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JPH05290883A - Battery - Google Patents

Battery

Info

Publication number
JPH05290883A
JPH05290883A JP4114113A JP11411392A JPH05290883A JP H05290883 A JPH05290883 A JP H05290883A JP 4114113 A JP4114113 A JP 4114113A JP 11411392 A JP11411392 A JP 11411392A JP H05290883 A JPH05290883 A JP H05290883A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
ion
composite
compound
positive electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4114113A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazunari Takeda
一成 武田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yuasa Corp
Original Assignee
Yuasa Corp
Yuasa Battery Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yuasa Corp, Yuasa Battery Corp filed Critical Yuasa Corp
Priority to JP4114113A priority Critical patent/JPH05290883A/en
Publication of JPH05290883A publication Critical patent/JPH05290883A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a battery allowing to improve a battery characteristic and manufacture a high-performance electrode further to have high workability, the long time reliability and safety with no liquid leakage to the outside by fixed a water content in a composite positive electrode and a composite negative electrode. CONSTITUTION:A battery using an ion conductive high-molecular compound consists of composite positive and negative electrodes composed of a high-molecular compound which is an ion high-molecular compound composed of a high-molecular material, in which at least one kind of ionicity compounds is dissolved while having the polyether structure and ion conductivity, an electrochemical active material and an electronic conductive material, an electrolyte of an ion-conductive high-molecular compound composed of a high-molecular material wherein at least one kind of ionic compounds is dissolved, and the like. When water content in these comosite positive and negative electrodes is made to be 0.01% or less, a battery characteristic can be heightened and a high-performance electrode can be manufactured. Further, the battery being formed of composite electrodes and an electrolytic layer has high workability with irradiation of active rays and no liquid leakage as well as the long time reliability and stability can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、周囲温度下で可逆的に
作動する電池に係り、電解質および正極、負極の改良に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery that operates reversibly at ambient temperature, and relates to improvement of electrolyte, positive electrode and negative electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近のマイクロエレクトロニクス化は、
各種電子機器のメモリーバックアップ用電源に代表され
るように、電池の電子機器内収納、エレクトロニクス素
子および回路との一体化に伴って、電池の小型化、軽量
化、薄型化とさらに高エネルギー密度を有する電池とが
強く要望されている。近年、一次電池の分野では、既に
リチウム電池などの小型、軽量の電池が実用化されてい
るが、その用途分野は限られたものである。そこで、従
来の鉛電池、ニッケル−カドミウム電池に代わる電池と
して、より小型軽量化が可能な非水電解液を用いた二次
電池がより注目されているが、電極活物質のサイクル特
性、自己放電特性などの実用物性を満足するものが見い
だされていないことが原因で現在も多くの研究機関で検
討されている。そこで、電極活物質としては、層状化合
物のインターカレーションまたは、ドーピング現象を利
用したものについて特に研究されており、これらは、そ
の充電・放電における電気化学反応の際に、理論的には
複雑な化学反応を起こさないことから、極めて優れた充
放電サイクル性能が期待される。
2. Description of the Related Art Recent microelectronics is
As typified by power supplies for memory backup of various electronic devices, by accommodating batteries inside electronic devices and integrating them with electronic elements and circuits, batteries can be made smaller, lighter, thinner, and have higher energy density. There is a strong demand for batteries that have them. In recent years, small and lightweight batteries such as lithium batteries have already been put into practical use in the field of primary batteries, but the fields of application thereof are limited. Therefore, secondary batteries using non-aqueous electrolytes, which can be made smaller and lighter, are drawing more attention as batteries that replace conventional lead batteries and nickel-cadmium batteries. Many research institutions are currently studying it because of the fact that nothing satisfying practical properties such as characteristics has been found. Therefore, as an electrode active material, a material utilizing intercalation of a layered compound or a doping phenomenon has been particularly studied, and these are theoretically complicated during an electrochemical reaction during charging and discharging. Since no chemical reaction occurs, extremely excellent charge / discharge cycle performance is expected.

【0003】炭素質材料を電極活物質として用いるとい
う例も、電極活物質のサイクル特性、自己放電特性など
の問題点の解決策として現れたものである。この炭素質
材料の特徴は、高いドープ容量、低い自己放電率、優れ
たサイクル特性、そして最も特筆すべきことは、金属リ
チウムに極めて近い卑電位を有することである。
An example of using a carbonaceous material as an electrode active material has also appeared as a solution to problems such as cycle characteristics and self-discharge characteristics of the electrode active material. The characteristics of this carbonaceous material are high dope capacity, low self-discharge rate, excellent cycle characteristics, and most notably, a base potential very close to that of metallic lithium.

【0004】一方、従来電気化学反応を利用した電池や
電池以外の電気化学デバイス、すなわち、電気二重層キ
ャパシタ、エレクトロクロミック素子などの電解質とし
ては、一般的に液体電解質、特に有機電解液にイオン性
化合物を溶解したものが用いられてきたが、上記液体電
解質は、部品外部への液漏れ、電極物質の溶出、さらに
液体電解質自身の揮発などが発生しやすいため、上記電
気化学デバイスの長期信頼性などの問題や、封口工程で
の電解液の飛散などが問題となっていた。
On the other hand, as an electrolyte for a battery or an electrochemical device other than a battery using a conventional electrochemical reaction, that is, an electric double layer capacitor, an electrochromic element, etc., generally, a liquid electrolyte, particularly an organic electrolyte is ionic. Although the one in which the compound is dissolved has been used, the liquid electrolyte is likely to cause liquid leakage to the outside of the component, elution of the electrode substance, and further volatilization of the liquid electrolyte itself, so that the long-term reliability of the electrochemical device is high. However, there have been problems such as scattering of the electrolytic solution in the sealing process.

【0005】そのため、これら耐漏液性、長期保存性を
向上させるために、高いイオン伝導性を有するイオン伝
導性高分子化合物が報告され、上記の問題を解決する手
段の1つとして、さらに研究が進められている。
Therefore, in order to improve the leakage resistance and long-term storage stability, an ion-conductive polymer compound having high ion-conductivity has been reported, and further research has been conducted as one of the means for solving the above problems. It is being advanced.

【0006】現在研究が進められているイオン伝導性高
分子化合物は、エチレンオキシドを基本単位とするホモ
ポリマーまたはコポリマーの直鎖状高分子、網状架橋高
分子または櫛型高分子などであるが、低温でのイオン伝
導度を上げることを目的として、網状架橋高分子または
櫛型高分子にして上記イオン伝導性高分子化合物の結晶
化を防ぐことが提案され、実施されている。特に上記網
状架橋高分子を用いたイオン伝導性高分子化合物は、機
械的強度が大であり、かつ低温でのイオン伝導度が良好
であるため有用である。
The ion-conducting polymer compounds currently being studied are homopolymer or copolymer linear polymers having ethylene oxide as a basic unit, reticulated cross-linked polymers, comb polymers, etc. In order to increase the ionic conductivity of the above, it has been proposed and practiced to prevent the crystallization of the above ion-conductive polymer compound by using a crosslinked polymer or a comb polymer. In particular, the ion conductive polymer compound using the above network cross-linked polymer is useful because it has high mechanical strength and good ionic conductivity at low temperature.

