JP2000058044A - 有孔性ポリマー電解質を備えた電極の製造方法およびその電極を用いた非水電解質二次電池 - Google Patents
有孔性ポリマー電解質を備えた電極の製造方法およびその電極を用いた非水電解質二次電池Info
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- 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
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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 有孔性ポリマー電解質を保持した電極を製造
する工程は、従来、集電体へ活物質、導電性助剤、結着
剤を塗布し乾燥させた後に、電極孔中へポリマー溶液を
含浸し、溶媒抽出法によりポリマーを有孔性とする２工
程からなっていた。 【解決手段】 活物質、導電助剤、ポリマー、ポリマー
を溶解する溶媒からなるペーストを集電体に塗布後、溶
媒抽出法によりポリマーを溶解する溶媒を抽出し、有孔
性ポリマーを備える電極を１度の工程で作製する。
する工程は、従来、集電体へ活物質、導電性助剤、結着
剤を塗布し乾燥させた後に、電極孔中へポリマー溶液を
含浸し、溶媒抽出法によりポリマーを有孔性とする２工
程からなっていた。 【解決手段】 活物質、導電助剤、ポリマー、ポリマー
を溶解する溶媒からなるペーストを集電体に塗布後、溶
媒抽出法によりポリマーを溶解する溶媒を抽出し、有孔
性ポリマーを備える電極を１度の工程で作製する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は非水電解質二次電池
用電極の製造方法とその電極を用いた非水電解質二次電
池に関する。
用電極の製造方法とその電極を用いた非水電解質二次電
池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、有孔性ポリマー電解質を備えた電
極を作製する場合、次の２つの工程を要した。
極を作製する場合、次の２つの工程を要した。
【０００３】第１の工程は、活物質を含むペーストを集
電体上に塗布し、乾燥させることで、活物質が集電体と
一体に成形されてなる電極本体を作製する。
電体上に塗布し、乾燥させることで、活物質が集電体と
一体に成形されてなる電極本体を作製する。
【０００４】第２の工程は、工程１で作製した電極本体
を、水と相溶性がある有機溶媒ａにポリマーを溶解した
ポリマー溶液ａ’中に浸漬し、電極本体の活物質層内の
孔に均一にポリマー溶液ａ’を浸透させる。次に、活物
質層内の孔にポリマー溶液ａ’を保持した電極本体を水
に浸漬すると、ポリマーを溶解している有機溶媒ａは水
と相溶性があるために、有機溶媒ａが水によって抽出さ
れ、有機溶媒ａの除去された部分が孔となった状態でポ
リマーが固化する。この工程により、電極は、活物質層
内の孔に均一に有孔性ポリマーを備えた電極本体が得ら
れ、最後に乾燥することで、付着した水等を除去し、電
極が完成する。
を、水と相溶性がある有機溶媒ａにポリマーを溶解した
ポリマー溶液ａ’中に浸漬し、電極本体の活物質層内の
孔に均一にポリマー溶液ａ’を浸透させる。次に、活物
質層内の孔にポリマー溶液ａ’を保持した電極本体を水
に浸漬すると、ポリマーを溶解している有機溶媒ａは水
と相溶性があるために、有機溶媒ａが水によって抽出さ
れ、有機溶媒ａの除去された部分が孔となった状態でポ
リマーが固化する。この工程により、電極は、活物質層
内の孔に均一に有孔性ポリマーを備えた電極本体が得ら
れ、最後に乾燥することで、付着した水等を除去し、電
極が完成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の電極を作製する
場合、第１の工程においてペーストを乾燥し、その後、
第２の工程で電極孔内に有孔性のポリマーを充填し、再
び乾燥させる必要があるため、工業化に際しては、完全
に独立した２つの製造ラインが必要であり、かつ２度の
乾燥に時間を要するために、実用的な電極の製造方法で
はなかった。
場合、第１の工程においてペーストを乾燥し、その後、
第２の工程で電極孔内に有孔性のポリマーを充填し、再
び乾燥させる必要があるため、工業化に際しては、完全
に独立した２つの製造ラインが必要であり、かつ２度の
乾燥に時間を要するために、実用的な電極の製造方法で
はなかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで本発明では、上記
