JP2017054706A - Electrode, method for manufacturing electrode, and nonaqueous electrolyte battery - Google Patents
Electrode, method for manufacturing electrode, and nonaqueous electrolyte battery Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017054706A JP2017054706A JP2015178138A JP2015178138A JP2017054706A JP 2017054706 A JP2017054706 A JP 2017054706A JP 2015178138 A JP2015178138 A JP 2015178138A JP 2015178138 A JP2015178138 A JP 2015178138A JP 2017054706 A JP2017054706 A JP 2017054706A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating layer
- electrode
- active material
- layer
- 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
Landscapes
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Description
本発明の実施形態は、電極、電極の製造方法及び非水電解質電池に関する。 Embodiments described herein relate generally to an electrode, an electrode manufacturing method, and a nonaqueous electrolyte battery.
リチウム二次電池等の二次電池においては、正極と負極との接触を回避するために多孔質のセパレータが用いられている。通常、セパレータは、正極および負極とは別個の自立膜として準備される。セパレータを正極と負極との間に配置して単位構造(電極セル)とし、これを捲回あるいは積層して電池が構成される。 In secondary batteries such as lithium secondary batteries, a porous separator is used in order to avoid contact between the positive electrode and the negative electrode. Usually, the separator is prepared as a free-standing film separate from the positive electrode and the negative electrode. A separator is disposed between the positive electrode and the negative electrode to form a unit structure (electrode cell), which is wound or laminated to form a battery.
一般的なセパレータとしては、ポリオレフィン系樹脂フィルム製微多孔膜が挙げられる。こうしたセパレータは、例えば、ポリオレフィン系樹脂組成物を含む溶融物をシート状に押出成形し、ポリオレフィン系樹脂以外の物質を抽出除去した後、そのシートを延伸することによって製造される。 A general separator includes a microporous membrane made of a polyolefin resin film. Such a separator is produced, for example, by extruding a melt containing a polyolefin resin composition into a sheet, extracting and removing substances other than the polyolefin resin, and then stretching the sheet.
樹脂フィルム製のセパレータは、電池の作製時に破断しないよう機械的強度を有する必要があるため、ある程度以上薄くすることが難しい。したがって、特に電池セルが多数積層または捲回されたタイプの電池においては、セパレータの厚みによって、電池の単位容積あたりに収納可能な単位電池層の量が制限されてしまう。これは、電池容量の低下につながる。 Since the separator made of a resin film needs to have mechanical strength so as not to be broken at the time of producing a battery, it is difficult to make it thinner to some extent. Therefore, especially in a battery of a type in which a large number of battery cells are stacked or wound, the thickness of the separator limits the amount of unit battery layer that can be stored per unit volume of the battery. This leads to a decrease in battery capacity.
本発明が解決しようとする課題は、絶縁層の厚さに拘らず、電池の自己放電を抑制することが可能な電極及びその製造方法と、自己放電が抑制された非水電解質電池を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide an electrode capable of suppressing the self-discharge of the battery regardless of the thickness of the insulating layer, a manufacturing method thereof, and a nonaqueous electrolyte battery in which the self-discharge is suppressed. There is.
第1の実施形態によれば、外縁部を有する集電体と、活物質含有層と、第1の絶縁層と、第2の絶縁層と、連結部とを含む電極が提供される。活物質含有層は、集電体の外縁部を除いた表面の少なくとも一部に形成される。また、活物質含有層は、第1の面及び第2の面を有する。第1の絶縁層は、活物質含有層の第1の面及び第2の面を被覆する。第1の絶縁層は粒子状絶縁物を含む。第2の絶縁層は、集電体の外縁部の表面を被覆する。また、第2の絶縁層は繊維状絶縁物を含む。連結部は、第1の絶縁層と第2の絶縁層が接している。 According to the first embodiment, an electrode including a current collector having an outer edge portion, an active material-containing layer, a first insulating layer, a second insulating layer, and a connecting portion is provided. The active material-containing layer is formed on at least a part of the surface excluding the outer edge of the current collector. The active material-containing layer has a first surface and a second surface. The first insulating layer covers the first surface and the second surface of the active material-containing layer. The first insulating layer includes a particulate insulator. The second insulating layer covers the surface of the outer edge portion of the current collector. The second insulating layer includes a fibrous insulator. In the coupling portion, the first insulating layer and the second insulating layer are in contact with each other.
また、第1の実施形態によれば、絶縁層未形成電極を準備する工程(第1の工程)と、第1の絶縁層を得る工程(第2の工程)と、第2の絶縁層を得る工程(第3の工程)とを含む電極の製造方法が提供される。第1の工程では、外縁部を有する集電体と、集電体の外縁部を除いた表面の少なくとも一部に形成され、第1の面及び第2の面を有する活物質含有層とを含む絶縁層未形成電極を準備する。第2の工程では、活物質含有層の第1の面及び第2の面に、粒子状絶縁物及びバインダを含むスラリーを塗布して乾燥することにより第1の絶縁層を得る。第3の工程では、第1の絶縁層を得る工程と同時か異なる時期に、集電体の外縁部の表面に繊維状絶縁物を直接形成することにより、第2の絶縁層を得る。 In addition, according to the first embodiment, the step of preparing the insulating layer non-formed electrode (first step), the step of obtaining the first insulating layer (second step), the second insulating layer An electrode manufacturing method including a obtaining step (third step) is provided. In the first step, a current collector having an outer edge, and an active material-containing layer formed on at least a part of the surface excluding the outer edge of the current collector and having a first surface and a second surface An insulating layer-unformed electrode is prepared. In the second step, the first insulating layer is obtained by applying and drying a slurry containing a particulate insulator and a binder on the first surface and the second surface of the active material-containing layer. In the third step, the second insulating layer is obtained by directly forming a fibrous insulator on the surface of the outer edge portion of the current collector at the same time as or different from the step of obtaining the first insulating layer.
第2の実施形態によれば、正極と、第1の実施形態の電極からなる負極と、非水電解質とを含む非水電解質電池が提供される。 According to 2nd Embodiment, the nonaqueous electrolyte battery containing the positive electrode, the negative electrode which consists of an electrode of 1st Embodiment, and a nonaqueous electrolyte is provided.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
(第1の実施形態)
第1の実施形態によれば、外縁部を有する集電体と、集電体の外縁部を除いた表面の少なくとも一部に形成され、第1の面及び第2の面を有する活物質含有層と、第1の絶縁層と、第2の絶縁層と、連結部とを含む電極が提供される。第1の絶縁層は、活物質含有層の第1の面及び第2の面を被覆し、かつ粒子状絶縁物を含む。第2の絶縁層は、集電体の外縁部の表面を被覆し、かつ繊維状絶縁物を含む。連結部において、第1の絶縁層と第2の絶縁層が接している。第1の絶縁層と第2の絶縁層が接していることは、光学顕微鏡で確認することが可能である。連結部において、第1の絶縁層と第2の絶縁層が一体化していることが望ましい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
According to the first embodiment, a current collector having an outer edge portion and an active material containing the first surface and the second surface formed on at least a part of the surface excluding the outer edge portion of the current collector An electrode is provided that includes a layer, a first insulating layer, a second insulating layer, and a coupling portion. The first insulating layer covers the first surface and the second surface of the active material-containing layer, and includes a particulate insulator. The second insulating layer covers the surface of the outer edge portion of the current collector and includes a fibrous insulator. In the connecting portion, the first insulating layer and the second insulating layer are in contact with each other. The contact between the first insulating layer and the second insulating layer can be confirmed with an optical microscope. In the connecting portion, it is desirable that the first insulating layer and the second insulating layer are integrated.
ここで、活物質含有層の第1の面及び第2の面は、活物質含有層の主たる面であり、また、活物質含有層の中で最大面積を有する面である。 Here, the 1st surface and 2nd surface of an active material content layer are the main surfaces of an active material content layer, and are the surfaces which have the largest area in an active material content layer.
第1の絶縁層は、第2の絶縁層よりも気孔率を小さくすることができるため、薄くて緻密な絶縁層になり得る。その一方で、第1の絶縁層は、バインダ等で活物質含有層表面及び集電体表面に接着されているためにバインダが劣化すると、電極から剥離しやすい。また、第1の絶縁層は、第2の絶縁層に比して集電体との密着性に劣る。 Since the first insulating layer can have a lower porosity than the second insulating layer, the first insulating layer can be a thin and dense insulating layer. On the other hand, since the first insulating layer is adhered to the active material-containing layer surface and the current collector surface with a binder or the like, the first insulating layer is easily peeled off from the electrode when the binder deteriorates. Further, the first insulating layer is inferior in adhesion to the current collector as compared with the second insulating layer.
実施形態のように、活物質含有層の第1の面及び第2の面を第1の絶縁層で被覆すると共に集電体の外縁部の表面を第2の絶縁層で被覆し、第1の絶縁層と第2の絶縁層が接する連結部を設けることにより、集電体と絶縁層との密着性を高めると共に、第2の絶縁層を含む電極と第1の絶縁層との接触面積を増やすことができるため、電極からの第1の絶縁層の剥離及び脱落が抑制される。その結果、この電極と第1の絶縁層を介して対向する対向電極とが微小短絡するのを抑制することができるため、電池の自己放電を抑えることができる。また、第2の絶縁層は、電池の製造工程(特に電極群の作製工程)等で集電体の外縁部が対向電極と接した際に内部短絡が生じるのを抑えることができる。 As in the embodiment, the first surface and the second surface of the active material-containing layer are covered with the first insulating layer, and the surface of the outer edge portion of the current collector is covered with the second insulating layer. By providing a connecting portion where the insulating layer and the second insulating layer are in contact with each other, the adhesion between the current collector and the insulating layer is improved, and the contact area between the electrode including the second insulating layer and the first insulating layer is increased. Therefore, peeling and dropping of the first insulating layer from the electrode can be suppressed. As a result, it is possible to suppress a minute short circuit between the electrode and the counter electrode facing each other through the first insulating layer, so that self-discharge of the battery can be suppressed. In addition, the second insulating layer can suppress the occurrence of an internal short circuit when the outer edge portion of the current collector is in contact with the counter electrode in a battery manufacturing process (particularly, an electrode group manufacturing process) or the like.
