JP2007087680A - 電子部品用電極−高分子電解質膜複合体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高イオン伝導性に優れ、作業性の良好な電子部品用電極−高分子電解質膜複合体、及び薄膜化が容易で、生産性、歩留まりが極めて良好なその製造方法を提供する。
【解決手段】電子部品用電極−高分子電解質膜複合体は、正極集電体の少なくとも片面に活物質層が形成された正極板と、負極集電体の少なくとも片面に活物質層が形成された負極板と、該正極板と負極板との間に、それぞれの活物質層と接するように設けた高分子電解質層とを有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品、特に、リチウムイオン電池、ポリマーリチウム電池、電気二重層キャパシタ又はレドックスキャパシタに好適に用いられる電子部品用電極−高分子電解質膜複合体およびその製造方法に関する。

近年、産業機器、民生機器に関わらず電気・電子機器の需要増加及びハイブリッド自動車の開発により、電子部品であるリチウムイオン二次電池、ポリマーリチウム二次電池、電気二重層キャパシタ及びレドックスキャパシタの需要が著しく増加している。これらの電気・電子機器は高容量化、高機能化が日進月歩で進行しており、リチウムイオン二次電池、ポリマーリチウム二次電池、電気二重層キャパシタ及びレドックスキャパシタにおいても高容量化、高機能化が要求されている。

リチウムイオン二次電池及びポリマーリチウム二次電池は、活物質とリチウム含有酸化物とポリフッ化ビニリデン等のバインダーとを１−メチル−２−ピロリドン中で混合し、アルミニウム製集電体上にシート化した正極、リチウムイオンを吸蔵放出し得る炭素質材料とポリフッ化ビニリデン等のバインダーとを１−メチル−２−ピロリドン中で混合し、銅製集電体上にシート化した負極、およびポリフッ化ビニリデンやポリエチレン等より成る多孔質電解質層を、正極、電解質層、負極の順に捲回もしくは積層された電極体に駆動用電解液を含浸し、アルミニウムケースにより封止された構造のものである。また、アルミニウム電解コンデンサは、エッチングした後、化成処理を施して誘電体被膜を形成したアルミニウム製正極箔と、エッチングされたアルミニウム製負極箔とを、セパレータを介して捲回もしくは積層した電極体に駆動用電解液を含浸し、アルミニウムケースと封口体により封止し、短絡しないように正極リードと負極リードを封止体を貫通させて外部に引き出した構造のものである。また、電気二重層キャパシタは、活性炭と導電剤及びバインダーを混練したものをアルミニウム製正極、負極各集電極の両面に貼り付け、セパレータを介して捲回又は積層した電極体に駆動用電解液を含浸し、アルミニウムケースと封止体により梱包され、短絡しないように正極リードと負極リードを封止体を貫通させて外部に引き出した構造のものである。

従来、上記電子部品のセパレータとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の延伸微多孔膜、セルロース等の電気絶縁紙等が使用されていた。しかしながら、これらの多孔質膜は、電解液との親和性が低いために、電解液を保持した場合、電解液が空孔内部に充填されているだけに過ぎず、電解液の保持性が低いという問題があった。このことは、電子部品の容量低下、サイクル特性の悪化、使用温度の制限等の問題を生ずる原因となっていた。さらに、上記セパレータは、電極との密着性が乏しいために電極との界面に隙間を生じやすく、このことは電子部品の容量低下、充放電特性の悪化に繋がっていた。

また、上記電子部品の製造においては、従来は正極板、負極板、セパレータを各々の幅でスリットし捲回機にかけて巻き取るという方法が取られている。

これらの問題を解決するために、上記従来のセパレータの代わりにフッ化ビニリデン系樹脂材料を用いた高分子電解質からなるセパレータが種々提案されている。具体的には、例えば、特許文献１には、ビニリデンフロライド−ヘキサフルオロプロピレンの共重合体、特許文献２にはフッ化ビニリデン共重合体を主鎖とし、ポリフッ化ビニリデンを側鎖に有する高分子、特許文献３にはフッ化ビニリデンに基づく重合単位を含みかつ融点が５０℃以上であるポリマーを用いることが開示されている。これらフッ化ビニリデン系樹脂材料は、電解液との親和性が優れているために電解液の保液性に優れ、且つ、ゴム性状であるために電極との密着性に優れる利点を有しており、さらに、融点がポリエチレンやポリプロピレンなどと比べて高く、耐熱性に優れていることから、電子部品の信頼性を向上することが可能とされている。

