JP2015213073A - 電池 - Google Patents
電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015213073A JP2015213073A JP2015112282A JP2015112282A JP2015213073A JP 2015213073 A JP2015213073 A JP 2015213073A JP 2015112282 A JP2015112282 A JP 2015112282A JP 2015112282 A JP2015112282 A JP 2015112282A JP 2015213073 A JP2015213073 A JP 2015213073A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alumina
- containing layer
- active material
- positive electrode
- current collector
- 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
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
- Secondary Cells (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
【解決手段】正極10と負極とセパレータとが積層された積層電極体を備え、正極10、前記負極及び前記セパレータのうちの少なくとも1つの部材に、γ型アルミナ粒子を含むアルミナ含有層40が形成されている電池。
【選択図】図1
Description
上記の電池では、前記積層電極体が、巻回電極体であってもよい。
上記の電池では、前記アルミナ含有層が、少なくとも前記正極に形成されていてもよい。
上記の電池では、前記アルミナ含有層が、前記正極または前記負極に形成されており、該アルミナ含有層が、該アルミナ含有層が形成されている電極とセパレータを介して隣
り合う極性の異なる電極の活物質層の端縁と、セパレータを介して相対していてもよい。
上記の電池では、前記アルミナ含有層が形成されている電極が集電体と活物質層を有し、該アルミナ含有層が集電体上に直接接して形成されていてもよい。
上記の電池では、前記アルミナ含有層が、前記集電体箔上に直接接し、かつ前記活物質層に隣接して形成されていてもよい。
上記の電池では、前記アルミナ含有層の厚さが、該アルミナ含有層が形成されている集電体箔の同一面上に形成されている活物質層の厚さよりも小さくてもよい。
上記の電池では、前記正極および負極の活物質層はプレス加工されており、前記アルミナ含有層はプレス加工されていなくてもよい。
上記の電池では、前記アルミナ含有層が、ポリフッ化ビニリデンを含んでもよい。
上記の電池では、前記アルミナ含有層が、ポリフッ化ビニリデンを45質量%以上、60質量%以下含んでもよい。
上記の電池では、前記γ型アルミナ粒子は、1次粒子径の中央値が1nm以上、10nm以下であってもよい。
上記の電池では、前記アルミナ含有層は、実質的にγ型アルミナ粒子とポリフッ化ビニリデンからなっていてもよい。
さらに、炭素材料にはスズ酸化物や珪素酸化物といった金属酸化物の添加や、リンやホウ素を添加して改質を行うことも可能である。また、グラファイトとリチウム金属、リチウム含有合金などを併用することや、あらかじめ電気化学的に還元することによって、本発明に用いる炭素質材料にあらかじめリチウムを挿入することも可能である。
主な工程は、正極合剤塗工用ペースト(以下「正極ペースト」という。)の調製、これの正極集電体箔上への塗工、アルミナ含有層塗工用ペースト(以下「アルミナペースト」という。)の調製、これの正極集電体箔上への塗工、正極ペーストとアルミナペーストが塗工された正極集電体箔の乾燥・プレス・切断、負極合剤塗工用ペースト(以下「負極ペースト」という。)の調製、これの負極集電体箔上への塗工、負極ペーストが塗工された負極集電体箔の乾燥・プレス・切断、正極・負極・セパレータの積層と巻回による電極体の製造、外装容器への電極体の収納、電解質の注液である。
逆に、アルミナ含有層が塗工された部分の厚さが、プレス後の正極活物質層の厚さよりも大きければアルミナ含有層はプレス加工されない。アルミナ含有層がγ型アルミナ粒子を含むと、アルミナ含有層がプレス加工されない場合であっても、集電体箔との良好な密着性と高い接合強度が得られる。アルミナ含有層の厚さは、好ましくは3〜15μmとすることができる。
負極ペーストの調製に用いられる溶媒の種類および添加量は、粘度、揮発性、チキソトロピー(チキソ性、揺変性)等を考慮して決められる。また、2以上の溶媒を混合して添加されることがある。溶媒の例としては、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)等が挙げられる。なお、負極ペーストの調製手順が、ペーストの原料を均一に混合できる方法であれば特に限定されないことは、正極ペーストの場合と同様である。
次いで、負極ペーストが塗工された集電体箔を、120〜180℃で乾燥する。乾燥方法には、周知の方法を用いることができる。
乾燥された負極は、プレス加工される。本実施形態では、負極が帯状であるため、ロールプレスが好適に用いられる。プレス加工によって負極活物質層の厚さは、典型的には、プレス前の50〜100μmから30〜60μmに圧縮される。
プレス加工された負極は、さらに、正極と同様に幅方向の中央を長さ方向に沿って切断され、必要な長さに切断される。
図3に示したように、アルミナ含有層40は正極集電体箔11上に直接接して形成され、隣り合う負極20の活物質層22および集電体箔21の端縁と、セパレータ30を介して対面している。これによって、アルミナ含有層40は正極集電体箔11と負極との短絡を防止する機能を有している。そして、アルミナ含有層40は、γ型アルミナ粒子を含むことによって正極集電体箔11との接合強度に優れ、電池の製造時や使用時にも、剥離・脱落しにくいという効果が得られる。
