JP2002042891A

JP2002042891A - 薄型リチウム二次電池

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Publication number: JP2002042891A
Application number: JP2000227119A
Authority: JP
Inventors: Koji Kano; 幸司加納; Masahiro Iwahisa; 正裕岩久; Seiji Hibino; 聖二日比野
Original assignee: Toshiba Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 2000-07-27
Filing date: 2000-07-27
Publication date: 2002-02-08

Abstract

(57)【要約】【課題】発電要素に注入した非水電解液を均一に分散
して利用率等の性能を向上した薄型リチウム二次電池を
提供する。【解決手段】正極と、負極と、これら正負極間に配置
されたセパレータとからなる発電要素を備え、前記正負
極およびセパレータが少なくとも非水電解液およびこの
電解液を保持する機能を有するポリマーを含有し、かつ
前記発電要素が非水電解液を含有して膨潤した時、発電
要素の面積（ｍｍ²）／発電要素の厚さ（ｍｍ）が２５
０〜１５０００である薄型リチウム二次電池であって、
前記非水電解液はパーフルオロアルキル基を有するアニ
オン性界面活性剤およびパーフルオロアルキル基を有す
るノニオン性界面活性剤から選ばれる少なくとも１つの
界面活性剤を０．０１〜１．０質量％含有することを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄型リチウム二次
電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の発達にともない、小型
で軽量、かつエネルギー密度が高く、更に繰り返し充放
電が可能な非水電解液二次電池の開発が要望されてい
る。このような二次電池としては、リチウムまたはリチ
ウム合金を活物質とする負極と、モリブデン、バナジウ
ム、チタンあるいはニオブなどの酸化物、硫化物もしく
はセレン化物を活物質として含む正極と、非水電解液と
を具備したリチウム二次電池が知られている。

【０００３】また、最近では負極に例えばコークス、黒
鉛、炭素繊維、樹脂焼成体、熱分解気相炭素のようなリ
チウムイオンを吸蔵放出する炭素質材料を含むものを用
い、正極としてリチウムコバルト酸化物やリチウムマン
ガン酸化物を含むものを用いるリチウムイオン二次電池
の開発、商品化が活発に行われている。

【０００４】ところで、二次電池のさらなる軽量化及び
小型化を目的として、例えば米国特許公報第５，２９
６，３１８号に開示されているように、ポリマーリチウ
ム二次電池が開発されている。このポリマーリチウム二
次電池（薄型リチウム二次電池）は、活物質、非水電解
液及びこの電解液を保持するポリマーを含む正極層が集
電体に担持された構造の正極と、活物質、非水電解液及
びこの電解液を保持するポリマーを含む負極層が集電体
に担持された構造の負極と、前記正負極の間に配置さ
れ、非水電解液及びこの電解液を保持するポリマーを含
む電解質シートからなるセパレータとを備える。このポ
リマーリチウム二次電池は、非水電解液がポリマーに保
持されていることから実質的に液体成分を含まず、かつ
正負極及びセパレータが一体化されているため、外装材
にラミネートフィルムのような簡易なものを用いること
ができる。このため、前記二次電池は、薄形、軽量で、
かつ安全性に優れるという特長を有する。また、ポリマ
ーリチウム二次電池は、非水電解液未含浸の正負極の間
に非水電解液未含浸のセパレータを配置し、加熱加圧に
よりこれらを一体化させて積層物を作製し、前記積層物
に含まれる可塑剤を除去した後、非水電解液を含浸さ
せ、得られた発電要素を外装材で密封することにより製
造される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような薄型リチウ
ム二次電池においては、反応性を高めるために正極層、
負極層を薄くしている。また、集電体として金属箔を用
いているため、非水電解液を透過せずに端面からの吸液
が主となる。しかしながら、前記薄型リチウム二次電池
は、厚さに対する面積の比が大きく、セパレータの非水
電解液による膨潤性が高いため、必要量の電解液を前記
発電要素に注入した場合、部分的に電解液が不足する箇
所が生じて充放電サイクル特性がの低下する恐れがあっ
た。