第1の絶縁層の剥離及び脱落の抑制効果は、第1の絶縁層の厚さを薄くしても得られるので、電極群中の第1の絶縁層の占める体積を少なくして体積エネルギー密度を向上することが可能である。 Since the effect of suppressing the peeling and dropping of the first insulating layer can be obtained even if the thickness of the first insulating layer is reduced, the volume occupied by the first insulating layer in the electrode group is reduced to reduce the volume energy density. It is possible to improve.
第2の絶縁層で被覆される集電体の外縁部表面は、電極反応への寄与が小さいため、電解液の消費速度が第1の絶縁層よりも遅い。そのため、第2の絶縁層に保持された電解液を連結部を通して第1の絶縁層に供給することができ、第2の絶縁層を電解液のリザーバとして機能させることができる。その結果、第1の絶縁層を薄くしても第1の絶縁層の電解液が枯渇するのを回避することができる。これにより、レート性能、寿命性能等の電池性能を改善し得る。 Since the outer edge surface of the current collector covered with the second insulating layer has a small contribution to the electrode reaction, the consumption rate of the electrolytic solution is slower than that of the first insulating layer. Therefore, the electrolytic solution held in the second insulating layer can be supplied to the first insulating layer through the connecting portion, and the second insulating layer can function as a reservoir for the electrolytic solution. As a result, even when the first insulating layer is thinned, it is possible to avoid the electrolyte of the first insulating layer being depleted. Thereby, battery performance, such as rate performance and lifetime performance, can be improved.
以上説明した通り、第1の絶縁層及び第2の絶縁層が連結部により一体化されたものをセパレータとして用いることにより、電池の自己放電及び内部短絡を抑制することができると共に、体積エネルギー密度、レート性能、寿命性能等の電池性能を改善し得る。 As described above, by using the separator in which the first insulating layer and the second insulating layer are integrated by the connecting portion, the self-discharge and internal short circuit of the battery can be suppressed, and the volume energy density can be suppressed. Battery performance such as rate performance and life performance can be improved.
連結部は、活物質含有層の外縁部付近の表面に位置することが望ましい。活物質含有層の外縁部は、第1の面及び第2の面よりも面積が小さいため、第1の絶縁層との接触面積が少ない。当該連結部は、活物質含有層の外縁部付近の表面を被覆する第1の絶縁層の剥離及び脱落を抑制するため、自己放電の発生率を低くすることができる。 The connecting portion is preferably located on the surface in the vicinity of the outer edge portion of the active material-containing layer. Since the outer edge portion of the active material-containing layer has a smaller area than the first surface and the second surface, the contact area with the first insulating layer is small. Since the connection portion suppresses peeling and dropping of the first insulating layer covering the surface in the vicinity of the outer edge portion of the active material-containing layer, it is possible to reduce the occurrence rate of self-discharge.
活物質含有層の第1の面及び第2の面の一端部を被覆する第1の絶縁層上に第2の絶縁層が形成されて連結部となっていることが望ましい。このような連結部は、電極群作製のために電極を捲回した際に第1の絶縁層にクラックが生じるのを抑制することができるため、第1の絶縁層の剥離及び脱落を抑えることができる。 It is desirable that a second insulating layer is formed on the first insulating layer covering one end portion of the first surface and the second surface of the active material-containing layer to form a connection portion. Such a connecting portion can suppress the occurrence of cracks in the first insulating layer when the electrodes are wound for electrode group production, and thus suppress the peeling and dropping of the first insulating layer. Can do.
第1の実施形態の電極の第一例〜第四例を図1〜図6に示す。 A first example to a fourth example of the electrode of the first embodiment are shown in FIGS.
図1に示す第一例の電極1は、四辺形の集電体2と、集電タブ3と、活物質含有層4a,4bと、第1の絶縁層5a,5bと、第2の絶縁層6を含む。図7に絶縁層未形成の電極を示す。図7に示すように、集電体2は、第1の面2aと、第1の面2aの反対側に位置する第2の面2bとを有する。ここで、集電体の第1の面及び第2の面は、集電体の主たる面で、集電体の中で最大面積を有する面である。活物質含有層4aは、集電体2の第1の面2aに、活物質含有層4bは集電体2の第2の面2bに形成されている。活物質含有層4aは第1の面4cを有し、活物質含有層4bは第2の面4dを有する。活物質含有層4a,4bの外縁部を4eで示す。集電体2は、外縁部2cのうちの一辺の中央付近に突出部を有する。突出部には、活物質含有層が保持されておらず、集電タブ3として機能する。 1 includes a quadrilateral current collector 2, a current collecting tab 3, active material-containing layers 4a and 4b, first insulating layers 5a and 5b, and a second insulating material. Layer 6 is included. FIG. 7 shows an electrode without an insulating layer. As shown in FIG. 7, the current collector 2 has a first surface 2a and a second surface 2b located on the opposite side of the first surface 2a. Here, the first surface and the second surface of the current collector are the main surfaces of the current collector, and are surfaces having the largest area in the current collector. The active material-containing layer 4 a is formed on the first surface 2 a of the current collector 2, and the active material-containing layer 4 b is formed on the second surface 2 b of the current collector 2. The active material-containing layer 4a has a first surface 4c, and the active material-containing layer 4b has a second surface 4d. The outer edge portions of the active material containing layers 4a and 4b are indicated by 4e. The current collector 2 has a protrusion near the center of one side of the outer edge 2c. The projecting portion does not hold the active material-containing layer, and functions as the current collecting tab 3.
図5に示すように、第1の絶縁層5aは、活物質含有層4aの少なくとも第1の面4cを被覆している。また、第1の絶縁層5bは、活物質含有層4bの少なくとも第2の面4dを被覆している。第1の絶縁層5a,5bは、それぞれ、活物質含有層4a,4bの外縁部4eの表面(側面)を被覆していても良い。第2の絶縁層6は、集電体2の少なくとも外縁部2cの表面(側面)を被覆する。図5の場合、第2の絶縁層6は、活物質含有層4a,4bの外縁部4eの表面と、集電体2の外縁部2cの表面とを被覆する。活物質含有層4a,4bの外縁部4eの表面付近において、第1の絶縁層5a,5bと第2の絶縁層6が接しており、連結部7が存在している。集電タブ3の表面における、活物質含有層4a,4bの外縁部4e表面と交差する部分が、第2の絶縁層8で被覆されている。 As shown in FIG. 5, the first insulating layer 5a covers at least the first surface 4c of the active material-containing layer 4a. The first insulating layer 5b covers at least the second surface 4d of the active material-containing layer 4b. The first insulating layers 5a and 5b may cover the surfaces (side surfaces) of the outer edge portions 4e of the active material-containing layers 4a and 4b, respectively. The second insulating layer 6 covers at least the surface (side surface) of the outer edge 2 c of the current collector 2. In the case of FIG. 5, the second insulating layer 6 covers the surface of the outer edge portion 4 e of the active material containing layers 4 a and 4 b and the surface of the outer edge portion 2 c of the current collector 2. In the vicinity of the surface of the outer edge portion 4e of the active material containing layers 4a and 4b, the first insulating layers 5a and 5b and the second insulating layer 6 are in contact with each other, and the connecting portion 7 is present. A portion of the surface of the current collecting tab 3 that intersects the surface of the outer edge portion 4 e of the active material containing layers 4 a and 4 b is covered with the second insulating layer 8.
活物質含有層4a,4bの外縁部4eの表面に連結部7が存在することにより、特に電極1の外縁部付近の第1の絶縁層5a,5bの剥離及び脱落を抑制することができる。これにより、リーク電流に起因する自己放電を抑制することができる。また、集電タブ3の表面上に第2の絶縁層8を形成することにより、第2の絶縁層と電極との接触面積を増加させることができるため、第2の絶縁層の剥離及び脱落を抑制することができる。従って、集電体の外縁部が対向電極と接する内部短絡を低減することができる。 By the presence of the connecting portion 7 on the surface of the outer edge portion 4e of the active material containing layers 4a and 4b, peeling and dropping off of the first insulating layers 5a and 5b near the outer edge portion of the electrode 1 can be suppressed. Thereby, the self discharge resulting from a leak current can be suppressed. Further, since the contact area between the second insulating layer and the electrode can be increased by forming the second insulating layer 8 on the surface of the current collecting tab 3, the second insulating layer is peeled off and dropped off. Can be suppressed. Therefore, an internal short circuit in which the outer edge portion of the current collector is in contact with the counter electrode can be reduced.
図2に示す第二の例の電極1は、集電体2の一方の長辺から複数の集電タブ3が突出していること以外は、第一の例と同様な構成を有する。第一の例と同じ部材には、同符号を付して説明を省略する。第二の例に示す通り、電極1は、集電タブ3を複数有することが可能である。 The electrode 1 of the second example shown in FIG. 2 has the same configuration as that of the first example, except that a plurality of current collecting tabs 3 protrude from one long side of the current collector 2. The same members as those in the first example are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. As shown in the second example, the electrode 1 can have a plurality of current collecting tabs 3.
