JP2000357517A - 電極とこれを用いた電池及び非水電解質二次電池 - Google Patents
電極とこれを用いた電池及び非水電解質二次電池Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池特性を損なわずに電池に占める集電体の
重量を小さくすることで、重量エネルギー密度に優れた
電池を提供することを目的とする。 【解決手段】 電極集電体として、一部または全体に導
電性フィラーを含み、表面に導電性薄膜を有する樹脂フ
ィルムを用いる。
重量を小さくすることで、重量エネルギー密度に優れた
電池を提供することを目的とする。 【解決手段】 電極集電体として、一部または全体に導
電性フィラーを含み、表面に導電性薄膜を有する樹脂フ
ィルムを用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池用電極に用い
る集電体に関するものである。
る集電体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＡＶ機器あるいはパソコン等の電
子機器のポータブル化、コードレス化が急速に進んでお
り、これらの駆動用電源として小型、軽量で高エネルギ
ー密度を有する二次電池への要求が高まっている。この
中でリチウムを活物質とするリチウムイオン電池はとり
わけ高電圧、高エネルギー密度を有する電池として期待
が大きく盛んに研究開発が行われている。
子機器のポータブル化、コードレス化が急速に進んでお
り、これらの駆動用電源として小型、軽量で高エネルギ
ー密度を有する二次電池への要求が高まっている。この
中でリチウムを活物質とするリチウムイオン電池はとり
わけ高電圧、高エネルギー密度を有する電池として期待
が大きく盛んに研究開発が行われている。
【０００３】これらの電池系の正極材料にはＬｉＣｏＯ
2、ＬｉＮｉＯ2やＬｉＭｎ2Ｏ4などのリチウム含有複合
酸化物が用いられており、負極材料には黒鉛質や、非晶
質の炭素材料が用いられている。
2、ＬｉＮｉＯ2やＬｉＭｎ2Ｏ4などのリチウム含有複合
酸化物が用いられており、負極材料には黒鉛質や、非晶
質の炭素材料が用いられている。
【０００４】上記の電池系の円筒型電池、角型電池など
は、正負極板の間にセパレータを介在させて巻回する極
板群を有する構成を採用している。一般的に、これらの
電池の極板は金属箔を集電体として用いている。例え
ば、正極集電体にはアルミニウム製の箔、負極集電体に
は銅製の箔が用いられている。
は、正負極板の間にセパレータを介在させて巻回する極
板群を有する構成を採用している。一般的に、これらの
電池の極板は金属箔を集電体として用いている。例え
ば、正極集電体にはアルミニウム製の箔、負極集電体に
は銅製の箔が用いられている。
【０００５】しかし、電池の重量エネルギー密度向上の
ためには、重量密度の小さい材料を集電体に用いること
が好ましい。このような観点から樹脂フィルムに導電性
薄膜を形成した集電体を用いることが多数報告されてい
る（例えば、特開平９−２１３３３８号公報)。
ためには、重量密度の小さい材料を集電体に用いること
が好ましい。このような観点から樹脂フィルムに導電性
薄膜を形成した集電体を用いることが多数報告されてい
る（例えば、特開平９−２１３３３８号公報)。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、樹脂フ
ィルムに導電性被膜を形成するには、蒸着やスパッタリ
ング等の手法を用いるため、導電性薄膜は数Åから数μ
ｍと非常に薄く、従来の金属集電体と比較して、電気伝
導性が著しく低下する。従って、集電が不十分な場合が
発生し、高率充放電を行ったときに満足な電池容量が得
られないという問題がある。この改善として、導電性薄
膜の厚さを増やすことが考えられるが、通常用いられる
蒸着法においてはミクロンオーダーで膜厚を増やすこと
が困難である上、蒸着膜の強度が低下する問題がある。
ィルムに導電性被膜を形成するには、蒸着やスパッタリ
ング等の手法を用いるため、導電性薄膜は数Åから数μ
ｍと非常に薄く、従来の金属集電体と比較して、電気伝
導性が著しく低下する。従って、集電が不十分な場合が
発生し、高率充放電を行ったときに満足な電池容量が得
られないという問題がある。この改善として、導電性薄
膜の厚さを増やすことが考えられるが、通常用いられる
蒸着法においてはミクロンオーダーで膜厚を増やすこと
が困難である上、蒸着膜の強度が低下する問題がある。
【０００７】本発明は、従来の上記問題点を解決し、電
池の重量エネルギー密度の向上を図るとともに、高率充
放電特性においても従来の金属箔の集電体を用いた電池
と遜色のない電池特性を示す非水電解液二次電池を提供
することを目的とする。
池の重量エネルギー密度の向上を図るとともに、高率充
放電特性においても従来の金属箔の集電体を用いた電池
と遜色のない電池特性を示す非水電解液二次電池を提供
することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の電極集電体は、表面に導電性薄膜が形成さ
れた樹脂フィルムの内部に導電性フィラーを含むもので
ある。
めに本発明の電極集電体は、表面に導電性薄膜が形成さ
れた樹脂フィルムの内部に導電性フィラーを含むもので
ある。
【０００９】これにより、高率充放電時における電池容
量を低下させることなく、電池の重量エネルギー密度を
向上させることができる。
量を低下させることなく、電池の重量エネルギー密度を
向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明は、表面に導電性被膜を有
する樹脂フィルムを電極集電体とし、この樹脂フィルム
の一部または全体に導電性フィラーを含むものである。
このような構成とすることにより、表面の導電性被膜の
集電効果が十分でなくとも、樹脂フィルム内部に導電性
フィラーが介在することで電極集電体の電子伝導ネット
ワークを完全なものとすることができる。従って、高率
充放電時においても集電効果の劣化による電池容量の低
下はほとんどみられない。
する樹脂フィルムを電極集電体とし、この樹脂フィルム
の一部または全体に導電性フィラーを含むものである。
このような構成とすることにより、表面の導電性被膜の
集電効果が十分でなくとも、樹脂フィルム内部に導電性
フィラーが介在することで電極集電体の電子伝導ネット
ワークを完全なものとすることができる。従って、高率
充放電時においても集電効果の劣化による電池容量の低
下はほとんどみられない。
【００１１】樹脂フィルムの材質には、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリ
イミド等の高分子が挙げられるが、これらに限られるも
のではない。
ン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリ
イミド等の高分子が挙げられるが、これらに限られるも
のではない。
【００１２】導電性フィラーは、電子伝導性が高い材料
であればよく、炭素質材料、金属粉、繊維状金属、多孔
質金属のいずれか、またはこれらの混合物であることが
好ましい。
であればよく、炭素質材料、金属粉、繊維状金属、多孔
質金属のいずれか、またはこれらの混合物であることが
好ましい。
【００１３】また、表面に形成されている導電性薄膜に
ついても、電子伝導性が高い材料を有する材料なら特に
限定されるものではないが、金属材料、炭素質材料がそ
の電子伝導性の高さなどから好ましい。
ついても、電子伝導性が高い材料を有する材料なら特に
限定されるものではないが、金属材料、炭素質材料がそ
