【誤訳訂正書】
【提出日】平成17年3月28日(2005.3.28)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【書類名】          明細書
【発明の名称】      再充電可能なリチウム電池の複合ポリマー電解質
【特許請求の範囲】
【請求項１】  多数の孔と二つの主要面とを有する、第１ポリマーからなる不活性の第１積層体層と、前記二つの主要面の少なくとも一方に付着された第２ポリマーからなる、接着性、多孔性、連続性、固体状の第２層とを有し、該固体状の第２層が解離性リチウムイオンを有する第１リチウム化合物を含む、再充電可能なリチウム電池のための複合電解質であって、
前記第１リチウム化合物を含む固体状の第２層が前記不活性の第１積層体層の前記多数の孔の一部を、解離性リチウムイオンを有する第２リチウム化合物を含む有機液体を含浸させるのに十分な多孔性が保持される程度に部分的に充填しており、それによって、未充填の孔を備えた第２の部分を有する少なくとも２層のポリマー層からなる複合ポリマー構造が形成されており、該複合ポリマー構造の未充填の孔に、前記解離性リチウムイオンを有する第２リチウム化合物を含む有機液体が含浸されていることを特徴とする再充電可能なリチウム電池のための複合電解質。
【請求項２】  前記第１ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、およびポリアルケンの配合混合物からなる群から選ばれることを特徴とする請求項１記載の再充電可能なリチウム電池のための複合電解質。
【請求項３】  前記第１ポリマーからなる不活性の第１積層体層が、前記第１ポリマーの単層または多層からなることを特徴とする請求項２記載の再充電可能なリチウム電池のための複合電解質。
【請求項４】  前記第２ポリマーが、ポリエチレンオキシド、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、およびポリビニリデンフルオリドからなる群から選ばれることを特徴とする請求項１または２または３記載の再充電可能なリチウム電池のための複合電解質。
【請求項５】  前記解離性リチウムイオンを有する第１リチウム化合物が、リチウムトリフレート、リチウムボロヘキサフルオリド、リチウムホスホヘキサフルオリド、リチウムアーセノフルオリド、およびリチウムペルクロレートからなる群から選ばれることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の再充電可能なリチウム電池のための複合電解質。
【請求項６】  前記有機液体中に溶解された、前記解離性リチウムイオンを有する第２リチウム化合物が、リチウムトリフレート、リチウムボロヘキサフルオリド、リチウムホスホヘキサフルオリド、リチウムアーセノフルオリド、およびリチウムペルクロレートからなる群から選ばれることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の再充電可能なリチウム電池のための複合電解質。
【請求項７】  前記第１リチウム化合物が前記第２リチウム化合物と同一であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の再充電可能なリチウム電池のための複合電解質。
【請求項８】  前記第１リチウム化合物が前記第２リチウム化合物と異なることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の再充電可能なリチウム電池のための複合電解質。
【請求項９】  前記有機液体が、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、メチル・エチルカーボネート、プロピレンカーボネート、およびそれらの混合物からなる群から選ばれることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の再充電可能なリチウム電池のための複合電解質。
