JP2002100366A - Manufacturing method of electricity collector body for cell - Google Patents
Manufacturing method of electricity collector body for cellInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、リチウム二酸化
マンガン一次電池、リチウム二次電池やリチウムイオン
二次電池などに好適に使用できる電池用集電体の製造方
法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a current collector for a battery which can be suitably used for a lithium manganese dioxide primary battery, a lithium secondary battery, a lithium ion secondary battery, and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、リチウム二次電池やリチウムイオ
ン二次電池などの二次電池の正極として、ステンレスス
チール薄板、アルミニウム薄板などの金属板を集電体と
し、集電体に活物質がコーティングされたものが用いら
れていた。活物質としては、Ｍｎ２Ｏ、ＣｏＯ２、Ｔｉ
Ｏ２などの金属酸化物やＴｉＳ２、ＭｏＳ３などの金属
カルコゲン化物などが一般に用いられ、これらの活物質
を黒鉛、カーボンなどの導電剤とともに結着剤で混錬
し、集電体にコーティングすることにより正極を得るこ
とができる。2. Description of the Related Art Conventionally, as a positive electrode of a secondary battery such as a lithium secondary battery or a lithium ion secondary battery, a metal plate such as a stainless steel thin plate or an aluminum thin plate is used as a current collector, and the current collector is coated with an active material. Was used. As the active material, Mn 2 O, CoO 2 , Ti
Metal oxides such as O 2 and metal chalcogenides such as TiS 2 and MoS 3 are generally used, and these active materials are kneaded with a conductive agent such as graphite and carbon with a binder to coat the current collector. By doing so, a positive electrode can be obtained.
【０００３】リチウム二次電池は、このような構成の正
極をリチウムを主体とした負極にセパレーターを介して
積層し、あるいはこの積層物をさらに巻き、正負両極間
に電解液を介在させることによって得ることができる。
また、リチウムイオン二次電池は、正極上にＬｉＣｏＯ
２やＬｉＭｎＯ２などのリチウム系複合金属酸化物を担
持させ、銅薄板を集電体として炭素を担持させたものを
負極とし、これら正負極間に電解液とセパレーターを介
在させることによって得ることができる。[0003] A lithium secondary battery is obtained by laminating a positive electrode having such a structure on a negative electrode mainly composed of lithium via a separator, or by further winding this laminate, and interposing an electrolyte between the positive and negative electrodes. be able to.
In addition, a lithium ion secondary battery has a LiCoO
The lithium composite metal oxides such as 2 or LiMnO 2 is supported, that those copper sheet is supported carbon as a current collector and a negative electrode, obtained by interposing the electrolyte solution and the separator between these positive and negative electrodes it can.
【０００４】このような構成のリチウム二次電池やリチ
ウムイオン二次電池はすでに実用化されており、さら
に、サイクル寿命、放電電気容量、電気出力などの性能
を向上させることが検討されている。The lithium secondary battery and the lithium ion secondary battery having such a configuration have already been put to practical use, and further studies are being made on improving the performance such as cycle life, discharge electric capacity, and electric output.
【０００５】そこで、上記の正極または負極用集電体に
代えて、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル
などからなる不織布に、メッキ法または蒸着法、スパッ
タリング法によりアルミニウム多孔膜や銅多孔膜を形成
し、三次元網目状であり多孔質な構造体の正極または負
極を用いることが提案されている。Therefore, instead of the above-described current collector for the positive electrode or the negative electrode, an aluminum porous film or a copper porous film is formed on a nonwoven fabric made of polyethylene, polypropylene, polyester, or the like by a plating method, a vapor deposition method, or a sputtering method. It has been proposed to use a positive electrode or a negative electrode having an original network and a porous structure.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、メッキ法でア
ルミニウム多孔膜を形成する場合、ニッケルメッキや銅
メッキの場合と異なって非水溶媒系で電着を行なわなけ
ればならず、設備も複雑で高価なものとなり、また、作
業環境上にも問題があり、生産技術的には現実的なもの
ではないという問題点があった。めっき法で銅多孔膜を
形成する場合は、アルミニウム多孔膜と比較すると簡単
な工程で行えるが長時間を要するものであり、また作業
環境上に問題があるため、生産技術的には現実的なもの
ではないという問題点があった。However, when an aluminum porous film is formed by a plating method, electrodeposition must be performed using a non-aqueous solvent system, unlike nickel plating or copper plating, and the equipment is complicated. It is expensive and has a problem in the working environment, which is not practical in terms of production technology. When a copper porous film is formed by a plating method, it can be performed in a simpler process as compared with an aluminum porous film, but it takes a long time, and there is a problem in a working environment. There was a problem that it was not something.
