JP2007035552A - Electrode for lithium secondary battery - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode for a lithium secondary battery which has an electrode layer having chemical resistance and high wettability with an electrolyte as well. <P>SOLUTION: The electrode for a lithium secondary battery is composed of a collector and an electrode layer which is formed on the above collector and contains fluorine resin as an active material and binding agent, and the surface of the above electrode layer has a hydroxyl group. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、耐薬品性と、電解液に対する良好な濡れ性と、を兼ね備えた電極層を有するリチウム二次電池用電極に関するものである。   The present invention relates to an electrode for a lithium secondary battery having an electrode layer that has both chemical resistance and good wettability with respect to an electrolytic solution.

パソコン、ビデオカメラ、携帯電話等の小型化に伴い、情報関連機器、通信機器の分野では、これらの機器に用いる電源として、高エネルギー密度であるという理由から、リチウム二次電池が実用化され広く普及するに至っている。また一方で、自動車の分野においても、環境問題、資源問題から電気自動車の開発が急がれており、この電気自動車用の電源としても、リチウム二次電池が検討されている。   With the miniaturization of personal computers, video cameras, mobile phones, etc., in the fields of information-related equipment and communication equipment, lithium secondary batteries have been put into practical use because of their high energy density as the power source used for these equipment. It has become widespread. On the other hand, in the field of automobiles, the development of electric vehicles has been urgently caused by environmental problems and resource problems, and lithium secondary batteries have been studied as power sources for the electric vehicles.

このようなリチウム二次電池は、一般的に、正極と負極とをセパレータを介して積層した電極体と、電解質を有機溶媒に溶解した電解液と、上記電極体および上記電解液を収納する電池ケースとを備えてなるものである。また、正極または負極に用いられる電極は、集電体と、活物質および結着剤を有する電極層とを備えるものである。   Such a lithium secondary battery generally includes an electrode body in which a positive electrode and a negative electrode are stacked via a separator, an electrolytic solution in which an electrolyte is dissolved in an organic solvent, and a battery that houses the electrode body and the electrolytic solution. And a case. An electrode used for a positive electrode or a negative electrode includes a current collector and an electrode layer having an active material and a binder.

上記結着剤は、活物質を集電体上に保持するために用いられるものであり、耐薬品性に優れリチウム二次電池の長寿命化に有利であるという観点からフッ素系樹脂が一般的に用いられている。しかしながら、フッ素系樹脂は、表面エネルギーが小さいために電解液に対する濡れ性が悪く、その結果として、電極体の内部抵抗が増大し、高電流密度時における充放電特性が悪いという問題があった。   The binder is used to hold the active material on the current collector, and a fluorine-based resin is generally used from the viewpoint of excellent chemical resistance and long life of the lithium secondary battery. It is used for. However, since the fluororesin has low surface energy, the wettability with respect to the electrolytic solution is poor, and as a result, the internal resistance of the electrode body increases and the charge / discharge characteristics at high current density are poor.

このような問題に対して、電解液に対する濡れ性が良好な親水性高分子を用いた結着剤が提案されている。例えば、特許文献1においては、セルロース誘導体からなる親水性結着材とポリエーテル構造を化学構造中に含む親電解液性結着材とを含む結着材を用いたリチウム二次電池用電極が開示されている。しかしながら、このような親水性の結着剤は、フッ素系樹脂に比べて耐薬品性が低いために、電解液により劣化し、リチウム二次電池の長寿命化を図ることが困難であった。   In order to solve such a problem, a binder using a hydrophilic polymer having good wettability to an electrolytic solution has been proposed. For example, in Patent Document 1, an electrode for a lithium secondary battery using a binder containing a hydrophilic binder made of a cellulose derivative and a lyophilic binder containing a polyether structure in the chemical structure is disclosed. It is disclosed. However, since such a hydrophilic binder has low chemical resistance as compared with a fluorine-based resin, it has been deteriorated by an electrolytic solution, and it has been difficult to extend the life of a lithium secondary battery.

特開2003−249225公報JP 2003-249225 A 特開平1−116091号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-116091 特開平3−71556号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-71556 特開平11−317217号公報JP-A-11-317217 特開平8−31404号公報JP-A-8-31404

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、耐薬品性と、電解液に対する良好な濡れ性と、を兼ね備えた電極層を有するリチウム二次電池用電極を提供することを主目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above problems, and it is a main object of the present invention to provide an electrode for a lithium secondary battery having an electrode layer having both chemical resistance and good wettability with respect to an electrolytic solution. It is what.

上記目的を達成するために、本発明においては、集電体と、上記集電体上に形成され、活物質および結着剤としてフッ素系樹脂を含有する電極層とを備えるリチウム二次電池用電極であって、上記電極層の表面が水酸基を有することを特徴とするリチウム二次電池用電極を提供する。   In order to achieve the above object, in the present invention, a lithium secondary battery comprising a current collector and an electrode layer formed on the current collector and containing a fluororesin as an active material and a binder Provided is an electrode for a lithium secondary battery, wherein the electrode layer has a hydroxyl group on the surface of the electrode layer.

本発明によれば、電極層の表面に水酸基を有することから電解液に対する濡れ性が良好なリチウム二次電池用電極とすることができる。さらに、本発明のリチウム二次電池用電極は、電極層が結着剤としてフッ素系樹脂を含有することから、耐薬品性に優れたものとすることができる。   According to the present invention, since the surface of the electrode layer has a hydroxyl group, the electrode for a lithium secondary battery having good wettability with respect to the electrolytic solution can be obtained. Furthermore, the electrode for a lithium secondary battery of the present invention can be excellent in chemical resistance because the electrode layer contains a fluorine-based resin as a binder.

また、上記発明においては、前記電極層の表面に、水酸基が5mol%以上存在することが好ましい。水酸基が上記の値以上存在することにより、電解液に対する濡れ性の向上が認められるからである。   Moreover, in the said invention, it is preferable that 5 mol% or more of hydroxyl groups exist in the surface of the said electrode layer. This is because when the hydroxyl group is present above the above value, improvement in wettability with respect to the electrolytic solution is recognized.

また、本発明においては、上記リチウム二次電池用電極を用いたことを特徴とするリチウム二次電池を提供する。   Moreover, in this invention, the lithium secondary battery characterized by using the said electrode for lithium secondary batteries is provided.

本発明によれば、上記リチウム二次電池用電極を、正極および負極の少なくとも一方に使用することにより、耐久性、および高電流密度時における充放電特性に優れたリチウム二次電池とすることができる。   According to the present invention, by using the lithium secondary battery electrode for at least one of the positive electrode and the negative electrode, a lithium secondary battery excellent in durability and charge / discharge characteristics at high current density can be obtained. it can.

また、本発明においては、集電体と、上記集電体上に形成され、活物質および結着剤としてフッ素系樹脂を含有する電極層とを備えた電極形成材料を用い、上記電極層に対して、親水化処理を行うことを特徴とするリチウム二次電池用電極の製造方法を提供する。   In the present invention, an electrode forming material comprising a current collector and an electrode layer formed on the current collector and containing a fluorine-based resin as an active material and a binder is used for the electrode layer. On the other hand, the present invention provides a method for producing an electrode for a lithium secondary battery, characterized by performing a hydrophilic treatment.