【請求項１０】  前記固体状の第２層が、電気泳動法、蒸着法、前記第２ポリマーの懸濁液のコーティング法、および前記第２ポリマーの乳濁液中に前記不活性の第１積層体層を浸漬する方法からなる群から選ばれる方法により、前記第１リチウム化合物を含む固体状の第２ポリマーが前記第１積層体層の前記多数の孔の一部を、前記解離性リチウムイオンを有する第２リチウム化合物を含む有機液体を含浸させるのに十分な多孔性が保持される程度に部分的に充填する態様で、前記第１積層体層の主要面のうちの少なくとも一方に付着されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載の再充電可能なリチウム電池のための複合電解質。
【請求項１１】  前記複合ポリマー構造が３層から形成され、そのうちの第３層が、前記第１積層体層の主要面のうちの他方に付着された、前記第２ポリマーからなる、接着性、多孔性、連続性、固体状のもう１つの層であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項記載の再充電可能なリチウム電池のための複合電解質。
【請求項１２】  正電極と、負電極と、複合電解質とを有してなり、該複合電解質が、多数の孔と二つの主要面とを有する、第１ポリマーからなる不活性の第１積層体層と、前記二つの主要面の少なくとも一方に付着された第２ポリマーからなる、接着性、多孔性、連続性、固体状の第２層とを有し、該固体状の第２層が解離性リチウムイオンを有する第１リチウム化合物を含む、再充電可能なリチウム電池であって、
前記第１リチウム化合物を含む固体状の第２層が前記不活性の第１積層体層の前記多数の孔の一部を、解離性リチウムイオンを有する第２リチウム化合物を含む有機液体を含浸させるのに十分な多孔性が保持される程度に部分的に充填しており、それによって、未充填の孔を備えた第２の部分を有する少なくとも２層のポリマー層からなる複合ポリマー構造が形成されており、該複合ポリマー構造の未充填の孔に、前記解離性リチウムイオンを有する第２リチウム化合物を含む有機液体が含浸されていることを特徴とする再充電可能なリチウム電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本出願は１９９８年４月２０日付けで出願された米国仮特許出願第６０／０８２，３４１の優先権を主張して出願されたものである。
【０００２】
発明の属する技術分野
本発明は電気化学セルまたは電気化学電池に関し、特に再充電可能なリチウム電池に関するものである。
【０００３】
発明の背景
ほとんどの電気化学電池は、負電極と、正電極と、電気化学電池のイオンの電気的活性種の通路となる電解質とを有する。この電解質は、固体または液体または両者の複合物である。通常、電極は、イオンの電気的活性種の移動は許容するが電子は移動させない或る形式のセパレータや固体電解質により、直接接触することを阻止されている。電気化学セルまたは電気化学電池は通常、電池から発生する電気エネルギーを利用するために外部の電気回路に接続できる集電体を備えている。再充電可能な電気化学セルや電気化学電池の場合、同じ集電体が電池やセルの再充電に役立っている。
【０００４】
最近の１０年間またはそれ以上前から、電気エネルギーを発生させるためのリチウム電池が開発されてきた。再充電可能なリチウム電池は円筒形またはボタン状であり、このような型式のリチウム電池はしばしば非水性液体電解質を有する。さらに最近では薄板状の再充電可能なリチウム電池が開発されているが、これは従来設計の電子装置のみでなく、単位容積または単位重量当たりの電子密度の高い電子装置に使用するに適している。再充電可能な薄板状のリチウム電池やセルは、しばしば、アノードアクティブ（anode active）物質として、リチウム箔やリチウム合金、またはリチウムイオンを可逆的に挿入することができる物質を使用している。再充電可能なリチウム電池のカソードは通常、ポジティブアクティブ（positive active ）材料として遷移金属カルコゲニドやその同等物を含んでいる。再充電可能な薄板状のリチウム電池の電解質は、リチウムイオンを含む固体電解質積層体、または電気的に活性な成分すなわち解離可能なリチウムイオンを有する化合物を含む非水性溶液が分散されたセパレータシートから構成し得る。