例えば、上記第1の実施形態においては巻回電極体を有するリチウムイオン電池について説明したが、本発明の電池は、いずれも枚葉式の正極、負極およびセパレータを積層し、巻回しない電極体を有するものであってもよい。また、本発明に係る電池は、アルカリ蓄電池等の水溶液を電解液とするものであってもよいし、リチウム金属箔を負極とするリチウム一次電池やリチウム二次電池であってもよい。
なお、図4〜10において、図3と同じ部材を示すものには同じ番号を付した。
以下に、本発明のアルミナ含有層がγ型アルミナ粒子を含むことの効果を、実験結果に基づいて説明する。以下の実験例では、組成を変えていくつかのアルミナペーストを調製し、正極集電体箔として用いられるアルミニウム箔上に塗工して、アルミナ含有層とアルミニウム箔の接合強度を測定した。
実験例3は、γ型アルミナ粒子として、粒径が7nm、比表面積が234m2/g、タップ密度が0.08g/cm3のものを用いた他は、実験例1と同じ材料および条件で行った。
実験例4は、γ型アルミナ粒子として、粒径が10nm、比表面積が231m2/g、タップ密度0.6g/cm3のものを用いた他は、実験例1と同じ材料および条件で行った。
実験例11は、アルミナ含有層に、粒径が100nm、比表面積が14m2/g、タップ密度が0.9g/cm3のα型アルミナ粒子を用いた他は、実験例1と同じ材料および条件で行った。
実験例6は、アルミナ含有層のPVDF含有比率が50質量%である他は、実験例1と同じ材料および条件で行った。
実験例7は、アルミナ含有層のPVDF含有比率が45質量%である他は、実験例1と同じ材料および条件で行った。
実験例12は、アルミナ含有層のPVDF含有比率が40質量%である他は、実験例1と同じ材料および条件で行った。
実験例13は、アルミナ含有層のPVDF含有比率が35質量%である他は、実験例1と同じ材料および条件で行った。
実験例16は、アルミナ含有層のPVDF含有比率が35質量%である他は、実験例11と同じ材料および条件で行った。
実験例17は、アルミナ含有層の結着剤としてPVDFの代わりにPTFEを用いた他は、実験例11と同じ材料および条件で行った。
また、実験例1と実験例14で調製した試料を、65℃のリチウムイオン電池用電解液中で180日放置したところ、実験例14の試料ではアルミナ含有層とアルミニウム箔が剥離した。一方、実験例1の試料では、180日放置後に剥離強度を測定すると、約5.5Nの剥離強度を維持していた。
10 正極
11 正極集電体箔
12 正極活物質層
20 負極
21 負極集電体箔
22 負極活物質層
30 セパレータ
40 アルミナ含有層
60 金属負極
70 正極
71 正極の発泡金属集電体(端子接続部)
72 正極の発泡金属集電体に正極活物質合剤を充填した部分
80 負極
81 負極の発泡金属集電体(端子接続部)
82 負極の発泡金属集電体に負極活物質合剤を充填した部分
121 正極活物質層のバルク領域
122 正極活物質層の端部テーパー領域
Claims (10)
- 活物質層を有する正極と、活物質層を有する負極と、セパレータと、が積層された積層電極体を備え、
前記正極および前記負極のうちの少なくとも1つの電極に、γ型アルミナ粒子を含むアルミナ含有層が形成され、
前記アルミナ含有層が形成されている電極は、集電体箔と、該集電体箔上に直接接して形成された前記活物質層とを有し、
前記アルミナ含有層は、集電体箔上に直接接して形成され、
前記アルミナ含有層は、該アルミナ含有層が形成されている電極とセパレータを介して隣り合う極性の異なる電極の活物質層の端縁と、セパレータを介して相対している、電池。 - 前記アルミナ含有層が、少なくとも前記正極に形成されている、請求項1に記載の電池。
- 前記アルミナ含有層は、前記集電体箔上に直接接し、かつ前記活物質層の端部に隣接して形成されている、請求項1または2に記載の電池。
- 前記アルミナ含有層の厚さは、該アルミナ含有層が形成されている集電体箔の同一面上に形成されている活物質層の厚さよりも小さい、請求項1〜3のいずれか一項に記載の電池。
- 前記正極および負極の活物質層は、プレス加工されており、
前記アルミナ含有層は、プレス加工されていない、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電池。 - 前記アルミナ含有層が、ポリフッ化ビニリデンを含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の電池。
- 前記アルミナ含有層が、ポリフッ化ビニリデンを45質量%以上、60質量%以下含む、請求項6に記載の電池。
- 前記γ型アルミナ粒子は、1次粒子径の中央値が1nm以上、10nm以下である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の電池。
- 前記アルミナ含有層は、γ型アルミナ粒子とポリフッ化ビニリデンからなる、請求項1〜8のいずれか一項に記載の電池。
- 前記積層電極体が、巻回電極体である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015112282A JP6137637B2 (ja) | 2010-09-03 | 2015-06-02 | 電池 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010198370 | 2010-09-03 | ||
JP2010198370 | 2010-09-03 | ||
JP2015112282A JP6137637B2 (ja) | 2010-09-03 | 2015-06-02 | 電池 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011160801A Division JP5858325B2 (ja) | 2010-09-03 | 2011-07-22 | 電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015213073A true JP2015213073A (ja) | 2015-11-26 |
