JP2001236994A - 多孔性ポリマー電解質の製造方法及びそれを用いた非水電解質電池。 - Google Patents
多孔性ポリマー電解質の製造方法及びそれを用いた非水電解質電池。Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】孔分布が均一な多孔性ポリマー電解質の製造方
法を提案する。 【解決手段】多孔性ポリマー電解質の製造方法におい
て、ポリマーを溶媒に溶解した溶液を減圧状態に保持す
る工程を経る。
法を提案する。 【解決手段】多孔性ポリマー電解質の製造方法におい
て、ポリマーを溶媒に溶解した溶液を減圧状態に保持す
る工程を経る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多孔性ポリマー電
解質の製造方法及びそれを用いた非水電解質電池に関す
る。
解質の製造方法及びそれを用いた非水電解質電池に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の急激な小型軽量化に伴い、そ
の電源である電池に対して小型で軽量かつ高エネルギー
密度、更に繰り返し充放電が可能な二次電池への要求が
高まっている。また、大気汚染や二酸化炭素の増加等の
環境問題により、電気自動車の早期実用化が望まれてお
り、高効率、高出力、高エネルギー密度、軽量等の特徴
を有する優れた二次電池の開発が要望されている。
の電源である電池に対して小型で軽量かつ高エネルギー
密度、更に繰り返し充放電が可能な二次電池への要求が
高まっている。また、大気汚染や二酸化炭素の増加等の
環境問題により、電気自動車の早期実用化が望まれてお
り、高効率、高出力、高エネルギー密度、軽量等の特徴
を有する優れた二次電池の開発が要望されている。
【０００３】これらの要求を満たす二次電池として、非
水電解質を使用した二次電池が実用化されている。この
電池は、従来の水溶液電解液を使用した電池の数倍のエ
ネルギー密度を有している。その例として、正極にコバ
ルト複合酸化物、ニッケル複合酸化物又はスピネル型リ
チウムマンガン酸化物を用い、負極にリチウムが吸蔵・
放出可能な炭素材料などを用い、電解質として有機電解
液を用いた、高エネルギーで長寿命な４Ｖ級非水電解質
二次電池が実用化されている。
水電解質を使用した二次電池が実用化されている。この
電池は、従来の水溶液電解液を使用した電池の数倍のエ
ネルギー密度を有している。その例として、正極にコバ
ルト複合酸化物、ニッケル複合酸化物又はスピネル型リ
チウムマンガン酸化物を用い、負極にリチウムが吸蔵・
放出可能な炭素材料などを用い、電解質として有機電解
液を用いた、高エネルギーで長寿命な４Ｖ級非水電解質
二次電池が実用化されている。
【０００４】これらのリチウム系二次電池においては、
有機電解液を使用しているため、電解液が漏れやすいと
いう欠点を持ち、電池の密閉方法などの製造方法が複雑
であった。
有機電解液を使用しているため、電解液が漏れやすいと
いう欠点を持ち、電池の密閉方法などの製造方法が複雑
であった。
【０００５】また、電池が過充電された場合、有機電解
液の分解反応や正極活物質の分解反応などによって発生
した気体による電池内圧の上昇や、反応熱による電池温
度の上昇を引き起こし、電池の破裂、発火に至ってしま
い、安全性の点で問題がある。
液の分解反応や正極活物質の分解反応などによって発生
した気体による電池内圧の上昇や、反応熱による電池温
度の上昇を引き起こし、電池の破裂、発火に至ってしま
い、安全性の点で問題がある。
【０００６】そこで、液漏れのない電池系として、固体
ポリマー電解質を使用する電池が開発された。ポリマー
電解質は形状の自由度が高く、電解液を用いた場合と比
較して電池の安全性向上が図れることから、ポリマー電
解質を電池の電解質として適用することが試みられてい
る。ポリマー電解質は電解液と比較してイオン伝導率が
低いため、ポリマーに電解液を含浸させてゲル状電解質
を作製することにより、イオン伝導率の向上が試みられ
ている。
ポリマー電解質を使用する電池が開発された。ポリマー
電解質は形状の自由度が高く、電解液を用いた場合と比
較して電池の安全性向上が図れることから、ポリマー電
解質を電池の電解質として適用することが試みられてい
る。ポリマー電解質は電解液と比較してイオン伝導率が
低いため、ポリマーに電解液を含浸させてゲル状電解質
を作製することにより、イオン伝導率の向上が試みられ
ている。
【０００７】ポリマー電池の電解質として多孔性ポリマ
ー電解質を適用することが試みられている。さらに、電
極の孔中に多孔性ポリマー電解質を備えることにより、
電池に必要な電解液量を低減し、安全性を向上させるこ
とが試みられている。
ー電解質を適用することが試みられている。さらに、電
極の孔中に多孔性ポリマー電解質を備えることにより、
電池に必要な電解液量を低減し、安全性を向上させるこ
とが試みられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】多孔性ポリマー電解質
の作製方法としては、従来、溶媒抽出法が用いられてき
た。溶媒抽出法は、ポリマーを溶媒に溶解したポリマー
溶液の溶媒を、その溶媒とは相溶性でポリマーとは不溶
性の抽出溶媒を用いて抽出する方法である。この溶媒抽
出法を用いた場合、ポリマー溶液と抽出溶媒の接触面で