リチウム電池のセパレータは、多孔性または微小孔性の不活性ポリマー層またはシートで作られ、次にこれに対し、溶解されたリチウム塩や類似の物質を含む液状電解質が含浸される。固体電解質としてまたは液状電解質のためのホストとしてのポリマーシートは、高電流密度を発生させるために単位面積当たり十分に高濃度の移動性電気活性種を供給することができるのみでなく、電極間に効果的な障壁を築くために耐久性を有し且つ強靭であることを必要とする。適当な電解質を開発することは、薄膜状の再充電可能なリチウム電池生産技術にとって非常に重要なことである。
【０００５】
従来の固体ポリマー電解質組成物は、その構造中に解離性リチウムイオンを持った化合物を含んでいる。ポリマーマトリックスの中の電気活性種の移動度は、リチウム電池作動温度等によって変わるのみでなく、不安定なリチウムイオンを有するリチウム化合物の性質によっても変わる。解離性リチウムイオンを含む化合物を組み入れることができるポリマーの機械的強度は劣弱なことが多く、また電池の温度が通常の作動温度を超えて上昇すると電極材料により劣化することもある。機械的強度が欠如している場合、固体ポリマー電解質の厚さを相当厚くする必要が生じ、このことはリチウム電池の単位容積当たりのエネルギー密度を減少させることになる。リチウムイオンを導通させる固体ポリマー電解質のイオン抵抗は通常１０−４乃至１０−２Ｓ／ｃｍの範囲にある。
【０００６】
再充電可能な薄板状リチウム電池のためのハイブリッド電解質は、リチウム化合物の溶解のために有機溶剤やそれらの混合物を利用していることが多い。例えば１９９７年７月１日に発行された米国特許第５，６４３，６９５号（発明者：Barker等）に開示されているように、公知の溶剤や溶剤化合物の混合物がある。この米国特許を簡単に引用すると、リチウム電池のハイブリッド電解質は、電解質を分離状態に保持し、そしてリチウム電池が高電流密度を発生させることを可能にするためにその孔および微小孔の中に解離性リチウムイオンを多量に保持しておくための、不活性多孔性セパレータ層を有する。リチウム電池は負電極層、正電極層およびこれら両電極間の不活性の可塑化されたセパレータ層で組み立てることができる。１９９５年１０月１０日に発行された米国特許第５，４５６，０００号（発明者：Gozdz 等）に開示されているように、可塑剤は少なくともその一部分が電池のパッケージング前に有機リチウムイオン溶液に取り替え得る。異なる気孔率および融点を有するポリオレフィン膜の多層からなる不活性ポリマーセパレータが１９８７年３月１７日に発行された米国特許第４，６５０，７３０号（発明者：Lundquist 等）に開示されている。最もよく知られているセパレータシートは、不活性であること、換言すればセパレータ層のくぼみ内に保持されている有機溶液の電気活性成分のみが電池の反応に役立つことに注目されたい。セパレータシートの孔密度が高いと、電気活性種の量が多くなるが、機械的強度が弱くなり、したがってハイブリッド電解質の耐久性が低下する。
【０００７】
ごく最近、有機重合性組成物の不活性ゲルが含浸および/または被覆されたセパレータを用いた、再充電可能リチウム電池に使用する複合ハイブリッド電解質に関する記述がある。このような多層ポリマーシステムが、それぞれ１９９７年１０月２８日、１９９７年１１月１８日、１９９８年２月１０日に発行された米国特許第５，６８１，３５７号（発明者：Eschbach等）、米国特許第５，６８８，２９３号（発明者：Oliver等）、米国特許第５，７１６，４２１号（発明者：Pendalwar 等）に開示されている。リチウム電池に使用するこれら多層ポリマー系においては、不活性多孔性ポリマーセパレータはポリオレフィン層であり、重合性ゲルはポリビニリデンフルオリド（ＰＶＤＦ）または化学的に同等なポリマーまたはコポリマーである。上記特許公報に記載されているゲル化化合物は、多孔性ポリオレフィン層により支持され、且つ後で加えられるリチウムイオン含有有機溶液の不活性吸収剤として作用するよう意図されている。