JP2000260434A

JP2000260434A - リチウムイオン二次電池

Info

Publication number: JP2000260434A
Application number: JP11058138A
Authority: JP
Inventors: Naruaki Okuda; 匠昭奥田; Yoshio Ukiyou; 良雄右京; Takahiko Honma; 隆彦本間; Tatsuo Noritake; 達夫則竹; Yoji Takeuchi; 要二竹内; Hideyuki Nakano; 秀之中野; Tetsuo Kobayashi; 哲郎小林; Itsuki Sasaki; 厳佐々木; Kazuhiko Mukai; 和彦向
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 1999-03-05
Publication date: 2000-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】サイクル特性、パワー特性及びレート特性等
に優れ、電気自動車等の大型電源としても十分な電池性
能を有するリチウムイオン二次電池を提供すること。【解決手段】層状岩塩型ニッケル酸リチウム或いは層
状岩塩型マンガン酸リチウムを正極活物質として用い、
正極に含まれるバインダの重量を正極活物質に対する重
量比で０．０２６以上０．０８１以下の範囲内に、正極
に含まれるバインダの体積を正極活物質に対する体積比
で０．０５以上０．２１以下の範囲内に、或いは正極活
物質表面を被覆するバインダの膜厚を０．０２μｍ以上
０．０８５μｍ以下の範囲内となるように調節してリチ
ウムイオン二次電池を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン二
次電池に関し、更に詳しくは、層状岩塩型ニッケル酸リ
チウム或いは層状岩塩型マンガン酸リチウムを正極活物
質として用いたリチウムイオン二次電池に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】リチウムイオン二次電池は、高エネルギ
ー密度を有し、小型・軽量化が図れるということで、パ
ソコンや携帯電話等の通信事務機器等としての用途で用
いられている。これら現在市販されているリチウムイオ
ン二次電池の正極活物質としては、ＬｉＣｏＯ_２、Ｌｉ
Ｍｎ_２Ｏ_４等が用いられている。また、市販されるまで
には至っていないものの、ＬｉＮｉＯ_２或いはＬｉＭｎ
Ｏ_２等を正極活物質として用いたリチウムイオン二次電
池の開発も進められている。

【０００３】このリチウムイオン二次電池は、一般に正
極にリチウム（Ｌｉ）と遷移金属（Ｍ）との複合酸化物
を用い、負極に金属リチウム、或いはリチウム原子を炭
素に含有させたものを用いている。そして、非水系の有
機電解液中でのリチウムイオンの正極への移動により放
電が、また負極への移動により充電が行われ、このよう
な充放電を繰り返すことにより二次電池としての特性を
発揮するものである。

【０００４】リチウムイオン二次電池は、サイクル特性
に代表される寿命が十分に長いことが求められることは
勿論、パワー特性やレート特性が高いことが求められる
ことから、元素の一部置換、結晶性の向上等による正極
活物質の改良、或いは表面修飾等による負極活物質の改
良等を施すことで、これらの問題を解決しようとする試
みが電池業界で精力的に進められている。

【０００５】また、二次電池の電池性能は、正・負極電
極中に含まれる導電助材、バインダ等、或いは電解液、
セパレータ等にも大きく影響されるため、これらを含め
た改良がなされ、近年では電池性能がかなり向上しつつ
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た電池の改良は主に、小型民生用電池として使用される
ものを対象に行われているものであり、例えば電気自動
車（ＰＥＶ及びＨＥＶ）用等の大型の電池を対象とする
ものではない。電気自動車等の大型電源として用いるた
めには、更に高度な電池性能が要求されるが、これらの
要求に応えられる性能を有する電池は未だに提案されて
いない。