【０００６】本発明は、発電要素に注入した非水電解液
を均一に分散して利用率等の性能を向上した薄型リチウ
ム二次電池を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る薄型リチウ
ム二次電池は、正極と、負極と、これら正負極間に配置
されたセパレータとからなる発電要素を備え、前記正負
極およびセパレータが少なくとも非水電解液およびこの
電解液を保持する機能を有するポリマーを含有し、かつ
前記発電要素が非水電解液を含有して膨潤した時、発電
要素の面積（ｍｍ²）／発電要素の厚さ（ｍｍ）が２５
０〜１５０００である薄型リチウム二次電池であって、
前記非水電解液は、パーフルオロアルキル基を有するア
ニオン性界面活性剤およびパーフルオロアルキル基を有
するノニオン性界面活性剤から選ばれる少なくとも１つ
の界面活性剤を０．０１〜１．０質量％含有することを
特徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る薄型リチウム
二次を図１，図２を参照して説明する。

【０００９】図１は本発明に係る薄型リチウム二次電池
の一例を示す平面図、図２は図１の薄型リチウム二次電
池を示す断面図である。

【００１０】この薄型リチウム二次電池は、正極１と、
負極２と、前記正極１および前記負極２の間に配置され
るセパレータ３とが一体化されたものを主体とする発電
要素を備える。この発電要素は、非水電解液を含有して
膨潤した時、発電要素の面積をＳ（ｍｍ²）、その厚さ
をｔ（ｍｍ）とすると、Ｓ／ｔ＝２５０〜１５０００、
好ましくはＳ／ｔ＝５００〜１００００を満たす。

【００１１】前記正極１は、多孔質集電体４と、前記集
電体４の両面に接着された正極層５とからなる。前記負
極２は、多孔質集電体６と、前記集電体６の両面に接着
された負極層７とからなる。

【００１２】帯状の正極端子８は、前記各正極１の集電
体４と接続されてその正極１の外部に延出されている。
帯状の負極端子９は、前記負極２の集電体６と接続され
てその負極２の外部に延出されている。例えば帯状アル
ミニウム板からなる正極リード１０は、前記２つの正極
端子８と接続されている。例えば帯状銅板からなる負極
リード１１は、前記負極端子９と接続されている。この
ような構成の発電要素は、水分に対してバリア機能を有
する外装材１２内に前記正極リード１０及び前記負極リ
ード１１が前記外装材１２から外部に延出するように収
納、密封されている。

【００１３】前記薄型リチウム二次電池の正極１、負極
２、セパレータ３および外装材１２としては、例えば、
以下に説明するものを用いることができる。

【００１４】（１）正極１この正極１は、多孔質集電体４と、前記集電体４の両面
に接着され、正極活物質、非水電解液及びこの電解液を
保持するポリマーを含む正極層５とからなる。

【００１５】前記正極活物質としては、種々の酸化物
（例えばＬｉＭｎ₂ Ｏ₄ などのリチウムマンガン複合酸
化物、二酸化マンガン、例えばＬｉＮｉＯ₂ などのリチ
ウム含有ニッケル酸化物、例えばＬｉＣｏＯ₂ などのリ
チウム含有コバルト酸化物、リチウム含有ニッケルコバ
ルト酸化物、リチウムを含む非晶質五酸化バナジウムな
ど）や、カルコゲン化合物（例えば、二硫化チタン、二
硫化モリブテンなど）等を挙げることができる。中で
も、リチウムマンガン複合酸化物、リチウム含有コバル
ト酸化物、リチウム含有ニッケル酸化物を用いるのが好
ましい。

