JP2000021411A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
- Publication number
- JP2000021411A JP2000021411A JP10188574A JP18857498A JP2000021411A JP 2000021411 A JP2000021411 A JP 2000021411A JP 10188574 A JP10188574 A JP 10188574A JP 18857498 A JP18857498 A JP 18857498A JP 2000021411 A JP2000021411 A JP 2000021411A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- graphite
- rate
- amorphous carbon
- active material
- positive electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】活物質，導電助材，結着材を混合した電極材
（以下合材と称す）を集電材に塗工の後プレスする場合
の合材密度を大きくできず、電池の単位体積あたりの充
放電容量を向上させにくいという問題がある。 【解決手段】本発明は、正極合材中の正極活物質と導電
助剤の合計中導電助剤の割合が５〜１５重量％であり、
かつ導電助剤に黒鉛及び黒鉛に対し粒径が１／５０以下
の非晶質炭素を使用し、導電助剤中の黒鉛の割合を６０
〜９０重量％とすることにより、単位体積当たりの放電
容量を低下させることなく、かつレート特性の向上を達
成することが可能である。
（以下合材と称す）を集電材に塗工の後プレスする場合
の合材密度を大きくできず、電池の単位体積あたりの充
放電容量を向上させにくいという問題がある。 【解決手段】本発明は、正極合材中の正極活物質と導電
助剤の合計中導電助剤の割合が５〜１５重量％であり、
かつ導電助剤に黒鉛及び黒鉛に対し粒径が１／５０以下
の非晶質炭素を使用し、導電助剤中の黒鉛の割合を６０
〜９０重量％とすることにより、単位体積当たりの放電
容量を低下させることなく、かつレート特性の向上を達
成することが可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車，電動
カート等の移動体機器、ビデオカメラ，パソコン等の携
帯機器、停電時のバックアップ機器、及びセキュリテイ
機器等の製品の電源として使われる二次電池において、
正極材の改良に関するものである。
カート等の移動体機器、ビデオカメラ，パソコン等の携
帯機器、停電時のバックアップ機器、及びセキュリテイ
機器等の製品の電源として使われる二次電池において、
正極材の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の非水電解液二次電池の正極では、
導電助材としてアセチレンブラック（以下ＡＢと称す）
等の非晶質炭素が用いられてきた。また、非晶質炭素以
外の導電助材を用いる手段として、ＬｉＭｎ2Ｏ4及び黒
鉛を主体とする正極において、ＬｉＭｎ2Ｏ4と黒鉛の合
計中の黒鉛の割合を８〜２２重量％にする方法が、特許
第2611265号公報に示されている。
導電助材としてアセチレンブラック（以下ＡＢと称す）
等の非晶質炭素が用いられてきた。また、非晶質炭素以
外の導電助材を用いる手段として、ＬｉＭｎ2Ｏ4及び黒
鉛を主体とする正極において、ＬｉＭｎ2Ｏ4と黒鉛の合
計中の黒鉛の割合を８〜２２重量％にする方法が、特許
第2611265号公報に示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、導電助
材としてＡＢのみを用いる場合、ＡＢは一般的に活物質
や黒鉛に比べ嵩密度が小さいため、活物質，導電助材，
結着材を混合した電極材（以下合材と称す。）を集電材
に塗工の後プレスする場合の合材密度を大きくできず、
電池の単位体積あたりの充放電容量を向上させにくいと
いう問題がある。
材としてＡＢのみを用いる場合、ＡＢは一般的に活物質
や黒鉛に比べ嵩密度が小さいため、活物質，導電助材，
結着材を混合した電極材（以下合材と称す。）を集電材
に塗工の後プレスする場合の合材密度を大きくできず、
電池の単位体積あたりの充放電容量を向上させにくいと
いう問題がある。
【０００４】また、特許第2611265 号公報に示されるよ
うな、導電助材に黒鉛のみを用いる場合、黒鉛は上記Ａ
Ｂのごとく粒子同士が網の目のごときつながりを持つ構
造ではないため、合材の電気的抵抗が増加し、放電電流
を増加させた場合の放電容量特性（以下レート特性と称
