JP2000294288A - Lithium secondary battery and its manufacture - Google Patents

Lithium secondary battery and its manufacture

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JP2000294288A
JP2000294288A JP11104113A JP10411399A JP2000294288A JP 2000294288 A JP2000294288 A JP 2000294288A JP 11104113 A JP11104113 A JP 11104113A JP 10411399 A JP10411399 A JP 10411399A JP 2000294288 A JP2000294288 A JP 2000294288A
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JP
Japan
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gel
positive electrode
forming monomer
active material
current collector
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JP11104113A
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Japanese (ja)
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Masaaki Mita
雅昭 三田
Toshiya Naruto
俊也 鳴戸
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a newly structured lithium secondary battery improved so that a dendrite can be completely prevented from being deposited, alignment is facilitated when stacked and battery cells can be excellently packaged for instance. SOLUTION: In this lithium secondary battery, a positive electrode and/or a negative electrode is composed of at least a collector and an active material layer adhered onto it by a polymer while holding an electrolyte, the polymer is induced from a gel forming monomer, and the positive electrode and the negative electrode are flatly stacked with intervention of an electrolyte layer formed by the electrolyte held by the polymer induced from the gel forming monomer. The collectors on the positive electrode side and on the negative electrode side have the almost same sizes, an insulating spacer is disposed on the peripheral rim part of the positive collector and the active material is formed inside the insulating spacer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム二次電池
およびその製造方法に関し、詳しくは、新規な構造のリ
チウム二次電池およびその工業的に有利な製造方法に関
する。
The present invention relates to a lithium secondary battery and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a lithium secondary battery having a novel structure and an industrially advantageous method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、正極および/または負極が少
なくとも集電体とその上にポリマーにて固着され且つ電
解液を保持して成る活物質層とから構成され、しかも、
上記のポリマーがゲル形成モノマーから誘導され、そし
て、ゲル形成モノマーから誘導されるポリマーに電解液
が保持されて成る電解質層を介し上記の正極および負極
が平板状に積層されて成るリチウム二次電池は、公知で
ある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a positive electrode and / or a negative electrode has at least a current collector and an active material layer fixed on the current collector with a polymer and holding an electrolytic solution.
A lithium secondary battery in which the above-described polymer is derived from a gel-forming monomer, and the above-described positive electrode and negative electrode are laminated in a flat plate via an electrolyte layer in which an electrolyte is held by the polymer derived from the gel-forming monomer Is known.

【0003】ところで、リチウム二次電池においては、
デンドライトの発生を防止するため、正極の大きさを負
極より小さくすることが行われているが、この様に大き
さの異なる電極の取り扱いは、その積層時の位置合せ
等、例えばパッケージィングにおいて困難を伴う。
[0003] In a lithium secondary battery,
The size of the positive electrode is made smaller than that of the negative electrode in order to prevent the occurrence of dendrite.However, it is difficult to handle electrodes having different sizes in this way, for example, in positioning during stacking, for example, in packaging. Accompanied by

【0004】そして、上記のリチウム二次電池の製造方
法としては、例えば、活物質と電解液とゲル形成モノマ
ーとが含有された電極調製用塗料を集電体上に塗布した
後、ゲル形成モノマーを重合させて正極と負極とを形成
し、次いで、電解液とゲル形成モノマーとが含有された
ゲル状電解質層用塗料を上記の正極または負極上に塗布
した後、ゲル形成モノマーを重合させる方法が知られて
いる(特開平5−41247号公報)。
[0004] As a method of manufacturing the above-mentioned lithium secondary battery, for example, a method for preparing an electrode containing an active material, an electrolytic solution, and a gel-forming monomer is applied on a current collector, and then the gel-forming monomer is coated. To form a positive electrode and a negative electrode, and then applying a gel electrolyte layer paint containing an electrolyte solution and a gel-forming monomer on the positive electrode or the negative electrode, and then polymerizing the gel-forming monomer. Is known (JP-A-5-41247).

【0005】しかしながら、上記の方法の場合、円滑な
塗布を行う必要性から、電極調製用塗料の粘度には限界
があり、電極中の活物質の量を増やして電池の容量を十
分に高めることが出来ないと言う問題がある。特に、連
続塗布が必要となる工業的プロセスの場合に上記の問題
は顕著である。
However, in the case of the above method, the viscosity of the coating material for electrode preparation is limited due to the necessity of smooth coating, and the capacity of the battery is sufficiently increased by increasing the amount of active material in the electrode. There is a problem that you can not do. In particular, the above problem is remarkable in the case of an industrial process that requires continuous coating.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑みなされたものであり、その目的は、デンドライトの
析出防止が完全に行われ、しかも、積層時の位置合せが
容易であり、例えば電池素子のパッケージィングが良好
に行い得る様に改良された新規な構造のリチウム二次電
池を提供することにある。また、本発明の他の目的は、
更に、電極中の活物質の濃度を高めることが出来る様に
改良されたリチウム二次電池の製造方法を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to completely prevent dendrite precipitation and facilitate alignment during lamination. An object of the present invention is to provide a lithium secondary battery having a novel structure improved so that the packaging of a battery element can be performed well. Another object of the present invention is to
It is still another object of the present invention to provide a method for manufacturing a lithium secondary battery improved so that the concentration of an active material in an electrode can be increased.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は、種々検討を
重ねた結果、(1)負極集電体と略同一寸法になされた
正極集電体の周縁部に絶縁性スペーサを配置してその内
側に電極を形成した構造とすることにより、また、
(2)圧縮成形手段の利用により、上記の目的を容易に
達成し得ることを知得し、本発明の完成に至った。
As a result of various studies, the present inventor has found that (1) an insulative spacer is arranged on the periphery of a positive electrode current collector having substantially the same dimensions as the negative electrode current collector. By adopting a structure in which electrodes are formed inside,
(2) It has been found that the above object can be easily achieved by using the compression molding means, and the present invention has been completed.

【0008】すなわち、本発明の第1要旨は、 正極お
よび/または負極が少なくとも集電体とその上にポリマ
ーにて固着され且つ電解液を保持して成る活物質層とか
ら構成され、しかも、上記のポリマーがゲル形成モノマ
ーから誘導され、そして、ゲル形成モノマーから誘導さ
れるポリマーに電解液が保持されて成る電解質層を介し
上記の正極および負極が平板状に積層されて成るリチウ
ム二次電池であって、上記の正極側と負極側との集電体
が略同一の寸法を有し、しかも、正極集電体上の周縁部
に絶縁性スペーサーが配置され且つ当該絶縁性スペーサ
ーの内側に上記の活物質層が形成されていることを特徴
とするリチウム二次電池に存する。
That is, a first gist of the present invention is that a positive electrode and / or a negative electrode is composed of at least a current collector and an active material layer fixed on the current collector with a polymer and holding an electrolytic solution. A lithium secondary battery in which the above-described polymer is derived from a gel-forming monomer, and the above-described positive electrode and negative electrode are laminated in a flat plate via an electrolyte layer in which an electrolyte is held by the polymer derived from the gel-forming monomer The current collector on the positive electrode side and the current collector on the negative electrode side have substantially the same dimensions, and an insulating spacer is arranged on a peripheral portion on the positive electrode current collector and inside the insulating spacer. The present invention resides in a lithium secondary battery in which the above active material layer is formed.

