JP2009224239A - Electrode for battery - Google Patents

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lithium
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Yasunari Hisamitsu
Hideaki Horie
Tokuichi Mineo
Hiroshi Miyakubo
Hiroaki Tanizaki
Shinichi Tazaki
泰成 久光
英明 堀江
博史 宮窪
徳一 峰尾
信一 田崎
博章 谷崎
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Nissan Motor Co Ltd
日産自動車株式会社
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    • Y02E60/10Energy storage
    • Y02E60/12Battery technologies with an indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/122Lithium-ion batteries

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a means suppressing deformation and cracking of an electrode regardless of expansion/contraction of an active material and improving cycle characteristics of a secondary battery. <P>SOLUTION: An electrode 1 for use in a battery contains secondary particles 4 including the active material 2 having the coefficient of cubic expansion of at least 5% and consisting of at least one kind selected from the group consisting of natural graphite, artificial graphite, a metal alloyed with lithium, a compound containing a metal alloyed with lithium and an alloy containing lithium, a conductive assistant consisting of at least one kind selected from the group consisting of carbon black, flaky graphite, Ketjen black, acetylene black, carbon fiber and others and a first binder 3, and a second binder 5 having an elastic modulus different from that of the first binder 1 and is 18 to 70% in voids. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電池用電極に関する。 The present invention relates to a battery electrode. さらに詳細には、本発明は、活物質の膨張・収縮が起きたとしても、電極における変形やクラック発生などを抑制することができ、二次電池のサイクル特性を向上させうる電池用電極に関する。 More particularly, the present invention also as an expansion and contraction of the active material occurs, it is possible to suppress the deformation or cracks in the electrode, a battery electrode capable of improving the cycle characteristics of the secondary battery.

近年、大気汚染や地球温暖化に対処するため、二酸化炭素量の低減が切に望まれている。 Recently, to deal with the air pollution and global warming, reduction in amount of carbon dioxide has been eagerly desired. 自動車業界では、電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV)の導入による二酸化炭素排出量の低減に期待が集まっており、これらの実用化の鍵を握るモータ駆動用二次電池の開発が盛んに行われている。 In the automotive industry, There are expectations in reducing carbon dioxide emissions by introduction of electric vehicles (EV) and hybrid electric vehicle (HEV), actively development of these practical motor driving secondary battery key to It has been made to.

モータ駆動用二次電池としては、携帯電話やノートパソコン等に使用される民生用リチウムイオン二次電池と比較して極めて高い出力特性、および高いエネルギーを有することが求められている。 As a secondary battery for driving the motor, it has extremely high output characteristics in comparison with lithium ion secondary batteries for consumer use that are used in cellular phones and notebook computers, etc., and high energy is demanded. 全ての電池の中で最も高い理論エネルギーを有するリチウムイオン二次電池が注目を集めており、現在急速に開発が進められている。 A lithium ion secondary battery having the highest theoretical energy among all batteries has attracted attention, it is rapidly developed currently underway.

リチウムイオン二次電池は、一般に、バインダを用いて正極活物質等を正極集電体の両面に塗布した正極と、バインダを用いて負極活物質等を負極集電体の両面に塗布した負極とが、電解質層を介して接続され、電池ケースに収納される構成を有している。 Lithium-ion secondary battery generally includes a positive electrode coated with the positive electrode active material or the like on both surfaces of the positive electrode current collector by using a binder, and a negative electrode using a binder of the negative electrode active material or the like is applied to both surfaces of the anode current collector but it is connected via an electrolyte layer, and has a structure that is accommodated in the battery case.

従来、リチウムイオン二次電池の負極には充放電サイクルの寿命やコスト面で有利な炭素・黒鉛系材料が用いられてきた。 Conventionally, preferably carbon-graphite material in the life and cost of the charging and discharging cycle has been used for the negative electrode of the lithium ion secondary battery. しかし、炭素・黒鉛系の負極材料ではリチウムイオンの黒鉛結晶中への吸蔵・放出により充放電がなされるため、最大リチウム導入化合物であるLiC から得られる理論容量372mAh/g以上の充放電容量が得られないという欠点がある。 However, the negative because the electrode material charging and discharging are done by occlusion and release into the graphite crystal of the lithium ion, the theoretical obtained from LiC 6 is the maximum introducing lithium compound capacity 372 mAh / g or more charge-discharge capacity of the carbon-graphite there is a disadvantage that can not be obtained. このため、炭素・黒鉛系負極材料で車両用途の実用化レベルを満足する容量、エネルギー密度を得るのは困難であると予想される。 Therefore, it is expected capacity to satisfy the practical level of vehicle applications in carbon-graphite-based negative electrode material, and it is difficult to obtain the energy density.

これに対し、負極にリチウムと合金化する材料を用いた電池は、従来の炭素・黒鉛系負極材料と比較しエネルギー密度が向上するため、車両用途における負極材料として期待されている。 In contrast, batteries using a material that is alloyed with lithium in the negative electrode, since the compared energy density and conventional carbon-graphite-based negative electrode material is increased, and is expected as the negative electrode materials in vehicle applications. 例えば、Si材料は、充放電において下記反応式(1)のように1molあたり4.4molのリチウムイオンを吸蔵放出し、Li 22 Si においては2000mAh/g程度もの理論容量を有する。 For example, Si material, the lithium ions 4.4mol per 1mol as the following reaction formula (1) storage and release in the charge and discharge, in the Li 22 Si 5 has a theoretical capacity of as much as about 2000mAh / g.

しかし、負極にリチウムと合金化する材料を用いたリチウムイオン二次電池は、充放電時の正極および負極の膨張収縮が大きい。 However, the lithium ion secondary battery using the material that alloys with lithium in the negative electrode has a large expansion and contraction of the positive electrode and the negative electrode during charging and discharging. 例えば、リチウムイオンを吸蔵した場合の体積膨張は、黒鉛では約1.2倍であるのに対し、Si材料では約4倍にも達する。 For example, the volume expansion in the case of inserting lithium ions, whereas about 1.2 times the graphite, as high as about 4 times the Si material. このような膨張収縮により、電極に応力集中が起こりクラックなどが発生し電極の劣化が劣化する問題がある。 Such expansion and contraction, deterioration such as cracks occur stress concentration on the electrode occurs electrodes there is a problem to deteriorate.

このような問題に対し、例えば、金属箔からなる負極集電体の上に、リチウムと反応しない導電性中間層を形成する。 To cope with problems, for example, on the negative electrode current collector made of a metal foil, to form a conductive intermediate layer which does not react with lithium. この導電性中間層の上にケイ素および/またはケイ素合金を含む負極活物質とバインダである弾性率の高いポリイミドとを含む負極層を形成している。 Forming a negative electrode layer containing a high modulus polyimide is a negative electrode active material and a binder containing silicon and / or silicon alloy on the conductive intermediate layer. したがって、負極層の変形を抑制し、負極層の密着性を向上させて、サイクル特性の向上を図っている(特許文献1参照)。 Therefore, to suppress the deformation of the negative electrode layer, to improve the adhesion of the negative electrode layer, and has (see Patent Document 1) to improve the cycle characteristics.
特開2006−269242号公報 JP 2006-269242 JP

しかしながら、特許文献1に記載の技術では、弾性率の高いバインダで活物質粒子を結着し負極層の変形を抑制しているため、放電時に活物質が収縮すると粒子が乖離して負極層でクラックが発生する可能性がある。 However, in the technique described in Patent Document 1, the active material particles with a high elastic modulus binder because it suppresses the deformation of the sintered wear and negative electrode layer, the negative electrode layer when the active material shrinks particles deviates during discharge there is a possibility that cracks may occur.

そこで本発明は、活物質の膨張・収縮が起きたとしても、電極における変形やクラック発生などを抑制することができ、二次電池のサイクル特性を向上させうる手段を提供することを目的とする。 The present invention, as the expansion and contraction of the active material occurs, it is possible to suppress the deformation or cracks in the electrode, and to provide a means capable of improving the cycle characteristics of the secondary battery .

本発明者らは、上記の課題に鑑み、鋭意研究を積み重ねた結果、活物質、導電助剤、およびバインダを造粒などの手段によりあらかじめ二次粒子とし、かつ電極の空隙率を所定の値とすることにより、活物質の膨張・収縮が起きたとしても、電極における変形、クラック発生、または破壊などを抑制することができ、二次電池のサイクル特性を向上させることができることを見出した。 The present inventors, in view of the above problem, a result of stacking intensive studies, the active material, conductive additive, and a binder and advance the secondary particles by such means as granulated, and the porosity of the electrode a predetermined value with, as the expansion and contraction of the active material occurs, deformation of the electrode, it is possible to suppress such cracking, or breaking, it found that it is possible to improve the cycle characteristics of the secondary battery.

すなわち、本発明は、体積膨張率が5%以上である活物質と、導電助剤と、第1バインダと、を含む二次粒子および前記第1バインダの弾性率と異なる弾性率を有する第2バインダを含み、空隙率が18〜70%である、電池用電極である。 That is, the present invention, the second having an active material volume expansion ratio is 5% or more, the conductive auxiliary agent, a first binder, the secondary particles and the first binder modulus different modulus comprising It includes a binder, porosity of 18-70%, a battery electrode.

本発明によれば、弾性率の大きいバインダにより、粒子間の結着力を高めると共に、弾性率の小さいバインダによって、粒子間に発生する力を緩和することができる。 According to the present invention, the large binder modulus, to increase the binding force between the particles, by a small binder modulus can alleviate forces generated between the particles. したがって、活物質の膨張・収縮が起きたとしても、電極における変形、クラック発生などを抑制することができ、二次電池のサイクル特性を向上させうる電池用電極が提供されうる。 Therefore, even if the expansion and contraction of the active material occurs, deformation of the electrode, such as cracks can be suppressed, battery electrode capable of improving the cycle characteristics of the secondary battery can be provided.

以下、本発明の好ましい実施の形態を説明する。 Hereinafter will be described the preferred embodiments of the present invention.

(構成) (Constitution)
本発明は、体積膨張率が5%以上である活物質、導電助剤、および第1バインダを含む二次粒子と、前記第1バインダの弾性率と異なる弾性率を有する第2バインダと、を含み、空隙率が18〜70%である、電池用電極である。 The present invention, the active material is a volume expansion ratio of 5% or more, conductive additive, and a secondary particle comprising a first binder and a second binder having a modulus of elasticity different from the elastic modulus of the first binder, the wherein, porosity of 18-70%, a battery electrode.

図1は、活物質、導電助剤、および第1バインダを含む二次粒子と、第2バインダとを含む本発明の電池用電極1を表した概略図である。 1, the active material, conductive auxiliary agent, and a secondary particle comprising a first binder is a schematic view showing a battery electrode 1 of the present invention and a second binder. なお、本発明においては、説明の都合上、図面が誇張されており、本発明の技術的範囲は、図面に掲示する形態に限定されない。 In the present invention, for convenience of explanation, it has been exaggerated drawings, the technical scope of the present invention is not limited to the mode of posting the drawings. また、図面以外の形態も採用されうる。 Also it forms other than drawings may be employed.

活物質2および導電助剤(図示せず)を、第1バインダ3の存在下、スプレードライヤーなどの装置を用いて造粒を行い、本発明の電極に用いられる二次粒子4を得る。 Active material 2 and a conductive aid (not shown), the presence of the first binder 3 performs granulation by using an apparatus such as a spray dryer, to obtain a secondary particle 4 used in the electrode of the present invention. この二次粒子4と第2バインダ5とを含むスラリーを金属箔6の表面上に塗布し、乾燥・プレスを行えば、第2バインダ5によって二次粒子4同士が互いに結着している活物質層7が形成され、二次電池の電極となる。 And the secondary particles 4 a slurry containing a second binder 5 is applied to the surface of the metal foil 6, by performing dry-pressing, active by the second binder 5 secondary particles 4 to each other are bound to each other material layer 7 is formed, and the electrode of the secondary battery. このような二次粒子4を含み、かつ所定の空隙率を有する電極1を用いることにより、活物質の膨張・収縮に起因する電極の変形、クラックの発生、または破壊などを抑制することができ、電池のサイクル特性を向上させることができる。 Include such secondary particles 4, and by using the electrode 1 having a predetermined porosity, it is possible to prevent deformation of the electrode due to expansion and contraction of the active material, occurrence of cracks or fracture and , it is possible to improve the cycle characteristics of the battery.

本発明において、前記第1バインダの弾性率と前記第2バインダの弾性率とは、異なる値を有する。 In the present invention, wherein the first binder modulus and the second binder modulus of, have different values. また、本発明の電池用電極の空隙率は、18〜70%である。 Further, the porosity of the cell electrode of the present invention is 18 to 70%. このような電極の構成とすることにより、前記活物質が膨張・収縮しても電極の変形、クラック発生、または破壊などを抑制することができる。 With the structure of such an electrode can be the active material is suppressed and the expansion and contraction and deformation of the electrode even, cracking, or breaking. この電極の変形等を抑制するメカニズムは、下記の通りであると推測される。 Mechanism suppressing deformation of the electrode is assumed to be as follows.

(1)第1バインダの弾性率が第2バインダの弾性率より大きい場合 弾性率が大きい第1バインダを用いて二次粒子を作製すると、二次粒子が強固に押し固められるため、二次粒子の体積膨張を最小限に抑えることができる。 (1) When the elastic modulus of the first binder to produce secondary particles using first binder modulus is greater than if the elastic modulus of the second binder is large, the secondary particles are compacted tightly, the secondary particles it is possible to suppress the volume expansion to a minimum. 二次粒子の応力ひずみは発生するが、二次粒子が小さいので電極の破壊モードには至らない。 Stress of the secondary particles distortion occurs, but does not lead to failure mode because the secondary particles are smaller electrode. その二次粒子を、柔軟性を有する弾性率の低い第2バインダで結着させることによって、体積膨張によるひずみを緩和することができる。 The secondary particles, by binding with second binder low modulus having flexibility, it is possible to alleviate the distortion due to volume expansion. また、適度な空孔を有することで、この緩和効果をさらに向上させることができる。 In addition, with the appropriate holes, it can be further improved with this relaxation effect. 電極全体の厚み変化も、最小限に抑えることが可能となる。 Change in thickness of the entire electrode, it becomes possible to minimize.

(2)第2バインダの弾性率が第1バインダの弾性率より大きい場合 柔軟性を有する第1バインダを用いて二次粒子を作製することで、一次粒子の体積膨張を許容する。 (2) By the elastic modulus of the second binder to prepare a secondary particle with a first binder having a greater than the elastic modulus flexibility of the first binder, allowing the volume expansion of the primary particles. これにより、二次粒子の応力集中によるひずみを抑制することができる。 Thus, it is possible to suppress the strain due to the stress concentration of the secondary particles. 弾性率の大きい第2バインダで電極全体をがっちり固めることで、電極全体の厚み変化を抑制することができる。 By consolidating the entire electrode firmly in greater second binder modulus, it is possible to suppress the change in thickness of the entire electrode. このときのポイントは、適度な空孔を持たせることで、二次粒子の膨張収縮ストロークを空孔の体積で吸収できるようにすることである。 The point of this time, by providing a suitable vacancy is to be able to absorb the expansion and contraction stroke of the secondary particles in a volume of pores. このようにして、ひずみも小さく厚み変化も小さい、サイクル安定性が高い電極ができる。 In this way, the strain is small smaller thickness change, cycle stability can high electrode.

