JP2001243985A - Polymer electrolyte battery - Google Patents

Polymer electrolyte battery

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JP2001243985A
JP2001243985A JP2000052705A JP2000052705A JP2001243985A JP 2001243985 A JP2001243985 A JP 2001243985A JP 2000052705 A JP2000052705 A JP 2000052705A JP 2000052705 A JP2000052705 A JP 2000052705A JP 2001243985 A JP2001243985 A JP 2001243985A
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JP
Japan
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polymer electrolyte
electrode mixture
negative electrode
positive electrode
electrode
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Withdrawn
Application number
JP2000052705A
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Japanese (ja)
Inventor
Hisanori Sugawara
久典 菅原
Tetsuo Kawai
徹夫 川合
Akimichi Yokoyama
映理 横山
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Maxell Holdings Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polymer electrolyte battery that is high in safety. SOLUTION: The polymer electrolyte battery comprises a laminate electrode which has laminated positive electrode having a positive electrode mixture layer on a current collector and a negative electrode having a negative electrode mixture layer on a current collector through a polymer electrolyte therebetween, or a laminate electrode group having laminated two or more of the above laminate electrodes, or a wound electrode having wound the above laminate electrode packed by an outer packaging. At least one of the electrode mixture of positive electrode or negative electrode mixture has photo-transmitting particles. And it is desirable that polymer electrolyte is formed in the electrode mixture. And it is desirable that the photo-transmitting particles are made of white or transparent material with a substance of either glass, plastic or titan oxide, and that the configurations are either of spherical, fiber chip or pellet shape, and further that they have average particle size of 0.3 to 2 times of the average particle size of the active material and that their content in the electrode mixture is 1.5 to 5 weight%.

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、ポリマー電解質電
池に関し、さらに詳しくは、特に携帯用電子機器、電気
自動車、ロードレベリングなどの電源として使用するの
に適したポリマー電解質電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polymer electrolyte battery, and more particularly, to a polymer electrolyte battery particularly suitable for use as a power source for portable electronic devices, electric vehicles, road leveling, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリマー電解質電池では、電解質をシー
ト状にすることができ、それによって、A4版、B5版
などの大面積でしかも薄形の電池の作製が可能になり、
各種薄形製品への適用が可能になって、電池の使用範囲
が大きく広がっている。このポリマー電解質を用いた電
池は、耐漏液性などが優れており、しかも薄く、フレキ
シブルであることから、機器の形状に合わせた電池を設
計できるという、今までの電池にない特徴をもってい
る。
2. Description of the Related Art In a polymer electrolyte battery, the electrolyte can be made into a sheet shape, thereby making it possible to produce a large-area and thin battery such as an A4 size plate or a B5 size plate.
Application to various thin products has become possible, and the range of use of batteries has been greatly expanded. Batteries using this polymer electrolyte are excellent in liquid leakage resistance and the like, and are thin and flexible. Therefore, they have a feature not found in conventional batteries that a battery can be designed according to the shape of equipment.

【0003】そして、このポリマー電解質電池における
ポリマー電解質は、液状電解質(以下、「電解液」とい
う)をポリマーでゲル化したものに相当するが、その電
解液のゲル化にあたっては、ポリフッ化ビニリデン、ポ
リエチレンオキサイド、ポリアクリルニトリル、フッ化
ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体などの直鎖状
のポリマーを用い、その直鎖状のポリマーを加熱するこ
とにより電解液に溶解させた後、冷却することによって
電解液をゲル化する方法や、紫外線などの活性光線で重
合可能なモノマーやプレポリマーなどの重合性ゲル化剤
を電解液に溶解させ、そのモノマーやプレポリマーなど
の重合性ゲル化剤を溶解させた電解液に活性光線を照射
することによりモノマーやプレポリマーなどをポリマー
化することによって電解液をゲル化する方法などが採用
されているが、最近では後者の活性光線の照射によりモ
ノマーやプレポリマーなどをポリマー化することによっ
て電解液をゲル化する方法の方が、短時間でゲル化で
き、生産性が優れていることから、一般に採用されてい
る。
[0003] The polymer electrolyte in this polymer electrolyte battery corresponds to a liquid electrolyte (hereinafter referred to as "electrolyte solution") gelled with a polymer. When the electrolyte solution is gelled, polyvinylidene fluoride, Using a linear polymer such as polyethylene oxide, polyacrylonitrile, and vinylidene fluoride-propylene hexafluoride copolymer, dissolving the linear polymer in the electrolyte by heating, and then cooling. A method of gelling an electrolytic solution by dissolving a polymerizable gelling agent such as a monomer or prepolymer polymerizable with an actinic ray such as ultraviolet light in an electrolytic solution, and polymerizing the polymerizable gelling agent such as the monomer or prepolymer. By irradiating the dissolved electrolyte with actinic rays, monomers and prepolymers are polymerized. The method of gelling the electrolyte has been adopted, but recently, the latter method of gelling the electrolyte by polymerizing monomers and prepolymers by irradiation with actinic rays is faster than gelation. It is commonly used because of its high productivity and excellent productivity.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、活性光
線の照射により液状のモノマーやプレポリマーなどをポ
リマー化することによって電解液をゲル化する場合、活
性光線の透過がしやすいところでは、電解液のゲル化が
スムーズに行われるものの、活性光線が透過しにくいと
ころでは電解液のゲル化が起こりにくいという事情があ
った。そのため、電極内部すなわち電極合剤中に前記の
ようなモノマーやプレポリマーなどの重合性ゲル化剤を
溶解させた電解液を含浸させ、そこに活性光線を照射し
てモノマーやプレポリマーなどをポリマー化して電解液
をゲル化することによって電極合剤中にポリマー電解質
を生成させる場合、電極合剤中は活性光線が透過しにく
く、しかも、一般に正極活物質として使用されているL
iCoO2 (コバルト酸リチウム)などの金属酸化物や
負極活物質として使用されている黒鉛などは、黒色で光
を透過しにくく、電極合剤中の活性光線の透過をよりし
にくくするため、電極合剤中では電解液のゲル化が起こ
りにくく、そのため、短絡や加熱などの異常時に電解液
のゲル化していない部分に大電流が集中して流れる可能
性があった。また、ポリマー電解質電池では、シャット
ダウン機能を有しない不織布をポリマー電解質層の支持
体として用いているため、短絡や加熱などの異常時でも
電流の遮断機構が作動しないため、上記のように電解液
がゲル化していない部分に大電流が集中して流れた場合
には、発煙や発火、破裂に至るおそれがあった。
However, in the case where the electrolytic solution is gelled by polymerizing a liquid monomer or a prepolymer by irradiating with an actinic ray, where the actinic ray can easily penetrate, the Although the gelation is performed smoothly, there has been a situation that the gelation of the electrolytic solution is hard to occur in a place where the actinic ray is hardly transmitted. Therefore, the electrolyte solution in which a polymerizable gelling agent such as a monomer or a prepolymer as described above is dissolved is impregnated inside the electrode, that is, in the electrode mixture, and is irradiated with an actinic ray to convert the monomer or the prepolymer into a polymer. When the polymer electrolyte is formed in the electrode mixture by forming the electrolyte solution into a gel by gelling the electrolyte solution, actinic rays hardly penetrate into the electrode mixture, and L, which is generally used as a positive electrode active material, is used.
Metal oxides such as iCoO 2 (lithium cobalt oxide) and graphite used as a negative electrode active material are black and hard to transmit light, and are more difficult to transmit active light in the electrode mixture. In the mixture, the gelation of the electrolytic solution is unlikely to occur, and therefore, when an abnormality such as a short circuit or heating occurs, a large current may concentrate and flow to the ungelled portion of the electrolytic solution. Further, in the polymer electrolyte battery, since a nonwoven fabric having no shutdown function is used as a support for the polymer electrolyte layer, the current cutoff mechanism does not operate even when an abnormality such as a short circuit or heating occurs. If a large current flows intensively in the non-gelled portion, there is a possibility that smoke, fire or rupture may occur.

【0005】本発明は、上記のような問題点を解決し、
電極合剤中への添加物の添加によって電極内部での電解
液のゲル化を促進し、電解液のゲル化していない部分に
大電流が集中して流れるのを抑制して、電池の安全性を
高め、それによって、安全性の高いポリマー電解質電池
を提供することを目的とする。
[0005] The present invention solves the above problems,
The addition of additives to the electrode mixture promotes the gelling of the electrolyte inside the electrode, and prevents large currents from intensively flowing to the non-gelled portion of the electrolyte, thereby improving battery safety. And thereby provide a polymer electrolyte battery with high safety.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、集電体上に正
極合剤層を形成してなる正極と、集電体上に負極合剤層
を形成してなる負極とを、ポリマー電解質層を介在させ
て積層した積層電極または上記積層電極を2層以上積層
した積層電極群または上記積層電極を巻回した巻回電極
を外装体で外装するポリマー電解質電池において、正極
合剤または負極合剤の少なくとも一方の電極合剤中に光
透過性粒子を含有させることにより、モノマーやプレポ
リマーなどのポリマー化に必要な量の光線を電極内部ま
で透過させ、電極内部での電解液のゲル化を促進して、
ポリマー電解質電池の安全性を向上させ、上記課題を解
決したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a polymer electrolyte comprising a positive electrode having a positive electrode mixture layer formed on a current collector and a negative electrode having a negative electrode mixture layer formed on the current collector. In a polymer electrolyte battery in which a laminated electrode having two or more laminated electrodes laminated or a laminated electrode group in which two or more laminated electrodes are laminated or a wound electrode in which the laminated electrode is wound is packaged with a package, a positive electrode mixture or a negative electrode mixture is used. By including light-transmitting particles in at least one electrode mixture of the agent, the amount of light necessary for polymerizing monomers and prepolymers is transmitted to the inside of the electrode, and gelation of the electrolytic solution inside the electrode To promote
An object of the present invention is to improve the safety of a polymer electrolyte battery and solve the above-mentioned problems.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明において、正極合剤や負極
合剤などの電極合剤中に含有させる光透過性粒子として
は、モノマーやプレポリマーなどをポリマー化するため
に用いられる紫外線(UV)、可視光線、遠紫外線など
の活性光線に対する透過率の高い材料の粒子が好まし
く、そのような光透過性粒子に適する物質としては、白
色または透明のガラス、プラスチック、酸化チタン、イ
ンジウムスズ複合酸化物などが挙げられ、電極合剤中で
の安定性の点から、ガラス、プラスチック、酸化チタン
などが特に好適に用いられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, the light-transmitting particles contained in an electrode mixture such as a positive electrode mixture and a negative electrode mixture include ultraviolet rays (UV) used for polymerizing a monomer or a prepolymer. ), Particles of a material having a high transmittance to actinic rays such as visible light and far ultraviolet rays are preferable, and suitable substances for such light-transmitting particles include white or transparent glass, plastic, titanium oxide, and indium tin composite oxide. From the viewpoint of stability in the electrode mixture, glass, plastic, titanium oxide and the like are particularly preferably used.

