JP2009004360A - リチウムイオン二次電池およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】リチウムイオン二次電池を製造する際に、圧延により破砕されうる中空樹脂粒子を圧延前の正極合材層または負極合材層に含有させる。正極板または負極板の圧延時に中空樹脂粒子が破砕されるため、活物質密度を容易に向上させることができる。また、破砕された樹脂粒子が極板表面に凹凸を形成するとともに極板内に空孔を形成するため、電解液の浸透性を向上させることができる。その結果、リチウムイオン二次電池の放電容量およびレート特性を向上させることができる。
【選択図】図2
Description
[1]正極合材層を有する正極と、負極合材層を有する負極と、前記正極と負極との間に配置されたセパレーターと、を有するリチウムイオン二次電池であって、前記正極合材層または負極合材層は、樹脂粒子を含み、前記樹脂粒子を含む前記正極合材層または負極合材層は、その表面の走査型電子顕微鏡像をモノクロ256階調に変換し、閾値を70して二値化したときの、全画素の合計面積に対する黒色の画素の合計面積の割合が10%以上20%以下である、リチウムイオン二次電池。
[2]前記正極合材層は、前記正極活物質100重量部に対して、前記樹脂粒子を1重量部以上20重量部以下含む、[1]に記載のリチウムイオン二次電池。
[3]前記負極合材層は、前記負極活物質100重量部に対して、前記樹脂粒子を1重量部以上50重量部以下含む、[1]または[2]に記載のリチウムイオン二次電池。
[4]前記正極合材層または前記負極合材層は、前記樹脂粒子を1g/cm3以上20g/cm3以下の密度で含む、[1]〜[3]のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池。
[5]正極活物質および導電材を含む正極塗料を正極集電体上に塗布して、正極合材層および正極集電体を有する正極を形成するステップと、負極活物質および導電材を含む負極塗料を負極集電体上に塗布して、負極合材層および負極集電体を有する負極を形成するステップと、前記正極を圧延して、前記正極合材層内における前記正極活物質の密度を高めるステップと、前記負極を圧延して、前記負極合材層内における前記負極活物質の密度を高めるステップと、前記圧延後の正極と、セパレーターと、前記圧延後の負極とを積層するステップと、を有するリチウムイオン二次電池の製造方法であって、前記正極塗料または前記負極塗料は、さらに中空樹脂粒子を含む、リチウムイオン二次電池の製造方法。
[6]前記正極塗料は、前記正極活物質100重量部に対して、前記中空樹脂粒子を1重量部以上20重量部以下含む、[5]に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
[7]前記負極塗料は、前記負極活物質100重量部に対して、前記中空樹脂粒子を1重量部以上50重量部以下含む、[5]または[6]に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
[8]前記正極合材層または負極合材層は、前記中空樹脂粒子を圧延後に1g/cm3以上20g/cm3以下の密度で含む、[5]〜[7]のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
[9]前記正極塗料に含まれる中空樹脂粒子の粒子径は、0.1μm以上10μm以下である、[5]〜[8]のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
[10]前記負極塗料に含まれる中空樹脂粒子の粒子径は、0.1μm以上20μm以下である、[5]〜[9]のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
[11]前記中空樹脂粒子の中空部の体積比率は、20%以上80%以下である、[5]〜[10]のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
