JP2010086717A - Electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary cell - Google Patents
Electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary cell Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010086717A JP2010086717A JP2008252794A JP2008252794A JP2010086717A JP 2010086717 A JP2010086717 A JP 2010086717A JP 2008252794 A JP2008252794 A JP 2008252794A JP 2008252794 A JP2008252794 A JP 2008252794A JP 2010086717 A JP2010086717 A JP 2010086717A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- groove
- active material
- electrode
- material layer
- secondary battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
本発明は、リチウム二次電用電極及びそれを用いたリチウム二次電池に関するものである。 The present invention relates to a lithium secondary power electrode and a lithium secondary battery using the same.
現在のリチウム二次電池は、正極、負極、及びセパレータからなる電極群を、スパイラル状あるいはスタック状に何層にも積み重ねたものを電解液と共に電池缶などの外装体内に詰めて形成されている。それぞれの電極においては、集電体上に活物質層が形成されている。従って、活物質層を厚くして、電極群を重ねる数を少なくすると、電池缶内に占める活物質層の体積が増え、電池容量を上げることができる。 The current lithium secondary battery is formed by stacking an electrode group consisting of a positive electrode, a negative electrode, and a separator in layers such as a spiral or a stack together with an electrolyte in an outer package such as a battery can. . In each electrode, an active material layer is formed on the current collector. Therefore, if the active material layer is made thick and the number of electrode groups stacked is reduced, the volume of the active material layer in the battery can increases and the battery capacity can be increased.
しかしながら、活物質層を厚くすると、充放電電流の時間率が同じ条件では、電極表面積当たりの電流密度が高くなる。また、集電体付近の活物質は、電極表面までの距離が長くなるため、充放電の際にリチウムイオンが活物質の反応サイトから電解液相にスムーズに拡散することができない。このため、リチウム二次電池の作動に実用的に有効な充放電圧の範囲において活物質の利用率が低下し、結果として活物質層を厚くすることによる容量増加のメリットが得られなくなる。 However, when the active material layer is thickened, the current density per electrode surface area is increased under the same charge / discharge current time ratio. In addition, since the active material near the current collector has a long distance to the electrode surface, lithium ions cannot be smoothly diffused from the reaction site of the active material to the electrolyte phase during charging and discharging. For this reason, the utilization factor of an active material falls in the range of the practically effective charging / discharging voltage for the operation of the lithium secondary battery, and as a result, the merit of increasing the capacity by thickening the active material layer cannot be obtained.
上記の問題を解決するため、電解液を活物質層に浸透させやすくすることが考えられる。 In order to solve the above problem, it is conceivable to make the electrolyte easily penetrate into the active material layer.
特許文献1においては、正極または負極の少なくとも一方に孔または溝を形成することにより、電極の面積を大きくしても、電池の効率が低下しないように改良された非水電解質二次電池が提案されている。特許文献2においては、負極活物質層の表面に、非水電解液の浸透方向に電解液案内溝を形成し、負極の中央部分にも十分に電解液を含浸させることが提案されている。特許文献3においては、活物質層にスリット状の空隙となる未塗布部を端面に達するように形成し、電解液を含浸させる際の注入時間の短縮を図っている。
特許文献4においては、接着層を介してセパレータを接着する正極の表面に、多数の溝を形成し、接着層の溶剤が溝を通って容易に揮発すると共に、電解液がこの溝を通って内部に浸透できるようにしている。特許文献5においては、集電体に溝を形成し、非水電解質の内部拡散を促進させることが提案されている。
In
しかしながら、これらの従来の技術においては、集電体の両面上に形成した活物質層にそれぞれ溝を形成する場合に、どのように形成するかについて十分な検討はなされていない。
本発明の目的は、集電体の両面上に活物質層が設けられたリチウム二次電池用電極において、放電レート特性を改善することができ、かつ活物質層と集電体の密着性に優れ、高い充放電サイクル特性を得ることができるリチウム二次電池用電極及びそれを用いたリチウム二次電池を提供することにある。 An object of the present invention is to improve the discharge rate characteristics in an electrode for a lithium secondary battery in which an active material layer is provided on both sides of a current collector, and to improve the adhesion between the active material layer and the current collector. An object of the present invention is to provide an electrode for a lithium secondary battery capable of obtaining excellent and high charge / discharge cycle characteristics and a lithium secondary battery using the same.
本発明のリチウム二次電池用電極は、集電体の対向する両面上に活物質層が設けられたリチウム二次電池用電極であって、互いに略平行な複数のスリット状の溝が、両面上のそれぞれの活物質層に形成されており、一方面上の活物質層に形成された溝の延びる方向と、他方面上の活物質層に形成された溝の延びる方向とがなす角度のうち小さい方の角度が15度以上であることを特徴としている。 An electrode for a lithium secondary battery of the present invention is an electrode for a lithium secondary battery in which an active material layer is provided on both sides of a current collector facing each other, and a plurality of slit-like grooves substantially parallel to each other are provided on both sides. Formed in each of the upper active material layers, and an angle formed by the extending direction of the groove formed in the active material layer on one surface and the extending direction of the groove formed in the active material layer on the other surface. Among them, the smaller angle is 15 degrees or more.
本発明においては、一方面上の活物質層に形成された溝の延びる方向と、他方面上の活物質層に形成された溝の延びる方向とがなす角度のうち小さい方の角度が15度以上となるようにそれぞれの溝を形成している。活物質層にスリット状の溝を形成すると、溝の延びる方向と略垂直な方向に、集電体及び活物質層が湾曲しやすくなる。このため、一方面上の活物質層に形成された溝の延びる方向と、他方面上の活物質層に形成された溝の延びる方向とがなす角度のうち小さい方の角度が15度未満となると、それぞれの溝の延びる方向が近づくため、特定の方向に対して集電体及び活物質層が湾曲しやすくなる。この結果、活物質層と集電体の密着性が低下し、充放電サイクル特性が低下する。 In the present invention, the smaller one of the angles formed by the extending direction of the groove formed in the active material layer on one surface and the extending direction of the groove formed in the active material layer on the other surface is 15 degrees. Each groove is formed so as to be the above. When slit-like grooves are formed in the active material layer, the current collector and the active material layer are easily bent in a direction substantially perpendicular to the extending direction of the grooves. For this reason, the smaller one of the angles formed by the extending direction of the groove formed in the active material layer on one surface and the extending direction of the groove formed in the active material layer on the other surface is less than 15 degrees. Then, since the extending direction of each groove approaches, the current collector and the active material layer are easily bent with respect to a specific direction. As a result, the adhesion between the active material layer and the current collector is lowered, and the charge / discharge cycle characteristics are lowered.