【0008】また、前記光透過性粒子の形状は、電極内
部への活性光線の透過効率の点から、球状、繊維状細
片、ペレット状などが好ましい。
The shape of the light-transmitting particles is preferably spherical, fibrous strip, pellet, or the like from the viewpoint of the transmission efficiency of active light rays into the inside of the electrode.

【0009】前記光透過性粒子は、通常、その平均粒子
径が2.1〜20μmの範囲のものが好ましいが、この
光透過性粒子の大きさは、電極の活物質粒子の大きさに
あわせて採択することが好ましく、例えば、光透過性粒
子は、電極内部への活性光線の透過効率の点から、電極
の活物質粒子の平均粒子径の0.3倍以上の平均粒子径
を有することが好ましく、活物質の電気化学的な反応を
阻害しないためには活物質粒子の平均粒子径の2倍以下
の平均粒子径であることが好ましい。また、本発明の効
果を充分に発現させるためには、前記光透過性粒子は電
極合剤中に1.5重量%以上含有させることが好まし
く、より好ましくは2重量%以上であり、また、活物質
の充填量を確保して負荷特性を良好に保つためには、前
記光透過性粒子は電極合剤中に5重量%以下の範囲内で
含有させることが好ましい。
Usually, the light-transmitting particles preferably have an average particle diameter in the range of 2.1 to 20 μm, and the size of the light-transmitting particles is adjusted according to the size of the active material particles of the electrode. Preferably, for example, the light-transmitting particles have an average particle diameter of 0.3 times or more the average particle diameter of the active material particles of the electrode from the viewpoint of the transmission efficiency of the active light rays into the inside of the electrode. The average particle diameter is preferably not more than twice the average particle diameter of the active material particles so as not to inhibit the electrochemical reaction of the active material. In order to sufficiently exhibit the effects of the present invention, the light-transmitting particles are preferably contained in the electrode mixture in an amount of 1.5% by weight or more, more preferably 2% by weight or more. In order to secure the loading amount of the active material and maintain good load characteristics, it is preferable that the light-transmitting particles be contained in the electrode mixture within a range of 5% by weight or less.

【0010】前記光透過性粒子は、活性光線によりポリ
マー化するモノマーやプレポリマーなどの重合性ゲル化
剤を溶解させた電解液を含浸させて電極内部にもポリマ
ー電解質を生成させる電極合剤中に含有させればよく、
したがって、前記光透過性粒子を正極合剤中、負極合剤
中のいずれに含有させてもよく、そのようなモノマーや
プレポリマーなどの重合性ゲル化剤を溶解させた電解液
を正極合剤中にも負極合剤中にも含浸させる場合は、前
記光透過性粒子を正極合剤中および負極合剤中の両方に
含有させるのが好ましい。
The light-transmitting particles are mixed in an electrode mixture which is impregnated with an electrolytic solution in which a polymerizable gelling agent such as a monomer or a prepolymer which is polymerized by actinic rays is dissolved to form a polymer electrolyte inside the electrode. Should be included in the
Therefore, the light-transmitting particles may be contained in any of the positive electrode mixture and the negative electrode mixture, and an electrolytic solution in which a polymerizable gelling agent such as a monomer or a prepolymer is dissolved is mixed with the positive electrode mixture. When impregnating both the inside and the negative electrode mixture, it is preferable to include the light transmitting particles in both the positive electrode mixture and the negative electrode mixture.

【0011】また、前記光透過性粒子を電極合剤中に含
有させることにより、活物質粒子間に隙間が生じ、活物
質粒子周辺でのリチウムイオンの移動が容易になるの
で、負荷特性の向上効果も認められる。したがって、電
極合剤中に光透過性粒子を含有させたことによる効果
は、電極内部(すなわち、電極合剤中)にポリマー電解
質を生成させる場合のみに限られることなく、そのよう
な電極内部にポリマー電解質を生成させることがない電
極合剤中に含有させてもよい。
In addition, when the light-transmitting particles are contained in the electrode mixture, a gap is formed between the active material particles, and the movement of lithium ions around the active material particles is facilitated. The effect is also recognized. Therefore, the effect of including the light-transmitting particles in the electrode mixture is not limited to the case where the polymer electrolyte is generated inside the electrode (that is, in the electrode mixture). It may be contained in an electrode mixture that does not produce a polymer electrolyte.

【0012】本発明において、正極の作製にあたって使
用する正極活物質としては、特に限定されることなく種
々のものを用い得るが、リチウムを含む遷移金属酸化物
がエネルギー密度が高く、可逆性が優れていることから
好ましく、具体的には、例えば、LiCoO2 などのリ
チウムコバルト酸化物、LiMn2 4 などのリチウム
マンガン酸化物、LiNiO2 などのリチウムニッケル
酸化物、それらの混合物、さらにはLiNiO2 のNi
の一部をCoまたはMnで置換したものなどが好適に用
いられる。ただし、正極活物質は、上記例示のもののみ
に限られることなく、例えば、一次元鎖状構造、二次元
層状構造、三次元チャンネル構造、アモルファス構造な
どを有するコバルト、ニッケル、バナジウム、マンガ
ン、鉄酸化物などのリチウム複合酸化物またはカルコゲ
ンまたは導電性高分子などのリチウムを含んだ物質の中
から適宜選択使用すればよい。
In the present invention, as the positive electrode active material used for producing the positive electrode, various materials can be used without particular limitation, and transition metal oxides containing lithium have high energy density and excellent reversibility. For example, specifically, for example, lithium cobalt oxide such as LiCoO 2 , lithium manganese oxide such as LiMn 2 O 4 , lithium nickel oxide such as LiNiO 2 , a mixture thereof, and further, LiNiO 2 Ni
Is preferably used in which a part of is replaced by Co or Mn. However, the positive electrode active material is not limited to those exemplified above, for example, one-dimensional chain structure, two-dimensional layered structure, three-dimensional channel structure, cobalt, nickel, vanadium, manganese, iron having an amorphous structure and the like It may be appropriately selected and used from lithium-containing oxides such as oxides or lithium-containing substances such as chalcogens or conductive polymers.

【0013】本発明においては、光透過性粒子を正極合
剤または負極合剤の少なくとも一方の電極合剤中に含有
させるが、光透過性粒子を正極合剤中に含有させる場
合、該正極合剤は、例えば、上記正極活物質と、光透過
性粒子と、必要に応じて添加される導電助剤やバインダ
ーなどとを混合することによって調製される。また、バ
インダーをあらかじめ有機溶剤に溶解させておいてか
ら、前記正極活物質や光透過性粒子などと混合する場合
は、正極活物質、光透過性粒子、バインダー、導電助剤
などを含む正極合剤含有ペーストを調製し、その正極合
剤含有ペーストを集電体上に塗布し乾燥することによっ
て正極合剤層を形成して、その正極合剤層を構成する正
極合剤中に光透過性粒子が含有されるようにすればよ
い。
In the present invention, the light-transmitting particles are contained in at least one of the positive electrode mixture and the negative electrode mixture, but when the light-transmitting particles are contained in the positive electrode mixture, the positive electrode mixture is used. The agent is prepared, for example, by mixing the above-described positive electrode active material, light-transmitting particles, and a conductive additive or a binder that is added as necessary. When the binder is dissolved in an organic solvent in advance and then mixed with the positive electrode active material or the light-transmitting particles, the positive electrode active material, the light-transmitting particles, the binder, the conductive additive, and the like are mixed. A paste containing the positive electrode mixture is prepared, and the paste containing the positive electrode mixture is coated on a current collector and dried to form a positive electrode mixture layer. What is necessary is just to make it contain a particle.

【0014】正極の集電体としては、例えば、アルミニ
ウム、ニッケル、ステンレス鋼などの箔、パンチングメ
タル、網、エキスパンドメタルなどを用いることができ
るが、特にアルミニウム箔が好ましい。この正極の集電
体は、正極全体の厚みを薄くする関係上、厚みが30μ
m以下のものが好ましい。ただし、あまりにも薄すぎる
と、正極の作製にあたって、正極合剤含有ペーストを塗
布した際に皺が発生したり、引っ張りによって破れが生
じるおそれがあるので、その厚みは上記のように30μ
m以下で10μm以上が好ましい。そして、正極のリー
ド部は、通常、正極作製時に集電体の一部に正極合剤層
を形成せずに集電体の露出部分を一部残しておくことに
よって設けられる。
As the current collector of the positive electrode, for example, a foil of aluminum, nickel, stainless steel, or the like, a punching metal, a net, an expanded metal, or the like can be used, and an aluminum foil is particularly preferable. The current collector of the positive electrode has a thickness of 30 μm in order to reduce the thickness of the entire positive electrode.
m or less is preferable. However, if it is too thin, wrinkles may occur when the positive electrode mixture-containing paste is applied in producing the positive electrode, or the film may be broken by pulling. Therefore, the thickness is 30 μm as described above.
m and 10 μm or more. The lead portion of the positive electrode is generally provided by leaving a part of the current collector exposed without forming a positive electrode mixture layer on a part of the current collector when the positive electrode is manufactured.

【0015】また、負極の作製にあたって使用する負極
活物質としては、リチウムイオンをドープ・脱ドープで
きる物質であれば特に限定されることはなく種々のもの
を用い得るが、特に炭素質材料が好ましく、具体的に
は、例えば、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス
状炭素類、有機高分子化合物の焼成体、メソカーボンマ
イクロビーズ、炭素繊維、活性炭、グラファイト、炭素
コロイドなどが好適に用いられるが、本発明において、
天然黒鉛や鱗片状黒鉛などの粒子形状が薄片状の炭素質
材料を用いる場合は、光透過性粒子の存在により負極活
物質の配向が乱されるので、前記の負荷特性の向上効果
が特に顕著に発現する。
The negative electrode active material used in the preparation of the negative electrode is not particularly limited as long as it is a substance capable of doping and undoping lithium ions, and various materials can be used, and a carbonaceous material is particularly preferable. Specifically, for example, graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, fired bodies of organic polymer compounds, mesocarbon microbeads, carbon fibers, activated carbon, graphite, carbon colloids and the like are preferably used. However, in the present invention,
In the case where a flaky carbonaceous material such as natural graphite or flaky graphite is used, since the orientation of the negative electrode active material is disturbed by the presence of the light-transmitting particles, the effect of improving the load characteristics is particularly remarkable. Is expressed.

