JP2003151638A

JP2003151638A - リチウムイオン二次電池

Info

Publication number: JP2003151638A
Application number: JP2002332139A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Shioda; 久塩田; Shigeru Aihara; 茂相原; Daigo Takemura; 大吾竹村; Atsushi Arakane; 淳荒金; Hiroaki Urushibata; 広明漆畑; Koji Hamano; 浩司濱野; Yasuhiro Yoshida; 育弘吉田; Takayuki Inuzuka; 隆之犬塚; Michio Murai; 道雄村井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-11-15
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2003-05-23

Abstract

(57)【要約】【課題】強固な外装缶を使用せずに軽量で安全性が確
保され、かつ内部抵抗が低く充放電特性に優れたリチウ
ムイオン二次電池を得る。【解決手段】正極活物質層と正極集電体を有する正
極、負極活物質層と負極集電体を有する負極、空孔を有
しリチウムイオンを含む電解質を保持するセパレータ、
および上記正極あるいは負極と上記セパレータとを接着
する接着性樹脂層を備え、上記接着性樹脂層に貫通孔を
備えるとともにセパレータの空孔率以上の空孔率を具備
し、上記正極および負極の何れか一方のみと上記セパレ
ータとを上記接着性樹脂層で接着して、上記正極と負極
とが上記セパレータ間に交互に配置された積層構造を構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解液を保持する
セパレータを挟んで正極および負極が対向しているリチ
ウムイオン二次電池に関するもので、詳しくは、正極お
よび負極（電極）とセパレータとの電気的接続を改良し
て薄型等の任意の形態を取り得る電池構造に関するもの
である。このようなリチウムイオン二次電池は、携帯パ
ソコン、携帯電話等の携帯用電子機器の二次電池として
用いられ、電池の性能向上とともに、小型・軽量化、任
意形状化が可能となる。

【０００２】

【従来の技術】携帯用電子機器の小型・軽量化への要望
は非常に大きく、その実現のためには電池の性能向上が
不可欠である。そのため、近年、この電池性能の向上を
図るために、種々の電池の開発、改良が進められてい
る。電池に期待されている特性の向上には、高電圧化、
高エネルギー密度化、耐高負荷化、任意形状化、安全性
の確保などがある。中でもリチウムイオン電池は、現有
する電池の中で最も高電圧、高エネルギー密度、耐高負
荷が実現できる二次電池であり、現在でもその改良が盛
んに進められている。

【０００３】このリチウムイオン二次電池はその主要な
構成要素として、正極、負極及び両電極間に挟まれるイ
オン伝導層を有する。現在実用化されているリチウムイ
オン二次電池においては、正極にはリチウムーコバルト
複合酸化物などの活物質粉末を電子電導体粉末とバイン
ダー樹脂とで混合してアルミニウム集電体に塗布して板
状としたもの、負極には炭素系の活物質粉末をバインダ
ー樹脂と混合し銅集電体に塗布して板状としたものが用
いられている。またイオン伝導層にはポリエチレンやポ
リプロピレンなどの多孔質フィルムをリチウムイオンを
含む非水系の溶媒で満たしたものが使用されている。

【０００４】例えば図５は、特開平８−８３６０８号公
報に開示された従来の円筒型リチウムイオン二次電池の
構造を示す断面模式図である。図において、１は負極端
子を兼ねるステンレス製などの外装缶、２はこの外装缶
１内に収納された電極体であり、電極体２は正極３、セ
パレータ４および負極５を渦巻状に巻いた構造になって
いる。この電極体２は、正極３、セパレータ４および負
極５の電気的接続を維持するために外部からの圧力を電
極面に与える必要がある。そのため電極体２を強固な金
属缶に入れることで全ての面内の接触を保っている。ま
た角形電池では短冊状の電極体を束ねて角型の金属缶に
入れるなどの方法により、外部から力を加えて押さえつ
ける方法が行われている。

