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JPWO2006049027A1 - 表面実装用端子付き二次電池 - Google Patents

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Abstract

発電要素および発電要素を収容する電池ケースを含み、発電要素は、正極、負極、正極と負極との間に介在するセパレータ、および有機電解液を含み、電池ケースは、正極と導通する正極缶、負極と導通する負極缶、正極缶と負極缶との間に介在するガスケットを含み、有機電解液が、溶質を溶解した有機溶媒を含み、有機溶媒が、スルホランおよび1,2−ジメトキシエタンを含み、スルホランと1,2−ジメトキシエタンとの合計に占める、スルホランおよび1,2−ジメトキシエタンの量が、それぞれ80〜95体積%および5〜20体積%であり、溶質が、LiN(CF3SO2)2を含み、有機電解液におけるLiN(CF3SO2)2の濃度が、0.9〜1.3mol/Lである、表面実装用端子付き二次電池。

Description

本発明は、高容量で、漏液に対する耐性と充放電サイクル特性に優れた、表面実装用端子付き二次電池に関する。
近年、小型二次電池は、携帯電話のような携帯機器のメモリーバックアップ用電源として利用されるようになってきている。例えば、リチウムマンガン複合酸化物を含む正極と、リチウムアルミニウム合金を含む負極とを有し、3V程度の電圧を有するコイン型リチウム二次電池が用いられている。また、五酸化二オブを含む正極と、リチウムアルミニウム合金を含む負極を有し、2.5V程度の電圧を有するコイン型リチウム二次電池が用いられている。
小型二次電池は、通常、回路基板に実装される。従来の二次電池の実装工程は、例えば手作業でハンダ付けすることにより行われている。あるいは、回路基板に組み込まれた電池ホルダに、ロボットを用い、もしくは手作業で小型二次電池が挿入される。しかし、最近では、リフロー法による自動実装が検討されている。リフロー法の一例に、基板と部品の端子との間に、ハンダを供給し、高温雰囲気を通過させることでハンダ付けを行う方法がある。ハンダ付けにより、基板上の回路と、部品の端子との電気接触が確保される。鉛を含むハンダを用いる場合、高温雰囲気の最高温度は220℃〜240℃程度である。ただし、鉛フリーハンダを用いる場合には、高温雰囲気の最高温度は250〜260℃程度となることが予想される。
リフロー法による自動実装を行うには、電池の構成材料に耐熱性を付与する必要がある。例えばリチウム二次電池は、有機電解液を含み、有機電解液は、溶質を溶解する有機溶媒を含む。よって、有機溶媒に耐熱性を付与する必要がある。そこで、特許文献1では、有機溶媒に、沸点が260℃以上であるスルホランを用いる提案がなされている。
スルホランを単独で用いた場合、二次電池の高温安定性は向上する。しかし、有機電解液の導電性が低くなるため、充放電サイクル特性が不十分になる。そこで、特許文献2では、充放電特性を向上させるために、スルホランと1,2−ジメトキシエタンを含む混合溶媒を用いることが提案されている。特許文献2では、スルホランの量は、有機溶媒全体の3〜50体積%が良好であると述べられている。また、1,2−ジメトキシエタンの体積比率を50%以上とすることで、有機電解液の粘性が低下し、その導電性が高くなり、充放電サイクル特性が向上すると述べられている。
特開2000−40525号公報 特開2003−17120号公報
上述のように、有機溶媒の50体積%以上が1,2−ジメトキシエタンである有機電解液を用いることが提案されている。しかし、高濃度の1,2−ジメトキシエタンを含む有機電解液を用いる場合、安定した電池性能を得るために必要な有機電解液量は多くなる。高濃度の1,2−ジメトキシエタンを含む有機電解液を、例えばスルホランを単独で用いた有機電解液の標準量と同量だけ電池に充填すると、内部抵抗がばらつき、放電特性が低下する。これは、セパレータに含浸される有機電解液量が減少するためである。1,2−ジメトキシエタンが有機溶媒の50体積%以上を占めると、有機電解液の粘度は、スルホランを単独で用いた場合の約10分の1以下となる。その結果、多孔質な正極に保持される有機電解液量は、スルホランを単独で用いた場合の約1.5倍程度になる。よって、セパレータに必要量の有機電解液が保持されず、セパレータの抵抗成分が上昇する。
高濃度の1,2−ジメトキシエタンを含む低粘度の有機電解液を用いる場合、電池の安定した性能を維持するには、スルホランを単独で用いる場合の1.5〜2倍程度の液量が必要になる。これより少ないと、スルホランを単独で用いた場合よりも優れた充放電サイクル特性を得ることはできない。
しかし、電池ケースに充填する有機電解液量が多くなると、液漏れの可能性が高くなる。液漏れの原因には、ガスケットのような封止部材の劣化の他に、次の2つが考えられる。一つは電極活物質と有機電解液との反応により、ガスが発生することで起こる電池内圧の上昇である。有機電解液が電池外部に漏れることで、電池内圧は低下する。もう一つは、有機電解液の膨張である。例えば電池が高温に曝されると、有機電解液は膨張する(比重が低下する)。よって、電池ケースの内空間の100%近くが発電要素で占められている場合には、電池内圧が急激に上昇し、液漏れに至る。
表面実装用端子付き電池は、リフローにおいて、常温から260℃程度まで温度上昇する。そのため、最高でも85℃程度の温度環境で使用される通常の電池とは異なり、特に有機電解液の膨張を考慮しなければならない。
また、表面実装用端子付き電池の電池ケースは、ガスケットにより封止されている。通常の電池のガスケットには、ポリプロピレンが用いられている。一方、表面実装用端子付き電池のガスケットには、エンジニアリングプラスチック(例えばポリフェニレンスルフィド(PPS)やポリエーテルエーテルケトン(PEEK))が用いられている。エンジニアリングプラスチックは、ポリプロピレンに比べて封止性能が低い。よって、低粘度の有機溶媒を添加した有機電解液は、漏液しやすくなる。すなわち低粘度の有機電解液を含む表面実装用端子付き電池は、熱衝撃時(特にリフローで電池を実装するとき)に、漏液に対する耐性が低下する。
そこで、有機電解液量が少量でも安定した電池性能を維持し、漏液に対する耐性にも優れた高容量の表面実装用端子付き二次電池が望まれている。また、スルホランを単独で用いる場合よりも、充放電サイクル特性に優れた表面実装用端子付き二次電池が望まれている。
本発明は、高容量で、漏液に対する耐性が高く、充放電サイクル特性にも優れた表面実装用端子付き二次電池を提供することを目的とする。
本発明は、発電要素および発電要素を収容する電池ケースを含み、発電要素は、正極、負極、正極と負極との間に介在するセパレータ、および有機電解液を含み、電池ケースは、正極と導通する正極缶、負極と導通する負極缶、正極缶と負極缶との間に介在するガスケットを含み、有機電解液が、溶質を溶解した有機溶媒を含み、有機溶媒が、スルホランおよび1,2−ジメトキシエタンを含み、スルホランと1,2−ジメトキシエタンとの合計に占める、スルホランおよび1,2−ジメトキシエタンの量が、それぞれ80〜95体積%および5〜20体積%であり、溶質が、LiN(CFSOを含み、有機電解液におけるLiN(CFSOの濃度が、0.9〜1.3mol/Lである、表面実装用端子付き二次電池に関する。
本発明は、上記の正極缶および負極缶の外側に、それぞれ正極端子および負極端子が接続されている形態を含む。
ここで、スルホランと1,2−ジメトキシエタンとの合計に占める、スルホランおよび1,2−ジメトキシエタンの量は、それぞれ85〜95体積%および5〜15体積%であることが望ましい。
負極は、リチウムアルミニウム合金(アルミニウムを含むリチウム合金)を含むことが望ましい。
本発明によれば、高容量で、漏液に対する耐性に優れ、充放電サイクル特性にも優れた表面実装用端子付き二次電池を提供することができる。また、本発明の表面実装用端子付き二次電池は、鉛フリーハンダを用いたリフローによる実装が可能であり、その点でも工業的価値が極めて高い。
本発明の実施例に係る表面実装用端子付き二次電池の縦断面図である。
本発明の表面実装用端子付き二次電池は、発電要素および発電要素を収容する電池ケースを含み、発電要素は、正極、負極、正極と負極との間に介在するセパレータ、および有機電解液を含み、電池ケースは、正極と導通する正極缶、負極と導通する負極缶、正極缶と負極缶との間に介在するガスケットを含む。電池の形状は、特に限定されないが、例えばコイン型であることが好ましい。
一般的な表面実装用二次電池の正極缶および負極缶の外側には、それぞれ電池とこれを搭載する基板とを接続するための正極端子および負極端子が接続される。ただし、正極缶および負極缶のうちの一方だけに端子が接続される場合もある。本発明は、正極缶だけに端子が接続されている場合と、負極缶だけに端子が接続されている場合と、正極缶および負極缶にそれぞれ端子が接続されている場合とを含む。
有機電解液は、溶質を溶解した有機溶媒を含み、有機溶媒は、スルホランおよび1,2−ジメトキシエタンを含み、溶質は、LiN(CFSOを含む。有機溶媒において、スルホランと1,2−ジメトキシエタンとの合計に占める、スルホランおよび1,2−ジメトキシエタンの量は、それぞれ80〜95体積%および5〜20体積%である。また、有機電解液におけるLiN(CFSOの濃度は、0.9〜1.3mol/Lである。
上記配合によれば、表面実装用端子付き電池において、漏液に対する耐性と、充放電サイクル特性とをバランスよく確保することができる。有機電解液の粘度は、25℃で、10〜30mPa・sであることが望ましい。この範囲内であれば、多孔質な正極による有機電解液の保持量が、スルホランを単独で用いた有機電解液と、ほぼ同量になる。よって、特に良好な充放電サイクル特性が得られる。
有機溶媒は、少量であれば、スルホランとも1,2−ジメトキシエタンとも異なる溶媒を含んでもよい。ただし、スルホランと1,2−ジメトキシエタンとの合計が、有機溶媒全体の90体積%以上を占めることが望ましい。
スルホランと1,2−ジメトキシエタンとの合計に占める、スルホランの量が80体積%未満になり、1,2−ジメトキシエタンの量が20体積%を超えると、電池のサイクル特性が低下する。また、スルホランと1,2−ジメトキシエタンとの合計に占める、スルホランの量が95体積%を超え、1,2−ジメトキシエタンの量が5体積%未満になっても、電池のサイクル特性が低下する。なお、スルホランと1,2−ジメトキシエタンとの合計に占める、スルホランおよび1,2−ジメトキシエタンの量は、それぞれ85〜95体積%および5〜15体積%であることが、充放電サイクル特性の向上の点で特に好ましい。
スルホランの粘度は、30℃で、9.87mPa・sである。1,2−ジメトキシエタンの粘度は、25℃で、0.224mPa・sである。よって、両者には大きな差がある。そのため、1,2−ジメトキシエタンを少量添加することにより、有機溶媒の粘度は、急激に低下する。よって、溶質の種類および濃度は重要である。
LiN(CFSOは、一般的なリチウム二次電池に用いられている低分子量のLiPFやLiBFに比べて分子量が大きい。よって、有機電解液の粘性を向上させることができる。より分子量の大きいLiN(CSOやLiN(CFSO)(CSO)を用いると、有機電解液の粘性が高くなり過ぎ、導電性が低下する。
溶質は、少量であれば、LiN(CFSO以外の塩を含んでもよい。ただし、LiN(CFSOが溶質全体の95モル%以上を占めることが望ましい。
有機電解液におけるLiN(CFSOの濃度が、0.9mol/L未満になると、電解液の粘度が低下し、1.3mol/Lを超えると、電解液の粘度が高くなる。なお、有機電解液におけるLiN(CFSOの濃度は、0.95〜1.25mol/Lであることが、充放電サイクル特性の向上の点で好ましい。
負極には、活物質を含む合剤や、シート状の金属もしくは合金が用いられる。負極合剤を電極形状(例えばペレット状)に成形することで負極が得られる。また、シート状の金属もしくは合金を電極形状(例えば円盤状)に打ち抜くことで負極が得られる。ただし、合剤は多孔質であるため、有機電解液を吸収しやすい。よって、多量の有機電解液を吸収することがない金属もしくは合金を用いることがより好ましい。金属には、例えばシリコン、スズ、ゲルマニウムなどを用いることができる。合金には、リチウムアルミニウム合金、リチウムシリコン合金、リチウムスズ合金などを用いることができる。これらのうちでは、リチウムアルミニウム合金が、例えばバックアップ用途において、過充電および過放電に対する耐性に優れる点で好ましい。リチウムアルミニウム合金において、リチウムとアルミニウムとのモル比(Li/Al原子比)は、1以下が好ましい。また、リチウムアルミニウム合金は、アルミニウムに対して0.1〜10重量%の他元素を含むことが好ましい。他元素は、Mn、MgおよびSiよりなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
負極に合剤を用いる場合、活物質には、炭素材料、金属粉末、合金粉末などが用いられる。炭素材料には、黒鉛、難黒鉛性炭素などが用いられる。また、金属や合金には、上記と同様の材料が用いられる。また、一酸化ケイ素、一酸化スズ、一酸化コバルトのように、リチウム金属に対して1V未満の電位で反応する化合物も用いられる。さらに、スピネル型のリチウムチタン酸化物、二酸化タングステンのように、リチウム金属に対して1V以上の電位で反応する化合物も用いられる。
一方、正極として機能するリチウム合金は存在しないため、正極には、活物質を含む合剤が用いられる。正極合剤を電極形状(例えばペレット状)に成形することで正極が得られる。正極活物質には、五酸化バナジウム、二硫化チタン、五酸化ニオブ、三酸化モリブデン、リチウムマンガン複合酸化物、三酸化タングステンのように、リチウム金属に対して3V程度の電位を有する化合物や、リチウムコバルト複合酸化物(例えばコバルト酸リチウム)、リチウムニッケル複合酸化物(例えばニッケル酸リチウム)、リチウムマンガン複合酸化物(例えばスピネル型のマンガン酸リチウム)のように、リチウム金属に対して4V程度の電位を有する化合物を用いることができる。
正極合剤や負極合剤には、活物質の他に、様々な任意成分(例えば結着剤や導電材)を含めることができる。結着剤には、例えば、フッ素樹脂、スチレンブタジエンゴム(SBR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)などを用いることができる。導電材には、例えば、カーボンブラック、アセチレンブラック、黒鉛などを用いることができる。
セパレータの材質には、例えば、セルロース、ガラス繊維などを用いることができる。また、ポリフェニレンスルフィド(PPS)のようなエンジニアリングプラスチックを用いることもできる。
ガスケットは、正極缶と負極缶とを絶縁するとともに、発電要素を電池ケース内に密閉する機能を有する。ガスケットの材質には、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体(PFA)のようなエンジニアリングプラスチックを用いることが好ましい。ガスケットの強度を向上させる目的で、ガスケットに充填材を含ませてもよい。充填材には、ガラス繊維、チタン酸カルシウム繊維などを用いることができる。
正極缶および負極缶の材質には、例えば耐食性に優れたステンレス鋼、SUS444やSUS304を用いることができる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
《実施例1》
図1に示すようなコイン型の表面実装用端子付き二次電池10を作製した。二次電池10の厚さは1.4mmであり、直径は4.8mmとした。
(i)正極の作製
水酸化リチウムと二酸化マンガンとの混合物を、375℃で20時間焼成して、リチウムマンガン複合酸化物(リチウム化ラムステライド型マンガン酸化物:Li0.5MnO)を得た。得られた活物質と、導電材であるカーボンブラックと、結着剤であるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)粉末とを、重量比85:7:8で混合し、正極合剤を得た。得られた正極合剤7mgを、直径2mm、厚さ0.9mmのペレット状に成形し、正極4を得た。その後、正極4を250℃雰囲気中で、12時間乾燥させた。乾燥後の正極4は、ステンレス鋼からなる正極缶1の内面に塗布されたカーボンペースト(図示せず)上に載置した。カーボンペーストは集電体として機能する。
(ii)負極の作製
シート状のアルミニウムを直径2.5mm、厚さ0.2mmの円盤状に打ち抜いた。また、シート状のリチウムを直径2.4mm、厚さ0.14mmの円盤状に打ち抜いた。円盤状のアルミニウムを、ステンレス鋼からなる負極缶2の内面に圧着した。次に、円盤状のアルミニウム上に、円盤状のリチウムを圧着し、負極5を形成した。
(iii)有機電解液の調製
スルホランと1,2−ジメトキシエタンとを、スルホラン:1,2−ジメトキシエタン=95:5の体積比で混合した有機溶媒に、溶質としてLiN(CFSOを1.3mol/Lの濃度で溶解させ、有機電解液を得た。
(iv)電池の組み立て
正極缶1およびガスケット3の周縁部に、ブチルゴムのトルエン溶液を塗布し、トルエンを蒸発させて、ブチルゴム膜からなるシーラント(図示せず)を形成した。次に、負極缶2の周縁部に、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)からなるガスケット3を配置した。正極4の上に、ポリフェニレンスルフィド(PPS)からなるセパレータ6を載置し、その後、正極缶1内に2.0μLの有機電解液を注液した。最後に、正極缶1の周縁部を、ガスケット3を介して、負極缶2の周縁部にかしめ、正極缶1、負極缶2およびガスケット3からなる電池ケース内を密閉した。電池内では、負極5を構成するリチウムとアルミニウムとが、有機電解液を介してショートした状態になる。よって、電池内で電気化学的にリチウムがアルミニウム中に吸蔵され、リチウムアルミニウム合金が形成される。正極缶1および負極缶2の外面には、それぞれ電池と回路基板との接続に用いる正極端子7および負極端子8を接続した。得られた電池を実施例1の電池Aとした。
《実施例2〜7》
スルホラン(SLF)と1,2−ジメトキシエタン(DME)との混合体積比、および、有機電解液におけるLiN(CFSOの濃度を、表1に示すように変更したこと以外、実施例1の電池Aと同様にして、実施例2〜7の電池B〜Gをそれぞれ作製した。
Figure 2006049027
《比較例1》
有機電解液の有機溶媒を、スルホラン単独からなる溶媒に変更したこと以外、実施例1の電池Aと同様にして、比較例1の電池1を作製した。
《比較例2》
有機電解液におけるLiN(CFSOの濃度を、1.5mol/Lに変更したこと以外、実施例1の電池Aと同様にして、比較例2の電池2を作製した。
《比較例3》
有機電解液におけるLiN(CFSOの濃度を、0.8mol/Lに変更したこと以外、実施例1の電池Aと同様にして、比較例3の電池3を作製した。
《比較例4》
有機電解液におけるLiN(CFSOの濃度を、1.5mol/Lに変更したこと以外、実施例1の電池Eと同様にして、比較例4の電池4を作製した。
《比較例5》
有機電解液におけるLiN(CFSOの濃度を、0.8mol/Lに変更したこと以外、実施例1の電池Eと同様にして、比較例5の電池5を作製した。
《比較例6》
有機溶媒において、スルホランと1,2−ジメトキシエタンとの体積比を、スルホラン:1,2−ジメトキシエタン=70:30に変更したこと以外、実施例1の電池Aと同様にして、比較例6の電池6を作製した。
《比較例7》
有機溶媒において、スルホランと1,2−ジメトキシエタンとの体積比を、スルホラン:1,2−ジメトキシエタン=30:70に変更したこと以外、実施例1の電池Aと同様にして、比較例7の電池7を作製した。
《比較例8》
有機溶媒において、スルホランと1,2−ジメトキシエタンとの体積比を、スルホラン:1,2−ジメトキシエタン=30:70に変更し、さらに、有機電解液におけるLiN(CFSOの濃度を、0.75mol/Lに変更したこと以外、実施例1の電池Aと同様にして、比較例8の電池8を作製した。
《比較例9》
有機溶媒において、スルホランと1,2−ジメトキシエタンとの体積比を、スルホラン:1,2−ジメトキシエタン=30:70に変更し、有機電解液におけるLiN(CFSOの濃度を、0.75mol/Lに変更し、さらに、有機電解液の電池内への注液量を3μL(電池Aの1.5倍)に変更したこと以外、実施例1の電池Aと同様にして、比較例9の電池9を作製した。
[評価]
(漏液発生率)
各実施例および比較例について、それぞれ100個の電池を準備し、50μAの定電流で、1時間の予備放電を行った。その後、熱風式リフロー炉中を通過させて各電池に熱衝撃を付与し、漏液発生率を測定した。
リフロー工程の温度プロファイルは、以下の通りとした。
(1)余熱工程:180℃の環境下に電池を2分間暴露
(2)加熱行程:最高温度250℃、出入口付近の最低温度180℃の炉内を30秒で通過
(3)冷却工程:室温に至るまで自然冷却
上記リフロー炉を2回通過させた後、漏液発生率(漏液数/100)を調べた。表2に結果を示す。
(内部抵抗)
上記リフロー炉に導入する前の電池について、交流1kHzでの内部抵抗(Ω)を測定し、100個の電池の平均値を求めた。また、リフロー炉を2回通過させた後、漏液を発生しなかった良品電池について、交流1kHzでの内部抵抗(Ω)を測定し、全ての良品電池の平均値を求めた。表2に結果を示す。
(初期放電容量)
リフロー炉を2回通過させた後、漏液を発生しなかった良品電池について、5μAの定電流で電池の充放電(充電終止電圧3.0V/放電終止電圧2.0V)を行い、初期放電容量を調べ、全ての良品電池の平均値を求めた。表2に結果を示す。
(サイクル特性)
初期放電容量を求めた後、同様の条件で電池の充放電を繰り返し、放電容量が、電池設計上、得られるべき容量の半分になるまでのサイクル数を調べ、全ての良品電池の平均値を求めた。表2に結果を示す。
Figure 2006049027
実施例の電池A〜Gおよび比較例の電池1〜8については、リフロー炉を通過後も漏液が発生しなかった。一方、電池9は、ほぼ1割程度の電池に漏液が発生した。これは、電池内容積(6μL)の50%程度に相当する量の有機電解液を電池内に注液したためである。ただし、電池9は良好なサイクル特性を示した。漏液を防止するには、有機電解液量を電池内容積の30〜40%程度にすることが重要であると考えられる。
実施例の電池では、放電容量が0.8mAh程度で安定していた。また、サイクル特性に関しても、実施例の電池において、容量が初期の半分に低下するまでの充放電サイクル数は、20サイクル程度と良好であった。一方、比較例の電池6〜8では、初期放電容量が低かった。また、比較例の電池2〜8では、サイクル特性が、スルホラン単独の有機溶媒を用いた電池1と同等以下となった。また、比較例の電池は、リフロー炉を通過させる前から、実施例の電池に比べて内部抵抗が高い傾向であった。比較例の電池の内部抵抗は、リフロー炉通過後には、かなり高い値となった。
表2の結果より、スルホラン80〜95体積%および1,2−ジメトキシエタン5〜20体積%からなる有機溶媒に、LiN(CFSOを0.9〜1.3mol/Lの濃度で溶解させた有機電解液を用いることで、高容量で、漏液に対する耐性に優れ、かつ充放電サイクル特性にも優れた表面実装用端子付き二次電池が得られることが示された。
《実施例8》
正極活物質を、スピネル型のマンガン酸リチウム(LiMn)に変更したこと以外、実施例1の電池Aと同様にして、実施例8の電池Hを作製した。
《実施例9》
アルミニウムを79.5重量%含むリチウムアルミニウム合金粉末(平均粒径10μm)と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン(PVDF)とを、重量比95:5で混合して、負極合剤を得た。電池Aの負極と同じ電気容量に相当する量の負極合剤を、直径2.3mmのペレット状に成形し、負極を得た。この負極を用いたこと以外、実施例1の電池Aと同様にして、実施例9の電池1を作製した。
実施例8および9の電池を、実施例1と同様に評価した。結果を表3に示す。
Figure 2006049027
表3より、正極活物質の種類を変更しても、同様に良好な特性を有する表面実装用端子付き二次電池が得られることが示された。なお、電池Hでは、放電容量は良好であったが、リフロー炉を通過させる前後の内部抵抗値が、比較的高くなった。また、電池Hのサイクル特性は、他の実施例に比べると低下した。これは、有機電解液が、多孔質な合剤からなる負極の空隙に取り込まれ、セパレータによる有機電解液の保液量が減少したためと考えられる。よって、充放電サイクル特性の点では、負極にシート状の金属もしくは合金を用いることが好ましい。
本発明は、高温に対する耐性および漏液に対する耐性が要求される表面実装用端子付き二次電池全般に適用可能である。本発明の表面実装用端子付き二次電池は、かなり高温でのリフロー法による実装が可能である。よって、本発明の表面実装用端子付き二次電池は、特に鉛フリーハンダを用いるリフロー法が適用される分野で有用である。
本発明は、高容量で、漏液に対する耐性と充放電サイクル特性に優れた、表面実装用端子付き二次電池に関する。
近年、小型二次電池は、携帯電話のような携帯機器のメモリーバックアップ用電源として利用されるようになってきている。例えば、リチウムマンガン複合酸化物を含む正極と、リチウムアルミニウム合金を含む負極とを有し、3V程度の電圧を有するコイン型リチウム二次電池が用いられている。また、五酸化二オブを含む正極と、リチウムアルミニウム合金を含む負極を有し、2.5V程度の電圧を有するコイン型リチウム二次電池が用いられている。
小型二次電池は、通常、回路基板に実装される。従来の二次電池の実装工程は、例えば手作業でハンダ付けすることにより行われている。あるいは、回路基板に組み込まれた電池ホルダに、ロボットを用い、もしくは手作業で小型二次電池が挿入される。しかし、最近では、リフロー法による自動実装が検討されている。リフロー法の一例に、基板と部品の端子との間に、ハンダを供給し、高温雰囲気を通過させることでハンダ付けを行う方法がある。ハンダ付けにより、基板上の回路と、部品の端子との電気接触が確保される。鉛を含むハンダを用いる場合、高温雰囲気の最高温度は220℃〜240℃程度である。ただし、鉛フリーハンダを用いる場合には、高温雰囲気の最高温度は250〜260℃程度となることが予想される。
リフロー法による自動実装を行うには、電池の構成材料に耐熱性を付与する必要がある。例えばリチウム二次電池は、有機電解液を含み、有機電解液は、溶質を溶解する有機溶媒を含む。よって、有機溶媒に耐熱性を付与する必要がある。そこで、特許文献1では、有機溶媒に、沸点が260℃以上であるスルホランを用いる提案がなされている。
スルホランを単独で用いた場合、二次電池の高温安定性は向上する。しかし、有機電解液の導電性が低くなるため、充放電サイクル特性が不十分になる。そこで、特許文献2では、充放電特性を向上させるために、スルホランと1,2−ジメトキシエタンを含む混合溶媒を用いることが提案されている。特許文献2では、スルホランの量は、有機溶媒全体の3〜50体積%が良好であると述べられている。また、1,2−ジメトキシエタンの体積比率を50%以上とすることで、有機電解液の粘性が低下し、その導電性が高くなり、充放電サイクル特性が向上すると述べられている。
特開2000−40525号公報 特開2003−17120号公報
上述のように、有機溶媒の50体積%以上が1,2−ジメトキシエタンである有機電解液を用いることが提案されている。しかし、高濃度の1,2−ジメトキシエタンを含む有機電解液を用いる場合、安定した電池性能を得るために必要な有機電解液量は多くなる。高濃度の1,2−ジメトキシエタンを含む有機電解液を、例えばスルホランを単独で用いた有機電解液の標準量と同量だけ電池に充填すると、内部抵抗がばらつき、放電特性が低下する。これは、セパレータに含浸される有機電解液量が減少するためである。1,2−ジメトキシエタンが有機溶媒の50体積%以上を占めると、有機電解液の粘度は、スルホランを単独で用いた場合の約10分の1以下となる。その結果、多孔質な正極に保持される有機電解液量は、スルホランを単独で用いた場合の約1.5倍程度になる。よって、セパレータに必要量の有機電解液が保持されず、セパレータの抵抗成分が上昇する。
高濃度の1,2−ジメトキシエタンを含む低粘度の有機電解液を用いる場合、電池の安定した性能を維持するには、スルホランを単独で用いる場合の1.5〜2倍程度の液量が必要になる。これより少ないと、スルホランを単独で用いた場合よりも優れた充放電サイクル特性を得ることはできない。
しかし、電池ケースに充填する有機電解液量が多くなると、液漏れの可能性が高くなる。液漏れの原因には、ガスケットのような封止部材の劣化の他に、次の2つが考えられる。一つは電極活物質と有機電解液との反応により、ガスが発生することで起こる電池内圧の上昇である。有機電解液が電池外部に漏れることで、電池内圧は低下する。もう一つは、有機電解液の膨張である。例えば電池が高温に曝されると、有機電解液は膨張する(比重が低下する)。よって、電池ケースの内空間の100%近くが発電要素で占められている場合には、電池内圧が急激に上昇し、液漏れに至る。
表面実装用端子付き電池は、リフローにおいて、常温から260℃程度まで温度上昇する。そのため、最高でも85℃程度の温度環境で使用される通常の電池とは異なり、特に有機電解液の膨張を考慮しなければならない。
また、表面実装用端子付き電池の電池ケースは、ガスケットにより封止されている。通常の電池のガスケットには、ポリプロピレンが用いられている。一方、表面実装用端子付き電池のガスケットには、エンジニアリングプラスチック(例えばポリフェニレンスルフィド(PPS)やポリエーテルエーテルケトン(PEEK))が用いられている。エンジニアリングプラスチックは、ポリプロピレンに比べて封止性能が低い。よって、低粘度の有機溶媒を添加した有機電解液は、漏液しやすくなる。すなわち低粘度の有機電解液を含む表面実装用端子付き電池は、熱衝撃時(特にリフローで電池を実装するとき)に、漏液に対する耐性が低下する。
そこで、有機電解液量が少量でも安定した電池性能を維持し、漏液に対する耐性にも優れた高容量の表面実装用端子付き二次電池が望まれている。また、スルホランを単独で用いる場合よりも、充放電サイクル特性に優れた表面実装用端子付き二次電池が望まれている。
本発明は、高容量で、漏液に対する耐性が高く、充放電サイクル特性にも優れた表面実装用端子付き二次電池を提供することを目的とする。
本発明は、発電要素および発電要素を収容する電池ケースを含み、発電要素は、正極、負極、正極と負極との間に介在するセパレータ、および有機電解液を含み、電池ケースは、正極と導通する正極缶、負極と導通する負極缶、正極缶と負極缶との間に介在するガスケットを含み、有機電解液が、溶質を溶解した有機溶媒を含み、有機溶媒が、スルホランおよび1,2−ジメトキシエタンを含み、スルホランと1,2−ジメトキシエタンとの合計に占める、スルホランおよび1,2−ジメトキシエタンの量が、それぞれ80〜95体積%および5〜20体積%であり、溶質が、LiN(CF3SO22を含み、有機電解液におけるLiN(CF3SO22の濃度が、0.9〜1.3mol/Lである、表面実装用端子付き二次電池に関する。
本発明は、上記の正極缶および負極缶の外側に、それぞれ正極端子および負極端子が接続されている形態を含む。
ここで、スルホランと1,2−ジメトキシエタンとの合計に占める、スルホランおよび1,2−ジメトキシエタンの量は、それぞれ85〜95体積%および5〜15体積%であることが望ましい。
負極は、リチウムアルミニウム合金(アルミニウムを含むリチウム合金)を含むことが望ましい。
本発明によれば、高容量で、漏液に対する耐性に優れ、充放電サイクル特性にも優れた表面実装用端子付き二次電池を提供することができる。また、本発明の表面実装用端子付き二次電池は、鉛フリーハンダを用いたリフローによる実装が可能であり、その点でも工業的価値が極めて高い。
本発明の表面実装用端子付き二次電池は、発電要素および発電要素を収容する電池ケースを含み、発電要素は、正極、負極、正極と負極との間に介在するセパレータ、および有機電解液を含み、電池ケースは、正極と導通する正極缶、負極と導通する負極缶、正極缶と負極缶との間に介在するガスケットを含む。電池の形状は、特に限定されないが、例えばコイン型であることが好ましい。
一般的な表面実装用二次電池の正極缶および負極缶の外側には、それぞれ電池とこれを搭載する基板とを接続するための正極端子および負極端子が接続される。ただし、正極缶および負極缶のうちの一方だけに端子が接続される場合もある。本発明は、正極缶だけに端子が接続されている場合と、負極缶だけに端子が接続されている場合と、正極缶および負極缶にそれぞれ端子が接続されている場合とを含む。
有機電解液は、溶質を溶解した有機溶媒を含み、有機溶媒は、スルホランおよび1,2−ジメトキシエタンを含み、溶質は、LiN(CF3SO22を含む。有機溶媒において、スルホランと1,2−ジメトキシエタンとの合計に占める、スルホランおよび1,2−ジメトキシエタンの量は、それぞれ80〜95体積%および5〜20体積%である。また、有機電解液におけるLiN(CF3SO22の濃度は、0.9〜1.3mol/Lである。
上記配合によれば、表面実装用端子付き電池において、漏液に対する耐性と、充放電サイクル特性とをバランスよく確保することができる。有機電解液の粘度は、25℃で、10〜30mPa・sであることが望ましい。この範囲内であれば、多孔質な正極による有機電解液の保持量が、スルホランを単独で用いた有機電解液と、ほぼ同量になる。よって、特に良好な充放電サイクル特性が得られる。
有機溶媒は、少量であれば、スルホランとも1,2−ジメトキシエタンとも異なる溶媒を含んでもよい。ただし、スルホランと1,2−ジメトキシエタンとの合計が、有機溶媒全体の90体積%以上を占めることが望ましい。
スルホランと1,2−ジメトキシエタンとの合計に占める、スルホランの量が80体積%未満になり、1,2−ジメトキシエタンの量が20体積%を超えると、電池のサイクル特性が低下する。また、スルホランと1,2−ジメトキシエタンとの合計に占める、スルホランの量が95体積%を超え、1,2−ジメトキシエタンの量が5体積%未満になっても、電池のサイクル特性が低下する。なお、スルホランと1,2−ジメトキシエタンとの合計に占める、スルホランおよび1,2−ジメトキシエタンの量は、それぞれ85〜95体積%および5〜15体積%であることが、充放電サイクル特性の向上の点で特に好ましい。
スルホランの粘度は、30℃で、9.87mPa・sである。1,2−ジメトキシエタンの粘度は、25℃で、0.224mPa・sである。よって、両者には大きな差がある。そのため、1,2−ジメトキシエタンを少量添加することにより、有機溶媒の粘度は、急激に低下する。よって、溶質の種類および濃度は重要である。
LiN(CF3SO22は、一般的なリチウム二次電池に用いられている低分子量のLiPF6やLiBF4に比べて分子量が大きい。よって、有機電解液の粘性を向上させることができる。より分子量の大きいLiN(C25SO22やLiN(CF3SO2)(C49SO)を用いると、有機電解液の粘性が高くなり過ぎ、導電性が低下する。
溶質は、少量であれば、LiN(CF3SO22以外の塩を含んでもよい。ただし、LiN(CF3SO22が溶質全体の95モル%以上を占めることが望ましい。
有機電解液におけるLiN(CF3SO22の濃度が、0.9mol/L未満になると、電解液の粘度が低下し、1.3mol/Lを超えると、電解液の粘度が高くなる。なお、有機電解液におけるLiN(CF3SO22の濃度は、0.95〜1.25mol/Lであることが、充放電サイクル特性の向上の点で好ましい。
負極には、活物質を含む合剤や、シート状の金属もしくは合金が用いられる。負極合剤を電極形状(例えばペレット状)に成形することで負極が得られる。また、シート状の金属もしくは合金を電極形状(例えば円盤状)に打ち抜くことで負極が得られる。ただし、合剤は多孔質であるため、有機電解液を吸収しやすい。よって、多量の有機電解液を吸収することがない金属もしくは合金を用いることがより好ましい。金属には、例えばシリコン、スズ、ゲルマニウムなどを用いることができる。合金には、リチウムアルミニウム合金、リチウムシリコン合金、リチウムスズ合金などを用いることができる。これらのうちでは、リチウムアルミニウム合金が、例えばバックアップ用途において、過充電および過放電に対する耐性に優れる点で好ましい。リチウムアルミニウム合金において、リチウムとアルミニウムとのモル比(Li/Al原子比)は、1以下が好ましい。また、リチウムアルミニウム合金は、アルミニウムに対して0.1〜10重量%の他元素を含むことが好ましい。他元素は、Mn、MgおよびSiよりなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
負極に合剤を用いる場合、活物質には、炭素材料、金属粉末、合金粉末などが用いられる。炭素材料には、黒鉛、難黒鉛性炭素などが用いられる。また、金属や合金には、上記と同様の材料が用いられる。また、一酸化ケイ素、一酸化スズ、一酸化コバルトのように、リチウム金属に対して1V未満の電位で反応する化合物も用いられる。さらに、スピネル型のリチウムチタン酸化物、二酸化タングステンのように、リチウム金属に対して1V以上の電位で反応する化合物も用いられる。
一方、正極として機能するリチウム合金は存在しないため、正極には、活物質を含む合剤が用いられる。正極合剤を電極形状(例えばペレット状)に成形することで正極が得られる。正極活物質には、五酸化バナジウム、二硫化チタン、五酸化ニオブ、三酸化モリブデン、リチウムマンガン複合酸化物、三酸化タングステンのように、リチウム金属に対して3V程度の電位を有する化合物や、リチウムコバルト複合酸化物(例えばコバルト酸リチウム)、リチウムニッケル複合酸化物(例えばニッケル酸リチウム)、リチウムマンガン複合酸化物(例えばスピネル型のマンガン酸リチウム)のように、リチウム金属に対して4V程度の電位を有する化合物を用いることができる。
正極合剤や負極合剤には、活物質の他に、様々な任意成分(例えば結着剤や導電材)を含めることができる。結着剤には、例えば、フッ素樹脂、スチレンブタジエンゴム(SBR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)などを用いることができる。導電材には、例えば、カーボンブラック、アセチレンブラック、黒鉛などを用いることができる。
セパレータの材質には、例えば、セルロース、ガラス繊維などを用いることができる。また、ポリフェニレンスルフィド(PPS)のようなエンジニアリングプラスチックを用いることもできる。
ガスケットは、正極缶と負極缶とを絶縁するとともに、発電要素を電池ケース内に密閉する機能を有する。ガスケットの材質には、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体(PFA)のようなエンジニアリングプラスチックを用いることが好ましい。ガスケットの強度を向上させる目的で、ガスケットに充填材を含ませてもよい。充填材には、ガラス繊維、チタン酸カルシウム繊維などを用いることができる。
正極缶および負極缶の材質には、例えば耐食性に優れたステンレス鋼、SUS444やSUS304を用いることができる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
《実施例1》
図1に示すようなコイン型の表面実装用端子付き二次電池10を作製した。二次電池10の厚さは1.4mmであり、直径は4.8mmとした。
(i)正極の作製
水酸化リチウムと二酸化マンガンとの混合物を、375℃で20時間焼成して、リチウムマンガン複合酸化物(リチウム化ラムステライド型マンガン酸化物:Li0.5MnO2)を得た。得られた活物質と、導電材であるカーボンブラックと、結着剤であるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)粉末とを、重量比85:7:8で混合し、正極合剤を得た。得られた正極合剤7mgを、直径2mm、厚さ0.9mmのペレット状に成形し、正極4を得た。その後、正極4を250℃雰囲気中で、12時間乾燥させた。乾燥後の正極4は、ステンレス鋼からなる正極缶1の内面に塗布されたカーボンペースト(図示せず)上に載置した。カーボンペーストは集電体として機能する。
(ii)負極の作製
シート状のアルミニウムを直径2.5mm、厚さ0.2mmの円盤状に打ち抜いた。また、シート状のリチウムを直径2.4mm、厚さ0.14mmの円盤状に打ち抜いた。円盤状のアルミニウムを、ステンレス鋼からなる負極缶2の内面に圧着した。次に、円盤状のアルミニウム上に、円盤状のリチウムを圧着し、負極5を形成した。
(iii)有機電解液の調製
スルホランと1,2−ジメトキシエタンとを、スルホラン:1,2−ジメトキシエタン=95:5の体積比で混合した有機溶媒に、溶質としてLiN(CF3SO22を1.3mol/Lの濃度で溶解させ、有機電解液を得た。
(iv)電池の組み立て
正極缶1およびガスケット3の周縁部に、ブチルゴムのトルエン溶液を塗布し、トルエンを蒸発させて、ブチルゴム膜からなるシーラント(図示せず)を形成した。次に、負極缶2の周縁部に、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)からなるガスケット3を配置した。正極4の上に、ポリフェニレンスルフィド(PPS)からなるセパレータ6を載置し、その後、正極缶1内に2.0μLの有機電解液を注液した。最後に、正極缶1の周縁部を、ガスケット3を介して、負極缶2の周縁部にかしめ、正極缶1、負極缶2およびガスケット3からなる電池ケース内を密閉した。電池内では、負極5を構成するリチウムとアルミニウムとが、有機電解液を介してショートした状態になる。よって、電池内で電気化学的にリチウムがアルミニウム中に吸蔵され、リチウムアルミニウム合金が形成される。正極缶1および負極缶2の外面には、それぞれ電池と回路基板との接続に用いる正極端子7および負極端子8を接続した。得られた電池を実施例1の電池Aとした。
《実施例2〜7》
スルホラン(SLF)と1,2−ジメトキシエタン(DME)との混合体積比、および、有機電解液におけるLiN(CF3SO22の濃度を、表1に示すように変更したこと以外、実施例1の電池Aと同様にして、実施例2〜7の電池B〜Gをそれぞれ作製した。
Figure 2006049027
《比較例1》
有機電解液の有機溶媒を、スルホラン単独からなる溶媒に変更したこと以外、実施例1の電池Aと同様にして、比較例1の電池1を作製した。
《比較例2》
有機電解液におけるLiN(CF3SO22の濃度を、1.5mol/Lに変更したこと以外、実施例1の電池Aと同様にして、比較例2の電池2を作製した。
《比較例3》
有機電解液におけるLiN(CF3SO22の濃度を、0.8mol/Lに変更したこと以外、実施例1の電池Aと同様にして、比較例3の電池3を作製した。
《比較例4》
有機電解液におけるLiN(CF3SO22の濃度を、1.5mol/Lに変更したこと以外、実施例1の電池Eと同様にして、比較例4の電池4を作製した。
《比較例5》
有機電解液におけるLiN(CF3SO22の濃度を、0.8mol/Lに変更したこと以外、実施例1の電池Eと同様にして、比較例5の電池5を作製した。
《比較例6》
有機溶媒において、スルホランと1,2−ジメトキシエタンとの体積比を、スルホラン:1,2−ジメトキシエタン=70:30に変更したこと以外、実施例1の電池Aと同様にして、比較例6の電池6を作製した。
《比較例7》
有機溶媒において、スルホランと1,2−ジメトキシエタンとの体積比を、スルホラン:1,2−ジメトキシエタン=30:70に変更したこと以外、実施例1の電池Aと同様にして、比較例7の電池7を作製した。
《比較例8》
有機溶媒において、スルホランと1,2−ジメトキシエタンとの体積比を、スルホラン:1,2−ジメトキシエタン=30:70に変更し、さらに、有機電解液におけるLiN(CF3SO22の濃度を、0.75mol/Lに変更したこと以外、実施例1の電池Aと同様にして、比較例8の電池8を作製した。
《比較例9》
有機溶媒において、スルホランと1,2−ジメトキシエタンとの体積比を、スルホラン:1,2−ジメトキシエタン=30:70に変更し、有機電解液におけるLiN(CF3SO22の濃度を、0.75mol/Lに変更し、さらに、有機電解液の電池内への注液量を3μL(電池Aの1.5倍)に変更したこと以外、実施例1の電池Aと同様にして、比較例9の電池9を作製した。
