JP2003249224A

JP2003249224A - リチウムイオン電池用正極およびそれを用いたリチウムイオン電池

Info

Publication number: JP2003249224A
Application number: JP2002050608A
Authority: JP
Inventors: Hideki Tsubata; 英樹津幡; Fumihiko Kishi; 文彦岸; Yoshitomo Omomo; 義智大桃; Shoji Nishihara; 昭二西原; Ichiji Miyata; 一司宮田
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2003-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】導電助剤の分散性を高めて導電性が高いリチ
ウムイオン電池用正極を提供し、その正極を用いて内部
抵抗が小さく、ハイレート特性が優れたリチウムイオン
電池を提供する。【解決手段】リチウム遷移金属複合酸化物からなる正
極活物質、導電助剤およびフッ化ビニリデン系バインダ
ーを含む正極合剤層を有するリチウムイオン電池用正極
において、導電助剤として揮発分が０．５〜１０質量％
のグラファイト粉末を用い、得られた正極と炭素材料な
どのリチウムイオンを吸蔵・放出する負極活物質を有す
る負極と非水系の電解液とを用いてリチウムイオン電池
を構成する。グラファイト粉末の平均粒子径は０．５〜
１０μｍ、正極合剤層中で占める割合は０．１〜１０質
量％が好ましい。そして、正極合剤層の水銀圧入法によ
る１０μｍ以下の細孔の体積が正極合剤層中で占める割
合は２０〜４０％で、１０μｍ以下の細孔の比表面積は
０．５ｍ²／ｇ以上が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン電
池用正極およびそれを用いたリチウムイオン電池に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】リチウムイオン電池用の正極は、一般に
スラリー状の正極合剤含有ぺーストを調製し、その正極
合剤含有ぺーストをアルミニウム箔などからなる正極集
電体に塗布し、乾燥して正極合剤層を形成し、必要に応
じて、その正極合剤層を加圧成形することによって製造
されている。そして、その正極合剤含有ぺーストの調製
は、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ₂）などの正極活
物質と、カーボン、グラファイトなどの導電助剤と、ポ
リフッ化ビニリデンなどのバインダーとを混合して正極
合剤を調製し、その正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリ
ドンなどの溶剤に分散させるか、あるいはバインダーを
あらかじめ溶剤に溶解または分散させておいてから、そ
れを正極活物質や導電助剤などと混合することによって
行われている。そして、上記のように正極合剤含有ぺー
ストの調製にあたって導電助剤を用いているのは、コバ
ルト酸リチウムなどのリチウム遷移金属複合酸化物の導
電性が低いためであり、その導電助剤の添加によって正
極合剤層に必要とされる導電性を付与している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記のように、正極合
剤含有ぺーストの調製は、正極活物質と、導電助剤と、
バインダーと、溶剤とを混合してスラリー状にすること
によって行われるが、その混合時に、それぞれの材料が
部分的に凝集して、材料間の混合が充分に行われないこ
とが起こり得る。特にバインダーとして多用されている
ポリフッ化ビニリデンは前記正極活物質には吸着する性
質を有しているのに対して、グラファイトのような導電
助剤には吸着しない。そのため、粘度が高い状態で混合
すると、正極活物質には攪拌剪断力が働くのに対して、
導電助剤には攪拌剪断力が働かないため、導電助剤を充
分に分散することができなかった。その結果、正極活物
質と導電助剤とが適切に混合されていない状態となっ
て、正極の導電性が向上せず、電池の内部抵抗が増加し
たり、ハイレート特性などの電池性能が低下するという
問題があった。

【０００４】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決し、導電助剤の分散性を高めることによって導電
性が高いリチウムイオン電池用正極を提供し、また、そ
の正極を用いることによって、内部抵抗が低く、かつハ
イレート特性が優れたリチウムイオン電池を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、リチウム遷移
金属複酸化物からなる正極活物質と導電助剤とフッ化ビ
ニリデン系バインダーとを含む正極合剤層を有するリチ
ウムイオン電池用正極において、上記導電助剤として揮
発分が０．５〜１０質量％のグラファイト粉末を用いる
ことによって、前記課題を解決したものである。