JP6137637B2 JP6137637B2 (ja) | 2017-05-31 |
Family
ID=54697213
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015112282A Active JP6137637B2 (ja) | 2010-09-03 | 2015-06-02 | 電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6137637B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018166884A1 (en) | 2017-03-13 | 2018-09-20 | Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG | Bag-packed positive electrode plate, layered electrode assembly, and energy storage device |
CN111416088A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-07-14 | 江苏厚生新能源科技有限公司 | 一种锂电陶瓷隔膜的制备方法 |
JP2021002422A (ja) * | 2019-06-19 | 2021-01-07 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電素子 |
KR20210015680A (ko) | 2019-08-01 | 2021-02-10 | 도요타지도샤가부시키가이샤 | 비수전해질 이차 전지 |
KR20210031394A (ko) * | 2019-09-11 | 2021-03-19 | 도요타지도샤가부시키가이샤 | 비수전해질 이차 전지 |
CN113285061A (zh) * | 2020-02-20 | 2021-08-20 | 丰田自动车株式会社 | 电极片的制造方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09219199A (ja) * | 1996-02-09 | 1997-08-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | 非水二次電池 |
JP2005026157A (ja) * | 2003-07-04 | 2005-01-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | リチウム二次電池 |
WO2005067080A1 (ja) * | 2004-01-09 | 2005-07-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | リチウムイオン二次電池 |
JP2007095656A (ja) * | 2005-08-30 | 2007-04-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水系二次電池 |
JP2007103356A (ja) * | 2005-09-12 | 2007-04-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水系二次電池 |
-
2015
- 2015-06-02 JP JP2015112282A patent/JP6137637B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09219199A (ja) * | 1996-02-09 | 1997-08-19 | Fuji Photo Film Co Ltd | 非水二次電池 |
JP2005026157A (ja) * | 2003-07-04 | 2005-01-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | リチウム二次電池 |
WO2005067080A1 (ja) * | 2004-01-09 | 2005-07-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | リチウムイオン二次電池 |
JP2007095656A (ja) * | 2005-08-30 | 2007-04-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水系二次電池 |
JP2007103356A (ja) * | 2005-09-12 | 2007-04-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水系二次電池 |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018166884A1 (en) | 2017-03-13 | 2018-09-20 | Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG | Bag-packed positive electrode plate, layered electrode assembly, and energy storage device |
JP7342446B2 (ja) | 2019-06-19 | 2023-09-12 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電素子 |
JP2021002422A (ja) * | 2019-06-19 | 2021-01-07 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電素子 |
