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リチウム系二次電池の製造方法 新技術説明会

国内特許コード P03A003944
整理番号 osakafu-u-11
掲載日 2004年7月7日
出願番号 特願2000-086771
公開番号 特開2001-273928
登録番号 特許第3453099号
出願日 平成12年3月27日(2000.3.27)
公開日 平成13年10月5日(2001.10.5)
登録日 平成15年7月18日(2003.7.18)
発明者
  • 辰巳砂 昌弘
  • 南 努
  • 森本 英行
出願人
  • 学校法人大阪府立大学
  • 出光興産株式会社
発明の名称 リチウム系二次電池の製造方法 新技術説明会
発明の概要 有機系の電解液を用いた従来のリチウム系二次電池において生じる、液漏れやリチウムデンドライドの発生に伴う発火爆発の危険を排除するとともに、良好な特性を有する新規な構成のリチウム系二次電池を提供することができる。
従来技術、競合技術の概要 従来のリチウム系二次電池は、多層構造のコバルト酸リチウムからなる正極と、多層構造の黒鉛化炭素材料からなる負極との間に、リチウム塩を有機溶媒に溶解してなる有機系の電解液を具えた構造のものが主流であった。しかしながら、このような電解液を用いた場合は液漏れの可能性があった。さらには、充放電サイクルを繰り返すことによってリチウムデンドライドが発生した場合において、このリチウムデンドライドが電解液中に具えられた多孔質のセパレータを貫通する場合があった。その結果、電池内部において短絡を引き起こし、発火爆発する危険性が存在していた。これらの問題は、リチウム系二次電池が有機系の電解液を具えることによって必然的に生じるものであるため、これに代わる新規な構成のリチウム系二次電池の出現が望まれていた。
産業上の利用分野 リチウム系二次電池の製造方法
特許請求の範囲 【請求項1】 粒状の正極活物質原料を混合及び破砕して粉末状の正極活物質材料を作製する工程と、粒状の負極活物質原料を混合及び破砕して粉末状の負極活物質材料を作製する工程と、リチウム元素を含有する粒状の電解質原料を混合及び破砕して、リチウム元素を含有する粉末状の電解質材料を作製する工程と、前記電解質材料が前記所定の金型の上部又は下部において前記正極活物質材料と混合するようにして存在するとともに、前記所定の金型の中央部においては前記電解質材料のみが存在するようにして、前記正極活物質材料、前記負極活物質材料、及び前記電解質材料を前記所定の金型に充填する工程と、前記正極活物質材料、前記負極活物質材料、及び前記電解質材料をプレスして、前記正極活物質材料と前記電解質材料とが混合してなる固体状の正極層、固体状の負極層、及びリチウムを含む固体状の電解質層を形成する工程と、を具えることを特徴とする、リチウム系二次電池の製造方法。
【請求項2】 前記電解質材料の前記正極活物質材料に対する混合割合が、前記所定の金型の上部又は下部から前記所定の金型の中央部に亘ってステップ状に増加するようにして、前記正極活物質材料、前記負極活物質材料、及び前記電解質材料を前記所定の金型に充填し、前記正極層と前記電解質層との間に、前記正極層よりも前記電解質材料の割合が高い固体状の第1の接合層を形成することを特徴とする、請求項1に記載のリチウム系二次電池の製造方法。
【請求項3】 粒状の正極活物質原料を混合及び破砕して粉末状の正極活物質材料を作製する工程と、粒状の負極活物質原料を混合及び破砕して粉末状の負極活物質材料を作製する工程と、リチウム元素を含有する粒状の電解質原料を混合及び破砕して、リチウム元素を含有する粉末状の電解質材料を作製する工程と、前記電解質材料が前記所定の金型の上部又は下部において前記負極活物質材料と混合するようにして存在するとともに、前記所定の金型の中央部においては前記電解質材料のみが存在するようにして、前記正極活物質材料、前記負極活物質材料、及び前記電解質材料を前記所定の金型に充填する工程と、前記正極活物質材料、前記負極活物質材料、及び前記電解質材料をプレスして、固体状の正極層、前記負極活物質材料と前記電解質材料とが混合してなる固体状の負極層、及びリチウムを含む固体状の電解質層を形成する工程と、を具えることを特徴とする、リチウム系二次電池の製造方法。
【請求項4】 前記電解質材料の前記負極活物質材料に対する混合割合が、前記所定の金型の上部又は下部から前記所定の金型の中央部に亘ってステップ状に増加するようにして、前記正極活物質材料、前記負極活物質材料、及び前記電解質材料を前記所定の金型に充填し、前記負極層と前記電解質層との間に、前記負極層よりも前記電解質材料の割合が高い固体状の第2の接合層を形成することを特徴とする、請求項3に記載のリチウム系二次電池の製造方法。
【請求項5】 複数の前記粒状の正極活物質原料をメカニカルミリングによって混合及び破砕し、前記複数の粒状の正極活物質原料から前記粉末状の正極活物質材料を直接合成して作製することを特徴とする、請求項1~4のいずれか一に記載のリチウム二次電池の製造方法。
【請求項6】 複数の前記粒状の負極活物質原料をメカニカルミリングによって混合及び破砕し、前記複数の粒状の負極活物質原料から前記粉末状の負極活物質材料を直接合成して作製することを特徴とする、請求項1~5のいずれか一に記載のリチウム二次電池の製造方法。
【請求項7】 複数の前記粒状の電極質原料をメカニカルミリングによって混合及び破砕し、前記複数の粒状の電極質原料から前記粉末状の電極質材料を直接合成して作製することを特徴とする、請求項1~6のいずれか一に記載のリチウム二次電池の製造方法。
産業区分
  • その他電子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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