【０００６】すなわち、上記のように、導電助剤として
揮発分が０．５〜１０質量％のグラファイト粉末を用い
ることによって、正極合剤含有ぺースト中における導電
助剤の分散性が向上し、前記課題を解決できるようにな
るが、その理由としては、上記揮発分が０．５〜１０質
量％のグラファイト粉末は、その揮発分中に含まれる官
能基などによって、フッ化ビニリデン系バインダーとの
間に吸着作用が生じ、その結果、正極合剤含有ぺースト
調製時に導電助剤に攪拌剪断力が働くようになり、導電
助剤の分散性が向上するようになるものと考えられる。

【０００７】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明のリチウムイオン
電池用正極およびそれを用いるリチウムイオン電池の構
成材料について詳細に説明する。本発明において、正極
活物質としてはリチウム遷移金属複合酸化物を用いる
が、このリチウム遷移金属複合酸化物とは、リチウムと
遷移金属とを含む複合酸化物を意味する。このリチウム
遷移金属複酸化物の代表的なものとしては、コバルト酸
リチウム（Ｌｉ_xＣｏＯ₂）が挙げられるが、そのよう
なコバルト酸リチウム以外にも、例えば、Ｔｉ、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕから選ば
れる少なくとも１種の遷移金属を含むリチウム遷移金属
複合酸化物も用いることができる。そして、本発明にお
いて、正極活物質としてのリチウム遷移金属複合酸化物
としては、例えば、コバルト酸リチウム（Ｌｉ_xＣｏＯ
₂）などを単独で用いてもよいし、また、それと例えば
リチウムマンガン複合酸化物（ＬｉＭｎ₂Ｏ₄）などと
を混合して用いるなど、それぞれを単独で用いてもよい
し、また、２種以上を混合して用いてもよい。

【０００８】本発明において、正極活物質としてのリチ
ウム遷移金属複合酸化物は、平均粒子径が１〜２０μｍ
の範囲内の粉末状のものを用いることが好ましい。すな
わち、平均粒子径が１μｍ以上のリチウム遷移金属複合
酸化物を用いることによって、粒子径が小さすぎること
による充填性の悪さを解消し、また、平均粒子径が２０
μｍ以下のリチウム遷移金属複合酸化物を用いることに
よって、粒子径が大きすぎることによる表面積の減少を
抑制し、正極活物質の表面積の減少に伴って生じる電池
の低温特性の低下を抑制することができる。

【０００９】本発明においては、前記のように、導電助
剤として揮発分が０．５〜１０質量％であるグラファイ
ト粉末を用いるが、このグラファイト粉末はその表面に
揮発分として水酸基、カルボニル基、アシル基、メチレ
ン鎖、エーテル鎖などを有しており、それらの官能基な
どによって、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ化ビニリ
デン系バインダーに対する吸着作用が生じ、その結果、
粘度が高い状態で混合している際に正極活物質だけでな
く導電助剤のグラファイトにも攪拌剪断力が働くので、
両者の分散状態が向上し、それによって、正極の導電性
が向上し、電池の内部抵抗を低減させ、ハイレート特性
を向上させることができるようになる。

【００１０】前記のように、導電助剤として用いるグラ
ファイト粉末の揮発分は０．５〜１０質量％であること
を要するが、これはグラファイト粉末の揮発分が０．５
質量％より少ない場合は、フッ化ビニリデン系バインダ
ーに対する吸着作用が充分でなく、高粘度状態での攪拌
剪断力が働かなくなって、導電助剤の分散性が悪くな
り、また、１０質量％より多い場合は、電池にしたとき
に上記揮発分を構成する官能基が充放電中に分解し、ガ
スを発生して電池に膨れを生じさせるおそれがあるため
であり、グラファイト粉末の揮発分としては特に１〜５
質量％が好ましい。