US11522199B2 (en) | 2019-08-01 | 2022-12-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
KR20210015680A (ko) | 2019-08-01 | 2021-02-10 | 도요타지도샤가부시키가이샤 | 비수전해질 이차 전지 |
KR20210031394A (ko) * | 2019-09-11 | 2021-03-19 | 도요타지도샤가부시키가이샤 | 비수전해질 이차 전지 |
CN112582621A (zh) * | 2019-09-11 | 2021-03-30 | 丰田自动车株式会社 | 非水电解质二次电池 |
KR102463329B1 (ko) * | 2019-09-11 | 2022-11-04 | 도요타지도샤가부시키가이샤 | 비수전해질 이차 전지 |
US11757084B2 (en) | 2019-09-11 | 2023-09-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
CN112582621B (zh) * | 2019-09-11 | 2024-04-16 | 丰田自动车株式会社 | 非水电解质二次电池 |
CN113285061A (zh) * | 2020-02-20 | 2021-08-20 | 丰田自动车株式会社 | 电极片的制造方法 |
JP2021131988A (ja) * | 2020-02-20 | 2021-09-09 | トヨタ自動車株式会社 | 電極シートの製造方法 |
JP7192809B2 (ja) | 2020-02-20 | 2022-12-20 | トヨタ自動車株式会社 | 電極シートの製造方法 |
CN111416088A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-07-14 | 江苏厚生新能源科技有限公司 | 一种锂电陶瓷隔膜的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6137637B2 (ja) | 2017-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5858325B2 (ja) | 電池 | |
JP5818150B2 (ja) | 蓄電素子用電極、それを用いた蓄電素子、および蓄電素子用電極の製造方法 | |
JP6137637B2 (ja) | 電池 | |
JP5079461B2 (ja) | リチウムイオン二次電池用正極、その製造方法及びリチウムイオン二次電池 | |
JP4760816B2 (ja) | リチウムイオン二次電池用正極及びリチウムイオン二次電池 | |
JP6258641B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
KR20140137660A (ko) | 이차전지용 전극 및 이를 포함하는 이차전지 | |
EP2426773B1 (en) | Battery | |
WO2013094100A1 (ja) | 二次電池用正極およびこれを用いた二次電池 | |
JP5761098B2 (ja) | 活物質及びこれを用いたリチウムイオン二次電池 | |
JP2016038962A (ja) | リチウムイオン二次電池用正極およびその製造方法ならびにリチウムイオン二次電池およびその製造方法 | |
JP2015037008A (ja) | 非水電解質二次電池用の電極活物質層とその製造方法 | |
JP2019175657A (ja) | リチウムイオン二次電池。 | |
JPWO2014208272A1 (ja) | 非水電解質二次電池用正極、および非水電解質二次電池 | |
JP2015056311A (ja) | 非水電解質二次電池の製造方法 | |
JP2014022068A (ja) | 電極体 | |
JP2012028086A (ja) | 非水電解質二次電池用正極、非水電解質二次電池及びその製造方法 | |
JP5668667B2 (ja) | リチウムイオン二次電池用負極及びその負極を用いたリチウムイオン二次電池 | |
JP4039893B2 (ja) | 高容量負極 | |
JP2004296305A (ja) | リチウムイオン2次電池 | |
JP2017183048A (ja) | 正極活物質、及びそれを用いた正極並びにリチウムイオン二次電池 | |
JP2014041699A (ja) | 非水系二次電池用正極板およびこれを用いた非水系二次電池 | |
WO2023281910A1 (ja) | 電池およびその製造方法 | |
JP7031097B2 (ja) | リチウム二次電池の充放電方法 | |
JP2023130887A (ja) | 負極活物質、リチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160615 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160729 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160830 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170127 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170307 |
|
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: 20170407 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170420 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6137637 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |