JP2002280077A - Method of producing sheet lithium secondary battery and sheet lithium secondary battery obtained by using the same - Google Patents

Method of producing sheet lithium secondary battery and sheet lithium secondary battery obtained by using the same

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JP2002280077A
JP2002280077A JP2001074806A JP2001074806A JP2002280077A JP 2002280077 A JP2002280077 A JP 2002280077A JP 2001074806 A JP2001074806 A JP 2001074806A JP 2001074806 A JP2001074806 A JP 2001074806A JP 2002280077 A JP2002280077 A JP 2002280077A
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lithium secondary
secondary battery
battery
sheet
voltage
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Japanese (ja)
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Toshihiro Zushi
敏博 厨子
Seiji Okada
聖司 岡田
Itaru Gosho
至 御書
Shogo Tanno
昌吾 丹野
Mitsuhiro Marumoto
光弘 丸本
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Mitsubishi Cable Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing a sheet lithium secondary battery for improving the bulging property during high-temperature standing and improving battery storage property as well as cycle property at a high temperature, and the sheet lithium secondary battery obtained by using the same. SOLUTION: The method of producing the sheet lithium secondary battery eased by a sheet casing material comprises the steps of charging the battery after assembled, of removing a gas generated during charge and of heating the battery from which the gas is removed at 30-120 deg.C for 0.5-50 hours in the state of being held at a voltage of 2.5-4.3 V. The sheet lithium secondary battery is obtained by using the same.

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、シート状のリチウ
ムイオン二次電池の製造方法、およびそれで得られたシ
ート状リチウム二次電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a sheet-shaped lithium ion secondary battery and a sheet-shaped lithium secondary battery obtained by the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】リチウム二次電池では、初回充電中に電
極/電解液の界面で化学反応が起こり、ガスが発生する
ことが知られている。リチウム二次電池は、この発生し
たガスを除去するために脱ガス工程に供され、次いでエ
ージング工程(老化試験)に供された後、問題の生じた
電池(例えば、エージング中に急激に電圧が降下したも
の)が除去され、問題のない良品の電池のみが製品とし
て出荷される。
2. Description of the Related Art In a lithium secondary battery, it is known that a chemical reaction occurs at an interface between an electrode and an electrolytic solution during an initial charge to generate gas. Lithium secondary batteries are subjected to a degassing step to remove the generated gas, and then to an aging step (aging test). After the battery has a problem (for example, a voltage is rapidly increased during aging). Is dropped, and only non-defective good batteries are shipped as products.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記脱
ガス工程では発生したガスを完全に除去することは困難
であるため、製品としての電池内には少量のガスが残存
する。このため、当該リチウム二次電池が金属(アル
ミ、鉄(クロムメッキ)等)缶以外の外装材(例えば、
アルミニウムラミネートフィルム等のシート状の外装
材)を用いたいわゆるシート状リチウム二次電池(とり
わけ積層型のもの)の場合、製品としてのシート状リチ
ウム二次電池を高温(例えば、90℃)雰囲気に長時間
放置したところ、残存したガスが膨張してふくれが発生
し、また該ガスの膨張によって正負電極が離間して内部
抵抗が大きくなり、充放電が不安定となり、電池性能、
中でも特に、100℃程度の高温雰囲気下での電池保存
特性およびサイクル特性が低下する問題があった。
However, since it is difficult to completely remove the gas generated in the degassing step, a small amount of gas remains in the battery as a product. For this reason, the lithium secondary battery is made of an exterior material other than a metal (aluminum, iron (chrome plating), etc.) can (for example,
In the case of a so-called sheet-shaped lithium secondary battery (especially a laminated type) using a sheet-shaped exterior material such as an aluminum laminate film, the sheet-shaped lithium secondary battery as a product is exposed to a high-temperature (for example, 90 ° C.) atmosphere. When left for a long period of time, the remaining gas expands to cause blistering, and the expansion of the gas causes the positive and negative electrodes to separate, increasing the internal resistance, making charging and discharging unstable, causing battery performance,
In particular, there is a problem that the battery storage characteristics and the cycle characteristics under a high temperature atmosphere of about 100 ° C. are deteriorated.

【0004】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、高温放置時
のふくれ特性(バルジ特性)が改善されるとともに、高
温における電池保存特性ならびにサイクル特性も改善さ
れるシート状リチウム二次電池の製造方法、およびシー
ト状リチウム二次電池を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to improve the swelling characteristics (bulge characteristics) when left at high temperatures, as well as the battery storage characteristics and cycle characteristics at high temperatures. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a sheet-shaped lithium secondary battery having improved characteristics and a sheet-shaped lithium secondary battery.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため鋭意研究を行った結果、組み立て後の電
池を充電して、充電中に発生したガスを除去した電池
を、2.5V〜4.3Vの電圧に保持した状態で、30
℃〜120℃の温度雰囲気下にて0.5時間〜50時間
加熱することで、高温放置時のふくれ特性(バルジ特
性)を改善し得、さらには高温における電池保存特性な
らびにサイクル特性も改善できることを見出し、本発明
を完成するに至った。すなわち、本発明は以下の通りで
ある。 (1)シート状外装材で外装されたシート状リチウム二
次電池を製造する方法であって、組立後の電池を充電す
る工程と、当該充電中に発生したガスを除去する工程
と、当該ガスを除去した電池を2.5V〜4.3Vの電
圧に保持した状態で30℃〜120℃の温度雰囲気下に
て0.5時間〜50時間加熱する工程とを含むことを特
徴とするシート状リチウム二次電池の製造方法。 (2)前記電圧に保持した状態で加熱する工程の後、充
電状態で所定期間放置する老化試験によって良品の電池
を選別する工程と、選別された良品の電池に対してさら
に脱ガスを行う工程とをさらに含むことを特徴とする上
記(1)に記載のシート状リチウム二次電池の製造方
法。 (3)上記(1)または(2)に記載の製造方法で得ら
れたシート状リチウム二次電池。 (4)塩と相溶性溶媒とビニリデンフルオライドを主単
位とするフッ素ポリマーとを主体成分とし、かつ該フッ
素ポリマーが密度0.60g/cm3〜1.30g/c
3の多孔質体である固体電解質層を、正極と負極との
間に介在させてなることを特徴とする上記(3)に記載
のシート状リチウム二次電池。 (5)塩がLiClO4、LiBF4、LiPF6、Li
AsF6、LiCF3SO3、LiAlCl4およびLi
(CF3SO22Nから選ばれる少なくとも1種の化合
物であり、相溶性溶媒がエチレンカーボネート、ジメチ
ルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエトキ
シエタン、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネ
ートおよびジメトキシエタンから選ばれる1種または2
種以上である上記(3)または(4)に記載のシート状
リチウム二次電池。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, the assembled battery was charged to remove the gas generated during charging. While maintaining the voltage of 0.5 V to 4.3 V, 30
By heating for 0.5 hours to 50 hours in an atmosphere at a temperature of 120 ° C. to 120 ° C., it is possible to improve bulging characteristics (bulge characteristics) when left at high temperatures, and also to improve battery storage characteristics and cycle characteristics at high temperatures. And completed the present invention. That is, the present invention is as follows. (1) A method for manufacturing a sheet-like lithium secondary battery packaged with a sheet-like packaging material, comprising: charging the assembled battery; removing gas generated during the charging; Heating the battery in a temperature atmosphere of 30 ° C. to 120 ° C. for 0.5 hours to 50 hours while maintaining the battery from which voltage has been removed at a voltage of 2.5 V to 4.3 V. A method for manufacturing a lithium secondary battery. (2) After the step of heating while maintaining the voltage, a step of selecting non-defective batteries by an aging test in which the battery is left in a charged state for a predetermined period, and a step of further degassing the selected non-defective batteries. The method for producing a sheet-shaped lithium secondary battery according to the above (1), further comprising: (3) A sheet-shaped lithium secondary battery obtained by the production method according to the above (1) or (2). (4) A salt, a compatible solvent, and a fluoropolymer having vinylidene fluoride as a main unit as a main component, and the fluoropolymer has a density of 0.60 g / cm 3 to 1.30 g / c.
The sheet-shaped lithium secondary battery according to the above (3), wherein a solid electrolyte layer, which is a porous body of m 3 , is interposed between the positive electrode and the negative electrode. (5) The salt is LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 , Li
AsF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiAlCl 4 and Li
At least one compound selected from (CF 3 SO 2 ) 2 N, wherein the compatible solvent is one selected from ethylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethoxyethane, propylene carbonate, diethyl carbonate and dimethoxyethane Or 2
The sheet-shaped lithium secondary battery according to the above (3) or (4), which is at least one kind.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、シート状外装材で外装されたシート状リチウ
ム二次電池の製造方法であり、組み立て後の電池を充
電する工程と、当該充電中に発生したガスを除去する
工程と、当該ガスを除去した電池を2.5V〜4.3
Vの電圧に保持した状態で30℃〜120℃の温度雰囲
気下にて0.5時間〜50時間加熱する工程とを含むも
のである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present invention is a method for manufacturing a sheet-like lithium secondary battery packaged with a sheet-like package, charging the assembled battery, removing gas generated during the charging, and removing the gas. Remove the removed battery from 2.5 V to 4.3
And heating in a temperature atmosphere of 30 ° C. to 120 ° C. for 0.5 to 50 hours while maintaining the voltage of V.

【0007】上記の工程における充電は、電池のサイ
ズ、容量、形状等によっても異なるが、例えば、一定の
電流値で一定電圧に到達するまで充電し、さらにその状
態にて定電圧充電を行うという条件下で行う。
[0007] The charging in the above-mentioned process varies depending on the size, capacity, shape and the like of the battery. For example, charging is performed at a constant current value until a constant voltage is reached, and then constant voltage charging is performed in that state. Perform under conditions.

【0008】続くの工程では、例えば、一定の電流値
で一定電圧に到達するまで定電流放電した後、充電中に
発生したガスを除去する。上記脱ガスには、例えばロー
タリーポンプ型の真空吸引装置を用いる。
In the subsequent step, for example, after discharging at a constant current at a constant current value until a constant voltage is reached, gas generated during charging is removed. For the degassing, for example, a rotary pump type vacuum suction device is used.