【００１６】前記非水電解液は、非水溶媒に電解質を溶
解することにより調製される。

【００１７】前記非水溶媒としては、エチレンカーボネ
ート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチ
レンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（Ｄ
ＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチ
ルカーボネート（ＥＭＣ）、γ−ブチロラクトン（γ−
ＢＬ）、スルホラン、アセトニトリル、１，２−ジメト
キシエタン、１，３−ジメトキシプロパン、ジメチルエ
ーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテ
トラヒドロフラン等を挙げることができる。前記非水溶
媒は、単独で使用しても、２種以上混合して使用しても
良い。

【００１８】前記電解質としては、例えば、過塩素酸リ
チウム（ＬｉＣｌＯ₄ ）、六フッ化リン酸リチウム（Ｌ
ｉＰＦ₆ ）、ホウ四フッ化リチウム（ＬｉＢＦ₄ ）、六
フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ₆ ）、トリフルオロメ
タンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ₃ ＳＯ₃ ）等のリチ
ウム塩を挙げることができる。

【００１９】前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量
は、０．２ｍｏｌ／ｌ〜２ｍｏｌ／ｌとすることが望ま
しい。

【００２０】前記ポリマーは、例えば物理的ゲルまたは
化学架橋構造を有し、非水電解液を保持する機能の他に
結着機能を有する。かかるポリマーとしては、例えば、
ポリエチレンオキサイド誘導体、ポリプロピレンオキサ
イド誘導体、前記誘導体を含むポリマー、ポリテトラフ
ルオロプロピレン、ビニリデンフロライド（ＶｄＦ）と
ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）との共重合体、ポ
リビニリデンフロライド（ＰＶｄＦ）等を用いることが
できる。中でも、ＶｄＦを含む樹脂が好ましい。

【００２１】前記正極は、導電性を向上する観点から導
電性材料を含むことを許容する。この導電性材料として
は、例えば、人造黒鉛、カーボンブラック（例えばアセ
チレンブラックなど）、ニッケル粉末等を挙げることが
できる。

【００２２】多孔質集電体としては、例えば、アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金からなる箔、メッシュ、エ
キスパンドメタル、パンチドメタル等を用いることがで
きる。

【００２３】（２）負極２この負極２は、多孔質集電体６と、前記集電体６の両面
に積層され、活物質、非水電解液及びこの電解液を保持
するポリマーを含む負極層７とからなる。

【００２４】前記負極活物質としては、リチウムイオン
を吸蔵・放出する炭素質材料を挙げることができる。か
かる炭素質材料としては、例えば、有機高分子化合物
（例えば、フェノール樹脂、ポリアクリロニトリル、セ
ルロース等）を焼成することにより得られるもの、コー
クスや、メソフェーズピッチを焼成することにより得ら
れるもの、人造グラファイト、天然グラファイト等に代
表される炭素質材料を挙げることができる。中でも、ア
ルゴンガスや窒素ガスのような不活性ガス雰囲気におい
て、５００℃〜３０００℃の温度で、常圧または減圧下
にて前記メソフェーズピッチを焼成して得られる炭素質
材料を用いるのが好ましい。

【００２５】前記非水電解液としては、前述した正極で
説明したものと同様なものが用いられる。

【００２６】前記ポリマーは、非水電解液を保持する機
能の他に結着機能を有していることが望ましい。かかる
ポリマーとしては、前述した正極で説明したものと同様
な種類のポリマーを用いることができ、中でもＶｄＦを
含む樹脂が好ましい。

【００２７】多孔質集電体には、例えば、銅または銅合
金からなる箔、メッシュ、エキスパンドメタル、パンチ
ドメタル等を用いることができる。

【００２８】（３）セパレータ３このセパレータ３は、非水電解液及びこの電解液を保持
する機能を有するポリマーを含む。

【００２９】前記非水電解液としては、前述した正極で
説明したのと同様なものを挙げることができる。

【００３０】前記ポリマーは、非水電解液を保持する機
能の他に結着機能を有していることが望ましい。かかる
ポリマーとしては、前述した正極で説明したものと同様
な種類のポリマーを用いることができ、中でもＶｄＦ―
ＨＦＰ共重合体が好ましい。

