JP2001167756A - 非水電解液二次電池の製造方法 - Google Patents
非水電解液二次電池の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 導電率の高い正極を得ることが出来る非水電
解液二次電池の製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明に係る非水電解液二次電池の製造
方法は、正極活物質、導電剤、結着剤及び有機溶媒から
なるペースト状正極合材を調製する工程と、芯体の表面
にペースト状正極合材を塗布し、これを電極形状に成形
して正極を作製する工程とを具えている。前記ペースト
状正極合材の調製工程は、有機溶媒に結着剤を溶かして
溶解溶液を調製する工程Ｐ１と、溶解溶液に正極活物質
及び導電剤を投入し、これらを混合して粉状正極合材を
作製する工程Ｐ２と、粉状正極合材に微量の有機溶媒を
投入して混練する処理を複数回繰り返して固練り状正極
合材を作製する工程Ｐ３と、固練り状正極合材に有機溶
媒を混合してペースト状正極合材を作製する工程Ｐ５と
を具えている。
解液二次電池の製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明に係る非水電解液二次電池の製造
方法は、正極活物質、導電剤、結着剤及び有機溶媒から
なるペースト状正極合材を調製する工程と、芯体の表面
にペースト状正極合材を塗布し、これを電極形状に成形
して正極を作製する工程とを具えている。前記ペースト
状正極合材の調製工程は、有機溶媒に結着剤を溶かして
溶解溶液を調製する工程Ｐ１と、溶解溶液に正極活物質
及び導電剤を投入し、これらを混合して粉状正極合材を
作製する工程Ｐ２と、粉状正極合材に微量の有機溶媒を
投入して混練する処理を複数回繰り返して固練り状正極
合材を作製する工程Ｐ３と、固練り状正極合材に有機溶
媒を混合してペースト状正極合材を作製する工程Ｐ５と
を具えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン電
池等の非水電解液二次電池の製造方法に関し、特に、導
電剤を含むペースト状正極合材を芯体の表面に塗布して
なる正極を具えた非水電解液二次電池の製造方法に関す
るものである。
池等の非水電解液二次電池の製造方法に関し、特に、導
電剤を含むペースト状正極合材を芯体の表面に塗布して
なる正極を具えた非水電解液二次電池の製造方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、電力貯蔵用や電気自動車用の
電源として、急激な出力変動に対応可能な非水電解液二
次電池が開発されており、その中でも、高い出力密度を
得ることが出来るリチウムイオン電池が注目されてい
る。
電源として、急激な出力変動に対応可能な非水電解液二
次電池が開発されており、その中でも、高い出力密度を
得ることが出来るリチウムイオン電池が注目されてい
る。
【０００３】リチウムイオン電池などの非水電解液二次
電池においては、円筒缶等の密閉容器内に巻き取り電極
体が収容され、巻き取り電極体は、それぞれ帯状の正極
と負極の間にセパレータを介在させて、これらを渦巻き
状に巻き取って構成され、セパレータには、有機電解液
が含浸されている。正極は、正極活物質を含む正極層を
芯体の表面に形成して構成され、負極は、負極活物質を
含む負極層を芯体の表面に形成して構成されている。巻
き取り電極体の正極側及び負極側の端部は、それぞれ集
電体を介して、密閉容器に取り付けられた正負一対の電
極端子部に連結されて、巻き取り電極体が発生する電力
を両電極端子部から外部へ取り出すことが出来るように
なっている。
電池においては、円筒缶等の密閉容器内に巻き取り電極
体が収容され、巻き取り電極体は、それぞれ帯状の正極
と負極の間にセパレータを介在させて、これらを渦巻き
状に巻き取って構成され、セパレータには、有機電解液
が含浸されている。正極は、正極活物質を含む正極層を
芯体の表面に形成して構成され、負極は、負極活物質を
含む負極層を芯体の表面に形成して構成されている。巻
き取り電極体の正極側及び負極側の端部は、それぞれ集
電体を介して、密閉容器に取り付けられた正負一対の電
極端子部に連結されて、巻き取り電極体が発生する電力
を両電極端子部から外部へ取り出すことが出来るように
なっている。
【０００４】上記リチウムイオン二次電池の正極は、次
の様にして作製される。先ず、正極活物質、導電性炭素
粉末及び結着剤を混合して正極混合材を調製し、この正
極混合材に有機溶媒を加え、これらを混練してペースト
状正極合材を調製する。このペースト状正極合材を芯体
の表面に塗布し、ペースト状正極合材に乾燥を施した
後、圧延を施して、正極層を形成する。この様にして得
られた電極板を所定の幅及び長さに切断して正極を作製
する。又、リチウムイオン二次電池の正極の製造方法と
しては、正極層の密度を向上させて電池容量を増大させ
るべく、次の方法が採用される。図３に示す如く、先
ず、正極活物質、結着剤及び導電性炭素粉末を混合して
正極混合材を調製する(工程Ｐ′１)。次に、この正極混
合材に有機溶媒を投入し、これらを混練して固練り状正
極合材を作製した後(工程Ｐ′２)、該固練り状正極合材
に有機溶媒を混合して、固練り状正極合材からペースト