本発明のリチウムイオン二次電池は、正極合材層を有する正極(正極板)と、負極合材層を有する負極(負極板)と、正極と負極との間に配置されたセパレーターとを有するリチウムイオン二次電池であって、正極合材層および負極合材層の少なくとも一方が樹脂粒子を含むことを特徴とする。また、本発明のリチウムイオン二次電池は、樹脂粒子を含む合材層において空孔が数多く形成されており、当該合材層における電解液の浸透性が高いという特徴も有する。
本発明のリチウムイオン二次電池の製造方法は、正極塗工ステップ、負極塗工ステップ、正極圧延ステップ、負極圧延ステップおよび積層ステップを有し、塗工ステップ(正極塗工ステップまたは負極塗工ステップ)において正極塗料または負極塗料に中空樹脂粒子を含ませることを特徴とする。
正極塗工ステップでは、正極塗料を正極集電体上に塗布して、正極合材層および正極集電体を有する正極を形成する。
正極圧延ステップでは、正極塗料を正極集電体上に塗布して形成された正極を圧延して、正極合材層内における正極活物質の密度を高める。同様に、負極圧延ステップでは、負極塗料を負極集電体上に塗布して形成された負極を圧延して、負極合材層内における負極活物質の密度を高める。
積層ステップでは、圧延後の正極と、セパレーターと、圧延後の負極とを積層して、リチウムイオン二次電池を製造する。
実施例1では、中空樹脂粒子を含む正極塗料を用いて本発明のリチウムイオン二次電池(正極合材層が樹脂粒子を含む)を作製した例を示す。
コバルト酸リチウム(正極活物質)100重量部に対し、カーボンブラック(導電助剤)3重量部、ポリフッ化ビニリデン(結着剤)3重量部、N−メチル−2−ピロリドン(溶媒)40重量部、およびポリエチレン製中空粒子(粒子径;5μm、中空部の体積比率;50%、三井化学株式会社)5重量部を混合して、正極塗料を調製した。正極塗料を厚み0.02mmのアルミニウム箔(正極集電体)の片面にドクターブレードを用いて厚み0.15mmとなるように塗布した後、100℃の熱風乾燥炉で乾燥させた。同様にして、アルミニウム箔の反対側の面にも正極合材層を形成した。このようにしてアルミニウム箔の両面に正極合材層が形成された正極板を総厚みが0.2mmとなるように圧延装置を用いて圧延して、正極板を作製した。
グラファイト(負極活物質)100重量部に対し、ポリフッ化ビニリデン(結着剤)5重量部、およびN−メチル−2−ピロリドン(溶媒)50重量部を混合して、負極塗料を調製した。負極塗料を厚み0.02mmの銅箔(負極集電体)の片面にドクターブレードを用いて厚み0.15mmに塗布した後、100℃の熱風乾燥炉で乾燥させた。同様にして、銅箔の反対の面にも負極合材層を形成した。このようにして銅箔の両面に負極合材層が形成された負極板を総厚みが0.2mmとなるように圧延装置を用いて圧延して、負極板を作製した。
作製した正極板と負極板との間に、厚み0.02mm、空孔率40%のポリエチレン製の高分子多孔膜(セパレーター)を配置した発電要素を、捲回し、円筒形ステンレスケースに挿入した。この円筒形ステンレスケースに、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合液にLiPF6を添加した電解液を注液して、円筒形リチウムイオン二次電池を組み立てた。
組み立てられた電池を0.2C(100mA)の定電流モードで充電した後、4.2Vの定電圧モードで充電を行った。次いで、0.2C(100mA),1C(500mA),2C(1000mA)の電流密度でそれぞれ別個に放電を行い、放電電圧3Vで容量確認を行った。0.2C放電容量を100%とし、それぞれのレート特性を容量比で算出した。それぞれのレート特性を表1に示す。
実施例2では、中空樹脂粒子を含む負極塗料を用いて本発明のリチウムイオン二次電池(負極合材層が樹脂粒子を含む)を作製した例を示す。
