JP2015101733A - アルミニウム箔への保護層形成方法、リチウムイオン二次電池用集電体及びリチウムイオン二次電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アルミニウム箔を80℃〜160℃で1時間以上保持する熱処理を行って熱処理済アルミニウム箔を得る熱処理工程と、水に、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)と、導電性粒子と、を分散させて保護層形成用組成物を調整する保護層形成用組成物調整工程と、熱処理済アルミニウム箔の表面に保護層形成用組成物を塗布し、乾燥して、熱処理済アルミニウム箔の表面に保護層を形成する保護層形成工程と、を有し、保護層形成用組成物調整工程において、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の含有割合は、導電性粒子に対して0.5質量%以上7質量%未満であることを特徴とする。
【選択図】 なし
Description
本発明のアルミニウム箔への保護層形成方法は、熱処理工程と、保護層形成用組成物調整工程と、保護層形成工程とを有する。
本発明のリチウムイオン二次電池用集電体は、アルミニウム箔と、上記アルミニウム箔への保護層形成方法を経て形成された保護層と、からなり、保護層の厚みは100nm以上300nm未満であることを特徴とする。
本発明のリチウムイオン二次電池は、上記リチウムイオン二次電池用集電体を有することを特徴とする。上記リチウムイオン二次電池用集電体は正極用集電体として用いられることが好ましい。従って、以下には、上記リチウムイオン二次電池用集電体を正極用集電体として用いた態様を説明する。上記リチウムイオン二次電池用集電体は負極用集電体に用いることももちろん可能である。
試験例1のスラリーとして、イオン交換水に平均粒径D50が20nmのSnO2粉末が4質量%濃度で含有されているSnO2水分散体を準備した。
市販の厚み20μmのアルミニウム箔を準備した。
(実施例1)
アルミニウム箔Dの表面に、保護層の厚みがなるべく薄くなるように試験例2のスラリーをドクターブレードを用いて塗布した。スラリーを塗布後のアルミニウム箔Dを80℃で15分乾燥した。これにより保護層が形成された実施例1の集電体を形成した。実施例1の集電体の保護層の厚みは100nmであった。
アルミニウム箔Dに代えてアルミニウム箔Cを用い、保護層の厚みをなるべく小さくするように試験例2のスラリーを塗布した以外は実施例1と同様にして実施例2の集電体を得た。実施例2の集電体の保護層の厚みは200nmであった。
保護層を形成せず、アルミニウム箔Aそのものを比較例1の集電体とした。
アルミニウム箔Dに代えてアルミニウム箔Aを用い、保護層の厚みをなるべく小さくするように試験例2のスラリーを塗布した以外は実施例1と同様にして比較例2の集電体を得た。比較例2の集電体の保護層の厚みは300nmであった。
(実施例1)
実施例1の集電体を正極用集電体として用いた実施例1のラミネート型リチウムイオン二次電池を次のようにして作製した。まず正極活物質としてLiNi0.5Co0.2Mn0.3O2と導電助剤としてアセチレンブラックと、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)とを、それぞれ88質量部、6質量部、6質量部として混合し、この混合物を適量のN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させて、正極活物質層用スラリーを作製した。
実施例1のラミネート型リチウムイオン二次電池における実施例1の集電体の代わりに比較例1の集電体を用いた以外は実施例1と同様にして比較例1のラミネート型リチウムイオン二次電池を作製した。
実施例1のラミネート型リチウムイオン二次電池における実施例1の集電体の代わりに比較例2の集電体を用いた以外は実施例1と同様にして比較例2のラミネート型リチウムイオン二次電池を作製した。
実施例1、比較例1及び比較例2のラミネート型リチウムイオン二次電池を用いて60℃保存特性を評価した。60℃保存試験は、60℃の温度で4.5Vの電圧をかけた状態で30日間保持した。
Claims (6)
- アルミニウム箔を80℃〜160℃で1時間以上保持する熱処理を行って熱処理済アルミニウム箔を得る熱処理工程と、
水に、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)と、導電性粒子と、を分散させて保護層形成用組成物を調整する保護層形成用組成物調整工程と、
前記熱処理済アルミニウム箔の表面に前記保護層形成用組成物を塗布し、乾燥して、前記熱処理済アルミニウム箔の表面に保護層を形成する保護層形成工程と、
を有し、
前記保護層形成用組成物調整工程において、前記ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の含有割合は、前記導電性粒子に対して0.5質量%以上7質量%未満であることを特徴とするアルミニウム箔への保護層形成方法。 - 前記導電性粒子の平均粒径D50が300nm未満である請求項1に記載のアルミニウム箔への保護層形成方法。
- 前記保護層の厚みは100nm以上300nm未満である請求項1又は2に記載のアルミニウム箔への保護層形成方法。
- 前記導電性粒子は、酸化インジウム(In2O3)、酸化インジウム(In2O3)にZn、Mo、W、Ti、Zr、Sn及びHから選ばれる少なくとも一種の元素を添加したもの、酸化亜鉛(ZnO)、酸化亜鉛(ZnO)にGa、Al及びBから選ばれる少なくとも一種の元素を添加したもの、過酸化亜鉛(ZnO2)、酸化錫(II)(SnO)、酸化錫(IV)(SnO2)、酸化錫(VI)(SnO3)、酸化錫(IV)(SnO2)にF、W、Ta、Sb及びBから選ばれる少なくとも一種の元素を添加したもの、二酸化チタン(TiO2)、二酸化チタン(TiO2)にNb元素を添加したもの、三酸化二チタン(Ti2O3)、酸化ルテニウム(RuO2)、酸化ニッケル(NiO)、酸化タンタル(Ta2O3)、酸化タングステン(III)(W2O3)、酸化タングステン(IV)(WO2)、酸化タングステン(VI)(WO3)、酸化クロム(Cr2O3)、窒化チタン(TiN)、窒化ゲルマニウム(Ge3N4)、窒化ランタン(LaN)、炭化タングステン(WC)、炭化タンタル(TaC)、炭化チタン(TiC)並びに炭素(C)から選ばれる少なくとも1つである請求項1〜3のいずれか一項に記載のアルミニウム箔への保護層形成方法。
- アルミニウム箔と、
前記アルミニウム箔の上に配置された請求項1〜4のいずれか一項に記載のアルミニウム箔への保護層形成方法を経て形成された保護層と、
からなり、
前記保護層の厚みは100nm以上300nm未満であるリチウムイオン二次電池用集電体。 - 請求項5に記載のリチウムイオン二次電池用集電体を有するリチウムイオン二次電池。
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