状正極合材を作製する(工程Ｐ′３)。その後、このペー
スト状正極合材を用いて、上記製造方法と同様の方法に
より正極を作製する。
の様にして作製される。先ず、正極活物質、導電性炭素
粉末及び結着剤を混合して正極混合材を調製し、この正
極混合材に有機溶媒を加え、これらを混練してペースト
状正極合材を調製する。このペースト状正極合材を芯体
の表面に塗布し、ペースト状正極合材に乾燥を施した
後、圧延を施して、正極層を形成する。この様にして得
られた電極板を所定の幅及び長さに切断して正極を作製
する。又、リチウムイオン二次電池の正極の製造方法と
しては、正極層の密度を向上させて電池容量を増大させ
るべく、次の方法が採用される。図３に示す如く、先
ず、正極活物質、結着剤及び導電性炭素粉末を混合して
正極混合材を調製する(工程Ｐ′１)。次に、この正極混
合材に有機溶媒を投入し、これらを混練して固練り状正
極合材を作製した後(工程Ｐ′２)、該固練り状正極合材
に有機溶媒を混合して、固練り状正極合材からペースト
状正極合材を作製する(工程Ｐ′３)。その後、このペー
スト状正極合材を用いて、上記製造方法と同様の方法に
より正極を作製する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の製造方法により作製されたリチウム二次電池におい
ては、正極層の内部において、導電性炭素粉末が充分に
分散されておらず、導電性炭素粉末に包囲されていない
正極活物質が多い。このため、正極の導電率が低く、等
価直列抵抗(ＥＳＲ)が大きくなって、大きな電池出力が
得られない問題があった。尚、導電性炭素粉末に包囲さ
れていない正極活物質が多いことは、正極層を電子顕微
鏡を用いて観察することにより確認することが出来る。
電子顕微鏡を用いた場合、正極活物質、例えばＬｉＣｏ
Ｏ２粉末は白く、導電性炭素粉末は黒く観察される。上
記従来の製造方法により作製された正極の正極層を電子
顕微鏡を用いて観察すると、白い部分が多く観察され、
これは、導電性炭素粉末に包囲されていない正極活物質
が多いことを表わしている。本発明の目的は、導電率の
高い正極を得ることが出来る非水電解液二次電池の製造
方法を提供することである。
来の製造方法により作製されたリチウム二次電池におい
ては、正極層の内部において、導電性炭素粉末が充分に
分散されておらず、導電性炭素粉末に包囲されていない
正極活物質が多い。このため、正極の導電率が低く、等
価直列抵抗(ＥＳＲ)が大きくなって、大きな電池出力が
得られない問題があった。尚、導電性炭素粉末に包囲さ
れていない正極活物質が多いことは、正極層を電子顕微
鏡を用いて観察することにより確認することが出来る。
電子顕微鏡を用いた場合、正極活物質、例えばＬｉＣｏ
Ｏ２粉末は白く、導電性炭素粉末は黒く観察される。上
記従来の製造方法により作製された正極の正極層を電子
顕微鏡を用いて観察すると、白い部分が多く観察され、
これは、導電性炭素粉末に包囲されていない正極活物質
が多いことを表わしている。本発明の目的は、導電率の
高い正極を得ることが出来る非水電解液二次電池の製造
方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】本発明に係る非水電解液二
次電池の製造方法は、正極活物質、導電剤、結着剤及び
有機溶媒からなるペースト状正極合材を調製する工程
と、芯体の表面にペースト状正極合材を塗布し、これを
電極形状に成形して正極を作製する工程とを具えてい
る。前記ペースト状正極合材の調製工程は、有機溶媒に
結着剤を溶かして溶解溶液を調製する第１工程と、溶解
溶液に正極活物質及び導電剤を投入し、これらを混合し
て粉状正極合材を作製する第２工程と、粉状正極合材に
微量の有機溶媒を投入して混練する処理を複数回繰り返
して、粉状正極合材から固練り状正極合材を作製する第
３工程と、固練り状正極合材に有機溶媒を混合して、固
練り状正極合材からペースト状正極合材を作製する第４
工程とから構成されている。
次電池の製造方法は、正極活物質、導電剤、結着剤及び
有機溶媒からなるペースト状正極合材を調製する工程
と、芯体の表面にペースト状正極合材を塗布し、これを
電極形状に成形して正極を作製する工程とを具えてい
る。前記ペースト状正極合材の調製工程は、有機溶媒に
結着剤を溶かして溶解溶液を調製する第１工程と、溶解
溶液に正極活物質及び導電剤を投入し、これらを混合し
て粉状正極合材を作製する第２工程と、粉状正極合材に
微量の有機溶媒を投入して混練する処理を複数回繰り返
して、粉状正極合材から固練り状正極合材を作製する第
３工程と、固練り状正極合材に有機溶媒を混合して、固
練り状正極合材からペースト状正極合材を作製する第４
工程とから構成されている。
【０００７】本発明に係る非水電解液二次電池の製造方
法においては、第２工程で粉状正極合材を作製し、第３
工程において、粉状正極合材に微量の有機溶媒を投入し
て混練する処理を複数回繰り返すことによって粉状正極
合材を徐々にまとまりのある状態に変化させ、最終的に
ひとまとまりの固練り状の正極合材(固練り状正極合材)
を作製する。上述の如く粉状正極合材に有機溶媒を投入
して混練する処理を繰り返す過程で、導電剤が充分に分
散されて、多くの正極活物質が導電剤によって包囲され
ることになる。この様にして、導電率の高い正極が得ら