す。）の低下が増大する原因となる問題がある。さら
に、黒鉛はＡＢに比べ電解液に濡れにくいという問題も
ある。
うな、導電助材に黒鉛のみを用いる場合、黒鉛は上記Ａ
Ｂのごとく粒子同士が網の目のごときつながりを持つ構
造ではないため、合材の電気的抵抗が増加し、放電電流
を増加させた場合の放電容量特性（以下レート特性と称
す。）の低下が増大する原因となる問題がある。さら
に、黒鉛はＡＢに比べ電解液に濡れにくいという問題も
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、集電材に活物質，導電助材，バインダを塗
布した正極，負極及びセパレータよりなる巻回体を有す
る二次電池において、正極合材中の正極活物質と導電助
剤の合計中導電助剤の割合が５〜１５重量％であり、か
つ導電助剤に黒鉛及び黒鉛に対し粒径が１／５０以下の
非晶質炭素を使用し、導電助剤中の黒鉛の割合を６０〜
９０重量％とすることにより、単位体積当たりの放電容
量を低下させることなく、かつレート特性の改善を目的
とするものである。
決するため、集電材に活物質，導電助材，バインダを塗
布した正極，負極及びセパレータよりなる巻回体を有す
る二次電池において、正極合材中の正極活物質と導電助
剤の合計中導電助剤の割合が５〜１５重量％であり、か
つ導電助剤に黒鉛及び黒鉛に対し粒径が１／５０以下の
非晶質炭素を使用し、導電助剤中の黒鉛の割合を６０〜
９０重量％とすることにより、単位体積当たりの放電容
量を低下させることなく、かつレート特性の改善を目的
とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を、正極
活物質にＬｉＭｎ2Ｏ4，導電助材に黒鉛及び黒鉛に対し
て平均粒径が１／５０以下の非晶質炭素を用いた例で述
べる。図２は、活物質と導電助材の合計に対する導電助
材の添加量を１０重量％とし、導電助材中の黒鉛と非晶
質炭素の配合比を導電助材全体の重量に対する黒鉛の添
加重量の比である添加率として変化させたときに、本合
材を塗布した電極を剥離，皺等が発生することなしに良
好にプレスしうる限界密度の変化を、導電助材中の黒鉛
の添加率１００重量％（非晶質炭素添加無し）時の密度
に対する比を用いて密度到達率として示している。
活物質にＬｉＭｎ2Ｏ4，導電助材に黒鉛及び黒鉛に対し
て平均粒径が１／５０以下の非晶質炭素を用いた例で述
べる。図２は、活物質と導電助材の合計に対する導電助
材の添加量を１０重量％とし、導電助材中の黒鉛と非晶
質炭素の配合比を導電助材全体の重量に対する黒鉛の添
加重量の比である添加率として変化させたときに、本合
材を塗布した電極を剥離，皺等が発生することなしに良
好にプレスしうる限界密度の変化を、導電助材中の黒鉛
の添加率１００重量％（非晶質炭素添加無し）時の密度
に対する比を用いて密度到達率として示している。
【０００７】ここで、図２より、黒鉛の添加率を増加さ
せるほど密度到達率は向上するが、黒鉛添加率８０重量
％付近に最大点をもつことがわかる。この理由は、活物
質と黒鉛の粒子の隙間により粒径の小さな非晶質炭素が
入り込むことにより、高密度化が達成できると推定され
る。また、図２より黒鉛の添加率が６０重量％以上であ
れば、密度到達率９５％以上を確保でき、二次電池とし
て適用した場合でも、黒鉛添加率１００重量％と比較し
て著しい容量低下等の問題を発生させることなく使用で
きるといえる。
せるほど密度到達率は向上するが、黒鉛添加率８０重量
％付近に最大点をもつことがわかる。この理由は、活物
質と黒鉛の粒子の隙間により粒径の小さな非晶質炭素が
入り込むことにより、高密度化が達成できると推定され
る。また、図２より黒鉛の添加率が６０重量％以上であ
れば、密度到達率９５％以上を確保でき、二次電池とし
て適用した場合でも、黒鉛添加率１００重量％と比較し
て著しい容量低下等の問題を発生させることなく使用で
きるといえる。
【０００８】次に図１は上記電極に対してのレート特性
について、室温２５℃中で放電電流を変化させた場合の
放電量と、黒鉛添加率０重量％（非晶質炭素１００重量
％）のサンプルを放電レート１Ｃの場合の放電量との比
を用いて放電率として示している。また、放電レート１
Ｃとは各サンプルにおいて、満充電状態のものをそれぞ
れ２５℃中１時間で完全放電しうるそれぞれの電流値を
示し、放電レート２Ｃ，３Ｃはそれぞれ１Ｃの２倍，３
倍の電流値を示す。
について、室温２５℃中で放電電流を変化させた場合の
放電量と、黒鉛添加率０重量％（非晶質炭素１００重量
％）のサンプルを放電レート１Ｃの場合の放電量との比
を用いて放電率として示している。また、放電レート１
Ｃとは各サンプルにおいて、満充電状態のものをそれぞ