図3に示す第三の例の電極1は、四辺形の集電体2と、集電タブ3と、活物質含有層4a,4bと、第1の絶縁層5a,5bと、第2の絶縁層6を含む。集電体2は、外縁部2cのうち一方の長辺に突出部を有する。突出部には、活物質含有層が保持されておらず、集電タブ3として機能する。第1の絶縁層5aは、活物質含有層4aの少なくとも第1の面4cを被覆している。また、第1の絶縁層5bは、活物質含有層4bの少なくとも第2の面4dを被覆している。第1の絶縁層5a,5bは、それぞれ、活物質含有層4a,4bの外縁部4eの表面(四側面)を被覆していても良い。第2の絶縁層6は、少なくとも、集電体2の外縁部2c表面(側面)を被覆する。図3の場合、第2の絶縁層6は、活物質含有層4a,4bの外縁部4eの表面(四側面)も被覆している。よって、活物質含有層4a,4bの外縁部4eの表面(四側面)において、第1の絶縁層5a,5bと第2の絶縁層6が接している連結部7が存在する。集電タブ3の表面における活物質含有層4a,4bの外縁部4e表面と交差する部分が、第2の絶縁層8で被覆されている。 The electrode 1 of the third example shown in FIG. 3 includes a quadrilateral current collector 2, a current collecting tab 3, active material containing layers 4a and 4b, first insulating layers 5a and 5b, Insulating layer 6 is included. The current collector 2 has a protruding portion on one long side of the outer edge portion 2c. The projecting portion does not hold the active material-containing layer, and functions as the current collecting tab 3. The first insulating layer 5a covers at least the first surface 4c of the active material-containing layer 4a. The first insulating layer 5b covers at least the second surface 4d of the active material-containing layer 4b. The first insulating layers 5a and 5b may cover the surfaces (four side surfaces) of the outer edge portion 4e of the active material-containing layers 4a and 4b, respectively. The second insulating layer 6 covers at least the surface (side surface) of the outer edge 2 c of the current collector 2. In the case of FIG. 3, the second insulating layer 6 also covers the surfaces (four side surfaces) of the outer edge portion 4e of the active material-containing layers 4a and 4b. Therefore, on the surface (four side surfaces) of the outer edge portion 4e of the active material-containing layers 4a and 4b, there is a connecting portion 7 where the first insulating layers 5a and 5b and the second insulating layer 6 are in contact. A portion of the surface of the current collecting tab 3 that intersects the surface of the outer edge portion 4e of the active material containing layers 4a and 4b is covered with the second insulating layer 8.
活物質含有層4a,4bの外縁部4eの表面に連結部7が存在することにより、特に電極1の外縁部付近の第1の絶縁層5a,5bの剥離及び脱落を抑制することができる。これにより、リーク電流に起因する自己放電を抑制することができる。また、集電タブ3の表面上に第2の絶縁層8を形成することにより、第2の絶縁層と電極との接触面積を増加させることができるため、第2の絶縁層の剥離及び脱落を抑制することができる。従って、集電体の外縁部が対向電極と接する内部短絡を低減することができる。 By the presence of the connecting portion 7 on the surface of the outer edge portion 4e of the active material containing layers 4a and 4b, peeling and dropping off of the first insulating layers 5a and 5b near the outer edge portion of the electrode 1 can be suppressed. Thereby, the self discharge resulting from a leak current can be suppressed. Further, since the contact area between the second insulating layer and the electrode can be increased by forming the second insulating layer 8 on the surface of the current collecting tab 3, the second insulating layer is peeled off and dropped off. Can be suppressed. Therefore, an internal short circuit in which the outer edge portion of the current collector is in contact with the counter electrode can be reduced.
図4及び図6に示す第四の例の電極1は、活物質含有層4aの第1の面4cの短辺に平行な一端部を被覆する第1の絶縁層5a上と、活物質含有層4bの第2の面4dの短辺に平行な一端部を被覆する第1の絶縁層5b上に第2の絶縁層6bを形成すること以外は、第三の例と同様な構成を有する。第1の絶縁層5aと第2の絶縁層6bが接している箇所は連結部7となる。なお、第三の例と同じ部材には、同符号を付して説明を省略する。 The electrode 1 of the fourth example shown in FIGS. 4 and 6 includes an active material containing layer on the first insulating layer 5a covering one end parallel to the short side of the first surface 4c of the active material containing layer 4a. The structure is the same as that of the third example except that the second insulating layer 6b is formed on the first insulating layer 5b covering one end portion parallel to the short side of the second surface 4d of the layer 4b. . A portion where the first insulating layer 5 a and the second insulating layer 6 b are in contact with each other is a connecting portion 7. The same members as those in the third example are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
第四の例の電極1によると、電極群作製の際、第2の絶縁層6bが形成された端部から巻き始めると、この端部の曲率半径が大きくなるが、第1の絶縁層5a,5bにクラックが生じるのを抑制することができるため、第1の絶縁層5a,5bの剥離及び脱落を抑えることができる。 According to the electrode 1 of the fourth example, when the winding is started from the end portion where the second insulating layer 6b is formed during the production of the electrode group, the radius of curvature of the end portion increases, but the first insulating layer 5a , 5b can be prevented from cracking, and therefore the first insulating layers 5a, 5b can be prevented from peeling off and falling off.
以下、電極に含まれる各部材について説明する。
(1)集電体
集電体の例には、導電性材料からなる箔が含まれる。導電性材料の例には、アルミニウム、アルミニウム合金が含まれる。
Hereinafter, each member included in the electrode will be described.
(1) Current collector Examples of the current collector include a foil made of a conductive material. Examples of the conductive material include aluminum and an aluminum alloy.
タブは、集電体と同じ材料から形成されていることが望ましい。集電体のうち活物質含有層が形成されていない箇所をタブとして使用しても良いが、集電体とは別にタブを用意し、これを集電体に溶接等で接続することも可能である。
(2)活物質含有層
活物質含有層は、集電体の両面(第1の面及び第2の面)に形成しても良いが、片面のみ形成することも可能である。
The tab is preferably formed of the same material as the current collector. A portion of the current collector where the active material-containing layer is not formed may be used as a tab, but a tab may be prepared separately from the current collector and connected to the current collector by welding or the like. It is.
(2) Active material-containing layer The active material-containing layer may be formed on both surfaces (first surface and second surface) of the current collector, but can also be formed on only one surface.
活物質含有層は、活物質以外に、結着剤、導電剤を含んでいても良い。電極は、正極か、負極、または正極及び負極の両方に使用可能である。 The active material-containing layer may contain a binder and a conductive agent in addition to the active material. The electrode can be used for the positive electrode, the negative electrode, or both the positive and negative electrodes.
電極を負極として使用する場合、負極活物質としては、グラファイトをはじめとした炭素材料、スズ・シリコン系合金材料等を用いることができるが、チタン酸リチウムが好ましい。チタン酸リチウムとしては、例えば、スピネル構造を有するLi4+xTi5O12(0≦x≦3)や、ラムステライド構造を有するLi2+yTi3O7(0≦y≦3)が挙げられる。負極活物質の種類は1種類または2種類以上にすることができる。 When the electrode is used as a negative electrode, as the negative electrode active material, carbon materials such as graphite, tin / silicon alloy materials, and the like can be used, and lithium titanate is preferable. Examples of lithium titanate include Li 4 + x Ti 5 O 12 (0 ≦ x ≦ 3) having a spinel structure and Li 2 + y Ti 3 O 7 (0 ≦ y ≦ 3) having a ramsteride structure. Can be mentioned. The type of the negative electrode active material can be one type or two or more types.
負極活物質の一次粒子の平均粒径は、0.001〜1μmの範囲内であることが好ましい。粒子形状は、粒状、繊維状のいずれであってもよい。繊維状の場合は、繊維径が0.1μm以下であることが好ましい。平均粒径1μm以下のチタン酸リチウムが負極活物質として用いられる場合には、表面の平坦性の高い負極活物質含有層が得られる。また、チタン酸リチウムが用いられると、一般的なリチウム二次電池と比較して電位が低いものとなるので、リチウム金属の析出は原理的に生じない。チタン酸リチウムを含む負極活物質は、充放電反応に伴う膨張収縮が、小さいため、活物質の結晶構造の崩壊を防止することができる。 The average particle size of the primary particles of the negative electrode active material is preferably in the range of 0.001 to 1 μm. The particle shape may be either granular or fibrous. In the case of a fiber, the fiber diameter is preferably 0.1 μm or less. When lithium titanate having an average particle size of 1 μm or less is used as the negative electrode active material, a negative electrode active material-containing layer having high surface flatness is obtained. Further, when lithium titanate is used, the potential is lower than that of a general lithium secondary battery, so that lithium metal does not precipitate in principle. Since the negative electrode active material containing lithium titanate has a small expansion / contraction associated with the charge / discharge reaction, the crystal structure of the active material can be prevented from collapsing.
負極導電剤としては、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛等を挙げることができる。負極活物質と負極導電剤を結着させるための結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、フッ素系ゴム、スチレンブタジエンゴム等が挙げられる。 Examples of the negative electrode conductive agent include acetylene black, carbon black, and graphite. Examples of the binder for binding the negative electrode active material and the negative electrode conductive agent include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), fluorine-based rubber, and styrene-butadiene rubber.
電極を正極として使用する場合、正極活物質としては、一般的なリチウム遷移金属複合酸化物を用いることができる。例えば、LiCoO2、LiNi1-xCoxO2(0<x<0.3)、LiMnxNiyCozO2(0<x<0.5、0<y<0.5、0≦z<0.5)、LiMn2-xMxO4(MはLi、Mg、Co、Al及びNiからなる群より選択される少なくとも1種類の元素、0<x<0.2)、LiMPO4(MはFe,Co及びNiからなる群より選択される少なくとも1種類の元素)などである。 When the electrode is used as a positive electrode, a general lithium transition metal composite oxide can be used as the positive electrode active material. For example, LiCoO 2, LiNi 1-x Co x O 2 (0 <x <0.3), LiMn x Ni y Co z O 2 (0 <x <0.5,0 <y <0.5,0 ≦ z <0.5), LiMn 2−x M x O 4 (M is at least one element selected from the group consisting of Li, Mg, Co, Al and Ni, 0 <x <0.2), LiMPO 4 (M is at least one element selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni).
