專利名稱：鋰離子二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用固體電解質(zhì)的鋰離子二次電池。
背景技術(shù)：
以前，作為鋰離子二次電池中的電解液，一般使用非水系的電解液，但是近年來這種液體被中心的電解液取代，使用由高分子構(gòu)成的聚合物電解質(zhì)的鋰離子二次電池受到了矚目。
也就是說，在這種使用聚合物電解質(zhì)的鋰離子二次電池中，由于在聚合物電解質(zhì)中保有液體的電解液，因而具有下述優(yōu)點(diǎn)難以發(fā)生漏液，腐蝕性也小，能夠防止發(fā)生鋰析出(樹枝晶)引起的電極的短路，而且電池的結(jié)構(gòu)簡單，其組裝也變得容易等。
由于這種聚合物電解質(zhì)與單純的電解液相比，鋰離子的導(dǎo)電性低，因此需要使該聚合物電解質(zhì)的厚度變薄。但是，這樣使聚合物電解質(zhì)變薄的場合，存在其機(jī)械強(qiáng)度變低，制作電池時該聚合物電解質(zhì)容易被破壞，正極和負(fù)極容易短路的問題。
因此，以前如特開平6-140052號公報等公開的那樣，提出了在凝膠狀電解質(zhì)中添加氧化鋁等無機(jī)氧化物制成復(fù)合電解質(zhì)，使機(jī)械強(qiáng)度提高的方案。除氧化鋁以外，還提出了二氧化硅和鋁酸鋰等無機(jī)氧化物。
但是，如果將氧化鋁等無機(jī)氧化物添加到電解質(zhì)中，則存在復(fù)合電解質(zhì)的鋰離子的導(dǎo)電性大幅度降低的問題。另外，具備該復(fù)合電解質(zhì)的鋰離子二次電池如果反復(fù)進(jìn)行充放電，則存在電解質(zhì)與上述無機(jī)氧化物反應(yīng)，鋰離子二次電池的充放電循環(huán)特性大幅度降低等問題。
另外，從安全性方面來看，也提出了很多完全不使用電解液的固體電解質(zhì)電池。但是，這種場合由于構(gòu)成的正極、負(fù)極和電解質(zhì)均為固體，與使用電解液的電池相比，正極-電解質(zhì)的界面或負(fù)極-電解質(zhì)的界面的電化學(xué)電阻大。因此，存在界面的阻抗大，容易引起極化，難以實(shí)現(xiàn)高容量、高輸出功率的電池的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題在于解決鋰離子二次電池的上述問題，且本發(fā)明的課題還在于提供一種鋰離子二次電池，即使在使用固體電解質(zhì)的場合，界面電阻也很小，因而電池容量高，且充放電循環(huán)特性良好，能夠長期穩(wěn)定使用。
本發(fā)明人等對用于鋰離子二次電池的各種材料進(jìn)行了詳細(xì)地實(shí)驗(yàn)，結(jié)果通過在固體電解質(zhì)-正極的界面或固體電解質(zhì)-負(fù)極的界面形成微細(xì)纖維層，能夠在界面得到良好的電化學(xué)接合，使用這種材料的鋰離子二次電池與以前的固體電解質(zhì)型電池相比，輸出功率、容量高，且充放電循環(huán)特性也顯著提高。
本發(fā)明的鋰離子二次電池的特征在于，在具備正極、負(fù)極和固體電解質(zhì)的鋰離子二次電池中，在固體電解質(zhì)-正極的界面、和/或固體電解質(zhì)-負(fù)極的界面形成纖維層。