課題を解決するために種々の検討を行なった結果、ポリ
マーを溶解した溶液ａ'と活物質を含む混合物を集電体
に保持した後、ポリマーを溶解した溶液ａ'の溶媒ａ
を、溶媒ａと相溶性のある溶媒ｂで抽出することによ
り、一工程で有孔性ポリマーを備えた電極を作製するこ
とにより、製造工程が簡単で、製造コストを大幅に減少
させることができることを見出し、本願発明をなすに至
ったものである。
課題を解決するために種々の検討を行なった結果、ポリ
マーを溶解した溶液ａ'と活物質を含む混合物を集電体
に保持した後、ポリマーを溶解した溶液ａ'の溶媒ａ
を、溶媒ａと相溶性のある溶媒ｂで抽出することによ
り、一工程で有孔性ポリマーを備えた電極を作製するこ
とにより、製造工程が簡単で、製造コストを大幅に減少
させることができることを見出し、本願発明をなすに至
ったものである。
【０００７】この有孔性ポリマーに有機電解質を含ませ
ることにより、有孔性ポリマー電解質とする。
ることにより、有孔性ポリマー電解質とする。
【０００８】さらに本発明では、電極に備える有孔性ポ
リマー電解質の多孔度が１０〜９０％であることを特徴
とする。
リマー電解質の多孔度が１０〜９０％であることを特徴
とする。
【０００９】さらに、本発明では、電極の有孔性ポリマ
ー電解質を除く部分の多孔度が７０％以下であることを
特徴とする。これにより、電池の高エネルギー密度化が
可能となる。
ー電解質を除く部分の多孔度が７０％以下であることを
特徴とする。これにより、電池の高エネルギー密度化が
可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明におけるリチウム電池用電
極の製造方法およびその電極を電池として使用する際の
実施の形態について述べる。
極の製造方法およびその電極を電池として使用する際の
実施の形態について述べる。
【００１１】本発明では、電極に備えるポリマーを有孔
性とするために、溶媒抽出法を用いる。溶媒抽出法にお
いては２種類の溶媒ａと溶媒ｂを使用する。溶媒ａはポ
リマーを溶解する溶媒である。溶液ａ'は、溶媒ａとポ
リマーからなる。溶媒ｂは、溶液ａ'から溶媒ａを抽出
する抽出用溶媒である。溶媒抽出法は、ポリマーを溶解
した溶液ａ'を、ポリマーが不溶で溶媒ａと相溶性のあ
る溶媒ｂ中に浸漬することによって、ポリマー溶液ａ'
の溶媒ａを抽出し、ポリマーの溶媒ａが除去された部分
が孔となって、有孔性ポリマーを得るものである。溶媒
抽出法は、ポリマー膜に開口部が円形の貫通孔を形成す
る。
性とするために、溶媒抽出法を用いる。溶媒抽出法にお
いては２種類の溶媒ａと溶媒ｂを使用する。溶媒ａはポ
リマーを溶解する溶媒である。溶液ａ'は、溶媒ａとポ
リマーからなる。溶媒ｂは、溶液ａ'から溶媒ａを抽出
する抽出用溶媒である。溶媒抽出法は、ポリマーを溶解
した溶液ａ'を、ポリマーが不溶で溶媒ａと相溶性のあ
る溶媒ｂ中に浸漬することによって、ポリマー溶液ａ'
の溶媒ａを抽出し、ポリマーの溶媒ａが除去された部分
が孔となって、有孔性ポリマーを得るものである。溶媒
抽出法は、ポリマー膜に開口部が円形の貫通孔を形成す
る。
【００１２】有孔性ポリマーを電極に備える非水電解質
二次電池用電極を製造するためには、例えば正極では、
活物質粒子とカーボン等の導電助剤と、上記記載のポリ
マーを溶媒ａに溶解したポリマー溶液ａ'を混合したペ
ーストを集電体上に塗布し、次に抽出用溶媒ｂに浸漬す
ることで溶媒ａを抽出し、電極の活物質層内の孔や電極
表面に均一に有孔性ポリマーを有する正極が得られる。
その後、電極をプレスすることにより、電極の有孔性ポ
リマーを除く部分の多孔度を７０％以下とすることで完
成する。負極の場合も、正極の製造方法と同様の過程を
経て製造する。
二次電池用電極を製造するためには、例えば正極では、
活物質粒子とカーボン等の導電助剤と、上記記載のポリ
マーを溶媒ａに溶解したポリマー溶液ａ'を混合したペ
ーストを集電体上に塗布し、次に抽出用溶媒ｂに浸漬す
ることで溶媒ａを抽出し、電極の活物質層内の孔や電極
表面に均一に有孔性ポリマーを有する正極が得られる。
その後、電極をプレスすることにより、電極の有孔性ポ
リマーを除く部分の多孔度を７０％以下とすることで完
成する。負極の場合も、正極の製造方法と同様の過程を
経て製造する。
【００１３】こうして得られる正極と負極間にセパレー
タを介在させ、非水電解液に浸漬することで、有孔性ポ
リマーがゲル状のイオン導電性ポリマーとなり、非水電
解質二次電池用の有孔性ポリマー電解質を備えた電極が