【0009】そして、本発明の第2の要旨は、正極およ
び/または負極が少なくとも集電体とその上にポリマー
にて固着され且つ電解液を保持して成る活物質層とから
構成され、しかも、上記のポリマーがゲル形成モノマー
から誘導され、そして、ゲル形成モノマーから誘導され
るポリマーに電解液が保持されて成る電解質層を介し上
記の正極および負極が平板状に積層されて成るリチウム
二次電池の製造方法であって、正極集電体の周縁部に絶
縁性スペーサを配置した後に当該絶縁性スペーサーの内
側に少なくとも活物質と電解液とゲル形成モノマーとが
含有された電極調製用混合物を圧縮成形する工程(A)
と上記のゲル形成モノマーの重合工程(B)とを含むこ
とを特徴とする請求項1に記載の二次電池の製造方法に
存する。
A second gist of the present invention is that a positive electrode and / or a negative electrode is composed of at least a current collector and an active material layer fixed on the current collector with a polymer and holding an electrolytic solution. A lithium secondary battery in which the above-described positive electrode and negative electrode are laminated in a plate shape through an electrolyte layer in which the polymer is derived from a gel-forming monomer, and an electrolyte is held by the polymer derived from the gel-forming monomer. A method for manufacturing a battery, comprising: disposing an insulating spacer at a peripheral portion of a positive electrode current collector, and then forming an electrode preparation mixture containing at least an active material, an electrolytic solution, and a gel-forming monomer inside the insulating spacer. Compression molding process (A)
2. The method for producing a secondary battery according to claim 1, comprising a step (B) of polymerizing the gel-forming monomer.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】先ず、説明の便宜上、本発明に係
る二次電池の製造方法について説明する。本発明の製造
方法は、正極および/または負極が少なくとも集電体と
その上にポリマーにて固着され且つ電解液を保持して成
る活物質層とから構成され、しかも、上記のポリマーが
ゲル形成モノマーから誘導され、そして、ゲル形成モノ
マーから誘導されるポリマーに電解液が保持されて成る
電解質層を介し上記の正極および負極が平板状に積層さ
れて成るリチウム二次電池に適用される。なお、上記の
何れか一方の電極(通常は負極)は、リチウム箔などの
金属自体で構成することが出来る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, for convenience of explanation, a method of manufacturing a secondary battery according to the present invention will be described. The production method of the present invention comprises a positive electrode and / or a negative electrode comprising at least a current collector and an active material layer fixed on the current collector with a polymer and holding an electrolytic solution. The present invention is applied to a lithium secondary battery in which the above-described positive electrode and negative electrode are laminated in a plate shape via an electrolyte layer in which an electrolyte is retained by a polymer derived from a monomer and derived from a gel-forming monomer. In addition, any one of the above-described electrodes (usually, a negative electrode) can be formed of a metal itself such as a lithium foil.

【0011】集電体としては、通常、アルミや銅などの
金属箔や金網が使用され、その厚さは適宜選択される
が、通常1〜50μm、好ましくは5〜30μmであ
る。集電体は、その上に固着される活物質層との接着強
度を高めるため、予め粗面化処理して使用するのが好ま
しい。粗面化方法としては、機械的研磨法、電解研磨
法、化学研磨法などが挙げられる。機械的研磨法におい
ては、研磨剤粒子を固着した研磨布紙、砥石、エメリバ
フ、鋼線などを備えたワイヤーブラシ等が使用される。
As the current collector, a metal foil such as aluminum or copper or a wire net is usually used, and its thickness is appropriately selected, but it is usually 1 to 50 μm, preferably 5 to 30 μm. The current collector is preferably used after being subjected to a roughening treatment in advance in order to increase the adhesive strength with the active material layer fixed thereon. Examples of the surface roughening method include a mechanical polishing method, an electrolytic polishing method, and a chemical polishing method. In the mechanical polishing method, a polishing cloth paper having abrasive particles fixed thereon, a grindstone, an emery buff, a wire brush provided with a steel wire, or the like is used.

【0012】更に、集電体は、活物質層との接着強度を
高めるため、接着層を設けて使用することも出来る。接
着層は、通常、接着性化合物とバインダー樹脂とを含有
する混合物から成り、斯かる混合物としては、例えば、
特公平7−70328号公報に記載の混合物などを使用
することが出来る。接着層の厚さは、通常0.05〜1
0μm、好ましくは0.1〜1μmとされる。
Further, the current collector may be provided with an adhesive layer in order to increase the adhesive strength with the active material layer. The adhesive layer is usually composed of a mixture containing an adhesive compound and a binder resin, and as such a mixture, for example,
A mixture described in JP-B-7-70328 can be used. The thickness of the adhesive layer is usually 0.05 to 1
0 μm, preferably 0.1 to 1 μm.

【0013】無機化合物から成る正極活物質としては、
遷移金属酸化物、リチウムと遷移金属との複合酸化物、
遷移金属硫化物などが挙げられる。上記の遷移金属とし
ては、Fe、Co、Ni、Mn等が使用される。正極活
物質に使用される無機化合物の具体例としては、Mn
O、V25、V613、TiO2等の遷移金属酸化物、ニ
ッケル酸リチウム、コバルト酸リチウム、マンガン酸リ
チウム等のリチウムと遷移金属との複合酸化物、TiS
2、FeS、MoS2等の遷移金属硫化物が挙げられ
る。有機化合物から成る正極活物質としては、例えば、
ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセン、ジスルフィ
ド系化合物、ポリスルフィド系化合物、N―フルオロピ
リジニウム塩などが挙げられる。正極活物質の粒径は、
通常1〜30μm、好ましくは1〜10μmとされる。
As the positive electrode active material composed of an inorganic compound,
Transition metal oxides, composite oxides of lithium and transition metals,
Transition metal sulfide and the like. As the above transition metal, Fe, Co, Ni, Mn and the like are used. Specific examples of the inorganic compound used for the positive electrode active material include Mn
Transition metal oxides such as O, V 2 O 5 , V 6 O 13 and TiO 2 ; composite oxides of lithium and transition metals such as lithium nickelate, lithium cobaltate and lithium manganate; TiS
2, transition metal sulfides such as FeS and MoS 2 . As a positive electrode active material composed of an organic compound, for example,
Examples thereof include polyaniline, polypyrrole, polyacene, disulfide-based compounds, polysulfide-based compounds, and N-fluoropyridinium salts. The particle size of the positive electrode active material is
Usually, it is 1 to 30 μm, preferably 1 to 10 μm.

