JPH10208773A - ポリマー電解質二次電池の製造方法 - Google Patents
ポリマー電解質二次電池の製造方法Info
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- JPH10208773A JPH10208773A JP9009501A JP950197A JPH10208773A JP H10208773 A JPH10208773 A JP H10208773A JP 9009501 A JP9009501 A JP 9009501A JP 950197 A JP950197 A JP 950197A JP H10208773 A JPH10208773 A JP H10208773A
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型で高エネルギー密度のポリマー電解質二
次電池を簡単な工程により製造することが可能な方法を
提供する。 【解決手段】 リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極
および負極と、これら正負極間に介在された非水電解液
を含む固体ポリマー電解質層とを有するシート状素電池
を作製する工程と、素電池の両面に複数の切り込み部を
それぞれ互いに対向し、かつ長さ方向に亘って互いに平
行になるように形成する工程と、前記素電池を前記切り
込み部に沿って折り畳んで積層化する工程とを具備した
ことを特徴とする。
次電池を簡単な工程により製造することが可能な方法を
提供する。 【解決手段】 リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極
および負極と、これら正負極間に介在された非水電解液
を含む固体ポリマー電解質層とを有するシート状素電池
を作製する工程と、素電池の両面に複数の切り込み部を
それぞれ互いに対向し、かつ長さ方向に亘って互いに平
行になるように形成する工程と、前記素電池を前記切り
込み部に沿って折り畳んで積層化する工程とを具備した
ことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体ポリマー電解
質層を備えるポリマー電解質二次電池の製造方法に関す
るものである。
質層を備えるポリマー電解質二次電池の製造方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の発達にともない、小型
で軽量、かつエネルギー密度が高く、更に繰り返し充放
電が可能な二次電池の開発が要望されている。このよう
な二次電池としては、リチウムまたはリチウム合金を活
物質とする負極と、モリブデン、バナジウム、チタンあ
るいはニオブなどの酸化物、硫化物もしくはセレン化物
を活物質とする正極とを具備したリチウム二次電池が知
られている。しかしながら、リチウムまたはリチウム合
金を活物質とする負極を備えた二次電池は、充放電サイ
クルを繰り返すと負極にリチウムのデンドライトが発生
するため、充放電サイクル寿命が短いという問題点があ
る。
で軽量、かつエネルギー密度が高く、更に繰り返し充放
電が可能な二次電池の開発が要望されている。このよう
な二次電池としては、リチウムまたはリチウム合金を活
物質とする負極と、モリブデン、バナジウム、チタンあ
るいはニオブなどの酸化物、硫化物もしくはセレン化物
を活物質とする正極とを具備したリチウム二次電池が知
られている。しかしながら、リチウムまたはリチウム合
金を活物質とする負極を備えた二次電池は、充放電サイ
クルを繰り返すと負極にリチウムのデンドライトが発生
するため、充放電サイクル寿命が短いという問題点があ
る。
【０００３】このようなことから、負極に、例えばコー
クス、黒鉛、炭素繊維、樹脂焼成体、熱分解気相炭素の
ようなリチウムイオンを吸蔵放出する炭素質材料を用
い、ＬｉＰＦ6 のような電解質およびエチレンカーボネ
ート、プロピレンカーボネートのような非水溶媒からな
る電解液を用いた非水溶媒二次電池が提案されている。
前記非水溶媒二次電池は、デンドライト析出による負極
特性の劣化を改善することができるため、電池寿命と安
全性を向上することができる。
クス、黒鉛、炭素繊維、樹脂焼成体、熱分解気相炭素の
ようなリチウムイオンを吸蔵放出する炭素質材料を用
い、ＬｉＰＦ6 のような電解質およびエチレンカーボネ
ート、プロピレンカーボネートのような非水溶媒からな
る電解液を用いた非水溶媒二次電池が提案されている。
前記非水溶媒二次電池は、デンドライト析出による負極
特性の劣化を改善することができるため、電池寿命と安
全性を向上することができる。
【０００４】一方、米国特許第５，２９６，３１８号明
細書には正極、負極および電解質層にポリマーを添加す
ることにより柔軟性が付与されたハイブリッドポリマー
電解質を有する再充電可能なリチウムインターカレーシ
ョン電池、つまりポリマー電解質二次電池が開示されて
いる。このようなポリマー電解質二次電池は、集電体に
活物質、非水電解液およびこの電解液を保持するポリマ
ーを含む正極層を積層した正極と集電体にリチウムイオ