【0007】また、上記イオン伝導性高分子化合物を電
気化学デバイスの電解質として応用する際、内部抵抗を
低くするために電解質の薄膜化が必要となってくる。特
に本発明者らにとって、より小型軽量で高エネルギー密
度を有する電池である薄型電池(単位セル当たりの厚さ
が100から500μm(またはシート状電池))と呼
ばれる電池を設計する上で、上記の薄膜化はまさに至上
命題であると言える。上記イオン伝導性高分子化合物の
場合、均一な薄膜を任意の形状に容易に加工することが
可能であるが、その方法が問題となってくる。例えば、
イオン伝導性高分子化合物の溶液をキャストして溶媒を
蒸発、除去する方法、あるいは、重合性モノマーあるい
はマクロマーを基板上に塗布して、加熱重合する方法、
あるいは活性光線の照射により硬化させる方法がある。
Further, when the above ion-conductive polymer compound is applied as an electrolyte of an electrochemical device, it is necessary to make the electrolyte thin so as to reduce the internal resistance. In particular, in designing a battery called a thin battery (having a thickness per unit cell of 100 to 500 μm (or a sheet-shaped battery)) which is a battery having a smaller size, a lighter weight, and a higher energy density, the present inventors have described above. It can be said that thinning is an extremely important issue. In the case of the above ion-conductive polymer compound, a uniform thin film can be easily processed into an arbitrary shape, but that method becomes a problem. For example,
A method of casting a solution of an ion-conductive polymer compound to evaporate and remove the solvent, or a method of applying a polymerizable monomer or macromer on a substrate and performing heat polymerization,
Alternatively, there is a method of curing by irradiation with actinic rays.

【0008】さらに、本発明者らは上記イオン伝導性高
分子化合物と電気化学的活性物質とで構成される複合正
極および複合負極の間に、上記イオン伝導性高分子化合
物からなる電解質層を配置することにより、上記の薄型
電池(シート状電池)の作製を行った。
Further, the present inventors arranged an electrolyte layer made of the ion conductive polymer compound between a composite positive electrode and a composite negative electrode composed of the ion conductive polymer compound and the electrochemically active substance. By doing so, the above thin battery (sheet-shaped battery) was produced.

【0009】しかしながら、上記イオン伝導性高分子化
合物を電池に適用した場合には、以下のようなことが起
こった。即ち、充放電サイクルを繰り返した場合に、そ
の繰り返しに伴って複合電極中より水分が抽出され、上
記イオン伝導性高分子化合物からなるセパレータ層を通
って、負極であるリチウム金属まで到達し、上記リチウ
ム金属と水分が反応して水素ガスを発生し、電池内圧の
上昇により電池の膨張、破裂を引き起こす結果となっ
た。
However, when the above ion-conductive polymer compound was applied to a battery, the following occurred. That is, when the charge-discharge cycle is repeated, water is extracted from the composite electrode with the repetition, passes through the separator layer composed of the ion-conductive polymer compound, and reaches the lithium metal which is the negative electrode. Lithium metal and water react with each other to generate hydrogen gas, which causes expansion and rupture of the battery due to increase in internal pressure of the battery.

【0010】さらに問題となることとしては、充放電サ
イクルの繰り返しの伴って複合電極中より抽出された水
分が、負極であるリチウム金属と反応して、LiOH等
の強アルカリを生成し、その強アルカリの存在により、
上記イオン伝導性高分子化合物からなるセパレータ層が
加水分解を受け、ゲル状に変化していまうといった結果
が生じた。
A further problem is that the water extracted from the composite electrode as the charge and discharge cycles are repeated reacts with the lithium metal, which is the negative electrode, to form a strong alkali such as LiOH, and the strong alkali is generated. Due to the presence of alkali,
As a result, the separator layer made of the ion-conductive polymer compound was hydrolyzed and changed into a gel.

【0011】そのため、イオン伝導性高分子化合物を電
池に適用することによる耐漏液性、長期保存性の向上が
図れなくなるだけでなく、イオン伝導度の低下による電
池内部抵抗の増加、それによる電池特性(特にサイクル
特性や長期保存後のサイクル特性)の悪化につながる。
さらに、上記の現象によりセパレータ層の機械的強度の
著しい低下が起こり、それによる電極間の内部微短絡が
多く発生するなどの問題が生じた。
Therefore, not only the leakage resistance and the long-term storage property cannot be improved by applying the ion-conductive polymer compound to the battery, but also the internal resistance of the battery is increased due to the decrease of the ionic conductivity, and the battery characteristics are thereby increased. (In particular, cycle characteristics and cycle characteristics after long-term storage) are deteriorated.
Further, due to the above-mentioned phenomenon, the mechanical strength of the separator layer is remarkably reduced, which causes problems such as frequent occurrence of internal short circuit between the electrodes.

【0012】一方、上記シート状電池を作製するにあた
って、上記複合正極、複合負極および電解質層を形成す
る方法としては、従来、主に加熱重合する方法が簡便で
あり多く用いられていた。しかしながら、加熱重合時間
が非常に長くなり製造速度を向上させることが困難なこ
と、加熱炉中において温度勾配が生じやすいこと、不活
性ガス雰囲気中で加熱する必要があるため加熱炉および
付帯設備が大型になることの問題があった。
On the other hand, as a method for forming the composite positive electrode, the composite negative electrode and the electrolyte layer in the production of the sheet-like battery, a method of mainly heat-polymerizing has heretofore been simple and often used. However, the heating polymerization time becomes very long and it is difficult to improve the production rate, a temperature gradient is likely to occur in the heating furnace, and it is necessary to heat in an inert gas atmosphere. There was a problem of becoming large.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】そこで、上記従来技術
の問題点に鑑み、電池特性の向上、高性能電極の作製を
目的とし、本発明は、イオン伝導性高分子化合物を用い
た電池において、非常に高い作業性を有し、さらに外部
への液漏れの心配が全くなく、長期信頼性および安全性
の高い電池を提供するものであり、さらに加えて高性
能、高エネルギー密度を有する小型軽量シート状電池を
提供するものである。
In view of the above problems of the prior art, the present invention aims at improving battery characteristics and producing a high-performance electrode. The present invention provides a battery using an ion-conductive polymer compound. It has a very high workability, there is no fear of liquid leakage to the outside, and it provides a battery with long-term reliability and safety. In addition, it has high performance, high energy density, and is small and lightweight. A sheet-shaped battery is provided.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するべく、少なくとも1種のイオン性化合物が溶解して
いる高分子物質により構成されたイオン伝導性高分子化
合物であって、ポリエーテル構造を有し、イオン伝導性
を有している高分子化合物と電気化学的活性物質と任意
に電子伝導性物質とで構成される複合正極(A)および
複合負極(B)と、少なくとも1種のイオン性化合物が
溶解している高分子物質により構成されたイオン伝導性
高分子化合物からなる電解質(C)からなる電池におい
て、複合正極(A)および複合負極(B)中の水分量を
0.10%以下の範囲にしたことを第1の発明とするも
のである。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is an ion-conducting polymer compound composed of a polymer substance in which at least one ionic compound is dissolved, which is a polyether. At least one of a composite positive electrode (A) and a composite negative electrode (B), which are composed of a polymer compound having a structure and ion conductivity, an electrochemically active substance, and optionally an electron conductive substance In a battery composed of an electrolyte (C) composed of an ion-conductive polymer compound composed of a polymer substance in which the ionic compound is dissolved, the amount of water in the composite positive electrode (A) and the composite negative electrode (B) is 0. The first invention is to set the range to 10% or less.

