JP2002252038A - 非水電解液電池及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期間保存時の自己放電を抑える。 【解決手段】 リチウムを含む遷移金属複合酸化物を正
極活物質として含有する正極と、リチウムのドープ・脱
ドープ可能な炭素、金属又は合金可能な材料を負極活物
質として含有する負極と、非水電解液とを備え、正極及
び負極に残留するＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭ
Ｐ）の量が、正極と負極の平均で７０μｌ／ｍ^２以下と
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムを含む遷
移金属複合酸化物を正極活物質として含有する正極と、
リチウムのドープ・脱ドープ可能な炭素、金属又は合金
可能な材料を負極活物質として含有する負極と、上記正
極と上記負極との間に介在される非水電解液とを備えた
非水電解液電池及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ラップトップコンピュータ、ワー
プロ等の携帯情報機器、カメラ一体型ＶＴＲ、液晶ＴＶ
等のＡＶ機器や、携帯電話等の移動体通信機器の発展は
目覚ましく、電源として用いられる電池に対して、小
型、軽量、高エネルギー密度の二次電池が要求される。
これまで、鉛電池、ニッケルカドミウム電池等の水溶液
系二次電池が使用されてきたが、軽量化、高エネルギー
密度、低自己放電等の要求に対して、十分ではない。

【０００３】最近、高エネルギー密度を有し、しかも、
クリーンな電池としてリチウム二次電池に対して大きな
関心と期待がもたれている。

【０００４】リチウムのドープ／脱ドープが可能な炭素
材料を負極とし、リチウムコバルト酸化物、リチウムニ
ッケル酸化物等のリチウム複合酸化物を正極としたリチ
ウムイオン電池の開発が、近年、活発に行われている。
これらの電池は、正極／負極の設計容量を最適化するこ
とにより、リチウム金属を用いた電池系で見られるリチ
ウムデンドライトの形成はない。また、これらの電池は
自己放電が少なく、サイクル特性、安全性に優れ、さら
に低温特性、負荷特性、あるいは急速充電特性にも優れ
ており、大いに期待がもたれているとともに、ラップト
ップコンピュータ、ワープロ、カメラ一体型ＶＴＲ、携
帯電話等のポータブル機器用電源として、実用化に到っ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リチウ
ムイオン電池は、満充電で保管した場合、僅かながら、
自己放電してしまう。この自己放電の原因の一部は、電
池内に残留するＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）
等のカルバメート化合物、鎖状アミド化合物又は環状ア
ミド化合物が電気分解されることにより消費される電気
量であると考えられる。リチウムイオン電池内に残留す
るＮＭＰは、正負極中に含有されている。

【０００６】しかし、正負極中に含有されているＮＭＰ
は完全に取り除くことが不可能であるため、自己放電の
少ないリチウムイオン電池をユーザーに提供する為に
は、正負極中の残留ＮＭＰ量を制御する必要があった。

【０００７】本発明はこのような従来の実情に鑑みて提
案されたものであり、リチウムイオン電池であって自己
放電の少ない非水電解液電池及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の非水電解液電池
は、リチウムを含む遷移金属複合酸化物を正極活物質と
して含有する正極と、リチウムのドープ・脱ドープ可能
な炭素、金属又は合金可能な材料を負極活物質として含
有する負極と、上記正極と上記負極との間に介在される
非水電解液とを備えた非水電解液電池において、上記正
極及び負極に残留するＮ−メチル−２−ピロリドン（Ｎ
ＭＰ）の量が、正極と負極の平均で７０μｌ／ｍ^２以下
とされていることを特徴とする。

【０００９】上述したような本発明に係る非水電解液電
池では、正極活物質層中及び負極活物質層中に残留する
ＮＭＰの量が、正極と負極の平均で７０μｌ／ｍ^２以下
とされているので、ＮＭＰの分解が小さくなり、長期間
保存時の電位低下や自己放電が少なくなる。

