JPH09298057A - リチウムイオン電池 - Google Patents
リチウムイオン電池Info
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- JPH09298057A JPH09298057A JP8109097A JP10909796A JPH09298057A JP H09298057 A JPH09298057 A JP H09298057A JP 8109097 A JP8109097 A JP 8109097A JP 10909796 A JP10909796 A JP 10909796A JP H09298057 A JPH09298057 A JP H09298057A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 負極の電解液浸透方向における中央部分にも
十分に電解液を含浸させることにより、電池の高容量化
とサイクル特性の向上とを図り得るリチウムイオン電池
を提供することを目的としている。 【解決手段】 リチウムイオンを吸蔵、放出可能な炭素
材料から成る負極活物質層１１・１１が箔状の芯体１０
の両面に設けられた負極２と、リチウム含有複合酸化物
から成る正極１と、前記負極と正極との間に配置された
セパレータ３と、有機非水電解液を備えたリチウムイオ
ン電池において、前記負極活物質層１１・１１の表面に
は、前記有機非水電解液の浸透方向に電解液案内溝１２
…が形成されていることを特徴とする。
十分に電解液を含浸させることにより、電池の高容量化
とサイクル特性の向上とを図り得るリチウムイオン電池
を提供することを目的としている。 【解決手段】 リチウムイオンを吸蔵、放出可能な炭素
材料から成る負極活物質層１１・１１が箔状の芯体１０
の両面に設けられた負極２と、リチウム含有複合酸化物
から成る正極１と、前記負極と正極との間に配置された
セパレータ３と、有機非水電解液を備えたリチウムイオ
ン電池において、前記負極活物質層１１・１１の表面に
は、前記有機非水電解液の浸透方向に電解液案内溝１２
…が形成されてい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、リチウムイオンを
吸蔵、放出可能な炭素材料から成る負極活物質層が箔状
の芯体の両面に設けられた負極と、リチウム含有複合酸
化物から成る正極と、前記負極と正極との間に配置され
たセパレータと、有機非水電解液とを備えたリチウムイ
オン電池に関し、特に上記負極活物質層には黒鉛が用い
られているリチウムイオン電池に関する。
吸蔵、放出可能な炭素材料から成る負極活物質層が箔状
の芯体の両面に設けられた負極と、リチウム含有複合酸
化物から成る正極と、前記負極と正極との間に配置され
たセパレータと、有機非水電解液とを備えたリチウムイ
オン電池に関し、特に上記負極活物質層には黒鉛が用い
られているリチウムイオン電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、上記の構造を有するリチウムイオ
ン電池は、高容量化が可能な電池として注目されてい
る。ここで、かかる電池の負極作製時には、箔状の芯体
の両面にスラリー状の負極活物質を塗布、乾燥した後、
ローラにより負極活物質層を圧縮するような方法が用い
られている。このように負極活物質層を圧縮すれば、箔
状の芯体に炭素材料が固着されて炭素材料の脱落を防止
しうると共に、より多くの活物質が電池内に装填される
ことになって、一層の高容量化が可能となる。
ン電池は、高容量化が可能な電池として注目されてい
る。ここで、かかる電池の負極作製時には、箔状の芯体
の両面にスラリー状の負極活物質を塗布、乾燥した後、
ローラにより負極活物質層を圧縮するような方法が用い
られている。このように負極活物質層を圧縮すれば、箔
状の芯体に炭素材料が固着されて炭素材料の脱落を防止
しうると共に、より多くの活物質が電池内に装填される
ことになって、一層の高容量化が可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如く負極活物質層（特に、負極活物質に黒鉛を用いた負
極活物質層）を圧縮すると、当該圧縮によって黒鉛結晶
が箔状の芯体の表面に平行に配向するため、負極の表面
が光沢を有する程に平滑になる。このため、当該負極を