本発明によれば、フッ素系樹脂を含有する電極層に対して、親水化処理を行い、電極層の表面に水酸基を導入することにより、耐薬品性と、電解液に対する良好な濡れ性と、を兼ね備えた電極層を有する二次電池用電極を得ることができる。   According to the present invention, the electrode layer containing a fluorine-based resin is subjected to a hydrophilic treatment, and by introducing a hydroxyl group on the surface of the electrode layer, chemical resistance and good wettability with respect to an electrolyte solution, Thus, an electrode for a secondary battery having an electrode layer having both of the above can be obtained.

また、上記発明においては、上記親水化処理が、酸素プラズマ処理であることが好ましい。酸素プラズマ処理を用いることによって、電極層の表面に水酸基を容易に導入することができるからである。   In the above invention, the hydrophilic treatment is preferably oxygen plasma treatment. This is because a hydroxyl group can be easily introduced into the surface of the electrode layer by using oxygen plasma treatment.

本発明においては、耐薬品性と、電解液に対する良好な濡れ性と、を兼ね備えた電極層を有するリチウム二次電池用電極を提供することができるという効果を奏する。   In this invention, there exists an effect that the electrode for lithium secondary batteries which has an electrode layer which has chemical-resistance and favorable wettability with respect to electrolyte solution can be provided.

以下、本発明のリチウム二次電池用電極、リチウム二次電池およびリチウム二次電池用電極の製造方法について詳細に説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the electrode for lithium secondary batteries of this invention, a lithium secondary battery, and the electrode for lithium secondary batteries is demonstrated in detail.

A.リチウム二次電池用電極
まず、本発明のリチウム二次電池用電極について説明する。本発明のリチウム二次電池用電極は、集電体と、上記集電体上に形成され、活物質および結着剤としてフッ素系樹脂を含有する電極層とを備えるリチウム二次電池用電極であって、上記電極層の表面が水酸基を有することを特徴とするものである。
A. First, an electrode for a lithium secondary battery of the present invention will be described. An electrode for a lithium secondary battery according to the present invention is an electrode for a lithium secondary battery comprising a current collector and an electrode layer formed on the current collector and containing a fluororesin as an active material and a binder. And the surface of the said electrode layer has a hydroxyl group, It is characterized by the above-mentioned.

本発明によれば、電極層の表面に水酸基を有することから電解液に対する濡れ性が良好なリチウム二次電池用電極とすることができる。さらに、本発明のリチウム二次電池用電極は、電極層が結着剤としてフッ素系樹脂を含有することから、耐薬品性に優れたものとすることができる。すなわち、耐薬品性と、電解液に対する良好な濡れ性と、を兼ね備えたリチウム二次電池用電極とすることができるのである。電解液に対する濡れ性が良好なことから、本発明のリチウム二次電池用電極を用いることによって、電極体の内部抵抗を低減することができ、高電流密度時における充放電特性を向上させることができる。   According to the present invention, since the surface of the electrode layer has a hydroxyl group, the electrode for a lithium secondary battery having good wettability with respect to the electrolytic solution can be obtained. Furthermore, the electrode for a lithium secondary battery of the present invention can be excellent in chemical resistance because the electrode layer contains a fluorine-based resin as a binder. That is, an electrode for a lithium secondary battery having both chemical resistance and good wettability with respect to the electrolytic solution can be obtained. Since the wettability to the electrolytic solution is good, the internal resistance of the electrode body can be reduced by using the electrode for the lithium secondary battery of the present invention, and the charge / discharge characteristics at high current density can be improved. it can.

また、本発明のリチウム二次電池用電極は、正極および負極のどちらにも用いることができる。ここで、正極は、正極用電極と正極用取出電極とを備えたものと定義し、負極は、負極用電極と負極用取出電極とを備えたものと定義する。従って、本発明のリチウム二次電池用電極は、活物質や集電体の種類を適宜選択することにより、正極用電極または負極用電極として用いることができる。また、後述する「B.リチウム二次電池」で記載するように、正極用電極または負極用電極を用いたリチウム二次電池が好ましく、特に、正極用電極および負極用電極の両方を用いたリチウム二次電池がより好ましい。   Moreover, the electrode for lithium secondary batteries of this invention can be used for both a positive electrode and a negative electrode. Here, the positive electrode is defined as including a positive electrode and a positive electrode, and the negative electrode is defined as including a negative electrode and a negative electrode. Therefore, the lithium secondary battery electrode of the present invention can be used as a positive electrode or a negative electrode by appropriately selecting the type of active material or current collector. Further, as described in “B. Lithium secondary battery” described later, a lithium secondary battery using a positive electrode or a negative electrode is preferable, and in particular, lithium using both a positive electrode and a negative electrode. A secondary battery is more preferable.

次に、本発明のリチウム二次電池用電極について図面を用いて説明する。図1は、本発明のリチウム二次電池用電極の一例を示す概略断面図である。本発明のリチウム二次電池用電極3は、集電体1と、集電体1上に形成され、活物質および結着材としてフッ素系樹脂を含有する電極層2と、電極層2の表面に存在する水酸基と、を備えるものである。
以下、本発明のリチウム二次電池用電極の各構成について説明する。
Next, the electrode for a lithium secondary battery of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an electrode for a lithium secondary battery of the present invention. The electrode 3 for a lithium secondary battery of the present invention includes a current collector 1, an electrode layer 2 formed on the current collector 1 and containing a fluorine-based resin as an active material and a binder, and the surface of the electrode layer 2 And a hydroxyl group present in
Hereinafter, each structure of the electrode for lithium secondary batteries of this invention is demonstrated.

1.電極層
まず、本発明に用いられる電極層について説明する。本発明に用いられる電極層は、少なくとも活物質および結着材としてフッ素系樹脂を含有するものである。さらに、本発明に用いられる電極層は、表面に水酸基を有するものである。
1. Electrode Layer First, the electrode layer used in the present invention will be described. The electrode layer used in the present invention contains a fluororesin as at least an active material and a binder. Furthermore, the electrode layer used in the present invention has a hydroxyl group on the surface.

(1)結着材
まず、本発明に用いられる結着剤について説明する。本発明に用いられる結着剤は、活物質を集電体上に保持するために用いられるものである。本発明においては、耐薬品性に優れるという観点からフッ素系樹脂が用いられる。このようなフッ素系樹脂としては、耐薬品性に優れるものであれば特に限定されるものではなく、具体的にはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等を挙げることができ、中でもポリテトラフルオロエチレン(PTFE)が好ましい。
(1) Binder First, the binder used in the present invention will be described. The binder used in the present invention is used for holding the active material on the current collector. In the present invention, a fluororesin is used from the viewpoint of excellent chemical resistance. Such a fluororesin is not particularly limited as long as it has excellent chemical resistance, and specific examples include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), and the like. Of these, polytetrafluoroethylene (PTFE) is preferred.