の電子伝導性の高さなどから好ましい。
【００１４】樹脂フィルム内部に導電性フィラーを含有
させる方法としては、一般的な方法により行うことがで
き、樹脂製造工程からフィルム製膜工程のいずれかの工
程でフィラーを添加すればよい。
させる方法としては、一般的な方法により行うことがで
き、樹脂製造工程からフィルム製膜工程のいずれかの工
程でフィラーを添加すればよい。
【００１５】導電性フィラーを含有した樹脂フィルムの
表面に導電性薄膜を形成させる方法としては、蒸着法、
スパッタリング法、めっき法等の方法が挙げられるが、
これらに限られるものではない。
表面に導電性薄膜を形成させる方法としては、蒸着法、
スパッタリング法、めっき法等の方法が挙げられるが、
これらに限られるものではない。
【００１６】本発明の非水電解質二次電池は、上記電極
集電体を正極もしくは負極、または両極に用いるもので
ある。これにより、高率充放電時における電池容量を低
下させることなく、電池の重量エネルギー密度を向上さ
せることができる。
集電体を正極もしくは負極、または両極に用いるもので
ある。これにより、高率充放電時における電池容量を低
下させることなく、電池の重量エネルギー密度を向上さ
せることができる。
【００１７】以下、本発明の非水電解質二次電池の詳細
な構成内容を示す。
な構成内容を示す。
【００１８】本発明に用いられる正極及び負極は、リチ
ウムの吸蔵・放出が可能な正極材料や負極材料に導電
剤、結着剤等を含む合剤層を本発明における集電体の表
面に塗着して作成されたものである。
ウムの吸蔵・放出が可能な正極材料や負極材料に導電
剤、結着剤等を含む合剤層を本発明における集電体の表
面に塗着して作成されたものである。
【００１９】本発明の正極材料には、リチウム含有遷移
金属酸化物を用いることができる。例えば、Ｌｉx Ｃｏ
Ｏ2 、Ｌｉx ＮｉＯ2、Ｌｉx ＭｎＯ2 、Ｌｉx Ｃｏy
Ｎｉ1 -y Ｏ2、Ｌｉx Ｃｏy Ｍ1-yＯz、ＬｉxＮｉ1-yＭy
Ｏz、Ｌｉx Ｍｎ2 Ｏ4 、Ｌｉ x Ｍｎ2-y Ｍy Ｏ4 （Ｍ
＝Ｎａ、Ｍｇ、Ｓｃ、Ｙ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃ
ｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂのうち少なくと
も一種）、（ここでｘ＝０〜１．２、ｙ＝０〜０．９、
ｚ＝２．０〜２．３）があげられる。ここで、上記のｘ
値は、充放電開始前の値であり、充放電により増減す
る。
金属酸化物を用いることができる。例えば、Ｌｉx Ｃｏ
Ｏ2 、Ｌｉx ＮｉＯ2、Ｌｉx ＭｎＯ2 、Ｌｉx Ｃｏy
Ｎｉ1 -y Ｏ2、Ｌｉx Ｃｏy Ｍ1-yＯz、ＬｉxＮｉ1-yＭy
Ｏz、Ｌｉx Ｍｎ2 Ｏ4 、Ｌｉ x Ｍｎ2-y Ｍy Ｏ4 （Ｍ
＝Ｎａ、Ｍｇ、Ｓｃ、Ｙ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃ
ｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂのうち少なくと
も一種）、（ここでｘ＝０〜１．２、ｙ＝０〜０．９、
ｚ＝２．０〜２．３）があげられる。ここで、上記のｘ
値は、充放電開始前の値であり、充放電により増減す
る。
【００２０】ただし、遷移金属カルコゲン化物、バナジ
ウム酸化物およびそのリチウム化合物、ニオブ酸化物お
よびそのリチウム化合物、有機導電性物質を用いた共役
系ポリマー、シェブレル相化合物等の他の正極材料を用
いることも可能である。また、複数の異なった正極材料
を混合して用いることも可能である。正極活物質粒子の
平均粒径は、特に限定はされないが、１〜３０μｍであ
ることが好ましい。
ウム酸化物およびそのリチウム化合物、ニオブ酸化物お
よびそのリチウム化合物、有機導電性物質を用いた共役
系ポリマー、シェブレル相化合物等の他の正極材料を用
いることも可能である。また、複数の異なった正極材料
を混合して用いることも可能である。正極活物質粒子の
平均粒径は、特に限定はされないが、１〜３０μｍであ
ることが好ましい。
【００２１】本発明で使用される正極用導電剤は、用い
る正極材料の充放電電位において、化学変化を起こさな
い電子伝導性材料であれば何でもよい。例えば、天然黒
鉛（鱗片状黒鉛など）、人造黒鉛などのグラファイト
類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャン
ネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、
サーマルブラック等のカ−ボンブラック類、炭素繊維、
金属繊維などの導電性繊維類、フッ化カーボン、アルミ
ニウム等の金属粉末類、酸化亜鉛、チタン酸カリウムな
どの導電性ウィスカー類、酸化チタンなどの導電性金属
酸化物あるいはポリフェニレン誘導体などの有機導電性
材料などを単独又はこれらの混合物として含ませること
ができる。これらの導電剤のなかで、人造黒鉛、アセチ
レンブラックが特に好ましい。
る正極材料の充放電電位において、化学変化を起こさな
い電子伝導性材料であれば何でもよい。例えば、天然黒
鉛（鱗片状黒鉛など）、人造黒鉛などのグラファイト
類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャン
ネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、
サーマルブラック等のカ−ボンブラック類、炭素繊維、
金属繊維などの導電性繊維類、フッ化カーボン、アルミ
ニウム等の金属粉末類、酸化亜鉛、チタン酸カリウムな
どの導電性ウィスカー類、酸化チタンなどの導電性金属
酸化物あるいはポリフェニレン誘導体などの有機導電性
材料などを単独又はこれらの混合物として含ませること
ができる。これらの導電剤のなかで、人造黒鉛、アセチ
レンブラックが特に好ましい。
【００２２】導電剤の添加量は、特に限定されないが、
正極材料に対して１〜５０重量％が好ましく、特に１〜
３０重量％が好ましい。カーボンやグラファイトでは、
２〜１５重量％が特に好ましい。
正極材料に対して１〜５０重量％が好ましく、特に１〜
３０重量％が好ましい。カーボンやグラファイトでは、
２〜１５重量％が特に好ましい。
【００２３】本発明に用いられる正極用結着剤として
は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれであってもよ
い。本発明に於いて好ましい結着剤は、例えば、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ス
チレンブタジエンゴム、テトラフルオロエチレン−ヘキ
サフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テト
ラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエー
テル共重合体（ＰＦＡ）、フッ化ビニリデン−ヘキサフ
ルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−クロロ
トリフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフル
オロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ樹脂）、ポリクロロト
リフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、フッ化ビニリデン
−ペンタフルオロプロピレン共重合体、プロピレン−テ