【0016】本発明において、光透過性粒子を負極合剤
中に含有させる場合、該負極合剤は、例えば、上記負極
活物質と、光透過性粒子と、バインダーなどとを混合す
ることによって調製される。また、バインダーをあらか
じめ有機溶剤に溶解させておいてから、前記の負極活物
質や光透過性粒子などとを混合する場合は、負極活物
質、光透過性粒子、バインダーなどを含む負極合剤含有
ペーストを調製し、その負極合剤含有ペーストを集電体
上に塗布し乾燥することによって負極合剤層を形成し
て、その負極合剤層を構成する負極合剤中に光透過性粒
子が含有されるようにすればよい。
In the present invention, when the light-transmitting particles are contained in the negative electrode mixture, the negative electrode mixture is prepared, for example, by mixing the above-mentioned negative electrode active material, light transmitting particles, a binder and the like. Is done. When the binder is dissolved in an organic solvent in advance and then mixed with the negative electrode active material or the light transmitting particles, the negative electrode active material, the light transmitting particles, the negative electrode mixture containing the binder and the like are included. A paste is prepared, the negative electrode mixture-containing paste is coated on a current collector and dried to form a negative electrode mixture layer, and the light-transmitting particles are contained in the negative electrode mixture constituting the negative electrode mixture layer. What is necessary is just to be contained.

【0017】負極の集電体としては、例えば、銅、ニッ
ケルなどの箔、パンチングメタル、網、エキスパンドメ
タルなどを用い得るが、特に、銅箔またはニッケル箔な
どが好ましい。この負極の集電体は、負極全体の厚みを
薄くする関係上、厚みが30μm以下のものが好まし
い。ただし、あまりにも薄すぎると、負極の作製にあた
って、負極合剤含有ペーストを塗布した際に皺が発生し
たり、引っ張りにより破れが生じるおそれがあるので、
その厚みは上記のように30μm以下で5μm以上が好
ましい。そして、負極側のリード部は、通常、負極作製
時に負極集電体の一部に負極合剤層を形成せずに負極集
電体の露出部分を残しておくことによって設けられる。
As the current collector of the negative electrode, for example, a foil of copper, nickel, or the like, a punching metal, a net, an expanded metal, or the like can be used. In particular, a copper foil or a nickel foil is preferable. The current collector of the negative electrode preferably has a thickness of 30 μm or less in order to reduce the thickness of the entire negative electrode. However, if it is too thin, wrinkles may occur when the negative electrode mixture-containing paste is applied during the preparation of the negative electrode, or the film may be broken by pulling,
The thickness is preferably 30 μm or less and 5 μm or more as described above. The lead portion on the negative electrode side is usually provided by leaving an exposed portion of the negative electrode current collector without forming the negative electrode mixture layer on a part of the negative electrode current collector at the time of manufacturing the negative electrode.

【0018】本発明において、正極や負極の作製にあた
って使用するバインダーとしては、例えば、ポリフッ化
ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリ
ル酸、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴムなどが挙げ
られる。また、導電助剤としては、例えば、グラファイ
ト、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェ
ンブラック、炭素繊維のほか、金属粉末、金属繊維など
が挙げられる。
In the present invention, as a binder used for producing a positive electrode or a negative electrode, for example, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyacrylic acid, styrene butadiene rubber, fluororubber and the like can be mentioned. In addition, examples of the conductive assistant include graphite, acetylene black, carbon black, Ketjen black, carbon fiber, metal powder, metal fiber, and the like.

【0019】本発明において、ポリマー電解質は、電解
液をモノマーやプレポリマーなどの重合性ゲル化剤のポ
リマー化を利用してゲル化することによって調製される
が、そのポリマー電解質の調製にあたって使用する電解
液としては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチル
カーボネート、メチルエチルカーボネート、プロピオン
酸メチル、エチレンカーボネート、プロピオンカーボネ
ート、ブチレンカーボネート、ガンマ−ブチロラクト
ン、エチレングリコールサルファイト、1,2−ジメト
キシエタン、1,3−ジオキソラン、テトラヒドロフラ
ン、2−メチル−テトラヒドロフラン、ジエチルエーテ
ルなどの有機溶媒に、例えば、LiClO 4 、LiPF
6 、LiBF4 、LiAsF6 、LiSbF6 、LiC
3 SO3、LiC4 9 SO3 、LiCF3 CO2
Li2 2 4 (SO3 2 、LiN(CF3 SO2
2 、LiC(CF3 SO2 3 、LiCn 2n+1SO3
(n≧2)、LiN(RfOSO2 2 〔ここでRfは
フルオロアルキル基〕などの無機イオン塩を溶解させる
ことによって調製したものが使用される。この無機イオ
ン塩の電解液中の濃度としては、0.5mol/l以上
が好ましく、0.9mol/l以上がより好ましく、ま
た、1.5mol/l以下が好ましく、1.25mol
/l以下がより好ましい。
In the present invention, the polymer electrolyte is an electrolyte.
Transfer the solution to a polymerizable gelling agent such as a monomer or prepolymer.
Prepared by gelling using remerification
Is used to prepare the polymer electrolyte.
As the liquid, for example, dimethyl carbonate, diethyl
Carbonate, methyl ethyl carbonate, propion
Methyl ester, ethylene carbonate, propion carbonate
, Butylene carbonate, gamma-butyrolact
, Ethylene glycol sulfite, 1,2-dimet
Xiethane, 1,3-dioxolan, tetrahydrofura
2-methyl-tetrahydrofuran, diethyl ether
Organic solvents such as LiClO Four, LiPF
6, LiBFFour, LiAsF6, LiSbF6, LiC
FThreeSOThree, LiCFourF9SOThree, LiCFThreeCOTwo,
LiTwoCTwoFFour(SOThree)Two, LiN (CFThreeSOTwo)
Two, LiC (CFThreeSOTwo)Three, LiCnF2n + 1SOThree
(N ≧ 2), LiN (RfOSOTwo)Two[Where Rf is
Dissolve inorganic ion salts such as fluoroalkyl groups)
What has been prepared is used. This inorganic ion
The concentration of the salt in the electrolyte is 0.5 mol / l or more.
Is preferably, and more preferably 0.9 mol / l or more.
1.5 mol / l or less, preferably 1.25 mol / l
/ L or less is more preferable.

【0020】上記電解液をゲル化してポリマー電解質に
変化させるゲル化剤としては、活性光線で重合可能な二
重結合を一分子あたり2個以上含むモノマーまたはプレ
ポリマーを主成分とする架橋性組成物などの重合性ゲル
化剤が用いられる。したがって、これまでのモノマーや
プレポリマーなどという表現はこの重合性ゲル化剤の例
示である。
As the gelling agent for gelling the above-mentioned electrolytic solution to convert it into a polymer electrolyte, a crosslinkable composition mainly composed of a monomer or a prepolymer containing at least two double bonds per molecule which can be polymerized by actinic rays. A polymerizable gelling agent such as a product is used. Therefore, the expressions such as a monomer and a prepolymer so far are examples of the polymerizable gelling agent.

【0021】上記活性光線で重合可能なモノマーとして
は、まず、二重結合を一分子あたり2個有するモノマー
(二官能架橋性モノマー)として、例えば、1,3−ブ
タンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオール
ジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレ
ート、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、プロピレ
ングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコール
ジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレ
ート、エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート、ノ
ボラックジアクリレート、プロポキシ化ネオペンチグリ
コールジアクリレートなどの二官能アクリレートおよび
上記アクリレートと同様の二官能メタクリレートなどが
挙げられる。
Examples of the monomer capable of being polymerized by actinic light include monomers having two double bonds per molecule (bifunctional crosslinkable monomers) such as 1,3-butanediol diacrylate and 1,4 -Butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, propylene glycol diacrylate, dipropylene glycol diacrylate Acrylate, tripropylene glycol diacrylate, ethoxylated bisphenol A diacrylate, novolak diacrylate, propoxylated neopentyl glycol diacryle Such as difunctional acrylates and the acrylate and similar difunctional methacrylates such as bets and the like.

【0022】また、活性光線で重合可能な二重結合を一
分子あたり3個有するモノマー(三官能架橋性モノマ
ー)としては、例えば、トリス(2−ヒドロキシエチ
ル)イソシアヌレートトリアクリレート、トリメチロー
ルプロパントリアクリレート、エトキシ化トリメチロー
ルプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールト
リアクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパン
トリアクリレート、プロポキシ化グリセリルトリアクリ
レート、カプロラクトン変性トリメチロールプロパント
リアクリレートなどの三官能アクリレートおよび上記ア
クリレートと同様の三官能メタクリレートなどが挙げら
える。
Examples of a monomer having three double bonds per molecule which can be polymerized by actinic rays (trifunctional crosslinkable monomer) include, for example, tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate triacrylate, trimethylolpropane Trifunctional acrylates such as acrylate, ethoxylated trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, propoxylated trimethylolpropane triacrylate, propoxylated glyceryl triacrylate, caprolactone-modified trimethylolpropane triacrylate, and trifunctional methacrylates similar to the above acrylates And so on.

【0023】そして、活性光線で重合可能な二重結合を
一分子あたり4個以上有するモノマー(四官能以上の架
橋性モノマー)としては、例えば、ペンタエリスリトー
ルテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテト
ラアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテト
ラアクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペ
ンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアク
リレートなどの四官能以上のアクリレートおよび上記ア
クリレートと同様の四官能以上のメタクリレートが挙げ
られる。
Examples of the monomer having four or more double bonds per molecule which can be polymerized by actinic light (tetrafunctional or more crosslinkable monomer) include, for example, pentaerythritol tetraacrylate, ditrimethylolpropane tetraacrylate, ethoxylated Examples include tetrafunctional or higher acrylates such as pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol hydroxypentaacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, and tetrafunctional or higher methacrylate similar to the above acrylate.

【0024】また、活性光線で重合可能な二重結合を2
個以上、好ましくは4個以上有するプレポリマーとして
は、例えば、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレ
ート、ポリエステルアクリレートのプレポリマーなどが
挙げられ、前記のモノマーに代えて用いることができ
る。
Further, two double bonds polymerizable by actinic rays
Examples of the prepolymer having at least four, preferably four or more include prepolymers of urethane acrylate, epoxy acrylate, and polyester acrylate, and can be used in place of the above-mentioned monomers.