【００３１】前記セパレータは、強度を更に向上させる
観点から、さらに有機フィラー、あるいは酸化硅素粉末
のような無機フィラーを含有することを許容する。

【００３２】（４）外装材１２この外装材１２は、例えば、少なくとも封止部に熱融着
性樹脂が配され、かつ内部にアルミニウム（Ａｌ）のよ
うな金属薄膜を介在させたラミネートフィルムからなる
ことが好ましい。具体的には、封止部側から外面に向け
て積層した酸変性ポリプロピレン（ＰＰ）／ポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴ）／Ａｌ箔／ＰＥＴのラミネ
ートフィルム；酸変性ＰＥ／ナイロン／Ａｌ箔／ＰＥＴ
のラミネートフィルム；アイオノマー／Ｎｉ箔／ＰＥ／
ＰＥＴのラミネートフィルム；エチレンビニルアセテー
ト（ＥＶＡ）／ＰＥ／Ａｌ箔／ＰＥＴのラミネートフィ
ルム；アイオノマー／ＰＥＴ／Ａｌ箔／ＰＥＴのラミネ
ートフィルム等を用いることができる。ここで、封止部
側の酸変性ＰＥ、酸変性ＰＰ、アイオノマー、ＥＶＡ以
外のフィルムは防湿性、耐通気性、耐薬品性を担ってい
る。

【００３３】前記発電要素を構成する正負極およびセパ
レータ中の非水電解液は、パーフルオロアルキル基を有
するアニオン性界面活性剤およびパーフルオロアルキル
基を有するノニオン性界面活性剤から選ばれる少なくと
も１つの界面活性剤を０．０１〜１．０質量％含有す
る。このパーフルオロアルキル基を有するアニオン性界
面活性剤としては、例えばパーフルオロオクタンスルホ
ン酸リチウム等を、前記パーフルオロアルキル基を有す
るノニオン性界面活性剤としては例えばパーフルオロア
ルキルエチレンエキサイド付加物等を用いることができ
る。このような界面活性剤の含有量（添加量）を非水電
解液に対して０．０１質量％未満にすると、非水電解液
を正負極（正極層、負極層）およびセパレータに均一に
分散させることが困難になる。一方、界面活性剤の含有
量（添加量）を非水電解液に対して１．０質量％を超え
ると利用率が低下する恐れがある。より好ましい前記界
面活性剤の非水電解液に対する含有量（添加量）は０．
０５〜０．５質量％である。

【００３４】なお、前述した図１において負極の集電体
として多孔質構造を有するものを用いる例を説明した
が、銅箔のような金属箔を用いてもよい。また、前述し
た図１の正極においては、多孔質集電体の両面に正極層
を担持させたが、多孔質集電体の片面のみに正極層を担
持させてもよい。

【００３５】また、前述した図１において正極、電解質
層、負極、電解質層及び正極がこの順番に積層された５
層構造の発電要素を用いる例を説明したが、これに限ら
ず、例えば、正極、電解質層及び負極からなる３層構造
の発電要素を用いてもよい。３層構造の発電要素は、多
孔質集電体の両面に正極層が担持された構造の正極と、
多孔質集電体の両面に負極層が担持された構造の負極
と、前記正負極の間に配置された電解質層とからなる構
造を有するか、もしくはアルミニウム箔のような金属箔
の片面に正極層が担持された構造の正極と、銅箔のよう
な金属箔の片面に負極層が担持された構造の負極と、前
記正負極層の間に配置された電解質層とからなる構造を
有することができる。