【0009】本発明において重要なことは、上記、
の工程の後に、ガスを除去した電池に、電圧を保持し
た状態で加熱する工程を行うことである。当該ガスを除
去した電池で保持する電圧は、2.5V〜4.3V、好
ましくは3.0V〜4.2V、より好ましくは3.5V
〜4.1Vである。上記電圧が2.5V未満であると、
高温(例えば、90℃)雰囲気中への放置時に残存した
ガスが膨張してふくれが発生してしまう。また上記電圧
が4.3Vを超えると、サイクル特性、ハイレート特性
などの電池特性が低下してしまう。上記の保持する電圧
は、開回路電圧(オープンサーキットボルテージ(OC
V))の値を意味する。電圧を保持した状態で加熱する
温度は、30℃〜120℃、好ましくは40℃〜100
℃、より好ましくは60℃〜90℃である。上記加熱温
度が30℃未満であると、上記高温雰囲気中への放置時
にふくれが発生してしまう。上記加熱温度が120℃を
超えると、サイクル特性、ハイレート特性などの電池特
性が低下してしまう。この電圧保持時の加熱の雰囲気は
特に問わず、大気中、窒素ガス中などが例示される。該
加熱は、例えば加熱炉、恒温槽を用いて行う。電圧の保
持時に加熱する時間は、0.5時間〜50時間、好まし
くは1時間〜30時間、より好ましくは3時間〜20時
間である。上記加熱時間が0.5時間未満であると、上
記高温雰囲気中への放置時にふくれが発生してしまう。
上記加熱時間が50時間を超えると、サイクル特性、ハ
イレート特性などの電池特性が低下してしまう。
What is important in the present invention is that
After the step, the step of heating the battery from which the gas has been removed while maintaining the voltage is performed. The voltage retained by the battery from which the gas has been removed is 2.5 V to 4.3 V, preferably 3.0 V to 4.2 V, and more preferably 3.5 V.
~ 4.1V. When the voltage is less than 2.5 V,
The gas remaining when left in a high-temperature (for example, 90 ° C.) atmosphere expands to cause blisters. On the other hand, when the voltage exceeds 4.3 V, battery characteristics such as cycle characteristics and high-rate characteristics deteriorate. The voltage to be held is the open circuit voltage (open circuit voltage (OC)
V)). The temperature for heating while maintaining the voltage is 30 ° C to 120 ° C, preferably 40 ° C to 100 ° C.
° C, more preferably 60 ° C to 90 ° C. If the heating temperature is lower than 30 ° C., blisters will occur when left in the high-temperature atmosphere. When the heating temperature exceeds 120 ° C., battery characteristics such as cycle characteristics and high-rate characteristics deteriorate. The heating atmosphere during this voltage holding is not particularly limited, and examples thereof include air, nitrogen gas and the like. The heating is performed using, for example, a heating furnace or a thermostat. The heating time during the holding of the voltage is 0.5 hours to 50 hours, preferably 1 hour to 30 hours, more preferably 3 hours to 20 hours. If the heating time is less than 0.5 hour, blisters will occur when left in the high-temperature atmosphere.
If the heating time exceeds 50 hours, battery characteristics such as cycle characteristics and high-rate characteristics will deteriorate.

【0010】上記〜の工程を経ることで、高温放置
時のふくれ特性(バルジ特性)を改善するとともに、高
温における電池保存特性ならびにサイクル特性も改善さ
れたシート状リチウム二次電池を得ることができる。こ
の理由の詳細は不明であるが、本発明者らは次のように
推察している。組み立て電池の充電後、ガスを除去した
電池を加熱雰囲気下で電圧保持することで、電気的エネ
ルギー、温度エネルギーにより電解液と多孔質の孔の表
面との間に化学的結合が生じて、この化学的な結合力に
よって電解液が多孔質の孔表面に取り込まれ、電解液の
通常の揮発温度に達しても電解液が揮発しにくくなるた
め、ふくれ特性が改善されると考えられる。実際、上記
の工程を経ない場合には、充放電を繰り返すと、多孔
質樹脂基材の表面から電解液がブリード(表面にベタツ
キあり)発生するが、上記の工程を経ると、充放電を
繰り返してもブリードは発生しない。また組み立て電池
の充電後、ガスを除去した電池を加熱雰囲気下で電圧保
持することで、電解液を保持している多孔質の樹脂基材
(後述する固体電解質層またはセパレータ)が、電気化
学的な作用を受け、電解液が物理的にも基材の多孔部に
保持され易くなった(親和性が向上した)ため、基材中
に含浸された電解液がより高性能化したことにより、高
温における電池保存特性ならびにサイクル特性が改善さ
れると考えられる。
Through the above steps (1) to (4), it is possible to obtain a sheet-shaped lithium secondary battery having improved swelling characteristics (bulge characteristics) when left at high temperatures, and also improved battery storage characteristics and cycle characteristics at high temperatures. . The details of this reason are unknown, but the present inventors speculate as follows. After charging the assembled battery, the battery from which the gas has been removed is maintained at a voltage in a heated atmosphere, and a chemical bond is generated between the electrolyte and the surface of the porous hole due to electric energy and temperature energy. It is considered that the electrolytic solution is taken into the surface of the porous pores by the chemical bonding force, and the electrolyte does not easily volatilize even when the temperature of the electrolyte reaches a normal volatilization temperature. In fact, when the above process is not performed, when the charge and discharge are repeated, the electrolytic solution bleeds from the surface of the porous resin base material (the surface is sticky). No bleed occurs even if repeated. In addition, after charging the assembled battery, the battery from which the gas has been removed is maintained at a voltage in a heated atmosphere, so that the porous resin substrate (solid electrolyte layer or separator described later) holding the electrolytic solution is electrochemically protected. The electrolyte solution was physically retained in the porous part of the substrate physically (affinity was improved), and the performance of the electrolyte solution impregnated in the substrate was improved. It is considered that the battery storage characteristics at high temperature and the cycle characteristics are improved.

【0011】また本発明においては、上記〜の各工
程を経た後に、充電状態で所定期間放置する老化試験
によって良品の電池を選別する工程と、選別された良
品の電池に対してさらに脱ガスを行う工程とをさらに行
ってもよい。
Further, in the present invention, after each of the above steps (1) to (4), a non-defective battery is selected by an aging test in which the battery is left in a charged state for a predetermined period, and degassing is further performed on the selected non-defective battery. The step of performing may be further performed.

【0012】の工程における良品の電池の選別は、老
化試験期間中に問題の生じた電池(例えば、この期間中
に急激に電圧が降下したもの)を除去することによって
行うことができる。なお、老化試験は、例えば、上記充
電と同様にして再度充電し、その充電状態で、例えば、
23℃雰囲気中で1週間〜2週間放置し、充電電圧から
の電圧降下が0.1V以内であるものを良品とする。
The selection of good batteries in the step (1) can be carried out by removing the batteries (for example, those whose voltage has dropped sharply during this period) during the aging test. In the aging test, for example, recharging is performed in the same manner as the above charging, and in the charged state, for example,
It is allowed to stand for 1 to 2 weeks in an atmosphere of 23 ° C., and a product whose voltage drop from the charging voltage is within 0.1 V is regarded as a good product.

【0013】の工程では、上記良品の電池に対して、
さらに脱ガスを行う。この脱ガスは、例えば、上記放電
と同様にして再度放電した後、ロータリーポンプ型の真
空吸引装置を用いて行うことができる。本発明において
は、このの工程を行わなくても、電池のふくれを抑制
することができるが、電解液の組成によってはの工程
でガスが発生する場合もあり得るため、このの工程を
行えば確実にガスを除去し、ふくれ特性をより改善する
ことができる。
In the step (1), the non-defective battery is
Further, degassing is performed. This degassing can be performed, for example, using a rotary pump type vacuum suction device after discharging again in the same manner as the above-described discharging. In the present invention, even if this step is not performed, the blister of the battery can be suppressed, but gas may be generated in the step depending on the composition of the electrolytic solution. The gas can be reliably removed, and the blister characteristics can be further improved.

【0014】本発明のシート状リチウム二次電池におい
て正極と負極との間に介在されるのは、固体電解質層で
あってもセパレータであってもよいが、固体電解質層で
あるのが好ましい。上記固体電解質層とは、ポリマー基
質に電解液(リチウム塩(電解質)+相溶性溶媒)が含
浸してゲル化し、それ自体がイオン伝導性を示すように
調製されたものを指す。当該固体電解質層を正極と負極
との間に介在させると、電池内で電解液が液体状(それ
自体が流動する状態)で存在しないので、電池からの液
漏れの心配がないという利点が得られる。本発明におい
ては、上記固体電解質層の中でも、塩と相溶性溶媒とビ
ニリデンフルオライドを主単位とするフッ素ポリマーと
を主体成分とし、かつ、当該ビニリデンフルオライドを
主単位とするフッ素ポリマーを密度0.60g/cm3
〜1.30g/cm3の多孔質体にした固体電解質層を
使用するのが好ましい。このような固体電解質層を正極
と負極との間に介在させることで、さらにハイレート特
性および低温特性の改善されたシート状リチウム二次電
池が実現できる。
In the sheet-shaped lithium secondary battery of the present invention, the solid electrolyte layer or the separator may be interposed between the positive electrode and the negative electrode, but is preferably the solid electrolyte layer. The solid electrolyte layer means a polymer substrate impregnated with an electrolytic solution (lithium salt (electrolyte) + compatible solvent) to be gelled and prepared to exhibit ionic conductivity. When the solid electrolyte layer is interposed between the positive electrode and the negative electrode, the electrolyte does not exist in a liquid state (in a state where the electrolyte itself flows) in the battery, so that there is an advantage that there is no fear of liquid leakage from the battery. Can be In the present invention, among the solid electrolyte layer, a salt, a compatible solvent and a fluoropolymer having vinylidene fluoride as a main unit as a main component, and a fluoropolymer having the vinylidene fluoride as a main unit having a density of 0% .60 g / cm 3
It is preferable to use a solid electrolyte layer formed into a porous body of about 1.30 g / cm 3 . By interposing such a solid electrolyte layer between the positive electrode and the negative electrode, a sheet-shaped lithium secondary battery having further improved high-rate characteristics and low-temperature characteristics can be realized.

【0015】固体電解質層におけるビニリデンフルオラ
イドを主単位とするフッ素ポリマーを特定密度の多孔質
体にしたことによってハイレート特性および低温特性が
ともに向上するのは、固体電解質層における電解液の保
持性がさらに向上し、それがイオン移動量を飛躍的な増
大をもたらすためと考えられる。当該ビニリデンフルオ
ライドを主単位とするフッ素ポリマーの多孔質体の密度
は0.70g/cm3〜0.80g/cm3が好ましい。
The high-rate characteristics and the low-temperature characteristics are improved by forming the fluoropolymer having vinylidene fluoride as a main unit in the solid electrolyte layer into a porous body having a specific density. It is thought that this further improves the ion transfer amount, which leads to a drastic increase. The density of the porous body of fluoropolymer to the vinylidene fluoride as a main unit is preferably 0.70g / cm 3 ~0.80g / cm 3 .

