JP2000285965A - Nonaqueous electrolyte secondary battery and its manufacture - Google Patents
Nonaqueous electrolyte secondary battery and its manufactureInfo
- Publication number
- JP2000285965A JP2000285965A JP11089179A JP8917999A JP2000285965A JP 2000285965 A JP2000285965 A JP 2000285965A JP 11089179 A JP11089179 A JP 11089179A JP 8917999 A JP8917999 A JP 8917999A JP 2000285965 A JP2000285965 A JP 2000285965A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- separator
- positive electrode
- negative electrode
- aqueous electrolyte
- 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
Links
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)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解液二次電
池及び非水電解液二次電池の製造方法に係わる。The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery and a method of manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery.
【0002】[0002]
【従来の技術】現在、携帯電話などの携帯機器向けの非
水電解液二次電池として、薄型リチウムイオン二次電池
が商品化されている。この電池は、正極にリチウムコバ
ルト酸化物(LiCoO2)、負極に黒鉛質材料や炭素質材
料、電解液にリチウム塩を溶解した有機溶媒、セパレー
タに多孔質膜が用いられている。2. Description of the Related Art At present, a thin lithium ion secondary battery has been commercialized as a nonaqueous electrolyte secondary battery for portable equipment such as a mobile phone. This battery uses a lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) for a positive electrode, a graphite material or a carbonaceous material for a negative electrode, an organic solvent in which a lithium salt is dissolved in an electrolytic solution, and a porous film for a separator.
【0003】携帯機器の薄型化や軽量化に伴って電池自
体の薄型化と軽量化も要望されている。そのため薄型電
池においては、外装材として缶ばかりでなく薄い金属層
を含むラミネートフィルムが用いられている。前記ラミ
ネートフィルムの外装材を用いる場合は電池の膨れなど
の問題が生じる。こういった問題を解決し電池の薄型化
を計る手段として、特開平10−177865号公報の
特許請求の範囲には、正極と、負極と、電解液を保持し
た対向面を有するセパレータと、電解液相、電解液を含
有する高分子ゲル相及び高分子相の混相からなり、上記
セパレータの対向面に上記正極及び負極を接合する接着
性樹脂層とを備えたリチウムイオン二次電池が記載され
ている。また、特開平10−198054号公報の特許
請求の範囲には、正極及び負極集電体上に成形した各電
極を形成する工程、主成分ポリフッ化ビニリデンを溶媒
に溶解してなるバインダー樹脂溶液をセパレータに塗布
する工程、このセパレータ上に上記各電極そ重ね合わ
せ、密着させたまま乾燥し溶剤を蒸発させる電池積層体
に電解液を含浸させる工程を備えたリチウムイオン二次
電池の製造方法が記載されている。[0003] With the reduction in thickness and weight of portable devices, there is a demand for reduction in thickness and weight of batteries themselves. Therefore, in a thin battery, not only a can but also a laminate film including a thin metal layer is used as an exterior material. In the case of using the laminate film packaging material, problems such as battery swelling occur. As means for solving such problems and reducing the thickness of the battery, claims in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-177865 disclose a positive electrode, a negative electrode, a separator having an opposing surface holding an electrolytic solution, and an electrolytic solution. A lithium ion secondary battery comprising a liquid phase, a mixed phase of a polymer gel phase and a polymer phase containing an electrolytic solution, and comprising an adhesive resin layer for joining the positive electrode and the negative electrode to the opposite surface of the separator is described. ing. In addition, the claims of JP-A-10-198054 include a step of forming each electrode formed on the positive electrode and the negative electrode current collector, and a step of forming a binder resin solution obtained by dissolving polyvinylidene fluoride as a main component in a solvent. A method for producing a lithium ion secondary battery comprising a step of applying to a separator, a step of superposing the above-mentioned electrodes on the separator, and a step of impregnating the battery laminate with an electrolyte with drying and evaporating the solvent while keeping the electrodes in contact with each other is described. Have been.
【0004】前記接着剤は多孔質であるため相当量の空
隙が存在し、前記セパレータとともに、この空隙に保持
された前記電解液が前記非水電解液二次電池の充放電を
可能にしている。従って電池特性を維持するためには電
極群内部の接着剤の単位面積当たりの密度を可能な限り
低くする必要がある。Since the adhesive is porous, it has a considerable amount of voids, and together with the separator, the electrolyte held in the voids enables charging and discharging of the nonaqueous electrolyte secondary battery. . Therefore, in order to maintain battery characteristics, it is necessary to reduce the density per unit area of the adhesive inside the electrode group as much as possible.
【0005】しかしながら十分な電池特性を得られる接
着剤の量では安全性が十分確保できるだけの前記電極群
の機械的強度は得られないという問題点が生じる。[0005] However, there is a problem in that the mechanical strength of the electrode group cannot be obtained to secure sufficient safety with the amount of the adhesive capable of obtaining sufficient battery characteristics.
【0006】さらに前記電極群の機械的強度を向上させ
るため前記接着剤の単位面積当たりの密度を高くすると
空隙に保持される電解液量が少なくなり、充放電特性が
著しく低下するという問題点が生じる。Further, when the density per unit area of the adhesive is increased in order to improve the mechanical strength of the electrode group, the amount of electrolyte held in the voids decreases, and the charge / discharge characteristics are significantly reduced. Occurs.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電池
内部で充放電に関与しない前記電極群の最外周の前記接
着剤層の空隙を有効利用することで電池形状の変化を最
小限にし、電池諸特性を低下させること無く非水系電解
液電池電極の剛性を高めることにより、該電池の落下時
の変形や変形による内部短絡を防ぎ、かつ高温貯蔵時の
電池の膨れを抑制できることを特徴とする非水電解液二
次電池及び非水電解液二次電池の製造方法を提供しよう
とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to minimize the change in the battery shape by effectively utilizing the gap of the adhesive layer on the outermost periphery of the electrode group which is not involved in charging / discharging inside the battery. By increasing the rigidity of the non-aqueous electrolyte battery electrode without deteriorating the battery characteristics, it is possible to prevent internal short circuit due to deformation or deformation of the battery when dropped, and to suppress swelling of the battery during high temperature storage. And a method for producing the non-aqueous electrolyte secondary battery.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は正極と、負極
と、前記正極及び前記負極の間に配置されたセパレータ
とを備える電極群、及び非水電解液を具備し、少なくと
も前記正極、前記負極及び前記セパレータの空隙には接
着性を有する高分子がそれぞれ保持され、前記正極、前
記負極及び前記セパレータは接着されて一体化されてい
ることを特徴とする非水電解液二次電池において、前記
電極群の最外周は、電極群内部よりも高密度に接着性を
有する高分子が存在することを特徴とする非水電解液二
次電池である。According to the present invention, there is provided an electrode group including a positive electrode, a negative electrode, a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, and a non-aqueous electrolyte. In the gap between the negative electrode and the separator, a polymer having adhesiveness is held, respectively, and the positive electrode, the negative electrode, and the separator are bonded and integrated to form a non-aqueous electrolyte secondary battery, The outermost periphery of the electrode group is a non-aqueous electrolyte secondary battery in which a polymer having an adhesive property at a higher density than the inside of the electrode group exists.
【0009】また本発明は、正極と、負極と、前記正極
及び前記負極の間に配置されたセパレータとを備える電
極群、及び非水電解液を具備し、少なくとも前記正極、
前記負極及び前記セパレータの空隙には接着性を有する
高分子がそれぞれ保持され、前記正極、前記負極及び前
記セパレータは接着されて一体化されていることを特徴
とする非水電解液二次電池において、前記電極群の最外
周は電極群内部よりも分子量の大きい接着性を有する高
分子が存在することを特徴とする非水電解液二次電池で
ある。The present invention also provides an electrode group including a positive electrode, a negative electrode, a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, wherein at least the positive electrode,
In the nonaqueous electrolyte secondary battery, a polymer having adhesiveness is held in the gap between the negative electrode and the separator, and the positive electrode, the negative electrode, and the separator are bonded and integrated. The non-aqueous electrolyte secondary battery is characterized in that the outermost periphery of the electrode group contains an adhesive polymer having a molecular weight larger than that of the inside of the electrode group.
【0010】また本発明は、正極と負極の間にセパレー
タを介在させて電極群を作製する工程と、接着性を有す
る高分子が溶解された溶液を前記電極群に含浸させる工
程と、接着性を有する高分子が前記接着剤含有溶液より
も高い濃度で溶解された溶液を前記電極群の最外周に塗
布する、または/且つ電池外装部材の内側に塗布する工
程と、前記電極群に真空乾燥を施す工程と、前記電極群
に非水電解液を含浸させる工程とを具備することを特徴
とする非水電解液二次電池の製造方法である。The present invention also provides a process for preparing an electrode group by interposing a separator between a positive electrode and a negative electrode, a process for impregnating the electrode group with a solution in which an adhesive polymer is dissolved, Applying a solution in which a polymer having a higher concentration than the adhesive-containing solution is dissolved to the outermost periphery of the electrode group, and / or applying the solution inside the battery exterior member, and vacuum-drying the electrode group And a step of impregnating the electrode group with a non-aqueous electrolyte.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる非水電解液
二次電池(例えば、薄型リチウムイオン二次電池)を図
1、図2および図4、図5を参照して詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a non-aqueous electrolyte secondary battery (for example, a thin lithium ion secondary battery) according to the present invention will be described.
This will be described in detail with reference to FIG. 1, FIG. 2, FIG. 4, and FIG.
【0012】図1は本発明に係わる非水電解液二次電池
(例えば、薄型リチウムイオン二次電池)を示す断面
図、図2は図1のA部を示す拡大図、図3は正極層、セパレ
ータ及び負極層の境界付近を示す模式図である。FIG. 1 is a sectional view showing a non-aqueous electrolyte secondary battery (for example, a thin lithium ion secondary battery) according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged view showing part A of FIG. 1, and FIG. FIG. 3 is a schematic view showing the vicinity of a boundary between a separator and a negative electrode layer.
【0013】また、図4には、正極、負極及びセパレー
タが捲回されてなる構造を有する非水電解液二次電池を
示す斜視図を示す。FIG. 4 is a perspective view showing a non-aqueous electrolyte secondary battery having a structure in which a positive electrode, a negative electrode and a separator are wound.
【0014】また、図5には、正極、負極及びセパレー
タが捲回あるいは折り曲げられてなる構造を有する非水
電解液二次電池を示す斜視図を示す。FIG. 5 is a perspective view showing a non-aqueous electrolyte secondary battery having a structure in which a positive electrode, a negative electrode and a separator are wound or bent.