【００１１】本発明において、このグラファイト粉末の
揮発分は、該グラファイト粉末を９５０℃で７分間加熱
したときの減量を測定し、その減量分を元のグラファイ
ト粉末に対する質量％で表したものである。

【００１２】本発明において、導電助剤としてのグラフ
ァイト粉末は、平均粒子径が０．５〜１０μｍのものを
用いることが好ましい。すなわち、グラファイト粉末と
して平均粒子径が０．５μｍ以上のものを用いることに
よって、粒子径が小さすぎることによる正極合剤含有ぺ
ーストの粘性の上昇を抑制することができ、また、平均
粒子径が１０μｍ以下のものを用いることによって、粒
子径が大きすぎることによる表面積の減少を抑制して、
正極活物質との接触面積を充分に確保することができ
る。また、このグラファイト粉末の正極合剤中で占める
割合は０．１〜１０質量％が好ましい。すなわち、正極
合剤中のグラファイト粉末の割合を上記のように０．１
質量％以上にすることによって、必要な導電パスを充分
に形成させてサイクル特性の低下を防止することがで
き、また、１０質量％以下にすることによって、導電助
剤のグラファイト粉末の多すぎによる正極作製時の作業
性の低下を抑制することができる。

【００１３】本発明において、バインダーとしてはフッ
化ビニリデン系のものを用いるが、このフッ化ビニリデ
ン系バインダーとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデ
ンやフッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとの共
重合体などが挙げられる。

【００１４】上記フッ化ビニリデン系バインダーの正極
合剤層中で占める割合は０．５〜５質量％の範囲とする
ことが好ましい。すなわち、バインダーの正極合剤層中
で占める割合を０．５質量％以上にすることによって、
正極合剤中における正極活物質と導電助剤との結着力や
正極合剤と正極集電体との間の接着力を充分に確保し、
また、５質量％以下にすることによって、通電時の抵抗
の増加を抑制することができる。

【００１５】本発明において、正極合剤含有ぺーストの
調製にあたって溶剤としては、例えば、Ｎ−メチル−２
−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド、ジメ
チルアセトアミドなどの極性を有する有機溶剤が好適に
用いられる。

【００１６】正極合剤含有ぺーストは、例えば、前記正
極活物質と、導電助剤と、バインダーとを混合して調製
した正極合剤を溶剤に分散させるか、あるいはバインダ
ーをあらかじめ溶剤に溶解または分散させておいてか
ら、それを正極活物質や導電助剤などと混合することに
よって調製させるが、いずれの場合も、正極活物質、導
電助剤、バインダー、溶剤が混ざった状態のものを所定
の時間にわたって混合する必要がある。

【００１７】正極は、上記正極合剤含有ぺーストをアル
ミニウム箔などからなる正極集電体の片面または両面に
塗布し、乾燥して溶剤を除去することによって正極合剤
層を形成し、必要に応じてロールプレス機などで加圧成
形することによって製造される。

【００１８】そして、上記のようにして製造された正極
において、正極合剤層は、水銀圧入法による１０μｍ以
下の細孔の体積が該正極合剤層中で占める割合（以下、
「空隙率」という）が２０〜４０％であることが好まし
い。すなわち、正極合剤層中における１０μｍ以下の細
孔の空隙率を２０％以上にすることによって、正極合剤
層が硬くなりすぎるのを抑制し、電池組立にあたっての
巻回工程で最内周部分の正極合剤層の表面に割れ、亀裂
などが発生して粉落ちが生じるのを防止し、そのような
粉落ちに基づく電池の短絡発生を防止することができ、
また、空隙率を４０％以下にすることによって、活物質
の充填量の低下を抑制し、所望とする電池容量を確保す
ることができる。