れる。
法においては、第２工程で粉状正極合材を作製し、第３
工程において、粉状正極合材に微量の有機溶媒を投入し
て混練する処理を複数回繰り返すことによって粉状正極
合材を徐々にまとまりのある状態に変化させ、最終的に
ひとまとまりの固練り状の正極合材(固練り状正極合材)
を作製する。上述の如く粉状正極合材に有機溶媒を投入
して混練する処理を繰り返す過程で、導電剤が充分に分
散されて、多くの正極活物質が導電剤によって包囲され
ることになる。この様にして、導電率の高い正極が得ら
れる。
【０００８】具体的には、溶解溶液の結着剤濃度は、２
５重量％以上３５重量％以下である。
５重量％以上３５重量％以下である。
【０００９】該具体的構成においては、例えば有機溶媒
としてＮＭＰ(Ｎ−メチル−２−ピロリドン)、結着剤と
してＰＶＤＦ(ポリフッ化ビニリデン)が採用される。溶
解溶液の結着剤濃度を２５重量％を下回る値に設定し
て、第２工程にて溶解溶液に所定量の正極活物質及び導
電剤を投入して混練した場合、上記第３工程にて得られ
る固練り状正極合材と同等の粘度を有する固練り状の正
極合材が形成されることになる。この様に、粉状正極合
材に有機溶媒を投入して混練する処理を複数回繰り返す
ことなく固練り状の正極合材が形成されるので、上記分
散効果が得られない。一方、溶解溶液の結着剤濃度が３
５重量％を上回る様に結着剤を投入した場合、溶解溶液
が飽和状態となって、結着剤の一部が溶解せずに溶解溶
液中に残存することとなる。従って、溶解溶液の結着剤
濃度は、上記範囲に設定することが好ましい。
としてＮＭＰ(Ｎ−メチル−２−ピロリドン)、結着剤と
してＰＶＤＦ(ポリフッ化ビニリデン)が採用される。溶
解溶液の結着剤濃度を２５重量％を下回る値に設定し
て、第２工程にて溶解溶液に所定量の正極活物質及び導
電剤を投入して混練した場合、上記第３工程にて得られ
る固練り状正極合材と同等の粘度を有する固練り状の正
極合材が形成されることになる。この様に、粉状正極合
材に有機溶媒を投入して混練する処理を複数回繰り返す
ことなく固練り状の正極合材が形成されるので、上記分
散効果が得られない。一方、溶解溶液の結着剤濃度が３
５重量％を上回る様に結着剤を投入した場合、溶解溶液
が飽和状態となって、結着剤の一部が溶解せずに溶解溶
液中に残存することとなる。従って、溶解溶液の結着剤
濃度は、上記範囲に設定することが好ましい。
【００１０】又、具体的には、第２工程における正極活
物質及び導電剤の合計の投入量は、溶解溶液に対して
３.５重量倍以上４.５重量倍以下である。
物質及び導電剤の合計の投入量は、溶解溶液に対して
３.５重量倍以上４.５重量倍以下である。
【００１１】該具体的構成においては、例えば正極活物
質としてＬｉＣｏＯ２粉末、導電剤として炭素粉末が採
用される。第２工程における正極活物質及び導電剤の合
計の投入量が３.５重量倍を下回る場合、第２工程にて
上記固練り状正極合材と同等の粘度を有する固練り状の
正極合材が形成されることになる。この様に、粉状正極
合材に有機溶媒を投入して混練する処理を複数回繰り返
すことなく固練り状の正極合材が形成されるので、上記
分散効果が得られない。一方、正極活物質及び導電剤の
合計の投入量が４.５重量倍を上回る場合、第３工程に
おいて、粉状正極合材が、一旦、まとまりのある固練り
状態に変化するが、その後、混練を続けると、分離して
粉状に戻る。従って、第２工程における正極活物質及び
導電剤の合計の投入量は、上記範囲に設定することが好
ましい。
質としてＬｉＣｏＯ２粉末、導電剤として炭素粉末が採
用される。第２工程における正極活物質及び導電剤の合
計の投入量が３.５重量倍を下回る場合、第２工程にて
上記固練り状正極合材と同等の粘度を有する固練り状の
正極合材が形成されることになる。この様に、粉状正極
合材に有機溶媒を投入して混練する処理を複数回繰り返
すことなく固練り状の正極合材が形成されるので、上記
分散効果が得られない。一方、正極活物質及び導電剤の
合計の投入量が４.５重量倍を上回る場合、第３工程に
おいて、粉状正極合材が、一旦、まとまりのある固練り
状態に変化するが、その後、混練を続けると、分離して
粉状に戻る。従って、第２工程における正極活物質及び
導電剤の合計の投入量は、上記範囲に設定することが好
ましい。
【００１２】更に具体的には、第３工程における有機溶
媒の１回当たりの投入量は、第１工程で調製された溶解
溶液に対して、１重量％以上５重量％以下である。
媒の１回当たりの投入量は、第１工程で調製された溶解
溶液に対して、１重量％以上５重量％以下である。
【００１３】第３工程における有機溶媒の１回当たりの
投入量が１重量％を下回る場合、粉状正極合材から固練
り状正極合材を得るために、粉状正極合材に有機溶媒を
投入して混練する処理を多数回、繰り返さなければなら
ず、第３工程に要する時間が長くなる。一方、有機溶媒
の１回当たりの投入量が５重量％を上回る場合、粉状正
極合材に有機溶媒を１回投入して混練するだけで、粉状
正極合材が上記固練り状正極合材と同等の粘度を有する
固練り状の正極合材が形成されることになる。この様
に、粉状正極合材に有機溶媒を投入して混練する処理を
複数回繰り返すことなく固練り状の正極合材が形成され
るので、上記分散効果が得られない。又、粉状正極合材
は、上述のごとく一旦、まとまりのある固練り状態に変