【００３６】以上説明した本発明によれば、正負極およ
びセパレータからなる発電要素が非水電解液を含有して
膨潤した時、発電要素の面積（ｍｍ²）／発電要素の厚
さ（ｍｍ）が２５０〜１５０００である大面積構造にお
いて、前記発電要素中の非水電解液にパーフルオロアル
キル基を有するアニオン性界面活性剤およびパーフルオ
ロアルキル基を有するノニオン性界面活性剤から選ばれ
る少なくとも１つの界面活性剤を０．０１〜１．０質量
％含有させることによって、前記非水電解液を正負極
（正極層、負極層）およびセパレータの全体に亘って均
一に分散させることができる。その結果、低抵抗で利用
率の高い薄型リチウム二次電池を得ることができる。

【００３７】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を詳細に説明
する。

【００３８】（実施例１）＜非水電解液未含浸の正極の作製＞活物質として組成式
がＬｉＣｏＯ₂ で表されるリチウムコバルト複合酸化物
９０質量％と、グラファイト６質量％と、ポリビニリデ
ンフロライド（ＰＶｄＦ）４質量％とをＮ−メチル−２
−ピロリドン（ＮＭＰ）中で混合してスラリーを調製し
た。このスラリーをアルミニウム箔上に塗布し、乾燥す
ることにより２００ｇ／ｍ²の非水電解液未含浸正極を
作製した。

【００３９】＜非水電解液未含浸の負極の作製＞メソフ
ェーズピッチ炭素繊維９０質量％と、ポリビニリデンフ
ロライド（ＰＶｄＦ）１０質量％とをＮ−メチル−２−
ピロリドン（ＮＭＰ）中で混合してスラリーを調製し
た。このスラリーを銅箔上に塗布し、乾燥することによ
り１００ｇ／ｍ²の非水電解液未含浸負極を作製した。

【００４０】＜セパレータの作製＞まず、ポリビニリデ
ンフロライド（ＰＶｄＦ）をＮ−メチル−２−ピロリド
ン（ＮＭＰ）中で溶解し、この溶液にポリアクリロニト
リル（ＰＡＮ）粉末を分散させた。このスラリーをガラ
ス板上に塗布した後、純水中に浸漬し、乾燥することに
よって、セパレータ前駆体シートを作製した。つづい
て、このシートをさらにエチレン−酢酸ビニル共重合体
の水性分散液に浸漬し、乾燥を行なうことによって、非
水電解液未含浸セパレータを作製した。

【００４１】＜非水電解液の調製＞エチレンカーボネー
ト（ＥＣ）とエチルメチルカーボネート（ＭＥＣ）が体
積比で１：２の割合で混合された非水溶媒に電解質とし
てのＬｉＰＦ₆ をその濃度が１ｍｏｌ／ｌになるように
溶解させ、さらにパーフルオロオクタンスルホン酸リチ
ウム（アニオン性界面活性剤）を０．１質量％添加して
非水電解液を調製した。

【００４２】＜電池組立＞前記非水電解液未含浸正極を
５０ｍｍ×５０ｍｍ、前記非水電解液未含浸負極を５５
ｍｍ×５５ｍｍ、前記非水電解液未含浸セパレータを６
０ｍｍ×６０ｍｍにそれぞれ裁断し、これらを非水電解
液未含浸正極、非水電解液未含浸セパレータ、非水電解
液未含浸負極の寿で積層士、１２０℃で加熱プレスして
一体化した。つづいて、前記正極および負極にアルミニ
ウムリード、銅リードをそれぞれ溶接した後、最外層か
らポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ア
ルミニウム箔およびポリエチレン（ＰＥ）の順序に積層
されたラミネートフィルム内に前記各リードが外部に延
出するように配置し、非水電解液の注入口を除く３辺を
熱シールして前記ラミネートフィルムからなる外装材内
に収納した。この後、この外装材の注入口を通して前記
非水電解液０．３ｇを注入し、その注入部を熱シールし
て封口することにより薄型リチウム二次電池を組立て
た。この時、非水電解液の含浸により膨潤した正負極お
よびセパレータからなる発電要素の面積（ｍｍ²）／厚
さ（ｍｍ）の比が７０００であった。