【００１９】そして、上記のように１０μｍ以下の細孔
の空隙率が２０〜４０％の範囲内にある正極合剤層は、
電解液の浸透性を良好にするにあたって重要な要因とな
る。すなわち、空隙率が小さいとそれだけ電解液の正極
合剤層への浸透性が悪くなり、電解液の分布が不均一な
状態になる。その結果、電気化学反応が行われない部分
が生じ、ハイレート特性が低下する。そこで、電解液の
浸透性に問題が生じるおそれがある場合には、１０μｍ
以下の細孔の比表面積を０．５ｍ²／ｇ以上にすること
によって、充分な電解液の浸透性を確保できる。この１
０μｍ以下の細孔の比表面積は大きくなればなるほど電
解液の浸透性を良好にするが、通常は０．５ｍ²／ｇ以
上で２ｍ²／ｇ以下にするのが適している。

【００２０】上記正極を用いてリチウムイオン電池を組
み立てるにあたり、その正極の対極となる負極には、そ
の活物質として、炭素材料などのリチウムイオンを吸蔵
・放出することができる材料が用いられるが、その炭素
材料としては、例えば、黒鉛、熱分解炭素類、コークス
類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物の焼成体、メソ
カーボンマイクロビーズ、炭素繊維、活性炭、グラファ
イト、炭素コロイドなどが好適に用いられ、また、炭素
材料以外のリチウムイオンを吸蔵・放出することができ
る材料としては、リチウムイオンの吸蔵・放出が可能な
金属酸化物や金属窒化物などが用いられ、特にスズやシ
リコンを含む金属酸化物（例えば、ＳｎＯ_x、ＳｉＯ_x
など）などが好適に用いられる。

【００２１】負極は、前記炭素材料などのリチウムイオ
ンを吸蔵・放出することができる材料からなる負極活物
質に、例えば前記正極の場合と同様のバインダーや必要
に応じて導電助剤などを加えて混合して負極合剤を調製
し、その負極合剤を溶剤に分散させて負極合剤含有ぺー
ストを調製し（バインダーはあらかじめ溶剤に溶解また
は分散させておいてから負極活物質などと混合してもよ
い）、その負極合剤含有ぺーストを負極集電体に塗布
し、乾燥して負極合剤層を形成し、必要に応じて加圧成
形する工程を経由することによって製造される。

【００２２】電解液としては、有機溶媒にリチウム塩な
どの電解質塩を溶解させることによって調製した非水系
の電解液が用いられるが、その有機溶媒としては、例え
ば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、
ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、メチル
エチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどの炭酸
エステルや、γ−ブチロラクトン、酢酸メチルなどのエ
ステル類などを用いることができる。また、それ以外
に、１，３−ジオキソラン、１，２−ジメトキシエタン
などのエーテル類、スルホランなどの硫黄化合物、含窒
素化合物、含珪素化合物、含フッ素化合物、含リン化合
物などの有機溶媒を単独でまたは２種以上混合して用い
ることができる。

【００２３】電解液の調製にあたって、有機溶媒に溶解
させる電解質塩としては、例えば、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＣ
Ｆ₃ＳＯ₃などのＬｉＣ_nＦ_2n+1ＳＯ₃（ｎ≧１）、Ｌ
ｉＣｌＯ₄、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＡｓＦ₆、（Ｃ_nＦ_2n+1
ＳＯ₂）（Ｃ_mＦ_2m+1ＳＯ₂）ＮＬｉ（ｍ、ｎ≧１）、
（ＲｆＯＳＯ₂)₂ＮＬｉ〔Ｒｆは炭素数が２以上のハロ
ゲンを含むアルキル基であって、Ｒｆは同一であっても
よいし、異なるものであってもよいし、Ｒｆ同士が互い
に結合していてもよく、例えばポリマー状に結合してい
てもよい。このＲｆがポリマー状に結合したものとして
は、例えば、（ＣＨ₂（ＣＦ₂）₄ＣＨ₂ＯＳＯ₂Ｎ
（Ｌｉ）ＳＯ₂Ｏ）_n（ｎ≧１）がある〕などをそれぞ
れ単独で用いることができるし、また、２種以上を併用
することができるが、特にＬｉＰＦ₆や炭素数２以上の
含フッ素有機リチウム塩などが好ましい。そして、これ
らの電解質塩は前記有機溶媒に通常０．１〜２ｍｏｌ／
ｌ程度溶解させることが好ましい。

