JP2000123827A - 非水電解質二次電池 - Google Patents
非水電解質二次電池Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 充放電サイクル特性、重量効率が向上できる
非水電解質二次電池を得る。 【解決手段】 正極合剤１を配した正極集電体２からな
る正極と負極合剤３を配した負極集電体４からなる負極
とが隔離体５を介して配されてなる非水電解質二次電池
であって、前記負極は炭素材料に自己支持性をもたせた
多孔体からなり、かつ多孔度が２５〜５０容積％、平均
孔径が５〜４０μｍである。
非水電解質二次電池を得る。 【解決手段】 正極合剤１を配した正極集電体２からな
る正極と負極合剤３を配した負極集電体４からなる負極
とが隔離体５を介して配されてなる非水電解質二次電池
であって、前記負極は炭素材料に自己支持性をもたせた
多孔体からなり、かつ多孔度が２５〜５０容積％、平均
孔径が５〜４０μｍである。
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
に関するもので、さらに詳しく言えば、充放電サイクル
特性が向上でき、電池の重量効率を高めることができる
非水電解質二次電池に関するものである。
に関するもので、さらに詳しく言えば、充放電サイクル
特性が向上でき、電池の重量効率を高めることができる
非水電解質二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、高性能化、小型化が進む電子機器
用電源、電力貯蔵用電源、電気自動車用電源として、高
起電力、高エネルギー密度が得られる種々の非水電解質
二次電池が注目されている。
用電源、電力貯蔵用電源、電気自動車用電源として、高
起電力、高エネルギー密度が得られる種々の非水電解質
二次電池が注目されている。
【０００３】このような非水電解質二次電池には、正極
と負極に、固有の電位水準においてリチウムを吸蔵また
は放出、吸蔵および放出が可能な材料を活物質として使
用し、電解質に液体を用いた非水系のものと電解質に固
体またはゲルを用いた高分子系のものとがある。
と負極に、固有の電位水準においてリチウムを吸蔵また
は放出、吸蔵および放出が可能な材料を活物質として使
用し、電解質に液体を用いた非水系のものと電解質に固
体またはゲルを用いた高分子系のものとがある。
【０００４】上記した非水電解質二次電池では、負極
は、活物質としての黒鉛や非黒鉛炭素材料の粉末に結着
剤としてのポリフッ化ビニリデンなどを含んだものが合
剤として使用されるとともに、この合剤が集電体として
の銅箔上に塗布されて形成され、正極は、活物質として
のコバルト酸リチウムの粉末に導電剤としてのアセチレ
ンブラック、結着剤としてのビスフェノールＡなどを含
んだものが合剤として使用されるとともに、この合剤が
集電体としてのアルミニウム箔上に塗布されて形成され
る。
は、活物質としての黒鉛や非黒鉛炭素材料の粉末に結着
剤としてのポリフッ化ビニリデンなどを含んだものが合
剤として使用されるとともに、この合剤が集電体として
の銅箔上に塗布されて形成され、正極は、活物質として
のコバルト酸リチウムの粉末に導電剤としてのアセチレ
ンブラック、結着剤としてのビスフェノールＡなどを含
んだものが合剤として使用されるとともに、この合剤が
集電体としてのアルミニウム箔上に塗布されて形成され
る。
【０００５】そして、電解質が非水系のものでは、隔離
体としてのセパレータに多孔性ポリエチレンフィルムが
使用され、正極、負極およびセパレータに、エチレンカ
ーボネート、プロピレンカーボネートなどの環状炭酸エ
ステル、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート
などの鎖状炭酸エステルといったエステル系溶媒、ジメ
トキシエタンなどの鎖状エーテル、テトラヒドロフラン
などの環状エーテルといったエーテル系溶媒およびγ−
ブチルラクトンなどのラクトンを主体とする混合溶媒
に、過塩素酸リチウム、ヘキサフルオロ燐酸リチウム、
テトラフルオロ硼酸リチウム、リチウムトリフロロメタ