【００４３】（実施例２）非水電解液としてパーフルオ
ロオクタンスルホン酸リチウム（アニオン性界面活性
剤）を０．０５質量％添加したものを用いた以外、実施
例１と同様な薄型リチウム二次電池を組立てた。

【００４４】（実施例３）非水電解液としてパーフルオ
ロオクタンスルホン酸リチウム（アニオン性界面活性
剤）を０．０１質量％添加したものを用いた以外、実施
例１と同様な薄型リチウム二次電池を組立てた。

【００４５】（実施例４）非水電解液としてパーフルオ
ロオクタンスルホン酸リチウム（アニオン性界面活性
剤）を０．５質量％添加したものを用いた以外、実施例
１と同様な薄型リチウム二次電池を組立てた。

【００４６】（実施例５）非水電解液としてパーフルオ
ロオクタンスルホン酸リチウム（アニオン性界面活性
剤）を１．０質量％添加したものを用いた以外、実施例
１と同様な薄型リチウム二次電池を組立てた。

【００４７】（比較例１）非水電解液として界面活性剤
無添加のものを用いた以外、実施例１と同様な薄型リチ
ウム二次電池を組立てた。

【００４８】（比較例２）非水電解液としてパーフルオ
ロオクタンスルホン酸リチウム（アニオン性界面活性
剤）を２．０質量％添加したものを用いた以外、実施例
１と同様な薄型リチウム二次電池を組立てた。

【００４９】（実施例６）発電要素の面積（ｍｍ²）／
厚さ（ｍｍ）の比を２８００にした以外、実施例１と同
様な薄型リチウム二次電池を組立てた。

【００５０】（実施例７）発電要素の面積（ｍｍ²）／
厚さ（ｍｍ）の比を３５０にした以外、実施例１と同様
な薄型リチウム二次電池を組立てた。

【００５１】（実施例８）発電要素の面積（ｍｍ²）／
厚さ（ｍｍ）の比を３５００にした以外、実施例１と同
様な薄型リチウム二次電池を組立てた。

【００５２】（比較例３）発電要素の面積（ｍｍ²）／
厚さ（ｍｍ）の比を１８０００にした以外、実施例１と
同様な薄型リチウム二次電池を組立てた。

【００５３】（実施例９）非水電解液としてパーフルオ
ロアルキルエチレンオキシド付加物（ノニオン性界面活
性剤）を０．１質量％添加したものを用いた以外、実施
例１と同様な薄型リチウム二次電池を組立てた。

【００５４】（比較例４）非水電解液としてパーフルオ
ロアルキルトリメチルアンモニウム塩（カチオン性界面
活性剤）を０．１質量％添加したものを用いた以外、実
施例１と同様な薄型リチウム二次電池を組立てた。

【００５５】（比較例５）非水電解液としてパーフルオ
ロアルキルアミノスルホン酸塩（両性界面活性剤）を
０．１質量％添加したものを用いた以外、実施例１と同
様な薄型リチウム二次電池を組立てた。

【００５６】得られた実施例１〜９および比較例１〜５
の薄型リチウム二次電池について、非水電解液を外装材
内に注入した後、１時間経過、６時間経過、１２時間経
過、２４時間経過、した後に交流法によって抵抗値を測
定して発電要素中の非水電解液の分布状態を調べた。こ
の結果を下記表１に示す。

【００５７】また、２４時間経過後に充電を０．２Ｃ相
当で終止電圧４．２Ｖの定電流定電圧方式にて行ない、
放電を０．２Ｃの定電流方式で行ない、充電−放電−充
電−放電−充電のサイクルを行ない、さらに１．０Ｃ相
当で放電を行ない、２回目の放電時の容量（１００％）
に対する容量比率（％）を測定した。この放電後の抵抗
値を交流法により測定した。さらに、前記放電後に電池
を分解して電極表面の非水電解液の分布状態を目視検査
した。

【００５８】これらの結果を下記表２に示す。

【００５９】

【表１】

【００６０】

【表２】

【００６１】前記表１から明らかなように、アニオン性
およびノニオン性の界面活性剤を添加した非水電解液を
有する実施例１〜９の二次電池は非水電解液の浸透性が
速くなり、発電要素全体に非水電解液が浸透するため、
界面活性剤無添加の非水電解液を有する比較例１の二次
電池に比べて抵抗値が低くなることがわかる。また、発
電要素の面積／厚さの比が高くなると電解液の浸透性が
低くなることがわかる。

【００６２】前記表２から明らかなように、アニオン性
およびノニオン性の界面活性剤を０．０１〜１．０質量
％添加した非水電解液を有する実施例１〜９の二次電池
は８３〜８９％と高い利用率を有することがわかる。

【００６３】これに対し、界面活性剤無添加の非水電解
液を有する比較例１の二次電池は、抵抗値が高く、かつ
利用率も低い。これは、放電後の分解、目視検査により
発電要素全体に非水電解液が十分に浸透しなかったこと
に起因する。

【００６４】アニオン性界面活性剤を本発明の上限値
（１．０質量％）より多い２．０質量％添加した非水電
解液を有する比較例２の二次電池は、抵抗値が高く、か
つ利用率も低い。これは、放電後の分解、目視検査によ
り発電要素全体に非水電解液が十分に浸透しているもの
の、界面活性剤の添加量の増加による電極反応が阻害さ
れて利用率が低くなったものと予想される。

【００６５】界面活性剤としてカチオン性、両性の界面
活性剤を０．１質量％添加した非水電解液を有する比較
例４，５の二次電池は利用率が低くなる。

【００６６】以上の結果から、本発明に係る薄型リチウ
ム二次電池（発電要素の面積／厚さの比率が２５０〜１
５０００）において非水電解液に添加する界面活性剤は
全て適用できるものではなく、特定の界面活性剤、つま
りアニオン性およびノニオン性の界面活性剤を用い、か
つ添加量も０．０１〜１．０質量％に規定することによ
って、内部抵抗を低減して利用率の向上等を達成するこ
とが可能になる。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、発
電要素に注入した非水電解液を均一に分散して利用率等
の性能を向上した薄型リチウム二次電池を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る薄型リチウム二次電池を示す断面
図。

【図２】図１の薄型リチウム二次電池を示す断面図。

【符号の説明】

１…正極、２…負極、３…セパレータ、４…正極集電体、５…正極層、６…負極集電体、７…負極層、１２…外装材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者日比野聖二東京都品川区南品川３丁目４番10号東芝電池株式会社内Ｆターム(参考） 5H021 EE02 EE10 EE33 EE34 HH01 5H029 AJ03 AK03 AL06 AL07 AL08 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ04 DJ04 DJ09 HJ01 HJ04 HJ07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極と、負極と、これら正負極間に配置
されたセパレータとからなる発電要素を備え、前記正負
極およびセパレータが少なくとも非水電解液およびこの
電解液を保持する機能を有するポリマーを含有し、かつ
前記発電要素が非水電解液を含有して膨潤した時、発電
要素の面積（ｍｍ²）／発電要素の厚さ（ｍｍ）が２５
０〜１５０００である薄型リチウム二次電池であって、前記非水電解液は、パーフルオロアルキル基を有するア
ニオン性界面活性剤およびパーフルオロアルキル基を有
するノニオン性界面活性剤から選ばれる少なくとも１つ
の界面活性剤を０．０１〜１．０質量％含有することを
特徴とする薄型リチウム二次電池。
【請求項２】前記セパレータは、物理的ゲルまたは化
学架橋構造を有するポリマーにより前記非水電解液を保
持していることを特徴とする請求項１記載の薄型リチウ
ム二次電池。