のみ溶媒置換がおこるために、得られた多孔性ポリマー
電解質の孔分布が不均一になるという問題点があった。
の作製方法としては、従来、溶媒抽出法が用いられてき
た。溶媒抽出法は、ポリマーを溶媒に溶解したポリマー
溶液の溶媒を、その溶媒とは相溶性でポリマーとは不溶
性の抽出溶媒を用いて抽出する方法である。この溶媒抽
出法を用いた場合、ポリマー溶液と抽出溶媒の接触面で
のみ溶媒置換がおこるために、得られた多孔性ポリマー
電解質の孔分布が不均一になるという問題点があった。
【０００９】また、多孔性ポリマー電解質の作製方法と
して、ポリマー溶液を加熱することによって溶媒を蒸発
させて除去する方法を用いた場合、蒸発速度が遅いため
に十分に多孔化できないという問題点があった。
して、ポリマー溶液を加熱することによって溶媒を蒸発
させて除去する方法を用いた場合、蒸発速度が遅いため
に十分に多孔化できないという問題点があった。
【００１０】そのため、電極の空孔中にこれらの方法で
作製した多孔性ポリマー電解質を備えた電極を用いた非
水電解質電池では、高率放電特性が低下するという問題
点があった。
作製した多孔性ポリマー電解質を備えた電極を用いた非
水電解質電池では、高率放電特性が低下するという問題
点があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、本発明の多孔性ポリマ
ー電解質の製造方法は、ポリマーを溶媒に溶解した溶液
を減圧状態に保持する工程を経ることを特徴とする。
するためになされたものであり、本発明の多孔性ポリマ
ー電解質の製造方法は、ポリマーを溶媒に溶解した溶液
を減圧状態に保持する工程を経ることを特徴とする。
【００１２】また本発明の電極の空孔中に多孔性ポリマ
ー電解質を備えた非水電解質電池用電極の製造方法は、
ポリマーを溶媒に溶解した溶液を電極の空孔中に保持さ
せ、その電極を減圧状態に保持する工程を経ることを特
徴とする。
ー電解質を備えた非水電解質電池用電極の製造方法は、
ポリマーを溶媒に溶解した溶液を電極の空孔中に保持さ
せ、その電極を減圧状態に保持する工程を経ることを特
徴とする。
【００１３】さらに本発明の非水電解質電池電池は、上
記方法で製造した多孔性ポリマー電解質を備えること、
または、正極と負極の少なくとも一方に、上記方法で製
造した電極を備えることを特徴とする。
記方法で製造した多孔性ポリマー電解質を備えること、
または、正極と負極の少なくとも一方に、上記方法で製
造した電極を備えることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の多孔性ポリマー電解質の
製造方法は、ポリマーを溶媒に溶解した溶液を減圧状態
に保持する工程を経ることを特徴とする。ポリマー溶液
を減圧状態に保持することにより、溶媒を蒸発させて除
去し、その結果多孔性ポリマーが得られる。その後、こ
の多孔性ポリマーに非水電解液を吸収させ、ポリマー部
分を非水電解液で膨潤させ、同時に孔部分に非水電解液
が保持された、多孔性ポリマー電解質とする。
製造方法は、ポリマーを溶媒に溶解した溶液を減圧状態
に保持する工程を経ることを特徴とする。ポリマー溶液
を減圧状態に保持することにより、溶媒を蒸発させて除
去し、その結果多孔性ポリマーが得られる。その後、こ
の多孔性ポリマーに非水電解液を吸収させ、ポリマー部
分を非水電解液で膨潤させ、同時に孔部分に非水電解液
が保持された、多孔性ポリマー電解質とする。
【００１５】ポリマー溶液を減圧状態に保持した場合、
溶媒の蒸発が沸騰によって溶液全体で一様におこるた
め、この工程を経て製造された多孔性ポリマー電解質
は、その孔分布が均一になる。なお、ポリマーを溶解す
る溶媒に沸点が高い溶媒を使用した場合には、ポリマー
溶液を減圧下で加熱するか、ポリマー溶液を加熱した後
に減圧することによって、同様の多孔化をおこない、孔
分布の均一な多孔性ポリマー電解質を製造することがで
きる。その結果、本発明による多孔性ポリマー電解質を
用いることによって、高率放電特性に優れた電池を作製
することができる。
溶媒の蒸発が沸騰によって溶液全体で一様におこるた
め、この工程を経て製造された多孔性ポリマー電解質
は、その孔分布が均一になる。なお、ポリマーを溶解す
る溶媒に沸点が高い溶媒を使用した場合には、ポリマー
溶液を減圧下で加熱するか、ポリマー溶液を加熱した後
に減圧することによって、同様の多孔化をおこない、孔
分布の均一な多孔性ポリマー電解質を製造することがで
きる。その結果、本発明による多孔性ポリマー電解質を
用いることによって、高率放電特性に優れた電池を作製
することができる。
【００１６】また、本発明の電極の空孔中に多孔性ポリ
マー電解質を備えた非水電解質電池用電極の製造方法
は、ポリマーを溶媒に溶解した溶液を電極の空孔中に保
持させ、前記電極を減圧状態に保持する工程を経ること
を特徴とする。この工程を経て製造された電極では、電
極の空孔中に存在する多孔性ポリマー電解質の孔分布が
均一になるため、高率放電特性に優れた電池を作製する
ことができる。
マー電解質を備えた非水電解質電池用電極の製造方法
は、ポリマーを溶媒に溶解した溶液を電極の空孔中に保
持させ、前記電極を減圧状態に保持する工程を経ること
を特徴とする。この工程を経て製造された電極では、電
極の空孔中に存在する多孔性ポリマー電解質の孔分布が
均一になるため、高率放電特性に優れた電池を作製する
ことができる。