スルフォネートなどのリチウム塩を溶解させた電解液が
含浸される。
体としてのセパレータに多孔性ポリエチレンフィルムが
使用され、正極、負極およびセパレータに、エチレンカ
ーボネート、プロピレンカーボネートなどの環状炭酸エ
ステル、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート
などの鎖状炭酸エステルといったエステル系溶媒、ジメ
トキシエタンなどの鎖状エーテル、テトラヒドロフラン
などの環状エーテルといったエーテル系溶媒およびγ−
ブチルラクトンなどのラクトンを主体とする混合溶媒
に、過塩素酸リチウム、ヘキサフルオロ燐酸リチウム、
テトラフルオロ硼酸リチウム、リチウムトリフロロメタ
スルフォネートなどのリチウム塩を溶解させた電解液が
含浸される。
【０００６】また、上記した電解質が高分子系のもので
は、隔離体としてフィルム状の高分子系の電解質が使用
され、正極、負極にも高分子系の電解質を含んだものが
使用される。そして、このような高分子系の電解質とし
ては、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシ
ド、ポリシロキ酸、ホリアクリロニトリルなどのポリマ
ーに前述したエステル系溶媒、エーテル系溶媒、ラクト
ンを主体とする混合溶媒を含有させて得たゲルに、前述
したリチウム塩を溶解した高分子ゲル電解質または前述
したポリマーに前述したリチウム塩を溶解させた高分子
固体電解質が使用される。
は、隔離体としてフィルム状の高分子系の電解質が使用
され、正極、負極にも高分子系の電解質を含んだものが
使用される。そして、このような高分子系の電解質とし
ては、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシ
ド、ポリシロキ酸、ホリアクリロニトリルなどのポリマ
ーに前述したエステル系溶媒、エーテル系溶媒、ラクト
ンを主体とする混合溶媒を含有させて得たゲルに、前述
したリチウム塩を溶解した高分子ゲル電解質または前述
したポリマーに前述したリチウム塩を溶解させた高分子
固体電解質が使用される。
【０００７】一方、上記した負極は、特開平９−２８９
０１２号公報に記載されたように、結晶質炭素と有機高
分子物質との混練物をシート状に成形して焼成したり、
特開平９−３０６４９２号公報に記載されたように、仮
焼温度の異なる２種類の材料を造粒成形して焼成するこ
とによって得る方法が知られている。
０１２号公報に記載されたように、結晶質炭素と有機高
分子物質との混練物をシート状に成形して焼成したり、
特開平９−３０６４９２号公報に記載されたように、仮
焼温度の異なる２種類の材料を造粒成形して焼成するこ
とによって得る方法が知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の非水電
解質二次電池では、充放電を反復させると、充電時に負
極にリチウムが吸蔵された際に、炭素と電解液が反応し
て負極の表面に炭酸リチウムが生成し、これが不導態被
膜となって充放電サイクル特性が低下したり、高率放電
時や急速充電時に電圧低下が増大するという問題があっ
た。
解質二次電池では、充放電を反復させると、充電時に負
極にリチウムが吸蔵された際に、炭素と電解液が反応し
て負極の表面に炭酸リチウムが生成し、これが不導態被
膜となって充放電サイクル特性が低下したり、高率放電
時や急速充電時に電圧低下が増大するという問題があっ
た。
【０００９】また、上記した従来の非水電解質二次電池
では、負極は銅箔のような集電体に担持されているた
め、電池重量に対する銅箔の重量が大きく、電池の重量
効率を大きくできないという問題があった。
では、負極は銅箔のような集電体に担持されているた
め、電池重量に対する銅箔の重量が大きく、電池の重量
効率を大きくできないという問題があった。
【００１０】さらに、前述した特開平９−２８９０１２
号公報や特開平９−３０６４９２号公報に記載された負
極を使用した非水電解質二次電池では、負極に可撓性が
ないため、これをスパイラル状に巻き込むことによって
