JP2013077476A - リチウムイオン二次電池の正極用シート及びこれを用いた正極 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カーボンナノファイバをアルミニウム箔表面にコーティングしたリチウムイオン二次電池の正極用シートであって、カーボンナノファイバが平均繊維径5〜80nm、平均繊維長50〜5000nm、平均比表面積100〜1000m2/gの範囲にあることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
ジエンゴム(SBR)等が挙げられる。また、溶媒としては、N−メチルピロリドン(NMP)等の有機溶媒や、イオン交換水等の水系の溶媒が挙げられる。
先ず、気相成長法により、CNF層に含有させるカーボンナノファイバを合成した。具体的には、触媒粒子として平均一次粒径が10nmのMgO-CoO複合酸化物粒子を用意し、この触媒粒子を石英製の基板上へほぼ均一に分散するように配置した。そして、反応室内の温度及び雰囲気を定常状態にした後、この反応室内で0.10MPaの圧力下、450℃の温度で、原料ガスである一酸化炭素と水素の混合ガスを3時間供給し、カーボンナノファイバを触媒粒子から成長させた。これにより、平均繊維径が13nm、平均繊維長が1200nm、平均比表面積が300m2/gのカーボンナノファイバを得た。
。
実施例1で用いた厚さ15μmのアルミニウム箔のみを正極用シートとし、このアルミニウム箔表面に、実施例1と同様の方法で正極活物質層を形成することにより正極を得た。
CNF層を形成する代わりに、実施例1で用いた厚さ15μmのアルミニウム箔の表面に、平均粒径40nmの炭素粒子を含む層を形成した以外は、実施例1と同様に、正極用シート及び正極を得た。
CNF層に含有させるカーボンナノファイバの平均繊維径、平均繊維長及び平均比表面積が、以下の表1に示す値になるように、気相成長法における触媒粒子の平均一次粒径、合成時間、及び表面酸化処理における処理時間を調整した以外は、実施例1と同様に、正極用シート及び正極を得た。
実施例1〜4及び比較例1〜3の正極を用いて、充放電試験を行った。具体的には、先ず、実施例1〜4及び比較例1〜3の各正極を電極面積が10cm2になる大きさに切り抜き、対極にLi電極を、セパレータに多孔質のポリプロピレンシートを用いてラミネート形状のハーフセルを作製した。次に、アルミラミネートフィルム内に上記セルを収納させ、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを1:1で混合した溶媒(宇部興産株式会社製)に電解質として1mol/dm3のLiPF6を溶解させた電解液を加えた。その後、リード線を用いて正極とLi電極の電位を測定した。
CNF層に含有させるカーボンナノファイバの平均繊維径、平均繊維長及び平均比表面積が、以下の表2に示す値になるように、気相成長法における触媒粒子の平均一次粒径、合成時間、及び表面酸化処理における処理時間を調整した以外は、実施例1と同様に、正極用シート及び正極を得た。
CNF層に含有させるカーボンナノファイバの平均繊維径、平均繊維長及び平均比表面積が、以下の表2に示す値になるように、気相成長法における触媒粒子の平均一次粒径、合成時間、及び表面酸化処理における処理時間を調整した以外は、実施例1と同様に、正極用シート及び正極を得た。
実施例5〜14及び比較例4〜7の正極について、アルミニウム箔に固着されたカーボンナノファイバの固着度合いを評価した。具体的には、先ず、CNF層が形成されていないアルミニウム箔裏面に両面テープを貼着し、これを板の表面に張り付け、アルミニウム箔が破れないよう正極を固定した。次いで、この固定された正極のカーボンナノファイバ層表面に粘着テープを貼り付け、所定の剥離速度でこれを剥離し、この時、アルミニウム箔上に残存するCNF層の面積により、各正極におけるカーボンナノファイバの固着度合いを評価した。表2中、「A」は、剥離前のCNF層の面積100%に対し、剥離後にアルミニウム箔上に残存するCNF層の面積が90%以上であった場合を示し、「B」は該面積が70%以上90%未満であった場合を、「C」は50%以上70%未満であった場合を、「D」は50%未満であった場合を示す。
11 アルミニウム箔(集電体)
12 カーボンナノファイバ(CNF)層
13 正極用シート
14 正極活物質層
Claims (2)
- カーボンナノファイバをアルミニウム箔表面にコーティングしたリチウムイオン二次電池の正極用シートであって、
前記カーボンナノファイバが平均繊維径5〜80nm、平均繊維長50〜5000nm、平均比表面積100〜1000m2/gの範囲にあることを特徴とするリチウムイオン二次電池の正極用シート。 - 請求項1記載の正極用シートの上に、正極活物質を含む電極ペーストを塗布し、これを乾燥することにより得られたリチウムイオン二次電池の正極。
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