しかしながら、上記で提案されたようなセパレータでは、薄膜化とともに空隙率を向上させようとすると、セパレータに貫通孔が存在しやすくなり、また同時に機械的強度も低下しやすくなる。その結果、電極間で内部短絡を生じたり、均一性が不十分になって、イオン移動または電子移動が局所的に集中する部分が発生しやすくなり、信頼性の低下を起こす等の問題が生じる。薄膜化と同時に機械的強度を確保するためには空隙率を低下させればよいが、すなわち、セパレータの密度を高くすればよいが、その場合、内部抵抗が上昇してしまい、電子部品の高機能化の要求を満たすことができなくなる。

電子部品の電極は、活物質として不定形の無機粒子を使用しており、突起状に突き出ている部分が多数存在する場合があり、電極との密着性を高めるためには、相当の圧力でセパレータが電極に圧着される場合が多い。つまり突起部分が存在する電極がセパレータと圧着する場合、機械的強度の低いセパレータでは、電子部品内部の微小短絡、ひいては短絡を引き起こす原因となっている。さらにこれらのセパレータは、上記のように、電極及びセパレータのそれぞれをスリットし、捲回機に掛けて捲回する方法によって作製されているので、薄膜化するにつれて、捲回機の巻き取りテンションに耐えることができず、切断しやすいという問題があった。また、電極をスリットする際にエッジ部が欠けやすく、仮に捲回できたとしても、活物質の欠けた微粉末が捲回した素子中に入り込み、使用に際して内部短絡の原因ともなる恐れがあった。

また、高分子電解質からなるセパレータの取扱を容易にする製造方法として、特許文献４には、高分子電解質をセパレータとして使用した際の電極−セパレータ積層体に関する提案がなされている。しかしながら、その作製は、電極とは別工程でセパレータをある基材上に形成し、剥離してから電極と貼り合わせるという煩雑な工程をとっている。さらに、セパレータと各電極活物質との接合を、加熱や加圧で行っているので、加熱の際は、セパレータの不均一な収縮性が問題となる。また、加圧の際は、電極表面の数μｍの微小な突起やスリットの際に発生した活物質の微粒子がセパレータに突き刺さり、内部短絡の原因となる問題を抱えている。
特開平９−２２７２５号公報 特開平１０−１５４４１５号公報 特開平１１−３７２９号公報 特開平１１−２３３１４４公報

以上のように、これまでは、薄膜化が可能で、且つ、電子部品の高容量化など、高性能化、高信頼性が図れるような高分子電解質を用いた電子部品用セパレータは実現していなかった。

本発明は、上記のような従来の技術における問題点を解決することを目的としてなされたものであり、したがって、その目的は、高イオン伝導性に優れ、且つ、作業性に優れた電子部品用電極−高分子電解質膜複合体を提供することにある。本発明の他の目的は、薄膜化が容易で、生産性、歩留まりが極めて良好な電子部品用電極−高分子電解質膜複合体の製造方法を提供することにある。

上記の課題を達成するための本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体は、正極集電体の少なくとも片面に活物質層が形成された正極板と、負極集電体の少なくとも片面に活物質層が形成された負極板と、該正極板の活物質層と該負極板の活物質層との間に設けた高分子電解質層とが一体化されてなることを特徴とする。

本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体において、高分子電解質層は、空隙を有する基材と共に設けられていることが好ましい。前記高分子電解質層としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンオキサイド、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニルスルフォン、及びこれらの単一ポリマーの単量体を含む共重合体の１種類以上からなることが好ましい。前記空隙を有する基材としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリ−ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール、セルロースから選ばれたものからなることが好ましい。

本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体は、リチウムイオン二次電池、ポリマーリチウム二次電池、電気二重層キャパシタ及びレドックスキャパシタに好適に用いられる。

本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体の製造方法は、上記の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体を製造するためのものであって、その第１の態様は、正極集電体の少なくとも片面に活物質層が形成された正極板及び負極集電体の少なくとも片面に活物質層が形成された負極板のいずれか一方の活物質層表面に、高分子電解質を溶解した溶液を塗工し、形成された塗工面に、他方の電極板を、該電極板の活物質層が接するように重ね合わせ、乾燥して溶媒を除去することにより一体化することを特徴とする。