【0015】図1に示すように、例えばラミネートフィ
ルムからなる外装材1は、電極群2を包囲している。前記
電極群2は、正極、セパレータおよび負極からなる積層
物が偏平形状に捲回された構造を有する。前記積層物
は、図2に示すように、セパレータ3、正極層4、正極集
電体5、正極層4、セパレータ3、負極層6、負極集電体
7、負極層6、セパレータ3、正極層4、正極集電体5、正
極層4、セパレータ3、負極層6、及び負極集電体7がこの
順番に積層されたものからなる。前記電極群2は、最外
層に前記負極集電体7が位置している。但し、前記電極
群2の最外層は正極、負極またはセパレータのいずれで
も良い。前記電極群2の表面は最外周部8が存在してい
る。図3に示すように、電極群2全体にわたって、正極層
4、セパレータ3及び負極層6の空隙には、接着性を有す
る高分子9がそれぞれ保持されている。それにより電極
群は一体化され、また固定されている。正極層、セパレ
ータ、負極層共に同一成分の接着性を有する高分子が用
いられることが望ましい。それにより電極群をより強固
に一体化させることができる。非水電解液は前記外装材
1から延出されている。一方、帯状の負極リード11は、
一端が前記電極群2の前記負極集電体7に接続され、かつ
他端が前記外装材1から延出されている。As shown in FIG. 1, an exterior material 1 made of, for example, a laminate film surrounds an electrode group 2. The electrode group 2 has a structure in which a laminate including a positive electrode, a separator, and a negative electrode is wound into a flat shape. As shown in FIG. 2, the laminate includes a separator 3, a positive electrode layer 4, a positive electrode current collector 5, a positive electrode layer 4, a separator 3, a negative electrode layer 6, and a negative electrode current collector.
7, a negative electrode layer 6, a separator 3, a positive electrode layer 4, a positive electrode current collector 5, a positive electrode layer 4, a separator 3, a negative electrode layer 6, and a negative electrode current collector 7 are laminated in this order. In the electrode group 2, the negative electrode current collector 7 is located in the outermost layer. However, the outermost layer of the electrode group 2 may be any of a positive electrode, a negative electrode and a separator. The outermost peripheral portion 8 exists on the surface of the electrode group 2. As shown in FIG. 3, the positive electrode layer
4. In the gap between the separator 3 and the negative electrode layer 6, a polymer 9 having an adhesive property is held. Thereby, the electrode group is integrated and fixed. It is desirable that a polymer having the same component adhesiveness is used for the positive electrode layer, the separator, and the negative electrode layer. Thereby, the electrode group can be more firmly integrated. The non-aqueous electrolyte is
Has been extended from one. On the other hand, the strip-shaped negative electrode lead 11
One end is connected to the negative electrode current collector 7 of the electrode group 2, and the other end is extended from the exterior material 1.
【0016】また、本発明の非水電解液二次電池は図4
に示すように、1組の正極41、負極43及びセパレータ42
の積層体が捲回されてなる電極群を有しているものであ
ってもよい。また図5に示すように、1組の正極51、負極
53及びセパレータ52の積層体が折り曲げられてなる電極
群を有しているものであってもよい。それにより電極群
の製造が容易になり、また機械的強度が強い電極群が得
られる。負極43の面積は正極41の面積より大きいことが
望ましい。そのような構成にすることにより正極端より
負極端は延出する構造となるがそれにより負極端への電
流集中が抑制されサイクル性能と安全性が高められる。
また、セパレータの短辺は負極の帯状電極の短辺からそ
れぞれ0.25mm〜2mm延出し、延出したセパレータ部には
本発明に係る接着性を有する高分子が存在していること
が望ましい。これによりセパレータの延出部はの強度が
強くなり、電池に衝撃が加わったときにおいても正極と
負極の短絡が生じにくくなる。さらに電池が高温条件下
(100℃以上)に存在した場合であってもセパレータの
収縮が生じにくくなり、正極と負極の短絡が防止できる
ようになり安全性が向上する。The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, a pair of a positive electrode 41, a negative electrode 43, and a separator 42
May have an electrode group formed by winding the laminate. Also, as shown in FIG. 5, one set of the positive electrode 51 and the negative electrode
A stacked body of the separator 53 and the separator 52 may have an electrode group formed by bending. As a result, the production of the electrode group is facilitated, and an electrode group having high mechanical strength is obtained. The area of the negative electrode 43 is preferably larger than the area of the positive electrode 41. With such a configuration, the negative electrode end extends from the positive electrode end, but current concentration on the negative electrode end is suppressed, and cycle performance and safety are improved.
Further, it is preferable that the short side of the separator extends from the short side of the strip electrode of the negative electrode by 0.25 mm to 2 mm, respectively, and the polymer having adhesiveness according to the present invention is present in the extended separator portion. As a result, the strength of the extending portion of the separator is increased, and short-circuit between the positive electrode and the negative electrode hardly occurs even when an impact is applied to the battery. Further, even when the battery is under a high temperature condition (100 ° C. or higher), the separator does not easily shrink, so that the short circuit between the positive electrode and the negative electrode can be prevented, and the safety is improved.
【0017】次に、前記正極、前記負極、前記セパレー
タ3、前記最外周部8、前記接着性を有する高分子9、前
記非水電解液及び前記外装材1について詳しく説明す
る。Next, the positive electrode, the negative electrode, the separator 3, the outermost peripheral portion 8, the adhesive polymer 9, the non-aqueous electrolyte, and the package 1 will be described in detail.
【0018】1)正極 この正極は、活物質を含む正極層4が集電体5の片面もし
くは両面に担持された構造を有する。前記正極は、空隙
に接着性を有する高分子9を保持する。前記正極層は、
正極活物質及び導電剤を含む。また、前記正極層は、接
着性を有する高分子9とは別に、正極活物質を結着する
結着剤を含んでいても良い。1) Positive Electrode This positive electrode has a structure in which a positive electrode layer 4 containing an active material is supported on one or both sides of a current collector 5. The positive electrode holds the polymer 9 having adhesiveness in the void. The positive electrode layer,
It contains a positive electrode active material and a conductive agent. In addition, the positive electrode layer may contain a binder that binds the positive electrode active material, in addition to the polymer 9 having an adhesive property.
【0019】前記正極活物質としては、種々の酸化物、
例えば二酸化マンガン、リチウムマンガン複合酸化物、
リチウム含有ニッケル酸化物、リチウム含有コバルト酸
化物、リチウム含有ニッケルコバルト酸化物、リチウム
含有鉄酸化物、リチウムを含むバナジウム酸化物や、二
硫化チタン、二硫化モリブデンなどのカルコゲン化合物
などを挙げることができる。中でも、リチウム含有コバ
ルト酸化物(例えばLiCoO2)、リチウム含有ニッケルコ
バルト酸化物(例えばLiNi0.8Co0.2O2)、リチウムマン
ガン複合酸化物(例えばLiMn2O4、LiMnO2)、を用いる
と高電圧が得られるために好ましい。As the positive electrode active material, various oxides,
For example, manganese dioxide, lithium manganese composite oxide,
Lithium-containing nickel oxide, lithium-containing cobalt oxide, lithium-containing nickel-cobalt oxide, lithium-containing iron oxide, lithium-containing vanadium oxide, and chalcogen compounds such as titanium disulfide and molybdenum disulfide can be given. . Above all, when a lithium-containing cobalt oxide (eg, LiCoO 2 ), a lithium-containing nickel-cobalt oxide (eg, LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 ), or a lithium manganese composite oxide (eg, LiMn 2 O 4 , LiMnO 2 ) is used, a high voltage is obtained. Is preferred because
【0020】前記導電剤としては、例えばアセチレンブ
ラック、カーボンブラック、黒鉛等を挙げることができ
る。Examples of the conductive agent include acetylene black, carbon black, graphite and the like.
【0021】前記結着剤としては、例えばポリテトラフ
ルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVd
F)、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPD
M)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)等を用いること
ができる。Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyvinylidene fluoride (PVd).
F), ethylene-propylene-diene copolymer (EPD
M), styrene-butadiene rubber (SBR) and the like can be used.
【0022】前記正極活物質、導電剤および結着剤の配
合割合は、正極活物質80〜95重量%、導電剤3〜20重量
%、結着剤2〜7重量%の範囲にすることが好ましい。The mixing ratio of the positive electrode active material, the conductive agent and the binder is 80 to 95% by weight of the positive electrode active material and 3 to 20% by weight of the conductive agent.
%, And a binder within a range of 2 to 7% by weight.
【0023】前記集電体としては、多孔質構造の導電性
基板か、あるいは無孔の導電性基板を用いることができ
る。これら導電性基板は、例えば、アルムニウム、ステ
ンレス、またはニッケルから形成することができる。As the current collector, a conductive substrate having a porous structure or a non-porous conductive substrate can be used. These conductive substrates can be formed from, for example, aluminum, stainless steel, or nickel.
【0024】中でも、直径3mm以下の孔が10cm2当り1個
以上の割合で存在する二次元的な多孔質構造を有する導
電性基板を用いることが好ましい。すなわち、導電性基
板に開口された孔の直径が3mmよりも大きくなると、十
分な正極強度が得られなくなる恐れがある。一方、直径
3mm以下の孔の存在割合が前記範囲よりも少なくなる
と、電極群に非水電解液を均一に浸透させることが困難
になるため、十分なサイクル寿命が得られなくなる恐れ
がある。孔の直径は、0.1〜1mmの範囲にすることがより
好ましい。また、孔の存在割合は、10cm2当り10〜20個
の範囲にすることがより好ましい。Among them, it is preferable to use a conductive substrate having a two-dimensional porous structure in which holes having a diameter of 3 mm or less exist at a rate of 1 or more per 10 cm 2 . That is, if the diameter of the hole formed in the conductive substrate is larger than 3 mm, sufficient positive electrode strength may not be obtained. Meanwhile, the diameter
If the proportion of holes having a diameter of 3 mm or less is less than the above range, it becomes difficult to uniformly infiltrate the non-aqueous electrolyte into the electrode group, and thus a sufficient cycle life may not be obtained. More preferably, the diameter of the holes is in the range of 0.1 to 1 mm. Further, it is more preferable that the existence ratio of the holes is in the range of 10 to 20 per 10 cm 2 .
【0025】前述した直径3mm以下の孔が10cm2当り1個
以上の割合で存在する二次元的な多孔質構造を有する導
電性基板は、厚さを15〜100μmの範囲にすることが好ま
しい。厚さを15μm未満にすると、十分な正極強度が得
られなくなる恐れがある。一方、厚さが100μmを越える
と、電池重量および電極群の厚さが増加し、薄型二次電
池の重量エネルギー密度や、体積エネルギー密度を十分
に高くすることが困難になる恐れがある。厚さのより好
ましい範囲は、30〜80μmである。The aforementioned conductive substrate having a two-dimensional porous structure in which one or more holes having a diameter of 3 mm or less exist at a rate of one or more per 10 cm 2 preferably has a thickness in a range of 15 to 100 μm. If the thickness is less than 15 μm, sufficient positive electrode strength may not be obtained. On the other hand, when the thickness exceeds 100 μm, the weight of the battery and the thickness of the electrode group increase, and it may be difficult to sufficiently increase the weight energy density and the volume energy density of the thin secondary battery. A more preferable range of the thickness is 30 to 80 μm.