用いて電池を作製すると、負極とセパレータとが密着し
た状態となって、負極の電解液浸透方向における中央部
分には電解液が含浸されないことが多発する。この結
果、電池の容量が小さくなり、しかもサイクル特性に劣
るという課題を有していた。
如く負極活物質層（特に、負極活物質に黒鉛を用いた負
極活物質層）を圧縮すると、当該圧縮によって黒鉛結晶
が箔状の芯体の表面に平行に配向するため、負極の表面
が光沢を有する程に平滑になる。このため、当該負極を
用いて電池を作製すると、負極とセパレータとが密着し
た状態となって、負極の電解液浸透方向における中央部
分には電解液が含浸されないことが多発する。この結
果、電池の容量が小さくなり、しかもサイクル特性に劣
るという課題を有していた。
【０００４】本発明は上記従来の課題を考慮してなされ
たものであって、負極の電解液浸透方向における中央部
分にも十分に電解液を含浸させることにより、電池の高
容量化とサイクル特性の向上とを図り得るリチウムイオ
ン電池を提供することを目的としている。
たものであって、負極の電解液浸透方向における中央部
分にも十分に電解液を含浸させることにより、電池の高
容量化とサイクル特性の向上とを図り得るリチウムイオ
ン電池を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうちで請求項１記載の発明は、リチウ
ムイオンを吸蔵、放出可能な炭素材料から成る負極活物
質層が箔状の芯体の両面に設けられた負極と、リチウム
含有複合酸化物から成る正極と、前記負極と正極との間
に配置されたセパレータと、有機非水電解液とを備えた
リチウムイオン電池において、前記負極活物質層の表面
には、前記有機非水電解液の浸透方向に電解液案内溝が
形成されていることを特徴とする。
ために、本発明のうちで請求項１記載の発明は、リチウ
ムイオンを吸蔵、放出可能な炭素材料から成る負極活物
質層が箔状の芯体の両面に設けられた負極と、リチウム
含有複合酸化物から成る正極と、前記負極と正極との間
に配置されたセパレータと、有機非水電解液とを備えた
リチウムイオン電池において、前記負極活物質層の表面
には、前記有機非水電解液の浸透方向に電解液案内溝が
形成されていることを特徴とする。
【０００６】上記構成であれば、電解液案内溝が形成さ
れている部分では、負極とセパレータとが密着した状態
とならないので、負極の電解液浸透方向における中央部
分にも電解液案内溝を介して電解液が含浸されることに
なる。したがって、負極の表面全体に電解液が浸透する
ので、電池の容量の低下やサイクル特性の低下といった
不都合が生じるのを回避することができる。
れている部分では、負極とセパレータとが密着した状態
とならないので、負極の電解液浸透方向における中央部
分にも電解液案内溝を介して電解液が含浸されることに
なる。したがって、負極の表面全体に電解液が浸透する
ので、電池の容量の低下やサイクル特性の低下といった
不都合が生じるのを回避することができる。
【０００７】また請求項２記載の発明は、請求項１記載
の発明の構成のうち、炭素材料として黒鉛を用いること
を特徴とする。炭素材料として黒鉛を用いれば、負極の
表面が特に平滑になり易いので、上記作用、効果が一層
発揮されることになる。
の発明の構成のうち、炭素材料として黒鉛を用いること
を特徴とする。炭素材料として黒鉛を用いれば、負極の
表面が特に平滑になり易いので、上記作用、効果が一層
発揮されることになる。
【０００８】また請求項３記載の発明は、請求項１又は
請求項２記載の発明の構成において、負極活物質層の表
面における有機非水電解液の浸透方向の一端から他端に
かけて電解液案内溝が形成されていることを特徴とす
る。このような構成であれば、上記作用、効果が一層円
滑に発揮されることになる。
請求項２記載の発明の構成において、負極活物質層の表
面における有機非水電解液の浸透方向の一端から他端に
かけて電解液案内溝が形成されていることを特徴とす
る。このような構成であれば、上記作用、効果が一層円
滑に発揮されることになる。
【０００９】また請求項４記載の発明は、請求項１又は
請求項２記載の発明の構成において、電解液案内溝の本
数を極板１ｃｍにつき１〜５本に、電解液案内溝の深さ
を負極活物質層の厚みの１／８以上１／２以下に、電解
液案内溝の幅を０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下に、それぞれ