トラフルオロエチレン共重合体、エチレン−クロロトリ
フルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、フッ化ビニ
リデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエ
チレン共重合体、フッ化ビニリデン−パーフルオロメチ
ルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体、
エチレン−アクリル酸共重合体または前記材料の（Ｎａ
+）イオン架橋体、エチレン−メタクリル酸共重合体ま
たは前記材料の（Ｎａ+）イオン架橋体、エチレン−ア
クリル酸メチル共重合体または前記材料の（Ｎａ+）イ
オン架橋体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体ま
たは前記材料の（Ｎａ+）イオン架橋体を挙げる事がで
き、これらの材料を単独又は混合物として用いることが
できる。またこれらの材料の中でより好ましい材料はポ
リフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロ
エチレン（ＰＴＦＥ）である。
は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれであってもよ
い。本発明に於いて好ましい結着剤は、例えば、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ス
チレンブタジエンゴム、テトラフルオロエチレン−ヘキ
サフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テト
ラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエー
テル共重合体（ＰＦＡ）、フッ化ビニリデン−ヘキサフ
ルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−クロロ
トリフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフル
オロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ樹脂）、ポリクロロト
リフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、フッ化ビニリデン
−ペンタフルオロプロピレン共重合体、プロピレン−テ
トラフルオロエチレン共重合体、エチレン−クロロトリ
フルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、フッ化ビニ
リデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエ
チレン共重合体、フッ化ビニリデン−パーフルオロメチ
ルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体、
エチレン−アクリル酸共重合体または前記材料の（Ｎａ
+）イオン架橋体、エチレン−メタクリル酸共重合体ま
たは前記材料の（Ｎａ+）イオン架橋体、エチレン−ア
クリル酸メチル共重合体または前記材料の（Ｎａ+）イ
オン架橋体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体ま
たは前記材料の（Ｎａ+）イオン架橋体を挙げる事がで
き、これらの材料を単独又は混合物として用いることが
できる。またこれらの材料の中でより好ましい材料はポ
リフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロ
エチレン（ＰＴＦＥ）である。
【００２４】本発明に用いられる正極用集電体として
は、本発明の電極集電体を用いることができる。また、
負極のみに本発明の電極集電体を用いる場合は、正極材
料の充放電電位において化学変化を起こさない電子伝導
体であれば何でもよい。例えば、材料としてステンレス
鋼、アルミニウム、チタン、炭素、導電性樹脂などの他
に、アルミニウムやステンレス鋼の表面にカーボンある
いはチタンを処理させたものが用いられる。形状は、フ
ォイルの他、フィルム、シート、ネット、パンチされた
もの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群、不織布体の
成形体などが用いられる。厚みは、特に限定されない
が、１〜５００μｍのものが用いられる。
は、本発明の電極集電体を用いることができる。また、
負極のみに本発明の電極集電体を用いる場合は、正極材
料の充放電電位において化学変化を起こさない電子伝導
体であれば何でもよい。例えば、材料としてステンレス
鋼、アルミニウム、チタン、炭素、導電性樹脂などの他
に、アルミニウムやステンレス鋼の表面にカーボンある
いはチタンを処理させたものが用いられる。形状は、フ
ォイルの他、フィルム、シート、ネット、パンチされた
もの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群、不織布体の
成形体などが用いられる。厚みは、特に限定されない
が、１〜５００μｍのものが用いられる。
【００２５】本発明で用いられる負極材料としては、リ
チウム、リチウム合金、合金、金属間化合物、炭素、有
機化合物、無機化合物、金属錯体、有機高分子化合物等
のリチウムイオンを吸蔵・放出できる化合物であればよ
い。これらは単独でも、組み合わせて用いてもよい。合
金、金属間化合物としては遷移金属と珪素の化合物や遷
移金属とスズの化合物などが挙げられ、特にニッケルと
珪素の化合物が好ましい。
チウム、リチウム合金、合金、金属間化合物、炭素、有
機化合物、無機化合物、金属錯体、有機高分子化合物等
のリチウムイオンを吸蔵・放出できる化合物であればよ
い。これらは単独でも、組み合わせて用いてもよい。合
金、金属間化合物としては遷移金属と珪素の化合物や遷
移金属とスズの化合物などが挙げられ、特にニッケルと
珪素の化合物が好ましい。
【００２６】炭素質材料としては、コークス、熱分解炭
素類、天然黒鉛、人造黒鉛、メソカーボンマイクロビー
ズ、黒鉛化メソフェーズ小球体、気相成長炭素、ガラス
状炭素類、炭素繊維（ポリアクリロニトリル系、ピッチ
系、セルロース系、気相成長炭素系）、不定形炭素、有
機物の焼成された炭素などが挙げられ、これらは単独で
も、組み合わせて用いてもよい。なかでもメソフェーズ
小球体を黒鉛化したもの、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛
材料が好ましい。
素類、天然黒鉛、人造黒鉛、メソカーボンマイクロビー
ズ、黒鉛化メソフェーズ小球体、気相成長炭素、ガラス
状炭素類、炭素繊維（ポリアクリロニトリル系、ピッチ
系、セルロース系、気相成長炭素系）、不定形炭素、有
機物の焼成された炭素などが挙げられ、これらは単独で
も、組み合わせて用いてもよい。なかでもメソフェーズ
小球体を黒鉛化したもの、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛
材料が好ましい。
【００２７】尚、炭素質材料には、炭素以外にも、Ｏ、
Ｂ、Ｐ、Ｎ、Ｓ、ＳｉＣ、Ｂ4Ｃなどの異種化合物を含
んでもよい。含有量としては０〜１０重量％が好まし
い。無機化合物としては例えば、スズ化合物、珪素化合
物等を用いることができる。
Ｂ、Ｐ、Ｎ、Ｓ、ＳｉＣ、Ｂ4Ｃなどの異種化合物を含
んでもよい。含有量としては０〜１０重量％が好まし
い。無機化合物としては例えば、スズ化合物、珪素化合