【0026】前記接着性を有する高分子は、非水電解液
を保持した状態で高い接着性を維持できるものであるこ
とが望ましい。さらにかかる高分子は、リチウムイオン
伝導性が高いとなお好ましい。具体的には、ポリアクリ
ロニトリル(PAN)、ポリアクリロレート(PMMA)、ポ
リフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリ塩化ビニル(PV
C)、またはポリエチレンオキサイド(PEO)等を挙げる
ことができる。特に、ポリフッ化ビニリデンが好まし
い。ポリフッ化ビニリデンは、非水電解液を保持するこ
とができ、非水電解液を含むと一部ゲル化を生じるた
め、正極中のイオン伝導性をより向上することができ
る。It is desirable that the polymer having adhesiveness can maintain high adhesiveness while holding the non-aqueous electrolyte. Further, such a polymer is more preferably high in lithium ion conductivity. Specifically, polyacrylonitrile (PAN), polyacrylolate (PMMA), polyvinylidene fluoride (PVdF), polyvinyl chloride (PV
C) or polyethylene oxide (PEO). Particularly, polyvinylidene fluoride is preferable. Polyvinylidene fluoride can hold a non-aqueous electrolyte, and if it contains a non-aqueous electrolyte, it partially gels, so that the ion conductivity in the positive electrode can be further improved.
【0027】前記接着性高分子は、前記正極の空隙内に
おいて多孔質構造の形態で存在することが好ましい。多
孔質構造を有する接着性高分子は、非水電解液を保持す
ることができる。It is preferable that the adhesive polymer exists in a porous structure in the space of the positive electrode. The adhesive polymer having a porous structure can hold a non-aqueous electrolyte.
【0028】2)負極 前記負極は、負極層6が集電体7の片面もしくは両面に担
持された構造を有する。前記負極は、空隙に接着性を有
する高分子を担持する。2) Negative Electrode The negative electrode has a structure in which a negative electrode layer 6 is supported on one side or both sides of a current collector 7. The negative electrode carries a polymer having adhesiveness in the gap.
【0029】前記負極層は、リチウムイオンを吸蔵・放
出する炭素質を含む。また、前記負極層は、接着性を有
する高分子9とは別に、負極材料を結着する結着剤を含
んでいても良い。[0029] The negative electrode layer contains carbonaceous material that stores and releases lithium ions. Further, the negative electrode layer may include a binder for binding the negative electrode material, in addition to the polymer 9 having adhesiveness.
【0030】前記炭素質物としては、黒鉛、コークス、
炭素繊維、球状炭素などの黒鉛質材料もしくは炭素質材
料、熱硬化性樹脂、等方性ピッチ、メソフェーズピッ
チ、メソフェーズピッチ系炭素繊維、メソフェーズ小球
体など(特に、メソフェーズピッチ系炭素繊維が好まし
い)に500〜3000℃で熱処理を施すことにより得られる
黒鉛質材料または炭素質材料等を挙げることができる。
中でも、前記熱処理の温度2000℃以上にすることにより
得られ、(002)面の面間隔d002が0.340nm以下である。
黒鉛結晶を有する黒鉛質材料を用いるのが好ましい。こ
のような黒鉛質材料を炭素質物として含む負極を備えた
非水電解液二次電池は、電池容量および大電流特性を大
幅に向上することができる。前記面間隔d002は、0.336n
m以下であることが更に好ましい。Examples of the carbonaceous material include graphite, coke,
For graphitic or carbonaceous materials such as carbon fiber and spherical carbon, thermosetting resin, isotropic pitch, mesophase pitch, mesophase pitch-based carbon fiber, mesophase pitch sphere, etc. (especially, mesophase pitch-based carbon fiber is preferable) Graphite materials or carbonaceous materials obtained by performing a heat treatment at 500 to 3000 ° C. can be mentioned.
Above all, it is obtained by setting the temperature of the heat treatment at 2000 ° C. or higher, and the plane distance d 002 of the (002) plane is 0.340 nm or less.
It is preferable to use a graphitic material having graphite crystals. A non-aqueous electrolyte secondary battery including a negative electrode containing such a graphite material as a carbonaceous material can significantly improve battery capacity and large current characteristics. The surface distance d 002 is 0.336n
More preferably, it is not more than m.
【0031】前記結着剤としては、例えばポリテトラフ
ルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVd
F)、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPD
M)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、カルボキシメ
チルセルロース(CMC)等を用いることができる。前記
炭素質物及び前記結着剤の配合割合は、炭素質物90〜98
重量%、結着剤2〜20重量%の範囲であることが好まし
い。特に、前記炭素質物は負極を作製した状態で5〜20g
/m2の範囲にすることが好ましい。Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyvinylidene fluoride (PVd).
F), ethylene-propylene-diene copolymer (EPD
M), styrene-butadiene rubber (SBR), carboxymethyl cellulose (CMC) and the like can be used. The mixing ratio of the carbonaceous material and the binder is 90 to 98 for the carbonaceous material.
% By weight and 2 to 20% by weight of the binder. In particular, the carbonaceous material is 5 to 20 g in a state where the negative electrode is manufactured.
/ m 2 is preferable.
【0032】前記集電体としては、多孔質構造の導電性
基板か、あるいは無孔の導電性基板を用いることができ
る。これらの導電性基板は、例えば、銅、ステンレス、
またはニッケルから形成することができる。As the current collector, a conductive substrate having a porous structure or a non-porous conductive substrate can be used. These conductive substrates are, for example, copper, stainless steel,
Or it can be formed from nickel.
【0033】中でも、以下の孔が10cm2当り1個以上の割
合で存在する二次元的な多孔質構造を有する導電性基板
を用いることが好ましい。すなわち、導電性基板の孔の
直径が3mmよりも大きくなると、十分な負極強度が得ら
れなくなる恐れがある。一方、直径3mm以下の孔の存在
割合が前記範囲よりも少なくなると、電極群に非水電解
液を均一に浸透させることが困難になるため、十分なサ
イクル寿命が得られなくなる恐れがある。孔の直径は、
0.1〜1mmの範囲にすることがより好ましい。また、孔の
存在割合は、10cm2当り10〜20個の範囲にすることがよ
り好ましい。Above all, it is preferable to use a conductive substrate having a two-dimensional porous structure in which the following holes are present at a rate of one or more per 10 cm 2 . That is, if the diameter of the hole in the conductive substrate is larger than 3 mm, sufficient negative electrode strength may not be obtained. On the other hand, when the proportion of holes having a diameter of 3 mm or less is smaller than the above range, it becomes difficult to uniformly infiltrate the non-aqueous electrolyte into the electrode group, and thus a sufficient cycle life may not be obtained. The diameter of the hole is
More preferably, it is in the range of 0.1 to 1 mm. Further, it is more preferable that the existence ratio of the holes is in the range of 10 to 20 per 10 cm 2 .
【0034】前述した直径3mm以下の孔が10cm2当り1個
以上の割合で存在する二次元的な多孔質構造を有する導
電性基板は、厚さを10〜50μmの範囲にすることが好ま
しい。厚さを10μm未満にすると、十分な負極強度が得
られなくなる恐れがある。一方、厚さが50μmを越える
と、電池重量および電極群の厚さが増加し、薄型二次電
池の重量エネルギー密度や、体積エネルギー密度を十分
に高くすることが困難になる恐れがある。The above-mentioned conductive substrate having a two-dimensional porous structure in which one or more holes having a diameter of 3 mm or less exist at a rate of one or more per 10 cm 2 preferably has a thickness in the range of 10 to 50 μm. If the thickness is less than 10 μm, sufficient negative electrode strength may not be obtained. On the other hand, when the thickness exceeds 50 μm, the weight of the battery and the thickness of the electrode group increase, and it may be difficult to sufficiently increase the weight energy density and the volume energy density of the thin secondary battery.
【0035】前記接着性を有する高分子は、非水電解液
を保持した状態で高い接着性を維持できるものであるこ
とが望ましい。さらにかかる高分子は、リチウムイオン
伝導性が高いとなお好ましい。具体的には、前述した正
極で説明したものと同様なものを挙げることができる。
特に、PVdFが好ましい。It is desirable that the polymer having adhesiveness can maintain high adhesiveness while holding the non-aqueous electrolyte. Further, such a polymer is more preferably high in lithium ion conductivity. Specifically, those similar to those described for the positive electrode described above can be mentioned.
In particular, PVdF is preferred.
【0036】前記接着性高分子は、前記負極の空隙内に
おいて多孔質構造の形態で存在することが好ましい。多
孔質構造を有する接着性高分子は、非水電解液を保持す
ることができる。前記負極としては、前述したリチウム
イオンを吸蔵・放出する炭素質物を含むものの他に、金
属酸化物か金属硫化物か、もしくは金属窒化物を含むも
のや、リチウム金属またはリチウム合金からなるものを
用いることができる。It is preferable that the adhesive polymer exists in the form of a porous structure in the space of the negative electrode. The adhesive polymer having a porous structure can hold a non-aqueous electrolyte. As the negative electrode, in addition to those containing a carbonaceous substance that occludes and releases lithium ions, those containing a metal oxide, a metal sulfide, or a metal nitride, and those made of lithium metal or a lithium alloy are used. be able to.
【0037】前記金属酸化物としては、例えば、スズ酸
化物、ケイ素酸化物、リチウムチタン酸化物、ニオブ酸
化物、タングステン酸化物等を挙げることができる。前
記金属硫化物としては、例えば、スズ硫化物、チタン硫
化物等を挙げることができる。Examples of the metal oxide include tin oxide, silicon oxide, lithium titanium oxide, niobium oxide, and tungsten oxide. Examples of the metal sulfide include tin sulfide and titanium sulfide.
【0038】前記金属窒化物としては、例えば、リチウ
ムコバルト窒化物、リチウム鉄窒化物、リチウムマンガ
ン窒化物等を挙げることができる。Examples of the metal nitride include lithium cobalt nitride, lithium iron nitride, lithium manganese nitride and the like.
【0039】前記リチウム合金としては、例えば、リチ
ウムアルミニウム合金、リチウムスズ合金、リチウム鉛
合金、リチウムケイ素合金等を挙げることができる。Examples of the lithium alloy include a lithium aluminum alloy, a lithium tin alloy, a lithium lead alloy, and a lithium silicon alloy.
【0040】3)セパレータ このセパレータは、多孔質シートの空隙に接着性を有す
る高分子が保持されたものから形成される。3) Separator This separator is formed of a porous sheet in which an adhesive polymer is held in the voids.
【0041】前記多孔質シートとしては、例えば、ポリ
エチレン、ポリプロピレンまたはPVdFを含む多孔質フィ
ルム、合成樹脂製不織布等を用いることができる。中で
も、ポリエチレンか、あるいはポリプロピレン、または
両者からなる多孔質フィルムは、二次電池の安全性を向
上できるため、好ましい。As the porous sheet, for example, a porous film containing polyethylene, polypropylene or PVdF, a synthetic resin nonwoven fabric, or the like can be used. Among them, a porous film made of polyethylene, polypropylene, or both is preferable because the safety of the secondary battery can be improved.
【0042】前記接着性を有する高分子は、非水電解液
を保持した状態で高い接着性を維持できるものであるこ
とが望ましい。さらに、かかる高分子は、リチウムイオ
ン伝導性が高いとなお好ましい。具体的には、前述した
正極で説明したものと同様なものを挙げることができ
る。特に、PVdFが好ましい。It is desirable that the polymer having adhesiveness can maintain high adhesiveness while holding the non-aqueous electrolyte. Further, such a polymer preferably has a high lithium ion conductivity. Specifically, those similar to those described for the positive electrode described above can be mentioned. In particular, PVdF is preferred.
【0043】前記接着性高分子は、前記セパレータの空
隙内において多孔質構造の形態で存在することが好まし
い。多孔質構造を有する接着性高分子は、非水電解液を
保持することができる。It is preferable that the adhesive polymer exists in the form of a porous structure in the voids of the separator. The adhesive polymer having a porous structure can hold a non-aqueous electrolyte.
【0044】前記多孔質シートの厚さは、30μm以下に
することが好ましい。厚さが30μmを越えると、正負極
間の距離が大きくなって内部抵抗が大きくなる恐れがあ
る。また、厚さの下限値は、5μmにすることが好まし
い。厚さを5μm未満にすると、セパレータの強度が著し
く低下して内部ショートが生じやすくなる恐れがある。
厚さの上限値は、25μmにすることがより好ましく、ま
た、下限値は10μmにすることがより好ましい。The thickness of the porous sheet is preferably 30 μm or less. If the thickness exceeds 30 μm, the distance between the positive electrode and the negative electrode increases, and the internal resistance may increase. The lower limit of the thickness is preferably set to 5 μm. When the thickness is less than 5 μm, the strength of the separator is significantly reduced, and an internal short circuit may easily occur.
The upper limit of the thickness is more preferably 25 μm, and the lower limit is more preferably 10 μm.
【0045】前記多孔質シートは、120℃、1時間で熱収
縮率を20%以下であることが好ましい。前記熱収縮率が2
0%を越えると、正負極およびセパレータの接着強度を十
分なものにすることが困難になる恐れがある。前記熱収
縮率は、15%以下にすることがより好ましい。The porous sheet preferably has a heat shrinkage of not more than 20% at 120 ° C. for one hour. The heat shrinkage is 2
If it exceeds 0%, it may be difficult to increase the adhesive strength between the positive and negative electrodes and the separator. More preferably, the heat shrinkage is 15% or less.
【0046】前記多孔質シートは、多孔度が30〜60%の
範囲であることが好ましい。これは次のような理由によ
るものである。多孔度を30%未満にすると、セパレータ
において高い電解液保持性を得ることが困難になる恐れ
がある。多孔度のより好ましい範囲は、35〜50%であ
る。The porous sheet preferably has a porosity in the range of 30 to 60%. This is due to the following reasons. If the porosity is less than 30%, it may be difficult to obtain high electrolyte retention in the separator. A more preferred range of porosity is 35-50%.
【0047】前記多孔質シートは、空気透過率が600秒/
100cm3以下であることが好ましい。空気透過率が600秒/
100cm3を越えると、セパレータにおいて高いリチウムイ
オン移動度を得ることが困難になる恐れがある。また、
空気透過率の下限値は、100秒/100cm3にすることが好ま
しい。空気透過率を100秒/100cm3未満にすると、十分な
セパレータ強度が得られなくなる恐れがあるからであ
る。空気透過率の上限値は500秒/100cm3にすることがよ
り好ましく、また、下限値は150秒/100cm3にすることが
より好ましい。The porous sheet has an air permeability of 600 seconds /
It is preferably 100 cm 3 or less. Air permeability is 600 seconds /
If it exceeds 100 cm 3 , it may be difficult to obtain high lithium ion mobility in the separator. Also,
The lower limit of the air permeability is preferably set to 100 seconds / 100 cm 3 . If the air permeability is less than 100 seconds / 100 cm 3 , sufficient separator strength may not be obtained. The upper limit of the air permeability is more preferably 500 seconds / 100 cm 3 , and the lower limit is more preferably 150 seconds / 100 cm 3 .
【0048】4)非水電解液 前記非水電解液は、非水溶媒に電解質を溶解することに
より調整される液体状電解液である。4) Non-aqueous electrolyte The non-aqueous electrolyte is a liquid electrolyte prepared by dissolving an electrolyte in a non-aqueous solvent.
【0049】前記非水溶媒としては、リチウム二次電池
の溶媒として公知の非水溶媒を用いることができ、特に
限定はされていないが、プロピレンカーボネート(PC)
やエチレンカーボネート(EC)と前記PCやECより低粘度
であり且つドナー数が18以下である1種以上の非水溶媒
(以下第2溶媒と略す)との混合溶媒を主体とする非水
溶媒を用いることが好ましい。As the non-aqueous solvent, a known non-aqueous solvent as a solvent for a lithium secondary battery can be used, and although not particularly limited, propylene carbonate (PC)
Non-aqueous solvent mainly composed of a mixed solvent of ethylene or ethylene carbonate (EC) and one or more non-aqueous solvents having a lower viscosity than that of the PC or EC and having a donor number of 18 or less (hereinafter abbreviated as a second solvent) It is preferable to use
【0050】前記第2種の溶媒としては、例えば鎖状カ
ーボネートが好ましく、中でもジメチルカーボネート
(DMC)、メチルエチルカーボネート(MEC)、ジエチル
カーボネート(DEC)、プロピオン酸エチル、プロピオ
ン酸メチル、γ−ブチロラクトン(γ−BL)、アセトニ
トリル(AN)、酢酸エチル(EA)、トルエン、キシレン
または、酢酸メチル(MA)などが挙げられる。これらの
第2の溶媒は、単独または2種以上の混合物の形態で用い
ることができる。特に、前記第2種の溶媒はドナー数が1
6.5以下であることがより好ましい。前記第2種の溶媒の
粘度は、25℃において28mp以下であることが好ましい。
前記混合溶媒中の前記エチレンカーボネートまたはプロ
ピレンカーボネートの配合量は、体積比率で10〜80%で
あることが好ましい。より好ましい前記エチレンカーボ
ネートまたはプロピレンカーボネートの配合量は体積比
率で20〜75%である。As the second type of solvent, for example, a chain carbonate is preferable. Among them, dimethyl carbonate (DMC), methyl ethyl carbonate (MEC), diethyl carbonate (DEC), ethyl propionate, methyl propionate, γ-butyrolactone are preferable. (Γ-BL), acetonitrile (AN), ethyl acetate (EA), toluene, xylene or methyl acetate (MA). These second solvents can be used alone or in the form of a mixture of two or more. In particular, the second solvent has a donor number of 1
More preferably, it is 6.5 or less. The viscosity of the second solvent is preferably 28 mp or less at 25 ° C.
The amount of the ethylene carbonate or propylene carbonate in the mixed solvent is preferably 10 to 80% by volume. More preferably, the blending amount of the ethylene carbonate or propylene carbonate is 20 to 75% by volume.
【0051】前記混合溶媒のより好ましい組成は、ECと
MEC、ECとPCとMEC、ECとMECとDEC、ECとMECとDMC、ECと
MECとPCとDECの混合溶媒で、MECの体積比率は30〜80%と
することが好ましい。より好ましいMECの体積比率は、4
0〜70%の範囲である。The more preferable composition of the mixed solvent is EC and
MEC, EC and PC and MEC, EC and MEC and DEC, EC and MEC and DMC, EC and
In a mixed solvent of MEC, PC and DEC, the volume ratio of MEC is preferably 30 to 80%. A more preferred MEC volume ratio is 4
It is in the range of 0-70%.
【0052】前記非水電解液に含まれる電解質として
は、例えば過塩素酸リチウム(LiClO4)、六フッ化リン
酸リチウム(LiPF6)、ホウフッ化リチウム(LiBF4)、
六フッ化砒素リチウム(LiAsF6)、トリフルオロメタス
ルホン酸リチウム(LiCF3SO3)、ビストリフルオロメチ
ルスルホニルイミドリチウム[LiN(CF3SO2)2]などのリ
チウム塩(電解質)が挙げられる。中でもLiPF6、LiBF4
を用いるのが好ましい。Examples of the electrolyte contained in the non-aqueous electrolyte include lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium borofluoride (LiBF 4 ), and the like.
Lithium salts (electrolytes) such as lithium arsenic hexafluoride (LiAsF 6 ), lithium trifluorometasulfonate (LiCF 3 SO 3 ), and lithium bistrifluoromethylsulfonylimide [LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ]. Among them, LiPF 6 and LiBF 4
It is preferable to use
【0053】前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量
は、0.5〜2.0モル/lとすることが望ましい。The amount of the electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent is desirably 0.5 to 2.0 mol / l.
【0054】前記非水電解液の量は、電池単位容量100m
Ah当たり0.2〜0.6gにすることが好ましい。これは次の
ような理由によるものである。非水電解液量を0.2g/100
mAh未満にすると、正極と負極のイオン伝導度を十分に
保つことができなくなる恐れがある。一方、非水電解液
量が0.6g/100mAhを越えると、電解液量が多量になって
フィルム状外装材による封止が困難になる恐れがある。
非水電解液量のより好ましい範囲は、0.4〜0.55g/100mA
hである。The amount of the non-aqueous electrolyte was 100 m
It is preferably 0.2 to 0.6 g per Ah. This is due to the following reasons. 0.2 g / 100 non-aqueous electrolyte
If it is less than mAh, the ionic conductivity between the positive electrode and the negative electrode may not be able to be sufficiently maintained. On the other hand, if the amount of the non-aqueous electrolyte exceeds 0.6 g / 100 mAh, the amount of the electrolyte may become so large that it may be difficult to seal with the film-shaped exterior material.
A more preferable range of the amount of the nonaqueous electrolyte is 0.4 to 0.55 g / 100 mA.
h.
【0055】5)最外周部8 この最外周部8は前記電極群2の表面に存在し、接着性を
有する高分子から主に形成することができる。また前記
最外周部の接着性を有する高分子は電極群内部の接着性
を有する高分子よりも、面密度が高いか、あるいは分子
量が大きくなっている。それにより電池のガス発生によ
る変形を低減させ、さらに落下などでおこる機械的衝突
による変形や短絡を抑制することができる。5) Outermost portion 8 This outermost portion 8 exists on the surface of the electrode group 2 and can be mainly formed of a polymer having adhesiveness. Further, the polymer having adhesiveness at the outermost periphery has a higher areal density or a larger molecular weight than the polymer having adhesiveness inside the electrode group. As a result, deformation of the battery due to gas generation can be reduced, and furthermore, deformation and short circuit due to mechanical collision caused by dropping or the like can be suppressed.