また、第２の態様は、正極集電体の少なくとも片面に活物質層が形成された正極板及び負極集電体の少なくとも片面に活物質層が形成された負極板のいずれか一方の活物質層表面に、高分子電解質を溶解した溶液を塗工し、形成された塗工面上に空隙を有する基材を載置し、その上に他方の電極板を、該電極板の活物質層が接するように重ね合わせ、乾燥して溶媒を除去することにより一体化することを特徴とする。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体を構成する電極は、リチウムイオン二次電池、ポリマーリチウム二次電池、電気二重層キャパシタ、及びレドックスキャパシタに一般的に用いられるものが適用できる。正極集電体の具体例としては、アルミニウム箔等の金属箔が用いられる。また、負極集電体としては、銅箔等の金属箔が用いられる。正極活物質層を形成する材料としては、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム等のリチウム含有酸化物と、導電材であるアセチレンブラック、ケッチェンブラック等の炭素材料と、それらを結着するポリフッ化ビニリデン等のバインダー樹脂が用いられる。また、負極活物質層を形成する材料としては、リチウムイオンを吸蔵、放出できるグラファイト等の炭素材料と、ポリフッ化ビニリデン等のバインダー樹脂が用いられる。

本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体を構成する高分子電解質層を形成する樹脂としては、該高分子電解質層に、リチウムイオン等のイオンを含んだ電解液を含浸した際に、優れたイオン伝導性を示し、かつ、電解液に用いる有機溶媒やイオン性液体に対して溶解しないものが適用される。また、電子部品のうち、特にリチウムイオン二次電池や、ポリマーリチウム二次電池では、発熱して使用温度範囲以上に昇温した際に、電極同士が直接触れて電極間が短絡するのを防止するためにも、樹脂の融点または軟化点が８０℃以上であることが好ましく、熱収縮も小さいことが好ましい。具体的には、ポリフッ化ビニリデン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンオキサイド、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニルスルフォン、及びこれらの単一ポリマーの単量体と他の単量体との共重合体の１種類以上から選ばれたものが使用される。該共重合体としては、例えば、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、メチルメタクリレート−アクリロニトリル共重合体、ポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイド共重合体等があげられる。

本発明において、高分子電解質層は多孔質構造を有することが好ましい。なぜならば、高分子電解質が、電解液に非膨潤タイプのものであれば、多孔質構造であることにより、電解液中のイオンの移動がスムーズに行われ、内部抵抗の低減に寄与するからである。電解液により膨潤（ゲル化）するようなゲル電解質の形態をとる樹脂に関しては、多孔質構造を有しなくてもよいが、この場合も電解液により膨潤した際に、高分子電解質層が膨張して体積が増大してしまうのを防ぐためにも、多孔質構造を有する方が好ましい。

本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体は、正極集電体上の活物質層と負極集電体上の活物質層との間に高分子電解質層が設けられ、二つの電極間に高分子電解質が介在して一体化された構造を有するものである。このように一体化した構造をとることによって、電極及び高分子電解質層のそれぞれを別々にスリットをする必要もないため、上述のようなスリット時の活物質層の欠け、あるいは、高分子電解質層の破断という不具合も生じない。したがって、電極−高分子電解質層の複合体としての薄膜化も可能となるのである。さらに、一体化することによって、活物質層と高分子電解質層との間の内部抵抗も少なくなるため、高イオン伝導性への効果が得られることにより、急速充放電特性の向上、高出力特性の向上などの電子部品としての高機能化に寄与できるのである。

本発明において、高分子電解質層と共に空隙を有する基材を設けるのが好ましい。その場合、空隙を有する基材は、高分子電解質中に埋設された状態になっていてもよく、或いは、活物質層と正極板または負極板との間に介在する状態になっていてもよい。この空隙を有する基材は、スペーサ的役割を担う。すなわち、リチウムイオン二次電池、ポリマーリチウム二次電池、電気二重層キャパシタ又はレドックスキャパシタ等の電子部品の異常により発熱が起こった際に、上記高分子電解質が収縮や溶解して電極間短絡を起こしやすくなるのを防ぐために、スペーサとしての役割を担うのである。電解液の高分子電解質への染み込み、イオン伝導性等の性能を妨げないために、上記基材は空隙を有していることが必要である。空隙率が低すぎると内部抵抗が大きくなり、電子部品の性能の悪化に繋がる。また、空隙率が高すぎると機械的強度が低下する。したがって、空隙率は３０〜９０％の範囲が好ましく、より好ましい範囲は、５０〜８０％であり、この範囲であれば、本発明のセパレータは機械的強度が十分に保たれ、内部抵抗も低く、高分子電解質のイオン伝導性、電子伝導性を妨げない。

ここでいう空隙率とは、坪量Ｍ（ｇ／ｃｍ^２）、厚さＴ（μｍ）、密度Ｄ（ｇ／ｃｍ^３）を用いて次式により求められる値である。
空隙率（％）＝［１−（Ｍ／Ｔ）／Ｄ］×１００

上記空隙を有する基材としては、不織布、織布メッシュまたは微多孔性フィルムが好ましい。材質としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリ−ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール、セルロースから選ばれたものが好ましく使用されるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。熱収縮が少なく、また電解液に用いる有機溶媒やイオン性液体に対して溶解しないものであれば、いずれのものも用いることができる。ポリエステルのうち、特にポリエチレンテレフタレートは、過充電や過熱時における温度域において溶けにくく、熱収縮が少なく、比較的高温域においても電極間の短絡を生じないために好適に用いられる。また、ポリアミドイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、ポリエチレンナフタレートは、電解液やイオン性液体への耐性が良好であり、耐熱収縮性も良好なことから、本発明では好適に用いることができる。なお、空隙を有する基材は、その幅を電極板の幅より広くすると、スペーサとしての効果が大きく電極間短絡を防ぎやすくなるので、好ましい。

本発明に用いる集電体、活物質層、高分子電解質層、空隙を有する基材の厚さは、リチウムイオン二次電池、ポリマーリチウム二次電池、電気二重層キャパシタ又はレドックスキャパシタの用途に応じて適宜決めればよい。近年リチウムイオン二次電池、ポリマーリチウム二次電池又は電気二重層キャパシタは、容量増加に伴って、電極をできる限り厚くすることが望まれている。そのような場合、容量増加のために、電極の厚さの増加分を高分子電解質層を薄くすることによって相殺させることができる。例えば、高分子電解質層の厚さは、好ましくは３０μｍ以下であり、２０μｍ以下がより好ましいが、５μｍ以上でなければならない。しかしながら、電解液を多量に保持させるために、高分子電解質層の厚さを上記の範囲よりも厚くすることも可能である。

次に、本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体を図面に基づいて説明する。図１及び図２は、それぞれ本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体の一例の模式的断面図である。図１においては、正極集電体１１の一面に正極活物質層１２が設けられた正極板１と、負極集電体２１の一面に負極活物質層２２が設けられた負極板２のそれぞれの活物質層間に、高分子電解質層３が挟持され、それらが一体化されて本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体が構成されている。図２においては、さらに、正極板と負極板との間に、高分子電解質層３と共に空隙を有する基材４、例えば、不織布が挟持され、それらが一体化して本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体が構成されている。

本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体は、その製造方法に特徴がある。すなわち、電極板と高分子電解質からなるセパレータを一体化して複合体にする方法であるため、生産性にも優れている。上記のように、公知の電極やセパレータの製造方法では、電極及びセパレータをそれぞれ別々にスリット、及び貼り合わせの後加工をする必要があるが、本発明の製造方法では、一体化した複合体について、後加工のスリットを一括して行うことができるため、生産性が向上する。

本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体の製造方法の一つは、電極と高分子電解質を組み合わせて複合体にする方法である。先ず、正極集電体および負極集電体の表面にそれぞれ活物質層を形成し、正極板および負極板を作製する。例えば図１に示す構造のものを作製する場合、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム等のリチウム含有酸化物と、導電材であるアセチレンブラック、ケッチェンブラック等の炭素材料と、バインダー樹脂とを１−メチル−２−ピロリドン等の溶剤と混ぜ合わせ、スラリー化する。その後、アルミニウム箔等の正極集電体１１の表面にスラリーを均一に塗工し、乾燥することにより正極活物質層１２を形成し、正極板１を作製する。同様に、リチウムイオンを吸蔵、放出できるグラファイト等の炭素材料と、バインダー樹脂を１−メチル−２−ピロリドン等の溶剤と混ぜ合わせ、スラリー化し、その後、銅箔等の負極集電体２１の表面にスラリーを均一に塗工し、乾燥することにより負極活物質層２２を形成し、負極板２を作製する。