放電容量の増大を図ることが困難であった。
号公報や特開平９−３０６４９２号公報に記載された負
極を使用した非水電解質二次電池では、負極に可撓性が
ないため、これをスパイラル状に巻き込むことによって
放電容量の増大を図ることが困難であった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、リチウムを吸蔵または放
出、吸蔵および放出が可能な材料を活物質として含む正
極と負極とが隔離体を介して配されてなる非水電解質二
次電池において、前記負極は炭素材料に自己支持性をも
たせた多孔体からなり、かつ多孔度が２５〜５０容積
％、平均孔径が５〜４０μｍであることを特徴とするも
のであり、これにより、充放電を反復させても、充放電
サイクル特性が低下したり、高率放電時や急速充電時に
電圧低下が増大することがなくなる。
め、請求項１記載の発明は、リチウムを吸蔵または放
出、吸蔵および放出が可能な材料を活物質として含む正
極と負極とが隔離体を介して配されてなる非水電解質二
次電池において、前記負極は炭素材料に自己支持性をも
たせた多孔体からなり、かつ多孔度が２５〜５０容積
％、平均孔径が５〜４０μｍであることを特徴とするも
のであり、これにより、充放電を反復させても、充放電
サイクル特性が低下したり、高率放電時や急速充電時に
電圧低下が増大することがなくなる。
【００１２】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の非水電解質二次電池において、負極は炭素粒子同士
を結着させた多孔体であることを特徴とするものであ
り、これにより、炭素粒子同士が結着した界面に電解液
が浸入することがなくなり、負極の表面に不導態被膜が
形成されるのを防止することができる。
載の非水電解質二次電池において、負極は炭素粒子同士
を結着させた多孔体であることを特徴とするものであ
り、これにより、炭素粒子同士が結着した界面に電解液
が浸入することがなくなり、負極の表面に不導態被膜が
形成されるのを防止することができる。
【００１３】また、請求項３記載の発明は、請求項２記
載の非水電解質二次電池において、負極は平均粒径が１
５〜４０μｍの塊状の黒鉛粒子を、圧縮率が２０〜６０
％になるように圧縮したことを特徴とするものであり、
これにより、黒鉛粒子は劈開した面で可撓性を有した状
態で強固に結着するので、スパイラル状に巻き込むこと
が可能になるとともに、正極、負極、隔離体に緊圧をか
けなくても電池を組み立てることができる。
載の非水電解質二次電池において、負極は平均粒径が１
５〜４０μｍの塊状の黒鉛粒子を、圧縮率が２０〜６０
％になるように圧縮したことを特徴とするものであり、
これにより、黒鉛粒子は劈開した面で可撓性を有した状
態で強固に結着するので、スパイラル状に巻き込むこと
が可能になるとともに、正極、負極、隔離体に緊圧をか
けなくても電池を組み立てることができる。
【００１４】また、請求項４記載の発明は、請求項２記
載の非水電解質二次電池において、負極は非膨潤性の架
橋形樹脂を結着剤として５〜１０重量％含むことを特徴
とするものであり、これにより、負極を銅箔のような集
電体に担持させることなく、電池を組み立てることがで
きる。
載の非水電解質二次電池において、負極は非膨潤性の架
橋形樹脂を結着剤として５〜１０重量％含むことを特徴
とするものであり、これにより、負極を銅箔のような集
電体に担持させることなく、電池を組み立てることがで
きる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００１６】本発明の実施の形態の特徴は、リチウムを
吸蔵または放出、吸蔵および放出が可能な材料を活物質
として含む正極と負極とが隔離体を介して配されてなる
非水電解質二次電池において、前記負極は炭素材料に自
己支持性をもたせた多孔体からなり、かつ多孔度が２５
〜５０容積％、より好ましくは３０〜４０容積％、平均
孔径が５〜４０μｍ、より好ましくは１０〜３０μｍと
したことである。
吸蔵または放出、吸蔵および放出が可能な材料を活物質