完成する。
タを介在させ、非水電解液に浸漬することで、有孔性ポ
リマーがゲル状のイオン導電性ポリマーとなり、非水電
解質二次電池用の有孔性ポリマー電解質を備えた電極が
完成する。
【００１４】この電極の製造方法は、一度の工程からな
るため、製造工程が簡単で、製造コストの削減に非常に
有効である。
るため、製造工程が簡単で、製造コストの削減に非常に
有効である。
【００１５】
【実施例】以下に、本発明の好適な実施例を示す。
【００１６】[実施例１]まず、正極の作製工程について
説明する。
説明する。
【００１７】溶媒抽出法により、ＰＶｄＦの多孔度を制
御するために、２種類のペーストを用意した。ペースト
１は、コバルト酸リチウム３７．３％、アセチレンブラ
ック１．２％、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶｄ
Ｆ）２．５％、ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）
５９．０％からなる。ペースト２はコバルト酸リチウム
７３．４％、アセチレンブラック２．４％、ＰＶｄＦ
４．８％、ＮＭＰ１９．４％からなる。
御するために、２種類のペーストを用意した。ペースト
１は、コバルト酸リチウム３７．３％、アセチレンブラ
ック１．２％、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶｄ
Ｆ）２．５％、ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）
５９．０％からなる。ペースト２はコバルト酸リチウム
７３．４％、アセチレンブラック２．４％、ＰＶｄＦ
４．８％、ＮＭＰ１９．４％からなる。
【００１８】このペーストを幅２０ｍｍ、長さ４８０ｍ
ｍ、厚さ２０μｍのアルミニウム箔上に塗布する。次に
塗布電極を水中に浸漬することで、ＮＭＰを抽出し、電
極に備えられるＰＶｄＦを有孔性ポリマーとする。ＰＶ
ｄＦのＮＭＰに対する溶解度により、ＰＶｄＦの多孔度
は変化し、ペースト１では９０％、ペースト２では７０
％となる。
ｍ、厚さ２０μｍのアルミニウム箔上に塗布する。次に
塗布電極を水中に浸漬することで、ＮＭＰを抽出し、電
極に備えられるＰＶｄＦを有孔性ポリマーとする。ＰＶ
ｄＦのＮＭＰに対する溶解度により、ＰＶｄＦの多孔度
は変化し、ペースト１では９０％、ペースト２では７０
％となる。
【００１９】抽出溶媒にメタノールを添加した水を使用
すると、多孔度を減少させることができる。これは、メ
タノールが水に添加されることにより、ポリマーの結晶
化速度を遅くすることができるからであると考えられ
る。ペースト２を塗布した電極をメタノールを添加した
水中に浸漬することで、多孔度が５０％、３０％、１０
％のＰＶｄＦ備えた正極を作製した。
すると、多孔度を減少させることができる。これは、メ
タノールが水に添加されることにより、ポリマーの結晶
化速度を遅くすることができるからであると考えられ
る。ペースト２を塗布した電極をメタノールを添加した
水中に浸漬することで、多孔度が５０％、３０％、１０
％のＰＶｄＦ備えた正極を作製した。
【００２０】以上の操作をアルミニウム箔の両面におこ
なった後に、その後プレスすることで厚さを１７０μｍ
とし、電極のポリマーを除く部分の多孔度を３５％とし
た。体積エネルギー密度を一定とするため、単位面積当
たりに充填される活物質、導電剤及び結着剤の重量を、
２３ｍｇ／ｃｍ2となるようにした。
なった後に、その後プレスすることで厚さを１７０μｍ
とし、電極のポリマーを除く部分の多孔度を３５％とし
た。体積エネルギー密度を一定とするため、単位面積当
たりに充填される活物質、導電剤及び結着剤の重量を、
２３ｍｇ／ｃｍ2となるようにした。
【００２１】つぎに、負極の作製工程について説明す
る。
る。
【００２２】グラファイト２０．４％、ＰＶｄＦ１．９
％、ＮＭＰ７７．７％を混合したペーストを銅箔上に塗
布し、ＮＭＰを水中に浸漬することで抽出する。これに
より、電極は７０％の多孔度を有する有孔性ＰＶｄＦを
備える。以上の操作をアルミニウム箔の両面におこなっ
た後に、プレスすることにより、厚さを１９０μｍとす
ることで、ＰＶｄＦを除く残留多孔度を３５％とした。
単位面積当たりに充填される活物質、有孔性ポリマーの
重量は２３ｍｇ／ｃｍ2であった。
％、ＮＭＰ７７．７％を混合したペーストを銅箔上に塗
布し、ＮＭＰを水中に浸漬することで抽出する。これに
より、電極は７０％の多孔度を有する有孔性ＰＶｄＦを
備える。以上の操作をアルミニウム箔の両面におこなっ