れ２５℃中１時間で完全放電しうるそれぞれの電流値を
示し、放電レート２Ｃ，３Ｃはそれぞれ１Ｃの２倍，３
倍の電流値を示す。
【０００９】ここで、図１により、黒鉛添加率を削減す
なわち非晶質炭素の添加量を増加させるほど放電率が増
加し、かつ放電レートを増加させた場合の放電率の差が
減少しレート特性がより良い方向に進むといえる。特に
３Ｃ放電時においては黒鉛添加率８０〜１００重量％の
間での放電率の低下が大きくなることにより、良好なレ
ート特性を維持するには、黒鉛添加率が８０重量％以下
とすることが望ましいといえる。
なわち非晶質炭素の添加量を増加させるほど放電率が増
加し、かつ放電レートを増加させた場合の放電率の差が
減少しレート特性がより良い方向に進むといえる。特に
３Ｃ放電時においては黒鉛添加率８０〜１００重量％の
間での放電率の低下が大きくなることにより、良好なレ
ート特性を維持するには、黒鉛添加率が８０重量％以下
とすることが望ましいといえる。
【００１０】また、ここで非晶質炭素の平均粒径を黒鉛
の１／５０以上にした場合は、図１のような黒鉛の添加
量を減少した場合のレート特性の向上は見られなくな
る。さらに、混合する活物質と導電助材の合計中導電助
材の添加量を５重量％以下にした場合は、合材の電気抵
抗が増加するため、黒鉛の添加率に関わらず放電量が低
下する。一方、逆に１５重量％以上とした場合は、レー
ト特性は向上されるが、電極の密度到達率が減少し二次
電池に適用した場合単位体積当たりのエネルギー密度の
減少が生じてしまう。
の１／５０以上にした場合は、図１のような黒鉛の添加
量を減少した場合のレート特性の向上は見られなくな
る。さらに、混合する活物質と導電助材の合計中導電助
材の添加量を５重量％以下にした場合は、合材の電気抵
抗が増加するため、黒鉛の添加率に関わらず放電量が低
下する。一方、逆に１５重量％以上とした場合は、レー
ト特性は向上されるが、電極の密度到達率が減少し二次
電池に適用した場合単位体積当たりのエネルギー密度の
減少が生じてしまう。
【００１１】また、上記非晶質炭素としてＡＢを使用す
る場合、電極に対する電解液の濡れ性も向上できる。
る場合、電極に対する電解液の濡れ性も向上できる。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では集電材
に活物質，導電助材，バインダを塗布した正極，負極及
びセパレータよりなる巻回体を有する二次電池におい
て、正極合材中の正極活物質と導電助剤の合計中導電助
剤の割合が５〜１５重量％であり、かつ導電助剤に黒鉛
及び黒鉛に対し粒径が１／５０以下の非晶質炭素を使用
し、導電助剤中の黒鉛の割合を６０〜９０重量％とする
ことにより、単位体積当たりの放電容量を低下させるこ
となく、かつレート特性の向上を達成することが可能で
ある。
に活物質，導電助材，バインダを塗布した正極，負極及
びセパレータよりなる巻回体を有する二次電池におい
て、正極合材中の正極活物質と導電助剤の合計中導電助
剤の割合が５〜１５重量％であり、かつ導電助剤に黒鉛
及び黒鉛に対し粒径が１／５０以下の非晶質炭素を使用
し、導電助剤中の黒鉛の割合を６０〜９０重量％とする
ことにより、単位体積当たりの放電容量を低下させるこ
となく、かつレート特性の向上を達成することが可能で
ある。
【図１】本発明の導電助材中の黒鉛の添加率を変えたと
きの電極プレス時の密度到達率を示す特性図。
きの電極プレス時の密度到達率を示す特性図。
【図２】導電助材中の黒鉛の添加率とを変えたときのレ
ート別放電率の変化を示す特性図。
ート別放電率の変化を示す特性図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂入 美千子 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 Ｆターム(参考） 5H003 AA01 BB15 BC06 BD02 BD04 5H014 AA02 AA04 BB08 EE07 EE10 HH00 HH01 5H029 AJ02 AK03 AM01 BJ14 CJ22 DJ04 DJ07 DJ08 DJ18 EJ04 HJ01 HJ05
Claims (1)
- 【請求項１】集電材に活物質，導電助材，バインダを塗
布した正極，負極及びセパレータを巻回して発電要素
（以降巻回体と称す。）を構成する二次電池において、
正極活物質と導電助剤の合計中導電助剤の割合が５〜１
５重量％であり、かつ導電助剤に黒鉛及び黒鉛に対し平
均粒径が１／５０以下の非晶質炭素を使用し、導電助剤
中の黒鉛の割合が６０〜９０重量％であることを特徴と