ンを吸蔵放出し得る炭素質材料、非水電解液およびこの
電解液を保持するポリマーを含む負極層を積層した負極
との間に非水電解液およびこの電解液を保持するポリマ
ーを含む固体ポリマー電解質層が介在された構造を有す
る。
細書には正極、負極および電解質層にポリマーを添加す
ることにより柔軟性が付与されたハイブリッドポリマー
電解質を有する再充電可能なリチウムインターカレーシ
ョン電池、つまりポリマー電解質二次電池が開示されて
いる。このようなポリマー電解質二次電池は、集電体に
活物質、非水電解液およびこの電解液を保持するポリマ
ーを含む正極層を積層した正極と集電体にリチウムイオ
ンを吸蔵放出し得る炭素質材料、非水電解液およびこの
電解液を保持するポリマーを含む負極層を積層した負極
との間に非水電解液およびこの電解液を保持するポリマ
ーを含む固体ポリマー電解質層が介在された構造を有す
る。
【０００５】ところで、前記ポリマー電解質二次電池を
携帯電話等の小型の電子機器に搭載する場合には次のよ
うな方法により製造されたものを使用することが考えら
れる。すなわち、正負極およびこれらの正負極の間に介
在した固体ポリマー電解質層からなる小面積の平板状素
電池を多数作製し、これらの素電池を積層した後、前記
正負極の集電体から延出されたリードを互いに接続する
ことにより小型のポリマー電解質二次電池を製造する。
携帯電話等の小型の電子機器に搭載する場合には次のよ
うな方法により製造されたものを使用することが考えら
れる。すなわち、正負極およびこれらの正負極の間に介
在した固体ポリマー電解質層からなる小面積の平板状素
電池を多数作製し、これらの素電池を積層した後、前記
正負極の集電体から延出されたリードを互いに接続する
ことにより小型のポリマー電解質二次電池を製造する。
【０００６】しかしながら、このような方法においては
小面積の平板状素電池を多数作製する必要があるばかり
か、前記平板状素電池が保形性に劣り取扱い難くために
作業が煩雑化すると共にコスト高になるという問題があ
った。
小面積の平板状素電池を多数作製する必要があるばかり
か、前記平板状素電池が保形性に劣り取扱い難くために
作業が煩雑化すると共にコスト高になるという問題があ
った。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、小型で高エ
ネルギー密度のポリマー電解質二次電池を簡単な工程に
より製造することが可能な方法を提供しようとするもの
である。
ネルギー密度のポリマー電解質二次電池を簡単な工程に
より製造することが可能な方法を提供しようとするもの
である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係るポリマー電
解質二次電池は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正
極および負極と、これら正負極間に介在された非水電解
液を含む固体ポリマー電解質層とを有するシート状素電
池を作製する工程と、素電池の両面に複数の切り込み部
をそれぞれ互いに対向し、かつ長さ方向に亘って互いに
平行になるように形成する工程と、前記素電池を前記切
り込み部に沿って折り畳んで積層化する工程とを具備し
たことを特徴とするものである。前記切り込み部は、前
記シート状素電池にその素電池を折り畳んだ時に山側で
深く、谷側で浅くなるように形成されることが好まし
い。
解質二次電池は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正
極および負極と、これら正負極間に介在された非水電解
液を含む固体ポリマー電解質層とを有するシート状素電
池を作製する工程と、素電池の両面に複数の切り込み部
をそれぞれ互いに対向し、かつ長さ方向に亘って互いに
平行になるように形成する工程と、前記素電池を前記切
り込み部に沿って折り畳んで積層化する工程とを具備し
たことを特徴とするものである。前記切り込み部は、前
記シート状素電池にその素電池を折り畳んだ時に山側で
深く、谷側で浅くなるように形成されることが好まし
い。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るポリマー電解
質二次電池の製造方法を図１〜図３を参照して詳細に説
明する。 ｉ）まず、図１に示すように正極１、固体ポリマー電解
質層２、負極３、固体ポリマー電解質層２および正極１
を積層することによりシート状素電池４を作製する。つ
づいて、前記素電池４の両面に複数の切り込み部５ａ、
５ｂをそれぞれ互いに対向し、かつ長さ方向に亘って互
いに平行になるように形成する。この時、前記切り込み
部５ａ、５ｂを前記シート状素電池４にその素電池の折
り畳み時に山側で深く、谷側で浅くなるようすると共
に、山側の切り込み部５ａを線状に、谷側の切り込み部
５ｂを溝状に切欠して形成する。
質二次電池の製造方法を図１〜図３を参照して詳細に説
明する。 ｉ）まず、図１に示すように正極１、固体ポリマー電解
質層２、負極３、固体ポリマー電解質層２および正極１
を積層することによりシート状素電池４を作製する。つ