【０００７】ここで、その用途を電気自動車等と想定し
てみると、埋蔵量が少なく高価であるＣｏを主成分とす
るＬｉＣｏＯ_２を正極活物質として用いることは、資源
量及びコスト面から考えて極めて困難である。更に、Ｌ
ｉＭｎ_２Ｏ_４は、埋蔵量が豊富で安価なＭｎを主成分と
していることからコスト面での問題はないが、このＬｉ
Ｍｎ_２Ｏ_４を正極活物質として用いた電池は、特に高温
下での劣化が激しいことから電池寿命が短くなってしま
い、やはり電気自動車用の電池には適していない。

【０００８】したがって、電気自動車等に用いる電池の
正極活物質としては、埋蔵量が豊富で比較的安価なＮｉ
を主成分とするＬｉＮｉＯ_２を用いるか、或いは埋蔵量
が豊富で安価なＭｎを主成分とし、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４より
も高温での劣化が少ないＬｉＭｎＯ_２を用いることが最
も適切であると考えられる。

【０００９】しかし、これらの正極活物質を用いたリチ
ウムイオン二次電池は未だ市販できるほどの性能を有し
ておらず、活物質単体の材料性能だけでなく、電気自動
車用としての最適な電池構成も研究段階にある。

【００１０】本発明の解決しようとする課題は、正極活
物質としてＬｉＮｉＯ_２或いはＬｉＭｎＯ_２を用いたリ
チウムイオン二次電池であって、正極シート電極中のバ
インダ量と正極活物質量を調節することにより、電気自
動車等の大型電源として十分な電池性能を有するリチウ
ムイオン二次電池を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明のリチウムイオン二次電池は、請求項１に記載
のように、層状岩塩型ニッケル酸リチウム或いは層状岩
塩型マンガン酸リチウムを正極活物質として用い、該正
極活物質と導電材とをバインダを介して結着させた電極
を正極として用いたリチウムイオン二次電池であって、
前記正極に含まれるバインダの重量が、前記正極活物質
に対する重量比で０．０２６以上０．０８１以下の範囲
にあることを要旨とするものである。

【００１２】このように、正極中に含まれるバインダ量
と正極活物質量を調節することにより、電極合材と集電
体との結着力を維持しつつ、しかも活物質の電子電導性
が良好な状態を保つことができることから、リチウムイ
オン二次電池のサイクル特性、パワー特性及びレート特
性を向上させることができる。

【００１３】本発明に用いる正極活物質の層状岩塩型ニ
ッケル酸リチウムは、その基本構造をＬｉＮｉＯ_２とし
ているが、ＬｉＮｉ_１−ｘＹ_ｘＯ_２（０≦ｘ＜１、Ｙは
Ｃｏ、Ａｌ等より選ばれる１種又は２種以上のもの）等
の置換型であっても良い。

【００１４】また、本発明に用いる正極活物質の層状岩
塩型マンガン酸リチウムは、その基本構造をＬｉＭｎＯ
_２としているが、ＬｉＭｎ_１−ｘＹ_ｘＯ_２（０≦ｘ＜
１、ＹはＣｏ、Ａｌ等より選ばれる１種又は２種以上の
もの）等の置換型であっても良い。

【００１５】この場合に、前記正極に含まれるバインダ
の重量が、前記正極活物質に対する重量比で０．０２６
より小さい場合には、バインダの結着力が小さくなりす
ぎて、電極合材部と集電体との密着性がサイクル特性の
進行に伴って低下し、電子電導性が損なわれてしまう。
また、この重量比が０．０８１より大きい場合には、絶
縁体であるバインダが過剰であることから、電子電導性
が損なわれてしまう。

【００１６】また、前記正極に含まれるバインダの体積
は、請求項２に記載のように、前記正極活物質に対する
体積比で０．０５以上０．２１以下の範囲にあることが
望ましい。この体積比が０．０５より小さい場合には、
バインダの結着力が小さくなりすぎて、電子電導性が損
なわれてしまう。また、この体積比が０．０２１より大
きい場合には、絶縁体であるバインダが過剰であること
から、電子電導性が損なわれてしまう。

