JP2000011995A - 二次電池用正極板とその製造方法 - Google Patents
二次電池用正極板とその製造方法Info
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 可撓性に富み、集電体との結着性も優れ、高
容量で充放電サイクル寿命特性を備えたＬｉイオン二次
電池の製造を可能にする正極板とその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 正極活物質と結着剤と導電材とを必須成
分とする合剤層２が集電体１に担持されている二次電池
用正極板において、合剤層２の結着力と電子伝導性がそ
の厚み方向で異なっており、集電体１と接触する合剤層
の基層部２ａは結着力が最大である薄層で形成され、合
剤層の表層部２ｂは電子導電性が最大である薄層で形成
されている。
容量で充放電サイクル寿命特性を備えたＬｉイオン二次
電池の製造を可能にする正極板とその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 正極活物質と結着剤と導電材とを必須成
分とする合剤層２が集電体１に担持されている二次電池
用正極板において、合剤層２の結着力と電子伝導性がそ
の厚み方向で異なっており、集電体１と接触する合剤層
の基層部２ａは結着力が最大である薄層で形成され、合
剤層の表層部２ｂは電子導電性が最大である薄層で形成
されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は二次電池用正極板と
その製造方法に関し、更に詳しくは、それを組み込んだ
二次電池は高容量であり、また充放電サイクル寿命特性
も向上する二次電池用正極板とそれを製造する方法に関
する。
その製造方法に関し、更に詳しくは、それを組み込んだ
二次電池は高容量であり、また充放電サイクル寿命特性
も向上する二次電池用正極板とそれを製造する方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ノートパソコンや携帯電話などの
各種電子機器の急速な普及に伴い、それらの駆動電源で
ある二次電池に対しては、軽量・小型化は勿論のこと、
高容量化・長寿命化という要求が強まっている。このよ
うな要求に応えるべく、最近では、ニッケル・カドミウ
ム二次電池やニッケル・水素二次電池のようなアルカリ
二次電池に代わって、超電力も高く、またエネルギー密
度も高いＬｉイオン二次電池の開発研究が進められ、一
部は既に実用化の段階に入っている。
各種電子機器の急速な普及に伴い、それらの駆動電源で
ある二次電池に対しては、軽量・小型化は勿論のこと、
高容量化・長寿命化という要求が強まっている。このよ
うな要求に応えるべく、最近では、ニッケル・カドミウ
ム二次電池やニッケル・水素二次電池のようなアルカリ
二次電池に代わって、超電力も高く、またエネルギー密
度も高いＬｉイオン二次電池の開発研究が進められ、一
部は既に実用化の段階に入っている。
【０００３】このＬｉイオン二次電池は、一般に、後述
する正極板と同じく後述する負極板の間に電気絶縁性と
保液性を有するセパレータを介装して成る電極群を、負
極端子も兼ねる電池缶の中に非水電解液と一緒に収容
し、前記電池缶の開口部を、正極端子を備えた封口板で
絶縁性のガスケットを介して密閉した構造になってい
る。
する正極板と同じく後述する負極板の間に電気絶縁性と
保液性を有するセパレータを介装して成る電極群を、負
極端子も兼ねる電池缶の中に非水電解液と一緒に収容
し、前記電池缶の開口部を、正極端子を備えた封口板で
絶縁性のガスケットを介して密閉した構造になってい
る。
【０００４】ここで、正極板は概ね次のようにして製造
されている。
されている。
【０００５】まず、１−メチル−２−ピロリドンのよう
な非水溶媒に、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）に代
表される結着剤の所定量を溶解して結着剤溶液を調製す
る。ついで、この結着剤溶液に、正極活物質として機能
する例えばＬｉＣｏＯ2粉末の所定量と導電材として機
能するカーボンブラックや黒鉛粉末の所定量を投入した
のち全体を攪拌して所定組成の合剤ペーストを調製す
る。
な非水溶媒に、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）に代
表される結着剤の所定量を溶解して結着剤溶液を調製す
る。ついで、この結着剤溶液に、正極活物質として機能
する例えばＬｉＣｏＯ2粉末の所定量と導電材として機
能するカーボンブラックや黒鉛粉末の所定量を投入した
のち全体を攪拌して所定組成の合剤ペーストを調製す
る。
【０００６】ついで、この合剤ペーストを、正極集電体
として機能するＡｌやステンレス鋼の箔またはネットの
両面に塗着し、乾燥して非水溶媒を揮散せしめたのちプ
レス成形して所定厚みの正極板にする。したがって、こ
の正極板においては、集電体には乾燥した合剤の層があ
る厚みで担持されている。
として機能するＡｌやステンレス鋼の箔またはネットの
両面に塗着し、乾燥して非水溶媒を揮散せしめたのちプ
レス成形して所定厚みの正極板にする。したがって、こ
の正極板においては、集電体には乾燥した合剤の層があ
る厚みで担持されている。
【０００７】一方、負極板の場合は、上記したと同様に
して結着剤溶液を調製し、ここに、Ｌｉイオンの挿入・
脱離のフィールドとして機能する例えば黒鉛粉末の所定