【0025】本発明において、上記の活性光線で重合可
能な二重結合を一分子あたり2個以上有するモノマーま
たはプレポリマーは、主成分として用いられておればよ
く、例えばゲル硬さなどの物性調整のために−官能モノ
マーなども併用することができる。また、二官能モノマ
ーと六官能モノマーとを混合するというような使い方も
できる。
In the present invention, the monomer or prepolymer having two or more double bonds polymerizable by actinic light per molecule may be used as a main component, and may be used for adjusting physical properties such as gel hardness. For this purpose, a -functional monomer or the like can be used in combination. Further, a usage such as mixing a bifunctional monomer and a hexafunctional monomer is also possible.

【0026】本発明において、活性光線で重合可能な二
重結合を一分子あたり2個以上有するモノマーまたはプ
レポリマーを主成分とする架橋性組成物とは、上記架橋
性組成物を活性光線で重合可能な二重結合を一分子あた
り2個以上有するモノマーまたはプレポリマーのみで構
成する場合と、一官能モノマーなどと活性光線で重合可
能な二重結合を一分子あたり2個以上有するモノマーま
たはプレポリマーとを併用する場合の両者を含むが、後
者のように活性光線で重合可能な二重結合を一分子あた
り2個以上有するモノマーまたはプレポリマーを一官能
モノマーなどを併用する場合、その架橋性組成物におい
て、活性光線で重合可能な二重結合を一分子あたり2個
以上有するモノマーまたはプレポリマーが50重量%以
上、特に70重量%以上であることが好ましい。また、
架橋性組成物はそれを構成するものがすべて架橋性でな
くてもよく、全体として架橋性であればよく、例えば、
必要に応じて他の成分を添加することができる。
In the present invention, the term "crosslinkable composition comprising a monomer or prepolymer having at least two double bonds per molecule which can be polymerized by actinic light" as a main component refers to the above-mentioned crosslinkable composition polymerized by actinic light. Monomers or prepolymers containing only possible monomers or prepolymers having two or more double bonds per molecule, and monomers or prepolymers having two or more double bonds per molecule that can be polymerized with actinic rays with monofunctional monomers In the case where a monomer or a prepolymer having two or more double bonds capable of being polymerized by actinic light per molecule as in the latter is used in combination with a monofunctional monomer or the like, the crosslinkable composition Of a monomer or a prepolymer having two or more double bonds per molecule which can be polymerized by actinic light, more than 50% by weight, especially 70% by weight. Or more at a wavelength of 550 nm. Also,
The crosslinkable composition does not have to be all crosslinkable as long as the constituents thereof are not crosslinkable, as long as it is entirely crosslinkable.
Other components can be added as needed.

【0027】そして、必要に応じ、重合開始剤として、
例えば、ベンゾイン類、ベンゾインアルキルエーテル
類、ベンゾフェノン類、ベンゾイルフェニルフォスフィ
ンオキサイド類、アセトフェノン類、チオキサントン
類、アントラキノン類などを使用することができる。さ
らに重合開始剤の増感剤としてアルキルアミン類、アミ
ノエステル類なども使用することができる。
And, if necessary, as a polymerization initiator,
For example, benzoins, benzoin alkyl ethers, benzophenones, benzoylphenylphosphine oxides, acetophenones, thioxanthones, anthraquinones, and the like can be used. Further, alkylamines, aminoesters and the like can be used as a sensitizer of the polymerization initiator.

【0028】本発明において、活性光線としては、例え
ば、紫外線(UV)、電子光線(EB)、可視光線、遠
赤外線などを使用することができる。
In the present invention, for example, ultraviolet rays (UV), electron rays (EB), visible rays, far infrared rays and the like can be used as the active rays.

【0029】本発明において、ポリマー電解質は、正極
と負極との間に介在させるポリマー電解質層として形成
するものと電極内部すなわち正極合剤または負極合剤の
少なくとも一方の電極合剤中に生成させるものとの2種
類あるが、正極と負極との間に介在させるポリマー電解
質層として形成する場合、通常、多孔質シートが支持体
として用いられ、その支持体としては、例えば、不織布
などが好適に用いられる。すなわち、不織布は、空孔率
が高く、重合性ゲル化剤を含有する電解液を保持しやす
く、例えば、坪量が12g/m2 で厚さが30μmとい
う非常に薄い不織布を用いることができ、ポリマー電解
質層の内部抵抗の低減にあたって適している。そして、
上記不織布としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエ
チレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテ
レフタレートなどの不織布などが用いられる。
In the present invention, the polymer electrolyte is formed as a polymer electrolyte layer interposed between the positive electrode and the negative electrode, and formed inside the electrode, that is, in the electrode mixture of at least one of the positive electrode mixture and the negative electrode mixture. When formed as a polymer electrolyte layer interposed between the positive electrode and the negative electrode, usually, a porous sheet is used as a support, and, for example, a nonwoven fabric is preferably used as the support. Can be That is, the nonwoven fabric has a high porosity and can easily hold the electrolytic solution containing the polymerizable gelling agent. For example, a very thin nonwoven fabric having a basis weight of 12 g / m 2 and a thickness of 30 μm can be used. It is suitable for reducing the internal resistance of the polymer electrolyte layer. And
As the nonwoven fabric, for example, a nonwoven fabric such as polypropylene, polyethylene, polyethylene terephthalate, and polybutylene terephthalate is used.

【0030】このような正極と負極との間に介在させる
ポリマー電解質層としては、正極や負極とは別個に作製
して、それを正極と負極との間に介在させて積層電極と
してもよいし、また、正極または負極のいずれか一方の
電極あるいは正極および負極のそれぞれの周囲にそれら
の電極と一体的に形成して、そのポリマー電解質層が正
極と負極との間に介在するようにしてもよい。
The polymer electrolyte layer interposed between the positive electrode and the negative electrode may be formed separately from the positive electrode and the negative electrode, and may be interposed between the positive electrode and the negative electrode to form a laminated electrode. Alternatively, one of the positive electrode and the negative electrode or the positive electrode and the negative electrode may be integrally formed around the respective electrodes so that the polymer electrolyte layer is interposed between the positive electrode and the negative electrode. Good.

【0031】上記のように、支持体で電極を包囲して、
支持体を電極と一体化しておくことにより、薄く強度が
低い場合でも、電極の強度で支持体の強度不足を補うこ
とができる。従って、前記のように、薄い不織布を支持
体として用いることができ、その結果、ポリマー電解質
層の厚さを薄くすることができるようになり、それによ
って、内部抵抗が低減し、負荷特性が向上する。
As described above, the electrode is surrounded by the support,
By integrating the support with the electrode, the insufficient strength of the support can be compensated for by the strength of the electrode even when the strength is low and the strength is low. Therefore, as described above, a thin non-woven fabric can be used as the support, and as a result, the thickness of the polymer electrolyte layer can be reduced, thereby reducing the internal resistance and improving the load characteristics. I do.

【0032】また、不織布などの多孔質シートは、薄く
なるほど強度が低くなり取り扱いにくくなるとともに、
それを支持体として正極、負極などの電極と積層した場
合に位置ずれを起こしたり、しわ(皺)が発生しやすく
なり、作業性の低下を引き起こすことになるが、支持体
を袋状にし、その中に電極を収容したり、短冊状の支持
体をそのほぼ中央部で折り返してその間に電極を挟み込
むことにより電極を支持体で包囲して、あらかじめ支持
体と電極とを一体化しておけば、支持体の位置ずれやし
わの発生を抑制でき、作業性を向上させることができ
る。特に支持体を袋状にしたときは、位置ずれやしわの
発生を効率よく抑制でき、作業性を著しく向上させるこ
とができる。
Further, the thinner the porous sheet such as a non-woven fabric, the lower the strength and the more difficult it becomes to handle.
When it is laminated as a support with electrodes such as a positive electrode and a negative electrode, misalignment or wrinkles (wrinkles) are likely to occur and workability is reduced. If the electrode is accommodated in it, or the strip-shaped support is folded at almost the center and the electrode is sandwiched between them, the electrode is surrounded by the support, and the support and the electrode are integrated in advance. In addition, it is possible to suppress the occurrence of displacement and wrinkles of the support, and to improve workability. In particular, when the support is formed in a bag shape, occurrence of displacement and wrinkles can be efficiently suppressed, and workability can be significantly improved.

【0033】電極を多孔質シートからなる支持体で包囲
して、電極と支持体とを一体化する態様としては、電極
を袋状の支持体に収容することにより電極を支持体で包
囲して、電極と支持体とを一体化する場合と、電極を1
枚または2枚の短冊状の支持体で挟み込むことにより電
極を支持体で包囲して、電極と支持体とを一体化する場
合などが挙げられる。さらに、後者の電極を短冊状の支
持体で挟み込むことにより電極を支持体で包囲する場
合、1枚の短冊状の支持体のほぼ中央部で折り返してそ
の間に電極を挟み込むことにより電極を支持体で包囲す
る場合と、2枚の短冊状の支持体の一端同士をシールし
てその間に電極を挟み込むことにより電極を支持体で包
囲する場合とがある。
As an embodiment in which the electrode is surrounded by a support made of a porous sheet and the electrode and the support are integrated, the electrode is housed in a bag-like support so that the electrode is surrounded by the support. , When the electrode and the support are integrated, and when the electrode is
There is a case where the electrode is surrounded by the support by sandwiching the support between one or two strip-shaped supports, and the electrode and the support are integrated. Furthermore, when the latter electrode is sandwiched by a strip-shaped support and the electrode is surrounded by the support, the electrode is folded at substantially the center of one strip-shaped support and the electrode is sandwiched therebetween to support the electrode. In some cases, the electrodes are surrounded by the support by sealing one end of two strip-shaped supports and sandwiching the electrode between them.

【0034】上記のように、不織布などの多孔質シート
からなる支持体で電極を包囲して電極と支持体とを一体
化し、それにゲル化成分を含有する電解液を含浸させて
活性光線を照射することによりモノマーなどのゲル化成
分をポリマー化することによってゲル化することによ
り、電極とポリマー電解質との間が、それぞれ単独でゲ
ル化して電極とポリマー電解質層とから積層するより
も、界面の接着状態が良好で、層間に気泡、異物などが
介在することがなく、界面でのイオン移動がスムーズに
なり、正負極間の反応性が向上する。また、正極、負極
のいずれか一方の電極を支持体で包囲することによっ
て、物理的セパレートの役割を果たすことができる。た
だし、上記の電極と支持体との一体化とは、電極と支持
体との間に気泡や異物などを含まないで電極と支持体と
を密接させることを意味していて、不可分に接着させる
ことなどを意味するものではない。
As described above, the electrode and the support are integrated by surrounding the electrode with the support made of a porous sheet such as a non-woven fabric, and then impregnated with an electrolytic solution containing a gelling component and irradiated with actinic rays. By gelling by polymerizing a gelling component such as a monomer by doing, the gap between the electrode and the polymer electrolyte is closer to the interface than by gelling alone and laminating from the electrode and the polymer electrolyte layer. The bonding state is good, no air bubbles or foreign substances are interposed between the layers, the ion movement at the interface is smooth, and the reactivity between the positive and negative electrodes is improved. In addition, by surrounding one of the positive electrode and the negative electrode with a support, it can serve as a physical separator. However, the integration of the electrode and the support means that the electrode and the support are brought into close contact with each other without including bubbles or foreign matter between the electrode and the support, and are inseparably bonded. It does not mean that.

【0035】また、電極合剤中にポリマー電解質を生成
させるには、電極合剤層にモノマーやプレポリマーなど
の重合性ゲル化剤を含有する電解液を含浸させ、そこへ
活性光線を照射することによってモノマーやプレポリマ
ーなどの重合性ゲル化剤をポリマー化して電解液をゲル
化することによって行われる。
In order to form a polymer electrolyte in the electrode mixture, the electrode mixture layer is impregnated with an electrolytic solution containing a polymerizable gelling agent such as a monomer or a prepolymer, and irradiated with actinic rays. This is carried out by polymerizing a polymerizable gelling agent such as a monomer or a prepolymer to gel the electrolytic solution.

【0036】本発明において、外装体としては、前記の
積層電極、積層電極群、巻回電極などの発電要素部分を
密封状態に外装できるものであればよく、例えば、ナイ
ロンフィルム−アルミニウム箔−変性ポリオレフィン樹
脂フィルムの三層構造のラミネートフィルム、ポリエス
テルフィルム−アルミニウム箔−変性ポリオレフィン樹
脂フィルムなどのラミネートフィルムや、電池缶と封口
板、ガスケットなどで構成されるものであってもよい。
上記ラミネートフィルムで外装体を構成する場合、通
常、ラミネートフィルムを2枚用い、積層電極、積層電
極群、巻回電極などの厚みにあわせて、あらかじめその
うちの一方または両方を鍔付きの容器状に成形しておい
てもよい。
In the present invention, the exterior body may be any as long as it can externally enclose a power generation element portion such as the above-mentioned laminated electrode, laminated electrode group, and wound electrode in a sealed state. For example, nylon film-aluminum foil-modified A laminate film of a three-layer structure of a polyolefin resin film, a laminate film such as a polyester film-aluminum foil-modified polyolefin resin film, a battery can, a sealing plate, a gasket, and the like may be used.
When forming the outer package with the laminated film, usually, two laminated films are used, and one or both of them are formed in a container with a flange in advance according to the thickness of the laminated electrode, the laminated electrode group, the wound electrode, and the like. It may be molded.

【0037】[0037]

【実施例】つぎに、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明する。ただし、本発明は実施例に例示のもののみ
に限定されるものではない。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited only to those illustrated in the embodiments.

【0038】実施例1 この実施例1では、光透過性粒子として平均粒子径5μ
mのシリカ粒子を用い、このシリカ粒子を正極合剤中お
よび負極合剤中に量を変動させつつ含有させて、ポリマ
ー電解質電池を作製し、0.2C放電および2C放電で
の放電容量を測定し、かつ短絡試験を行って安全性を確
認した。まず、上記ポリマー電解質電池に用いる正極の
作製から説明する。
Example 1 In Example 1, the average particle diameter was 5 μm as the light transmitting particles.
m of silica particles, the silica particles are contained in the positive electrode mixture and the negative electrode mixture while varying the amount thereof, and a polymer electrolyte battery is manufactured, and the discharge capacities at 0.2C discharge and 2C discharge are measured. And a short-circuit test was performed to confirm safety. First, the production of the positive electrode used for the polymer electrolyte battery will be described.

【0039】正極の作製:この実施例1の正極では、正
極活物質として平均粒子径7μmのLiCoO2を用
い、そのLiCoO2 の使用量を90重量部に固定し、
バインダーとしてはポリフッ化ビニリデンを用い、その
ポリフッ化ビニリデンの使用量を5重量部に固定し、導
電助剤としてカーボンブラックを用い、そのカーボンブ
ラックの使用量を5重量部に固定し、光透過性粒子とし
て球状で平均粒子径5μmのシリカ粒子を用い、そのシ
リカ粒子の使用量を0重量部、1重量部、2重量部、3
重量部、5重量部、7重量部および11重量部に変動さ
せ、溶剤としてN−メチル−2−ピロリドンを用いて混
合して、上記シリカ粒子の使用量に応じてそれぞれ正極
合剤含有ペーストを調製した。ただし、その調製にあた
っては、あらかじめポリフッ化ビニリデンをN−メチル
−2−ピロリドンに溶解させておき、そのポリフッ化ビ
ニリデン溶液にLiCoO2 、カーボンブラックおよび
シリカ粒子を加えて混合した。
Preparation of positive electrode: In the positive electrode of Example 1, LiCoO 2 having an average particle diameter of 7 μm was used as a positive electrode active material, and the amount of LiCoO 2 used was fixed at 90 parts by weight.
Using polyvinylidene fluoride as a binder, fixing the amount of polyvinylidene fluoride used to 5 parts by weight, using carbon black as a conductive aid, fixing the amount of carbon black used to 5 parts by weight, Silica particles having a spherical average particle diameter of 5 μm are used as the particles, and the amount of the silica particles used is 0 parts by weight, 1 part by weight, 2 parts by weight,
Parts by weight, 5 parts by weight, 7 parts by weight, and 11 parts by weight, and mixed with N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent. Prepared. However, in its preparation, polyvinylidene fluoride was previously dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone, and LiCoO 2 , carbon black and silica particles were added to the polyvinylidene fluoride solution and mixed.

【0040】このようにして調製した7種類の正極合剤
含有ペーストにおけるシリカ粒子の正極合剤中の含有量
は、それぞれ、0重量%、1.0重量%、2.0重量
%、2.9重量%、4.8重量%、6.5重量%および
9.9重量%である。ただし、上記シリカ粒子の正極合
剤中の含有量の算出にあたっては、小数点2桁以下は四
捨五入している。これは以後の実施例などにおいても同
様である。
The content of the silica particles in the positive electrode mixture in the seven types of positive electrode mixture-containing pastes thus prepared was 0% by weight, 1.0% by weight, 2.0% by weight, and 2. 9%, 4.8%, 6.5% and 9.9% by weight. However, in calculating the content of the silica particles in the positive electrode mixture, two decimal places are rounded off. This is the same in the following embodiments.

【0041】そして、上記正極合剤含有ペーストを厚さ
20μmのアルミニウム箔からなる集電体の両面に塗布
し、乾燥して正極合剤層を形成した後、カレンダー処理
を行って全厚が130μmになるように正極合剤層の厚
みを調整し、片面の正極合剤層形成部分の面積が76m
m×42.5mmになるように切断して正極を作製し
た。ただし、上記正極の作製にあたっては、アルミニウ
ム箔の一部に正極合剤含有ペーストを塗布せず、アルミ
ニウム箔の露出部分をリード部として残し、そのリード
部を正極端子との接続部分とした。
Then, the positive electrode mixture-containing paste is applied to both surfaces of a current collector made of aluminum foil having a thickness of 20 μm, dried to form a positive electrode mixture layer, and subjected to a calendering treatment to give a total thickness of 130 μm. The thickness of the positive electrode mixture layer is adjusted so that the area of the positive electrode mixture layer formation portion on one side is 76 m.
The electrode was cut to have a size of mx 42.5 mm to produce a positive electrode. However, in producing the positive electrode, the paste containing the positive electrode mixture was not applied to part of the aluminum foil, the exposed portion of the aluminum foil was left as a lead portion, and the lead portion was used as a connection portion with the positive electrode terminal.

【0042】負極の作製:負極活物質として平均粒子径
10μmの鱗片状黒鉛90重量部と、ポリフッ化ビニリ
デン8重量部と、光透過性粒子として球状で平均粒子径
5μmのシリカ粒子2重量部とをN−メチル−2−ピロ
リドンを溶剤として均一になるように混合して負極合剤
含有ペーストを調製した。ただし、調製にあたっては、
ポリフッ化ビニリデンをあらかじめN−メチル−2−ピ
ロリドンに溶解しておき、そのポリフッ化ビニリデン溶
液に鱗片状黒鉛およびシリカ粒子を加えて混合した。
Preparation of negative electrode: 90 parts by weight of flaky graphite having an average particle diameter of 10 μm, 8 parts by weight of polyvinylidene fluoride, and 2 parts by weight of spherical silica particles having an average particle diameter of 5 μm as light transmitting particles Was mixed uniformly using N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent to prepare a negative electrode mixture-containing paste. However, in preparation,
Polyvinylidene fluoride was previously dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone, and flaky graphite and silica particles were added to the polyvinylidene fluoride solution and mixed.

【0043】そして、上記負極合剤含有ペーストを厚さ
10μmの銅箔からなる集電体の両面に塗布し、乾燥し
て負極合剤層を形成した後、カレンダー処理を行って全
厚が130μmになるように負極合剤層の厚みを調整
し、片面の負極合剤層形成部分の面積が76mm×4
4.5mmになるように切断して負極を作製した。この
実施例1における負極のシリカ粒子の負極合剤中の含有
量は2重量%である。ただし、上記負極の作製にあたっ
ては、銅箔の一部に負極合剤含有ペーストを塗布せず、
銅箔の露出部分をリード部として残しておき、そのリー
ド部を負極端子との接続部分とした。また、上記切断
は、負極端子との接続部分となるリード部を、負極の幅
方向に対して中央位置になるようにした。
The paste containing the negative electrode mixture was applied to both surfaces of a current collector made of a copper foil having a thickness of 10 μm, dried to form a negative electrode mixture layer, and then subjected to a calendering treatment to give a total thickness of 130 μm. The thickness of the negative electrode mixture layer was adjusted so that the area of the negative electrode mixture layer formation portion on one side was 76 mm × 4.
A negative electrode was prepared by cutting to 4.5 mm. In Example 1, the content of the silica particles of the negative electrode in the negative electrode mixture was 2% by weight. However, in producing the negative electrode, the paste containing the negative electrode mixture was not applied to part of the copper foil,
The exposed portion of the copper foil was left as a lead portion, and the lead portion was used as a connection portion with the negative electrode terminal. In the above cutting, the lead portion serving as the connection portion with the negative electrode terminal was set at the center position in the width direction of the negative electrode.

【0044】ゲル化用モノマー含有電解液の調製:プロ
ピレンカーボネートとエチレンカーボネートとの体積比
1:1の混合溶媒にLiPF6 を1.22mol/l溶
解させることによって調製した電解液に重合開始剤とし
て2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォス
フィンオキサイド〔商品名:ルシリンTPO、ビーエー
エスエフジャパン(株)製〕をあらかじめモノマーに対
して2重量%の比率となるように加えて溶解しておき、
そこに重合性ゲル化剤のモノマーとしてジペンタエリス
リトールヘキサアクリレートを使用開始10分前に濃度
が6重量%になるように加えて混合し、重合性ゲル化剤
としてのモノマーを含有する電解液を調製した。この重
合性ゲル化剤としてのモノマーを含有する電解液を以下
においては上記標題のように「ゲル化用モノマー含有電
解液」と簡略化して表現する。
Preparation of electrolytic solution containing gelling monomer: 1.22 mol / l of LiPF 6 dissolved in a mixed solvent of propylene carbonate and ethylene carbonate at a volume ratio of 1: 1 as a polymerization initiator 2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide (trade name: Lucylin TPO, manufactured by BSF Japan Co., Ltd.) was previously added and dissolved at a ratio of 2% by weight to the monomer, and dissolved.
10 minutes before the start of use, dipentaerythritol hexaacrylate was added as a monomer of the polymerizable gelling agent so as to have a concentration of 6% by weight, and mixed, and an electrolytic solution containing the monomer as a polymerizable gelling agent was added. Prepared. The electrolytic solution containing a monomer as a polymerizable gelling agent is hereinafter simply referred to as a “gelling monomer-containing electrolytic solution” as described above.

【0045】この実施例1では、正極をポリマー電解質
層の支持体となる不織布で包んで、正極と支持体とを一
体化して正極ユニットとしておき、その全体にゲル化用
モノマー含有電解液を含浸させ、電解液をゲル化して、
ポリマー電解質層−ポリマー電解質含有正極ユニットを
得た。負極は不織布で包むことなく、ゲル化用モノマー
含有電解液を含浸させ、電解液をゲル化して、ポリマー
電解質含有負極を得た。それらの作製を以下に示す。
In Example 1, the positive electrode was wrapped with a nonwoven fabric serving as a support for the polymer electrolyte layer, the positive electrode and the support were integrated into a positive electrode unit, and the whole was impregnated with an electrolyte solution containing a monomer for gelation. And gel the electrolyte,
Polymer electrolyte layer-Polymer electrolyte-containing positive electrode unit was obtained. The negative electrode was impregnated with a gelling monomer-containing electrolyte solution without being wrapped with a nonwoven fabric, and the electrolyte solution was gelled to obtain a polymer electrolyte-containing negative electrode. The production thereof is described below.

【0046】ポリマー電解質層−ポリマー電解質含有正
極ユニットの作製:ポリマー電解質層の支持体として
は、厚さ30μm、坪量12g/m2 のポリブチレンテ
レフタレート不織布〔NKK社製、MB1230(商品
名)〕を用い、これを長さ×幅が80mm×45mmの
短冊状に切断した。
Preparation of Polymer Electrolyte Layer-Polymer Electrolyte Containing Positive Electrode Unit: As a support for the polymer electrolyte layer, a polybutylene terephthalate nonwoven fabric having a thickness of 30 μm and a basis weight of 12 g / m 2 [MB1230 (trade name, manufactured by NKK)] This was cut into a strip having a length × width of 80 mm × 45 mm.

【0047】正極の正極合剤層形成部分とリード部とに
またがるように、厚さ50μm、幅3mmのポリイミド
テープをその両面から貼着して、短絡の防止および端子
の強度保持を図った。また、端子の溶接に用いる部分の
すべての表面を、熱により接着面の粘着性が失われる熱
剥離テープで被覆した後、上記ポリブチレンテレフタレ
ート不織布の長さ方向の中央部より左側の部分に載置
し、右側の部分を折り返して正極を覆った後、その幅方
向の両側部を熱融着器〔商品名:ポリシーラー、富士イ
ンパルス(株)製〕でシールして支持体としてポリブチ
レンテレフタレート不織布を袋状にし、両者を密接させ
て正極と支持体とを一体化して正極ユニットとした。こ
の正極ユニットを前記ゲル化用モノマー含有電解液に減
圧下で1分間浸漬して正極ユニットにゲル化用モノマー
含有電解液を含浸させた後、ポリエチレン製の袋に入
れ、密閉した。つぎに、ポリエチレン製袋の両面から、
フュージョンUVシステムズ・ジャパン(株)製の紫外
線照射装置を用いて、紫外線を1W/cm2 の照度で1
0秒間照射し、電解液中のモノマーを重合させてポリマ
ー化するとともに、電解液をゲル化してゲル状のポリマ
ー電解質とした。その結果、正極の内部すなわち正極合
剤中にゲル状のポリマー電解質が生成してポリマー電解
質を含有した正極が得られるとともに、その周囲にポリ
ブチレンテレフタレート不織布を支持体とするポリマー
電解質層が形成された。
A polyimide tape having a thickness of 50 μm and a width of 3 mm was attached to both sides of the positive electrode mixture layer forming portion of the positive electrode and the lead portion to prevent short circuit and maintain the strength of the terminal. In addition, after covering all surfaces of the portion used for welding of the terminal with a heat-peeling tape that loses the adhesiveness of the bonding surface due to heat, it is placed on the left side of the center in the length direction of the polybutylene terephthalate nonwoven fabric. Then, the right side is turned over to cover the positive electrode, and both sides in the width direction are sealed with a heat sealer (trade name: Policyrar, manufactured by Fuji Impulse Co., Ltd.), and polybutylene terephthalate is used as a support. The nonwoven fabric was made into a bag shape, and the two were brought into close contact with each other to integrate the positive electrode and the support into a positive electrode unit. The positive electrode unit was immersed in the gelling monomer-containing electrolyte solution under reduced pressure for 1 minute to impregnate the gelling monomer-containing electrolyte solution into the positive electrode unit, and then placed in a polyethylene bag and sealed. Next, from both sides of the polyethylene bag,
Using an ultraviolet irradiation device manufactured by Fusion UV Systems Japan Co., Ltd., ultraviolet light was irradiated at an illuminance of 1 W / cm 2 for 1 hour.
Irradiation was performed for 0 second to polymerize the monomer in the electrolytic solution to polymerize it, and the electrolytic solution was gelled to obtain a gel polymer electrolyte. As a result, a gelled polymer electrolyte is formed inside the positive electrode, that is, in the positive electrode mixture, and a positive electrode containing the polymer electrolyte is obtained, and a polymer electrolyte layer having a polybutylene terephthalate nonwoven fabric as a support is formed therearound. Was.

【0048】上記のようにしてゲル状のポリマー電解質
を含有した正極とポリマー電解質層との一体化物を袋か
ら取り出し、その端子部分に150℃の熱風を吹き付け
ることによって熱剥離テープを端子部分から剥がし、ポ
リマー電解質層−ポリマー電解質含有正極ユニットを得
た。
As described above, the integrated product of the positive electrode containing the gel polymer electrolyte and the polymer electrolyte layer is taken out of the bag, and the terminal portion is blown with hot air at 150 ° C. to peel off the thermal release tape from the terminal portion. Thus, a polymer electrolyte layer-a polymer electrolyte-containing positive electrode unit was obtained.

【0049】ポリマー電解質含有負極の作製:正極の場
合と同様に、負極の負極合剤層形成部分とリード部にま
たがるように、厚さ50μm、幅3mmのポリイミドテ
ープをその両面から貼着し、短絡の防止および端子の強
度保持を図った。また、端子の溶接に用いる部分のすべ
ての表面を、熱により接着面の粘着性が失われる熱剥離
テープで被覆し、前記ゲル化用モノマー含有電解液に減
圧下で1分間浸漬して、ゲル化用モノマー含有電解液を
含浸させた後、ポリエチレン製の袋に入れ、密閉した。
つぎに、ポリエチレン製袋の両面から、フュージョンU
Vシステムズ・ジャパン(株)製の紫外線照射装置を用
いて、紫外線を1W/cm2 の照度で10秒間照射し、
電解液中のモノマーを重合させてポリマー化するととも
に、電解液をゲル化してゲル状のポリマー電解質とし
た。その結果、負極の内部すなわち負極合剤中にゲル状
のポリマー電解質が生成してポリマー電解質を含有した
負極が得られた。
Preparation of a negative electrode containing a polymer electrolyte: As in the case of the positive electrode, a polyimide tape having a thickness of 50 μm and a width of 3 mm is attached to both sides of the negative electrode mixture layer forming portion and the lead portion of the negative electrode, The short circuit was prevented and the strength of the terminal was maintained. In addition, the entire surface of the portion used for welding the terminal is covered with a heat-peeling tape that loses the adhesiveness of the adhesive surface due to heat, and immersed in the gelling monomer-containing electrolytic solution under reduced pressure for 1 minute to form a gel. After being impregnated with the electrolytic solution containing the monomer for chemical conversion, the resultant was put in a polyethylene bag and sealed.
Next, from both sides of the polyethylene bag, fusion U
Using an ultraviolet irradiator manufactured by V Systems Japan Co., Ltd., irradiate ultraviolet rays at an illuminance of 1 W / cm 2 for 10 seconds,
The monomers in the electrolyte were polymerized by polymerization, and the electrolyte was gelled to form a gel polymer electrolyte. As a result, a gel polymer electrolyte was formed inside the negative electrode, that is, in the negative electrode mixture, and a negative electrode containing the polymer electrolyte was obtained.

【0050】上記のようにしてゲル状のポリマー電解質
を含有した負極を袋から取り出し、その端子部分に15
0℃の熱風を吹き付けることによって熱剥離テープを端
子部分から剥がし、ポリマー電解質含有負極を得た。
The negative electrode containing the gel polymer electrolyte was taken out of the bag as described above, and 15
By blowing hot air at 0 ° C., the thermal release tape was peeled off from the terminal portion, thereby obtaining a polymer electrolyte-containing negative electrode.

【0051】上記のようにして得た、ポリマー電解質層
−ポリマー電解質含有正極ユニットとポリマー電解質含
有負極とを重ね合わせて積層電極を作製した。
The polymer electrolyte layer-polymer electrolyte-containing positive electrode unit and the polymer electrolyte-containing negative electrode obtained as described above were overlaid to produce a laminated electrode.