【０００７】また、蒸着法やスパッタリング法でアルミ
ニウム多孔膜や銅多孔膜を形成する場合、正極または負
極として機能するのに十分な膜厚を得るには非常に長時
間を必要とし、設備も大がかりなものとなるという問題
点があった。Further, when forming a porous aluminum film or a porous copper film by a vapor deposition method or a sputtering method, it takes a very long time to obtain a film thickness sufficient to function as a positive electrode or a negative electrode, and the equipment is large. There was a problem that it would be.
【０００８】したがって、この発明は、簡易な設備で短
時間で金属多孔膜を十分な膜厚に形成することができる
電池用集電体の製造方法を提供することを目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a current collector for a battery, which can form a metal porous film to a sufficient thickness in a short time with simple equipment.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】この発明の電池用集電体
の製造方法は、以上の目的を達成するために、つぎのよ
うに構成した。Means for Solving the Problems A method of manufacturing a battery current collector according to the present invention has the following configuration to achieve the above object.
【００１０】つまり、この発明の電池用集電体の製造方
法は、内部連通空間を有する三次元網目構造のプラスチ
ック基体の表面に金属を主成分とする金属多孔膜を溶射
法により形成して集電体を得るように構成した。That is, in the method of manufacturing a current collector for a battery according to the present invention, a metal porous film mainly composed of a metal is formed on a surface of a plastic substrate having a three-dimensional network structure having an internal communication space by a thermal spraying method. It was configured to obtain an electric body.
【００１１】また、内部連通空間を有する三次元網目構
造のプラスチック基体の表面に金属を主成分とする金属
多孔膜を溶射法により形成し、次いでプラスチック基体
を除去して集電体を得るように構成した。Further, a metal porous film mainly composed of metal is formed on the surface of a plastic substrate having a three-dimensional network structure having an internal communication space by a thermal spraying method, and then the plastic substrate is removed to obtain a current collector. Configured.
【００１２】また、上記の発明において、プラスチック
基体が、プラスチック繊維からなる不織布または発泡プ
ラスチックのいずれかであるように構成してもよい。In the above invention, the plastic substrate may be made of either a nonwoven fabric made of plastic fibers or a foamed plastic.
【００１３】また、上記の発明において、金属多孔膜が
アルミニウムあるいはアルミニウム−カーボン、アル
ミニウム−銀、アルミニウム−マグネシウム、アルミニ
ウム−コバルト、アルミニウム−チタン、アルミニウム
−モリブデン、アルミニウム−銅のいずれかからなるよ
うに構成してもよい。In the above invention, the metal porous film may be made of any of aluminum or aluminum-carbon, aluminum-silver, aluminum-magnesium, aluminum-cobalt, aluminum-titanium, aluminum-molybdenum, and aluminum-copper. You may comprise.
【００１４】また、上記の発明において、金属多孔膜が
銅あるいは銅−カーボン、銅−銀、銅−コバルト、銅
−チタン、銅−モリブデンのいずれかからなるように構
成してもよい。Further, in the above invention, the metal porous film may be formed of copper or any one of copper-carbon, copper-silver, copper-cobalt, copper-titanium, and copper-molybdenum.
【００１５】また、上記の発明において、金属多孔膜の
厚さが２〜５０μｍであるように構成してもよい。In the above invention, the thickness of the porous metal membrane may be 2 to 50 μm.
【００１６】また、上記の発明において、集電体の平均
孔径が１〜２００μｍであるように構成してもよい。Further, in the above invention, the current collector may be configured to have an average pore diameter of 1 to 200 μm.
【００１７】また、上記の発明において、集電体の厚さ
が１０〜３００μｍであるように構成してもよい。In the above invention, the current collector may have a thickness of 10 to 300 μm.
【００１８】また、上記の発明において、集電体の平均
開口率が３０〜９５％であるように構成してもよい。In the above invention, the current collector may have an average aperture ratio of 30 to 95%.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】図面を参照しながらこの発明の実
施の形態について詳しく説明する。Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００２０】図１は、この発明により得た集電体を利用
した二次電池正極の一実施例を模式的に示す断面図であ
る。図中、１はプラスチック基体、２は金属多孔膜、３
は集電体、４は活物質、５は二次電池正極である。FIG. 1 is a sectional view schematically showing one embodiment of a positive electrode of a secondary battery using a current collector obtained according to the present invention. In the figure, 1 is a plastic substrate, 2 is a porous metal film, 3
Denotes a current collector, 4 denotes an active material, and 5 denotes a positive electrode of a secondary battery.