として含む正極と負極とが隔離体を介して配されてなる
非水電解質二次電池において、前記負極は炭素材料に自
己支持性をもたせた多孔体からなり、かつ多孔度が２５
〜５０容積％、より好ましくは３０〜４０容積％、平均
孔径が５〜４０μｍ、より好ましくは１０〜３０μｍと
したことである。
【００１７】上記した実施の形態において、多孔度が２
５容積％を下回ったり、平均孔径が５μｍを下回ると、
充放電サイクル特性が低下し、高率放電時や急速充電時
に電圧低下が増大し、多孔度が５０容積％を上回った
り、平均孔径が４０μｍを上回ると、電極の強度が低下
して好ましくない。また、負極の厚さは、活物質の利用
率を低下させず、電極の強度や電極の可撓性を低下させ
ない範囲の５０〜３００μｍとするのが好ましい。
５容積％を下回ったり、平均孔径が５μｍを下回ると、
充放電サイクル特性が低下し、高率放電時や急速充電時
に電圧低下が増大し、多孔度が５０容積％を上回った
り、平均孔径が４０μｍを上回ると、電極の強度が低下
して好ましくない。また、負極の厚さは、活物質の利用
率を低下させず、電極の強度や電極の可撓性を低下させ
ない範囲の５０〜３００μｍとするのが好ましい。
【００１８】
【実施例】（実施例１）平均粒径が２０μｍの塊状の黒
鉛粒子を９５重量％、結着剤としての重合性ビスフェノ
ールＡを５重量％混合した混合物に、希釈剤としてのγ
−ブチルラクトンを添加してペーストとし、これをアル
ミニウム箔上に塗布して厚さが１５０μｍになるように
した後乾燥し、圧縮率が４０％になるように圧縮して９
０μｍの厚さにしたものを２枚準備し、各々の間に負極
集電体を挟持し、軽くプレスして全体の厚さが１８０μ
ｍになるように作製する。このようにして作製された負
極からアルミニウム箔を除去し、電子線または紫外線を
照射して硬化させ、多孔度が４５容積％、平均孔径が３
５μｍのものを得た。
鉛粒子を９５重量％、結着剤としての重合性ビスフェノ
ールＡを５重量％混合した混合物に、希釈剤としてのγ
−ブチルラクトンを添加してペーストとし、これをアル
ミニウム箔上に塗布して厚さが１５０μｍになるように
した後乾燥し、圧縮率が４０％になるように圧縮して９
０μｍの厚さにしたものを２枚準備し、各々の間に負極
集電体を挟持し、軽くプレスして全体の厚さが１８０μ
ｍになるように作製する。このようにして作製された負
極からアルミニウム箔を除去し、電子線または紫外線を
照射して硬化させ、多孔度が４５容積％、平均孔径が３
５μｍのものを得た。
【００１９】（実施例２）実施例１のものにおいて、圧
縮率が５０％になるように圧縮して厚さが９０μｍにな
るようにしたところ、多孔度が３０容積％、平均孔径が
２５μｍのものが得られた。
縮率が５０％になるように圧縮して厚さが９０μｍにな
るようにしたところ、多孔度が３０容積％、平均孔径が
２５μｍのものが得られた。
【００２０】（比較例１）実施例１のものにおいて、圧
縮率が２０％になるように圧縮して厚さが９０μｍにな
るようにしたところ、多孔度が５９容積％、平均孔径が
４５μｍのものが得られたが、負極に自己支持性をもた
せることができなかった。
縮率が２０％になるように圧縮して厚さが９０μｍにな
るようにしたところ、多孔度が５９容積％、平均孔径が
４５μｍのものが得られたが、負極に自己支持性をもた
せることができなかった。
【００２１】（比較例２）実施例１のものにおいて、圧
縮率が６０％になるように圧縮して厚さが９０μｍにな
るようにしたところ、多孔度が１６容積％、平均孔径が
１２μｍのものが得られた。
縮率が６０％になるように圧縮して厚さが９０μｍにな
るようにしたところ、多孔度が１６容積％、平均孔径が
１２μｍのものが得られた。
【００２２】上記した実施例１，２と比較例１，２か
ら、平均粒径が２０μｍの塊状の黒鉛粒子を用い、圧縮
率を２０〜６０％とした場合には、多孔度が１６〜４５
容積％、平均孔径が１２〜３５μｍであれば自己支持性
をもたせることができ、同じ試験を、平均粒径が１５μ
ｍの塊状の黒鉛粒子を用いて行うと、多孔度が２５〜４
０容積％、平均孔径が５〜３０μｍ、平均粒径が４０μ
ｍの塊状の黒鉛粒子を用いて行うと、多孔度が３５〜５