上記のように、前記第1バインダの弾性率と前記第2バインダの弾性率とは、異なる値を有する。 As described above, the elastic modulus of the second binder and the elastic modulus of the first binder has a different value. 前記第1バインダの弾性率値および前記第2バインダの弾性率値は、特に制限されない。 The modulus values ​​of the elastic modulus value and the second binder of the first binder is not particularly limited. しかしながら、前記第1バインダの弾性率が前記第2バインダの弾性率より大きい場合、前記第1バインダの弾性率は2.0GPa以上であることが好ましく、より好ましくは2.2GPa以上、さらに好ましくは2.8GPa以上である。 However, if the first is greater than the binder modulus of the second binder modulus of elasticity, it is preferable that the elastic modulus of the first binder is at least 2.0 GPa, more preferably 2.2GPa or more, more preferably it is 2.8GPa or more. なお、本発明の作用効果を得るという観点からは、前記第1バインダの弾性率の上限値は特に制限されない。 In view of the advantages of the present invention, the upper limit of the elastic modulus of the first binder is not particularly limited. この際、第2バインダの弾性率は、1.7GPa以下であることが好ましく、より好ましくは0.7GPa以下であり、さらに好ましくは0.4GPa以下である。 In this case, the elastic modulus of the second binder is preferably not more than 1.7 GPa, more preferably not more than 0.7 GPa, more preferably not more than 0.4 GPa. なお、本発明の作用効果を得るという観点からは、前記第2バインダの弾性率の下限値は特に制限されない。 In view of the advantages of the present invention, the lower limit of the elastic modulus of the second binder is not particularly limited.

また、前記第2バインダの弾性率が前記第1バインダの弾性率より大きい場合、前記第2バインダの弾性率は2.0GPa以上であることが好ましく、より好ましくは2.2GPa以上であり、さらに好ましくは2.8GPa以上である。 Further, if the elastic modulus of the second binder is larger than the elastic modulus of the first binder, it is preferable that the elastic modulus of the second binder is more than 2.0 GPa, more preferably not less than 2.2 GPa, still preferably it is greater than or equal to 2.8GPa. なお、本発明の作用効果を得るという観点からは、前記第2バインダの弾性率の上限値は特に制限されない。 In view of the advantages of the present invention, the upper limit of the elastic modulus of the second binder is not particularly limited. この際、第1バインダの弾性率は、1.7GPa以下であることが好ましく、より好ましくは0.7GPa以下であり、さらに好ましくは0.4GPa以下である。 In this case, the elastic modulus of the first binder is preferably not more than 1.7 GPa, more preferably not more than 0.7 GPa, more preferably not more than 0.4 GPa. なお、本発明の作用効果を得るという観点からは、前記第1バインダの弾性率の下限値は特に制限されない。 In view of the advantages of the present invention, the lower limit of the elastic modulus of the first binder is not particularly limited. なお、本発明において、前記弾性率は、JIS K 7161(プラスチック−引張特性の試験方法 第1部:通則)に記載の方法により測定した値を採用するものとする。 In the present invention, the elastic modulus, JIS K 7161 (Plastics - test method for tensile properties Part 1: General rules) shall be a value measured by the method described in.

本発明の電極に含まれる活物質の体積膨張率は、5%以上である。 The volume expansion rate of the active material contained in the electrode of the present invention is 5% or more. 体積膨張率の大きな活物質を電極に用いた場合、充放電によりリチウムを吸蔵・放出する際に起こる活物質の膨張・収縮が大きくなる。 When using a large active material volume expansion rate to the electrode, the expansion and contraction of the active material that occurs when it absorbs and releases lithium increases by charging and discharging. この活物質の大きな膨張・収縮により、活物質の微粉化に伴うサイクル劣化、応力集中や変形などにより電極に発生するクラックによる劣化、活物質層の集電体からの剥離などを引き起こすという問題が従来あった。 The large expansion and contraction of the active material, cycle deterioration caused by pulverization of the active material, deterioration due to cracks generated in the electrode due to stress concentration and deformation, the problem of causing peeling of the active material from the current collector layer there was conventional. しかしながら、本発明の電池用電極は、体積膨張率の大きな活物質を用いても、上記のように推測されるメカニズムにより、電極の変形や破壊などを抑制することができ、電池のサイクル特性を向上させうる。 However, the battery electrode of the present invention, even when using a large active material volume expansion rate, by a mechanism which is estimated as described above, such as deformation or breakage of the electrode can be suppressed, the cycle characteristics of the battery It can be improved. 本発明の効果がより現れやすいという観点においては、活物質の体積膨張率は、好ましくは5〜20%であり、より好ましくは10〜20%である。 In the viewpoint that the effect is more likely to appear in the present invention, the volume expansion rate of the active material is preferably 5-20%, more preferably 10 to 20%.

また、本発明の電池用電極の空隙率は18〜70%である。 Further, the porosity of the cell electrode of the present invention is 18 to 70%. 電極の空隙率が18%未満の場合、二次粒子の膨張・収縮のストロークが確保できず、電極の変形、クラックの発生、または破壊などを招く虞がある。 If the porosity of the electrode is less than 18%, can not be secured stroke of expansion and contraction of the secondary particles, there is a possibility of causing deformation of the electrodes, the occurrence of cracks or fracture and the like. 一方、電極の空隙率が70%を超える場合、電極の体積が大きくなりすぎ、電池の体積あたりの容量密度が低下する虞がある。 On the other hand, if the porosity of the electrode is more than 70%, the volume of the electrode becomes too large, there is a fear that the capacity density per volume of the battery is reduced. 前記空隙率は30〜65%であることが好ましく、40〜60%であることがより好ましい。 Preferably the porosity is 30 to 65%, more preferably 40 to 60%. 該空隙率は、活物質層のプレス処理の条件により適宜調節されうる。 The air Sukiritsu may be appropriately adjusted by the conditions of pressing the active material layer. なお、本発明において、前記空隙率は、下記数式1により算出した値を採用するものとする。 In the present invention, the porosity shall be adopted value calculated by Equation 1 below.

以下、本発明の電池用電極を用いた電池の構成の一例について説明する。 Hereinafter, an example of a cell configuration using the cell electrode of the present invention. ここで説明する電極は、負極の活物質層において、活物質、導電助剤、および第1バインダを含む二次粒子を含む。 Electrodes described here, including the active material layer of the negative electrode active material, conductive additive, and a secondary particle comprising a first binder. しかし、本発明の技術的範囲は、かような形態のみには制限されず、正極のみが上述の二次粒子を含む形態、または正極および負極の双方が上述の二次粒子を含む形態もまた、包含しうる。 However, the technical scope of the present invention is not limited only to such forms, forms only a positive electrode having secondary particles form or the positive electrode and both the negative electrode, described above, including the above-mentioned secondary particles also , it may encompass. 支持塩(リチウム塩)、電解質、その他必要に応じて添加される化合物の選択については、特に制限はなく、使用用途に応じて従来公知の知見を参照して、適宜選択すればよい。 Supporting salt (lithium salt), electrolyte, for the choice of adding the compounds according other necessary is not particularly limited, with reference to conventionally known knowledge in accordance with the intended use, may be selected. 以下、本発明の電池用電極を構成する部材について、詳細に説明する。 Hereinafter, the members constituting the battery electrode of the present invention will be described in detail.

[活物質層] [Active material layer]
<活物質> <Active substance>
本発明の電池用電極は、活物質層を含む。 Cell electrode of the present invention comprise an active material layer. 活物質層は、充放電反応の中心を担う活物質を含む層である。 Active material layer is a layer containing an active material plays a central charge-discharge reaction. 本発明においては、正極活物質層および負極活物質層の少なくとも一方において、体積膨張率が5%以上の活物質、導電助剤および第1バインダを含む二次粒子を含む。 In the present invention, it comprises at least one of the cathode active material layer and the anode active material layer, at least 5% of the active material volume expansion ratio, a secondary particle comprising a conductive auxiliary agent and a first binder. 本発明の電極が正極として用いられる場合には、二次粒子は正極活物質を含む。 When the electrode of the present invention is used as the positive electrode, the secondary particles comprise a positive electrode active material. 一方、本発明の電極が負極として用いられる場合には、二次粒子は負極活物質を含む。 On the other hand, when the electrode of the present invention is used as a negative electrode, the secondary particles comprise a negative electrode active material.

前記のような体積膨張率を有する負極活物質の具体的な例としては、例えば、スズ、ケイ素、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、ゲルマニウム、カルシウム、鉛、インジウムなどのリチウムと合金化する金属、酸化スズ、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化ゲルマニウム、酸化カルシウム、酸化鉛、酸化インジウムなどの前記リチウムと合金化する金属を含む化合物、リチウム−スズ合金、リチウム−ケイ素合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−鉛合金、リチウム−ビスマス合金、リチウム−インジウム合金、リチウム−インジウム−ガリウム合金などのリチウムを含む合金などが好ましく挙げられる。 Specific examples of the negative electrode active material having a volume expansion rate as described above, for example, tin, silicon, aluminum, magnesium, zinc, germanium, calcium, lead, metal alloyed with lithium, such as indium tin oxide , silicon oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, zinc oxide, germanium oxide, calcium oxide, lead oxide, a compound containing a metal of the alloy with lithium, such as indium oxide, lithium - tin alloy, a lithium - silicon alloys, lithium - aluminum alloy, a lithium - lead alloy, lithium - bismuth alloy, lithium - indium alloy, a lithium - indium - an alloy comprising lithium such as gallium alloys preferred. また、天然グラファイト、人造グラファイト等のグラファイト系炭素材料なども好適に用いることができる。 Further, it is possible to use natural graphite, etc. may suitably graphite-based carbon materials such artificial graphite. これら負極活物質は、単独で用いてもよく、場合によっては、2種以上の負極活物質が併用されてもよい。 These negative electrode active materials may be used alone, in some cases, two or more negative electrode active materials may be used in combination.

また、前記のような体積膨張率を有する正極活物質の具体的な例としては、例えば、リチウム−ニッケル複合酸化物、リチウム−コバルト複合酸化物、リチウム−鉄複合酸化物、リチウム−ニッケル−コバルト複合酸化物、リチウム−金属リン酸化合物、およびリチウム−遷移金属硫酸化合物などが挙げられる。 As a specific example of the positive electrode active material having a volume expansion rate as described above, for example, a lithium - nickel composite oxide, lithium - cobalt composite oxide, lithium - iron composite oxide, lithium - nickel - cobalt composite oxide, lithium - metal phosphate compound, and lithium - and the like transition metal sulfate compounds. 場合によっては、2種以上の正極活物質が併用されてもよい。 Two or more kinds of positive electrode active materials may be used in combination.

前記二次粒子に含まれる活物質の平均粒径は、2μm以下であることが好ましく、より好ましくは1μm以下である。 The average particle size of the active material contained in the secondary particles is preferably 2μm or less, more preferably 1μm or less. なお、本発明の作用効果を得るという観点からは、活物質の平均粒径の下限値は特に制限されない。 In view of the advantages of the present invention, the lower limit of the average particle size of the active material is not particularly limited. しかし、電池の高出力化、ならびに活物質の高分散性および凝集抑制という観点から、活物質の平均粒径は、好ましくは1μm以上であり、より好ましくは2μm以上である。 However, higher output of the battery, as well as from the viewpoint of high dispersibility and aggregation-inhibiting active material, the average particle size of the active material is preferably 1μm or more, and more preferably 2μm or more. なお、本発明において、活物質の平均粒径は、JIS R1629に記載の方法により測定したものを採用するものとする。 In the present invention, the average particle size of the active substance shall be adopted as measured by the method described in JIS R1629.

<導電助剤> <Conductive aid>
また、前記二次粒子には導電助剤が含まれる。 Further, the secondary particles include conductive aid. 導電助剤は活物質と共に二次粒子を形成し、活物質層の導電性を向上させる役割を果たす。 Conductive additive to form secondary particles with the active material, improving the conductivity of the active material layer plays a role. 導電助剤の例としては、カーボンブラック、鱗片状黒鉛、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、または気相成長炭素繊維(VGCF;登録商標)などの種々の炭素繊維などが挙げられる。 Examples of the conductive auxiliary agent include carbon black, flake graphite, Ketjen black, acetylene black or vapor grown carbon fibers, (VGCF; registered trademark) and the like various carbon fibers such as.

<第1バインダ> <First binder>
さらに、前記二次粒子には、第1バインダが含まれる。 Further, the secondary particle includes a first binder. 第1バインダは、二次粒子を形成させるために、二次粒子に含まれる活物質と導電助剤とを結着させる役割を果たす添加剤である。 The first binder, to form a secondary particle, play a role additives to bind the active material and the conductive additive included in the secondary particles. 前記第1バインダは、活物質と導電助剤とを結着できるものであれば特に制限されない。 Wherein the first binder is not particularly limited as long as it can bind the active material and conductive auxiliary agent. 具体的な例としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリイミド、セルロース、カルボキシメチルセルロース、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体およびその水素添加物、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体およびその水素添加物などの熱可塑性高分子、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルプロピナール、ポリビニ As a specific example, for example, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyacrylonitrile, polyamide, polyimide, cellulose, carboxymethyl cellulose, ethylene - vinyl acetate copolymer, polyvinyl chloride, styrene-butadiene rubber, isoprene rubber, butadiene rubber , ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene-diene copolymer, styrene-butadiene-styrene block copolymer and its hydrogenated product, a thermoplastic polymer such as styrene-isoprene-styrene block copolymer and its hydrogenated product , ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 1,3-butylene glycol, polyvinyl alcohol, polyvinyl propylene knurl, polyvinyl ブチラール、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール等のヒドロキシル基含有化合物、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)等のフッ素樹脂、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン系フッ素ゴム(VDF−HFP系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオ Butyral, polyacrylamide, polyethylene glycol, polypropylene glycol, hydroxyl group-containing compounds such as polybutylene glycol, polyvinylidene fluoride (PVdF), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), poly polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), polyvinylidene vinyl (PVF) or fluorine resin, vinylidene fluoride - hexafluoropropylene-based fluorine rubber (VDF-HFP-based fluorine rubber), vinylidene fluoride イド−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−HFP−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン系フッ素ゴム(VDF−PFP系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−PFP−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−パーフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−PFMVE−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−クロロトリフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−CTFE系フッ素ゴム)等のビニリデンフルオライド系フッ素ゴム等が挙げられる。 Id - hexafluoropropylene - tetrafluoroethylene fluorocarbon rubber (VDF-HFP-TFE-based fluorine rubber), vinylidene fluoride - hexafluoropropylene-based fluorine rubber (VDF-PFP-based fluorine rubber), vinylidene fluoride - hexafluoropropylene - tetrafluoroethylene fluorocarbon rubber (VDF-PFP-TFE-based fluorine rubber), vinylidene fluoride - perfluoromethyl vinyl ether - tetrafluoroethylene fluorocarbon rubber (VDF-PFMVE-TFE-based fluorine rubber), vinylidene fluoride - chlorotrifluoroethylene vinylidene fluoride-based fluorine rubber such as ethylene-based fluorine rubber (VDF-CTFE-based fluorine rubber) and the like. これらのバインダは単独でも、または2種以上組み合わせて使用してもよい。 These binders may be used in combination alone, or two or more.

