JP2001307735A - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
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- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 リチウム含有複合酸化物を活物質とする正極
と、リチウムの挿入・脱離が可能な炭素材料からなる負
極とセパレータと非水電解液を用いたリチウム二次電池
において、電池容量とサイクル特性を改善する。 【解決手段】 ヘキサフルオロプロピレンの構成比率が
２重量％から１２重量％であるフッ化ビニリデン共重合
体と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率が２０重量
％から４０重量％であるフッ化ビニリデン共重合体との
混合比率が、重量比で６０：４０〜９０：１０であるポ
リマー混合品を、正極用結着剤、負極用結着剤、セパレ
ータ用ポリマーとして、少なくとも一つ以上に用いるこ
とで、電池容量が高く、サイクル特性に優れたポリマー
電池を提供する。
と、リチウムの挿入・脱離が可能な炭素材料からなる負
極とセパレータと非水電解液を用いたリチウム二次電池
において、電池容量とサイクル特性を改善する。 【解決手段】 ヘキサフルオロプロピレンの構成比率が
２重量％から１２重量％であるフッ化ビニリデン共重合
体と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率が２０重量
％から４０重量％であるフッ化ビニリデン共重合体との
混合比率が、重量比で６０：４０〜９０：１０であるポ
リマー混合品を、正極用結着剤、負極用結着剤、セパレ
ータ用ポリマーとして、少なくとも一つ以上に用いるこ
とで、電池容量が高く、サイクル特性に優れたポリマー
電池を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム含有複合
酸化物を活物質とする正極、リチウムイオンの挿入・脱
離が可能な黒鉛などの炭素材料からなる負極、セパレー
タおよび非水電解液を用いたリチウム二次電池に関する
もので、さらに詳しくは強度と電解液吸収保持性に優れ
たリチウム二次電池に関するものである。
酸化物を活物質とする正極、リチウムイオンの挿入・脱
離が可能な黒鉛などの炭素材料からなる負極、セパレー
タおよび非水電解液を用いたリチウム二次電池に関する
もので、さらに詳しくは強度と電解液吸収保持性に優れ
たリチウム二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】非水電解液を用い、黒鉛などの炭素材料
を負極材料とし、リチウム含有複合酸化物を正極活物質
とするリチウム二次電池は、水溶液系の二次電池に比べ
て電圧、エネルギー密度が高く、ポータブル化、コード
レス化が進む民生用電子機器の主電源として期待されて
いる。また負極にリチウム金属を用いないことからサイ
クル特性、安全性にも優れている。
を負極材料とし、リチウム含有複合酸化物を正極活物質
とするリチウム二次電池は、水溶液系の二次電池に比べ
て電圧、エネルギー密度が高く、ポータブル化、コード
レス化が進む民生用電子機器の主電源として期待されて
いる。また負極にリチウム金属を用いないことからサイ
クル特性、安全性にも優れている。
【０００３】さらに近年になり、特表平８−５０７４０
７号公報等で提案されているように、非水電解液を吸収
保持するポリマーを活物質層に混合し、前記ポリマーか
らなるセパレータを用いたリチウムポリマー二次電池も
開発されつつある。従来のリチウム二次電池より薄型
で、軽量であるこのポリマー二次電池には次世代の二次
電池として注目されている。
７号公報等で提案されているように、非水電解液を吸収
保持するポリマーを活物質層に混合し、前記ポリマーか
らなるセパレータを用いたリチウムポリマー二次電池も
開発されつつある。従来のリチウム二次電池より薄型
で、軽量であるこのポリマー二次電池には次世代の二次
電池として注目されている。
【０００４】しかしこのポリマー二次電池において、電
解液を吸収保持すると同時に、電極の結着剤としての機
能を持たせる目的に用いられているフッ化ビニリデンと
ヘキサフルオロプロピレンの共重合体（以下Ｐ（ＶｄＦ
−ＨＦＰ）と略称する）には、電極の結着剤としての機
能、つまり電極合材の機械的強度が、従来からリチウム
イオン二次電池で主に用いられているＰＶｄＦやＰＴＦ
Ｅ等と比較して低いという課題がある。またセパレータ
に用いた場合には、電解液を吸収保持した際のポリマー
の膨潤が大きく、セパレータの強度が低下するという課
題がある。これらの課題はいずれもＰ（ＶｄＦ−ＨＦ
Ｐ）の結晶性が、ＰＶｄＦに比べると低いことに由来す
る。ところが、この結晶性の低さ、つまり非晶質部分の
占める比率の高さが電解液の吸収保持性を高める一つの
要因にもなっており、上記課題が生じるのは相反する二
つの機能（電極結着剤もしくはセパレータと電解液保持
体）を一つの材料に求めた帰結とも言える。
解液を吸収保持すると同時に、電極の結着剤としての機
能を持たせる目的に用いられているフッ化ビニリデンと
ヘキサフルオロプロピレンの共重合体（以下Ｐ（ＶｄＦ
−ＨＦＰ）と略称する）には、電極の結着剤としての機
能、つまり電極合材の機械的強度が、従来からリチウム
イオン二次電池で主に用いられているＰＶｄＦやＰＴＦ
Ｅ等と比較して低いという課題がある。またセパレータ