【0052】得られた積層電極をナイロンフィルム−ア
ルミニウム箔−変性ポリオレフィン樹脂フィルムの三層
構造のラミネートフィルムからなる外装体で外装してポ
リマー電解質電池を作製した。
The obtained laminated electrode was packaged with a package consisting of a laminate film having a three-layer structure of a nylon film-aluminum foil-modified polyolefin resin film to prepare a polymer electrolyte battery.

【0053】このポリマー電解質電池の断面図を図1に
模式的に示す。この図1に示すポリマー電解質電池につ
いて説明すると、正極1の周囲にポリブチレンテレフタ
レート不織布を支持体とするポリマー電解質層3が形成
され、その正極1の上面に配置するポリマー電解質層3
を介して負極2が対向するように配置している。そし
て、これらの正極1や負極2にはその内部すなわち電極
合剤中に前記のようにして生成させたポリマー電解質を
含有しており、それらの正極1、ポリマー電解質層3お
よび負極2からなる積層電極はナイロンフィルム−アル
ミニウム箔−変性ポリオレフィン樹脂フィルムの三層構
造のラミネートフィルムからなる外装体で外装されてい
る。上記積層電極の外装にあたっては、外装体4として
のラミネートフィルムは2枚用いられ、それら2枚のラ
ミネートフィルムは上記積層電極の上面および下面にそ
れぞれの変性ポリオレフィン樹脂フィルムが対向するよ
うにして配置し、上記ラミネートフィルムの接合部の変
性ポリオレフィン樹脂フィルムを熱融着させて積層電極
の発電要素部分を密閉している。ただし、正極1からは
正極端子5の一方の端部が外装体4の接合部を通って電
池外部に引き出され、負極2からは負極端子6の一方の
端部が外装体の接合部を通って電池外部に引き出されて
いる。なお、この図1は実施例1のポリマー電解質電池
を模式的に示すもので、正極1や負極2の作製にあたっ
て使用した集電体やポリマー電解質層3の作製にあたっ
て使用した不織布などは図示していないし、正極端子5
の電池内部側の端部と正極のリード部との接続状態の詳
細や負極端子6の電池内部側の端部と負極のリード部と
の接続状態の詳細なども図示していない。また、実際の
ポリマー電解質電池では、正極端子5と負極端子6とは
両者の間に間隙を設けて同一方向に引き出す場合が多い
が、そのような場合に断面図で図示しようとすると正極
端子5または負極端子6のいずれか一方が図示できなく
なるので、図1では模式的に正極端子5と負極端子6と
を反対方向に引き出したものとして図示している。
FIG. 1 is a schematic sectional view of the polymer electrolyte battery. The polymer electrolyte battery shown in FIG. 1 will be described. A polymer electrolyte layer 3 having a polybutylene terephthalate non-woven fabric as a support is formed around a positive electrode 1, and the polymer electrolyte layer 3 disposed on the upper surface of the positive electrode 1 is formed.
And the negative electrode 2 is disposed so as to face through. The positive electrode 1 and the negative electrode 2 contain the polymer electrolyte generated as described above in the inside thereof, that is, in the electrode mixture, and are formed by stacking the positive electrode 1, the polymer electrolyte layer 3, and the negative electrode 2. The electrodes are packaged with a package consisting of a laminated film having a three-layer structure of a nylon film-aluminum foil-modified polyolefin resin film. For the exterior of the laminated electrode, two laminated films as the exterior body 4 are used, and the two laminated films are arranged so that the respective modified polyolefin resin films face the upper and lower surfaces of the laminated electrode. The modified polyolefin resin film at the joint of the laminate film is heat-sealed to seal the power generating element portion of the laminated electrode. However, from the positive electrode 1, one end of the positive electrode terminal 5 is drawn out of the battery through the joint of the outer package 4, and from the negative electrode 2, one end of the negative electrode terminal 6 passes through the joint of the outer package. Is pulled out of the battery. FIG. 1 schematically illustrates the polymer electrolyte battery of Example 1, and illustrates the current collector used in manufacturing the positive electrode 1 and the negative electrode 2 and the nonwoven fabric used in manufacturing the polymer electrolyte layer 3. Or positive terminal 5
The details of the connection between the inner end of the battery and the lead of the positive electrode and the details of the connection between the inner end of the negative electrode terminal 6 and the lead of the negative electrode are not shown. Also, in an actual polymer electrolyte battery, the positive electrode terminal 5 and the negative electrode terminal 6 are often provided in the same direction with a gap provided between them. Alternatively, one of the negative terminals 6 cannot be illustrated, and FIG. 1 schematically illustrates the positive terminal 5 and the negative terminal 6 as drawn in opposite directions.

【0054】上記電池に対し、0.2C放電での放電容
量および2C放電での放電容量の測定と短絡試験を行っ
た。それらの結果を表1に示す。なお、放電容量は、上
記0.2Cおよび2Cで、それぞれ4.2Vの定電流−
定電圧充電を行い、2.75Vの定電流放電を行って測
定した。この2C放電での放電容量の測定結果から重負
荷での負荷特性が判断できる。また、短絡試験は4.2
5Vの充電状態において釘刺し速度50mm/sの条件
で釘刺しを行い、電池内からの発煙の有無と、電池が温
度上昇したときの最高温度を調べた。
The above batteries were measured for discharge capacity at 0.2 C discharge and discharge capacity at 2 C discharge, and were subjected to a short-circuit test. Table 1 shows the results. The discharge capacity was a constant current of 4.2 V at the above-mentioned 0.2 C and 2 C, respectively.
The measurement was performed by charging at a constant voltage and discharging at a constant current of 2.75 V. The load characteristics under heavy load can be determined from the measurement result of the discharge capacity in the 2C discharge. The short-circuit test was conducted in 4.2
In a charged state of 5 V, nail penetration was performed at a nail penetration speed of 50 mm / s, and the presence or absence of smoke from the inside of the battery and the maximum temperature when the temperature of the battery increased were examined.

【0055】[0055]

【表1】 [Table 1]

【0056】表1に示す結果から明らかなように、正極
合剤中にシリカ粒子を含有させることによって、短絡試
験での電池の温度上昇を抑制し、発煙も防止でき、安全
性を向上させることができる。ただし、シリカ粒子の含
有量が多くなると2C放電での放電容量が低下し、負荷
特性が低下する傾向がある。
As is clear from the results shown in Table 1, by incorporating silica particles in the positive electrode mixture, it is possible to suppress the temperature rise of the battery in the short-circuit test, prevent the generation of smoke, and improve the safety. Can be. However, when the content of the silica particles increases, the discharge capacity in 2C discharge decreases, and the load characteristics tend to decrease.

【0057】実施例2 正極合剤中のシリカ粒子の含有量を2重量%とし、負極
合剤中のシリカ粒子の含有量を3重量%とし、負極合剤
中に含有させる球状のシリカ粒子を平均粒子径が1μ
m、2μm、5μm、10μm、20μm、30μmの
ものに変えて負極合剤中に含有させた以外は、実施例1
と同様にして6種類のポリマー電解質電池を作製した。
これを少し詳しく説明すると、正極合剤の組成は平均粒
子径7μmのLiCoO2 90重量部とポリフッ化ビニ
リデン5重量部とカーボンブラック5重量部と球状で平
均粒子径5μmのシリカ粒子2.04重量部からなるも
のであり、この正極合剤中におけるシリカ粒子の含有量
は2重量%である。また、負極合剤の組成は平均粒子径
10μmの黒鉛90重量部とポリフッ化ビニリデン8重
量部とシリカ粒子3.03重量部からなるものであり、
この負極合剤中におけるシリカ粒子の含有量は3重量%
である。ただし、この負極合剤においては、シリカ粒子
を平均粒子径が1μm、2μm、5μm、10μm、2
0μm、30μmのものに変えている。したがって、負
極合剤は6種類あり、それに伴ってポリマー電解質電池
も6種類ある。
Example 2 The content of the silica particles in the positive electrode mixture was set to 2% by weight, the content of the silica particles in the negative electrode mixture was set to 3% by weight, and the spherical silica particles contained in the negative electrode mixture were mixed. Average particle size is 1μ
Example 1 except that the negative electrode mixture was included in the negative electrode mixture instead of m, 2 μm, 5 μm, 10 μm, 20 μm, and 30 μm.
6 types of polymer electrolyte batteries were produced in the same manner as described above.
To explain this in more detail, the composition of the positive electrode mixture is 90 parts by weight of LiCoO 2 having an average particle diameter of 7 μm, 5 parts by weight of polyvinylidene fluoride, 5 parts by weight of carbon black, and 2.04 parts by weight of spherical silica particles having an average particle diameter of 5 μm. And the content of silica particles in the positive electrode mixture is 2% by weight. The composition of the negative electrode mixture was composed of 90 parts by weight of graphite having an average particle diameter of 10 μm, 8 parts by weight of polyvinylidene fluoride, and 3.03 parts by weight of silica particles,
The content of silica particles in this negative electrode mixture was 3% by weight.
It is. However, in this negative electrode mixture, silica particles having an average particle diameter of 1 μm, 2 μm, 5 μm, 10 μm,
They are changed to 0 μm and 30 μm. Therefore, there are six types of negative electrode mixtures, and there are also six types of polymer electrolyte batteries.

【0058】上記6種類のポリマー電解質電池について
実施例1と同様に0.2Cおよび2Cでの放電容量を測
定し、かつ短絡試験を行った。その結果を表2に示す。
With respect to the above six types of polymer electrolyte batteries, the discharge capacity at 0.2 C and 2 C was measured in the same manner as in Example 1, and a short-circuit test was performed. Table 2 shows the results.

【0059】[0059]

【表2】 [Table 2]

【0060】表2に示す結果から明らかなように、負極
合剤中に含有させるシリカ粒子の平均粒子径が負極活物
質の黒鉛の平均粒子径(この実施例2では、黒鉛の平均
粒子径は10μm)の0.3〜2倍の範囲内(この実施
例2では、シリカ粒子の平均粒子径が5μm、10μ
m、20μmの場合)では、短絡試験での電池の温度上
昇を抑制し、発煙も防止でき、安全性を向上させること
ができる。
As is evident from the results shown in Table 2, the average particle diameter of the silica particles contained in the negative electrode mixture was the average particle diameter of graphite as the negative electrode active material (in Example 2, the average particle diameter of graphite was (In this example 2, the average particle diameter of the silica particles is 5 μm, 10 μm).
m, 20 μm), the temperature rise of the battery in the short-circuit test can be suppressed, smoke can be prevented, and safety can be improved.

【0061】実施例3 正極合剤中のシリカ粒子の含有量を2重量%とし、負極
合剤中のシリカ粒子の含有量を0重量部、1重量部、2
重量部、3重量部、5重量部、7重量部、11重量部と
に変動させてシリカ粒子を負極合剤中に含有させた以外
は、実施例1と同様に7種類のポリマー電解質電池を作
製した。これを少し詳しく説明すると、正極合剤の組成
は平均粒子径7μmのLiCoO2 90重量部とポリフ
ッ化ビニリデン5重量部とカーボンブラック5重量部と
球状で平均粒子径5μmのシリカ粒子2.04重量部か
らなるものであり、この正極合剤中におけるシリカ粒子
の含有量は2重量%である。これに対して、負極合剤
は、平均粒子径10μmの黒鉛90重量部とポリフッ化
ビニリデン8重量部は固定していて、光透過性粒子とし
ての球状で平均粒子径5μmのシリカ粒子の量を0重量
部、1重量部、2重量部、3重量部、5重量部、7重量
部および11重量部と変えて、それぞれについて負極合
剤を調製している。したがって、負極合剤は7種類あ
り、そのそれぞれの負極合剤に応じてポリマー電解質電
池を作製しているので、ポリマー電解質電池も7種類あ
る。そして、上記負極合剤中のシリカ粒子の含有量は、
それぞれ0重量%、1.0重量%、2.0重量%、3.
0重量%、4.9重量%、6.7重量%および10.1
重量%である。
Example 3 The content of the silica particles in the positive electrode mixture was 2% by weight, and the content of the silica particles in the negative electrode mixture was 0 part by weight, 1 part by weight,
7 kinds of polymer electrolyte batteries were prepared in the same manner as in Example 1 except that the silica particles were contained in the negative electrode mixture by changing to 3 parts by weight, 3 parts by weight, 5 parts by weight, 7 parts by weight, and 11 parts by weight. Produced. To explain this in more detail, the composition of the positive electrode mixture is 90 parts by weight of LiCoO 2 having an average particle diameter of 7 μm, 5 parts by weight of polyvinylidene fluoride, 5 parts by weight of carbon black, and 2.04 parts by weight of spherical silica particles having an average particle diameter of 5 μm. And the content of silica particles in the positive electrode mixture is 2% by weight. On the other hand, in the negative electrode mixture, 90 parts by weight of graphite having an average particle diameter of 10 μm and 8 parts by weight of polyvinylidene fluoride are fixed, and the amount of silica particles having an average particle diameter of 5 μm as light-transmitting particles is reduced. A negative electrode mixture was prepared for each of 0 parts by weight, 1 part by weight, 2 parts by weight, 3 parts by weight, 5 parts by weight, 7 parts by weight and 11 parts by weight. Accordingly, there are seven types of negative electrode mixtures, and polymer electrolyte batteries are manufactured according to the respective negative electrode mixtures, so that there are seven types of polymer electrolyte batteries. And the content of the silica particles in the negative electrode mixture is
2. 0 wt%, 1.0 wt%, 2.0 wt%, and 3 wt%, respectively.
0%, 4.9%, 6.7% and 10.1%
% By weight.

【0062】上記7種類のポリマー電解質電池について
実施例1の場合と同様に0.2C放電および2Cでの放
電容量を測定し、かつ短絡試験を行った。その結果を表
3に示す。
For the above seven types of polymer electrolyte batteries, the discharge capacities at 0.2 C and 2 C were measured in the same manner as in Example 1, and a short-circuit test was performed. Table 3 shows the results.

【0063】[0063]

【表3】 [Table 3]

【0064】表3に示す結果から明らかなように、負極
合剤中にシリカ粒子を含有させることによって、短絡試
験での電池の温度上昇を抑制し、発煙も防止でき、安全
性を向上させることができる。ただし、負極合剤中のシ
リカ粒子の含有量が多くなると、2C放電での放電容量
が低くなる傾向があり、重負荷特性を良好に保つために
は、負極合剤中のシリカ粒子の含有量は高すぎない方が
好ましい。
As is evident from the results shown in Table 3, by including silica particles in the negative electrode mixture, the temperature rise of the battery in the short-circuit test can be suppressed, smoke can be prevented, and safety can be improved. Can be. However, when the content of the silica particles in the negative electrode mixture increases, the discharge capacity in 2C discharge tends to decrease, and in order to maintain good heavy load characteristics, the content of the silica particles in the negative electrode mixture increases. Is preferably not too high.

【0065】比較例1 正極合剤中および負極合剤中に光透過性粒子を含有させ
なかった以外は、実施例1と同様にしてポリマー電解質
電池を作製した。このポリマー電解質電池について実施
例1の場合と同様に負荷特性の測定を行った結果、0.
2Cでの放電容量は1600mAhであり、2C放電で
の放電容量は893mAhであった。さらに短絡試験を
行ったところ、電池が破裂し発火が認められた。
Comparative Example 1 A polymer electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the light-transmitting particles were not contained in the positive electrode mixture and the negative electrode mixture. The load characteristics of this polymer electrolyte battery were measured in the same manner as in Example 1, and the results were as follows.
The discharge capacity at 2C was 1600 mAh, and the discharge capacity at 2C discharge was 893 mAh. Further, when a short-circuit test was performed, the battery exploded and ignition was recognized.

【0066】上記実施例1〜3では光透過性粒子として
シリカ粒子を用いた場合について示したが、シリカ粒子
以外に光透過性粒子としてガラス繊維の細片、プラスチ
ック繊維の細片、プラスチックペレット、酸化チタンを
用いた場合でも同様の結果が得られた。
In the above Examples 1 to 3, the case where silica particles were used as the light-transmitting particles was shown. However, in addition to the silica particles, glass fiber flakes, plastic fiber flakes, plastic pellets, Similar results were obtained when using titanium oxide.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、正極
合剤または負極合剤の少なくとも一方の電極合剤中に光
透過性粒子を含有させることにより、安全性の高いポリ
マー電解質電池を提供することができた。
As described above, the present invention provides a highly safe polymer electrolyte battery by including light-transmitting particles in at least one of the positive electrode mixture and the negative electrode mixture. We were able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るポリマー電解質電池の一例を模式
的に示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one example of a polymer electrolyte battery according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 正極 2 負極 3 ポリマー電解質層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positive electrode 2 Negative electrode 3 Polymer electrolyte layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 映理 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 Fターム(参考) 5H024 AA01 AA02 BB07 CC04 EE05 EE06 EE09 HH01 HH13 5H029 AJ12 AK03 AK05 AK16 AL07 AL08 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 BJ04 DJ08 DJ15 DJ16 HJ01 HJ05 5H050 AA15 BA18 CA07 CB08 CB09 DA09 DA14 EA12 EA13 EA23 FA02 FA05 FA16 FA17 HA01 HA05  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Eri Yokoyama 1-88 Ushitora, Ibaraki-shi, Osaka F-term in Hitachi Maxell Co., Ltd. 5H024 AA01 AA02 BB07 CC04 EE05 EE06 EE09 HH01 HH13 5H029 AJ12 AK03 AK05 AK16 AL07 AL08 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 BJ04 DJ08 DJ15 DJ16 HJ01 HJ05 5H050 AA15 BA18 CA07 CB08 CB09 DA09 DA14 EA12 EA13 EA23 FA02 FA05 FA16 FA17 HA01 HA05

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 集電体上に正極合剤層を形成してなる正
極と、集電体上に負極合剤層を形成してなる負極とを、
ポリマー電解質層を介在させて積層した積層電極または
前記積層電極を2層以上積層した積層電極群または前記
積層電極を巻回した巻回電極を外装体で外装するポリマ
ー電解質電池であって、正極合剤または負極合剤の少な
くとも一方の電極合剤中に光透過性粒子を含有させたこ
とを特徴とするポリマー電解質電池。
1. A positive electrode having a positive electrode mixture layer formed on a current collector, and a negative electrode having a negative electrode mixture layer formed on a current collector,
A polymer electrolyte battery in which a laminated electrode laminated with a polymer electrolyte layer interposed, a laminated electrode group in which two or more laminated electrodes are laminated, or a wound electrode wound with the laminated electrode is packaged with a package. A polymer electrolyte battery comprising light-transmitting particles contained in at least one electrode mixture of a negative electrode mixture or a negative electrode mixture.
【請求項2】 前記正極合剤中にポリマー電解質を生成
させたことを特徴とする請求項1記載のポリマー電解質
電池。
2. The polymer electrolyte battery according to claim 1, wherein a polymer electrolyte is generated in the positive electrode mixture.
【請求項3】 前記光透過性粒子が、白色または透明の
物質であることを特徴とする請求項1または2記載のポ
リマー電解質電池。
3. The polymer electrolyte battery according to claim 1, wherein the light transmitting particles are a white or transparent substance.
【請求項4】 前記光透過性粒子の材質が、ガラス、プ
ラスチックまたは酸化チタンのいずれかであることを特
徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポリマー電解
質電池。
4. The polymer electrolyte battery according to claim 1, wherein the material of the light transmitting particles is any one of glass, plastic, and titanium oxide.
【請求項5】 前記光透過性粒子の形状が、球状、繊維
状細片またはペレット状のいずれかであることを特徴と
する請求項1〜4のいずれかに記載のポリマー電解質電
池。
5. The polymer electrolyte battery according to claim 1, wherein the shape of the light transmitting particles is any one of a sphere, a fibrous strip, and a pellet.
【請求項6】 前記光透過性粒子の平均粒子径が、活物
質の平均粒子径の0.3〜2倍の範囲にあることを特徴
とする請求項1〜5のいずれかに記載のポリマー電解質
電池。
6. The polymer according to claim 1, wherein the average particle diameter of the light-transmitting particles is in the range of 0.3 to 2 times the average particle diameter of the active material. Electrolyte battery.
【請求項7】 前記光透過性粒子の電極合剤中の含有量
が、1.5〜5重量%である請求項1〜6のいずれかに
記載のポリマー電解質電池。
7. The polymer electrolyte battery according to claim 1, wherein the content of the light transmitting particles in the electrode mixture is 1.5 to 5% by weight.
【請求項8】 負極活物質として、天然黒鉛または鱗片
状黒鉛を用いたことを特徴とする請求項1〜7のいずれ
かに記載のポリマー電解質電池。
8. The polymer electrolyte battery according to claim 1, wherein natural graphite or flaky graphite is used as the negative electrode active material.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003081884A (en) * 2001-09-12 2003-03-19 Masao Kaneko Method for performing chemical reaction occurring in solution, in solid
JP2006172901A (en) * 2004-12-16 2006-06-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, and the non-aqueous electrolyte secondary battery using the same
US9590219B2 (en) 2014-01-24 2017-03-07 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode assembly and secondary battery having the same

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