また、電極層における上記結着材の含有量としては、所望の充放電特性等を有する電極層を形成することができれば特に限定されるものではないが、本発明のリチウム二次電池用電極が正極用電極として用いられる場合、2〜10質量%の範囲内、中でも3〜6質量%の範囲内であることが好ましい。また、本発明のリチウム二次電池用電極が負極用電極として用いられる場合も同様である。上記範囲を超える場合は、リチウムイオンの移動を阻害する可能性があり、上記範囲に満たない場合は、活物質を保持できない可能性があるからである。   Further, the content of the binder in the electrode layer is not particularly limited as long as an electrode layer having desired charge / discharge characteristics and the like can be formed, but the electrode for the lithium secondary battery of the present invention is not limited. When used as a positive electrode, it is preferably in the range of 2 to 10% by mass, and more preferably in the range of 3 to 6% by mass. The same applies when the lithium secondary battery electrode of the present invention is used as a negative electrode. If the above range is exceeded, there is a possibility that the migration of lithium ions may be inhibited, and if it is less than the above range, the active material may not be retained.

(2)活物質
次に、本発明に用いられる活物質について説明する。本発明に用いられる活物質は、リチウムイオンを放出・吸蔵する機能を有するものである。本発明において、上記活物質は、正極用電極に用いられる正極活物質と、負極用電極に用いられる負極活物質に大別することができる。
(2) Active material Next, the active material used for this invention is demonstrated. The active material used in the present invention has a function of releasing and occluding lithium ions. In this invention, the said active material can be divided roughly into the positive electrode active material used for the electrode for positive electrodes, and the negative electrode active material used for the electrode for negative electrodes.

上記正極活物質としては、リチウムイオンを充電時に放出し、放電時に吸蔵することができるものであれば特に限定されるものではなく、公知の正極活物質を用いることができる。このような正極活物質としては、例えば、Li(1−x)MnO、Li(1−x)Mn、Li(1−x)CoO、Li(1−x)NiO等の化合物を挙げることができる。ここで、xは0〜1を示すものである。中でも、本発明においては、電子およびリチウムイオンの拡散性能に優れるという観点から、LiMn24、LiCoO2、LiNiO2が好ましく、特に、材料コストが安価であるという観点からLiMn24がより好ましい。なお、本発明においては、上記化合物の混合物を正極活物質として用いてもよい。また、Li(1−x)Mn(2+x)、LiNi(1−x)Co等のようにLiMn、LiNiOの遷移金属元素の一部を少なくとも1種類以上の他の遷移金属元素あるいはLiで置き換えたものを正極活物質としてもよい。 The positive electrode active material is not particularly limited as long as it can release lithium ions during charging and occlude during discharge, and a known positive electrode active material can be used. Examples of such positive electrode active materials include Li (1-x) MnO 2 , Li (1-x) Mn 2 O 4 , Li (1-x) CoO 2 , and Li (1-x) NiO 2 . A compound can be mentioned. Here, x represents 0-1. Among them, in the present invention, LiMn 2 O 4 , LiCoO 2 , and LiNiO 2 are preferable from the viewpoint of excellent diffusion performance of electrons and lithium ions, and in particular, LiMn 2 O 4 is more preferable from the viewpoint of low material cost. preferable. In the present invention, a mixture of the above compounds may be used as the positive electrode active material. Further, at least one or more kinds of transition metal elements such as LiMn 2 O 4 and LiNiO 2 such as Li (1-x) Mn (2 + x) O 4 and LiNi (1-x) Co x O 2 may be used. A transition metal element or a material replaced with Li may be used as the positive electrode active material.

また、電極層における上記正極活物質の含有量としては、所望の充放電特性等を有する電極層を形成することができれば特に限定されるものではないが、例えば70〜90質量%の範囲内、中でも80〜90質量%の範囲内であることが好ましい。   In addition, the content of the positive electrode active material in the electrode layer is not particularly limited as long as an electrode layer having desired charge / discharge characteristics and the like can be formed. For example, in the range of 70 to 90% by mass, Especially, it is preferable to exist in the range of 80-90 mass%.

また、上記負極活物質としては、リチウムイオンを充電時に吸蔵し、放電時に放出することができるものであれば特に限定されるものではなく、公知の負極活物質を用いることができる。このような負極活物質としては、例えば、結晶性の高い天然黒鉛や人造黒鉛等の炭素粒子、金属リチウムやリチウム合金、スズ化合物等の金属粒子、導電性ポリマー等を挙げることができる。   The negative electrode active material is not particularly limited as long as it can occlude lithium ions during charging and can be released during discharge, and known negative electrode active materials can be used. Examples of such a negative electrode active material include carbon particles such as highly crystalline natural graphite and artificial graphite, metal particles such as metal lithium, lithium alloy, and tin compounds, and conductive polymers.

また、電極層における上記負極活物質の含有量としては、所望の充放電特性等を有する電極層を形成することができれば特に限定されるものではないが、例えば85〜97質量%の範囲内、中でも90〜95質量%の範囲内であることが好ましい。   Further, the content of the negative electrode active material in the electrode layer is not particularly limited as long as an electrode layer having desired charge / discharge characteristics and the like can be formed. For example, the content in the range of 85 to 97% by mass, In particular, it is preferably in the range of 90 to 95% by mass.

(3)添加剤
本発明に用いられる電極層は、上記結着材および上記活物質の他に、添加剤を含有していても良い。このような添加剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、導電剤等を挙げることができる。上記導電剤は、例えば、正極用電極の電気伝導性を向上させるために用いることができ、具体的にはカーボンブラック、アセチレンブラック、黒鉛等の炭素物質の1種または2種以上の混合したもの等を挙げることができる。
(3) Additive The electrode layer used in the present invention may contain an additive in addition to the binder and the active material. Such additives are not particularly limited, and examples thereof include a conductive agent. The conductive agent can be used, for example, to improve the electrical conductivity of the positive electrode. Specifically, the conductive agent is a mixture of one or more carbon materials such as carbon black, acetylene black, and graphite. Etc.

(4)電極層
また、本発明に用いられる電極層は、表面に水酸基を有するものである。上記電極層の表面に存在する水酸基の割合は、電解液に対する濡れ性が向上するものであれば特に限定されるものではない。具体的には上記電極層の表面に、水酸基が5mol%以上であることが好ましい。水酸基が上記の値以上存在することにより、電解液に対する濡れ性の向上が認められるからである。さらに、本発明においては、水酸基が5〜60mol%の範囲内、特に15〜30mol%の範囲内で上記電極層の表面に存在することが好ましい。上記範囲内であれば、フッ素系樹脂の強度が低下することなく、耐薬品性、および電解液に対する濡れ性に優れた電極層とすることができるからである。なお、電極層の表面に存在する水酸基の割合は市販の測定機器を用いて測定することができる。
(4) Electrode layer Moreover, the electrode layer used for this invention has a hydroxyl group on the surface. The ratio of the hydroxyl group present on the surface of the electrode layer is not particularly limited as long as the wettability with respect to the electrolytic solution is improved. Specifically, the hydroxyl group is preferably 5 mol% or more on the surface of the electrode layer. This is because when the hydroxyl group is present above the above value, improvement in wettability with respect to the electrolytic solution is recognized. Furthermore, in this invention, it is preferable that a hydroxyl group exists in the surface of the said electrode layer within the range of 5-60 mol%, especially within the range of 15-30 mol%. It is because it can be set as the electrode layer excellent in chemical resistance and the wettability with respect to electrolyte solution, without reducing the intensity | strength of fluororesin if it is in the said range. In addition, the ratio of the hydroxyl group which exists on the surface of an electrode layer can be measured using a commercially available measuring apparatus.