【0016】ビニリデンフルオライドを主単位とするフ
ッ素ポリマーの多孔質体の密度が0.60g/cm3
満の場合、機械的強度の低下により電池の組み立て時に
取り扱いにくくなる等の問題が懸念され、密度が1.3
0g/cm3より大きいと十分なハイレート特性および
低温特性の向上効果が得られ難い。
When the density of the porous body of the fluoropolymer having vinylidene fluoride as a main unit is less than 0.60 g / cm 3 , there is a concern that the mechanical strength is reduced and it becomes difficult to handle the battery during assembly. 1.3 density
If it is larger than 0 g / cm 3, it is difficult to obtain a sufficient effect of improving high-rate characteristics and low-temperature characteristics.

【0017】当該多孔質体における空孔の平均孔径は
0.01μm〜10μmが好ましく、特に好ましくは
0.1μm〜5μmである。この「平均孔径」は、SE
M観察により任意の10個の空孔を取り出し、この10
個の空孔の孔径の平均値を指すものとする。
The average pore diameter of the pores in the porous body is preferably from 0.01 μm to 10 μm, particularly preferably from 0.1 μm to 5 μm. This “average pore size” is
M observations were taken out of arbitrary 10 holes, and
It indicates the average value of the pore diameters of the pores.

【0018】平均孔径が0.01μm未満であると、液
保持能力が低下する傾向を示し、10μmを超えると、
多孔質体の機械的強度が低下し、電池の製造過程での取
り扱い性が低下する傾向を示す。
If the average pore size is less than 0.01 μm, the liquid holding capacity tends to decrease, and if it exceeds 10 μm,
The mechanical strength of the porous body tends to decrease, and the handleability in the battery manufacturing process tends to decrease.

【0019】ビニリデンフルオライドを主単位とするフ
ッ素ポリマーとは、ビニリデンフルオライドの単独重合
体(ポリビニリデンフルオライド(PVdF))、また
は、ビニリデンフルオライドとその他のフッ素原子を有
するビニル系モノマーとの共重合体を意味し、これらは
それぞれ単独でも混合して用いてもよい。上記ビニリデ
ンフルオライド以外のフッ素原子を有するビニル系モノ
マーとしては、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、
クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、テトラフル
オロエチレン(TFE)等が挙げられる。また、共重合
体の形態はランダム、ブロックのいずれの形態でもよ
い。共重合体である場合、ビニリデンフルオライド(の
単位)の割合が70モル%以上が好ましく、特に好まし
くは75モル%以上である。
The fluoropolymer having vinylidene fluoride as a main unit is a homopolymer of vinylidene fluoride (polyvinylidene fluoride (PVdF)) or a mixture of vinylidene fluoride and another vinyl monomer having a fluorine atom. It means a copolymer, each of which may be used alone or in combination. Examples of the vinyl monomer having a fluorine atom other than the vinylidene fluoride include hexafluoropropylene (HFP),
Chlorotrifluoroethylene (CTFE), tetrafluoroethylene (TFE) and the like can be mentioned. The form of the copolymer may be any of a random form and a block form. In the case of a copolymer, the proportion of (units) of vinylidene fluoride is preferably at least 70 mol%, particularly preferably at least 75 mol%.

【0020】また、ビニリデンフルオライドを主単位と
するフッ素ポリマーは、カルボキシル基(−COO
H)、スルホン酸基(−SO2OH)、カルボン酸エス
テル基(−COOR)、アミド基(−CONH2)また
はリン酸基(−PO(OH)2)等からなる官能基を有
するビニル系モノマーの重合体がグラフトされていても
よい(カルボン酸エステル基(−COOR)における置
換基Rは、メチル基、エチル基、ブチル基等の炭素数が
1〜4の低級アルキル基である。)。フッ素ポリマーを
かかる官能基を含有する重合体がグラフトしたポリマー
形態にすると、正極または負極への固体電解質層の接着
性が向上し、電極間の抵抗がより低下するため、電池性
能がより向上する。すなわち、ハイレート特性および低
温特性が更に向上する。上記官能基を有するビニル系モ
ノマーとしては、官能基を除く部分の炭素数が4以下の
化合物からなるモノマーが好適である。カルボキシル基
含有モノマーとしては、アクリル酸、メタアクリル酸、
クロトン酸、ビニル酢酸、アリル酢酸等のカルボキシル
基を1個有するものの他、イタコン酸、マレイン酸等の
カルボキシル基を2個以上有するものも使用可能であ
る。スルホン酸基含有モノマーとしては、スチレンスル
ホン酸、ビニルスルホン酸等が好適である。カルボン酸
エステル基含有モノマーとしては、メチルアクリレー
ト、ブチルアクリレート等が好適である。アミド基含有
モノマーとしては、アクリルアミド等が好適である。リ
ン酸基含有モノマーとしては、リン酸トリフェニル、リ
ン酸トリクレシルなどが好適である。これらのうち最も
好ましいものは、アクリル酸またはメタクリル酸であ
る。
Fluoropolymers containing vinylidene fluoride as a main unit include carboxyl groups (—COO).
H) a vinyl group having a functional group consisting of a sulfonic acid group (—SO 2 OH), a carboxylic acid ester group (—COOR), an amide group (—CONH 2 ), or a phosphoric acid group (—PO (OH) 2 ). A polymer of a monomer may be grafted (the substituent R in the carboxylic acid ester group (—COOR) is a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, and a butyl group). . When the fluoropolymer is in a polymer form in which a polymer containing such a functional group is grafted, the adhesion of the solid electrolyte layer to the positive electrode or the negative electrode is improved, and the resistance between the electrodes is further reduced, so that the battery performance is further improved. . That is, high-rate characteristics and low-temperature characteristics are further improved. As the vinyl monomer having a functional group, a monomer composed of a compound having 4 or less carbon atoms in a portion excluding the functional group is preferable. As the carboxyl group-containing monomer, acrylic acid, methacrylic acid,
In addition to those having one carboxyl group such as crotonic acid, vinyl acetic acid and allyl acetic acid, those having two or more carboxyl groups such as itaconic acid and maleic acid can also be used. As the sulfonic acid group-containing monomer, styrene sulfonic acid, vinyl sulfonic acid and the like are preferable. As the carboxylic acid ester group-containing monomer, methyl acrylate, butyl acrylate, and the like are preferable. Acrylamide and the like are preferable as the amide group-containing monomer. As the phosphate group-containing monomer, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, and the like are preferable. Most preferred of these are acrylic acid or methacrylic acid.

【0021】グラフト化する方法としては、放射線法が
好適である。例えば、ポリマー鎖基質(グラフトされる
側のポリマー)とグラフトモノマー材料とを共存させ
て、放射線を連続的または間欠的に照射する、または、
より好ましくは両者を共存させる前にポリマー基質に放
射線を予備照射しておく。放射線は、電子ビーム、X線
またはγ線が使用される。放射線の照射により、ポリマ
ー基質は遊離基を発生して活性化する。
As a grafting method, a radiation method is preferable. For example, the radiation is continuously or intermittently applied to the radiation in the coexistence of the polymer chain substrate (the polymer to be grafted) and the graft monomer material, or
More preferably, the polymer substrate is pre-irradiated with radiation prior to the coexistence of both. As the radiation, an electron beam, X-ray or γ-ray is used. Upon irradiation, the polymer substrate generates and activates free radicals.

【0022】グラフト化の程度は、いくつかの因子によ
り決定することができるが、最も重要なのは、活性化し
た基質がグラフトモノマーと接触している時間の長さ、
放射線による基質の予備活性の程度、グラフトモノマー
材料が基質を透過できるまでの程度、および、基質およ
びモノマーが接触しているときの温度である。例えば、
グラフトモノマーが酸であるとき、モノマーを含有する
溶液をサンプリングして、塩基に対して滴定し、残留す
るモノマー濃度を測定することにより、グラフト化の程
度を観測することができる。グラフト化の程度は最終重
量の2%〜20%が好ましく、特に好ましくは3%〜1
2%、とりわけ好ましくは5%〜10%である。なお、
グラフト化は、ポリマー基質の活性化(遊離基の発生)
を光照射または熱によって行う方法で行ってもよい。
The degree of grafting can be determined by several factors, but most importantly, the length of time the activated substrate is in contact with the graft monomer,
The extent of substrate preactivation by radiation, the extent to graft monomer material can penetrate the substrate, and is a temperature at which the substrate and the monomer is in contact. For example,
When the graft monomer is an acid, the degree of grafting can be observed by sampling the solution containing the monomer, titrating against the base, and measuring the residual monomer concentration. The degree of grafting is preferably from 2% to 20% of the final weight, particularly preferably from 3% to 1%.
It is 2%, particularly preferably 5% to 10%. In addition,
Grafting activates the polymer substrate (generating free radicals)
May be performed by light irradiation or heat.

【0023】ビニリデンフルオライドを主単位とするフ
ッ素ポリマーは、230℃、10kgにおけるメルトフ
ローインデックスが1.0g/10min以下であるの
が好ましく、0.2g/10min〜0.7g/10m
inであるのがより好ましい。なお、該メルトフローイ
ンデックスは、標準ASTM D 1238に説明され
ている方法で測定した値である。メルトフローインデッ
クスがかかる1.0g/10min以下であることによ
り、固体電解質層はより優れた機械的強度を示すととも
に、室温でのイオン伝導性もより向上する。
The fluoropolymer having vinylidene fluoride as a main unit preferably has a melt flow index at 1.0 kg / 10 min or less at 230 ° C. and 10 kg, and is preferably 0.2 g / 10 min to 0.7 g / 10 m.
More preferably, it is in. The melt flow index is a value measured by a method described in standard ASTM D1238. When the melt flow index is 1.0 g / 10 min or less, the solid electrolyte layer exhibits more excellent mechanical strength, and the ionic conductivity at room temperature is further improved.