た後に、プレスすることにより、厚さを１９０μｍとす
ることで、ＰＶｄＦを除く残留多孔度を３５％とした。
単位面積当たりに充填される活物質、有孔性ポリマーの
重量は２３ｍｇ／ｃｍ2であった。
【００２３】このようにして作製した正極と負極との間
に厚さ２６μｍのポリプロピレン微孔性セパレータを重
ねて巻き、高さ４７．０ｍｍ、幅２２．２ｍｍ、厚さ
６．４ｍｍのステンレスケース中に挿入して、角型電池
を組み立てた。その後、１ＭのＬｉＰＦ6を含むエチレ
ンカーボネートと、ジエチルカーボネートの混合（体積
１：１）電解液２．５ｇを加え、最後に６０℃で４８時
間エージング処理を行い、公称容量４００ｍＡｈの、本
発明の電池を製作した。
に厚さ２６μｍのポリプロピレン微孔性セパレータを重
ねて巻き、高さ４７．０ｍｍ、幅２２．２ｍｍ、厚さ
６．４ｍｍのステンレスケース中に挿入して、角型電池
を組み立てた。その後、１ＭのＬｉＰＦ6を含むエチレ
ンカーボネートと、ジエチルカーボネートの混合（体積
１：１）電解液２．５ｇを加え、最後に６０℃で４８時
間エージング処理を行い、公称容量４００ｍＡｈの、本
発明の電池を製作した。
【００２４】正極に備えられるポリマーの多孔度が９０
％のものを電池（Ａ）、７０％のものを電池（Ｂ）、５
０％のものを電池（Ｃ）３０％のものを電池（Ｄ）、１
０％のものを電池（Ｅ）とした。
％のものを電池（Ａ）、７０％のものを電池（Ｂ）、５
０％のものを電池（Ｃ）３０％のものを電池（Ｄ）、１
０％のものを電池（Ｅ）とした。
【００２５】[比較例１]比較例として、正極に、コバル
ト酸リチウム７０ｗｔ％、アセチレンブラック６ｗｔ
％、ＰＶｄＦ９ｗｔ％、ＮＭＰ１５ｗｔ％を混合したも
のを、幅２０ｍｍ、長さ４８０ｍｍ、厚さ２０μｍのア
ルミニウム箔上に塗布し、ＮＭＰを９０℃で乾燥するこ
とにより蒸発させ、以上の操作をアルミニウム箔の両面
におこなった後に、プレスをしたものを作製した。
ト酸リチウム７０ｗｔ％、アセチレンブラック６ｗｔ
％、ＰＶｄＦ９ｗｔ％、ＮＭＰ１５ｗｔ％を混合したも
のを、幅２０ｍｍ、長さ４８０ｍｍ、厚さ２０μｍのア
ルミニウム箔上に塗布し、ＮＭＰを９０℃で乾燥するこ
とにより蒸発させ、以上の操作をアルミニウム箔の両面
におこなった後に、プレスをしたものを作製した。
【００２６】負極としては、グラファイト８１ｗｔ％、
ＰＶＤＦ９ｗｔ％、ＮＭＰ１０ｗｔ％を混合したものを
厚さ１４μｍの銅箔上に塗布し、１５０℃で乾燥してＮ
ＭＰを蒸発させた、以上の操作を銅箔の両面に対してお
こなった後に、プレスを行ったものを作製した。
ＰＶＤＦ９ｗｔ％、ＮＭＰ１０ｗｔ％を混合したものを
厚さ１４μｍの銅箔上に塗布し、１５０℃で乾燥してＮ
ＭＰを蒸発させた、以上の操作を銅箔の両面に対してお
こなった後に、プレスを行ったものを作製した。
【００２７】プレス後の正・負極の厚さはそれぞれ、１
７０μｍ、１９０μｍであり、単位面積当たりに充填さ
れた活物質、導電剤及び結着剤の重量は１３ｍｇ／ｃｍ
2である。この正・負極に備えられるＰＶｄＦは有孔性
となっていない。その後の工程は実施例１と同様の、従
来から公知の電池（Ｆ）を作製した。
７０μｍ、１９０μｍであり、単位面積当たりに充填さ
れた活物質、導電剤及び結着剤の重量は１３ｍｇ／ｃｍ
2である。この正・負極に備えられるＰＶｄＦは有孔性
となっていない。その後の工程は実施例１と同様の、従
来から公知の電池（Ｆ）を作製した。
【００２８】次に本発明になる電池（Ａ）〜（Ｅ）及び
比較例の電池（Ｆ）を、室温において１ＣＡの電流で
４．１Ｖ間で充電し、続いて４．１Ｖの定電圧で２時間
充電した後、１ＣＡの電流で２．５Ｖまで放電した。こ
の放電試験の結果を図１に示す。この結果により本発明
による電池（Ａ）〜（Ｅ）は、従来から公知の電池
（Ｆ）より優れた放電性能を示していることがわかる。
比較例の電池（Ｆ）を、室温において１ＣＡの電流で
４．１Ｖ間で充電し、続いて４．１Ｖの定電圧で２時間
充電した後、１ＣＡの電流で２．５Ｖまで放電した。こ
の放電試験の結果を図１に示す。この結果により本発明
による電池（Ａ）〜（Ｅ）は、従来から公知の電池
（Ｆ）より優れた放電性能を示していることがわかる。
【００２９】これにより、従来では２つの工程が必要で
あった電極の製造を、一度の工程で製造することがで
き、本発明により作製された有孔性ポリマー電解質を備
えた電極を用いたリチウム二次電池は、有孔性ポリマー
が電極中に均一に存在するため、リチウムイオンの拡散
が円滑に行なわれ、従来の電池よりも優れた放電特性を
示した。
あった電極の製造を、一度の工程で製造することがで