づいて、前記素電池４の両面に複数の切り込み部５ａ、
５ｂをそれぞれ互いに対向し、かつ長さ方向に亘って互
いに平行になるように形成する。この時、前記切り込み
部５ａ、５ｂを前記シート状素電池４にその素電池の折
り畳み時に山側で深く、谷側で浅くなるようすると共
に、山側の切り込み部５ａを線状に、谷側の切り込み部
５ｂを溝状に切欠して形成する。
【００１０】前記シート状素電池４は、次のような方法
により作製される。 （正極素材の作製）まず、非水電解液を保持するポリマ
ーの溶液を調製し、前記溶液に例えばＤＢＰ（ジブチル
フタレート）などの可塑剤、活物質及び導電材料を添加
した後、これらを混合し、正極用ペーストを調製する。
つづいて、この正極用ペーストをＡｌ製の多孔質集電体
１１の両面に塗工した後、乾燥させることにより電解液
未含浸の正極素材を作製する。
により作製される。 （正極素材の作製）まず、非水電解液を保持するポリマ
ーの溶液を調製し、前記溶液に例えばＤＢＰ（ジブチル
フタレート）などの可塑剤、活物質及び導電材料を添加
した後、これらを混合し、正極用ペーストを調製する。
つづいて、この正極用ペーストをＡｌ製の多孔質集電体
１１の両面に塗工した後、乾燥させることにより電解液
未含浸の正極素材を作製する。
【００１１】前記非水電解液を保持するポリマーとして
は、例えばポリエチレンオキサイド誘導体、ポリプロピ
レンオキサイド誘導体、前記誘導体を含むポリマー、ビ
ニリデンフロライド（ＶｄＦ）とヘキサフルオロプロピ
レン（ＨＦＰ）との共重合体等を用いることができる。
前記共重合体において、ＶｄＦは共重合体の骨格部で機
械的強度の向上に寄与し、ＨＦＰは前記共重合体に非晶
質の状態で取り込まれ、非水電解液の保持と電解液中の
リチウムイオンの透過部として機能する。前記ＨＦＰの
共重合割合は、前記共重合体の合成方法にも依存する
が、通常、最大で２０重量％前後である。
は、例えばポリエチレンオキサイド誘導体、ポリプロピ
レンオキサイド誘導体、前記誘導体を含むポリマー、ビ
ニリデンフロライド（ＶｄＦ）とヘキサフルオロプロピ
レン（ＨＦＰ）との共重合体等を用いることができる。
前記共重合体において、ＶｄＦは共重合体の骨格部で機
械的強度の向上に寄与し、ＨＦＰは前記共重合体に非晶
質の状態で取り込まれ、非水電解液の保持と電解液中の
リチウムイオンの透過部として機能する。前記ＨＦＰの
共重合割合は、前記共重合体の合成方法にも依存する
が、通常、最大で２０重量％前後である。
【００１２】前記可塑剤は、前記固体電解質層の強度等
の機械的特性の改善や電解液含浸量を向上させて充放電
特性を改善する目的で添加される。前記活物質として
は、種々の酸化物（例えばＬｉＭｎ2 Ｏ4 などのリチウ
ムマンガン複合酸化物、二酸化マンガン、例えばＬｉＮ
ｉＯ2 などのリチウム含有ニッケル酸化物、例えばＬｉ
ＣｏＯ2 などのリチウム含有コバルト酸化物、リチウム
含有ニッケルコバルト酸化物、リチウムを含む非晶質五
酸化バナジウムなど）や、カルコゲン化合物（例えば、
二硫化チタン、二硫化モリブテンなど）等を挙げること
ができる。中でも、リチウムマンガン複合酸化物、リチ
ウム含有コバルト酸化物、リチウム含有ニッケル酸化物
を用いるのが好ましい。
の機械的特性の改善や電解液含浸量を向上させて充放電
特性を改善する目的で添加される。前記活物質として
は、種々の酸化物（例えばＬｉＭｎ2 Ｏ4 などのリチウ
ムマンガン複合酸化物、二酸化マンガン、例えばＬｉＮ
ｉＯ2 などのリチウム含有ニッケル酸化物、例えばＬｉ
ＣｏＯ2 などのリチウム含有コバルト酸化物、リチウム
含有ニッケルコバルト酸化物、リチウムを含む非晶質五
酸化バナジウムなど）や、カルコゲン化合物（例えば、
二硫化チタン、二硫化モリブテンなど）等を挙げること
ができる。中でも、リチウムマンガン複合酸化物、リチ
ウム含有コバルト酸化物、リチウム含有ニッケル酸化物
を用いるのが好ましい。
【００１３】前記導電性材料としては、例えば、人造黒
鉛、カーボンブラック（例えばアセチレンブラックな
ど）、ニッケル粉末等を挙げることができる。前記多孔
質集電体１１は、例えばＡｌ製メッシュ、Ａｌ製エキス
パンドメタル、Ａｌ製パンチドメタル等を用いることが
できる。
鉛、カーボンブラック（例えばアセチレンブラックな
ど）、ニッケル粉末等を挙げることができる。前記多孔
質集電体１１は、例えばＡｌ製メッシュ、Ａｌ製エキス
パンドメタル、Ａｌ製パンチドメタル等を用いることが
できる。
【００１４】（固体電解質素材の作製）非水電解液を保
持するポリマーの溶液を調製し、この溶液に例えばＤＢ
Ｐ（ジブチルフタレート）などの溶媒可溶性の可塑剤を
添加し、これを成膜、乾燥することにより電解液未含浸
の電解質素材を作製する。
持するポリマーの溶液を調製し、この溶液に例えばＤＢ
Ｐ（ジブチルフタレート）などの溶媒可溶性の可塑剤を
添加し、これを成膜、乾燥することにより電解液未含浸
の電解質素材を作製する。
【００１５】前記非水電解液を保持するポリマーとして
は、前述した正極素材の作製で説明したのと同様なもの
が用いられる。 （負極素材の作製）まず、非水電解液を保持するポリマ