第1バインダとしてポリイミドを用いる場合、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸をイミド化して得られるポリイミドも用いてもよい。 If polyimide is used as the first binder, polyimide may also be used to obtain a polyamic acid which is a precursor of polyimide imidized. 例えば、前記活物質および前記導電助剤とともに、前記ポリアミック酸を含む二次粒子を形成しておき、その後アニール処理を行い、ポリアミック酸をイミド化することにより得られるポリイミドを用いることができる。 For example, together with the active material and the conductive additive, previously formed secondary particles containing the polyamic acid, then annealing is performed, it is possible to use a polyimide obtained by imidizing the polyamic acid. この際、アニール処理の条件については、ポリイミドが所望の弾性率を有するように、処理温度と処理時間とを適宜選択すればよい。 At this time, for the condition of the annealing process, so that the polyimide has the desired elastic modulus, may be appropriately selected and processing temperature and processing time. 前記ポリアミック酸は、例えば、市販されているポリアミック酸を含む溶液を用いることができる。 The polyamic acid can be used, for example, a solution containing a polyamic acid which is commercially available.

前記二次粒子中の活物質の含有量を(A)とし、前記二次粒子中の導電助剤の含有量を(B)とし、前記二次粒子中の第1バインダの含有量を(C)とする。 Wherein the content of active material in the secondary particles and (A), wherein the content of the conductive additive in the secondary particles (B), and wherein the content of the first binder in the secondary particles (C ) to. このとき、(Aは40〜97質量%、(B)は0〜48質量%、(C)は3〜20質量%(ただし、(A)、(B)、(C)の合計は100質量%である)であることが好ましい。 In this case, (A is 40 to 97 mass%, (B) is 0 to 48 wt%, (C) 3 to 20 wt% (provided that, (A), (B), total 100 weight of (C) a is) is preferably%.

<第2バインダ> <Second binder>
本発明の電池用電極には、さらに第2バインダが含まれる。 The cell electrode of the present invention further includes a second binder. 前記第2バインダは、二次粒子同士を結着させる役割を果たす。 The second binder serves to bind the secondary particles with each other.

第2バインダとして用いられる材料の具体的な例は、前記第1バインダの場合と同様であるのでここでは説明を省略する。 Specific examples of the materials used as the second binder, will not be described here are the same as those of the first binder. この際、該第2バインダは、上述のように、前記二次粒子中の第1バインダの弾性率とは異なる弾性率を有する材料を選択する。 At this time, the second binder, as described above, to select a material having a different modulus of elasticity than the modulus of elasticity of the first binder in the secondary particles.

前記第2バインダとしてポリイミドを用いる場合、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を用いて前記二次粒子とともに塗膜を形成し、乾燥・プレスの後にアニール処理を行うことにより得られるポリイミドを用いてもよい。 If polyimide is used as the second binder, it is a polyimide obtained by using a polyamic acid which is a precursor of the polyimide coating film was formed with the secondary particles, the annealing treatment after the drying press good. この際、アニール処理の条件は、第1バインダの欄で述べたように、ポリイミドが所望の弾性率を有するように、処理温度と処理時間とを適宜選択すればよい。 At this time, conditions of the annealing process, as described in the section of the first binder, such polyimide has the desired elastic modulus, it may be appropriately selected and processing temperature and processing time.

活物質層において、第2バインダによる二次粒子同士の結着性をより向上させるという観点から、前記第1バインダの弾性率が前記第2バインダの弾性率よりも大きい場合、前記第1バインダの融点は前記第2バインダの融点より高いことが好ましい。 In the active material layer, from the viewpoint of further improving the binding property between the secondary particles of the second binder, if the elastic modulus of the first binder is larger than the elastic modulus of the second binder, the first binder melting point is preferably higher than the melting point of the second binder. 前記のような融点の関係を有する第1バインダおよび第2バインダを選び、かつ前記第2バインダの融点以上であり第1バインダの融点以下である温度で活物質層をプレスする。 Select the first binder and the second binder has a melting point of relationship as described above, and pressing the active material layer in the and the second binder melting point than the first binder temperature is below the melting point. こうすることにより、前記二次粒子の構造に変化を与えることなく、第2バインダによる二次粒子同士の結着性をより向上させることができる。 By doing so, without that changes the structure of the secondary particles, it is possible to improve the binding property between the secondary particles of the second binder. なお、本発明において、前記融点は、JIS K6935−2 8.3.3に記載の方法により測定した値を採用するものとする。 In the present invention, the melting point shall be a value measured by a method described in JIS K6935-2 8.3.3.

前記活物質層中の二次粒子の含有量を(D)とし、二次粒子を形成する導電助剤以外の前記活物質層中の導電助剤の含有量を(E)とし、前記活物質層中の第2バインダの含有量を(F)とする。 The active content of the secondary particles of the material layer and (D), the content of the conductive auxiliary agent in the active material layer other than the conductive additive to form secondary particles and (E), the active material the content of the second binder in the layer and (F). このとき、(D)は40〜97質量%、(E)は0〜48質量%、(F)は3〜20質量%(ただし、(D)、(E)、(F)の合計は100質量%である)であることが好ましい。 At this time, (D) 40 to 97% by weight, (E) is 0 to 48 wt%, (F) 3-20 wt% (however, (D), (E), total 100 (F) it is preferably a mass%).

本発明の電池用電極は、さらに集電体を含んでいても良い。 Cell electrode of the present invention may further comprise a current collector. 集電体は、アルミニウム箔、ニッケル箔、銅箔、ステンレス(SUS)箔など、電子伝導性の材料から構成されるか、または含有する。 The current collector, or aluminum foil, nickel foil, copper foil, stainless (SUS) foil, etc., is composed of an electron conductive material, or contains. 集電体の一般的な厚さは、1〜30μmである。 A typical thickness of the collector is 1 to 30 [mu] m. ただし、この範囲を外れる厚さの集電体を用いてもよい。 It is also possible to use a current collector thickness out of this range.

集電体の大きさは、電池の使用用途に応じて決定される。 The size of the collector is determined depending on the intended use of the battery. 大型の電池に用いられる大型の電極を作製するのであれば、面積の大きな集電体が用いられる。 If for making large electrodes used in a large cell, a large collector area is used. 小型の電極を作製するのであれば、面積の小さな集電体が用いられる。 If for making small electrodes, a small collector area is used.

活物質層には、必要であれば、その他の物質が含まれてもよい。 The active material layer, if necessary, may include other materials. 例えば、前記二次粒子を形成する導電助剤以外の導電助剤等が含まれうる。 For example, it can include the like conductive additive other than the conductive additive to form secondary particles. また、全固体ポリマー電池用の電極として使用する場合には、イオン伝導性ポリマーの電極中への導入方法として、電極作製後に、イオン伝導性ポリマー溶液を電極中に染み込ませた後に重合する方法と、スラリーの段階でイオン伝導性ポリマーを導入する方法がある。 Furthermore, when used as an electrode for all solid polymer cells, as a method of introducing into the electrodes of the ion conductive polymer, after electrode fabrication, and a method of polymerizing after impregnated with ion-conducting polymer solution into the electrode , there is a method of introducing the ion-conducting polymer in a slurry phase.

導電助剤の具体例は、上述と同様であるため、ここでは説明を省略する。 Specific examples of the conductive aid is the same as that described above, description thereof is omitted here.

支持塩(リチウム塩)としては、Li(C SO N、LiPF 、LiBF 、LiClO 、LiAsF 、LiCF SO 等が挙げられる。 The supporting salt (lithium salt), Li (C 2 F 5 SO 2) 2 N, LiPF 6, LiBF 4, LiClO 4, LiAsF 6, LiCF 3 SO 3 , and the like.

イオン伝導性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンオキシド(PEO)系およびポリプロピレンオキシド(PPO)系のポリマーが挙げられる。 The ion-conducting polymer, for example, polyethylene oxide (PEO) polymer and polypropylene oxide (PPO) -based polymers. ここで、前記ポリマーは、本発明の電極が採用される電池の電解質層において用いられるイオン伝導性ポリマーと同じであってもよく、異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。 Here, the polymer may be the same as the ion conductive polymer used in the electrolyte layer of the battery electrode of the present invention is employed, but may be different, preferably the same.

重合開始剤は、イオン伝導性ポリマーの架橋性基に作用して、架橋反応を進行させるために配合される。 Polymerization initiator, acts on the cross-linking group of the ion conductive polymer, is formulated in order to proceed the crosslinking reaction. 開始剤として作用させるための外的要因に応じて、光重合開始剤、熱重合開始剤などに分類される。 Depending on external factors to act as an initiator, a photopolymerization initiator is classified into such a thermal polymerization initiator. 重合開始剤としては、例えば、熱重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)や、光重合開始剤であるベンジルジメチルケタール(BDK)等が挙げられる。 As the polymerization initiator, for example, a thermal polymerization initiator azobisisobutyronitrile (AIBN) or, benzyl dimethyl ketal (BDK), and the like is a photopolymerization initiator.

活物質層に含まれる、二次粒子および第2バインダ以外の成分の配合比は、特に限定されず、リチウムイオン二次電池についての公知の知見を適宜参照することにより、調整されうる。 In the active material layer, the compounding ratio of the components other than the secondary particles and the second binder is not particularly limited, by appropriately referring to known knowledge about the lithium-ion secondary batteries, may be adjusted.

活物質層の厚さについても特に制限はなく、リチウムイオン二次電池についての従来公知の知見が適宜参照されうる。 There is no particular limitation on the thickness of the active material layer, conventionally known knowledge about the lithium-ion secondary battery can be appropriately referred to. 一例を挙げると、活物質層の厚さは、好ましくは10〜100μm程度であり、より好ましくは20〜50μmである。 The thickness of an example, the active material layer is preferably about 10 to 100 [mu] m, more preferably 20 to 50 m. 活物質層が10μm程度以上であれば、電池容量が充分に確保されうる。 If active material layer is not less than about 10 [mu] m, the battery capacity can be sufficiently secured. 一方、活物質層が100μm程度以下であれば、電極深部(集電体側)にリチウムイオンが拡散しにくくなることに伴う内部抵抗の増大という問題の発生が抑制されうる。 On the other hand, if the active material layer is more than about 100 [mu] m, the generation of the electrode deeper problem (collector side) to increase in internal resistance due to the lithium ions are difficult to diffuse can be suppressed.

(製造方法) (Production method)
続いて、本発明の電池用電極の製造方法を説明する。 Next, a method for manufacturing a battery electrode of the present invention.

本発明の電極は、例えば、活物質、導電助剤、および第1バインダから二次粒子を形成し(二次粒子形成工程)、得られた二次粒子および第2バインダを溶媒に添加することにより、二次粒子スラリーを調製する(二次粒子スラリー調製工程)。 Electrode of the present invention, for example, the active material, conductive additive, and the first to form secondary particles from the binder (secondary particle forming step), the secondary particles and the second binder obtained is added to the solvent Accordingly, to prepare a secondary particle slurry (secondary particle slurry preparation step). さらに、この二次粒子スラリーを集電体の表面に塗布し、乾燥させることにより塗膜を形成し(塗膜形成工程)、前記塗膜形成工程を経て作製された積層体を積層方向にプレスする(プレス工程)ことにより、製造されうる。 Furthermore, press the secondary particle slurry was coated on the surface of the current collector, a coating film was formed by drying (coating film formation step), the coating film forming step laminates produced through the in the stacking direction to the (pressing step) it can be prepared. 前記第1バインダおよび前記第2バインダの少なくとも一方にポリイミドを用いる場合は、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸をイミド化する工程をさらに含んでもよい。 The case of using the polyimide on at least one of the first binder and the second binder may further comprise the step of imidizing the polyamic acid which is a precursor of polyimide.

二次粒子スラリーにイオン伝導性ポリマーが添加され、当該イオン伝導性ポリマーを架橋させる目的で重合開始剤がさらに添加される場合には、塗膜形成工程における乾燥と同時に、または当該乾燥の前もしくは後に、重合処理を施してもよい(重合工程)。 Is added ion-conducting polymer in the secondary particle slurry, in the case where the polymerization initiator for the purpose of crosslinking the ion conductive polymer is further added simultaneously with the drying in the coating film forming step, or previous the drying or later, it may be subjected to polymerization treatment (polymerization step).

以下、かような製造方法について、工程順に詳細に説明するが、下記の形態のみには制限されない。 Hereinafter, a Such a manufacturing method is described in detail in the order of processes, but are not limited only to the following embodiments.

[二次粒子形成工程] Secondary grain formation]
本工程においては、活物質、導電助剤、および第1バインダから二次粒子を形成する。 In this step, a secondary particle active material, conductive additive, and the first binder.

まず、第1バインダが溶解可能な溶媒を用い、この溶媒中に第1バインダを溶解させた後、活物質および導電助剤を分散させ、二次粒子形成用スラリーを調製する。 First, the first binder is used that can dissolve the solvent, the after the first binder dissolved in a solvent, the active material and conductive additive are dispersed, to prepare a secondary particle forming the slurry.

前記溶媒は、第1バインダが溶解可能であり、活物質および導電助剤が分散可能であれば特に制限されず、例えば、水、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)など用いることができる。 The solvent is first binder is soluble is not particularly limited as long as the active material and conductive additive can be dispersed, for example, water, N- methyl-2-pyrrolidone (NMP), N, N- dimethyl it can be used such as formamide (DMF).

次に、例えば、スプレードライヤー内に、前記で調製した二次粒子形成用スラリーを噴霧すると同時に乾燥させ、第1バインダにより活物質と導電助剤とを結着させ、二次粒子を得る。 Then, for example, in a spray dryer, the dried simultaneously spraying the secondary particle forming slurry prepared by, to bind the active material and conductive additive by first binder, to obtain a secondary particle. 造粒方法は上記の方法に制限されるものではなく、例えば、湿式粉砕造粒法、乾式粉砕造粒法、または電極作製後電極を崩して粉状にする方法などから適宜選択すればよい。 Granulation method is not limited to the above method, for example, wet grinding granulation method, may be appropriately selected from a method of the dry grinding granulation, or destroy the electrodes produced after electrode powder. 例えば、活物質の平均粒径が3μmを超える場合、あらかじめ第1バインダおよび導電助剤を含むスラリーが投入された湿式粉砕装置に活物質を投入する。 For example, the average particle size of the active material may exceed 3 [mu] m, to introduce the active material in a wet grinding apparatus slurry is turned containing advance first binder and conductive additive. それにより、活物質が平均粒径3μm以下の微粒子に粉砕されつつ、第1バインダによって導電助剤と結着し、上述のような二次粒子が調製されうる。 Thus, while the active material is pulverized to less fine average particle size 3 [mu] m, and a binder and conductive additive by a first binder, the secondary particles as described above can be prepared. 得られた二次粒子の粒径が大きい場合は、例えば、ミルなどを用いて粉砕してもよい。 When the particle diameter of the obtained secondary particles is large, for example, it may be ground by using a mill.

前記二次粒子の平均粒径は、好ましくは1〜20μm、より好ましくは1〜10μm、さらに好ましくは1〜5μmである。 The average particle diameter of the secondary particles is preferably from 1 to 20 [mu] m, more preferably 1 to 10 [mu] m, more preferably 1 to 5 [mu] m. 前記範囲内にあれば、リチウムイオンの拡散距離が長すぎないため好ましい。 If within the range, preferably the diffusion distance of lithium ions are not too long. なお、本発明において、前記二次粒子の平均粒径は、JIS R1629の方法により測定した値を採用するものとする。 In the present invention, the average particle diameter of the secondary particles is intended to a value measured by the method of JIS R1629.

なお、前記第1バインダとしてポリイミドを用いる場合、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を用いて二次粒子を形成し、本二次粒子形成工程の後にアニール処理を行い、ポリアミック酸をイミド化する工程をさらに含んでもよい。 In the case of using polyimide as the first binder, the step of using a polyamic acid which is a precursor of the polyimide to form secondary particles, an annealing process after the secondary particle forming step, imidizing polyamic acid it may further include a. この際、アニール処理の条件は、上述のように、ポリイミドが所望の弾性率を有するように、処理温度と処理時間とを適宜選択すればよい。 At this time, conditions of the annealing treatment, as described above, so that the polyimide has the desired elastic modulus, may be appropriately selected and processing temperature and processing time.

