JP2001283862A - 非水電解質電池 - Google Patents
非水電解質電池Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池の諸特性の低下の抑制と、負極活物質の
充填密度の増大とを図りつつ、負極芯体から負極活物質
が剥がれるのを抑制して、電池製造時の歩留りの低下を
抑えることができる非水電解質電池の提供を目的として
いる。 【解決手段】 銅箔から成る負極芯体の表面に、充填密
度が１．６５ｇ／ｍｌ以上の負極活物質を含む負極活物
質層が形成された負極と、正極と、非水電解質とを有す
る非水電解質電池であって、上記銅箔から成る負極芯体
の伸び率が５．０％以上であることを特徴とする。
充填密度の増大とを図りつつ、負極芯体から負極活物質
が剥がれるのを抑制して、電池製造時の歩留りの低下を
抑えることができる非水電解質電池の提供を目的として
いる。 【解決手段】 銅箔から成る負極芯体の表面に、充填密
度が１．６５ｇ／ｍｌ以上の負極活物質を含む負極活物
質層が形成された負極と、正極と、非水電解質とを有す
る非水電解質電池であって、上記銅箔から成る負極芯体
の伸び率が５．０％以上であることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、銅箔から成る負極
芯体の表面に負極活物質を含む負極活物質層が形成され
た負極と、正極と、これら正負極間に介在するセパレー
タと、非水電解質とを有する非水電解質電池に関するも
のである。
芯体の表面に負極活物質を含む負極活物質層が形成され
た負極と、正極と、これら正負極間に介在するセパレー
タと、非水電解質とを有する非水電解質電池に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＬｉＣｏＯ2 等のリチウム含有遷
移金属酸化物等を正極活物質とする一方、金属リチウム
又はリチウムイオンを吸蔵、放出し得る合金、酸化物又
は黒鉛、コークス等の炭素材料を負極活物質とする非水
電解液二次電池が、高容量化が可能な電池として注目さ
れている。
移金属酸化物等を正極活物質とする一方、金属リチウム
又はリチウムイオンを吸蔵、放出し得る合金、酸化物又
は黒鉛、コークス等の炭素材料を負極活物質とする非水
電解液二次電池が、高容量化が可能な電池として注目さ
れている。
【０００３】上記負極活物質のうちリチウム又はリチウ
ムを主体とする材料を用いた場合には、充放電により樹
枝状のリチウムが析出（デンドライトが発生）し、電池
内で短絡するおそれがあるのに対して、炭素材料を負極
材料として用いると、このような欠点を解消することが
できるという利点がある。
ムを主体とする材料を用いた場合には、充放電により樹
枝状のリチウムが析出（デンドライトが発生）し、電池
内で短絡するおそれがあるのに対して、炭素材料を負極
材料として用いると、このような欠点を解消することが
できるという利点がある。
【０００４】ここで、上記炭素材料を用いて負極を作製
する場合には、先ず、炭素材料と結着剤等とを混合して
スラリーを調製した後、このスラリーを銅箔から成る負
極芯体に塗着し、更に、これを乾燥する。最後に、負極
活物質の充填密度を上げるべく、上記のようにして作製
した極板を、ローラープレス等によって圧延するという
ものである。
する場合には、先ず、炭素材料と結着剤等とを混合して
スラリーを調製した後、このスラリーを銅箔から成る負
極芯体に塗着し、更に、これを乾燥する。最後に、負極
活物質の充填密度を上げるべく、上記のようにして作製
した極板を、ローラープレス等によって圧延するという
ものである。
【０００５】この場合、負極活物質の充填密度が１．３
〜１．４ｇ／ｍｌ程度であれば、圧延時における負極活
物質の負極芯体幅方向への伸びが微小なので、銅箔から
成る負極芯体の伸びが不十分であっても、負極芯体と負
極活物質との密着性の低下は見られない。しかしなが
ら、負極活物質の充填密度が１．６５ｇ／ｍｌを超える
ような場合には、活物質は負極芯体の幅方向に大きく伸
びるのに対して、銅箔から成る負極芯体の伸びが微小で
あるため、負極芯体と負極活物質との密着性が低下す
る。この結果、負極芯体から負極活物質が剥がれ易くな
って、電池製造時の歩留りが低下するという課題を有し
ていた。
〜１．４ｇ／ｍｌ程度であれば、圧延時における負極活
物質の負極芯体幅方向への伸びが微小なので、銅箔から