【0024】固体電解質層に含まれる塩(電解質)とし
ては、LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiAs
6、LiCF3SO3、LiAlCl4およびLi(CF
3SO 22Nからなる群から選ばれる一種または二種以
上を使用するのが好ましい。また、相溶性溶媒として
は、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エ
チルメチルカーボネート、ジエトキシエタン、ジエチル
カーボネート、ジメトキシエタン、プロピレンカーボネ
ート、ジメチルスルホキシド、スルホラン、γ−ブチロ
ラクトン、N,N−ジメチルホルムアミド、テトラヒド
ロフラン、1,3−ジオキソラン、2−メチルテトラヒ
ドロフラン、ジエチルエーテルなどから選ばれるいずれ
か1種または2種以上が例示されるが、中でもエチレン
カーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカ
ーボネート、ジエトキシエタン、プロピレンカーボネー
ト、ジエチルカーボネートおよびジメトキシエタンから
選ばれる1種または2種以上を使用するのが好ましい。
溶液中の塩(電解質)濃度は、0.5モル/リットル〜
1.5モル/リットル、好ましくは0.7モル/リット
ル〜1.3モル/リットル、より好ましくは0.8モル
/リットル〜1.2モル/リットルである。塩(電解
質)の濃度が0.5モル/リットル未満であると、イオ
ン伝導性が低下して電池容量が十分に得られなくなった
り、ハイレート特性が低下する虞があり、1.5モル/
リットルを超えると、粘度上昇によってハイレート特
性、低温特性が低下する傾向を示す。
The salt (electrolyte) contained in the solid electrolyte layer
LiClOFour, LiBFFour, LiPF6, LiAs
F6, LiCFThreeSOThree, LiAlClFourAnd Li (CF
ThreeSO Two)TwoOne or more selected from the group consisting of N
It is preferred to use the above. Also, as a compatible solvent
Are ethylene carbonate, dimethyl carbonate,
Tyl methyl carbonate, diethoxyethane, diethyl
Carbonate, dimethoxyethane, propylene carbonate
Dimethyl sulfoxide, sulfolane, γ-butyro
Lactone, N, N-dimethylformamide, tetrahydrid
Lofran, 1,3-dioxolan, 2-methyltetrahi
Any selected from drofuran, diethyl ether, etc.
Or one or more of them are exemplified.
Carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate
-Carbonate, diethoxyethane, propylene carbonate
G, diethyl carbonate and dimethoxyethane
It is preferable to use one or more selected ones.
The concentration of the salt (electrolyte) in the solution is from 0.5 mol / liter to
1.5 mol / l, preferably 0.7 mol / l
To 1.3 mol / l, more preferably 0.8 mol
/ L to 1.2 mol / l. Salt (electrolysis
Is less than 0.5 mol / l,
Battery conductivity has decreased and battery capacity cannot be obtained sufficiently
High-rate characteristics may be reduced, and 1.5 mol /
When the volume exceeds liters, high-
Properties and low-temperature properties tend to decrease.

【0025】なお、電池の使用温度(特に低温使用時)
での溶液の結晶化防止等を目的に、上記相溶性溶媒とと
もに、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、N
−メチル−ピロリドン(1−メチル−2−ピロリド
ン)、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレ
ングリコールジメチルエーテル等の可塑剤を使用するの
が好ましい。該可塑剤の使用量は相溶性溶媒に対して1
重量%〜50重量%程度が好ましい。当該可塑剤を添加
することで、フッ素ポリマーに浸透(含浸)させた溶液
の結晶化が起こりにくく、固体電解質層の十分なイオン
伝導性を確保することができる。
The operating temperature of the battery (especially at low temperatures)
Together with the above compatible solvent for the purpose of preventing crystallization of the solution in
It is preferable to use a plasticizer such as -methyl-pyrrolidone (1-methyl-2-pyrrolidone), ethylene glycol dimethyl ether, and diethylene glycol dimethyl ether. The amount of the plasticizer used is 1 to the compatible solvent.
It is preferably about 50% by weight to 50% by weight. By adding the plasticizer, crystallization of the solution impregnated (impregnated) with the fluoropolymer hardly occurs, and sufficient ion conductivity of the solid electrolyte layer can be secured.

【0026】相溶性溶媒に混合溶媒を使用する場合は、
特に、ジエチルカーボネート(DEC)およびエチルメ
チルカーボネート(EMC)から選ばれる少なくとも一
種を含み、更にエチレンカーボネート(EC)と、プロ
ピレンカーボネート(PC)と、ジメチルカーボネート
(DMC)とを含む混合物が好適である。かかる混合物
を構成する各成分の混合比は、ジエチルカーボネートお
よびエチルメチルカーボネートから選ばれる少なくとも
一種においては、25体積%〜50体積%であるのが好
ましく、30体積%〜35体積%であるのがより好まし
い。エチレンカーボネートにおいては混合比が4体積%
〜20体積%であるのが好ましく、6体積%〜18体積
%であるのがより好ましい。プロピレンカーボネートに
おいては混合比が3体積%〜17体積%であるのが好ま
しく、5体積%〜15体積%であるのがより好ましい。
また、ジメチルカーボネートにおいては混合比が40体
積%を超えて60体積%以下であるのが好ましく、45
体積%〜55体積%であるのがより好ましい。
When a mixed solvent is used as the compatible solvent,
In particular, a mixture containing at least one selected from diethyl carbonate (DEC) and ethyl methyl carbonate (EMC), and further containing ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), and dimethyl carbonate (DMC) is preferable. . In at least one kind selected from diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, the mixing ratio of each component constituting such a mixture is preferably 25% by volume to 50% by volume, and more preferably 30% by volume to 35% by volume. More preferred. Mixing ratio of 4% by volume in ethylene carbonate
-20% by volume, more preferably 6-18% by volume. In propylene carbonate, the mixing ratio is preferably from 3% by volume to 17% by volume, and more preferably from 5% by volume to 15% by volume.
In the case of dimethyl carbonate, the mixing ratio is preferably more than 40% by volume and 60% by volume or less.
More preferably, the content is in the range of volume% to 55 volume%.

【0027】ジエチルカーボネートおよびエチルメチル
カーボネートから選ばれる少なくとも一種においては、
上記混合比が25体積%未満であると塩(電解質)を溶
解させた溶液の凝固点が上昇して、特に−20℃以下の
低温下において、電池の内部抵抗が増大し、低温特性お
よび充放電サイクル特性が低下する傾向となり、一方、
上記混合比が50体積%を超えると塩(電解質)を溶解
させた溶液の粘度が上昇して電池の内部抵抗が増大し、
充放電サイクル特性が低下する傾向となる。
In at least one selected from diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate,
If the mixing ratio is less than 25% by volume, the freezing point of the solution in which the salt (electrolyte) is dissolved increases, and the internal resistance of the battery increases, particularly at low temperatures of -20 ° C or lower, and the low-temperature characteristics and charge / discharge Cycle characteristics tend to decrease, while
When the mixing ratio exceeds 50% by volume, the viscosity of the solution in which the salt (electrolyte) is dissolved increases, and the internal resistance of the battery increases.
The charge / discharge cycle characteristics tend to decrease.

【0028】エチレンカーボネートにおいては、上記混
合比が4体積%未満であると負極表面で安定な皮膜が形
成されにくく、サイクル特性が低下する傾向となり、上
記混合比が20体積%を超えると、塩(電解質)を溶解
させた溶液の粘度が上昇して電池の内部抵抗を増大さ
せ、充放電サイクル特性が低下する傾向となる。
In the case of ethylene carbonate, if the mixing ratio is less than 4% by volume, it is difficult to form a stable film on the surface of the negative electrode, and the cycle characteristics tend to be deteriorated. The viscosity of the solution in which the (electrolyte) is dissolved increases, the internal resistance of the battery increases, and the charge-discharge cycle characteristics tend to decrease.

【0029】プロピレンカーボネートにおいては、上記
混合比が3体積%未満であると充放電サイクルに伴うイ
ンピーダンスの増加の抑制効果が小さくなり、サイクル
特性が低下する傾向となり、上記混合比が17体積%を
超えると、塩(電解質)を溶解させた溶液の粘度が上昇
して電池の内部抵抗を増大させ、充放電サイクル特性が
低下する傾向となる。
In propylene carbonate, if the above mixing ratio is less than 3% by volume, the effect of suppressing the increase in impedance due to charge / discharge cycles becomes small, and the cycle characteristics tend to decrease. If it exceeds, the viscosity of the solution in which the salt (electrolyte) is dissolved increases, the internal resistance of the battery increases, and the charge / discharge cycle characteristics tend to decrease.

【0030】ジメチルカーボネートにおいては、上記混
合比が40体積%以下であると塩(電解質)を溶解させ
た溶液の粘度が上昇して電池の内部抵抗が増大し、充放
電サイクル特性が低下する傾向となり、上記混合比が6
0体積%を超えると、塩(電解質)を溶解させた溶液の
凝固点が上昇して、特に−20℃以下の低温下におい
て、電池の内部抵抗を増大させ、サイクル特性および低
温特性が低下する傾向となる。
In dimethyl carbonate, when the mixing ratio is 40% by volume or less, the viscosity of the solution in which the salt (electrolyte) is dissolved increases, the internal resistance of the battery increases, and the charge / discharge cycle characteristics tend to decrease. And the mixing ratio is 6
When the content exceeds 0% by volume, the freezing point of the solution in which the salt (electrolyte) is dissolved increases, and particularly at a low temperature of −20 ° C. or lower, the internal resistance of the battery increases, and the cycle characteristics and low-temperature characteristics tend to decrease. Becomes

【0031】固体電解質層の厚みは、正極および負極の
形状、サイズ等によっても相違するが、一般に平均厚み
が5μm〜100μmが好ましく、特に好ましくは8μ
m〜50μm、とりわけ好ましくは10μm〜30μm
である。なお、ここでいう固体電解質層の厚みは正極お
よび負極の間に介在させた状態(実際に電池を組み立て
た状態)での厚みであり、正極と負極の離間距離に等し
い。
The thickness of the solid electrolyte layer varies depending on the shape and size of the positive electrode and the negative electrode, but is generally preferably 5 μm to 100 μm, particularly preferably 8 μm.
m to 50 μm, particularly preferably 10 μm to 30 μm
It is. Here, the thickness of the solid electrolyte layer is a thickness in a state where the solid electrolyte layer is interposed between the positive electrode and the negative electrode (in a state where the battery is actually assembled), and is equal to a separation distance between the positive electrode and the negative electrode.