本発明に従い、一方面上の活物質層に形成された溝の延びる方向と、他方面上の活物質層に形成された溝の延びる方向とがなす角度のうち小さい方の角度が15度以上となるように、それぞれの溝を形成することにより、集電体及び活物質層が特定の方向に湾曲しやすくなることを防止することができ、活物質層と集電体の密着性に優れ、高い充放電サイクル特性を示すリチウム二次電池用電極とすることができる。 According to the present invention, the smaller one of the angles formed by the extending direction of the groove formed in the active material layer on the one surface and the extending direction of the groove formed in the active material layer on the other surface is 15 degrees or more. By forming each groove, the current collector and the active material layer can be prevented from being easily bent in a specific direction, and the adhesion between the active material layer and the current collector is excellent. It can be set as the electrode for lithium secondary batteries which shows a high charging / discharging cycling characteristic.
上記の角度は、さらに好ましくは、45度〜90度の範囲である。このような範囲とすることにより、集電体及び活物質層が特定の方向に湾曲しやすくなるのをさらに有効に防止することができる。 The angle is more preferably in the range of 45 degrees to 90 degrees. By setting it as such a range, it can prevent still more effectively that a collector and an active material layer become easy to bend in a specific direction.
また、一方面上の活物質層に溝を形成した後、他方面上の活物質層に溝を形成する際、集電体及び一方面上の活物質層に応力がかかる。このような応力は、形成しようとする溝の延びる方向に対し、略垂直な方向にかかりやすい。このため、他方面上の活物質層に形成する溝の延びる方向と、一方面上の活物質層に形成された溝の延びる方向とがなす角度のうち小さい方の角度が15度未満であると、他方面上の活物質層に溝を形成する際に、集電体及び一方面上の活物質層に大きな応力がかかり、一方面上の活物質層と集電体との間の密着性が低下する。その結果、充放電サイクル特性が低下する。本発明に従い、上記角度が15度以上、好ましくは45度〜90度の範囲となるように、それぞれの溝を形成することにより、活物質層と集電体の密着性に優れ、高い充放電サイクル特性を示すリチウム二次電池用電極とすることができる。 In addition, after forming a groove in the active material layer on one surface and then forming a groove in the active material layer on the other surface, stress is applied to the current collector and the active material layer on the one surface. Such stress is likely to be applied in a direction substantially perpendicular to the extending direction of the groove to be formed. For this reason, the smaller one of the angles formed by the extending direction of the groove formed in the active material layer on the other surface and the extending direction of the groove formed in the active material layer on the one surface is less than 15 degrees. When the groove is formed in the active material layer on the other surface, a large stress is applied to the current collector and the active material layer on one surface, and the active material layer on one surface and the current collector are in close contact with each other. Sex is reduced. As a result, the charge / discharge cycle characteristics deteriorate. According to the present invention, by forming each groove so that the angle is in the range of 15 degrees or more, preferably 45 degrees to 90 degrees, the adhesion between the active material layer and the current collector is excellent, and high charge / discharge It can be set as the electrode for lithium secondary batteries which shows cycling characteristics.
また、本発明において、一方面上の溝の延びる方向における溝の端部は、他方面上の溝を一方面上に投影したときの線上に位置しないように、一方面上及び他方面上のそれぞれの溝が形成されていることが好ましい。溝が延びる方向における溝の端部には、上記のように、活物質層及び集電体が湾曲した際や、他方面上に溝を形成する際に、応力が集中しやすい。従って、一方面上の溝の端部が、他方面上の溝を一方面上に投影したときの線上に位置すると、さらに大きな応力が集中し、活物質層と集電体の密着性が低下する。このため、上記のように、一方面上の溝の延びる方向における溝の端部は、他方面上の溝を一方面上に投影したときの線上に位置しないように、一方面上及び他方面上の溝がそれぞれ形成されていることが好ましい。 Further, in the present invention, the end of the groove in the extending direction of the groove on the one surface is not located on the line when the groove on the other surface is projected on the one surface. Each groove is preferably formed. As described above, when the active material layer and the current collector are bent or when the groove is formed on the other surface, stress tends to concentrate on the end of the groove in the direction in which the groove extends. Therefore, if the end of the groove on one surface is located on the line when the groove on the other surface is projected on one surface, a larger stress is concentrated and the adhesion between the active material layer and the current collector is reduced. To do. For this reason, as described above, the end of the groove in the extending direction of the groove on the one surface is not positioned on the line when the groove on the other surface is projected onto the one surface. It is preferable that the upper grooves are respectively formed.
また、本発明においては、溝間の間隔が徐々に拡がるように溝が形成されていてもよい。溝間の間隔が狭い領域においては、非水電解質をより電極内に導入しやくなる。従って、正極と負極の間にセパレータを介して配置し、これをスパイラル状に巻回して外装体内に収納するタイプの二次電池においては、溝間の間隔の狭い部分が電池の中心部に位置するように電池を組み立てることにより、非水電解質が浸透しにくい中心部に非水電解質を導入することができ、電池特性を高めることができる。 Moreover, in this invention, the groove | channel may be formed so that the space | interval between grooves may expand gradually. In the region where the interval between the grooves is narrow, the nonaqueous electrolyte is more easily introduced into the electrode. Therefore, in a secondary battery in which a separator is disposed between a positive electrode and a negative electrode, and this is wound in a spiral shape and housed in an outer package, a portion with a narrow gap between the grooves is positioned at the center of the battery. By assembling the battery, the nonaqueous electrolyte can be introduced into the central portion where the nonaqueous electrolyte is difficult to penetrate, and the battery characteristics can be improved.
本発明においては、溝の延びる方向における溝の端部が活物質層の周縁部に達しないように溝が形成されることが好ましい。溝の端部が活物質層の周縁部に達すると、その部分から活物質層と集電体との剥離が発生しやすくなる。溝の端部が、活物質層の周縁部に達しないように溝を形成することにより、集電体からの活物質層の剥離を防止することができる。 In the present invention, the groove is preferably formed so that the end of the groove in the extending direction of the groove does not reach the peripheral edge of the active material layer. When the end portion of the groove reaches the peripheral edge portion of the active material layer, the active material layer and the current collector are liable to be peeled off from that portion. By forming the groove so that the end portion of the groove does not reach the peripheral edge of the active material layer, peeling of the active material layer from the current collector can be prevented.
また、活物質層の周縁部から内側に1mmまでの領域に溝が形成されていないことが好ましい。この領域に溝を形成しないことにより、活物質層が集電体から剥離するのをより効果的に防止することができる。 Moreover, it is preferable that the groove | channel is not formed in the area | region to 1 mm inside from the peripheral part of an active material layer. By not forming a groove in this region, it is possible to more effectively prevent the active material layer from being separated from the current collector.
また、本発明においては、溝が集電体表面に達しない深さで形成されていることが好ましい。溝が集電体表面に達しない深さで形成されることにより、活物質層の集電体からの剥離をより効果的に防止することができる。 Moreover, in this invention, it is preferable that the groove | channel is formed in the depth which does not reach the electrical power collector surface. By forming the groove at a depth that does not reach the current collector surface, it is possible to more effectively prevent the active material layer from peeling from the current collector.