物等を用いることができる。
【００２８】負極合剤中の導電剤は、正極合剤中の導電
剤同様、構成された電池において、化学変化を起こさな
い電子伝導性材料であれば何でもよい。また、炭素質材
料の場合はそれ自体導電性を有するので導電剤を含有し
なくてもよい。
剤同様、構成された電池において、化学変化を起こさな
い電子伝導性材料であれば何でもよい。また、炭素質材
料の場合はそれ自体導電性を有するので導電剤を含有し
なくてもよい。
【００２９】本発明に用いられる負極用結着剤として
は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれであってもよ
い。本発明において好ましい結着剤は、例えば、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ス
チレンブタジエンゴム、テトラフルオロエチレン−ヘキ
サフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テト
ラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエー
テル共重合体（ＰＦＡ）、フッ化ビニリデン−ヘキサフ
ルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−クロロ
トリフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフル
オロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ樹脂）、ポリクロロト
リフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、フッ化ビニリデン
−ペンタフルオロプロピレン共重合体、プロピレン−テ
トラフルオロエチレン共重合体、エチレン−クロロトリ
フルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、フッ化ビニ
リデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエ
チレン共重合体、フッ化ビニリデン−パーフルオロメチ
ルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体、
エチレン−アクリル酸共重合体または前記材料の（Ｎａ
+）イオン架橋体、エチレン−メタクリル酸共重合体ま
たは前記材料の（Ｎａ+）イオン架橋体、エチレン−ア
クリル酸メチル共重合体または前記材料の（Ｎａ+）イ
オン架橋体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体ま
たは前記材料の（Ｎａ+）イオン架橋体を挙げる事がで
き、これらの材料を単独又は混合物として用いることが
できる。
は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれであってもよ
い。本発明において好ましい結着剤は、例えば、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ス
チレンブタジエンゴム、テトラフルオロエチレン−ヘキ
サフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テト
ラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエー
テル共重合体（ＰＦＡ）、フッ化ビニリデン−ヘキサフ
ルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−クロロ
トリフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフル
オロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ樹脂）、ポリクロロト
リフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、フッ化ビニリデン
−ペンタフルオロプロピレン共重合体、プロピレン−テ
トラフルオロエチレン共重合体、エチレン−クロロトリ
フルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、フッ化ビニ
リデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエ
チレン共重合体、フッ化ビニリデン−パーフルオロメチ
ルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体、
エチレン−アクリル酸共重合体または前記材料の（Ｎａ
+）イオン架橋体、エチレン−メタクリル酸共重合体ま
たは前記材料の（Ｎａ+）イオン架橋体、エチレン−ア
クリル酸メチル共重合体または前記材料の（Ｎａ+）イ
オン架橋体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体ま
たは前記材料の（Ｎａ+）イオン架橋体を挙げる事がで
き、これらの材料を単独又は混合物として用いることが
できる。
【００３０】またこれらの材料の中でより好ましい材料
は、スチレンブタジエンゴム、ポリフッ化ビニリデン、
エチレン−アクリル酸共重合体または前記材料の（Ｎａ
+）イオン架橋体、エチレン−メタクリル酸共重合体ま
たは前記材料の（Ｎａ+）イオン架橋体、エチレン−ア
クリル酸メチル共重合体または前記材料の（Ｎａ+）イ
オン架橋体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体ま
たは前記材料の（Ｎａ +）イオン架橋体である。
は、スチレンブタジエンゴム、ポリフッ化ビニリデン、
エチレン−アクリル酸共重合体または前記材料の（Ｎａ
+）イオン架橋体、エチレン−メタクリル酸共重合体ま
たは前記材料の（Ｎａ+）イオン架橋体、エチレン−ア
クリル酸メチル共重合体または前記材料の（Ｎａ+）イ
オン架橋体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体ま
たは前記材料の（Ｎａ +）イオン架橋体である。
【００３１】本発明に用いられる負極用集電体として
は、本発明の電極集電体を用いることができる。また、
正極のみに本発明の電極集電体を用いる場合は、構成さ
れた電池において化学変化を起こさない電子伝導体であ
れば何でもよい。例えば、材料としてステンレス鋼、ニ
ッケル、銅、チタン、炭素、導電性樹脂などの他に、銅
やステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケルあるいはチ
タンを処理させたものが用いられる。形状は、フォイル
の他、フィルム、シート、ネット、パンチされたもの、
ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群、不織布体の成形体
などが用いられる。厚みは、特に限定されないが、１〜
５００μｍのものが用いられる。
は、本発明の電極集電体を用いることができる。また、
正極のみに本発明の電極集電体を用いる場合は、構成さ
れた電池において化学変化を起こさない電子伝導体であ
れば何でもよい。例えば、材料としてステンレス鋼、ニ
ッケル、銅、チタン、炭素、導電性樹脂などの他に、銅
やステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケルあるいはチ
タンを処理させたものが用いられる。形状は、フォイル
の他、フィルム、シート、ネット、パンチされたもの、
ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群、不織布体の成形体
などが用いられる。厚みは、特に限定されないが、１〜
５００μｍのものが用いられる。
【００３２】電極合剤には、導電剤や結着剤の他、フィ
ラー、分散剤、イオン伝導体、圧力増強剤及びその他の
各種添加剤を用いることができる。フィラーは、構成さ
れた電池において、化学変化を起こさない繊維状材料で
あれば何でも用いることができる。通常、ポリプロピレ
ン、ポリエチレンなどのオレフィン系ポリマー、ガラ
ス、炭素などの繊維が用いられる。フィラーの添加量は
特に限定されないが、電極合剤に対して０〜３０重量％
が好ましい。
ラー、分散剤、イオン伝導体、圧力増強剤及びその他の
各種添加剤を用いることができる。フィラーは、構成さ
れた電池において、化学変化を起こさない繊維状材料で
あれば何でも用いることができる。通常、ポリプロピレ
ン、ポリエチレンなどのオレフィン系ポリマー、ガラ
ス、炭素などの繊維が用いられる。フィラーの添加量は
特に限定されないが、電極合剤に対して０〜３０重量％
が好ましい。
【００３３】本発明における負極板と正極板の構成は、
少なくとも正極合剤面の対向面に負極合剤面が存在して
いることが好ましい。
少なくとも正極合剤面の対向面に負極合剤面が存在して
いることが好ましい。
【００３４】本発明に用いられる非水電解質は、溶媒
と、その溶媒に溶解するリチウム塩とから構成されてい
る。非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネ−ト
（ＥＣ）、プロピレンカ−ボネ−ト（ＰＣ）、ブチレン
カーボネート（ＢＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）
などの環状カーボネート類、ジメチルカーボネート（Ｄ
ＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチ
ルカーボネート（ＥＭＣ）、ジプロピルカーボネート
（ＤＰＣ）などの鎖状カーボネート類、ギ酸メチル、酢
酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルな
どの脂肪族カルボン酸エステル類、γ−ブチロラクトン
等のγ−ラクトン類、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭ
Ｅ）、１，２−ジエトキシエタン（ＤＥＥ）、エトキシ
メトキシエタン（ＥＭＥ）等の鎖状エーテル類、テトラ
ヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン等の環状
エーテル類、ジメチルスルホキシド、１，３−ジオキソ
ラン、ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルホルムア
ミド、ジオキソラン、アセトニトリル、プロピルニトリ
ル、ニトロメタン、エチルモノグライム、リン酸トリエ
ステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、ス
ルホラン、メチルスルホラン、１，３−ジメチル−２−
イミダゾリジノン、３−メチル−２−オキサゾリジノ
ン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラ
ン誘導体、エチルエーテル、１，３−プロパンサルト
ン、アニソール、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピ
ロリドン、などの非プロトン性有機溶媒を挙げることが
でき、これらの一種または二種以上を混合して使用す
る。なかでも環状カーボネートと鎖状カーボネートとの
混合系または環状カーボネートと鎖状カーボネート及び
脂肪族カルボン酸エステルとの混合系が好ましい。
と、その溶媒に溶解するリチウム塩とから構成されてい
る。非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネ−ト
（ＥＣ）、プロピレンカ−ボネ−ト（ＰＣ）、ブチレン
カーボネート（ＢＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）
などの環状カーボネート類、ジメチルカーボネート（Ｄ
ＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチ
ルカーボネート（ＥＭＣ）、ジプロピルカーボネート
（ＤＰＣ）などの鎖状カーボネート類、ギ酸メチル、酢
酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルな
どの脂肪族カルボン酸エステル類、γ−ブチロラクトン
等のγ−ラクトン類、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭ
Ｅ）、１，２−ジエトキシエタン（ＤＥＥ）、エトキシ
メトキシエタン（ＥＭＥ）等の鎖状エーテル類、テトラ
ヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン等の環状
エーテル類、ジメチルスルホキシド、１，３−ジオキソ
ラン、ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルホルムア
ミド、ジオキソラン、アセトニトリル、プロピルニトリ
ル、ニトロメタン、エチルモノグライム、リン酸トリエ
ステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、ス
ルホラン、メチルスルホラン、１，３−ジメチル−２−
イミダゾリジノン、３−メチル−２−オキサゾリジノ
ン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラ
ン誘導体、エチルエーテル、１，３−プロパンサルト
ン、アニソール、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチルピ
ロリドン、などの非プロトン性有機溶媒を挙げることが
でき、これらの一種または二種以上を混合して使用す
る。なかでも環状カーボネートと鎖状カーボネートとの
混合系または環状カーボネートと鎖状カーボネート及び
脂肪族カルボン酸エステルとの混合系が好ましい。
【００３５】これらの溶媒に溶解するリチウム塩として
は、例えばＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＢＦ 4 、ＬｉＰＦ6 、Ｌ
ｉＡｌＣｌ4、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＣｌ、Ｌ
ｉＣＦ3 ＳＯ3 、ＬｉＣＦ3 ＣＯ2 、Ｌｉ（ＣＦ3Ｓ
Ｏ2）2、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2、Ｌｉ
Ｂ10Ｃｌ10、低級脂肪族カルボン酸リチウム、ＬｉＣ
ｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、クロロボランリチウム、四フェ
ニルホウ酸リチウム、イミド類等を挙げることができ、
これらを使用する電解液等に単独又は二種以上を組み合
わせて使用することができるが、特にＬｉＰＦ6 を含ま
せることがより好ましい。
は、例えばＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＢＦ 4 、ＬｉＰＦ6 、Ｌ
ｉＡｌＣｌ4、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＣｌ、Ｌ