き、本発明により作製された有孔性ポリマー電解質を備
えた電極を用いたリチウム二次電池は、有孔性ポリマー
が電極中に均一に存在するため、リチウムイオンの拡散
が円滑に行なわれ、従来の電池よりも優れた放電特性を
示した。
【００３０】電極に備えるポリマーとしては、充放電に
よる活物質の体積膨張収縮に追随した形状変化の可能な
柔軟性を有するものが好ましく、ポリマーを電解液で膨
潤させたゲル状のイオン導電性ポリマーを用いるのがよ
い。具体的には、実施例で述べたポリビニリデンフルオ
ライド（ＰＶｄＦ）以外に、ポリ塩化ビニル、ポリアク
リロニトリル、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレン
オキシド等のポリエーテル、ポリアクリロニトリル、ポ
リビニリデンフルオライド、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
メチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリ
ビニルアルコール、ポリメタクリロニトリル、ポリビニ
ルアセテート、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイ
ミン、ポリブタジエン、ポリスチレン、ポリイソプレ
ン、もしくはこれらの誘動体を、単独で、あるいは混合
して用いることができる。また、上記ポリマーを構成す
る各種モノマーを共重合させたポリマーを用いることも
できる。
よる活物質の体積膨張収縮に追随した形状変化の可能な
柔軟性を有するものが好ましく、ポリマーを電解液で膨
潤させたゲル状のイオン導電性ポリマーを用いるのがよ
い。具体的には、実施例で述べたポリビニリデンフルオ
ライド（ＰＶｄＦ）以外に、ポリ塩化ビニル、ポリアク
リロニトリル、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレン
オキシド等のポリエーテル、ポリアクリロニトリル、ポ
リビニリデンフルオライド、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
メチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリ
ビニルアルコール、ポリメタクリロニトリル、ポリビニ
ルアセテート、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイ
ミン、ポリブタジエン、ポリスチレン、ポリイソプレ
ン、もしくはこれらの誘動体を、単独で、あるいは混合
して用いることができる。また、上記ポリマーを構成す
る各種モノマーを共重合させたポリマーを用いることも
できる。
【００３１】ポリマーを溶解する溶媒ａとしては、ポリ
マーを溶解するものであればよく、実施例で述べたＮＭ
Ｐ以外に、ジメチルホルムアミド、プロピレンカーボネ
ート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、
ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の
炭酸エステル、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、
エチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテ
ル、ジメチルアセトアミド、１−メチル−ピロリジノ
ン、ｎ−メチル−ピロリドン等が挙げられる。
マーを溶解するものであればよく、実施例で述べたＮＭ
Ｐ以外に、ジメチルホルムアミド、プロピレンカーボネ
ート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、
ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の
炭酸エステル、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、
エチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテ
ル、ジメチルアセトアミド、１−メチル−ピロリジノ
ン、ｎ−メチル−ピロリドン等が挙げられる。
【００３２】抽出用溶媒ｂとしては、ポリマーに対し不
溶性であり、ポリマーを溶解する溶媒ａと相溶性があれ
ばよく、実施例で述べた水やメタノール以外にも、エタ
ノール、１−プロパノール、２−プロパノール等のアル
コール類、アセトン等の両性溶媒、あるいはこれらの混