ーの溶液を調製し、この溶液に例えばＤＢＰ（ジブチル
フタレート）などの可塑剤、活物質を添加した後、これ
らを混合し、負極用ペーストを調製する。この負極用ペ
ーストをＣｕ製の多孔質集電体３１に塗工した後、乾燥
させることにより電解液未含浸の負極素材を作製する。
は、前述した正極素材の作製で説明したのと同様なもの
が用いられる。 （負極素材の作製）まず、非水電解液を保持するポリマ
ーの溶液を調製し、この溶液に例えばＤＢＰ（ジブチル
フタレート）などの可塑剤、活物質を添加した後、これ
らを混合し、負極用ペーストを調製する。この負極用ペ
ーストをＣｕ製の多孔質集電体３１に塗工した後、乾燥
させることにより電解液未含浸の負極素材を作製する。
【００１６】前記非水電解液を保持するポリマーとして
は、前述した正極素材の作製で説明したのと同様なもの
が用いられる。前記活物質としては、リチウムイオンを
吸蔵放出する炭素質材料を挙げることができる。かかる
炭素質材料としては、例えば、有機高分子化合物（例え
ば、フェノール樹脂、ポリアクリロニトリル、セルロー
ス等）を焼成することにより得られるもの、コークス
や、ピッチを焼成することにより得られるもの、人造グ
ラファイト、天然グラファイト等に代表される炭素質材
料を挙げることができる。中でも、アルゴンガス、窒素
ガス等の不活性ガス雰囲気中において、５００℃〜３０
００℃の温度で、常圧または減圧下にて前記有機高分子
化合物を焼成して得られる炭素質材料を用いるのが好ま
しい。
は、前述した正極素材の作製で説明したのと同様なもの
が用いられる。前記活物質としては、リチウムイオンを
吸蔵放出する炭素質材料を挙げることができる。かかる
炭素質材料としては、例えば、有機高分子化合物（例え
ば、フェノール樹脂、ポリアクリロニトリル、セルロー
ス等）を焼成することにより得られるもの、コークス
や、ピッチを焼成することにより得られるもの、人造グ
ラファイト、天然グラファイト等に代表される炭素質材
料を挙げることができる。中でも、アルゴンガス、窒素
ガス等の不活性ガス雰囲気中において、５００℃〜３０
００℃の温度で、常圧または減圧下にて前記有機高分子
化合物を焼成して得られる炭素質材料を用いるのが好ま
しい。
【００１７】前記多孔質集電体３１としては、例えばＣ
ｕ製メッシュ、Ｃｕ製エキスパンドメタル、Ｃｕ製パン
チドメタル等を用いることができる。次いで、前記正極
素材、固体電解質素材、負極素材、固体電解質素材およ
び正極素材をこの順序で重ね、加熱融着して積層した
後、この積層物中の前記可塑剤をエタノール等の溶剤で
抽出して除去した後、非水電解液を含浸させる。この工
程によって、前述した図１に示すようにＡｌ製の多孔質
集電体１１の両面に活物質、導電性材料、非水電解液お
よびこの非水電解液を保持するポリマーを含む正極層１
２が担持された正極１と、非水電解液およびこの非水電
解液を保持するポリマーを含むポリマー電解質層２と、
Ｃｕ製の多孔質集電体３１の両面に活物質、非水電解液
およびこの電解液を保持するポリマーを含む負極層３２
が担持された負極３と、非水電解液およびこの非水電解
液を保持するポリマーを含むポリマー電解質層２と、Ａ
ｌ製の多孔質集電体１１の両面に活物質、導電性材料、
非水電解液およびこの非水電解液を保持するポリマーを
含む正極層１２が担持された正極１とがこの順序で積層
されたシート状素電池４を作製する。
ｕ製メッシュ、Ｃｕ製エキスパンドメタル、Ｃｕ製パン
チドメタル等を用いることができる。次いで、前記正極
素材、固体電解質素材、負極素材、固体電解質素材およ
び正極素材をこの順序で重ね、加熱融着して積層した
後、この積層物中の前記可塑剤をエタノール等の溶剤で
抽出して除去した後、非水電解液を含浸させる。この工
程によって、前述した図１に示すようにＡｌ製の多孔質
集電体１１の両面に活物質、導電性材料、非水電解液お
よびこの非水電解液を保持するポリマーを含む正極層１
２が担持された正極１と、非水電解液およびこの非水電
解液を保持するポリマーを含むポリマー電解質層２と、
Ｃｕ製の多孔質集電体３１の両面に活物質、非水電解液
およびこの電解液を保持するポリマーを含む負極層３２
が担持された負極３と、非水電解液およびこの非水電解
液を保持するポリマーを含むポリマー電解質層２と、Ａ
ｌ製の多孔質集電体１１の両面に活物質、導電性材料、
非水電解液およびこの非水電解液を保持するポリマーを
含む正極層１２が担持された正極１とがこの順序で積層
されたシート状素電池４を作製する。
【００１８】前記非水電解液は、非水溶媒に電解質を溶
解することにより調製される。前記非水溶媒としては、
エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネー
ト（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチル
カーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥ
Ｃ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、γ−ブチ