【００１７】この場合も、多孔性ポリマー電解質の製造
方法と同様に、ポリマーを溶解する溶媒に沸点が高い溶
媒を使用した場合には、ポリマー溶液を空孔中に保持さ
せた電極を減圧下で加熱するか、ポリマー溶液を空孔中
に保持させた電極を加熱した後に減圧することによっ
て、同様の多孔化をおこない、孔分布の均一な多孔性ポ
リマー電解質を製造することができる。
方法と同様に、ポリマーを溶解する溶媒に沸点が高い溶
媒を使用した場合には、ポリマー溶液を空孔中に保持さ
せた電極を減圧下で加熱するか、ポリマー溶液を空孔中
に保持させた電極を加熱した後に減圧することによっ
て、同様の多孔化をおこない、孔分布の均一な多孔性ポ
リマー電解質を製造することができる。
【００１８】本発明の電極の空孔中に多孔性ポリマー電
解質を備えた電極は、正極のみまたは負極のみに使用し
てもよいし、正極および負極両方同時に使用してもよ
い。また、電極の空孔中に多孔性ポリマー電解質を備え
た電極と、電解質に多孔性ポリマー電解質を組み合せて
使用してもよい。
解質を備えた電極は、正極のみまたは負極のみに使用し
てもよいし、正極および負極両方同時に使用してもよ
い。また、電極の空孔中に多孔性ポリマー電解質を備え
た電極と、電解質に多孔性ポリマー電解質を組み合せて
使用してもよい。
【００１９】多孔性ポリマーの材質としては、ポリエチ
レンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテ
ル、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリフッ
化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン、ポリメチルメタク
リレート、ポリメチルアクリレート、ポリビニルアルコ
ール、ポリメタクリロニトリル、ポリビニルアセテー
ト、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリ
ブタジエン、ポリスチレン、ポリイソプレン、もしくは
これらの誘導体を、単独で、あるいは混合して用いるこ
とができる。また、上記ポリマーを構成する各種モノマ
ーを共重合させたポリマーを用いてもよい。
レンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテ
ル、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリフッ
化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン、ポリメチルメタク
リレート、ポリメチルアクリレート、ポリビニルアルコ
ール、ポリメタクリロニトリル、ポリビニルアセテー
ト、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリ
ブタジエン、ポリスチレン、ポリイソプレン、もしくは
これらの誘導体を、単独で、あるいは混合して用いるこ
とができる。また、上記ポリマーを構成する各種モノマ
ーを共重合させたポリマーを用いてもよい。
【００２０】ポリマー中に含有させる非水電解液の溶媒
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、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、
γ−ブチロラクトン、スルホラン、ジメチルスルホキシ
ド、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチル
アセトアミド、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジ
エトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテト
ラヒドロフラン、ジオキソラン、メチルアセテートもし
くはこれらの誘導体等の極性溶媒、もしくはこれらの混
合物を用いることができる。また、多孔性ポリマーのポ
リマー部分に含有させる電解液と細孔部分に含有させる
電解液とが異なっていてもよい。
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、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、
γ−ブチロラクトン、スルホラン、ジメチルスルホキシ
ド、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチル
アセトアミド、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジ
エトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテト
ラヒドロフラン、ジオキソラン、メチルアセテートもし
くはこれらの誘導体等の極性溶媒、もしくはこれらの混
合物を用いることができる。また、多孔性ポリマーのポ
リマー部分に含有させる電解液と細孔部分に含有させる
電解液とが異なっていてもよい。
【００２１】上記溶媒に含有させる塩としては、ＬｉＰ
Ｆ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＳＣ
Ｎ、ＬｉＩ、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、Ｌ