化するが、その後、混練を続けると、分離して粉状に戻
る。従って、第３工程における有機溶媒の１回当たりの
投入量は、上記範囲に設定することが好ましい。
投入量が１重量％を下回る場合、粉状正極合材から固練
り状正極合材を得るために、粉状正極合材に有機溶媒を
投入して混練する処理を多数回、繰り返さなければなら
ず、第３工程に要する時間が長くなる。一方、有機溶媒
の１回当たりの投入量が５重量％を上回る場合、粉状正
極合材に有機溶媒を１回投入して混練するだけで、粉状
正極合材が上記固練り状正極合材と同等の粘度を有する
固練り状の正極合材が形成されることになる。この様
に、粉状正極合材に有機溶媒を投入して混練する処理を
複数回繰り返すことなく固練り状の正極合材が形成され
るので、上記分散効果が得られない。又、粉状正極合材
は、上述のごとく一旦、まとまりのある固練り状態に変
化するが、その後、混練を続けると、分離して粉状に戻
る。従って、第３工程における有機溶媒の１回当たりの
投入量は、上記範囲に設定することが好ましい。
【００１４】
【発明の効果】本発明に係る非水電解液二次電池の製造
方法によれば、導電率の高い正極を得ることが出来る。
方法によれば、導電率の高い正極を得ることが出来る。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図２に示すリチウ
ムイオン二次電池に実施した形態につき、図面に沿って
具体的に説明する。図２は、本発明を実施すべき１８６
５０サイズの正極容量支配のリチウムイオン二次電池
(１)の構造を表わしており、正極(11)、負極(12)、セパ
レータ(13)、正極リード(14)、負極リード(15)、正極外
部端子(16)、負極缶(17)、及び封口蓋(18)等から密閉構
造の二次電池が構成されている。正極(11)及び負極(12)
は、セパレータ(13)を介して渦巻き状に巻き取られた状
態で負極缶(17)に収容されており、正極(11)は正極リー
ド(14)を介して封口蓋(18)に、負極(12)は負極リード(1
5)を介して負極缶(17)に接続されている。負極缶(17)と
封口蓋(18)との接合部には絶縁性のパッキング(20)が装
着されて、電池(１)の密閉化が施されている。正極外部
端子(16)と封口蓋(18)との間には、コイルスプリング(1
9)が設けられ、電池内圧が上昇したときに圧縮されて電
池内部のガスを大気中に放出し得る様になっている。
ムイオン二次電池に実施した形態につき、図面に沿って
具体的に説明する。図２は、本発明を実施すべき１８６
５０サイズの正極容量支配のリチウムイオン二次電池
(１)の構造を表わしており、正極(11)、負極(12)、セパ
レータ(13)、正極リード(14)、負極リード(15)、正極外
部端子(16)、負極缶(17)、及び封口蓋(18)等から密閉構
造の二次電池が構成されている。正極(11)及び負極(12)
は、セパレータ(13)を介して渦巻き状に巻き取られた状
態で負極缶(17)に収容されており、正極(11)は正極リー
ド(14)を介して封口蓋(18)に、負極(12)は負極リード(1
5)を介して負極缶(17)に接続されている。負極缶(17)と
封口蓋(18)との接合部には絶縁性のパッキング(20)が装
着されて、電池(１)の密閉化が施されている。正極外部
端子(16)と封口蓋(18)との間には、コイルスプリング(1
9)が設けられ、電池内圧が上昇したときに圧縮されて電
池内部のガスを大気中に放出し得る様になっている。
【００１６】上記リチウムイオン二次電池の正極は、図
１に示す工程によって製造される。先ず、有機溶媒とし
てのＮＭＰ(Ｎ−メチル−２−ピロリドン)に、結着剤と
してのＰＶＤＦ(ポリフッ化ビニリデン)を溶かして、溶
解溶液を調製する(工程Ｐ１)。ここで、溶解溶液の結着
剤(ＰＶＤＦ)濃度は、２５重量％以上３５重量％以下に
設定する。例えばＮＭＰ３８０ｇに対しＰＶＤＦ１５５
ｇを溶かして、ＰＶＤＦ濃度を２９％に設定する。
１に示す工程によって製造される。先ず、有機溶媒とし
てのＮＭＰ(Ｎ−メチル−２−ピロリドン)に、結着剤と
してのＰＶＤＦ(ポリフッ化ビニリデン)を溶かして、溶
解溶液を調製する(工程Ｐ１)。ここで、溶解溶液の結着
剤(ＰＶＤＦ)濃度は、２５重量％以上３５重量％以下に
設定する。例えばＮＭＰ３８０ｇに対しＰＶＤＦ１５５
ｇを溶かして、ＰＶＤＦ濃度を２９％に設定する。
【００１７】次に、前記溶解溶液に、正極活物質として
のＬｉＣｏＯ２粉末、及び導電剤としての炭素粉末を投
入し、これらを混合する(工程Ｐ２)。ここで、正極活物
質及び導電剤の合計の投入量は、前記溶解溶液に対して
３.５重量倍以上４.５重量倍以下に設定する。例えば、
ＬｉＣｏＯ２粉末及び炭素粉末を重量比１：０.０６の
比率で合計２２２４ｇ投入して、合計の投入量を溶解溶
液に対して４.１６倍に設定する。該工程Ｐ２によっ
て、粉状の正極合材(粉状正極合材)が形成されることに
なる。
のＬｉＣｏＯ２粉末、及び導電剤としての炭素粉末を投
入し、これらを混合する(工程Ｐ２)。ここで、正極活物
質及び導電剤の合計の投入量は、前記溶解溶液に対して
３.５重量倍以上４.５重量倍以下に設定する。例えば、
ＬｉＣｏＯ２粉末及び炭素粉末を重量比１：０.０６の
比率で合計２２２４ｇ投入して、合計の投入量を溶解溶