米国特許第５，６８１，３５７号（発明者：Eschbach等）、米国特許第５，６８８，２９３号（発明者：Oliver等）、米国特許第５，７１６，４２１号（発明者：Pendalwar 等）に教示されている方法において、パッケージに対して熱と圧力が加えられることにより、パッケージングされ密閉された電池内でゲル化化合物が硬化され且つ重合され、かくして電極も複合セパレータに接着する。上記の方法により作られるリチウム電池のゲル化化合物を固化するのに必要な熱処理と圧力処理は、このようにして作られたリチウム電池のパッケージを損傷させ、これによりパッケージが湿気および類似の大気による損傷をさらに受け易くなる。その上、パッケージング作業と密封作業に続く電池部品の硬化作業は、望ましくないガス、およびリチウム電池の満足な動作に有害な類似の化合物を発生させる可能性がある。また、ゲル化化合物を含むこれらの多成分ポリマー電解質システムにおいては、一種類の電気活性種のみが存在し、それは電気化学電池の組み立てに続いて多成分電解質に加えられるものであることに留意されたい。
【０００８】
電解質層の厚さを不当に増大させることなく、高いイオン伝導性を備えると共に機械的一体性および機械的強度が向上した、薄板状再充電可能リチウム電池に使用するための電解質システムが必要とされている。
【０００９】
発明の概要
二つの主要面のうちの少なくとも一方に、第２ポリマーからなる微小孔性または多孔性の層または被覆を有する不活性の多孔性または微小孔性第１ポリマー積層体層を有してなる、薄板状再充電可能リチウム電池に使用する新規な複合電解質が発見された。上記第２ポリマー層は、解離性リチウムイオンを有するリチウム化合物を含み且つ少なくとも二つのポリマー層が複合構造体を形成している。上記第１ポリマー層の孔または微小孔の一部が、複合構造体の中でリチウム化合物を含む第２ポリマーで満たされている。上記複合多孔性構造体はその後にリチウム塩を含む非水性有機液が含浸される。
【００１０】
上記複合電解質は、再充電可能なリチウム電池の負電極と正電極との間に配置され、それにより、適当な集電体と共にパッケージングすることができる薄板状の再充電可能なリチウム電池が形成される。
【００１１】
好ましい実施の形態
再充電可能なリチウム電池が作動中に発生し得る電流密度は、電解質内の電気的に活性な化学種の移動度と、電解質内の単位面積当たりの解離性リチウムイオンの濃度とに大きく依存している。有機溶液中のリチウムイオンの移動度は、所定の温度において、固体物質に溶解または含有されているリチウムイオンの移動度よりも高い。薄板状の再充電可能なリチウム電池は、密封性に多少の問題があり、運送中に僅かに損傷して、少量のリチウム含有液が偶然洩れるかもしれない可撓性のポリマー包装材料でパッケージングされることが多い。したがって、リチウム含有有機溶液の量は、セパレータ積層体がその孔やくぼみに容易に収容できる量と、その表面に吸着される量に制限されるのが普通である。従来のリチウム電池においては、機械的強度を与えるためのみでなく、溶解された電気的に活性な物質の十分な量を孔内に収容するため、厚さ２０〜７０μｍの多孔性または微小孔性のセパレータ積層体を使用するのが普通である。リチウムを含む固体ポリマー電解質積層体では、セパレータ積層体が保持することができる有機溶液中のリチウムイオンの量に比較して、単位面積当たりの解離性リチウムイオンの全濃度が高いが、固体ポリマー電解質積層体は機械的強度が低いことが多く、且つ前述したように電池の電極を互いに恒久的に隔離するため厚さを十分厚くする必要があり、そのため電解質層のイオン抵抗を増大させる結果になる。多孔性または微小孔性のセパレータ積層体を、ポリマーセパレータ積層体の少なくとも片面上の解離性リチウムイオンを含むポリマー層またはコーティングと組み合わせ、次いでこの複合電解質層にリチウム塩を含む有機溶液を含浸させることにより、電解質の厚さを増加せずに電解質層中の解離性リチウムイオンの量を増加させることができ、同時に望ましい機械的強度と一体性とを得ることが可能なことを発見した。
【００１２】