【0014】負極活物質としては、グラファイトやコー
クス等の炭素系活物質が挙げられる。また、負極活物質
としては、ケイ素、錫、亜鉛、マンガン、鉄、ニッケル
等の酸化物や硫酸塩、金属リチウム、Li−Al、Li
−Bi−Cd,Li−Sn−Cd等のリチウム合金、リ
チウム遷移金属窒化物、シリコン等も使用できる。負極
活物質の粒径は、通常1〜50μm、好ましくは5〜2
0μmとされる。
Examples of the negative electrode active material include carbon-based active materials such as graphite and coke. Examples of the negative electrode active material include oxides and sulfates of silicon, tin, zinc, manganese, iron, nickel and the like, metallic lithium, Li-Al, Li
Lithium alloys such as -Bi-Cd and Li-Sn-Cd, lithium transition metal nitrides, silicon and the like can also be used. The particle size of the negative electrode active material is usually 1 to 50 μm, preferably 5 to 2 μm.
0 μm.

【0015】電解液の成分であるリチウム塩(支持電解
質)としては、LiPF6又はLiClO4が好適であ
る。一方、電解液の他の成分である溶媒としては、エチ
レンカーボネート、プロピレンカーボネート等の環状カ
ーボネート類、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボ
ネート、エチルメチルカーボネート等の非環状カーボネ
ート類から選ばれた1種または2種以上の混合液が好適
である。電解液には、電池の安定性、性能、寿命を高め
るため、例えば、トリフルオロプロピレンカーボネー
ト、ビニレンカーボネート、カテコールカーボネート、
1,6−Dioxaspiro[4,4]nonane
−2,7−dione、12−クラウン−4−エーテル
等の添加剤を加えてもよい。
As the lithium salt (supporting electrolyte) which is a component of the electrolytic solution, LiPF 6 or LiClO 4 is preferable. On the other hand, as a solvent that is another component of the electrolytic solution, one or more selected from cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate, and non-cyclic carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate are used. Are preferred. In order to enhance the stability, performance and life of the battery, for example, trifluoropropylene carbonate, vinylene carbonate, catechol carbonate,
1,6-Dioxaspiro [4,4] nonane
Additives such as -2,7-done and 12-crown-4-ether may be added.

【0016】ゲル形成モノマー(ポリマーの前駆体モノ
マー)としては、アクリル酸、アクリル酸メチル、アク
リル酸エチル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メ
タクリル酸エチル、エトキシエチルアクリレート、メト
キシエチルアクリレート、エトキシエトキシエチルアク
リレート、ポリエチレングリコールモノアクリレート、
エトキシエチルメタクリレート、メトキシエチルメタク
リレート、エトキシエトキシエチルメタクリレート、ポ
リエチレングリコールモノメタクリレート、N、Nジエ
チルアミノエチルアクリレート、N、Nジメチルアミノ
エチルアクリレート、グリシジルアクリレート、アリル
アクリレート、アクリロニトリル、N−ビニルピロリド
ン、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレ
ングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコー
ルジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレ
ート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエ
チレングリコールジメタクリレート、テトラエチレング
リコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジ
メタクリレート等の反応性不飽和基含有モノマーが挙げ
られる。なお、本発明における「ゲル形成モノマー」と
は、ポリマーを構成する最小繰り返し単位に対応する化
合物のみに限定されず、重合によって上記ポリマーを形
成する他の化合物(例えばダイマー等)をも包含する。
As the gel-forming monomer (precursor monomer of the polymer), acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, methacrylic acid, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, ethoxyethyl acrylate, methoxyethyl acrylate, ethoxyethoxyethyl acrylate , Polyethylene glycol monoacrylate,
Ethoxyethyl methacrylate, methoxyethyl methacrylate, ethoxyethoxyethyl methacrylate, polyethylene glycol monomethacrylate, N, N diethylaminoethyl acrylate, N, N dimethylaminoethyl acrylate, glycidyl acrylate, allyl acrylate, acrylonitrile, N-vinylpyrrolidone, diethylene glycol diacrylate, Reactive unsaturated group-containing monomers such as triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, and polyethylene glycol dimethacrylate. The “gel-forming monomer” in the present invention is not limited to only the compound corresponding to the minimum repeating unit constituting the polymer, but also includes other compounds that form the polymer by polymerization (for example, dimer).

【0017】上記のゲル形成モノマーの重合方法として
は、後述する様に加熱重合や紫外線照射重合が挙げられ
る。従って、上記のゲル形成モノマーは、通常、上記の
重合方法に応じて各種の重合開始剤と共に使用される。
As a method for polymerizing the above-mentioned gel-forming monomer, there are mentioned heat polymerization and ultraviolet irradiation polymerization as described later. Therefore, the above-mentioned gel-forming monomer is usually used together with various polymerization initiators according to the above-mentioned polymerization method.

【0018】熱重合開始剤としては、1,1−ジ(ター
シャルブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシ
クロヘキサン、2,2−ビス−[4,4−ジ(ターシャ
ルブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン]、1,
1−ジ(ターシャルブチルパーオキシ)−シクロヘキサ
ン、ターシャリブチルパーオキシ−3,5,5−トリメ
チルヘキサノネート、ターシャリブチルパーオキシ−2
−エチルヘキサノネート、ジベンゾイルパーオキサイド
等が挙げられる。紫外線重合開始剤としては、ベンゾイ
ン、ベンジル、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ミヒ
ラーケトン、ビアセチル、ベンゾイルパーオキサイド等
が挙げられる。
Examples of the thermal polymerization initiator include 1,1-di (tert-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane and 2,2-bis- [4,4-di (tert-butylperoxy). Cyclohexyl) propane], 1,
1-di (tert-butylperoxy) -cyclohexane, tert-butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanate, tert-butylperoxy-2
-Ethyl hexanonate, dibenzoyl peroxide and the like. Examples of the ultraviolet polymerization initiator include benzoin, benzyl, acetophenone, benzophenone, Michler's ketone, biacetyl, benzoyl peroxide and the like.

【0019】電極には、必要に応じ、導電材料、補強材
などの各種の機能を発現する添加剤を含有させることが
出来る。導電材料としては、活物質に適量混合して導電
性を付与できるものであれば特に制限されないが、通
常、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛など
の炭素粉末、各種金属のファイバーや箔などが挙げられ
る。また、電池の安定性や寿命を高めるため、トリフル
オロプロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、
カテコールカーボネート、1,6−Dioxaspir
o[4,4]nonane−2,7−dione、12
−クラウン−4−エーテル等が使用できる。更に、補強
材として、各種の無機および有機の球状、板状、棒状、
繊維状などのフィラーが使用できる。
If necessary, the electrode may contain an additive exhibiting various functions such as a conductive material and a reinforcing material. The conductive material is not particularly limited as long as it is capable of imparting conductivity by being mixed in an appropriate amount with the active material, and usually includes acetylene black, carbon black, carbon powder such as graphite, and various metal fibers and foils. . In addition, to increase the stability and life of the battery, trifluoropropylene carbonate, vinylene carbonate,
Catechol carbonate, 1,6-Dioxaspir
o [4,4] nonane-2,7-dione, 12
-Crown-4-ether and the like can be used. Further, as a reinforcing material, various inorganic and organic spherical, plate-like, rod-like,
Fillers such as fibrous can be used.