０容積％、平均孔径が１５〜４０μｍとすれば自己支持
性をもたせられることがわかった。このことから、平均
粒径が１５〜４０μｍの塊状の黒鉛粒子を圧縮率が２０
〜６０％になるように圧縮すると、多孔度が２５〜５０
容積％、平均孔径が５〜４０μｍの、自己支持性をもた
せた多孔体を得ることができる。なお、塊状の黒鉛粒子
の平均粒径が１５μｍ未満であったり、４０μｍを超え
ると、自己支持性が得られにくくなって好ましくない。
ら、平均粒径が２０μｍの塊状の黒鉛粒子を用い、圧縮
率を２０〜６０％とした場合には、多孔度が１６〜４５
容積％、平均孔径が１２〜３５μｍであれば自己支持性
をもたせることができ、同じ試験を、平均粒径が１５μ
ｍの塊状の黒鉛粒子を用いて行うと、多孔度が２５〜４
０容積％、平均孔径が５〜３０μｍ、平均粒径が４０μ
ｍの塊状の黒鉛粒子を用いて行うと、多孔度が３５〜５
０容積％、平均孔径が１５〜４０μｍとすれば自己支持
性をもたせられることがわかった。このことから、平均
粒径が１５〜４０μｍの塊状の黒鉛粒子を圧縮率が２０
〜６０％になるように圧縮すると、多孔度が２５〜５０
容積％、平均孔径が５〜４０μｍの、自己支持性をもた
せた多孔体を得ることができる。なお、塊状の黒鉛粒子
の平均粒径が１５μｍ未満であったり、４０μｍを超え
ると、自己支持性が得られにくくなって好ましくない。
【００２３】（実施例３）平均粒径が２０μｍの塊状の
黒鉛粒子を９２重量％、結着剤としての重合性ビスフェ
ノールＡを８重量％混合した混合物に、希釈剤としての
γ−ブチルラクトンを添加してペーストとし、これをア
ルミニウム箔上に塗布して厚さが１５０μｍになるよう
にした後乾燥し、９０μｍの厚さにしたものを２枚準備
し、各々の間に負極集電体を挟持し、軽くプレスして作
製する。このようにして作製された負極からアルミニウ
ム箔を除去し、電子線または紫外線を照射して硬化さ
せ、多孔度が４０容積％、平均孔径が３０μｍのものを
得た。
黒鉛粒子を９２重量％、結着剤としての重合性ビスフェ
ノールＡを８重量％混合した混合物に、希釈剤としての
γ−ブチルラクトンを添加してペーストとし、これをア
ルミニウム箔上に塗布して厚さが１５０μｍになるよう
にした後乾燥し、９０μｍの厚さにしたものを２枚準備
し、各々の間に負極集電体を挟持し、軽くプレスして作
製する。このようにして作製された負極からアルミニウ
ム箔を除去し、電子線または紫外線を照射して硬化さ
せ、多孔度が４０容積％、平均孔径が３０μｍのものを
得た。
【００２４】（比較例３）平均粒径が２０μｍの塊状の
黒鉛粒子を９７重量％、結着剤としての重合性ビスフェ
ノールＡを３重量％混合した混合物を用い、以下実施例
３と同様に加工したが、自己支持性をもたせることがで
きなかった。
黒鉛粒子を９７重量％、結着剤としての重合性ビスフェ
ノールＡを３重量％混合した混合物を用い、以下実施例
３と同様に加工したが、自己支持性をもたせることがで
きなかった。
【００２５】（比較例４）平均粒径が２０μｍの塊状の
黒鉛粒子を８５重量％、結着剤としての重合性ビスフェ
ノールＡを１５重量％混合した混合物を用い、以下実施
例３と同様に加工して多孔度が４５容積％、平均孔径が
３５μｍのものを得た。
黒鉛粒子を８５重量％、結着剤としての重合性ビスフェ
ノールＡを１５重量％混合した混合物を用い、以下実施
例３と同様に加工して多孔度が４５容積％、平均孔径が
３５μｍのものを得た。
【００２６】（比較例５）平均粒径が２０μｍの塊状の
黒鉛粒子を９２重量％、結着剤としてのポリフッ化ビニ
リデンを８重量％混合した混合物を用い、以下実施例３
と同様に加工して多孔度が４０容積％、平均孔径が３０
μｍのものを得た。
黒鉛粒子を９２重量％、結着剤としてのポリフッ化ビニ
リデンを８重量％混合した混合物を用い、以下実施例３
と同様に加工して多孔度が４０容積％、平均孔径が３０
μｍのものを得た。
【００２７】上記した実施例３と比較例３〜５から、平
均粒径が２０μｍの塊状の黒鉛粒子を用い、結着剤とし
ての重合性ビスフェノールＡを８重量％以上混合する
と、自己支持性をもたせられることがわかった。