本発明のリチウム二次電池は、正極と、負極と、正極及び負極の間に設けられるセパレータと、非水電解質と、正極、負極、セパレータ及び非水電解質を収納する外装体とを備えるリチウム二次電池であり、正極及び/または負極として、上記本発明の電極が用いられていることを特徴としている。 A lithium secondary battery of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, a separator provided between the positive electrode and the negative electrode, a nonaqueous electrolyte, and an exterior body that houses the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the nonaqueous electrolyte. The secondary battery is characterized in that the electrode of the present invention is used as a positive electrode and / or a negative electrode.
本発明のリチウム二次電池においては、本発明のリチウム二次電池用電極を、正極及び/または負極として用いているので、放電レート特性を改善することができ、かつ活物質層として集電体の密着性に優れ、高い充放電サイクル特性を得ることができる。 In the lithium secondary battery of the present invention, since the electrode for the lithium secondary battery of the present invention is used as a positive electrode and / or a negative electrode, the discharge rate characteristics can be improved, and a current collector as an active material layer It is excellent in adhesiveness, and high charge / discharge cycle characteristics can be obtained.
本発明のリチウム二次電池は、正極、負極、及びセパレータが積層された状態でスパイラル状に巻回されて外装体に収納されたリチウム二次電池であってもよい。この場合、溝間の間隔が徐々に拡がるように溝を形成した本発明の電極を用い、溝間の間隔が電池の中心部から外側に向うにつれて拡がるように溝が形成されていることが好ましい。これにより、非水電解質が侵入しにくい中心部に優先的に非水電解質を導入させることができ、電池特性を高めることができる。 The lithium secondary battery of the present invention may be a lithium secondary battery that is wound in a spiral shape in a state in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator are stacked and is housed in an outer package. In this case, it is preferable to use the electrode of the present invention in which grooves are formed so that the distance between the grooves gradually increases, and the grooves are formed so that the distance between the grooves increases from the center of the battery toward the outside. . As a result, the nonaqueous electrolyte can be preferentially introduced into the central portion where the nonaqueous electrolyte is difficult to penetrate, and the battery characteristics can be improved.
本発明のリチウム二次電池はまた、正極、負極、及びセパレータがそれぞれ複数積層されたスタック型の二次電池であってもよい。 The lithium secondary battery of the present invention may also be a stack type secondary battery in which a plurality of positive electrodes, negative electrodes, and separators are stacked.
本発明における溝は、上記のような場合を除き、活物質層内の溝形成領域において、均一に配置されていることが好ましい。これにより、リチウムイオンがより均一に電極内で拡散され、また電極の変形による活物質層の破損を防止することができる。 Except as described above, the grooves in the present invention are preferably arranged uniformly in the groove forming region in the active material layer. Thereby, lithium ions are more uniformly diffused in the electrode, and damage to the active material layer due to deformation of the electrode can be prevented.
本発明において、溝を形成する方法は特に限定されるものではないが、活物質層を物理的に除去して溝を形成する方法や、レーザーを照射して活物質層を融解し溝を形成する方法や、粒子を高速で活物質層表面に当てるなどして機械的応力を用いて溝を形成する方法などが挙げられる。また、化学的エッチングにより溝を形成してもよい。 In the present invention, the method for forming the groove is not particularly limited, but a method for physically removing the active material layer to form the groove or a laser irradiation to melt the active material layer to form the groove. And a method of forming grooves using mechanical stress by, for example, applying particles to the surface of the active material layer at high speed. Further, the groove may be formed by chemical etching.
また、活物質層を形成する段階において溝を形成することも可能である。例えば、スクリーン印刷やインクジェット等の各種プリンタなどを用いて、溝が形成されるように活物質層をパターニングして形成する方法が挙げられる。また、予めスリット状に集電体をマスキングしておき、その上にスラリーを塗布したり、スパッタリング、蒸着、電着などで物理的または化学的に活物質を付着させた後、マスクを取り除き、溝を形成する方法なども挙げられる。本発明における活物質層の厚みとしては、20〜300μmの範囲であることが好ましい。 It is also possible to form grooves in the stage of forming the active material layer. For example, a method of forming an active material layer by patterning so as to form a groove by using various printers such as screen printing and inkjet may be used. In addition, the current collector is previously masked in a slit shape, and after applying a slurry on it, or by physically or chemically attaching an active material by sputtering, vapor deposition, electrodeposition, etc., the mask is removed, A method of forming a groove is also included. The thickness of the active material layer in the present invention is preferably in the range of 20 to 300 μm.
本発明における活物質層は、正極活物質層であってもよいし、負極活物質層であってもよい。正極活物質としては、例えば、LiCoO2、LiNiO2等の層状遷移金属酸化物、LiMn2O4、Li4Ti5O12等のスピネル型遷移金属酸化物、LiFePO4、LiCoPO4等のオリビン型リン酸化合物などが挙げられる。また、負極活物質としては、例えば、Li4Ti5O12等のスピネル型遷移金属酸化物、黒鉛やコークス等の炭素材料、シリコン、スズやその合金材料などが挙げられる。正極活物質層は、一般に厚みが厚く形成されるので、本発明のリチウム二次電池用電極は、正極として用いた場合に特にその効果が大きく現れる。 The active material layer in the present invention may be a positive electrode active material layer or a negative electrode active material layer. Examples of the positive electrode active material include layered transition metal oxides such as LiCoO 2 and LiNiO 2 , spinel type transition metal oxides such as LiMn 2 O 4 and Li 4 Ti 5 O 12 , and olivine types such as LiFePO 4 and LiCoPO 4. A phosphoric acid compound etc. are mentioned. Examples of the negative electrode active material include spinel transition metal oxides such as Li 4 Ti 5 O 12 , carbon materials such as graphite and coke, silicon, tin, and alloy materials thereof. Since the positive electrode active material layer is generally formed thick, the effect of the lithium secondary battery electrode of the present invention is particularly significant when used as a positive electrode.
本発明のリチウム二次電池は、上記本発明の電極からなる正極と、負極と、非水電解質とを備えることを特徴としている。 The lithium secondary battery of the present invention is characterized by comprising a positive electrode comprising the electrode of the present invention, a negative electrode, and a nonaqueous electrolyte.
本発明のリチウム二次電池は、上記本発明の電極を用いているので、活物質の利用率が高く、放電レート特性に優れた電池とすることができる。 Since the lithium secondary battery of the present invention uses the electrode of the present invention, the battery can have a high active material utilization rate and excellent discharge rate characteristics.
非水電解質に用いる電解質塩は、特に限定されるものではないが、LiPF6、LiBF4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2、LiN(CF3SO2)(C4F9SO2)、LiC(CF3SO2)3、LiC(C2F5SO2)3、LiAsF6、LiClO4、Li2B10Cl10、Li2B12Cl12など及びそれらの混合物が例示される。 The electrolyte salt used for the non-aqueous electrolyte is not particularly limited, but LiPF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ), LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC (C 2 F 5 SO 2 ) 3 , LiAsF 6 , LiClO 4 , Li 2 B 10 Cl 10 , Li 2 B 12 Cl 12, and mixtures thereof are exemplified.