【0032】本発明における固体電解質層の作製方法は
特に限定されないが、例えば、(a)ポリマー基質であ
るビニリデンフルオライドを主単位とするフッ素ポリマ
ーを押出発泡成形等の公知の発泡成形方法でフィルム状
に成形して多孔質フィルムとする、若しくは、フッ素ポ
リマーと適当な溶媒と発泡剤を混合した塗液(ペース
ト)を調製して、該塗液(ペースト)を適当なコーター
で剥離用基材の表面に塗工して塗膜を形成し、該塗膜を
加熱、乾燥後、剥離用基材から剥離することで多孔質フ
ィルムとし、得られた多孔質フィルムを塩を相溶性溶媒
に溶解させた溶液に浸漬してゲル化する方法(電池の作
製工程において正極および負極とともに溶液に浸漬する
場合も含む。)、(b)塩と相溶性溶媒と発泡剤を適当
な溶剤に溶解し、さらにフッ素ポリマーを添加し、必要
に応じて加温しながら、フッ素ポリマーを溶解して塗液
(ペースト)を調製し、これを剥離用基材の表面に適当
なコーターで塗工して塗膜を形成し、該塗膜を段階的に
温度を上げて加熱、乾燥して前記溶剤を蒸発させるとと
もに気泡を発生させ、剥離用基材から固体電解質層を剥
離する方法、(c)帯状、板状等に形成した正極および
/または負極の少なくとも一方の面に直接、上記の塩、
相溶性溶媒、発泡剤、フッ素ポリマーが溶解した溶液の
塗膜を形成し、溶剤の蒸発、気泡発生を行って、固体電
解質層を形成する方法等が挙げられる。なお、上記
(b)の方法では、塗膜が形成された剥離用基材を温度
が異なる加熱室を通過させるようにして乾燥させてもよ
い。
The method of forming the solid electrolyte layer in the present invention is not particularly limited. For example, (a) a film is obtained by subjecting a fluoropolymer having vinylidene fluoride as a main unit as a main unit to a known foam molding method such as extrusion foam molding. Into a porous film by forming into a shape, or prepare a coating liquid (paste) in which a fluoropolymer, a suitable solvent and a foaming agent are mixed, and peel the coating liquid (paste) with a suitable coater. A coating film is formed by coating on the surface of the substrate, and the coating film is heated, dried, and then peeled from the peeling substrate to form a porous film, and the obtained porous film is dissolved with a salt in a compatible solvent. (B) dissolving the salt, the compatible solvent and the foaming agent in an appropriate solvent; Sa A fluoropolymer is added to the mixture, and the polymer is dissolved while heating, if necessary, to prepare a coating solution (paste), which is applied to the surface of the substrate for peeling using a suitable coater. A method in which the coating film is heated stepwise, heated and dried to evaporate the solvent, generate bubbles, and peel off the solid electrolyte layer from the peeling substrate. The above salt, directly on at least one surface of the positive electrode and / or the negative electrode formed in a
A method of forming a coating film of a solution in which a compatible solvent, a foaming agent, and a fluoropolymer are dissolved, and evaporating the solvent and generating bubbles to form a solid electrolyte layer may be used. In the method (b), the release substrate on which the coating film is formed may be dried by passing through a heating chamber having a different temperature.

【0033】上記(a)〜(c)の方法で用いる発泡剤
としては、分解性発泡剤、気体発泡剤、および揮発性発
泡剤のいずれも使用できるが、上記(a)の方法では気
体発泡剤または揮発性発泡剤が好ましく、気体の発泡剤
としては、窒素、炭酸ガス、プロパン、ネオペンタン、
メチルエーテル、二塩化二フッ化メタン、n−ブタン、
イソブタン等が好適であり、揮発性の発泡剤としては、
n−オクタノール、1−ペンタノール、3−メチル−1
−ブタノール、2−メチル−1−ブタノール、2−ペン
タノール、3−ペンタノール、2−メチル−2−ブタノ
ール、3−メチル−2−ブタノール等が好適である。ま
た、上記(b)および(c)の方法では、揮発性発泡剤
が好ましく、なかでもn−オクタノール、1−ペンタノ
ール、3−メチル−1−ブタノール等が特に好ましく、
n−オクタノールがとりわけ好ましい。また、上記
(b),(c)の方法における溶剤としては、例えば、
テトラヒドロフラン(THF)、ジメチルアセトアミ
ド、ジメチルホルムアミド等が使用される。
As the foaming agent used in the methods (a) to (c), any of a decomposable foaming agent, a gaseous foaming agent and a volatile foaming agent can be used. Agents or volatile blowing agents are preferred, and gaseous blowing agents include nitrogen, carbon dioxide, propane, neopentane,
Methyl ether, difluoromethane dichloride, n-butane,
Isobutane and the like are preferable, and as a volatile foaming agent,
n-octanol, 1-pentanol, 3-methyl-1
-Butanol, 2-methyl-1-butanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-methyl-2-butanol, 3-methyl-2-butanol and the like are preferred. In the methods (b) and (c), volatile foaming agents are preferred, and among them, n-octanol, 1-pentanol, 3-methyl-1-butanol and the like are particularly preferred.
n-Octanol is particularly preferred. Examples of the solvent in the methods (b) and (c) include, for example,
Tetrahydrofuran (THF), dimethylacetamide, dimethylformamide and the like are used.

【0034】多孔質体の密度は、発泡剤の量や製造時の
各種条件を変えることによって調整される。例えば、
(a)の方法の場合、発泡剤の量以外で密度(発泡度)
に大きく影響する製造条件としては、成形温度、成形速
度、成形圧力等である。また、(b),(c)の方法の
場合、発泡剤の量以外で密度(発泡度)に大きく影響す
る製造条件としては、塗工速度、乾燥温度プロファイ
ル、排気の程度、成形速度等である。
The density of the porous body is adjusted by changing the amount of the foaming agent and various conditions during production. For example,
In the case of the method (a), the density (expansion degree) other than the amount of the foaming agent is used.
The manufacturing conditions that greatly affect the temperature include a molding temperature, a molding speed, and a molding pressure. In the case of the methods (b) and (c), the production conditions that greatly affect the density (expansion degree) other than the amount of the foaming agent include a coating speed, a drying temperature profile, a degree of exhaustion, and a molding speed. is there.

【0035】本発明においては、上述のように固体電解
質層に換えて、セパレータを用いてもよい。該セパレー
タとしては、例えば、ポリエチレンフィルムからなるセ
パレータ、ポリプロピレンフィルムからなるセパレー
タ、ポリプロピレン/ポリエチレン/ポリプロピレンフ
ィルムの3層構造からなる従来公知のセパレータ等が挙
げられる。なお上記のセパレータを用いる場合、使用す
る塩(電解質)および相溶性溶媒としては、上記の固体
電解質層を用いる場合と同様の塩および相溶性溶媒を好
適に使用できる。
In the present invention, a separator may be used instead of the solid electrolyte layer as described above. Examples of the separator include a separator made of a polyethylene film, a separator made of a polypropylene film, and a conventionally known separator having a three-layer structure of a polypropylene / polyethylene / polypropylene film. When the above separator is used, as the salt (electrolyte) and the compatible solvent to be used, the same salt and compatible solvent as in the case of using the solid electrolyte layer can be suitably used.

【0036】本発明におけるシート状リチウム二次電池
を構成する正極、負極およびシート状の外装材として
は、従来公知のものを使用することができる。以下にこ
れらの一例を示す。
As the positive electrode, the negative electrode and the sheet-like exterior material constituting the sheet-type lithium secondary battery in the present invention, conventionally known materials can be used. Examples of these are shown below.

【0037】正極および負極は、正極活物質または負極
活物質に導電材や結着剤などを混合した正極活物質組成
物または負極活物質組成物を集電体上に塗布し、乾燥・
圧延を施して、正極活物質層または負極活物質層を形成
してなるものである。
For the positive electrode and the negative electrode, a positive electrode active material composition or a negative electrode active material composition in which a conductive material or a binder is mixed with the positive electrode active material or the negative electrode active material is applied on a current collector, and then dried and dried.
Rolling is performed to form a positive electrode active material layer or a negative electrode active material layer.

【0038】正極活物質としては、Li−Co系複合酸
化物、Li−Mn系複合酸化物、Li−Ni系複合酸化
物などを用いることができ、中でも化学的に安定で、取
り扱いが容易であり、しかも、高容量の二次電池を製造
し得る点から、コバルト酸リチウム(LiCoO2)を
用いるのが好ましい。導電材としては、人造あるいは天
然の黒鉛類や、アセチレンブラック、オイルファーネス
ブラック、イクストラコンダクティブファーネスブラッ
クなどのカーボンブラックなどの粒状の炭素材(「粒
状」とは、鱗片状、球状、擬似球状、塊状、ウィスカー
状などが含まれ、特に限定されない。)を用いることが
できる。また正極における結着剤としては、ポリテトラ
フルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、エチ
レン−プロピレン−ジエン系ポリマー等を用いることが
できる。正極活物質組成物において、正極活物質と導電
材と結着剤との合計量100重量部に対して、導電材が
3重量部〜15重量部程度、結着剤が1重量部〜10重
量部程度配合されるのが好ましい。
As the positive electrode active material, Li-Co-based composite oxide, Li-Mn-based composite oxide, Li-Ni-based composite oxide and the like can be used, and among them, they are chemically stable and easy to handle. It is preferable to use lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) in view of the fact that a secondary battery having a high capacity can be manufactured. Examples of the conductive material include artificial or natural graphites, and granular carbon materials such as acetylene black, oil furnace black, and carbon black such as extra conductive furnace black ("granular" refers to flaky, spherical, pseudo spherical, Lump-like, whisker-like and the like are not particularly limited.) Can be used. Further, as the binder in the positive electrode, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, ethylene-propylene-diene-based polymer, or the like can be used. In the positive electrode active material composition, the conductive material is about 3 to 15 parts by weight, and the binder is 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the positive electrode active material, the conductive material, and the binder. It is preferred to be blended in about parts.

【0039】負極活物質としては、繊維状黒鉛、鱗片状
黒鉛、球状黒鉛などの黒鉛類、好ましくは繊維状のメソ
フェーズ系黒鉛化炭素を用いることができる。負極にお
ける結着剤としては、上記正極活物質の結着剤と同じも
のを用いることができる。負極活物質の使用量は、負極
活物質と結着剤との合計量100重量部あたり80重量
部〜96重量部程度とすれば良い。
As the negative electrode active material, graphites such as fibrous graphite, flaky graphite and spherical graphite, preferably fibrous mesophase graphitized carbon can be used. As the binder for the negative electrode, the same binder as that for the positive electrode active material can be used. The amount of the negative electrode active material used may be about 80 to 96 parts by weight per 100 parts by weight of the total amount of the negative electrode active material and the binder.