【0015】上記イオン伝導性高分子化合物が、少なく
とも1種のイオン性化合物を溶解した反応性二重結合を
持つポリエーテルである高分子化合物で、重合反応によ
り架橋ネットワーク構造を形成する高分子化合物となる
ことを特徴とする高分子化合物となることを第2の発明
とし、また、上記複合正極(A)、複合負極(B)およ
び電解質層(C)を形成する方法として、紫外線、電離
性放射線などの活性光線の照射によって該複合電極およ
び該電解質層を形成することを第3の発明とするもので
ある。
The above-mentioned ion-conductive polymer compound is a polymer compound which is a polyether having a reactive double bond in which at least one ionic compound is dissolved, and which forms a crosslinked network structure by a polymerization reaction. The second aspect of the present invention is to obtain a polymer compound characterized in that, and a method of forming the composite positive electrode (A), the composite negative electrode (B) and the electrolyte layer (C) is as follows. The third invention is to form the composite electrode and the electrolyte layer by irradiation with actinic rays such as radiation.

【0016】また、上記複合負極において、炭素質材料
と上記イオン伝導性高分子化合物とで構成されることを
第4の発明とし、さらに、上記イオン伝導性高分子化合
物が、イオン性化合物を溶解することができる物質を含
んでいることを特徴とするもので、上記電気化学的活性
物質とイオン伝導性高分子化合物とで構成される上記複
合正極(A)、複合負極(B)および上記イオン伝導性
高分子化合物で構成される電解質層(C)を提供するこ
とにより、上記の目的を達成したものである。
A fourth aspect of the present invention is that the composite negative electrode is composed of a carbonaceous material and the ion-conductive polymer compound, and the ion-conductive polymer compound dissolves the ionic compound. The composite positive electrode (A), the composite negative electrode (B), and the ion composed of the electrochemically active material and the ion-conductive polymer compound. The above object is achieved by providing an electrolyte layer (C) composed of a conductive polymer compound.

【0017】なお、ポリエーテルを架橋した高分子化合
物に金属塩を溶解したイオン伝導性高分子化合物は、エ
ーテル結合によって生成した架橋ポリマーであるため
に、分子間水素結合のない、ガラス転移温度の低い構造
となり、溶解した金属塩イオンの泳動がきわめて容易に
なる。
Since the ion conductive polymer compound in which a metal salt is dissolved in a polymer compound obtained by crosslinking a polyether is a crosslinked polymer formed by an ether bond, it has no intermolecular hydrogen bond and has a glass transition temperature of The low structure makes migration of dissolved metal salt ions extremely easy.

【0018】また、例えば、ポリエチレングリコールジ
メタクリレートまたはジアクリレートとポリエチレング
リコールモノメタクリレートまたはモノアクリレートの
混合物を反応させた架橋ネットワーク構造の高分子を用
いてもよい。
Further, for example, a polymer having a crosslinked network structure obtained by reacting a mixture of polyethylene glycol dimethacrylate or diacrylate with polyethylene glycol monomethacrylate or monoacrylate may be used.

【0019】次に、このようにして得られた高分子化合
物に溶解するイオン性化合物としては、例えば、LiCl
O4、LiBF4 、LiAsF6、LiPF6 、LiCF3SO3、LiCF3CO2、Li
SCN 、LiBr、LiI 、Li2B10Cl10、NaClO4、NaI 、NaSCN
、NaBr、KClO4 、KSCN、などのLi、Na、またはK の1
種を含む無機イオン塩、(CH3)4NBF4、(CH3)4NBr 、(C2H
5)4NClO4、(C2H5)4NI 、(C3H7)4NBr、(n-C4H9)4NClO4
(n-C4H9)4NI 、(C2H5)4N-maleate、(C2H5)4N-benzoate
、(C2H5)4N-phtalate 等の四級アンモニウム塩、ステ
アリルスルホン酸リチウム、オクチルスルホン酸リチウ
ム、ドデシルベンゼンスルホン酸リチウム等の有機イオ
ン塩が挙げられる。これらのイオン性化合物は、2種以
上を併用してもよい。
Next, as the ionic compound which is soluble in the polymer compound thus obtained, for example, LiCl
O 4 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , Li
SCN, LiBr, LiI, Li 2 B 10 Cl 10 , NaClO 4 , NaI, NaSCN
, NaBr, KClO 4 , KSCN, etc. 1 of Li, Na, or K
Inorganic ion salt containing species, (CH 3 ) 4 NBF 4 , (CH 3 ) 4 NBr, (C 2 H
5 ) 4 NClO 4 , (C 2 H 5 ) 4 NI, (C 3 H 7 ) 4 NBr, (nC 4 H 9 ) 4 NClO 4 ,
(nC 4 H 9 ) 4 NI, (C 2 H 5 ) 4 N-maleate, (C 2 H 5 ) 4 N-benzoate
, Quaternary ammonium salts such as (C 2 H 5 ) 4 N-phtalate, and organic ionic salts such as lithium stearyl sulfonate, lithium octyl sulfonate, and lithium dodecylbenzene sulfonate. Two or more kinds of these ionic compounds may be used in combination.

【0020】このようなイオン性化合物の配合割合は、
前述の高分子化合物のエーテル結合酸素に対して、イオ
ン性化合物が0.0001から5.0モルの割合であ
り、中でも0.005から2.0モルであることが好ま
しい。このイオン性化合物の使用量があまり多すぎる
と、過剰のイオン性化合物、例えば無機イオン塩が解離
せず、単に混在するのみとなり、イオン伝導度を逆に低
下させる結果となる。
The mixing ratio of such an ionic compound is
The ratio of the ionic compound to the ether-bonded oxygen of the polymer compound is 0.0001 to 5.0 mol, and preferably 0.005 to 2.0 mol. If the amount of the ionic compound used is too large, an excess ionic compound, for example, an inorganic ionic salt does not dissociate, but simply mixes, resulting in a decrease in ionic conductivity.

【0021】また、上記イオン性化合物の配合割合は、
電極活物質によって適当な配合割合が異なる。例えば、
層状化合物のインターカレーションを利用した電池にお
いては、電解質のイオン伝導度が最大となる付近が好ま
しいし、また、ドーピング現象を利用する導電性高分子
を電極活物質として使用する電池においては、充放電に
より電解質中のイオン濃度が変化に対応しうる必要があ
る。
The mixing ratio of the ionic compound is
The appropriate compounding ratio differs depending on the electrode active material. For example,
In the battery using intercalation of the layered compound, it is preferable that the ionic conductivity of the electrolyte is around the maximum, and in the battery using the conductive polymer that utilizes the doping phenomenon as the electrode active material, It is necessary that the ion concentration in the electrolyte can be changed by the discharge.