【０００５】上述のように現在の市販のリチウムイオン
二次電池においては、正極と負極を密着させる方法とし
て、金属等でできた強固な外装缶を用いる方法がとられ
ている。外装缶がなければ電極間が剥離し、電極間の電
気的な接続をイオン伝導層（セパレータ）を介して維持
することが困難になり、電池特性が劣化してしまう。一
方、この外装缶の電池全体に占める重量および体積が大
きいために電池自身のエネルギー密度を低下させるだけ
でなく、外装缶自身が剛直であるために電池形状が限定
されてしまい、任意の形状とするのが困難である。

【０００６】このような背景のもと、軽量化や薄型化を
目指し、外装缶の不要なリチウムイオン二次電池の開発
が進められている。外装缶の不要な電池の開発のポイン
トは、正極および負極とそれらに挟まれるイオン伝導層
（セパレータ）との電気的な接続を外部からカを加える
ことなく如何に維持するかということである。このよう
な外力が不要な接合手段のひとつとして、樹脂などを用
い電極とセパレータとを密着させる手法が提唱されてい
る。

【０００７】例えば特開平５−１５９８０２号公報に
は、イオン伝導性の固体電解質層と正極及び負極を熱可
塑性樹脂結着剤を用いて加熱により一体化する製造方法
が示されている。この場合は電極と電解質層とを一体化
することによって電極間を密着させているので、外部か
ら力を加えずとも電極間の電気的接続が維持され電池と
して動作する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のリチウムイオン
二次電池は上記のように構成されており、電極とセパレ
ータ間の密着性、電極間の電気的接続を確保するために
強固な外装缶を用いたものでは、発電部以外である外装
缶の電池全体に占める体積や重量の割合が大きくなり、
エネルギー密度の高い電池を作製するには不利であると
いう問題点があった。また、電極とイオン伝導体を接着
性樹脂を介して密着させる方法が考えられているが、例
えば固体電解質と電極を単純に接着性樹脂を介して密着
させる場合、接着性樹脂層の抵抗が大きいために電池セ
ル内部のイオン伝導抵抗が増大し、電池特性が低下して
しまうという問題点があった。

【０００９】さらに、特開平５−１５９８０２号公報の
例では電極と固体電解質が結着剤で接合されているが、
電極と電解質の界面が結着剤で覆われるので、例えば液
体電解質を利用した場合に比べてイオン伝導性の点で不
利である。たとえ、イオン伝導性を有する結着剤を用い
るにしても、液体電解質と同等以上のイオン伝導性を有
する材料は一般に見出されておらず、液体電解質を用い
た電池と同程度の電池性能を得ることは困難であるなど
の問題点があった。

【００１０】すなわち、電極と電解質の界面に液体電解
質を保持するためには金属の外装缶が必要であり、それ
はエネルギー密度的に不利である一方で、電極一電解質
接着型の場合は金属外装缶を必要としないかわりに液体
電解質を使用した電池と比較して電極と電解質界面の導
電性が低く、高負荷率充放電特性等の電池性能の点で不
利である。

【００１１】ところで、一般にリチウムイオン電池に用
いられる非水電解質は、水系電解質に比べて導電率が１
／１０以下である。このため、電池面積を大きくして電
池内部抵抗を低減する必要がある。大面積電極をコンパ
クトに電池にするためには、いくつかの短冊にして積み
重ねる構成や、帯状のセパレータ間に電極を巻き込む構
成や、折り畳む構成などがあるが、実用的な電池の組立
方法としては帯状のセパレータと帯状の電極を巻き込ん
で電池体を構成するのが一般的である。この構成を電極
とセパレータとを接着層で接合する形態の電池の組立に
適用することは可能であるが、接着しながら巻き上げる
方法では、全く接着を行わないで巻き上げるのに比べて
巻き上げ速度が遅く、組立の生産性に劣るという問題が
あった。また、全く接着を行わずに巻き上げた電池体を
外側からテープバンドで止める場合には電極とセパレー
タの界面が十分に密着しないため内部抵抗が大きく、特
に大きな電流を必要とする用途には実用上問題であっ
た。