[評価]
(漏液発生率)
各実施例および比較例について、それぞれ100個の電池を準備し、50μAの定電流で、1時間の予備放電を行った。その後、熱風式リフロー炉中を通過させて各電池に熱衝撃を付与し、漏液発生率を測定した。
リフロー工程の温度プロファイルは、以下の通りとした。
(1)余熱工程:180℃の環境下に電池を2分間暴露
(2)加熱行程:最高温度250℃、出入口付近の最低温度180℃の炉内を30秒で通過
(3)冷却工程:室温に至るまで自然冷却
上記リフロー炉を2回通過させた後、漏液発生率(漏液数/100)を調べた。表2に結果を示す。
(内部抵抗)
上記リフロー炉に導入する前の電池について、交流1kHzでの内部抵抗(Ω)を測定し、100個の電池の平均値を求めた。また、リフロー炉を2回通過させた後、漏液を発生しなかった良品電池について、交流1kHzでの内部抵抗(Ω)を測定し、全ての良品電池の平均値を求めた。表2に結果を示す。
(初期放電容量)
リフロー炉を2回通過させた後、漏液を発生しなかった良品電池について、5μAの定電流で電池の充放電(充電終止電圧3.0V/放電終止電圧2.0V)を行い、初期放電容量を調べ、全ての良品電池の平均値を求めた。表2に結果を示す。
(サイクル特性)
初期放電容量を求めた後、同様の条件で電池の充放電を繰り返し、放電容量が、電池設計上、得られるべき容量の半分になるまでのサイクル数を調べ、全ての良品電池の平均値を求めた。表2に結果を示す。
Figure 2006049027
実施例の電池A〜Gおよび比較例の電池1〜8については、リフロー炉を通過後も漏液が発生しなかった。一方、電池9は、ほぼ1割程度の電池に漏液が発生した。これは、電池内容積(6μL)の50%程度に相当する量の有機電解液を電池内に注液したためである。ただし、電池9は良好なサイクル特性を示した。漏液を防止するには、有機電解液量を電池内容積の30〜40%程度にすることが重要であると考えられる。
実施例の電池では、放電容量が0.8mAh程度で安定していた。また、サイクル特性に関しても、実施例の電池において、容量が初期の半分に低下するまでの充放電サイクル数は、20サイクル程度と良好であった。一方、比較例の電池6〜8では、初期放電容量が低かった。また、比較例の電池2〜8では、サイクル特性が、スルホラン単独の有機溶媒を用いた電池1と同等以下となった。また、比較例の電池は、リフロー炉を通過させる前から、実施例の電池に比べて内部抵抗が高い傾向であった。比較例の電池の内部抵抗は、リフロー炉通過後には、かなり高い値となった。
表2の結果より、スルホラン80〜95体積%および1,2−ジメトキシエタン5〜20体積%からなる有機溶媒に、LiN(CF3SO22を0.9〜1.3mol/Lの濃度で溶解させた有機電解液を用いることで、高容量で、漏液に対する耐性に優れ、かつ充放電サイクル特性にも優れた表面実装用端子付き二次電池が得られることが示された。
《実施例8》
正極活物質を、スピネル型のマンガン酸リチウム(LiMn24)に変更したこと以外、実施例1の電池Aと同様にして、実施例8の電池Hを作製した。
《実施例9》
アルミニウムを79.5重量%含むリチウムアルミニウム合金粉末(平均粒径10μm)と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン(PVDF)とを、重量比95:5で混合して、負極合剤を得た。電池Aの負極と同じ電気容量に相当する量の負極合剤を、直径2.3mmのペレット状に成形し、負極を得た。この負極を用いたこと以外、実施例1の電池Aと同様にして、実施例9の電池Iを作製した。
実施例8および9の電池を、実施例1と同様に評価した。結果を表3に示す。
Figure 2006049027
表3より、正極活物質の種類を変更しても、同様に良好な特性を有する表面実装用端子付き二次電池が得られることが示された。なお、電池Hでは、放電容量は良好であったが、リフロー炉を通過させる前後の内部抵抗値が、比較的高くなった。また、電池Hのサイクル特性は、他の実施例に比べると低下した。これは、有機電解液が、多孔質な合剤からなる負極の空隙に取り込まれ、セパレータによる有機電解液の保液量が減少したためと考えられる。よって、充放電サイクル特性の点では、負極にシート状の金属もしくは合金を用いることが好ましい。
本発明は、高温に対する耐性および漏液に対する耐性が要求される表面実装用端子付き二次電池全般に適用可能である。本発明の表面実装用端子付き二次電池は、かなり高温でのリフロー法による実装が可能である。よって、本発明の表面実装用端子付き二次電池は、特に鉛フリーハンダを用いるリフロー法が適用される分野で有用である。
本発明の実施例に係る表面実装用端子付き二次電池の縦断面図である。

Claims (4)

  1. 発電要素および前記発電要素を収容する電池ケースを含み、
    前記発電要素は、正極、負極、前記正極と前記負極との間に介在するセパレータ、および有機電解液を含み、
    前記電池ケースは、前記正極と導通する正極缶、前記負極と導通する負極缶、前記正極缶と前記負極缶との間に介在するガスケットを含み、
    前記有機電解液が、溶質を溶解した有機溶媒を含み、
    前記有機溶媒が、スルホランおよび1,2−ジメトキシエタンを含み、
    前記スルホランと前記1,2−ジメトキシエタンとの合計に占める、前記スルホランおよび前記1,2−ジメトキシエタンの量が、それぞれ80〜95体積%および5〜20体積%であり、
    前記溶質が、LiN(CFSOを含み、
    前記有機電解液におけるLiN(CFSOの濃度が、0.9〜1.3mol/Lである、表面実装用端子付き二次電池。
  2. 前記スルホランと前記1,2−ジメトキシエタンとの合計に占める、前記スルホランおよび前記1,2−ジメトキシエタンの量が、それぞれ85〜95体積%および5〜15体積%である、請求項1記載の表面実装用端子付き二次電池。
  3. 前記負極が、リチウムアルミニウム合金からなる、請求項1記載の表面実装用端子付き二次電池。
  4. 前記リチウムアルミニウム合金が、シート状である、請求項3記載の表面実装用端子付き二次電池。
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