ｉＣＦ3 ＳＯ3 、ＬｉＣＦ3 ＣＯ2 、Ｌｉ（ＣＦ3Ｓ
Ｏ2）2、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2、Ｌｉ
Ｂ10Ｃｌ10、低級脂肪族カルボン酸リチウム、ＬｉＣ
ｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、クロロボランリチウム、四フェ
ニルホウ酸リチウム、イミド類等を挙げることができ、
これらを使用する電解液等に単独又は二種以上を組み合
わせて使用することができるが、特にＬｉＰＦ6 を含ま
せることがより好ましい。
【００３６】本発明における特に好ましい非水電解質
は、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネート
を少なくとも含み、支持塩としてＬｉＰＦ6 を含む電解
液である。これら電解質を電池内に添加する量は、特に
限定されないが、正極材料や負極材料の量や電池のサイ
ズによって必要量を用いることができる。支持電解質の
非水溶媒に対する溶解量は、特に限定されないが、０．
２〜２ｍｏｌ／ｌが好ましい。特に、０．５〜１．５ｍ
ｏｌ／ｌとすることがより好ましい。
は、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネート
を少なくとも含み、支持塩としてＬｉＰＦ6 を含む電解
液である。これら電解質を電池内に添加する量は、特に
限定されないが、正極材料や負極材料の量や電池のサイ
ズによって必要量を用いることができる。支持電解質の
非水溶媒に対する溶解量は、特に限定されないが、０．
２〜２ｍｏｌ／ｌが好ましい。特に、０．５〜１．５ｍ
ｏｌ／ｌとすることがより好ましい。
【００３７】また、電解液の他に次の様な固体電解質も
用いることができる。固体電解質としては、無機固体電
解質と有機固体電解質に分けられる。無機固体電解質に
は、Ｌｉの窒化物、ハロゲン化物、酸素酸塩などがよく
知られている。
用いることができる。固体電解質としては、無機固体電
解質と有機固体電解質に分けられる。無機固体電解質に
は、Ｌｉの窒化物、ハロゲン化物、酸素酸塩などがよく
知られている。
【００３８】なかでも、Ｌｉ4 ＳｉＯ4 、Ｌｉ4 ＳｉＯ
4 −ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、x Ｌｉ3 ＰＯ4 −(1-x)Lｉ4 Ｓ
ｉＯ4、Ｌｉ2 ＳｉＳ3 、Ｌｉ3 ＰＯ4 −Ｌｉ2Ｓ−Ｓｉ
Ｓ2、硫化リン化合物などが有効である。有機固体電解
質では、例えば、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピ
レンオキサイド、ポリホスファゼン、ポリアジリジン、
ポリエチレンスルフィド、ポリビニルアルコール、ポリ
フッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレンなど
やこれらの誘導体、混合物、複合体などのポリマー材料
が有効である。
4 −ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、x Ｌｉ3 ＰＯ4 −(1-x)Lｉ4 Ｓ
ｉＯ4、Ｌｉ2 ＳｉＳ3 、Ｌｉ3 ＰＯ4 −Ｌｉ2Ｓ−Ｓｉ
Ｓ2、硫化リン化合物などが有効である。有機固体電解
質では、例えば、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピ
レンオキサイド、ポリホスファゼン、ポリアジリジン、
ポリエチレンスルフィド、ポリビニルアルコール、ポリ
フッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレンなど
やこれらの誘導体、混合物、複合体などのポリマー材料
が有効である。
【００３９】さらに、放電や充放電特性を改良する目的
で、他の化合物を電解質に添加することも有効である。
例えば、トリエチルフォスファイト、トリエタノールア
ミン、環状エーテル、エチレンジアミン、ｎ−グライ
ム、ピリジン、ヘキサリン酸トリアミド、ニトロベンゼ
ン誘導体、クラウンエーテル類、第四級アンモニウム
塩、エチレングリコールジアルキルエーテル等を挙げる
ことができる。
で、他の化合物を電解質に添加することも有効である。
例えば、トリエチルフォスファイト、トリエタノールア
ミン、環状エーテル、エチレンジアミン、ｎ−グライ
ム、ピリジン、ヘキサリン酸トリアミド、ニトロベンゼ
ン誘導体、クラウンエーテル類、第四級アンモニウム
塩、エチレングリコールジアルキルエーテル等を挙げる
ことができる。
【００４０】本発明に用いられるセパレータとしては、
大きなイオン透過度を持ち、所定の機械的強度を持ち、
絶縁性の微多孔性薄膜が用いられる。また、一定温度以
上で孔を閉塞し、抵抗をあげる機能を持つことが好まし
い。耐有機溶剤性と疎水性からポリプロピレン、ポリエ
チレンなどの単独又は組み合わせたオレフィン系ポリマ
ーあるいはガラス繊維などからつくられたシートや不織
布または織布が用いられる。
大きなイオン透過度を持ち、所定の機械的強度を持ち、
絶縁性の微多孔性薄膜が用いられる。また、一定温度以
上で孔を閉塞し、抵抗をあげる機能を持つことが好まし
い。耐有機溶剤性と疎水性からポリプロピレン、ポリエ
チレンなどの単独又は組み合わせたオレフィン系ポリマ
ーあるいはガラス繊維などからつくられたシートや不織
布または織布が用いられる。
【００４１】セパレータの孔径は、電極シートより脱離
した正負極材料、結着剤、導電剤が透過しない範囲であ
ることが望ましく、例えば、０．０１〜１μｍであるも
のが望ましい。セパレータの厚みは、一般的には、１０
〜３００μｍが用いられる。また、空孔率は、電子やイ
オンの透過性と素材や膜圧に応じて決定されるが、一般
的には３０〜８０％であることが望ましい。
した正負極材料、結着剤、導電剤が透過しない範囲であ
ることが望ましく、例えば、０．０１〜１μｍであるも
のが望ましい。セパレータの厚みは、一般的には、１０
〜３００μｍが用いられる。また、空孔率は、電子やイ
オンの透過性と素材や膜圧に応じて決定されるが、一般
的には３０〜８０％であることが望ましい。
【００４２】また、ポリマー材料に、溶媒とその溶媒に
溶解するリチウム塩とから構成される有機電解液を吸収
保持させたものを正極合剤、負極合剤に含ませ、さらに
有機電解液を吸収保持するポリマーからなる多孔性のセ
パレータを正極、負極と一体化した電池を構成すること
も可能である。このポリマー材料としては、有機電解液
を吸収保持できるものであればよいが、特にフッ化ビニ
リデンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体が好まし
い。
溶解するリチウム塩とから構成される有機電解液を吸収
保持させたものを正極合剤、負極合剤に含ませ、さらに
有機電解液を吸収保持するポリマーからなる多孔性のセ
パレータを正極、負極と一体化した電池を構成すること
も可能である。このポリマー材料としては、有機電解液
を吸収保持できるものであればよいが、特にフッ化ビニ
リデンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体が好まし
い。
【００４３】電池の形状はコイン型、ボタン型、シート
型、積層型、円筒型、扁平型、角型、電気自動車等に用
いる大型のものなどいずれにも適用できる。
型、積層型、円筒型、扁平型、角型、電気自動車等に用
いる大型のものなどいずれにも適用できる。
【００４４】また、本発明の非水電解質二次電池は、携