【００１２】本発明は、かかる課題を解決するために、
本発明者らがセパレータと電極の好ましい積層方法に関
し鋭意検討した結果なされたもので、強固な外装缶を使
用せずとも電極とセパレータ間とを密着させることがで
き、内部抵抗の低い実用的なリチウムイオン二次電池を
生産性良く得ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係るリチウムイ
オン二次電池は、正極活物質層と正極集電体を有する正
極、負極活物質層と負極集電体を有する負極、空孔を有
しリチウムイオンを含む電解質を保持するセパレータ、
および上記正極あるいは負極と上記セパレータとを接着
する接着性樹脂層を備え、上記接着性樹脂層は貫通孔を
有するとともにセパレータの空孔率以上の空孔率を具備
し、上記正極および負極の何れか一方のみと上記セパレ
ータとの間に設けられ、上記正極と負極とが上記セパレ
ータ間に交互に配置された積層構造を構成したものであ
る。

【００１４】また、電解質を保持する接着性樹脂層のイ
オン伝導抵抗率を、セパレータのイオン伝導抵抗率と同
等以下としたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、本発明の
一実施の形態に係るリチウムイオン二次電池の平板状巻
型積層構造電極体の構成を示す断面模式図であり、図２
は、図１の要部を拡大してその構造を示す断面模式図で
ある。本発明によるリチウムイオン二次電池は、帯状の
正極と負極を巻き上げられた帯状のセパレータ間に交互
に配置し、正極および負極の何れか一方とセパレータと
を接着層で接着した平板状巻型積層構造を有するもので
る。図において、３は正極活物質層７を正極集電体６に
接合してなる正極、５は負極活物質層９を負極集電体１
０に接合してなる負極、４は正極３と負極５間に配置さ
れ、リチウムイオンを含む電解液を保持するセパレー
タ、１１は負極活物質層９とセパレータ４とを接合する
多孔性の接着性樹脂層１１であり、接着性樹脂層１１
は、負極活物質層９とセパレータ４とを連通する貫通孔
１２を多数有しており、この貫通孔に電解液が保持され
る。

【００１６】帯状の正極３と負極４を巻き上げられた帯
状のセパレータ４間に交互に配置し、正極３および負極
５の何れか一方とセパレータ４とを接着層１１で接着し
た平板状巻型積層構造を有するので、あらかじめ正極３
および負極５の何れか一方にセパレータ４を接着したも
のを残りの負極５または正極３と共に巻き込むことによ
り平板状巻型積層構造電池体を作製することができ、巻
き込みと同時に接着する場合に比べて接着剤の乾燥に要
する時間が短縮される。また、全く接着しないで正極、
負極およびセパレータを巻き込む場合に比べてセパレー
タ付き電極と残りの電極の２つを巻けば良いので作業性
が良く、巻き込み装置を大幅に簡便化できる。しかも電
極とセパレータのズレが少なく正極と負極が接触して内
部短絡が生じる確率が低く、安全性が向上する。また、
電極とセパレータの密着性が高いので電池内部抵抗の小
さなリチウムイオン二次電池が得られる。

【００１７】さらに、電極層（即ち活物質層７または
９）と電解質層となるセパレ一夕４を多孔性の接着性樹
脂層１１により接合しているので、電極とセパレータ間
の密着強度を確保できる。また、内部、即ち接着性樹脂
層１１に形成された電極とセパレータとの界面まで連通
する貫通孔１２に電解液が保持されることにより、電極
一電解質界面の良好なイオン伝導性を確保でき、電極間
のイオン伝導抵抗の低減を同時に図ることができる。電
極内部の活物質中で起こるイオンの出入り量および対向
する電極へのイオンの移動速度および移動量を従来の筺
体を有するリチウムイオン電池程度にすることが可能と
なる。

【００１８】また、例えば巻き込みの最後で最外層にな
るセパレータの端部を巻き上げた電極体に接着すること
で、外力を加えずとも電極間の電気的接続を維持でき
る。従って、電池構造を維持するための強固な外装缶が
不要となり、電池の軽量化、薄型化が可能となり、任意
の形態をとり得るとともに、電解液を用いた電池と同程
度の優れた充放電特性、電池性能が得られる。