ポリマーコーティングまたはポリマー層は、多孔性ポリマーセパレータ層の一方の主要面または両主要面に付着させることができる。多孔性または微小孔性のセパレータ積層体は、従来の再充電可能なリチウム電池にしばしば使用されている、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアルカンの混合物、または類似の不活性有機ポリマーのようなポリアルカン系の物質とし得る。「セパレータ積層体」と言う言葉は、液体や半液体によって対向面が互いに連通されるのを可能とする孔や溝を有する、シート状の、不活性すなわちリチウム電池部品と化学的に相互作用しない比較的薄い物質を指すものと理解される。多孔性または微小孔性のセパレータ積層体はまた、多層構造とし得る。このセパレータ積層体は、解離性リチウムイオンを有する化合物を含む別の多孔性有機ポリマー層によって公知の方法で被覆されている。このような有機ポリマーはしばしば固体ポリマー電解質と称される。付着された被覆は表面に被着しているばかりでなく、セパレータの一部の孔に部分的に入り込んでいてもよいが、しかしながら、両面や片面に多孔性リチウムイオン含有ポリマー被覆または層を有する不活性セパレータ積層体は、次いでリチウム塩を含む有機液を含浸させるための十分な多孔性を保持していることが特筆される。付着された多孔性ポリマー層はポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリビニリデンフルオリドまたはポリメチルメタクリレートからなってもよく、且つポリマーの中に溶解されたリチウム化合物は、リチウムトリフレート（ＬｉＣＦ３ＳＯ３）、リチウムボロヘキサフルオリド（ＬｉＢＦ６ ）、リチウムホスホヘキサフルオリド（ＬｉＰＦ６）、リチウムアーセノフルオリド（ＬｉＡｓＦ６）、リチウムペルクロレート （ＬｉＣｌ４ ）、または付着されたポリマー内で可溶で且つ解離可能なリチウムイオンを含む任意の公知のリチウム化合物であってもよい。
【００１３】
解離性リチウム化合物を含む多孔性ポリマーの被覆や層は、例えば多孔性セパレータ積層体の表面にポリマー懸濁液を付着させ且つリチウム化合物含有のポリマーが懸濁されていた媒体を取り除くことにより得られ得る。リチウムイオンを含む多孔性ポリマー被覆を得る別の方法として、電気泳動法、蒸着法、およびリチウム化合物を含むポリマーまたは比較的低沸点の他の非水性液体の乳濁液中にセパレータシートを浸漬する方法がある。乳化成分は乾燥や減圧排気により除去し得る。乳濁液または懸濁液はまた、多孔性または微小孔性のセパレータ積層体の表面に押出しまたは噴霧し得る。多孔性セパレータ積層体に付着する多孔性ポリマー層を得るためのどのような従来方法を使用することもできる。
【００１４】
リチウムイオン含有多孔性ポリマー層を接着した多孔性不活性ポリマーセパレータ積層体は、次に、リチウム塩が溶解された有機液を含浸させる。付着した多孔性ポリマー層中のリチウム塩は、有機液に溶解されたリチウム塩と異なってもよいが、類似のリチウム化合物を用いてもよい。多孔性ポリマー積層体に含浸させるのに従来から使用されている有機液に可溶ないかなるリチウム塩も使用でき、例としては、リチウムペルクロレート、リチウムホスホヘキサフルオリド、リチウムボロヘキサフルオリド、リチウムトリフレート、リチウムアーセノフルオリド、およびその化学的同等物が使用できる。リチウム塩を溶解するための有機液は、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチル・メチルカーボネート、および解離性リチウム含有化合物を溶解することができる類似の従来からある非水性溶剤系物質とすることができる。有機溶剤は上記の任意の例示物質の混合物でもよい。
【００１５】