【0020】また、電極には、その機械的強度向上のた
め、バインダーを含有させることが出来る。斯かるバイ
ンダーとしては、シリケートやガラスの様な無機化合物
の他に各種の樹脂が挙げられる。バインダー用樹脂とし
ては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリー
1,1−ジメチルエチレン等のアルカン系ポリマー、ポ
リブタジエン、ポリイソプレン等の不飽和系ポリマー、
ポリスチレン、ポリメチルスチレン、ポリビニルピリジ
ン、ポリ−N−ビニルピロリドン等の環を有するポリマ
ー、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチ
ル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリアクリル酸メチル、
ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリ
ル酸、ポリアクリルアミド等のアクリル系ポリマー、ポ
リフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフ
ルオロエチレン等のフッ素系樹脂、ポリアクリロニトリ
ル、ポリビニリデンシアニド等のCN基含有ポリマー、
ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール等のポリビニル
アルコール系ポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニ
リデン等のハロゲン含有ポリマー、ポリアニリン等の導
電性ポリマー等が挙げられる。これらの樹脂の重量平均
分子量は、通常1,000〜3,000,000、好ま
しくは10,000〜500,000とされる。
Further, a binder can be contained in the electrode to improve its mechanical strength. Examples of such a binder include various resins in addition to inorganic compounds such as silicate and glass. As the binder resin, for example, polyethylene, polypropylene, alkane-based polymers such as poly-1,1-dimethylethylene, polybutadiene, unsaturated polymers such as polyisoprene,
Polymers having a ring such as polystyrene, polymethylstyrene, polyvinylpyridine, poly-N-vinylpyrrolidone, polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polymethyl acrylate,
Acrylic polymers such as polyethyl acrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, and polyacrylamide; fluorine resins such as polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene; and CN groups such as polyacrylonitrile and polyvinylidene cyanide Containing polymer,
Examples thereof include polyvinyl alcohol-based polymers such as polyvinyl acetate and polyvinyl alcohol, halogen-containing polymers such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride, and conductive polymers such as polyaniline. The weight average molecular weight of these resins is usually from 1,000 to 3,000,000, preferably from 10,000 to 500,000.

【0021】本発明における正極および/または負極
は、基本的には、従来のリチウム二次電池と同じであ
り、少なくとも集電体とその上にポリマーにて固着され
且つ電解液を保持して成る活物質層とから構成され、し
かも、上記のポリマーがゲル形成モノマーから誘導され
る。
The positive electrode and / or the negative electrode in the present invention is basically the same as a conventional lithium secondary battery, and is formed by fixing at least a current collector and a polymer thereon and holding an electrolyte. And an active material layer, wherein the polymer is derived from a gel-forming monomer.

【0022】本発明の製造方法の特徴は、電極の製作工
程にあり、正極集電体の周縁部に絶縁性スペーサを配置
した後に当該絶縁性スペーサーの内側に少なくとも活物
質と電解液とゲル形成モノマーとが含有された電極調製
用混合物を圧縮成形する工程(A)と上記のゲル形成モ
ノマーの重合工程(B)とを含む点にある。
A feature of the manufacturing method of the present invention lies in a step of manufacturing an electrode, in which an insulating spacer is arranged on a peripheral portion of a positive electrode current collector, and at least an active material, an electrolytic solution, and a gel are formed inside the insulating spacer. It comprises a step (A) of compression molding a mixture for electrode preparation containing a monomer and a step (B) of polymerizing the above gel-forming monomer.

【0023】本発明において、正極集電体の周縁部に配
置される絶縁性スペーサとしては、特に制限されない
が、各種の樹脂フイルムが好適に使用される。そして、
本発明において、正極側と負極側との集電体は略同一の
寸法(縦および横の寸法による大きさ)を有するが、正
極集電体の周縁部に配置される絶縁性スペーサの外寸
は、デンドライトの析出防止を完全にする観点から、負
極側の集電体より小さくされていた従来の正極側の集電
体の外寸と同様の大きさとされる。そして、絶縁性スペ
ーサの幅は、小さい程に電極面積が大きくなるために好
ましいが、余りに小さい幅の絶縁性スペーサは取り扱い
が困難となるため、通常0.5〜10mmとされる。な
お、絶縁性スペーサの厚さは、集電体の上に固着される
活物質層と同じ厚さとされる。
In the present invention, the insulating spacer disposed on the peripheral portion of the positive electrode current collector is not particularly limited, but various resin films are preferably used. And
In the present invention, the current collectors on the positive electrode side and the negative electrode side have substantially the same dimensions (the size according to the vertical and horizontal dimensions), but the outer dimensions of the insulating spacers arranged on the peripheral edge of the positive electrode current collector From the viewpoint of completely preventing the precipitation of dendrite, the size is the same as the outer size of the conventional current collector on the positive electrode side, which is smaller than the current collector on the negative electrode side. The width of the insulating spacer is preferably smaller as the electrode area becomes larger, but the insulating spacer having an excessively small width is difficult to handle. Therefore, the width is usually 0.5 to 10 mm. Note that the insulating spacer has the same thickness as the active material layer fixed on the current collector.

【0024】上記の圧縮成形工程は、具体的には、圧縮
成形用金型の下型(キャビティ)面に、周縁部に絶縁性
スペーサを配置した所定形状(通常キャビティと実質的
に同一大きさ)の正極集電体を載置し、絶縁性スペーサ
ーの内側の正極集電体の上に成形材料としての上記の電
極調製用混合物を投入し、上型(コア)を閉じた後、圧
縮成形機(プレス)によって加圧賦形することにより行
われる。
In the compression molding step, specifically, a predetermined shape in which an insulating spacer is disposed on a peripheral portion of the lower mold (cavity) surface of the compression molding die (usually having substantially the same size as the cavity). ) Is placed, and the above-mentioned electrode preparation mixture as a molding material is put on the positive electrode current collector inside the insulating spacer, and the upper mold (core) is closed, followed by compression molding. Pressing and shaping is performed by a machine (press).

【0025】本発明においては、二次電池の製造におけ
る出発物質に相当する集電体として目的の形状になされ
ている集電体を使用するため、材料の無駄が生じる打ち
抜き加工を必要としない。この際、正極のみを上記の方
法で作成し且つ負極を所定形状の金属自体で構成するこ
とも出来るが、負極についても、正極製作金型と同一寸
法の金型を使用し、上記の圧縮成形方法で作成するのが
好ましい。
In the present invention, since a current collector having a desired shape is used as a current collector corresponding to a starting material in the production of a secondary battery, a punching process that wastes material is not required. At this time, only the positive electrode can be formed by the above method and the negative electrode can be composed of a metal having a predetermined shape. However, for the negative electrode, a mold having the same dimensions as the positive electrode production mold is used, and the compression molding is performed. Preferably, it is prepared by a method.