合物であってもよい。
溶性であり、ポリマーを溶解する溶媒ａと相溶性があれ
ばよく、実施例で述べた水やメタノール以外にも、エタ
ノール、１−プロパノール、２−プロパノール等のアル
コール類、アセトン等の両性溶媒、あるいはこれらの混
合物であってもよい。
【００３３】さらに正極材料としては、実施例で述べた
コバルト酸リチウム以外に、リチウムを吸蔵放出可能な
化合物として、無機化合物としては、組成式ＬｉxＭ
Ｏ2、またはＬｉyＭ2Ｏ4（ただし、Ｍは遷移金属、０≦
ｘ≦１、０≦ｙ≦２）で表される複合酸化物、トンネル
状の孔を有する酸化物、層状構造の金属カルコゲン化物
を用いることができる。その具体例としては、ＬｉＣｏ
Ｏ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、Ｌｉ2Ｍｎ2Ｏ4、Ｍ
ｎＯ2、ＦｅＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13、ＴｉＯ2、ＴｉＳ2
等が挙げられる。また、有機化合物としては、例えばポ
リアニリン等の導電性ポリマー等が挙げられる。さら
に、無機化合物、有機化合物を問わず、上記各種活物質
を混合して用いてもよい。
コバルト酸リチウム以外に、リチウムを吸蔵放出可能な
化合物として、無機化合物としては、組成式ＬｉxＭ
Ｏ2、またはＬｉyＭ2Ｏ4（ただし、Ｍは遷移金属、０≦
ｘ≦１、０≦ｙ≦２）で表される複合酸化物、トンネル
状の孔を有する酸化物、層状構造の金属カルコゲン化物
を用いることができる。その具体例としては、ＬｉＣｏ
Ｏ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、Ｌｉ2Ｍｎ2Ｏ4、Ｍ
ｎＯ2、ＦｅＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13、ＴｉＯ2、ＴｉＳ2
等が挙げられる。また、有機化合物としては、例えばポ
リアニリン等の導電性ポリマー等が挙げられる。さら
に、無機化合物、有機化合物を問わず、上記各種活物質
を混合して用いてもよい。
【００３４】また、負極材料たる化合物としては、実施
例で述べたグラファイト以外に、例えばＡｌ、Ｓｉ、Ｐ
ｂ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｄ等とリチウムの合金、ＬｉＦｅ2
Ｏ3等の遷移金属複合酸化物、ＷＯ2、ＭｏＯ2等の遷移
金属酸化物、グラファイト、カーボン等の炭素質材料、
Ｌｉ5（Ｌｉ3Ｎ）等の窒化リチウム、もしくは金属リチ
ウム箔、又はこれらの混合物を用いてもよい。
例で述べたグラファイト以外に、例えばＡｌ、Ｓｉ、Ｐ
ｂ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｄ等とリチウムの合金、ＬｉＦｅ2
Ｏ3等の遷移金属複合酸化物、ＷＯ2、ＭｏＯ2等の遷移
金属酸化物、グラファイト、カーボン等の炭素質材料、
Ｌｉ5（Ｌｉ3Ｎ）等の窒化リチウム、もしくは金属リチ
ウム箔、又はこれらの混合物を用いてもよい。
【００３５】さらに実施例では、電池のセパレータとし
てポリプロピレン微孔性セパレータを用いているが、こ
れに限定されるものではなく、例えばポリエチレン製の
微孔性膜や、上記ポリマー電解質を構成するポリマーに
より構成されるセパレータを用いてもよい。
てポリプロピレン微孔性セパレータを用いているが、こ
れに限定されるものではなく、例えばポリエチレン製の
微孔性膜や、上記ポリマー電解質を構成するポリマーに
より構成されるセパレータを用いてもよい。
【００３６】また、実施例では電解液として、１ＭのＬ
ｉＰＦ６を含むエチレンカーボネートとジエチルカーボ
ネートの混合（体積１：１）電解液を用いているが、こ
れに限定されることなく、例えば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、
ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、スルホラ
ン、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ジメチル
ホルムアミド、ジメチルアセトアミド、１，２−ジメト
キシエタン、１，２−ジエトキシエタン、テトラヒドロ
フラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジオキソラ
ン、メチルアセテート等の極性溶媒、もしくはこれらの
混合物を使用してもよい。
ｉＰＦ６を含むエチレンカーボネートとジエチルカーボ