ロラクトン（γ−ＢＬ）、スルホラン、アセトニトリ
ル、１，２−ジメトキシエタン、１，３−ジメトキシプ
ロパン、ジメチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨ
Ｆ）、２−メチルテトラヒドロフラン等を挙げることが
できる。前記非水溶媒は、単独で使用しても、２種以上
混合して使用しても良い。
解することにより調製される。前記非水溶媒としては、
エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネー
ト（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチル
カーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥ
Ｃ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、γ−ブチ
ロラクトン（γ−ＢＬ）、スルホラン、アセトニトリ
ル、１，２−ジメトキシエタン、１，３−ジメトキシプ
ロパン、ジメチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨ
Ｆ）、２−メチルテトラヒドロフラン等を挙げることが
できる。前記非水溶媒は、単独で使用しても、２種以上
混合して使用しても良い。
【００１９】前記電解質としては、例えば、過塩素酸リ
チウム（ＬｉＣｌＯ4 ）、六フッ化リン酸リチウム（Ｌ
ｉＰＦ6 ）、ホウ四フッ化リチウム（ＬｉＢＦ4 ）、六
フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6 ）、トリフルオロメ
タンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 ）、ビスト
リフルオロメチルスルホニルイミドリチウム［ＬｉＮ
（ＣＦ3 ＳＯ3 ）2 ］等のリチウム塩を挙げることがで
きる。
チウム（ＬｉＣｌＯ4 ）、六フッ化リン酸リチウム（Ｌ
ｉＰＦ6 ）、ホウ四フッ化リチウム（ＬｉＢＦ4 ）、六
フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6 ）、トリフルオロメ
タンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 ）、ビスト
リフルオロメチルスルホニルイミドリチウム［ＬｉＮ
（ＣＦ3 ＳＯ3 ）2 ］等のリチウム塩を挙げることがで
きる。
【００２０】前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量
は、０．２ｍｏｌ／ｌ〜２ｍｏｌ／ｌとすることが望ま
しい。なお、前記素電池の作製において前記積層物中の
可塑剤を予め溶媒で抽出せずに、非水電解液で直接可塑
剤を溶解して置換してもよい。
は、０．２ｍｏｌ／ｌ〜２ｍｏｌ／ｌとすることが望ま
しい。なお、前記素電池の作製において前記積層物中の
可塑剤を予め溶媒で抽出せずに、非水電解液で直接可塑
剤を溶解して置換してもよい。
【００２１】また、前記正極素材、負極素材の作製に際
し、塗布法の代わりに非水電解液を保持するポリマーの
溶液に例えばＤＢＰ（ジブチルフタレート）などの可塑
剤、前記活物質を添加した後、これらを混合し、成膜し
たものを多孔質集電体の両面に積層してもよい。
し、塗布法の代わりに非水電解液を保持するポリマーの
溶液に例えばＤＢＰ（ジブチルフタレート）などの可塑
剤、前記活物質を添加した後、これらを混合し、成膜し
たものを多孔質集電体の両面に積層してもよい。
【００２２】ii）次いで、図２に示すように前記シート
状素電池４を切り込み部５ａ、５ｂに沿って、線状の切
り込み部５ａが山側、溝状の切り込み部５ｂが谷側にな
るように折り曲げ、さらに折り畳むことによって、図３
に示す積層されたポリマー電解質二次電池６を製造す
る。
状素電池４を切り込み部５ａ、５ｂに沿って、線状の切
り込み部５ａが山側、溝状の切り込み部５ｂが谷側にな
るように折り曲げ、さらに折り畳むことによって、図３
に示す積層されたポリマー電解質二次電池６を製造す
る。
【００２３】以上説明した本発明の方法によれば、シー
ト状素電池４を切り込み部５ａ、５ｂを形成し、この切
り込み部５ａ、５ｂに沿って折り畳むことによって、小
型で高エネルギー密度のポリマー電解質二次電池を簡単
な工程により製造することができる。
ト状素電池４を切り込み部５ａ、５ｂを形成し、この切
り込み部５ａ、５ｂに沿って折り畳むことによって、小
型で高エネルギー密度のポリマー電解質二次電池を簡単
な工程により製造することができる。
【００２４】また、前記シート状素電池４に切り込み部
５ａ、５ｂを形成するに際し、折り畳み時に線状の切り
込み部５ａが山側、溝状の切り込み部５ｂが谷側になる
よう形成することによって、折り畳んで重ねられる面が
互いに密着するため、よりコンパクトなポリマー電解質
二次電池を製造することができる。
５ａ、５ｂを形成するに際し、折り畳み時に線状の切り
込み部５ａが山側、溝状の切り込み部５ｂが谷側になる