また、上記電極層は、電解液に対する濡れ性が良好であることが好ましい。すなわち、電解液の液滴の接触角が小さいことが好ましい。上記接触角としては、特に限定されるものではないが、具体的には0〜30°の範囲内、中でも0〜10°の範囲内であることが好ましい。   The electrode layer preferably has good wettability with respect to the electrolytic solution. That is, it is preferable that the contact angle of the electrolyte droplet is small. Although it does not specifically limit as said contact angle, Specifically, it is preferable to exist in the range of 0-30 degrees, and especially in the range of 0-10 degrees.

なお、上記液滴の接触角は、電極層上に直径2mmの水滴を滴下し、電極層と水滴との接触角を測定することにより求める。協和界面科学株式会社製の接触角計DROPMASTER100で測定した。   The contact angle of the droplet is determined by dropping a 2 mm diameter water droplet on the electrode layer and measuring the contact angle between the electrode layer and the water droplet. Measurement was made with a contact angle meter DROPMASTER100 manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.

また、本発明に用いられる電極層の密度としては、特に限定されるものではないが、具体的には1.5〜4g/cmの範囲内、中でも2〜3g/cmの範囲内であることが好ましい。 As the density of the electrode layer used in the present invention, but are not particularly limited, specifically in the range of 1.5 to 4 g / cm 3, within the scope inter alia of 2 to 3 g / cm 3 Preferably there is.

2.集電体
次に、本発明に用いられる集電体について説明する。本発明に用いられる集電体は、電極層で生じた電子を受け取り、外部に取り出すために用いられるものである。本発明において、上記集電体は、正極用電極に用いられる正極集電体と、負極用電極に用いられる負極集電体に大別することができる。
2. Current Collector Next, the current collector used in the present invention will be described. The current collector used in the present invention is used for receiving electrons generated in the electrode layer and taking them out. In the present invention, the current collector can be roughly divided into a positive electrode current collector used for a positive electrode and a negative electrode current collector used for a negative electrode.

上記正極集電体としては、特に限定されるものではなく、公知の正極集電体を用いることができる。具体的には、アルミニウム、ステンレス等の金属を板状に加工した箔等を挙げることができる。また、上記負極集電体としては、特に限定されるものではなく、公知の負極集電体を用いることができる。具体的には、銅、ニッケル等の金属を板状に加工した箔等を挙げることができる。   The positive electrode current collector is not particularly limited, and a known positive electrode current collector can be used. Specifically, a foil obtained by processing a metal such as aluminum or stainless steel into a plate shape can be given. The negative electrode current collector is not particularly limited, and a known negative electrode current collector can be used. Specifically, the foil etc. which processed metals, such as copper and nickel, in plate shape can be mentioned.

3.リチウム二次電池用電極の製造方法
本発明のリチウム二次電池用電極の製造方法としては、上記の特徴を有するリチウム二次電池用電極を得ることができる方法であれば特に限定されるものではないが、例えば、後述する「C.リチウム二次電池用電極の製造方法」に記載する方法等を挙げることができる。
3. Method for Producing Lithium Secondary Battery Electrode The method for producing an electrode for lithium secondary battery of the present invention is not particularly limited as long as it is a method capable of obtaining an electrode for lithium secondary battery having the above characteristics. For example, the method described in “C. Method for producing electrode for lithium secondary battery” described later can be used.

B.リチウム二次電池
次に、本発明のリチウム二次電池について説明する。本発明のリチウム二次電池は、上記リチウム二次電池用電極を用いたことを特徴とするものである。
B. Next, the lithium secondary battery of the present invention will be described. The lithium secondary battery of the present invention is characterized by using the above electrode for a lithium secondary battery.

本発明によれば、上記リチウム二次電池用電極を、正極および負極の少なくとも一方に使用することにより、耐久性、および高電流密度時における充放電特性に優れたリチウム二次電池とすることができる。また、本発明のリチウム二次電池は、例えば、パソコン等の情報関連機器、携帯電話等の通信関連機器、電気自動車、ハイブリッド自動車等の電源として用いることができる。   According to the present invention, by using the lithium secondary battery electrode for at least one of the positive electrode and the negative electrode, a lithium secondary battery excellent in durability and charge / discharge characteristics at high current density can be obtained. it can. The lithium secondary battery of the present invention can be used as a power source for information-related devices such as personal computers, communication-related devices such as mobile phones, electric vehicles, and hybrid vehicles.

次に、本発明のリチウム二次電池について図面を用いて説明する。図2は、本発明のリチウム二次電池の一例を示す概略断面図である。本発明のリチウム二次電池は、正極4および負極5を、セパレータ6を介して積層した電極体7と、電解質を有機溶媒に溶解した電解液8と、電極体7および電解液8を収納する電池ケース9と、を備えてなるものである。なお、上記正極4は、正極集電体10と、正極集電体10上に形成され、正極活物質および結着剤としてフッ素系樹脂を含有し、表面に水酸基を有する正極電極層11と、正極取出電極12と、を有するものである。一方、上記負極5は、負極集電体13と、負極集電体13上に形成され、負極活物質および結着剤としてフッ素系樹脂を含有し、表面に水酸基を有する負極電極層14と、負極取出電極15と、を有するものである。
以下、本発明のリチウム二次電池の各構成について説明する
Next, the lithium secondary battery of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the lithium secondary battery of the present invention. The lithium secondary battery of the present invention accommodates an electrode body 7 in which a positive electrode 4 and a negative electrode 5 are laminated via a separator 6, an electrolytic solution 8 in which an electrolyte is dissolved in an organic solvent, an electrode body 7 and the electrolytic solution 8. The battery case 9 is provided. The positive electrode 4 is formed on the positive electrode current collector 10, the positive electrode current collector 10, a positive electrode active material and a positive electrode layer 11 containing a fluorine resin as a binder and having a hydroxyl group on the surface, And a positive electrode extraction electrode 12. On the other hand, the negative electrode 5 is formed on the negative electrode current collector 13, the negative electrode current collector 13, and contains a negative electrode active material and a fluorine-based resin as a binder, and a negative electrode layer 14 having a hydroxyl group on the surface, Negative electrode extraction electrode 15.
Hereinafter, each configuration of the lithium secondary battery of the present invention will be described.

