JPH10106627A - リチウム電池 - Google Patents
リチウム電池Info
- Publication number
- JPH10106627A JPH10106627A JP8256389A JP25638996A JPH10106627A JP H10106627 A JPH10106627 A JP H10106627A JP 8256389 A JP8256389 A JP 8256389A JP 25638996 A JP25638996 A JP 25638996A JP H10106627 A JPH10106627 A JP H10106627A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- holes
- positive electrode
- negative electrode
- electrode
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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
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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 組立時または使用時の電極の変形を抑制し、
大型で長寿命かつ高出力のリチウム電池を提供する。 【解決手段】 本発明は、正極１と負極２の間にセパレ
ータ３が積層されているリチウム電池であって、前記正
極１および負極２は、電気絶縁シート４，５と集電体
６，８を有するものであり、前記シート４，５は、複数
の貫通孔１０，１１が形成されており、前記活物質７，
９は、前記貫通孔１０，１１に充填されており、前記シ
ート４，５と前記集電体６，８は積層されており、前記
セパレータ３は、固体電解質からなることを特徴とす
る。
大型で長寿命かつ高出力のリチウム電池を提供する。 【解決手段】 本発明は、正極１と負極２の間にセパレ
ータ３が積層されているリチウム電池であって、前記正
極１および負極２は、電気絶縁シート４，５と集電体
６，８を有するものであり、前記シート４，５は、複数
の貫通孔１０，１１が形成されており、前記活物質７，
９は、前記貫通孔１０，１１に充填されており、前記シ
ート４，５と前記集電体６，８は積層されており、前記
セパレータ３は、固体電解質からなることを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セパレータに固体
電解質を用いたリチウム電池に関するものである。
電解質を用いたリチウム電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】固体電解質を用いたリチウム電池は、 電
解質が固体であり漏液の問題がないことから、 ポータブ
ル用途などに期待されている。 しかし、 出力密度がリチ
ウムイオン電池に比べて劣るために、 電極や電解質を薄
型化し高出力化に工夫をこらしている。 極板を薄型化と
同時に大型化して大容量化するには、 次のような問題が
ある。
解質が固体であり漏液の問題がないことから、 ポータブ
ル用途などに期待されている。 しかし、 出力密度がリチ
ウムイオン電池に比べて劣るために、 電極や電解質を薄
型化し高出力化に工夫をこらしている。 極板を薄型化と
同時に大型化して大容量化するには、 次のような問題が
ある。
【０００３】すなわち、図５の従来構造の電池を参照し
て説明すると、正極または負極を作製する時、薄い集電
体のシート１６または１７に均一の厚みで活物質１８ま
たは１９を塗布する必要があるが、この作業が困難であ
った。また、この薄いシート１６または１７の厚みは
０．１ｍｍ程度で、 取扱いが困難であり、更に、 大きな
面積にすると、薄いシート１６または１７自体に強度が
なく、 作業中に変形が生じ、 活物質１８または１９とセ
パレータ２０が一様に密着しなかった。また、活物質１
８または１９とセパレータ２０である電解質がもともと
接着性が劣るため、さらに電池性能を低下させるという
問題点を有していた。なお、２１は封口体である。
て説明すると、正極または負極を作製する時、薄い集電
体のシート１６または１７に均一の厚みで活物質１８ま
たは１９を塗布する必要があるが、この作業が困難であ
った。また、この薄いシート１６または１７の厚みは
０．１ｍｍ程度で、 取扱いが困難であり、更に、 大きな
面積にすると、薄いシート１６または１７自体に強度が
なく、 作業中に変形が生じ、 活物質１８または１９とセ
パレータ２０が一様に密着しなかった。また、活物質１
８または１９とセパレータ２０である電解質がもともと
接着性が劣るため、さらに電池性能を低下させるという
問題点を有していた。なお、２１は封口体である。
【０００４】