成る負極芯体の伸びが不十分であっても、負極芯体と負
極活物質との密着性の低下は見られない。しかしなが
ら、負極活物質の充填密度が１．６５ｇ／ｍｌを超える
ような場合には、活物質は負極芯体の幅方向に大きく伸
びるのに対して、銅箔から成る負極芯体の伸びが微小で
あるため、負極芯体と負極活物質との密着性が低下す
る。この結果、負極芯体から負極活物質が剥がれ易くな
って、電池製造時の歩留りが低下するという課題を有し
ていた。
【０００６】そこで、負極芯体と負極活物質との密着性
を向上すべく、負極作製時に結着剤量を増加させるよう
な方法も考えられるが、これでは、電池の諸特性が低下
すると共に、電池の高容量化に不可欠な負極活物質の充
填密度の増大を図ることができないという課題を有す
る。
を向上すべく、負極作製時に結着剤量を増加させるよう
な方法も考えられるが、これでは、電池の諸特性が低下
すると共に、電池の高容量化に不可欠な負極活物質の充
填密度の増大を図ることができないという課題を有す
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の課
題を考慮したものであって、電池の諸特性の低下の抑制
と、負極活物質の充填密度の増大とを図りつつ、負極芯
体から負極活物質が剥がれるのを抑制して、電池製造時
の歩留りの低下を抑えることができる非水電解質電池の
提供を目的としている。
題を考慮したものであって、電池の諸特性の低下の抑制
と、負極活物質の充填密度の増大とを図りつつ、負極芯
体から負極活物質が剥がれるのを抑制して、電池製造時
の歩留りの低下を抑えることができる非水電解質電池の
提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうちで請求項１記載の発明は、銅箔から成
る負極芯体の表面に、充填密度が１．６５ｇ／ｍｌ以上
の負極活物質を含む負極活物質層が形成された負極と、
正極と、非水電解質とを有する非水電解質電池であっ
て、上記銅箔から成る負極芯体の伸び率が５．０％以上
であることを特徴とする。
に、本発明のうちで請求項１記載の発明は、銅箔から成
る負極芯体の表面に、充填密度が１．６５ｇ／ｍｌ以上
の負極活物質を含む負極活物質層が形成された負極と、
正極と、非水電解質とを有する非水電解質電池であっ
て、上記銅箔から成る負極芯体の伸び率が５．０％以上
であることを特徴とする。
【０００９】上記の如く、負極活物質の充填密度が１．
６５ｇ／ｍｌ以上の負極を用いた場合であっても、銅箔
から成る負極芯体の伸び率が５．０％以上であれば、圧
延時に、銅箔と負極活物質層とを同程度に伸ばすことが
できるので、銅箔と負極活物質層との界面におけるスト
レスが減少し、負極芯体と負極活物質との密着性が低下
するのを防止できる。この結果、負極芯体から負極活物
質が剥がれ難くなって、電池製造時の歩留りが向上す
る。
６５ｇ／ｍｌ以上の負極を用いた場合であっても、銅箔
から成る負極芯体の伸び率が５．０％以上であれば、圧
延時に、銅箔と負極活物質層とを同程度に伸ばすことが
できるので、銅箔と負極活物質層との界面におけるスト
レスが減少し、負極芯体と負極活物質との密着性が低下
するのを防止できる。この結果、負極芯体から負極活物
質が剥がれ難くなって、電池製造時の歩留りが向上す
る。
【００１０】また、上記構成であれば、負極作製時に結
着剤量を増加させることが不要となるので、電池の諸特
性が低下することもなく、且つ容易に電池の高容量化を
達成することができる。
着剤量を増加させることが不要となるので、電池の諸特
性が低下することもなく、且つ容易に電池の高容量化を
達成することができる。
【００１１】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、前記負極活物質が炭素材料から成る
ことを特徴とする。
載の発明において、前記負極活物質が炭素材料から成る
ことを特徴とする。
【００１２】このように、負極活物質として炭素材料を
用いた場合には、炭素材料は一般にプレスされ易いとい
うことから、充填密度の高い負極を容易に作製すること
ができる。
用いた場合には、炭素材料は一般にプレスされ易いとい
うことから、充填密度の高い負極を容易に作製すること
ができる。
【００１３】また、請求項３記載の発明は、請求項１又
は２記載の発明において、前記銅箔として、銅水溶液槽
から電気分解によって銅を析出して製箔する電解銅箔を
用いることを特徴とする。