【００１９】また、電解液を保持する接着性樹脂層１１
のイオン伝導抵抗率を電解液を保持するセパレータ４の
イオン伝導抵抗率と同等以下にすることにより、この接
着性樹脂層１１により充放電特性を劣化させることがな
く、電池としての充放電特性を従来の電池レベルに維持
することが可能となる。

【００２０】接着性樹脂層１１のイオン伝導抵抗率は、
主にその空孔率、厚みを変えることにより調整できる。
空孔率は例えば接着性樹脂層を形成する接着性樹脂溶液
中のＮ一メチルピロリドンに対する接着性樹脂の量によ
り調整できる。空孔率は用いるセパレータ４の空孔率と
同等以上とするのが好ましい。

【００２１】活物質層とセパレータの接合に用いられる
接着性樹脂としては、電解液には溶解せず電池内部で電
気化学反応を起こさずに多孔質膜になるもの、例えば、
フッ素系樹脂またはフッ素系樹脂を主成分とする混合物
や、ポリビニルアルコールまたはポリビニルアルコール
を主成分とする混合物が用いられる。具体的には、フッ
化ビニリデン、４一フッ化エチレンなどのフッ素原子を
分子構造内に有する重合体もしくは共重合体、ビニルア
ルコールを分子骨格に有する重合体もしくは共重合体、
あるいはポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキ
サイドなどとの混合物などが使用可能である。特に、フ
ッ素系樹脂のポリフッ化ビニリデンが適当である。

【００２２】上記のように構成されたリチウムイオン二
次電池は、２枚の帯状セパレータ４の片面に接着剤を塗
布し、帯状の正極３（または負極）をセパレータ４の接
着剤塗布面に挟んで貼り付けたものと残りの負極５（ま
たは正極）を、セパレータ４間に正極３と負極５が交互
に配置されるように長円状に巻き上げることにより作製
される。

【００２３】本発明に供される活物質としては、正極に
おいては例えば、リチウムと、コバルト、ニッケル、ま
たはマンガン等の遷移金属との複合酸化物、カルコゲン
化合物、あるいはこれらの複合化合物や各種の添加元素
を有するものが用いられ、負極においては易黒鉛化炭
素、難黒鉛化炭素、ポリアセン、ポリアセチレンなどの
炭素系化合物、ピレン、ペリレンなどのアセン構造を含
む芳香族炭化水素化合物が好ましく用いられるが、電池
動作の主体となるリチウムイオンを吸蔵、放出できる物
質ならば使用可能である。また、これらの活物質は粒子
状のものが用いられ、粒径としては、０．３〜２０μｍ
のものが使用可能であり、特に好ましくは０．３〜５μ
ｍのものである。

【００２４】また、活物質を電極板化するために用いら
れるバインダー樹脂としては、電解液に溶解せず電極積
層体内部で電気化学反応を起こさないものであれば使用
可能である。具体的にはフッ化ビニリデン、フッ化エチ
レン、アクリロニトリル、エチレンオキシドなどの単独
重合体または共重合体、エチレンプロピレンジアミンゴ
ムなどが使用可能である。

【００２５】また、集電体は電池内で安定な金属であれ
ば使用可能であるが、正極ではアルミニウム、負極では
銅が好ましく用いられる。集電体の形状としては箔状、
網状、エクスパンドメタル等が使用可能であるが、網状
やエクスパンドメタルなどの空隙面積の大きいものが接
着後の電解液保持を容易にする点から好ましい。

【００２６】また、集電体と電極の接着に用いられる接
着性樹脂は、電極とセパレータの接着に用いられる接着
性樹脂と同様、電解液には溶解せず電池内部で電気化学
反応を起こさず、多孔質膜になるものが用いられる。具
体的にはフッ化ビニリデン、４一フッ化エチレンなどの
フッ素分子を分子構造内に有する重合体、あるいはポリ
メタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポ
リプロピレンなどとの混合物、ビニルアルコールを分子
骨格に有する重合体または共重合体、あるいはポリメタ
クリル酸メチル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリ
アクリロニトリル、ポリエチレンオキサイドなどの混合
物が使用可能である。特に、ポリフッ化ビニリデンまた
はポリビニルアルコールが好適である。