【発明が解決しようする課題】本発明は上記問題点を解
決するものであって、その目的とするところは製作およ
び使用時の電極の変形を抑制して、 大型化および長寿命
化を可能とする高出力のリチウム電池を提供することに
ある。
決するものであって、その目的とするところは製作およ
び使用時の電極の変形を抑制して、 大型化および長寿命
化を可能とする高出力のリチウム電池を提供することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、正極と負極の間にセパレータが積層され
ているリチウム電池において、前記正極および負極は、
電気絶縁性シートと集電体と活物質とを有するものであ
り、前記電気絶縁性シートは、複数の貫通孔が形成され
たものであり、前記活物質は、前記貫通孔に充填されて
おり、前記電気絶縁性シートと前記集電体とは積層され
ており、前記セパレータは、固体電解質からなることを
特徴とするものである。また、前記セパレータは、電気
絶縁性シートに複数の貫通孔が形成され、該貫通孔に電
解質が充填されたものであり、前記正極と前記セパレー
タと前記負極は、それぞれの貫通孔が連なって、該貫通
孔を除く部分同士が接着されていることが強度を増す上
で好ましい。
に、本発明は、正極と負極の間にセパレータが積層され
ているリチウム電池において、前記正極および負極は、
電気絶縁性シートと集電体と活物質とを有するものであ
り、前記電気絶縁性シートは、複数の貫通孔が形成され
たものであり、前記活物質は、前記貫通孔に充填されて
おり、前記電気絶縁性シートと前記集電体とは積層され
ており、前記セパレータは、固体電解質からなることを
特徴とするものである。また、前記セパレータは、電気
絶縁性シートに複数の貫通孔が形成され、該貫通孔に電
解質が充填されたものであり、前記正極と前記セパレー
タと前記負極は、それぞれの貫通孔が連なって、該貫通
孔を除く部分同士が接着されていることが強度を増す上
で好ましい。
【０００６】
【作用】複数の貫通孔を有する電気絶縁性シートを集電
体に接着することにより、集電体の強度が増し、活物質
を塗布するときに集電体が変形することがない。従っ
て、貫通孔に均一に活物質を塗布できる。また、電極が
電気絶縁性シートで強度が増すので、電極とセパレータ
の接着が均一にできる。さらに、セパレータも電気絶縁
シートで強度を増すと電極とセパレータの組立作業が簡
単になる。また、電極とセパレータの貫通孔を除く部
分、すなわちこれらの電気絶縁性シート同士を接着する
と接着強度が増し、電極とセパレータの密着性が優れ
る。
体に接着することにより、集電体の強度が増し、活物質
を塗布するときに集電体が変形することがない。従っ
て、貫通孔に均一に活物質を塗布できる。また、電極が
電気絶縁性シートで強度が増すので、電極とセパレータ
の接着が均一にできる。さらに、セパレータも電気絶縁
シートで強度を増すと電極とセパレータの組立作業が簡
単になる。また、電極とセパレータの貫通孔を除く部
分、すなわちこれらの電気絶縁性シート同士を接着する
と接着強度が増し、電極とセパレータの密着性が優れ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施形態を図面に基
づいて説明する。 （実施形態１）図１は本発明の一実施形態を示す断面
図、図２は図１の正極を活物質側からみた平面図であ
り、１は正極、２は負極、３はセパレータ、４と５は電
気絶縁性シート、６は正極集電体、７は正極活物質、８
は負極集電体、９は負極活物質、１０と１１は貫通孔、
１２は封口材である。
づいて説明する。 （実施形態１）図１は本発明の一実施形態を示す断面
図、図２は図１の正極を活物質側からみた平面図であ
り、１は正極、２は負極、３はセパレータ、４と５は電
気絶縁性シート、６は正極集電体、７は正極活物質、８
は負極集電体、９は負極活物質、１０と１１は貫通孔、
１２は封口材である。
【０００８】図のように、正極１は、厚さ５０μｍのア
ルミニウム箔からなる正極集電体６に厚さ１００μｍの
電気絶縁性シート４を積層したものである。該シート４
は、変性ポリエチレンからなり、空孔率が８０％になる
ように直径２ｍｍの貫通孔１０が多数形成されており、
該貫通孔１０にコバルト酸リチウムからなる正極活物質
７が充填されている。負極２は、厚さ５０μｍの銅箔か
らなる負極集電体８に厚さ１００μｍの電気絶縁性シー
ト５を積層したものである。該シート５は正極のシート
４と同じ材質、形状であり、貫通孔１１には、カーボン
からなる負極活物質９が充填されている。セパレータ３
は、ポリプロピレン製の不織布にリチウム塩を混合した
ポリエチレンオキシドを主成分としたポリマーを含浸さ
せた電解質である。前記正極１と負極２とセパレータ３
は図１のように積層され、正極１と負極２の外周部の間
を封口材１２で封口し、電池内を密閉化している。
ルミニウム箔からなる正極集電体６に厚さ１００μｍの
