JP2009527090A5 - - Google Patents
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Description
無機物の前駆体としては、当業界で周知の通常の無機物成分を1つ以上含むものであれば、特別な制限はない。例えば、アルミナを製造する場合は、硝酸アルミニウム、塩酸アルミニウム、酢酸アルミニウム、硫酸アルミニウムなどのアルミニウムを含有する塩が用いられ、また、安定した分散相を有することができるヒュームドアルミナのようなナノアルミナは、同じく前駆体物質として用いられる。
[実施例1〜3]
<実施例1>
1−1 アルミナ多孔性無機物粒子の製造
アルミナの前駆体化合物として硝酸アルミニウムを溶媒である蒸留水に0.2Mとなるように溶解した。硝酸アルミニウムが蒸留水に完全に溶解された後、既製の100nmの直径を有するポリスチレンビーズを、製造されるアルミナに対する重量比が3重量部となるように添加した後、十分に攪拌した。このとき、使用されたポリスチレンビーズのSEM写真は図8に示すようである。このように製造された前駆体溶液を噴霧熱分解装置に投入して、多孔性アルミナ無機物粒子を製造した。なお、製造された多孔性アルミナ粒子のSEM写真は図2及び図8に示すようである。
<実施例1>
1−1 アルミナ多孔性無機物粒子の製造
アルミナの前駆体化合物として硝酸アルミニウムを溶媒である蒸留水に0.2Mとなるように溶解した。硝酸アルミニウムが蒸留水に完全に溶解された後、既製の100nmの直径を有するポリスチレンビーズを、製造されるアルミナに対する重量比が3重量部となるように添加した後、十分に攪拌した。このとき、使用されたポリスチレンビーズのSEM写真は図8に示すようである。このように製造された前駆体溶液を噴霧熱分解装置に投入して、多孔性アルミナ無機物粒子を製造した。なお、製造された多孔性アルミナ粒子のSEM写真は図2及び図8に示すようである。
Claims (19)
- 電極表面上に多孔性無機物粒子及びバインダー高分子を含む有機/無機複合多孔性コーティング層が形成された電極であって、
前記多孔性無機物粒子が、電解液の溶媒に溶媒化したリチウムイオン(Li+)が通過可能なサイズの気孔が存在するものであり、
前記多孔性無機物粒子が、分散媒に無機物の前駆体及び前記無機物の溶融温度より低い温度で熱分解される熱分解性化合物が分散された無機物の前駆体分散液を液滴化した後、熱分解及び結晶化して気孔構造が形成されることを特徴とする、電極。 - 前記多孔性無機物粒子の気孔サイズが、平均直径が2nm以上であることを特徴とする、請求項1に記載の電極。
- 前記多孔性無機物粒子の気孔サイズが、平均直径が50nm〜1μmであることを特徴とする、請求項1に記載の電極。
- 前記多孔性無機物粒子内の気孔が、互いに連結している状態で存在することを特徴とする、請求項1に記載の電極。
- 前記多孔性無機物粒子の気孔率が、30〜95%であることを特徴とする、請求項1に記載の電極。
- 前記多孔性無機物粒子の密度が1〜4g/ccであり、表面積が10〜50m2/gであることを特徴とする、請求項1に記載の電極。
- 前記有機/無機複合多孔性コーティング層が、集電体上に電極活物質粒子が気孔構造を形成しながら結着された電極の表面上に、多孔性無機物粒子とバインダー高分子との混合物をコートして形成されたコーティング層であり、バインダー高分子により多孔性無機物粒子間が連結及び固定され、多孔性無機物粒子間の空いた空間により気孔構造が形成されることを特徴とする、請求項1に記載の電極。
- 前記有機/無機複合多孔性コーティング層が、正極及び負極の直接接触を遮断しながら、リチウムイオン(Li+)を通過させる分離膜の機能を行うことを 特徴とする、請求項1に記載の電極。
- 前記多孔性無機物粒子が、(a)誘電率の定数が5以上である無機物粒子と、及び、(b)リチウムイオン伝達能を有する無機物粒子からなる群より選ばれた1種以上であることを特徴とする、請求項1に記載の電極。
- 前記多孔性無機物粒子のサイズが、0.01〜10μmであることを特徴とする、請求項1に記載の電極。
- 前記バインダー高分子が、溶解度指数が15〜45MPa1/2であることを特徴とする、請求項1に記載の電極。
- 前記多孔性無機物粒子:バインダー高分子の造成比が、10:90〜99:1重量比であることを特徴とする、請求項1に記載の電極。
- 前記有機/無機複合多孔性コーティング層の厚さが、1〜100μmであることを特徴とする、請求項1に記載の電極。
- 正極、負極及び電解質を含む電気化学素子であって、
前記正極、前記負極又は両電極が、請求項1〜13の何れか一項に記載の電極であることを特徴とする、電気化学素子。 - 前記電気化学素子が、微細気孔分離膜をさらに含むことを特徴とする、請求項14に記載の電気化学素子。
- 前記電気化学素子が、リチウム二次電池であることを特徴とする、請求項14に記載の電気化学素子。
- 請求項1〜14の何れか一項に記載の有機/無機複合多孔性コーティング層が形成された電極の製造方法であって、
(a)分散媒に無機物の前駆体及び熱分解性化合物が分散された無機物の前駆体分散液を液滴化した後、熱分解及び結晶化して多孔性無機物粒子を製造する段階と、
(b)前記多孔性無機物粒子をバインダー高分子が溶解された高分子溶液に添加及び混合する段階と、及び、
(c)既製造された電極上に前記段階(b)の混合物をコーティング及び乾燥する段階とを含んでなる、製造方法。 - 前記熱分解性化合物が、無機物の溶融温度より低い温度で熱分解される高分子又は発泡剤であることを特徴とする、請求項17に記載の製造方法。
- 前記段階(a)における熱分解温度が、無機物の溶融温度より低く、熱分解性化合物の分解温度より高いことを特徴とする、請求項17に記載の製造方法。
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