帯情報端末、携帯電子機器、家庭用小型電力貯蔵装置、
自動二輪車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車等に
用いることができるが、特にこれらに限定されるわけで
はない。
帯情報端末、携帯電子機器、家庭用小型電力貯蔵装置、
自動二輪車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車等に
用いることができるが、特にこれらに限定されるわけで
はない。
【００４５】尚、本発明の電極集電体は、従来の金属製
の集電体よりも軽く、さらにフィラーが含まれているこ
とで集電効果も高いため、非水電解質二次電池に限られ
ず、他の一次電池及び二次電池の電池全般に使用するこ
とも可能である。従って、Ｎｉ−Ｃｄ電池、Ｎｉ−ＭＨ
電池、鉛電池等においても本発明による効果が得られ
る。
の集電体よりも軽く、さらにフィラーが含まれているこ
とで集電効果も高いため、非水電解質二次電池に限られ
ず、他の一次電池及び二次電池の電池全般に使用するこ
とも可能である。従って、Ｎｉ−Ｃｄ電池、Ｎｉ−ＭＨ
電池、鉛電池等においても本発明による効果が得られ
る。
【００４６】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。
明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。
【００４７】（実施例１）図１に本実施例で用いた円筒
形電池の縦断面図を示す。図１において１は耐有機電解
液性のステンレス鋼板を加工した電池ケース、２は安全
弁を設けた封口板、３は絶縁パッキングを示す。４は極
板群であり、正極板５及び負極板６がセパレータ７を介
して複数回渦巻状に巻回されてケース内に収納されてい
る。
形電池の縦断面図を示す。図１において１は耐有機電解
液性のステンレス鋼板を加工した電池ケース、２は安全
弁を設けた封口板、３は絶縁パッキングを示す。４は極
板群であり、正極板５及び負極板６がセパレータ７を介
して複数回渦巻状に巻回されてケース内に収納されてい
る。
【００４８】そして上記正極板５からは正極アルミリー
ド５ａが引き出されて封口板２に接続され、負極板６か
らは負極ニッケルリード６ａが引き出されて電池ケース
１の底部に接続されている。８は絶縁リングで極板群４
の上下部にそれぞれ設けられている。
ド５ａが引き出されて封口板２に接続され、負極板６か
らは負極ニッケルリード６ａが引き出されて電池ケース
１の底部に接続されている。８は絶縁リングで極板群４
の上下部にそれぞれ設けられている。
【００４９】負極合剤は、石油系コークスを加熱処理し
た炭素粉１００重量部に、スチレンブタジエンゴム３．
５重量部を混合し、カルボキシメチルセルロース水溶液
に懸濁させたペースト状のものを用いた。
た炭素粉１００重量部に、スチレンブタジエンゴム３．
５重量部を混合し、カルボキシメチルセルロース水溶液
に懸濁させたペースト状のものを用いた。
【００５０】負極集電体には、図２に示すように、アセ
チレンブラックを導電性フィラー１０として含む厚さ１
２μｍのポリエチレンシート１１の両面に、蒸着法によ
り形成した銅からなる厚さ１μｍの導電性薄膜１２を有
する厚さ０．０１５ｍｍのシートを用いた。この負極集
電体１２の両面に負極合剤のペーストを塗着し、乾燥後
０．２ｍｍに圧延し、幅３９ｍｍ、長さ４４０ｍｍの大
きさに切断して負極板６とした。
チレンブラックを導電性フィラー１０として含む厚さ１
２μｍのポリエチレンシート１１の両面に、蒸着法によ
り形成した銅からなる厚さ１μｍの導電性薄膜１２を有
する厚さ０．０１５ｍｍのシートを用いた。この負極集
電体１２の両面に負極合剤のペーストを塗着し、乾燥後
０．２ｍｍに圧延し、幅３９ｍｍ、長さ４４０ｍｍの大
きさに切断して負極板６とした。
【００５１】正極材料には、リチウムニッケル複合酸化
物粉末ＬｉＮｉ0.85Ｃｏ0.15Ｏ2を用いた。この正極材
料の合成には共沈法により合成した水酸化ニッケルを用
いた。すなわち、硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ4）水溶液と
硫酸コバルト（ＣｏＳＯ4）水溶液を混合し、温度及び
ｐＨを制御して沈殿を析出させ、ニッケルの一部をＣｏ
で置換した一般式Ｎｉ0.85Ｃｏ0.15（ＯＨ）2で表され
る水酸化ニッケルを合成した。水酸化リチウム一水和物
（ＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏ）と前記水酸化ニッケルＮｉ0 .85Ｃ
ｏ0.15（ＯＨ）2とを１：１の混合比で混合し、空気雰
囲気下、７００℃で５時間熱処理してリチウムニッケル
複合酸化物粉末を得た。
物粉末ＬｉＮｉ0.85Ｃｏ0.15Ｏ2を用いた。この正極材
料の合成には共沈法により合成した水酸化ニッケルを用
いた。すなわち、硫酸ニッケル（ＮｉＳＯ4）水溶液と
硫酸コバルト（ＣｏＳＯ4）水溶液を混合し、温度及び
ｐＨを制御して沈殿を析出させ、ニッケルの一部をＣｏ
で置換した一般式Ｎｉ0.85Ｃｏ0.15（ＯＨ）2で表され
る水酸化ニッケルを合成した。水酸化リチウム一水和物
（ＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏ）と前記水酸化ニッケルＮｉ0 .85Ｃ
ｏ0.15（ＯＨ）2とを１：１の混合比で混合し、空気雰
囲気下、７００℃で５時間熱処理してリチウムニッケル
複合酸化物粉末を得た。
【００５２】正極合剤は、前記正極活物質粉末１００重
量部に、アセチレンブラック５重量部、ポリフッ化ビニ
リデン（ＰＶＤＦ）５重量部を混合し、Ｎ−メチルピロ
リジノンに懸濁させたペースト状のものを用いた。
量部に、アセチレンブラック５重量部、ポリフッ化ビニ
リデン（ＰＶＤＦ）５重量部を混合し、Ｎ−メチルピロ
リジノンに懸濁させたペースト状のものを用いた。
【００５３】正極集電体には、図２に示すように、アセ
チレンブラックを導電性フィラー１０として含む厚さ１
８μｍポリエチレンのシート１１の両面に、蒸着法によ
り形成したアルミニウムからなる厚さ１μｍの導電性薄
膜１２を有する厚さ０．０２０ｍｍのシートを用いた。
この正極集電体１２の両面に正極合剤のペーストを塗着
し、乾燥後０．１３ｍｍに圧延し、幅３７ｍｍ、長さ４
００ｍｍの大きさに切断して正極板５とした。
チレンブラックを導電性フィラー１０として含む厚さ１
８μｍポリエチレンのシート１１の両面に、蒸着法によ
り形成したアルミニウムからなる厚さ１μｍの導電性薄
膜１２を有する厚さ０．０２０ｍｍのシートを用いた。
この正極集電体１２の両面に正極合剤のペーストを塗着
し、乾燥後０．１３ｍｍに圧延し、幅３７ｍｍ、長さ４
００ｍｍの大きさに切断して正極板５とした。
【００５４】電解液には、炭酸エチレン（ＥＣ）と炭酸
ジエチル（ＤＥＣ）の等容積混合溶媒に、六フッ化リン
酸リチウム（ＬｉＰＦ6）を１．５ｍｏｌ／ｌの割合で
溶解させたものを用いた。
ジエチル（ＤＥＣ）の等容積混合溶媒に、六フッ化リン
酸リチウム（ＬｉＰＦ6）を１．５ｍｏｌ／ｌの割合で
溶解させたものを用いた。
【００５５】正極板５と負極板６を、セパレータ７を介
して渦巻状に巻回し、直径１６．３ｍｍ、高さ５０．７
ｍｍの電池ケースに収納した。そして、電解液を極板群
4に注入した後、電池を密封口し、試験電池とした。
して渦巻状に巻回し、直径１６．３ｍｍ、高さ５０．７
ｍｍの電池ケースに収納した。そして、電解液を極板群
4に注入した後、電池を密封口し、試験電池とした。
【００５６】（比較例１）正極集電体および負極集電体
に導電性フィラーを含まないこと以外は実施例１と同様
の電池を作成した。