【0040】集電体としては、導電性金属で形成された
箔または穴あき箔などを用いることができ、その厚みを
5μm〜100μm程度とすれば良い。正極集電体の材
料としては、アルミニウム、ステンレスなどが用いら
れ、負極集電体の材料としては、銅、ニッケル、銀、ス
テンレスなどが用いられる。
As the current collector, a foil or a perforated foil formed of a conductive metal can be used, and its thickness may be about 5 μm to 100 μm. As the material of the positive electrode current collector, aluminum, stainless steel, or the like is used, and as the material of the negative electrode current collector, copper, nickel, silver, stainless steel, or the like is used.

【0041】正極および負極は、公知の方法に従って製
造することができる。例えば、正極は、正極活物質、結
着剤および導電材を混合加工し、N−メチル−2−ピロ
リドンなどの有機溶媒に分散させてペーストとし、正極
集電体にこのペーストを塗布、乾燥させた後、加圧して
適当な形状に切断して得ることができる。
The positive electrode and the negative electrode can be manufactured according to a known method. For example, for a positive electrode, a positive electrode active material, a binder, and a conductive material are mixed and processed, dispersed in an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to form a paste, and the paste is applied to a positive electrode current collector and dried. Then, it can be obtained by pressing and cutting into an appropriate shape.

【0042】シート状リチウム二次電池の形態には、積
層型と捲回型とがあるが、上述した〜の各工程を含
む本発明のシート状リチウム二次電池の製造方法は、と
りわけ積層型に対して有利に適用することができる。図
1は、本発明における積層型で実現された場合のシート
状リチウム二次電池20を簡略化して示す断面図であ
る。当該積層型とは、図1にて断面図で示すように、正
極および負極を矩形の板状体とし(それぞれ正極板1、
負極板2と称す)、さらに、かかる正極板1および負極
板2と略同じ大きさの矩形体とした固体電解質層または
セパレータ3を用意し、正極板1と負極板2の間に固体
電解質層またはセパレータ3が挟まれた単位を1つまた
は2以上繰り返した積層構造体10を作成し、該積層構
造体10を上記シート状外装材8で(セパレータを使用
する場合は電解液と共に)外装した構成を有するもので
あり、通常板状の形状である。
The form of the sheet-shaped lithium secondary battery includes a stacked type and a wound type. The method for manufacturing the sheet-shaped lithium secondary battery of the present invention, which includes the above-mentioned steps (1) to (4), is particularly applicable to the stacked type. Can be applied advantageously. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a sheet-shaped lithium secondary battery 20 when the present invention is realized as a stacked type. As shown in the cross-sectional view of FIG. 1, the laminated type is such that the positive electrode and the negative electrode are rectangular plate-like bodies (the positive electrode plate 1,
A negative electrode plate 2), and a solid electrolyte layer or separator 3 having a rectangular shape substantially the same size as the positive electrode plate 1 and the negative electrode plate 2 are prepared, and a solid electrolyte layer is provided between the positive electrode plate 1 and the negative electrode plate 2. Alternatively, a laminated structure 10 in which one or two or more units in which the separator 3 is interposed is repeated is prepared, and the laminated structure 10 is covered with the above-mentioned sheet-like packaging material 8 (along with an electrolytic solution when a separator is used). It has a configuration and usually has a plate-like shape.

【0043】本発明において、シート状外装材とは、金
属箔の少なくとも片面に樹脂層をラミネートしたものを
いう。金属箔としては、アルミニウム、銅、鉄等が挙げ
られる。樹脂としては、ポリエステル、ポリプロピレン
等の熱可塑性樹脂が挙げられる。かかる熱可塑性樹脂層
を有するものであれば、上記積層構造体(スタック)に
これを外装してその周縁を熱溶着するだけで封止でき、
電池の作製作業が簡単である。金属箔の厚みは、好まし
くは10μm〜100μm、より好ましくは20μm〜
70μmであり、樹脂層の厚みは、好ましくは5μm〜
100μm、より好ましくは10μm〜50μmであ
り、そして全体の厚みは、好ましくは20μm〜200
μm、より好ましくは40μm〜150μmである。
In the present invention, the sheet-like exterior material refers to a material in which a resin layer is laminated on at least one surface of a metal foil. Examples of the metal foil include aluminum, copper, and iron. Examples of the resin include thermoplastic resins such as polyester and polypropylene. As long as it has such a thermoplastic resin layer, it can be sealed only by externally covering the laminated structure (stack) and heat-welding the periphery thereof,
The battery manufacturing operation is simple. The thickness of the metal foil is preferably 10 μm to 100 μm, more preferably 20 μm to
70 μm, and the thickness of the resin layer is preferably 5 μm to
100 μm, more preferably 10 μm to 50 μm, and the overall thickness is preferably 20 μm to 200 μm.
μm, more preferably 40 μm to 150 μm.

【0044】[0044]

【実施例】以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明
するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではな
い。
The present invention will be described in detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples.

【0045】実施例1 〔正極板の作製〕正極活物質としてのコバルト酸リチウ
ム粒状物90重量部、結着剤としてのポリビニリデンフ
ルオライド5重量部、導電材としての人造黒鉛5重量部
およびN−メチル−2−ピロリドン70重量部を混合し
てスラリーとした。このスラリーを正極集電体としての
アルミニウム箔(厚み:20μm)の両面上に塗布、乾
燥し、次いで圧延処理(圧延温度:25℃、圧延率:3
0%)して、アルミニウム箔の片面あたり20mg/c
2の正極活物質層(厚み:70μm)を有する正極板
(幅:30mm、長さ:50mm)を作製した。
Example 1 [Preparation of positive electrode plate] 90 parts by weight of lithium cobaltate granules as a positive electrode active material, 5 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder, 5 parts by weight of artificial graphite as a conductive material and N 70 parts by weight of -methyl-2-pyrrolidone were mixed to form a slurry. This slurry is applied on both sides of an aluminum foil (thickness: 20 μm) as a positive electrode current collector, dried, and then subjected to a rolling treatment (rolling temperature: 25 ° C., rolling ratio: 3)
0%) and 20 mg / c per side of aluminum foil
A positive electrode plate (width: 30 mm, length: 50 mm) having an m 2 positive electrode active material layer (thickness: 70 μm) was prepared.

【0046】〔負極板の作製〕繊維状黒鉛化炭素95重
量部、ポリビニリデンフルオライド5重量部およびN−
メチル−2−ピロリドン60重量部を混合してスラリー
とした。このスラリーを負極集電体としての銅箔(厚
み:14μm)の両面に塗布、乾燥し、次いで圧延処理
(圧延温度:100℃、圧延率:20%)して、銅箔の
片面あたり10mg/cm2の負極活物質層(厚み:7
5μm)を有する負極板(幅:32mm、長さ:52m
m)を作製した。
[Preparation of negative electrode plate] 95 parts by weight of fibrous graphitized carbon, 5 parts by weight of polyvinylidene fluoride and N-
A slurry was prepared by mixing 60 parts by weight of methyl-2-pyrrolidone. This slurry was applied to both sides of a copper foil (thickness: 14 μm) as a negative electrode current collector, dried, and then subjected to a rolling treatment (rolling temperature: 100 ° C., rolling ratio: 20%) to give 10 mg / cm 2 negative electrode active material layer (thickness: 7
Negative electrode plate having a width of 5 μm (width: 32 mm, length: 52 m)
m) was prepared.

【0047】〔固体電解質層用多孔質フィルムの作製〕
ポリビニリデンフルオライド(PVdF)30重量部
と、ジメチルホルムアミド(DMF)170重量部と、
発泡剤としてのn−オクタノール30重量部とをスクリ
ュー型混合機で混合して塗液(ペースト)を調製し、該
塗液(ペースト)を転写型塗工機により、Alからなる
剥離用基材の表面に塗工速度1m/minで塗工した
後、得られた塗膜を160℃で6分間加熱することで溶
剤の揮散および発泡を行い、得られたフィルムを剥離用
基材から剥離した。フィルムの厚みは25μm、密度は
0.75g/cm3であった。かかるポリビニリデンフ
ルオライド(PVdF)の多孔質フィルムを、厚みが2
5μm、幅が34mm、長さが54mmの矩形のフィル
ムに裁断した。
[Preparation of porous film for solid electrolyte layer]
30 parts by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF), 170 parts by weight of dimethylformamide (DMF),
A coating liquid (paste) is prepared by mixing 30 parts by weight of n-octanol as a foaming agent with a screw-type mixer, and the coating liquid (paste) is transferred from a transfer-type coating machine to a release substrate made of Al. After coating at a coating speed of 1 m / min, the obtained coating film was heated at 160 ° C. for 6 minutes to volatilize and foam the solvent, and the obtained film was peeled from the peeling substrate. . The thickness of the film was 25 μm, and the density was 0.75 g / cm 3 . Such a polyvinylidene fluoride (PVdF) porous film having a thickness of 2
The film was cut into a rectangular film having a size of 5 μm, a width of 34 mm, and a length of 54 mm.

【0048】〔電解液の調製〕エチレンカーボネート1
1体積%と、プロピレンカーボネート9体積%と、エチ
ルメチルカーボネート28体積%と、ジメチルカーボネ
ート47体積%と、ジエチルカーボネート5体積%との
混合溶媒に、LiPF6を、その濃度が1.0モル/リ
ットル(調製後の電解液に対し)となるように溶解させ
て電解液を調製した。
[Preparation of electrolyte solution] Ethylene carbonate 1
LiPF 6 was added to a mixed solvent of 1% by volume, 9% by volume of propylene carbonate, 28% by volume of ethyl methyl carbonate, 47% by volume of dimethyl carbonate, and 5% by volume of diethyl carbonate at a concentration of 1.0 mol / mol. One liter (relative to the prepared electrolyte) was dissolved to prepare an electrolyte.

【0049】〔積層型シート状リチウム二次電池の組み
立て〕上記で作製した正極板および負極板、ならびにポ
リビニリデンフルオライド(PVdF)の矩形フィルム
(厚み:25μm、幅:34mm、長さ:54mm)を
用い、正極板と負極板の間にPVdFの矩形フィルムが
挟まれた単位が8回繰り返されるように、正極板、PV
dFの矩形フィルムおよび負極板を重ね、積層構造体を
作製した。この積層構造体を、上記で調製した電解液に
1時間浸漬し、PVdFの矩形フィルムをゲル化させ
た。
[Assembly of Laminated Sheet-Like Lithium Secondary Battery] The positive electrode plate and the negative electrode plate produced above, and a rectangular film of polyvinylidene fluoride (PVdF) (thickness: 25 μm, width: 34 mm, length: 54 mm) Using a positive electrode plate and a PV such that a unit in which a rectangular film of PVdF is sandwiched between a positive electrode plate and a negative electrode plate is repeated eight times.
The dF rectangular film and the negative electrode plate were stacked to produce a laminated structure. This laminated structure was immersed in the electrolytic solution prepared above for 1 hour to gel a rectangular film of PVdF.