は２記載の発明において、前記銅箔として、銅水溶液槽
から電気分解によって銅を析出して製箔する電解銅箔を
用いることを特徴とする。
【００１４】このような方法により、負極芯体の伸び率
を５．０％以上とすることができ、しかも、銅箔として
電解銅箔を用いれば、同等の伸び率を有する圧延銅箔
（熱処理して伸び率を電解銅箔と同等まで増加させたア
ニール圧延銅箔）に比べて、負極芯体と負極活物質との
密着性が向上する。
を５．０％以上とすることができ、しかも、銅箔として
電解銅箔を用いれば、同等の伸び率を有する圧延銅箔
（熱処理して伸び率を電解銅箔と同等まで増加させたア
ニール圧延銅箔）に比べて、負極芯体と負極活物質との
密着性が向上する。
【００１５】また、請求項４記載の発明は、請求項１又
は２記載の発明において、前記銅箔として、電解銅箔を
熱処理して負極芯体の伸び率が８．０％以上となったも
のを用いることを特徴とする。
は２記載の発明において、前記銅箔として、電解銅箔を
熱処理して負極芯体の伸び率が８．０％以上となったも
のを用いることを特徴とする。
【００１６】このように、銅箔として、熱処理により負
極芯体の伸び率が８．０％以上となった電解銅箔を用い
れば、負極芯体と負極活物質との密着性がより一層向上
する。
極芯体の伸び率が８．０％以上となった電解銅箔を用い
れば、負極芯体と負極活物質との密着性がより一層向上
する。
【００１７】また、請求項５記載の発明は、請求項１又
は２記載の発明において、前記銅箔として、圧延銅箔を
熱処理したものを用いることを特徴とする。
は２記載の発明において、前記銅箔として、圧延銅箔を
熱処理したものを用いることを特徴とする。
【００１８】このような方法によっても、負極芯体の伸
び率を５．０％以上とすることができる。
び率を５．０％以上とすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】（正極の作製）先ず、正極活物質
としてのＬｉＣｏＯ2 （平均粒径：５μｍ）と、導電剤
としての人造黒鉛とを、重量比で９：１の割合で混合し
て正極合剤を作製した。次に、この正極合剤に、結着剤
としてのポリフッ化ビニリデンを５重量％と、溶剤とし
てのＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶液とを混
合してスラリーを調製した後、このスラリーを正極芯体
としてのアルミニウム箔の両面にドクターブレード法に
より塗布した。その後、溶剤を乾燥し、ローラーで所定
の厚みにまで圧縮した後、１５０℃で２時間真空乾燥さ
せて、正極を作製した。 （負極の作製）先ず、塊状黒鉛（Ｌｃ値：１０００Å以
上、ｄ(002) 値：３．３７８Å、平均粒径：１８μｍ）
と、結着剤としてのスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢ
Ｒ）のディスパージョン（固形分：４８％）とを水に分
散させ、更に、増粘剤であるカルボキシメチルセルロー
ス（ＣＭＣ）を添加して、スラリーを調製した。尚、上
記塊状黒鉛と、ＳＢＲと、ＣＭＣとの混合割合は、負極
乾燥後の重量比が、塊状黒鉛：ＳＢＲ：ＣＭＣ＝１０
０：３：２となるように混合した。この後、上記スラリ
ーを負極芯体としての銅箔（厚み：１０μｍ）の両面に
ドクターブレード法により塗布した（厚みは各面１００
μｍである）。ここで、上記負極芯体としての銅箔は、
銅水溶液槽から電気分解によって銅を析出して製箔する
電解銅箔を１２０℃で１２時間熱処理して、伸び率が１
２．５％となったものを用いた。その後、溶剤を乾燥
し、ローラーで所定の厚みにまで圧縮した後、１１０℃
で２時間真空乾燥させて、負極（活物質の充填密度：
１．７０ｇ／ｃｃ）を作製した。 （電解液の調製）電解液としては、ＥＣ（エチレンカー
ボネート）とＤＥＣ（ジエチルカーボネート）とが体積
比で５０：５０の割合で混合された混合溶媒に、ＬｉＰ
Ｆ6 が１Ｍ（モル／リットル）の割合で溶解された非水
電解液を用いた。 （電池の作製）上記正極と負極とをポリプロピレン製の
微多孔膜から成るセパレータを介して巻回して発電要素
を作製した後、この発電要素を有底筒状の外装缶内に挿
入した。最後に、上記電解液を外装缶内に注入した後、
封口板を外装缶の開口部に取り付けることにより、１８
６５０型円筒形電池を作製した。
としてのＬｉＣｏＯ2 （平均粒径：５μｍ）と、導電剤
としての人造黒鉛とを、重量比で９：１の割合で混合し