1.電極体
まず、本発明に用いられる電極体について説明する。本発明に用いられる電極体は、正極および負極を、セパレータを介して積層したものである。本発明において、正極は、正極用電極と、上記正極用電極の正極集電体表面に設置された正極用取出電極とを備えるものである。また、本発明において、負極は、負極用電極と、上記負極用電極の負極集電体表面に設置された負極用取出電極とを備えるものである。
1. Electrode Body First, the electrode body used in the present invention will be described. The electrode body used in the present invention is obtained by laminating a positive electrode and a negative electrode with a separator interposed therebetween. In the present invention, the positive electrode includes a positive electrode and a positive electrode extraction electrode installed on the surface of the positive electrode current collector of the positive electrode. Moreover, in this invention, a negative electrode is equipped with the electrode for negative electrodes, and the extraction electrode for negative electrodes installed in the negative electrode collector surface of the said electrode for negative electrodes.

また、本発明に用いられる電極体は、上記正極用電極および上記負極用電極の少なくとも一方に、上記「A.リチウム二次電池用電極」に記載したリチウム二次電池用電極を用いてなるものである。中でも、本発明においては、正極用電極および負極用電極が、上記リチウム二次電池用電極であることが好ましい。電極体の内部抵抗をより低減することができるからである。   In addition, the electrode body used in the present invention is obtained by using the electrode for the lithium secondary battery described in the above “A. Electrode for lithium secondary battery” for at least one of the electrode for positive electrode and the electrode for negative electrode. It is. Especially, in this invention, it is preferable that the electrode for positive electrodes and the electrode for negative electrodes are the said electrodes for lithium secondary batteries. This is because the internal resistance of the electrode body can be further reduced.

本発明に用いられるリチウム二次電池用電極としては、上記「A.リチウム二次電池用電極」に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。また、本発明に用いられる取出電極は、特に限定されるものではなく、公知の取出電極を用いることができる。   The electrode for the lithium secondary battery used in the present invention is the same as that described in the above-mentioned “A. Electrode for lithium secondary battery”, and thus the description thereof is omitted here. Moreover, the extraction electrode used for this invention is not specifically limited, A well-known extraction electrode can be used.

また、本発明に用いられるセパレータは、正極と負極とを分離し、電解液を保持する機能を有するものである。本発明に用いられるセパレータとしては、上記機能を有するものであれば特に限定されるものではなく、公知のセパレータを用いることができる。具体的には、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等の多孔膜等を挙げることができる。   Moreover, the separator used for this invention has a function which isolate | separates a positive electrode and a negative electrode, and hold | maintains electrolyte solution. The separator used in the present invention is not particularly limited as long as it has the above function, and a known separator can be used. Specific examples include porous films such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP).

また、本発明に用いられる電極体の形状としては、特に限定されるものではないが、例えばシート状の電極体を挙げることができる。さらに、シート状の電極体は、巻回して用いることが好ましい。シート状の電極体を巻回することによって、発電効率が高いリチウム二次電池を得ることができるからである。本発明においては、特に、体積効率に優れるという観点から、扁平形状に巻回された電極体を用いることが好ましい。   Further, the shape of the electrode body used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a sheet-like electrode body. Furthermore, the sheet-like electrode body is preferably wound and used. This is because a lithium secondary battery with high power generation efficiency can be obtained by winding the sheet-like electrode body. In the present invention, it is particularly preferable to use an electrode body wound in a flat shape from the viewpoint of excellent volume efficiency.

2.電解液
次に、本発明に用いられる電解液について説明する。本発明に用いられる電解液は電解質を有機溶媒に溶解してなるものである。上記電解質としては、特に限定されるものではないが、例えば無機リチウム塩および有機リチウム塩等を挙げることができる。無機リチウム塩としては、例えば、LiPF、LiBF、LiClO、LiAsF、LiCl、LiBr、LiI、LiAlCl、NaClO、NaBF、Nal等を挙げることができ、中でもLiPF、LiBF、LiClO、LiAsFが好ましい。一方、有機リチウム塩としては、例えば、LiCFSO、LiN(CFSO、LiC(CFSO、等を挙げることができる。
2. Electrolytic Solution Next, the electrolytic solution used in the present invention will be described. The electrolytic solution used in the present invention is obtained by dissolving an electrolyte in an organic solvent. Although it does not specifically limit as said electrolyte, For example, inorganic lithium salt, organic lithium salt, etc. can be mentioned. Examples of the inorganic lithium salt include LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiCl, LiBr, LiI, LiAlCl 4 , NaClO 4 , NaBF 4 , Nal, etc., among which LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 and LiAsF 6 are preferable. On the other hand, examples of the organic lithium salt include LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , and the like.

電解液中における上記電解質の濃度としては、特に限定されるものではないが、例えば0.7〜1.5mol/dmの範囲内であることが好ましい。電解液中の濃度が0.7mol/dm3未満となると十分な電流密度が得られないことがあり、1.5mol/dm3を超えると粘度が増加し、電解液の導電性の低下を生じるようになるためである。 Although it does not specifically limit as a density | concentration of the said electrolyte in electrolyte solution, For example, it is preferable to exist in the range of 0.7-1.5 mol / dm < 3 >. When the concentration in the electrolytic solution is less than 0.7 mol / dm 3 , a sufficient current density may not be obtained, and when it exceeds 1.5 mol / dm 3 , the viscosity increases and the conductivity of the electrolytic solution decreases. This is because

また、上記有機溶媒としては、通常のリチウム二次電池の電解液に用いられる有機溶媒であれば特に限定されず、例えば、カーボネート化合物、ラクトン化合物、エーテル化合物、スルホラン化合物、ジオキソラン化合物、ケトン化合物、ニトリル化合物、ハロゲン化炭化水素化合物等を挙げることができ、中でもカーボネート化合物が好ましい。上記カーボネート化合物としては、例えば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、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、エチレングリコールジメチルカーボネート、プロピレングリコールジメチルカーボネート、エチレングリコールジエチルカーボネート、ビニレンカーボネート等のカーボネート類等を挙げることができる。   In addition, the organic solvent is not particularly limited as long as it is an organic solvent used in an electrolyte solution of a normal lithium secondary battery. For example, a carbonate compound, a lactone compound, an ether compound, a sulfolane compound, a dioxolane compound, a ketone compound, A nitrile compound, a halogenated hydrocarbon compound, etc. can be mentioned, A carbonate compound is especially preferable. Examples of the carbonate compound include carbonates such as dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, ethylene glycol dimethyl carbonate, propylene glycol dimethyl carbonate, ethylene glycol diethyl carbonate, and vinylene carbonate. .

3.電池ケース
次に、本発明に用いられる電池ケースについて説明する。本発明に用いられる電池ケースは、上記電極体および上記電解液を収納するために用いられるものである。
本発明に用いられる電池ケースとしては、電解液の漏洩等を防止することができるものであれば特に限定されるものではなく、公知の電池ケースを用いることができる。また、本発明に用いられる電池ケースの形状を、適宜選択することによって、所望の形状のリチウム二次電池とすることができる。具体的には、シート型、コイン型、円筒型、角型等のリチウム二次電池を挙げることができる。
3. Battery Case Next, the battery case used in the present invention will be described. The battery case used in the present invention is used for housing the electrode body and the electrolytic solution.
The battery case used in the present invention is not particularly limited as long as it can prevent leakage of the electrolyte, and a known battery case can be used. Moreover, a lithium secondary battery having a desired shape can be obtained by appropriately selecting the shape of the battery case used in the present invention. Specifically, lithium secondary batteries such as a sheet type, a coin type, a cylindrical type, and a square type can be given.

C.リチウム二次電池用電極の製造方法
次に、本発明のリチウム二次電池用電極の製造方法について説明する。本発明のリチウム二次電池用電極の製造方法は、集電体と、上記集電体上に形成され、活物質および結着剤としてフッ素系樹脂を含有する電極層とを備えた電極形成材料を用い、上記電極層に対して、親水化処理を行うことを特徴とするものである。
C. Next, the manufacturing method of the electrode for lithium secondary batteries of this invention is demonstrated. The method for producing an electrode for a lithium secondary battery according to the present invention includes an electrode forming material comprising a current collector and an electrode layer formed on the current collector and containing a fluorine-based resin as an active material and a binder. The electrode layer is subjected to a hydrophilic treatment.

本発明によれば、フッ素系樹脂を含有する電極層に対して、親水化処理を行い、電極層の表面に水酸基を導入することにより、耐薬品性と、電解液に対する良好な濡れ性と、を兼ね備えた電極層を有する二次電池用電極を得ることができる。   According to the present invention, the electrode layer containing a fluorine-based resin is subjected to a hydrophilic treatment, and by introducing a hydroxyl group on the surface of the electrode layer, chemical resistance and good wettability with respect to an electrolyte solution, Thus, an electrode for a secondary battery having an electrode layer having both of the above can be obtained.

1.電極形成材料
まず、本発明に用いられる電極形成材料について説明する。本発明に用いられる電極形成材料は、集電体と、上記集電体上に形成され、活物質および結着剤としてフッ素系樹脂を含有する電極層と、を備えるものである。
1. First, the electrode forming material used in the present invention will be described. The electrode forming material used in the present invention includes a current collector and an electrode layer formed on the current collector and containing a fluorine-based resin as an active material and a binder.

本発明に用いられる集電体、並びに電極層を構成する活物質および結着剤等については、上記「A.リチウム二次電池用電極」に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。   The current collector used in the present invention, and the active material and the binder constituting the electrode layer are the same as those described in the above-mentioned “A. Electrode for lithium secondary battery”. Is omitted.

また、上記電極形成材料を得る方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、活物質および結着剤を所定の量で混合することにより、電極層形成用組成物を作製し、この電極層形成用組成物を、市販のコータ等を用いて集電体上に塗布し、乾燥し、その後、ロールプレス機等を用いて、電極層の密度を向上させるとともに、所望の膜厚に調整する方法等を挙げることができる。   Further, the method for obtaining the electrode forming material is not particularly limited. For example, an electrode layer forming composition is prepared by mixing an active material and a binder in a predetermined amount. The electrode layer-forming composition is applied onto a current collector using a commercially available coater or the like, dried, and then the density of the electrode layer is improved using a roll press or the like, with a desired film thickness. The method of adjusting etc. can be mentioned.

2.親水化処理
次に、本発明における親水化処理について説明する。本発明においては、上記電極形成材料の電極層に対して、親水化処理を行うことにより、電極層の表面に水酸基を導入する。
2. Next, the hydrophilic treatment in the present invention will be described. In the present invention, the electrode layer of the electrode forming material is subjected to a hydrophilic treatment to introduce a hydroxyl group on the surface of the electrode layer.

本発明における親水化処理としては、電極層の表面に水酸基を導入することができる方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、酸素プラズマ処理等を挙げることができる。酸素プラズマ処理を用いることによって、電極層の表面に水酸基を容易に導入することができるからである。   The hydrophilization treatment in the present invention is not particularly limited as long as it is a method capable of introducing a hydroxyl group to the surface of the electrode layer, and examples thereof include an oxygen plasma treatment. This is because a hydroxyl group can be easily introduced into the surface of the electrode layer by using oxygen plasma treatment.

上記酸素プラズマ処理を行う酸素プラズマ処理装置の一例を図3に示す。酸素プラズマ処理を行う方法としては、例えば、電極16および対向電極17が設置されたチャンバ内に、電極形成材料18を電極層が上側になるように設置し、チャンバ内を、ロータリーポンプを用いて真空にし、次に、Oボンベから酸素を所定の圧力になるように導入することによりチャンバ内を酸素雰囲気下とし、その後、高周波を印加しグロー放電を起こし、電極層の表面に水酸基を導入する方法等を挙げることができる。この際、酸素プラズマ処理を行う際の強度等については、特に限定されるものではないが、電極層における、電解液の液滴の接触角が、上記「A.リチウム二次電池用電極」に記載された範囲内になるように、酸素プラズマ処理を行うことが好ましい。 An example of an oxygen plasma processing apparatus for performing the oxygen plasma processing is shown in FIG. As a method for performing the oxygen plasma treatment, for example, the electrode forming material 18 is placed in the chamber where the electrode 16 and the counter electrode 17 are placed so that the electrode layer is on the upper side, and the inside of the chamber is used using a rotary pump. Next, a vacuum is applied, and then oxygen is introduced from the O 2 cylinder to a predetermined pressure to bring the chamber into an oxygen atmosphere, and then a high frequency is applied to cause glow discharge to introduce hydroxyl groups on the surface of the electrode layer. And the like. At this time, the strength and the like at the time of performing the oxygen plasma treatment are not particularly limited, but the contact angle of the droplet of the electrolytic solution in the electrode layer is the same as that in the above-mentioned “A. Oxygen plasma treatment is preferably performed so as to be within the stated range.

3.リチウム二次電池用電極
本発明により得られるリチウム二次電池用電極の特性については、特に限定されるものではないが、上記「A.リチウム二次電池用電極」に記載した特性を有するものであることが好ましい。
3. Electrode for lithium secondary battery The characteristics of the electrode for lithium secondary battery obtained by the present invention are not particularly limited, but have the characteristics described in "A. Electrode for lithium secondary battery" above. Preferably there is.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

以下に実施例を示して本発明をさらに具体的に説明する。
[実施例]
(正極用電極の製造)
正極活物質としてリチウムニッケル酸化物87質量%、導電材としてアセチレンブラック(品番:HS−100、電気化学工業社製)10質量%を用い、結着材としての固形分比率約50%のPTFE水性ディスパージョンをPTFEの固形分が3質量%となるように添加し、二軸撹拌機にて1時間撹拌した。このようにして得られたペーストをコータにて、正極集電体であるアルミ箔上に目付量6.51(mg/cm)で片面塗布した。次に、上記部材をロールプレス機に通し、線圧740(kg/cm)の荷重をかけ、電極密度2.20(g/cm)の電極層とした。次に、上記部材を幅5.4(cm)、長さ9.0(cm)にカットし、正極取出電極用のリードタブ溶接部として長さ0.5(cm)分の電極層を掻き取り、正極用電極形成材料を得た。なお、電極層の有効反応面積は5.4(cm)×8.5(cm)=45.9(cm)である。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
[Example]
(Manufacture of positive electrode)
A PTFE aqueous solution having a solid content ratio of about 50% as a binder, using 87% by mass of lithium nickel oxide as a positive electrode active material and 10% by mass of acetylene black (product number: HS-100, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a conductive material. The dispersion was added so that the solid content of PTFE was 3% by mass, and the mixture was stirred for 1 hour with a biaxial stirrer. The paste thus obtained was applied on one side with a coater to an aluminum foil serving as a positive electrode current collector with a basis weight of 6.51 (mg / cm 2 ). Next, the member was passed through a roll press and a load of linear pressure 740 (kg / cm) was applied to form an electrode layer having an electrode density of 2.20 (g / cm 3 ). Next, the above member is cut to a width of 5.4 (cm) and a length of 9.0 (cm), and an electrode layer for a length of 0.5 (cm) is scraped off as a lead tab weld for the positive electrode extraction electrode. A positive electrode forming material was obtained. The effective reaction area of the electrode layer is 5.4 (cm) × 8.5 (cm) = 45.9 (cm 2 ).