【0050】次に、上記PVdFの矩形フィルムがゲル
化した積層構造体を、外装材である熱可塑性樹脂を片面
あるいは両面にラミネート加工したAl−ラミネートフ
ィルム内に収容して、積層型シート状リチウム二次電池
を完成させた。
Next, the laminated structure in which the rectangular film of PVdF was gelled was accommodated in an Al-laminated film in which a thermoplastic resin as an exterior material was laminated on one or both sides, and a laminated sheet-like lithium film was formed. The secondary battery was completed.

【0051】上記で作製した積層型シート状リチウム二
次電池の一群(100個)を、300mAの定電流で
4.2Vに到達するまで充電し、さらに4.2Vの定電
圧下で2時間の定電圧充電を行った。その後、300m
Aの定電流で2.75Vに到達するまで定電流放電を行
った。次に、ロータリーポンプ型の真空吸引装置を用い
て、充電中に発生したガスを除去した。続いて、ガスを
除去した積層型シート状リチウム二次電池を、3.5V
の電圧に保持した状態で100℃の温度雰囲気下にて5
時間の加熱を行った。
One group (100) of the above-prepared sheet-type lithium secondary batteries was charged at a constant current of 300 mA until the voltage reached 4.2 V, and further charged at a constant voltage of 4.2 V for 2 hours. Constant voltage charging was performed. After that, 300m
Constant current discharge was performed until the voltage reached 2.75 V at the constant current of A. Next, gas generated during charging was removed using a rotary pump type vacuum suction device. Subsequently, the laminated sheet-shaped lithium secondary battery from which the gas was removed was set to 3.5 V
At a temperature of 100 ° C. while maintaining the voltage
Heating was performed for hours.

【0052】実施例2 ガスを除去した積層型シート状リチウム二次電池を、
3.8Vの電圧に保持した状態で80℃の温度雰囲気下
にて5時間の加熱を行った以外は、実施例1と同様にし
た。
Example 2 A laminated sheet-type lithium secondary battery from which gas was removed was
The same operation as in Example 1 was performed except that heating was performed for 5 hours in a temperature atmosphere of 80 ° C. while maintaining the voltage at 3.8 V.

【0053】実施例3 ガスを除去した積層型シート状リチウム二次電池を、4
Vの電圧に保持した状態で60℃の温度雰囲気下にて5
時間の加熱を行った以外は、実施例1と同様にした。
Example 3 A laminated sheet-type lithium secondary battery from which gas was removed was replaced with 4
V at a temperature of 60 ° C. while maintaining the voltage of 5 V.
The procedure was the same as in Example 1, except that the heating was carried out for an hour.

【0054】実施例4 ガスを除去した積層型シート状リチウム二次電池を、
4.2Vの電圧に保持した状態で40℃の温度雰囲気下
にて5時間の加熱を行った以外は、実施例1と同様にし
た。
Example 4 A laminated sheet-shaped lithium secondary battery from which gas was removed was
The same operation as in Example 1 was performed except that heating was performed for 5 hours in a temperature atmosphere of 40 ° C. while maintaining the voltage of 4.2 V.

【0055】実施例5 ガスを除去した積層型シート状リチウム二次電池を、3
Vの電圧に保持した状態で100℃の温度雰囲気下にて
12時間の加熱を行った以外は、実施例1と同様にし
た。
Example 5 A laminated sheet-type lithium secondary battery from which gas was removed was replaced with 3
Example 1 was repeated except that heating was performed for 12 hours in a 100 ° C. temperature atmosphere while maintaining the voltage of V.

【0056】実施例6 ガスを除去した積層型シート状リチウム二次電池を、
2.5Vの電圧に保持した状態で80℃の温度雰囲気下
にて24時間の加熱を行った以外は、実施例1と同様に
した。
Example 6 A laminated sheet-shaped lithium secondary battery from which gas had been removed was used.
Example 1 was repeated except that heating was performed for 24 hours in a temperature atmosphere of 80 ° C. while maintaining the voltage at 2.5 V.

【0057】実施例7 電解液の混合溶媒として、エチレンカーボネート20体
積%と、プロピレンカーボネート30体積%と、エチル
メチルカーボネート20体積%と、ジメチルカーボネー
ト20体積%と、ジエチルカーボネート10体積%との
混合物を用いた以外は、実施例1と同様にした。
Example 7 A mixture of 20% by volume of ethylene carbonate, 30% by volume of propylene carbonate, 20% by volume of ethyl methyl carbonate, 20% by volume of dimethyl carbonate, and 10% by volume of diethyl carbonate was used as a mixed solvent for the electrolytic solution. The procedure was the same as in Example 1, except that was used.

【0058】実施例8 ガスを除去した積層型シート状リチウム二次電池を、
3.5Vの電圧に保持した状態で100℃の温度雰囲気
下にて45時間の加熱を行った以外は、実施例7と同様
にした。
Example 8 A laminated sheet-type lithium secondary battery from which gas was removed was
Example 7 was carried out in the same manner as in Example 7 except that heating was performed for 45 hours in a 100 ° C temperature atmosphere while maintaining the voltage of 3.5 V.

【0059】実施例9 電解液の混合溶媒として、エチレンカーボネート10体
積%と、プロピレンカーボネート20体積%と、エチル
メチルカーボネート60体積%と、ジエチルカーボネー
ト10体積%との混合物を用いた以外は、実施例2と同
様にした。
Example 9 The procedure of Example 9 was repeated except that a mixture of 10% by volume of ethylene carbonate, 20% by volume of propylene carbonate, 60% by volume of ethyl methyl carbonate and 10% by volume of diethyl carbonate was used as a mixed solvent for the electrolytic solution. Same as Example 2.

【0060】実施例10 ガスを除去した積層型シート状リチウム二次電池を、
3.8Vの電圧に保持した状態で60℃の温度雰囲気下
にて5時間の加熱を行った以外は、実施例9と同様にし
た。
Example 10 A laminated sheet-shaped lithium secondary battery from which gas was removed was
Example 9 was carried out in the same manner as in Example 9, except that heating was performed for 5 hours in a temperature atmosphere of 60 ° C. while maintaining the voltage at 3.8 V.

【0061】実施例11 ガスを除去した積層型シート状リチウム二次電池を、
4.2Vの電圧に保持した状態で60℃の温度雰囲気下
にて5時間の加熱を行った以外は、実施例9と同様にし
た。
Example 11 A laminated sheet-type lithium secondary battery from which gas was removed was
Example 9 was carried out in the same manner as in Example 9 except that heating was performed for 5 hours in a temperature atmosphere of 60 ° C. while maintaining the voltage at 4.2 V.

【0062】実施例12 ガスを除去した積層型シート状リチウム二次電池を、
3.8Vの電圧に保持した状態で40℃の温度雰囲気下
にて12時間の加熱を行った以外は、実施例9と同様に
した。
Example 12 A laminated sheet-type lithium secondary battery from which gas had been removed was used.
Example 9 was carried out in the same manner as in Example 9 except that heating was performed for 12 hours in a temperature atmosphere of 40 ° C while maintaining the voltage of 3.8 V.

【0063】実施例13 ガスを除去した積層型シート状リチウム二次電池を、
3.8Vの電圧に保持した状態で100℃の温度雰囲気
下にて3時間の加熱を行った以外は、実施例9と同様に
した。
Example 13 A laminated sheet-shaped lithium secondary battery from which gas was removed was
Example 9 was carried out in the same manner as in Example 9 except that heating was performed for 3 hours in a 100 ° C. temperature atmosphere while maintaining the voltage at 3.8 V.

【0064】比較例1 ガスを除去した積層型シート状リチウム二次電池を、
4.2Vの電圧に保持した状態で25℃の温度雰囲気下
にて5時間の加熱を行った以外は、実施例1と同様にし
た。
Comparative Example 1 A laminated sheet-type lithium secondary battery from which gas was removed was
Example 1 was repeated except that heating was performed for 5 hours in a 25 ° C. temperature atmosphere while maintaining a voltage of 4.2 V.

【0065】比較例2 ガスを除去した積層型シート状リチウム二次電池に対し
て、電圧を保持せず、25℃の温度雰囲気下にて5時間
の加熱を行った以外は、実施例1と同様にした。
Comparative Example 2 The same procedure as in Example 1 was carried out except that the laminated sheet-shaped lithium secondary battery from which the gas had been removed was heated for 5 hours in a temperature atmosphere of 25 ° C. without holding the voltage. I did the same.

【0066】比較例3 ガスを除去した積層型シート状リチウム二次電池を、
4.2Vの電圧に保持した状態で60℃の温度雰囲気下
にて0.05時間の加熱を行った以外は、実施例1と同
様にした。
Comparative Example 3 A laminated sheet-shaped lithium secondary battery from which gas was removed was
The same procedure as in Example 1 was performed, except that heating was performed for 0.05 hour in a temperature atmosphere of 60 ° C. while maintaining the voltage of 4.2 V.

【0067】比較例4 ガスを除去した積層型シート状リチウム二次電池に対し
て、電圧を保持せず、60℃の温度雰囲気下にて5時間
の加熱を行った以外は、実施例1と同様にした。
Comparative Example 4 The same procedure as in Example 1 was carried out except that the laminated sheet-type lithium secondary battery from which the gas had been removed was heated for 5 hours in a temperature atmosphere of 60 ° C. without holding the voltage. I did the same.

【0068】比較例5 ガスを除去した積層型シート状リチウム二次電池を、
4.2Vの電圧に保持した状態で150℃の温度雰囲気
下にて5時間の加熱を行った以外は、実施例1と同様に
した。
Comparative Example 5 A laminated sheet-shaped lithium secondary battery from which gas was removed was
The same operation as in Example 1 was performed except that heating was performed for 5 hours in a 150 ° C. temperature atmosphere while maintaining the voltage at 4.2 V.

【0069】比較例6 ガスを除去した積層型シート状リチウム二次電池を、
4.5Vの電圧に保持した状態で80℃の温度雰囲気下
にて5時間の加熱を行った以外は、実施例1と同様にし
た。
Comparative Example 6 A laminated sheet-shaped lithium secondary battery from which gas was removed was
The same operation as in Example 1 was performed except that heating was performed for 5 hours in a temperature atmosphere of 80 ° C. while maintaining the voltage at 4.5 V.