本發(fā)明的鋰離子二次電池通過在固體電解質(zhì)-正極或固體電解質(zhì)-負(fù)極的界面形成纖維層，結(jié)果除了能夠在界面得到良好的電化學(xué)接合以外，通過與電極活性物質(zhì)接觸，活性物質(zhì)自身的內(nèi)部阻抗減少，碳纖維本身吸藏鋰，碳纖維層輔助活性物質(zhì)。而且，由于微細(xì)碳纖維的保液性高，因而能夠浸漬以前的鋰離子二次電池等使用的非水系有機(jī)電解液。因此，本發(fā)明的鋰離子二次電池輸出功率高，充放電循環(huán)特性提高，而且由于其保液性高，能夠象以前的電池那樣成為不必?fù)?dān)心漏液、安全性高的電池。
本發(fā)明的鋰離子二次電池中，優(yōu)選纖維層浸漬了有機(jī)液體。浸漬有機(jī)液體的場合，由于固體電解質(zhì)表面的保液性也提高，固體電解質(zhì)-電極間的電化學(xué)接合強(qiáng)度變大，使用其的本發(fā)明鋰離子二次電池能夠?qū)⒔缑骐娮枰种频胶苄?。另外，這里使用的有機(jī)液體可以使用有機(jī)電解液，也可以兼用作為固體電解質(zhì)的復(fù)合電解質(zhì)中浸漬的有機(jī)電解液。
本發(fā)明的鋰離子二次電池中，正極優(yōu)選不直接與固體電解質(zhì)接觸，而是通過纖維層進(jìn)行設(shè)置。負(fù)極也優(yōu)選不直接與固體電解質(zhì)接觸，而是通過纖維層進(jìn)行設(shè)置。
作為本發(fā)明的鋰離子二次電池中使用的纖維，可以使用直徑為0.5～1000nm的碳纖維。另外，通過將碳纖維磨細(xì)，能夠增加與固體電解質(zhì)或活性物質(zhì)的接觸面積，從而減少界面電阻，且能夠增加鋰包藏面，從而實(shí)現(xiàn)高容量化。
在本發(fā)明的鋰離子二次電池中，固體電解質(zhì)的表面優(yōu)選實(shí)施網(wǎng)紋加工，且網(wǎng)紋加工后的表面與纖維層接觸。這樣，固體電解質(zhì)表面的比表面積增大，與在該固體電解質(zhì)與正極或負(fù)極的界面形成的纖維層的接合強(qiáng)度變大。
本發(fā)明的鋰離子二次電池中，優(yōu)選固體電解質(zhì)含有具有鋰離子傳導(dǎo)性的晶體或玻璃。本發(fā)明的鋰離子二次電池中使用的固體電解質(zhì)薄的時候，由于鋰離子的移動距離短，可以得到高輸出功率的電池，另外由于能夠確保單位體積的電極面積大，可以得到高容量的電池。因此，本發(fā)明的鋰離子二次電池的固體電解質(zhì)的厚度優(yōu)選為300μm。
本發(fā)明的鋰離子二次電池在充放電時鋰離子的移動性依賴于固體電解質(zhì)的鋰離子傳導(dǎo)率和鋰離子遷移數(shù)。因此，該固體電解質(zhì)的離子傳導(dǎo)率優(yōu)選1×10-5S·cm-1以上，更優(yōu)選1×10-4S·cm-1以上。
本發(fā)明的鋰離子二次電池的固體電解質(zhì)可以使用鋰離子傳導(dǎo)性玻璃陶瓷或者含有鋰離子傳導(dǎo)性玻璃陶瓷的復(fù)合電解質(zhì)。


圖1是表示實(shí)施例1、2的鋰離子二次電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的截面示意圖。
圖2表示實(shí)施例2和比較例2得到的鋰離子二次電池各自隨著充放電循環(huán)的放電容量變化。符號說明1正極集電體(鋁)2正極(LiCoO2)3纖維層4固體電解質(zhì)5負(fù)極(石墨)6負(fù)極集電體(銅)發(fā)明的實(shí)施方式本發(fā)明的鋰離子二次電池的固體電解質(zhì)可以使用具有下述特征的玻璃陶瓷，即，母玻璃的組成為Li2O-Al2O3-TiO2-SiO2-P2O5系，對該玻璃進(jìn)行熱處理使之結(jié)晶，這時的主結(jié)晶相為Li1-x+yAlxTi2-xSiyP3-yO12(0≤x≤1，0≤y≤1)。優(yōu)選0≤x≤0.4，0≤y≤0.6。