電気絶縁性シート４を積層したものである。該シート４
は、変性ポリエチレンからなり、空孔率が８０％になる
ように直径２ｍｍの貫通孔１０が多数形成されており、
該貫通孔１０にコバルト酸リチウムからなる正極活物質
７が充填されている。負極２は、厚さ５０μｍの銅箔か
らなる負極集電体８に厚さ１００μｍの電気絶縁性シー
ト５を積層したものである。該シート５は正極のシート
４と同じ材質、形状であり、貫通孔１１には、カーボン
からなる負極活物質９が充填されている。セパレータ３
は、ポリプロピレン製の不織布にリチウム塩を混合した
ポリエチレンオキシドを主成分としたポリマーを含浸さ
せた電解質である。前記正極１と負極２とセパレータ３
は図１のように積層され、正極１と負極２の外周部の間
を封口材１２で封口し、電池内を密閉化している。
【０００９】（実施形態２）図３は本発明の他の実施形
態を示す断面図であり、図１と同一符号は同一名称を示
す。 本実施形態における正極１と負極２は、実施形態
１と同様な構成である。セパレータ３は、貫通孔１３を
有する電気絶縁性シート１４からなり、該貫通孔１３が
直径２ｍｍで、シート１４の空孔率が８０％になるよう
に多数形成されている。また、該貫通孔１４には固体電
解質１５が充填されている。その他の構成は、実施形態
１と同じである。ただし、正極１とセパレータ３と負極
２は、それぞれの貫通孔１０，１３，１１が連なるよう
に配置され、貫通孔を除く部分（電気絶縁性シート４，
１４，５の部分）が接着されている。
態を示す断面図であり、図１と同一符号は同一名称を示
す。 本実施形態における正極１と負極２は、実施形態
１と同様な構成である。セパレータ３は、貫通孔１３を
有する電気絶縁性シート１４からなり、該貫通孔１３が
直径２ｍｍで、シート１４の空孔率が８０％になるよう
に多数形成されている。また、該貫通孔１４には固体電
解質１５が充填されている。その他の構成は、実施形態
１と同じである。ただし、正極１とセパレータ３と負極
２は、それぞれの貫通孔１０，１３，１１が連なるよう
に配置され、貫通孔を除く部分（電気絶縁性シート４，
１４，５の部分）が接着されている。
【００１０】
【実施例】次に、本発明の実施形態１の製造方法につい
て説明する。先ず、正極集電体６上に多数の貫通孔１０
を有する電気絶縁性シート４を熱接着し、コバルト酸リ
チウムの粉末と有機溶剤を混合しペースト状とした正極
活物質を前記シート４の貫通孔１０に充填して乾燥させ
た。同様に、負極集電体８上に多数の貫通孔１１を有す
る電気絶縁性シート５を熱接着し、カーボン粉末と有機
溶剤を混合しペースト状とした負極活物質９を前記シー
ト５の貫通孔１１に充填して乾燥させた。また、ポリプ
ロピレン製不織布にリチウム塩を混合したポリエチレン
オキシドを主成分としたポリマーを含浸させて電解質で
あるセパレータ３を作製した。
て説明する。先ず、正極集電体６上に多数の貫通孔１０
を有する電気絶縁性シート４を熱接着し、コバルト酸リ
チウムの粉末と有機溶剤を混合しペースト状とした正極
活物質を前記シート４の貫通孔１０に充填して乾燥させ
た。同様に、負極集電体８上に多数の貫通孔１１を有す
る電気絶縁性シート５を熱接着し、カーボン粉末と有機
溶剤を混合しペースト状とした負極活物質９を前記シー
ト５の貫通孔１１に充填して乾燥させた。また、ポリプ
ロピレン製不織布にリチウム塩を混合したポリエチレン
オキシドを主成分としたポリマーを含浸させて電解質で
あるセパレータ３を作製した。
【００１１】次に、これら正極１と負極２とセパレータ
３を正極／セパレータ／負極の順に積層し、電解質（セ
パレータ３）を包み込むように正極１と負極２の間の外
周囲に封口材１２を取り付け、縦１５０ｍｍ、横２００
ｍｍ、高さ５００μｍの本発明の電池Ａを作製した。
３を正極／セパレータ／負極の順に積層し、電解質（セ
パレータ３）を包み込むように正極１と負極２の間の外
周囲に封口材１２を取り付け、縦１５０ｍｍ、横２００
ｍｍ、高さ５００μｍの本発明の電池Ａを作製した。
【００１２】次に、本発明の実施形態２の製造方法につ
いて説明する。正極１と負極２は実施形態１と同様にし
て作製する。セパレータ３は、リチウム塩を混合したポ
リエチレンオキサイドを主成分とするポリマー１５を多
数の貫通孔１３を有する電気絶縁シート１４に充填して
作製した。そして、電池Ａと同様に正極／セパレータ／
負極の順に積層し、本発明の電池Ｂを作製した。また、
比較のために、図５のような従来電池Ｃを作製した。
いて説明する。正極１と負極２は実施形態１と同様にし
て作製する。セパレータ３は、リチウム塩を混合したポ
リエチレンオキサイドを主成分とするポリマー１５を多
数の貫通孔１３を有する電気絶縁シート１４に充填して
作製した。そして、電池Ａと同様に正極／セパレータ／
負極の順に積層し、本発明の電池Ｂを作製した。また、
比較のために、図５のような従来電池Ｃを作製した。
【００１３】（試験）電池Ａ〜Ｃを、６０℃で５０μＡ