次に、ポリフッ化ビニリデンや、ポリアミドイミド等の高分子樹脂をＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等の溶媒（良溶媒）に溶解する。その際に、高分子電解質層を多孔質構造を有するものにするのであれば、使用した樹脂と混ざり合わないフタル酸ジブチル等の溶媒（貧溶媒）を適宜添加するとよい。得られた高分子樹脂含有溶液を、正極板、負極板の、いずれか一方の電極板の活物質層の表面に塗工し、他方の電極板の活物質層を形成した面と重ね合わせる。その後、乾燥し溶媒を除去することによって、正極板と負極板との間に高分子電解質層３が形成され、一体化された構造の本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体が作製される。

上記の場合、活物質層を形成するためのスラリーや、高分子電解質層を形成するための溶液を塗工する方法としては、ディップコート法、スプレーコート法、ロールコート法、ドクターブレード法、グラビアコート法、スクリーン印刷法等による塗布法、またはキャスティング法等を挙げることができる。

本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体の製造方法の他の一つは、電極、高分子電解質および空隙を有する基材を組み合わせて複合体にする方法である。正極板及び負極板の何れか一方の電極板の活物質層の表面に、高分子樹脂含有溶液を塗工するまでの作製手順は、上記製造方法と同様にして行う。次に、塗布した高分子樹脂溶液の面上に不織布等の空隙を有する基材４を載置し、他方の電極板の活物質層を設けた面と重ね合わせる。その後、乾燥し溶媒を除去することによって、例えば、高分子電解質が含浸された状態の空隙を有する基材が正極板と負極板との間に設けられて一体化した構造の本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体が作製される。

本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体は、高イオン伝導性に優れ、且つ、作業性に優れたものである。また、本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体の製造方法は、薄膜化が容易で、生産性に優れ、歩留まりが極めて良好である。したがって、本発明の製造方法によって製造された電子部品用電極−高分子電解質膜複合体は、リチウムイオン二次電池、ポリマーリチウム二次電池、電気二重層キャパシタ、及びレドックスキャパシタ等の電子部品に好適に用いることができる。

以下に、本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体を実施例によって説明する。しかしながら、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。

＜正極板の作製＞
コバルト酸リチウム５０重量部、アセチレンブラック１０重量部、バインダーとしてのポリフッ化ビニリデン（融点１７４℃）５重量部、及び溶媒としての１−メチル−２−ピロリドン９５重量部を混合攪拌して、固形分が４１重量％のスラリーを得た。次に厚さ２０μｍのアルミニウム箔上に、上記スラリーをロールコート法により、形成される正極活物質層の固形分厚さが１００μｍになるように塗工し、１２０℃の送風乾燥機中で乾燥させて、正極板を得た。

＜負極板の作製＞
グラファイト１２０重量部、バインダーとしてのポリフッ化ビニリデン（融点１７４℃）１２重量部、及び溶媒としての１−メチル−２−ピロリドン８８重量部を混合攪拌して、固形分が６０重量％のスラリーを得た。次に厚さ１０μｍの銅箔上に、上記スラリーをロールコート法により、形成される負極活物質層の固形分厚さが１２０μｍになるように塗工し、１２０℃の送風乾燥機中で乾燥させて、負極板を得た。

高分子電解質層を得るための塗布液として、ポリフッ化ビニリデン（融点１７４℃）を、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（良溶媒）に溶解し、フタル酸ジブチル（貧溶媒）を添加して固形分濃度１０重量％の溶液を作製した。この溶液を上記正極板の表面に形成された活物質層上に、ロールコート方法により、固形分厚さが２０μｍとなるように塗工した。次に上記負極板を、その活物質層が塗工面に接するように重ね合わせた後、１２０℃の送風乾燥機中で乾燥させ溶媒を除去し、高分子電解質層を形成して、本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体を得た。

高分子電解質層を得るための塗布液として、ポリフッ化ビニリデンに代わり、ポリアミドイミド（融点３８０℃）を用いた以外は、実施例１と同様にして本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体を得た。

高分子電解質層を得るための塗布液として、ポリフッ化ビニリデンに代わり、ポリアクリロニトリル（軟化点２５０℃）を用いた以外は、実施例１と同様にして本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体を得た。

