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公開番号2025022035
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-14
出願番号2023126250
出願日2023-08-02
発明の名称扁平形非水電池及びその製造方法
出願人マクセル株式会社
代理人弁理士法人池内アンドパートナーズ
主分類H01M 6/16 20060101AFI20250206BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】信頼性及び負荷特性の高い扁平形非水電池を提供する。
【解決手段】本願の扁平形非水電池は、正極、負極、セパレータ、及び非水電解液を備え、前記負極は、リチウム層と、前記リチウム層の片側の表面に形成されたLi-Al合金層とを含み、前記Li-Al合金層と前記セパレータとが、接触しており、前記セパレータは、ポリオレフィン樹脂の織布又は不織布で構成され、前記セパレータの、前記正極と前記負極との間に位置する部分は、前記正極と前記負極とにより圧縮されており、前記セパレータの、前記正極と前記負極との間に位置する部分の厚みが、70～150μmであり、前記セパレータの目付が、30～45g/m²である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
正極、負極、セパレータ、及び非水電解液を含む扁平形非水電池であって、
前記負極は、リチウム層と、前記リチウム層の片側の表面に形成されたＬｉ－Ａｌ合金層とを含み、
前記Ｌｉ－Ａｌ合金層と前記セパレータとが、接触しており、
前記セパレータは、ポリオレフィン樹脂の織布又は不織布で構成され、
前記セパレータの、前記正極と前記負極との間に位置する部分は、前記正極と前記負極とにより圧縮されており、
前記セパレータの、前記正極と前記負極との間に位置する部分の厚みが、７０～１５０μｍであり、
前記セパレータの目付が、３０～４５ｇ／ｍ
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であることを特徴とする扁平形非水電池。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記セパレータの、前記正極と前記負極との間に位置する部分の圧縮後の厚みが、圧縮前の厚みの３０％以上である請求項１に記載の扁平形非水電池。
【請求項３】
前記セパレータの、前記正極と前記負極との間に位置する部分の圧縮後の厚みが、圧縮前の厚みの７０％以下である請求項１に記載の扁平形非水電池。
【請求項４】
前記セパレータの、前記正極と前記負極との間に位置しない部分の厚みが、２００～４００μｍである請求項１に記載の扁平形非水電池。
【請求項５】
前記セパレータは、２層以上の不織布を貼り合わせて構成されている請求項１に記載の扁平形非水電池。
【請求項６】
前記正極は、正極合剤の成形体を含む請求項１に記載の扁平形非水電池。
【請求項７】
前記負極のＬｉ－Ａｌ合金層に含まれるＡｌの含有量が、前記Ｌｉ－Ａｌ合金層中のＬｉとＡｌの総量中、質量比で５～１２％である請求項１に記載の扁平形非水電池。
【請求項８】
請求項１～７のいずれかに記載の扁平形非水電池を製造する方法であって、
リチウム層の表面にアルミニウム層を積層して負極前駆体を作製する工程と、
ポリオレフィン樹脂の織布又は不織布で構成されたセパレータを、正極と、前記負極前駆体の前記アルミニウム層側とで挟んで圧縮する工程と、前記負極前駆体のアルミニウム層とＬｉとを反応させて、前記リチウム層の表面にＬｉ－Ａｌ合金層を形成して、負極を作製する工程とを含むことを特徴とする扁平形非水電池の製造方法。
【請求項９】
前記セパレータとして、あらかじめ圧縮加工されたセパレータを用いる請求項８に記載の扁平形非水電池の製造方法。
【請求項１０】
前記圧縮加工されたセパレータの厚みが、前記圧縮加工を行う前の厚みの５５～７５％である請求項９に記載の扁平形非水電池の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願は、正負極間の短絡を防止できると共に、負荷特性に優れた扁平形非水電池及びその製造方法に関するものである。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
正極合剤の成形体（ペレット）からなる正極と、Ｌｉ金属からなる負極とを組み合わせた扁平形非水電池は、高容量、高電圧などの特性を生かして、種々の用途に利用されている。特に近年では、車載用機器の電源として扁平形非水電池の需要が伸びている。
【０００３】
特許文献１では、車両のタイヤパンクセンサーなど、大きな遠心力や振動が作用する機器の電源として用いるために、圧縮前の厚みが約０．０５ｍｍ～１ｍｍ程度のアラミド繊維の不織布を、５０％以上９５％以下の厚みとなるまで圧縮してセパレータとして用いた扁平形非水電池が提案されている。
【０００４】
しかし、アラミド繊維の不織布は加工性に劣るため、所定の大きさで切断し圧縮する作業を行いにくいという難点がある。
【０００５】
一方、扁平形非水電池では、負荷特性の向上などを目的として、負極のＬｉ金属のセパレータ側表面にＬｉ－Ａｌ合金層を形成することがある。Ｌｉ金属層の表面をＡｌと合金化することにより、負極の表面の合金層の結晶粒が微細化すると共に、合金層の表面に微細な凹凸が形成されること（以下、単に「負極表面の微細化」ともいう。）から、負極の反応面積が増え、負荷特性を向上させることができる。
【０００６】
しかし、負極の合金層の表面に形成された凹凸が微細なため、不織布などの繊維状のセパレータを用いた場合、負極の合金層の表面に形成された凹凸部がセパレータの空孔内に侵入しやすくなる。更に、合金層の微細化した結晶粒が微粉化して脱落しセパレータの空孔内に侵入する場合もある。
【０００７】
また、二酸化マンガンなどの正極活物質や導電助剤などを含む正極合剤からなる正極も、強い振動を受けた場合などに、正極合剤から正極活物質、導電助剤などが脱落して繊維状のセパレータの空孔内に侵入することがある。
【０００８】
このため、正極合剤の成形体からなる正極と、Ｌｉ金属層の表面にＬｉ－Ａｌ合金層が形成されて構成された負極とを組み合わせた扁平形非水電池では、セパレータ内に侵入した正極活物質や導電助剤などの正極材と、負極の合金層の表面に形成された凹凸部や微粉化に起因する負極材とが、セパレータ内で接触して短絡を生じやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０１６－２１３１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本願は、前記問題を解決したものであり、正負極間の短絡を防止できる共に、負荷特性に優れた扁平形非水電池を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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