【００１０】また、本発明の非水電解液電池の製造方法
は、リチウムを含む遷移金属複合酸化物を正極活物質と
して含有する正極と、リチウムのドープ・脱ドープ可能
な炭素、金属又は合金可能な材料を負極活物質として含
有する負極と、上記正極と上記負極との間に介在される
非水電解液とを備えた非水電解液電池の製造方法であっ
て、正極活物質となるリチウムを含む遷移金属複合酸化
物を含有し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンによってスラ
リー状とされてなる正極合剤を帯状の正極集電体上に塗
布する正極合剤塗布工程と、上記正極合剤塗布工程で正
極集電体上に塗布された正極合剤を乾燥してＮ−メチル
−２−ピロリドンの一部を除去することにより正極集電
体上に正極活物質層を形成して正極とする正極乾燥工程
と、負極活物質となるリチウムのドープ・脱ドープ可能
な炭素、金属又は合金可能な材料を含有し、Ｎ−メチル
−２−ピロリドンによってスラリー状とされてなる負極
合剤を帯状の負極集電体上に塗布する負極合剤塗布工程
と、上記負極合剤塗布工程で負極集電体上に塗布された
負極合剤を乾燥してＮ−メチル−２−ピロリドンの一部
を除去することにより負極集電体上に負極活物質層を形
成して負極とする負極乾燥工程とを有する。

【００１１】そして、本発明は、上記正極乾燥工程及び
負極乾燥工程において、上記正極活物質層及び負極活物
質層に残留するＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）
の量が、正極と負極の平均で７０μｌ／ｍ^２以下となる
ようにすることを特徴とする。

【００１２】上述したような本発明に係る非水電解液電
池の製造方法では、上記正極乾燥工程及び負極乾燥工程
において、正極活物質層中及び負極活物質層中に残留す
るＮＭＰの量が、正極と負極の平均で７０μｌ／ｍ^２以
下とされているので、ＮＭＰの分解が小さくなり、長期
間保存時の電位低下や自己放電が少なくなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。

【００１４】図１は、本発明の非水電解液電池の一構成
例を示す縦断面図である。この非水電解液電池１は、フ
ィルム状の正極２と、フィルム状の負極３とが、セパレ
ータ４を介して密着状態で巻回された巻層体が、電池缶
５内部に装填されてなる。

【００１５】上記正極２は、正極活物質と結着剤とを含
有する正極合剤を集電体上に塗布、乾燥することにより
作製される。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。

【００１６】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。

【００１７】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、ＴｉＳ_２、ＭｎＯ_２、黒鉛、
ＦｅＳ_２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
Ｓ_２、ＭｏＳ_２、ＮｂＳｅ_２、Ｖ_２Ｏ_５等の金属硫化物
あるいは酸化物を使用することができる。また、Ｌｉ_ｘ
ＭＯ _２（式中Ｍは一種以上の遷移金属を表し、ｘは電池
の充放電状態によって異なり、通常０．０５以上、１．
１０以下である。）を主体とするリチウム複合酸化物等
を使用することができる。このリチウム複合酸化物を構
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複合酸化物の具体例としては
ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＮｉ_ｙＣｏ_１−ｙＯ
_２（式中、０＜ｙ＜１である。）、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４等を
挙げることができる。これらのリチウム複合酸化物は、
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。正極２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。

【００１８】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
いることができるほか、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。

【００１９】後述するように、上記正極は、正極活物質
と結着剤とを含有し、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（Ｎ
ＭＰ）によって希釈されてなる正極合剤を、正極集電体
となる例えばアルミニウム箔等の金属箔上に均一に塗
布、乾燥して正極活物質層を形成することにより作製さ
れる。上記ＮＭＰは、乾燥によってその一部が気化、除
去される。

【００２０】ここで、本発明にかかる非水電解液電池１
では、正極活物質層中及び負極活物質層中に残留するＮ
ＭＰの量が、正極と負極の平均で７０μｌ／ｍ^２以下と
されている。正極活物質層中及び負極活物質層中に残留
するＮＭＰの量を、平均で７０μｌ／ｍ^２以下とするこ
とで、電池を長期間保存した際の、ＮＭＰの分解に起因
する電位低下を抑えることができる。また、ＮＭＰの分
解を抑えることで、非水電解液電池１の自己放電を抑え
ることができる。

【００２１】正極活物質層中及び負極活物質層中に残留
するＮＭＰの量が、平均で７０μｌ／ｍ^２を越えると、
上述したような、ＮＭＰの分解に起因する電位低下や自
己放電が大きくなってしまう。したがって、正極活物質
層中及び負極活物質層中に残留するＮＭＰの量が、平均
で７０μｌ／ｍ^２以下に規定することで、長期間保存時
の電位低下や自己放電が少ない、優れた非水電解液電池
１を得ることができる。