規制したことを特徴とする。このように電解液案内溝の
本数と電解液案内溝の深さと電解液案内溝の幅とを規制
すれば、上記作用、効果が一層に発揮されることにな
る。これは、以下に示す理由によるものと考えられる。
請求項２記載の発明の構成において、電解液案内溝の本
数を極板１ｃｍにつき１〜５本に、電解液案内溝の深さ
を負極活物質層の厚みの１／８以上１／２以下に、電解
液案内溝の幅を０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下に、それぞれ
規制したことを特徴とする。このように電解液案内溝の
本数と電解液案内溝の深さと電解液案内溝の幅とを規制
すれば、上記作用、効果が一層に発揮されることにな
る。これは、以下に示す理由によるものと考えられる。
【００１０】即ち、電解液案内溝の本数が極板１ｃｍに
つき１本未満、電解液案内溝の深さが負極活物質層の厚
みの１／８未満或いは電解液案内溝の幅が０．１ｍｍ未
満であれば、負極の表面積が余り増大しない（即ち、電
解液案内溝がその作用を十分に発揮し得ない）ので、本
発明の効果を十分に発揮することができない。一方、電
解液案内溝の本数が極板１ｃｍにつき５本を超え、電解
液案内溝の深さが負極活物質層の厚みの１／２を超え、
又は電解液案内溝の幅が１ｍｍを超えると、負極表面の
凹凸が大きくなるため、極板反応が不均一となって、電
池特性が低下するという理由によるものである。
つき１本未満、電解液案内溝の深さが負極活物質層の厚
みの１／８未満或いは電解液案内溝の幅が０．１ｍｍ未
満であれば、負極の表面積が余り増大しない（即ち、電
解液案内溝がその作用を十分に発揮し得ない）ので、本
発明の効果を十分に発揮することができない。一方、電
解液案内溝の本数が極板１ｃｍにつき５本を超え、電解
液案内溝の深さが負極活物質層の厚みの１／２を超え、
又は電解液案内溝の幅が１ｍｍを超えると、負極表面の
凹凸が大きくなるため、極板反応が不均一となって、電
池特性が低下するという理由によるものである。
【００１１】また請求項５記載の発明は、請求項１記載
の発明の構成において、表面に突起が形成されたローラ
で活物質層を圧縮することにより電解液案内溝を形成す
ることを特徴とする。表面に電解液案内溝を形成する方
法としては、カッター等で切り込みを形成するような方
法も考えられるが、この方法では負極活物質を削ること
になるので、負極容量が低下するという問題がある。こ
れに対して、上記の如く表面に突起が形成されたローラ
で負極活物質層を圧縮する方法にて電解液案内溝を形成
すれば、負極活物質を削ることにならないので、負極容
量が低下するという問題が生じない。加えて、ローラの
突起により電解液案内溝を形成すると、当該部分では極
めて大きな圧力で押圧されることになるので、芯体内に
炭素材料が埋め込まれるという効果（即ち、アンカー効
果）が十分に発揮され、炭素材料が負極から脱落するの
を一層抑制できる効果もある。
の発明の構成において、表面に突起が形成されたローラ
で活物質層を圧縮することにより電解液案内溝を形成す
ることを特徴とする。表面に電解液案内溝を形成する方
法としては、カッター等で切り込みを形成するような方
法も考えられるが、この方法では負極活物質を削ること
になるので、負極容量が低下するという問題がある。こ
れに対して、上記の如く表面に突起が形成されたローラ
で負極活物質層を圧縮する方法にて電解液案内溝を形成
すれば、負極活物質を削ることにならないので、負極容
量が低下するという問題が生じない。加えて、ローラの
突起により電解液案内溝を形成すると、当該部分では極
めて大きな圧力で押圧されることになるので、芯体内に
炭素材料が埋め込まれるという効果（即ち、アンカー効
果）が十分に発揮され、炭素材料が負極から脱落するの
を一層抑制できる効果もある。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図１〜図
４に基づいて、以下に説明する。図１は本発明のリチウ
ムイオン電池を模式的に示す断面図であり、図１の本発
明電池は、ＬｉＣｏＯ2 から成る正極１、黒鉛を主体と
する負極２、これら両電極を離間するセパレータ３、正
極リード４、負極リード５、正極外部端子６、負極缶７
などからなる。正極１及び負極２は、セパレータ３を介
して渦巻き状に巻き取られた状態で、負極缶７内に収容