[二次粒子スラリー調製工程] Secondary particle slurry preparation step]
本工程においては、上記工程で得られた所望の二次粒子、第2バインダ、および必要に応じて他の成分(例えば、導電助剤、イオン伝導性ポリマー、支持塩(リチウム塩)、重合開始剤など)を、溶媒中で混合する。 In this step, the desired secondary particles obtained in the above step, a second binder, and optionally other components (e.g., conductive additive, ion conductive polymer, supporting salt (lithium salt), polymerization initiator the agent, etc.), are mixed in a solvent. このようにして、二次粒子スラリーを調製する。 Thus, to prepare a secondary particle slurry. この二次粒子スラリー中に配合される各成分の具体的な形態については、上記の本発明の電極の構成の欄において説明した通りであるため、ここでは詳細な説明を省略する。 Specific types of each ingredient incorporated in the secondary particles in the slurry, since as described in the section of the structure of the electrode of the present invention described above, a detailed description thereof will be omitted.

溶媒の種類は特に制限されず、電極製造について従来公知の知見が適宜参照されうる。 Type of solvent is not particularly limited, and conventionally known knowledge about the electrode manufacturing can be appropriately referred to. 溶媒の一例を挙げると、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、メチルホルムアミドなどが用いられうる。 As an example, N- methyl-2-pyrrolidone solvent (NMP), dimethyl formamide, dimethyl acetamide, methyl formamide may be used. 第2バインダとしてポリフッ化ビニリデン(PVdF)を採用する場合には、NMPを溶媒として用いるとよい。 When employing polyvinylidene fluoride (PVdF) as the second binder may be performed using NMP as the solvent.

混合手段も特に制限されないが、あらかじめ前記第2バインダを溶解させた溶液中に、前記二次粒子を分散させる方法を採用すれば、後述の塗膜形成工程で得られる塗膜において、二次粒子の分布が均一になりやすいため、好ましい。 Mixing means is not particularly limited, advance to the second solution by dissolving a binder, by adopting a method of dispersing the secondary particles in the coating film obtained by the film-forming step described later, the secondary particles easy distribution becomes uniform because, preferred.

[塗膜形成工程] [Coating film formation step]
続いて、集電体を準備し、上記で調製した二次粒子スラリーを当該集電体の表面に塗布し、乾燥させる。 Subsequently, to prepare a current collector, the secondary particle slurry prepared above was coated on the surface of the current collector, and dried. これにより、集電体の表面に二次粒子スラリーからなる塗膜が形成される。 Thus, a coating film made of the secondary particle slurry on the surface of the current collector is formed. この塗膜は、後述するプレス工程を経て、活物質層となる。 The coating, after the later pressing step, the active material layer.

準備する集電体の具体的な形態については、上記の本発明の電極の構成の欄において説明した通りであるため、ここでは詳細な説明を省略する。 Specific embodiment of the current collector to be ready, because as described in the section of the structure of the electrode of the present invention described above, a detailed description thereof will be omitted here.

二次粒子スラリーを塗布するための塗布手段も特に限定されないが、例えば、自走型コータ、ドクターブレード法、スプレー法などの一般的に用いられている手段が採用されうる。 Without being particularly limited application means for applying a secondary particle slurry, for example, self-propelled coater, a doctor blade method, may be employed means which are commonly used, such as spraying.

塗膜は、製造される電極における集電体と活物質層との所望の配置形態に応じて形成される。 The coatings are formed depending on the desired arrangement of the current collector and the active material layer in the electrode to be produced. 例えば、正極活物質および負極活物質のいずれか一方を含む塗膜が1枚の集電体の両面に形成される。 For example, a coating film containing either one of positive and negative electrode active materials are formed on both surfaces of one current collector.

その後、集電体の表面に形成された塗膜を乾燥させる。 Thereafter, drying the coating film formed on the surface of the current collector. これにより、塗膜中の溶媒が除去される。 Thus, the solvent in the coating film is removed.

塗膜を乾燥させるための乾燥手段も特に制限されず、電極製造について従来公知の知見が適宜参照されうる。 Drying means for drying the coating film is not particularly limited, conventionally known knowledge about the electrode manufacturing can be appropriately referred to. 例えば、加熱処理が例示される。 For example, heat treatment is exemplified. 乾燥条件(乾燥時間、乾燥温度など)は、二次粒子スラリーの塗布量やスラリーの溶媒の揮発速度に応じて適宜設定されうる。 Drying conditions (drying time, etc. The drying temperature) may be appropriately set in accordance with the volatilization rate of the solvent of the coating amount and the slurry of the secondary particle slurry.

塗膜が重合開始剤を含む場合には、さらに重合工程を行うことで、塗膜中のイオン伝導性ポリマーが架橋性基によって架橋される。 When the coating contains a polymerization initiator, by performing the polymerization step, ion-conductive polymer in the coating is crosslinked by crosslinking groups.

重合工程における重合処理も特に制限されることはなく、従来公知の知見を適宜参照すればよい。 Without being polymerized processed particularly well limited in the polymerization process, it may be referred to conventionally known knowledge appropriately. 例えば、塗膜が熱重合開始剤(AIBNなど)を含む場合には、塗膜に熱処理を施す。 For example, if the coating contains a thermal polymerization initiator (such as AIBN) is subjected to a heat treatment to the coating film. また、塗膜が光重合開始剤(BDKなど)を含む場合には、紫外光などの光を照射する。 Further, the coating film when it contains a photopolymerization initiator (such as BDK) irradiates light such as ultraviolet light. なお、熱重合のための熱処理は、上記の乾燥工程と同時に行われてもよいし、当該乾燥工程の前または後に行われてもよい。 The heat treatment for the thermal polymerization may be carried out simultaneously with the drying step may be performed before or after the drying step.

[プレス工程] [Press Step]
続いて、前記塗膜形成工程を経て作製された積層体を積層方向にプレスする。 Then, pressing the coating film forming step laminates produced through the in the stacking direction. これにより、本発明の電池用電極が完成する。 Thus, the battery electrode of the present invention is completed. この際、プレス条件を調節することにより、活物質層の空隙率が制御されうる。 At this time, by adjusting the pressing conditions, the porosity of the active material layer can be controlled.

プレス処理の具体的な手段やプレス条件は特に制限されず、プレス処理後の活物質層の空隙率が所望の値となるように、適宜調節されうる。 Specific means and pressing conditions of a press treatment is not particularly limited, as the porosity of the active material layer after the pressing treatment becomes a desired value can be appropriately adjusted. プレス処理の具体的な形態としては、例えば、ホットプレス機やカレンダーロールプレス機などが挙げられる。 Specific forms of pressing, for example, a hot pressing machine or a calender roll press.

なお、前記第2バインダとしてポリイミドを用いる場合、ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を用いて塗膜を形成し、本プレス工程の後にアニール処理を行い、ポリアミック酸をイミド化する工程をさらに含んでもよい。 In the case of using polyimide as the second binder, a coating film is formed by using a polyamic acid which is a precursor of polyimide, an annealing process after the pressing step, further comprise the step of imidizing the polyamic acid good. この際、アニール処理の条件は、上記と同様に、ポリイミドが所望の弾性率を有するように、処理温度と処理時間とを適宜選択すればよい。 At this time, conditions of the annealing treatment in the same manner as described above, so that the polyimide has the desired elastic modulus, may be appropriately selected and processing temperature and processing time.

本発明の電池用電極は、正極、負極、双極電極のいずれにも適用されうる。 Cell electrode of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, can also be applied to any of the bipolar electrode. 本発明の電極を、少なくとも1つの電極として含むリチウムイオン二次電池は、本発明の技術的範囲に属する。 The electrode of the present invention, a lithium ion secondary battery comprising as at least one electrode belongs to the technical scope of the present invention. 好ましくは、リチウムイオン二次電池を構成する負極が本発明の電極である。 Preferably, the negative electrode constituting the lithium ion secondary battery is an electrode of the present invention. かような構成を採用することにより、リチウムイオン二次電池の出力特性を効果的に向上させうる。 By adopting such an arrangement, it can effectively improve the output characteristics of the lithium ion secondary battery.

図2は、本発明の電池の代表的な一実施形態である、積層型の非双極型リチウムイオン二次電池(以下、単に「リチウムイオン電池」とも称する)の全体構造を模式的に表した断面概略図である。 Figure 2 is a representative embodiment of a battery of the present invention, the non-bipolar lithium ion secondary battery of a laminated type (hereinafter, simply referred to as "lithium ion battery") has the overall structure of a schematically shown it is a schematic cross-sectional view. 図2に示すように、本実施形態のリチウムイオン電池10では、電池外装材22に高分子−金属を複合したラミネートフィルムを用いて、その周辺部の全部を熱融着にて接合する。 As shown in FIG. 2, in the lithium ion battery 10 of this embodiment, a polymer battery outer package 22 - using a laminated film in which a composite metal, joining the whole of its periphery at heat fusion. かようにして発電要素17を収納し密封した構成を有する。 Having housed sealed constituting the power generating element 17 in the song. 発電要素17の具体的な構成要素は以下の通りである。 Specific components of the power generating element 17 is as follows.

発電要素17は、正極集電体11の両面に正極活物質層12が形成されてなる正極と、電解質層13と、負極集電体14の両面に負極活物質層15が形成されてなる負極とからなる単電池層16が複数積層された構成を有する。 Power generating element 17, a positive electrode active material layer 12 on both surfaces of the cathode current collector 11 is formed, a negative electrode and an electrolyte layer 13, the negative electrode active material layer 15 is formed on both sides of the negative electrode current collector 14 It has a structure in which single cell layers 16 are stacked consisting of. この際、一の正極の片面の正極活物質層12と前記一の正極に隣接する一の負極の片面の負極活物質層15とが、電解質層13を介して向き合うように、正極、電解質層13、負極がこの順に積層されている。 At this time, as one and the positive electrode of one side of the positive electrode active material layer 12 and the one of the anode active material layer 15 of one side of one negative electrode adjacent to the positive electrode, facing via the electrolyte layer 13, a positive electrode, an electrolyte layer 13, the negative electrode are laminated in this order. なお、単電池層16の積層数に特に制限はなく、例えば、好ましくは5〜40層、より好ましくは10〜30層である。 Note that particularly limited number of stacked unit cell layers 16 are not, for example, preferably 5 to 40 layers, more preferably 10 to 30 layers.

上述した構成とすることにより、隣接する正極集電体11、正極活物質層12、電解質層13、負極活物質層15および負極集電体14は、一つの単電池層16を構成する。 With the structure described above, the adjacent positive electrode collector 11, positive electrode active material layer 12, electrolyte layer 13, the negative electrode active material layer 15 and the negative electrode collector 14 constitute one unit cell layer 16. したがって、本実施形態のリチウムイオン電池10は、単電池層16が複数積層されることで、電気的に並列接続されてなる構成を有するともいえる。 Therefore, the lithium ion battery 10 of this embodiment, by single cell layers 16 are stacked, it can be said to have an electrically connected in parallel becomes a configuration. なお、発電要素17の両最外層に位置する最外層負極集電体14aには、いずれも片面のみに負極活物質層15が形成されている。 Note that the outermost negative electrode current collector 14a which is located on both the outermost layer of the power generating element 17, both the anode active material layer 15 only on one side is formed.

また、上記の各電極(正極および負極)と導通される正極タブ18および負極タブ19が、正極端子リード20および負極端子リード21を介して各電極の正極集電体11および負極集電体14に超音波溶接や抵抗溶接等により取り付けられている。 Also, the positive electrode tab 18 and the negative electrode tab 19 is electrically connected to the respective electrodes of the (positive and negative electrodes) are each via a positive electrode terminal lead 20 and the negative electrode terminal lead 21 electrode positive electrode current collector 11 and the negative electrode collector 14 a are attached by ultrasonic welding or resistance welding. これにより正極タブ18および負極タブ19は、上記ラミネートフィルムの周辺部の熱融着にて接合された部位より上記の電池外装材22の外部に露出される構造を有している。 This positive electrode tab 18 and the negative electrode tab 19 by has a structure that is exposed to the outside of the laminate film from the site which is joined by heat fusion of the peripheral portion of the cell outer package 22.

[電解質層] [Electrolyte layer]
電解質層13を構成する電解質としては、液体電解質またはポリマー電解質が用いられうる。 The electrolyte constituting the electrolyte layer 13, liquid electrolyte or polymer electrolyte may be used.

液体電解質は、可塑剤である有機溶媒に支持塩であるリチウム塩が溶解した形態を有する。 The liquid electrolyte has a form in which the lithium salt is an organic solvent to a support salt plasticizers dissolved. 可塑剤として用いられうる有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート(EC)やプロピレンカーボネート(PC)等のカーボネート類が例示される。 Examples of the organic solvent usable as the plasticizer include carbonates such as ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC) and the like. また、支持塩(リチウム塩)としては、LiBETI等の電極の活物質層に添加されうる化合物が同様に採用されうる。 As the supporting salt (lithium salt), a compound can be added to the active material layer of the electrode, such as LiBETI may be employed as well. 一方、ポリマー電解質は、電解液を含むゲル電解質と、電解液を含まない真性ポリマー電解質に分類される。 On the other hand, the polymer electrolyte is a gel electrolyte containing an electrolyte is classified into intrinsic polymer electrolyte containing no electrolytic solution.

ゲル電解質は、イオン伝導性ポリマーからなるマトリックスポリマーに、上記の液体電解質が注入されてなる構成を有する。 Gel electrolyte, the matrix polymer made of ion conductive polymer has a structure in which the liquid electrolyte is formed by injection. マトリックスポリマーとして用いられるイオン伝導性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンオキシド(PEO)、ポリプロピレンオキシド(PPO)、およびこれらの共重合体等が挙げられる。 The ion conductive polymer used as the matrix polymer, e.g., polyethylene oxide (PEO), polypropylene oxide (PPO), and copolymers thereof, and the like. かようなポリアルキレンオキシド系ポリマーには、リチウム塩などの電解質塩がよく溶解しうる。 The Such polyalkylene oxide polymer, the electrolyte salt such as lithium salt may be dissolved well.

なお、電解質層が液体電解質やゲル電解質から構成される場合には、電解質層にセパレータを用いてもよい。 Incidentally, in the case composed of the electrolyte layer is a liquid electrolyte or gel electrolyte may also be used a separator in the electrolyte layer. セパレータの具体的な形態としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンからなる微多孔膜が挙げられる。 Specific forms of the separator, for example, a microporous film made of polyolefin such as polyethylene or polypropylene.

真性ポリマー電解質は、上記のマトリックスポリマーに支持塩(リチウム塩)が溶解してなる構成を有し、可塑剤である有機溶媒を含まない。 Intrinsic polymer electrolyte has a structure in which a supporting salt in the above matrix polymer (lithium salt) is dissolved, it contains no organic solvent is a plasticizer. したがって、電解質層が真性ポリマー電解質から構成される場合には電池からの液漏れの心配がなく、電池の信頼性が向上しうる。 Therefore, there is no fear of liquid leakage from the battery when the electrolyte layer is composed of an intrinsic polymer electrolyte can improve the reliability of the battery.