コバルト酸リチウム(正極活物質)100重量部に対し、カーボンブラック(導電助剤)3重量部、ポリフッ化ビニリデン(結着剤)3重量部、およびN−メチル−2−ピロリドン(溶媒)40重量部を混合して、正極塗料を調製した。正極塗料を厚み0.02mmのアルミニウム箔(正極集電体)の片面にドクターブレードを用いて厚み0.15mmとなるように塗布した後、100℃の熱風乾燥炉で乾燥させた。同様にして、アルミニウム箔の反対側の面にも正極合材層を形成した。このようにしてアルミニウム箔の両面に正極合材層が形成された正極板を総厚みが0.2mmとなるように圧延装置を用いて圧延して、正極板を作製した。
グラファイト(負極活物質)100重量部に対し、ポリフッ化ビニリデン(結着剤)0.8重量部、N−メチル−2−ピロリドン(溶媒)50重量部、およびポリエチレン製中空粒子(粒子径;5μm、中空部の体積比率;50%、三井化学株式会社)5重量部を混合して、負極塗料を調製した。負極塗料を厚み0.02mmの銅箔(負極集電体)の片面にドクターブレードを用いて厚み0.15mmに塗布した後、100℃の熱風乾燥炉で乾燥させた。同様にして、銅箔の反対の面にも負極合材層を形成した。このようにして銅箔の両面に負極合材層が形成された負極板を総厚みが0.2mmとなるように圧延装置を用いて圧延して、負極板を作製した。
実施例1と同様にして、円筒形リチウムイオン二次電池を組み立てた。
実施例1と同様に容量確認を行った。実施例1の0.2C放電容量を100%とし、それぞれのレート特性を容量比で算出した。それぞれのレート特性を表1に示す。
実施例3では、中空樹脂粒子を含む正極塗料および負極塗料を用いて本発明のリチウムイオン二次電池(正極合材層および負極合材層が樹脂粒子を含む)を作製した例を示す。
実施例1と同様にして、正極合材層が樹脂粒子を含む正極板を作製した。
実施例2と同様にして、負極合材層が樹脂粒子を含む負極板を作製した。
実施例1と同様にして、円筒形リチウムイオン二次電池を組み立てた。
実施例1と同様に容量確認を行った。実施例1の0.2C放電容量を100%とし、それぞれのレート特性を容量比で算出した。それぞれのレート特性を表1に示す。
実施例4では、実施例1と同様に、中空樹脂粒子を含む正極塗料を用いて本発明のリチウムイオン二次電池(正極合材層が樹脂粒子を含む)を作製した例を示す。実施例4では、正極塗料の中空樹脂粒子の含有量を実施例1に比べて少なくした。
コバルト酸リチウム(正極活物質)100重量部に対し、カーボンブラック(導電助剤)3重量部、ポリフッ化ビニリデン(結着剤)3重量部、N−メチル−2−ピロリドン(溶媒)40重量部、およびポリエチレン製中空粒子(粒子径;5μm、中空部の体積比率;50%、三井化学株式会社)0.8重量部を混合して、正極塗料を調製した。正極塗料を厚み0.02mmのアルミニウム箔(正極集電体)の片面にドクターブレードを用いて厚み0.15mmとなるように塗布した後、100℃の熱風乾燥炉で乾燥させた。同様にして、アルミニウム箔の反対側の面にも正極合材層を形成した。このようにしてアルミニウム箔の両面に正極合材層が形成された正極板を総厚みが0.2mmとなるように圧延装置を用いて圧延して、正極板を作製した。
実施例1と同様にして、負極合材層が樹脂粒子を含まない負極板を作製した。
実施例1と同様にして、円筒形リチウムイオン二次電池を組み立てた。
実施例1と同様に容量確認を行った。実施例1の0.2C放電容量を100%とし、それぞれのレート特性を容量比で算出した。それぞれのレート特性を表1に示す。
実施例5では、実施例1,4と同様に、中空樹脂粒子を含む正極塗料を用いて本発明のリチウムイオン二次電池(正極合材層が樹脂粒子を含む)を作製した例を示す。実施例5では、正極塗料の中空樹脂粒子の含有量を実施例1に比べて多くした。
コバルト酸リチウム(正極活物質)100重量部に対し、カーボンブラック(導電助剤)3重量部、ポリフッ化ビニリデン(結着剤)3重量部、N−メチル−2−ピロリドン(溶媒)40重量部、およびポリエチレン製中空粒子(粒子径;5μm、中空部の体積比率;50%、三井化学株式会社)25重量部を混合して、正極塗料を調製した。正極塗料を厚み0.02mmのアルミニウム箔(正極集電体)の片面にドクターブレードを用いて厚み0.15mmとなるように塗布した後、100℃の熱風乾燥炉で乾燥させた。同様にして、アルミニウム箔の反対側の面にも正極合材層を形成した。このようにしてアルミニウム箔の両面に正極合材層が形成された正極板を総厚みが0.2mmとなるように圧延装置を用いて圧延して、正極板を作製した。