量を投入して所定組成の合剤ペーストとし、この所定量
を、Ｃｕやステンレス鋼の箔のような負極集電体に塗着
したのち、乾燥プレス成形を順次行って所定厚みの負極
板にする。
して結着剤溶液を調製し、ここに、Ｌｉイオンの挿入・
脱離のフィールドとして機能する例えば黒鉛粉末の所定
量を投入して所定組成の合剤ペーストとし、この所定量
を、Ｃｕやステンレス鋼の箔のような負極集電体に塗着
したのち、乾燥プレス成形を順次行って所定厚みの負極
板にする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した正
極板において、合剤層の主体である正極活物質は、概
ね、ＬｉＣｏＯ2，ＬｉＮｉＯ2，ＬｉＭｎ2Ｏ4など、電
子伝導性に劣る金属酸化物が主流である。したがって、
合剤層には更に導電材を混在させることにより当該合剤
層の電子伝導性を高め、充放電時における合剤層内での
電子移動や合剤層と集電体間における電子移動を円滑に
進行させることが必要になる。
極板において、合剤層の主体である正極活物質は、概
ね、ＬｉＣｏＯ2，ＬｉＮｉＯ2，ＬｉＭｎ2Ｏ4など、電
子伝導性に劣る金属酸化物が主流である。したがって、
合剤層には更に導電材を混在させることにより当該合剤
層の電子伝導性を高め、充放電時における合剤層内での
電子移動や合剤層と集電体間における電子移動を円滑に
進行させることが必要になる。
【０００９】上記した問題は、合剤層における導電材の
混在割合を多くすればするほど達成されやすくなる。し
かしながら、導電材の混在割合を多くすることは、合剤
層における活物質の相対的な量が少なくなることであっ
て、それは正極板の容量低下を引き起こすことをも意味
する。
混在割合を多くすればするほど達成されやすくなる。し
かしながら、導電材の混在割合を多くすることは、合剤
層における活物質の相対的な量が少なくなることであっ
て、それは正極板の容量低下を引き起こすことをも意味
する。
【００１０】また、導電材の混在割合を多くすること
は、合剤層における結着剤の相対的な量も少なくなるこ
とでもある。そのため、合剤層を構成する粉末成分間の
相互結着性の低下や、合剤層と集電体表面との結着性の
低下、また正極板それ自体の可撓性の低下などが起こ
り、充放電の過程で、合剤層が集電体の表面から剥落し
たり、または合剤層にクラックなどが発生して結局は、
充放電サイクル寿命特性の低下が引き起こされる。
は、合剤層における結着剤の相対的な量も少なくなるこ
とでもある。そのため、合剤層を構成する粉末成分間の
相互結着性の低下や、合剤層と集電体表面との結着性の
低下、また正極板それ自体の可撓性の低下などが起こ
り、充放電の過程で、合剤層が集電体の表面から剥落し
たり、または合剤層にクラックなどが発生して結局は、
充放電サイクル寿命特性の低下が引き起こされる。
【００１１】このような問題は、合剤層における結着剤
の混在割合を多くすれば解消できる。しかしながら、そ
の場合には、正極活物質と導電材との混在割合が少なく
なるため、正極容量は低下するとともにその電子伝導性
も低下してしまう。
の混在割合を多くすれば解消できる。しかしながら、そ
の場合には、正極活物質と導電材との混在割合が少なく
なるため、正極容量は低下するとともにその電子伝導性
も低下してしまう。
【００１２】このように、高容量でかつ充放電サイクル
寿命特性が優れているＬｉイオン二次電池用の正極板を
製造する場合、合剤層の電子伝導性を高めるために導電
材の混在割合を多くすると容量低下のみならず結着性の
低下も引き起こされ、また結着性を高めるために結着剤
の混在割合を多くすると、今度は容量低下と同時に電子
伝導性の低下も引き起こされるという相反する問題が生
じてくる。
寿命特性が優れているＬｉイオン二次電池用の正極板を
製造する場合、合剤層の電子伝導性を高めるために導電
材の混在割合を多くすると容量低下のみならず結着性の
低下も引き起こされ、また結着性を高めるために結着剤
の混在割合を多くすると、今度は容量低下と同時に電子
伝導性の低下も引き起こされるという相反する問題が生
じてくる。
【００１３】本発明は、上記した問題を解決し、合剤層
における結着性と電子伝導性のバランスがとれており、
したがって高容量であると同時に優れた充放電サイクル
寿命特性も備えている二次電池、とりわけ、Ｌｉイオン
二次電池の製造を可能にする正極板とその製造方法の提
供を目的とする。
における結着性と電子伝導性のバランスがとれており、
したがって高容量であると同時に優れた充放電サイクル
寿命特性も備えている二次電池、とりわけ、Ｌｉイオン
二次電池の製造を可能にする正極板とその製造方法の提
供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記した目
的を達成するために鋭意研究を重ねる過程で、集電体に
担持される合剤層において、集電体と接触する基層部を
高い結着力を備えた薄層にし、また電解液と接触する表
層部を電子伝導性に優れた薄層にし、そして上記両層の
間に正極活物質の混在割合が多い層を介在させれば、形
成されている合剤層は、全体として容量低下が抑制さ
れ、また集電体表面からの剥落も起こしづらく、しかも
電子伝導性も適切に確保された状態になるとの着想を抱
いた。そして、この着想に基づいて更なる研究を進め、
本発明の二次電池用正極とその製造方法を開発するに至
った。
的を達成するために鋭意研究を重ねる過程で、集電体に
担持される合剤層において、集電体と接触する基層部を
高い結着力を備えた薄層にし、また電解液と接触する表