次に、３要素複合電解質はリチウム電池の正電極と負電極の間に挿入される。通常このような電極は、リチウムイオンを可逆的に挿入することができるリチウム電極活物質を含有するか、あるいはリチウムまたはリチウム合金箔を含有してもよい。各電池電極の片面は通常、正集電体および負集電体とそれぞれ接触している。組み立てられたリチウム電池またはセルの断面が図１ａに概略的に示されており、この図で１０は電池を表し、１２は多孔性セパレータ積層体であり、１４は、セパレータ積層体に被着した、解離性リチウム合金含有ポリマーの付着多孔性層である。二重層構造１２、１４は、リチウム塩含有有機液が含浸されて、孔および微小孔が満たされ、結合された層構造の表面に符号１６、１６’で示された薄い膜が形成される。複合電解質が符号２２で示されている。１８、１８’はリチウム電池の電極層であり、２０、２０’はそれぞれの集電体である。組み立てられたリチウム電池は、その後で、可撓性のポリマーシートでパッケージングされ、且つ通常の方法で密封されて、リチウム電池が機械的損傷と大気による腐食から防護される。
【００１６】
図１ｂは、多孔性セパレータ積層体１２の各面が解離性リチウム合金を含有する多孔性ポリマー層１４、１４’を有する別の実施の形態を示す。図１ａと同一の符号は同一の要素を表す。
【００１７】
さらに別の実施の形態においては、多孔性セパレータ積層体と接着性解離性リチウム化合物含有多孔性ポリマー層とで作られた複合構造が、まず再充電可能なリチウム電池の正極と負極の間に挿入され、次に、このセパレータ積層体は接着性多孔性リチウム化合物含有固体ポリマー電解質と共に通常の方法でリチウム塩含有有機溶液を含浸させる。このようにして得られたリチウム電池は次にパッケージングされ且つ密封される。かくして本発明の複合ポリマー層は、リチウム電池の組み立て前か、または電極を複合電解質構造に接触させた後に、とにかく電池のパッケージングおよび密封作業前に、リチウムイオン含有有機溶液が含浸される。
【００１８】
具体例  １
５重量％のアセチレンブラックと５重量％のポリビニリデンフルオリド（ＰＶＤＦ）がバインダーとして混合された粒度２０μｍのリチウム・コバルト酸化物から作成された正電極層を有する再充電可能なリチウム電池を組み立てた。このリチウム電池の負電極層は、粒度１５μｍのグラファイトに５重量％のＰＶＤＦをバインダーとして混合して作成した。「セルガード（Celgard)2300」の名称で市販されている微小孔構造のポリエチレンとポリプロピレンの多層ポリマー積層体からなる電解質を、リチウムホスホヘキサフルオリド（ＬｉＰＦ６ ）を５〜８重量％の範囲内で含有する超顕微鏡的ポリエチレンオキシド粒子の懸濁液の中に浸漬した。ポリエチレンオキシドをアセトンとｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）の１：１混合液に懸濁し、得られた懸濁液は３０重量％の固体を含有していた。ポリマー積層体上の懸濁被膜を乾燥した。乾燥されたポリエチレンオキシド層は「セルガード（Celgard)2300」の層における孔の１５％を満たした。得られた複合ポリマー層構造をＬｉＣｏＯ２ 正電極とグラファイト負電極との間に配置し、その後、１モル濃度のＬｉＰＦ６ を含むエチレンカホーボネート・ジメチルカーボネート溶液を含浸させた。得られたリチウム電池をパッケージングし、密封した。リチウム電池の活性部分の表面積は６００cm２ であった。
【００１９】
このリチウム電池は、４．２ボルトと３．０ボルトとの間で４００mAで充電、４００mAで放電が繰り返された。リチウム電池の電流４００mAでの電圧降下は４０mvと測定され、電解質の抵抗値が６０ohm.cmと計算された。リチウム電池の容量は５０サイクルの充放電後に僅かに減少し３２００mA/hであった。
【００２０】
具体例  ２
リチウム電池を具体例１に記載された正電極と負電極をもって作成した。電解質は「セルガード（Celgard)2500」の名称で市販されている微小孔構造のポリプロピレン層で構成した。このポリプロピレン層を、アセトンとＮＭＰの１：１混合物中に１重量％のＰＶＤＦの超顕微鏡的粒子を含む有機液中に浸漬した。ポリプロピレンを懸濁液から引き上げ、溶剤を蒸発させて連続状の被膜を得た。ＰＶＤＦは８〜１０重量％のＬｉＰＦ６ を含んでいた。「セルガード（Celgard)2500」の浸漬を６回繰り返し、それによって、ＬｉＰＦ６ を含んだＰＶＤＦの層を生成した。「セルガード（Celgard)2500」の孔の約３５％にＬｉＰＦ６ を含むＰＶＤＦ層が入り込んだ。得られた複合ポリマー構造体をＬｉＣｏＯ２電極とグラファイト負電極の間に配置し、その後、１モル濃度のＬｉＰＦ６ を含むエチレンカホーボネート・メチル・エチルカーボネート溶液を含浸させた。得られたリチウム電池をパッケージングし、密封した。リチウム電池の活性部分の表面積は６００cm２ であった。