液に対して４.１６倍に設定する。該工程Ｐ２によっ
て、粉状の正極合材(粉状正極合材)が形成されることに
なる。
【００１８】続いて、前記粉状正極合材に微量の有機溶
媒ＮＭＰを投入して混練する処理を複数回繰り返す(工
程Ｐ３)。ここで、ＮＭＰの１回当たりの投入量は、上
記溶解溶液に対して、１重量％以上５重量％以下に設定
する。例えば、ＮＭＰを１０ｇずつ投入して、１回当た
りの投入量を溶解溶液に対して１.９重量％に設定し、
上記処理を４回繰り返す。該工程Ｐ３においては、粉状
正極合材は、徐々にまとまりのある状態に変化し、最終
的に、ひとまとまりの固練り状の正極合材(固練り状正
極合材)が形成されることになる。
媒ＮＭＰを投入して混練する処理を複数回繰り返す(工
程Ｐ３)。ここで、ＮＭＰの１回当たりの投入量は、上
記溶解溶液に対して、１重量％以上５重量％以下に設定
する。例えば、ＮＭＰを１０ｇずつ投入して、１回当た
りの投入量を溶解溶液に対して１.９重量％に設定し、
上記処理を４回繰り返す。該工程Ｐ３においては、粉状
正極合材は、徐々にまとまりのある状態に変化し、最終
的に、ひとまとまりの固練り状の正極合材(固練り状正
極合材)が形成されることになる。
【００１９】上述の如く作製された固練り状正極合材
を、更に２時間混練した後(工程Ｐ４)、該固練り状正極
合材に有機溶媒ＮＭＰを、例えば４００ｇ混合して、ペ
ースト状正極合材を作製する(工程Ｐ５)。
を、更に２時間混練した後(工程Ｐ４)、該固練り状正極
合材に有機溶媒ＮＭＰを、例えば４００ｇ混合して、ペ
ースト状正極合材を作製する(工程Ｐ５)。
【００２０】その後、このペースト状正極合材を、アル
ミニウム箔からなる芯体の表面に塗布し、ペースト状正
極合材に乾燥を施した後、圧延を施して正極層を形成す
る(工程Ｐ６)。この様にして得られた電極板を所定の幅
及び長さに切断して正極を作製する(工程Ｐ７)。
ミニウム箔からなる芯体の表面に塗布し、ペースト状正
極合材に乾燥を施した後、圧延を施して正極層を形成す
る(工程Ｐ６)。この様にして得られた電極板を所定の幅
及び長さに切断して正極を作製する(工程Ｐ７)。
【００２１】そして、上述の如く作製された正極を、図
２に示すリチウムイオン二次電池に組み込む。尚、負極
としては、銅箔からなる芯体の表面に負極活物質として
の炭素粉末を含む負極層を形成してなるものを、セパレ
ータとしてはポリプロピレン製のものを、電解液として
は、ＥＣ(エチレンカーボネート)とＤＭＣ(ジメチルカ
ーボネート)の混合溶液を用いることが出来る。
２に示すリチウムイオン二次電池に組み込む。尚、負極
としては、銅箔からなる芯体の表面に負極活物質として
の炭素粉末を含む負極層を形成してなるものを、セパレ
ータとしてはポリプロピレン製のものを、電解液として
は、ＥＣ(エチレンカーボネート)とＤＭＣ(ジメチルカ
ーボネート)の混合溶液を用いることが出来る。
【００２２】図１に示す製造方法においては、第３工程
Ｐ３にて粉状正極合材に有機溶媒ＮＭＰを投入して混練
する処理を複数回繰り返す過程で、炭素粉末が充分に分
散されて、多くのＬｉＣｏＯ２粉末が炭素粉末によって
包囲されることになる。尚、多くのＬｉＣｏＯ２粉末が
炭素粉末によって包囲されていることは、正極層を電子
顕微鏡を用いて観察することにより確認することが出来
る。即ち、上述の如く作製された正極の正極層を電子顕
微鏡を用いて観察すると、黒い部分が多く観察され、こ
れは、多くのＬｉＣｏＯ２粉末が炭素粉末によって包囲
されていることを表わしている。本発明によれば、上述
の如く多くのＬｉＣｏＯ２粉末が炭素粉末によって包囲
されるので、導電率の高い正極が得られる。
Ｐ３にて粉状正極合材に有機溶媒ＮＭＰを投入して混練
する処理を複数回繰り返す過程で、炭素粉末が充分に分
散されて、多くのＬｉＣｏＯ２粉末が炭素粉末によって
包囲されることになる。尚、多くのＬｉＣｏＯ２粉末が
炭素粉末によって包囲されていることは、正極層を電子
顕微鏡を用いて観察することにより確認することが出来
る。即ち、上述の如く作製された正極の正極層を電子顕
微鏡を用いて観察すると、黒い部分が多く観察され、こ
れは、多くのＬｉＣｏＯ２粉末が炭素粉末によって包囲
されていることを表わしている。本発明によれば、上述
の如く多くのＬｉＣｏＯ２粉末が炭素粉末によって包囲
されるので、導電率の高い正極が得られる。
【００２３】次に、溶解溶液の結着剤濃度、正極活物質
及び導電剤の合計の投入量、及び有機溶媒の１回当たり
の投入量をそれぞれ上記範囲に設定することの妥当性を
確認するために行なった実験の内容及び結果について説
明する。実施例 有機溶媒としてのＮＭＰ３８０ｇに、結着剤としてのＰ
ＶＤＦ１５５ｇを溶かして、ＰＶＤＦ濃度が２９％の溶
解溶液を調製した。次に、この溶解溶液に、正極活物質
としてのＬｉＣｏＯ２粉末及び導電剤としての炭素粉末
を、重量比１：０.０６の比率で、合計の重量が溶解溶
液の４.１６倍となる様に２２２４ｇ投入し、これらを
混合した。この様にして得られた正極合材に、溶解溶液
の１.９重量％である１０ｇの有機溶媒ＮＭＰを投入し
て混練する処理を４回繰り返した。
及び導電剤の合計の投入量、及び有機溶媒の１回当たり
の投入量をそれぞれ上記範囲に設定することの妥当性を
確認するために行なった実験の内容及び結果について説
明する。実施例 有機溶媒としてのＮＭＰ３８０ｇに、結着剤としてのＰ