【００２４】上記電解液は、通常、液状のまま用いられ
るが、必要に応じて、ゲル化してゲル状の状態で用いて
もよい。その電解液のゲル化にあたっては、ポリフッ化
ビニリデン、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリルニ
トリル、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合
体などの直鎖状のポリマーを用い、その直鎖状のポリマ
ーを加熱することにより電解液に溶解させた後、冷却す
ることによって電解液をゲル化する方法や、紫外線など
の活性光線で重合可能なモノマーやプレポリマーなどを
電解液に溶解させ、そのモノマーやプレポリマーなどを
溶解させた電解液に活性光線を照射することによりモノ
マーやプレポリマーなどをポリマー化し、そのポリマー
によって電解液をゲル化する方法などが採用される。

【００２５】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はそれらの実施例に限定されるもの
ではない。

【００２６】実施例１正極の作製正極活物質としてＬｉＣｏＯ₂を用い、このＬｉＣｏＯ
₂９５質量部に対して平均粒子径が５μｍで揮発分を３
質量％含むグラファイト粉末（商品名：ＳＰ３００、日
本黒鉛社製）２質量部とポリフッ化ビニリデン３質量部
とを添加して混合し、溶剤としてＮ−メチル−２−ピロ
リドンを適宜添加して、混合し、スラリー状の正極合剤
含有ぺーストを調製した。得られた正極合剤含有ぺース
トを厚さ１５μｍのアルミニウム箔からなる正極集電体
の両面に塗布し、乾燥して正極合剤層を形成した後、ロ
ールプレスで加圧成形して正極合剤層を圧延することに
より総厚を１６０μｍにし、所望のサイズに裁断して正
極を得た。

【００２７】上記正極の正極合剤層について水銀圧入法
で細孔分布を調べたところ、１０μｍ以下の細孔の空隙
率は２８％で、１０μｍ以下の細孔の比表面積は１．２
ｍ²／ｇであった。

【００２８】負極の作製負極活物質として天然黒鉛を用い、この天然黒鉛１００
質量部に対してバインダーとしてのポリフッ化ビニリデ
ン１０質量部を添加し、これに溶剤としてＮ−メチル−
２−ピロリドンを所定量添加し、混合して負極合剤含有
ぺーストを調製した。得られた負極合剤含有ぺーストを
厚さ１０μｍの圧延銅箔からなる負極集電体の両面に塗
布し、乾燥した後、プレスで加圧成形し、その後、所定
サイズに裁断して負極を得た。

【００２９】電解液の調製エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとの体積
比１：１の混合溶媒にＬｉＰＦ₆を１ｍｏｌ／ｌ溶解す
ることによって、非水系の電解液を調製した。

【００３０】リチウムイオン二次電池の組立上記のようにして得られた正極と負極を厚さ２０μｍの
微孔性ポリエチレンフィルムからなるセパレータを介し
て重ね、渦巻状に巻回した後、扁平状になるように加圧
して扁平状巻回構造の電極積層体とした後、外寸が４ｍ
ｍ×３０ｍｍ×４８ｍｍの角形でアルミニウム合金製の
電池ケース〔厚み（奥行き）４ｍｍ、幅３０ｍｍ、高さ
４８ｍｍの角形の電池ケース〕内に挿入し、リード体の
溶接と封口用蓋板の電池ケースの開口端部へのレーザー
溶接を行い、封口用蓋板に設けた電解液注入口から前記
の電解液を電池ケース内に注入し、電解液がセパレータ
などに充分に浸透した後、電解液注入口を封止して密閉
状態にした後、予備充電、エイジングを行い、図１に示
すような構造で図２に示すような外観を有する角形のリ
チウムイオン二次電池を組み立てた。このリチウムイオ
ン二次電池の設計電池容量は６００ｍＡｈであった。

【００３１】ここで図１〜２に示す電池について説明す
ると、正極１と負極２は前記のようにセパレータ３を介
して渦巻状に巻回した後、扁平状になるように加圧して
扁平状巻回構造の電極積層体６として、角形の電池ケー
ス４に上記電解液とともに収容されている。ただし、図
１では、煩雑化を避けるため、正極１や負極２の作製に
あたって使用した集電体としての金属箔や電解液などは
図示していない。