正極導電剤としては、例えば、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛等の炭素質物を挙げることができる。結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、およびフッ素系ゴム等が挙げられる。
(3)第1の絶縁層
第1の絶縁層は、粒子状絶縁物を含む。第1の絶縁層は、例えば、層状の母材に粒子状絶縁物が分散しているもの、粒子状絶縁物の層状集合体、粒子状絶縁物が結着剤で結合された構造を有するものであり得る。粒子状絶縁物としては、例えば酸化物、窒化物等を用いることができる。粒子状絶縁物の種類は、1種類以上にすることができる。
Examples of the positive electrode conductive agent include carbonaceous materials such as acetylene black, carbon black, and graphite. Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), and fluorine-based rubber.
(3) First insulating layer The first insulating layer includes a particulate insulator. The first insulating layer has, for example, a structure in which particulate insulators are dispersed in a layered base material, a layered aggregate of particulate insulators, and a structure in which particulate insulators are bonded with a binder. It can be. As the particulate insulator, for example, an oxide, a nitride, or the like can be used. One or more types of particulate insulators can be used.
酸化物としては、例えば、Li2O、BeO、B2O3、Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、CaO、Cr2O3、Fe2O3、ZnO、ZrO2、TiO2、ゼオライト(M2/nO・Al2O3・xSiO2・yH2O(式中、MはNa、K、CaおよびBaからなる群より選択される少なくとも1種類の金属原子、nは金属陽イオンMn+の電荷に相当する数、xおよびyは、SiO2およびH2Oのモル数であり2≦x≦10、2≦y≦10)などが挙げられる。窒化物としては、例えばBN、AlN、Si3N4およびBa3N2等が挙げられる。 Examples of the oxide include Li 2 O, BeO, B 2 O 3 , Na 2 O, MgO, Al 2 O 3 , SiO 2 , P 2 O 5 , CaO, Cr 2 O 3 , Fe 2 O 3 , ZnO. , ZrO 2 , TiO 2 , zeolite (M 2 / n O.Al 2 O 3 .xSiO 2 .yH 2 O (wherein M is at least one selected from the group consisting of Na, K, Ca and Ba) Metal atoms, n is a number corresponding to the charge of the metal cation M n + , x and y are the number of moles of SiO 2 and H 2 O, and 2 ≦ x ≦ 10, 2 ≦ y ≦ 10) and the like. Examples of the nitride include BN, AlN, Si 3 N 4 and Ba 3 N 2 .
さらに、炭化ケイ素(SiC)、ジルコン(ZrSiO4)、炭酸塩(例えば、MgCO3およびCaCO3等)、硫酸塩(例えば、CaSO4およびBaSO4等)、およびこれらの複合体(例えば磁器の一種である、ステアタイト(MgO・SiO2)、フォルステライト(2MgO・SiO2)および、コージェライト(2MgO・2Al2O3・5SiO2))などを粒子状絶縁物として用いることができる。 Furthermore, silicon carbide (SiC), zircon (ZrSiO 4 ), carbonates (eg, MgCO 3 and CaCO 3 ), sulfates (eg, CaSO 4 and BaSO 4 ), and composites thereof (eg, a kind of porcelain) Steatite (MgO · SiO 2 ), forsterite (2MgO · SiO 2 ), cordierite (2MgO · 2Al 2 O 3 · 5SiO 2 ) and the like can be used as the particulate insulator.
粒子状絶縁物のうち好ましいのは、二酸化珪素の粒子、酸化アルミニウムの粒子である。これは、副反応を少なくできるからである。 Among the particulate insulators, silicon dioxide particles and aluminum oxide particles are preferable. This is because side reactions can be reduced.
粒子状絶縁物の形状は、特に制限されず、球状、鱗片状、多角状または繊維状等、任意の形状とすることができる。 The shape of the particulate insulator is not particularly limited, and may be any shape such as a spherical shape, a scale shape, a polygonal shape, or a fibrous shape.
粒子状絶縁物には、硬度の高いものを用いるのが好ましい。第1の絶縁層に過度の圧力が加えられた場合には、層中の空孔は変形して潰れるおそれがある。粒子状絶縁物は、第1の絶縁層中の空孔の変形等を避けることができる。電解質の含浸性やイオン伝導性が低下することがなく、電池の耐久性が劣化することは避けられる。 It is preferable to use a particulate insulator having high hardness. When excessive pressure is applied to the first insulating layer, the holes in the layer may be deformed and crushed. The particulate insulator can avoid deformation of holes in the first insulating layer. The impregnation property of the electrolyte and the ionic conductivity are not lowered, and the battery durability is prevented from deteriorating.
粒子状絶縁物の粒径は、平均粒径が5nm〜100μmの範囲内であることが好ましい。これは、平均粒径が小さいと、第1の絶縁層の透気度の値が大きくなって電解液の含浸性が低下する恐れがあり、一方、平均粒径が大きいと、粒子状絶縁物が第1の絶縁層から脱落しやすくなるからである。平均粒径のより好ましい範囲は5nm〜10μmであり、更に好ましい範囲は5nm〜1μmである。こうした範囲内の平均径を有する粒子状絶縁物が、第1の絶縁層の全体積の40%未満程度で含有されていると、所望の効果を得ることができる。 The average particle size of the particulate insulator is preferably in the range of 5 nm to 100 μm. This is because if the average particle size is small, the air permeability value of the first insulating layer may increase and the impregnation of the electrolytic solution may decrease, whereas if the average particle size is large, the particulate insulator This is because it becomes easy to drop off from the first insulating layer. A more preferable range of the average particle diameter is 5 nm to 10 μm, and a further preferable range is 5 nm to 1 μm. When the particulate insulator having an average diameter in such a range is contained in less than about 40% of the total volume of the first insulating layer, a desired effect can be obtained.
粒子状絶縁物が含有されることによって、第1の絶縁層の強度が高められる。例えば捲回型とする場合には曲げ性が良好になったり、圧縮耐性が向上され、積層型とする場合においても、打ち抜きの際のエッジ部におけるダメージを軽減することができる。こうして、絶縁層の剛性を保ちつつ、性能を維持することが可能となる。 By containing the particulate insulator, the strength of the first insulating layer is increased. For example, when the wound type is used, the bendability is improved and the compression resistance is improved, and even when the laminated type is used, damage at the edge portion at the time of punching can be reduced. Thus, the performance can be maintained while maintaining the rigidity of the insulating layer.
第1の絶縁層の強度が高められることに加えて、粒子状絶縁物が含有されることによって、熱収縮に対する耐性も高めることができる。特に、粒子状絶縁物の材質としてα−Al2O3を用いた場合には、第1の絶縁層の耐熱性は、よりいっそう高められる。 In addition to increasing the strength of the first insulating layer, the resistance to heat shrinkage can be increased by containing the particulate insulator. In particular, when α-Al 2 O 3 is used as the material for the particulate insulator, the heat resistance of the first insulating layer is further enhanced.
第1の絶縁層の厚さは12μm以下の範囲にすることが望ましい。これによって、セパレータの厚さが低減されて電極の捲回数あるいは積層数を増やすことが可能となるので、高い電池容量を得られる。第1の絶縁層の厚さは薄い方が好ましく、一粒子層からなる第1の絶縁層も使用可能である。 It is desirable that the thickness of the first insulating layer be in the range of 12 μm or less. Accordingly, the thickness of the separator is reduced, and the number of electrode windings or the number of stacked layers can be increased, so that a high battery capacity can be obtained. The first insulating layer is preferably thin, and a first insulating layer made of a single particle layer can also be used.
第1の絶縁層の気孔率は、30%以上70%以下にすることが望ましい。これにより、第1の絶縁層の厚さを薄くした際にもリーク電流を防止できるため、電池の自己放電抑制効果を高めることができる。
(4)第2の絶縁層
第2の絶縁層は、繊維状絶縁物を含む。第2の絶縁層は、集電体の外縁部の表面あるいはタブの表面に、繊維状絶縁物の原料を供給して直接形成されたものである。また、第2の絶縁層は、繊維状絶縁物の集合体であり得る。
The porosity of the first insulating layer is desirably 30% or more and 70% or less. Thereby, since the leakage current can be prevented even when the thickness of the first insulating layer is reduced, the self-discharge suppressing effect of the battery can be enhanced.
(4) Second insulating layer The second insulating layer includes a fibrous insulator. The second insulating layer is formed directly by supplying a raw material of the fibrous insulating material to the surface of the outer edge of the current collector or the surface of the tab. The second insulating layer may be an aggregate of fibrous insulators.
繊維状絶縁物の例に、有機繊維が含まれる。有機繊維を構成する有機材料は、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリエーテル、ポリイミド、ポリケトン、ポリスルホン、セルロース、ポリビニルアルコール(PVA)及びポリフッ化ビニリデン(PVdF)からなる群から選択することができる。ポリオレフィンとしては、例えば、ポリプロピレン(PP)およびポリエチレン(PE)などが挙げられる。ポリイミドおよびPVdFは、一般的に、繊維状とすることが困難な材料であるとされている。エレクトロスピニング法を採用すると、こうした材料も繊維状として層を形成することが可能である。有機繊維の種類は1種類又は2種類以上にすることができる。好ましいのは、ポリイミド、ポリアミドイミド、セルロース、PVdF、PVAであり、より好ましいのは、ポリイミド、ポリアミドイミド、セルロース、PVdFである。 Examples of the fibrous insulator include organic fibers. The organic material constituting the organic fiber can be selected from the group consisting of polyamideimide, polyamide, polyolefin, polyether, polyimide, polyketone, polysulfone, cellulose, polyvinyl alcohol (PVA), and polyvinylidene fluoride (PVdF). Examples of the polyolefin include polypropylene (PP) and polyethylene (PE). Polyimide and PVdF are generally considered to be materials that are difficult to form into fibers. When the electrospinning method is employed, such a material can be formed into a fibrous layer. One kind or two or more kinds of organic fibers can be used. Preferable are polyimide, polyamideimide, cellulose, PVdF, and PVA, and more preferable are polyimide, polyamideimide, cellulose, and PVdF.
