JP2005183179A - リチウムイオン二次電池用極板およびリチウムイオン二次電池並びにその製造方法 - Google Patents
リチウムイオン二次電池用極板およびリチウムイオン二次電池並びにその製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】正極活物質層を備えた正極板、または負極活物質粒子を含む負極活物質層を備えた負極板のうち、少なくともいずれかの活物質層上に厚みが0.3μm以上3μm以下の多孔質絶縁層をスパッタリング法、イオンプレーティグ法、CVD法で堆積させる。
【選択図】図1
Description
(正極の作製)
活物質粒子としてコバルト酸リチウムの紛体3kgを、呉羽化学(株)製PVDF#1320(固形分12重量%のN−メチルピロリドン(NMP)溶液)1kg、アセチレンブラック90gおよび適量のNMPとともに双腕式練合機にて撹拌し、正極ペーストを作製した。コバルト酸リチウム紛体の粒子径はd50=7.4μm、d10=5.2μm、d90=9.5μmであった。このペーストを15μm厚のアルミニウム箔に塗布乾燥し、総厚が160μmとなるように圧延した後、円筒型18650に挿入可能な幅にスリットし、正極板を得た。
一方、負極活物質粒子として人造黒鉛3kgを、日本ゼオン(株)製スチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子結着剤BM−400B(固形分40重量%)75g、CMC30gおよび適量の水とともに双腕式練合機にて撹拌し、負極ペーストを作製した。人造黒鉛の粒子径は、d50=17.5μm、d10=6.5μm、d90=34μmであった。このペーストを10μm厚の銅箔に塗布乾燥し、総厚が180μmとなるように圧延した後、円筒型18650に挿入可能な幅にスリットし、負極板を得た。
市販の捲き取り式成膜装置を用いて、図1または図2に示すように負極活物質層上に多孔質絶縁層を堆積させた。アルミナ燒結材をターゲットとして、RF電力3kW/cm2、Arガス圧1mmTorrでRFスパッタリング成膜をおこない、膜厚1μmのアルミナからなる多孔質絶縁層を堆積させた。
表1に示すように、アルミナ膜厚を0.3μm、3μmとして成膜し、他は実施例1と同様の方法で実施例2及び3の電池を作製した。
イオンプレーティング法で酸化チタン膜を堆積させた。チタンを蒸発源とし、酸素を導入したアークイオンプレーティングにより、膜厚1μmの酸化チタンからなる多孔質絶縁層を負極活物質層上に堆積させた。他は実施例1と同様にして、電池を作製した。
CVD法でシリカ膜を堆積させた。テトラエチルオルソシリケート(TEOS)を材料として、プラズマアシストCVD法により、膜厚1μmのシリカからなる多孔質絶縁層を正極活物質層上に堆積させた。他は実施例1と同様にして、電池を作製した。
実施例1に準じて正極、負極を作製し、多孔質絶縁層を形成することなく電池を作製したものを比較例1とする。
表1に示すように、アルミナ膜厚を0.1μm、5μmとして成膜し、他は実施例1と同様の方法で電池作製したものをそれぞれ比較例2及び3とした。
電池充放電特性評価後の電池について、20℃環境下で、まず、1400mAの充電電流で充電電圧が4.25Vになるまで定電流充電を行ない、その4.25Vのまま、充電電流が100mAになるまで定電圧充電を行なった。
1a 正極活物質層
2 負極
2a 負極活物質層
3 セパレータ
4 多孔膜絶縁層
5 活物質粒子
6 微小孔
Claims (6)
- 粒子径が1〜40μmの活物質粒子を含む活物質層を備え、前記活物質層の表面に多孔質絶縁層が堆積され、前記多孔質絶縁層の厚みが0.3μm〜3μmであるリチウムイオン二次電池用極板。
- 前記多孔質絶縁層が、スパッタリング法、イオンプレーティング法、CVD法のいずれかの方法により堆積されたことを特徴とする請求項1記載のリチウムイオン二次電池用極板。
- 多孔質絶縁層が島状構造の膜であることを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用極板。
- 多孔質絶縁層がアルミナ、シリカ、酸化チタンから選ばれる物質を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用極板。
- リチウム複合酸化物粒子を含む正極活物質層を備えた正極板と、負極活物質粒子を含む負極活物質層を備えた負極板と、前記正負極板間に介在するセパレータと、非水溶媒を含む電解液とを備えたリチウムイオン二次電池において、前記正極板または前記負極板は、請求項1から4のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用極板であることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
- 前記セパレータがポリオレフィン系微多孔フィルムであることを特徴とする請求項5記載のリチウムイオン二次電池。
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