ネートの混合（体積１：１）電解液を用いているが、こ
れに限定されることなく、例えば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、
ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、スルホラ
ン、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ジメチル
ホルムアミド、ジメチルアセトアミド、１，２−ジメト
キシエタン、１，２−ジエトキシエタン、テトラヒドロ
フラン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジオキソラ
ン、メチルアセテート等の極性溶媒、もしくはこれらの
混合物を使用してもよい。
【００３７】さらに、実施例においては、電解液に含有
させる塩としてＬｉＰＦ6を使用しているが、その他
に、例えばＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌＯ4、Ｌ
ｉＳＣＮ、ＬｉＩ、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣｌ、ＬｉＢ
ｒ、ＬｉＣＦ3ＣＯ2等のリチウム塩、もしくはこれらの
混合物を用いてもよい。
させる塩としてＬｉＰＦ6を使用しているが、その他
に、例えばＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌＯ4、Ｌ
ｉＳＣＮ、ＬｉＩ、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣｌ、ＬｉＢ
ｒ、ＬｉＣＦ3ＣＯ2等のリチウム塩、もしくはこれらの
混合物を用いてもよい。
【００３８】また、実施例では、溶媒抽出により７０％
以下の多孔度を有する有孔性ポリマーを電極に備えるた
めに、抽出溶媒としての水にメタノールを添加したが、
添加するアルコールとしては、エタノール、イソプロピ
ルアルコール等を用いてもよい。
以下の多孔度を有する有孔性ポリマーを電極に備えるた
めに、抽出溶媒としての水にメタノールを添加したが、
添加するアルコールとしては、エタノール、イソプロピ
ルアルコール等を用いてもよい。
【００３９】
【発明の効果】本発明においては、有孔性ポリマー電解
質を保持した電極を作製する際、活物質、導電助剤、ポ
リマーおよびポリマーを溶解する溶媒からなるペースト
を、集電体に塗布した後、溶媒抽出法により、ポリマー
を溶解する溶媒を抽出し、電極に備えるポリマーを有孔
性とするものであり、従来の、まず電極にペーストを塗
布し、その後にポリマー充填する2つの工程を必要とし
た製造方法を、１工程で行なうことにより、製造工程を
簡単にし、大幅なコストダウンを実現するものである。
質を保持した電極を作製する際、活物質、導電助剤、ポ
リマーおよびポリマーを溶解する溶媒からなるペースト
を、集電体に塗布した後、溶媒抽出法により、ポリマー
を溶解する溶媒を抽出し、電極に備えるポリマーを有孔
性とするものであり、従来の、まず電極にペーストを塗
布し、その後にポリマー充填する2つの工程を必要とし
た製造方法を、１工程で行なうことにより、製造工程を
簡単にし、大幅なコストダウンを実現するものである。
【００４０】さらに、有孔性ポリマー電解質を電極に備
えることにより、正・負極中に電解液を均一に分布させ
ることが可能となるため、充放電時の正・負極中での電
流分布が均一になり、高率での充放電が可能となり、ま
た充電時の負極へのアルカリ金属のデンドライト析出を
防止することができ、より安全な電池とすることができ
る。
えることにより、正・負極中に電解液を均一に分布させ
ることが可能となるため、充放電時の正・負極中での電
流分布が均一になり、高率での充放電が可能となり、ま
た充電時の負極へのアルカリ金属のデンドライト析出を
防止することができ、より安全な電池とすることができ
る。
【図１】本発明になる電極を用いた電池（Ａ）〜（Ｅ）
と、従来の電極を用いた電池（Ｆ）の、４．１Ｖ充電後
の放電特性を示す図である。
と、従来の電極を用いた電池（Ｆ）の、４．１Ｖ充電後
の放電特性を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H003 AA08 BA00 BA03 BB03 BB32 BD03 5H014 AA02 AA04 BB03 BB06 BB08 EE01 EE02 EE05 HH02 5H029 AJ14 AK03 AL07 AM03 AM05 AM06 AM16 CJ12 CJ22 DJ07 DJ09 EJ01 EJ11 HJ09