【００２２】負極３は、負極活物質と結着剤とを含有す
る負極合剤を、集電体上に塗布、乾燥することにより作
製される。上記集電体には、例えば銅箔等の金属箔が用
いられる。

【００２３】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、黒鉛類、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、フラン樹脂等を適当な温度で焼成
し炭素化したものを示す。

【００２４】上述した炭素材料のほか、リチウムをドー
プ、脱ド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ＳｎＯ_２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。

【００２５】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ほか、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。

【００２６】後述するように、上記負極は、負極活物質
と結着剤とを含有し、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（Ｎ
ＭＰ）によって希釈されてなる負極合剤を、負極集電体
となる例えば銅箔等の金属箔上に均一に塗布、乾燥して
負極活物質層を形成することにより作製される。上記Ｎ
ＭＰは、乾燥によってその一部が気化、除去される。

【００２７】ここで、本発明にかかる非水電解液電池１
では、正極活物質層中及び負極活物質層中に残留するＮ
ＭＰの量が、正極と負極の平均で７０μｌ／ｍ^２以下と
されている。正極活物質層中及び負極活物質層中に残留
するＮＭＰの量を、平均で７０μｌ／ｍ^２以下とするこ
とで、電池を長期間保存した際の、ＮＭＰの分解に起因
する電位低下を抑えることができる。また、ＮＭＰの分
解を抑えることで、非水電解液電池１の自己放電を抑え
ることができる。

【００２８】正極活物質層中及び負極活物質層中に残留
するＮＭＰの量が、平均で７０μｌ／ｍ^２を越えると、
上述したような、ＮＭＰの分解に起因する電位低下や自
己放電が大きくなってしまう。したがって、正極活物質
層中及び負極活物質層中に残留するＮＭＰの量が、平均
で７０μｌ／ｍ^２以下に規定することで、長期間保存時
の電位低下や自己放電が少ない、優れた非水電解液電池
１を得ることができる。

【００２９】非水電解液は、電解質を非水溶媒に溶解し
て調製される。

【００３０】電解質としては、通常、電池電解液に用い
られている公知の電解質を使用することができる。具体
的には、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｓＦ_６、Ｌｉ
ＣＦ _３ＳＯ_３、ＬｉＮ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_２、等のリチウ
ム塩を挙げることができる。

【００３１】このような電解質は、非水溶媒中に０．１
ｍｏｌ／Ｌ〜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／Ｌ
〜２．０ｍｏｌ／Ｌである。

【００３２】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
状カーボネートや、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル等の鎖
状カーボネート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。

【００３３】上述したような本発明にかかる非水電解液
電池１では、正極活物質層中及び負極活物質層中に残留
するＮＭＰの量が、正極と負極の平均で７０μｌ／ｍ^２
以下とされているので、ＮＭＰの分解が小さくなり、長
期間保存時の電位低下や自己放電が少ない、優れたもの
となる。

【００３４】そして、このような非水電解液電池１は、
つぎのようにして製造される。

【００３５】正極２は、正極活物質と結着剤とを含有
し、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）によって希
釈されてなる正極合剤を、正極集電体となる例えばアル
ミニウム箔等の金属箔上に均一に塗布、乾燥して正極活
物質層を形成することにより作製される。上記正極合剤
の結着剤としては、公知の結着剤を用いることができる
ほか、上記正極合剤に公知の添加剤等を添加することが
できる。

【００３６】上記ＮＭＰは、乾燥によってその一部が気
化、除去されるが、本発明では、正極活物質層中及び負
極活物質層中に残留するＮＭＰの量を、正極と負極の平
均で７０μｌ／ｍ^２以下となるようにする。

【００３７】正極活物質層中及び負極活物質層中に残留
するＮＭＰの量を、平均で７０μｌ／ｍ^２以下とするこ
とで、電池を長期間保存した際の、ＮＭＰの分解に起因
する電位低下を抑えることができる。また、ＮＭＰの分
解を抑えることで、非水電解液電池１の自己放電を抑え
ることができる。