ＶＤＦ１５５ｇを溶かして、ＰＶＤＦ濃度が２９％の溶
解溶液を調製した。次に、この溶解溶液に、正極活物質
としてのＬｉＣｏＯ２粉末及び導電剤としての炭素粉末
を、重量比１：０.０６の比率で、合計の重量が溶解溶
液の４.１６倍となる様に２２２４ｇ投入し、これらを
混合した。この様にして得られた正極合材に、溶解溶液
の１.９重量％である１０ｇの有機溶媒ＮＭＰを投入し
て混練する処理を４回繰り返した。
【００２４】比較例１ 有機溶媒としてのＮＭＰ５００ｇに、結着剤としてのＰ
ＶＤＦ１５５ｇを溶かして、ＰＶＤＦ濃度が２４％の溶
解溶液を調製した。次に、この溶解溶液に、正極活物質
としてのＬｉＣｏＯ２粉末及び導電性粉末としての炭素
粉末を、上記実施例と同一の重量比で、同一の合計重量
投入し、これらを混合した。
ＶＤＦ１５５ｇを溶かして、ＰＶＤＦ濃度が２４％の溶
解溶液を調製した。次に、この溶解溶液に、正極活物質
としてのＬｉＣｏＯ２粉末及び導電性粉末としての炭素
粉末を、上記実施例と同一の重量比で、同一の合計重量
投入し、これらを混合した。
【００２５】比較例２ 上記実施例と同一の溶解溶液を調製した。次に、この溶
解溶液に、正極活物質としてのＬｉＣｏＯ２粉末及び導
電性粉末としての炭素粉末を、重量比１：０.０６の比
率で、合計の重量が溶解溶液の３.４８倍となる様に１
８６０ｇ投入し、これらを混合した。比較例３ 上記実施例と同一の溶解溶液を調製した。次に、この溶
解溶液に、正極活物質としてのＬｉＣｏＯ２粉末及び導
電性粉末としての炭素粉末を、重量比１：０.０６の比
率で、合計の重量が溶解溶液の４.５２倍となる様に２
４２０ｇ投入し、これらを混合した。この様にして得ら
れた正極合材に、溶解溶液の１.９重量％である１０ｇ
の有機溶媒ＮＭＰを投入して混練する処理を４回繰り返
した。
解溶液に、正極活物質としてのＬｉＣｏＯ２粉末及び導
電性粉末としての炭素粉末を、重量比１：０.０６の比
率で、合計の重量が溶解溶液の３.４８倍となる様に１
８６０ｇ投入し、これらを混合した。比較例３ 上記実施例と同一の溶解溶液を調製した。次に、この溶
解溶液に、正極活物質としてのＬｉＣｏＯ２粉末及び導
電性粉末としての炭素粉末を、重量比１：０.０６の比
率で、合計の重量が溶解溶液の４.５２倍となる様に２
４２０ｇ投入し、これらを混合した。この様にして得ら
れた正極合材に、溶解溶液の１.９重量％である１０ｇ
の有機溶媒ＮＭＰを投入して混練する処理を４回繰り返
した。
【００２６】比較例４ 上記実施例と同一の溶解溶液を調製した。次に、この溶
解溶液に、正極活物質としてのＬｉＣｏＯ２粉末及び導
電性粉末としての炭素粉末を、上記実施例と同一の重量
比で、同一の合計重量投入し、これらを混合した。この
様にして得られた正極合材に、溶解溶液の５.２重量％
である２８ｇの有機溶媒ＮＭＰを投入して混練した。
解溶液に、正極活物質としてのＬｉＣｏＯ２粉末及び導
電性粉末としての炭素粉末を、上記実施例と同一の重量
比で、同一の合計重量投入し、これらを混合した。この
様にして得られた正極合材に、溶解溶液の５.２重量％
である２８ｇの有機溶媒ＮＭＰを投入して混練した。
【００２７】実験結果 実施例においては、溶解溶液にＬｉＣｏＯ２粉末及び炭
素粉末を投入して混合することによって、粉状の正極合
材が形成された。そして、この粉状の正極合材にＮＭＰ
を投入して混練する処理を４回繰り返すことによって、
粉状の正極合剤が徐々にまとまりのある状態となって、
最終的にひとまとまりの固練り状態となった。従って、
該実施例によれば、炭素粉末を充分に分散させることが
出来ると言える。
素粉末を投入して混合することによって、粉状の正極合
材が形成された。そして、この粉状の正極合材にＮＭＰ
を投入して混練する処理を４回繰り返すことによって、
粉状の正極合剤が徐々にまとまりのある状態となって、
最終的にひとまとまりの固練り状態となった。従って、
該実施例によれば、炭素粉末を充分に分散させることが
出来ると言える。
【００２８】比較例１においては、溶解溶液にＬｉＣｏ
Ｏ２粉末及び炭素粉末を投入して混合した段階で、固練
り状の正極合材が形成された。従って、粉状正極合材に
ＮＭＰを投入して混練する処理を複数回繰り返すことに
よって得られる上記分散効果が得られない。又、溶解溶
液のＰＶＤＦ濃度が３５重量％を上回る様にＰＶＤＦを
投入した場合、溶解溶液が飽和状態となって、ＰＶＤＦ
の一部が溶解せずに溶解溶液中に残存することとなる。
従って、ＰＶＤＦ濃度は、２５重量％以上３５重量％以
下に設定することが望ましいと言える。
Ｏ２粉末及び炭素粉末を投入して混合した段階で、固練
り状の正極合材が形成された。従って、粉状正極合材に
ＮＭＰを投入して混練する処理を複数回繰り返すことに
よって得られる上記分散効果が得られない。又、溶解溶
液のＰＶＤＦ濃度が３５重量％を上回る様にＰＶＤＦを
投入した場合、溶解溶液が飽和状態となって、ＰＶＤＦ
の一部が溶解せずに溶解溶液中に残存することとなる。
従って、ＰＶＤＦ濃度は、２５重量％以上３５重量％以
下に設定することが望ましいと言える。
【００２９】比較例２においては、溶解溶液にＬｉＣｏ
Ｏ２粉末及び炭素粉末を投入して混合した段階で、固練
り状の正極合材が形成された。従って、粉状正極合材に
ＮＭＰを投入して混練する処理を複数回繰り返すことに