実施例1と同様にして、負極合材層が樹脂粒子を含まない負極板を作製した。
実施例1と同様にして、円筒形リチウムイオン二次電池を組み立てた。
実施例1と同様に容量確認を行った。実施例1の0.2C放電容量を100%とし、それぞれのレート特性を容量比で算出した。それぞれのレート特性を表1に示す。
実施例6では、実施例1と同様に、中空樹脂粒子を含む正極塗料を用いて本発明のリチウムイオン二次電池(正極合材層が樹脂粒子を含む)を作製した例を示す。実施例6では、実施例1に比べて粒子径が小さい中空樹脂粒子を使用した。
コバルト酸リチウム(正極活物質)100重量部に対し、カーボンブラック(導電助剤)3重量部、ポリフッ化ビニリデン(結着剤)3重量部、N−メチル−2−ピロリドン(溶媒)40重量部、およびポリエチレン製中空粒子(粒子径;0.07μm、中空部の体積比率;50%、三井化学株式会社)5重量部を混合して、正極塗料を調製した。正極塗料を厚み0.02mmのアルミニウム箔(正極集電体)の片面にドクターブレードを用いて厚み0.15mmとなるように塗布した後、100℃の熱風乾燥炉で乾燥させた。同様にして、アルミニウム箔の反対側の面にも正極合材層を形成した。このようにしてアルミニウム箔の両面に正極合材層が形成された正極板を総厚みが0.2mmとなるように圧延装置を用いて圧延して、正極板を作製した。
実施例1と同様にして、負極合材層が樹脂粒子を含まない負極板を作製した。
実施例1と同様にして、円筒形リチウムイオン二次電池を組み立てた。
実施例1と同様に容量確認を行った。実施例1の0.2C放電容量を100%とし、それぞれのレート特性を容量比で算出した。それぞれのレート特性を表1に示す。
実施例7では、実施例1,6と同様に、中空樹脂粒子を含む正極塗料を用いて本発明のリチウムイオン二次電池(正極合材層が樹脂粒子を含む)を作製した例を示す。実施例7では、実施例1に比べて粒子径が大きい中空樹脂粒子を使用した。
コバルト酸リチウム(正極活物質)100重量部に対し、カーボンブラック(導電助剤)3重量部、ポリフッ化ビニリデン(結着剤)3重量部、N−メチル−2−ピロリドン(溶媒)40重量部、およびポリエチレン製中空粒子(粒子径;15μm、中空部の体積比率;50%、三井化学株式会社)5重量部を混合して、正極塗料を調製した。正極塗料を厚み0.02mmのアルミニウム箔(正極集電体)の片面にドクターブレードを用いて厚み0.15mmとなるように塗布した後、100℃の熱風乾燥炉で乾燥させた。同様にして、アルミニウム箔の反対側の面にも正極合材層を形成した。このようにしてアルミニウム箔の両面に正極合材層が形成された正極板を総厚みが0.2mmとなるように圧延装置を用いて圧延して、正極板を作製した。
実施例1と同様にして、負極合材層が樹脂粒子を含まない負極板を作製した。
実施例1と同様にして、円筒形リチウムイオン二次電池を組み立てた。
実施例1と同様に容量確認を行った。実施例1の0.2C放電容量を100%とし、それぞれのレート特性を容量比で算出した。それぞれのレート特性を表1に示す。
実施例8では、実施例2と同様に、中空樹脂粒子を含む負極塗料を用いて本発明のリチウムイオン二次電池(負極合材層が樹脂粒子を含む)を作製した例を示す。実施例8では、負極塗料の中空樹脂粒子の含有量を実施例2に比べて少なくした。
実施例2と同様にして、正極合材層が樹脂粒子を含まない正極板を作製した。