に用いた場合には、電解液を吸収保持した際のポリマー
の膨潤が大きく、セパレータの強度が低下するという課
題がある。これらの課題はいずれもＰ（ＶｄＦ−ＨＦ
Ｐ）の結晶性が、ＰＶｄＦに比べると低いことに由来す
る。ところが、この結晶性の低さ、つまり非晶質部分の
占める比率の高さが電解液の吸収保持性を高める一つの
要因にもなっており、上記課題が生じるのは相反する二
つの機能（電極結着剤もしくはセパレータと電解液保持
体）を一つの材料に求めた帰結とも言える。
【０００５】そこで例えば、特開平１１−３１２５３５
号公報では重量平均分子量を５５００００以上にするこ
とによって、結晶性の低さを分子鎖の絡み合いによって
補い、結着剤としての機能を向上させることが提案され
ている。しかしこのような高分子量のＰ（ＶｄＦ−ＨＦ
Ｐ）を合成するには長時間を要し、量産性、コストの面
で課題がある。また高分子量になるに従って電解液の浸
透性が低くなり、電池容量が低下することも課題であ
る。
号公報では重量平均分子量を５５００００以上にするこ
とによって、結晶性の低さを分子鎖の絡み合いによって
補い、結着剤としての機能を向上させることが提案され
ている。しかしこのような高分子量のＰ（ＶｄＦ−ＨＦ
Ｐ）を合成するには長時間を要し、量産性、コストの面
で課題がある。また高分子量になるに従って電解液の浸
透性が低くなり、電池容量が低下することも課題であ
る。
【０００６】また特開平１１−３１２５３６号公報で
は、ＨＦＰの混合比率が３重量％から７．５重量％と比
較的低く、結晶性の高いＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）が提案さ
れているが、これも高分子量のＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）と
同様に電解液の浸透性が低く、電池容量が低下する課題
がある。
は、ＨＦＰの混合比率が３重量％から７．５重量％と比
較的低く、結晶性の高いＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）が提案さ
れているが、これも高分子量のＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）と
同様に電解液の浸透性が低く、電池容量が低下する課題
がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】Ｐ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
を電極結着剤並びに電解液保持体としての機能を持たせ
る目的に、正極もしくは負極に用いた場合、電極結着剤
としての機能が必ずしも高くなく、充放電を繰り返す
と、電極中での活物質の遊離、さらに進めば電極合剤の
剥落が起こりサイクル特性の低下が起こる。また前記Ｐ
（ＶｄＦ−ＨＦＰ）をセパレータに用いた場合は、電解
液を吸収保持した際のポリマーの膨潤が大きく、極端な
場合はセパレータが流動性をもち、絶縁体としての機能
が低下して、電圧低下、自己放電等により、やはりサイ
クル特性の低下が生じる。そこで分子量を大きくした
り、比較的ＨＦＰの構成比率が低いＰ（ＶｄＦ−ＨＦ
Ｐ）がこれまでに提案されてきたが、これらは何れも電
解液の浸透性が低く電池容量が低下する課題がある。
を電極結着剤並びに電解液保持体としての機能を持たせ
る目的に、正極もしくは負極に用いた場合、電極結着剤
としての機能が必ずしも高くなく、充放電を繰り返す
と、電極中での活物質の遊離、さらに進めば電極合剤の
剥落が起こりサイクル特性の低下が起こる。また前記Ｐ
（ＶｄＦ−ＨＦＰ）をセパレータに用いた場合は、電解
液を吸収保持した際のポリマーの膨潤が大きく、極端な
場合はセパレータが流動性をもち、絶縁体としての機能
が低下して、電圧低下、自己放電等により、やはりサイ
クル特性の低下が生じる。そこで分子量を大きくした
り、比較的ＨＦＰの構成比率が低いＰ（ＶｄＦ−ＨＦ
Ｐ）がこれまでに提案されてきたが、これらは何れも電
解液の浸透性が低く電池容量が低下する課題がある。
【０００８】したがって、単一組成のＰ（ＶｄＦ−ＨＦ
Ｐ）では極板強度、セパレータ強度を維持することによ
ってサイクル特性を向上させると同時に、高い電解液の
浸透性によって高い電池容量を維持することは困難であ
る。
Ｐ）では極板強度、セパレータ強度を維持することによ
ってサイクル特性を向上させると同時に、高い電解液の
浸透性によって高い電池容量を維持することは困難であ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、電極結着剤および／またはセパレータと
電解液保持体という相反する機能を満足させるために、
ＨＦＰの構成比率が高く結晶性の低いＰ（ＶｄＦ−ＨＦ
Ｐ）とＨＦＰの構成比率が低く結晶性が高いＰ（ＶｄＦ
−ＨＦＰ）を混合することによって、電極結着剤もしく
はセパレータとしての強度と電解液の保持性とを両立で
きることを見いだした。
めの本発明は、電極結着剤および／またはセパレータと
電解液保持体という相反する機能を満足させるために、
ＨＦＰの構成比率が高く結晶性の低いＰ（ＶｄＦ−ＨＦ
Ｐ）とＨＦＰの構成比率が低く結晶性が高いＰ（ＶｄＦ
−ＨＦＰ）を混合することによって、電極結着剤もしく
はセパレータとしての強度と電解液の保持性とを両立で
きることを見いだした。
【００１０】さらに詳しくは、ヘキサフルオロプロピレ
ンの構成比率Ａが２重量％から１２重量％であり、比較
的結晶性が高く電解液の保持性は低いが強度の高いＰ
（ＶｄＦ−ＨＦＰ）と、ヘキサフルオロプロピレンの構
成比率Ｂが２０重量％から４０重量％であり、比較的結
晶性が低く、電解液の保持性は高いが強度の低いＰ（Ｖ
ｄＦ−ＨＦＰ）との混合品を、正極用結着剤、負極用結
着剤、セパレータ用ポリマーとして、少なくとも一つ以
上に用いることによって、サイクル特性に優れ、電圧低
下や自己放電の無いリチウム二次電池を提供する。
ンの構成比率Ａが２重量％から１２重量％であり、比較
的結晶性が高く電解液の保持性は低いが強度の高いＰ
（ＶｄＦ−ＨＦＰ）と、ヘキサフルオロプロピレンの構
成比率Ｂが２０重量％から４０重量％であり、比較的結
晶性が低く、電解液の保持性は高いが強度の低いＰ（Ｖ
ｄＦ−ＨＦＰ）との混合品を、正極用結着剤、負極用結
着剤、セパレータ用ポリマーとして、少なくとも一つ以
上に用いることによって、サイクル特性に優れ、電圧低
下や自己放電の無いリチウム二次電池を提供する。
【００１１】極板強度を確保してサイクル特性を向上さ
せることができるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）を構成するヘキ
サフルオロプロピレンの構成比率は、２重量％から１２
重量％の範囲が好ましい。２重量％未満の場合は、ペー
スト作製時の有機溶剤に対する溶解性が悪く、均一な塗
膜形成ができないので、電池容量が減少する。逆に、１
２重量％を越えると、極板強度の低下によって、サイク
ル特性が低下する。また、電解液の吸収保持性を確保し
て電池容量を向上させることができるＰ（ＶｄＦ−ＨＦ
Ｐ）を構成するヘキサフルオロプロピレンの構成比率
は、２０重量％から４０重量％の範囲が好ましい。２０
重量％の未満の場合は、電解液の吸収保持性が低く、電
池容量が減少する。逆に、４０重量％を越えると、結晶
性が低く充填密度が下がる為に、電池容量が低下する。
せることができるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）を構成するヘキ
サフルオロプロピレンの構成比率は、２重量％から１２
重量％の範囲が好ましい。２重量％未満の場合は、ペー
スト作製時の有機溶剤に対する溶解性が悪く、均一な塗
膜形成ができないので、電池容量が減少する。逆に、１
２重量％を越えると、極板強度の低下によって、サイク
ル特性が低下する。また、電解液の吸収保持性を確保し
て電池容量を向上させることができるＰ（ＶｄＦ−ＨＦ
Ｐ）を構成するヘキサフルオロプロピレンの構成比率
は、２０重量％から４０重量％の範囲が好ましい。２０
重量％の未満の場合は、電解液の吸収保持性が低く、電
池容量が減少する。逆に、４０重量％を越えると、結晶
性が低く充填密度が下がる為に、電池容量が低下する。
【００１２】そして、ヘキサフルオロプロピレンの構成
比率が２重量％から１２重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦ
Ｐ）とヘキサフルオロプロピレンの構成比率が２０重量
％から４０重量％からなるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の混合
比率は、重量比で６０：４０〜９０：１０の範囲が好ま
しい。混合比率が６０重量％未満の場合は、極板強度の
低下によってサイクル特性が低下する。逆に、９０重量
％を越える場合には、電解液の吸収保持性が低く、電池
容量が減少する。
比率が２重量％から１２重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦ
Ｐ）とヘキサフルオロプロピレンの構成比率が２０重量
％から４０重量％からなるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の混合
比率は、重量比で６０：４０〜９０：１０の範囲が好ま
しい。混合比率が６０重量％未満の場合は、極板強度の
低下によってサイクル特性が低下する。逆に、９０重量
％を越える場合には、電解液の吸収保持性が低く、電池
容量が減少する。
【００１３】
【発明の実施の形態】本願発明は、リチウム含有複合酸
化物を活物質とする正極と、リチウムイオンの挿入・脱
離が可能な炭素材料からなる負極と、セパレータと、こ
れらに含浸させた非水電解液からなるリチウム二次電池
において、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ａが２
重量％から１２重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）と、
ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが２０重量％か
ら４０重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）との混合品
を、前記正極用結着剤、負極用結着剤、セパレータ用ポ
リマーの少なくとも一つ以上に用いることを特徴とする
リチウム二次電池である。
化物を活物質とする正極と、リチウムイオンの挿入・脱
離が可能な炭素材料からなる負極と、セパレータと、こ
れらに含浸させた非水電解液からなるリチウム二次電池
において、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ａが２
重量％から１２重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）と、
ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが２０重量％か
ら４０重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）との混合品
を、前記正極用結着剤、負極用結着剤、セパレータ用ポ
リマーの少なくとも一つ以上に用いることを特徴とする
リチウム二次電池である。
【００１４】以下、本発明の実施の形態について、図を
用いて説明する。
用いて説明する。
【００１５】（実施の形態）図１は扁平型リチウムポリ
マー二次電池の断面図を示し、１はアルミ箔を含む樹脂
ラミネート製の電池ケース、２はリード部の溶着シー
ル、３はアルミニウムシート製の正極リード、４は活物
質としてリチウムコバルト複合酸化物などを用いた正極
板、５はＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）からなり非水電解液を吸
収保持してゲル状態になったセパレータ、６はリチウム
イオンを挿入・脱離可能な球状黒鉛などを用いた負極
板、７は銅シート製の負極リードである。正極板４は、
活物質であるリチウムコバルト複合酸化物と導電剤のカ
ーボンブラックと非水電解液を吸収保持し、かつ結着剤
としても作用するポリマーとしてＰ（ＶｄＦ−ＨＦ
Ｐ）、ペーストの溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリド
ン、シクロヘキサノン、造孔材としてフタル酸ジブチル
を添加して混練分散したペーストを正極集電体であるア
ルミニウム製ラス材に塗着し、乾燥後所定寸法に切断す
ることにより得られたものである。負極板６は球状黒鉛
と、非水電解液を吸収保持し、かつ結着剤としても作用
するポリマーとしてＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）とを混合した
ものに、ペースト溶媒のＮ−メチル−２−ピロリドン、
アセトンと造孔材のフタル酸ジブチルを添加して混合分
散したペーストを負極集電体である銅製ラス材に塗着
し、乾燥後所定寸法に切断することにより得られたもの
である。
マー二次電池の断面図を示し、１はアルミ箔を含む樹脂
ラミネート製の電池ケース、２はリード部の溶着シー
ル、３はアルミニウムシート製の正極リード、４は活物
質としてリチウムコバルト複合酸化物などを用いた正極
板、５はＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）からなり非水電解液を吸
収保持してゲル状態になったセパレータ、６はリチウム
イオンを挿入・脱離可能な球状黒鉛などを用いた負極
板、７は銅シート製の負極リードである。正極板４は、
活物質であるリチウムコバルト複合酸化物と導電剤のカ
ーボンブラックと非水電解液を吸収保持し、かつ結着剤
としても作用するポリマーとしてＰ（ＶｄＦ−ＨＦ
Ｐ）、ペーストの溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリド
ン、シクロヘキサノン、造孔材としてフタル酸ジブチル
を添加して混練分散したペーストを正極集電体であるア
ルミニウム製ラス材に塗着し、乾燥後所定寸法に切断す
ることにより得られたものである。負極板６は球状黒鉛
と、非水電解液を吸収保持し、かつ結着剤としても作用
するポリマーとしてＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）とを混合した
ものに、ペースト溶媒のＮ−メチル−２−ピロリドン、
アセトンと造孔材のフタル酸ジブチルを添加して混合分
散したペーストを負極集電体である銅製ラス材に塗着
し、乾燥後所定寸法に切断することにより得られたもの
である。
【００１６】セパレータ５は前記同様Ｐ（ＶｄＦ−ＨＦ
Ｐ）と溶媒、フタル酸ジブチルと構造材である酸化珪素
微粒子をペースト化し、これを支持シートに塗着・乾燥
後剥離して得られたものである。正極板４、セパレータ
５と負極板６を熱ローラーで加熱、加圧一体化した後、
キシレン中に浸漬してフタル酸ジブチルを溶出させるこ
とにより、多孔質なポリマー電極群が得られた。この電
極群を電池ケース１内に入れた後、電解液を注液し、ポ
リマー部分をゲル状としゲルポリマー電解質を形成し
た。最後に開口部の樹脂ラミネートを熱溶着し、扁平型
リチウムポリマー二次電池とした。なお、以上の説明で
は扁平型電池を示したが、本発明は電池形状には関係な
く効果を発揮するものであり、他の形状である角形電池
・円筒形電池などに用いることも可能である。
Ｐ）と溶媒、フタル酸ジブチルと構造材である酸化珪素
微粒子をペースト化し、これを支持シートに塗着・乾燥
後剥離して得られたものである。正極板４、セパレータ
５と負極板６を熱ローラーで加熱、加圧一体化した後、
キシレン中に浸漬してフタル酸ジブチルを溶出させるこ
とにより、多孔質なポリマー電極群が得られた。この電
極群を電池ケース１内に入れた後、電解液を注液し、ポ
リマー部分をゲル状としゲルポリマー電解質を形成し
た。最後に開口部の樹脂ラミネートを熱溶着し、扁平型
リチウムポリマー二次電池とした。なお、以上の説明で
は扁平型電池を示したが、本発明は電池形状には関係な
く効果を発揮するものであり、他の形状である角形電池
・円筒形電池などに用いることも可能である。
【００１７】
【実施例】次に、本発明を実施例と比較例によって更に
詳しく説明する。
詳しく説明する。
【００１８】（実施例１）[正極]リチウム含有複合酸化
物としてコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）１００重
量部、導電剤としてアセチレンブラックを５重量部、さ
らにヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ａが２．２重
量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）と、ヘキサフルオロプ
ロピレンの構成比率Ｂが２１重量％であるＰ（ＶｄＦ−
ＨＦＰ）の７０重量％：３０重量％の混合比率からなる
ポリマー８重量部をアセトンで混練分散させることによ
ってペーストを作製し、これをアルミニウム製ラス材か
らなる集電体に塗布、乾燥し正極とした。
物としてコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）１００重
量部、導電剤としてアセチレンブラックを５重量部、さ
らにヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ａが２．２重
量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）と、ヘキサフルオロプ
ロピレンの構成比率Ｂが２１重量％であるＰ（ＶｄＦ−
ＨＦＰ）の７０重量％：３０重量％の混合比率からなる
ポリマー８重量部をアセトンで混練分散させることによ
ってペーストを作製し、これをアルミニウム製ラス材か
らなる集電体に塗布、乾燥し正極とした。
【００１９】[負極]リチウムイオンを挿入・脱離可能な
材料として球状黒鉛粉末１００重量部、結着剤として上
記ポリマー１０重量部をアセトンで混練分散させること
によってペーストを作製し、これを銅製ラス材からなる
集電体に塗布、乾燥し負極とした。
材料として球状黒鉛粉末１００重量部、結着剤として上
記ポリマー１０重量部をアセトンで混練分散させること
によってペーストを作製し、これを銅製ラス材からなる
集電体に塗布、乾燥し負極とした。
【００２０】[電池]上記正、負極およびポリマーを用い
たセパレータ、さらにエチレンカーボネート（ＥＣ）と
エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）を体積比１：３で
混合した混合溶媒３ｇに、電解質である６フッ化リン酸
リチウム（ＬｉＰＦ６）を１．５モル・ｄｍ-3を加えた
電解液を用いて図１に示した扁平型リチウムポリマー二
次電池（定格容量５００ｍＡｈ）を作製した。これを実
施例１の電池とする。
たセパレータ、さらにエチレンカーボネート（ＥＣ）と
エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）を体積比１：３で
混合した混合溶媒３ｇに、電解質である６フッ化リン酸
リチウム（ＬｉＰＦ６）を１．５モル・ｄｍ-3を加えた
電解液を用いて図１に示した扁平型リチウムポリマー二
次電池（定格容量５００ｍＡｈ）を作製した。これを実
施例１の電池とする。
【００２１】（実施例２）ヘキサフルオロプロピレンの
構成比率Ａが１１重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが２１重量
％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の７０重量％：３０重量
％の混合比率からなるポリマーを正極に用いる以外は実
施例１と同様に構成した電池を実施例２とする。
構成比率Ａが１１重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが２１重量
％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の７０重量％：３０重量
％の混合比率からなるポリマーを正極に用いる以外は実
施例１と同様に構成した電池を実施例２とする。
【００２２】（実施例３）ヘキサフルオロプロピレンの
構成比率Ａが２．２重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが３８重量
％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の７０重量％：３０重量
％の混合比率からなるポリマーを正極に用いる以外は実
施例１と同様に構成した電池を実施例３とする。
構成比率Ａが２．２重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが３８重量
％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の７０重量％：３０重量
％の混合比率からなるポリマーを正極に用いる以外は実
施例１と同様に構成した電池を実施例３とする。
【００２３】（比較例１）ヘキサフルオロプロピレンの
構成比率Ａが１．０重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが２１重量
％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の７０重量％：３０重量
％の混合比率からなるポリマーを正極に用いる以外は実
施例１と同様に構成した電池を比較例１とする。
構成比率Ａが１．０重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが２１重量
％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の７０重量％：３０重量
％の混合比率からなるポリマーを正極に用いる以外は実
施例１と同様に構成した電池を比較例１とする。
【００２４】（比較例２）ヘキサフルオロプロピレンの
構成比率Ａが１４重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが２１重量
％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の７０重量％：３０重量
％の混合比率からなるポリマーを正極に用いる以外は実
施例１と同様に構成した電池を比較例２とする。
構成比率Ａが１４重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが２１重量
％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の７０重量％：３０重量
％の混合比率からなるポリマーを正極に用いる以外は実
施例１と同様に構成した電池を比較例２とする。
【００２５】（比較例３）ヘキサフルオロプロピレンの
構成比率Ａが２．２重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが１８重量
％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の７０重量％：３０重量
％の混合比率からなるポリマーを正極に用いる以外は実
施例１と同様に構成した電池を比較例３とする。
構成比率Ａが２．２重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが１８重量
％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の７０重量％：３０重量
％の混合比率からなるポリマーを正極に用いる以外は実
施例１と同様に構成した電池を比較例３とする。
【００２６】（比較例４）ヘキサフルオロプロピレンの
構成比率Ａが２．２重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが４２重量
％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の７０重量％：３０重量
％の混合比率からなるポリマーを正極に用いる以外は実
施例１と同様に構成した電池を比較例４とする。
構成比率Ａが２．２重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが４２重量
％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の７０重量％：３０重量
％の混合比率からなるポリマーを正極に用いる以外は実
施例１と同様に構成した電池を比較例４とする。
【００２７】（実施例４）ヘキサフルオロプロピレンの
構成比率Ａが１１重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが３８重量
％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の９０重量％：１０重量
％の混合比率からなるポリマーを正極に用いる以外は実
施例１と同様に構成した電池を実施例４とする。
構成比率Ａが１１重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが３８重量
％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の９０重量％：１０重量
％の混合比率からなるポリマーを正極に用いる以外は実
施例１と同様に構成した電池を実施例４とする。
【００２８】（実施例５）ヘキサフルオロプロピレンの
構成比率Ａが２．２重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが２１重量
％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の６０重量％：４０重量
％の混合比率からなるポリマーを正極に用いる以外は実
施例１と同様に構成した電池を実施例５とする。
構成比率Ａが２．２重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが２１重量
％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の６０重量％：４０重量
％の混合比率からなるポリマーを正極に用いる以外は実
施例１と同様に構成した電池を実施例５とする。
【００２９】（比較例５）ヘキサフルオロプロピレンの
構成比率Ａが１１重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが３８重量
％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の９３重量％：７重量％
の混合比率からなるポリマーを正極に用いる以外は実施
例１と同様に構成した電池を比較例５とする。
構成比率Ａが１１重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが３８重量
％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の９３重量％：７重量％
の混合比率からなるポリマーを正極に用いる以外は実施
例１と同様に構成した電池を比較例５とする。
【００３０】（比較例６）ヘキサフルオロプロピレンの