特に、ポリイミドは、250〜400℃においても不溶・不融であって分解もしないので、耐熱性に優れた第2の絶縁層を得ることができる。 In particular, since polyimide is insoluble and infusible at 250 to 400 ° C. and does not decompose, a second insulating layer having excellent heat resistance can be obtained.
有機繊維は、長さ1mm以上、太さ1μm以下であることが好ましい。こうした有機繊維の層からなる第2の絶縁層は、十分な強度、気孔率、透気度、孔径、耐電解液性、耐酸化還元性等を有するので、セパレータとして良好に機能する。有機繊維の太さは、電子顕微鏡(SEM)観察、走査型プローブ顕微鏡(SPM)、TEM、STEM等によって測定することができる。また、有機繊維の長さは、SEM観察での測長に基づいて得られる。 The organic fiber preferably has a length of 1 mm or more and a thickness of 1 μm or less. Since the second insulating layer made of such an organic fiber layer has sufficient strength, porosity, air permeability, pore diameter, electrolytic solution resistance, oxidation-reduction resistance, and the like, it functions well as a separator. The thickness of the organic fiber can be measured by electron microscope (SEM) observation, scanning probe microscope (SPM), TEM, STEM, or the like. Further, the length of the organic fiber is obtained based on the length measurement by SEM observation.
イオン透過性および含電解液性の確保が必要であることから、第2の絶縁層を形成している繊維全体の体積の30%以上は、太さ1μm以下の有機繊維であることが好ましい。太さのより好ましい範囲は、350nm以下であり、さらに好ましい範囲は50nm以下である。また、太さ1μm以下(より好ましくは350nm以下、さらに好ましくは50nm以下)の有機繊維の体積は、第2の絶縁層を形成している繊維全体の体積の80%以上を占めることがより好ましい。こうした状態は、第2の絶縁層のSEM観察によって確認することができる。太さ40nm以下の有機繊維が、第2の絶縁層を形成している繊維全体の体積の40%以上を占めることがより好ましい。有機繊維の径が小さいことは、リチウムイオンの移動を妨害する影響が小さいことになる。 Since it is necessary to ensure ion permeability and electrolyte-containing liquid properties, 30% or more of the total volume of the fibers forming the second insulating layer is preferably organic fibers having a thickness of 1 μm or less. A more preferable range of the thickness is 350 nm or less, and a more preferable range is 50 nm or less. The volume of the organic fiber having a thickness of 1 μm or less (more preferably 350 nm or less, more preferably 50 nm or less) occupies 80% or more of the total volume of the fibers forming the second insulating layer. . Such a state can be confirmed by SEM observation of the second insulating layer. More preferably, the organic fibers having a thickness of 40 nm or less occupy 40% or more of the total volume of the fibers forming the second insulating layer. When the diameter of the organic fiber is small, the influence of hindering the movement of lithium ions is small.
第2の絶縁層は空孔を有し、空孔の平均孔径5nm〜10μmであることが好ましい。また、気孔率は10〜90%であることが好ましい。こうした空孔を備えていれば、リチウムイオンの透過性に優れ、電解質の含浸性も良好なセパレータが得られる。気孔率は、80%以上であることがより好ましい。空孔の平均孔径および気孔率は、水銀圧入法、体積と密度からの算出、SEM観察、ガス脱吸着法によって確認することができる。第2の絶縁層における気孔率が大きいことは、リチウムイオンの移動を妨害する影響が小さいことになる。 The second insulating layer has holes, and the average hole diameter of the holes is preferably 5 nm to 10 μm. The porosity is preferably 10 to 90%. With such pores, a separator having excellent lithium ion permeability and good electrolyte impregnation properties can be obtained. The porosity is more preferably 80% or more. The average pore diameter and porosity of the pores can be confirmed by mercury porosimetry, calculation from volume and density, SEM observation, and gas desorption method. A large porosity in the second insulating layer has a small influence on the movement of lithium ions.
第2の絶縁層の気孔率は、第1の絶縁層の気孔率に比して大きいことが望ましい。これにより、第2の絶縁層の非水電解質の保持性能を第1の絶縁層に比して高くすることができる。その結果、第1の絶縁層中の非水電解質が充放電反応等により消費されても、第2の絶縁層中の非水電解質を第1の絶縁層に供給することができるため、第1の絶縁層における非水電解質の枯渇が回避され、非水電解質電池の寿命性能を優れたものにすることができる。 It is desirable that the porosity of the second insulating layer is larger than the porosity of the first insulating layer. Thereby, the nonaqueous electrolyte retention performance of the second insulating layer can be made higher than that of the first insulating layer. As a result, the nonaqueous electrolyte in the second insulating layer can be supplied to the first insulating layer even if the nonaqueous electrolyte in the first insulating layer is consumed due to charge / discharge reaction or the like. Thus, depletion of the nonaqueous electrolyte in the insulating layer can be avoided, and the life performance of the nonaqueous electrolyte battery can be made excellent.
第2の絶縁層の厚さは12μm以下の範囲にすることが望ましい。これによって、第1の絶縁層と第2の絶縁層が接する連結部の厚さを薄くすることができるため、電極を対向電極と共に捲回する際に巻きずれが生じるのを回避することができる。厚さの下限値は、特に限定されないが、1μmでありえる。 The thickness of the second insulating layer is desirably in the range of 12 μm or less. Accordingly, since the thickness of the connecting portion where the first insulating layer and the second insulating layer are in contact with each other can be reduced, it is possible to avoid occurrence of winding deviation when the electrode is wound together with the counter electrode. . The lower limit of the thickness is not particularly limited, but can be 1 μm.
第1の絶縁層の厚さと第2の絶縁層の厚さは同じであるか、第2の絶縁層の厚さが第1の絶縁層の厚さよりも薄い方が望ましい。これにより、第1の絶縁層と第2の絶縁層が接する連結部と、その他の部分との厚みの差を小さくすることができるため、セパレータの厚さばらつきを小さくして電極の極間距離のばらつきを低減することができる。 The thickness of the first insulating layer and the thickness of the second insulating layer are preferably the same, or the thickness of the second insulating layer is preferably thinner than the thickness of the first insulating layer. As a result, the difference in thickness between the connecting portion where the first insulating layer and the second insulating layer are in contact with each other and the other portions can be reduced. Can be reduced.
第2の絶縁層は、例えば、エレクトロスピニング法で形成される。エレクトロスピニング法を用いることによって、上述したような条件を備えた有機繊維の層からなる第2の絶縁層を電極表面に容易に形成することができる。エレクトロスピニング法は、原理的には連続した1本の繊維を形成するので、曲げによる破断、膜の割れへの耐性を薄膜で確保できる。層を構成する有機繊維が1本であることは、有機繊維層のほつれや一部欠損の確率が低く、自己放電の抑制の点で有利である。 The second insulating layer is formed by, for example, an electrospinning method. By using the electrospinning method, the second insulating layer made of the organic fiber layer having the above-described conditions can be easily formed on the electrode surface. The electrospinning method, in principle, forms a single continuous fiber, so that a thin film can ensure resistance to breakage due to bending and film cracking. A single organic fiber constituting the layer has a low probability of fraying or partial loss of the organic fiber layer, which is advantageous in terms of suppressing self-discharge.
エレクトロスピニングには、有機材料を溶媒に溶解して調製された溶液が原料溶液に用いられる。有機材料の例は、有機繊維を構成する有機材料で挙げたものと同様なものを挙げることができる。有機材料は、例えば5〜60質量%程度の濃度で溶媒に溶解して用いられる。有機材料を溶解する溶媒は特に限定されず、ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N,N‘ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチルピロリドン(NMP)、水、アルコール類等、任意の溶媒を用いることができる。また、溶解性の低い有機材料に対しては、レーザー等でシート状の有機材料を溶融しながらエレクトロスピニングする。加えて、高沸点有機溶剤と低融点の溶剤とを混合することも許容される。 In electrospinning, a solution prepared by dissolving an organic material in a solvent is used as a raw material solution. Examples of the organic material can include the same materials as those described for the organic material constituting the organic fiber. The organic material is used by being dissolved in a solvent at a concentration of, for example, about 5 to 60% by mass. The solvent for dissolving the organic material is not particularly limited. Any solvent such as dimethylacetamide (DMAc), dimethylsulfoxide (DMSO), N, N′dimethylformamide (DMF), N-methylpyrrolidone (NMP), water, alcohols, etc. A solvent can be used. For organic materials with low solubility, electrospinning is performed while melting the sheet-like organic material with a laser or the like. In addition, mixing of a high boiling point organic solvent and a low melting point solvent is allowed.