【0026】上記の圧縮成形に供される電極調製用混合
物は、前述の電極構成用材料にて調製されるが、必要に
応じ、粘度調節剤を含有していてもよい。
The mixture for preparing an electrode to be subjected to the above-mentioned compression molding is prepared from the above-mentioned material for forming an electrode, and may contain a viscosity modifier if necessary.

【0027】上記の電極調製用混合物中の活物質の割合
は次の様な観点から決定される。すなわち、活物質の割
合が余りにも多い場合は、高レートでの特性が悪化する
傾向にあり、しかも、圧縮成形が困難となる傾向があ
る。一方、活物質の割合が余りにも少ない場合は十分に
容量が高められた二次電池が得られない。ところで、本
発明においては、電極の製作に塗布工程が不要であるた
め、電極調製用混合物の粘度の自由度が高い。従って、
電極調製用混合物中の活物質含有量を高め、換言すれ
ば、電極の構成要素である活物質層中の活物質の割合を
高めることにより、二次電池の容量の向上を容易に図る
ことが出来る。本発明において、電極調製用混合物中の
活物質の割合の下限値は、通常20重量%、好ましくは
40重量%、更に好ましくは60重量%、特に好ましく
は70重量%とされ、上限値は、通常90重量%、好ま
しくは80重量%とされる。
The ratio of the active material in the electrode preparation mixture is determined from the following viewpoints. That is, when the ratio of the active material is too large, the characteristics at a high rate tend to deteriorate, and compression molding tends to be difficult. On the other hand, if the proportion of the active material is too small, a secondary battery with a sufficiently increased capacity cannot be obtained. By the way, in the present invention, a coating step is not necessary for manufacturing an electrode, and therefore, the degree of freedom of the viscosity of the electrode preparation mixture is high. Therefore,
By increasing the active material content in the electrode preparation mixture, in other words, by increasing the ratio of the active material in the active material layer that is a component of the electrode, it is possible to easily improve the capacity of the secondary battery. I can do it. In the present invention, the lower limit of the proportion of the active material in the electrode preparation mixture is usually 20% by weight, preferably 40% by weight, more preferably 60% by weight, and particularly preferably 70% by weight. It is usually 90% by weight, preferably 80% by weight.

【0028】電極調製用混合物中の電解液の割合は次の
様な観点から決定される。すなわち、電解液の割合が余
りにも多い場合は、高レートでの特性が悪化する傾向に
あり、しかも、圧縮成形が困難となる傾向がある。一
方、電解液の割合が余りにも少ない場合は、十分に容量
が高められた二次電池が得られない。本発明において、
電極調製用混合物中の電解液の割合の下限値は、通常1
0重量%、好ましくは20重量%とされ、上限値は、通
常60重量%、好ましくは40重量%とされる。電極調
製用混合物中のゲル形成モノマーの割合は、上記の電解
液の場合と同様に決定される。
The proportion of the electrolytic solution in the mixture for preparing an electrode is determined from the following viewpoints. That is, when the proportion of the electrolytic solution is too large, the characteristics at a high rate tend to be deteriorated, and compression molding tends to be difficult. On the other hand, if the proportion of the electrolyte is too small, a secondary battery with a sufficiently increased capacity cannot be obtained. In the present invention,
The lower limit of the proportion of the electrolytic solution in the electrode preparation mixture is usually 1
It is 0% by weight, preferably 20% by weight, and the upper limit is usually 60% by weight, preferably 40% by weight. The proportion of the gel-forming monomer in the electrode preparation mixture is determined in the same manner as in the case of the above-mentioned electrolyte.

【0029】電解液とゲル形成モノマーとの合計量に対
するゲル形成モノマーの割合は、次の様な観点から決定
される。すなわち、ゲル形成モノマーの割合が余りにも
多い場合は、高レートでの特性が悪化する傾向にあり、
余りにも少ない場合は、電極の機械的強度が不足する傾
向にある。本発明において、上記のゲル形成モノマーの
割合の下限値は、通常1重量%、好ましくは5重量%と
され、上限値は、通常70重量%、好ましくは40重量
%、更に好ましくは20重量%とされる。
The ratio of the gel-forming monomer to the total amount of the electrolyte and the gel-forming monomer is determined from the following viewpoint. That is, if the proportion of the gel-forming monomer is too large, the properties at high rates tend to deteriorate,
If the amount is too small, the mechanical strength of the electrode tends to be insufficient. In the present invention, the lower limit of the proportion of the gel-forming monomer is usually 1% by weight, preferably 5% by weight, and the upper limit is usually 70% by weight, preferably 40% by weight, more preferably 20% by weight. It is said.

【0030】その他の添加剤、重合開始剤、導電材料や
補強材などの添加剤、バインダー、粘度調節剤の割合
は、活物質、電解液およびゲル形成モノマーの全量に対
し、通常20重量%以下、好ましくは10重量%以下、
更に好ましくは5重量%以下とされる。上記の各成分の
割合が20重量%を超える場合は、活物質、電解液およ
びゲル形成モノマーの割合が相対的に低下し過ぎて好ま
しくない傾向にある。上記の各成分を使用する際、その
下限は、活物質、電解液およびゲル形成モノマーの全量
に対し、通常0.1重量%とされる。
The proportions of other additives, polymerization initiators, additives such as conductive materials and reinforcing materials, binders and viscosity modifiers are usually not more than 20% by weight based on the total amount of the active material, the electrolyte and the gel-forming monomer. , Preferably 10% by weight or less,
More preferably, the content is 5% by weight or less. When the proportion of each of the above components exceeds 20% by weight, the proportions of the active material, the electrolytic solution, and the gel-forming monomer tend to be relatively low, which is not preferable. When each of the above components is used, the lower limit is usually 0.1% by weight based on the total amount of the active material, the electrolytic solution and the gel-forming monomer.

【0031】圧縮成形に供される電極調製用混合物は、
圧縮成形可能な流動特性を有する状態に調節されていな
ければならない。斯かる粘度調節は、活物質の粒径や電
解液の種類の選定および使用量などによって行われる。
また、必要に応じて、溶媒が使用される。
The mixture for preparing an electrode to be subjected to compression molding is as follows:
It must be adjusted to have flow properties that allow compression molding. Such viscosity adjustment is performed by selecting the particle size of the active material, the type of the electrolytic solution, and the amount used.
In addition, a solvent is used if necessary.

【0032】集電体上に圧縮成形された電極調製用混合
物(換言すれば後述の重合工程後の活物質層)の厚さ
は、次の様な観点から決定される。すなわち、活物質層
が余りにも厚い場合はレート特性が悪化する傾向にあ
り、余りにも薄い場合は二次電池全体としての容量が低
下し過ぎる。本発明において、活物質層の厚さの下限値
は、通常1μm、好ましくは30μmとされ、上限値
は、通常1000μm、好ましくは200μmとされ
る。
The thickness of the electrode-preparing mixture (in other words, the active material layer after the polymerization step described later) which is compression-molded on the current collector is determined from the following viewpoints. That is, when the active material layer is too thick, the rate characteristics tend to deteriorate, and when the active material layer is too thin, the capacity of the secondary battery as a whole becomes too low. In the present invention, the lower limit of the thickness of the active material layer is usually 1 μm, preferably 30 μm, and the upper limit is usually 1000 μm, preferably 200 μm.

【0033】前記のゲル形成モノマーの重合工程それ自
体は、公知の加熱重合や紫外線照射重合に従って行うこ
とが出来る。そして、例えば、前記の圧縮成形工程と同
時に加熱重合工程を行うことも出来、また、圧縮成形工
程終了後に正極側と負極側の夫々について重合工程を行
うことも出来る。更には、重合によって正極と負極とを
形成し、次いで、電解液とゲル形成モノマーとが含有さ
れたゲル状電解質層用塗料を上記の正極または負極上に
塗布した後、ゲル形成モノマーを重合させる方法も採用
することが出来る。
The polymerization step itself of the gel-forming monomer can be carried out according to known heat polymerization or ultraviolet irradiation polymerization. Then, for example, a heat polymerization step can be performed simultaneously with the compression molding step, and after the compression molding step, a polymerization step can be performed on each of the positive electrode side and the negative electrode side. Further, a positive electrode and a negative electrode are formed by polymerization, and then a coating solution for a gel electrolyte layer containing an electrolytic solution and a gel-forming monomer is applied on the positive electrode or the negative electrode, and then the gel-forming monomer is polymerized. Methods can also be employed.

【0034】本発明において、ゲル形成モノマーの重合
工程は、前記の圧縮成形工程の後、圧縮成形された各電
極調製用混合物の間に電解液とゲル形成モノマーとが担
持されたシートを介在させて熱処理(熱重合)すること
により行うのが好ましい。斯かる方法によれば、正極側
と負極側とを別々に重合する場合に比し、貼り合せ面の
ゲル形成モノマーによるウエット状態に基づき各電極極
とゲル状電解質層とが一層良好に一体化される結果、抵
抗の少ない電池が得られる。
In the present invention, in the polymerization step of the gel-forming monomer, after the above-mentioned compression-molding step, a sheet carrying the electrolyte and the gel-forming monomer is interposed between the compression-molded electrode preparation mixtures. And heat treatment (thermal polymerization). According to such a method, each electrode electrode and the gel electrolyte layer are better integrated based on the wet state by the gel-forming monomer on the bonding surface, compared to the case where the positive electrode side and the negative electrode side are separately polymerized. As a result, a battery with low resistance is obtained.

【0035】電解液とゲル形成モノマーとの担持用シー
トとしては、電池のセパレータとして使用される各種の
多孔膜や不織布などを使用するすることが出来、具体的
には、洋紙、和紙などの紙類、各種の天然、合成繊維か
ら作られる布類、分離精製などに使用される市販のフィ
ルター類などが挙げられる。シートの厚みは、通常5〜
200μm、好ましくは10〜150μm、更に好まし
くは10〜80μmである。また、上記の積層状態によ
るゲル形成モノマーの熱重合は、通常60〜150℃、
好ましくは60〜100℃の温度で行われる。
As the sheet for supporting the electrolytic solution and the gel-forming monomer, various porous membranes and nonwoven fabrics used as battery separators can be used, and specifically, paper such as paper, Japanese paper, etc. And various types of natural and synthetic fibers, and commercially available filters used for separation and purification. The thickness of the sheet is usually 5
It is 200 μm, preferably 10 to 150 μm, more preferably 10 to 80 μm. In addition, the thermal polymerization of the gel-forming monomer in the above-mentioned laminated state is usually performed at 60 to 150 ° C.
Preferably, it is performed at a temperature of 60 to 100 ° C.

【0036】上記の様にして得られた、正極と負極とが
ポリマーに電解液が保持されて成るゲル状電解質層を介
して平板状に積層された電池素子は、例えば外部端子な
どの必要な部品を取り付け加工した後、必要に応じて複
数個積層し、ケースに収納されて二次電池とされる。ケ
ースとしては、柔軟性、屈曲性、可撓性などを有する形
状可変性のケース使用してもよく、また、剛性のケース
を使用してもよい。ケースの材質としては、プラスチッ
ク、高分子フィルム、金属フィルム、ゴム、薄い金属板
などが挙げられる。
The battery element obtained as described above, in which the positive electrode and the negative electrode are laminated in a flat plate via a gel electrolyte layer in which an electrolyte is held in a polymer, is required to have, for example, external terminals and the like. After attaching and processing the components, a plurality of the components are stacked as necessary, and are housed in a case to form a secondary battery. As the case, a shape-variable case having flexibility, flexibility, flexibility, or the like may be used, or a rigid case may be used. Examples of the material of the case include plastic, a polymer film, a metal film, rubber, and a thin metal plate.

【0037】次に、本発明のリチウム二次電池について
説明する。本発明のリチウム二次電池は、例えば上記の
様にして製造されるが、その構造的特徴は、正極側と負
極側との集電体が略同一の寸法を有し、しかも、正極集
電体上の周縁部に絶縁性スペーサーが配置され且つ当該
絶縁性スペーサーの内側に上記の活物質層が形成されて
いる点にある。
Next, the lithium secondary battery of the present invention will be described. The lithium secondary battery of the present invention is manufactured, for example, as described above. Its structural features are that the current collectors on the positive electrode side and the negative electrode side have substantially the same dimensions, and The present invention is characterized in that an insulating spacer is disposed on a peripheral portion on a body, and the above-mentioned active material layer is formed inside the insulating spacer.

【0038】上記の構造のリチウム二次電池は、正極と
負極とが電解質層を介して平板状に積層された電池素子
とした場合、積層方向の周面に凹凸部が存在しないた
め、電池素子のパッケージィングが良好に行われる。ま
た、正極(集電体の上に形成された活物質層)の大きさ
は負極より小さくなされているため、デンドライトの析
出防止は良好に行われる。また、絶縁性スペーサーによ
ってリチウム二次電池全体に強度が付与されると共に活
物質層の側面が保護される。更に、リチウム二次電池の
側面にヒストレスが掛かって端部が変形しても絶縁性ス
ペーサーによって短絡をより完全に防止できる。
In the lithium secondary battery having the above-described structure, when the battery element in which the positive electrode and the negative electrode are laminated in a plate shape with the electrolyte layer interposed therebetween, there is no uneven portion on the peripheral surface in the laminating direction. Is performed well. In addition, since the size of the positive electrode (the active material layer formed on the current collector) is smaller than that of the negative electrode, precipitation of dendrites is favorably prevented. Further, the strength is imparted to the entire lithium secondary battery by the insulating spacer, and the side surface of the active material layer is protected. Further, even if the side surface of the lithium secondary battery is subjected to histress and the end portion is deformed, the short circuit can be more completely prevented by the insulating spacer.

【0039】[0039]

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。なお、以下の諸例中、
「部」とあるのは「重量部」を意味する。また、以下の
例で使用した「Photomer4050」及び「Ph
otomer4158」は、何れも、末端にエステル基
を介して結合されたアクリル基を有するHenkel社
の製ポリエチレンオキシドである。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist of the present invention. In the following examples,
“Parts” means “parts by weight”. In addition, “Photomer 4050” and “Ph
Each of the “automer 4158” is a polyethylene oxide manufactured by Henkel and having an acrylic group bonded to the terminal via an ester group.

【0040】実施例1 <電極用混合物およびゲル状電解質層形成用混合物の調
製>以下の表1及び表2に示す組成に従って8時間ニー
ダーで混練・分散処理し、正極用塗料と負極用塗料を調
製した。また、以下の表3に示す組成に従ってゲル状電
解質層形成用組成物を調製した。
Example 1 <Preparation of mixture for electrode and mixture for formation of gel electrolyte layer> According to the composition shown in the following Tables 1 and 2, kneading and dispersion treatment was carried out in a kneader for 8 hours to prepare a coating for the positive electrode and a coating for the negative electrode. Prepared. Further, a composition for forming a gel electrolyte layer was prepared according to the composition shown in Table 3 below.

【0041】[0041]

【表1】 (正極用混合物) LiCoO2(活物質) :75.0部 アセチレンブラック(導電材) : 6.0部 プロピレンカーボネート(PC)(電解液) : 8.0部 エチレンカーボネート(EC)(電解液) : 8.0部 LiClO4(支持電解質) : 1.0部 「Photomer4050」 : 1.1部 「Photomer4158」 : 1.1部 熱架橋開始剤(チバガイギー社製「Trignox21」): 0.5部(Table 1) (Positive electrode mixture) LiCoO 2 (active material): 75.0 parts Acetylene black (conductive material): 6.0 parts Propylene carbonate (PC) (electrolyte): 8.0 parts Ethylene carbonate (EC) (Electrolytic solution): 8.0 parts LiClO 4 (supporting electrolyte): 1.0 part “Photomer 4050”: 1.1 parts “Photomer 4158”: 1.1 parts Thermal crosslinking initiator (“Trignox21” manufactured by Ciba Geigy): 0 .5 copies

【0042】[0042]

【表2】 (負極用混合物) グラファイト(活物質) :78.0部 プロピレンカーボネート(PC)(電解液) : 7.4部 エチレンカーボネート(EC)(電解液) : 7.4部 LiClO4(支持電解質) : 0.9部 「Photomer4050」 : 1.8部 「Photomer4158」 : 1.8部 熱架橋開始剤(チバガイギー社製「Trignox21」): 0.5部(Table 2) (Mixture for negative electrode) Graphite (active material): 78.0 parts Propylene carbonate (PC) (electrolyte): 7.4 parts Ethylene carbonate (EC) (electrolyte): 7.4 parts LiClO 4 ( Supporting electrolyte): 0.9 part "Photomer 4050": 1.8 parts "Photomer 4158": 1.8 parts Thermal crosslinking initiator ("Trignox21" manufactured by Ciba Geigy): 0.5 part

【0043】[0043]

【表3】 (ゲル状電解質層形成用混合物) プロピレンカーボネート(PC)(電解液) :44.0部 エチレンカーボネート(EC)(電解液) :44.0部 LiClO4(支持電解質) : 5.5部 「Photomer4050」 : 4.7部 「Photomer4158」 : 2.3部 熱架橋開始剤(チバガイギー社製「Trignox21」): 0.1部(Table 3) (Mixture for forming gel electrolyte layer) Propylene carbonate (PC) (electrolyte): 44.0 parts Ethylene carbonate (EC) (electrolyte): 44.0 parts LiClO 4 (supporting electrolyte): 5 parts “Photomer 4050”: 4.7 parts “Photomer 4158”: 2.3 parts Thermal crosslinking initiator (“Trignox21” manufactured by Ciba Geigy): 0.1 part

【0044】<電極形成および電解質層の形成>圧縮成
形金型として、下型と上型の各角部のRが1.5mm、
ギャップが20μm、抜きテーパーが1.0°である方
形状の圧縮成形用金型(縦および横:約10cm)を使
用した。集電体として、金型内の形状に倣った形状
(R:1.5mm、縦および横:約10cm)に打ち抜
き加工された厚さ20μmのアルミ箔(正極)及び銅箔
(負極)を使用した。ただし、正極集電体は、その上の
周縁部に対し、絶縁性スペーサとして、厚さ80μmの
ポリプロピレンフイルムを窓枠状に加工(縦および横の
長さ:約10cm、縦および横の幅:約1cm)して熱
融着して使用した。
<Formation of Electrode and Formation of Electrolyte Layer> As a compression mold, the R of each corner of the lower mold and the upper mold is 1.5 mm,
A rectangular compression mold (length and width: about 10 cm) having a gap of 20 μm and a draft taper of 1.0 ° was used. As the current collector, a 20-μm-thick aluminum foil (positive electrode) and a copper foil (negative electrode) punched into a shape (R: 1.5 mm, vertical and horizontal: about 10 cm) following the shape in the mold are used. did. However, the positive electrode current collector was formed by processing a polypropylene film having a thickness of 80 μm into a window frame shape as an insulating spacer on a peripheral portion on the positive electrode current collector (vertical and horizontal lengths: about 10 cm, vertical and horizontal widths: About 1 cm) and heat-sealed.

【0045】先ず、下型面に集電体を載置し、その略中
央部に正極用および負極用の電極用混合物(シート)を
それぞれ投入し、上型(コア)を閉じた後、圧縮成形機
によって加圧賦形した。この際、正極集電体の場合は、
窓枠状ポリプロピレンフイルムの枠内でシートの圧縮成
形される様に上記のシートの寸法を小さく調整した。次
いで、上記の集電体と略同一形状で厚さ約60μの不織
布をゲル状電解質層形成用混合物に含浸させた後、上記
で得た正極側と負極側との間に介在させ、90℃で10
分加熱した。
First, the current collector is placed on the lower mold surface, and the mixture (sheet) for the electrodes for the positive electrode and the negative electrode is poured into the approximate center thereof, and the upper mold (core) is closed. Press molding was performed by a molding machine. At this time, in the case of the positive electrode current collector,
The dimensions of the sheet were adjusted to be small so that the sheet could be compression molded in the frame of the window frame-shaped polypropylene film. Then, after impregnating a non-woven fabric having a thickness of about 60 μ with the same shape as that of the current collector into the mixture for forming a gel electrolyte layer, the mixture is interposed between the positive electrode side and the negative electrode side obtained above at 90 ° C. At 10
Heated for a minute.