【００２７】また、セパレータは電子絶縁性の多孔質
膜、網、不織布等、充分な強度を有するものであればど
のようなものでも使用可能である。材質は特に限定しな
いが、ポリエチレン、ポリプロピレンが接着性および安
全性の観点から望ましい。

【００２８】また、イオン伝導体として用いる電解液に
供する溶剤、電解質塩としては、従来の電池に使用され
ている非水系の溶剤及びリチウムを含有する電解質塩が
使用可能である。具体的にはジメトキシエタン、ジエト
キシエタン、ジエチルエーテル、ジメチルエーテルなど
のエーテル系溶剤、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、炭
酸ジエチル、炭酸ジメチルなどのエステル系溶剤の単独
液、及び前述の同一溶剤同士あるいは異種溶剤からなる
２種の混合液が使用可能である。また電解液に供する電
解質塩は、ＬｉＰＦ_６，ＬｉＡｓＦ_６，ＬｉＣｌＯ_４，
ＬｉＢＦ_４，ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３，ＬｉＮ（ＣＦ_３Ｓ
Ｏ_２）_２，ＬｉＮ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２，ＬｉＣ（ＣＦ
_３ＳＯ_２）_３などが使用可能である。

【００２９】また、接着性樹脂を塗布する手段として
は、バーコータを用いる方法、スプレーガンを用いる方
法、浸漬法が用いられる。

【００３０】

【実施例】以下、実施例を示し本発明を説明するが、勿
論これらにより本発明が限定されるものではない。

【００３１】実施例１．（正極の作製）ＬｉＣｏＯ_２を８７重量部、黒鉛粉を８
重量部、ポリフッ化ビニリデンを５重量部をＮ一メチル
ピロリドンに分散させることにより調整した正極活物質
ぺ一ストを、正極集電体となる厚さ２０μｍの帯状のア
ルミニウム箔の上にドクターブレード法にて厚さ１５０
μｍに調整しつつ塗布して活物質薄膜を形成した。これ
を６０℃の乾燥機中に６０分間放置して乾燥し、ついで
正極活物質層の厚さを１００μｍになるようにプレスす
ることにより、アルミ箔正極集電体６上に１００μｍの
正極活物質層７が形成された帯状の正極３を作製した。

【００３２】（負極の作製）メソフェーズマイクロビー
ズカーボン（商品名：大阪ガス製）を９５重量部、ポリ
フッ化ビニリデンを５重量部をＮ一メチルピロリドン
（ＮＭＰと略記する）に分散して作製した負極活物質ぺ
一ストを、負極集電体となる厚さ２０μｍの帯状の銅箔
の上にドクタープレード法にて厚さ１５０μｍに調整し
つつ塗布して活物質薄膜を形成した。これを６０℃の乾
燥機中に６０分間放置して乾燥し、ついで負極活物質層
の厚さを１００μｍになるようにプレスすることによ
り、銅箔負極集電体１０上に１００μｍの負極活物質層
９が形成された帯状の負極５を作製した。

【００３３】（接着性樹脂溶液の調整）まず、ポリフッ
化ビニリデン５重量部とフィラーとして微粉末アルミナ
（エアロジル製エアロジルＣ）５重量部を、Ｎ一メチル
ピロリドン（以下ＮＭＰと略記する）に鹸濁溶解させ、
均一溶液になるように十分に撹拌し粘性のある接着性樹
脂溶液を作製した。

【００３４】（電池の作製）２枚のセパレータ４となる
帯状のポリエチレン製多孔シート（旭化成製ＭＥ９６３
０）のそれぞれの片面に上記のように調製した接着性樹
脂溶液を均一に塗布した後、接着剤が乾燥する前に上記
作製した帯状の負極５（または正極）をセパレータの塗
布面の間に挟んで密着させ、貼り合わせる。この時、セ
パレータ４の幅および長さは負極５（または正極）より
やや大きくする。次に、セパレータ４が貼り付けられた
負極５（または正極）を約８０℃の温風乾燥機に入れて
ＮＭＰを蒸発させた。この時、ＮＭＰが抜けたあとが接
着層１１内の貫通孔１２となる。