グラファイト(負極活物質)100重量部に対し、ポリフッ化ビニリデン(結着剤)0.8重量部、N−メチル−2−ピロリドン(溶媒)50重量部、およびポリエチレン製中空粒子(粒子径;5μm、中空部の体積比率;50%、三井化学株式会社)0.8重量部を混合して、負極塗料を調製した。負極塗料を厚み0.02mmの銅箔(負極集電体)の片面にドクターブレードを用いて厚み0.15mmに塗布した後、100℃の熱風乾燥炉で乾燥させた。同様にして、銅箔の反対の面にも負極合材層を形成した。このようにして銅箔の両面に負極合材層が形成された負極板を総厚みが0.2mmとなるように圧延装置を用いて圧延して、負極板を作製した。
実施例1と同様にして、円筒形リチウムイオン二次電池を組み立てた。
実施例1と同様に容量確認を行った。実施例1の0.2C放電容量を100%とし、それぞれのレート特性を容量比で算出した。それぞれのレート特性を表1に示す。
実施例9では、実施例2,8と同様に、中空樹脂粒子を含む負極塗料を用いて本発明のリチウムイオン二次電池(負極合材層が樹脂粒子を含む)を作製した例を示す。実施例9では、負極塗料の中空樹脂粒子の含有量を実施例2に比べて多くした。
実施例2と同様にして、正極合材層が樹脂粒子を含まない正極板を作製した。
グラファイト(負極活物質)100重量部に対し、ポリフッ化ビニリデン(結着剤)0.8重量部、N−メチル−2−ピロリドン(溶媒)50重量部、およびポリエチレン製中空粒子(粒子径;5μm、中空部の体積比率;50%、三井化学株式会社)60重量部を混合して、負極塗料を調製した。負極塗料を厚み0.02mmの銅箔(負極集電体)の片面にドクターブレードを用いて厚み0.15mmに塗布した後、100℃の熱風乾燥炉で乾燥させた。同様にして、銅箔の反対の面にも負極合材層を形成した。このようにして銅箔の両面に負極合材層が形成された負極板を総厚みが0.2mmとなるように圧延装置を用いて圧延して、負極板を作製した。
実施例1と同様にして、円筒形リチウムイオン二次電池を組み立てた。
実施例1と同様に容量確認を行った。実施例1の0.2C放電容量を100%とし、それぞれのレート特性を容量比で算出した。それぞれのレート特性を表1に示す。
実施例10では、実施例2と同様に、中空樹脂粒子を含む負極塗料を用いて本発明のリチウムイオン二次電池(負極合材層が樹脂粒子を含む)を作製した例を示す。実施例10では、実施例2に比べて粒子径が小さい中空樹脂粒子を使用した。
実施例2と同様にして、正極合材層が樹脂粒子を含まない正極板を作製した。
グラファイト(負極活物質)100重量部に対し、ポリフッ化ビニリデン(結着剤)0.8重量部、N−メチル−2−ピロリドン(溶媒)50重量部、およびポリエチレン製中空粒子(粒子径;0.07μm、中空部の体積比率;50%、三井化学株式会社)5重量部を混合して、負極塗料を調製した。負極塗料を厚み0.02mmの銅箔(負極集電体)の片面にドクターブレードを用いて厚み0.15mmに塗布した後、100℃の熱風乾燥炉で乾燥させた。同様にして、銅箔の反対の面にも負極合材層を形成した。このようにして銅箔の両面に負極合材層が形成された負極板を総厚みが0.2mmとなるように圧延装置を用いて圧延して、負極板を作製した。
実施例1と同様にして、円筒形リチウムイオン二次電池を組み立てた。
実施例1と同様に容量確認を行った。実施例1の0.2C放電容量を100%とし、それぞれのレート特性を容量比で算出した。それぞれのレート特性を表1に示す。
実施例11では、実施例2,10と同様に、中空樹脂粒子を含む負極塗料を用いて本発明のリチウムイオン二次電池(負極合材層が樹脂粒子を含む)を作製した例を示す。実施例11では、実施例2に比べて粒子径が大きい中空樹脂粒子を使用した。
実施例2と同様にして、正極合材層が樹脂粒子を含まない正極板を作製した。
グラファイト(負極活物質)100重量部に対し、ポリフッ化ビニリデン(結着剤)0.8重量部、N−メチル−2−ピロリドン(溶媒)50重量部、およびポリエチレン製中空粒子(粒子径;25μm、中空部の体積比率;50%、三井化学株式会社)5重量部を混合して、負極塗料を調製した。負極塗料を厚み0.02mmの銅箔(負極集電体)の片面にドクターブレードを用いて厚み0.15mmに塗布した後、100℃の熱風乾燥炉で乾燥させた。同様にして、銅箔の反対の面にも負極合材層を形成した。このようにして銅箔の両面に負極合材層が形成された負極板を総厚みが0.2mmとなるように圧延装置を用いて圧延して、負極板を作製した。