されており、次いで、負極缶７内に電解液が注液されて
おり、正極１は正極リード４を介して正極外部端子６
に、また負極２は負極リード５を介して負極缶７に接続
され、電池内部で生じた化学エネルギーを電気エネルギ
ーとして外部へ取り出し得るようになっている。尚、上
記電解液としては、エチレンカーボネートとジエチルカ
ーボネートとの混合溶媒に、溶質としてのＬｉＰＦ6 を
１モル／リットルの割合で溶解したものを用いた。
４に基づいて、以下に説明する。図１は本発明のリチウ
ムイオン電池を模式的に示す断面図であり、図１の本発
明電池は、ＬｉＣｏＯ2 から成る正極１、黒鉛を主体と
する負極２、これら両電極を離間するセパレータ３、正
極リード４、負極リード５、正極外部端子６、負極缶７
などからなる。正極１及び負極２は、セパレータ３を介
して渦巻き状に巻き取られた状態で、負極缶７内に収容
されており、次いで、負極缶７内に電解液が注液されて
おり、正極１は正極リード４を介して正極外部端子６
に、また負極２は負極リード５を介して負極缶７に接続
され、電池内部で生じた化学エネルギーを電気エネルギ
ーとして外部へ取り出し得るようになっている。尚、上
記電解液としては、エチレンカーボネートとジエチルカ
ーボネートとの混合溶媒に、溶質としてのＬｉＰＦ6 を
１モル／リットルの割合で溶解したものを用いた。
【００１３】ここで、上記負極２の構造を、図２〜図４
に基づいて説明する。図２は巻回前の負極を示す正面
図、図３は図２のＡ部を拡大した拡大正面図、図４は図
３のＢ−Ｂ線矢視断面図である。図４に示すように、銅
箔から成る芯体１０の両面には黒鉛から成る負極活物質
層１１・１１が形成されており、これら負極活物質層１
１・１１の外面には、１ｃｍにつき１〜５本となるよう
な間隔で電解液案内溝１２…が形成されている。上記電
解液案内溝１２…の深さｔ1 は負極活物質層１１の厚み
ｔ2 の１／８以上１／２以下となるように構成され、ま
た、図３に示すように、電解液案内溝の幅ｔ3 は０．１
ｍｍ以上１ｍｍ以下となるように構成されている。尚、
図２に示すように、負極２の一端には、負極リード５が
固定されている。
に基づいて説明する。図２は巻回前の負極を示す正面
図、図３は図２のＡ部を拡大した拡大正面図、図４は図
３のＢ−Ｂ線矢視断面図である。図４に示すように、銅
箔から成る芯体１０の両面には黒鉛から成る負極活物質
層１１・１１が形成されており、これら負極活物質層１
１・１１の外面には、１ｃｍにつき１〜５本となるよう
な間隔で電解液案内溝１２…が形成されている。上記電
解液案内溝１２…の深さｔ1 は負極活物質層１１の厚み
ｔ2 の１／８以上１／２以下となるように構成され、ま
た、図３に示すように、電解液案内溝の幅ｔ3 は０．１
ｍｍ以上１ｍｍ以下となるように構成されている。尚、
図２に示すように、負極２の一端には、負極リード５が
固定されている。
【００１４】このような負極２は、銅箔から成る芯体１
０の両面にスラリー状の負極活物質を塗布、乾燥して負
極活物質層を作製した後、表面に突起が形成されたロー
ラで上記負極活物質層を圧縮することにより作製され
る。
０の両面にスラリー状の負極活物質を塗布、乾燥して負
極活物質層を作製した後、表面に突起が形成されたロー
ラで上記負極活物質層を圧縮することにより作製され
る。
【００１５】ここで、上記実施の態様では、電解液案内
溝１２…は、電解液浸透方向における一端から他端にか
けて形成されているが、このような構造に限定するもの
ではなく、図５に示すように、電解液の浸透し難い極板
中央部にのみ電解液案内溝１２…を形成するような構造
であっても良い。また、本発明は円筒型電池に限定され
るものではなく、ボタン型電池等如何なる形状のリチウ
ムイオン電池にも適用しうることは勿論である。
溝１２…は、電解液浸透方向における一端から他端にか
けて形成されているが、このような構造に限定するもの
ではなく、図５に示すように、電解液の浸透し難い極板
中央部にのみ電解液案内溝１２…を形成するような構造
であっても良い。また、本発明は円筒型電池に限定され
るものではなく、ボタン型電池等如何なる形状のリチウ
ムイオン電池にも適用しうることは勿論である。
【００１６】
【実施例】本発明の一実施例を、図６〜図１０に基づい
て、以下に説明する。尚、第１実施例では極板１ｃｍあ
たりの電解液案内溝の最適な本数を、第２実施例では電