【0022】このイオン性化合物の含有方法については
特に制限はないが、例えば、メチルエチルケトンやテト
ラヒドロフラン等の有機溶媒に溶解して、有機化合物に
均一に混合した後、有機溶媒を真空減圧により除去する
方法なども挙げられる。
The method of containing the ionic compound is not particularly limited. For example, a method of dissolving the ionic compound in an organic solvent such as methyl ethyl ketone or tetrahydrofuran, uniformly mixing with the organic compound, and then removing the organic solvent by vacuum decompression. And so on.

【0023】次に、本発明では、イオン伝導性高分子化
合物に、該イオン伝導性高分子化合物中に含まれるイオ
ン性化合物を溶解できる物質を含ませてもよく、この種
の物質を含ませることによって、高分子化合物の基本骨
格を変えることなく、イオン伝導度を著しく向上でき
る。
Next, in the present invention, the ion-conducting polymer compound may contain a substance capable of dissolving the ionic compound contained in the ion-conducting polymer compound. As a result, the ionic conductivity can be remarkably improved without changing the basic skeleton of the polymer compound.

【0024】上記イオン性化合物を溶解できる物質とし
ては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート
などの環状炭酸エステル;γ−ブチロラクトンなどの環
状エステル;テトラヒドロフランまたはその誘導体、
1,3−ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン、メチ
ルジグライムなどのエーテル類;アセトニトリル、ベン
ゾニトリルなどのニトリル類;ジオキサランまたはその
誘導体;スルホランまたはその誘導体などの単独または
それら2種以上の混合物などが挙げられる。しかしこれ
らに限定されるものではない。また、その配合割合およ
び配合方法は任意である。
As the substances capable of dissolving the above ionic compounds, cyclic carbonates such as propylene carbonate and ethylene carbonate; cyclic esters such as γ-butyrolactone; tetrahydrofuran or its derivatives,
Ethers such as 1,3-dioxane, 1,2-dimethoxyethane and methyldiglyme; Nitriles such as acetonitrile and benzonitrile; Dioxalane or a derivative thereof; Sulfolane or a derivative thereof alone or a mixture of two or more thereof. Is mentioned. However, it is not limited to these. Moreover, the mixing ratio and the mixing method are arbitrary.

【0025】上記イオン伝導性高分子化合物からなる、
電解質層(セパレ−タ)は、上記イオン伝導性高分子化
合物を単独でシート状にして、上記複合正極と複合負極
の間に配置するか、複合正極表面上または複合負極表面
上に上記イオン伝導性高分子化合物組成液を塗布して硬
化し、シート状電池を形成することも可能である。
Consisting of the above ion-conductive polymer compound,
The electrolyte layer (separator) is a sheet of the ion-conductive polymer compound, and is placed between the composite positive electrode and the composite negative electrode, or the ion-conductive polymer compound is formed on the surface of the composite positive electrode or the surface of the composite negative electrode. It is also possible to form a sheet-like battery by applying a liquid crystalline polymer compound composition and curing it.

【0026】なお、上記イオン伝導性高分子化合物の塗
布方法については、例えば、アプリケーターロールなど
のローラーコーティング、スクリーンコーティング、ド
クターブレード方式、スピンコーティング、バーコーダ
ーなどの手段を用いて任意の厚みおよび任意の形状に塗
布することが望ましいが、これらに限定されるものでは
ない。
Regarding the method for applying the ion-conductive polymer compound, for example, roller coating such as an applicator roll, screen coating, doctor blade method, spin coating, bar coater, etc. may be used to obtain an arbitrary thickness and arbitrary thickness. It is desirable to apply in the form of, but not limited to these.

【0027】さらに、上記イオン伝導性高分子化合物を
電解質層(セパレータ)として用いることにより、複合
負極周辺部におけるリチウムのデンドライト生成を抑制
することにが可能であり、かつ機械的強度に優れ、熱
的、電気化学的に安定な電解質層を提供することが可能
である。
Furthermore, by using the above ion-conductive polymer compound as an electrolyte layer (separator), it is possible to suppress the generation of dendrite of lithium in the peripheral portion of the composite negative electrode, and it is excellent in mechanical strength and heat. It is possible to provide a chemically and electrochemically stable electrolyte layer.

【0028】また、本発明の複合正極に使用する正極活
物質としては、以下の電池電極材料が挙げられる。
Further, as the positive electrode active material used in the composite positive electrode of the present invention, the following battery electrode materials can be mentioned.

【0029】すなわち、CuO 、Cu2O、Ag2O、CuS 、CuSO
4 などのI族金属化合物、TiS2、SiO2、SnO などのIV
族金属化合物、V2O5、V6O12 、VOx 、Nb2O5 、Bi2O3
Sb2O3 などのV族金属化合物、CrO3、Cr2O3 、MoO3、Mo
S2、WO3 、SeO2などのVI族金属化合物、MnO2、Mn2O3
などのVII続金属化合物、Fe2O3 、FeO 、Fe3O4 、Ni
2O3 、NiO 、CoO3、CoO などのVIII族金属化合物、
または、一般式Lix MX2 、Lix MNy X2(M 、N はIから
VIII族の金属、X は酸素、硫黄などのカルコゲン化
合物を示す。)などで表される、例えば、リチウム−コ
バルト系複合酸化物あるいはリチウム−マンガン系複合
酸化物などの金属化合物、さらに、ポリピロール、ポリ
アニリン、ポリパラフェニレン、ポリアセチレン、ポリ
アセン系材料などの導電性高分子化合物、擬グラファイ
ト構造炭素質材料などであるが、これらに限定されるも
のではない。
That is, CuO, Cu 2 O, Ag 2 O, CuS, CuSO
Group I metal compounds such as 4 and IVs such as TiS 2 , SiO 2 and SnO
Group metal compound, V 2 O 5 , V 6 O 12 , VOx, Nb 2 O 5 , Bi 2 O 3 ,
Group V metal compounds such as Sb 2 O 3 , CrO 3 , Cr 2 O 3 , MoO 3 , Mo
Group VI metal compounds such as S 2 , WO 3 , and SeO 2 , MnO 2 , Mn 2 O 3
VII-series metal compounds such as Fe 2 O 3 , FeO, Fe 3 O 4 , Ni
Group VIII metal compounds such as 2 O 3 , NiO, CoO 3 and CoO,
Alternatively, a compound represented by the general formula Li x MX 2 , Li x MN y X 2 (M and N are metals of groups I to VIII, and X is a chalcogen compound such as oxygen or sulfur), for example, lithium- Metal compounds such as cobalt-based composite oxides or lithium-manganese-based composite oxides, and further conductive polymer compounds such as polypyrrole, polyaniline, polyparaphenylene, polyacetylene, polyacene-based materials, and pseudo-graphite carbonaceous materials. However, it is not limited thereto.

【0030】さらに、複合負極に使用する負極活物質と
しては、以下の電池電極材料が挙げられる。
Further, examples of the negative electrode active material used in the composite negative electrode include the following battery electrode materials.

【0031】すなわち、カーボンなどの炭素質材料、
〔例えば上記炭素質材料が、X線回折等による分析結
果; 格子面間隔(d002 ) 3.35から3.40Å a軸方向の結晶子の大きさ La 200 Å以上 c軸方向の結晶子の大きさ Lc 200 Å以上 真密度 2.00から2.25g/cm
3 また、異方性のピッチを2000℃以上の温度で焼成した炭
素粉末(平均粒子径15μm以下)あるいは、炭素繊維で
あるものが望ましいが、もちろんこれらの範囲に限定さ
れるものではない。〕あるいはリチウム金属、リチウム
−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム−スズ、リチ
ウム−アルミニウム−スズ、リチウム−ガリウム、およ
びウッド合金などのリチウム金属含有合金などである
が、これらに限定されるものではない。これらの負極活
物質は、単独あるいは2種以上の併用が可能である。
That is, a carbonaceous material such as carbon,
[For example, the carbonaceous material is analyzed by X-ray diffraction or the like; lattice spacing (d002) 3.35 to 3.40 Å a-axis crystallite size La 200 Å or more c-axis crystallite size Lc 200 Å or more True density 2.00 to 2.25 g / cm
3 Also, carbon powder (average particle diameter of 15 μm or less) obtained by firing an anisotropic pitch at a temperature of 2000 ° C. or higher, or carbon fiber is preferable, but it is not limited to these ranges. ] Or lithium metal-containing alloys such as lithium metal, lithium-aluminum, lithium-lead, lithium-tin, lithium-aluminum-tin, lithium-gallium, and wood alloys, but are not limited to these. These negative electrode active materials can be used alone or in combination of two or more.

【0032】なお、本発明の複合正極および複合負極の
塗布方法については、例えば、アプリケーターロールな
どのローラーコーティング、スクリーンコーティング、
ドクターブレード方式、スピンコーティング、バーコー
ダーなどの手段を用いて任意の厚みおよび任意の形状に
塗布することが望ましいが、これらに限定されるもので
はない。なお、これらの手段を用いた場合、電解質層お
よびカレントコレクターと接触する電気化学的活性物質
の実表面積を増加させることが可能である。
Regarding the method for applying the composite positive electrode and the composite negative electrode of the present invention, for example, roller coating such as an applicator roll, screen coating,
It is desirable to use a means such as a doctor blade method, spin coating, or a bar coder to apply it in an arbitrary thickness and an arbitrary shape, but it is not limited thereto. In addition, when these means are used, it is possible to increase the actual surface area of the electrochemically active substance in contact with the electrolyte layer and the current collector.

【0033】これらの場合、必要に応じて、グラファイ
ト、カーボンブラック、アセチレンブラックなどのカー
ボン(ここでいうカーボンとは、上述の負極活物質にお
けるカ−ボンとは全く異なる特性を有するものであ
る。)および金属粉末、導電性金属酸化物などの導電材
料を、複合正極および複合負極内に混合して、電子伝導
の向上を図ることができる。
In these cases, carbon such as graphite, carbon black, acetylene black, etc. (the carbon here has characteristics completely different from the carbon in the above-mentioned negative electrode active material), if necessary. ) And a conductive material such as a metal powder or a conductive metal oxide can be mixed in the composite positive electrode and the composite negative electrode to improve electron conduction.

【0034】また、上記複合正極および複合負極を製造
するとき、均一な混合分散系を得るために、数種の分散
剤と分散媒を加えることができる。さらに増粘剤、増量
剤、粘着補助剤等を添加することも可能である。
When producing the composite positive electrode and the composite negative electrode, several kinds of dispersants and dispersion media can be added in order to obtain a uniform mixed dispersion system. Further, it is also possible to add a thickener, a bulking agent, an adhesion aid and the like.

【0035】請求項記載の上記電離性放射線とは、γ
線、X線、電子線、中性子線などが挙げられる。上記イ
オン伝導性高分子化合物を架橋する際に、これら電離性
放射線を用いる方法は非常に効率的である。すなわち、
上記電離性放射線のエネルギー効率だけではなく、例え
ば種々の複合正極、複合負極および電解質を形成する際
に、上記イオン伝導性高分子化合物の架橋度を容易にコ
ントロールすることができるため、上記電離性放射線の
照射量を制御することにより、電気化学的に最適な電極
および電解質を作製することが可能となる。
The ionizing radiation described in the claims is γ
Rays, X-rays, electron rays, neutron rays and the like can be mentioned. The method of using these ionizing radiations in cross-linking the ion conductive polymer compound is very efficient. That is,
Not only the energy efficiency of the ionizing radiation, for example, when forming various composite positive electrodes, composite negative electrodes and electrolytes, it is possible to easily control the degree of cross-linking of the ion conductive polymer compound, and thus the ionizing property By controlling the dose of radiation, it becomes possible to prepare electrochemically optimal electrodes and electrolytes.

【0036】正極集電板としては、アルミニウム、ステ
ンレス、チタン、銅などの材質が、また、負極集電板と
しては、ステンレス、鉄、ニッケル、銅などの材質が好
ましいが、特に限定されるものではない。
The positive electrode current collector plate is preferably made of a material such as aluminum, stainless steel, titanium or copper, and the negative electrode current collector plate is preferably made of a material such as stainless steel, iron, nickel or copper, but is not particularly limited thereto. is not.

【0037】[0037]

【実施例】以下、本発明の詳細について、実施例により
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
EXAMPLES The details of the present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

【0038】(実施例1)下記の手順にしたがって、実
施例1のシート状電池を作製した。 a)電池の正極活物質として五酸化バナジウムを、導電
剤としてアセチレンブラックを用い、そしてポリエチレ
ングリコールジアクリレ−ト(分子量:5000)とポリエ
チレングリコールモノアクリレート(分子量:400 )を
6:4の重量比率に混合した有機化合物とを混合したも
のを複合正極として使用した。
Example 1 A sheet-shaped battery of Example 1 was produced according to the following procedure. a) Vanadium pentoxide was used as the positive electrode active material of the battery, acetylene black was used as the conductive agent, and polyethylene glycol diacrylate (molecular weight: 5000) and polyethylene glycol monoacrylate (molecular weight: 400) were weighed 6: 4. A mixture of an organic compound mixed in a ratio was used as a composite positive electrode.

【0039】この複合正極の作製方法は以下の通りであ
る。すなわち、五酸化バナジウムとアセチレンブラック
を85:15の重量比率で混合したものに、上記有機化
合物10重量部に、六フッ化ヒ酸リチウム1重量部、エ
チレンカーボネート10重量部、2−メチルテトラヒド
ロフラン10重量部を混合させたものを、乾燥不活性ガ
ス雰囲気中、10:3の重量比率で混合した。これらの
混合物を、ステンレス鋼からなる正極集電板の表面に導
電性カーボン被膜を形成した集電体上にキャストした。
その後、乾燥不活性ガス雰囲気中、電子線量10Mra
dの電子線を照射することにより上記複合正極を硬化さ
せた。正極集電体上に形成した複合正極被膜の厚みは、
60μmであった。なお、本実施例1の複合正極中に含
まれる水分量は、測定した結果、0.04%であった。
The method for producing this composite positive electrode is as follows. That is, a mixture of vanadium pentoxide and acetylene black in a weight ratio of 85:15 was added to 10 parts by weight of the above organic compound, 1 part by weight of lithium hexafluoroarsenate, 10 parts by weight of ethylene carbonate, and 10 parts of 2-methyltetrahydrofuran. The mixture of parts by weight was mixed in a dry inert gas atmosphere at a weight ratio of 10: 3. These mixtures were cast on a current collector having a conductive carbon film formed on the surface of a positive electrode current collector plate made of stainless steel.
Then, in a dry inert gas atmosphere, the electron dose is 10 Mra.
The composite positive electrode was cured by irradiating the electron beam of d. The thickness of the composite positive electrode coating formed on the positive electrode current collector is
It was 60 μm. The amount of water contained in the composite positive electrode of Example 1 was measured and found to be 0.04%.

【0040】b)電池の負極活物質としてリチウム金属
を用い、これをステンレス鋼からなる負極集電板上に圧
着した。
B) Lithium metal was used as the negative electrode active material of the battery, and this was pressed onto a negative electrode current collector plate made of stainless steel.

【0041】次に、上記リチウム金属上に本発明のイオ
ン伝導性高分子化合物層を形成させるべく、上記有機化
合物30重量部と六フッ化ヒ酸リチウム6重量部、エチ
レンカーボネート32重量部、および2−メチルテトラ
ヒドロフラン32重量部を混合したものを、上記リチウ
ム金属上にキャストし、不活性ガス雰囲気中、電子線量
8Mradの電子線を照射して硬化させた。これによっ
て得られた電解質層の厚みは、20μmであった。
Next, in order to form the ion conductive polymer compound layer of the present invention on the lithium metal, 30 parts by weight of the organic compound, 6 parts by weight of lithium hexafluoroarsenate, 32 parts by weight of ethylene carbonate, and A mixture of 32 parts by weight of 2-methyltetrahydrofuran was cast on the above lithium metal, and cured by irradiation with an electron beam having an electron dose of 8 Mrad in an inert gas atmosphere. The thickness of the electrolyte layer thus obtained was 20 μm.

【0042】c)b)で得られた電解質/リチウム/負
極集電体と、a)で得られた正極集電体/複合正極を接
触させることにより、それぞれシート状電池を作製し
た。
C) A sheet-shaped battery was produced by bringing the electrolyte / lithium / negative electrode current collector obtained in b) into contact with the positive electrode current collector / composite positive electrode obtained in a).

【0043】図1は、本発明のシート状電池の断面図で
ある。図中1は、ステンレス鋼からなる正極集電板で、
外装も兼ねている。2は複合正極であり、正極活物質に
五酸化バナジウムを、導電剤としてアセチレンブラック
を、結着剤として本発明のイオン伝導性高分子化合物を
用いた。また、3は、本発明のイオン伝導性高分子化合
物からなる電解質層である。4は金属リチウムであり、
5はステンレス鋼からなる負極集電板で、外装も兼ねて
いる。6は変性ポリプロピレンからなる封口剤である。
FIG. 1 is a sectional view of the sheet-like battery of the present invention. In the figure, 1 is a positive electrode current collector plate made of stainless steel,
It also serves as the exterior. Reference numeral 2 denotes a composite positive electrode, in which vanadium pentoxide was used as a positive electrode active material, acetylene black was used as a conductive agent, and the ion conductive polymer compound of the present invention was used as a binder. Further, 3 is an electrolyte layer made of the ion conductive polymer compound of the present invention. 4 is metallic lithium,
Reference numeral 5 is a negative electrode current collector plate made of stainless steel, which also serves as an exterior. 6 is a sealing agent made of modified polypropylene.

【0044】(比較例1)実施例1の複合正極におい
て、複合正極中に含まれる水分量が0.22%であるほ
かは、実施例1のシート状電池と同様の作製方法、セル
構造で、比較例1のシート状電池を作製した。
Comparative Example 1 The composite positive electrode of Example 1 has the same manufacturing method and cell structure as the sheet-shaped battery of Example 1 except that the water content in the composite positive electrode is 0.22%. A sheet-shaped battery of Comparative Example 1 was produced.

【0045】本実施例1および比較例1のシート状電池
の電極面積は、作製工程によって種々変更することが可
能であるが、本実施例1および比較例1では、その電極
面積を100 cm2 としたものを作製した。
The electrode area of the sheet-shaped batteries of Example 1 and Comparative Example 1 can be variously changed by the manufacturing process. In Example 1 and Comparative Example 1, the electrode area is 100 cm 2 Was produced.

【0046】(実験1)本実施例1および比較例1のシ
ート状電池を用いて、作製直後、充放電サイクル試験と
60℃100日後に充放電サイクル試験を行った。25℃
で50μA /cm2 定電流の充放電サイクル試験を行っ
た。なお、上記充放電サイクル試験条件は、充電終止電
圧3.2 V、放電終止電圧2.0 Vとした。図2は充放電サ
イクル数と、電池容量の関係を示したものである。図2
からわかるように、本発明によるシート状電池は、比較
例のシート状電池と比較して、優れた充放電サイクル特
性を示すことがわかる。
(Experiment 1) Using the sheet-shaped batteries of Example 1 and Comparative Example 1, a charge / discharge cycle test was performed immediately after the production and a charge / discharge cycle test was carried out at 60 ° C. for 100 days. 25 ° C
A 50 μA / cm 2 constant current charge / discharge cycle test was carried out. The charge / discharge cycle test conditions were a charge end voltage of 3.2 V and a discharge end voltage of 2.0 V. FIG. 2 shows the relationship between the number of charge / discharge cycles and the battery capacity. Figure 2
As can be seen, the sheet battery according to the present invention exhibits excellent charge / discharge cycle characteristics as compared with the sheet battery of the comparative example.

【0047】(実験2)本実施例1および比較例1のシ
ート状電池を用いて、60℃、100日後に90°折り曲
げ試験を実施した。上記90°折り曲げ試験後に充放電サ
イクル試験を行ったところ表 1に示すように、比較例1
のシート状電池では、上記充放電サイクル試験前の短
絡、および試験中の微短絡を合わせたTotal 短絡セル
が、90°折り曲げ試験サンプル中の約50%となった。
(Experiment 2) Using the sheet-shaped batteries of Example 1 and Comparative Example 1, a 90 ° bending test was carried out after 100 days at 60 ° C. When the charge / discharge cycle test was performed after the 90 ° bending test, as shown in Table 1, Comparative Example 1
In the sheet-shaped battery of, the total short circuit cell, which is a combination of the short circuit before the charge / discharge cycle test and the minute short circuit during the test, was about 50% of the 90 ° bending test sample.

【0048】(実施例2)下記の手順にしたがって、本
発明のシート状電池を作製した。 a)電池の正極活物質としてLiCoO2 を、導電剤と
してアセチレンブラックを用い、そしてポリエチレング
リコールジアクリレート(分子量:5000)とポリエチレ
ングリコールモノアクリレート(分子量:400 )を6:
4の重量比率で混合した有機化合物と混合したものを複
合正極として使用した。
Example 2 A sheet-shaped battery of the present invention was manufactured according to the following procedure. a) LiCoO 2 is used as the positive electrode active material of the battery, acetylene black is used as the conductive agent, and polyethylene glycol diacrylate (molecular weight: 5000) and polyethylene glycol monoacrylate (molecular weight: 400) are added in a ratio of 6:
The mixture with the organic compound mixed in the weight ratio of 4 was used as the composite positive electrode.

【0049】この複合正極の作製方法は以下の通りであ
る。すなわち、LiCoO2 とアセチレンブラックを8
5:15の重量比率で混合したものに、上記有機化合物
10重量部に、四フッ化ホウ酸リチウム1重量部、1,
2−ジメトキシエタン10重量部およびγ−ブチロラク
トン10重量部を混合したものを、乾燥不活性ガス雰囲
気中、10:3の重量比率で混合した。これらの混合物
を、アルミニウムからなる正極集電板の表面に導電性カ
ーボン被膜を形成した集電体の上にキャストした。その
後、乾燥不活性ガス雰囲気中、電子線量12Mradの
電子線を照射することにより上記複合正極を硬化させ
た。正極集電体上に形成した複合正極被膜の厚さは、6
0μmであった。なお、本実施例2の複合正極中に含ま
れる水分量は、測定した結果、0.06%であった。
The method for producing this composite positive electrode is as follows. That is, LiCoO 2 and acetylene black 8
In a mixture of 5:15 by weight, 10 parts by weight of the above organic compound, 1 part by weight of lithium tetrafluoroborate, 1,
A mixture of 10 parts by weight of 2-dimethoxyethane and 10 parts by weight of γ-butyrolactone was mixed in a dry inert gas atmosphere at a weight ratio of 10: 3. These mixtures were cast on a current collector having a conductive carbon film formed on the surface of a positive electrode current collector plate made of aluminum. Then, the composite positive electrode was cured by irradiating it with an electron beam having an electron dose of 12 Mrad in a dry inert gas atmosphere. The thickness of the composite positive electrode coating formed on the positive electrode current collector is 6
It was 0 μm. The water content contained in the composite positive electrode of Example 2 was measured and found to be 0.06%.

【0050】次に、上記複合正極上にイオン伝導性高分
子化合物を形成させるべく、上記有機化合物30重量部
と四フッ化ホウ酸リチウム6重量部、1,2−ジメトキ
シエタン32重量部およびγ−ブチロラクトン32重量
部を混合したものを、乾燥不活性ガス雰囲気中、上記複
合正極上にキャストし、その後、乾燥不活性ガス雰囲気
中、電子線量8Mradの電子線を照射して上記イオン
伝導性高分子化合物層を硬化させた。これによって得ら
れた電解質層の厚みは、25μmであった。
Next, 30 parts by weight of the above organic compound, 6 parts by weight of lithium tetrafluoroborate, 32 parts by weight of 1,2-dimethoxyethane and γ were formed in order to form an ion conductive polymer compound on the above composite positive electrode. -A mixture of 32 parts by weight of butyrolactone was cast on the above composite positive electrode in a dry inert gas atmosphere, and then irradiated with an electron beam with an electron dose of 8 Mrad in a dry inert gas atmosphere to obtain the above high ionic conductivity. The molecular compound layer was cured. The thickness of the electrolyte layer thus obtained was 25 μm.

【0051】b)電池の負極活物質としてカーボン粉末
を用い、そしてポリエチレングリコールジアクリレート
(分子量:5000)とポリエチレングリコールモノアクリ
レート(分子量:400 )を6:4の重量比率で混合した
有機化合物と混合したものを複合負極として使用した。
B) Carbon powder was used as the negative electrode active material of the battery and mixed with an organic compound in which polyethylene glycol diacrylate (molecular weight: 5000) and polyethylene glycol monoacrylate (molecular weight: 400) were mixed in a weight ratio of 6: 4. This was used as a composite negative electrode.

【0052】この複合負極の作製方法は以下の通りであ
る。すなわちカーボン粉末と、上記有機化合物10重量
部に、四フッ化ホウ酸リチウム1重量部、1,2−ジメ
トキシエタン10重量部およびγ−ブチロラクトン10
重量部を混合したものを、乾燥不活性ガス雰囲気中、
8:2の重量比率で混合した。これらの混合物を、ステ
ンレス鋼からなる負極集電板上にキャストした。その
後、乾燥不活性ガス雰囲気中、電子線量15Mradの
電子線を照射することにより上記複合負極を硬化させ
た。負極集電体上に形成した複合負極の厚さは、30μ
mであった。なお、本実施例2の複合正極中に含まれる
水分量は、測定した結果、0.03%であった。
The method for producing this composite negative electrode is as follows. That is, carbon powder, 10 parts by weight of the organic compound, 1 part by weight of lithium tetrafluoroborate, 10 parts by weight of 1,2-dimethoxyethane and 10 parts of γ-butyrolactone.
Mixing parts by weight in a dry inert gas atmosphere,
Mixed in a weight ratio of 8: 2. These mixtures were cast on a negative electrode current collector plate made of stainless steel. Then, the composite negative electrode was cured by irradiating it with an electron beam having an electron dose of 15 Mrad in a dry inert gas atmosphere. The thickness of the composite negative electrode formed on the negative electrode current collector is 30 μm.
It was m. The amount of water contained in the composite positive electrode of Example 2 was measured and found to be 0.03%.

【0053】次に、上記複合負極上にイオン伝導性高分
子化合物を形成させるべく、上記有機化合物30重量部
と四フッ化ホウ酸リチウム6重量部、1,2−ジメトキ
シエタン32重量部およびγ−ブチロラクトン32重量
部を混合したものを、乾燥不活性ガス雰囲気中、上記複
合負極上にキャストし、その後、乾燥不活性ガス雰囲気
中、電子線量8Mradの電子線を照射して上記イオン
伝導性高分子化合物層を硬化させた。これによって得ら
れた電解質層の厚みは、25μmであった。
Next, 30 parts by weight of the above organic compound, 6 parts by weight of lithium tetrafluoroborate, 32 parts by weight of 1,2-dimethoxyethane and γ were formed in order to form an ion conductive polymer compound on the above composite negative electrode. -A mixture of 32 parts by weight of butyrolactone was cast on the above composite negative electrode in a dry inert gas atmosphere, and then irradiated with an electron beam with an electron dose of 8 Mrad in a dry inert gas atmosphere to obtain a high ionic conductivity. The molecular compound layer was cured. The thickness of the electrolyte layer thus obtained was 25 μm.

【0054】c)b)で得られた電解質層/複合負極/
負極集電体と、a)で得られた正極集電体/複合正極/
電解質層を接触させることにより、本発明の実施例2の
シート状電池を作製した。
C) Electrolyte layer / composite negative electrode obtained in b) /
Negative electrode current collector and positive electrode current collector / composite positive electrode / obtained in a)
The sheet-shaped battery of Example 2 of the present invention was produced by bringing the electrolyte layer into contact with each other.

【0055】(比較例2)実施例2の複合正極および複
合負極において、複合正極中および複合負極中に含まれ
る水分量が、それぞれ0.25%、0.19%であるほ
かは、実施例1のシート状電池と同様の作製方法、セル
構造で、比較例1のシート状電池を作製した。
Comparative Example 2 In the composite positive electrode and the composite negative electrode of Example 2, the moisture contents in the composite positive electrode and the composite negative electrode were 0.25% and 0.19%, respectively. A sheet-shaped battery of Comparative Example 1 was produced with the same manufacturing method and cell structure as the sheet-shaped battery of Example 1.

