上記２種以上のセパレータの熱的機械特性がそれぞれ異
なることを特徴とする非水電解液電池。 - 【請求項２】 上記２種以上のセパレータのうちシャッ
トダウン特性を有するものと、シャットダウン特性を有
さないものとが混在することを特徴とする請求項１記載
の非水電解液電池。 - 【請求項３】 上記シャットダウン特性のシャットダウ
ン温度が、１３０〜１７０℃の範囲にあることを特徴と
する請求項２記載の非水電解液電池。 - 【請求項４】 上記２種以上のセパレータがシャットダ
ウン特性を有し、且つ該シャットダウン特性のシャット
ダウン温度が１０℃以上異なることを特徴とする請求項
１記載の非水電解液電池。 - 【請求項５】 上記シャットダウン温度が１１０〜１８
０℃の範囲であることを特徴とする請求項４記載の非水
電解液電池。 - 【請求項６】 上記２種以上のセパレータが溶融し、そ
の溶融温度が１０℃以上異なることを特徴とする請求項
１記載の非水電解液電池。 - 【請求項７】 少なくとも１種以上のセパレータがシャ
ットダウン特性を有し、且つその他の１種以上が溶融す
ることを特徴とする請求項１記載の非水電解液電池。 - 【請求項８】 上記シャットダウン温度が、１１０〜１
８０℃の範囲内にあり且つ溶融する他の１種以上のセパ
レータの溶融温度より１０℃以上低いことを特徴とする
請求項７記載の非水電解液電池。 - 【請求項９】 上記負極及び上記正極が、リチウムのド
ープ・脱ドープ可能な材料からなることを特徴とする請
求項１記載の非水電解液電池。 - 【請求項１０】 上記負極が、炭素材料を含有すること
を特徴とする請求項１記載の非水電解液電池。 - 【請求項１１】 上記正極が、リチウム含有遷移金属酸
化物を含有することを特徴とする請求項１記載の非水電
解液電池。 - 【請求項１２】 上記２種以上のセパレータのうち一方
が他方と異なる材質からなることを特徴とする請求項１
記載の非水電解液電池。 - 【請求項１３】 上記セパレータのうち１種以上が、ポ
リオレフィンフィルム、織布又は不織布のいずれかを材
質としてなることを特徴とする請求項１記載の非水電解
液電池。 - 【請求項１４】 上記ポリオレフィンフィルムが、ポリ
プロピレン、ポリエチレンのいずれかであることを特徴
とする請求項１３記載の非水電解液電池。 - 【請求項１５】 上記織布が、ガラス繊維、ポリイミド
繊維、ポリアミド繊維、セルロースのいずれかであるこ
とを特徴とする請求項１３記載の非水電解液電池。
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