に導電性フィラーを含まないこと以外は実施例１と同様
の電池を作成した。
【００５７】（比較例２）正極集電体には厚さ０．０２
０ｍｍのアルミニウム製の箔を、負極集電体には厚さ
０．０１５ｍｍの銅製の箔を用いたこと以外は実施例１
と同様の電池を作成した。
０ｍｍのアルミニウム製の箔を、負極集電体には厚さ
０．０１５ｍｍの銅製の箔を用いたこと以外は実施例１
と同様の電池を作成した。
【００５８】作成した電池を最大電流６００ｍＡ、充電
終止電流５０ｍＡ、電圧４．２Ｖの条件で定電圧充電を
行った充電状態の電池について放電特性を調べた。この
充電状態の電池を放電電流１５０ｍＡ、７５０ｍＡ、１
５００ｍＡで、電圧２．５Ｖまで定電流で放電して容量
を測定し、その結果を（表１）に示す。
終止電流５０ｍＡ、電圧４．２Ｖの条件で定電圧充電を
行った充電状態の電池について放電特性を調べた。この
充電状態の電池を放電電流１５０ｍＡ、７５０ｍＡ、１
５００ｍＡで、電圧２．５Ｖまで定電流で放電して容量
を測定し、その結果を（表１）に示す。
【００５９】
【表１】
【００６０】また、実施例１、比較例１及び比較例２の
電池の重量はそれぞれ２１．８ｇ、２１．３ｇ、２４．
８ｇであった。このことから、１５０ｍＡ程度での放電
においては、比較例２の電池に比べ、比較例１及び実施
例１の電池は重量エネルギー密度が向上していることが
明らかである。
電池の重量はそれぞれ２１．８ｇ、２１．３ｇ、２４．
８ｇであった。このことから、１５０ｍＡ程度での放電
においては、比較例２の電池に比べ、比較例１及び実施
例１の電池は重量エネルギー密度が向上していることが
明らかである。
【００６１】しかし、放電電流値が大きくなると、比較
例１の電池の電池容量は著しく低下した。これは集電体
の導電性に起因すると考えられる。つまり、導電性薄膜
部の導電性が比較例２のような金属製の箔と比べて小さ
いため、高率放電時に十分集電がとれず、容量が低下す
ると考えられる。一方、実施例１の電池の電池容量は、
放電電流値が大きくなっても、比較例２とほぼ同等であ
った。
例１の電池の電池容量は著しく低下した。これは集電体
の導電性に起因すると考えられる。つまり、導電性薄膜
部の導電性が比較例２のような金属製の箔と比べて小さ
いため、高率放電時に十分集電がとれず、容量が低下す
ると考えられる。一方、実施例１の電池の電池容量は、
放電電流値が大きくなっても、比較例２とほぼ同等であ
った。
【００６２】つまり、本発明の集電体を用いた電池で
は、従来の集電体に金属製の箔を集電体に用いた電池と
比較しても高率放電特性を損なうことなく、重量エネル
ギー密度を向上させることができた。
は、従来の集電体に金属製の箔を集電体に用いた電池と
比較しても高率放電特性を損なうことなく、重量エネル
ギー密度を向上させることができた。
【００６３】
【発明の効果】以上のように本発明は、一部または全体
に導電性フィラーを含み、表面に導電性薄膜を有する樹
脂フィルムを電極集電体とし、この電極集電体を電池、
特に非水電解液二次電池に用いることにより、電池特性
を維持しつつ電池の軽量化を図ることができ、結果とし
て重量エネルギー密度に優れた電池を提供することが可
能となるものである。
に導電性フィラーを含み、表面に導電性薄膜を有する樹
脂フィルムを電極集電体とし、この電極集電体を電池、
特に非水電解液二次電池に用いることにより、電池特性
を維持しつつ電池の軽量化を図ることができ、結果とし
て重量エネルギー密度に優れた電池を提供することが可
能となるものである。
【図１】実施例における円筒型電池の縦断面図
【図２】実施例における本発明に係る電極集電体の断面
概念図
概念図
４ 極板群 ５ 正極板 ６ 負極板 １０ 導電性フィラー １１ 樹脂フィルム １２ 導電性薄膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩瀬 裕雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 新田 芳明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H017 AA03 AS02 BB12 CC01 DD05 DD06 EE05 EE06 EE07 5H029 AJ03 AK02 AK03 AK05 AK16 AK18 AL01 AL06 AL07 AL12 AL16 AL18 AL19 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 AM12 AM16 CJ08 CJ24 DJ07 DJ13 DJ15 EJ01 EJ04 EJ12
Claims (9)
- 【請求項１】 集電体上に電極材料層を形成した電極で
あって、前記集電体は一部または全体に導電性フィラー
を含み、表面に導電性薄膜を有する樹脂フィルムである
電極。 - 【請求項２】 導電性フィラーが炭素質材料、金属粉、
繊維状金属、多孔質金属材料のいずれか、またはこれら
の混合物である請求項１記載の電極。 - 【請求項３】 導電性薄膜が金属材料、炭素質材料のい
ずれか、またはこれらの混合物である請求項１記載の電
極。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の電極を
備えた電池。 - 【請求項５】 正極集電体の導電性薄膜がアルミニウム
である請求項４記載の電池。 - 【請求項６】 負極集電体の導電性薄膜が銅である請求
項４記載の電池。 - 【請求項７】 請求項１〜３のいずれかに記載の電極を
備えた非水電解質二次電池。 - 【請求項８】 正極集電体の導電性薄膜がアルミニウム
である請求項７記載の非水電解質二次電池。 - 【請求項９】 負極集電体の導電性薄膜が銅である請求
項７記載の非水電解質二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11166383A JP2000357517A (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | 電極とこれを用いた電池及び非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11166383A JP2000357517A (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | 電極とこれを用いた電池及び非水電解質二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000357517A true JP2000357517A (ja) | 2000-12-26 |
Family
ID=15830408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11166383A Pending JP2000357517A (ja) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | 電極とこれを用いた電池及び非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000357517A (ja) |
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-
1999
- 1999-06-14 JP JP11166383A patent/JP2000357517A/ja active Pending
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