【0056】本実施例2および比較例2のシート状電池
の電極面積は、作製工程によって種々変更することが可
能であるが、本実施例2および比較例2では、その電極
面積を100 cm2 としたものを作製した。
The electrode area of the sheet-shaped batteries of Example 2 and Comparative Example 2 can be variously changed by the manufacturing process. In Example 2 and Comparative Example 2, the electrode area is 100 cm 2 Was produced.

【0057】(実験3)本実施例2および比較例2のシ
ート状電池を用いて、25℃で50μA /cm2 定電流の充
放電サイクル試験と60℃100日後に充放電サイクル
試験を行った。なお、充電終止電圧4.1 V、放電終止電
圧2.7 Vとして上記充放電サイクル試験を行った。図3
は充放電サイクル数と、電池容量の関係を示したもので
ある。図3からわかるように、本発明によるシート状電
池は、比較例のシート状電池と比較して、優れた充放電
サイクル特性を示すことがわかる。
(Experiment 3) Using the sheet-shaped batteries of Example 2 and Comparative Example 2, a charge / discharge cycle test was carried out at a constant current of 50 μA / cm 2 at 25 ° C. and a charge / discharge cycle test was carried out after 100 days at 60 ° C. .. The above charge / discharge cycle test was carried out with a charge end voltage of 4.1 V and a discharge end voltage of 2.7 V. Figure 3
Shows the relationship between the number of charge / discharge cycles and the battery capacity. As can be seen from FIG. 3, the sheet-shaped battery according to the present invention exhibits excellent charge / discharge cycle characteristics as compared with the sheet-shaped battery of the comparative example.

【0058】(実験4)実験2と同様に、本実施例2お
よび比較例2のシート状電池を用いて、60℃、100
日後に90°折り曲げ試験を実施したところ、表2に示す
ように、比較例2のシート状電池では、上記充放電サイ
クル試験前の短絡、および試験中の微短絡を合わせたTo
tal 短絡セルが、90°折り曲げ試験サンプル中の約43%
となった。
(Experiment 4) In the same manner as in Experiment 2, the sheet-shaped batteries of Example 2 and Comparative Example 2 were used and the temperature was 60 ° C. and 100 ° C.
When a 90 ° bending test was performed after a day, as shown in Table 2, in the sheet-shaped battery of Comparative Example 2, the short circuit before the charge / discharge cycle test and the short circuit during the test were combined.
tal short-circuit cell has about 43% of 90 ° bending test sample
Became.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のイオン伝導性高分子化合物を用いた電池において、複
合正極(A)および複合負極(B)中の水分量を0.1
0%以下の範囲にした電池が、従来の電池に比べて、そ
の電池特性(特にサイクル特性や長期保存後のサイクル
特性)の向上および高性能電極の作製が可能となり、さ
らに紫外線および電離性放射線などの活性光線の照射に
よって該複合電極および該電解質層を形成することによ
り、非常に高い作業性を有し、さらに外部への液漏れの
心配が全くなく、長期信頼性および安全性の高い電池を
提供することが可能となった。これらのことから、電
池、特に高性能、高エネルギー密度を有する小型軽量シ
ート状電池の性能を向上されることができるこという効
果を奏する。
As is apparent from the above description, in the battery using the ion conductive polymer compound of the present invention, the water content in the composite positive electrode (A) and the composite negative electrode (B) is 0.1.
Batteries in the range of 0% or less are capable of improving their battery characteristics (in particular, cycle characteristics and cycle characteristics after long-term storage) and producing high-performance electrodes, as compared with conventional batteries, and further ultraviolet and ionizing radiation. By forming the composite electrode and the electrolyte layer by irradiating with actinic rays, etc., the battery has very high workability, and there is no fear of liquid leakage to the outside, and the battery has high long-term reliability and safety. It has become possible to provide. From these facts, it is possible to improve the performance of a battery, particularly a small and lightweight sheet battery having high performance and high energy density.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のシート状電池の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a sheet-shaped battery of the present invention.

【図2】実施例1、および比較例1のシート状電池の充
放電サイクル数と電池容量の関係を示したグラフであ
る。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the number of charge / discharge cycles and the battery capacity of the sheet batteries of Example 1 and Comparative Example 1.

【図3】実施例2、および比較例2のシート状電池の充
放電サイクル数と電池容量の関係を示したグラフであ
る。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the number of charge / discharge cycles and the battery capacity of the sheet-shaped batteries of Example 2 and Comparative Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 正極集電体 2 複合正極 3 電解質層 4 金属リチウム 5 負極集電体 6 封口剤 1 Positive Electrode Current Collector 2 Composite Positive Electrode 3 Electrolyte Layer 4 Metal Lithium 5 Negative Electrode Current Collector 6 Sealant

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも1種のイオン性化合物が溶解し
ている高分子物質により構成されたイオン伝導性高分子
化合物であって、ポリエーテル構造を有し、イオン伝導
性を有している高分子化合物と電気化学的活性物質と任
意に電子伝導性物質とで構成される複合正極(A)およ
び複合負極(B)と、少なくとも1種のイオン性化合物
が溶解している高分子物質により構成されたイオン伝導
性高分子化合物からなる電解質(C)からなる電池にお
いて、複合正極(A)および複合負極(B)中の水分量
を0.10%以下の範囲にしたことを特徴とする電池。
1. An ion-conducting polymer compound composed of a polymer substance in which at least one ionic compound is dissolved, which has a polyether structure and high ionic conductivity. Consisting of a composite positive electrode (A) and a composite negative electrode (B) composed of a molecular compound, an electrochemically active substance, and optionally an electron conductive substance, and a polymer substance in which at least one ionic compound is dissolved A battery comprising an electrolyte (C) comprising the ion-conductive polymer compound described above, wherein the water content in the composite positive electrode (A) and the composite negative electrode (B) is in the range of 0.10% or less. ..
【請求項2】上記イオン伝導性高分子化合物が、少なく
とも1種のイオン性化合物を溶解した反応性二重結合を
持つポリエーテルである高分子化合物で、重合反応によ
り架橋ネットワーク構造を形成する高分子化合物となる
ことを特徴とする高分子化合物となることを特徴とする
請求項1記載の電池。
2. A polymer compound in which the ion-conductive polymer compound is a polyether having a reactive double bond in which at least one ionic compound is dissolved, and which has a high degree of forming a crosslinked network structure by a polymerization reaction. The battery according to claim 1, wherein the battery is a high molecular compound which is a molecular compound.
【請求項3】上記複合正極(A)、複合負極(B)およ
び電解質層(C)の形成を活性光線の照射によって行う
ことを特徴とする請求項1または2記載の電池。
3. A battery according to claim 1, wherein the composite positive electrode (A), the composite negative electrode (B) and the electrolyte layer (C) are formed by irradiation with actinic rays.
【請求項4】上記複合負極が、炭素質材料と上記イオン
伝導性高分子化合物とで構成されることを特徴とする請
求項1、2または3記載の電池。
4. The battery according to claim 1, 2 or 3, wherein the composite negative electrode is composed of a carbonaceous material and the ion conductive polymer compound.
【請求項5】上記イオン伝導性高分子化合物が、イオン
性化合物を溶解することができる物質を含んでいること
を特徴とする請求項1、2、3または4記載の電池。
5. The battery according to claim 1, wherein the ion-conductive polymer compound contains a substance capable of dissolving the ionic compound.
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