層部を電子伝導性に優れた薄層にし、そして上記両層の
間に正極活物質の混在割合が多い層を介在させれば、形
成されている合剤層は、全体として容量低下が抑制さ
れ、また集電体表面からの剥落も起こしづらく、しかも
電子伝導性も適切に確保された状態になるとの着想を抱
いた。そして、この着想に基づいて更なる研究を進め、
本発明の二次電池用正極とその製造方法を開発するに至
った。
【００１５】すなわち、本発明の二次電池用正極板は、
正極活物質と結着剤と導電材とを必須成分とする合剤層
が集電体に担持されている二次電池用正極板において、
前記合剤層の結着力と電子伝導性がその厚み方向で異な
っており、前記集電体と接触する前記合剤層の基層部は
結着力が最大である薄層で形成され、前記合剤層の表層
部は電子伝導性が最大である薄層で形成されていること
を特徴とする。
正極活物質と結着剤と導電材とを必須成分とする合剤層
が集電体に担持されている二次電池用正極板において、
前記合剤層の結着力と電子伝導性がその厚み方向で異な
っており、前記集電体と接触する前記合剤層の基層部は
結着力が最大である薄層で形成され、前記合剤層の表層
部は電子伝導性が最大である薄層で形成されていること
を特徴とする。
【００１６】とくに、本発明では、前記合剤層が、成分
の種類または配合組成が異なる少なくとも３種類の合剤
層の積層構造になっており、また前記基層部における薄
層に混在している導電材の嵩密度が、合剤層の他の部分
に混在している導電材の嵩密度よりも高い二次電池用正
極板が提供される。
の種類または配合組成が異なる少なくとも３種類の合剤
層の積層構造になっており、また前記基層部における薄
層に混在している導電材の嵩密度が、合剤層の他の部分
に混在している導電材の嵩密度よりも高い二次電池用正
極板が提供される。
【００１７】更に、本発明においては、集電体の表面
に、正極活物質と結着剤と導電材とから成り、成分の種
類または配合組成が異なる少なくとも３種類の合剤ペー
ストを順次塗布したのち乾燥させることを特徴とする二
次電池用正極板の製造方法、とくに、集電体の表面に、
結着剤の配合割合が多い第１の合剤ペーストを塗布して
基層部を形成し、ついで前記基層部の表面に正極活物質
の配合割合が多い第２合剤ペーストを塗布して前記基層
部より厚い中間層を形成し、さらに前記中間層の表面
に、第３の合剤ペーストを塗布して前記中間層より薄い
表層部を形成したのち、乾燥処理を行う二次電池用正極
板の製造方法が提供される。
に、正極活物質と結着剤と導電材とから成り、成分の種
類または配合組成が異なる少なくとも３種類の合剤ペー
ストを順次塗布したのち乾燥させることを特徴とする二
次電池用正極板の製造方法、とくに、集電体の表面に、
結着剤の配合割合が多い第１の合剤ペーストを塗布して
基層部を形成し、ついで前記基層部の表面に正極活物質
の配合割合が多い第２合剤ペーストを塗布して前記基層
部より厚い中間層を形成し、さらに前記中間層の表面
に、第３の合剤ペーストを塗布して前記中間層より薄い
表層部を形成したのち、乾燥処理を行う二次電池用正極
板の製造方法が提供される。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１に、本発明の正極板の１例を
示す。この正極板は、集電体１の両面に３層構造をなし
て合剤層２が担持されているものである。
示す。この正極板は、集電体１の両面に３層構造をなし
て合剤層２が担持されているものである。
【００１９】この合剤層２は、集電板１と接触する基層
部２ａが後述する他のいかなる部分よりも結着力が大き
い薄層で形成されており、また、電解液と接触する表層
部２ｂは前記した基層部２ａや後述する中間層２ｃの部
分よりも電子導電性が大きい薄層で形成されている。
部２ａが後述する他のいかなる部分よりも結着力が大き
い薄層で形成されており、また、電解液と接触する表層
部２ｂは前記した基層部２ａや後述する中間層２ｃの部
分よりも電子導電性が大きい薄層で形成されている。
【００２０】なお、合剤層２における上記基層部２ａ，
中間層２ｃ，表層部２ｂの間の界面は画然と形成されて
いる場合もあり、また各層の成分が互いに混在し合って
判然としていない場合もある。
中間層２ｃ，表層部２ｂの間の界面は画然と形成されて
いる場合もあり、また各層の成分が互いに混在し合って
判然としていない場合もある。
【００２１】そして、これら基層部２ａ，中間層２ｃ，
および表層部２ｂは、いずれも、正極活物質と結着剤と
導電材を必須成分として形成されている。
および表層部２ｂは、いずれも、正極活物質と結着剤と
導電材を必須成分として形成されている。
【００２２】ここで、集電体１は例えばＡｌやステンレ
ス鋼の箔またはシートから成り、またＡｌやステンレス
鋼のネットであってもよい。とくにＡｌの箔またはシー
トが好適である。
ス鋼の箔またはシートから成り、またＡｌやステンレス
鋼のネットであってもよい。とくにＡｌの箔またはシー
トが好適である。
【００２３】上記した合剤層２のうち、基層部２ａの薄
層は合剤層２の全体を集電体１の表面に結着せしめて例
えば充放電時に合剤層２が集電体１の表面から剥落する
ことを防止して電池の充放電サイクル寿命特性を高める
ために設けられる。また、表層部２ｂの薄層は、主に合
剤層２の中間層２ｃ内で生起する充放電時の電子とＬｉ
イオンの移動を円滑に進め、もって合剤層２が保持して
いる容量を効率よく引き出すために設けられる。
層は合剤層２の全体を集電体１の表面に結着せしめて例