ゲル電解質や真性ポリマー電解質のマトリックスポリマーは、架橋構造を形成することによって、優れた機械的強度を発現しうる。 Matrix polymer of the gel electrolyte and the intrinsic polymer electrolyte, by forming a crosslinked structure, capable of expressing excellent mechanical strength. 架橋構造を形成させるには、適当な重合開始剤を用いて、高分子電解質形成用の重合性ポリマー(例えば、PEOやPPO)に対して熱重合、紫外線重合、放射線重合、電子線重合等の重合処理を施せばよい。 To form a crosslinked structure, using an appropriate polymerization initiator, a polymerizable polymer for polymer electrolyte formation (e.g., PEO or PPO) thermal respect, ultraviolet polymerization, radiation polymerization, electron beam polymerization and the like it may be subjected to polymerization process.

[タブ(正極タブおよび負極タブ)] Tabs (positive electrode tab and negative electrode tab)
電池外部に電流を取り出す目的で、各集電体に電気的に接続されたタブ(正極タブ18および負極タブ19)が電池外装材の外部に取り出されている。 For the purpose of drawing current to the outside of the battery, tabs electrically connected to respective collectors (positive electrode tab 18 and negative electrode tabs 19) is taken out of the battery exterior material. 具体的には、図2に示すように各正極集電体11に電気的に接続された正極タブ18と各負極集電体14に電気的に接続された負極タブ19とが、電池外装材22であるラミネートシートの外部に取り出される。 Specifically, the negative electrode tab 19 electrically connected to each of the positive electrode current collector 11 electrically connected to the positive electrode tab 18 and the negative electrode current collector 14 as shown in FIG. 2, a battery case material is taken out of the laminate sheet is 22.

タブ(正極タブ18および負極タブ19)を構成する材料は、特に制限されず、リチウムイオン電池用のタブとして従来用いられている公知の高導電性材料が用いられうる。 The material constituting the tabs (positive electrode tab 18 and negative electrode tabs 19) is not particularly limited, can highly conductive materials known conventionally used is used as a tab for lithium ion batteries. タブの構成材料としては、例えば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、ステンレス鋼(SUS)、これらの合金等の金属材料が好ましく、より好ましくは軽量、耐食性、高導電性の観点からアルミニウム、銅などが好ましい。 The constituent material of the tab, for example, aluminum, copper, titanium, nickel, stainless steel (SUS), preferably a metal material such as an alloy thereof, more preferably lightweight, corrosion resistance, from the viewpoint of high conductivity aluminum, copper, etc. It is preferred. なお、正極タブ18と負極タブ19とでは、同一の材質が用いられてもよいし、異なる材質が用いられてもよい。 In the positive electrode tab 18 and the negative electrode tab 19 may be the same material is used, different materials may be used. また、各集電体11、14を延長することにより正極タブ18および負極タブ19としてもよいし、別途準備した正極タブ18および負極タブ19を各集電体11、14に接続してもよい。 Further, it may be a positive electrode tab 18 and the negative electrode tab 19 by extending the respective current collectors 11 and 14, may be connected to the positive electrode tab 18 and negative electrode tabs 19 prepared separately to each collector 11 and 14 .

[正極および負極端子リード] [Positive electrode and the negative electrode terminal lead]
正極端子リード20および負極端子リード21に関しても、必要に応じて使用する。 Regard the positive electrode terminal lead 20 and the negative electrode terminal lead 21 are used if necessary. 例えば、各集電体11、14から出力電極端子となる正極タブ18および負極タブ19を直接取り出す場合には、正極端子リード20および負極端子リード21は用いなくてもよい。 For example, when taking out the positive electrode tab 18 and the negative electrode tab 19 serves as an output electrode terminals from each collector 11 and 14 directly, positive electrode terminal lead 20 and the negative electrode terminal lead 21 need not be used.

正極端子リード20および負極端子リード21の材料は、公知のリチウムイオン電池で用いられる端子リードを用いることができる。 The material of the positive electrode terminal lead 20 and the negative electrode terminal lead 21 may be used terminal lead used in known lithium-ion batteries. なお、電池外装材22から取り出された部分は、周辺機器や配線などに接触して漏電したりして製品(例えば、自動車部品、特に電子機器等)に影響を与えないように、耐熱絶縁性の熱収縮チューブなどにより被覆するのが好ましい。 The portion taken from the battery outer package 22, products or by leakage in contact with a peripheral equipment and wiring (e.g., automobile parts, especially electronic equipment) so as not to affect the heat insulation preferably the coating such as by heat-shrinkable tubing.

[電池外装材] [Battery outer material]
電池外装材22としては、公知の金属缶ケースを用いることができほか、発電要素(電池要素)を覆うことができる、アルミニウムを含むラミネートフィルムを用いた袋状のケースが用いられうる。 The battery outer member 22, in addition may be a known metal can case can be covered power generating element (cell element) can bag-shaped casing with a laminate film containing aluminum is used. 該ラミネートフィルムには、例えば、PP、アルミニウム、ナイロンをこの順に積層してなる3層構造のラミネートフィルム等を用いることができるが、これらに何ら制限されるものではない。 The said laminated film, for example, PP, aluminum, nylon can be used laminate films having a three-layer structure formed by laminating in this order, it shall by no means be limited to these. 本発明では、高出力化や冷却性能に優れ、EV、HEV用の大型機器用電池に好適に利用することができるラミネートフィルムが望ましい。 In the present invention, excellent in high output and cooling performance, EV, a laminate film that can be suitably used as a battery for large equipment for HEV is desirable.

[リチウムイオン電池の外観構成] [External configuration of the lithium-ion battery]
図3は、本発明の電池の代表的な実施形態である積層型の扁平な(非双極型の)リチウムイオン二次電池の外観を表した斜視図である。 Figure 3 is a perspective view of an exemplary multilayer according to an embodiment flat representation of the (non-bipolar) of the appearance of the lithium ion secondary battery of the battery of the present invention.

図3に示すように、積層型の扁平なリチウムイオン二次電池50では、長方形状の扁平な形状を有しており、その両側部からは電力を取り出すための正極タブ58、負極タブ59が引き出されている。 As shown in FIG. 3, in the multilayer flat lithium ion secondary battery 50 has a rectangular flat shape, the positive electrode tab 58 for taking out the power from both sides thereof, a negative electrode tab 59 It is drawn out. 発電要素(電池要素)57は、リチウムイオン二次電池50の電池外装材52によって包まれる。 Generating element (cell element) 57 is enveloped by cell outer package 52 of the lithium ion secondary battery 50. その周囲は熱融着されており、発電要素57は、正極タブ58及び負極タブ59を外部に引き出した状態で密封されている。 Around is thermally fused, the power generating element 57 is sealed in a state of pulling out the positive electrode tab 58 and the negative electrode tab 59 to the outside. ここで、発電要素57は、先に説明した図2に示すリチウムイオン二次電池10の発電要素17に相当するものである。 Here, the power generating element 57 corresponds to the power generating element 17 of the lithium ion secondary battery 10 shown in FIG. 2 described above. 正極活物質層12、電解質層13および負極活物質層15で構成される単電池層(単セル)16が複数積層されたものである。 The positive electrode active material layer 12, in which the electrolyte layer 13 and the single cell layer comprised of the negative electrode active material layer 15 (single cells) 16 are stacked.

なお、本発明の電池は、図2や図3に示すような積層型の扁平な形状のものに制限されるものではなく、巻回型のリチウムイオン電池では、円筒型形状、角型形状のものであってもよい。 Incidentally, the present battery is not intended to be limited to those of the stacked flat shape as shown in FIGS. 2 and 3, the lithium ion battery of a wound, cylindrical shape, prismatic shape it may be the one. こうした円筒型形状のものを変形させて、長方形状の扁平な形状にしたようなものであってもよい。 By deforming the ones such cylindrical shape may be such as to rectangular flat shape. 上記円筒型や角型の形状のものでは、その外装材に、ラミネートフィルムを用いてもよいし、従来の円筒缶(金属缶)を用いてもよいなど、特に制限されるものではない。 Be of the shape of the cylindrical type or square type, its exterior materials, may be used a laminate film, etc. may be used conventional cylindrical can (metal can), but is not particularly limited.

また、図3に示すタブ58、59の取り出しに関しても、特に制限されるものではなく、正極タブ58と負極タブ59とを同じ辺から引き出すようにしてもよい。 Further, with regard taken out of the tab 58 and 59 shown in FIG. 3, is not particularly limited, it may be pulled out of the positive electrode tab 58 and the negative electrode tab 59 from the same side. 正極タブ58と負極タブ59をそれぞれ複数に分けて、各辺から取り出しようにしてもよいなど、図3に示すものに制限されるものではない。 Each positive electrode tab 58 negative electrode tab 59 is divided into a plurality, such as may be removed from each side, but is not limited to those shown in FIG. また、巻回型のリチウムイオン電池では、タブに変えて、例えば、円筒缶(金属缶)を利用して端子を形成すればよい。 Further, in the lithium ion battery wound, instead of the tab, for example, may be formed terminal by utilizing the cylindrical can (metal can).

[組電池] [Battery pack]
本実施形態の電池は、複数電気的に接続されて組電池とされてもよい。 Battery of this embodiment may be a plurality electrically connected to be assembled battery.

図4は、本実施形態の電池から構成される組電池の代表的な実施形態の外観図であって、図4Aは組電池の平面図であり、図4Bは組電池の正面図であり、図4Cは組電池の側面図である。 Figure 4 is a perspective view of an exemplary embodiment of the constituted battery pack from the battery of the present embodiment, FIG. 4A is a plan view of the assembled battery, Fig. 4B is a front view of the assembled battery, Figure 4C is a side view of the assembled battery.

図4に示すように、組電池300は、第1実施形態のリチウムイオン電池が複数、直列および並列に接続されて装脱着可能な組電池250が形成されている。 As shown in FIG. 4, the battery pack 300 is a lithium ion battery according to the first embodiment is more, series and are connected in parallel instrumentation detachable battery pack 250 is formed. そして、この組電池250をさらに複数、直列および並列に接続している。 Then, connecting the battery pack 250 further plurality, in series and in parallel. これにより、高体積エネルギー密度、高体積出力密度が求められる車両駆動用電源や補助電源に適した組電池300を形成することもできる。 Thus, it is also possible to form a high volume energy density, the battery pack 300 to the high volume output density suitable vehicle driving power source or an auxiliary power source required.

作成した装脱着可能な組電池250は、バスバーのような電気的な接続手段を用いて相互に接続し、この組電池250は接続治具310を用いて複数段積層される。 Instrumentation detachable battery pack 250 is created, connected to each other using electrical connection means such as bus bars, the assembled battery 250 is a plurality of stages stacked using connecting jig 310. 何個の電池を接続して組電池250を作成するか、また、何段の組電池250を積層して組電池300を作製するかは、搭載される車両(電気自動車など)の電池容量や出力に応じて決めればよい。 What one to create a battery pack 250 by connecting the battery, Moreover, either to produce a battery pack 300 by laminating many stages of the battery pack 250, Ya battery capacity of the vehicle (such as an electric vehicle) to be mounted it may be determined depending on the output.

[車両] [vehicle]
本実施形態の電池は、例えば上述した組電池の形態で、車両に搭載されうる。 Battery of this embodiment, for example in the form of a battery pack described above may be mounted on a vehicle. 車両に搭載された電池は、例えば、車両のモータを駆動する電源として用いられうる。 Onboard battery in a vehicle, for example, it is used as a power source for driving a motor vehicle.

図5は、図4に示す組電池を搭載した車両の概念図である。 Figure 5 is a conceptual diagram of a vehicle equipped with the battery pack shown in FIG.

図5に示すように、組電池300を電気自動車400のような車両に搭載するには、電気自動車400の車体中央部の座席下に搭載する。 As shown in FIG. 5, in mounting the battery pack 300 to the vehicle such as an electric vehicle 400, mounted on the seat of a vehicle body central portion of the electric vehicle 400. 座席下に搭載すれば、車内空間およびトランクルームを広く取ることができるからである。 If mounted under the seat, it is because it is possible to widen the vehicle space and trunk room. なお、組電池300を搭載する場所は、座席下に限らず、後部トランクルームの下部でもよいし、車両前方のエンジンルームでも良い。 Incidentally, the location for mounting the battery pack 300 is not limited to under the seat, may be at the bottom of the rear trunk room, or in an engine room of a vehicle front. 以上のような組電池300を用いた電気自動車400は高い耐久性を有し、長期間使用しても十分な出力を提供しうる。 Electric vehicle 400 using the assembled battery 300 as described above has a high durability and can provide a sufficient output even used for a long time. さらに、燃費、走行性能に優れた電気自動車、ハイブリッド自動車を提供できる。 Furthermore, it provides the fuel consumption, good electric vehicle running performance, a hybrid vehicle.

本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。 The effect of the present invention will be described with reference to the following examples and comparative examples. ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。 However, the technical scope of the present invention is not limited only to the following examples. なお、本実施例で用いた材料および装置の詳細は、下記表1の通りである。 The details of the materials and apparatus used in this embodiment are shown in Table 1 below.

また、作製した評価用セルを用いた評価は、下記の方法により行った。 Further, evaluation using the evaluation cell prepared was carried out by the following methods.

<サイクル特性の評価> <Evaluation of cycle characteristics>
・充電(試験電極にリチウムを挿入する方向に電流がながれることを、本発明では充電とする:電圧は低下する) - charge (that current flows in a direction of inserting lithium into test electrodes, the present invention is a charge: voltage decreases)
1mAの定電流で電圧を5mVまで充電後、5mVを保持しながら、電流が0.01mAになったら充電を停止し、10分間休止した。 After charging at 1mA constant current voltage to 5 mV, while maintaining the 5 mV, current stops charging if turned 0.01 mA, and rested for 10 min.

・放電(試験電極からリチウムを脱離させる方向に電流が流れることを、ここでは放電とする:電圧は上昇する) And discharging (the current from flowing in a direction in which the lithium from the test electrode desorbed, here, the discharge: voltage rises)
1mAの定電流で電圧を2Vまで放電後、放電を停止し、10分間休止した。 After discharging the voltage at 1mA constant current to 2V, the discharge was stopped, and rested for 10 min.

上記の操作を1サイクルとし、これを20サイクル繰り返した。 The above operation as one cycle was repeated this 20 cycles.

20サイクル後の容量維持率を、下記数式2により算出した。 The capacity retention rate after 20 cycles was calculated by Equation 2 below.

<電極の厚みの測定> <Measurement of the thickness of the electrode>
上記のような20サイクルの充放電試験後、充電状態でセルを解体し、電極をジメチルカーボネート溶液で洗浄して、マイクロメーターで電極の厚みを測定し、充放電試験前の電極の厚みと比較した。 After charge-discharge test of above-described 20 cycles, the cell was disassembled in the charged state, by washing the electrode with dimethyl carbonate solution, the thickness of the electrode was measured with a micrometer, compared to the thickness of the charge-discharge test before electrode did.

(実施例1) (Example 1)
<試験用電極の作製> <Preparation of the test electrode>
活物質としてシリコン系活物質、導電助剤としてアセチレンブラックおよび第1バインダとなるポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を含む溶液を用意した。 It was prepared a solution containing as an active material a silicon-based active material, a polyamic acid which is a precursor of the polyimide comprising acetylene black and the first binder as a conductive additive.

次いでNMPを溶媒として用い、シリコン系活物質、アセチレンブラック、およびポリアミック酸を含む溶液を加え、二次粒子形成用スラリーを調製した。 Then with NMP as the solvent, a silicon-based active material, acetylene black, and a solution containing polyamic acid was added to prepare a secondary particle forming the slurry. なお、混合比は、質量比でシリコン系活物質:アセチレンブラック:ポリアミック酸=80:15:5であった。 The mixing ratio, a silicon-based active material in a weight ratio of acetylene black: polyamic acid = 80: 15: 5.

