JP2011216197A - 水溶液系リチウム二次電池用電極合材、水溶液系リチウム二次電池用電極ペースト、水溶液系リチウム二次電池用電極及び水溶液系リチウム二次電池 - Google Patents
水溶液系リチウム二次電池用電極合材、水溶液系リチウム二次電池用電極ペースト、水溶液系リチウム二次電池用電極及び水溶液系リチウム二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011216197A JP2011216197A JP2010080379A JP2010080379A JP2011216197A JP 2011216197 A JP2011216197 A JP 2011216197A JP 2010080379 A JP2010080379 A JP 2010080379A JP 2010080379 A JP2010080379 A JP 2010080379A JP 2011216197 A JP2011216197 A JP 2011216197A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium secondary
- secondary battery
- electrode
- aqueous
- aqueous solution
- 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.)
- Granted
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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
【解決手段】水溶液系リチウム二次電池20は、正極活物質を有する正極22と、正極22に対してセパレータ24を介して対向する位置に設けられた負極23と、を備えている。この水溶液系リチウム二次電池20は、正極22と負極23との空間にリチウムを溶解した水溶液系電解液27が満たされている。また、この正極22及び負極23のうちの少なくとも一方は、電極活物質と、導電材と、ガラス転移点Tgが20℃以上40℃以下である水系高分子のエマルションからなる結着材と、水系分散増粘材と、を含む水溶液系リチウム二次電池用電極合材を用いたものである。結着材としては、水系ブタジエン共重合体を含むものが好ましく、水系分散増粘材としては、セルロース誘導体が好ましい。
【選択図】図1
Description
電極活物質として、一般に負極活物質として用いられるLiTi2(PO4)3を用いて以下のように電極ペーストを作製した。まず、チタンイソプロポキシドをプロパノールで希釈した溶液と酢酸リチウムとリン酸二水素アンモニウムを水に溶解した溶液とをLiTi2(PO4)3の組成になるように混合し、チタンイソプロポキシドを加水分解した。得られた白濁溶液を真空乾燥し、白色の粉末を得た。得られた粉末を400℃で12時間熱処理したあと、700℃で16時間空気中で焼成し、LiTi2(PO4)3の粉末を得た。次に、電極活物質としてのLiTi2(PO4)3を70重量部、導電材としてのアセチレンブラック(電気化学工業(株)製HS−100)を20重量部、分散増粘材としてのカルボキシメチルセルロース(和光純薬製,試薬)を2重量部、結着材としてのスチレンブタジエンゴム(以下SBRとも称する)を8重量部として水を分散媒に用いて、混練し、スラリー状の負極ペーストを作製した。この電極ペーストを20μm厚のアルミニウム箔集電体の両面に塗布、乾燥させた後、ロールプレスで高密度化し、所定の形状に切り出したものを実施例1の電極とした。SBRとしては、ガラス転移点Tg(以下単にTgとも称する)が20℃のものを用いた。Tgの調整は、スチレンとブタジエンの割合を調整することにより行った。
Tgが25℃のSBRを用いた以外は、実施例1と同様の工程により実施例2の電極を作製した。また、Tgが40℃のSBRを用いた以外は、実施例1と同様の工程により実施例3の電極を作製した。
Tgが15℃のSBRを用いた以外は、実施例1と同様の工程により比較例1の電極を作製した。また、Tgが5℃のSBRを用いた以外は、実施例1と同様の工程により比較例2の電極を作製した。また、Tgが−10℃のSBRを用いた以外は、実施例1と同様の工程により比較例3の電極を作製した。また、Tgが60℃のSBRを用いた以外は、実施例1と同様の工程により比較例4の電極を作製した。
電極活物質として、一般に正極活物質として用いられるLiFePO4を用いて以下のように電極ペーストを作製した。まず、フマル酸鉄とLiH2PO4とを1:1のモル比で混合・乾燥した粉末をAr雰囲気下、700℃で12時間焼成することによりLiFePO4を合成した。次に、電極活物質としてのLiFePO4を85重量部、導電材としてのアセチレンブラック(電気化学工業(株)製HS−100)を10重量部、分散増粘材としてのカルボキシメチルセルロースを2重量部、結着材としてのSBRを3重量部として、水を分散媒に用いて、混練し、スラリー状の正極ペーストを作製した。この正極ペーストを20 μm厚のアルミニウム箔集電体の両面に塗布、乾燥させた後、ロールプレスで高密度化し、所定の形状に切り出したものを実施例4の電極とした。SBRとしては、Tgが20℃のものを用いた。
Tgが5℃のSBRを用いた以外は、実施例4と同様の工程により比較例5の電極を作製した。
各電極は、サイクリック・ボルタンメトリー(CV)により評価した。水溶液電解液に6mol/Lの硝酸リチウムを用い、対極にPt、参照極にAg|AgCl、温度20℃、走査速度2mV/sで充放電を行った。充放電は10サイクル行った。評価は、1サイクル目と10サイクル目の放電時の電極活物質重量当たりの放電容量と、充放電時のピーク電位の差により行った。
表1に実施例1〜4及び比較例1〜5の測定結果を示した。表1に示すようにTgが20℃以上で40℃以下の水系高分子のエマルションを結着材に用いた実施例1〜3は、Tgがそれ未満の水系高分子のエマルションを結着材に用いた比較例1〜3と比べて、1サイクル目の容量が大きかった。これは、比較例1〜3では、Tgが低かったため、電極の抵抗が高く、測定時の走査速度では、十分な容量がでなかったものと考えられる。また、同様に、実施例1〜3に対して、比較例1〜3は、ピーク電位差が大きかった。ピーク電位差は、分極の大きさの尺度となるものであるが、比較例1〜3では、電極の抵抗が高かったために分極が大きくなり、ピーク電位差が大きくなるとともに、サイクルにともないピーク電位差も大きく増大したものと考えられる。さらに、Tgが40℃を越えた水系高分子のエマルションを結着材に用いた比較例4では、結着性が不十分となり、サイクルにともなう容量の低下およびピーク電位差の増大が大きかった。同様に正極においても、実施例4は比較例5に比べて、1サイクル目の容量が大きく、ピーク電位差が小さく、さらに、サイクルにともなう容量低下が小さく、ピーク電位差の増大がなかった。このように、Tgが20℃以上で40℃以下の水系高分子のエマルションを結着材に用いることによって、十分に抵抗が低く、耐久性に優れる電極を提供できることが確認された。したがって、この電極を用いた電池では、電池抵抗が低くなり、出力特性に優れるとともに耐久性能に優れたものとなることがわかった。