て正極合剤を作製した。次に、この正極合剤に、結着剤
としてのポリフッ化ビニリデンを５重量％と、溶剤とし
てのＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶液とを混
合してスラリーを調製した後、このスラリーを正極芯体
としてのアルミニウム箔の両面にドクターブレード法に
より塗布した。その後、溶剤を乾燥し、ローラーで所定
の厚みにまで圧縮した後、１５０℃で２時間真空乾燥さ
せて、正極を作製した。 （負極の作製）先ず、塊状黒鉛（Ｌｃ値：１０００Å以
上、ｄ(002) 値：３．３７８Å、平均粒径：１８μｍ）
と、結着剤としてのスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢ
Ｒ）のディスパージョン（固形分：４８％）とを水に分
散させ、更に、増粘剤であるカルボキシメチルセルロー
ス（ＣＭＣ）を添加して、スラリーを調製した。尚、上
記塊状黒鉛と、ＳＢＲと、ＣＭＣとの混合割合は、負極
乾燥後の重量比が、塊状黒鉛：ＳＢＲ：ＣＭＣ＝１０
０：３：２となるように混合した。この後、上記スラリ
ーを負極芯体としての銅箔（厚み：１０μｍ）の両面に
ドクターブレード法により塗布した（厚みは各面１００
μｍである）。ここで、上記負極芯体としての銅箔は、
銅水溶液槽から電気分解によって銅を析出して製箔する
電解銅箔を１２０℃で１２時間熱処理して、伸び率が１
２．５％となったものを用いた。その後、溶剤を乾燥
し、ローラーで所定の厚みにまで圧縮した後、１１０℃
で２時間真空乾燥させて、負極（活物質の充填密度：
１．７０ｇ／ｃｃ）を作製した。 （電解液の調製）電解液としては、ＥＣ（エチレンカー
ボネート）とＤＥＣ（ジエチルカーボネート）とが体積
比で５０：５０の割合で混合された混合溶媒に、ＬｉＰ
Ｆ6 が１Ｍ（モル／リットル）の割合で溶解された非水
電解液を用いた。 （電池の作製）上記正極と負極とをポリプロピレン製の
微多孔膜から成るセパレータを介して巻回して発電要素
を作製した後、この発電要素を有底筒状の外装缶内に挿
入した。最後に、上記電解液を外装缶内に注入した後、
封口板を外装缶の開口部に取り付けることにより、１８
６５０型円筒形電池を作製した。
【００２０】ここで、電解銅箔の熱処理温度及び時間と
しては、上記実施の形態に示す条件に限定するものでは
なく、１１０〜１３０℃で１０〜１５時間であれば良
い。
しては、上記実施の形態に示す条件に限定するものでは
なく、１１０〜１３０℃で１０〜１５時間であれば良
い。
【００２１】また、負極芯体は電解銅箔に限定するもの
ではなく、アニール圧延銅箔（圧延銅箔を熱処理して伸
び率を増加させたもの）であっても良いが、負極芯体と
負極活物質との密着性を向上させるには、電解銅箔を用
いるのが望ましい。尚、圧延銅箔を用いた場合の熱処理
温度及び時間としては、１４５〜１５５℃で２５〜３５
分間であれば良い。
ではなく、アニール圧延銅箔（圧延銅箔を熱処理して伸
び率を増加させたもの）であっても良いが、負極芯体と
負極活物質との密着性を向上させるには、電解銅箔を用
いるのが望ましい。尚、圧延銅箔を用いた場合の熱処理
温度及び時間としては、１４５〜１５５℃で２５〜３５
分間であれば良い。
【００２２】また、負極芯体としての銅箔の厚みは１０
μｍに限定するものではなく、５〜２０μｍであれば、
上記と同等の効果がある。
μｍに限定するものではなく、５〜２０μｍであれば、
上記と同等の効果がある。
【００２３】更に、上記正極材料としては上記ＬｉＣｏ
Ｏ2 に限定されるものではなく、その他のリチウム含有
金属複合酸化物（金属として、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｖ、
Ｎｂから選択される少なくとも１種を用いる）等を用い
ることが可能である。
Ｏ2 に限定されるものではなく、その他のリチウム含有
金属複合酸化物（金属として、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｖ、
Ｎｂから選択される少なくとも１種を用いる）等を用い
ることが可能である。
【００２４】加えて、電解液の溶媒としては上記のもの
に限らず、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネ
ート、ビニレンカーボネート、シクロペンタノン、スル
ホラン、３−メチルスルホラン、２，４−ジメチルスル
ホラン、３−メチル１，３−オキサゾリジン−２−オ
ン、γ−ブチロラクトン、ジエチルカーボネート、ジエ
チルカーボネート、メチルエチルカーボネート、メチル
プロピルカーボネート、ブチルメチルカーボネート、エ
チルプロピルカーボネート、ブチルエチルカーボネー
ト、ジプロピルカーボネート、１，２−ジメトキシエタ
ン、テトラヒドロフラン、２−メトルテトラヒドロフラ
ン、１，３−ジオキソラン、酢酸メチル、酢酸エチル等
の単体、或いは２成分及び３成分混合物であっても良
い。
に限らず、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネ
ート、ビニレンカーボネート、シクロペンタノン、スル
ホラン、３−メチルスルホラン、２，４−ジメチルスル
ホラン、３−メチル１，３−オキサゾリジン−２−オ
ン、γ−ブチロラクトン、ジエチルカーボネート、ジエ
チルカーボネート、メチルエチルカーボネート、メチル
プロピルカーボネート、ブチルメチルカーボネート、エ
チルプロピルカーボネート、ブチルエチルカーボネー
ト、ジプロピルカーボネート、１，２−ジメトキシエタ
ン、テトラヒドロフラン、２−メトルテトラヒドロフラ
ン、１，３−ジオキソラン、酢酸メチル、酢酸エチル等
の単体、或いは２成分及び３成分混合物であっても良
い。
【００２５】また、電解液の溶質としては上記のものに
限らず、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、ＬｉＡｓ
Ｆ6 、ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 、ＬｉＣｌＯ4 等であ
っても良い。
限らず、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、ＬｉＡｓ
Ｆ6 、ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 、ＬｉＣｌＯ4 等であ
っても良い。
【００２６】更に、結着剤としては、上記のものに限定
するものではなく、メチル（メタ）アクリレート、エチ
ル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレー
ト、（メタ）アクリロニトリル、ヒドロキシエチル（メ
タ）アクリレート等のエチレン性不飽和カルボン酸エス
テル、或いは、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン
酸、フマル酸、マレイン酸等のエチレン性不飽和カルボ
ン酸を使用することもできる。
するものではなく、メチル（メタ）アクリレート、エチ
ル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレー
ト、（メタ）アクリロニトリル、ヒドロキシエチル（メ
タ）アクリレート等のエチレン性不飽和カルボン酸エス
テル、或いは、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン
酸、フマル酸、マレイン酸等のエチレン性不飽和カルボ
ン酸を使用することもできる。
【００２７】
【実施例】（第１実施例） 〔実施例１〕実施例１としては、上記発明の実施の形態
に示す方法と同様の方法にて作製した電池を用いた。
に示す方法と同様の方法にて作製した電池を用いた。
【００２８】このようにして作製した電池を、以下、本
発明電池Ａと称する。 〔比較例１〕負極芯体として、熱処理を施していない圧
延銅箔（伸び率１．２％）を用いる他は、上記実施例１
と同様にして電池を作製した。
発明電池Ａと称する。 〔比較例１〕負極芯体として、熱処理を施していない圧
延銅箔（伸び率１．２％）を用いる他は、上記実施例１
と同様にして電池を作製した。
【００２９】このようにして作製した電池を、以下、比
較電池Ｘ１と称する。 〔比較例２、３〕負極活物質の充填密度を１．４０ｇ／
ｍｌとする他は、各々上記実施例１及び比較例１と同様
にして電池を作製した。
較電池Ｘ１と称する。 〔比較例２、３〕負極活物質の充填密度を１．４０ｇ／
ｍｌとする他は、各々上記実施例１及び比較例１と同様
にして電池を作製した。
【００３０】このようにして作製した電池を、以下、そ
れぞれ比較電池Ｘ２、Ｘ３と称する。 〔実験１〕本発明電池Ａ及び比較電池Ｘ１〜Ｘ３におい
て、電池組立時の歩留りを調べたので、その結果を表１
に示す。尚、試料数は、各電池１２０個である。
れぞれ比較電池Ｘ２、Ｘ３と称する。 〔実験１〕本発明電池Ａ及び比較電池Ｘ１〜Ｘ３におい
て、電池組立時の歩留りを調べたので、その結果を表１
に示す。尚、試料数は、各電池１２０個である。
【００３１】
【表１】 上記表１から明らかなように、負極活物質の充填密度が
共に１．４０ｇ／ｍｌの比較電池Ｘ２と比較電池Ｘ３と
を比べた場合には、負極芯体としての銅箔の伸び率が大
きく異なるにも関わらず、両者の歩留りに差異は認めら
れないのに対して、負極活物質の充填密度が共に１．７
０ｇ／ｍｌの本発明電池Ａと比較電池Ｘ１とを比べた場
合には、本発明電池Ａは比較電池Ｘ１に比べて歩留りが
格段に向上していることが認められる。したがって、負
極活物質の充填密度が大きい場合に、負極芯体の伸び率
が歩留りに影響していることがわかる。
共に１．４０ｇ／ｍｌの比較電池Ｘ２と比較電池Ｘ３と
を比べた場合には、負極芯体としての銅箔の伸び率が大
きく異なるにも関わらず、両者の歩留りに差異は認めら
れないのに対して、負極活物質の充填密度が共に１．７
０ｇ／ｍｌの本発明電池Ａと比較電池Ｘ１とを比べた場
合には、本発明電池Ａは比較電池Ｘ１に比べて歩留りが
格段に向上していることが認められる。したがって、負
極活物質の充填密度が大きい場合に、負極芯体の伸び率
が歩留りに影響していることがわかる。
【００３２】そこで、負極芯体の伸び率を変化させて、
負極活物質の充填密度と負極活物質と負極芯体との密着
性について、下記実験２及び実験３でより詳しく調べ
た。 〔実験２〕電解銅箔を熱処理したものであって、伸び率
が１２．５％の負極芯体（上記本発明電池Ａと同様の負
極芯体）、圧延銅箔を熱処理していないものであって、
伸び率が１．２％の負極芯体（上記比較電池Ｘ１と同様
の負極芯体）、及び電解銅箔を熱処理していないもので
あって、伸び率が５．２％の負極芯体を用いて、負極活
物質の充填密度を変化させつつ、負極を作製し、各負極
の密着強度を調べたので、その結果を図１に示す。尚、
負極の密着強度の測定方法は、１ｃｍ2 の両面テープを
各負極に貼り付け、負極平面に対して垂直方向に引き上
げるときの荷重を調べることにより行い、また、図１に
おいては、負極活物質の充填密度が１．３５ｇ／ｍｌの
ときの荷重を１００％として示している。
負極活物質の充填密度と負極活物質と負極芯体との密着
性について、下記実験２及び実験３でより詳しく調べ
た。 〔実験２〕電解銅箔を熱処理したものであって、伸び率
が１２．５％の負極芯体（上記本発明電池Ａと同様の負
極芯体）、圧延銅箔を熱処理していないものであって、
伸び率が１．２％の負極芯体（上記比較電池Ｘ１と同様
の負極芯体）、及び電解銅箔を熱処理していないもので
あって、伸び率が５．２％の負極芯体を用いて、負極活
物質の充填密度を変化させつつ、負極を作製し、各負極
の密着強度を調べたので、その結果を図１に示す。尚、
負極の密着強度の測定方法は、１ｃｍ2 の両面テープを
各負極に貼り付け、負極平面に対して垂直方向に引き上
げるときの荷重を調べることにより行い、また、図１に
おいては、負極活物質の充填密度が１．３５ｇ／ｍｌの
ときの荷重を１００％として示している。
【００３３】図１から明らかなように、負極活物質の充
填密度が１．６５ｇ／ｍｌ未満では、いずれの負極芯体
を用いた場合であっても密着強度に殆ど変わりはない
が、負極活物質の充填密度が１．６５ｇ／ｍｌ以上で
は、伸び率が５．２％と１２．５％の負極芯体を用いた
ものは、伸び率が１．２％の負極芯体を用いたものに比
べて密着強度が大きくなり、特に、伸び率が１２．５％
の負極芯体を用いたものは密着強度が格段に大きくなっ
ていることが認められる。尚、グラフには示していない
が、伸び率が５．０％以上の負極芯体を用いれば密着強
度が大きくなり、特に、伸び率が８．０％の負極芯体を
用いたものは密着強度が格段に大きくなることを実験に
より確認している。
填密度が１．６５ｇ／ｍｌ未満では、いずれの負極芯体
を用いた場合であっても密着強度に殆ど変わりはない
が、負極活物質の充填密度が１．６５ｇ／ｍｌ以上で
は、伸び率が５．２％と１２．５％の負極芯体を用いた
ものは、伸び率が１．２％の負極芯体を用いたものに比
べて密着強度が大きくなり、特に、伸び率が１２．５％
の負極芯体を用いたものは密着強度が格段に大きくなっ
ていることが認められる。尚、グラフには示していない
が、伸び率が５．０％以上の負極芯体を用いれば密着強
度が大きくなり、特に、伸び率が８．０％の負極芯体を
用いたものは密着強度が格段に大きくなることを実験に
より確認している。
【００３４】したがって、密着強度を大きくするには、
伸び率が５．０％以上の負極芯体を用いることが必要と
なり、特に、伸び率が８．０％の負極芯体を用いるのが
望ましいことがわかる。 〔実験３〕電解銅箔を熱処理していないものであって、
伸び率が５．２％の負極芯体、及び圧延銅箔を熱処理し
たものであって、伸び率が５．６％の負極芯体を用い
て、負極活物質の充填密度を変化させつつ、負極を作製
し、各負極の密着強度を調べたので、その結果を図２に
示す。尚、負極の密着強度の測定方法は、上記実験２と
同様の方法で行い、また、図２においては、負極活物質
の充填密度が１．３５ｇ／ｍｌのときの荷重を１００％
として示している。
伸び率が５．０％以上の負極芯体を用いることが必要と
なり、特に、伸び率が８．０％の負極芯体を用いるのが
望ましいことがわかる。 〔実験３〕電解銅箔を熱処理していないものであって、
伸び率が５．２％の負極芯体、及び圧延銅箔を熱処理し
たものであって、伸び率が５．６％の負極芯体を用い
て、負極活物質の充填密度を変化させつつ、負極を作製
し、各負極の密着強度を調べたので、その結果を図２に
示す。尚、負極の密着強度の測定方法は、上記実験２と
同様の方法で行い、また、図２においては、負極活物質
の充填密度が１．３５ｇ／ｍｌのときの荷重を１００％
として示している。
【００３５】図２から明らかなように、負極活物質の充
填密度が１．６５ｇ／ｍｌ未満では、いずれの負極芯体
を用いた場合であっても密着強度に殆ど変わりはない
が、負極活物質の充填密度が１．６５ｇ／ｍｌ以上で
は、電解銅箔を熱処理していない負極芯体の方が、圧延
銅箔を熱処理した負極芯体よりも伸び率が低いにも関わ
らず、密着強度が大きくなっていることが認められる。
填密度が１．６５ｇ／ｍｌ未満では、いずれの負極芯体
を用いた場合であっても密着強度に殆ど変わりはない
が、負極活物質の充填密度が１．６５ｇ／ｍｌ以上で
は、電解銅箔を熱処理していない負極芯体の方が、圧延
銅箔を熱処理した負極芯体よりも伸び率が低いにも関わ
らず、密着強度が大きくなっていることが認められる。
【００３６】したがって、密着強度を大きくするには、
電解銅箔を用いるのが望ましいことがわかる。
電解銅箔を用いるのが望ましいことがわかる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
銅箔と負極活物質層とを同程度に伸ばすことができるの
で、銅箔と負極活物質層との界面におけるストレスが減
少し、負極芯体と負極活物質との密着性が低下するのを
防止できる。この結果、負極芯体から負極活物質が剥が
れ難くなって、電池製造時の歩留りが向上する。
銅箔と負極活物質層とを同程度に伸ばすことができるの
で、銅箔と負極活物質層との界面におけるストレスが減
少し、負極芯体と負極活物質との密着性が低下するのを
防止できる。この結果、負極芯体から負極活物質が剥が
れ難くなって、電池製造時の歩留りが向上する。
【００３８】また、負極作製時に結着剤量を増加させる
ことが不要となるので、電池の諸特性が低下することも
なく、且つ負極活物質の充填密度を高くすることができ
るので、電池の高容量化を達成することができるという
優れた効果を奏する。
ことが不要となるので、電池の諸特性が低下することも
なく、且つ負極活物質の充填密度を高くすることができ
るので、電池の高容量化を達成することができるという
優れた効果を奏する。
【図１】負極活物質の充填密度と密着強度との関係を示
すグラフ。
すグラフ。
【図２】負極活物質の充填密度と密着強度との関係を示
すグラフ。
すグラフ。
フロントページの続き (72)発明者 高橋 昌利 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H017 AA03 AS10 BB01 BB06 BB16 CC01 EE01 HH01 5H029 AJ01 AJ14 AK03 AL06 AL07 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 CJ02 CJ03 CJ24 DJ07 EJ01 HJ00 HJ08 5H050 AA01 AA19 BA17 CA08 CB08 DA03 FA05 GA09 GA22 HA08