よう形成することによって、折り畳んで重ねられる面が
互いに密着するため、よりコンパクトなポリマー電解質
二次電池を製造することができる。
【００２５】なお、シート状素電池としては図１に示す
ように正極１、固体ポリマー電解質層２、負極３、固体
ポリマー電解質層２および正極１を積層した５層構造の
ものに限らず、正負極間に固体ポリマー電解質層を介装
した３層構造のシート状素電池を用いてもよい。
ように正極１、固体ポリマー電解質層２、負極３、固体
ポリマー電解質層２および正極１を積層した５層構造の
ものに限らず、正負極間に固体ポリマー電解質層を介装
した３層構造のシート状素電池を用いてもよい。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の実施例を前述した図面を参照
して詳細に説明する。 （実施例１） ＜正極の作製＞予め、アセトン２０ｇにビニリデンフロ
ライド−ヘキサフルオロプロピレン（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
の共重合体（エルファトケム社製商品名；ＫＹＮＡＲ２
８０１、共重合比［ＶｄＦ：ＨＦＰ］が８８：１２）粉
末２．８ｇを溶解した後、このアセトン溶液にジブチル
フタレート（ＤＢＰ）４．３ｇと、活物質として組成式
がＬｉＣｏＯ2 で表されるリチウム含有コバルト酸化物
（日本重化学工業製）を１０．５ｇすることにより正極
用ペーストを調製した。
して詳細に説明する。 （実施例１） ＜正極の作製＞予め、アセトン２０ｇにビニリデンフロ
ライド−ヘキサフルオロプロピレン（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
の共重合体（エルファトケム社製商品名；ＫＹＮＡＲ２
８０１、共重合比［ＶｄＦ：ＨＦＰ］が８８：１２）粉
末２．８ｇを溶解した後、このアセトン溶液にジブチル
フタレート（ＤＢＰ）４．３ｇと、活物質として組成式
がＬｉＣｏＯ2 で表されるリチウム含有コバルト酸化物
（日本重化学工業製）を１０．５ｇすることにより正極
用ペーストを調製した。
【００２７】厚さ３０μｍのアルミニウム製メッシュか
らなる多孔質集電体に前記組成の正極用ペーストを２．
５ｍＡｈ／ｃｍ2 となるようナイフコータを用いて塗布
速度１ｍ／ｍｉｎで塗工し、乾燥空気で乾燥することに
より前記多孔質集電体の両面に電解液未含浸正極層が形
成された正極素材を作製した。
らなる多孔質集電体に前記組成の正極用ペーストを２．
５ｍＡｈ／ｃｍ2 となるようナイフコータを用いて塗布
速度１ｍ／ｍｉｎで塗工し、乾燥空気で乾燥することに
より前記多孔質集電体の両面に電解液未含浸正極層が形
成された正極素材を作製した。
【００２８】＜負極の作製＞前記正極に用いられたのと
同様なビニリデンフロライド−ヘキサフルオロプロピレ
ンの共重合体２．０ｇをアセトン１２ｇに溶解させてア
セトン溶液を調製した後、このアセトン溶液にジブチル
フタレート（ＤＢＰ）３．１２ｇを添加後、活物質とし
てメソフェーズピッチ系炭素繊維（株式会社ペトカ社
製）７．３７ｇを添加し、混合することにより負極用ペ
ーストを調製した。この負極用ペーストを厚さ５０μｍ
の銅製メッシュからなる多孔質集電体にナイフコータを
用いて２．５ｍＡｈ／ｃｍ2 となるよう塗布速度１ｍ／
ｍｉｎで塗工し、乾燥空気により乾燥するして前記多孔
質集電体の両面に電解液未含浸負極層が形成された負極
素材を作製した。
同様なビニリデンフロライド−ヘキサフルオロプロピレ
ンの共重合体２．０ｇをアセトン１２ｇに溶解させてア
セトン溶液を調製した後、このアセトン溶液にジブチル
フタレート（ＤＢＰ）３．１２ｇを添加後、活物質とし
てメソフェーズピッチ系炭素繊維（株式会社ペトカ社
製）７．３７ｇを添加し、混合することにより負極用ペ
ーストを調製した。この負極用ペーストを厚さ５０μｍ
の銅製メッシュからなる多孔質集電体にナイフコータを
用いて２．５ｍＡｈ／ｃｍ2 となるよう塗布速度１ｍ／
ｍｉｎで塗工し、乾燥空気により乾燥するして前記多孔
質集電体の両面に電解液未含浸負極層が形成された負極
素材を作製した。
【００２９】＜固体ポリマー電解質層の作製＞前記正極
に用いられたのと同様なビニリデンフロライド−ヘキサ
フルオロプロピレンとの共重合体２．０ｇをアセトン１
０ｇに溶解させてアセトン溶液を調製した後、このアセ
トン溶液にジブチルフタレート（ＤＢＰ）２．０ｇを添
加後、混合することによって電解質層用ペーストを調製
した。前記ペーストを平滑なガラス板上に乾燥後の膜厚
が７０μｍになるように塗布した後、正負極と同様に乾
燥し、前記ガラス板から剥し、電解液未含浸固体ポリマ
ー電解質素材を作製した。
に用いられたのと同様なビニリデンフロライド−ヘキサ
フルオロプロピレンとの共重合体２．０ｇをアセトン１
０ｇに溶解させてアセトン溶液を調製した後、このアセ
トン溶液にジブチルフタレート（ＤＢＰ）２．０ｇを添
加後、混合することによって電解質層用ペーストを調製
した。前記ペーストを平滑なガラス板上に乾燥後の膜厚
が７０μｍになるように塗布した後、正負極と同様に乾
燥し、前記ガラス板から剥し、電解液未含浸固体ポリマ