する非水電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10188574A JP2000021411A (ja) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10188574A JP2000021411A (ja) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | 非水電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000021411A true JP2000021411A (ja) | 2000-01-21 |
Family
ID=16226074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10188574A Pending JP2000021411A (ja) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000021411A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002260664A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-13 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| US6524748B1 (en) * | 1997-08-05 | 2003-02-25 | Mitsubishi Chemical Corporation | Carbonaceous negative electrode material for nonaqueous secondary battery, process for producing the same, and nonaqueous secondary battery |
| EP1195836A3 (en) * | 2000-10-06 | 2004-11-24 | Sony Corporation | Non-aqueous electrolyte secondary cell |
| EP1150367A3 (en) * | 2000-04-25 | 2007-04-11 | Sony Corporation | Positive electrode active material and non-aqueous elecrolyte cell |
| JPWO2015129179A1 (ja) * | 2014-02-26 | 2017-03-30 | 日本電気株式会社 | レンズの保持構造、レンズホルダ、光モジュールおよびレンズの保持方法 |
-
1998
- 1998-07-03 JP JP10188574A patent/JP2000021411A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6524748B1 (en) * | 1997-08-05 | 2003-02-25 | Mitsubishi Chemical Corporation | Carbonaceous negative electrode material for nonaqueous secondary battery, process for producing the same, and nonaqueous secondary battery |
| EP1150367A3 (en) * | 2000-04-25 | 2007-04-11 | Sony Corporation | Positive electrode active material and non-aqueous elecrolyte cell |
| EP1195836A3 (en) * | 2000-10-06 | 2004-11-24 | Sony Corporation | Non-aqueous electrolyte secondary cell |
| JP2002260664A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-13 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| JPWO2015129179A1 (ja) * | 2014-02-26 | 2017-03-30 | 日本電気株式会社 | レンズの保持構造、レンズホルダ、光モジュールおよびレンズの保持方法 |
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