本発明においては、非水電解質中の電解質塩の濃度が1.5モル/リットル以上の時に特に本発明の効果がより一層発揮される。電解質塩の濃度が1.5モル/リットル以上になると、非水電解質の粘度が高くなり、リチウムイオンが拡散しにくくなる。本発明に従い、スリット状または格子状の溝が活物質層に形成された電極を用いることにより、非水電解質と電極表面との接触面積を増加させることができ、リチウムイオンをより一層に拡散させることができるので、本発明の効果がより一層発揮される。 In the present invention, the effect of the present invention is further exhibited particularly when the concentration of the electrolyte salt in the nonaqueous electrolyte is 1.5 mol / liter or more. When the concentration of the electrolyte salt is 1.5 mol / liter or more, the viscosity of the nonaqueous electrolyte increases and lithium ions are difficult to diffuse. According to the present invention, by using an electrode in which slit-like or lattice-like grooves are formed in the active material layer, the contact area between the nonaqueous electrolyte and the electrode surface can be increased, and lithium ions can be further diffused. Therefore, the effect of the present invention is further exhibited.
非水電解質に用いる溶媒は、特に限定されるものではないが、環状カーボネートあるいは鎖状カーボネートが好ましい。環状カーボネートとしては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等が挙げられる。これらの中でも、特にエチレンカーボネートが好ましく用いられる。鎖状カーボネートとしては、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート等が挙げられる。さらに溶媒としては、2種以上の溶媒を混合した混合溶媒であることが好ましい。特に、環状カーボネートと鎖状カーボネートとを含む混合溶媒であることが好ましい。 The solvent used for the non-aqueous electrolyte is not particularly limited, but a cyclic carbonate or a chain carbonate is preferable. Examples of the cyclic carbonate include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate and the like. Among these, ethylene carbonate is particularly preferably used. Examples of the chain carbonate include dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate and the like. Further, the solvent is preferably a mixed solvent obtained by mixing two or more solvents. In particular, a mixed solvent containing a cyclic carbonate and a chain carbonate is preferable.
また、上記環状カーボネートと、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン等のエーテル系溶媒との混合溶媒も好ましく用いられる。 A mixed solvent of the cyclic carbonate and an ether solvent such as 1,2-dimethoxyethane or 1,2-diethoxyethane is also preferably used.
本発明において用いる集電体は、特に限定されるものではなく、従来よりリチウム二次電池の電極の集電体として用いられるものを用いることができる。正極集電体の場合、例えばアルミニウム箔などの金属箔を用いることができ、負極集電体の場合、例えば銅箔などの金属箔を用いることできる。 The current collector used in the present invention is not particularly limited, and a current collector that has been conventionally used as a current collector for an electrode of a lithium secondary battery can be used. In the case of the positive electrode current collector, a metal foil such as an aluminum foil can be used, and in the case of the negative electrode current collector, a metal foil such as a copper foil can be used.
本発明のリチウム二次電池用電極を用いることにより、放電レート特性を改善することができ、かつ活物質層と集電体の密着性に優れ、高い充放電サイクル特性を得ることができる。 By using the electrode for a lithium secondary battery of the present invention, the discharge rate characteristics can be improved, the adhesiveness between the active material layer and the current collector is excellent, and high charge / discharge cycle characteristics can be obtained.
また、本発明のリチウム二次電池は、上記本発明の電極を正極及び/または負極として用いるものであるので、放電レート特性を改善することができ、かつ活物質層と集電体の密着性に優れ、高い充放電サイクル特性を得ることができる。 In addition, since the lithium secondary battery of the present invention uses the electrode of the present invention as a positive electrode and / or a negative electrode, the discharge rate characteristics can be improved and the adhesion between the active material layer and the current collector can be improved. And high charge / discharge cycle characteristics can be obtained.
以下、本発明を具体的な実施形態により説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能なものである。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to specific embodiments. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be appropriately modified and implemented without departing from the scope of the present invention. It is.
(第1の実施形態)
図1は、本発明に従う第1の実施形態のリチウム二次電池用電極を示す平面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view showing an electrode for a lithium secondary battery of a first embodiment according to the present invention.
図1(a)に示すように、活物質層1には、縦方向に延びる複数のスリット状の溝4が形成されている。複数のスリット状の溝4は、互いに略平行な方向に延びている。
As shown in FIG. 1A, the
活物質層1は、図示されない集電体の一方面上に設けられている。この集電体の一方面と対向する他方面の上には、活物質層2が設けられている。活物質層2には、横方向に複数のスリット状の溝5が形成されている。複数のスリット状の溝5は、互いに略平行な方向に延びている。
The
活物質層1に形成された溝4の延びる方向と、活物質層2に形成された溝5の延びる方向とがなす角度θが、90度となるように本実施形態では溝4及び溝5が形成されている。
In this embodiment, the
集電体には、集電体タブ6が取り付けられている。
A
図1(a)に示すように、溝4の延びる方向における端部4a及び4bは、溝5を溝4が含まれる面側の集電体の表面上に投影したときの線上に位置しないように溝4が形成されている。同様に、溝5の延びる方向の端部5a及び5bも、溝4を溝5が含まれる面側の集電体の表面に投影したときの線上に位置しないように溝5が形成されている。
As shown in FIG. 1A, the end portions 4a and 4b in the extending direction of the
また、溝4及び溝5は、活物質層1及び2の周縁部1a及び2aに達しないように形成されている。溝4及び溝5は、活物質層1及び2の周縁部1a及び2aから内側に1mmまでの領域に形成されていないことが好ましい。
Further, the