次に、上記方法により得られた正極用電極形成材料をプラズマ処理装置にセットし、チャンバ内を真空とした後、酸素を導入し圧力を13Paとした。その後、200W、13.56MHzの高周波を印加して、グロー放電を発生させた。この状態で10分間の酸素プラズマ処理を行い、正極用電極を得た。なお、正極用電極の電極層は、表面に水酸基を15mol%有するものであった。また、電極層状に直径2mmの水滴を滴下して、協和界面科学株式会社製接触角計DROPMASTER100で測定した接触角は10°であった。   Next, the positive electrode-forming material obtained by the above method was set in a plasma processing apparatus, the inside of the chamber was evacuated, oxygen was introduced, and the pressure was set to 13 Pa. Thereafter, a high frequency of 200 W and 13.56 MHz was applied to generate glow discharge. In this state, oxygen plasma treatment for 10 minutes was performed to obtain a positive electrode. The electrode layer of the positive electrode had a hydroxyl group of 15 mol% on the surface. Moreover, a 2 mm diameter water droplet was dripped at electrode layer shape, and the contact angle measured with Kyowa Interface Science Co., Ltd. contact angle meter DROPMASTER100 was 10 degrees.

(負極用電極の製造)
負極活物質として鱗片状グラファイト92.5質量%を用い、結着材としての固形分比率約50%のPTFE水性ディスパージョンをPTFEの固形分が7.5質量%となるように添加し、二軸撹拌機にて1時間撹拌した。このようにして得られたペーストをコータにて、負極集電体である銅箔上に目付量3.74(mg/cm)で片面塗布した。次に、上記部材をロールプレス機に通し、線圧250(kg/cm)の荷重をかけ、電極密度1.25(g/cm)の電極層とした。次に、上記部材を幅5.6(cm)、長さ9.5(cm)にカットし、負極取出電極用のリードタブ溶接部として長さ0.5(cm)分の電極層を掻き取り、負極用電極形成材料を得た。なお、電極層の有効反応面積は5.6(cm)×9.5(cm)=53.2(cm)である。次に、上記方法により得られた負極用電極形成材料を、上記正極用電極形成材料と同様の条件で酸素プラズマ処理を行い、負極用電極を得た。なお、負極用電極の電極層は、表面に水酸基を15mol%有するものであった。また、電極層状に直径2mmの水滴を滴下して、協和界面科学株式会社製接触角計DROPMASTER100で測定した接触角は10°であった。
(Manufacture of negative electrode)
Using 92.5% by mass of scaly graphite as the negative electrode active material, PTFE aqueous dispersion having a solid content ratio of about 50% as a binder was added so that the solid content of PTFE was 7.5% by mass. Stir for 1 hour with a shaft stirrer. The paste thus obtained was applied on one side with a coater to a copper foil as a negative electrode current collector at a basis weight of 3.74 (mg / cm 2 ). Next, the member was passed through a roll press and a load of linear pressure 250 (kg / cm) was applied to form an electrode layer having an electrode density of 1.25 (g / cm 3 ). Next, the member is cut to a width of 5.6 (cm) and a length of 9.5 (cm), and an electrode layer of 0.5 (cm) length is scraped off as a lead tab weld for the negative electrode take-out electrode. A negative electrode forming material was obtained. The effective reaction area of the electrode layer is 5.6 (cm) × 9.5 (cm) = 53.2 (cm 2 ). Next, the electrode forming material for a negative electrode obtained by the above method was subjected to oxygen plasma treatment under the same conditions as the electrode forming material for a positive electrode to obtain a negative electrode. The electrode layer of the negative electrode had a hydroxyl group of 15 mol% on the surface. Moreover, a 2 mm diameter water droplet was dripped at electrode layer shape, and the contact angle measured with Kyowa Interface Science Co., Ltd. contact angle meter DROPMASTER100 was 10 degrees.

(リチウム二次電池の作製)
上記方法により得られたシート状の正極用電極および負極用電極に、取出電極をそれぞれ溶接し、正極および負極を得た。その後、正極および負極を、厚さが25μmの微細多孔質ポリエチレンフィルム製のセパレータを介した状態でラミネート用フィルムに密着し、ラミネート型電極体を形成した。次に、電解質としてLiPF6を、エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)とを3:7の体積比で混合した溶媒に、1mol/Lの割合で溶解させ電解液を調製した。その後、上記ラミネート型電極体に電解液を注入し、フィルムを密閉、封止した。以上の手順により、約60mm×100mmのラミネートフィルム型リチウム二次電池を得た。
(Production of lithium secondary battery)
The extraction electrode was welded to the sheet-like electrode for the positive electrode and the electrode for the negative electrode obtained by the above method, respectively, to obtain a positive electrode and a negative electrode. Thereafter, the positive electrode and the negative electrode were closely adhered to the laminating film through a separator made of a microporous polyethylene film having a thickness of 25 μm to form a laminated electrode body. Next, LiPF6 as an electrolyte was dissolved in a solvent in which ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) were mixed at a volume ratio of 3: 7 at a rate of 1 mol / L to prepare an electrolytic solution. Thereafter, an electrolytic solution was injected into the laminate type electrode body, and the film was sealed and sealed. By the above procedure, a laminated film type lithium secondary battery of about 60 mm × 100 mm was obtained.

(評価)
上記方法により得られたリチウム二次電池の各種特性を以下の測定方法により測定した。
(1)電池初期容量
初回は充電電流12(mA)で4.1(V)まで定電流−定電圧充電(CC−CV充電)し、放電電流17(mA)で3.0(V)まで定電流放電(CC放電)を行った。次に、充電電流50(mA)で4.1(V)までCC−CV充電、放電電流50(mA)で3.0(V)までCC放電を4回行った後、充電電流50(mA)で4.1(V)までCC−CV充電、放電電流17(mA)で3.0(V)までCC放電し、この時の充放電容量を電池初期容量とした。なお、測定は25℃の雰囲気で行った。
(Evaluation)
Various characteristics of the lithium secondary battery obtained by the above method were measured by the following measuring methods.
(1) Initial battery capacity Initial charge is constant current-constant voltage charge (CC-CV charge) up to 4.1 (V) with charge current 12 (mA) and up to 3.0 (V) with discharge current 17 (mA) Constant current discharge (CC discharge) was performed. Next, CC-CV charge is performed up to 4.1 (V) at a charge current of 50 (mA), and CC discharge is performed four times up to 3.0 (V) at a discharge current of 50 (mA). ) To 4.1 (V), and CC discharge to 3.0 (V) at a discharge current of 17 (mA), and the charge / discharge capacity at this time was defined as the initial battery capacity. The measurement was performed in an atmosphere at 25 ° C.