高分子電解質層を得るための塗布液として、ポリフッ化ビニリデンに代わり、ポリメチルメタクリレート（軟化点１２０℃）を用いた以外は、実施例１と同様にして本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体を得た。

高分子電解質層を得るための塗布液として、ポリフッ化ビニリデンに代わり、ポリエーテルスルフォン（軟化点２０３℃）を用いた以外は、実施例１と同様にして本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体を得た。

＜電子部品の組み立て＞
実施例１〜５の複合体を用いて、リチウムイオン二次電池素子を作製した。すなわち、各電子部品用電極−高分子電解質膜複合体を、そのままスリットした後に捲回機により捲回した。その後、捲回したものそれぞれについて電解液に含浸して、リチウムイオン二次電池素子を作製した。電解液としては、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートの重量比で１：１の割合で混合した溶液に、１モル／ｌの六フッ化リン酸リチウムを添加したものを用いた。

（比較例１）
上記正極板、上記負極板、および膜厚１２μｍのポリエチレン製延伸多孔質膜をセパレータとして用いて、リチウムイオン二次電池素子を作製した。すなわち、正極板、負極板およびセパレータをそれぞれスリットした後に、捲回機により捲回した。その後、捲回したものについて上記と同様の電解液に含浸して、リチウムイオン二次電池素子を作製した。

上記で得られたそれぞれのリチウムイオン二次電池素子について、下記の特性を評価した。
＜電圧保持試験＞
リチウムイオン二次電池素子を４．２Ｖまで充電し、その後放置した場合の１０日後及び２０日後の電圧を調査し、電圧がどの程度維持できるかを確認した。その結果を表１に示す。

上記の結果から、本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体を使用したリチウムイオン二次電池は、充電した後、放置しておいても電圧低下が非常に小さく優れた特性を示していることが分かる。比較例１のリチウムイオン二次電池は、電圧低下が大きく性能が低下している。この原因として、スリットあるいは捲回工程で活物質層が脱落し、微小短絡を起こしたものと推測される。

本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体の一例を説明する模式的断面図である。 本発明の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体の他の一例を説明する模式的断面図である。

符号の説明

１…正極板
１１…正極集電体
１２…正極活物質層
２…負極板
２１…負極集電体
２２…負極活物質層
３…高分子電解質層
４…空隙を有する基材

Claims (7)

1. 正極集電体の少なくとも片面に活物質層が形成された正極板と、負極集電体の少なくとも片面に活物質層が形成された負極板と、該正極板の活物質層と該負極板の活物質層との間に設けた高分子電解質層とが一体化されてなることを特徴とする電子部品用電極−高分子電解質膜複合体。
2. 前記高分子電解質層が空隙を有する基材と共に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体。
3. 前記高分子電解質層が、ポリフッ化ビニリデン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンオキサイド、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニルスルフォン、及びこれらの単一ポリマーの単量体を含む共重合体から選択された１種類以上からなることを特徴とする請求項１又は２記載の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体。
4. 前記空隙を有する基材が、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリ−ｐ−フェニレンベンゾビスオキサゾール、セルロースから選ばれたものからなることを特徴とする請求項２に記載の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体。
5. 電子部品が、リチウムイオン二次電池、ポリマーリチウム二次電池、電気二重層キャパシタ又はレドックスキャパシタである請求項１乃至４記載のいずれか１項に記載の電子部品用電極−高分子電解質膜複合体。
6. 正極集電体の少なくとも片面に活物質層が形成された正極板及び負極集電体の少なくとも片面に活物質層が形成された負極板のいずれか一方の活物質層表面に、高分子電解質を溶解した溶液を塗工し、形成された塗工面に、他方の電極板を、該電極板の活物質層が接するように重ね合わせ、乾燥して溶媒を除去することにより一体化することを特徴とする電子部品用電極−高分子電解質膜複合体の製造方法。
7. 正極集電体の少なくとも片面に活物質層が形成された正極板及び負極集電体の少なくとも片面に活物質層が形成された負極板のいずれか一方の活物質層表面に、高分子電解質を溶解した溶液を塗工し、形成された塗工面上に空隙を有する基材を載置し、その上に他方の電極板を、該電極板の活物質層が接するように重ね合わせ、乾燥して溶媒を除去することにより一体化することを特徴とする電子部品用電極−高分子電解質膜複合体の製造方法。
   
   

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