【００２１】この発明の電池用集電体の製造方法は、内
部連通空間を有する三次元網目構造のプラスチック基体
１の表面に金属を主成分とする金属多孔膜２を溶射法に
より形成して集電体３を得る方法である（図１参照）。
図１は、この発明により得た集電体３を利用した二次電
池正極５の一実施例の断面を模式的に示す図であり、形
状、サイズは実際の構造を正確に表すものではない。According to the method of manufacturing a current collector for a battery of the present invention, a metal porous film 2 composed mainly of metal is formed on a surface of a plastic substrate 1 having a three-dimensional network structure having an internal communication space by thermal spraying. This is a method for obtaining the electric body 3 (see FIG. 1).
FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross section of one embodiment of a secondary battery positive electrode 5 using a current collector 3 obtained according to the present invention, and the shape and size do not accurately represent the actual structure. .
【００２２】この発明において、プラスチック基体１と
は、内部連通空間を持つ三次元網目構造を有しているも
のをいう。たとえば、プラスチック繊維からなる不織布
や発泡プラスチックなどが挙げられる。In the present invention, the plastic substrate 1 has a three-dimensional network structure having an internal communication space. For example, a nonwoven fabric made of a plastic fiber, a foamed plastic, or the like can be given.
【００２３】不織布としては、ポリプロピレン、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリエステルなどの各種プラス
チック繊維からなる不織布を用いることができる。ま
た、必要に応じて耐溶剤性に優れたものや対アルカリ性
に優れたものを選択するとよい。As the nonwoven fabric, a nonwoven fabric made of various plastic fibers such as polypropylene, polyethylene terephthalate, and polyester can be used. If necessary, it is preferable to select a material having excellent solvent resistance and a material having excellent alkali resistance.
【００２４】発泡プラスチックとしては、連続気泡構造
を有するものであればよく、セル膜がなく実質的に骨格
格子のみから構成されているものが好ましい。たとえ
ば、セル膜を除去したポリウレタンフォームが好ましく
用いられ、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレ
ン、ポリイソシアヌレート、ポリフェノール、ポリプロ
ピレンなどの連続気泡発泡体も好適に使用される。As the foamed plastic, any plastic having an open-cell structure may be used, and it is preferable that the foamed plastic is substantially composed of only a skeletal lattice without a cell membrane. For example, polyurethane foam from which the cell membrane has been removed is preferably used, and open-cell foams such as polystyrene, polyvinyl chloride, polyethylene, polyisocyanurate, polyphenol, and polypropylene are also preferably used.
【００２５】プラスチック基体１の平均孔径は、１〜２
００μｍであることが好ましい。また、プラスチック基
体１の厚さは通常０．２〜５．０ｍｍ程度とされる。The average pore size of the plastic substrate 1 is 1 to 2
It is preferably 00 μm. The thickness of the plastic substrate 1 is usually about 0.2 to 5.0 mm.
【００２６】上記のような内部連通空間を有する三次元
網目構造のプラスチック基体１に対し、溶射法によって
金属多孔膜２を形成する。溶射法としては、プラズマ溶
射法、アーク溶射法などの各種溶射法を採用し得る。A metal porous film 2 is formed on a plastic substrate 1 having a three-dimensional network structure having an internal communication space as described above by a thermal spraying method. As the thermal spraying method, various thermal spraying methods such as a plasma thermal spraying method and an arc thermal spraying method can be adopted.
【００２７】溶射法は、厚さ２〜５０μｍの金属多孔膜
２を形成するのに優れており、またシート状物の全面に
対して均一な膜形成を、現実的な製造速度で行なうこと
ができる。The thermal spraying method is excellent for forming a metal porous film 2 having a thickness of 2 to 50 μm, and is capable of forming a uniform film over the entire surface of a sheet at a practical production speed. it can.
【００２８】すなわち、上記したような内部連通空間を
有する三次元網状のプラスチック基体１の格子表面に金
属多孔膜２を形成して金属多孔体を得る場合、金属多孔
膜２は網状プラスチック基体１の表面部だけでなく最奥
部に至る格子にまで同様に形成される必要がある。金属
多孔膜２は均一である方がより好ましい。That is, when a porous metal film is obtained by forming a porous metal film 2 on the lattice surface of a three-dimensional reticulated plastic substrate 1 having an internal communication space as described above, the porous metal film 2 is formed of the reticulated plastic substrate 1. It is necessary to similarly form not only the surface part but also the grid reaching the innermost part. It is more preferable that the metal porous membrane 2 is uniform.
【００２９】また、このような金属多孔膜２が形成され
たプラスチック基体１においては、金属多孔膜２の効果
を有効に発揮するためにはある程度の厚さが要求され、
特にプラスチック基体１に金属多孔膜２を形成した後、
プラスチック基体１を除去し、格子が金属のみからなる
金属多孔体を形成する場合には、使用に当っての強度な
どの点から数μｍ以上の厚さが必要である。Further, in the plastic substrate 1 on which such a porous metal film 2 is formed, a certain thickness is required in order to exert the effect of the porous metal film 2 effectively.
In particular, after forming the porous metal film 2 on the plastic substrate 1,
In the case where the plastic substrate 1 is removed to form a porous metal body whose lattice is made of only metal, a thickness of several μm or more is required from the viewpoint of strength in use.
【００３０】したがって、溶射法をこの発明のプラスチ
ック基体１に適用することにより、一度の処理で０．０
１〜５．０ｍｍ程度のプラスチック基体１の芯部の網目
に対しても数μｍ以上の金属多孔膜２を形成することが
できる。溶射法は、このように厚さが比較的厚いプラス
チック基体１を用いた場合も、その最奥部の格子表面に
対しても均一に金属多孔膜２を形成することができ、し
かも溶射速度も速く、金属多孔膜２を簡単かつ確実に効
率よく形成できる。Therefore, by applying the thermal spraying method to the plastic substrate 1 of the present invention, it is possible to reduce
The metal porous film 2 having a thickness of several μm or more can be formed even on the mesh of the core of the plastic substrate 1 having a thickness of about 1 to 5.0 mm. In the thermal spraying method, even when such a relatively thick plastic substrate 1 is used, the metal porous film 2 can be formed uniformly on the innermost lattice surface, and the thermal spraying speed is also high. The metal porous membrane 2 can be formed simply, reliably and efficiently at high speed.
【００３１】溶射法に使用する金属材料としては、金属
を主成分とするものを用いる。主成分が金属であればそ
の導電性を損なわない程度に他の物質を添加してもよ
い。たとえば、リチウム電池用正極５集電体３として
は、アルミニウム−カーボン、アルミニウム−銀、アル
ミニウム−マグネシウム、アルミニウム−コバルト、ア
ルミニウム−チタン、アルミニウム−モリブデン、アル
ミニウム−銅などが挙げられる。通常、アルミニウムの
融点は６６０℃前後であるが、他の物質を添加すること
によって融点の低下が期待できる場合には、金属の溶射
工程上有利である。また、二次電池のサイクル特性の向
上や充放電特性の向上が期待できる。また、リチウム電
池用負極集電体３としては、銅、銅−カーボン、銅−
銀、銅−コバルト、銅−チタン、銅−モリブデンなどが
挙げられる。また、Ｎｉ−Ｃｄ電池、Ｎｉ−Ｈ電池の場
合は、ニッケルまたはニッケル合金を主成分とする金属
を用いるとよい。また、必要に応じて対アルカリ性に優
れた金属を選択するとよい。As a metal material used in the thermal spraying method, a material containing a metal as a main component is used. If the main component is a metal, another substance may be added to the extent that the conductivity is not impaired. For example, the positive electrode current collector 3 for a lithium battery includes aluminum-carbon, aluminum-silver, aluminum-magnesium, aluminum-cobalt, aluminum-titanium, aluminum-molybdenum, and aluminum-copper. Normally, the melting point of aluminum is around 660 ° C., but if the lowering of the melting point can be expected by adding another substance, it is advantageous in the metal spraying step. In addition, improvement in cycle characteristics and charge / discharge characteristics of the secondary battery can be expected. Further, as the negative electrode current collector 3 for a lithium battery, copper, copper-carbon, copper-
Silver, copper-cobalt, copper-titanium, copper-molybdenum and the like can be mentioned. In the case of a Ni-Cd battery or a Ni-H battery, a metal containing nickel or a nickel alloy as a main component is preferably used. Further, it is preferable to select a metal excellent in alkali resistance as needed.
【００３２】以上のようにして得られた集電体３の平均
孔径は、１〜２００μｍであるのが好ましい。平均孔径
が１μｍに満たないと、活物質４が十分にコーティング
されず、所望の二次電池特性が得られない。一方、平均
孔径が２００μｍを越えると、活物質４の脱落などの問
題が発生するため好ましくない。The average pore size of the current collector 3 obtained as described above is preferably 1 to 200 μm. When the average pore diameter is less than 1 μm, the active material 4 is not sufficiently coated, and desired secondary battery characteristics cannot be obtained. On the other hand, if the average pore diameter exceeds 200 μm, problems such as falling off of the active material 4 occur, which is not preferable.
【００３３】また、集電体３の厚さは、１０〜３００μ
ｍであるのが好ましい。厚さが１０μｍに満たないと、
活物質４などをコーティングする際の引っ張り強度が不
十分となる。また、厚さが３００μｍを越えると、活物
質４をコーティングする際、コーティング装置における
集電体３の良好な走行が期待できない。さらに、二次電
池の厚みを薄くするのに不適当なものとなる。The current collector 3 has a thickness of 10 to 300 μm.
m is preferred. If the thickness is less than 10μm,
The tensile strength at the time of coating the active material 4 or the like becomes insufficient. When the thickness exceeds 300 μm, when the active material 4 is coated, good running of the current collector 3 in the coating apparatus cannot be expected. Furthermore, it becomes inappropriate for reducing the thickness of the secondary battery.
【００３４】また、集電体３の平均開口率は、３０〜９
５％の範囲にあるのが好ましい。平均開口率が３０％に
満たないと、活物質４と集電体３との接触面積が不足し
所望の特性が得られない。また、平均開口率が９５％を
越えると、集電体３の強度が不足し、活物質４のコーテ
ィングの際に亀裂やけば立ちが発生し、後工程において
短絡の原因となる危険性がある。The average aperture ratio of the current collector 3 is 30 to 9
Preferably it is in the range of 5%. If the average aperture ratio is less than 30%, the contact area between the active material 4 and the current collector 3 is insufficient, and desired characteristics cannot be obtained. On the other hand, if the average aperture ratio exceeds 95%, the strength of the current collector 3 becomes insufficient, and cracks and fuzz occur when the active material 4 is coated, which may cause a short circuit in a later process. .
【００３５】このようにして得られた金属多孔膜２が形
成されたプラスチック基体１はそのまま、リチウム電池
などの正極または負極用集電体３として使用することが
できる。また、必要によりプラスチック基体１を除去
し、金属多孔膜２のみからなる三次元構造体、すなわち
三次元網目状のプラスチック基体１と同様の構造を有す
る金属多孔膜２のみから構成された集電体３として使用
することができる。The plastic substrate 1 on which the porous metal film 2 thus obtained is formed can be used as it is as a current collector 3 for a positive electrode or a negative electrode of a lithium battery or the like. Also, the plastic substrate 1 is removed if necessary, and a three-dimensional structure composed of only the metal porous film 2, that is, a current collector composed only of the metal porous film 2 having the same structure as the three-dimensional mesh-shaped plastic substrate 1. 3 can be used.
【００３６】プラスチック基体１を除去する方法として
は、プラスチック基体１を構成するプラスチックの種類
に応じ、溶融温度あるいは熱分解温度、化学的溶解性な
どを勘案して適宜選定するとよい。たとえば、溶融ある
いは熱分解によりプラスチック基体１を除去する方法
や、プラスチック基体１を適宜な有機溶媒で溶解する方
法などがある。The method for removing the plastic substrate 1 may be appropriately selected in consideration of the melting temperature, the thermal decomposition temperature, the chemical solubility, etc., according to the type of the plastic constituting the plastic substrate 1. For example, there are a method of removing the plastic substrate 1 by melting or thermal decomposition and a method of dissolving the plastic substrate 1 with an appropriate organic solvent.
【００３７】また、プラスチック基体１を除去する場合
は、プラスチック基体１の厚さを２．０〜１０ｍｍ程度
と厚めにするとよい。また、必要に応じてプラスチック
基体１を圧延して用いてもよい。When the plastic substrate 1 is removed, the thickness of the plastic substrate 1 is preferably set to be as large as about 2.0 to 10 mm. Further, the plastic substrate 1 may be rolled and used as necessary.
【００３８】このような構成の集電体３に活物質４をコ
ーティングして一次電池や二次電池の正極または負極を
得ることができる。The positive electrode or the negative electrode of a primary battery or a secondary battery can be obtained by coating the active material 4 on the current collector 3 having such a configuration.
【００３９】活物質４としては、Ｍｎ２Ｏ、ＣｏＯ２、
ＴｉＯ２、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎＯ２などの金属酸化
物や、ＴｉＳ２、ＭｏＳ３などの金属カルコゲン化物
や、グラファイトなどを用いることができる。また、活
物質４を、黒鉛、カーボンなどの導電剤や、ポリビニル
アルコール（ＰＶＡ）などの結着剤を混合して用いるこ
とができる。As the active material 4, Mn 2 O, CoO 2 ,
And metal oxides such as TiO 2, LiCoO 2, LiMnO 2 , TiS 2, and a metal chalcogenide such as MoS 3, can be used such as graphite. In addition, the active material 4 can be used by mixing a conductive agent such as graphite or carbon, or a binder such as polyvinyl alcohol (PVA).
【００４０】活物質４のコーティング方法としては、上
記した組成の活物質４を集電体３にドクターブレード法
などの方法により塗布し、次いでロールなどによって圧
着し、さらに、熱風乾燥あるいは真空乾燥するとよい。As a method of coating the active material 4, the active material 4 having the above-described composition is applied to the current collector 3 by a method such as a doctor blade method, then pressed by a roll or the like, and further dried by hot air or vacuum. Good.
【００４１】このようにして一次電池や二次電池の正極
または負極を得ることができる。このようにして得られ
た正極または負極は、平板状で用いる場合のほか、巻い
た形状など種々の形状に加工して使用することが可能で
ある。Thus, a positive electrode or a negative electrode of a primary battery or a secondary battery can be obtained. The positive electrode or negative electrode thus obtained can be used after being processed into various shapes such as a rolled shape, in addition to being used in a flat plate shape.
【００４２】この発明の正極または負極用集電体３は、
特にリチウム二酸化マンガン一次電池、リチウム二次電
池、リチウムイオン二次電池に好適に使用できるもので
ある。The current collector 3 for a positive electrode or a negative electrode of the present invention comprises:
Particularly, it can be suitably used for a lithium manganese dioxide primary battery, a lithium secondary battery, and a lithium ion secondary battery.
【００４３】リチウム二次電池は、活物質４としてＭｎ
２Ｏ、ＣｏＯ２、ＴｉＯ２などの金属酸化物やＴｉ
Ｓ２、ＭｏＳ３などの金属カルコゲン化物などを用いた
二次電池正極５と、リチウム金属やリチウムと黒鉛の層
間化合物やリチウム金属間化合物などの負極活物質４を
用いた負極と、プロピレンカーボネートやエチレンカー
ボネート（ＥＣ）などの電解液と、ポリエチレンフィル
ムなどのセパレーターとによって構成することができ
る。The lithium secondary battery uses Mn as the active material 4.
Metal oxides such as 2 O, CoO 2 , TiO 2 and Ti
A secondary battery positive electrode 5 using a metal chalcogenide such as S 2 or MoS 3 , a negative electrode using a negative electrode active material 4 such as lithium metal or an intercalation compound of lithium and graphite or a lithium intermetallic compound, and propylene carbonate or the like. It can be constituted by an electrolyte such as ethylene carbonate (EC) and a separator such as a polyethylene film.
【００４４】[0044]
【実施例】以下実施例を用いてこの発明を具体的に説明
する。なお、この発明は下記の実施例に制限されるもの
ではない。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to embodiments. The present invention is not limited to the following embodiments.
【００４５】（実施例１） 厚さ２ｍｍ、孔数９００個
／ｃｍ２の板状のポリウレタンフォームをプラスチック
基体とし、アーク溶射法によりアルミニウムの溶射を行
い、アルミニウム多孔膜を形成して集電体を得た。Example 1 A plate-shaped polyurethane foam having a thickness of 2 mm and a number of holes of 900 / cm 2 was used as a plastic substrate, and aluminum was sprayed by an arc spraying method to form an aluminum porous film to form a current collector. I got
【００４６】このようにして得た集電体は、プラスチッ
ク基体の全格子表面を覆って厚さ約１０μｍのアルミニ
ウム多孔膜が最奥部まで形成されているものであった。The current collector thus obtained had an aluminum porous film having a thickness of about 10 μm formed all the way down to cover the entire lattice surface of the plastic substrate.
【００４７】次いで、活物質としてＬｉＣｏＯ２を用
い、これにＰＶＡ２重量％とカーボン粉体７重量％を加
えて混錬し、ドライエアー中にて上記集電体に厚さ約１
５０μｍに塗布、圧着して二次電池正極を得た。Next, LiCoO 2 was used as an active material, 2 % by weight of PVA and 7% by weight of carbon powder were added thereto, and the mixture was kneaded.
It was applied to 50 μm and pressure-bonded to obtain a secondary battery positive electrode.
【００４８】このようにして得た二次電池正極につい
て、市販のセロハンテープを用いて９０゜のテープ剥離
テストを行い、集電体と活物質との密着性を確認したと
ころ、まったくはがれが生じないものであった。The positive electrode of the secondary battery thus obtained was subjected to a 90 ° tape peel test using a commercially available cellophane tape, and the adhesion between the current collector and the active material was confirmed. There was nothing.
【００４９】次いで、二次電池正極を５０×２００ｍｍ
の大きさに裁断し、ポリエステル製不織布からなるセパ
レーターを介して金属リチウム板からなる負極と積層し
て巻き上げた。そして、エチレンカーボネート（ＥＣ）
と１，２ジメトキシエタン（ＤＭＥ）との混合溶媒にＬ
ｉＣｌＯ３を１０重量％溶解した電解液を正負極間に介
在させ、円筒形のリチウム二次電池を得た。Next, the positive electrode of the secondary battery was
And laminated with a negative electrode made of a metal lithium plate via a separator made of a nonwoven fabric made of polyester and wound up. And ethylene carbonate (EC)
And a mixture of 1,2 dimethoxyethane (DME) with L
An electrolytic solution in which iClO 3 was dissolved at 10% by weight was interposed between the positive and negative electrodes to obtain a cylindrical lithium secondary battery.
【００５０】このようにして得たリチウム二次電池は、
優れた放電電気特性と電気出力を有するものであった。The lithium secondary battery thus obtained is
It had excellent discharge electric characteristics and electric output.
【００５１】（実施例２） 繊維径約１２μｍ、厚さ
０．１ｍｍ、重量３６ｇ／ｍ２のポリエステル不織布を
プラスチック基体とし、プラズマ溶射法にてアルミニウ
ムの溶射を行い、アルミニウム多孔膜を形成して集電体
を得た。[0051] (Example 2) fiber diameter of about 12 [mu] m, a thickness of 0.1 mm, a polyester nonwoven fabric having a weight 36 g / m 2 and plastic substrates, performs spraying of aluminum by plasma spraying, to form a porous aluminum membrane A current collector was obtained.
【００５２】このようにして得た集電体は、プラスチッ
ク基体の全格子表面を覆って厚さ約１０μｍのアルミニ
ウム多孔膜が最奥部まで形成されているものであった。The current collector thus obtained had an aluminum porous film having a thickness of about 10 μm formed all the way down to cover the entire lattice surface of the plastic substrate.
【００５３】次いで、活物質としてＬｉＭｎ２Ｏ３を用
い、これにＰＶＡ２重量％とカーボン粉体７重量％を加
えて混錬し、ドライエアー中にて上記集電体に厚さ約１
５０μｍに塗布、圧着して二次電池正極を得た。Next, LiMn 2 O 3 was used as an active material, 2 % by weight of PVA and 7% by weight of carbon powder were added thereto, and the mixture was kneaded.
It was applied to 50 μm and pressure-bonded to obtain a secondary battery positive electrode.
【００５４】このようにして得た二次電池正極につい
て、市販のセロハンテープを用いて９０゜のテープ剥離
テストを行い、集電体と活物質との密着性を確認したと
ころ、まったくはがれが生じないものであった。The positive electrode of the secondary battery thus obtained was subjected to a 90 ° tape peel test using a commercially available cellophane tape, and the adhesion between the current collector and the active material was confirmed. There was nothing.
【００５５】次いで、負極として厚さ２００μｍの銅箔
を用い、活物質としてグラファイトを使用し、セパレー
ターとして微細孔を有したポリオレフィンフィルムを使
用し、電解液として、プロピレンカーボネートと１，２
ジメトキシエタン（ＤＭＥ）との混合溶媒にＬｉＰＦ３
を８重量％溶解した溶液を用いてリチウムイオン二次電
池を得た。Next, a copper foil having a thickness of 200 μm was used as a negative electrode, graphite was used as an active material, a polyolefin film having fine pores was used as a separator, and propylene carbonate and 1,2 were used as electrolytes.
LiPF 3 in a mixed solvent with dimethoxyethane (DME)
Was used to obtain a lithium ion secondary battery.
【００５６】このようにして得たリチウムイオン二次電
池は、優れた放電電気特性と電気出力を有するものであ
った。The lithium ion secondary battery thus obtained had excellent discharge electric characteristics and electric output.
【００５７】[0057]
【発明の効果】この発明の電池用集電体の製造方法は、
上記のように構成されたものであるので、次のような優
れた効果を有する。The method for manufacturing a current collector for a battery according to the present invention comprises:
Since it is configured as described above, it has the following excellent effects.
【００５８】この発明の電池用集電体の製造方法は、内
部連通空間を有する三次元網目構造のプラスチック基体
の表面に金属を主成分とする金属多孔膜を溶射法により
形成して集電体を得るように構成されているので、簡易
な設備で十分な膜厚の金属多孔膜を短時間で形成するこ
とができる。According to the method of manufacturing a current collector for a battery of the present invention, a metal porous film mainly composed of metal is formed on a surface of a plastic substrate having a three-dimensional network structure having an internal communication space by thermal spraying. Therefore, a metal porous film having a sufficient thickness can be formed in a short time with simple equipment.
【図１】この発明により得た電池用集電体を利用した二
次電池正極の一実施例を模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of a positive electrode of a secondary battery using a battery current collector obtained according to the present invention.
１ プラスチック基体 ２ 金属多孔膜 ３ 集電体 ４ 活物質 ５ 二次電池正極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plastic substrate 2 Metal porous film 3 Current collector 4 Active material 5 Secondary battery positive electrode
Claims (9)
プラスチック基体の表面に金属を主成分とする金属多孔
膜を溶射法により形成して集電体を得ることを特徴とす
る電池用集電体の製造方法。A current collector for a battery, wherein a current collector is obtained by forming a metal porous film mainly composed of a metal on a surface of a plastic substrate having a three-dimensional network structure having an internal communication space by a thermal spraying method. How to make the body.
プラスチック基体の表面に金属を主成分とする金属多孔
膜を溶射法により形成し、次いでプラスチック基体を除
去して集電体を得ることを特徴とする電池用集電体の製
造方法。2. A method of forming a metal porous film mainly composed of metal on a surface of a plastic substrate having a three-dimensional network structure having an internal communication space by a thermal spraying method, and then removing the plastic substrate to obtain a current collector. A method for producing a current collector for a battery.
からなる不織布または発泡プラスチックのいずれかであ
る請求項１〜２のいずれかに記載の電池用集電体の製造
方法。3. The method for producing a current collector for a battery according to claim 1, wherein the plastic substrate is one of a nonwoven fabric made of a plastic fiber and a foamed plastic.
ルミニウム−カーボン、アルミニウム−銀、アルミニウ
ム−マグネシウム、アルミニウム−コバルト、アルミニ
ウム−チタン、アルミニウム−モリブデン、アルミニウ
ム−銅のいずれかからなる請求項１〜３のいずれかに記
載の電池用集電体の製造方法。4. The method according to claim 1, wherein the porous metal film is made of aluminum or aluminum-carbon, aluminum-silver, aluminum-magnesium, aluminum-cobalt, aluminum-titanium, aluminum-molybdenum, or aluminum-copper. A method for producing a current collector for a battery according to any one of the above.
ン、銅−銀、銅−コバルト、銅−チタン、銅−モリブデ
ンのいずれかからなる請求項１〜３のいずれかに記載の
電池用集電体の製造方法。5. The current collector for a battery according to claim 1, wherein the metal porous film is made of any one of copper, copper-carbon, copper-silver, copper-cobalt, copper-titanium, and copper-molybdenum. How to make the body.
請求項１〜５のいずれかに記載の電池用集電体の製造方
法。6. The method for producing a battery current collector according to claim 1, wherein the thickness of the porous metal membrane is 2 to 50 μm.
る請求項１〜６のいずれかに記載の電池用集電体の製造
方法。7. The method for producing a battery current collector according to claim 1, wherein the current collector has an average pore size of 1 to 200 μm.
請求項１〜７のいずれかに記載の電池用集電体の製造方
法。8. The method for producing a battery current collector according to claim 1, wherein the current collector has a thickness of 10 to 300 μm.
る請求項１〜８のいずれかに記載の電池用集電体の製造
方法。9. The method for producing a battery current collector according to claim 1, wherein the current collector has an average aperture ratio of 30 to 95%.
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|---|---|---|---|
| JP2000289334A JP2002100366A (en) | 2000-09-22 | 2000-09-22 | Manufacturing method of electricity collector body for cell |
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| JP (1) | JP2002100366A (en) |
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2000
- 2000-09-22 JP JP2000289334A patent/JP2002100366A/en not_active Withdrawn
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