ｉＣＦ3ＣＯ2、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＮ（ＳＯ2
ＣＦ2ＣＦ3）2、ＬｉＮ（ＣＯＣＦ3）2およびＬｉＮ
（ＣＯＣＦ2ＣＦ3）2等のリチウム塩、もしくはこれら
の混合物を用いることができる。ポリマー中と非水電解
液中とで異なる塩を用いてもよい。
Ｆ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＳＣ
Ｎ、ＬｉＩ、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、Ｌ
ｉＣＦ3ＣＯ2、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＮ（ＳＯ2
ＣＦ2ＣＦ3）2、ＬｉＮ（ＣＯＣＦ3）2およびＬｉＮ
（ＣＯＣＦ2ＣＦ3）2等のリチウム塩、もしくはこれら
の混合物を用いることができる。ポリマー中と非水電解
液中とで異なる塩を用いてもよい。
【００２２】正極材料たるアルカリ金属を吸蔵放出可能
な化合物としては、次のような化合物を用いることがで
きる。無機化合物としては、組成式ＬｉxＭＯ2、叉はＬ
ｉyＭ2Ｏ4（ただし、Ｍは遷移金属、０≦ｘ≦１、０≦
ｙ≦２）で表される、複合酸化物、トンネル状の空孔を
有する酸化物、層状構造の金属カルコゲン化物を用いる
ことができる。その具体例としては、ＬｉＣｏＯ2、Ｌ
ｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、Ｌｉ2Ｍｎ2Ｏ4、ＭｎＯ2、
ＦｅＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13、ＴｉＯ2、ＴｉＳ2等が挙げ
られる。また、有機化合物としては、例えばポリアニリ
ン等の導電性ポリマー等が挙げられる。さらに、無機化
合物、有機化合物を問わず、上記各種活物質を混合して
用いてもよい。
な化合物としては、次のような化合物を用いることがで
きる。無機化合物としては、組成式ＬｉxＭＯ2、叉はＬ
ｉyＭ2Ｏ4（ただし、Ｍは遷移金属、０≦ｘ≦１、０≦
ｙ≦２）で表される、複合酸化物、トンネル状の空孔を
有する酸化物、層状構造の金属カルコゲン化物を用いる
ことができる。その具体例としては、ＬｉＣｏＯ2、Ｌ
ｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、Ｌｉ2Ｍｎ2Ｏ4、ＭｎＯ2、
ＦｅＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13、ＴｉＯ2、ＴｉＳ2等が挙げ
られる。また、有機化合物としては、例えばポリアニリ
ン等の導電性ポリマー等が挙げられる。さらに、無機化
合物、有機化合物を問わず、上記各種活物質を混合して
用いてもよい。
【００２３】負極材料たる化合物としては、グラファイ
ト、カーボン等の炭素質材料、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｓ
ｎ、Ｚｎ、Ｃｄ等とリチウムとの合金、ＬｉＦｅ2Ｏ3、
ＷＯ2等の遷移金属複合酸化物、ＷＯ2、ＭｏＯ2等の遷
移金属酸化物、Ｌｉ5（Ｌｉ3Ｎ）等のリチウムを含む窒
化物、もしくは金属リチウム箔、またはこれらの混合物
を用いてもよい。
ト、カーボン等の炭素質材料、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｓ
ｎ、Ｚｎ、Ｃｄ等とリチウムとの合金、ＬｉＦｅ2Ｏ3、
ＷＯ2等の遷移金属複合酸化物、ＷＯ2、ＭｏＯ2等の遷
移金属酸化物、Ｌｉ5（Ｌｉ3Ｎ）等のリチウムを含む窒
化物、もしくは金属リチウム箔、またはこれらの混合物
を用いてもよい。
【００２４】
【実施例】以下、本発明を好適な実施例を用いて説明す
る。
る。
【００２５】［実施例１］種々の製造方法により多孔性
ポリマーを製造し、この多孔性ポリマーを正極と負極間
に備えて、非水電解液を吸収させて多孔性ポリマー電解
質として使用した非水電解質電池を作製し、その特性を
比較した。多孔性ポリマーの原料としては、分子量６
０，０００のＰＶｄＦを使用した。 １）多孔性ポリマー（ａ）の製造方法 ＰＶｄＦ粉末１０ｇを９０ｇのエチルメチルケトンに溶
解した溶液を、平坦なガラス板上に塗布し、５，０００
Ｐａの減圧状態で２時間保持することにより、多孔性Ｐ
ＶｄＦ膜ａを得た。 ２）多孔性ポリマー（ｂ）の製造方法 ＰＶｄＦ粉末１０ｇを９０ｇのエチルメチルケトンに溶
解した溶液を、平坦なガラス板上に塗布し、５，０００
Ｐａの減圧状態、８０℃で１時間保持することにより、
多孔性ＰＶｄＦ膜ｂを得た。 ３）多孔性ポリマー（ｃ）の製造方法 ＰＶｄＦ粉末１０ｇを９０ｇのエチルメチルケトンに溶
解した溶液を、平坦なガラス板上に塗布し、常圧、８０
℃で４時間保持することにより、多孔性ＰＶｄＦ膜ｃを
得た。 ４）多孔性ポリマー（ｄ）の製造方法 ＰＶｄＦ粉末１０ｇを９０ｇのエチルメチルケトンに溶
解した溶液を、平坦なガラス板上に塗布し、ガラス板ご
と水中に３時間浸漬することにより、多孔性ＰＶｄＦ膜
ｄを得た。
ポリマーを製造し、この多孔性ポリマーを正極と負極間
に備えて、非水電解液を吸収させて多孔性ポリマー電解
質として使用した非水電解質電池を作製し、その特性を
比較した。多孔性ポリマーの原料としては、分子量６