えば充放電時に合剤層２が集電体１の表面から剥落する
ことを防止して電池の充放電サイクル寿命特性を高める
ために設けられる。また、表層部２ｂの薄層は、主に合
剤層２の中間層２ｃ内で生起する充放電時の電子とＬｉ
イオンの移動を円滑に進め、もって合剤層２が保持して
いる容量を効率よく引き出すために設けられる。
【００２４】本発明の正極板の場合、上記した機能を発
揮する基層部２ａと表層部２ｂを合剤層２に設けること
により、従来は合剤層の１層で結着性と電子伝導性と容
量とを同時に高めることが追求されていたことに対し、
合剤層としての結着性の向上は基層部２ａに主として分
担せしめ、合剤層としての電子伝導性の向上は表層部２
ｂに主として分担せしめた構成になっている。
揮する基層部２ａと表層部２ｂを合剤層２に設けること
により、従来は合剤層の１層で結着性と電子伝導性と容
量とを同時に高めることが追求されていたことに対し、
合剤層としての結着性の向上は基層部２ａに主として分
担せしめ、合剤層としての電子伝導性の向上は表層部２
ｂに主として分担せしめた構成になっている。
【００２５】したがって、中間層２ｃに対しては適度な
結着性と電子伝導性を付与するように構成されているこ
とは当然のことではあるが、主要には正極活物質の混在
割合を多くして正極としての容量を高めることが可能に
なる。
結着性と電子伝導性を付与するように構成されているこ
とは当然のことではあるが、主要には正極活物質の混在
割合を多くして正極としての容量を高めることが可能に
なる。
【００２６】この正極板は次のようにして製造すること
ができる。それをＬｉイオン二次電池用の正極板の場合
について説明する。
ができる。それをＬｉイオン二次電池用の正極板の場合
について説明する。
【００２７】まず、正極活物質と結着剤と導電材を用い
て３種類の合剤ペーストが調製される。このときに用い
る正極活物質としては、例えば、ＬｉＣｏＯ2粉末，Ｌ
ｉＣｏxＮｉ(1-x)Ｏ2（０＜ｘ＜１）粉末，ＬｉＭｎ2Ｏ
4粉末，Ｖ2Ｏ5粉末，ＬｉＶ3Ｏ8粉末，ＬｉＴｉＳ粉末
などをあげることができる。とくに、Ｌｉと遷移金属と
の酸化物粉末やＬｉと遷移金属との酸化物粉末は好適で
ある。
て３種類の合剤ペーストが調製される。このときに用い
る正極活物質としては、例えば、ＬｉＣｏＯ2粉末，Ｌ
ｉＣｏxＮｉ(1-x)Ｏ2（０＜ｘ＜１）粉末，ＬｉＭｎ2Ｏ
4粉末，Ｖ2Ｏ5粉末，ＬｉＶ3Ｏ8粉末，ＬｉＴｉＳ粉末
などをあげることができる。とくに、Ｌｉと遷移金属と
の酸化物粉末やＬｉと遷移金属との酸化物粉末は好適で
ある。
【００２８】結着剤としては、例えば、シリコーン・ア
クリル共重合体，ＳＢＲラテックス，ＮＢＲラテック
ス，フッ素系樹脂などをあげることができ、導電材とし
ては例えばカーボンブラック，天然黒鉛粉末，人造黒鉛
粉末などをあげることができる。
クリル共重合体，ＳＢＲラテックス，ＮＢＲラテック
ス，フッ素系樹脂などをあげることができ、導電材とし
ては例えばカーボンブラック，天然黒鉛粉末，人造黒鉛
粉末などをあげることができる。
【００２９】前記した合剤ペーストのうち、第１の合剤
ペーストは、合剤層２における前記した基層部２ａを形
成するためのものであって、集電体に対して大きな結着
力を発揮するものである。
ペーストは、合剤層２における前記した基層部２ａを形
成するためのものであって、集電体に対して大きな結着
力を発揮するものである。
【００３０】具体的には、前記した結着剤のうち最も大
きな結着力を発揮する結着剤を用いたり、または後述す
る他の合剤ペーストに用いる結着剤と同種であってもそ
の配合割合を高めてこの第１の合剤ペーストは調製され
る。
きな結着力を発揮する結着剤を用いたり、または後述す
る他の合剤ペーストに用いる結着剤と同種であってもそ
の配合割合を高めてこの第１の合剤ペーストは調製され
る。
【００３１】また、この第１の合剤ペーストに同時配合
される導電材としては、後述する他の合剤ペーストで用
いる導電材と同じ材料であっても異なった材料であって
もよいが、嵩密度は高いものであることが好ましい。基
層部２ａの集電体１への結着性を損なうことなく適正な
電子伝導性の確保が可能となるからである。
される導電材としては、後述する他の合剤ペーストで用
いる導電材と同じ材料であっても異なった材料であって
もよいが、嵩密度は高いものであることが好ましい。基
層部２ａの集電体１への結着性を損なうことなく適正な
電子伝導性の確保が可能となるからである。
【００３２】第２の合剤ペーストは、合剤層２における
中間層２ｃを形成するためのものである。具体的には、
理論容量が大きい正極活物質を用いたり、また他の合剤
ペーストと同種の正極活物質を用いる場合には正極活物
質の配合割合を高めてこの第２の合剤ペーストは調製さ
れる。
中間層２ｃを形成するためのものである。具体的には、
理論容量が大きい正極活物質を用いたり、また他の合剤
ペーストと同種の正極活物質を用いる場合には正極活物
質の配合割合を高めてこの第２の合剤ペーストは調製さ
れる。
【００３３】なお、前記した第１の合剤ペーストや後述
する第３の合剤ペーストの場合と同じ正極活物質，結着
剤、および導電材を用いてこの第２の合剤ペーストを調
製するときには、結着剤と導電材の配合割合を略一定に
した状態で均一に混合することが好ましい。このように
すると、形成された中間層２ｃでは、層内の各場所にお
けるイオン伝導性と電子伝導性のばらつきが小さくな
り、効率よくこの中間層２ｃの容量を引き出すことがで
きるようになるからである。