このスラリーを、温度200℃の条件でスプレードライヤー内に噴霧し、乾燥を行い、平均粒径が10μmである二次粒子を得た。 This slurry was sprayed into a spray dryer at a temperature of 200 ° C., and dried to an average particle diameter was obtained secondary particles is 10 [mu] m. 次に、得られた二次粒子を250℃で30分間アニール処理し、ポリアミック酸からポリイミドへのイミド化を行った。 Then, the resulting secondary particles were annealed for 30 minutes at 250 ° C., was imidization from polyamic acid to polyimide.

アニール処理した二次粒子、導電助剤であるアセチレンブラック、および第2バインダであるPVdFを87:10:3の質量比で水に分散させた。 Annealing the secondary particles, the conductive auxiliary agent a is acetylene black, and PVdF as a second binder 87: 10: was dispersed in water at a weight ratio of 3. さらに微量の界面活性剤を加え、スラリーを得た。 Further surfactant was added in small amount to obtain a slurry.

上記で調製したスラリーを、集電体である銅箔(厚さ:20μm)上にドクターブレードで塗布した。 The slurry prepared above, a copper foil (thickness: 20 [mu] m) as a current collector was coated with a doctor blade on. 固形分の塗布量は、30mg/cm とした。 The coating amount of solid content was set to 30 mg / cm 2. 得られた積層体を80℃で乾燥させて、次いで、室温(25℃)、5MPaの条件でプレスを行った。 The resulting laminate was dried at 80 ° C., then at room temperature (25 ° C.), was pressed at 5MPa conditions. 集電体に出力端子を接続して、試験用電極とした。 And an output terminal connected to the current collector to obtain a test electrode. 得られた試験用電極の空隙率は、25%であった。 The porosity of the obtained test electrode was 25%.

<電解液の調製> <Preparation of electrolyte>
エチレンカーボネート(EC)およびジエチルカーボネート(DEC)を50:50の体積比で混合し、電解液の可塑剤(有機溶媒)とした。 Ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) were mixed at a volume ratio of 50:50, and an electrolytic solution of plasticizer (organic solvent). 次いで、この可塑剤に、リチウム塩であるLiPF を1Mの濃度になるように添加して、電解液を調製した。 Then, the plasticizer, the addition of LiPF 6 as lithium salt to a concentration of 1M, to prepare an electrolytic solution.

<評価用セルの作製> <Preparation of the evaluation cell>
上記で作製した試験用電極を16mmの直径で打ち抜き、100℃で5時間真空乾燥を行い、作用電極を作製した。 Punching a test electrode prepared in the above diameter of 16 mm, for 5 hours in a vacuum drying at 100 ° C., to prepare a working electrode. 対極には、厚さ500μmのリチウム金属箔を17mmの直径で打ち抜いたものを用いた。 The counter electrode used was punched lithium metal foil having a thickness of 500μm in diameter 17 mm. 前記作用電極および前記正極で、リチウムイオン電池用セパレータであるガラス繊維性不織布(厚さ:500μm、直径:18μm)を挟持した。 In the working electrode and the positive electrode, glass fiber nonwoven is a lithium ion battery separator (thickness: 500 [mu] m, diameter: 18 [mu] m) was sandwiched a. 次いで得られた挟持体を、小型のセルにセットした。 The holding body obtained was then set in a small cell. その後、前記セル中に上記で調製した電解液を注入し、セルから出力端子が露出するように真空シールして、評価用セルを完成させた。 Then injecting an electrolyte solution prepared above in the cell, and vacuum sealed to the output terminal from the cell is exposed, thereby completing the evaluation cell.

(比較例1) (Comparative Example 1)
活物質としてシリコン系活物質、導電助剤であるアセチレンブラック、およびバインダとなるポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を含む溶液を、シリコン系活物質:アセチレンブラック:ポリアミック酸=70:23:7の質量比となるように水に分散させた。 Silicon-based active material as the active material, acetylene black as a conductive additive, and a solution containing a polyamic acid which is a precursor of polyimide which is a binder, silicon-based active material: acetylene black: polyamic acid = 70: 23: 7 was dispersed in water so that the mass ratio. このスラリーを、温度200℃の条件でスプレードライヤー内に噴霧し、乾燥を行い、平均粒径が10μmである二次粒子を得た。 This slurry was sprayed into a spray dryer at a temperature of 200 ° C., and dried to an average particle diameter was obtained secondary particles is 10 [mu] m. 次に、得られた二次粒子を250℃で30分間アニール処理し、ポリアミック酸からポリイミドへのイミド化を行った。 Then, the resulting secondary particles were annealed for 30 minutes at 250 ° C., was imidization from polyamic acid to polyimide.
さらに微量の界面活性剤を加え、スラリーを得た。 Further surfactant was added in small amount to obtain a slurry.

上記で調製したスラリーを、集電体である銅箔(厚さ:20μm)上にドクターブレードで塗布した。 The slurry prepared above, a copper foil (thickness: 20 [mu] m) as a current collector was coated with a doctor blade on. その後250℃で30分間アニール処理し、ポリアミック酸からポリイミドへのイミド化を行った。 Then annealed for 30 minutes at 250 ° C., was imidization from polyamic acid to polyimide. 次いで、室温(25℃)、5MPaの条件でプレスを行った。 Then, at room temperature (25 ° C.), it was pressed at 5MPa conditions. 集電体に出力端子を接続して、試験用電極とした。 And an output terminal connected to the current collector to obtain a test electrode. 得られた試験用電極の空隙率は、25%であった。 The porosity of the obtained test electrode was 25%.

上記のようにして試験用電極を作製した以外は、実施例1と同様の方法で評価用セルを作製した。 Except that to prepare a test electrode in the manner described above, to prepare a cell for evaluation in the same manner as in Example 1.

(比較例2) (Comparative Example 2)
ポリアミック酸を含む溶液の代わりにPVdFを用いたこと、およびアニール処理を行わなかったこと以外は、比較例1と同様の方法で、試験用電極および評価用セルを作製した。 For using PVdF instead of the solution containing a polyamic acid, and except for not performing the annealing treatment in the same manner as in Comparative Example 1, to produce a test electrode and a cell for evaluation. 試験用電極の空隙率は、25%であった。 The porosity of the test electrodes was 25%.

別途、ポリアミック酸を含む溶液およびPVdFを、それぞれ室温(25℃)でNMPに溶解させ、テフロン(登録商標)シート上に塗布し、下記表2のような熱履歴を与えてフィルムを作製し、弾性率および融点を測定した。 Separately, a solution and PVdF containing polyamic acid, respectively were dissolved in NMP at room temperature (25 ° C.), Teflon coated (registered trademark) sheet to prepare a film by applying heat history such as the following Table 2, It was measured modulus and melting point.

その結果、ポリアミック酸がイミド化したポリイミド(すなわち、実施例1の第1バインダ)の弾性率は2.8GPaであった。 As a result, the elastic modulus of the polyimide polyamic acid was imidized (i.e., the first binder of Example 1) was 2.8 GPa. また、PVdF(すなわち、実施例1の第2バインダ)の弾性率は0.4GPa、融点は140℃であった。 Further, PVdF (i.e., the second binder of Example 1) elastic modulus of 0.4 GPa, a melting point of 140 ° C..

実施例1および比較例1〜2の評価用セルを用いて、サイクル特性を評価した結果を図6に示す。 Using an evaluation cell of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, Figure 6 shows the results of evaluating the cycle characteristics.

図6から明らかなように、本発明の電極を用いた実施例1のセルは、サイクル特性が優れていることがわかった。 As apparent from FIG. 6, the cell of Example 1 using the electrodes of the present invention have been found to have excellent cycle characteristics. 一方、本発明の範囲外である電極を用いた比較例1〜2のセルは、サイクル特性が劣ることがわかった。 On the other hand, cells of Comparative Examples 1 and 2 using the out of range of the electrode of the present invention, it was found that the cycle characteristic is inferior.

(実施例2) (Example 2)
負極活物質としてシリコン系活物質、導電助剤としてアセチレンブラック、および第1バインダとなるポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を含む溶液を用意した。 Silicon-based active material as an anode active material, was prepared a solution containing polyamic acid which is a precursor of polyimide which is a acetylene black, and the first binder as a conductive additive.

次いでNMPを溶媒として用い、シリコン系活物質、アセチレンブラック、およびポリアミック酸を含む溶液を加え、二次粒子形成用スラリーを調製した。 Then with NMP as the solvent, a silicon-based active material, acetylene black, and a solution containing polyamic acid was added to prepare a secondary particle forming the slurry. なお、混合比は、質量比でシリコン系活物質:アセチレンブラック:ポリアミック酸=80:15:5であった。 The mixing ratio, a silicon-based active material in a weight ratio of acetylene black: polyamic acid = 80: 15: 5.

このスラリーを、温度200℃の条件でスプレードライヤー内に噴霧し、乾燥を行い、平均粒径が10μmである二次粒子を得た。 This slurry was sprayed into a spray dryer at a temperature of 200 ° C., and dried to an average particle diameter was obtained secondary particles is 10 [mu] m. 次に、得られた二次粒子を250℃で30分間アニール処理し、ポリアミック酸からポリイミドへのイミド化を行った。 Then, the resulting secondary particles were annealed for 30 minutes at 250 ° C., was imidization from polyamic acid to polyimide.

アニール処理した二次粒子、導電助剤であるアセチレンブラック、および第2バインダであるスチレン・ブタジエンゴム(SBR)を87:10:3の質量比で水に分散させた。 Annealing the secondary particles, acetylene black as a conductive aid, and styrene-butadiene is the second binder of the (SBR) 87: 10: was dispersed in water at a weight ratio of 3. さらに微量のカルボキシメチルセルロース(CMC:ダイセル工業株式会社製)を加え、スラリーを得た。 Further traces of carboxymethyl cellulose (CMC: Daicel Industries, Ltd.) was added to obtain a slurry.

上記で調製したスラリーを、負極集電体である銅箔(厚さ:20μm)上にドクターブレードで塗布した。 The slurry prepared above, a copper foil (thickness: 20 [mu] m) is a negative electrode current collector was coated with a doctor blade on. 得られた積層体を80℃で乾燥させて、次いで、室温(25℃)、5MPaの条件でプレスを行った。 The resulting laminate was dried at 80 ° C., then at room temperature (25 ° C.), was pressed at 5MPa conditions. 集電体に出力端子を接続して、試験用電極とした。 And an output terminal connected to the current collector to obtain a test electrode. 得られた試験用電極の空隙率は、25%であった。 The porosity of the obtained test electrode was 25%.

上記のように試験用電極を作製した以外は、実施例1と同様の方法で、評価用セルを作製した。 Except that to prepare a test electrode as described above, in the same manner as in Example 1 to prepare a cell for evaluation.

(比較例3) (Comparative Example 3)
負極活物質としてシリコン系活物質、導電助剤であるアセチレンブラック、およびバインダとなるポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を含む溶液を、シリコン系活物質:アセチレンブラック:ポリアミック酸=70:23:7の質量比となるように水に分散させた。 Silicon-based active material as a negative electrode active material, acetylene black as a conductive additive, and a solution containing a polyamic acid which is a precursor of polyimide which is a binder, silicon-based active material: acetylene black: polyamic acid = 70: 23: 7 was dispersed in water so that the mass ratio. さらに微量の界面活性剤を加え、スラリーを得た。 Further surfactant was added in small amount to obtain a slurry.

上記で調製したスラリーを、負極集電体である銅箔(厚さ:20μm)上にドクターブレードで塗布した。 The slurry prepared above, a copper foil (thickness: 20 [mu] m) is a negative electrode current collector was coated with a doctor blade on. その後250℃で30分間アニール処理し、ポリアミック酸からポリイミドへのイミド化を行った。 Then annealed for 30 minutes at 250 ° C., was imidization from polyamic acid to polyimide.

上記のようにして試験用電極を作製した以外は、実施例1と同様の方法で評価用セルを作製した。 Except that to prepare a test electrode in the manner described above, to prepare a cell for evaluation in the same manner as in Example 1. 次いで、室温(25℃)、5MPaの条件でプレスを行った。 Then, at room temperature (25 ° C.), it was pressed at 5MPa conditions. 集電体に出力端子を接続して、試験用電極とした。 And an output terminal connected to the current collector to obtain a test electrode. 得られた試験用電極の空隙率は、25%であった。 The porosity of the obtained test electrode was 25%.

(比較例4) (Comparative Example 4)
ポリアミック酸を含む溶液の代わりにSBRを含む水溶液とCMCを用いたこと、およびアニール処理を行わなかったこと以外は、比較例1と同様の方法で、試験用電極を作製した。 For the use of an aqueous solution and CMC containing SBR instead of the solution containing a polyamic acid, and except for not performing the annealing treatment in the same manner as in Comparative Example 1, to produce a test electrode. 得られた試験用電極の空隙率は、25%であった。 The porosity of the obtained test electrode was 25%.

別途、ポリアミック酸を含む溶液およびSBRを、それぞれ室温(25℃)でNMPに溶解させ、テフロン(登録商標)シート上に塗布し、前記表3のような熱履歴を与えてフィルムを作製し、弾性率および融点を測定した。 Separately, a solution and SBR containing polyamic acid, respectively were dissolved in NMP at room temperature (25 ° C.), Teflon coated (registered trademark) sheet to prepare a film by applying heat history such as Table 3, It was measured modulus and melting point.

ポリアミック酸がイミド化したポリイミド(すなわち、実施例2の第1バインダ)の弾性率は2.8GPaであった。 Polyimide polyamic acid was imidized (i.e., the first binder of Example 2) modulus of was 2.8 GPa. SBR(すなわち、実施例2の第2バインダ)の弾性率は0.7GPa、融点は100℃であった。 SBR (i.e., the second binder of Example 2) elastic modulus of 0.7 GPa, a melting point of 100 ° C..

実施例2および比較例3〜4の評価用セルを用いて、サイクル特性を評価した結果を図7に示す。 Using an evaluation cell of Example 2 and Comparative Examples 3 and 4, Figure 7 shows the results of evaluating the cycle characteristics.

図7から明らかなように、本発明の電極を用いた実施例2のセルは、サイクル特性が優れていることがわかった。 As apparent from FIG. 7, the cell of Example 2 using the electrode of the present invention have been found to have excellent cycle characteristics. 一方、本発明の範囲外である電極を用いた比較例3〜4のセルは、サイクル特性が劣ることがわかった。 On the other hand, the cell of Comparative Example 3-4 using the out of range of the electrode of the present invention, it was found that the cycle characteristic is inferior.

(実施例3) (Example 3)
負極活物質としてシリコン系活物質、導電助剤としてアセチレンブラック、および第1バインダとなるポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を含む溶液を用意した。 Silicon-based active material as an anode active material, was prepared a solution containing polyamic acid which is a precursor of polyimide which is a acetylene black, and the first binder as a conductive additive.

次いでNMPを溶媒として用い、シリコン系活物質、アセチレンブラック、およびポリアミック酸を含む溶液を加え、二次粒子形成用スラリーを調製した。 Then with NMP as the solvent, a silicon-based active material, acetylene black, and a solution containing polyamic acid was added to prepare a secondary particle forming the slurry. なお、混合比は、質量比でシリコン系活物質:アセチレンブラック:ポリアミック酸=80:15:5であった。 The mixing ratio, a silicon-based active material in a weight ratio of acetylene black: polyamic acid = 80: 15: 5.