０，０００のＰＶｄＦを使用した。 １）多孔性ポリマー（ａ）の製造方法 ＰＶｄＦ粉末１０ｇを９０ｇのエチルメチルケトンに溶
解した溶液を、平坦なガラス板上に塗布し、５，０００
Ｐａの減圧状態で２時間保持することにより、多孔性Ｐ
ＶｄＦ膜ａを得た。 ２）多孔性ポリマー（ｂ）の製造方法 ＰＶｄＦ粉末１０ｇを９０ｇのエチルメチルケトンに溶
解した溶液を、平坦なガラス板上に塗布し、５，０００
Ｐａの減圧状態、８０℃で１時間保持することにより、
多孔性ＰＶｄＦ膜ｂを得た。 ３）多孔性ポリマー（ｃ）の製造方法 ＰＶｄＦ粉末１０ｇを９０ｇのエチルメチルケトンに溶
解した溶液を、平坦なガラス板上に塗布し、常圧、８０
℃で４時間保持することにより、多孔性ＰＶｄＦ膜ｃを
得た。 ４）多孔性ポリマー（ｄ）の製造方法 ＰＶｄＦ粉末１０ｇを９０ｇのエチルメチルケトンに溶
解した溶液を、平坦なガラス板上に塗布し、ガラス板ご
と水中に３時間浸漬することにより、多孔性ＰＶｄＦ膜
ｄを得た。
【００２６】つぎに、正極板と負極板を作製した。正極
板は、活物質であるリチウムコバルト複合酸化物９１部
と結着剤であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）６部
と導電剤であるアセチレンブラック３部とを混合し、適
宜ＮＭＰをくわえてペースト状に調製した後、集電体で
ある厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に塗布、乾燥
することによって得た。負極板は、活物質であるグラフ
ァイト（黒鉛）９２部と結着剤であるＰＶｄＦ８部とを
混合し、適宜ＮＭＰを加えてペースト状に調整したもの
を集電体である厚さ１４μｍの銅箔の両面に塗布、乾燥
することによって得た。
板は、活物質であるリチウムコバルト複合酸化物９１部
と結着剤であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）６部
と導電剤であるアセチレンブラック３部とを混合し、適
宜ＮＭＰをくわえてペースト状に調製した後、集電体で
ある厚さ２０μｍのアルミニウム箔の両面に塗布、乾燥
することによって得た。負極板は、活物質であるグラフ
ァイト（黒鉛）９２部と結着剤であるＰＶｄＦ８部とを
混合し、適宜ＮＭＰを加えてペースト状に調整したもの
を集電体である厚さ１４μｍの銅箔の両面に塗布、乾燥
することによって得た。
【００２７】つぎに、正極板と負極板の間に多孔性ポリ
マーａ、ｂ、ｃ、ｄを挟み、これらを重ねて巻回して電
極群とし、この電極群を高さ４７．０ｍｍ、幅２２．２
ｍｍ、厚さ６．４ｍｍのステンレスケース中に挿入し
て、角形電池を組み立てた。
マーａ、ｂ、ｃ、ｄを挟み、これらを重ねて巻回して電
極群とし、この電極群を高さ４７．０ｍｍ、幅２２．２
ｍｍ、厚さ６．４ｍｍのステンレスケース中に挿入し
て、角形電池を組み立てた。
【００２８】この電池の内部に、正極板、負極板及び多
孔性ポリマーの空孔体積に対して１１０％の電解液を真
空注液によって加えた。電解液としては、エチレンカー
ボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）と
を体積比率１：１で混合し、１ｍｏｌ／ｌのＬｉＰＦ6
を加えたものを用いた。このようにして、公称容量４０
０ｍＡｈの非水電解質電池を得た。多孔性ポリマー
（ａ）を用いた電池を電池（Ａ）、多孔性ポリマー
（ｂ）を用いた電池を電池（Ｂ）、多孔性ポリマー
（ｃ）を用いた電池を電池（Ｃ）、多孔性ポリマー
（ｄ）を用いた電池を電池（Ｄ）とした。
孔性ポリマーの空孔体積に対して１１０％の電解液を真
空注液によって加えた。電解液としては、エチレンカー
ボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）と
を体積比率１：１で混合し、１ｍｏｌ／ｌのＬｉＰＦ6
を加えたものを用いた。このようにして、公称容量４０
０ｍＡｈの非水電解質電池を得た。多孔性ポリマー
（ａ）を用いた電池を電池（Ａ）、多孔性ポリマー
（ｂ）を用いた電池を電池（Ｂ）、多孔性ポリマー
（ｃ）を用いた電池を電池（Ｃ）、多孔性ポリマー
（ｄ）を用いた電池を電池（Ｄ）とした。
【００２９】電池（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）を用
いて、２５℃において４００ｍＡの電流で４．１Ｖまで
充電し、続いて４．１Ｖの定電圧で３時間充電した後、
８００ｍＡの電流で２．７５Ｖまで放電した。図１は、
これらの電池の放電特性を比較したものである。本発明
による製造方法で得た多孔性ポリマー電解質を用いた電
池（Ａ）および（Ｂ）は、従来の製造方法で得た多孔性
ポリマー電解質を用いた電池（Ｃ）および（Ｄ）と比較
して分極が小さく、優れた高率放電性能を示した。
いて、２５℃において４００ｍＡの電流で４．１Ｖまで
充電し、続いて４．１Ｖの定電圧で３時間充電した後、
８００ｍＡの電流で２．７５Ｖまで放電した。図１は、
これらの電池の放電特性を比較したものである。本発明
による製造方法で得た多孔性ポリマー電解質を用いた電
池（Ａ）および（Ｂ）は、従来の製造方法で得た多孔性
ポリマー電解質を用いた電池（Ｃ）および（Ｄ）と比較
して分極が小さく、優れた高率放電性能を示した。
【００３０】［実施例２］つぎに、種々の製造方法によ
り、空孔中に多孔性ポリマーを備えた非水電解質電池用