Claims (6)
- リチウムを吸蔵放出可能な電極活物質と、
導電材と、
ガラス転移点Tgが20℃以上40℃以下である水系高分子のエマルションからなる結着材と、
水系分散増粘材と、
を含む、水溶液系リチウム二次電池用電極合材。 - 前記水系高分子は、水系ブタジエン共重合体を含むものである、請求項1に記載の水溶液系リチウム二次電池用電極合材。
- 前記水系分散増粘材は、セルロース誘導体である、請求項1又は2に記載の水溶液系リチウム二次電池用電極合材。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の水溶液系リチウム二次電池用電極合材と、水と、を含む水溶液系リチウム二次電池用電極ペースト。
- 集電体と、
前記集電体上に形成された請求項1〜3のいずれか1項に記載の水溶液系リチウム二次電池用電極合材と、
を備えた水溶液系リチウム二次電池用電極。 - 正極と、
負極と、
前記正極と前記負極との間に介在しリチウムを溶解した水溶液である電解液と、を備え、
前記正極および前記負極の少なくとも一方が、請求項1〜3のいずれか1項に記載の水溶液系リチウム二次電池用電極合材を備えたものである、水溶液系リチウム二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010080379A JP5703580B2 (ja) | 2010-03-31 | 2010-03-31 | 水溶液系リチウム二次電池用電極合材、水溶液系リチウム二次電池用電極ペースト、水溶液系リチウム二次電池用電極及び水溶液系リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010080379A JP5703580B2 (ja) | 2010-03-31 | 2010-03-31 | 水溶液系リチウム二次電池用電極合材、水溶液系リチウム二次電池用電極ペースト、水溶液系リチウム二次電池用電極及び水溶液系リチウム二次電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011216197A true JP2011216197A (ja) | 2011-10-27 |
JP5703580B2 JP5703580B2 (ja) | 2015-04-22 |
Family
ID=44945758
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010080379A Expired - Fee Related JP5703580B2 (ja) | 2010-03-31 | 2010-03-31 | 水溶液系リチウム二次電池用電極合材、水溶液系リチウム二次電池用電極ペースト、水溶液系リチウム二次電池用電極及び水溶液系リチウム二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5703580B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014078497A (ja) * | 2012-09-19 | 2014-05-01 | Toyota Motor Corp | リチウムイオン二次電池の製造方法 |
US9673455B2 (en) | 2012-09-19 | 2017-06-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Lithium-ion secondary battery |
KR101782669B1 (ko) * | 2013-10-30 | 2017-09-27 | 주식회사 엘지화학 | 수계 바인더를 포함하는 전극을 구비한 전극 조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
JP2019053942A (ja) * | 2017-09-19 | 2019-04-04 | 日本エイアンドエル株式会社 | 電気化学デバイス用電極の製造方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003017057A (ja) * | 2001-07-02 | 2003-01-17 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | リチウム二次電池負極活物質用リチウムバナジウム複合酸化物、その製造方法およびそれを用いたリチウム二次電池 |
JP2006302827A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 水系電解液リチウム二次電池 |
JP2008135262A (ja) * | 2006-11-28 | 2008-06-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池負極の製造方法 |
WO2009008280A1 (ja) * | 2007-07-11 | 2009-01-15 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | 水系リチウム二次電池 |
JP2010021059A (ja) * | 2008-07-11 | 2010-01-28 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | 水系炭素材料組成物及びそれを用いた電池用組成物 |
-
2010
- 2010-03-31 JP JP2010080379A patent/JP5703580B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003017057A (ja) * | 2001-07-02 | 2003-01-17 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | リチウム二次電池負極活物質用リチウムバナジウム複合酸化物、その製造方法およびそれを用いたリチウム二次電池 |
JP2006302827A (ja) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 水系電解液リチウム二次電池 |