本發(fā)明的鋰離子二次電池中，作為固體電解質(zhì)，可以使用鋰離子傳導(dǎo)性玻璃陶瓷和高分子的復(fù)合電解質(zhì)。從可以增大作為電池使用時單位體積的電池容量，且具有柔性，能夠成型為各種形狀的角度出發(fā)，構(gòu)成復(fù)合電解質(zhì)的高分子優(yōu)選在復(fù)合玻璃陶瓷時制成片狀。作為構(gòu)成復(fù)合電解質(zhì)的高分子材料，可以使用例如聚氧化乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚烯烴、聚四氟乙烯、聚氯三氟乙烯、聚偏二氟乙烯等氟樹脂、聚酰胺類、聚酯類、聚丙烯酸酯等高分子材料，或者具有這些物質(zhì)作為結(jié)構(gòu)單元的高分子材料。另外，如果使用添加鋰鹽等附加了鋰離子傳導(dǎo)性的高分子材料，由于復(fù)合電解質(zhì)的離子傳導(dǎo)性也變高，更優(yōu)選。
關(guān)于本發(fā)明的鋰離子二次電池，不僅象固體電解質(zhì)僅為玻璃陶瓷那樣的全固體電解質(zhì)的場合，而且象由玻璃陶瓷與高分子的復(fù)合電解質(zhì)構(gòu)成的場合那樣具有某種程度的柔軟性的固體電解質(zhì)的場合，在固體電解質(zhì)的界面形成纖維層所得到的效果均很大。
構(gòu)成本發(fā)明鋰離子二次電池的固體電解質(zhì)的復(fù)合電解質(zhì)是含有玻璃陶瓷粉末和高分子的復(fù)合物，可以使用制作成離子傳導(dǎo)率達(dá)到1×10-5S·cm-1以上的復(fù)合電解質(zhì)。
作為上述復(fù)合電解質(zhì)中含有的具有高離子傳導(dǎo)率的鋰離子傳導(dǎo)性玻璃陶瓷粉體，可以使用將上述鋰離子傳導(dǎo)性玻璃陶瓷粉碎得到的物質(zhì)。
本發(fā)明的鋰離子二次電池中，可以在作為正極集電體的鋁箔等上形成作為正極活性物質(zhì)的含有過渡金屬氧化物的材料得到的物質(zhì)作為正極。另外，本發(fā)明的鋰離子二次電池的正極也可以在有機(jī)液體中混合正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑，通過流延將該混合物涂覆到正極集電體上后，使之干燥，制成片狀。作為本發(fā)明的鋰離子二次電池的正極中使用的正極活性物質(zhì)材料，可以使用能夠吸藏、釋放鋰的過渡金屬化合物，例如可以使用含有選自錳、鈷、鐵、鎳、釩、鈮、鉬、鈦等過渡金屬中至少一種的氧化物。另外，使用不含有鋰的材料作為負(fù)極活性物質(zhì)時，優(yōu)選使用含有鋰的過渡金屬氧化物。作為導(dǎo)電劑，可以使用乙炔黑、ケツチエンブラツク或碳黑等導(dǎo)電性材料。作為粘結(jié)劑，可以使用聚偏二氟乙烯等氟樹脂或其它熱塑性樹脂、具有橡膠彈性的聚合物等有機(jī)物。
另外，本發(fā)明的鋰離子二次電池中，能夠以在作為負(fù)極集電體的銅箔等上形成含有負(fù)極活性物質(zhì)的材料得到的物質(zhì)作為負(fù)極。另外，也可以在有機(jī)液體中混合負(fù)極活性物質(zhì)和粘結(jié)劑，或者預(yù)先將粘結(jié)劑和有機(jī)液體混合后，再將得到的混合物與負(fù)極活性物質(zhì)混合，通過流延將該混合物涂覆到負(fù)極集電體上后，使之干燥，制成片狀，以該物質(zhì)作為負(fù)極。作為本發(fā)明的鋰離子二次電池的負(fù)極中使用的負(fù)極活性物質(zhì)材料，可以使用金屬鋰或鋰-鋁合金、鋰-銦合金等能夠吸藏、釋放鋰的金屬或合金，鈦、釩等過渡金屬氧化物，石墨、活性炭或メンフエ-ズピツチ碳纖維等碳類材料。作為粘結(jié)劑，可以使用聚偏二氟乙烯等氟樹脂或其它熱塑性樹脂、具有橡膠彈性的聚合物等有機(jī)物。