正極を製造し、この正極を使用した非水電解質電池を作
製し、正極の空孔中の多孔性ポリマーに非水電解液を吸
収させて多孔性ポリマー電解質とした非水電解質電池を
作製し、その特性を比較した。多孔性ポリマーの原料と
しては、分子量６０，０００のＰＶｄＦを使用した。 １）正極ｅの製造方法 実施例１で作製した正極板の両面にＰＶｄＦ粉末１０ｇ
を９０ｇのエチルメチルケトンに溶解した溶液を塗布
し、表面の余分な溶液を取り除いた後、５，０００Ｐａ
の減圧状態で２時間保持することにより、空孔中に多孔
性ＰＶｄＦ膜を備えた正極ｅを得た。 ２）正極ｆの製造方法 実施例１で作製した正極板の両面にＰＶｄＦ粉末１０ｇ
を９０ｇのエチルメチルケトンに溶解した溶液を塗布
し、表面の余分な溶液を取り除いた後、５，０００Ｐａ
の減圧状態、８０℃で１時間保持することにより、空孔
中に多孔性ＰＶｄＦ膜を備えた正極ｆを得た。 ３）正極ｇの製造方法 実施例１で作製した正極板の両面にＰＶｄＦ粉末１０ｇ
を９０ｇのエチルメチルケトンに溶解した溶液を塗布
し、表面の余分な溶液を取り除いた後、常圧、８０℃で
４時間保持することにより、空孔中に多孔性ＰＶｄＦ膜
を備えた正極ｇを得た。 ４）正極ｈの製造方法 実施例１で作製した正極板の両面にＰＶｄＦ粉末１０ｇ
を９０ｇのエチルメチルケトンに溶解した溶液を塗布
し、表面の余分な溶液を取り除いた後、水中に３時間浸
漬することにより、空孔中に多孔性ＰＶｄＦ膜を備えた
正極ｈを得た。
り、空孔中に多孔性ポリマーを備えた非水電解質電池用
正極を製造し、この正極を使用した非水電解質電池を作
製し、正極の空孔中の多孔性ポリマーに非水電解液を吸
収させて多孔性ポリマー電解質とした非水電解質電池を
作製し、その特性を比較した。多孔性ポリマーの原料と
しては、分子量６０，０００のＰＶｄＦを使用した。 １）正極ｅの製造方法 実施例１で作製した正極板の両面にＰＶｄＦ粉末１０ｇ
を９０ｇのエチルメチルケトンに溶解した溶液を塗布
し、表面の余分な溶液を取り除いた後、５，０００Ｐａ
の減圧状態で２時間保持することにより、空孔中に多孔
性ＰＶｄＦ膜を備えた正極ｅを得た。 ２）正極ｆの製造方法 実施例１で作製した正極板の両面にＰＶｄＦ粉末１０ｇ
を９０ｇのエチルメチルケトンに溶解した溶液を塗布
し、表面の余分な溶液を取り除いた後、５，０００Ｐａ
の減圧状態、８０℃で１時間保持することにより、空孔
中に多孔性ＰＶｄＦ膜を備えた正極ｆを得た。 ３）正極ｇの製造方法 実施例１で作製した正極板の両面にＰＶｄＦ粉末１０ｇ
を９０ｇのエチルメチルケトンに溶解した溶液を塗布
し、表面の余分な溶液を取り除いた後、常圧、８０℃で
４時間保持することにより、空孔中に多孔性ＰＶｄＦ膜
を備えた正極ｇを得た。 ４）正極ｈの製造方法 実施例１で作製した正極板の両面にＰＶｄＦ粉末１０ｇ
を９０ｇのエチルメチルケトンに溶解した溶液を塗布
し、表面の余分な溶液を取り除いた後、水中に３時間浸
漬することにより、空孔中に多孔性ＰＶｄＦ膜を備えた
正極ｈを得た。
【００３１】つぎに、これら正極（ｅ）、（ｆ）、
（ｇ）、（ｈ）と、実施例１で使用したのと同じ負極を
組み合せ、正極と負極間にセパレータとしてのポリエチ
リン微多孔膜を挟み、実施例１と同様にして、公称容量
４００ｍＡｈの角形非水電解質電池を得た。多孔性ポリ
マー（ｅ）を用いた電池を電池（Ｅ）、多孔性ポリマー
（ｆ）を用いた電池を電池（Ｆ）、多孔性ポリマー
（ｇ）を用いた電池を電池（Ｇ）、多孔性ポリマー
（ｈ）を用いた電池を電池（Ｈ）とした。
（ｇ）、（ｈ）と、実施例１で使用したのと同じ負極を
組み合せ、正極と負極間にセパレータとしてのポリエチ
リン微多孔膜を挟み、実施例１と同様にして、公称容量
４００ｍＡｈの角形非水電解質電池を得た。多孔性ポリ
マー（ｅ）を用いた電池を電池（Ｅ）、多孔性ポリマー
（ｆ）を用いた電池を電池（Ｆ）、多孔性ポリマー
（ｇ）を用いた電池を電池（Ｇ）、多孔性ポリマー
（ｈ）を用いた電池を電池（Ｈ）とした。
【００３２】電池（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）を用
いて、実施例１と同様の条件で充放電を行った。図２
は、これらの電池の放電特性を比較したものである。本
発明による製造方法で得た空孔中に多孔性ポリマーを備
えた正極を用いた電池（Ｅ）および（Ｆ）は、従来の製
造方法で得た空孔中に多孔性ポリマーを備えた正極を用
いた電池（Ｇ）および（Ｈ）と比較して分極が小さく、
優れた高率放電性能を示した。
いて、実施例１と同様の条件で充放電を行った。図２
は、これらの電池の放電特性を比較したものである。本
発明による製造方法で得た空孔中に多孔性ポリマーを備
えた正極を用いた電池（Ｅ）および（Ｆ）は、従来の製
造方法で得た空孔中に多孔性ポリマーを備えた正極を用
いた電池（Ｇ）および（Ｈ）と比較して分極が小さく、
優れた高率放電性能を示した。
【００３３】［実施例３］つぎに、種々の製造方法によ
り、空孔中に多孔性ポリマーを備えた非水電解質電池用
負極を製造し、この負極を使用した非水電解質電池を作
製し、負極の空孔中の多孔性ポリマーに非水電解液を吸
収させて多孔性ポリマー電解質とした非水電解質電池を
作製し、その特性を比較した。多孔性ポリマーの原料と
しては、分子量６０，０００のＰＶｄＦを使用した。 １）負極ｉの製造方法 実施例１で作製した負極板の両面にＰＶｄＦ粉末１０ｇ
を９０ｇのエチルメチルケトンに溶解した溶液を塗布
し、表面の余分な溶液を取り除いた後、５，０００Ｐａ
の減圧状態で２時間保持することにより、空孔中に多孔
性ＰＶｄＦ膜を備えた負極ｉを得た。 ２）負極ｊの製造方法 実施例１で作製した負極板の両面にＰＶｄＦ粉末１０ｇ
を９０ｇのエチルメチルケトンに溶解した溶液を塗布
し、表面の余分な溶液を取り除いた後、５，０００Ｐａ
の減圧状態、８０℃で１時間保持することにより、空孔
中に多孔性ＰＶｄＦ膜を備えた負極ｊを得た。 ３）負極ｋの製造方法 実施例１で作製した負極板の両面にＰＶｄＦ粉末１０ｇ
を９０ｇのエチルメチルケトンに溶解した溶液を塗布
し、表面の余分な溶液を取り除いた後、常圧、８０℃で
４時間保持することにより、空孔中に多孔性ＰＶｄＦ膜
を備えた負極ｋを得た。 ４）負極ｌの製造方法 実施例１で作製した負極板の両面にＰＶｄＦ粉末１０ｇ
を９０ｇのエチルメチルケトンに溶解した溶液を塗布
し、表面の余分な溶液を取り除いた後、水中に３時間浸
漬することにより、空孔中に多孔性ＰＶｄＦ膜を備えた
負極ｌを得た。
り、空孔中に多孔性ポリマーを備えた非水電解質電池用
負極を製造し、この負極を使用した非水電解質電池を作
製し、負極の空孔中の多孔性ポリマーに非水電解液を吸
収させて多孔性ポリマー電解質とした非水電解質電池を
作製し、その特性を比較した。多孔性ポリマーの原料と
しては、分子量６０，０００のＰＶｄＦを使用した。 １）負極ｉの製造方法 実施例１で作製した負極板の両面にＰＶｄＦ粉末１０ｇ
を９０ｇのエチルメチルケトンに溶解した溶液を塗布
し、表面の余分な溶液を取り除いた後、５，０００Ｐａ
の減圧状態で２時間保持することにより、空孔中に多孔
性ＰＶｄＦ膜を備えた負極ｉを得た。 ２）負極ｊの製造方法 実施例１で作製した負極板の両面にＰＶｄＦ粉末１０ｇ
を９０ｇのエチルメチルケトンに溶解した溶液を塗布
し、表面の余分な溶液を取り除いた後、５，０００Ｐａ
の減圧状態、８０℃で１時間保持することにより、空孔
中に多孔性ＰＶｄＦ膜を備えた負極ｊを得た。 ３）負極ｋの製造方法 実施例１で作製した負極板の両面にＰＶｄＦ粉末１０ｇ
を９０ｇのエチルメチルケトンに溶解した溶液を塗布
し、表面の余分な溶液を取り除いた後、常圧、８０℃で
４時間保持することにより、空孔中に多孔性ＰＶｄＦ膜
を備えた負極ｋを得た。 ４）負極ｌの製造方法 実施例１で作製した負極板の両面にＰＶｄＦ粉末１０ｇ
を９０ｇのエチルメチルケトンに溶解した溶液を塗布
し、表面の余分な溶液を取り除いた後、水中に３時間浸
漬することにより、空孔中に多孔性ＰＶｄＦ膜を備えた
負極ｌを得た。
【００３４】つぎに、これら負極（ｉ）、（ｊ）、
（ｋ）、（ｌ）と、実施例１で使用したのと同じ正極を
組み合せ、正極と負極間にセパレータとしてのポリエチ
リン微多孔膜を挟み、実施例１と同様にして、公称容量
４００ｍＡｈの角形非水電解質電池を得た。多孔性ポリ
マー（ｉ）を用いた電池を電池（Ｉ）、多孔性ポリマー
（ｊ）を用いた電池を電池（Ｊ）、多孔性ポリマー
（ｋ）を用いた電池を電池（Ｋ）、多孔性ポリマー
（ｌ）を用いた電池を電池（Ｌ）とした。
（ｋ）、（ｌ）と、実施例１で使用したのと同じ正極を
組み合せ、正極と負極間にセパレータとしてのポリエチ
リン微多孔膜を挟み、実施例１と同様にして、公称容量
４００ｍＡｈの角形非水電解質電池を得た。多孔性ポリ
マー（ｉ）を用いた電池を電池（Ｉ）、多孔性ポリマー
（ｊ）を用いた電池を電池（Ｊ）、多孔性ポリマー
（ｋ）を用いた電池を電池（Ｋ）、多孔性ポリマー
（ｌ）を用いた電池を電池（Ｌ）とした。
【００３５】電池（Ｉ）、（Ｊ）、（Ｋ）、（Ｌ）を用
いて、実施例１と同様の条件で充放電を行った。図３
は、これらの電池の放電特性を比較したものである。本
発明による製造方法で得た空孔中に多孔性ポリマーを備
えた負極を用いた電池（Ｉ）および（Ｊ）は、従来の製
造方法で得た空孔中に多孔性ポリマーを備えた負極を用
いた電池（Ｋ）および（Ｌ）と比較して分極が小さく、
優れた高率放電性能を示した。
いて、実施例１と同様の条件で充放電を行った。図３
は、これらの電池の放電特性を比較したものである。本
発明による製造方法で得た空孔中に多孔性ポリマーを備
えた負極を用いた電池（Ｉ）および（Ｊ）は、従来の製
造方法で得た空孔中に多孔性ポリマーを備えた負極を用
いた電池（Ｋ）および（Ｌ）と比較して分極が小さく、
優れた高率放電性能を示した。
【００３６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明は多孔性ポリ
マー電解質の製造方法において、ポリマーを溶媒に溶解
したポリマー溶液を減圧状態に保持する工程を経ること
を特徴とする。本発明の製造方法においては、溶媒が沸
騰によってポリマー溶液全体から均一に除去されるた
め、得られた多孔性ポリマーでは、従来の溶媒抽出法や
常圧での蒸発法に比べて、孔分布が均一化する。このよ
うな多孔性ポリマーに非水電解液を吸収させた多孔性ポ
リマー電解質を備えた電池、または、空孔中に多孔性ポ
リマー電解質を備えた電極を使用した電池では、電流分
布が均一になり、高率放電特性が向上したと考えられ
る。
マー電解質の製造方法において、ポリマーを溶媒に溶解
したポリマー溶液を減圧状態に保持する工程を経ること
を特徴とする。本発明の製造方法においては、溶媒が沸
騰によってポリマー溶液全体から均一に除去されるた
め、得られた多孔性ポリマーでは、従来の溶媒抽出法や