する第３の合剤ペーストの場合と同じ正極活物質，結着
剤、および導電材を用いてこの第２の合剤ペーストを調
製するときには、結着剤と導電材の配合割合を略一定に
した状態で均一に混合することが好ましい。このように
すると、形成された中間層２ｃでは、層内の各場所にお
けるイオン伝導性と電子伝導性のばらつきが小さくな
り、効率よくこの中間層２ｃの容量を引き出すことがで
きるようになるからである。
【００３４】第３の合剤ペーストは、合剤層２における
表層部２ｂを形成するためのものであって、大きな電子
導電性を発揮せしめるためのものである。
表層部２ｂを形成するためのものであって、大きな電子
導電性を発揮せしめるためのものである。
【００３５】具体的には、前記した導電材のうち最も導
電性が優れているものを用いたり、また、前記した合剤
ペーストの場合と同じ導電材を用いる場合にはその配合
割合を高めてこの第３の合剤ペーストは調製される。
電性が優れているものを用いたり、また、前記した合剤
ペーストの場合と同じ導電材を用いる場合にはその配合
割合を高めてこの第３の合剤ペーストは調製される。
【００３６】正極板の製造に際しては、まず、集電体１
の表面に前記した第１の合剤ペースト，第２の合剤ペー
スト、第３の合剤ペーストを例えばドクターブレードや
バーコードで順次塗布したのち乾燥する。
の表面に前記した第１の合剤ペースト，第２の合剤ペー
スト、第３の合剤ペーストを例えばドクターブレードや
バーコードで順次塗布したのち乾燥する。
【００３７】なお、各ペーストの塗布後にそれを軽く乾
燥してその上に次のペーストを塗布するという態様で作
業を続けてもよい。そして、乾燥後、全体にプレス成形
を行って所望厚みの合剤層２を集電体１の表面に担持さ
せる。
燥してその上に次のペーストを塗布するという態様で作
業を続けてもよい。そして、乾燥後、全体にプレス成形
を行って所望厚みの合剤層２を集電体１の表面に担持さ
せる。
【００３８】このとき、第１の合剤ペーストは薄く塗布
し、第２の合剤ぺーストは厚く塗布し、そして第３の合
剤ペーストは薄く塗布する。
し、第２の合剤ぺーストは厚く塗布し、そして第３の合
剤ペーストは薄く塗布する。
【００３９】第１の合剤ペーストを厚く塗布すると、合
剤層と集電体との結着性は向上するものの、合剤層全体
としてはその電子伝導性が低下するようになるからであ
る。また、第３の合剤ペーストを厚く塗布しても合剤層
全体に対する電子伝導性の向上効果は飽和に達して無意
味であるだけではなく、合剤層全体としては正極活物質
の混在割合が低下して正極容量が低くなってしまうから
である。
剤層と集電体との結着性は向上するものの、合剤層全体
としてはその電子伝導性が低下するようになるからであ
る。また、第３の合剤ペーストを厚く塗布しても合剤層
全体に対する電子伝導性の向上効果は飽和に達して無意
味であるだけではなく、合剤層全体としては正極活物質
の混在割合が低下して正極容量が低くなってしまうから
である。
【００４０】通常、形成する合剤層２の全体の厚みに対
し、基層部２ａは１０〜２０％程度の厚みとなるように
第１の合剤ペーストを塗布し、表層部２ｂは１０〜２０
％程度の厚みとなるように第３の合剤ペーストを塗布す
ることが好ましい。
し、基層部２ａは１０〜２０％程度の厚みとなるように
第１の合剤ペーストを塗布し、表層部２ｂは１０〜２０
％程度の厚みとなるように第３の合剤ペーストを塗布す
ることが好ましい。
【００４１】なお、乾燥後におけるプレス成形時に、そ
の成形圧を高めると各層の界面は判然としない状態にな
る。
の成形圧を高めると各層の界面は判然としない状態にな
る。
【００４２】
【実施例】実施例１，２、比較例１〜３ （１）合剤ペーストの調整 正極活物質として平均粒径６μｍのＬｉＣｏＯ2粉末、
結着剤としてＫＦポリマーＷ−１１００（商品名、呉羽
化学工業（株）製のＰＶＤＦ粉末）、導電材としてトー
カカーボンＴＢ４３００（商品名、東海カーボン（株）
製のカーボンブラック）とｓｆｇ６（商品名、ロンザー
・ジャパン（株）製の人造黒鉛粉末）を用意した。
結着剤としてＫＦポリマーＷ−１１００（商品名、呉羽
化学工業（株）製のＰＶＤＦ粉末）、導電材としてトー
カカーボンＴＢ４３００（商品名、東海カーボン（株）
製のカーボンブラック）とｓｆｇ６（商品名、ロンザー
・ジャパン（株）製の人造黒鉛粉末）を用意した。
【００４３】まず、１−メチル−２−ピロリドンに結着
剤を溶解し、得られた溶液に正極活物質と導電材を投入
したのちスターラで３０分間撹拌して各種の合剤ペース
トを調製した。
剤を溶解し、得られた溶液に正極活物質と導電材を投入
したのちスターラで３０分間撹拌して各種の合剤ペース
トを調製した。
【００４４】このときの各成分の配合割合（重量％）を
表１に示した。
表１に示した。
【００４５】
【表１】
【００４６】（２）正極板の製造 厚み５０μｍのＡｌ箔の両面に、各合剤ペーストを表２
で示した順序でそれぞれ表示の厚みに塗布したのち全体
を温度２００℃で１時間乾燥し、更に圧１０ton／cm2で
プレス成形して合剤層２の全体の厚みが１５０μｍであ
り、各層の厚みが表示した厚みになっている正極板を製
造した。
で示した順序でそれぞれ表示の厚みに塗布したのち全体
を温度２００℃で１時間乾燥し、更に圧１０ton／cm2で
プレス成形して合剤層２の全体の厚みが１５０μｍであ
り、各層の厚みが表示した厚みになっている正極板を製
造した。
【００４７】なお、比較のために、表１で示した各合剤
ペースト１種類を用いただけであることを除いては、実