【0056】また前記最外周部は前記外装材と接着して
いることが好ましい。これは次のような理由によるもの
である。前記最外周部が前記外装材と接着、一体化され
ている場合、前記電極群は電池内部で移動することが無
くなるため、落下などで起こる機械的衝突による変形や
短絡をさらに抑制することができる。Further, it is preferable that the outermost peripheral portion is bonded to the exterior material. This is due to the following reasons. When the outermost peripheral portion is bonded and integrated with the exterior material, the electrode group does not move inside the battery, so that deformation and short circuit due to mechanical collision caused by dropping or the like can be further suppressed. .
【0057】また前記最外周部の接着性を有する高分子
は前記非水電解液に溶解しにくく、機械的強度の高いも
のが望ましい。It is desirable that the polymer having adhesiveness at the outermost periphery is hardly dissolved in the non-aqueous electrolyte and has high mechanical strength.
【0058】前記接着性を有する高分子は、非水電解液
を保持した状態で高い接着性を維持できるものであるこ
とが望ましい。さらに、かかる高分子は、リチウムイオ
ン伝導性が高いとなお好ましい。具体的には前述した正
極で説明したものと同様なものを挙げることができる。
特にPVdFが好ましい。It is desirable that the polymer having adhesiveness can maintain high adhesiveness while holding the non-aqueous electrolyte. Further, such a polymer preferably has a high lithium ion conductivity. Specifically, those similar to those described above for the positive electrode can be mentioned.
Particularly, PVdF is preferable.
【0059】前記最外周部は、多孔質構造を有していて
も良い。多孔質な最外周部はその空隙に非水電解液を保
持することができる。The outermost peripheral portion may have a porous structure. The porous outermost peripheral portion can hold the non-aqueous electrolyte in the void.
【0060】前記電池に含まれる接着性高分子はの総量
は、電池容量100mAh当たり0.2〜6mgにすることが好まし
い。これは次のような理由によるものである。接着性を
有する高分子の総量を電池容量100mAh当たり0.2mg未満
にすると、正極、セパレータ及び負極の密着性や前記電
極群の機械的強度を向上させることが困難になる恐れが
ある。一方、前記総量が電池容量100mAh当たり6mgを越
えると、二次電池のリチウムイオン伝導度の低下や、内
部抵抗の上昇を招く恐れがあり、放電容量、大電流特性
及び充放電サイクル寿命が大きく低下する恐れがある。
接着性を有する高分子の総量のより好ましい範囲は、電
池容量100mAh当たり0.5〜3mgである。The total amount of the adhesive polymer contained in the battery is preferably 0.2 to 6 mg per 100 mAh of battery capacity. This is due to the following reasons. If the total amount of the polymer having adhesiveness is less than 0.2 mg per 100 mAh of battery capacity, it may be difficult to improve the adhesion between the positive electrode, the separator, and the negative electrode and the mechanical strength of the electrode group. On the other hand, if the total amount exceeds 6 mg per 100 mAh of battery capacity, the lithium ion conductivity of the secondary battery may decrease, or the internal resistance may increase, and the discharge capacity, large current characteristics, and charge / discharge cycle life are greatly reduced. Might be.
A more preferred range of the total amount of the polymer having adhesiveness is 0.5 to 3 mg per 100 mAh of battery capacity.
【0061】6)外装材1 この外装材1は、例えば、可撓性を有する合成樹脂や金
属からなる薄膜を用いることができる。特に非水電解液
系電池の場合には合成樹脂からなる層にアルミニウム等
のバリア層を挿入した多層膜が好ましい。アルミの層を
含ませることにより、特に非水電解質電池の場合、電解
質への水分の混入を防止できるため電池寿命を長くする
ことが可能となることから好ましい。6) Exterior Material 1 As the exterior material 1, for example, a thin film made of a flexible synthetic resin or metal can be used. In particular, in the case of a non-aqueous electrolyte battery, a multilayer film in which a barrier layer such as aluminum is inserted into a layer made of a synthetic resin is preferable. It is preferable to include an aluminum layer, particularly in the case of a non-aqueous electrolyte battery, since it is possible to prevent water from being mixed into the electrolyte and to extend the battery life.
【0062】前記外装材の厚さは50〜300μmの範囲内で
あることが好ましい。薄すぎると変形や破損しやすくな
り、厚すぎると薄型化の効果が小さくなる。以下、本発
明に係る非水電解液二次電池の製造方法について説明す
る。It is preferable that the thickness of the exterior material is in the range of 50 to 300 μm. If it is too thin, it tends to be deformed or damaged, and if it is too thick, the effect of thinning is reduced. Hereinafter, a method for manufacturing the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention will be described.
【0063】(第1工程)正極及び負極の間にセパレー
タとして多孔質シートを介在させて電極群を作製する。
前記正極は、例えば、正極活物質に導電剤および結着剤
を適当な溶媒に懸濁し、この懸濁物を集電体に塗布、乾
燥して薄板状にすることにより作製される。前記正極活
物質、導電剤、結着剤及び集電体としては、前述した
(1)正極の欄で説明したのと同様なものを挙げること
ができる。(First Step) An electrode group is formed by interposing a porous sheet as a separator between a positive electrode and a negative electrode.
The positive electrode is produced, for example, by suspending a conductive agent and a binder in a suitable solvent in a positive electrode active material, applying the suspension to a current collector, and drying to form a thin plate. Examples of the positive electrode active material, the conductive agent, the binder, and the current collector include the same ones as described in the above section (1) Positive electrode.
【0064】前記負極は、例えば、リチウムイオンを吸
蔵・放出する炭素質物と結着剤とを溶媒の存在下で混練
し、得られた懸濁物を集電体に塗布し、乾燥した後、所
望の圧力で1回プレスもしくは2〜5回多段階プレスする
ことにより作製される。The negative electrode is prepared, for example, by kneading a carbonaceous substance that occludes / releases lithium ions and a binder in the presence of a solvent, applying the obtained suspension to a current collector, drying the resultant, It is produced by pressing once at a desired pressure or multi-stage pressing 2 to 5 times.
【0065】前記炭素質物、結着剤及び集電体として
は、前述した(2)負極の欄で説明したのと同様なもの
を挙げることができる。The carbonaceous material, the binder and the current collector may be the same as those described in the section of (2) Negative electrode.
【0066】前記セパレータの多孔質シートとしては、
前述した(3)セパレータの欄で説明したのと同様なも
のを挙げることができる。As the porous sheet of the separator,
Examples similar to those described in the section of (3) Separator described above can be given.
【0067】(第2工程)溶媒に接着性を有する高分子
を溶解させることにより得られた溶液を前記電極群内部
に注入し、前記溶液を前記電極群に含浸させる。(Second Step) A solution obtained by dissolving an adhesive polymer in a solvent is injected into the electrode group, and the solution is impregnated into the electrode group.
【0068】前記接着性を有する高分子としては、前述
した(1)の正極の欄で説明したの同様なものを挙げる
ことができる。特に、PVdFが好ましい。Examples of the polymer having adhesiveness include those similar to those described in the section of the positive electrode in (1) above. In particular, PVdF is preferred.
【0069】前記溶媒には、沸点が200℃以下の有機溶
媒を用いることが望ましい。かかる有機溶媒としては、
例えば、ジメチルフォルムアミド(沸点153℃)を挙げ
ることができる。有機溶媒の沸点が200℃を越えると、
後述する真空乾燥の温度を100℃以下にした際、乾燥時
間が長くかかる恐れがある。また、有機溶媒の沸点の下
限値は、50℃にすることが好ましい。有機溶媒の沸点を
50℃未満にすると、前記溶液を電極群に注入している間
に前記有機溶媒が蒸発してしまう恐れがある。沸点の上
限値は180℃にすることが好ましく、また、沸点の下限
値は100℃のすることがさらに好ましい。It is desirable to use an organic solvent having a boiling point of 200 ° C. or less as the solvent. Such organic solvents include:
For example, dimethylformamide (boiling point: 153 ° C.) can be mentioned. When the boiling point of the organic solvent exceeds 200 ° C,
When the temperature for vacuum drying described below is set to 100 ° C. or lower, the drying time may take a long time. The lower limit of the boiling point of the organic solvent is preferably set to 50 ° C. The boiling point of the organic solvent
If the temperature is lower than 50 ° C., the organic solvent may evaporate while the solution is being injected into the electrode group. The upper limit of the boiling point is preferably 180 ° C, and the lower limit of the boiling point is more preferably 100 ° C.
【0070】前記溶媒中の接着性高分子の濃度は、0.1
〜2.5重量%の範囲にすることが好ましい。これは次のよ
うな理由によるものである。前記濃度を0.1重量%未満に
すると、正負極及びセパレータを十分な強度で接着する
ことが困難になる恐れがある。一方、前記濃度が2.5重
量%を越えると、非水電解液をを保持できるだけの十分
な多孔度を得ることが困難になって電極の海面インピー
ダンスが著しく大きくなる恐れがある。界面インピーダ
ンスが増加すると、容量及び大電流放電特性が大幅に低
下する。濃度のより好ましい範囲は、0.5〜1.5重量%で
ある。The concentration of the adhesive polymer in the solvent is 0.1
Preferably, it is in the range of ~ 2.5% by weight. This is due to the following reasons. If the concentration is less than 0.1% by weight, it may be difficult to bond the positive and negative electrodes and the separator with sufficient strength. On the other hand, if the concentration exceeds 2.5% by weight, it is difficult to obtain sufficient porosity to hold the non-aqueous electrolyte, and the sea surface impedance of the electrode may be significantly increased. When the interface impedance increases, the capacity and the large-current discharge characteristics are significantly reduced. A more preferred range of the concentration is from 0.5 to 1.5% by weight.
【0071】前記溶液の注入量は、前記溶液の接着性高
分子の濃度が0.1〜2.5重量%である場合、電池容量100mA
h当たり0.2ml〜2mlの範囲にすることが好ましい。これ
は次のような理由によるものである。前記注入量を0.2m
l未満にすると、正極、負極及びセパレータの密着性を
十分に高めることが困難になる恐れがある。一方、前記
注入量が2mlを越えると、二次電池のリチウムイオン伝
導度の低下や、内部抵抗の上昇を招く恐れがあり、放電
容量、大電流放電特性及び充放電サイクル寿命を改善す
ることが困難になる恐れがある。前記注入量のより好ま
しい範囲は、電池容量100mAh当たり0.3ml〜1mlである。When the concentration of the adhesive polymer in the solution was 0.1 to 2.5% by weight, the battery capacity was 100 mA.
It is preferred to be in the range of 0.2 ml to 2 ml per h. This is due to the following reasons. The injection amount is 0.2m
If it is less than l, it may be difficult to sufficiently enhance the adhesion between the positive electrode, the negative electrode and the separator. On the other hand, if the injection amount is more than 2 ml, the lithium ion conductivity of the secondary battery may be reduced, or the internal resistance may be increased, and the discharge capacity, large current discharge characteristics and charge / discharge cycle life may be improved. It can be difficult. A more preferable range of the injection amount is 0.3 ml to 1 ml per 100 mAh of battery capacity.
