JPH1012279A - 金属リチウム2次電池 - Google Patents

金属リチウム2次電池

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JPH1012279A
JPH1012279A JP8138851A JP13885196A JPH1012279A JP H1012279 A JPH1012279 A JP H1012279A JP 8138851 A JP8138851 A JP 8138851A JP 13885196 A JP13885196 A JP 13885196A JP H1012279 A JPH1012279 A JP H1012279A
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JP
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negative electrode
separator
lithium
electrode
positive electrode
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JP8138851A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Tamura
博志 田村
Tetsuya Nagata
哲也 永田
Kyohei Usami
恭平 宇佐美
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

(57)【要約】 【課題】正極、セパレータ、負極の積層電極構造を有す
る金属リチウム2次電池において、セパレータの損傷や
リチウムの異常析出を防いで内部短絡を抑制し、同電池
の長寿命化を図る。 【解決手段】リチウムまたはリチウム合金を負極活物質
とする負極3と、充放電可能な物質からなる正極1とが
セパレ−タ2を介して対向配置された金属リチウム2次
電池において、負極3とセパレ−タ2との間に負極3表
面上に析出したリチウム7を収納するための緩衝空隙4
aを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムまたはリ
チウム合金を負極活物質とする負極と、充放電可能な物
質からなる正極とがセパレータを介して対向配置された
構造を有する金属リチウム2次電池に関する。
【0002】
【従来の技術およびその問題点】近年、携帯電話や携帯
ビデオカメラ、ノートパソコン等の携帯用電気機器の普
及に伴い、電源となる電池の大容量化、高エネルギ密度
化のニーズが急速に高まっている。そのような中で鉛や
ニッカドに代る新しい2次電池として、金属リチウム2
次電池が注目を集めている。これは、約3Vという高い
起電力と、活物質にかさ密度の小さい金属リチウムを採
用することにより、同容量の鉛電池やニッカド電池に比
べ3〜4倍の高い重量エネルギ密度を持つため、先述し
た高エネルギ密度化のニーズに最適である。
【0003】しかしながら、この電池は充放電を繰り返
していくうちに微小な内部短絡を起こすことによって容
量が減少し、その結果サイクル寿命が短いという問題が
ある。特に、携帯用電機機器のニーズに応えるべく電極
を長尺巻取り構造にして大容量化を図ると、この現象は
いっそう顕著になり、最悪数サイクルで短絡に至ってし
まう。このような問題が解決されてないため、金属リチ
ウムの大容量電池はいまだ実用に至っていないというの
が現状である。
【0004】内部短絡の原因は、一般にデンドライトと
よばれる針状の析出リチウムが、充電にともない負極表
面から成長してセパレータを貫通し、正極に達すること
によるものと考えられている。しかし、どのようにして
リチウムが針状に析出するのか等、詳細なメカニズムに
ついて材料や構造の両面から様々な研究が行われている
ものの、いまだ決定的な解決方法は出されていない。
【0005】そこで、例えば特開平4−104478号
公報や特開平4−104479号公報には、大面積の電
極をいくつかの小区画に分割し、内部短絡が生じた区画
を大電流により焼損する部材(ヒューズ等)で切り離す
ことにより、内部短絡による悪影響を最小限に抑えよう
という発明が開示されている。しかし、この発明は内部
短絡そのものを抑制しているものではないし、内部短絡