実施例1と同様にして、円筒形リチウムイオン二次電池を組み立てた。
実施例1と同様に容量確認を行った。実施例1の0.2C放電容量を100%とし、それぞれのレート特性を容量比で算出した。それぞれのレート特性を表1に示す。
比較例では、中空樹脂粒子を含まない正極塗料および負極塗料を用いてリチウムイオン二次電池(正極合材層および負極合材層が樹脂粒子を含まない)を作製した例を示す。
実施例2と同様にして、正極合材層が樹脂粒子を含まない正極板を作製した。
実施例1と同様にして、負極合材層が樹脂粒子を含まない負極板を作製した。
実施例1と同様にして、円筒形リチウムイオン二次電池を組み立てた。
実施例1と同様に容量確認を行った。実施例1の0.2C放電容量を100%とし、それぞれのレート特性を容量比で算出した。それぞれのレート特性を表1に示す。
実施例12では、正極塗料に中空樹脂粒子を含ませることで、正極合材層内の正極活物質の密度を向上させうることを示す。
コバルト酸リチウム(正極活物質)100重量部に対し、カーボンブラック(導電助剤)3重量部、ポリフッ化ビニリデン(結着剤)3重量部、N−メチル−2−ピロリドン(溶媒)40重量部、および(粒子径;5μm、中空部の体積比率;50%、三井化学株式会社)5重量部を混合して、正極塗料を調製した。正極塗料を厚み0.02mmのアルミニウム箔(正極集電体)の片面にドクターブレードを用いて厚み0.15mmとなるように塗布した後、100℃の熱風乾燥炉で乾燥させた。同様にして、アルミニウム箔の反対側の面にも正極合材層を形成した。
コバルト酸リチウム(正極活物質)100重量部に対し、カーボンブラック(導電助剤)3重量部、ポリフッ化ビニリデン(結着剤)3重量部、およびN−メチル−2−ピロリドン(溶媒)40重量部を混合して、正極塗料を調製した。正極塗料を厚み0.02mmのアルミニウム箔(正極集電体)の片面にドクターブレードを用いて厚み0.15mmとなるように塗布した後、100℃の熱風乾燥炉で乾燥させた。同様にして、アルミニウム箔の反対側の面にも正極合材層を形成した。
樹脂粒子を含む正極合材層を有する正極板(本発明の正極板)および樹脂粒子を含まない正極合材層を有する正極板(比較例の正極板)のそれぞれを、圧延装置を用いて5回圧延した。圧延装置のロールは直径500mmのものを使用し、線圧は1トン/mとした。また、圧延される正極板の幅は、いずれも500mmとした。それぞれの正極板について、1回圧延するごとに正極合材層における正極活物質の密度を測定した。
実施例13では、正極塗料に中空樹脂粒子を含ませることで、正極合材層に凹凸および空孔を形成しうることを示す。
コバルト酸リチウム(正極活物質)100重量部に対し、カーボンブラック(導電助剤)3重量部、ポリフッ化ビニリデン(結着剤)3重量部、N−メチル−2−ピロリドン(溶媒)40重量部、およびポリエチレン製中空粒子(粒子径;5μm、中空部の体積比率;50%、三井化学株式会社)5重量部を混合して、正極塗料を調製した。正極塗料を厚み0.02mmのアルミニウム箔(正極集電体)の片面にドクターブレードを用いて厚み0.15mmとなるように塗布した後、100℃の熱風乾燥炉で乾燥させた。同様にして、アルミニウム箔の反対側の面にも正極合材層を形成した。
コバルト酸リチウム(正極活物質)100重量部に対し、カーボンブラック(導電助剤)3重量部、ポリフッ化ビニリデン(結着剤)3重量部、およびN−メチル−2−ピロリドン(溶媒)40重量部を混合して、正極塗料を調製した。正極塗料を厚み0.02mmのアルミニウム箔(正極集電体)の片面にドクターブレードを用いて厚み0.15mmとなるように塗布した後、100℃の熱風乾燥炉で乾燥させた。同様にして、アルミニウム箔の反対側の面にも正極合材層を形成した。