【００１７】更に、前記正極の表面を被覆するバインダ
の膜厚は、請求項３に記載のように、０．０２μｍ以上
０．０８５μｍの範囲であることが望ましい。このバイ
ンダの膜厚は、正極中に含まれるバインダの体積をＢＥ
Ｔ比表面積から求められる正極活物質の表面積で除する
ことによって求められるものであるが、このバインダの
膜厚が０．０２μｍより小さい場合にも、バインダの結
着力が小さくなりすぎて、電子電導性が損なわれてしま
う。また、この膜厚が０．０８５μｍより大きい場合に
は、絶縁体であるバインダが正極活物質を過剰に覆いす
ぎてしまい、電子電導性が損なわれてしまう。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。まず最初に、正極活物質としてニッケ
ル酸リチウムを、負極活物質として人造黒鉛を用いたリ
チウムイオン二次電池として、実施例１〜実施例５を作
製した。

【００１９】これら実施例１〜実施例５の正極合材の作
製には、正極活物質としてＬｉＮｉＯ_２の置換体である
ＬｉＮｉ_０．８Ｃｏ_０．１５Ａｌ_０．０５Ｏ_２を用いた
が、この正極活物質は、その真密度が４．７５ｇ／ｃｍ
^３、ＢＥＴ比表面積が０．５２ｍ^２／ｇ、平均粒径Ｄ
_１０＝６．７μｍ、Ｄ_５０＝１４．７μｍ、Ｄ_９０＝２
６．８μｍとしている。

【００２０】また、バインダとしてはポリふっ化ビニリ
デン（商品名「ＫＦポリマー」：呉羽化学工業製）を用
いたが、このバインダの真密度は１．８２５ｇ／ｃｍ^３
としている。そして、導電助材にはアセチレンブラック
（商品名「ＨＳ−１００」：電気化学工業製）を用い
た。

【００２１】表１は、これらの配合量を示したものであ
るが、正極活物質とバインダの重量比が、実施例１が９
８．５ｗｔ％：１．５ｗｔ％、実施例２が９７．５ｗｔ
％：２．５ｗｔ％、実施例３が９５．０ｗｔ％：５．０
ｗｔ％、実施例４が９２．５ｗｔ％：７．５ｗｔ％、実
施例５が９０．０ｗｔ％：１０．０ｗｔ％となるように
配合している。

【００２２】

【表１】

【００２３】この正極に含まれるバインダの重量を、正
極活物質に対する重量比で表すと、表１に示すように、
実施例１が０．０１５、実施例２が０．０２６、実施例
３が０．０５３、実施例４が０．０８１、実施例５が
０．１１１となっている。

【００２４】また、この場合の正極に含まれるバインダ
の体積を、正極活物質に対する体積比で表すと、表１に
示すように、実施例１が０．０４０、実施例２が０．０
６７、実施例３が０．１３７、実施例４が０．２１１、
実施例５が０．２８９となっている。

【００２５】同様に、正極活物質表面を被覆するバイン
ダの膜厚は、表１に示すように、実施例１が０．０１６
μｍ、実施例２が０．０２７μｍ、実施例３が０．０５
５μｍ、実施例４が０．０８５μｍ、実施例５が０．１
１７μｍとなっている。

【００２６】また、導電助材の配合量としては、いずれ
の場合においても、正極活物質とバインダの合計重量を
１００としたときに５となるような割合で配合されてい
る。

【００２７】このように配合された正極合材をＮ−メチ
ル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に分散させてペーストに
し、厚さ２０μｍのアルミ箔の両面に塗工乾燥させ、ロ
ールプレスし、シート状の正極電極を作製した。尚、こ
の正極電極は５４ｍｍ×４５０ｍｍで、塗工されている
正極合材の膜厚は片側４０μｍである。

【００２８】また、負極活物質として人造黒鉛（商品名
「ＭＣＭＢ２５−２８」：大阪ガスケミカル製）を９５
ｗｔ％、バインダとしてポリふっ化ビニリデン（商品名
「ＫＦポリマー」：呉羽化学工業製）５ｗｔ％の割合で
混合して負極合材を作製した。次いで、これをＮＭＰに
分散させてペーストとし、厚さ１０μｍの銅箔の両面に
塗工乾燥させ、ロールプレスし、シート状の負極電極を
作製した。尚、この負極電極は５６ｍｍ×５００ｍｍ
で、塗工されている負極合材の膜厚は片側５０μｍであ
る。

【００２９】そして、電池を作製するに際しては、上述
の正極・負極のシート電極をセパレータ（ポリエチレン
製２５μ厚、幅５８ｍｍ品：東燃タルピス製）を介して
ロール上に捲回し、電池缶に挿入する。そして、電解液
としてエチレンカーボネートとジエチルカーボネートを
体積比１：１で混合した溶媒に、ＬｉＰＦ_６を１ｍｏｌ
／ｌになるように溶解したもの（富山薬品工業製）を電
池缶に注入し、封口キャップにより密閉した。

【００３０】上述の実施例品を評価するための比較品と
して、比較品（比較例１〜比較例５）を作製した。表２
に示すように、これら比較品は、正極活物質として市販
電池等にも用いられているスピネル型マンガン酸リチウ
ムＬｉ_１．０３Ｍｎ_１．９７Ｏ_４を用いたものであり、
この正極活物質の平均粒径、比表面積は、実施例品で用
いられるニッケル酸リチウムとほぼ同等としている。こ
の比較品の電池（比較例１〜比較例５）は、正極活物質
にＬｉ_１．０３Ｍｎ_１．９７Ｏ_４を用いたこと以外は、
実施例品と同様の工程で作製している。

【００３１】

【表２】

【００３２】これら実施例品（実施例１〜実施例５）と
比較品（比較例１〜比較例５）を評価するために、それ
ぞれについてサイクル特性、パワー特性、レート特性の
評価試験を行った。尚、これらの評価試験は、電解液を
注入した後、室温で１週間エージングした後に行った。

【００３３】まず、サイクル特性について説明する。こ
のサイクル特性評価試験の手順としては、実施例品及び
比較品の各電池を６０℃の恒温槽に保持し、充電電圧を
４．１Ｖ、放電電圧を３．０Ｖに、充電電流密度を１．
０ｍＡ／ｃｍ^２、放電電流密度を１．０ｍＡ／ｃｍ
^２に、充電／放電方法を定電流充放電（ＣＣ充電／ＣＣ
放電）に設定して、５００サイクル充放電を繰り返し、
その放電容量の変化を調べた。

【００３４】図１は、実施例品（実施例１〜実施例５）
と比較品（比較例１〜５）の６０℃サイクル特性評価試
験の結果を示したものである。このグラフは、横軸にサ
イクル数（回）を採り、縦軸に正極活物質放電容量（ｍ
Ａｈ／ｇ）を採っている。

【００３５】まず、正極活物質にニッケル酸リチウムを
用いた実施例品についてみてみると、実施例１（重量比
０．０１５）は、サイクルの進行に伴って容量が劣化を
してしまうものの、実施例２〜実施例５（重量比０．０
２６〜０．１１１）は、５００サイクル後の容量維持
率、すなわち１サイクル目の放電容量を１００％とした
場合の容量残存率が約８０％程度としており、極めて良
好な結果が得られた。

【００３６】ここで、実施例１のサイクル特性が劣化す
る原因としては、バインダの結着力が不足していること
によって、電極合材部と集電対（Ａｌ箔）との密着性が
サイクルの進行に伴って低下し、電子電導性が損なわれ
ることに起因すると思われる。このことから、サイクル
特性の向上には、バインダの正極活物質に対する重量比
が０．０２６以上であると良いことが解る。

【００３７】また、初期放電容量については、バインダ
の正極活物質に対する重量比が増加するに伴って若干減
少する傾向にあるものの、いずれの実施例も１２０ｍＡ
ｈ／ｇ以上を示しており、実用化に十分対応できるレベ
ルであった。

【００３８】これに対して、比較品は、いずれの場合も
サイクルの進行に伴う容量劣化が激しいだけでなく、初
期放電容量も低いままであまり変化しなかった。つま
り、サイクル特性がバインダの正極活物質に対する重量
比によって大きく変化するのは、正極活物質にニッケル
酸リチウムを用いた実施例品にのみに見られる現象であ
るといえる。

【００３９】次に、パワー特性について説明する。この
パワー特性評価試験としては、２０℃の恒温槽に実施例
品及び比較品の各電池を保持し、ＳＯＣ（測定時の電池
容量／充電終止電圧４．１Ｖ、定電流定電圧充電で満充
電した場合の電池容量×１００）が３０％の放電パワー
密度、及び８０％の充電パワー密度を求めた。

【００４０】この放電パワー密度は、ＳＯＣを３０％に
調整し、電流を変化させて放電を行ったときの１０秒後
の電圧Ｖ_Ｄを測定し、このＶ_Ｄが３．０Ｖになるであろ
う電流値Ａ_Ｄを外挿することによって数１より求めたも
のである。

【００４１】

【数１】放電パワー密度＝Ａ_Ｄ×３．０／電池重量

【００４２】また、充電パワー密度は、ＳＯＣを８０％
に調整し、電流を変化させて充電を行ったときの１０秒
後の電圧Ｖ_Ｃを測定し、このＶ_Ｃが４．１Ｖになるであ
ろう電流値Ａ_Ｃを外挿することによって数２より求めた
ものである。

【００４３】

【数２】充電パワー密度＝Ａ_Ｃ×４．１／電池重量

【００４４】ちなみに、この放電パワー密度が高いほど
１０秒程度を上限とした高電流密度の放電性能に優れた
ものであり、この充電パワー密度が高いほど１０秒程度
を上限とした高電流密度の充電性能に優れたものである
といえる。これを電気自動車（ＥＶ及びＨＥＶ）の性能
に当てはめて考えると、放電パワー密度が高いほど加速
性能が良好となり、充電パワー密度が高いほど減速時の
回生効率が良好となり、燃費が向上するものである。

【００４５】図２は、実施例品（実施例１〜実施例５）
及び比較品（比較例１〜比較例５）のパワー特性評価試
験の結果を示したものである。このグラフは、横軸にバ
インダの正極活物質に対する重量比を採り、縦軸にパワ
ー密度（Ｗ／ｋｇ）を採っている。

【００４６】この図２から、バインダの正極活物質に対
する重量比が０．０２６〜０．０８１の範囲にある実施
例２、実施例３及び実施例４は、実用に十分応える程度
の出力パワー密度及び回生パワー密度を示しており、極
めて良好な結果を示している。

【００４７】また、この重量比が０．０１５の実施例１
と０．１１１の実施例５は、実用領域を下回るものとな
った。この実施例１のパワー密度が低下する原因として
は、電極合材部と集電対との密着性が低いことに起因す
ると考えられ、実施例５のパワー密度が低下する原因と
しては、絶縁体であるバインダが増加しすぎて電子電導
性が損なわれたことに起因するものと考えられる。

【００４８】また、比較品は、バインダの正極活物質に
対する重量比が変化しても、出力パワー密度及び回生パ
ワー密度ともあまり大きな変化が見られなかった。この
ことから、バインダの正極活物質に対する重量比を変化
させることで、パワー特性を向上させられることは、正
極にニッケル酸リチウムを用いた実施例品にのみ見られ
る現象であることが確認できた。

【００４９】また、比較品の回生パワー密度が出力パワ
ー密度に比べて小さいのは、正極活物質として用いられ
ているマンガン酸リチウム（Ｌｉ_１．０３Ｍｎ_１．９７
Ｏ_４）が幅広いＳＯＣ領域において、放電終止電圧より
も充電終止電圧に近い電圧にプラトー領域を有する充放
電特性を有することに起因していると考えられる。

【００５０】次に、レート特性について説明する。この
レート特性評価試験としては、２０℃の恒温槽に実施例
品及び比較品の各電池を保持し、電流密度を８．０ｍＡ
／ｃｍ^２に設定して、放電或いは充電したときの放電容
量及び充電容量を求めた。そして、この放電容量を求め
る場合には、充電終止電圧を４．１Ｖに、充電電流密度
を１．０ｍＡ／ｃｍ^２に設定し、ＣＣ充電した電池を用
いた。また、充電容量を求める場合には、放電終止電圧
を３．０Ｖに、放電電流密度を１．０ｍＡ／ｃｍ^２に設
定し、ＣＣ充電した電池を求めた。

【００５１】ちなみに、この放電容量が高いほど、容量
を全て使い切るような長時間における高電流密度の放電
特性に優れたものであり、また、充電容量が高いほど、
満充電するような長時間における高電流密度の充電性能
に優れたものであるといえる。これを電気自動車（ＥＶ
及びＨＥＶ）の性能に当てはめて考えると、放電容量が
大きいほど、山岳路の登坂時のような長時間の登坂能力
が良好となり、充電容量が大きいほど、電気スタンド
（ガソリンスタンドの代替スタンド）等での急速充電が
可能になる。

【００５２】図３は、実施例品（実施例１〜実施例５）
及び比較品（比較例１〜比較例５）のレート特性評価試
験の結果を示したものである。このグラフは、横軸にバ
インダの正極活物質に対する重量比を採り、縦軸に正極
活物質充放電容量（ｍＡｈ／ｇ）を採っている。

【００５３】この図３から、バインダの正極活物質に対
する重量比が０．０２６〜０．０８１の範囲にある実施
例２、実施例３及び実施例４は、実用に十分応える程度
の充電容量及び放電容量を示しており、極めて良好な結
果を示している。

【００５４】また、この重量比が０．０１５の実施例１
と０．１１１の実施例５は、実用領域を下回るものとな
った。このような結果となったのは、上述の評価試験同
様、実施例１では電極合材部と集電対との密着性が低い
ことに起因すると考えられ、実施例５では絶縁体である
バインダが増加しすぎて電子電導性が損なわれたことに
起因するものと考えられる。

【００５５】また、比較品は、バインダの正極活物質に
対する重量比が変化しても、充電容量及び放電容量とも
に大きな変化が見られなかった。このことから、バイン
ダの正極活物質に対する重量比を変化させることで、パ
ワー特性を向上させられることは、正極にニッケル酸リ
チウムを用いた実施例品にのみ見られる現象であること
が確認できた。

【００５６】また、比較品の充電容量が放電容量に比べ
て小さいのは、正極活物質として用いられているマンガ
ン酸リチウム（Ｌｉ_１．０３Ｍｎ_１．９７Ｏ_４）が幅広
いＳＯＣ領域において、放電終止電圧よりも充電終止電
圧に近い電圧にプラトー領域を有する充放電特性を有す
ることに起因していると考えられる。

【００５７】以上のことから、正極活物質としてニッケ
ル酸リチウム（基本構造：ＬｉＮｉＯ_２）を用いたリチ
ウムイオン二次電池は、バインダの正極活物質に対する
重量比を調節することで、６０℃サイクル特性、パワー
特性及びレート特性を向上させられることが確認でき
た。そして、これを電気自動車等に適用するためには、
このバインダの正極活物質に対する重量比を０．０２６
〜０．０８１の範囲で調節することが好ましい。

【００５８】本発明は、上記した実施例に何等限定され
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々
の改変が可能である。例えば、上記実施例では正極活物
質にニッケル酸リチウム（基本構造：ＬｉＮｉＯ_２）を
用いたが、これと非常に近い構造を有する層状岩塩型マ
ンガン酸リチウム（基本構造：ＬｉＭｎＯ_２）を用いて
も同様の効果が期待できる。

【００５９】また、上記実施例では、バインダの配合量
を正極活物質に対する重量比で調節することを中心に説
明したが、バインダの正極活物質に対する体積比、或い
は正極表面を被覆するバインダの膜厚で調節するように
しても良い。

【００６０】また、負極中含まれるバインダの負極活物
質に対する重量比については、サイクル特性、パワー特
性及びレート特性のいずれにも大きな影響を与えるもの
でないことから、その配合量を適宜調節して負極を作製
すれば良い。

【００６１】更に、本発明のリチウムイオン二次電池の
セパレータの材料や電解質の液組成等も、上記実施例に
限定されるものではなく、電池構成も、角形、ペーパー
形、積層型、円筒型等、種々のものを適用することがで
きる。

【００６２】

【発明の効果】本発明に係るリチウムイオン二次電池に
よれば、層状岩塩型ニッケル酸リチウム或いは層状岩塩
型マンガン酸リチウムを正極活物質として用い、その正
極活物質と導電材とをバインダを介して結着させた電極
を正極として用いたリチウムイオン二次電池であって、
正極に含まれるバインダの重量を正極活物質に対する重
量比で０．０２６以上０．０８１以下の範囲内に、正極
に含まれるバインダの体積を正極活物質に対する体積比
で０．０５以上０．２１以下の範囲内に、或いは正極活
物質表面を被覆するバインダの膜厚を０．０２μｍ以上
０．０８５μｍ以下の範囲内となるように調節すること
により、サイクル特性、パワー特性、レート特性等の電
池性能を向上させることができる。

【００６３】そして、このリチウムイオン二次電池によ
れば、正極活物質そのものの組成や結晶構造を改良しな
くても、配合するバインダ量を調節することで効果が得
られるものであり、その経済効果は大きい。パソコンや
携帯電話等は勿論、電気自動車等の大容量の電源等にも
適用できることから産業上極めて有用性の高い発明であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】異なる正極活物質を用いて構成されたリチウム
イオン二次電池の充放電サイクル回数−正極活物質１ｇ
当たりの放電容量の関係を示した図である。

【図２】異なる正極活物質を用いて構成されたリチウム
イオン二次電池のバインダの正極活物質に対する重量比
−パワー密度の関係を示した図である。

【図３】異なる正極活物質を用いて構成されたリチウム
イオン二次電池のバインダの正極活物質に対する重量比
−正極活物質１ｇ当たりの充放電容量の関係を示した図
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者本間隆彦愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者則竹達夫愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者竹内要二愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者中野秀之愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者小林哲郎愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者佐々木厳愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者向和彦愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内Ｆターム(参考） 5H003 AA01 AA04 BB05 BB11 BC01 BD00 BD03 BD04 5H014 AA02 AA06 EE10 HH01 HH06 5H029 AJ02 AJ03 AJ05 AK03 AL07 AM03 AM04 AM06 AM07 DJ08 EJ12 HJ01 HJ04 HJ07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】層状岩塩型ニッケル酸リチウム或いは層
状岩塩型マンガン酸リチウムを正極活物質として用い、
該正極活物質と導電材とをバインダを介して結着させた
電極を正極として用いたリチウムイオン二次電池であっ
て、前記正極に含まれるバインダの重量が、前記正極活
物質に対する重量比で０．０２６以上０．０８１以下の
範囲にあることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項２】前記正極に含まれるバインダの体積が、
前記正極活物質に対する体積比で０．０５以上０．２１
以下の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載され
るリチウムイオン二次電池。
【請求項３】前記正極の表面を被覆するバインダの膜
厚が０．０２μｍ以上０．０８５μｍ以下の範囲である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載されるリチウム
イオン二次電池。