另外，在正極-固體電解質(zhì)和/或負(fù)極-固體電解質(zhì)的界面形成的纖維層是作為用于提高各電極與固體電解質(zhì)間接觸性的緩沖層。關(guān)于固體之間的接觸，由于不能充分獲得有效接觸面積，因此固體界面成為大的電阻層。因此，以在界面擴(kuò)大接觸面積為目的插入微細(xì)碳纖維層，可以抑制這種電阻。該碳纖維層可以通過在PC(碳酸亞丙基酯，Propylene carbonate)等有機(jī)液體中分散碳纖維，涂覆于電極上，使之干燥得到。也可以通過印刷分散后的物質(zhì)得到。而且，也可以按照抄紙的要領(lǐng)制成片狀貼付在電極上。這時，如果片狀材料內(nèi)存在與面垂直的纖維，由于與電極或電解質(zhì)的接觸性變得良好，因而更優(yōu)選。纖維層薄的場合，由于電荷移動電阻小，碳纖維層的厚度優(yōu)選為20μm以下，更優(yōu)選10μm以下。另外，通過使該碳纖維層浸漬現(xiàn)有鋰離子二次電池使用的有機(jī)電解液，可以大幅度抑制界面的接觸電阻。
同時接觸強(qiáng)度也提高，由于能夠抑制電池充放電時電極的體積變化，或者溫度引起的熱膨脹變化導(dǎo)致剝離或裂縫的發(fā)生，因此能夠?qū)崿F(xiàn)高性能、長壽命的鋰離子二次電池。
這里，碳纖維可以使用采用電弧法、激光燒蝕法或氣相成長法等制造的直徑0.5～1000nm的纖維狀碳，更優(yōu)選直徑為1.0～200nm。另外，作為構(gòu)成浸漬的有機(jī)電解液的溶質(zhì)，可以使用例如LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiI、LiAsF6、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3等鋰鹽作為電解質(zhì)。作為溶劑，可以在EC(碳酸亞乙基酯，Ethylene carbonate)、PC(碳酸亞丙基酯，Propylene carbonate)、BC(碳酸亞丁基酯，Butylene carbonate)、GBL(γ-丁內(nèi)酯，γ-Butyrolactone)等高沸點(diǎn)溶劑中適當(dāng)混合DME(1，2-二甲氧基乙烷，1，2-Dimethoxyethane)、MF(甲酸甲酯，Methyl formate)、MA(乙酸甲酯，Methyl acetate)、MP(丙酸甲酯，Methyl propionate)、DMC(碳酸二甲酯，Dimethylcarbonate)、EMC(碳酸甲乙酯，Ethyl methyl carbonate)、DEC(碳酸二乙酯，Diethyl carbonate)等低沸點(diǎn)溶劑后使用。
以下，結(jié)合具體的實(shí)施例說明本發(fā)明的鋰離子二次電池，同時結(jié)合比較例，闡明該實(shí)施例涉及的在固體電解質(zhì)與負(fù)極和正極間使用碳纖維的鋰離子二次電池優(yōu)異。另外，本發(fā)明并不限于下述實(shí)施例所示的鋰離子二次電池，在不改變其主旨的范圍內(nèi)，可以適當(dāng)進(jìn)行改變后實(shí)施。
實(shí)施例1(鋰離子傳導(dǎo)性玻璃陶瓷的制作)將P2O5、Al2O3、Li2CO3、SiO2、TiO2各種原料混合后熔融，使Li1+x+yAlxTi2-xSiyP3-yO12(0≤x≤0.4，0≤y≤0.6)的晶體析出，用不銹鋼滾筒進(jìn)行壓延得到玻璃。使該玻璃結(jié)晶，得到所需鋰離子傳導(dǎo)性玻璃陶瓷(固體電解質(zhì))。析出的結(jié)晶相通過粉末X射線衍射法確認(rèn)LI1+x+yAlxTi2-xSiyP3-yO12為主結(jié)晶相。測定該得到的玻璃陶瓷的阻抗，結(jié)果25℃的室溫下的離子傳導(dǎo)率為1.4×10-3S·cm-1。
(正極的制作)用丙酮將作為正極材料(正極活性物質(zhì))的市售鈷酸鋰LiCoO2(平均粒徑5μm)、作為導(dǎo)電劑的乙炔黑、以及作為粘結(jié)劑的聚偏二氟乙烯按82∶10∶8的質(zhì)量比混合。通過流延將該混合物涂覆在厚度為10μm的鋁板，即正極集電體上，使厚度達(dá)到約80μm后，干燥，制成片狀的正極。
(負(fù)極的制作)用丙酮溶劑將作為負(fù)極材料(負(fù)極活性物質(zhì))的市售石墨粉末(平均粒徑10μm)、以及作為粘結(jié)劑的聚偏二氟乙烯按92∶8的質(zhì)量比混合。通過流延將該混合物涂覆在作為負(fù)極集電體的厚度10μm的銅板上，使厚度達(dá)到約50μm后，干燥，制成片狀的負(fù)極。
(有機(jī)電解液的配制)將EC(碳酸亞乙基酯，Ethylene carbonate)和DMC(碳酸二甲酯，Dimethyl carbonate)按50∶50的質(zhì)量比混合，在得到的溶劑中以1mol/L的濃度溶解LiBF4，配制成有機(jī)電解液。
(纖維層的制作)將直徑約150nm、長度約10μm的碳纖維超聲分散到PC(碳酸亞丙基酯，Propylene carbonate)中。將該碳纖維分散溶液分別涂覆在上述制作的正極和負(fù)極的活性物質(zhì)面上，真空干燥，形成厚度約10μm的纖維層。
(電池的組裝)切出鋰離子傳導(dǎo)性玻璃陶瓷，用#1500的磨粒對其兩面進(jìn)行磨削，實(shí)施網(wǎng)紋處理。用形成了上述纖維層的正極和負(fù)極夾持上述鋰離子傳導(dǎo)性玻璃陶瓷，使網(wǎng)紋處理后的面與正極或負(fù)極上涂覆的纖維層接觸，施加壓力使之接合。將其在上述配制的有機(jī)電解液中浸漬10分鐘，使碳纖維層浸漬電解液，組裝成圖1所示結(jié)構(gòu)的鋰離子二次電池。在圖1中，1為正極集電體，2為正極，3為纖維層，4為固體電解質(zhì)，5為負(fù)極，6為負(fù)極集電體。在正極和負(fù)極的集電體1.6上安裝導(dǎo)線，在30℃下以定電流進(jìn)行充放電循環(huán)試驗(yàn)。充放電循環(huán)試驗(yàn)中充電終止電壓為4.2V，放電終止電壓為3.0V，充放電電流密度為1mA/cm2，測定放電容量的循環(huán)特性。
比較例1除了不形成纖維層以外，與實(shí)施例1同樣組裝鋰離子二次電池，在與實(shí)施例1同樣的條件下進(jìn)行充放電循環(huán)試驗(yàn)。
實(shí)施例1和比較例1的第1、50、300次循環(huán)的放電容量如表1所示。
表1實(shí)施例1和比較例1的第1、50、300次循環(huán)的放電容量如表1所示。

如表1所示，本實(shí)施例1的鋰離子二次電池與不具有纖維層的比較例1的鋰離子二次電池相比，容量明顯大。而且隨著充放電的循環(huán)劣化也少，具有優(yōu)良的電池性能。