JP2008135262A (ja) * | 2006-11-28 | 2008-06-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池負極の製造方法 |
WO2009008280A1 (ja) * | 2007-07-11 | 2009-01-15 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | 水系リチウム二次電池 |
JP2010021059A (ja) * | 2008-07-11 | 2010-01-28 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | 水系炭素材料組成物及びそれを用いた電池用組成物 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014078497A (ja) * | 2012-09-19 | 2014-05-01 | Toyota Motor Corp | リチウムイオン二次電池の製造方法 |
US9583755B2 (en) | 2012-09-19 | 2017-02-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing lithium ion secondary battery |
US9673455B2 (en) | 2012-09-19 | 2017-06-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Lithium-ion secondary battery |
KR101782669B1 (ko) * | 2013-10-30 | 2017-09-27 | 주식회사 엘지화학 | 수계 바인더를 포함하는 전극을 구비한 전극 조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
JP2019053942A (ja) * | 2017-09-19 | 2019-04-04 | 日本エイアンドエル株式会社 | 電気化学デバイス用電極の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5703580B2 (ja) | 2015-04-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108140883B (zh) | 固体聚合物电解质及其制备方法 | |
JP5263115B2 (ja) | 水溶液系二次電池 | |
JP5454426B2 (ja) | 水溶液系二次電池 | |
JP2020064866A (ja) | 電池電極用水性スラリー | |
US8900746B2 (en) | Aqueous secondary battery | |
JP5183983B2 (ja) | リチウム蓄電池電極用のデンプンならびにリチウムおよびチタン混合酸化物ベースを有する水性分散体 | |
CN102473955B (zh) | 包含水分散性粘合剂、导电剂和氟代碳酸亚乙酯的锂二次电池 | |
CN103125038A (zh) | 锂电池的电极及其制造方法 | |
CN105470450A (zh) | 一种锂离子动力电池硅负极极片及其制备方法 | |
US20230307617A1 (en) | Positive electrode compositions and architectures for aqueous rechargeable zinc batteries, and aqueous rechargeable zinc batteries using the same | |
KR20130064943A (ko) | 구형화 천연 흑연을 음극 활물질로 포함하는 리튬 이차전지 | |
TW201904112A (zh) | 鋰離子二次電池用正極及鋰離子二次電池 | |
JP6260218B2 (ja) | 水溶液系二次電池 | |
JP2012209161A (ja) | リチウム二次電池 | |
JP2015079685A (ja) | 水溶液系二次電池 | |
JP5187350B2 (ja) | 水溶液系二次電池 | |
WO2015083358A1 (ja) | 電気化学セル用バインダー、電気化学セル用ペースト、電気化学セル用電極の製造方法 | |
JP5493330B2 (ja) | 水系リチウム二次電池 | |
JP5703580B2 (ja) | 水溶液系リチウム二次電池用電極合材、水溶液系リチウム二次電池用電極ペースト、水溶液系リチウム二次電池用電極及び水溶液系リチウム二次電池 | |
JP2016134302A (ja) | 全固体リチウムイオン二次電池 | |
US9761854B2 (en) | Spirally-wound electrode assembly for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same | |
JP2017152337A (ja) | 非水系リチウムイオン二次電池用負極、その製法及び非水系リチウムイオン二次電池 | |
CN106169375B (zh) | 钛酸锂体系的锂离子电容器 | |
JP2001176557A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
JP2000228224A (ja) | 非水電解液二次電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130109 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131120 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131210 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140207 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140902 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141007 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150127 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150209 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5703580 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |