JPH01105477A - 積層型リチウム２次電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は積層型リチウム２次電池に関するものであり
、特に、正極材料に導電性高分子を用いた積層型リチウ
ム２次電池に関するものである。

［従来の技術］ 各種アルカリ金属またはアルカリ土類金属を負極とし、
導電性高分子を正極に用いた２次電池が検討されている
。正極および負極を適当な電解液中で対向させて配置し
、充放電を行なうと、充電時には電解質カチオンが負極
上に析出し、電解質アニオンは正極内にドープされる。

放電時には、この逆反応が起こることで可逆的な充放電
を継続することができる。電解質アニオンが可逆的なド
ープ・脱ドープ可能な正極は、一般にポリピロール、ポ
リチオフェン、ポリアニリン等の、ヘテロ原子を含む五
員環構造または芳香環構造を有する導電性高分子で形成
される。これらのポリマーは、電界重合法または化学重
合法により得られる。負極にはリチウムが最も一般的に
使用される。これは、リチウムを使用したときには、単
電池の起電力が約３■であるものが得られ、実用的に利
点が大きいと考えられるからである。ただし、リチウム
は空気中の酸素および水と容易に反応し、その活性を落
とすという性質があるため、電池の構成には十分な注意
を払う必要がある。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、正極に導電性高分子を用いたリチウム２次電
池は約３ｖの高い起電力が得られるものの、充放電を行
なうことのできる電流密度はたかだか５ｍＡｃｍ−２で
ある。したがって、大きな出力を取出すためには、大面
積の電極からなる電池を作製する必要がある。しかしな
がら、リチウム２次電池を組立てる際、空気と水分に対
して活性なリチウムを取扱うために、不活性ガス気流下
で作業を行なう必要がある。そのため、大面積の電極を
作製するのは、実際上非常に困難となり、大容量のリチ
ウム２次電池を作製し難いという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、製造方法が簡単な、かつ大容量を有するリチ
ウム２次電池を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係るリチウム２次電池は、集電板の片側また
は両側に導電性高分子を作製させてなる正極と、集電板
の片側または両側にリチウムまたはリチウム合金を作製
させてなる負極とを備え、これらを交互に積層させてな
るものである。

［作用］ 正極と負極を複数個積層させるので、実質的に、電極の
面積は大きくなる。また、取扱い容易な範囲の面積を有
する正極および負極を取扱うので、不活性ガス気流下で
作業を行なっても、作製上の大きな困難は生じない。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例に係る積層型リチウム２次
電池の断面模式図である。

実施例に係る２次電池は、正極集電板１の両側に正極材
料２を作製させてなる正極と、負極東電板３の両側に負
極材料４を作製させてなる負極とを備え、これらを適当
な隔膜５を介して、交互に積層した構造のものである。

両端に押さえ板６が設置される。これら正極集電板１、
負極集電板３、押え板６を互いにビス止めする等の適当
な方法で固定することにより、正極集電板１と負極集電
板３が固定される。これにより、積層した電極の積層構
造が保たれる。一番端の正極には、正極集電板１の片側
にのみ正極材料が作製されているものを用いたが、両側
に正極材料が作製されていてもよいのはもちろんである
。

正極には、アニリン、ピロール、チオフェンまたはこれ
らの誘導体を正極集電板またとえばグラファイト板ある
いはステンレスメツシュ上で電界重合させてなるものを
用いた。しかし、これらのものに限定されるものではな
い。負極には、負極集電板３たとえばアルミニウム金属
あるいはステンレスメツシュ上に、リチウムを圧着させ
たものまたは電解還元によりリチウム薄膜を形成させた
ものを用いた。しかし、負極集電板３にＬｉ−Ａ立合金
等を形成させたものを用いてもよい。

これらの正極および負極のそれぞれを電気的に接続し、
並列構造の電池とする。このような積層型の構造を持た
せることによって、実質的に電極面積を大きくでき、大
きな容量を有するリチウム２次電池とすることができる
。また、これら正極および負極は取扱い容易な面積のも
のであるので、作製上の困難性はない。

なお、積層数は構成すべき２次電池の容量に応じて任意
に設定できるものであり、実施例のものに限定されない
。また、積層数は奇数でも偶数でもよい。また、一番端
の電極は正極であっても負極であってもよい。

実験例 正極には、グラファイト板上でピロールを電解重合させ
たものを用いた。負極には、リチウム金属を用いた。電
解液７には、ＬｉＢＦ４１Ｍを溶解したプロピレンカー
ボネート液を用いた。そして、第１図に示す積層型リチ
ウム２次電池を構成した。電池性能を調べたところ、同
一の積層型リチウム２次電池で、０．３Ｗにおいて９３
．２％のエネルギ効率、０．６Ｗにおいて、８７．７％
のエネルギ効率を得た。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明によれば、集電板の片側
または両側に導電性高分子を作製させてなる正極と、集
電板の片側または両側にリチウムまたはリチウム合金を
作製させてなる負極とを備え、これらを交互に積層させ
ている。そのため、積層させた分だけ電極の面積が大き
くなり、電池容量の大きいリチウム２次電池が得られる
。また、製造にあたっても、一般に使用されている大き
さの集電板にリチウムまたはリチウム合金を作製し、こ
れを複数個積層させるだけであるので、作製作業は容易
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の断面模式図である。 図において、１は正極集電板、２は導電性高分子、３は
負極集電板、４はリチウムまたはりチウム合金、５は隔
膜、６は押え板、７は電解液である。 手続補正書 １、事件の表示 昭和６２年特許願第　２６３２５９　　号２、発明の名
称 積層型リチウム２次電池 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　大阪市東区北浜５丁目１５番地名　称　　（
２１３）住友電気工業株式会社代表者　用上哲部 ４、代理人 住　所　　大阪市北区南森町２丁目１番２９号　住友銀
行南森町ビル６、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄および発明の詳細な説明の
欄 ７、補正の内容 （１）　特許請求の範囲を別紙のとおり補正する。 （２）　明細書第６頁第１４行目の「実験例」を「実施
例１」と補正する。 （３）　明細書第７頁第３行の「のエネルギ効率を得た
。」を下記の文章に訂正する。 記 のエネルギ効率を得た。 実施例２ 正極に、ステンレスメツシュ上にアニリンを電解重合さ
せたものを使用した以外は、実施例１と全く同様の、第
１図に示す、積層型リチウム２次電池を構成した。電池
充放電測定を行なったところ、０．３Ｗ級電池で９７．
５％のエネルギ効率を得、０．６Ｗ級電池で９５．３％
のエネルギ効　　・率を得た。 　２　一 実施例３ 実施例２と同様に、正極にポリアニリンを使用し、さら
に積層セル数を増やし、ＩＷ級電池および１０Ｗ級電池
を作製した。電池充放電測定を行なったところ、ＩＷ級
電池において９５．２％のエネルギ効率を得、１０Ｗ級
電池において９２゜４％のエネルギ効率を得た。 以上 ２、特許請求の範囲 （１）　集電板の片側または両側に導電性高分子を作製
させてなる正極と、 集電板の片側または両側にリチウムまたはリチウム合金
を作成させてなる負極とを備え、これらを交互に積層さ
せてなる積層型リチウム２次電池。 （２）　前記導電性高分子は、アニリン、ピロール、チ
オフェンまたはこれらの誘導体を重合して得られたもの
である特許請求範囲第１項記載の積層型リチウム２次電
池。 （３）　前記正極の集電板にグラファイト板もしくは金
属メツシュを用い、前記負極の集電板にアルミニウム、
ステンレス、ニッケルなどの金属メツシュを用いる特許
請求の範囲第１項または第２項記載の積層型リチウム２
次電池。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）集電板の片側または両側に導電性高分子を作製さ
   せてなる正極と、 集電板の片側または両側にリチウムまたはリチウム合金
   を作製させてなる負極とを備え、これらを交互に積層さ
   せてなる積層型リチウム２次電池。
2. （２）前記導電性高分子は、アニリン、ピロール、チオ
   フェンまたはこれらの誘導体を重合して得られたもので
   ある特許請求の範囲第１項記載の積層型リチウム２次電
   池。
3. （３）前記正極の集電板にグラファイト板もしくは金属
   メッシュを用い、前記負極の集電板にアルミニウム、ス
   テンレス、ニッケルまたは金属メッシュを用いる特許請
   求の範囲第１項または第２項記載の積層型リチウム２次
   電池。