施例と同様にして厚み１５０μｍの合剤層を有する正極
板を製造した。
ペースト１種類を用いただけであることを除いては、実
施例と同様にして厚み１５０μｍの合剤層を有する正極
板を製造した。
【００４８】
【表２】
【００４９】（３）評価 実施例１，比較例１〜３の各正極板１０枚につき、下記
の使用で特性を評価した。
の使用で特性を評価した。
【００５０】正極板としての可撓性：各正極板を９０°
折り曲げたときに合剤へのひび割れの発生の有無で評
価。ひび割れが発生しないものを○，ひび割れが発生し
たものを×とした。
折り曲げたときに合剤へのひび割れの発生の有無で評
価。ひび割れが発生しないものを○，ひび割れが発生し
たものを×とした。
【００５１】結着性：各正極板を用い、対極として金属
Ｌｉ、参照極として金属Ｌｉを用いた３極式セルを組み
立てて、電流密度０.５mA／cm2，Ｌｉの標準単極電位に
対し３〜４.３Ｖの間で定電流方式による充放電試験を
行い、１００サイクル後に、合剤層がＡｌ箔から剥落す
るか否かを観察した。剥落なしの場合を○，一部でも剥
落した場合を△，大きく剥落した場合を×とした。
Ｌｉ、参照極として金属Ｌｉを用いた３極式セルを組み
立てて、電流密度０.５mA／cm2，Ｌｉの標準単極電位に
対し３〜４.３Ｖの間で定電流方式による充放電試験を
行い、１００サイクル後に、合剤層がＡｌ箔から剥落す
るか否かを観察した。剥落なしの場合を○，一部でも剥
落した場合を△，大きく剥落した場合を×とした。
【００５２】放電容量：上記した充放電サイクル試験に
おける１サイクル終了時点の値を調べた。
おける１サイクル終了時点の値を調べた。
【００５３】放電容量維持率：上記した充放電サイクル
試験における１００サイクル目の放電容量を測定し、そ
の値を１サイクル目の放電容量で除算して百分率で表
示。
試験における１００サイクル目の放電容量を測定し、そ
の値を１サイクル目の放電容量で除算して百分率で表
示。
【００５４】以上の結果を一括して表３に示した。
【００５５】
【表３】
【００５６】表３から明らかなように、本発明の正極板
は、可撓性に富み、結着性が優れていて放電容量維持率
も高位の水準にあり、しかも放電容量は比較例１に比べ
て大きく、全体としてバランスのとれた性能のものにな
っている。
は、可撓性に富み、結着性が優れていて放電容量維持率
も高位の水準にあり、しかも放電容量は比較例１に比べ
て大きく、全体としてバランスのとれた性能のものにな
っている。
【００５７】ついで、実施例１の正極板と実施例２の正
極板につき上記と同じ充放電サイクル試験を行ってサイ
クル寿命特性を調べた。その結果を図２に示した。図２
において、●印は実施例１の正極板，○印は実施例２の
正極板の場合の結果を示す。
極板につき上記と同じ充放電サイクル試験を行ってサイ
クル寿命特性を調べた。その結果を図２に示した。図２
において、●印は実施例１の正極板，○印は実施例２の
正極板の場合の結果を示す。
【００５８】図２から明らかなように、合剤層の基層部
に混在している導電材の嵩密度が大きい実施例２の正極
板の方が高い放電容量を示している。
に混在している導電材の嵩密度が大きい実施例２の正極
板の方が高い放電容量を示している。
【００５９】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
正極板は、可撓性に富み、集電体と合剤層との結着性も
良好であり、高容量で充放電サイクル寿命特性に優れる
二次電池、とりわけＬｉイオン二次電池の正極板として
その工業的価値は大である。
正極板は、可撓性に富み、集電体と合剤層との結着性も
良好であり、高容量で充放電サイクル寿命特性に優れる
二次電池、とりわけＬｉイオン二次電池の正極板として
その工業的価値は大である。
【図１】本発明の正極板の断面構造例を示す断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の正極板の充放電サイクル寿命特性を示
すグラフである。
すグラフである。
１ 集電体 ２ 合剤層 ２ａ 合剤層２の基層部 ２ｂ 合剤層２の表層部 ２ｃ 合剤層２の中間層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H003 AA02 AA04 BA01 BB11 BB12 BB14 BC05 BD04 BD05 5H014 AA04 BB01 BB08 CC01 CC07 HH01 HH04 HH08 5H029 AJ03 AJ05 AK03 BJ12 CJ02 CJ22 DJ12 EJ01 HJ02 HJ08 HJ20
Claims (5)
- 【請求項１】 正極活物質と結着剤と導電材とを必須成
分とする合剤層が集電体に担持されている二次電池用正
極板において、 前記合剤層の結着力と電子伝導性がその厚み方向で異な
っており、前記集電体と接触する前記合剤層の基層部は
結着力が最大である薄層で形成され、前記合剤層の表層
部は電子伝導性が最大である薄層で形成されていること
を特徴とする二次電池用正極板。 - 【請求項２】 前記合剤層が、成分の種類または配合組
成が異なる少なくとも３種類の合剤層の積層構造になっ
ている請求項１の二次電池用正極板。 - 【請求項３】 前記基層部における薄層に混在している
導電材の嵩密度が、合剤層の他の部分に混在している導
電材の嵩密度よりも高い請求項１または２の二次電池用
正極板。 - 【請求項４】 集電体の表面に、正極活物質と結着剤と
導電材とから成り、成分の種類または配合組成が異なる
