JP2015069878A - 二次電池用電極活物質、二次電池用電極 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】活物質の表面を、重合性官能基を含むシランカップリング剤で処理し、π共役系高分子を重合、被覆し、熱処理によって、π共役系高分子を炭化させた。
【選択図】なし
Description
図1は、本発明の二次電池用電極活物質を用いて形成した二次電池用電極を備えた二次電池の一例を示す断面図である。リチウムイオン二次電池(二次電池)10は、電解質層11と、この電解質層11の一面側と他面側にそれぞれ配された正極12、負極(二次電池用電極)13とを有している。なお、これら電解質層11、正極12、および負極13からなる積層体は、金属などの外装体(図示略)に収容されていればよい。
X3−Si−Y ・・・(1)
Xは、メトキシ基もしくはエトキシ基、プロピルオキシ基よりなる。
Yは、−(CH2)n−Y’で表される。
nは、0以上10以下で表され、Y’は、ビニル基やアリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、グリシドキシ基等の重合性官能基を含むものよりなる。好ましくは、アニリンが望ましい。
まず、アルコール溶媒中に、該活物質を加え、良く攪拌を行なう。望ましくは、2−イソプロピルアルコール溶媒を用い、超音波分散処理を行なう。得られた分散液に、シランカップリング剤を加え、水を滴下し、室温で一晩攪拌させる。反応終了後、洗浄しながら、ろ過し、乾燥させることでシランカップリング処理した活物質を得る。
まず、分散安定剤であるポリビニルピロリドンを含む1.2N塩酸水溶液に、シランカップリング剤で処理された該活物質を加え、分散液を得る。この時、超音波分散を行なっても良い。続いて、酸化剤として、ペルオキソ二硫化アンモニウムを加え、良く攪拌を行い、アニリンを添加し、酸化重合を行なう。充分に反応を進行させた後、水を加え、反応を終了させる。洗浄しながら、ろ過し、乾燥させることでポリアニリン被覆活物質を得る。ただし、ポリアニリンの被覆量は限定されるものではない。
D50が6.6μmのSiO(大阪チタニウム社製)6.00gを2−イソプロピルアルコール30.00gに加えた。次に、N−[3−(trimethoxysilyl)propyl]aniline0.57gを加えて、攪拌した。続いて、水0.30gを滴下し、一晩攪拌した。その後、2−イソプロピルアルコールで洗浄しながら、ろ過を行なった。得られた粉体は、80℃で3時間、減圧乾燥を行なった。
D50が6.6μmのSiO(大阪チタニウム社製)6.00gを2−イソプロピルアルコール30.00gに加えた。次に、3−Methacryloxypropyltrimethoxysilane0.55gを加えて、攪拌した。続いて、水0.30gを滴下し、一晩攪拌した。その後、2−イソプロピルアルコールで洗浄しながら、ろ過を行なった。得られた粉体は、80℃で3時間、減圧乾燥を行なった。
実施例1のシランカップリング処理を行なわず、ポリアニリン被覆を行なった。
炭素被覆処理を行なわず、負極スラリを作製した。
得られた負極と、Li箔を正極としたコインセルを作製し、実施例1および比較例1、2の充放電評価を行なった。負極は、直径15mmの円板に打ち抜き、Li箔は、直径16mmの円板に打ち抜いて、評価を行なった。Li箔は、300μmの厚さとした。コインセルは、負極およびLi極、セパレータ(型番2200、セルガード社製)を基本構成とした。電解液は、エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DMC)の3:7(v/v)の混合溶液に、LiPF6を1Mとなるように加えたものを使用した。充放電は、0.01V〜1.5Vで100サイクル行なった。0.2C CC充電および1.0C CC放電で行なった。10サイクル目の放電容量を基準とし、100サイクル目の容量維持率を求めた。
Claims (6)
- 重合性官能基を含むシランカップリング剤で表面処理されたSiOxの表面に、π共役系高分子を重合、被覆し、熱処理して得られた炭化物が形成されていることを特徴とする二次電池用電極活物質。
- 前記SiOxにおいて、xが1.5以下であることを特徴とする請求項1記載の二次電池用電極活物質。
- 前記SiOxの粒径(メジアン径:D50)が0.5μm以上10μm以下であることを特徴とする請求項1または2記載の二次電池用電極活物質。
- 請求項1ないし3いずれか1項記載の二次電池用電極活物質およびバインダを含む活物質層を、集電体の表面に形成してなることを特徴とする二次電池用電極。
- 前記バインダはアルギン酸塩であることを特徴とする請求項4記載の二次電池用電極。
- 前記活物質層における前記バインダの重量比が、前記二次電池用電極活物質の重量に対して、3重量%以上20重量%以下であることを特徴とする請求項4または5項記載の二次電池用電極。
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