實(shí)施例2(含有鋰離子傳導(dǎo)性玻璃陶瓷的復(fù)合電解質(zhì)的制作)將粉碎的玻璃陶瓷粉末和添加了Li(CF3SO2)2N的聚氧化乙烯混合，壓延，進(jìn)行真空干燥，得到厚度30μm的復(fù)合電解質(zhì)(固體電解質(zhì))。測定該得到的復(fù)合電解質(zhì)的阻抗，結(jié)果25℃的室溫下的離子傳導(dǎo)率為1.6×10-4S·cm-1。
(正極和負(fù)極的制作，以及有機(jī)電解液的配制)與實(shí)施例1同樣，制作正極和負(fù)極，并配制有機(jī)電解液。
(纖維層的制作)與實(shí)施例1同樣，在正極和負(fù)極的活性物質(zhì)面分別形成纖維層。
(電池的組裝)切出上述復(fù)合電解質(zhì)，用形成了上述纖維層的正極和負(fù)極夾持上述復(fù)合電解質(zhì)，使之形成正極/纖維層/復(fù)合電解質(zhì)/纖維層/負(fù)極，用雙輥層壓機(jī)接合，在與實(shí)施例1同樣配制的有機(jī)電解液中浸漬10分鐘，使碳纖維層浸漬電解液，制作成圖1所示結(jié)構(gòu)的電池。在正極和負(fù)極的集電體上安裝導(dǎo)線，在30℃下以定電流進(jìn)行充放電循環(huán)試驗(yàn)。該試驗(yàn)中，充電終止電壓為4.2V，放電終止電壓為3.0V，充放電電流密度為1mA/cm2，測定電池的放電容量。
比較例2除了不形成纖維層以外，與實(shí)施例2同樣組裝鋰離子二次電池，在與實(shí)施例2同樣的條件下進(jìn)行充放電循環(huán)試驗(yàn)。
對于實(shí)施例2和比較例2的鋰離子二次電池，第1、50、300次循環(huán)的放電容量如表2所示。另外，伴隨各鋰離子二次電池的充放電循環(huán)的放電容量變化如圖2所示。
表2


如表2和圖2所示，本實(shí)施例2的鋰離子二次電池與沒有形成纖維層的比較例2的鋰離子二次電池相比，容量明顯大。而且隨著充放電的循環(huán)劣化也少，具有優(yōu)良的電池性能。
實(shí)施例3與實(shí)施例2同樣組裝鋰離子二次電池，在相同條件下改變溫度進(jìn)行充放電循環(huán)試驗(yàn)。試驗(yàn)溫度在-20℃、0℃、60℃、80℃各種溫度下進(jìn)行。
比較例3與比較例2同樣組裝沒有形成纖維層的鋰離子二次電池，在與實(shí)施例3同樣的條件下改變溫度進(jìn)行充放電循環(huán)試驗(yàn)。
對于實(shí)施例3和比較例3的鋰離子二次電池，各溫度下的第1、50、300次循環(huán)的放電容量如表3所示。
表3


如表3所示，本實(shí)施例3的鋰離子二次電池在-20℃至80℃的非常寬的溫度范圍內(nèi)，與沒有形成纖維層的比較例3的鋰離子二次電池相比，容量大。而且隨著充放電的循環(huán)劣化也少，具有優(yōu)良的電池性能。
實(shí)施例4與實(shí)施例2同樣組裝鋰離子二次電池，在相同條件下改變充放電率進(jìn)行充放電循環(huán)試驗(yàn)。進(jìn)行試驗(yàn)的充放電電流密度與實(shí)施例2相比以3倍的3mA/cm2進(jìn)行。
比較例4與比較例2同樣組裝沒有形成纖維層的鋰離子二次電池，在與實(shí)施例4同樣的條件下改變充放電率進(jìn)行充放電循環(huán)試驗(yàn)。
對于實(shí)施例4和比較例4的鋰離子二次電池，第1、50、300次循環(huán)的放電容量如表4所示。
表4


如表4所示，本實(shí)施例4的電池與沒有形成纖維層的比較例4相比，容量大。而且隨著充放電的循環(huán)劣化也少，即使在快速充放電中也具有優(yōu)良的電池性能。