このスラリーを、温度200℃の条件でスプレードライヤー内に噴霧し、乾燥を行い、平均粒径が10μmである二次粒子を得た。 This slurry was sprayed into a spray dryer at a temperature of 200 ° C., and dried to an average particle diameter was obtained secondary particles is 10 [mu] m. 次に、得られた二次粒子を300℃で30分間アニール処理し、ポリアミック酸からポリイミドへのイミド化を行った。 Then, the resulting secondary particles were annealed for 30 minutes at 300 ° C., was imidization from polyamic acid to polyimide.

アニール処理した二次粒子、導電助剤であるアセチレンブラック、および第2バインダとなるポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を含む溶液を87:10:3の質量比で水に分散させた。 Annealing the secondary particles, acetylene black as a conductive additive, and a solution containing a polyamic acid which is a precursor of polyimide which is a second binder 87: 10: was dispersed in water at a weight ratio of 3. さらに微量の界面活性剤を加え、スラリーを得た。 Further surfactant was added in small amount to obtain a slurry.

上記で調製したスラリーを、負極集電体である銅箔(厚さ:20μm)上にドクターブレードで塗布した。 The slurry prepared above, a copper foil (thickness: 20 [mu] m) is a negative electrode current collector was coated with a doctor blade on. 固形分の塗布量は、30mg/cm とした。 The coating amount of solid content was set to 30 mg / cm 2. 次いで、室温(25℃)、5MPaの条件でプレスを行った。 Then, at room temperature (25 ° C.), it was pressed at 5MPa conditions. その後、120℃で30分間アニール処理し、ポリアミック酸からポリイミドへのイミド化を行った。 Then, an annealing treatment for 30 minutes at 120 ° C., was imidization from polyamic acid to polyimide.

その後、集電体に出力端子を接続して、試験用電極とした。 Then, by connecting the output terminal to the current collector to obtain a test electrode. 得られた試験用電極の空隙率は、25%であった。 The porosity of the obtained test electrode was 25%.

上記のように試験用電極を作製した以外は、実施例1と同様の方法で、評価用セルを作製した。 Except that to prepare a test electrode as described above, in the same manner as in Example 1 to prepare a cell for evaluation.

(比較例5) (Comparative Example 5)
アニール処理の条件を、300℃、30分間としたこと以外は、比較例1と同様の方法で、評価用セルを作製した。 The conditions of the annealing treatment, 300 ° C., except that was 30 minutes, in the same manner as in Comparative Example 1, to prepare a cell for evaluation. 試験用電極の空隙率は、25%であった。 The porosity of the test electrodes was 25%.

(比較例6) (Comparative Example 6)
アニール処理の条件を、120℃、30分間としたこと以外は、比較例1と同様の方法で、評価用セルを作製した。 The conditions of the annealing treatment, 120 ° C., except that was 30 minutes, in the same manner as in Comparative Example 1, to prepare a cell for evaluation. 試験用電極の空隙率は、25%であった。 The porosity of the test electrodes was 25%.

別途、ポリアミック酸を含む溶液を室温(25℃)でNMPに溶解させたものを2つ用意し、それぞれテフロン(登録商標)シート上に塗布し、下記表3および表4のような熱履歴をそれぞれ与えてフィルムを作製し、弾性率および融点を測定した。 Separately, a solution prepared two which is dissolved in NMP at room temperature (25 ° C.) the containing polyamic acid was applied to each Teflon sheet, thermal history, such as the following Table 3 and Table 4 giving respectively to form a film was measured modulus and melting point.

上記表3の条件で得られたポリイミド(すなわち、実施例3の第1バインダ)の弾性率は3.3GPaであった。 Polyimide obtained under the conditions of Table 3 (i.e., the first binder of Example 3) modulus of was 3.3 GPa. 上記表4の条件で得られたポリイミド(すなわち、実施例3の第2バインダ)の弾性率は1.7GPaであった。 Polyimide obtained under the conditions of Table 4 (i.e., the second binder of Example 3) modulus of was 1.7 GPa.

実施例3〜4および比較例5〜6の評価用セルを用いて、サイクル特性を評価した結果を図8に示す。 Using an evaluation cell of Example 3-4 and Comparative Example 5-6, Figure 8 shows the results of evaluating the cycle characteristics.

図8から明らかなように、本発明の電極を用いた実施例3〜4のセルは、サイクル特性が優れていることがわかった。 As apparent from FIG. 8, the cell of Example 3-4 using the electrode of the present invention have been found to have excellent cycle characteristics. 一方、本発明の範囲外である電極を用いた比較例5〜6のセルは、サイクル特性が劣ることがわかった。 On the other hand, the cell of Comparative Example 5-6 using an electrode which is outside the scope of the present invention, it was found that the cycle characteristic is inferior.

(実施例4、比較例7) (Example 4, Comparative Example 7)
負極活物質としてシリコン系活物質、導電助剤としてアセチレンブラック、および第1バインダとなるポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を含む溶液を用意した。 Silicon-based active material as an anode active material, was prepared a solution containing polyamic acid which is a precursor of polyimide which is a acetylene black, and the first binder as a conductive additive.

次いでNMPを溶媒として用い、シリコン系活物質、アセチレンブラック、およびポリアミック酸を含む溶液を加え、二次粒子形成用スラリーを調製した。 Then with NMP as the solvent, a silicon-based active material, acetylene black, and a solution containing polyamic acid was added to prepare a secondary particle forming the slurry. なお、混合比は、質量比でシリコン系活物質:アセチレンブラック:ポリアミック酸=80:15:5であった。 The mixing ratio, a silicon-based active material in a weight ratio of acetylene black: polyamic acid = 80: 15: 5.

このスラリーを、温度200℃の条件でスプレードライヤー内に噴霧し、乾燥を行い、平均粒径が10μmである二次粒子を得た。 This slurry was sprayed into a spray dryer at a temperature of 200 ° C., and dried to an average particle diameter was obtained secondary particles is 10 [mu] m. 次に、得られた二次粒子を250℃で30分間アニール処理し、ポリアミック酸からポリイミドへのイミド化を行った。 Then, the resulting secondary particles were annealed for 30 minutes at 250 ° C., was imidization from polyamic acid to polyimide.

アニール処理した二次粒子、導電助剤であるアセチレンブラック、および第2バインダであるPVdFを87:10:3の質量比で水に分散させた。 Annealing the secondary particles, the conductive auxiliary agent a is acetylene black, and PVdF as a second binder 87: 10: was dispersed in water at a weight ratio of 3. さらに微量の界面活性剤を加え、スラリーを得た。 Further surfactant was added in small amount to obtain a slurry.

上記で調製したスラリーを、負極集電体である銅箔(厚さ:20μm)上にドクターブレードで塗布した。 The slurry prepared above, a copper foil (thickness: 20 [mu] m) is a negative electrode current collector was coated with a doctor blade on. 次いで、プレス条件を下記表5のように変えてプレスを行い、集電体に出力端子を接続して、それぞれ試験用電極とした。 Next, by pressing by changing the pressing conditions as in Table 5, and an output terminal connected to the current collector, and a respective test electrodes.

上記のように試験用電極を作製した以外は、実施例1と同様の方法で、評価用セルを作製した。 Except that to prepare a test electrode as described above, in the same manner as in Example 1 to prepare a cell for evaluation.

(実施例5、比較例8) (Example 5, Comparative Example 8)
負極活物質としてシリコン系活物質、導電助剤としてアセチレンブラック、および第1バインダとなるポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を含む溶液を用意した。 Silicon-based active material as an anode active material, was prepared a solution containing polyamic acid which is a precursor of polyimide which is a acetylene black, and the first binder as a conductive additive.

次いでNMPを溶媒として用い、シリコン系活物質、アセチレンブラック、およびポリアミック酸を含む溶液を加え、二次粒子形成用スラリーを調製した。 Then with NMP as the solvent, a silicon-based active material, acetylene black, and a solution containing polyamic acid was added to prepare a secondary particle forming the slurry. なお、混合比は、質量比でシリコン系活物質:アセチレンブラック:ポリアミック酸=80:15:5であった。 The mixing ratio, a silicon-based active material in a weight ratio of acetylene black: polyamic acid = 80: 15: 5.

このスラリーを、温度200℃の条件でスプレードライヤー内に噴霧し、乾燥を行い、平均粒径が10μmである二次粒子を得た。 This slurry was sprayed into a spray dryer at a temperature of 200 ° C., and dried to an average particle diameter was obtained secondary particles is 10 [mu] m. 次に、得られた二次粒子を300℃で30分間アニール処理し、ポリアミック酸からポリイミドへのイミド化を行った。 Then, the resulting secondary particles were annealed for 30 minutes at 300 ° C., was imidization from polyamic acid to polyimide.

アニール処理した二次粒子、導電助剤であるアセチレンブラック、および第2バインダとなるポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を含む溶液を87:10:3の質量比で水に分散させた。 Annealing the secondary particles, acetylene black as a conductive additive, and a solution containing a polyamic acid which is a precursor of polyimide which is a second binder 87: 10: was dispersed in water at a weight ratio of 3. さらに微量の界面活性剤を加え、スラリーを得た。 Further surfactant was added in small amount to obtain a slurry.

上記で調製したスラリーを、負極集電体である銅箔(厚さ:20μm)上にドクターブレードで塗布した。 The slurry prepared above, a copper foil (thickness: 20 [mu] m) is a negative electrode current collector was coated with a doctor blade on. 次いで、プレス条件を下記表6のように変えてプレスを行い、集電体に出力端子を接続して、それぞれ試験用電極とした。 Next, by pressing by changing the pressing conditions as in Table 6, and an output terminal connected to the current collector, and a respective test electrodes. その後120℃で30分間アニール処理し、ポリアミック酸からポリイミドへのイミド化を行った。 Then annealed for 30 minutes at 120 ° C., was imidization from polyamic acid to polyimide.

上記のように試験用電極を作製した以外は、実施例1と同様の方法で、評価用セルを作製した。 Except that to prepare a test electrode as described above, in the same manner as in Example 1 to prepare a cell for evaluation.

実施例4−1〜5−3および比較例7−1〜8−1の評価用セルを用いて、サイクル特性を評価した結果を図9に示す。 Using an evaluation cell of Example 4-1~5-3 and Comparative Examples 7-1~8-1, 9 The results of evaluation of the cycle characteristics.

図9から明らかなように、空隙率が本発明の範囲内である電極を用いた実施例4−1〜5−3のセルは、サイクル特性が優れていることがわかった。 As apparent from FIG. 9, the porosity is the cell of Example 4-1~5-3 using an electrode which is within the scope of the present invention, was found to be excellent cycle characteristics. 一方、空隙率が本発明の範囲外である電極を用いた比較例7−1〜8−1のセルは、サイクル特性が劣ることがわかった。 On the other hand, the porosity is the cell of Comparative Example 7-1~8-1 using out of range of the electrode of the present invention, it was found that the cycle characteristic is inferior.

(実施例6) (Example 6)
負極活物質としてグラファイトを用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で、評価用セルを作製した。 Except for using graphite as the negative electrode active material, in the same manner as in Example 1 to prepare a cell for evaluation. 試験用電極の空隙率は、20%であった。 The porosity of the test electrodes was 20%.

(比較例9) (Comparative Example 9)
負極活物質としてグラファイトを用いたこと以外は、比較例1と同様の方法で、評価用セルを作製した。 Except for using graphite as the negative electrode active material, in the same manner as in Comparative Example 1, to prepare a cell for evaluation. 試験用電極の空隙率は、20%であった。 The porosity of the test electrodes was 20%.

(比較例10) (Comparative Example 10)
負極活物質としてハードカーボンを用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で、評価用セルを作製した。 Except for using hard carbon as the anode active material, in the same manner as in Example 1 to prepare a cell for evaluation. 試験用電極の空隙率は、20%であった。 The porosity of the test electrodes was 20%.

(比較例11) (Comparative Example 11)
負極活物質としてハードカーボンを用いたこと以外は、比較例1と同様の方法で、評価用セルを作製した。 Except for using hard carbon as the anode active material, in the same manner as in Comparative Example 1, to prepare a cell for evaluation. 試験用電極の空隙率は、20%であった。 The porosity of the test electrodes was 20%.

実施例6および比較例9〜11の評価用セルを用いて、充放電試験前後の電極の厚みを評価した結果を図10および図11に示す。 Using an evaluation cell of Example 6 and Comparative Example 9-11, the results of evaluating the thickness of the charge-discharge test before and after the electrodes shown in FIGS. 10 and 11.

図10および図11から明らかなように、本発明の電極を用いた実施例6のセルは、充放電の前後での電極の厚み変化はわずかであり、ほとんど変形しないことがわかった。 As is apparent from FIGS. 10 and 11, the cell of Example 6 using the electrodes present invention, change in thickness of the electrode before and after the charge and discharge is small, it was found that hardly deformed. 一方、本発明の範囲外である電極を用いた比較例9〜11のセルは、充放電の前後で厚みが大きく変化し、大きな変形を生じることがわかった。 On the other hand, the cell of Comparative Example 9-11 using electrodes outside the scope of the present invention, the thickness greatly changes before and after the charge and discharge, it was found to cause larger deformation.

(実施例7) (Example 7)
負極活物質としてシリコン系活物質、導電助剤としてアセチレンブラック、および第1バインダとなるポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を含む溶液を用意した。 Silicon-based active material as an anode active material, was prepared a solution containing polyamic acid which is a precursor of polyimide which is a acetylene black, and the first binder as a conductive additive.

次いでNMPを溶媒として用い、シリコン系活物質、アセチレンブラック、およびポリアミック酸を含む溶液を加え、二次粒子形成用スラリーを調製した。 Then with NMP as the solvent, a silicon-based active material, acetylene black, and a solution containing polyamic acid was added to prepare a secondary particle forming the slurry. なお、混合比は、質量比でシリコン系活物質:アセチレンブラック:ポリアミック酸=80:15:5であった。 The mixing ratio, a silicon-based active material in a weight ratio of acetylene black: polyamic acid = 80: 15: 5.

このスラリーを、テフロン(登録商標)シート上に塗布し、80℃で乾燥させ、活物質層を作製した。 The slurry Teflon coated (registered trademark) sheet, dried at 80 ° C., to prepare an active material layer. 前記活物質層をテフロン(登録商標)シートから剥がし、ミルで粉砕して平均粒径が10μmである二次粒子を得た。 Peeling the active material layer from the Teflon sheet, the average particle diameter Mill to obtain a secondary particle is 10 [mu] m. 次に、得られた二次粒子を250℃で30分間アニール処理し、ポリアミック酸のイミド化を行った。 Then, the resulting secondary particles were annealed for 30 minutes at 250 ° C., was imidization of the polyamic acid.

アニール処理した二次粒子、導電助剤であるアセチレンブラック、および第2バインダであるPVdFを87:10:3の質量比で水に分散させた。 Annealing the secondary particles, the conductive auxiliary agent a is acetylene black, and PVdF as a second binder 87: 10: was dispersed in water at a weight ratio of 3. さらに微量の界面活性剤を加え、スラリー(以下、スラリーと称する)を得た。 Further surfactant was added a trace amount, the slurry (hereinafter, referred to as slurry) was obtained.

上記で調製したスラリーを、負極集電体である銅箔(厚さ:20μm)上にドクターブレードで塗布した。 The slurry prepared above, a copper foil (thickness: 20 [mu] m) is a negative electrode current collector was coated with a doctor blade on. 次いで、室温(25℃)、5MPaの条件でプレスを行った。 Then, at room temperature (25 ° C.), it was pressed at 5MPa conditions. 集電体に出力端子を接続して、試験用電極とした。 And an output terminal connected to the current collector to obtain a test electrode. 得られた試験用電極の空隙率は、25%であった。 The porosity of the obtained test electrode was 25%.