樹脂粒子を含む正極合材層を有する正極板(本発明の正極板)および樹脂粒子を含まない正極合材層を有する正極板(比較例の正極板)のそれぞれについて、走査型電子顕微鏡を用いてその表面の写真を撮影した。図4(A)は本発明の正極板の表面の走査型電子顕微鏡像を示す写真であり、図4(B)は比較例の正極板の表面の走査型電子顕微鏡像を示す写真である。これらの写真から、本発明の正極板は、比較例の正極板に比べてより多くの凹凸および空孔を有することがわかる。
110 正極
112 正極集電体
114 正極合材層
120 負極
122 負極集電体
124 負極合材層
130 セパレーター
140 樹脂粒子
142 中空樹脂粒子
Claims (11)
- 正極合材層を有する正極と、負極合材層を有する負極と、前記正極と負極との間に配置されたセパレーターと、を有するリチウムイオン二次電池であって、
前記正極合材層または負極合材層は、樹脂粒子を含み、
前記樹脂粒子を含む前記正極合材層または負極合材層は、その表面の走査型電子顕微鏡像をモノクロ256階調に変換し、閾値を70して二値化したときの、全画素の合計面積に対する黒色の画素の合計面積の割合が10%以上20%以下である、
リチウムイオン二次電池。 - 前記正極合材層は、前記正極活物質100重量部に対して、前記樹脂粒子を1重量部以上20重量部以下含む、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記負極合材層は、前記負極活物質100重量部に対して、前記樹脂粒子を1重量部以上50重量部以下含む、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記正極合材層または前記負極合材層は、前記樹脂粒子を1g/cm3以上20g/cm3以下の密度で含む、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池。
- 正極活物質を含む正極塗料を正極集電体上に塗布して、正極合材層および正極集電体を有する正極を形成するステップと、
負極活物質を含む負極塗料を負極集電体上に塗布して、負極合材層および負極集電体を有する負極を形成するステップと、
前記正極を圧延して、前記正極合材層内における前記正極活物質の密度を高めるステップと、
前記負極を圧延して、前記負極合材層内における前記負極活物質の密度を高めるステップと、
前記圧延後の正極と、セパレーターと、前記圧延後の負極とを積層するステップと、
を有するリチウムイオン二次電池の製造方法であって、
前記正極塗料または負極塗料は、さらに中空樹脂粒子を含む、
リチウムイオン二次電池の製造方法。 - 前記正極塗料は、前記正極活物質100重量部に対して、前記中空樹脂粒子を1重量部以上20重量部以下含む、請求項5に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
- 前記負極塗料は、前記負極活物質100重量部に対して、前記中空樹脂粒子を1重量部以上50重量部以下含む、請求項5に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
- 前記正極合材層または負極合材層は、前記中空樹脂粒子を圧延後に1g/cm3以上20g/cm3以下の密度で含む、請求項5に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
- 前記正極塗料に含まれる中空樹脂粒子の粒子径は、0.1μm以上10μm以下である、請求項5に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
- 前記負極塗料に含まれる中空樹脂粒子の粒子径は、0.1μm以上20μm以下である、請求項5に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
- 前記中空樹脂粒子の中空部の体積比率は、20%以上80%以下である、請求項5に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法。
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