よって得られる上記分散効果が得られない。一方、比較
例３においては、溶解溶液にＬｉＣｏＯ２粉末及び炭素
粉末を投入して混合した段階で、粉状の正極合材が得ら
れた。そして、粉状の正極合材にＮＭＰを投入して混練
する処理を繰り返す過程で、粉状の正極合材が、一旦、
まとまりのある固練り状態に変化したが、その後、混練
を続けると、分離して粉状に戻った。以上の結果から、
ＬｉＣｏＯ２粉末及び炭素粉末の合計の投入量は、溶解
溶液に対して３.５重量倍以上４.５重量倍以下に設定す
ることが望ましいと言える。
Ｏ２粉末及び炭素粉末を投入して混合した段階で、固練
り状の正極合材が形成された。従って、粉状正極合材に
ＮＭＰを投入して混練する処理を複数回繰り返すことに
よって得られる上記分散効果が得られない。一方、比較
例３においては、溶解溶液にＬｉＣｏＯ２粉末及び炭素
粉末を投入して混合した段階で、粉状の正極合材が得ら
れた。そして、粉状の正極合材にＮＭＰを投入して混練
する処理を繰り返す過程で、粉状の正極合材が、一旦、
まとまりのある固練り状態に変化したが、その後、混練
を続けると、分離して粉状に戻った。以上の結果から、
ＬｉＣｏＯ２粉末及び炭素粉末の合計の投入量は、溶解
溶液に対して３.５重量倍以上４.５重量倍以下に設定す
ることが望ましいと言える。
【００３０】比較例４においては、溶媒溶液にＬｉＣｏ
Ｏ２粉末及び炭素粉末を投入して混合した段階で粉状の
正極合材が得られ、この粉状正極合材にＮＭＰを１回投
入して混練するだけで、固練り状の正極合材が得られ
た。従って、粉状正極合材にＮＭＰを投入して混練する
処理を複数回繰り返すことによって得られる上記分散効
果が得られない。又、粉状正極合材は、上述の如く一
旦、まとまりのある固練り状態に変化したが、その後、
混練を続けると、分離して粉状に戻った。又、ＮＭＰの
１回当たりの投入量を溶媒溶液の１重量％未満に設定し
た場合、粉状正極合材から固練り状正極合材を得るため
に、粉状正極合材にＮＭＰを投入して混練する処理を多
数回、繰り返さなければならず、固練り状正極合材を得
るまでに要する時間が長くなる。従って、ＮＭＰの１回
当たりの投入量は、溶解溶液に対して１重量％以上５重
量％以下に設定することが望ましいと言える。
Ｏ２粉末及び炭素粉末を投入して混合した段階で粉状の
正極合材が得られ、この粉状正極合材にＮＭＰを１回投
入して混練するだけで、固練り状の正極合材が得られ
た。従って、粉状正極合材にＮＭＰを投入して混練する
処理を複数回繰り返すことによって得られる上記分散効
果が得られない。又、粉状正極合材は、上述の如く一
旦、まとまりのある固練り状態に変化したが、その後、
混練を続けると、分離して粉状に戻った。又、ＮＭＰの
１回当たりの投入量を溶媒溶液の１重量％未満に設定し
た場合、粉状正極合材から固練り状正極合材を得るため
に、粉状正極合材にＮＭＰを投入して混練する処理を多
数回、繰り返さなければならず、固練り状正極合材を得
るまでに要する時間が長くなる。従って、ＮＭＰの１回
当たりの投入量は、溶解溶液に対して１重量％以上５重
量％以下に設定することが望ましいと言える。
【図１】本発明の正極の製造方法を表わす工程図であ
る。
る。
【図２】本発明を実施すべきリチウムイオン二次電池の
断面図である。
断面図である。
【図３】従来のペースト状正極合材の製造方法を表わす
工程図である。
工程図である。
(１) リチウムイオン二次電池 (11) 正極 (12) 負極 (13) セパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西山 善之 大阪府大東市三洋町１番１号 三洋電子部 品株式会社内 Ｆターム(参考） 5H014 AA02 BB06 BB08 HH01 5H029 AJ02 AJ06 AK03 AL06 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 CJ08 CJ22 DJ08 HJ01
Claims (4)
- 【請求項１】 正極活物質、導電剤、結着剤及び有機溶
媒からなるペースト状正極合材を調製する工程と、芯体
の表面にペースト状正極合材を塗布し、これを電極形状
に成形して正極を作製する工程とを具えた非水電解液二
次電池の製造方法において、前記ペースト状正極合材の
調製工程は、 有機溶媒に結着剤を溶かして溶解溶液を調製する第１工
程と、 溶解溶液に正極活物質及び導電剤を投入し、これらを混
合して粉状正極合材を作製する第２工程と、 粉状正極合材に微量の有機溶媒を投入して混練する処理
を複数回繰り返して、粉状正極合材から固練り状正極合
材を作製する第３工程と、 固練り状正極合材に有機溶媒を混合して、固練り状正極
合材からペースト状正極合材を作製する第４工程とから
構成されていることを特徴とする非水電解液二次電池の
製造方法。 - 【請求項２】 溶解溶液の結着剤濃度は、２５重量％以
上３５重量％以下である請求項１に記載の非水電解液二
次電池の製造方法。 - 【請求項３】 第２工程における正極活物質及び導電剤
の合計の投入量は、溶解溶液に対して３.５重量倍以上
４.５重量倍以下である請求項２に記載の非水電解液二
次電池の製造方法。 - 【請求項４】 第３工程における有機溶媒の１回当たり
の投入量は、第１工程で調製された溶解溶液に対して、
１重量％以上５重量％以下である請求項３に記載の非水