【００３８】正極活物質層中及び負極活物質層中に残留
するＮＭＰの量が、平均で７０μｌ／ｍ^２を越えると、
上述したような、ＮＭＰの分解に起因する電位低下や自
己放電が大きくなってしまう。したがって、正極活物質
層中及び負極活物質層中に残留するＮＭＰの量が、平均
で７０μｌ／ｍ^２以下に規定することで、長期間保存時
の電位低下や自己放電が少ない、優れた非水電解液電池
１を得ることができる。

【００３９】負極３は、負極活物質と結着剤とを含有
し、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）によって希
釈されてなる負極合剤を、負極集電体となる例えば銅箔
等の金属箔上に均一に塗布、乾燥して負極活物質層を形
成することにより作製される。上記負極合剤の結着剤と
しては、公知の結着剤を用いることができるほか、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。

【００４０】上記ＮＭＰは、乾燥によってその一部が気
化、除去されるが、本発明では、正極活物質層中及び負
極活物質層中に残留するＮＭＰの量を、正極と負極の平
均で７０μｌ／ｍ^２以下となるようにする。

【００４１】正極活物質層中及び負極活物質層中に残留
するＮＭＰの量を、平均で７０μｌ／ｍ^２以下とするこ
とで、電池を長期間保存した際の、ＮＭＰの分解に起因
する電位低下を抑えることができる。また、ＮＭＰの分
解を抑えることで、非水電解液電池１の自己放電を抑え
ることができる。

【００４２】正極活物質層中及び負極活物質層中に残留
するＮＭＰの量が、平均で７０μｌ／ｍ^２を越えると、
上述したような、ＮＭＰの分解に起因する電位低下や自
己放電が大きくなってしまう。したがって、正極活物質
層中及び負極活物質層中に残留するＮＭＰの量が、平均
で７０μｌ／ｍ^２以下に規定することで、長期間保存時
の電位低下や自己放電が少ない、優れた非水電解液電池
１を得ることができる。

【００４３】以上のようにして得られる正極２と、負極
３とを、例えば微孔性ポリプロピレンフィルムからなる
セパレータ４を介して密着させ、渦巻型に多数回巻回す
ることにより巻層体が構成される。

【００４４】次に、その内側にニッケルメッキを施した
鉄製の電池缶５の底部に絶縁板６を挿入し、さらに巻層
体を収納する。そして負極の集電をとるために、例えば
ニッケルからなる負極リード７の一端を負極３に圧着さ
せ、他端を電池缶５に溶接する。これにより、電池缶５
は負極３と導通をもつこととなり、非水電解液電池１の
外部負極となる。また、正極２の集電をとるために、例
えばアルミニウムからなる正極リード８の一端を正極２
に取り付け、他端を電流遮断用薄板９を介して電池蓋１
０と電気的に接続する。この電流遮断用薄板９は、電池
内圧に応じて電流を遮断するものである。これにより、
電池蓋１０は正極２と導通をもつこととなり、非水電解
液電池１の外部正極となる。

【００４５】次に、この電池缶５の中に非水電解液を注
入する。この非水電解液は、電解質を非水溶媒に溶解さ
せて調製される。

【００４６】次に、アスファルトを塗布した絶縁封口ガ
スケット１１を介して電池缶５をかしめることにより電
池蓋１０が固定されて円筒型の非水電解液電池１が作製
される。

【００４７】なお、この非水電解液電池１においては、
図１に示すように、負極リード７及び正極リード８に接
続するセンターピン１２が設けられているとともに、電
池内部の圧力が所定値よりも高くなったときに内部の気
体を抜くための安全弁装置１３及び電池内部の温度上昇
を防止するためのＰＴＣ素子１４が設けられている。

【００４８】このようにして得られる非水電解液電池１
は、正極活物質層中及び負極活物質層中に残留するＮＭ
Ｐの量が、正極と負極の平均で７０μｌ／ｍ^２以下とさ
れているので、ＮＭＰの分解が小さくなり、長期間保存
時の電位低下や自己放電が少ない、優れたものとなる。

【００４９】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、大型等の種々の大きさに
することができる。

【００５０】

【実施例】以下に示す実施例及び比較例では、本発明の
効果を確認すべく、上述したような非水電解液電池を作
製し、その特性を評価した。

【００５１】〈サンプル１〉まず、負極を以下のように
して作製した。

【００５２】負極活物質として黒鉛を９０重量部と、結
着剤としてポリフッ化ビニリデンを１０重量部とを混合
して負極合剤を調製した。次に、負極合剤をＮ−メチル
−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に分散させてスラリー状と
した。そして、このスラリーを負極集電体である厚さ１
０μｍの帯状の銅箔の両面に均一に塗布し、その後、１
２０℃で１０分間乾燥して負極活物質層を形成した後、
ロールプレス機で圧縮成型し、負極を作製した。