を起こし切り離された小区画の分だけ電極面積が失わ
れ、その結果電池容量はどんどん減少していくので、結
局サイクル寿命向上にはならないという点で問題があ
る。
【0006】一方、内部短絡は負極リチウムが充放電の
繰り返しで微粒化することによる著しい体積膨張が原因
であるとする考えがある。すなわち、負極側に析出する
リチウムの体積膨張によりセパレータが圧縮されて薄く
なりひどい場合には損傷したり、あるいはリチウムが析
出するスペースを求めてセパレータの微細孔の中にまで
異常析出しそれが正極まで達したりして、負極と正極が
電気的に接触し短絡に至るものと考えられている。
【0007】そこで、体積膨張を抑制することによって
内部短絡を防ごうという提案もなされている。例えば、
特開昭52−5423号公報には負極材料としてリチウ
ムーアルミニウム合金を採用するという技術が開示され
ているが、いまだ実用には至っていない。また、特開昭
64−76668号公報にはコイン型電池の正極の背面
側に活性炭繊維層を配設することにより、体積膨張を緩
衝しようという技術が開示されている。しかし、この発
明はコイン型電池のような一層構造の電池にしか採用で
きず、巻取りや積層構造のような多重構造には採用でき
ないという点で問題がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記内部短
絡問題が負極側に析出するリチウムの体積膨張によりセ
パレータの微細孔内を異常析出して正極に達することが
原因であることに着目し、正極、セパレータ、負極の積
層電極構造を有する金属リチウム2次電池において、セ
パレータの損傷やリチウムの異常析出を防いで内部短絡
を抑制し、同電池の長寿命化を図ることを解決すべき課
題とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に採用した請求項1記載の手段によれば、負極表面上に
析出したリチウムが負極または正極とセパレータとの間
に形成された緩衝空隙に収納されるため、セパレータの
損傷やリチウムの異常析出を防いで内部短絡を抑制し、
電池の長寿命化を図ることができる。
【0010】好適な態様である請求項2に記載した手段
によれば、負極表面上に析出するリチウムを収納するた
めの緩衝空隙が絶縁構造部材によって確実に形成され保
持される。なお、絶縁構造部材が正極とセパレータとの
間に配置されて緩衝空隙が正極とセパレータとの間に形
成される場合には、負極表面上にリチウムが析出すると
その析出リチウムがセパレータを押して緩衝空隙が正極
側から負極側に移るので、負極表面上に析出したリチウ
ムは負極とセパレータとの間に形成される緩衝空隙に収
納される。このように絶縁構造部材を配置する構成は、
酸化してしまうことから空気中では取り扱うことができ
ない金属リチウムからなる負極ではなく、空気中での取
り扱いが可能なリチウムマンガン酸化物等からなる正極
に対して絶縁構造部材を配置すればよいため、絶縁構造
部材を負極とセパレータとの間に配置する場合に比べ
て、製作が格段に容易となる。
【0011】好適な態様である請求項3に記載した手段
によれば、負極表面上に析出するリチウムは絶縁構造部
材の孔や空隙に析出して収納される。この絶縁構造部材
は厚さ管理が容易であり、その製作も比較的容易であ
る。好適な態様である請求項4に記載した手段によれ
ば、負極表面上に析出するリチウムを収納する緩衝空隙
がセパレータの凹凸構造により形成され保持されるの
で、構成部品数の増大を回避することができ、製作も容
易に行うことができる。
【0012】好適な態様である請求項5に記載した手段
によれば、負極表面上に析出するリチウムを収納する緩
衝空隙が負極の両面側に絶縁構造部材により確実に形成
され保持される。このように絶縁構造部材を配置する構
成は、二つのセパレータに対して絶縁構造部材を配置す
ればよいため、製作が比較的容易となる。請求項6記載
の手段によれば、負極表面上に析出したリチウムがセパ
レータの多孔質層の空孔部分に収納されるため、内部短
絡を抑制し、電池の長寿命化を図ることができるととも
に、正極、セパレータおよび負極からなる従来の電極構
成に対して新たな構成部材を追加する必要がないため、
従来の電極と同等に容易に作製することができる。
【0013】好適な態様である請求項7記載の手段によ
れば、セパレータの製作に容易な作製方法を採用するこ
とができる。好適な態様である請求項8および請求項9
に記載した手段によれば、電池の大容量化を図ることが
できるとともに、セパレータの損傷やリチウムの異常析
出を防いで内部短絡を抑制し、電池の長寿命化を図るこ
とができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき説明する。 〔実施例1〕図1は本実施例に係る金属リチウム2次電
池の巻取り電極の斜視図であり、図2はその巻取り電極
の幅方向における断面図である。
【0015】図1および図2において、1はアルミニウ
ムの箔から成る集電体の両面にリチウムマンガン酸化物
等の正極活物質を塗布または蒸着等により結着した正
極、2はポリエチレンまたはポリプロピレンから成るセ
パレータ、3は銅の箔から成る集電体の両面に金属リチ
ウムまたはその合金を圧着した負極、4はセパレータ2
と負極3の間に緩衝空隙4aを付与するために挿入され
た絶縁材料からなるスペーサ(絶縁構造部材)、5は正
極1から電流を取り出す正極リード、6は負極3から電
流を取り出す負極リードである。また、図2において、
7は負極3の表面に析出した金属リチウムを表す。
【0016】この金属リチウム2次電池の巻取り電極
は、セパレータ2、正極1、セパレータ2、スペーサ
4、負極3、スペーサ4の各部材を順に積層して構成さ
れた1組の電極構成単位を長尺にして巻取った、いわゆ
るスパイラルまたは巻取り電極構造のものである。スペ
ーサ4はセパレータ2および負極3の軸方向の両端に位
置し、セパレータ2および負極3の長手方向に沿って帯
状に配置されている。このため、正極1、セパレータ
2、負極3、セパレータ2の4つの部材を1単位として
巻取った場合においてもセパレータ2と負極3との間に
ほぼ一定の距離の緩衝空隙4aが形成される。
【0017】その結果、負極リチウムが充放電の繰り返
しで微粒化して体積が膨張したとしても、この緩衝空隙
4aが膨張した析出リチウムに満たされるまでは析出リ
チウムがセパレータ2を圧迫したりセパレータ2の微細
孔の中に異常析出してそれが正極1にまで達したりする
ことがない。この結果、内部短絡を抑制することができ
サイクル寿命を向上することができる。
【0018】実際この構成で円筒型巻取り構造電極の金
属リチウム2次電池を試作し、従来構造(緩衝空隙な
し)とサイクル寿命を比較した結果を図9および図10
に示す。試作した電池の電極の大きさは幅50mm×長
さ約1200mm、巻取ったときの外径は約32mmで
ある。正極活物質にリチウムマンガン酸化物、負極活物
質に金属リチウム、セパレータには厚さ30μmのポリ
エチレン製を使用した。また、スペーサ4には厚さ約4
0μmのポリプロピレン製のテープを使用した。
【0019】図9は電池容量のサイクル特性試験の結果
を設計容量との比で示したものである。試験は、1サイ
クルめに使用電圧範囲を全て使って取り出せる全容量を
測定した後、2サイクルめ以降は設計容量の80%で充
放電を繰り返すという条件で行った。図10は充放電効
率すなわち各サイクルにおける放電容量と充電容量との
比を示したもので、短絡した場合は充電容量と放電容量
との差が大きくなるので充放電効率は低下する。
【0020】図9および図10を見ると、従来構造すな
わち緩衝空隙なし電極電池(a)は5サイクルめから内
部短絡で充放電効率が急激に低下し、8サイクルめには
容量も急激に低下してしまった。これに対し、セパレー
タ/負極間スペーサ挿入電池(b)の容量および充放電
効率の低下は少なくとも22サイクル以降であり、明ら
かに寿命向上の効果が認められた。
【0021】〔実施例2〕図3は本実施例に係る金属リ
チウム2次電池の巻取り電極の斜視図であり、図4はそ
の巻取り電極の幅方向における断面図である。本実施例
の金属リチウム2次電池の巻取り電極は、上記実施例1
のものと同じ構成部材1〜6で構成されているが、緩衝
空隙4aを形成するためのスペーサ(絶縁構造部材)4
をセパレータ2と負極3との間ではなく、正極1とセパ
レータ2との間に挿入した点で異なるものである。な
お、図4において、7は図2と同様に負極3の表面に析
出した金属リチウムを表す。
【0022】この実施例の構成では、組み付け当初は正
極1とセパレータ2との間に空隙ができるが、図4に示
すようにセパレータ2が正極1側にたわんで空隙が負極
3側に移ることによりセパレータ2と負極3との間に膨
張したリチウムを収納することができ、結局、実施例1
のようなセパレータ/負極間スペーサ挿入構造と同様の
効果を得ることができる。
【0023】この構造の特徴は、実施例1のものに比べ
製作が容易であることである。すなわち、実施例1のも
のでは空気中で酸化してしまう理由からアルゴン等の不
活性ガス下でしか取り扱うことができない金属リチウム
の負極3の上にスペーサ4を配置しなければならないた
め、製作は極めて困難である。しかし、本実施例のもの
は空気中で取り扱えるリチウムマンガン酸化物等の正極
1の上にスペーサ4を配置すればよいため、製作は格段
に容易である。
【0024】この構成においても、実際に巻取り構造電
極の金属リチウム2次電池を試作し、サイクル寿命を評
価を行った。その結果を図9および図10の(c)に示
す。図9および図10を見てわかるように、この構成で
は41サイクルでも容量や充放電効率の大きな低下が見
られず、実施例1の構造を上回る寿命向上の効果が確認
された。
【0025】なお、上記実施例1および実施例2では、
セパレータ2と負極3または正極1の間にスペーサ4を
挿入する方法を示してきた。これらの方法において、実
際にスペーサ4として使用するものは厚さ数十μmの絶
縁性のテープであるが、この他にも、図5に示すように
セパレータ2の端を折り返して融着等することにより、
セパレータ2の両端にセパレータ2面より突出したスペ
ーサ4を一体的に形成することができる。この場合、セ
パレータ2の端の折り返しを2回以上行うことによって
スペーサ4の厚さ寸法を適宜変更することができる。
【0026】また、このようにスペーサ4を形成するこ
とにより一面側に凹凸構造を有するセパレータ2は、図
5においてはスペーサ4がセパレータ2と負極3の間に
位置するように配置されているが、これとは反対にスペ
ーサ4がセパレータ2と正極1の間に位置するように配
置してもよい。また、本発明のねらいとするリチウム析
出時の体積膨張によって必要となる緩衝空隙を確保する
方法としては、さらに以下のような方法がある。
【0027】〔実施例3〕図6は本実施例に係る金属リ
チウム2次電池の巻取り電極の斜視図であり、図7はそ
の巻取り電極の幅方向における断面図である。本実施例
の金属リチウム2次電池の巻取り電極は、セパレータ
2、正極1、セパレータ2、絶縁構造部材8、負極3、
絶縁構造部材8の各部材を順に積層して構成された1組
の電極構成単位を長尺にして巻取った構造のものであ
る。すなわち、セパレータ2と負極3との間に不織布の
ような多孔質の絶縁構造部材8を挿入する構成である。
【0028】この構成では、負極3の表面上に析出する
リチウムを絶縁構造部材8の中にある無数の空隙に収納
することができる。この構成の特徴は、上記実施例1お
よび実施例2のようなスペーサ4を挿入する構成に比べ
製作が容易で、厚さが管理しやすいという点である。こ
の構成においても実際に電池を試作し、サイクル寿命の
評価を行った。多孔質の絶縁構造部材8には厚さ約24
0μmの不織布を使用した。その結果を図9および図1
0の(d)に示す。この構成では容量に多少の低下が見
られるものの、少なくとも41サイクルまで充放電効率
の低下はほとんど見られず、短絡抑制および寿命向上の
効果が確認できたといえる。
【0029】〔実施例4〕図8は本実施例に係る金属リ
チウム2次電池の巻取り電極の幅方向における断面図で
ある。図8において、4は負極3をはさむセパレータ2
同志の間に挿入され、負極3よりも厚い絶縁材料からな
るスペーサである。本実施例の巻取り電極は、負極3の
幅を正極1よりも狭くし、負極3の上下両側にある二つ
のセパレータ2の間に、負極3の厚さと負極3の上下の
セパレータ2との間に付与する緩衝空隙4aの距離を足
した分の厚さを有するスペーサ4を負極3の両外側に挿
入する構成である。すなわち、この巻取り電極では、一
対の正極1の間にそれぞれセパレータ2を介して配置さ
れた負極3の両面側に、負極3表面上に析出する金属リ
チウム7を収納するための緩衝空隙4aが形成されてい
る。
【0030】本実施例の巻取り電極は、負極3の表面上
にリチウムが析出すると、二つのセパレータ2の間の空
隙に、膨張して厚味を増したリチウム負極3ごと収納さ
れた状態となる。よって、セパレータ2の損傷やリチウ
ムの異常析出を防いで内部短絡を抑制し、電池の長寿命
化を図ることができる。また、本実施例の巻取り電極
は、二つのセパレータ2に対してスペーサ4を配置すれ
ばよいため、製作が比較的容易となる。
【0031】〔実施例5〕図11は本実施例に係る金属
リチウム2次電池の巻取り電極の斜視図であり、図12
はその巻取り電極の幅方向における断面図である。本実
施例の金属リチウム2次電池の巻取り電極は、セパレー
タ2、正極1、セパレータ2、負極3の各部材を順に積
層して構成された1組の電極構成単位を長尺にして巻取
った構造のものである。すなわち、析出リチウムを収納
する緩衝空隙をもつセパレータ2を正極1および負極3
の間に挿入する構成であり、セパレータ2以外は従来の
巻取り電極と同じ構造である。
【0032】図13はセパレータ2の幅方向における断
面図と、セパレータ2の最大の特徴である空孔率の分布
を示したものである。このセパレータ2は、正極1側に
は通常のリチウム2次電池に使用されるセパレータと同
等の低い空孔率(例えば30〜40%程度)をもつ基部
層2aを有し、負極3側には実施例3の不織布と同等の
高い空孔率(80%程度)をもつ多孔質層2bを有す
る。なお、多孔質層2bの基部層2aに近い部分は、基
部層2aに近づくつれて空孔率が徐々に小さくなるよう
にして基部層2aに連続している。
【0033】これにより、正極1側の基部層2aは通常
のセパレータとして機能し、負極3側の多孔質層2b内
の空孔部分は実施例3の不織布と同様に負極3表面上に
析出するリチウムを収納する緩衝空隙として機能する。
よって、このようなセパレータ2を用いれば、従来の正
極、セパレータおよび負極からなる電極構成に新たに構
成部材を追加することがないため、製作は従来の電極と
同等に容易で、かつ短絡抑制および寿命向上を図ること
ができる。
【0034】なお、本実施例のセパレータ2の製作方法
としては、ポリエチレンまたはポリプロピレンのシート
状母材を厚さ方向に温度勾配をかけて延伸して形成した
り、空孔率の分布に合わせて不織布等に用いる繊維の径
や繊維の隙間を徐々に変化させながら積み上げ圧縮して
形成する等の方法を採用することができ、セパレータ2
を容易に製作することができる。
【0035】また、多孔質層2bの空孔率の分布は必ず
しも本実施例のように無段階的に連続している必要はな
く、次の実施例6のように段階的に変化するようにして
もよい。 〔実施例6〕図14は本実施例に係るセパレータ2の幅
方向における断面図と、本セパレータ2″の最大の特徴
である空孔率の分布を示したものである。
【0036】本実施例のセパレータ2は、正極側から負
極側に向かって空孔率が大きくなるように異なる空孔率
の不織布を積層して一体化したものである。すなわち、
正極側には通常のリチウム2次電池に使用されるセパレ
ータと同等の低い空孔率(例えば30〜40%程度)を
もつ基部層2aを有し、負極側には基部層2aよりも高
い空孔率をもつ多孔質層2bを有する。多孔質層2b
は、1種類または数種類の異なる空孔率(例えば50
%、70%、80%)をもつ不織布を正極側から負極側
に向かって空孔率が段階的に大きくなるように配置して
形成されている。
【0037】これにより、本実施例のセパレータ2は、
正極側の基部層2aが通常のセパレータとして機能し、
負極側の多孔質層2bが負極表面上に析出するリチウム
を収納する緩衝空隙として機能する。よって、このよう
なセパレータ2を用いた場合でも、実施例5と同様に、
従来の正極、セパレータ、負極からなる電極構成に新た
に構成部材を追加することがないため、製作は従来の電
極と同等に容易で、かつ短絡抑制および寿命向上を図る
ことができる。
【0038】なお、本実施例のセパレータ2の製作方法
としては、積層配置した異なる空孔率の不織布の境界面
を熱で融着させたり、接着剤で一体化させる等の方法を
採用することができ、セパレータ2を容易に製作するこ
とができる。以上、本発明について巻取り電極電池の実
施例を示したが、本発明の適用範囲はそれに限定される
ものではなく、積層構造電池や一層構造のコイン型電池
またはシ−ト型電池においても基本的な断面構造は同じ
であるため、これらにも適用すれば全く同様の効果が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に係る金属リチウム2次電池
の巻取り電極の斜視図である。
【図2】本発明の実施例1に係る金属リチウム2次電池
の巻取り電極の幅方向における断面図である。
【図3】本発明の実施例2に係る金属リチウム2次電池
の巻取り電極の斜視図である。
【図4】本発明の実施例2に係る金属リチウム2次電池
の巻取り電極の幅方向における断面図である。
【図5】本発明に係るスペーサの製作方法の一実施例を
示す説明図である。
【図6】本発明の実施例3に係る金属リチウム2次電池
の巻取り電極の斜視図である。
【図7】本発明の実施例3に係る金属リチウム2次電池
の巻取り電極の幅方向における断面図である。
【図8】本発明の実施例4に係る金属リチウム2次電池
の巻取り電極の幅方向における断面図である。
【図9】試験における巻取り型金属リチウム2次電池の
容量のサイクル特性測定結果を示すグラフであり、
(a)は従来電極電池(空隙なし)、(b)はセパレー
タ/負極間スペーサ挿入電池、(c)はセパレータ/正
極間スペーサ挿入電池、(d)はセパレータ/負極間不
織布挿入電池の実測結果を示す。
【図10】試験における巻取り型金属リチウム2次電池
の充放電効率のサイクル特性測定結果を示すグラフであ
り、(a)、(b)、(c)、(d)は図9と同じであ
る。
【図11】本発明の実施例5に係る金属リチウム2次電
池の巻取り電極の斜視図である。
【図12】本発明の実施例5に係る金属リチウム2次電
池の巻取り電極の幅方向における断面図である。
【図13】本発明の実施例5に係るセパレータの幅方向
における断面の拡大図および空孔率の分布図である。
【図14】本発明の実施例6に係るセパレータの幅方向
における断面の拡大図および空孔率の分布図である。
【符号の説明】
1…正極 2…セパレータ 2a…基部層 2b
…多孔質層 3…負極 4…スペーサ(絶縁構造部材) 4a…
緩衝空隙 5…正極リード 6…負極リード 7…金属リチウ
ム 8…絶縁構造部材

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リチウムまたはリチウム合金を負極活物
    質とする負極と、充放電可能な物質からなる正極とがセ
    パレータを介して対向配置された金属リチウム2次電池
    において、 前記負極または前記正極と前記セパレータとの間に前記
    負極表面上に析出したリチウムを収納するための緩衝空
    隙を有することを特徴とする金属リチウム2次電池。
  2. 【請求項2】 前記負極または前記正極と前記セパレー
    タとの間に前記緩衝空隙を形成して保持するための絶縁
    構造部材が配置されている請求項1記載の金属リチウム
    2次電池。
  3. 【請求項3】 前記絶縁構造部材は、その内部に多くの
    連通した孔や空隙を有するものである請求項2記載の金
    属リチウム2次電池。
  4. 【請求項4】 前記セパレータは、前記負極側および前
    記正極側の少なくともいずれか一方に前記緩衝空隙を形
    成して保持するための凹凸構造を少なくとも部分的に有
    する請求項1記載の金属リチウム2次電池。
  5. 【請求項5】 前記負極をはさむ2枚の前記セパレータ
    は前記負極よりも広い幅を有し、前記負極の両外側かつ
    前記セパレータの両端の間に前記負極よりも厚い絶縁構
    造部材を挿入した構造を有する請求項1記載の金属リチ
    ウム2次電池。
  6. 【請求項6】 リチウムまたはリチウム合金を負極活物
    質とする負極と、充放電可能な物質からなる正極とがセ
    パレータを介して対向配置された金属リチウム2次電池
    において、 前記セパレータは、前記負極と対向する面に前記負極表
    面上に析出したリチウムを収納するための空孔率の高い
    多孔質層を具備していることを特徴とする金属リチウム
    2次電池。
  7. 【請求項7】 前記多孔質層は、前記正極側から前記負
    極側に向かって空孔率が徐々に大きくなるように形成さ
    れている請求項6記載の金属リチウム2次電池。
  8. 【請求項8】 前記負極、前記セパレータおよび前記正
    極は積層されて巻取られたスパイラル構造である請求項
    1〜請求項7記載の金属リチウム2次電池。
  9. 【請求項9】 前記負極、前記セパレータおよび前記正
    極は単数または複数積層した構造である請求項1〜請求
    項7記載の金属リチウム2次電池。
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