ー電解質素材を作製した。
【００３０】＜非水電解液の調製＞エチレンカーボネー
ト（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）が体積比
で１：１の割合で混合された非水溶媒に電解質としての
ＬｉＰＦ6 をその濃度が１ｍｏｌ／ｌになるように溶解
させて非水電解液を調製した。
ト（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）が体積比
で１：１の割合で混合された非水溶媒に電解質としての
ＬｉＰＦ6 をその濃度が１ｍｏｌ／ｌになるように溶解
させて非水電解液を調製した。
【００３１】得られた正極素材、固体ポリマー電解質素
材、負極素材、固体ポリマー電解質素材および正極素材
をこの順序で重ね、これらを１３０℃に加熱した剛性ロ
ールにて加熱圧着して積層した後、この積層体を前記非
水電解液中に２時間浸漬することにより前記正極素材の
電解液未含浸正極層、前記負極素材の電解液未含浸負極
層および前記電解液未含浸ポリマー電解質素材中のＤＢ
Ｐと前記電解液を置換及び前記ポリマーへの電解液の含
浸を行うことによって、前述した図１に示す幅２００ｍ
ｍのシート状素電池４を作製した。
材、負極素材、固体ポリマー電解質素材および正極素材
をこの順序で重ね、これらを１３０℃に加熱した剛性ロ
ールにて加熱圧着して積層した後、この積層体を前記非
水電解液中に２時間浸漬することにより前記正極素材の
電解液未含浸正極層、前記負極素材の電解液未含浸負極
層および前記電解液未含浸ポリマー電解質素材中のＤＢ
Ｐと前記電解液を置換及び前記ポリマーへの電解液の含
浸を行うことによって、前述した図１に示す幅２００ｍ
ｍのシート状素電池４を作製した。
【００３２】次いで、図１に示すように前記素電池４の
両面に複数の切り込み部５ａ、５ｂをそれぞれ互いに対
向し、かつ長さ方向に亘って互いに平行になるように５
０ｍｍ間隔で形成した。この時、前記切り込み部５ａ、
５ｂを前記シート状素電池４にその素電池の折り畳み時
に山側で深く、谷側で浅くなるようすると共に、山側の
切り込み部５ａを線状に、谷側の切り込み部５ｂを溝状
に切欠して形成した。
両面に複数の切り込み部５ａ、５ｂをそれぞれ互いに対
向し、かつ長さ方向に亘って互いに平行になるように５
０ｍｍ間隔で形成した。この時、前記切り込み部５ａ、
５ｂを前記シート状素電池４にその素電池の折り畳み時
に山側で深く、谷側で浅くなるようすると共に、山側の
切り込み部５ａを線状に、谷側の切り込み部５ｂを溝状
に切欠して形成した。
【００３３】次いで、図２に示すように前記シート状素
電池４を切り込み部５ａ、５ｂに沿って、線状の切り込
み部５ａが山側、溝状の切り込み部５ｂが谷側になるよ
うに折り曲げ、さらに折り畳むことによって、図３に示
す積層された幅５０ｍｍ、奥行１００ｍｍ、高さ２．８
ｍｍの４層構造のポリマー電解質二次電池６を製造し
た。
電池４を切り込み部５ａ、５ｂに沿って、線状の切り込
み部５ａが山側、溝状の切り込み部５ｂが谷側になるよ
うに折り曲げ、さらに折り畳むことによって、図３に示
す積層された幅５０ｍｍ、奥行１００ｍｍ、高さ２．８
ｍｍの４層構造のポリマー電解質二次電池６を製造し
た。
【００３４】得られた実施例の二次電池について、充電
電流１００ｍＡで、４．２Ｖまでの定電流定電圧充電を
行った後において、平均３．７Ｖ、９９．５ｍＡの電流
を５時間に亘って放電することが可能であった。また、
このような充放電を１００回繰り返し行っても、初期放
電に対して９７％以上の性能を維持していた。
電流１００ｍＡで、４．２Ｖまでの定電流定電圧充電を
行った後において、平均３．７Ｖ、９９．５ｍＡの電流
を５時間に亘って放電することが可能であった。また、
このような充放電を１００回繰り返し行っても、初期放
電に対して９７％以上の性能を維持していた。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば小
型で高エネルギー密度を有し、携帯電話等の小型電子危
機の電源に有用なポリマー電解質二次電池を簡単に製造
することが可能な製造方法を提供することができる。
型で高エネルギー密度を有し、携帯電話等の小型電子危
機の電源に有用なポリマー電解質二次電池を簡単に製造
することが可能な製造方法を提供することができる。
【図１】本発明に係るポリマー電解質二次電池の製造工
程を示す概略図。
程を示す概略図。
【図２】本発明に係るポリマー電解質二次電池の製造工
程を示す概略図。
程を示す概略図。
【図３】本発明に係るポリマー電解質二次電池の製造工
程を示す概略図。
程を示す概略図。
１…正極、 ２…固体ポリマー電解質層、 ３…負極、 ４…シート状素電池、 ５ａ、５ｂ…切り込み部、 ６…ポリマー電解質二次電池、 １１、３１…多孔質集電体、 １２…正極層、 ３２…負極層。
Claims (2)
- 【請求項１】 リチウムイオンを吸蔵・放出可能な正極
および負極と、これら正負極間に介在された非水電解液
を含む固体ポリマー電解質層とを有するシート状素電池
を作製する工程と、 素電池の両面に複数の切り込み部をそれぞれ互いに対向