高圧発生器を用いて紡糸ノズルに電圧を印加しつつ、紡糸ノズルから所定の電極の表面にわたって原料溶液を吐出することによって、有機繊維の層が形成される。印加電圧は、溶媒・溶質種、溶媒の沸点・蒸気圧曲線、溶液濃度、温度、ノズル形状、サンプル−ノズル間距離等に応じて適宜決定され、例えばノズルとワーク間の電位差を0.1〜100kVとすることができる。原料溶液の供給速度もまた、溶液濃度、溶液粘度、温度、圧力、印可電圧、ノズル形状等に応じて適宜決定される。シリンジタイプの場合には、例えば、1ノズルあたり0.1〜500μl/min程度とすることができる。また、多ノズルやスリットの場合には、その開口面積に応じて供給速度を決定すればよい。 The organic fiber layer is formed by discharging the raw material solution from the spinning nozzle over the surface of a predetermined electrode while applying a voltage to the spinning nozzle using a high-pressure generator. The applied voltage is appropriately determined according to the solvent / solute species, the boiling point / vapor pressure curve of the solvent, the solution concentration, temperature, nozzle shape, sample-nozzle distance, etc. It can be set to 100 kV. The feed rate of the raw material solution is also appropriately determined according to the solution concentration, solution viscosity, temperature, pressure, applied voltage, nozzle shape, and the like. In the case of a syringe type, for example, it can be about 0.1 to 500 μl / min per nozzle. In the case of multiple nozzles or slits, the supply speed may be determined according to the opening area.
有機繊維が乾燥状態で電極の表面に直接形成されるので、電極内部に原料溶液の溶媒が浸み込むことは実質的に避けられる。電極内部の溶媒残留量は、ppmレベル以下と極めて低いものとなる。電極内部の残留溶媒は、酸化還元反応を生じて電池のロスを引き起こし、電池性能の低下につながる。本実施形態によれば、こうした不都合が生じるおそれは極力低減されることから、電池の性能を高めることができる。 Since the organic fibers are directly formed on the surface of the electrode in a dry state, it is substantially avoided that the solvent of the raw material solution penetrates into the electrode. The residual amount of the solvent inside the electrode is extremely low at a ppm level or less. The residual solvent inside the electrode causes an oxidation-reduction reaction to cause battery loss, leading to deterioration of battery performance. According to the present embodiment, the risk of such inconvenience is reduced as much as possible, so that the performance of the battery can be improved.
有機繊維の層においては、含まれる有機繊維を疎の状態とすれば気孔率が高められるので、例えば気孔率が90%程度の層を得るのも困難ではない。そのような気孔率の大きな層を粒子で形成するのは、極めて困難である。 In the organic fiber layer, the porosity can be increased if the organic fiber contained in the organic fiber layer is in a sparse state. For example, it is not difficult to obtain a layer having a porosity of about 90%. It is extremely difficult to form such a layer with a large porosity with particles.
有機繊維の層からなる第2の絶縁層は、凹凸、割れやすさ、含電解液性、密着性、曲げ特性、気孔率、イオン透過性の点で、無機繊維の層より有利である。 The second insulating layer made of an organic fiber layer is more advantageous than the inorganic fiber layer in terms of unevenness, ease of cracking, electrolyte-containing properties, adhesion, bending properties, porosity, and ion permeability.
有機繊維の表面には、カチオン交換基が存在することが好ましい。カチオン交換基によって、セパレータを通過するリチウムイオンの移動が促進されるので、電池の性能が高められる。具体的には、長期にわたって急速充電、急速放電を行なうことが可能となる。カチオン交換基は特に限定されないが、例えばスルホン酸基およびカルボン酸基が挙げられる。カチオン交換基を表面に有する繊維は、例えば、スルホン化された有機材料を用いてエレクトロスピニング法により形成することができる。 It is preferable that a cation exchange group is present on the surface of the organic fiber. Since the movement of lithium ions passing through the separator is promoted by the cation exchange group, the performance of the battery is improved. Specifically, rapid charging and rapid discharging can be performed over a long period of time. The cation exchange group is not particularly limited, and examples thereof include a sulfonic acid group and a carboxylic acid group. The fiber having a cation exchange group on the surface can be formed by, for example, an electrospinning method using a sulfonated organic material.
電極は、例えば、以下に説明する方法で作製される。 An electrode is produced by the method demonstrated below, for example.
活物質、導電剤および結着剤を含有するスラリーを調製し、得られたスラリーを集電体の両面に塗布して乾燥することにより活物質含有層を形成し、プレス後、必要に応じて所望の寸法に裁断する。また、集電タブについては、集電体の一部にスラリーを塗布せず、この部分を集電タブとして用いるか、集電体に金属板等を溶接して金属板等を集電タブとして用いる。以上のようにして作製した絶縁層未形成の電極に、次の方法で第1の絶縁層と第2の絶縁層を形成する。
(第1の絶縁層の形成方法)
粒子状絶縁物及びバインダが溶媒(例えば水)に分散されたスラリーを電極の活物質含有層上に塗布した後、乾燥させることにより、活物質含有層を第1の絶縁層で被覆する。塗布方法としては、例えば、ダイコータを用いる方法、グラビアコート、スプレーによる噴霧等が挙げられる。ダイコータ、グラビアコートは、原料の利用効率に優れている。また、スプレーは、製造コストの削減に有効である。バインダには、例えば、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、アクリル系バインダー等が挙げられる。
(第2の絶縁層の形成方法)
例えばエレクトロスピニング法が採用される。エレクトロスピニング法では、第2の絶縁層の形成対象である電極をアースしてアース電極とする。紡糸ノズルに印加された電圧により原料溶液が帯電すると共に、原料溶液からの溶媒の揮発により原料溶液の単位体積当たりの帯電量が増加する。溶媒の揮発とそれに伴う単位体積あたりの帯電量の増加が連続して生じることで、紡糸ノズルから吐出された原料溶液は長手方向に延び、ナノサイズの有機繊維として電極に堆積する。有機繊維と電極間には、ノズルと電極間の電位差によりクーロン力が生じる。よって、ナノサイズの有機繊維により電極との接触面積を増加させることができ、この有機繊維をクーロン力により電極上、特に集電体上及びタブ上に堆積することができるため、絶縁層の電極からの剥離強度を高めることが可能となる。剥離強度は、例えば、溶液濃度、サンプル−ノズル間距離等を調節することにより制御することが可能である。なお、集電タブに第2の絶縁層を形成しない場合、集電タブをマスクしてから第2の絶縁層を形成すると良い。
A slurry containing an active material, a conductive agent and a binder is prepared, and the resulting slurry is applied to both sides of the current collector and dried to form an active material-containing layer. After pressing, if necessary, Cut to desired dimensions. For the current collector tab, do not apply slurry to a part of the current collector and use this part as the current collector tab, or weld a metal plate or the like to the current collector and use the metal plate or the like as the current collector tab. Use. The first insulating layer and the second insulating layer are formed by the following method on the electrode having no insulating layer formed as described above.
(Method for forming first insulating layer)
The slurry in which the particulate insulator and the binder are dispersed in a solvent (for example, water) is applied on the active material-containing layer of the electrode, and then dried to coat the active material-containing layer with the first insulating layer. Examples of the application method include a method using a die coater, gravure coating, spraying by spraying, and the like. Die coaters and gravure coats are excellent in utilization efficiency of raw materials. In addition, spraying is effective in reducing manufacturing costs. Examples of the binder include carboxymethyl cellulose (CMC), polyvinylidene fluoride (PVdF), styrene butadiene rubber (SBR), and an acrylic binder.
(Method for forming second insulating layer)
For example, an electrospinning method is employed. In the electrospinning method, the electrode on which the second insulating layer is to be formed is grounded to form a ground electrode. The raw material solution is charged by the voltage applied to the spinning nozzle, and the amount of charge per unit volume of the raw material solution increases due to volatilization of the solvent from the raw material solution. Since the volatilization of the solvent and the accompanying increase in the charge amount per unit volume occur continuously, the raw material solution discharged from the spinning nozzle extends in the longitudinal direction and is deposited on the electrode as nano-sized organic fibers. A Coulomb force is generated between the organic fiber and the electrode due to a potential difference between the nozzle and the electrode. Therefore, the contact area with the electrode can be increased by the nano-sized organic fiber, and the organic fiber can be deposited on the electrode, particularly on the current collector and the tab by the Coulomb force. It is possible to increase the peel strength from the. The peel strength can be controlled, for example, by adjusting the solution concentration, the sample-nozzle distance, and the like. Note that in the case where the second insulating layer is not formed on the current collecting tab, the second insulating layer may be formed after masking the current collecting tab.
第1の絶縁層の形成と第2の絶縁層の形成は、同時に行うこともできるが、第1の絶縁層の形成後に第2の絶縁層を形成しても、第2の絶縁層の形成後に第1の絶縁層を形成しても良い。電極の表面のうち第1の絶縁層で被覆された部分は、絶縁性が高いため、エレクトロスピニング法による有機繊維がほとんど堆積せず、電極表面に露出している集電体及び集電タブに有機繊維が選択的に堆積され得る。そのため、第1の絶縁層の形成後に第2の絶縁層を形成すると、必要な箇所に第2の絶縁層を選択的に形成することが可能となる。 The first insulating layer and the second insulating layer can be formed at the same time. However, even if the second insulating layer is formed after the first insulating layer is formed, the second insulating layer is formed. A first insulating layer may be formed later. The portion of the electrode surface covered with the first insulating layer has high insulation, so that organic fibers by electrospinning are hardly deposited, and the current collector and the current collector tab exposed on the electrode surface are not deposited. Organic fibers can be selectively deposited. Therefore, when the second insulating layer is formed after the first insulating layer is formed, the second insulating layer can be selectively formed at a necessary portion.
また、実施形態の電極を用いて電極群を作製後、電極群の表面の少なくとも一部に第2の絶縁層を堆積させることができる。 In addition, after the electrode group is manufactured using the electrode of the embodiment, the second insulating layer can be deposited on at least a part of the surface of the electrode group.
第1の絶縁層の形成速度は、第2の絶縁層の場合と比較して速い。このため、電極に占める面積割合の大きい活物質含有層の第1の面及び第2の面を第1の絶縁層で被覆することにより、絶縁層の形成速度を速めることができ、電極の製造に要する時間を短縮することが可能である。 The formation speed of the first insulating layer is faster than that of the second insulating layer. Therefore, by covering the first surface and the second surface of the active material-containing layer having a large area ratio in the electrode with the first insulating layer, the formation speed of the insulating layer can be increased, and the electrode is manufactured. Can be shortened.