少なくとも３種類の合剤ペーストを順次塗布したのち乾
燥させることを特徴とする二次電池用正極板の製造方
法。 - 【請求項５】 集電体の表面に、結着剤の配合割合が多
い第１の合剤ペーストを塗布して基層部を形成し、つい
で前記基層部の表面に正極活物質の配合割合が多い第２
合剤ペーストを塗布して前記基層部より厚い中間層を形
成し、さらに前記中間層の表面に、第３の合剤ペースト
を塗布して前記中間層より薄い表層部を形成したのち、
乾燥処理を行う請求項４の二次電池用正極板の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10177509A JP2000011995A (ja) | 1998-06-24 | 1998-06-24 | 二次電池用正極板とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10177509A JP2000011995A (ja) | 1998-06-24 | 1998-06-24 | 二次電池用正極板とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000011995A true JP2000011995A (ja) | 2000-01-14 |
Family
ID=16032157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10177509A Pending JP2000011995A (ja) | 1998-06-24 | 1998-06-24 | 二次電池用正極板とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000011995A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002260635A (ja) * | 2001-03-02 | 2002-09-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池およびその極板の製造法 |
| KR100450109B1 (ko) * | 2001-09-14 | 2004-09-24 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 비수계 이차전지와 그 제조법 |
| JP2008258055A (ja) * | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Toyota Motor Corp | 二次電池、及び車両 |
| JP2009004181A (ja) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Nissan Motor Co Ltd | 電池用電極 |
| JP2009064714A (ja) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Toyota Motor Corp | 電極体およびそれを用いたリチウム二次電池 |
| JP2011165639A (ja) * | 2010-02-04 | 2011-08-25 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | マグネシウムを有する陽極活物質及びこれを備えるマグネシウム二次電池 |
| JP2013016515A (ja) * | 2012-10-12 | 2013-01-24 | Nissan Motor Co Ltd | 電池用電極 |
| WO2014024926A1 (ja) | 2012-08-09 | 2014-02-13 | トヨタ自動車株式会社 | 全固体電池及びその製造方法 |
| WO2019123932A1 (ja) * | 2017-12-20 | 2019-06-27 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | リチウムイオン二次電池用正極及びそれを用いたリチウムイオン二次電池 |
| CN110199413A (zh) * | 2017-06-23 | 2019-09-03 | 株式会社Lg化学 | 用于锂二次电池的正极和包括该正极的锂二次电池 |
| CN110212158A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-09-06 | 欣旺达电动汽车电池有限公司 | 一种具有浓度梯度的正极极片及其制备方法 |
| WO2022059336A1 (ja) * | 2020-09-18 | 2022-03-24 | 株式会社 東芝 | 電極、電池及び電池パック |
-
1998
- 1998-06-24 JP JP10177509A patent/JP2000011995A/ja active Pending
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002260635A (ja) * | 2001-03-02 | 2002-09-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池およびその極板の製造法 |
| KR100450109B1 (ko) * | 2001-09-14 | 2004-09-24 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 비수계 이차전지와 그 제조법 |