Claims (5)
- 【請求項１】 銅箔から成る負極芯体の表面に、充填密
度が１．６５ｇ／ｍｌ以上の負極活物質を含む負極活物
質層が形成された負極と、正極と、非水電解質とを有す
る非水電解質電池であって、 上記銅箔から成る負極芯体の伸び率が５．０％以上であ
ることを特徴とする非水電解質電池。 - 【請求項２】 前記負極活物質が炭素材料から成る、請
求項１記載の非水電解質電池。 - 【請求項３】 前記銅箔として、銅水溶液槽から電気分
解によって銅を析出して製箔する電解銅箔を用いる、請
求項１又は２記載の非水電解質電池。 - 【請求項４】 前記銅箔として、電解銅箔を熱処理して
負極芯体の伸び率が８．０％以上となったものを用い
る、請求項１又は２記載の非水電解質電池。 - 【請求項５】 前記銅箔として、圧延銅箔を熱処理した
ものを用いる、請求項１又は２記載の非水電解質電池。
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|---|---|---|---|
| JP2000092573A JP4242997B2 (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 非水電解質電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000092573A JP4242997B2 (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 非水電解質電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001283862A true JP2001283862A (ja) | 2001-10-12 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000092573A Expired - Fee Related JP4242997B2 (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 非水電解質電池 |
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003041194A1 (en) * | 2001-11-07 | 2003-05-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Negative electrode current collector, negative electrode using the same, and nonaqueous electrolytic secondary cell |
| JP2003151555A (ja) * | 2001-11-08 | 2003-05-23 | Petoca Materials Ltd | 負極用塗工組成物、負極板、その製造方法、及び、非水電解液二次電池 |
| JP2004303622A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水系電解質二次電池及びその製造方法 |
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| JP2011108442A (ja) * | 2009-11-16 | 2011-06-02 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | 圧延銅箔、並びにこれを用いた負極集電体、負極板及び二次電池 |
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| JP5426771B2 (ja) * | 2010-06-29 | 2014-02-26 | パナソニック株式会社 | 薄型フレキシブル電池 |
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-
2000
- 2000-03-30 JP JP2000092573A patent/JP4242997B2/ja not_active Expired - Fee Related
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