【００５３】得られた負極の負極活物質層の面積密度は
２０ｍｇ／ｃｍ^２であり、残留ＮＭＰ量は４０μｌ／ｍ
^２であった。

【００５４】つぎに、正極を以下のように作製した。

【００５５】正極活物質としてＬｉＣｏＯ_２を８５重量
部と、導電剤として鱗片状黒鉛を５重量部と、結着剤と
してポリフッ化ビニリデンを１０重量部とを混合して正
極合剤を調製した。

【００５６】次に、正極合剤を、Ｎ−メチル−２−ピロ
リドン（ＮＭＰ）に分散させてスラリーとした。そし
て、このスラリーを正極集電体となる厚さ２０μｍのア
ルミニウム箔の両面に均一に塗布し、その後１２０℃で
５分間乾燥して正極活物質層を形成した後、ロールプレ
ス機で圧縮成形することにより正極を作製した。

【００５７】得られた正極の正極活物質層の面積密度は
５０ｍｇ／ｃｍ^２であり、残留ＮＭＰ量は１８１μｌ／
ｍ^２であった。

【００５８】以上のようにして得られる正極と、負極と
を、厚さ２５μｍの微孔性ポリプロピレンフィルムから
なるセパレータを介して密着させ、渦巻型に多数回巻回
することにより巻層体を作製した。

【００５９】次に、その内側にニッケルメッキを施した
鉄製の電池缶の底部に絶縁板を挿入し、さらに巻層体を
収納した。そして負極の集電をとるために、ニッケル製
の負極リードの一端を負極に圧着させ、他端を電池缶に
溶接した。また、正極の集電をとるために、アルミニウ
ム製の正極リードの一端を正極に取り付け、他端を電流
遮断用薄板を介して電池蓋と電気的に接続した。この電
流遮断用薄板は、電池内圧に応じて電流を遮断するもの
である。

【００６０】そして、この電池缶の中に非水電解液を注
入した。この非水電解液は、エチレンカーボネートとジ
メチルカーボネートとの当容量混合溶媒中に、電解質と
してＬｉＰＦ_６を１．０ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解させて
調製した。

【００６１】最後に、アスファルトを塗布した絶縁封口
ガスケットを介して電池缶をかしめることにより電池蓋
を固定して、直径が約１８ｍｍ、高さが約６５ｍｍの円
筒型の非水電解液電池を作製した。