均粒径が２０μｍの塊状の黒鉛粒子を用い、結着剤とし
ての重合性ビスフェノールＡを８重量％以上混合する
と、自己支持性をもたせられることがわかった。
【００２８】次に、上記した実施例１〜３および比較例
２，４，５の負極を用いて種々の非水電解質二次電池を
作製し、各々について評価試験を行った結果を示す。
２，４，５の負極を用いて種々の非水電解質二次電池を
作製し、各々について評価試験を行った結果を示す。
【００２９】図１は、前述した負極を用いて作製した、
本発明および従来の非水電解質二次電池の断面図であ
り、前記実施例１〜３および比較例２，４の各負極に対
しては、正極は活物質としてのコバルト酸リチウム粉末
が９２重量％、導電剤としてのアセチレンブラック粉末
が５重量％、結着剤としての重合性ビスフェノールＡの
３次元架橋体が３重量％からなる正極合剤１を、比較例
５の負極に対しては、結着剤としてポリフッ化ビニリデ
ンが３重量％からなる正極合剤１を、アルミニウム箔か
らなる正極集電体２上に担持し、厚さが１００μｍにな
るようにしたものである。なお、負極は前述した如く、
２枚の負極合剤３の間にニッケル製の負極集電体４を挟
持したものであり、前述した正極との間に隔離体５を介
して積層されるとともに、パッケージ６内に収納されて
なる。
本発明および従来の非水電解質二次電池の断面図であ
り、前記実施例１〜３および比較例２，４の各負極に対
しては、正極は活物質としてのコバルト酸リチウム粉末
が９２重量％、導電剤としてのアセチレンブラック粉末
が５重量％、結着剤としての重合性ビスフェノールＡの
３次元架橋体が３重量％からなる正極合剤１を、比較例
５の負極に対しては、結着剤としてポリフッ化ビニリデ
ンが３重量％からなる正極合剤１を、アルミニウム箔か
らなる正極集電体２上に担持し、厚さが１００μｍにな
るようにしたものである。なお、負極は前述した如く、
２枚の負極合剤３の間にニッケル製の負極集電体４を挟
持したものであり、前述した正極との間に隔離体５を介
して積層されるとともに、パッケージ６内に収納されて
なる。
【００３０】前記隔離体５は厚さが５０μｍであり、前
述した正極および負極上にポリプロピレン製の不織布を
載置することによって作製される。すなわち、正極およ
び負極上に載置したポリプロピレン製の不織布に、末端
にアクリレート基を有する重合性ビスフェノールＡのモ
ノマーとエチレンカーボネート、ジメトキシエタンおよ
び過塩素酸リチウムを主体とする電解液との混合溶液を
含浸した後、電子線や紫外線を照射してモノマーを３次
元架橋することによって形成される。
述した正極および負極上にポリプロピレン製の不織布を
載置することによって作製される。すなわち、正極およ
び負極上に載置したポリプロピレン製の不織布に、末端
にアクリレート基を有する重合性ビスフェノールＡのモ
ノマーとエチレンカーボネート、ジメトキシエタンおよ
び過塩素酸リチウムを主体とする電解液との混合溶液を
含浸した後、電子線や紫外線を照射してモノマーを３次
元架橋することによって形成される。
【００３１】上記した実施例１〜３および比較例２，
４，５の負極を用いて作製した実施例電池１〜３および
比較例電池２，４，５について、周囲温度６０℃の雰囲
気下で、充電を０．２Ｃの定電流で終止電圧が４．２Ｖ
になるまで行い、放電を０．２Ｃの定電流で終止電圧が
２．７Ｖまで行った時の充放電サイクル特性を調査し、
結果を図２に示す。
４，５の負極を用いて作製した実施例電池１〜３および
比較例電池２，４，５について、周囲温度６０℃の雰囲
気下で、充電を０．２Ｃの定電流で終止電圧が４．２Ｖ
になるまで行い、放電を０．２Ｃの定電流で終止電圧が
２．７Ｖまで行った時の充放電サイクル特性を調査し、
結果を図２に示す。
【００３２】図２から、実施例電池１〜３は、比較例電
池２，４，５に対して、高温下での充放電サイクル特性
が良好になることがわかった。このことは、実施例電池
１〜３では、塊状の黒鉛粒子を圧縮することにより、ま
たは非膨潤性の架橋形樹脂を結着剤として含ませたこと
によって負極の炭素材料に自己支持性をもたせることが
でき、炭素粒子同士も強固に結着できたことによるもの
と考えられる。また、比較例電池５のように、結着剤と
してポリフッ化ビニリデンを用いたものでは、負極の炭
素材料に自己支持性をもたせることができ、初期には良
好な放電特性が得られるものの、充放電サイクルの経過
とともに容量の低下が目立つことががわかった。このこ
とは、結着剤が膨潤性を有しているためで、これによっ
て炭素粒子同士の結着が劣化したことによるものと考え
られる。
池２，４，５に対して、高温下での充放電サイクル特性
が良好になることがわかった。このことは、実施例電池
１〜３では、塊状の黒鉛粒子を圧縮することにより、ま
たは非膨潤性の架橋形樹脂を結着剤として含ませたこと
によって負極の炭素材料に自己支持性をもたせることが
でき、炭素粒子同士も強固に結着できたことによるもの
と考えられる。また、比較例電池５のように、結着剤と
してポリフッ化ビニリデンを用いたものでは、負極の炭
素材料に自己支持性をもたせることができ、初期には良
好な放電特性が得られるものの、充放電サイクルの経過
とともに容量の低下が目立つことががわかった。このこ
とは、結着剤が膨潤性を有しているためで、これによっ
て炭素粒子同士の結着が劣化したことによるものと考え
られる。
【００３３】なお、負極中の結着剤としての重合性ビス
フェノールＡのような非膨潤性の架橋形樹脂は、負極の
多孔度と平均孔径とが電池の充放電サイクル特性や高率
放電時や急速充電時の電圧に影響せず、放電容量を低下
させない範囲の、５〜１０重量％にするのが好ましい。
フェノールＡのような非膨潤性の架橋形樹脂は、負極の
多孔度と平均孔径とが電池の充放電サイクル特性や高率
放電時や急速充電時の電圧に影響せず、放電容量を低下
させない範囲の、５〜１０重量％にするのが好ましい。
【００３４】上記した実施例では、正極合剤１は正極集
電体２上に担持され、負極集電体４は負極合剤３によっ
て挟持されたものであるが、正極、負極および隔離体５
がスパイラル状に巻回されたもの、つづら折りに折り畳
まれた形状のものなどにも適用できることは言うまでも
ない。
電体２上に担持され、負極集電体４は負極合剤３によっ
て挟持されたものであるが、正極、負極および隔離体５
がスパイラル状に巻回されたもの、つづら折りに折り畳
まれた形状のものなどにも適用できることは言うまでも
ない。
【００３５】
【発明の効果】上記した如く、本発明の非水電解質二次
電池は、負極の炭素材料に自己支持性をもたせているの
で、充放電サイクル特性の向上を図ることができるとと
もに、負極集電体を不要にすることができるので、その
重量効率を高めることができる。
電池は、負極の炭素材料に自己支持性をもたせているの
で、充放電サイクル特性の向上を図ることができるとと
もに、負極集電体を不要にすることができるので、その
重量効率を高めることができる。
【図１】本発明の実施例と比較例に係る非水電解質二次
電池の断面図である。
電池の断面図である。
【図２】本発明の実施例と比較例に係る非水電解質二次
電池について、周囲温度６０℃の雰囲気下での充放電サ
イクル特性を比較した図である。
電池について、周囲温度６０℃の雰囲気下での充放電サ
イクル特性を比較した図である。
１ 正極合剤 ２ 正極集電体 ３ 負極合剤 ４ 負極集電体 ５ 隔離体
Claims (4)
- 【請求項１】 リチウムを吸蔵または放出、吸蔵および
放出が可能な材料を活物質として含む正極と負極とが隔
離体を介して配されてなる非水電解質二次電池におい
て、前記負極は炭素材料に自己支持性をもたせた多孔体
からなり、かつ多孔度が２５〜５０容積％、平均孔径が
５〜４０μｍであることを特徴とする非水電解質二次電
池。 - 【請求項２】 請求項１記載の非水電解質二次電池にお
いて、負極は炭素粒子同士を結着させた多孔体であるこ
とを特徴とする非水電解質二次電池。 - 【請求項３】 請求項２記載の非水電解質二次電池にお
いて、負極は平均粒径が１５〜４０μｍの塊状の黒鉛粒
子を、圧縮率が２０〜６０％になるように圧縮したこと
を特徴とする非水電解質二次電池。 - 【請求項４】 請求項２記載の非水電解質二次電池にお
いて、負極は非膨潤性の架橋形樹脂を結着剤として５〜
１０重量％含む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 |
|---|---|---|---|
| JP10298416A JP2000123827A (ja) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | 非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10298416A JP2000123827A (ja) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | 非水電解質二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000123827A true JP2000123827A (ja) | 2000-04-28 |
Family
ID=17859432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10298416A Pending JP2000123827A (ja) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | 非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000123827A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005093891A1 (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | リチウムイオン二次電池 |
| KR101157553B1 (ko) * | 2009-12-18 | 2012-06-18 | 엘에스엠트론 주식회사 | 접착력이 우수한 집전체를 구비하는 에너지 저장장치 및 이에 이용되는 집전체용 금속박 |
| EP3998655A1 (en) | 2020-10-26 | 2022-05-18 | Prime Planet Energy & Solutions, Inc. | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
| JP2022529549A (ja) * | 2020-03-27 | 2022-06-23 | 寧徳新能源科技有限公司 | 負極活物質及びそれを用いた電気化学デバイス及び電子設備 |
-
1998
- 1998-10-20 JP JP10298416A patent/JP2000123827A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005093891A1 (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | リチウムイオン二次電池 |
| KR101157553B1 (ko) * | 2009-12-18 | 2012-06-18 | 엘에스엠트론 주식회사 | 접착력이 우수한 집전체를 구비하는 에너지 저장장치 및 이에 이용되는 집전체용 금속박 |
| JP2022529549A (ja) * | 2020-03-27 | 2022-06-23 | 寧徳新能源科技有限公司 | 負極活物質及びそれを用いた電気化学デバイス及び電子設備 |
| JP7190030B2 (ja) | 2020-03-27 | 2022-12-14 | 寧徳新能源科技有限公司 | 負極活物質及びそれを用いた電気化学デバイス及び電子設備 |
| EP3998655A1 (en) | 2020-10-26 | 2022-05-18 | Prime Planet Energy & Solutions, Inc. | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
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