解液案内溝の幅の最適値を、第３実施例では電解液案内
溝の深さの最適値を各々調べた。
て、以下に説明する。尚、第１実施例では極板１ｃｍあ
たりの電解液案内溝の最適な本数を、第２実施例では電
解液案内溝の幅の最適値を、第３実施例では電解液案内
溝の深さの最適値を各々調べた。
【００１７】（第１実施例） （実施例１）電解液案内溝の本数を極板１ｃｍあたり
０．１本とし、負極活物質層の厚さｔ 2 に対する電解液
案内溝の深さｔ1 の割合を１／２とし、電解液案内溝の
幅ｔ3を０．１ｍｍとした他は、前記発明の実施の態様
と同様の電池を作製した。このようにして作製した電池
を、以下本発明電池Ａ１と称する。
０．１本とし、負極活物質層の厚さｔ 2 に対する電解液
案内溝の深さｔ1 の割合を１／２とし、電解液案内溝の
幅ｔ3を０．１ｍｍとした他は、前記発明の実施の態様
と同様の電池を作製した。このようにして作製した電池
を、以下本発明電池Ａ１と称する。
【００１８】（実施例２〜５）電解液案内溝の本数を極
板１ｃｍあたり、各０．８本、１本、３本、５本とする
他は、上記実施例１と同様の電池を作製した。このよう
にして作製した電池を、以下各々本発明電池Ａ２〜Ａ５
と称する。
板１ｃｍあたり、各０．８本、１本、３本、５本とする
他は、上記実施例１と同様の電池を作製した。このよう
にして作製した電池を、以下各々本発明電池Ａ２〜Ａ５
と称する。
【００１９】（比較例）図６及び図７に示すように、電
解液案内溝を形成しない他は、上記実施例１と同様の電
池を作製した。尚、図６及び図７では、同一の部材につ
いては図２及び図４と同一の番号を付している。このよ
うにして作製した電池を、以下比較電池Ｘと称する。
解液案内溝を形成しない他は、上記実施例１と同様の電
池を作製した。尚、図６及び図７では、同一の部材につ
いては図２及び図４と同一の番号を付している。このよ
うにして作製した電池を、以下比較電池Ｘと称する。
【００２０】（実験１）上記本発明電池Ａ１〜Ａ５にお
いて、比較電池Ｘの初期容量に対する容量比、及び、比
較電池Ｘの芯体と負極活物質層との密着度に対する密着
度比を調べたので、それらの結果を下記表１に示す。
尚、表１においては比較電池Ｘの初期容量を１００と
し、また比較電池Ｘの芯体と負極活物質層との密着度を
１００として表している。
いて、比較電池Ｘの初期容量に対する容量比、及び、比
較電池Ｘの芯体と負極活物質層との密着度に対する密着
度比を調べたので、それらの結果を下記表１に示す。
尚、表１においては比較電池Ｘの初期容量を１００と
し、また比較電池Ｘの芯体と負極活物質層との密着度を
１００として表している。
【００２１】
【表１】
【００２２】上記表１から明らかなように、本発明電池
Ａ１〜Ａ５では比較電池Ｘと比べて、容量比及び密着度
比が同等かそれ以上であることが認められ、特に電解液
案内溝の本数が極板１ｃｍあたり１本〜５本の本発明電
池Ａ３〜Ａ５では容量比及び密着度比が非常に高くなっ
ていることが認められる。したがって、容量比及び密着
度比の点からは、電解液案内溝の本数は極板１ｃｍあた
り１本〜５本であることが望ましい。
Ａ１〜Ａ５では比較電池Ｘと比べて、容量比及び密着度
比が同等かそれ以上であることが認められ、特に電解液
案内溝の本数が極板１ｃｍあたり１本〜５本の本発明電
池Ａ３〜Ａ５では容量比及び密着度比が非常に高くなっ
ていることが認められる。したがって、容量比及び密着
度比の点からは、電解液案内溝の本数は極板１ｃｍあた
り１本〜５本であることが望ましい。
【００２３】（実験２）上記本発明電池Ａ１〜Ａ５及び
比較電池Ｘにおけるサイクル特性を調べたので、その結
果を図８に示す。尚、実験条件は、電流１Ｃで電池電圧
が４．１０Ｖに達するまで充電した後、４．１０Ｖの定
電圧充電で満充電とし、更に電流１Ｃで放電終止電圧３
Ｖまで放電するという条件である。
比較電池Ｘにおけるサイクル特性を調べたので、その結
果を図８に示す。尚、実験条件は、電流１Ｃで電池電圧
が４．１０Ｖに達するまで充電した後、４．１０Ｖの定
電圧充電で満充電とし、更に電流１Ｃで放電終止電圧３
Ｖまで放電するという条件である。
【００２４】図８から明らかなように、本発明電池Ａ１
〜Ａ５は比較電池Ｘに比べてサイクル特性が向上してい
ることが認められ、特に、本発明電池Ａ３〜Ａ５はサイ
クル特性が極めて向上していることが認められる。した
がって、サイクル特性の点からは、電解液案内溝の本数