【0046】<パッケージィング工程>次いで、上記で
得た電池素子3個を同極同士が重なる様に積層し、各正
極端子および各負極端子にそれぞれ集合正極端子および
集合負極端子を取り付けた後、蓋付真空パックに封入
し、積層型リチウム二次電池を作成した。
<Packaging Step> Next, the three battery elements obtained above are stacked so that the same poles are overlapped, and a positive electrode terminal and a negative electrode terminal are attached to each positive electrode terminal and each negative electrode terminal. It was sealed in a vacuum pack with a lid to produce a laminated lithium secondary battery.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明のリチウム二次電池は、デンドラ
イトの析出防止が一層完全に行われ、電池素子のパッケ
ージィングが良好であり、全体の強度が高められ、活物
質層が保護、端部の変形による短絡が防止できる様に改
良された新規な構造を有する。また、本発明に係るリチ
ウム二次池の製造方法によれば、容量、サイクル特性、
レート特性に優れるリチウム二次電池が提供される。し
かも、本発明で製造されたリチウム二次池は、特に電極
中の活物質の濃度が高いために容量が優れ、圧縮成形に
よって集電体と活物質層とが強固に固着されて密着性が
良好となるためにサイクル特性が優れる。更に、本発明
に係るリチウム二次池の製造方法によれば、成形によっ
て電極の形状が決定されるために電極構成用材料を無駄
なく使用することが出来、しかも、電極の形状を任意に
選択することが出来る。
According to the lithium secondary battery of the present invention, the prevention of dendrite precipitation is more completely achieved, the packaging of the battery element is good, the overall strength is increased, the active material layer is protected, and the end portion is protected. Has a new structure improved to prevent short-circuiting due to deformation. Further, according to the method for producing a lithium secondary pond according to the present invention, the capacity, cycle characteristics,
A lithium secondary battery having excellent rate characteristics is provided. Moreover, the lithium secondary pond produced by the present invention has an excellent capacity, especially because of the high concentration of the active material in the electrode, and the current collector and the active material layer are firmly adhered to each other by compression molding, so that the adhesion is improved. Because it is good, the cycle characteristics are excellent. Further, according to the method for manufacturing a lithium secondary battery according to the present invention, the shape of the electrode is determined by molding, so that the material for forming the electrode can be used without waste, and the shape of the electrode can be arbitrarily selected. You can do it.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H014 AA02 BB00 BB01 BB05 BB06 BB08 CC01 EE02 EE05 HH06 5H017 AA03 AS02 BB01 BB06 BB08 BB12 CC01 CC03 DD06 HH03 HH05 5H029 AJ02 AJ12 AJ14 AK02 AK03 AK05 AK16 AL01 AL02 AL06 AL07 AL11 AL12 AM00 AM03 AM05 AM07 AM16 BJ04 BJ12 CJ02 CJ05 CJ06 CJ08 CJ11 DJ04 DJ07 HJ03 HJ12  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page F term (reference) 5H014 AA02 BB00 BB01 BB05 BB06 BB08 CC01 EE02 EE05 HH06 5H017 AA03 AS02 BB01 BB06 BB08 BB12 CC01 CC03 DD06 HH03 HH05 5H029 AJ02 AJ12 AJ14 AL05 AL02 AL01 AM03 AM05 AM07 AM16 BJ04 BJ12 CJ02 CJ05 CJ06 CJ08 CJ11 DJ04 DJ07 HJ03 HJ12

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正極および/または負極が少なくとも集
電体とその上にポリマーにて固着され且つ電解液を保持
して成る活物質層とから構成され、しかも、上記のポリ
マーがゲル形成モノマーから誘導され、そして、ゲル形
成モノマーから誘導されるポリマーに電解液が保持され
て成る電解質層を介し上記の正極および負極が平板状に
積層されて成るリチウム二次電池であって、上記の正極
側と負極側との集電体が略同一の寸法を有し、しかも、
正極集電体上の周縁部に絶縁性スペーサーが配置され且
つ当該絶縁性スペーサーの内側に上記の活物質層が形成
されていることを特徴とするリチウム二次電池。
1. A positive electrode and / or a negative electrode comprising at least a current collector and an active material layer fixed on the current collector with a polymer and holding an electrolytic solution, and the polymer is formed from a gel-forming monomer. A lithium secondary battery in which the above-described positive electrode and negative electrode are laminated in a flat plate via an electrolyte layer in which an electrolyte is held by a polymer derived from a gel-forming monomer. And the current collector on the negative electrode side have substantially the same dimensions, and
A lithium secondary battery, wherein an insulating spacer is disposed at a peripheral portion on a positive electrode current collector, and the active material layer is formed inside the insulating spacer.
【請求項2】 正極および/または負極が少なくとも集
電体とその上にポリマーにて固着され且つ電解液を保持
して成る活物質層とから構成され、しかも、上記のポリ
マーがゲル形成モノマーから誘導され、そして、ゲル形
成モノマーから誘導されるポリマーに電解液が保持され
て成る電解質層を介し上記の正極および負極が平板状に
積層されて成るリチウム二次電池の製造方法であって、
正極集電体の周縁部に絶縁性スペーサを配置した後に当
該絶縁性スペーサーの内側に少なくとも活物質と電解液
とゲル形成モノマーとが含有された電極調製用混合物を
圧縮成形する工程(A)と上記のゲル形成モノマーの重
合工程(B)とを含むことを特徴とする請求項1に記載
の二次電池の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the positive electrode and / or the negative electrode comprises at least a current collector and an active material layer fixed on the current collector with a polymer and holding an electrolyte. Induced, and a method for producing a lithium secondary battery, wherein the positive electrode and the negative electrode are laminated in a flat plate via an electrolyte layer in which an electrolyte is retained in a polymer derived from a gel-forming monomer,
(A) compressing and molding an electrode preparation mixture containing at least an active material, an electrolytic solution, and a gel-forming monomer inside the insulating spacer after disposing the insulating spacer on the periphery of the positive electrode current collector; The method for producing a secondary battery according to claim 1, comprising a step (B) of polymerizing the gel-forming monomer.
【請求項3】 正極製作金型と同一寸法の金型を使用
し、負極側の集電体上に少なくとも活物質と電解液とゲ
ル形成モノマーとが含有された電極調製用混合物を圧縮
成形する工程と上記のゲル形成モノマーの重合工程とを
含む請求項2に記載の製造方法。
3. An electrode preparation mixture containing at least an active material, an electrolytic solution and a gel-forming monomer on a current collector on the negative electrode side is compression-molded using a mold having the same dimensions as a mold for producing a positive electrode. The method according to claim 2, comprising a step and a step of polymerizing the gel-forming monomer.
【請求項4】 正極側および負極側の集電体上に電極調
製用混合物をそれぞれ圧縮成形した後、当該圧縮成形さ
れた各電極調製用混合物の間に電解液とゲル形成モノマ
ーとが担持されたシートを介在させて熱処理する、ゲル
形成モノマーの重合工程を含む請求項2又は3に記載の
製造方法。
4. An electrode preparation mixture is compression-molded on each of the positive electrode side and the negative electrode side current collectors, and an electrolytic solution and a gel-forming monomer are supported between the compression-molded electrode preparation mixtures. The method according to claim 2 or 3, further comprising a step of polymerizing the gel-forming monomer by heat-treating with the interposed sheet interposed.
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