【0072】(第3工程)前記電極群を所定厚にプレス
成形しながら常圧下、または真空を含む減圧下で乾燥を
施すことにより前記溶液中の溶媒を蒸発させ、前記正
極、負極及びセパレータの空隙内に接着性を有する高分
子が保持され、電極群は成形、一体化されて固定化され
る。また、この乾燥により前記電極群中に含まれる水分
の除去を同時に行うことができる。(Third Step) While the electrode group is pressed to a predetermined thickness and dried under normal pressure or under reduced pressure including vacuum, the solvent in the solution is evaporated to form the positive electrode, the negative electrode and the separator. The adhesive polymer is held in the gap, and the electrode group is molded, integrated and fixed. Further, by this drying, the water contained in the electrode group can be removed at the same time.
【0073】なお、前記多孔質な最外周部は、微量の溶
媒を含むことを許容する。Note that the porous outermost peripheral portion is allowed to contain a small amount of solvent.
【0074】前記乾燥は、100℃以下で行うことが好ま
しい。これは次のような理由によるものである。乾燥の
温度が100℃を越えると、前記セパレータが大幅に熱収
縮する恐れがある。熱収縮が大きくなると、セパレータ
が反るため、正極、負極及びセパレータを強固に接着す
ることが困難になる。また、前述した熱収縮は、ポリエ
チレンまたはポリプロピレンを含む多孔質フィルムをセ
パレータとして用いる場合に顕著に生じやすい。乾燥の
温度が低くなるほどセパレータの熱収縮を抑制できるも
のの、乾燥の温度を40℃未満にすると、十分に溶媒を蒸
発させることが困難になる恐れがある。このため、乾燥
温度は、40〜100℃にすることがより好ましい。また、
乾燥は真空を含む減圧下で行われることが望ましい。The drying is preferably performed at 100 ° C. or lower. This is due to the following reasons. When the drying temperature exceeds 100 ° C., the separator may be significantly shrunk by heat. When the heat shrinkage becomes large, the separator warps, and it becomes difficult to firmly bond the positive electrode, the negative electrode, and the separator. Further, the above-mentioned heat shrinkage tends to occur remarkably when a porous film containing polyethylene or polypropylene is used as a separator. Although the heat shrinkage of the separator can be suppressed as the drying temperature decreases, if the drying temperature is less than 40 ° C., it may be difficult to sufficiently evaporate the solvent. For this reason, the drying temperature is more preferably set to 40 to 100 ° C. Also,
Drying is desirably performed under reduced pressure including vacuum.
【0075】(第4工程)溶媒に接着性を有する高分子
を(第2工程)で用いた溶液よりも高濃度に溶解させる
ことにより得られた溶液を前記電極群最外周または/且
つ外装材内面に塗布する。前記外装材としては、前述し
た(6)外装材の欄で説明したのと同様なものを挙げる
ことができる。(Fourth Step) A solution obtained by dissolving a polymer having an adhesive property in a solvent at a higher concentration than the solution used in (Second Step) is used for the outermost periphery of the electrode group and / or the exterior material. Apply to inner surface. Examples of the exterior material include those similar to those described in the section of (6) Exterior material described above.
【0076】前記接着性を有する高分子は前記非水電解
液に溶解しにくく、機械的強度が高いものが望ましい。It is desirable that the polymer having the adhesive property is hardly dissolved in the non-aqueous electrolyte and has high mechanical strength.
【0077】また前記接着性を有する高分子としては、
前述した(1)の正極の欄で説明したのと同様なものを
挙げることができる。特にPVdFが好ましい。Further, as the polymer having the adhesive property,
Examples similar to those described in the section of the positive electrode in (1) above can be given. Particularly, PVdF is preferable.
【0078】前記溶媒には、沸点が200℃以下の有機溶
媒を用いることが望ましい。かかる有機溶媒としては、
例えば、ジメチルフォルムアミド(沸点153℃)を挙げ
ることができる。有機溶媒の沸点が200℃を越えると、
後述する真空乾燥の温度を100℃以下にした際、乾燥時
間が長くかかる恐れがある。また、有機溶媒の沸点の下
限値は、50℃にすることが好ましい。有機溶媒の沸点を
50℃未満にすると、前記溶液を電極群や前記外装材に塗
布している間に前記有機溶媒が蒸発してしまう恐れがあ
る。沸点の上限値は180℃にすることがさらに好まし
く、また、沸点の下限値は100℃にすることがさらに好
ましい。It is desirable to use an organic solvent having a boiling point of 200 ° C. or less as the solvent. Such organic solvents include:
For example, dimethylformamide (boiling point: 153 ° C.) can be mentioned. When the boiling point of the organic solvent exceeds 200 ° C,
When the temperature for vacuum drying described below is set to 100 ° C. or lower, the drying time may take a long time. The lower limit of the boiling point of the organic solvent is preferably set to 50 ° C. The boiling point of the organic solvent
If the temperature is lower than 50 ° C., the organic solvent may evaporate while the solution is being applied to the electrode group or the exterior material. The upper limit of the boiling point is more preferably 180 ° C., and the lower limit of the boiling point is more preferably 100 ° C.
【0079】前記溶液中の接着性高分子の濃度は0.2重
量%以上が好ましい。さらに好ましい範囲は2.5〜15重
量%である。これは次のような理由によるものである。
前記濃度を2.5%未満にすると、溶液の粘度が低すぎ
て、十分な強度を得るための接着剤量を塗布できない恐
れがある。一方、前記濃度が15%を越えると、前記接着
剤が前記溶媒にすべて溶解しなかったり、前記溶液粘度
が高すぎて必要最小限の接着剤量を塗布することが困難
になる恐れがある。濃度のより好ましい範囲は5〜12重
量%である。The concentration of the adhesive polymer in the solution is preferably 0.2% by weight or more. A more preferred range is from 2.5 to 15% by weight. This is due to the following reasons.
If the concentration is less than 2.5%, the viscosity of the solution is too low, and there is a possibility that an adhesive amount for obtaining sufficient strength may not be applied. On the other hand, if the concentration exceeds 15%, the adhesive may not be completely dissolved in the solvent, or the viscosity of the solution may be too high to apply a necessary minimum amount of adhesive. A more preferred range of the concentration is between 5 and 12% by weight.
【0080】前記接着剤の前記電極群の最外周の単位面
積当たりの前記接着剤量が3.2×10- 6g/cm2以上が好まし
い。さらに好ましい範囲は4×10-5〜2.4×10-4g/cm2で
ある。これは次のような理由によるものである。最外周
の単位面積当たりの接着剤量が4×10-5g/cm2未満の場
合、電池膨れや落下衝突による変形や短絡を十分に抑制
できない恐れがある。一方、2.4×10-4g/cm2を越えると
電池厚さを変化させないように十分に薄く塗布すること
が困難になる可能性がある。より好ましい範囲は8×10
-5〜2×10-4g/cm2である。[0080] wherein the amount of adhesive per unit area of the outermost periphery of the electrode group of the adhesive 3.2 × 10 - 6 g / cm 2 or more. A more preferred range is 4 × 10 −5 to 2.4 × 10 −4 g / cm 2 . This is due to the following reasons. When the amount of the adhesive per unit area of the outermost periphery is less than 4 × 10 −5 g / cm 2 , deformation or short circuit due to battery swelling or drop impact may not be sufficiently suppressed. On the other hand, if it exceeds 2.4 × 10 −4 g / cm 2 , it may be difficult to apply the coating sufficiently thin so as not to change the battery thickness. A more preferred range is 8 × 10
-5 to 2 × 10 -4 g / cm 2 .
【0081】(第5工程)前記電極群を前記外装材に収
納して、所定厚にプレス成形しながら常圧下、または真
空を含む減圧下で乾燥を施すことにより前記溶液中の溶
媒を蒸発させ、前記電極群と前記外装材は成形、固定さ
れる。また、この乾燥により前記電極群や前記外装材に
含まれる水分の除去を同時に行なうことができる。(Fifth Step) The electrode group is housed in the package, and dried under normal pressure or reduced pressure including vacuum while press-molding to a predetermined thickness to evaporate the solvent in the solution. The electrode group and the exterior material are formed and fixed. Further, by this drying, the water contained in the electrode group and the exterior material can be removed at the same time.
【0082】なお前記多孔質な最外周部は、微量の溶媒
を含むことを許容する。The porous outermost peripheral portion is allowed to contain a small amount of solvent.
【0083】前記乾燥は、100℃以下で行うことが好ま
しい。これは次のような理由によるものである。乾燥の
温度が100℃を越えると、前記セパレータが大幅に熱収
縮する恐れがある。 熱収縮が大きくなると、セパレー
タが反るため、正極、負極及びセパレータを強固に接着
することが困難になる。また、前述した熱収縮は、ポリ
エチレンまたはポリプロピレンを含む多孔質フィルムを
セパレータとして用いる場合に顕著に生じやすい。乾燥
の温度が低くなるほどセパレータの熱収縮を抑制できる
ものの、乾燥の温度を40℃未満にすると、十分に溶媒を
蒸発させることが困難になる恐れがある。このため、乾
燥温度は、40〜100℃にすることがより好ましい。ま
た、乾燥は真空を含む減圧下で行われることが望まし
い。The drying is preferably performed at 100 ° C. or lower. This is due to the following reasons. When the drying temperature exceeds 100 ° C., the separator may be significantly shrunk by heat. When the heat shrinkage becomes large, the separator warps, and it becomes difficult to firmly bond the positive electrode, the negative electrode, and the separator. Further, the above-mentioned heat shrinkage tends to occur remarkably when a porous film containing polyethylene or polypropylene is used as a separator. Although the heat shrinkage of the separator can be suppressed as the drying temperature decreases, if the drying temperature is less than 40 ° C., it may be difficult to sufficiently evaporate the solvent. For this reason, the drying temperature is more preferably set to 40 to 100 ° C. Further, drying is desirably performed under reduced pressure including vacuum.
【0084】(第6工程)前記外装材内の電極群に非水
電解液を注入した後、前記外装材の開口部を封止するこ
とにより薄型非水電解液二次電池を製造する。(Sixth step) After a non-aqueous electrolyte is injected into the electrode group in the package, a thin non-aqueous electrolyte secondary battery is manufactured by sealing the opening of the package.
【0085】非水電解液としては、前述したのと同様な
ものを用いることができる。As the non-aqueous electrolyte, the same one as described above can be used.
【0086】本発明に係る製造方法は、前述した図1、2
あるいは図3、4に示す構造を有する薄型非水電解液二次
電池を製造することができる。The manufacturing method according to the present invention is the same as that shown in FIGS.
Alternatively, a thin non-aqueous electrolyte secondary battery having the structure shown in FIGS. 3 and 4 can be manufactured.
【0087】以上説明した本発明に係る非水電解液二次
電池によれば、前記電極内部の前記接着剤量を必要以上
に増やすこと無く、前記電極群の最外周に高密度に接着
剤を存在させることができる。そのため接着性高分子に
起因する内部抵抗を抑制したままで機械的強度の優れた
電極群を備えた非水電解液二次電池を提供することがで
きる。According to the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention described above, the adhesive is densely applied to the outermost periphery of the electrode group without increasing the amount of the adhesive inside the electrode more than necessary. Can be present. Therefore, it is possible to provide a nonaqueous electrolyte secondary battery including an electrode group having excellent mechanical strength while suppressing the internal resistance caused by the adhesive polymer.
【0088】また本発明に係る非水電解液二次電池によ
れば前記電極群内部の接着剤と前記電極群最外周の接着
剤の種類を変えることが可能となり、前記電極群の最外
周に前記電極群内部よりも分子量の大きい接着性を有す
る高分子を存在させることができる。そのため接着性高
分子に起因する内部抵抗を抑制したままで機械的強度の
優れた電極群を備えた非水電解液二次電池を提供するこ
とができる。Further, according to the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, it is possible to change the type of the adhesive inside the electrode group and the type of the adhesive at the outermost periphery of the electrode group. An adhesive polymer having a higher molecular weight than the inside of the electrode group can be present. Therefore, it is possible to provide a nonaqueous electrolyte secondary battery including an electrode group having excellent mechanical strength while suppressing the internal resistance caused by the adhesive polymer.
【0089】[0089]
【実施例】以下に,本発明の実施例を前述した図面を参
照して詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0090】(実施例1) <正極の作製>まず、リチウムコバルト酸化物(LiXCoO
2;但し、Xは0≦X≦1である)粉末91重量%をアセチレン
ブラック3.5重量%、グラファイト3.5重量%及びエチレン
プロピレンジエンモノマ粉末2重量%とトルエンを加えて
共に混合し、10cm2当たり10個の割合で直径0.5mmの孔が
存在する多孔質アルミニウム箔(厚さが15μm)からな
る集電体を両面に塗布した後、プレスすることにより電
極密度が3g/cm3の電極を1枚作製した。Example 1 <Preparation of Positive Electrode> First, lithium cobalt oxide (Li X CoO
2; however, X is 0 ≦ X ≦ 1) powder 91 wt% of acetylene black 3.5 wt%, were mixed together by adding graphite 3.5% by weight and ethylene propylene diene monomer powder 2 wt% of toluene, 10 cm 2 per After applying a current collector made of porous aluminum foil (thickness: 15 μm) having holes of 0.5 mm in diameter at a ratio of 10 to both sides, the electrode having an electrode density of 3 g / cm 3 was pressed by pressing. Were produced.
【0091】<負極の作製>炭素質材料として3000℃で
熱処理したメソフェーズピッチ系炭素繊維(繊維径が8
μm、平均繊維長が20μm、平均面間隔(d002)が0.3360
nmの粉末を93重量%と、結着剤としてポリフッ化ビニリ
デン(PVdF)7重量%とを混合し、これを10cm2当たり10
個の割合で直径0.5mmの孔が存在する多孔質銅箔(厚さ
が15μm)からなる集電体に塗布し、乾燥し、プレスす
ることにより電極密度が1.3g/cm3の電極を1枚作製し
た。<Preparation of Negative Electrode> Mesophase pitch-based carbon fiber heat-treated at 3000 ° C. as a carbonaceous material (having a fiber diameter of 8
μm, average fiber length is 20 μm, average spacing (d 002 ) is 0.3360
nm of the powder was mixed with 93 wt% of polyvinylidene fluoride (PVdF) 7 wt% as a binder, 10 cm 2 per 10 this
Each electrode is coated on a current collector made of a porous copper foil (thickness: 15 μm) having holes with a diameter of 0.5 mm, dried, and pressed to obtain an electrode having an electrode density of 1.3 g / cm 3. Were produced.
【0092】<セパレータ>厚さが25μmで、120℃、1
時間での熱収縮が20%で、多孔度が50%のポリエチレン製
多孔質フィルムからなるセパレータを2枚用意した。セ
パレータの各辺は正極と負極の各辺よりそれぞれ2mmと
1.5mm長く、正極と負極の両端からそれぞれ1mmと0.75mm
延出している。<Separator> The thickness is 25 μm,
Two separators made of a polyethylene porous film having a heat shrinkage over time of 20% and a porosity of 50% were prepared. Each side of the separator is 2 mm from each side of the positive and negative electrodes.
1.5mm long, 1mm and 0.75mm from both ends of positive and negative electrodes respectively
Is extended.
【0093】<電極偏平コイルの作製>前記正極と前記
セパレータと前記負極を積層して、電極群として渦巻き
状に捲回した後、偏平状に成形してコイルを作製した。<Production of Flat Electrode Coil> The positive electrode, the separator, and the negative electrode were stacked, spirally wound as an electrode group, and then formed into a flat shape to produce a coil.
【0094】<非水電解液の調整>四フッ化ホウ酸リチ
ウム(LiBF4)をエチレンカーボネート(EC)とγ-ブチ
ロラクトン(BL)の混合溶媒(混合体積比率25:75)に
1.5モル/1溶解して非水電解液を調整した。<Preparation of Nonaqueous Electrolyte> Lithium tetrafluoroborate (LiBF4) was mixed with a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) and γ-butyrolactone (BL) (mixing volume ratio 25:75).
1.5 mol / l was dissolved to prepare a non-aqueous electrolyte.
【0095】<電極群の接着>接着性を有する高分子で
あるポリフッ化ビニリデン(PVdF)を有機溶媒であるジ
メチルフォルムアミド(DMF)(沸点が153℃)に0.3重
量%溶解させた。得られた溶液を前記電極群内部に電池
容量100mAh当たり0.18mlになるように注入し、前記溶液
を前記電極群内部に浸透させる。その後、前記電極の厚
さが2.8mmに固定できるように電極群両面をホルダで挟
んだ。<Adhesion of Electrode Group> 0.3% by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF), a polymer having adhesive properties, was dissolved in dimethylformamide (DMF) (boiling point: 153 ° C.) as an organic solvent. The obtained solution is injected into the electrode group so as to be 0.18 ml per 100 mAh of battery capacity, and the solution is permeated into the electrode group. Thereafter, both surfaces of the electrode group were sandwiched by a holder so that the thickness of the electrode could be fixed at 2.8 mm.
【0096】次いで、前記電極群に80℃で真空乾燥を12
時間施すことにより前記有機溶媒を蒸発させ、正極、負
極及びセパレータの空隙に接着性を有する高分子を保持
させた。Next, the electrode group was vacuum dried at 80 ° C. for 12 hours.
By applying for a while, the organic solvent was evaporated, and the adhesive polymer was held in the gaps between the positive electrode, the negative electrode and the separator.
【0097】<電極群への外装材の装着>接着性を有す
る高分子であるポリフッ化ビニリデン(PVdF)を有機溶
媒であるジメチルフォルムアミド(DMF)(沸点が153
℃)に6重量%溶解させた。得られた溶液を前記電極群
外周部に電池容量100mAh当たり0.01mlになるように塗布
した。その後、アルミ箔両面をポリプロピレンで覆った
厚さ100μmのラミネートフィルムを袋状に成形し、これ
に前記電極群を収納し電池厚が3mmに固定できるように
電池の両面をホルダで挟んだ。<Attachment of Exterior Material to Electrode Group> Polyvinylidene fluoride (PVdF), which is an adhesive polymer, was converted to dimethylformamide (DMF), an organic solvent, having a boiling point of 153.
6 ° C.). The obtained solution was applied to the outer periphery of the electrode group so as to be 0.01 ml per 100 mAh of battery capacity. Thereafter, a laminate film having a thickness of 100 μm in which both surfaces of the aluminum foil were covered with polypropylene was formed into a bag shape, and the electrode group was housed in the bag, and both surfaces of the battery were sandwiched by holders so that the battery thickness could be fixed at 3 mm.
【0098】次いで、前記電極群に80℃で真空乾燥を12
時間施すことにより前記有機溶媒を蒸発させ、最外周部
付近の正極、負極及びセパレータの空隙に接着性を有す
る高分子を保持させた。Next, the electrode group was vacuum dried at 80 ° C. for 12 hours.
After the application, the organic solvent was evaporated, and the adhesive polymer was held in the gaps between the positive electrode, the negative electrode and the separator near the outermost periphery.
【0099】前記ラミネートフィルム内の電極群に前記
非水電解液を2g注入し、前述した図1、2に示す構造を有
し、厚さが3mm、幅40mm、高さが70mmの薄型非水電解液
二次電池を組み立てた。2 g of the non-aqueous electrolyte was injected into the electrode group in the laminate film, and the thin non-aqueous electrolyte having the structure shown in FIGS. 1 and 2 having a thickness of 3 mm, a width of 40 mm and a height of 70 mm was obtained. An electrolyte secondary battery was assembled.
【0100】この非水電解液二次電池に対し、初充電工
程として以下の処置を施した。まず、40℃の高温環境下
に5h放置した後、その環境下で0.2C(110mA)で4.2Vま
で定電流・定電圧充電を10時間行なった。その後0.2Cで
2.7Vまで放電し、さらに2サイクル目も1サイクル目と同
様な条件で充電を行ない非水電解液二次電池を得た。The following treatment was applied to this non-aqueous electrolyte secondary battery as an initial charging step. First, after being left for 5 hours in a high temperature environment of 40 ° C., constant current and constant voltage charging was performed at 0.2 C (110 mA) to 4.2 V for 10 hours under the environment. Then at 0.2C
The battery was discharged to 2.7 V, and the second cycle was charged under the same conditions as the first cycle to obtain a non-aqueous electrolyte secondary battery.
【0101】これを85℃で120時間の高温貯蔵後の膨れ
を測定した。またラミネートフィルムの外装材を用いた
場合は前記ラミネートフィルムの融着部の機械的強度は
高いが、それ以外の部分は機械的強度は低くなり、電極
群の機械的強度が電池の機械的強度を大きく左右する。
そこで今回は融着部分以外が落下衝突するようなオフセ
ット落下衝突試験を行ない、前記非水電解液二次電池の
落下安全性を評価した。前記のように4.2Vに充電された
前記非水電解液二次電池を1.9mの高さから前記非水電解
液二次電池を落下させ、最も幅の広い面が落下面のコン
クリートに対して0〜80°で落下衝突するようにしてそ
の安全性を確認した。これは例えば図6に示すように、
電池落下衝突時に落下面であるコンクリート63と落下衝
突部62で衝突し、外装材融着部62は衝突させないように
することである。落下試験は10個の電池で行ない、変形
に伴う内部短絡を一つも起こさなかった場合は○とし、
変形に伴う内部短絡を起こした場合を×とした。The blister after storage at 85 ° C. for 120 hours at a high temperature was measured. Also, when the outer material of the laminate film is used, the mechanical strength of the fused portion of the laminate film is high, but the mechanical strength of the other parts is low, and the mechanical strength of the electrode group is lower than the mechanical strength of the battery. Greatly influences
Therefore, in this case, an offset drop collision test was performed in which a portion other than the fused portion was subjected to a drop collision, and the drop safety of the nonaqueous electrolyte secondary battery was evaluated. The non-aqueous electrolyte secondary battery charged to 4.2 V as described above is dropped from a height of 1.9 m, and the widest surface is on the falling surface concrete. The safety was confirmed by falling and colliding at 0 to 80 °. This is, for example, as shown in FIG.