上記のように試験用電極を作製した以外は、実施例1と同様の方法で、評価用セルを作製した。 Except that to prepare a test electrode as described above, in the same manner as in Example 1 to prepare a cell for evaluation.

(比較例12) (Comparative Example 12)
負極活物質としてシリコン系活物質、導電助剤であるアセチレンブラック、およびバインダとなるポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を含む溶液を、シリコン系活物質:アセチレンブラック:ポリアミック酸=70:23:7の質量比となるように水に分散させた。 Silicon-based active material as a negative electrode active material, acetylene black as a conductive additive, and a solution containing a polyamic acid which is a precursor of polyimide which is a binder, silicon-based active material: acetylene black: polyamic acid = 70: 23: 7 was dispersed in water so that the mass ratio. さらに微量の界面活性剤を加え、スラリーを得た。 Further surfactant was added in small amount to obtain a slurry.

上記で調製したスラリーを、テフロン(登録商標)シート上にドクターブレードで塗布した。 The slurry prepared above was applied with a doctor blade onto a Teflon sheet. その後、250℃で30分間アニール処理し、ポリアミック酸からポリイミドへのイミド化を行った。 Then, an annealing treatment for 30 minutes at 250 ° C., was imidization from polyamic acid to polyimide. 得られた試験用電極の空隙率は、25%であった。 The porosity of the obtained test electrode was 25%.

上記のようにして試験用電極を作製した以外は、実施例1と同様の方法で評価用セルを作製した。 Except that to prepare a test electrode in the manner described above, to prepare a cell for evaluation in the same manner as in Example 1.

(比較例13) (Comparative Example 13)
ポリアミック酸を含む溶液の代わりにPVdFを用いたこと、およびアニール処理を行わなかったこと以外は、比較例12と同様の方法で、試験用電極を作製した。 For using PVdF instead of the solution containing a polyamic acid, and except for not performing the annealing treatment in the same manner as in Comparative Example 12, to prepare a test electrode. 得られた試験用電極の空隙率は、25%であった。 The porosity of the obtained test electrode was 25%.

上記のようにして試験用電極を作製した以外は、実施例1と同様の方法で評価用セルを作製した。 Except that to prepare a test electrode in the manner described above, to prepare a cell for evaluation in the same manner as in Example 1.

実施例7および比較例12〜13の評価用セルを用いて、サイクル特性を評価した結果を図12に示す。 Using an evaluation cell of Example 7 and Comparative Examples 12-13, shown in Figure 12 The results of evaluation of the cycle characteristics.

図12から明らかなように、本発明の電極を用いた実施例7のセルは、サイクル特性が優れていることがわかった。 As apparent from FIG. 12, the cell of Example 7 using the electrode of the present invention have been found to have excellent cycle characteristics. 一方、本発明の範囲外である電極を用いた比較例12〜13のセルは、サイクル特性が劣ることがわかった。 On the other hand, the cell of Comparative Example 12-13 using an electrode which is outside the scope of the present invention, it was found that the cycle characteristic is inferior.

(実施例8) (Example 8)
負極活物質としてシリコン系活物質、導電助剤としてアセチレンブラック、および第1バインダとして、PVdFを用意した。 Silicon-based active material as a negative electrode active material, acetylene black and the first binder, a conductive additive were prepared PVdF.

次いでNMPを溶媒として用い、シリコン系活物質、アセチレンブラック、およびPVdFを加え、二次粒子形成用スラリーを調製した。 Then with NMP as the solvent, a silicon-based active material, acetylene black, and PVdF was added to prepare a secondary particle forming the slurry. なお、混合比は、質量比でシリコン系活物質:アセチレンブラック:PVdF=80:10:10あった。 The mixing ratio, a silicon-based active material in a weight ratio of acetylene black: PVdF = 80: 10: I was 10.

このスラリーを、温度150℃の条件でスプレードライヤー内に噴霧し、乾燥を行い、平均粒径が10μmである二次粒子を得た。 This slurry was sprayed into a spray dryer at a temperature of 0.99 ° C., followed by drying, the average particle diameter was obtained secondary particles is 10 [mu] m.

得られた二次粒子、導電助剤であるアセチレンブラック、および第2バインダとなるポリイミドの前駆体であるポリアミック酸を含む溶液を87:10:3の質量比で水に分散させた。 The resulting secondary particles, acetylene black as a conductive additive, and a second solution containing a polyamic acid which is a precursor of polyimide which is a binder 87: 10: was dispersed in water at a weight ratio of 3. さらに微量の界面活性剤を加え、スラリーを得た。 Further surfactant was added in small amount to obtain a slurry.

上記で調製したスラリーを、負極集電体である銅箔(厚さ:20μm)上に粉体スプレーで塗布し、その後140℃で30分間アニール処理し、ポリアミック酸からポリイミドへのイミド化を行った。 The slurry prepared above, the negative electrode current collector and a copper foil (thickness: 20 [mu] m) was coated with the powder sprayed onto, then annealed for 30 minutes at 140 ° C., subjected to imidization of polyamic acid to polyimide It was.

次いで、室温(25℃)、5MPaの条件でプレスを行い、集電体に出力端子を接続して、試験用電極とした。 Then, at room temperature (25 ° C.), subjected to pressing at 5MPa conditions, and an output terminal connected to the current collector to obtain a test electrode. 得られた試験用電極の空隙率は、25%であった。 The porosity of the obtained test electrode was 25%.

上記のように試験用電極を作製した以外は、実施例1と同様の方法で、評価用セルを作製した。 Except that to prepare a test electrode as described above, in the same manner as in Example 1 to prepare a cell for evaluation.

(実施例9) (Example 9)
第1バインダとしてPVdFの代わりにSBRを用いた以外は、実施例8と同様の方法で、評価用セルを作製した。 Except for using the SBR instead of PVdF as a first binder, in the same manner as in Example 8, to prepare a cell for evaluation. 試験用電極の空隙率は、25%であった。 The porosity of the test electrodes was 25%.

別途、ポリアミック酸を含む溶液、PVdF、およびSBRを、それぞれ室温(25℃)でNMPに溶解させ、テフロン(登録商標)シート上に塗布し、下記表7のような熱履歴を与えてフィルムを作製し、弾性率および融点を測定した。 Separately, a solution containing a polyamic acid, PVdF, and SBR, respectively dissolved in NMP at room temperature (25 ° C.), Teflon coated (registered trademark) sheet, a film giving heat history such as the following Table 7 produced was measured modulus and melting point.

上記表7の条件で得られたポリイミド(すなわち、実施例8の第2バインダ)の弾性率は3.3GPaであった。 Polyimide obtained under the conditions of Table 7 (i.e., the second binder of Example 8) elastic modulus was 3.3 GPa. PVdF(すなわち、実施例8の第1バインダ)の弾性率は0.4GPa、融点は140℃であった。 PVdF (i.e., the first binder of Example 8) elastic modulus of 0.4 GPa, a melting point of 140 ° C.. SBR(すなわち、実施例9の第1バインダ)の弾性率は0.7GPa、融点は100℃であった。 SBR (i.e., the first binder of Example 9) elasticity modulus of 0.7 GPa, a melting point of 100 ° C..

実施例8〜9、および比較例1、2、および4の評価用セルを用いて、サイクル特性を評価した結果を図13に示す。 Using an evaluation cell of Example 8-9, and Comparative Examples 1, 2 and 4, shown in Figure 13 The results of evaluation of the cycle characteristics.

図13から明らかなように、本発明の電極を用いた実施例8〜9のセルは、サイクル特性が優れていることがわかった。 As apparent from FIG. 13, the cell of Example 8-9 using the electrode of the present invention have been found to have excellent cycle characteristics. 一方、本発明の範囲外である電極を用いた比較例1、2、および4のセルは、サイクル特性が劣ることがわかった。 On the other hand, cells of Comparative Examples 1, 2 and 4 using the outside in which electrodes scope of the present invention, it was found that the cycle characteristic is inferior.

本発明の電池用電極を示す概略図である。 It is a schematic diagram showing a battery electrode of the present invention. 本発明の電池用電極を用いた双極型電池の一実施形態を示す断面図である。 It is a cross-sectional view showing an embodiment of a bipolar battery using a battery electrode of the present invention. 本発明の電池用電極を用いた電池から構成される組電池の代表的な実施形態を模式的に表した外観図である。 The exemplary embodiment of the constituted battery pack from the battery using a battery electrode of the present invention is an external view schematically showing. 図3Aは組電池の平面図であり、図3Bは組電池の正面図であり、図3Cは組電池の側面図である。 3A is a plan view of the assembled battery, Fig. 3B is a front view of the assembled battery, Fig. 3C is a side view of the assembled battery. 本発明の電池用電極を用いた組電池を搭載する自動車の一実施形態を示す概略図である。 Is a schematic diagram showing an embodiment of a vehicle that mounts the assembled battery using the battery electrode of the present invention. 双極型でないリチウムイオン二次電池の概要を示す断面図である。 Is a sectional view showing an outline of a lithium-ion secondary battery not bipolar. 実施例1および比較例1〜2の評価用セルのサイクル特性を評価した結果を示すグラフである。 Is a graph showing the results of evaluation of the cycle characteristics of the evaluation cell of Example 1 and Comparative Examples 1-2. 実施例2および比較例3〜4の評価用セルのサイクル特性を評価した結果を示すグラフである。 Is a graph showing the results of evaluation of the cycle characteristics of the evaluation cell of Example 2 and Comparative Examples 3-4. 実施例3および比較例5〜6の評価用セルのサイクル特性を評価した結果を示すグラフである。 Is a graph showing the results of evaluation of the cycle characteristics of the evaluation cell of Example 3 and Comparative Example 5-6. 実施例4−1〜5−3および比較例7−1〜8−1の評価用セルのサイクル特性を評価した結果を示すグラフである。 Is a graph showing the results of evaluation of the cycle characteristics of the evaluation cell of Example 4-1~5-3 and Comparative Examples 7-1~8-1. 実施例6および比較例9の評価用セルの厚み変化を評価した結果を示すグラフである。 Is a graph showing the results of evaluation of the change in thickness of the evaluation cell of Example 6 and Comparative Example 9. 比較例10〜11の評価用セルの厚み変化を評価した結果を示すグラフである。 It is a graph showing the results of evaluation of the change in thickness of the cell for evaluation in Comparative Example 10 to 11. 実施例7および比較例12〜13の評価用セルのサイクル特性を評価した結果を示すグラフである。 Is a graph showing the results of evaluation of the cycle characteristics of the evaluation cell of Example 7 and Comparative Examples 12-13. 実施例8〜9および比較例1、2、および4の評価用セルのサイクル特性を評価した結果を示すグラフである。 It is a graph showing the results of evaluation of the cycle characteristics of the evaluation cells of Examples 8-9 and Comparative Examples 1, 2 and 4.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 電池用電極、 1 battery electrode,
2 活物質、 2 active material,
3 第1バインダ、 3 first binder,
4 二次粒子、 4 secondary particles,
5 第2バインダ、 5 second binder,
6 金属箔、 6 metal foil,
7 活物質層、 7 active material layer,
10、50 リチウムイオン電池、 10, 50 lithium-ion battery,
11 正極集電体、 11 positive electrode current collector,
12 正極活物質層、 12 positive electrode active material layer,
13 電解質層、 13 electrolyte layer,
14 負極集電体、 14 negative electrode current collector,
14a 最外層負極集電体、 14a outermost negative electrode current collector,
14b 金属層、 14b metal layer,
14c 補強層、 14c reinforcing layer,
15 負極活物質層、 15 negative electrode active material layer,
16 単電池層、 16 single cell layers,
17、57 発電要素、 17, 57 power generating element,
18、58 正極タブ、 18 and 58 the positive electrode tab,
19、59 負極タブ、 19,59 negative electrode tab,
20 正極端子リード、 20 positive electrode terminal lead,
21 負極端子リード、 21 negative electrode terminal lead,
22、52 電池外装材(ラミネートフィルム)、 22, 52 battery exterior material (laminated film),
250 小型の組電池、 250 small size of the battery pack,
300 組電池、 300 sets the battery,
310 接続治具、 310 connecting jig,
400 電気自動車。 400 electric vehicles.

Claims (10)

  1. 体積膨張率が5%以上である活物質と、 The active material is a volume expansion ratio of 5% or more,
    導電助剤と、 Conductive additive and,
    第1バインダと、 A first binder,
    を含む二次粒子および前記第1バインダの弾性率と異なる弾性率を有する第2バインダを含み、空隙率が18〜70%である、電池用電極。 Includes a second binder having a secondary particle and the elastic modulus different from the modulus of elasticity of the first binder containing, porosity of 18-70%, battery electrode.
  2. 前記第1バインダの弾性率が前記第2バインダの弾性率よりも大きい、請求項1に記載の電池用電極。 Wherein the first binder modulus is greater than the elastic modulus of the second binder, electrode of claim 1.
  3. 前記第2バインダの弾性率が前記第1バインダの弾性率よりも大きい、請求項1に記載の電池用電極。 The second binder modulus is greater than the elastic modulus of the first binder, the battery electrode according to claim 1.
  4. 前記活物質が天然グラファイト、人造グラファイト、リチウムと合金化する金属、リチウムと合金化する金属を含む化合物、およびリチウムを含む合金からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電池用電極。 The active material is natural graphite, artificial graphite, metal alloyed with lithium, a compound containing a metal alloyed with lithium, and at least one selected from the group consisting of alloys containing lithium, claims 1 to 3 battery electrode according to any one of.
  5. 前記導電助剤がカーボンブラック、鱗片状黒鉛、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、および炭素繊維からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電池用電極。 The conductive aid is carbon black, flake graphite, Ketjen black, is at least one selected from the group consisting of acetylene black, and carbon fibers, for a battery according to any one of claims 1 to 4 electrode.
  6. 前記第1バインダの融点が前記第2バインダの融点よりも高い、請求項1〜2および請求項4〜5のいずれか1項に記載の電池用電極。 Wherein the first binder melting point is higher than the melting point of the second binder, the battery electrode according to any one of claims 1-2 and claims 4-5.
  7. 正極、電解質層、および負極がこの順に積層されてなる少なくとも1つの単電池層を含むリチウムイオン二次電池であって、 Positive, the electrolyte layer, and the negative electrode is a lithium ion secondary battery comprising at least one unit cell layer which are laminated in this order,
    前記正極または前記負極の少なくとも一方が、請求項1〜6のいずれか1項に記載の電池用電極である、リチウムイオン二次電池。 Wherein at least one of the positive electrode or the negative electrode is a battery electrode according to claim 1, the lithium ion secondary battery.
  8. 前記電解質層が、液体電解質、ゲル電解質、または真性ポリマー電解質を含む、請求項7に記載のリチウムイオン二次電池。 Wherein the electrolyte layer is a liquid electrolyte, gel electrolyte, or an intrinsic polymer electrolyte, a lithium ion secondary battery according to claim 7.
  9. 請求項7または8に記載のリチウムイオン二次電池を用いた組電池。 Assembled battery using the lithium ion secondary battery according to claim 7 or 8.
  10. 請求項7または8に記載のリチウムイオン二次電池、または請求項9に記載の組電池をモータ駆動用電源として搭載した車両。 Lithium-ion secondary battery according to claim 7 or 8, or a vehicle equipped with the assembled battery according as the power source for the drive motor to claim 9,.
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