電池中に含まれる第1,第2の絶縁層の物性(気孔率等)は、電池から以下の方法で取り出した第1,第2の絶縁層に対して行うことができる。電池を完全に放電させた後、もしくはAr等の不活性ガス雰囲気で外装部材(例えば金属製容器、ラミネートフィルム製容器)を開封し、電極構造体(電極群)を取り出す。第1,第2の絶縁層を正極及び負極から剥がした後、第1,第2の絶縁層を溶剤(例えばジエチルカーボネート(DEC)、メチルエチルカーボネート(MEC))で洗浄することにより、第1,第2の絶縁層に付着した非水電解液を除去する。次いで、第1,第2の絶縁層を乾燥し、測定に供する。 The physical properties (porosity, etc.) of the first and second insulating layers contained in the battery can be performed on the first and second insulating layers taken out from the battery by the following method. After the battery is completely discharged or in an inert gas atmosphere such as Ar, the exterior member (for example, a metal container or a laminate film container) is opened, and the electrode structure (electrode group) is taken out. After peeling off the first and second insulating layers from the positive electrode and the negative electrode, the first and second insulating layers are washed with a solvent (for example, diethyl carbonate (DEC), methyl ethyl carbonate (MEC)) to obtain the first Then, the non-aqueous electrolyte adhering to the second insulating layer is removed. Next, the first and second insulating layers are dried and subjected to measurement.
第1,第2の絶縁層の厚さは、電池の外装部材(例えば、金属製容器、ラミネートフィルム製容器)から取り出した電極構造体(電極群)に樹脂埋め処理を行った後、測定することができる。 The thicknesses of the first and second insulating layers are measured after a resin filling process is performed on the electrode structure (electrode group) taken out from the battery exterior member (for example, a metal container or a laminate film container). be able to.
以上説明した第1の実施形態によれば、活物質含有層を被覆し、粒子状絶縁物を含む第1の絶縁層と、集電体の外縁部の表面を被覆し、繊維状絶縁物を含む第2の絶縁層と、第1の絶縁層と第2の絶縁層が接している連結部とを含む電極が提供される。このような電極は、第1の絶縁層の剥離及び脱落を抑制することができるため、電池の自己放電を抑えることができる。 According to the first embodiment described above, the active material-containing layer is coated, the first insulating layer including the particulate insulator and the surface of the outer edge of the current collector are coated, and the fibrous insulator is coated. There is provided an electrode including a second insulating layer including a connecting portion where the first insulating layer and the second insulating layer are in contact with each other. Since such an electrode can suppress peeling and dropping of the first insulating layer, it can suppress self-discharge of the battery.
また、第1の実施形態によれば、第1の絶縁層作製工程と、第2の絶縁層作製工程とを含む電極の製造方法が提供される。第1の絶縁層は、活物質含有層の第1の面及び第2の面に、粒子状絶縁物及びバインダを含むスラリーを塗布して乾燥することにより得られる。また、第2の絶縁層は、第1の絶縁層を得る工程と同時か異なる時期に、集電体の外縁部の表面に繊維状絶縁物を直接形成することにより得られる。このような方法によると、第1の絶縁層及び第2の絶縁層が高い強度で密着した電極を得ることができる。
(第2の実施形態)
第2の実施形態によれば、正極と、負極と、非水電解質とを含む非水電解質電池が提供される。第1の実施形態に係る電極は、正極か、負極、あるいは正極と負極に用いることができる。本実施形態に係る非水電解質電池の形態は、特に限定されるものではなく、例えば、積層型、扁平型、薄型、角型、捲回型、円筒型等にすることができる。
In addition, according to the first embodiment, an electrode manufacturing method including a first insulating layer manufacturing step and a second insulating layer manufacturing step is provided. The first insulating layer is obtained by applying a slurry containing a particulate insulator and a binder to the first surface and the second surface of the active material-containing layer and drying it. The second insulating layer is obtained by directly forming a fibrous insulator on the outer edge surface of the current collector at the same time as or different from the step of obtaining the first insulating layer. According to such a method, it is possible to obtain an electrode in which the first insulating layer and the second insulating layer are closely adhered with high strength.
(Second Embodiment)
According to the second embodiment, a nonaqueous electrolyte battery including a positive electrode, a negative electrode, and a nonaqueous electrolyte is provided. The electrode according to the first embodiment can be used for a positive electrode, a negative electrode, or a positive electrode and a negative electrode. The form of the nonaqueous electrolyte battery according to the present embodiment is not particularly limited, and can be, for example, a laminated type, a flat type, a thin type, a square type, a wound type, or a cylindrical type.
非水電解質電池の第一例〜第三例を図8〜図12に示す。 First to third examples of the nonaqueous electrolyte battery are shown in FIGS.
図8に示す第一例の非水電解質電池10は、薄型または扁平型と呼ばれるもので、ラミネートフィルム製の外装部材11と、電極群12と、正極端子13と、負極端子14と、非水電解質(図示しない)を含む。電極群12は、正極と負極がセパレータを介して交互に積層された積層構造を有する。図9に、積層構造の一例を示す。正極15は、アルミニウム等の箔からなる正極集電体15aと、正極活物質含有層15bと、正極集電タブ15cを有している。正極集電体15aは、矩形状の本体部分と、本体部分の一辺から突出した突出部とを有する。正極活物質含有層15bは、正極集電体15aの本体部分の主たる両面(第1の面及び第2の面)に形成されている。突出部には、正極活物質含有層が形成されておらず、正極集電タブ15cとして機能する。負極16は、アルミニウム等の箔からなる負極集電体16aと、負極活物質含有層16bと、負極集電タブ16cを有している。負極活物質含有層16bは、負極集電体16aの本体部分の主たる両面に形成されている。負極集電体16aは、矩形状の本体部分と、本体部分の一辺から突出した突出部とを有する。突出部には、負極活物質含有層が形成されておらず、負極集電タブ16cとして機能する。セパレータは、第1の絶縁層5a,5b及び第2の絶縁層6を含むものである。一方の負極活物質含有層16bの主たる面(第1の面)が第1の絶縁層5aで被覆され、他方の負極活物質含有層16bの主たる面(第2の面)が第1の絶縁層5bで被覆されている。第2の絶縁層6は、負極集電体16a及び負極活物質含有層16bそれぞれの外縁部の表面(側面)を被覆している。第1の絶縁層5a,5bの外縁部に第2の絶縁層6が接しており、その箇所が連結部7である。正極15と負極16は、交互に積層され、正極活物質含有層15bと負極活物質含有層16bの間に第1の絶縁層5aまたは第1の絶縁層5bが位置している。非水電解質(図示しない)は、電極群12に保持あるいは含浸されている。各正極15の正極集電タブ15cが正極端子13に電気的に接続され、各負極16の負極集電タブ16cが負極端子14に電気的に接続されている。図8に示すように、正極端子13と負極端子14は、互いに距離を隔てた状態でそれぞれの先端が外装部材1の外部に突出している。 A non-aqueous electrolyte battery 10 of the first example shown in FIG. 8 is called a thin or flat type, and includes a laminate film exterior member 11, an electrode group 12, a positive electrode terminal 13, a negative electrode terminal 14, and a non-aqueous battery. Contains an electrolyte (not shown). The electrode group 12 has a stacked structure in which positive and negative electrodes are alternately stacked via separators. FIG. 9 shows an example of a laminated structure. The positive electrode 15 includes a positive electrode current collector 15a made of a foil such as aluminum, a positive electrode active material-containing layer 15b, and a positive electrode current collector tab 15c. The positive electrode current collector 15a has a rectangular main body portion and a protruding portion protruding from one side of the main body portion. The positive electrode active material-containing layer 15b is formed on both main surfaces (first surface and second surface) of the main body portion of the positive electrode current collector 15a. A positive electrode active material-containing layer is not formed on the protruding portion, and functions as the positive electrode current collecting tab 15c. The negative electrode 16 has a negative electrode current collector 16a made of a foil such as aluminum, a negative electrode active material-containing layer 16b, and a negative electrode current collector tab 16c. The negative electrode active material-containing layer 16b is formed on both main surfaces of the main body portion of the negative electrode current collector 16a. The negative electrode current collector 16a has a rectangular main body portion and a protruding portion protruding from one side of the main body portion. A negative electrode active material-containing layer is not formed on the protruding portion, and functions as the negative electrode current collecting tab 16c. The separator includes the first insulating layers 5 a and 5 b and the second insulating layer 6. The main surface (first surface) of one negative electrode active material-containing layer 16b is covered with the first insulating layer 5a, and the main surface (second surface) of the other negative electrode active material-containing layer 16b is the first insulating layer. It is covered with a layer 5b. The second insulating layer 6 covers the outer edge surfaces (side surfaces) of the negative electrode current collector 16a and the negative electrode active material-containing layer 16b. The second insulating layer 6 is in contact with the outer edge portions of the first insulating layers 5 a and 5 b, and the place is the connecting portion 7. The positive electrode 15 and the negative electrode 16 are alternately stacked, and the first insulating layer 5a or the first insulating layer 5b is located between the positive electrode active material-containing layer 15b and the negative electrode active material-containing layer 16b. A non-aqueous electrolyte (not shown) is held or impregnated in the electrode group 12. The positive electrode current collecting tab 15 c of each positive electrode 15 is electrically connected to the positive electrode terminal 13, and the negative electrode current collecting tab 16 c of each negative electrode 16 is electrically connected to the negative electrode terminal 14. As shown in FIG. 8, the leading ends of the positive electrode terminal 13 and the negative electrode terminal 14 protrude from the exterior member 1 in a state of being spaced apart from each other.