／ｃｍ2 の定電流充放電サイクル試験を行った。なお、
充電終止電圧４．１Ｖ、放電終止電圧２．７Ｖの条件と
した。その結果を図４に示す。集電体に電気絶縁性シー
トを接着をせしめた本発明の電池Ａは、従来形電池Ｃよ
り電池寿命が向上した。また、電極とセパレータに電気
絶縁性シートを用い、セパレータのシートを電極のシー
トと接着して一体化させた本発明の電池Ｂは電池Ａより
更に長寿命であった。劣化した電池を調査すると電池Ｃ
は集電体が活物質と剥離しており本発明電池Ａ，Ｂは正
負活物質と電解質層の接着が改善されたため長寿命とな
ったものである。
／ｃｍ2 の定電流充放電サイクル試験を行った。なお、
充電終止電圧４．１Ｖ、放電終止電圧２．７Ｖの条件と
した。その結果を図４に示す。集電体に電気絶縁性シー
トを接着をせしめた本発明の電池Ａは、従来形電池Ｃよ
り電池寿命が向上した。また、電極とセパレータに電気
絶縁性シートを用い、セパレータのシートを電極のシー
トと接着して一体化させた本発明の電池Ｂは電池Ａより
更に長寿命であった。劣化した電池を調査すると電池Ｃ
は集電体が活物質と剥離しており本発明電池Ａ，Ｂは正
負活物質と電解質層の接着が改善されたため長寿命とな
ったものである。
【００１４】なお、本実施形態では、電極に電気絶縁性
シートを用いて電極強度を増しているが、単に電池強度
を増すだけであれば、セパレータに電気絶縁性シートを
用い、電極は従来形とした積層電池としてもよい。この
場合は、電極の作製時に集電体に活物質を一様に塗布す
ることが困難で、電池性能を低下させるという問題点が
解決されない。
シートを用いて電極強度を増しているが、単に電池強度
を増すだけであれば、セパレータに電気絶縁性シートを
用い、電極は従来形とした積層電池としてもよい。この
場合は、電極の作製時に集電体に活物質を一様に塗布す
ることが困難で、電池性能を低下させるという問題点が
解決されない。
【００１５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の電池の組立作業が簡単であり、充放電を繰り返しても
正負活物質とセパレータの密着が保たれており、長寿命
化することができ、極めて工業的に有効である。
の電池の組立作業が簡単であり、充放電を繰り返しても
正負活物質とセパレータの密着が保たれており、長寿命
化することができ、極めて工業的に有効である。
【図１】本発明の実施形態１を示す断面図である。
【図２】実施形態１の電極を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態２を示す断面図である。
【図４】本発明の電池と従来の電池の充放電サイクル数
と電池容量との関係を示すグラフである。
と電池容量との関係を示すグラフである。
【図５】従来の電池（比較形態）を示す断面図である。
１ 正極 ２ 負極 ３ セパレータ ４，５，１４ 電気絶縁性シート ６ 正極集電体 ７ 正極活物質 ８ 負極集電体 ９ 負極活物質 １０，１１，１３ 貫通孔 １５ 固体電解質
Claims (2)
- 【請求項１】 正極と負極の間にセパレータが積層され
ているリチウム電池であって、 前記正極および負極
は、電気絶縁性シートと集電体と活物質とを有するもの
であり、 前記シートは、複数の貫通孔が形成されたものであり、 前記活物質は、前記貫通孔に充填されており、 前記シートと前記集電体とは積層されており、 前記セパレータは、固体電解質からなることを特徴とす
る、 リチウム電池。 - 【請求項２】 正極と負極の間にセパレータが積層され
ているリチウム電池であって、 前記正極および負極
は、電気絶縁性シートと集電体と活物質とを有するもの
であり、 前記シートは、複数の貫通孔が形成されたものであり、 前記活物質は、前記貫通孔に充填されており、 前記シートと前記集電体とは積層されており、 前記セパレータは、電気絶縁性シートに複数の貫通孔が
形成され、該貫通孔に電解質が充填されたものであり、 前記正極と前記セパレータと前記負極の貫通孔同士が連
なって、該貫通孔を除く部分同士が接着していることを
特徴とする、 リチウム電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8256389A JPH10106627A (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | リチウム電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8256389A JPH10106627A (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | リチウム電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10106627A true JPH10106627A (ja) | 1998-04-24 |
Family