【００６２】〈サンプル２〉正極を作製する際に乾燥時
間を６分間としたこと以外は、サンプル１と同様にして
非水電解液電池を作製した。

【００６３】なお、得られた正極の正極活物質層の残留
ＮＭＰ量は１７８μｌ／ｍ^２であった。

【００６４】〈サンプル３〉正極を作製する際に乾燥時
間を７分間としたこと以外は、サンプル１と同様にして
非水電解液電池を作製した。

【００６５】なお、得られた正極の正極活物質層の残留
ＮＭＰ量は１５６μｌ／ｍ^２であった。

【００６６】〈サンプル４〉正極を作製する際に乾燥時
間を８分間としたこと以外は、サンプル１と同様にして
非水電解液電池を作製した。

【００６７】なお、得られた正極の正極活物質層の残留
ＮＭＰ量は１３５μｌ／ｍ^２であった。

【００６８】〈サンプル５〉正極を作製する際に乾燥時
間を９分間としたこと以外は、サンプル１と同様にして
非水電解液電池を作製した。

【００６９】なお、得られた正極の正極活物質層の残留
ＮＭＰ量は１２５μｌ／ｍ^２であった。

【００７０】〈サンプル６〉正極を作製する際に乾燥時
間を１０分間としたこと以外は、サンプル１と同様にし
て非水電解液電池を作製した。

【００７１】なお、得られた正極の正極活物質層の残留
ＮＭＰ量は１１０μｌ／ｍ^２であった。

【００７２】〈サンプル７〉正極を作製する際に乾燥時
間を１１分間としたこと以外は、サンプル１と同様にし
て非水電解液電池を作製した。

【００７３】なお、得られた正極の正極活物質層の残留
ＮＭＰ量は９７μｌ／ｍ^２であった。

【００７４】〈サンプル８〉正極を作製する際に乾燥時
間を１２分間としたこと以外は、サンプル１と同様にし
て非水電解液電池を作製した。

【００７５】なお、得られた正極の正極活物質層の残留
ＮＭＰ量は９０μｌ／ｍ^２であった。

【００７６】〈サンプル９〉正極を作製する際に乾燥時
間を１３分間としたこと以外は、サンプル１と同様にし
て非水電解液電池を作製した。

【００７７】なお、得られた正極の正極活物質層の残留
ＮＭＰ量は８４μｌ／ｍ^２であった。

【００７８】〈サンプル１０〉正極を作製する際に乾燥
時間を１４分間としたこと以外は、サンプル１と同様に
して非水電解液電池を作製した。

【００７９】なお、得られた正極の正極活物質層の残留
ＮＭＰ量は７５μｌ／ｍ^２であった。

【００８０】〈サンプル１１〉正極を作製する際に乾燥
時間を１５分間としたこと以外は、サンプル１と同様に
して非水電解液電池を作製した。

【００８１】なお、得られた正極の正極活物質層の残留
ＮＭＰ量は６６μｌ／ｍ^２であった。

【００８２】〈サンプル１２〉正極を作製する際に乾燥
時間を１６分間としたこと以外は、サンプル１と同様に
して非水電解液電池を作製した。

【００８３】なお、得られた正極の正極活物質層の残留
ＮＭＰ量は５２μｌ／ｍ^２であった。

【００８４】〈サンプル１３〉正極を作製する際に乾燥
時間を１７分間としたこと以外は、サンプル１と同様に
して非水電解液電池を作製した。

【００８５】なお、得られた正極の正極活物質層の残留
ＮＭＰ量は４４μｌ／ｍ^２であった。

【００８６】〈サンプル１４〉正極を作製する際に乾燥
時間を１８分間としたこと以外は、サンプル１と同様に
して非水電解液電池を作製した。

【００８７】なお、得られた正極の正極活物質層の残留
ＮＭＰ量は３２μｌ／ｍ^２であった。

【００８８】以上のようにして作製されたサンプル１〜
サンプル１４の円筒型非水電解液電池に対して保存特性
評価を行った。

【００８９】まず、得られた各電池に対して４．２Ｖ、
１Ａ、３時間の充電条件で定電圧定電流充電を行った。
その後０．７Ａの放電電流で２．５Ｖまで定電流放電を
行い、保存前における放電容量を測定した。

【００９０】その後、上記と同様の充電条件で充電を行
い、４．２Ｖ満充電状態で、４５℃の環境下、１週間の
保存を行った。

【００９１】１週間の保存後、上記と同様の放電条件で
放電試験を行い、その結果から電池の電位低下量と自己
放電率とを求めた。

【００９２】また、電池を分解し、電極中に残留する残
留ＮＭＰ量の測定をガスクロマトグラフィーにより行っ
た。ガスクロマトグラフィーの測定条件は、カラム恒温
槽温度が６０℃、検出器温度が２８０℃とした。また、
測定試料寸法は正極、負極共に一辺が５０ｍｍ角の正方
形とした。

【００９３】４５℃で１週間保存した後における電位低
下量と自己放電率とを、正極乾燥時間及び残留ＮＭＰ量
と併せて表１に示す。また、正極活物質中に残留するＮ
ＭＰ量と自己放電率との関係を図２に示す。

【００９４】

【表１】

【００９５】表１及び図２から、正極活物質の乾燥時間
が長くなるほど残留ＮＭＰ量は少なくなっていることが
わかる。そして、残留ＮＭＰ量が１００μｌ／ｍ^２以上
となると急激に電位が低下し、そして自己放電率が大き
くなっていることが確認された。従って、電極中の残留
ＮＭＰ量が少ない程、長時間保存時の自己放電が少な
く、電圧低下も抑えられた電池になることが確認され
た。

【００９６】また、上記の結果から正極活物質及び負極
活物質中の平均残留ＮＭＰは、７０μｌ／ｍ^２以下の時
に、長時間保存時の自己放電が少なく、電圧低下も抑え
られ、特に好ましいことが確認された。