は極板１ｃｍあたり１本〜５本であることが望ましい。
〜Ａ５は比較電池Ｘに比べてサイクル特性が向上してい
ることが認められ、特に、本発明電池Ａ３〜Ａ５はサイ
クル特性が極めて向上していることが認められる。した
がって、サイクル特性の点からは、電解液案内溝の本数
は極板１ｃｍあたり１本〜５本であることが望ましい。
【００２５】（第２実施例） （実施例１）電解液案内溝の本数を極板１ｃｍあたり３
本とし、負極活物質層の厚さｔ2 に対する電解液案内溝
の深さｔ1 の割合を１／２とし、電解液案内溝の幅ｔ3
を０．０７ｍｍとした他は、前記発明の実施の態様と同
様の電池を作製した。このようにして作製した電池を、
以下本発明電池Ｂ１と称する。
本とし、負極活物質層の厚さｔ2 に対する電解液案内溝
の深さｔ1 の割合を１／２とし、電解液案内溝の幅ｔ3
を０．０７ｍｍとした他は、前記発明の実施の態様と同
様の電池を作製した。このようにして作製した電池を、
以下本発明電池Ｂ１と称する。
【００２６】（実施例２〜５）電解液案内溝の幅ｔ
3 を、各０．１ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．３ｍｍ
とする他は、上記実施例１と同様の電池を作製した。こ
のようにして作製した電池を、以下各々本発明電池Ｂ２
〜Ｂ５と称する。
3 を、各０．１ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．３ｍｍ
とする他は、上記実施例１と同様の電池を作製した。こ
のようにして作製した電池を、以下各々本発明電池Ｂ２
〜Ｂ５と称する。
【００２７】（比較例）比較例としては、前記第１実施
例の比較例に示す比較電池Ｘを用いた。
例の比較例に示す比較電池Ｘを用いた。
【００２８】（実験１）上記本発明電池Ｂ１〜Ｂ５にお
いて、比較電池Ｘの初期容量に対する容量比、及び、比
較電池Ｘの芯体と負極活物質層との密着度に対する密着
度比を調べたので、それらの結果を下記表２に示す。
尚、表２においては比較電池Ｘの初期容量を１００と
し、また比較電池Ｘの芯体と負極活物質層との密着度を
１００として表している。
いて、比較電池Ｘの初期容量に対する容量比、及び、比
較電池Ｘの芯体と負極活物質層との密着度に対する密着
度比を調べたので、それらの結果を下記表２に示す。
尚、表２においては比較電池Ｘの初期容量を１００と
し、また比較電池Ｘの芯体と負極活物質層との密着度を
１００として表している。
【００２９】
【表２】
【００３０】上記表２から明らかなように、本発明電池
Ｂ１〜Ｂ５では比較電池Ｘと比べて、容量比及び密着度
比が同等かそれ以上であることが認められ（但し、本発
明電池Ｂ５では容量比が若干比較電池Ｘより小さくなっ
ている）、特に電解液案内溝の幅ｔ3 が０．１〜１ｍｍ
の本発明電池Ｂ２〜Ｂ４では容量比及び密着度比が非常
に高くなっていることが認められる。したがって、容量
比及び密着度比の点からは、電解液案内溝の幅ｔ3 は
０．１〜１ｍｍであることが望ましい。
Ｂ１〜Ｂ５では比較電池Ｘと比べて、容量比及び密着度
比が同等かそれ以上であることが認められ（但し、本発
明電池Ｂ５では容量比が若干比較電池Ｘより小さくなっ
ている）、特に電解液案内溝の幅ｔ3 が０．１〜１ｍｍ
の本発明電池Ｂ２〜Ｂ４では容量比及び密着度比が非常
に高くなっていることが認められる。したがって、容量
比及び密着度比の点からは、電解液案内溝の幅ｔ3 は
０．１〜１ｍｍであることが望ましい。
【００３１】（実験２）上記本発明電池Ｂ１〜Ｂ５及び
比較電池Ｘにおけるサイクル特性を調べたので、その結
果を図９に示す。尚、実験条件は、前記第１実施例の実
験２と同様の条件である。
比較電池Ｘにおけるサイクル特性を調べたので、その結
果を図９に示す。尚、実験条件は、前記第１実施例の実
験２と同様の条件である。
【００３２】図９から明らかなように、本発明電池Ｂ１
〜Ｂ５は比較電池Ｘに比べてサイクル特性が向上してい
ることが認められ、特に、本発明電池Ｂ２〜Ｂ４はサイ
クル特性が極めて向上していることが認められる。した
がって、サイクル特性の点からは、電解液案内溝の幅ｔ
3 は０．１〜１ｍｍであることが望ましい。
〜Ｂ５は比較電池Ｘに比べてサイクル特性が向上してい
ることが認められ、特に、本発明電池Ｂ２〜Ｂ４はサイ
クル特性が極めて向上していることが認められる。した
がって、サイクル特性の点からは、電解液案内溝の幅ｔ
3 は０．１〜１ｍｍであることが望ましい。
【００３３】（第３実施例） （実施例１）電解液案内溝の本数を極板１ｃｍあたり３
本とし、負極活物質層の厚さｔ2 に対する電解液案内溝
の深さｔ1 の割合を２／３とし、電解液案内溝の幅ｔ3
を０．５ｍｍとした他は、前記発明の実施の態様と同様
の電池を作製した。このようにして作製した電池を、以
下本発明電池Ｃ１と称する。
本とし、負極活物質層の厚さｔ2 に対する電解液案内溝
の深さｔ1 の割合を２／３とし、電解液案内溝の幅ｔ3
を０．５ｍｍとした他は、前記発明の実施の態様と同様
の電池を作製した。このようにして作製した電池を、以
下本発明電池Ｃ１と称する。
【００３４】（実施例２〜５）負極活物質層の厚さｔ2
に対する電解液案内溝の深さｔ1 の割合を、各１／２、
１／３、１／８、１／１０とする他は、上記実施例１と
同様の電池を作製した。このようにして作製した電池
を、以下各々本発明電池Ｃ２〜Ｃ５と称する。
に対する電解液案内溝の深さｔ1 の割合を、各１／２、
１／３、１／８、１／１０とする他は、上記実施例１と
同様の電池を作製した。このようにして作製した電池
を、以下各々本発明電池Ｃ２〜Ｃ５と称する。
【００３５】（比較例）比較例としては、前記第１実施
例の比較例に示す比較電池Ｘを用いた。
例の比較例に示す比較電池Ｘを用いた。
【００３６】（実験１）上記本発明電池Ｃ１〜Ｃ５にお
いて、比較電池Ｘの初期容量に対する容量比、及び、比
較電池Ｘの芯体と負極活物質層との密着度に対する密着
度比を調べたので、それらの結果を下記表３に示す。
尚、表３においては比較電池Ｘの初期容量を１００と
し、また比較電池Ｘの芯体と負極活物質層との密着度を
１００として表している。
いて、比較電池Ｘの初期容量に対する容量比、及び、比
較電池Ｘの芯体と負極活物質層との密着度に対する密着
度比を調べたので、それらの結果を下記表３に示す。
尚、表３においては比較電池Ｘの初期容量を１００と
し、また比較電池Ｘの芯体と負極活物質層との密着度を
１００として表している。
【００３７】
【表３】
【００３８】上記表３から明らかなように、本発明電池
Ｃ１〜Ｃ５では比較電池Ｘと比べて、容量比及び密着度
比が同等かそれ以上であることが認められ（但し、本発
明電池Ｃ１では容量比が若干比較電池Ｘより小さくなっ
ている）、特に負極活物質層の厚さｔ2 に対する電解液
案内溝の深さｔ1 の割合が１／８〜１／２の本発明電池
Ｃ２〜Ｃ４では容量比及び密着度比が非常に高くなって
いることが認められる。したがって、容量比及び密着度
比の点からは、負極活物質層の厚さｔ2 に対する電解液
案内溝の深さｔ1 の割合は１／８〜１／２であることが
望ましい。
Ｃ１〜Ｃ５では比較電池Ｘと比べて、容量比及び密着度
比が同等かそれ以上であることが認められ（但し、本発
明電池Ｃ１では容量比が若干比較電池Ｘより小さくなっ
ている）、特に負極活物質層の厚さｔ2 に対する電解液
案内溝の深さｔ1 の割合が１／８〜１／２の本発明電池
Ｃ２〜Ｃ４では容量比及び密着度比が非常に高くなって
いることが認められる。したがって、容量比及び密着度
比の点からは、負極活物質層の厚さｔ2 に対する電解液
案内溝の深さｔ1 の割合は１／８〜１／２であることが
望ましい。
【００３９】（実験２）上記本発明電池Ｃ１〜Ｃ５及び
比較電池Ｘにおけるサイクル特性を調べたので、その結
果を図１０に示す。尚、実験条件は、前記第１実施例の
実験２と同様の条件である。
比較電池Ｘにおけるサイクル特性を調べたので、その結
果を図１０に示す。尚、実験条件は、前記第１実施例の
実験２と同様の条件である。
【００４０】図１０から明らかなように、本発明電池Ｃ
１〜Ｃ５は比較電池Ｘに比べてサイクル特性が向上して
いることが認められ、特に、本発明電池Ｃ２〜Ｃ４はサ
イクル特性が極めて向上していることが認められる。し
たがって、サイクル特性の点からは、負極活物質層の厚
さｔ2 に対する電解液案内溝の深さｔ1 の割合は１／８
〜１／２であることが望ましい。
１〜Ｃ５は比較電池Ｘに比べてサイクル特性が向上して
いることが認められ、特に、本発明電池Ｃ２〜Ｃ４はサ
イクル特性が極めて向上していることが認められる。し
たがって、サイクル特性の点からは、負極活物質層の厚
さｔ2 に対する電解液案内溝の深さｔ1 の割合は１／８
〜１／２であることが望ましい。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、負
極の電解液浸透方向における中央部分にも電解液案内溝
を介して電解液が含浸されることになるので、電池容量
が増大すると共にサイクル特性の向上を図ることができ
るという優れた効果を奏する。
極の電解液浸透方向における中央部分にも電解液案内溝
を介して電解液が含浸されることになるので、電池容量
が増大すると共にサイクル特性の向上を図ることができ
るという優れた効果を奏する。
【図１】本発明のリチウムイオン電池を模式的に示す断
面図である。
面図である。
【図２】巻回前の負極の正面図である。
【図３】図２のＡ部を拡大した拡大正面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図５】巻回前の負極の変形例を示す正面図である。
【図６】比較例における巻回前の負極の正面図である。
【図７】比較例における巻回前の負極の断面図である。
【図８】本発明電池Ａ１〜Ａ５及び比較電池Ｘにおける
サイクル特性を示すグラフである。
サイクル特性を示すグラフである。
【図９】本発明電池Ｂ１〜Ｂ５及び比較電池Ｘにおける
サイクル特性を示すグラフである。
サイクル特性を示すグラフである。
【図１０】本発明電池Ｃ１〜Ｃ５及び比較電池Ｘにおけ
るサイクル特性を示すグラフである。
るサイクル特性を示すグラフである。
１：正極 ２：負極 ３：セパレータ １０：芯体 １１：負極活物質層 １２：電解液案内溝
Claims (5)
- 【請求項１】 リチウムイオンを吸蔵、放出可能な炭素
材料から成る負極活物質層が箔状の芯体の両面に設けら
れた負極と、リチウム含有複合酸化物から成る正極と、
前記負極と正極との間に配置されたセパレータと、有機
非水電解液とを備えたリチウムイオン電池において、 前記負極活物質層の表面には、前記有機非水電解液の浸
透方向に電解液案内溝が形成されていることを特徴とす
るリチウムイオン電池。 - 【請求項２】前記炭素材料として、黒鉛を用いることを
特徴とする請求項１記載のリチウムイオン電池。 - 【請求項３】前記電解液案内溝は、前記負極活物質層の
表面における前記有機非水電解液の浸透方向の一端から
他端にかけて形成されていることを特徴とする請求項１
又は請求項２記載のリチウムイオン電池。 - 【請求項４】前記電解液案内溝の本数は極板１ｃｍにつ
き１〜５本であり、電解液案内溝の深さは負極活物質層
の厚みの１／８以上１／２以下であり、電解液案内溝の
幅は０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下であることを特徴とする
請求項１又は請求項２記載のリチウムイオン電池。 - 【請求項５】前記電解液案内溝は、表面に突起が形成さ
れたローラで前記活物質層を圧縮することにより形成さ
れることを特徴とする請求項１記載のリチウムイオン電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8109097A JPH09298057A (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | リチウムイオン電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8109097A JPH09298057A (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | リチウムイオン電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09298057A true JPH09298057A (ja) | 1997-11-18 |
Family
ID=14501515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8109097A Pending JPH09298057A (ja) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | リチウムイオン電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09298057A (ja) |
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