(2)室温出力
初期放電容量測定後、25℃に保ち、充電電流50mAで3.750V(充電状態:SOC60%)までCC−CV充電した。その後、15mA、45mA、135mA、270mA、400mAの順にそれぞれ10秒間放電、10秒間充電を繰り返し、それぞれの電流値および閉回路電池電圧を直線近似し、その直線が3.0Vと交差する点の電流値を読み取り、その電流値に3Vを乗ずることにより出力を求めた。なお。測定は全て25℃で行った。
(2) Room temperature output After the initial discharge capacity measurement, the temperature was kept at 25 ° C., and the battery was CC-CV charged to 3.750 V (charged state: SOC 60%) at a charging current of 50 mA. After that, discharging for 10 seconds and charging for 10 seconds in the order of 15 mA, 45 mA, 135 mA, 270 mA, and 400 mA are repeated, and each current value and closed circuit battery voltage are linearly approximated, and the current at the point where the straight line intersects with 3.0 V The output was obtained by reading the value and multiplying the current value by 3V. Note that. All measurements were performed at 25 ° C.

(3)低温出力
初期放電容量測定後、25℃に保ち、充電電流50mAで3.618V(充電状態:SOC40%)までCC−CV充電した。その後、5mA、10mA、15mA、20mA、30mA、50mAの順にそれぞれ10秒間放電、10秒間充電を繰り返し、それぞれの点の電流値および閉回路電池電圧を測定し、3.0V前後の2点を結んだ直線が3.0Vと交差する点の電流値を読み取り、その電流値に3Vを乗ずることにより出力を求めた。なお。測定は全て−30℃で行った。
(3) Low temperature output After the initial discharge capacity measurement, the temperature was kept at 25 ° C., and the battery was CC-CV charged to 3.618 V (charged state: SOC 40%) at a charging current of 50 mA. Then, discharge for 10 seconds in each order of 5 mA, 10 mA, 15 mA, 20 mA, 30 mA, and 50 mA and charge for 10 seconds, measure the current value of each point and the closed circuit battery voltage, and connect the two points around 3.0V The output value was obtained by reading the current value at the point where the straight line intersects 3.0V and multiplying the current value by 3V. Note that. All measurements were performed at -30 ° C.

(4)高温サイクル特性評価
電池初期容量評価した電池を60℃一定の恒温槽のなかで、2.2mA/cmの一定電流で、電池極間電圧が4.1Vから3Vの間の充放電を繰り返した。そして、1サイクル目の充放電容量に対する500サイクル目の充放電容量の割合、即ち、サイクル後容量維持率を求めた。
(4) Evaluation of high-temperature cycle characteristics The battery whose initial capacity was evaluated was charged / discharged at a constant current of 2.2 mA / cm 2 and a battery electrode voltage between 4.1 V and 3 V in a constant temperature bath at 60 ° C. Was repeated. Then, the ratio of the charge / discharge capacity at the 500th cycle to the charge / discharge capacity at the first cycle, that is, the post-cycle capacity retention rate was determined.

(5)結果
上記(1)〜(4)の試験を行った結果、初期放電容量は46mAh、室温出力は1.80W、低温出力は0.07W、サイクル後容量維持率は81.5%であった。
(5) Results As a result of the above tests (1) to (4), the initial discharge capacity was 46 mAh, the room temperature output was 1.80 W, the low temperature output was 0.07 W, and the post-cycle capacity maintenance ratio was 81.5%. there were.

[比較例]
正極用電極および負極用電極の作製の際に、酸素プラズマ処理を行わなかったこと以外は、上記実施例と同様にして、ラミネートフィルム型リチウム二次電池を得た。さらに、上記実施例と同様の試験を行った結果、初期放電容量は46mAh、室温出力は1.30W、低温出力は0.02W、サイクル後容量維持率は81.8%となり、室温出力および低温出力は、実施例に比べ低い値であった。
[Comparative example]
A laminate film type lithium secondary battery was obtained in the same manner as in the above example, except that the oxygen plasma treatment was not performed during the production of the positive electrode and the negative electrode. Further, as a result of the same test as in the above example, the initial discharge capacity was 46 mAh, the room temperature output was 1.30 W, the low temperature output was 0.02 W, the capacity retention rate after cycling was 81.8%, and the room temperature output and low temperature were low. The output was lower than that of the example.

本発明のリチウム二次電池用電極の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the electrode for lithium secondary batteries of this invention. 本発明のリチウム二次電池の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the lithium secondary battery of this invention. 酸素プラズマ処理装置の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of an oxygen plasma processing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 … 集電体
2 … 電極層
3 … リチウム二次電池用電極
4 … 正極
5 … 負極
6 … セパレータ
7 … 電極体
8 … 電解液
9 … 電池ケース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Current collector 2 ... Electrode layer 3 ... Electrode for lithium secondary batteries 4 ... Positive electrode 5 ... Negative electrode 6 ... Separator 7 ... Electrode body 8 ... Electrolyte 9 ... Battery case

Claims (5)

集電体と、前記集電体上に形成され、活物質および結着剤としてフッ素系樹脂を含有する電極層とを備えるリチウム二次電池用電極であって、前記電極層の表面が水酸基を有することを特徴とするリチウム二次電池用電極。 An electrode for a lithium secondary battery comprising a current collector and an electrode layer formed on the current collector and containing a fluororesin as an active material and a binder, wherein the surface of the electrode layer has a hydroxyl group An electrode for a lithium secondary battery, comprising: 前記電極層の表面に、水酸基が5mol%以上存在することを特徴とする請求項1に記載のリチウム二次電池用電極。 2. The electrode for a lithium secondary battery according to claim 1, wherein 5 mol% or more of a hydroxyl group is present on the surface of the electrode layer. 請求項1または請求項2に記載のリチウム二次電池用電極を用いたことを特徴とするリチウム二次電池。 A lithium secondary battery using the electrode for a lithium secondary battery according to claim 1 or 2. 集電体と、前記集電体上に形成され、活物質および結着剤としてフッ素系樹脂を含有する電極層とを備えた電極形成材料を用い、前記電極層に対して、親水化処理を行うことを特徴とするリチウム二次電池用電極の製造方法。 Using an electrode forming material comprising a current collector and an electrode layer formed on the current collector and containing a fluororesin as an active material and a binder, the electrode layer is subjected to a hydrophilic treatment. The manufacturing method of the electrode for lithium secondary batteries characterized by performing. 前記親水化処理が、酸素プラズマ処理であることを特徴とする請求項4に記載のリチウム二次電池用電極の製造方法。



The method for producing an electrode for a lithium secondary battery according to claim 4, wherein the hydrophilization treatment is an oxygen plasma treatment.



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