【００３５】次に、帯状の正極３（または負極）を、帯
状の負極５（または正極）に貼り付けられたセパレータ
４の一方の外側に一定量突出させて配置し、他方のセパ
レータ４の外側の面に突出した正極３（または負極）を
折り曲げ、この折り曲げた正極３（または負極）を内側
に包み込むように負極５（または正極）付きのセパレー
タを長円状に巻き上げ、巻き上げの最後に余ったセパレ
ータ部分を巻き上げた電極体に接着剤で接着固定し、平
板状巻型積層構造電極体を作製した。

【００３６】十分乾燥した平板状積層構造電極体を５０
Ｔｏｏｒまで減圧した後、エチレンカーボネートとジメ
チルカーボネートの混合溶媒（モル比で１：１）に６フ
ッ化リン酸リチウムを１．０ｍｏｌ／ｄｍ^３の濃度で溶
解させた電解液中に浸した後、アルミラミネートフィル
ムで作製した袋に熱融着で封入し、平板状積層構造電池
体を有するリチウムイオン二次電池とした。

【００３７】以上のようにして得られた実施例１による
リチウムイオン二次電池と同じ電極およびセパレータを
用いて、全く接着を行わずに巻き上げた電極体を外側か
らテープバンドで止めたものに同じ電解液を注入してア
ルミラミネートフィルムで封入した比較例による電池
と、実施例１による電池との、放電特性の比較を図３に
示す。図より、実施例１の方が内部抵抗が少ないのでよ
り大きな電流でも放電できる容量が維持されることが判
る。

【００３８】図４の特性図は、フィラーを５重量部とし
て、接着性樹脂溶液における接着性樹脂の量をＮＭＰに
対して５重量部、７重量部、１０重量部と変え接着性樹
脂層を形成した場合の電池の内部抵抗を示したものであ
る。５重量部と７重量部の間で抵抗が急激に増大するこ
とがわかる。接着性樹脂層１１の厚さは接着性樹脂溶液
中の接着性樹脂の量に比例していることから、電解液の
保持率や接着性樹脂層１１中の電解液の分布状態がこの
領域で急激に変化するために抵抗が急上昇したと考えら
れる。なお５重量部における抵抗値は、接着性樹脂層１
１を設けずに電極３，５とセパレータ４間に充分な面圧
をかけて測定した抵抗値とほぼ同じであった。

【００３９】実施例２．実施例１に示した接着性樹脂溶
液のみを変え、他は実施例１と同様にして、図１に示し
たような平板状巻型積層構造電極体を有する電池を作製
した。

【００４０】（接着性樹脂溶液の調整）ポリテトラフル
オロエチレン、フッ化ビニリデンとアクリロニトリルの
共重合体、ポリフッ化ビニリデンとポリアクリロニトリ
ルの混合物、ポリフッ化ビニリデンとポリエチレンオキ
シドの混合物、ポリフッ化ビニリデンとポリエチレンテ
レフタレート混合物、ポリフッ化ビニリデンとポリメタ
クリル酸メチルの混合物、ポリフッ化ビニリデンとポリ
スチレンの混合物、ポリフッ化ビニリデンとポリプロピ
レンの混合物、ポリフッ化ビニリデンとポリエチレンの
混合物をそれぞれ同一組成比率でＮ一メチルピロリドン
と混合することにより、粘性のある接着性樹脂溶液を作
製した。

【００４１】この接着性樹脂溶液を用いて、実施例１と
同様に、平板状巻型積層構造電極体を有する電池とし
た。この電池の放電電流一容量特性は図３に示すように
比較例と比べて優れたものであった。

【００４２】実施例３．実施例１に示した接着性樹脂溶
液のみを変え、他は実施例１と同様にして、図１に示し
たような平板状巻型積層構造電極体を有する電池を作製
した。