構成比率Ａが２．２重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが２１重量
％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の５５重量％：４５重量
％の混合比率からなるポリマーを正極に用いる以外は実
施例１と同様に構成した電池を比較例６とする。
構成比率Ａが２．２重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）
と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが２１重量
％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）の５５重量％：４５重量
％の混合比率からなるポリマーを正極に用いる以外は実
施例１と同様に構成した電池を比較例６とする。
【００３１】実施例１〜５と比較例１〜６の電池につい
て、それぞれ２０℃環境下で５００ｍＡで４．２Ｖまで
充電した後、２０℃環境下で１００ｍＡで３．０Ｖまで
放電する充放電サイクルを５００回行った。その時の最
初の放電容量と、これに対する５００サイクル後の放電
容量の比率を表１に示した。
て、それぞれ２０℃環境下で５００ｍＡで４．２Ｖまで
充電した後、２０℃環境下で１００ｍＡで３．０Ｖまで
放電する充放電サイクルを５００回行った。その時の最
初の放電容量と、これに対する５００サイクル後の放電
容量の比率を表１に示した。
【００３２】
【表１】
【００３３】表１より明らかなように、本発明の実施例
１〜３では電池容量が何れも５００ｍＡｈ以上であり、
且つ５００サイクル経過時の容量が初期容量の８５％以
上と優れたサイクル特性を示している。
１〜３では電池容量が何れも５００ｍＡｈ以上であり、
且つ５００サイクル経過時の容量が初期容量の８５％以
上と優れたサイクル特性を示している。
【００３４】しかし比較例１のように一方のＨＦＰの構
成比率Ａが２重量％以下になると、電解液の浸透性の低
下によって、正極活物質と電解液との接触面積が小さく
なり、電池容量が減少する。
成比率Ａが２重量％以下になると、電解液の浸透性の低
下によって、正極活物質と電解液との接触面積が小さく
なり、電池容量が減少する。
【００３５】逆に比較例２のようにＨＦＰの構成比率Ａ
が１２重量％以上になると、極板強度の低下が原因と考
えられるサイクル特性の低下が顕著になる。
が１２重量％以上になると、極板強度の低下が原因と考
えられるサイクル特性の低下が顕著になる。
【００３６】比較例３、４も同様にポリマー混合品の一
つをなすＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）のＨＦＰ構成比率が実施
例から逸脱すると、電池容量もしくはサイクル特性が低
下し、両方の特性を満足することはできない。
つをなすＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）のＨＦＰ構成比率が実施
例から逸脱すると、電池容量もしくはサイクル特性が低
下し、両方の特性を満足することはできない。
【００３７】また実施例４、５から分かるように、それ
れの適正なＨＦＰ構成比率からなるＰ（ＶｄＦ−ＨＦ
Ｐ）の混合品は、その混合比率に関しても最適値があ
り、比較例５、６のようにこれから逸脱すると、電池容
量もしくはサイクル特性が低下する。
れの適正なＨＦＰ構成比率からなるＰ（ＶｄＦ−ＨＦ
Ｐ）の混合品は、その混合比率に関しても最適値があ
り、比較例５、６のようにこれから逸脱すると、電池容
量もしくはサイクル特性が低下する。
【００３８】なお本実施例は正極についてのみ述べた
が、同様な検討を負極、セパレータについても行ったと
ころ同様な傾向が見られ、電池容量とサイクル特性の両
方を満足するには、ヘキサフルオロプロピレンの構成比
率Ａが２重量％から１２重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦ
Ｐ）と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが２０
重量％から４０重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）との
混合比率が、重量比で６０：４０〜９０：１０であるこ
とが必要であることが明らかになった。
が、同様な検討を負極、セパレータについても行ったと
ころ同様な傾向が見られ、電池容量とサイクル特性の両
方を満足するには、ヘキサフルオロプロピレンの構成比
率Ａが２重量％から１２重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦ
Ｐ）と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率Ｂが２０
重量％から４０重量％であるＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）との
混合比率が、重量比で６０：４０〜９０：１０であるこ
とが必要であることが明らかになった。
【００３９】
【発明の効果】このように本発明は、リチウム含有複合
酸化物を正極活物質とし、リチウムの挿入・脱離反応が
可能な黒鉛材料を負極に用いた非水電解液系リチウム二
次電池において、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率
が２重量％から１２重量％であるフッ化ビニリデン共重
合体と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率が２０重
量％から４０重量％であるフッ化ビニリデン共重合体と
の混合比率が、重量比で６０：４０〜９０：１０である
ポリマー混合品を、正極用結着剤、負極用結着剤、セパ
レータ用ポリマーとして、少なくとも一つ以上に用いる
ことで、電池容量とサイクル特性の向上を図ることがで
きる。
酸化物を正極活物質とし、リチウムの挿入・脱離反応が
可能な黒鉛材料を負極に用いた非水電解液系リチウム二
次電池において、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率
が２重量％から１２重量％であるフッ化ビニリデン共重
合体と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率が２０重
量％から４０重量％であるフッ化ビニリデン共重合体と
の混合比率が、重量比で６０：４０〜９０：１０である
ポリマー混合品を、正極用結着剤、負極用結着剤、セパ
レータ用ポリマーとして、少なくとも一つ以上に用いる
ことで、電池容量とサイクル特性の向上を図ることがで
きる。
【図１】本発明の扁平型リチウムポリマー二次電池を示
す断面図
す断面図
１ 電池ケース ２ リード部の溶着シール ３ 正極リード ４ 正極板 ５ ポリマーセパレータ ６ 負極板 ７ 負極リード
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H021 EE10 EE15 HH01 5H029 AJ04 AJ05 AK03 AL07 AM03 AM05 AM07 AM16 BJ04 BJ12 HJ01 5H050 AA07 AA09 BA18 CA08 CB08 DA11 EA24 FA02 HA01
Claims (2)
- 【請求項１】 リチウム含有複合酸化物を活物質とする
正極と、リチウムイオンの挿入・脱離が可能な炭素材料
からなる負極と、セパレータと、これらに含浸させた非
水電解液からなるリチウム二次電池において、ヘキサフ
ルオロプロピレンの構成比率が２重量％から１２重量％
であるフッ化ビニリデン共重合体と、ヘキサフルオロプ
ロピレンの構成比率が２０重量％から４０重量％である
フッ化ビニリデン共重合体との混合品を、前記正極用結
着剤、負極用結着剤、セパレータ用ポリマーの少なくと
も一つ以上に用いることを特徴とするリチウム二次電
池。 - 【請求項２】 前記ヘキサフルオロプロピレンの構成比
率が２重量％から１２重量％であるフッ化ビニリデン共
重合体と、ヘキサフルオロプロピレンの構成比率が２０
重量％から４０重量％であるフッ化ビニリデン共重合体
との混合比率が、重量比で６０：４０〜９０：１０であ
る請求項１に記載のリチウム二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000114888A JP2001307735A (ja) | 2000-04-17 | 2000-04-17 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000114888A JP2001307735A (ja) | 2000-04-17 | 2000-04-17 | リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001307735A true JP2001307735A (ja) | 2001-11-02 |
Family
ID=18626618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000114888A Pending JP2001307735A (ja) | 2000-04-17 | 2000-04-17 | リチウム二次電池 |
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|---|---|
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009200043A (ja) * | 2008-01-22 | 2009-09-03 | Sony Corp | 電池 |
| JP2009295405A (ja) * | 2008-06-04 | 2009-12-17 | Asahi Glass Co Ltd | 蓄電素子電極形成用水性ペーストの製造方法 |
| JP2014041818A (ja) * | 2012-07-25 | 2014-03-06 | Samsung Sdi Co Ltd | リチウム二次電池用セパレータ、及びこれを含むリチウム二次電池 |
| KR101480499B1 (ko) * | 2013-11-06 | 2015-01-09 | 주식회사 포스코 | 전기화학 소자용 세퍼레이터, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 전기화학 소자 |
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-
2000
- 2000-04-17 JP JP2000114888A patent/JP2001307735A/ja active Pending
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