【００２１】
リチウム電池は、４．２ボルトと２．７５ボルトとの間で４００mAで充電、４００mAで放電が繰り返された。リチウム電池の電流４００mAでの電圧降下は６３mvと測定され、かくして電解質の抵抗値が９４．５ohm.cmと計算された。リチウム電池の容量は６０サイクルの充放電後に僅かに減少し３１５０mA/hであった。
【００２２】
具体例  ３
リチウム電池を具体例１に記載された正電極と負電極をもって作成したが、リチウム電池の電極に使用したバインダーは５重量％のＰＴＦＥであった。電解質は「セルガード（Celgard)2500」の名称で市販されている微小孔構造のポリプロピレン層で作成した。このポリプロピレン層の両側をドクターブレード法で被覆し、次にアセトンとＮＭＰの１：１混合物を含む有機液中の超顕微鏡的ＰＴＦＥ懸濁液の中に浸漬した。ＰＴＦＥは６重量％のＬｉＰＦ６を含んでいた。懸濁液の固体含有量は２０重量％であった。続いてＰＴＦＥ被膜を乾燥した。「セルガード（Celgard)2500」の孔の２０％にＬｉＰＦ６含有ＰＴＦＥ層が入り込んでいた。このポリマー構造体に１モル濃度のＬｉＰＦ６ を含むエチレンカホーボネート・メチル・エチルカーボネート溶液を含浸させ、その後、具体例１に記載されているようにＬｉＣｏＯ２ 正電極とグラファイト負電極との間に配置した。得られたリチウム電池をパッケージングし、密封した。リチウム電池の活性部分の表面積は６００cm２であった。
【００２３】
リチウム電池は４．２ボルトと２．９５ボルトの間で４００mAで充電、４００mAで放電が繰り返された。リチウム電池の電流４００mAでの電圧降下は５５mvと測定され、かくして電解質の抵抗値が８２．５ohm.cmと計算された。リチウム電池の容量は５０サイクルの充放電の後に僅かに減少し３１８０mA/hであった。
【００２４】
本発明により組み立てられた上述のリチウム電池におけるリチウム塩はリチウムホスホヘキサフルオリドであったが、その他のリチウム化合物、例えば、リチウムペルクロレート、リチウムアーセノフルオリド、リチウムトリフレート、リチウムボロヘキサフルオリドや有機物質中に可溶なその他のリチウム塩も、使用しようと思えば同様に使用できるものであった。
【００２５】
本発明の複合電解質の独特の効果は、使用される解離可能なリチウム化合物含有固体ポリマー層の厚さを、それが単独で使用される場合の機械的強度上必要な厚さよりも薄くできることである。もう一つの効果は、多孔性または微小孔性の不活性セパレータ積層体が固体ポリマー電解質層の支持体となるばかりでなく、その孔にリチウムイオンを含む溶液を収容し且つその溶液によりその表面が濡らされ、その結果、リチウム電池内でのイオン伝導に利用できるリチウムイオンの数を増大させることである。このようにして、電解質層の厚さを顕著に増大させずにリチウム電池の提供できる電流を実質的に増大できると共に、機械的強度が改善される。さらに、リチウム電池パッケージ内に存在するリチウム化合物含有液の量を増大させなくても、複合電解質に得られる解離可能なリチウムイオンの全量を増加させることができる。
【００２６】
以上、本発明の好適な実施の形態を参照して説明したが、当業者が容易に理解できるように、本発明の思想および範囲から逸脱することなく修正および変更を実施することができる。このような修正および変更は、本発明および特許請求の範囲に入るものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１ａ，１ｂは本発明の複合電解質を有するリチウム電池の概略的断面図
【符号の説明】
１０    電池
１２    多孔性セパレータ積層体
１４，１４’    多孔性セパレータ層
１６，１６’    薄い膜
１８，１８’    電極層
２０，２０’    集電体
２２    複合電解質