常圧での蒸発法に比べて、孔分布が均一化する。このよ
うな多孔性ポリマーに非水電解液を吸収させた多孔性ポ
リマー電解質を備えた電池、または、空孔中に多孔性ポ
リマー電解質を備えた電極を使用した電池では、電流分
布が均一になり、高率放電特性が向上したと考えられ
る。
【００３７】よって、本発明により、高率放電特性に優
れた電池を提供することができる。
れた電池を提供することができる。
【図１】電池（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）の放
電特性を比較した図。
電特性を比較した図。
【図２】電池（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）および（Ｈ）の放
電特性を比較した図。
電特性を比較した図。
【図３】電池（Ｉ）、（Ｊ）、（Ｋ）および（Ｌ）の放
電特性を比較した図。
電特性を比較した図。
Claims (4)
- 【請求項１】 ポリマーを溶媒に溶解した溶液を減圧状
態に保持する工程を経ることを特徴とする、多孔性ポリ
マー電解質の製造方法。 - 【請求項２】 ポリマーを溶媒に溶解した溶液を電極の
空孔中に保持させ、前記電極を減圧状態に保持する工程
を経ることを特徴とする、電極の空孔中に多孔性ポリマ
ー電解質を備えた非水電解質電池用電極の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の方法で製造した多孔性ポ
リマー電解質を備えたことを特徴とする非水電解質電
池。 - 【請求項４】 正極と負極の少なくとも一方に請求項２
記載の方法で製造した電極を備えたことを特徴とする非
水電解質電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000047648A JP2001236994A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 多孔性ポリマー電解質の製造方法及びそれを用いた非水電解質電池。 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000047648A JP2001236994A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 多孔性ポリマー電解質の製造方法及びそれを用いた非水電解質電池。 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001236994A true JP2001236994A (ja) | 2001-08-31 |
Family
ID=18569867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000047648A Pending JP2001236994A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 多孔性ポリマー電解質の製造方法及びそれを用いた非水電解質電池。 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001236994A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015524994A (ja) * | 2012-08-16 | 2015-08-27 | エノビクス・コーポレイションＥｎｏｖｉｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | ３次元電池のための電極構造体 |
-
2000
- 2000-02-24 JP JP2000047648A patent/JP2001236994A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015524994A (ja) * | 2012-08-16 | 2015-08-27 | エノビクス・コーポレイションＥｎｏｖｉｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | ３次元電池のための電極構造体 |
| JP2019040869A (ja) * | 2012-08-16 | 2019-03-14 | エノビクス・コーポレイションＥｎｏｖｉｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | ３次元電池のための電極構造体 |
| JP2022091754A (ja) * | 2012-08-16 | 2022-06-21 | エノビクス・コーポレイション | ３次元電池のための電極構造体 |
| JP7461979B2 (ja) | 2012-08-16 | 2024-04-04 | エノビクス・コーポレイション | ３次元電池のための電極構造体 |
| US12009473B2 (en) | 2012-08-16 | 2024-06-11 | Enovix Corporation | Electrode structures for three-dimensional batteries |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20051213 |