図1(b)は、電極の表側を示す平面図である。図1(b)に示すように、表側に位置する活物質層1には、複数のスリット状の溝4が縦方向に形成されている。
FIG.1 (b) is a top view which shows the front side of an electrode. As shown in FIG. 1B, a plurality of slit-
図1(c)は、電極の裏側を示す平面図である。図1(c)に示すように、裏側に位置する活物質層2には、複数のスリット状の溝5が横方向に形成されている。
FIG.1 (c) is a top view which shows the back side of an electrode. As shown in FIG. 1C, a plurality of slit-
以上のように、本実施形態においては、活物質層1に形成された溝4の延びる方向と、活物質層2に形成された溝5の延びる方向とがなす角度θが、15度以上である90度となるように形成されている。本発明に従い、角度θが15度以上となるように溝4及び溝5を形成することにより、活物質層1及び2と集電体との密着性を高めることができ、高い充放電サイクル特性を得ることができる。以下、その理由について具体的に説明する。
As described above, in this embodiment, the angle θ formed by the extending direction of the
図2は、集電体3の一方面3aの上に活物質層1を設け、他方面3bの上に活物質層2を設け、活物質層1に複数のスリット状溝4を形成し、活物質層2に複数のスリット状溝5を形成した電極を示す断面図である。
In FIG. 2, the
図2を参照して、本発明において形成する溝の寸法形状等を説明する。溝4及び溝5の幅Wは、特に限定されるものではないが、10〜100μmの範囲の幅となるように形成することが好ましい。このような範囲の幅に形成することにより、容量を大幅に減少させることなく、表面積当たりの電流密度を低減することができる。
With reference to FIG. 2, the dimension shape etc. of the groove | channel formed in this invention are demonstrated. Although the width W of the groove |
また、本発明における溝4及び溝5は、その底部4a及び5aが集電体の表面3a及び3bに達しない深さdで形成されることが好ましい。従って、溝4及び5の深さdは、活物質層1及び活物質層2の厚さtより小さくなるように形成されることが好ましい。溝4及び5が、集電体表面3a及び3bに達しない深さで形成されることにより、溝形成による活物質層1及び2の集電体3からの剥離を効果的に防止することができる。
Moreover, it is preferable that the groove |
また、溝4及び5の深さdは、活物質層1及び活物質層2の厚みtの1/2以上となるように形成されることが好ましい。これにより、非水電解質を活物質層1及び2の集電体3近傍にまで配置することができ、リチウムイオンの拡散をよりスムーズに行うことができ、活物質の利用率を高め、放電レート特性を向上させることができる。
Further, the depth d of the
溝4及び5の深さdは、より好ましくは、活物質層1及び2の厚み50〜99.5%の範囲である。
The depth d of the
溝4及び5は、隣接する溝4及び5との間の間隔Dが、1000μm以下となるように形成されることが好ましい。この場合の間隔Dは、溝4及び5の面方向における中心間の距離である。間隔Dは、より好ましくは、100〜800μmの範囲である。このような範囲とすることにより、活物質層の表面積が増加し、表面積当たりの電流密度を低減させることができ、リチウムイオンをスムーズに拡散させることができる。
The
図2に示す状態においては、活物質層1に形成された溝4と、活物質層2に形成された溝5が、略平行な方向に延びるように形成されている。従って、図1に示す角度θがほぼ0度となるように溝4及び5が形成された状態を示している。
In the state shown in FIG. 2, the
図3は、図2に示す電極を湾曲させた場合の状態を示す断面図である。図3に示す状態では、活物質層1が外側に、活物質層2が内側になるように湾曲させた状態を示している。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where the electrode shown in FIG. 2 is bent. In the state shown in FIG. 3, the
図3に示すように、外側に位置する活物質層1の溝4においては、溝4の幅が矢印Aで示すように拡がるように変形する。これに対して、内側に位置する活物質層2においては、溝5の幅が矢印Bで示すように、狭くなるように変形する。
As shown in FIG. 3, the
活物質層1においては、溝4が延びる方向に沿って空間が存在するので、溝4が延びる方向と略垂直な方向に変形しやすい。また、活物質層2においては、溝5の延びる方向に空間が存在しているので、溝5が延びる方向と略垂直な方向に変形しやすい。
In the
溝4の延びる方向と、溝5が延びる方向が略平行状態であると、活物質層1において変形しやすい方向と、活物質層2において変形しやすい方向がほぼ同一方向となり、全体として特定の方向に対して変形しやすい電極となる。このため、外部からの応力により、容易に変形する電極となり、活物質層1と集電体3との間、活物質層2と集電体3との間での剥離が生じやすくなり、活物質層1及び活物質層2と集電体3との密着性が低下する。
When the direction in which the
また、活物質層1及び活物質層2が変形しやすいため、電池組み立ての際、あるいは充放電反応の際に、溝4の間の活物質層1及び溝5の間の活物質層2が欠けて脱離するなどの問題を生じやすくなり、充放電サイクル特性が低下する。
Moreover, since the
上記のような活物質層と集電体との密着性の低下や、充放電サイクル特性の低下は、後述する実施例で示すように、溝4の延びる方向と溝5の延びる方向がなす角度θが15度未満である場合に生じやすくなる。
The decrease in the adhesion between the active material layer and the current collector and the decrease in charge / discharge cycle characteristics as described above are the angle formed by the direction in which the
また、上記の問題は、活物質層に溝を形成する際に、応力がかかる場合にも生じる。 The above problem also occurs when stress is applied when forming a groove in the active material layer.
図4及び図5は、溝を形成する際に、応力がかかる場合を説明するための断面図である。 4 and 5 are cross-sectional views for explaining a case where stress is applied when the groove is formed.
図4は、集電体3の一方面3a上の活物質層1に溝4を形成した後の状態を示す断面図である。図5は、次に、集電体3の他方面3b上の活物質層2に溝5を形成した状態を示す断面図である。溝5を形成する際に、例えば、ナイフなどを用いて切削する場合、切削加工する際の応力が、活物質層2、集電体3及び活物質層1に加わる。溝5の延びる方向が、溝4の延びる方向と略平行方向である場合、溝4の延びる方向に空間が形成されているので、溝5を形成する際の応力によって、活物質層1が変形しやすくなる。このため、集電体3と活物質層1が剥離しやすくなる。また、活物質層2においても、溝5がある程度形成されると、活物質層2自体も変形しやすくなり、活物質層2と集電体3の間で剥離が生じやすくなる。このため、溝5を形成する際に加わる応力により、集電体3と活物質層1及び活物質層2との間で剥離等が生じやすくなり、密着性が低下する。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state after the
上記のような問題も、角度θが15度未満の場合に生じやすくなる。 The above problem is also likely to occur when the angle θ is less than 15 degrees.
従って、本発明に従い、溝4が延びる方向と、溝5が延びる方向とがなす角度θを15度以上とすることにより、活物質層と集電体との密着性に優れ、高い充放電サイクル特性を得ることができる。
Therefore, according to the present invention, the angle θ formed by the direction in which the
(第2の実施形態)
図6は、本発明に従う第2の実施形態のリチウム二次電池用電極を示す平面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a plan view showing an electrode for a lithium secondary battery of a second embodiment according to the present invention.
本実施形態においては、図6に示すように、活物質層1に形成される溝4は縦方向に延びており、反対側の活物質層2に形成される溝5は斜め方向に延びている。従って、溝4が延びる方向と溝5が延びる方向がなす角度θは15度以上90度未満の角度となっている。なお、本発明における溝4と溝5のなす角度は、小さい方の角度である角度θである。従って、本発明において、角度θは、15度〜90度の範囲内である。
In this embodiment, as shown in FIG. 6, the
図6(b)は、表側の活物質層1に形成された溝4を示しており、図6(c)は、裏側の活物質層2に形成された溝5を示している。
FIG. 6B shows the
(第3の実施形態)
図7は、本発明に従う第3の実施形態のリチウム二次電池用電極を示す平面図である。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a plan view showing an electrode for a lithium secondary battery of a third embodiment according to the present invention.