【0070】上記で得られた実施例1〜13および比較
例1〜4、6の積層型シート状リチウム二次電池の各サ
ンプルについて、次の各試験を行った。なお、比較例5
のサンプルについては、充放電を行うことができなかっ
た。
The following tests were performed on the respective samples of the laminated sheet-type lithium secondary batteries of Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 4 and 6 obtained above. Comparative Example 5
The sample No. could not be charged and discharged.

【0071】〔ふくれ特性(バルジ特性)試験〕積層型
シート状リチウム二次電池の各サンプルを、90℃雰囲
気下で1時間放置した後、厚み方向に膨れた長さ(m
m)を測定した。
[Bulging Characteristics (Bulge Characteristics) Test] Each sample of the laminated sheet-type lithium secondary battery was allowed to stand in an atmosphere of 90 ° C. for 1 hour, and then expanded (m) in the thickness direction.
m) was measured.

【0072】〔高温における電池保存特性試験〕積層型
シート状リチウム二次電池の各サンプルについて、室温
で充電を行なった後、これを100℃の大気雰囲気中に
5時間放置する。なお、充電は、1C(680mA)定
電流で電圧が4.2Vとなるまで電流を流した後、続い
て全充電時間が3時間となるまで4.2V定電圧で電流
を流して行なった。次に、この20℃まで冷却して1C
(680mA)/2.75Vカットオフで放電を行い、
その時の放電容量〔mA・H〕を求める。また、100
℃の大気雰囲気中に放置しない以外は、同様の条件で室
温(20℃)で充電と放電とを行い、放電容量〔mA・
H〕を求める。さらに、100℃放置後の放電容量を、
放置しない以外は同様にして求めた放電容量で割って放
電容量変化率〔%〕を求めた。
[Test of Battery Storage Characteristics at High Temperature] Each sample of the laminated sheet-shaped lithium secondary battery was charged at room temperature, and then left in an air atmosphere at 100 ° C. for 5 hours. The charging was performed by supplying a current at a constant current of 1 C (680 mA) until the voltage reached 4.2 V, and then supplying a current at a constant voltage of 4.2 V until the total charging time reached 3 hours. Next, it is cooled to 20 ° C.
(680 mA) /2.75 V discharge at cutoff,
The discharge capacity [mA · H] at that time is obtained. Also, 100
Charge and discharge were performed at room temperature (20 ° C.) under the same conditions except that the battery was not left in an air atmosphere at a temperature of 20 ° C., and the discharge capacity [mA ·
H]. Furthermore, the discharge capacity after leaving at 100 ° C.
The discharge capacity change rate [%] was determined by dividing by the discharge capacity obtained in the same manner except that the battery was not left.

【0073】〔ハイレート特性試験〕積層型シート状リ
チウム二次電池の各サンプルについて、室温で充電を行
なった後、室温(20℃)下で、2.5Vカットオフで
0.2C(360mA)放電および2C(3600m
A)放電を行い、2C放電の結果から0.2C放電結果
に対する容量維持率(%)を算出した。なお、充電は、
室温にて1C(1800mA)定電流で電圧が4.2V
となるまで電流を流した後、続いて全充電時間が3時間
となるまで4.2V定電圧で電流を流して行なった。
[High-Rate Characteristic Test] Each sample of the laminated sheet-type lithium secondary battery was charged at room temperature, and then discharged at room temperature (20 ° C.) at a cut-off of 2.5 V and 0.2 C (360 mA). And 2C (3600m
A) Discharge was performed, and a capacity retention ratio (%) with respect to a 0.2C discharge result was calculated from a 2C discharge result. In addition, charge
4.2V voltage at room temperature 1C (1800mA) constant current
Then, the current was supplied at a constant voltage of 4.2 V until the total charging time became 3 hours.

【0074】〔サイクル特性試験〕積層型シート状リチ
ウム二次電池の各サンプルについて、1700mAの
定電流で電圧の上限を4.2Vとした3時間の充電と、
充電後の0.5時間の休止と、1700mAの定電
流で電圧が3Vとなる時点までの放電と、放電後の
0.5時間の休止との四工程を1サイクルとして、60
℃雰囲気下で500回繰り返し、500サイクル目のサ
イクルの放電容量を初回の放電容量で割って容量維持率
〔%〕を算出した。実施例1〜13の結果を表1に、比
較例1〜6の結果を表2に示す。
[Cycle Characteristics Test] Each sample of the laminated sheet-type lithium secondary battery was charged for 3 hours at a constant current of 1700 mA and the upper limit of the voltage was 4.2 V;
The four steps of a 0.5-hour pause after charging, a discharge until the voltage becomes 3 V at a constant current of 1700 mA, and a 0.5-hour pause after the discharge are defined as one cycle, and 60 cycles are defined as 60 cycles.
The cycle was repeated 500 times in an atmosphere of ° C., and the discharge capacity in the 500th cycle was divided by the initial discharge capacity to calculate the capacity retention rate [%]. Table 1 shows the results of Examples 1 to 13 and Table 2 shows the results of Comparative Examples 1 to 6.

【0075】[0075]

【表1】 [Table 1]

【0076】[0076]

【表2】 [Table 2]

【0077】[0077]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、高温放置時のふくれ特性(バルジ特性)が改善
されるとともに、高温における電池保存特性、ハイレー
ト特性ならびにサイクル特性もが改善されるシート状リ
チウム二次電池の製造方法、およびシート状リチウム二
次電池を提供することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the blistering characteristics (bulge characteristics) when left at high temperatures are improved, and the battery storage characteristics at high temperatures, high rate characteristics, and cycle characteristics are also improved. The present invention can provide a method for producing a sheet-shaped lithium secondary battery, and a sheet-shaped lithium secondary battery.

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

【図1】本発明における積層型で実現された場合のシー
ト状リチウム二次電池20を簡略化して示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a sheet-shaped lithium secondary battery 20 when realized in a stacked type according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 正極板 2 負極板 3 固体電解質層またはセパレータ 8 シート状外装材 10 積層構造体 20 シート状リチウム二次電池 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positive electrode plate 2 Negative electrode plate 3 Solid electrolyte layer or separator 8 Sheet-shaped exterior material 10 Laminated structure 20 Sheet-shaped lithium secondary battery

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 御書 至 兵庫県伊丹市池尻4丁目3番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 丹野 昌吾 兵庫県伊丹市池尻4丁目3番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 丸本 光弘 兵庫県伊丹市池尻4丁目3番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 Fターム(参考) 5H029 AJ04 AJ05 AJ06 AJ14 AK03 AL07 AM00 AM03 AM04 AM05 AM06 AM07 AM16 BJ04 CJ02 CJ12 CJ16 CJ28 DJ13 EJ12 HJ02 HJ08 HJ14 HJ18  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Toshiki 4-3-3 Ikejiri, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Cable Industries, Ltd. Itami Works (72) Inventor Shogo Tanno 4-3-1 Ikejiri, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Electric Wire (72) Inventor Mitsuhiro Marumoto 4-3 Ikejiri, Itami-shi, Hyogo Mitsubishi Electric Wire Co., Ltd.Itami Works F-term (reference) 5H029 AJ04 AJ05 AJ06 AJ14 AK03 AL07 AM00 AM03 AM04 AM05 AM06 AM07 AM16 BJ04 CJ02 CJ12 CJ16 CJ28 DJ13 EJ12 HJ02 HJ08 HJ14 HJ18

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シート状外装材で外装されたシート状リ
チウム二次電池を製造する方法であって、組立後の電池
を充電する工程と、当該充電中に発生したガスを除去す
る工程と、当該ガスを除去した電池を2.5V〜4.3
Vの電圧に保持した状態で30℃〜120℃の温度雰囲
気下にて0.5時間〜50時間加熱する工程とを含むこ
とを特徴とするシート状リチウム二次電池の製造方法。
1. A method for manufacturing a sheet-like lithium secondary battery packaged with a sheet-like packaging material, comprising: charging a battery after assembly; and removing gas generated during the charging. The battery from which the gas was removed was changed to 2.5 V to 4.3.
Heating at a temperature of 30 ° C. to 120 ° C. for 0.5 hours to 50 hours while maintaining the voltage of V.
【請求項2】 前記電圧に保持した状態で加熱する工程
の後、充電状態で所定期間放置する老化試験によって良
品の電池を選別する工程と、選別された良品の電池に対
してさらに脱ガスを行う工程とをさらに含むことを特徴
とする請求項1に記載のシート状リチウム二次電池の製
造方法。
2. A step of selecting non-defective batteries by an aging test in which the battery is left in a charged state for a predetermined period after the step of heating while maintaining the voltage, and further degassing the selected non-defective batteries. The method according to claim 1, further comprising: performing a step of performing the method.
【請求項3】 請求項1または2に記載の製造方法で得
られたシート状リチウム二次電池。
3. A sheet-shaped lithium secondary battery obtained by the method according to claim 1.
【請求項4】 塩と相溶性溶媒とビニリデンフルオライ
ドを主単位とするフッ素ポリマーとを主体成分とし、か
つ該フッ素ポリマーが密度0.60g/cm 3〜1.3
0g/cm3の多孔質体である固体電解質層を、正極と
負極との間に介在させてなることを特徴とする請求項3
に記載のシート状リチウム二次電池。
4. A salt, a compatible solvent and vinylidenefluoride.
And a fluoropolymer having a main unit of
The fluoropolymer has a density of 0.60 g / cm. Three~ 1.3
0 g / cmThreeThe solid electrolyte layer, which is a porous body of
4. The battery according to claim 3, wherein the battery is interposed between the anode and the anode.
4. The sheet-shaped lithium secondary battery according to 1.
【請求項5】 塩がLiClO4、LiBF4、LiPF
6、LiAsF6、LiCF3SO3、LiAlCl4およ
びLi(CF3SO22Nから選ばれる少なくとも1種
の化合物であり、相溶性溶媒がエチレンカーボネート、
ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジ
エトキシエタン、プロピレンカーボネート、ジエチルカ
ーボネートおよびジメトキシエタンから選ばれる1種ま
たは2種以上である請求項3または4に記載のシート状
リチウム二次電池。
5. The method according to claim 1, wherein the salt is LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF
6 , at least one compound selected from the group consisting of LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiAlCl 4 and Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, wherein the compatible solvent is ethylene carbonate;
The sheet lithium secondary battery according to claim 3 or 4, wherein the lithium secondary battery is at least one selected from dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethoxyethane, propylene carbonate, diethyl carbonate, and dimethoxyethane.
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