電解液二次電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34743299A JP2001167756A (ja) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | 非水電解液二次電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34743299A JP2001167756A (ja) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | 非水電解液二次電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001167756A true JP2001167756A (ja) | 2001-06-22 |
Family
ID=18390202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34743299A Pending JP2001167756A (ja) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | 非水電解液二次電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001167756A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7662516B2 (en) | 2004-06-07 | 2010-02-16 | Panasonic Corporation | Electrode plate of positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method thereof |
| JP2010044871A (ja) * | 2008-08-08 | 2010-02-25 | Panasonic Corp | 電極合剤スラリーの製造方法 |
| WO2013179909A1 (ja) * | 2012-05-31 | 2013-12-05 | 三菱マテリアル株式会社 | リチウムイオン二次電池の電極及びその電極用ペーストの調製方法並びにその電極の作製方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07161350A (ja) * | 1993-12-08 | 1995-06-23 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | リチウム電池用電極スラリーの製造方法 |
| JPH09115522A (ja) * | 1995-10-19 | 1997-05-02 | Tosoh Corp | 電池用正極合剤 |
| JPH1154113A (ja) * | 1997-08-07 | 1999-02-26 | Toray Ind Inc | 非水二次電池の電極用合剤の製造方法 |
-
1999
- 1999-12-07 JP JP34743299A patent/JP2001167756A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07161350A (ja) * | 1993-12-08 | 1995-06-23 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | リチウム電池用電極スラリーの製造方法 |
| JPH09115522A (ja) * | 1995-10-19 | 1997-05-02 | Tosoh Corp | 電池用正極合剤 |
| JPH1154113A (ja) * | 1997-08-07 | 1999-02-26 | Toray Ind Inc | 非水二次電池の電極用合剤の製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7662516B2 (en) | 2004-06-07 | 2010-02-16 | Panasonic Corporation | Electrode plate of positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method thereof |
| JP2010044871A (ja) * | 2008-08-08 | 2010-02-25 | Panasonic Corp | 電極合剤スラリーの製造方法 |
| WO2013179909A1 (ja) * | 2012-05-31 | 2013-12-05 | 三菱マテリアル株式会社 | リチウムイオン二次電池の電極及びその電極用ペーストの調製方法並びにその電極の作製方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061023 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100205 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100628 |