【００４３】（接着性樹脂溶液の調整）ポリビニルアル
コール、ポリビニルアルコールとポリフッ化ビニリデン
の混合物、ポリビニルアルコールとポリアクリロニトリ
ルの混合物、ポリビニルアルコールとポリエチレンオキ
サイドの混合物をそれぞれＮＭＰに溶解または混合する
ことにより粘性のある接着溶液を作製した。

【００４４】これらの接着性樹脂溶液を用い、上記実施
例１と同様の方法で、平板状巻型積層構造電池体を有す
る電池とした。この電池の放電電流一容量特性は図３に
示すように比較例と比べて優れたものであった。

【００４５】なお、上記実施例ではバーコータ法により
接着性樹脂溶液を塗布する場合について示したが、スプ
レーガンにより接着性樹脂溶液を塗布するようにしても
よい。

【００４６】なお、上記実施例では正極３および負極５
として、活物質層を集電体に接合した電極を用いた場合
について示したが、活物質層そのものが集電体であるよ
うな電極を用いてもよい。

【００４７】

【発明の効果】本発明に係るリチウムイオン二次電池に
よれば、正極、負極の何れか一方にセパレータを接着し
たものを用いて積層構造電池体を作製するので、電極と
セパレータの密着性が高くでき、電池内部抵抗の小さな
リチウムイオン二次電池が得られる。しかも電極とセパ
レータ間を連通する接着性樹脂層の貫通孔に液体電解液
が保持されることにより、電極一電解質界面の良好なイ
オン伝導性を確保できるので、高エネルギー密度化、薄
型化が可能で任意の形態をとりうる充放電特性に優れた
リチウムイオン二次電池が得られる。

【００４８】また、電解液を保持する接着性樹脂層のイ
オン伝導抵抗率を上記電解液を保持するセパレータのイ
オン伝導抵抗率と同等以下にすることにより、充放電特
性を劣化させることがなく、優れた充放電特性を維持す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るリチウムイオン
二次電池の平板状巻型積層構造電極体の構成を示す断面
模式図である。

【図２】図１に示した電極体の要部を示す断面模式図
である。

【図３】実施例１〜３の電池と比較例の電池の放電特
性を示す特性図である。

【図４】本発明の一実施の形態に係る接着性樹脂層の
形成時における接着性樹脂溶液中の接着性樹脂の量と内
部抵抗との関係を示す特性図である。

【図５】従来のリチウムイオン二次電池の一例を示す
断面模式図である。

【符号の説明】

１外装缶、２電極体、３正極、４セパレータ、
５負極、６正極集電体、７正極活物質層、９負
極集電体、１０負極活物質層、１１接着性樹脂層、
１２貫通孔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹村大吾東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者荒金淳東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者漆畑広明東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者濱野浩司東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者吉田育弘東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者犬塚隆之東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内 (72)発明者村井道雄東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内Ｆターム(参考） 5H021 AA06 EE04 EE32 HH00 HH02 5H029 AJ06 AK03 AL06 AL08 AM03 AM05 AM07 BJ02 BJ04 BJ12 BJ14 DJ04 DJ09 DJ13 DJ14 EJ12 HJ09 HJ20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極活物質層と正極集電体を有する正
極、負極活物質層と負極集電体を有する負極、空孔を有
しリチウムイオンを含む電解質を保持するセパレータ、
および上記正極あるいは負極と上記セパレータとを接着
する接着性樹脂層を備え、上記接着性樹脂層は貫通孔を
有するとともにセパレータの空孔率以上の空孔率を具備
し、上記正極および負極の何れか一方のみと上記セパレ
ータとの間に設けられ、上記正極と負極とが上記セパレ
ータ間に交互に配置された積層構造を構成することを特
徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項２】電解質を保持する接着性樹脂層のイオン
伝導抵抗率は、セパレータのイオン伝導抵抗率と同等以
下であることを特徴とする請求項１記載のリチウムイオ
ン二次電池。