Claims (4)
- 【請求項１】 電解液によって湿潤または膨潤する性質
のあるポリマーを溶解した溶液と活物質を含む混合物を
集電体に保持した後、電極中のポリマーを溶解した溶液
の溶媒ａを、溶媒ａと相溶性のある溶媒ｂで抽出したこ
とを特徴とする、非水電解質二次電池用電極の製造方
法。 - 【請求項２】 有孔性ポリマー電解質の多孔度が１０〜
９０％であることを特徴とする、請求項１記載の非水電
解質二次電池用電極の製造方法。 - 【請求項３】 電極の有孔性ポリマー電解質を除く部分
の多孔度が７０％以下であることを特徴とする、請求項
１記載の非水電解質二次電池用電極の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１、２または３記載の電極を用い
ることを特徴とする非水電解質二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10236500A JP2000058044A (ja) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | 有孔性ポリマー電解質を備えた電極の製造方法およびその電極を用いた非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10236500A JP2000058044A (ja) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | 有孔性ポリマー電解質を備えた電極の製造方法およびその電極を用いた非水電解質二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000058044A true JP2000058044A (ja) | 2000-02-25 |
Family
ID=17001661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10236500A Pending JP2000058044A (ja) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | 有孔性ポリマー電解質を備えた電極の製造方法およびその電極を用いた非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000058044A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010061913A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Tdk Corp | 電極の製造方法 |
| WO2013118380A1 (ja) * | 2012-02-09 | 2013-08-15 | 株式会社日立製作所 | リチウムイオン二次電池及びその製造方法 |
| WO2014032407A1 (zh) * | 2012-08-28 | 2014-03-06 | 华为技术有限公司 | 一种锂离子电池硅负极极片及其制备方法和锂离子电池 |
-
1998
- 1998-08-06 JP JP10236500A patent/JP2000058044A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010061913A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Tdk Corp | 電極の製造方法 |
| WO2013118380A1 (ja) * | 2012-02-09 | 2013-08-15 | 株式会社日立製作所 | リチウムイオン二次電池及びその製造方法 |
| JP2013161771A (ja) * | 2012-02-09 | 2013-08-19 | Hitachi Ltd | リチウムイオン二次電池及びその製造方法 |
| CN104067420A (zh) * | 2012-02-09 | 2014-09-24 | 株式会社日立制作所 | 锂离子二次电池及其制造方法 |
| WO2014032407A1 (zh) * | 2012-08-28 | 2014-03-06 | 华为技术有限公司 | 一种锂离子电池硅负极极片及其制备方法和锂离子电池 |
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