し、かつ長さ方向に亘って互いに平行になるように形成
する工程と、 前記素電池を前記切り込み部に沿って折り畳んで積層化
する工程とを具備したことを特徴とするポリマー電解質
二次電池の製造方法。 - 【請求項２】 前記切り込み部は、前記シート状素電池
にその素電池を折り畳んだ時に山側で深く、谷側で浅く
なるように形成されることを特徴とする請求項１記載の
ポリマー電解質二次電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9009501A JPH10208773A (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | ポリマー電解質二次電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9009501A JPH10208773A (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | ポリマー電解質二次電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10208773A true JPH10208773A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11721996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9009501A Pending JPH10208773A (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | ポリマー電解質二次電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10208773A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10112162A1 (de) * | 2001-03-14 | 2002-10-02 | Bosch Gmbh Robert | Wiederaufladbare Batterie |
| JP2004006408A (ja) * | 1998-09-17 | 2004-01-08 | Toshiba Corp | 非水電解液二次電池およびその製造方法 |
| CN108987817A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-12-11 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂电池的叠片装置及叠片方法 |
| WO2023136534A1 (ko) * | 2022-01-11 | 2023-07-20 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전고체 전지 제조방법 |
-
1997
- 1997-01-22 JP JP9009501A patent/JPH10208773A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004006408A (ja) * | 1998-09-17 | 2004-01-08 | Toshiba Corp | 非水電解液二次電池およびその製造方法 |
| DE10112162A1 (de) * | 2001-03-14 | 2002-10-02 | Bosch Gmbh Robert | Wiederaufladbare Batterie |
| DE10112162B4 (de) * | 2001-03-14 | 2005-07-14 | Robert Bosch Gmbh | Wiederaufladbare Batterie |
| CN108987817A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-12-11 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂电池的叠片装置及叠片方法 |
| WO2023136534A1 (ko) * | 2022-01-11 | 2023-07-20 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전고체 전지 제조방법 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040114 |
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| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070126 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070710 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071106 |