【００３２】電池ケース４はアルミニウム合金製で電池
の外装材となるものであり、この電池ケース４は正極端
子を兼ねている。そして、電池ケース４の底部にはポリ
テトラフルオロエチレンシートからなる絶縁体５が配置
され、前記正極１、負極２およびセパレータ３からなる
扁平状巻回構造の電極積層体６からは正極１および負極
２のそれぞれ一端に接続された正極リード体７と負極リ
ード体８が引き出されている。また、電池ケース４の開
口部を封口するアルミニウム合金製の蓋板９にはポリプ
ロピレン製の絶縁パッキング１０を介してステンレス鋼
製の端子１１が取り付けられ、この端子１１に絶縁体１
２を介してステンレス鋼製のリード板１３が取り付けら
れている。

【００３３】そして、この蓋板９は上記電池ケース４の
開口部に挿入され、両者の接合部を溶接することによっ
て、電池ケース４の開口部が封口され、電池内部が密閉
されている。

【００３４】この実施例１の電池では、正極リード体７
を蓋板９に直接溶接することによって電池ケース４と蓋
板９とが正極端子として機能し、負極リード体８をリー
ド板１３に溶接し、そのリード板１３を介して負極リー
ド体８と端子１１とを導通させることによって端子１１
が負極端子として機能するようになっているが、電池ケ
ース４の材質などによっては、その正負が逆になる場合
もある。

【００３５】図２は上記図１に示す電池の外観を模式的
に示す斜視図であり、この図２は上記電池が角形電池で
あることを示すことを目的として図示されたものであっ
て、この図２では電池を概略的に示しており、電池の構
成部材のうち特定のものしか図示していない。また、図
１においても、電極積層体の内周側の部分は断面にして
いない。

【００３６】実施例２実施例１で用いた平均粒子径が５μｍで揮発分を３質量
％含むグラファイト粉末２質量部に代えて、平均粒子径
が３μｍで揮発分を１質量部含むグラファイト粉末を５
質量部用いた以外は、実施例１と同様に正極を製造し、
その正極を用いた以外は、実施例１と同様に角形のリチ
ウムイオン二次電池を組み立てた。

【００３７】この実施例２のリチウムイオン二次電池の
正極の正極合剤層について実施例１と同様に細孔分布を
調べたところ、１０μｍ以下の細孔の空隙率は３２％で
あり、１０μｍ以下の細孔の比表面積は１．４ｍ²／ｇ
であった。

【００３８】実施例３実施例１で用いた平均粒子径が５μｍで揮発分を３質量
％含むグラファイト粉末２質量部に代えて、平均粒子径
が７μｍで揮発分を５質量％含むグラファイト粉末を１
質量部用いた以外は、実施例１と同様に正極を製造し、
その正極を用いた以外は、実施例１と同様に角形のリチ
ウムイオン二次電池を組み立てた。

【００３９】この実施例３のリチウムイオン二次電池の
正極の正極合剤層について実施例１と同様に細孔分布を
調べたところ、１０μｍ以下の細孔の空隙率は２７％で
あり、１０μｍ以下の細孔の比表面積は１．３ｍ²／ｇ
であった。

【００４０】比較例１実施例１で用いた平均粒子径が５μｍで揮発分を２質量
％含むグラファイト粉末に代えて、平均粒子径が５μｍ
で揮発分が０．３質量％のグラファイト粉末を用いた以
外は、実施例１と同様に正極を製造し、その正極を用い
た以外は、実施例１と同様に角形のリチウムイオン二次
電池を組み立てた。

【００４１】この比較例１のリチウムイオン二次電池の
正極の正極合剤層について実施例１と同様に細孔分布を
調べたところ、１０μｍ以下の細孔の空隙率は３１％で
あり、１０μｍ以下の細孔の比表面積は１．０ｍ²／ｇ
であった。