ID=17292004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8256389A Pending JPH10106627A (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | リチウム電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10106627A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030060324A (ko) * | 2002-01-08 | 2003-07-16 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 폴리머 이차 전지 및 그 제조방법 |
| US6737196B2 (en) | 1998-10-13 | 2004-05-18 | Samsung Display Devices Co., Ltd. | Method of making a lithium polymer battery and battery made by the method |
| JP2006054119A (ja) * | 2004-08-12 | 2006-02-23 | Nissan Motor Co Ltd | バイポーラ電池および組電池 |
| KR100702031B1 (ko) | 2006-02-22 | 2007-03-30 | 삼성전자주식회사 | 배터리 결합 반도체소자 |
| US9257718B2 (en) | 2006-08-31 | 2016-02-09 | Seiko Epson Corporation | Secondary battery |
| US9548497B2 (en) | 2011-06-10 | 2017-01-17 | Eaglepicher Technologies, Llc | Layered composite current collector with plurality of openings, methods of manufacture thereof, and articles including the same |
| US10840548B2 (en) | 2018-04-03 | 2020-11-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Solid electrolyte laminate and all-solid-state battery using the same |
-
1996
- 1996-09-27 JP JP8256389A patent/JPH10106627A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6737196B2 (en) | 1998-10-13 | 2004-05-18 | Samsung Display Devices Co., Ltd. | Method of making a lithium polymer battery and battery made by the method |
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| JP4670275B2 (ja) * | 2004-08-12 | 2011-04-13 | 日産自動車株式会社 | バイポーラ電池および組電池 |
| KR100702031B1 (ko) | 2006-02-22 | 2007-03-30 | 삼성전자주식회사 | 배터리 결합 반도체소자 |
| US9257718B2 (en) | 2006-08-31 | 2016-02-09 | Seiko Epson Corporation | Secondary battery |
| US9548497B2 (en) | 2011-06-10 | 2017-01-17 | Eaglepicher Technologies, Llc | Layered composite current collector with plurality of openings, methods of manufacture thereof, and articles including the same |
| US10840548B2 (en) | 2018-04-03 | 2020-11-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Solid electrolyte laminate and all-solid-state battery using the same |
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