図7(a)に示すように、表側の活物質層1には、縦方向に延びる溝4が形成されている。裏側の活物質層2には、斜め方向に延びる溝5が形成されている。
As shown in FIG. 7A, a
本実施形態では、溝4間の間隔D1が集電体タブ6から遠ざかるにつれて拡がるように溝4が形成されている。また、溝5も同様に、溝5間の間隔D2が集電体タブ6から遠ざかるにつれて拡がるように形成されている。
In the present embodiment, the interval D 1 of the between the
図7(b)は、表側の活物質層1に形成された溝4を示している。図7(c)は、裏側の活物質層2に形成された溝5を示している。
FIG. 7B shows the
本実施形態においては、溝4間の間隔D1及び溝5間の間隔D2が、集電体タブ6から遠ざかるにつれて拡がるように溝4及び溝5が形成されている。集電体タブ6の近傍においては、溝4及び溝5が面積当たりより多く形成されているので、集電体タブ6の近傍において、非水電解質をより電極内に導入しやすくなっている。従って、電極をスパイラル状に巻回する円筒型電池においては、電池の中心部において非水電解質の侵入が不十分になりやすいので、集電体タブ6を電池の中心に配置し、スパイラル状に巻回することにより、電池中心部における電解液の導入を促進させることができる。
In the present embodiment, the
図8は、溝4の他の実施形態を示す平面図である。本発明においては、図8に示す溝4のように、溝を複数に分割して形成してもよい。
FIG. 8 is a plan view showing another embodiment of the
図9は、溝の端部の好ましい位置を説明するための平面図である。上述のように、一方面上の溝の端部は、他方面上の溝を他方面上に投影したときの線上に位置しないように形成されることが好ましい。図9に示すように、溝5の端部5bは、溝4の線上に位置しないことが好ましい。図10は、溝5の端部5bが溝4の線上に位置する状態を示している。本発明においては、図9のように、溝5の端部5bが溝4の端部に位置しないことが好ましい。
FIG. 9 is a plan view for explaining a preferable position of the end portion of the groove. As described above, the end of the groove on the one surface is preferably formed so as not to be positioned on a line when the groove on the other surface is projected onto the other surface. As shown in FIG. 9, the end 5 b of the
(リチウム二次電池の一例)
図11は、本発明に従うリチウム二次電池の一例を示す分解斜視図である。図11に示すリチウム二次電池10は、円筒型の二次電池であり、負極12と正極11の間にセパレータ13を配置し、正極11の外側にさらにセパレータ13を配置した状態で、これらを電極群としてスパイラル状に巻回し、負極缶14及び正極缶15からなる外装体内に収納している。
(Example of lithium secondary battery)
FIG. 11 is an exploded perspective view showing an example of a lithium secondary battery according to the present invention. A lithium
このような円筒型電池においては、上述のように、電池の中心部において非水電解質が十分に電極内に供給されない場合があるので、図7に示すような電極を用い、電池の中心部に相対的に多くの溝を配置することにより、電池の中心部における非水電解質の不足を改善することができる。 In such a cylindrical battery, as described above, the nonaqueous electrolyte may not be sufficiently supplied into the electrode at the center of the battery, so an electrode as shown in FIG. By disposing a relatively large number of grooves, it is possible to improve the shortage of non-aqueous electrolyte in the center of the battery.
(リチウム二次電池の他の例)
図12は、本発明に従うリチウム二次電池の他の例を示す斜視図である。図12は、正極、負極及びセパレータを積層したスタック型のリチウム二次電池における一部を切り欠いた電極部分を示している。正極21と負極22の間にセパレータ23が配置されるように、正極21、負極22、及びセパレータ23を積層している。正極21には、正極タブ21aが取り付けられており、負極22には負極タブ22aが取り付けられている。このように、正極21、負極22、セパレータ23を積層した状態で、電池外装体内に収納する。
(Other examples of lithium secondary batteries)
FIG. 12 is a perspective view showing another example of the lithium secondary battery according to the present invention. FIG. 12 shows an electrode portion in which a part of a stack type lithium secondary battery in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator are stacked is cut out. The
図13は、図12に示す電極部分を収納したスタック型リチウム二次電池20を示す斜視図である。スタック型リチウム二次電池20からは、正極タブ21a及び負極タブ22aが外部に取り出されている。
FIG. 13 is a perspective view showing a stacked lithium
上記のスタック型リチウム二次電池においても、本発明のリチウム二次電池用電極を用いることにより、放電レート特性を改善することができ、かつ活物質層と集電体との密着性に優れ、高い充放電サイクル特性を示すリチウム二次電池とすることができる。 Also in the above-described stack type lithium secondary battery, by using the electrode for the lithium secondary battery of the present invention, the discharge rate characteristics can be improved, and excellent adhesion between the active material layer and the current collector, It can be set as the lithium secondary battery which shows a high charging / discharging cycling characteristic.
本発明のリチウム二次電池用電極は、正極及び負極の両方ともに用いてもよいし、正極及び負極のいずれか一方にのみ用いてもよい。 The electrode for a lithium secondary battery of the present invention may be used for both the positive electrode and the negative electrode, or may be used for only one of the positive electrode and the negative electrode.
以下、本発明を具体的な実施例により説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能なものである。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and can be appropriately modified and implemented without departing from the scope of the present invention. .
〔正極の作製〕
正極活物質としてのLiCoO290重量%と、導電剤としてのカーボンブラック5重量%と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン5重量%と、溶剤としてのN−メチル−2−ピロリドン(NMP)溶液とを混合して正極用スラリーを調製した後、この正極用スラリーを、正極集電体としてのアルミニウム箔の両面に塗布した。その後、溶剤を乾燥し、ローラーで厚み0.1mmにまで圧縮した後、幅95mm及び高さ95mmになるように切断して正極を作製した。
[Production of positive electrode]
And LiCoO 2 90% by weight as a positive electrode active material,
〔負極の作製〕
負極活物質としての黒鉛粉末95重量%と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン5重量%と、溶剤としてのNMP溶液とを混合してスラリーを調製した後、上記スラリーを負極集電体としての銅箔の両面に塗布した。その後、溶剤を乾燥し、ローラーで厚み0.08mmにまで圧縮した後、幅100mm及び高さ100mmになるように切断した。
(Production of negative electrode)
A slurry was prepared by mixing 95% by weight of graphite powder as a negative electrode active material, 5% by weight of polyvinylidene fluoride as a binder, and an NMP solution as a solvent, and then using the slurry as a negative electrode current collector. It applied to both sides of copper foil. Thereafter, the solvent was dried, compressed to a thickness of 0.08 mm with a roller, and then cut to a width of 100 mm and a height of 100 mm.