【００９７】

【発明の効果】本発明では、正極活物質層中及び負極活
物質層中に残留するＮＭＰの量が、正極と負極の平均で
７０μｌ／ｍ^２以下とされているので、ＮＭＰの分解が
小さくなり、長期間保存時の電位低下や自己放電が少な
い、優れた非水電解液電池を実現することができる。

【００９８】また、本発明では、自己放電率が全体的に
下がることにより、微小な短絡による電位低下と自然な
自己放電による電位低下の識別が容易になるため、異常
セルの検出精度の向上及び検出期間の短縮を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の非水電解液電池の一構成例を示す縦断
面図である。

【図２】実施例で作製した電池について、正極活物質中
に残留するＮＭＰ量と自己放電率との関係を示した図で
ある。

【符号の説明】

１ 非水電解液電池、 ２ 正極、 ３ 負極、 ４
セパレータ、 ５ 電池缶、 １０ 電池蓋

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リチウムを含む遷移金属複合酸化物を正
   極活物質として含有する正極と、 リチウムのドープ・脱ドープ可能な炭素、金属又は合金
   可能な材料を負極活物質として含有する負極と、 上記正極と上記負極との間に介在される非水電解液とを
   備えた非水電解液電池において、 上記正極及び負極に残留するＮ−メチル−２−ピロリド
   ンの量が、正極と負極の平均で７０μｌ／ｍ^２以下とさ
   れていることを特徴とする非水電解液電池。
2. 【請求項２】 上記非水電解液は、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢ
   Ｆ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＮ（ＣＦ
   _３ＳＯ_３）_２より選ばれる１種類以上の化合物を電解質
   塩として含有していることを特徴とする請求項１記載の
   非水電解液電池。
3. 【請求項３】 上記非水電解液は、環状カーボネート又
   は鎖状カーボネートを単独又は混合で非水溶媒として含
   有していることを特徴とする請求項１記載の非水電解液
   電池。
4. 【請求項４】 上記正極及び負極は、帯状の集電体上
   に、活物質を含有する活物質層が形成されてなることを
   特徴とする請求項１記載の非水電解液電池。
5. 【請求項５】 リチウムを含む遷移金属複合酸化物を正
   極活物質として含有する正極と、リチウムのドープ・脱
   ドープ可能な炭素、金属又は合金可能な材料を負極活物
   質として含有する負極と、上記正極と上記負極との間に
   介在される非水電解液とを備えた非水電解液電池の製造
   方法であって、 正極活物質となるリチウムを含む遷移金属複合酸化物を
   含有し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンによってスラリー
   状とされてなる正極合剤を帯状の正極集電体上に塗布す
   る正極合剤塗布工程と、 上記正極合剤塗布工程で正極集電体上に塗布された正極
   合剤を乾燥してＮ−メチル−２−ピロリドンの一部を除
   去することにより正極集電体上に正極活物質層を形成し
   て正極とする正極乾燥工程と、 負極活物質となるリチウムのドープ・脱ドープ可能な炭
   素、金属又は合金可能な材料を含有し、Ｎ−メチル−２
   −ピロリドンによってスラリー状とされてなる負極合剤
   を帯状の負極集電体上に塗布する負極合剤塗布工程と、 上記負極合剤塗布工程で負極集電体上に塗布された負極
   合剤を乾燥してＮ−メチル−２−ピロリドンの一部を除
   去することにより負極集電体上に負極活物質層を形成し
   て負極とする負極乾燥工程とを有し、 上記正極乾燥工程及び負極乾燥工程において、上記正極
   活物質層及び負極活物質層に残留するＮ−メチル−２−
   ピロリドンの量が、正極と負極の平均で７０μｌ／ｍ^２
   以下となるようにすることを特徴とする非水電解液電池
   の製造方法。
6. 【請求項６】 上記非水電解液は、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢ
   Ｆ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＮ（ＣＦ
   _３ＳＯ_３）_２より選ばれる１種類以上の化合物を電解質
   塩として含有していることを特徴とする請求項５記載の
   非水電解液電池の製造方法。
7. 【請求項７】 上記非水電解液は、環状カーボネート又
   は鎖状カーボネートを単独又は混合で非水溶媒として含
   有していることを特徴とする請求項５記載の非水電解液
   電池の製造方法。