| JP2008258055A (ja) * | 2007-04-06 | 2008-10-23 | Toyota Motor Corp | 二次電池、及び車両 |
| US8697289B2 (en) | 2007-06-20 | 2014-04-15 | Nissan Motor Co., Ltd. | Battery electrode having layers of differing bulk densities of conductive additive |
| JP2009004181A (ja) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Nissan Motor Co Ltd | 電池用電極 |
| JP2009064714A (ja) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Toyota Motor Corp | 電極体およびそれを用いたリチウム二次電池 |
| JP2011165639A (ja) * | 2010-02-04 | 2011-08-25 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | マグネシウムを有する陽極活物質及びこれを備えるマグネシウム二次電池 |
| JP2014035888A (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Toyota Motor Corp | 全固体電池及びその製造方法 |
| WO2014024926A1 (ja) | 2012-08-09 | 2014-02-13 | トヨタ自動車株式会社 | 全固体電池及びその製造方法 |
| JP2013016515A (ja) * | 2012-10-12 | 2013-01-24 | Nissan Motor Co Ltd | 電池用電極 |
| US11316150B2 (en) | 2017-06-23 | 2022-04-26 | Lg Energy Solution, Ltd. | Cathode for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same |
| CN110199413A (zh) * | 2017-06-23 | 2019-09-03 | 株式会社Lg化学 | 用于锂二次电池的正极和包括该正极的锂二次电池 |
| JP7350944B2 (ja) | 2017-06-23 | 2023-09-26 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | リチウム二次電池用の正極及びこれを含むリチウム二次電池 |
| JP2020501328A (ja) * | 2017-06-23 | 2020-01-16 | エルジー・ケム・リミテッド | リチウム二次電池用の正極及びこれを含むリチウム二次電池 |
| JP2022125251A (ja) * | 2017-06-23 | 2022-08-26 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | リチウム二次電池用の正極及びこれを含むリチウム二次電池 |
| CN110199413B (zh) * | 2017-06-23 | 2022-05-24 | 株式会社Lg化学 | 用于锂二次电池的正极和包括该正极的锂二次电池 |
| WO2019123932A1 (ja) * | 2017-12-20 | 2019-06-27 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | リチウムイオン二次電池用正極及びそれを用いたリチウムイオン二次電池 |
| EP3731310A4 (en) * | 2017-12-20 | 2021-10-13 | Vehicle Energy Japan Inc. | POSITIVE ELECTRODE FOR A LITHIUM-ION ACCUMULATOR, AND LITHIUM-ION ACCUMULATOR USING THE SAID POSITIVE ELECTRODE |
| JPWO2019123932A1 (ja) * | 2017-12-20 | 2020-12-03 | ビークルエナジージャパン株式会社 | リチウムイオン二次電池用正極及びそれを用いたリチウムイオン二次電池 |
| US11594724B2 (en) | 2017-12-20 | 2023-02-28 | Vehicle Energy Japan Inc. | Positive electrode for lithium ion secondary cell, and lithium ion secondary cell using same |
| CN110212158A (zh) * | 2019-05-10 | 2019-09-06 | 欣旺达电动汽车电池有限公司 | 一种具有浓度梯度的正极极片及其制备方法 |
| WO2022059336A1 (ja) * | 2020-09-18 | 2022-03-24 | 株式会社 東芝 | 電極、電池及び電池パック |
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