次に負極の中心部90mm×90mmの範囲に、カッターナイフを用いて深さ30μmの溝を電極の1辺と平行に400μm間隔で活物質に形成した。その後、溝を形成した面の裏側の同じ範囲に、先に形成した溝と一定の角度θを形成するように、同じ深さの溝を400μm間隔で設けた。このとき溝の始点が、先に形成した溝を、これから溝を形成しようとする面に投影したときの線と重なると、互いの溝の角度θにかかわらず高い確率で活物質が集電体から剥離することがわかった。そこで、溝の始点が上記投影線に重ならないように注意して溝を設けた。このようにして溝を両面に形成した負極を作製した。 Next, grooves having a depth of 30 μm were formed in the active material at intervals of 400 μm in parallel with one side of the electrode using a cutter knife in a range of 90 mm × 90 mm at the center of the negative electrode. Thereafter, grooves of the same depth were provided at 400 μm intervals in the same range on the back side of the surface on which the grooves were formed so as to form a constant angle θ with the previously formed grooves. At this time, if the starting point of the groove overlaps the line formed when the previously formed groove is projected onto the surface on which the groove is to be formed, the active material is collected with high probability regardless of the angle θ of each other groove. It was found to peel off. Therefore, the groove was provided with care so that the start point of the groove does not overlap the projection line. In this way, a negative electrode having grooves formed on both sides was produced.
負極を形成した後の活物質層と集電体との密着性を評価した。活物質層と集電体との間で剥離が認められたものを「あり」として評価し、活物質層と集電体との間で剥離が認められなかったものを「なし」として評価した。評価結果を表1に示す。 The adhesion between the active material layer and the current collector after forming the negative electrode was evaluated. Evaluated as “Yes” if there was any separation between the active material layer and the current collector, and evaluated “None” if there was no separation between the active material layer and the current collector. . The evaluation results are shown in Table 1.
〔非水電解液の調製〕
エチレンカーボネート(EC)とメチルエチルカーボネート(MEC)とが体積比で3:7の割合で混合された混合溶媒に、LiPF6が1モル/リットルの割合で溶解された電解液を調製した。
(Preparation of non-aqueous electrolyte)
An electrolyte solution was prepared by dissolving LiPF 6 at a ratio of 1 mol / liter in a mixed solvent in which ethylene carbonate (EC) and methyl ethyl carbonate (MEC) were mixed at a volume ratio of 3: 7.
〔リチウム二次電池の作製〕
正極5枚と、溝のパターンが同じ負極6枚とをポリプロピレン製のセパレータ厚み(30μm)を介して積層し、その極板の両端面を負極とし、両端面に形状保持のため絶縁テープで接続し、積層電極体を作製した。なお比較として、溝のない負極を用いた電極体も作製した。次に正極及び負極に集電タブ(正極:アルミニウム箔、負極:銅箔)を超音波溶接にて溶接した。この電極体をあらかじめ電極体が設置できるように形成したラミネートフィルムからなる外装体に挿入し、集電タブのみが外装体より外部に突出するように集電タブがある面を熱融着し、残りの3辺の内の2辺を熱融着した。最後に電解液を注入し、熱融着していない1辺を熱融着して電池を作製した。
[Production of lithium secondary battery]
5 positive electrodes and 6 negative electrodes with the same groove pattern are laminated via a polypropylene separator thickness (30 μm), and both end surfaces of the electrode plate are negative electrodes, and both end surfaces are connected with insulating tape to maintain the shape. Then, a laminated electrode body was produced. For comparison, an electrode body using a negative electrode without a groove was also produced. Next, current collecting tabs (positive electrode: aluminum foil, negative electrode: copper foil) were welded to the positive electrode and the negative electrode by ultrasonic welding. Insert this electrode body into an exterior body made of a laminate film formed so that the electrode body can be installed in advance, and heat-seal the surface with the current collection tab so that only the current collection tab protrudes from the exterior body, Two of the remaining three sides were heat-sealed. Finally, an electrolytic solution was injected, and one side that was not thermally fused was thermally fused to produce a battery.
<充放電サイクル特性の評価>
1Aの電流で4.2Vまで定電流充電し、1Aの電流で2.75Vまで定電流放電する充放電を1サイクルとし、この充放電を10サイクルしたときの、1サイクル目の容量に対する10サイクル目の放電容量の比を求めた。また溝の角度θが90°の負極を用いた電池と、溝のない電池については、3Aの電流で4.2Vまで定電流充電したときの容量を別途測定し、1Aでの充電容量に対する比(3A/1A)を求めた。
<Evaluation of charge / discharge cycle characteristics>
Charging / discharging at a constant current of up to 4.2V at a current of 1A and constant current discharging at a current of 1A to 2.75V is defined as one cycle. The ratio of eye discharge capacity was determined. In addition, for batteries using a negative electrode with a groove angle θ of 90 ° and batteries without grooves, the capacity when charging at a constant current up to 4.2 V with a current of 3 A is measured separately, and the ratio to the charge capacity at 1 A is measured. (3A / 1A) was determined.
充放電サイクル特性及び放電レート特性の評価結果を表1に示す。 Table 1 shows the evaluation results of charge / discharge cycle characteristics and discharge rate characteristics.
表1に示すように、本発明に従い溝の角度θを15°以上にした負極を用いた電池においては、活物質層と集電体との間で剥離が発生せず、また良好な充放電サイクル特性が得られている。また、溝を形成することにより、3A/1Aの充電容量比が高くなっており、放電レート特性を改善することができる。 As shown in Table 1, in the battery using the negative electrode in which the groove angle θ is 15 ° or more according to the present invention, no peeling occurs between the active material layer and the current collector, and good charge / discharge is achieved. Cycle characteristics are obtained. Further, by forming the groove, the charge capacity ratio of 3A / 1A is increased, and the discharge rate characteristics can be improved.
1…活物質層
1a…活物質層の周縁部
2…活物質層
2a…活物質層の周縁部
3…集電体
3a…集電体の一方面
3b…集電体の他方面
4…溝
4a,4b…溝の端部
4c…溝の底部
5…溝
5a,5b…溝の端部
5c…溝の底部
6…集電体タブ
10…円筒型リチウム二次電池
11…正極
12…負極
13…セパレータ
14…負極缶
15…正極缶
20…スタック型リチウム二次電池
21…正極
21a…正極タブ
22…負極
22a…負極タブ
23…セパレータ
θ…一方の溝の延びる方向と他方の溝の延びる方向がなす角度
D,D1,D2…溝間の間隔
d…溝の深さ
t…活物質層の厚み
W…溝の幅
DESCRIPTION OF
Claims (10)
互いに略平行な複数のスリット状の溝が、前記両面上のそれぞれの活物質層に形成されており、一方面上の活物質層に形成された前記溝の延びる方向と、他方面上の活物質層に形成された前記溝の延びる方向とがなす角度のうち小さい方の角度が15度以上であることを特徴とするリチウム二次電池用電極。 An electrode for a lithium secondary battery in which active material layers are provided on both sides of a current collector,
A plurality of slit-like grooves that are substantially parallel to each other are formed in each of the active material layers on the both surfaces. The electrode for a lithium secondary battery, wherein a smaller one of the angles formed by the extending direction of the groove formed in the material layer is 15 degrees or more.