發(fā)明效果如上所述，本發(fā)明的鋰離子二次電池能夠在界面得到良好的電化學(xué)接合，結(jié)果輸出功率、容量高，充放電循環(huán)特性也顯著提高。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子二次電池，其特征在于，在具備正極、負(fù)極和固體電解質(zhì)的鋰離子二次電池中，在固體電解質(zhì)-正極的界面、和/或固體電解質(zhì)-負(fù)極的界面形成纖維層。
2.如權(quán)利要求1所述的鋰離子二次電池，其特征在于，該正極不直接與固體電解質(zhì)接觸，而是通過該纖維層進(jìn)行設(shè)置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鋰離子二次電池，其特征在于，該負(fù)極不直接與固體電解質(zhì)接觸，而是通過該纖維層進(jìn)行設(shè)置。
4.如權(quán)利要求1至3中任意一項所述的鋰離子二次電池，其特征在于，該纖維層中浸漬了有機(jī)液體。
5.如權(quán)利要求1至4中任意一項所述的鋰離子二次電池，其特征在于，該纖維層由直徑0.5～1000nm的碳纖維構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1至5中任意一項所述的鋰離子二次電池，其特征在于，該固體電解質(zhì)的表面實(shí)施網(wǎng)紋加工，該網(wǎng)紋加工后的表面與該纖維層接觸。
7.如權(quán)利要求1至6中任意一項所述的鋰離子二次電池，其特征在于，該固體電解質(zhì)含有具有鋰離子傳導(dǎo)性的晶體或玻璃。
8.如權(quán)利要求7所述的鋰離子二次電池，其特征在于，該固體電解質(zhì)是鋰離子傳導(dǎo)性玻璃陶瓷。
9.如權(quán)利要求7所述的鋰離子二次電池，其特征在于，該固體電解質(zhì)是鋰離子傳導(dǎo)性玻璃陶瓷和高分子的復(fù)合電解質(zhì)。
10.如權(quán)利要求7至9中任意一項所述的鋰離子二次電池，其特征在于，該固體電解質(zhì)的厚度為300μm以下，離子傳導(dǎo)率為10-5S·cm-1以上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具備正極、負(fù)極和固體電解質(zhì)，由于界面電阻小，因而電池容量高，且充放電循環(huán)特性良好，能夠長期穩(wěn)定使用的鋰離子二次電池。上述鋰離子二次電池是在固體電解質(zhì)－正極的界面和/或固體電解質(zhì)－負(fù)極的界面形成微細(xì)纖維構(gòu)成的緩沖層得到的鋰離子二次電池。該正極不直接與固體電解質(zhì)接觸，而是通過該纖維層進(jìn)行設(shè)置，該負(fù)極不直接與固體電解質(zhì)接觸，而是通過該纖維層進(jìn)行設(shè)置。該緩沖層由直徑0.5—1000nm的碳纖維構(gòu)成，并浸漬了有機(jī)液體。該固體電解質(zhì)的表面實(shí)施網(wǎng)紋加工，該網(wǎng)紋加工后的表面與該緩沖層接觸。該固體電解質(zhì)是鋰離子傳導(dǎo)性玻璃陶瓷。
文檔編號H01M2/16GK1463051SQ0313789
公開日2003年12月24日 申請日期2003年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月30日
發(fā)明者印田靖, 大原和夫, 內(nèi)山哲夫, 遠(yuǎn)藤守信 申請人:株式會社小原