This is to prevent the collision between the concrete 63 as the falling surface and the falling collision portion 62 at the time of the battery falling collision and the exterior material fusion portion 62 to collide. The drop test was performed with 10 batteries, and if no internal short circuit occurred due to deformation, it was evaluated as ○,
The case where an internal short circuit occurred due to the deformation was evaluated as x.
【0102】以上の実施例1の電池の内部接着剤の種
類、面密度、重量平均分子量、最外周の接着剤の種類、
面密度、溶液濃度、重量平均分子量、及び試験結果を表
1に示す。The type of the internal adhesive, the surface density, the weight average molecular weight, the type of the outermost adhesive,
Table density, solution concentration, weight average molecular weight, and test results
Shown in 1.
【表1】 (実施例2〜実施例8、比較例1〜比較例3)電極群内部の
接着剤の種類及び面密度、及び電極群最外周の接着剤の
種類及び面密度を表1に示す如く変えた以外は実施例1と
同様にして薄型非水電解液二次電池を得て落下試験と高
温貯蔵試験を行なった。各実施例の電池の内部接着剤の
種類、面密度、重量平均分子量、最外周の接着剤の種
類、面密度、溶液濃度、重量平均分子量、及び試験結果
を表1に併記する。[Table 1] (Examples 2 to 8, Comparative Examples 1 to 3) The type and surface density of the adhesive inside the electrode group and the type and surface density of the adhesive at the outermost periphery of the electrode group were changed as shown in Table 1. A thin nonaqueous electrolyte secondary battery was obtained in the same manner as in Example 1 except for the above, and a drop test and a high-temperature storage test were performed. Table 1 also shows the type of the internal adhesive, the surface density, the weight average molecular weight, the type of the outermost adhesive, the surface density, the solution concentration, the weight average molecular weight, and the test results of the batteries of the examples.
【0103】[0103]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
電池形状を変えること無く、電池の機械的強度が高くな
り、落下などの機械的に衝撃に強く、高温条件下での貯
蔵時の電池膨れが抑制された非水電解液二次電池を提供
することができる。As described in detail above, according to the present invention,
Provided is a non-aqueous electrolyte secondary battery in which the mechanical strength of the battery is increased without changing the battery shape, the battery is mechanically resistant to impact such as falling, and the battery swelling during storage under high temperature conditions is suppressed. be able to.
【図1】本発明に係わる非水電解液二次電池の一例を示
す断面図。FIG. 1 is a sectional view showing an example of a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention.
【図2】図1のA部を示す拡大断面図。FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a portion A in FIG.
【図3】図1の非水電解液二次電池の電極群における正
極層、セパレータ及び負極層の境界付近を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram showing the vicinity of a boundary between a positive electrode layer, a separator, and a negative electrode layer in the electrode group of the nonaqueous electrolyte secondary battery in FIG.
【図4】1組の正極、負極及びセパレータが捲回されて
なる構造を有する非水電解液二次電池を示す斜視図。FIG. 4 is a perspective view showing a nonaqueous electrolyte secondary battery having a structure in which one set of a positive electrode, a negative electrode, and a separator is wound.
【図5】1組の正極、負極及びセパレータが捲回あるい
は折り曲げられてなる構造を有する非水電解液二次電池
を示す斜視図。FIG. 5 is a perspective view showing a non-aqueous electrolyte secondary battery having a structure in which one set of a positive electrode, a negative electrode, and a separator is wound or bent.
【図6】本発明に係わる非水電解液二次電池のオフセッ
ト落下試験時の衝突状態の一例の模式図。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of a collision state during an offset drop test of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention.
1…外装材 2…電極群 3…セパレータ 4…正極層 5…正極集電体 6…負極層 7…負極集電体 8…最外周部 9…接着性を有する高分子 10…正極リード 11…負極リード 41…正極 42…セパレータ 43…負極 51…正極 52…セパレータ 53…負極 61…外装材融着部 62…落下衝突部 63…コンクリート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exterior material 2 ... Electrode group 3 ... Separator 4 ... Positive electrode layer 5 ... Positive electrode current collector 6 ... Negative electrode layer 7 ... Negative electrode current collector 8 ... Outer periphery 9 ... Polymer having adhesiveness 10 ... Positive electrode lead 11 ... Negative electrode lead 41… Positive electrode 42… Separator 43… Negative electrode 51… Positive electrode 52… Separator 53… Negative electrode 61… Exterior material fusion part 62… Drop impact part 63… Concrete
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大崎 隆久 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 Fターム(参考) 5H029 AJ04 AJ11 AJ12 AK02 AK03 AK05 AL01 AL02 AL03 AL04 AL06 AL07 AL08 AL12 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ04 CJ02 CJ06 CJ13 CJ22 DJ08 DJ12 EJ11 HJ10 HJ12 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Takahisa Osaki 72 Horikawa-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture F-term (reference) 5H029 AJ04 AJ11 AJ12 AK02 AK03 AK05 AL01 AL02 AL03 AL04 AL06 AL07 AL08 AL12 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ04 CJ02 CJ06 CJ13 CJ22 DJ08 DJ12 EJ11 HJ10 HJ12
Claims (3)
の間に配置されたセパレータとを備える電極群、及び非
水電解液を具備し、少なくとも前記正極、前記負極及び
前記セパレータの空隙には接着性を有する高分子がそれ
ぞれ保持され、前記正極、前記負極及び前記セパレータ
は接着されて一体化されていることを特徴とする非水電
解液二次電池において、前記電極群の最外周は、電極群
内部よりも高密度に接着性を有する高分子が存在するこ
とを特徴とする非水電解液二次電池。An electrode group comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, wherein at least a space between the positive electrode, the negative electrode, and the separator is provided. In the non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the polymer having adhesiveness is held, and the positive electrode, the negative electrode, and the separator are bonded and integrated, the outermost periphery of the electrode group is A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a polymer having an adhesive property at a higher density than inside the electrode group.
の間に配置されたセパレータとを備える電極群、及び非
水電解液を具備し、少なくとも前記正極、前記負極及び
前記セパレータの空隙には接着性を有する高分子がそれ
ぞれ保持され、前記正極、前記負極及び前記セパレータ
は接着されて一体化されていることを特徴とする非水電
解液二次電池において、前記電極群の最外周は電極群内
部よりも分子量の大きい接着性を有する高分子が存在す
ることを特徴とする非水電解液二次電池。2. An electrode group comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, wherein at least a space between the positive electrode, the negative electrode, and the separator is provided. In the non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the polymer having adhesiveness is held, and the positive electrode, the negative electrode, and the separator are bonded and integrated, the outermost periphery of the electrode group is A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising an adhesive polymer having a higher molecular weight than the inside of the electrode group.
て電極群を作製する工程と、接着性を有する高分子が溶
解された溶液を前記電極群に含浸させる工程と、接着性
を有する高分子が前記接着剤含有溶液よりも高い濃度で
溶解された溶液を前記電極群の最外周に塗布する、また
は/且つ電池外装部材の内側に塗布する工程と、前記電
極群に真空乾燥を施す工程と、前記電極群に非水電解液
を含浸させる工程とを具備することを特徴とする請求項
1及び請求項2記載の非水電解液二次電池の製造方法。3. A step of forming an electrode group by interposing a separator between a positive electrode and a negative electrode; a step of impregnating the electrode group with a solution in which an adhesive polymer is dissolved; A step of applying a solution in which molecules are dissolved at a concentration higher than that of the adhesive-containing solution to the outermost periphery of the electrode group, and / or a step of applying a vacuum drying to the electrode group; The method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, further comprising: impregnating the electrode group with a non-aqueous electrolyte.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11089179A JP2000285965A (en) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | Nonaqueous electrolyte secondary battery and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11089179A JP2000285965A (en) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | Nonaqueous electrolyte secondary battery and its manufacture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000285965A true JP2000285965A (en) | 2000-10-13 |
Family
ID=13963544
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11089179A Pending JP2000285965A (en) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | Nonaqueous electrolyte secondary battery and its manufacture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000285965A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002305032A (en) * | 2001-04-04 | 2002-10-18 | Japan Storage Battery Co Ltd | Battery |
CN100411239C (en) * | 2003-01-18 | 2008-08-13 | 三星Sdi株式会社 | Battery unit and lithium secondary battery using the unit |
US7955731B2 (en) | 2006-08-14 | 2011-06-07 | Sony Corporation | Nonaqueous electrolyte secondary cell |
WO2017158703A1 (en) * | 2016-03-14 | 2017-09-21 | 株式会社村田製作所 | Power storage device |
-
1999
- 1999-03-30 JP JP11089179A patent/JP2000285965A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002305032A (en) * | 2001-04-04 | 2002-10-18 | Japan Storage Battery Co Ltd | Battery |
CN100411239C (en) * | 2003-01-18 | 2008-08-13 | 三星Sdi株式会社 | Battery unit and lithium secondary battery using the unit |
US7955731B2 (en) | 2006-08-14 | 2011-06-07 | Sony Corporation | Nonaqueous electrolyte secondary cell |
WO2017158703A1 (en) * | 2016-03-14 | 2017-09-21 | 株式会社村田製作所 | Power storage device |
CN108780913A (en) * | 2016-03-14 | 2018-11-09 | 株式会社村田制作所 | Electric energy storage device |
US11114727B2 (en) | 2016-03-14 | 2021-09-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Power storage device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3471244B2 (en) | Manufacturing method of non-aqueous electrolyte secondary battery | |
EP0991132B1 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery and method of manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP3980505B2 (en) | Thin lithium ion secondary battery | |
KR100367751B1 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery and method for manufacturing the same | |
JP3471238B2 (en) | Manufacturing method of non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP2000235868A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP3556636B2 (en) | Flat secondary battery and method of manufacturing the same | |
KR20000076975A (en) | Secondary battery | |
JP2002015771A (en) | Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrlyte secondary cell | |
JP3866458B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP2000348776A (en) | Secondary battery | |
JP2002359000A (en) | Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP4551539B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP4802217B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP2000315481A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP4142921B2 (en) | Lithium ion secondary battery | |
JPH06181058A (en) | Looseness restraining means of wound electrode body for nonaqueous electrolyte type battery | |
JP3351765B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP2002184462A (en) | Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP2004087325A (en) | Nonaqueous electrolytic solution battery | |
JP2004095538A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP4664455B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP2007172878A (en) | Battery and its manufacturing method | |
JP2002313418A (en) | Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP2000285965A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery and its manufacture |