前記正極及び/または前記負極として、請求項1〜6のいずれか1項に記載の電極が用いられていることを特徴とするリチウム二次電池。 Lithium secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator provided between the positive electrode and the negative electrode, a nonaqueous electrolyte, and an exterior body that houses the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the nonaqueous electrolyte Because
The lithium secondary battery in which the electrode according to any one of claims 1 to 6 is used as the positive electrode and / or the negative electrode.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008252794A JP2010086717A (en) | 2008-09-30 | 2008-09-30 | Electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008252794A JP2010086717A (en) | 2008-09-30 | 2008-09-30 | Electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010086717A true JP2010086717A (en) | 2010-04-15 |
Family
ID=42250488
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008252794A Withdrawn JP2010086717A (en) | 2008-09-30 | 2008-09-30 | Electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary cell |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010086717A (en) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013058426A (en) * | 2011-09-09 | 2013-03-28 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Lithium ion secondary battery, and method for manufacturing the same |
JP2013206653A (en) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Electrode for lithium ion secondary battery, single battery and lithium ion secondary battery using the same |
US9142837B2 (en) | 2011-09-09 | 2015-09-22 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Lithium ion secondary battery and preparation process of same |
KR101926798B1 (en) * | 2018-02-09 | 2018-12-07 | 주식회사 엘지화학 | Secondary battery comprising electrode for a secondary battery |
CN109273758A (en) * | 2017-07-17 | 2019-01-25 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | Multi pole ears electrode with electric current Optimization-type Electronic barriers and include its battery |
KR102086783B1 (en) * | 2019-03-27 | 2020-03-09 | 광주과학기술원 | Thick film electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery |
CN111527635A (en) * | 2017-12-25 | 2020-08-11 | 松下知识产权经营株式会社 | Secondary battery |
WO2021244408A1 (en) * | 2020-06-01 | 2021-12-09 | Oppo广东移动通信有限公司 | Lithium battery cell, preparation method for lithium battery cell, and lithium battery |
JP2022044959A (en) * | 2020-09-08 | 2022-03-18 | プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 | Battery and manufacturing method thereof |
CN114556613A (en) * | 2019-10-24 | 2022-05-27 | 株式会社Lg新能源 | Electrode manufacturing method using laser etching and electrode manufacturing apparatus for performing the same |
US11431031B2 (en) | 2018-04-18 | 2022-08-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | All-solid-state battery |
WO2023078428A1 (en) * | 2021-11-04 | 2023-05-11 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | Pole piece and battery |
-
2008
- 2008-09-30 JP JP2008252794A patent/JP2010086717A/en not_active Withdrawn
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9142837B2 (en) | 2011-09-09 | 2015-09-22 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Lithium ion secondary battery and preparation process of same |
JP2013058426A (en) * | 2011-09-09 | 2013-03-28 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Lithium ion secondary battery, and method for manufacturing the same |
JP2013206653A (en) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Electrode for lithium ion secondary battery, single battery and lithium ion secondary battery using the same |
CN109273758A (en) * | 2017-07-17 | 2019-01-25 | 通用汽车环球科技运作有限责任公司 | Multi pole ears electrode with electric current Optimization-type Electronic barriers and include its battery |
CN111527635A (en) * | 2017-12-25 | 2020-08-11 | 松下知识产权经营株式会社 | Secondary battery |
KR101926798B1 (en) * | 2018-02-09 | 2018-12-07 | 주식회사 엘지화학 | Secondary battery comprising electrode for a secondary battery |
US11431031B2 (en) | 2018-04-18 | 2022-08-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | All-solid-state battery |
US11508963B2 (en) | 2019-03-27 | 2022-11-22 | Gwangju Institute Of Science And Technology | Lithium secondary battery and thick film electrode for the same |
KR102086783B1 (en) * | 2019-03-27 | 2020-03-09 | 광주과학기술원 | Thick film electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery |
CN114556613A (en) * | 2019-10-24 | 2022-05-27 | 株式会社Lg新能源 | Electrode manufacturing method using laser etching and electrode manufacturing apparatus for performing the same |
CN114556613B (en) * | 2019-10-24 | 2024-05-28 | 株式会社Lg新能源 | Electrode manufacturing method using laser etching and electrode manufacturing apparatus for performing the same |
WO2021244408A1 (en) * | 2020-06-01 | 2021-12-09 | Oppo广东移动通信有限公司 | Lithium battery cell, preparation method for lithium battery cell, and lithium battery |
JP2022044959A (en) * | 2020-09-08 | 2022-03-18 | プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 | Battery and manufacturing method thereof |
JP7168622B2 (en) | 2020-09-08 | 2022-11-09 | プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 | BATTERY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
US12040453B2 (en) | 2020-09-08 | 2024-07-16 | Prime Planet Energy & Solutions, Inc. | Battery and manufacturing method thereof |
WO2023078428A1 (en) * | 2021-11-04 | 2023-05-11 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | Pole piece and battery |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2010086717A (en) | Electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary cell | |
JP6621765B2 (en) | Secondary battery | |
JP6292678B2 (en) | Secondary battery and electrode manufacturing method | |
WO2015019514A1 (en) | Secondary battery and method for manufacturing same | |
WO2015015663A1 (en) | Secondary battery | |
JP2007329050A (en) | Sheet type battery and its manufacturing method | |
JP2007265846A (en) | Cylindrical battery and its manufacturing method | |
JP5554181B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP5625279B2 (en) | Manufacturing method of laminated secondary battery electrode plate and laminated secondary battery electrode plate material | |
US20180337394A1 (en) | Lithium secondary battery including lithium metal as negative electrode active material | |
US10431846B2 (en) | Energy storage device | |
JP2007172880A (en) | Battery and its manufacturing method | |
CN111599981A (en) | Electrode and nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP2005243336A (en) | Battery equipped with spiral electrode group | |
JP2008277242A (en) | Electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery | |
JP5869354B2 (en) | Exterior can for prismatic lithium ion secondary battery and prismatic lithium ion secondary battery | |
JP2008243704A (en) | Cylindrical type nonaqueous electrolyte battery | |
JP5514137B2 (en) | Method for producing non-aqueous electrolyte battery | |
JP6376441B2 (en) | Power storage device and method for manufacturing power storage device | |
JP4811983B2 (en) | Winding electrode, manufacturing method thereof, and battery using the same | |
US9685642B2 (en) | Sealed storage battery | |
JP2016085884A (en) | battery | |
JP2011044436A (en) | Battery equipped with spiral electrode group | |
JP6878702B2 (en) | Electrodes for lithium-ion secondary batteries, their manufacturing methods, and lithium-ion secondary batteries | |
JP4441957B2 (en) | battery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110829 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20130128 |