【００４２】上記実施例１〜３および比較例１のリチウ
ムイオン二次電池について、下記方法によりハイレート
特性および内部抵抗を調べた。その結果を表１に示す。

【００４３】ハイレート特性１Ｃで４．２Ｖになるまで充電し、さらに４．２Ｖの定
電圧で２．５時間充電した後、０．２Ｃで３．０Ｖまで
放電して、放電容量を測定し、得られた放電容量を標準
容量Ｘとした。その後、再度１Ｃで４．２Ｖになるまで
充電し、さらに４．２Ｖの定電圧で２．５時間充電した
後、２Ｃで３．０Ｖまで放電して、放電容量を測定し、
得られた放電容量を放電容量Ｙとした。そして、それら
の標準容量Ｘと放電容量Ｙから下記式によりハイレート
特性を求めた。なお、このハイレート特性値が大きいほ
どハイレート特性が優れていることを示す。

【００４４】内部抵抗１Ｃで３０分間充電した後、交流１ｋＨｚで内部抵抗を
測定した。

【００４５】

【表１】

【００４６】表１に示すように、実施例１〜３の電池
は、比較例１の電池に比べて、ハイレート特性値が高
く、かつ内部抵抗値が小さかった。この結果から、正極
の導電助剤として揮発分を０．５〜１０質量％の範囲内
で含むグラファイト粉末を用いることによって、正極の
導電性を高めることができ、その結果、内部抵抗が小さ
く、かつハイレート特性が優れたリチウムイオン電池が
得られることがわかる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、導電
助剤の分散性を高めて導電性が高いリチウムイオン電池
用正極を提供し、また、その正極を用いて、内部抵抗が
小さく、かつハイレート特性が優れたリチウムイオン電
池を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るリチウムイオン電池の一例を模式
的に示す図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその部分
縦断面図である。

【図２】図１に示すリチウムイオン電池の斜視図であ
る。

【符号の説明】

１正極２負極３セパレータ４電池ケース５絶縁体６電極積層体７正極リード体８負極リード体９蓋板１０絶縁パッキング１１端子１２絶縁体１３リード板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大桃義智大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内 (72)発明者西原昭二大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内 (72)発明者宮田一司大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内Ｆターム(参考） 5H029 AJ02 AJ06 AK03 AK18 AL06 AL07 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 BJ02 BJ14 CJ07 CJ08 DJ08 DJ16 EJ04 HJ01 HJ05 HJ06 HJ07 5H050 AA02 AA12 BA17 CA08 CA09 CA29 CB07 CB08 DA02 DA10 EA09 FA05 FA17 GA09 GA10 HA01 HA05 HA06 HA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リチウム遷移金属複合酸化物からなる正
極活物質、導電助剤およびフッ化ビニリデン系バインダ
ーを含む正極合剤層を有するリチウムイオン電池用正極
において、前記導電助剤として揮発分が０．５〜１０質
量％であるグラファイト粉末を用いたことを特徴とする
リチウムイオン電池用正極。
【請求項２】前記正極合剤層の水銀圧入法による１０
μｍ以下の細孔の体積が正極合剤層中で占める割合が２
０〜４０％で、かつ１０μｍ以下の細孔の比表面積が
０．５ｍ²／ｇ以上であることを特徴とする請求項１記
載のリチウムイオン電池用正極。
【請求項３】前記グラファイト粉末の平均粒子径が
０．５〜１０μｍであることを特徴とする請求項１記載
のリチウムイオン電池用正極。
【請求項４】前記グラファイト粉末の正極合剤層中で
占める割合が０．１〜１０質量％であることを特徴とす
る請求項１〜３のいずれかに記載のリチウムイオン電池
用正極。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の正極と
炭素材料などのリチウムイオンを吸蔵・放出する負極活
物質を有する負極と非水系の電解液とを有してなること
を特徴とするリチウムイオン電池。
【請求項６】前記正極と負極とをセパレータを介して
巻回してなることを特徴とする請求項５記載のリチウム
イオン電池。