図8,9に示す積層型の非水電解質電池によれば、負極の外縁部付近における第1の絶縁層の剥離及び脱落が回避されるため、自己放電が抑制される。この電池の封止工程は、ラミネートフィルム製の外装部材に電極群及び非水電解液を収容後、ヒートシールによってなされる。ヒートシールは、外装部材内を真空にした状態でなされる。そのため、電極群のエッジ付近に圧力が加わるが、連結部の存在により、第1の絶縁層の剥離及び脱落が抑制される。その結果、負極と第1の絶縁層を介して対向する正極とが微小短絡するのを抑制することができるため、電池の自己放電を抑えることができる。また、第2の絶縁層は、負極の外縁部又は負極集電タブが正極と接した際に内部短絡が生じるのを抑えることができる。 According to the multilayer nonaqueous electrolyte battery shown in FIGS. 8 and 9, the first insulating layer is prevented from peeling and dropping near the outer edge portion of the negative electrode, so that self-discharge is suppressed. The battery sealing step is performed by heat sealing after housing the electrode group and the non-aqueous electrolyte in a laminate film exterior member. The heat sealing is performed in a state where the inside of the exterior member is evacuated. Therefore, although pressure is applied in the vicinity of the edge of the electrode group, peeling and dropping off of the first insulating layer are suppressed by the presence of the connecting portion. As a result, it is possible to suppress a minute short circuit between the negative electrode and the positive electrode opposed via the first insulating layer, so that the self-discharge of the battery can be suppressed. Further, the second insulating layer can suppress the occurrence of an internal short circuit when the outer edge of the negative electrode or the negative electrode current collecting tab is in contact with the positive electrode.
図8では、正極端子と負極端子の延出方向を同じにしたが、正極端子と負極端子の延出方向は同方向に限定されず、図10の第二例に例示されるように正極端子13の延出方向を負極端子14の延出方向の反対向きにすることも可能である。 In FIG. 8, the extending direction of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal is the same, but the extending direction of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal is not limited to the same direction, and as illustrated in the second example of FIG. It is also possible for the extending direction of 13 to be opposite to the extending direction of the negative electrode terminal 14.
図11に示す第三例の非水電解質電池10は、角型と呼ばれるもので、金属製容器20と、捲回型電極群21と、蓋22と、正極端子23と、負極端子24と、非水電解質(図示しない)とを含む。捲回型電極群21は、正極25と絶縁層(セパレータ)一体型の負極26が扁平の渦巻き状に捲回された構造を有する。絶縁層一体型の負極26には、図3または図4に示す構造の電極1が使用される。よって、セパレータは、第1の絶縁層及び第2の絶縁層を含むものである。正極25には、図3または図4に示す構造の電極1を使用しても良いが、第1の絶縁層及び第2の絶縁層を備えていないもの(例えば、絶縁層がないこと以外は図3または図4に示す構造と同様なもの)を使用しても良い。捲回型電極群21において、扁平の渦巻き状に捲回された正極集電タブが一方の面に位置し、また、扁平の渦巻き状に捲回された負極集電タブが他方の面27に位置している。正極活物質含有層と負極活物質含有層の間に第1の絶縁層が位置している。非水電解質(図示しない)は、電極群21に保持あるいは含浸されている。正極リード28は、正極集電タブと電気的に接続され、かつ正極端子23とも電気的に接続されている。また、負極リード29は、負極集電タブと電気的に接続され、かつ負極端子24とも電気的に接続されている。電極群21は、正極リード28及び負極リード29が電池容器20の主面側と対向するように容器20内に配置される。蓋22は、金属製容器20の開口部に溶接等により固定されている。正極端子23と負極端子24は、絶縁性のハーメチックシール部材(図示せず)を介して蓋22にそれぞれ取り付けられている。 A non-aqueous electrolyte battery 10 of the third example shown in FIG. 11 is called a square shape, and is made of a metal container 20, a wound electrode group 21, a lid 22, a positive electrode terminal 23, a negative electrode terminal 24, A non-aqueous electrolyte (not shown). The wound electrode group 21 has a structure in which a positive electrode 25 and an insulating layer (separator) integrated negative electrode 26 are wound in a flat spiral shape. The electrode 1 having the structure shown in FIG. 3 or 4 is used for the negative electrode 26 integrated with an insulating layer. Therefore, the separator includes the first insulating layer and the second insulating layer. As the positive electrode 25, the electrode 1 having the structure shown in FIG. 3 or FIG. 4 may be used. However, the positive electrode 25 does not include the first insulating layer and the second insulating layer (for example, there is no insulating layer). The same structure as shown in FIG. 3 or FIG. 4 may be used. In the wound electrode group 21, the positive current collecting tab wound in a flat spiral shape is located on one surface, and the negative current collecting tab wound in a flat spiral shape is on the other surface 27. positioned. A first insulating layer is located between the positive electrode active material-containing layer and the negative electrode active material-containing layer. A non-aqueous electrolyte (not shown) is held or impregnated in the electrode group 21. The positive electrode lead 28 is electrically connected to the positive electrode current collecting tab and is also electrically connected to the positive electrode terminal 23. The negative electrode lead 29 is electrically connected to the negative electrode current collecting tab and is also electrically connected to the negative electrode terminal 24. The electrode group 21 is disposed in the container 20 so that the positive electrode lead 28 and the negative electrode lead 29 face the main surface side of the battery container 20. The lid 22 is fixed to the opening of the metal container 20 by welding or the like. The positive electrode terminal 23 and the negative electrode terminal 24 are respectively attached to the lid 22 via an insulating hermetic seal member (not shown).
図11に示す捲回型の非水電解質電池によれば、電極群の内周側に位置する負極から第1の絶縁層が剥離及び脱落するのが回避されるため、自己放電が抑制される。電極群の内周側の方が正極及び負極の曲率半径が大きいため、内周側に位置する第1の絶縁層にクラックが生じやすいが、連結部の存在により、第1の絶縁層の剥離及び脱落が抑制される。その結果、負極と第1の絶縁層を介して対向する正極とが微小短絡するのを抑制することができるため、電池の自己放電を抑えることができる。また、第2の絶縁層は、負極の外縁部又は負極集電タブが正極と接した際に内部短絡が生じるのを抑えることができる。 According to the wound nonaqueous electrolyte battery shown in FIG. 11, the first insulating layer is prevented from peeling and dropping from the negative electrode located on the inner peripheral side of the electrode group, so that self-discharge is suppressed. . Since the curvature radius of the positive electrode and the negative electrode is larger on the inner peripheral side of the electrode group, cracks are likely to occur in the first insulating layer located on the inner peripheral side, but the first insulating layer is peeled off due to the presence of the connecting portion. And omission are suppressed. As a result, it is possible to suppress a minute short circuit between the negative electrode and the positive electrode opposed via the first insulating layer, so that the self-discharge of the battery can be suppressed. Further, the second insulating layer can suppress the occurrence of an internal short circuit when the outer edge of the negative electrode or the negative electrode current collecting tab is in contact with the positive electrode.
また、負極に図4に示す構造の電極を使用し、第2の絶縁層6bで被覆されている負極活物質含有層4a、4bの短辺方向の端部から巻き始めることにより、曲率半径の大きい内周側で第1の絶縁層5a,5bにクラックが発生するものの、その部分に第2の絶縁層6bが積層されているため、第1の絶縁層5a,5bの剥離及び脱落を回避することができる。 Further, by using the electrode having the structure shown in FIG. 4 as the negative electrode and starting winding from the end in the short side direction of the negative electrode active material-containing layers 4a and 4b covered with the second insulating layer 6b, the radius of curvature is increased. Although cracks occur in the first insulating layers 5a and 5b on the large inner peripheral side, the second insulating layer 6b is laminated there, so that the first insulating layers 5a and 5b are prevented from peeling and dropping off. can do.
第1の絶縁層の剥離及び脱落を回避するため、第2の絶縁層は、第1の絶縁層の少なくとも主たる面上と、活物質含有層の外縁部とを被覆していることが望ましい。より好ましいのは、集電タブの先端部を除いた電極表面を第2の絶縁層で被覆するものである。 In order to avoid peeling and dropping of the first insulating layer, it is desirable that the second insulating layer covers at least the main surface of the first insulating layer and the outer edge portion of the active material-containing layer. More preferably, the electrode surface excluding the tip of the current collecting tab is covered with the second insulating layer.
なお、図12に示すように、電極群21の渦巻き状に捲回された端面を第2の絶縁層30で被覆しても良い。これにより、電極群の端面におけるショートの発生は回避され、電池としての安全性を高めることができる。 As shown in FIG. 12, the end surface of the electrode group 21 wound in a spiral shape may be covered with the second insulating layer 30. Thereby, the occurrence of a short circuit at the end face of the electrode group is avoided, and the safety as a battery can be improved.
実施形態の非水電解質電池に用いられる非水電解質について、説明する。非水電解質としては、電解質を有機溶媒に溶解することにより調整される液状非水電解質、液状電解質と高分子材料を複合化したゲル状非水電解質等が挙げられる。液状非水電解質は、例えば電解質を0.5mol/l以上、2.5mol/l以下の濃度で有機溶媒に溶解することによって、調製することができる。 The nonaqueous electrolyte used for the nonaqueous electrolyte battery of the embodiment will be described. Examples of the non-aqueous electrolyte include a liquid non-aqueous electrolyte that is prepared by dissolving the electrolyte in an organic solvent, a gel non-aqueous electrolyte that is a composite of the liquid electrolyte and a polymer material, and the like. The liquid non-aqueous electrolyte can be prepared, for example, by dissolving the electrolyte in an organic solvent at a concentration of 0.5 mol / l or more and 2.5 mol / l or less.
電解質としては、例えば、過塩素酸リチウム(LiClO4)、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)、六フッ化砒素リチウム(LiAsF6)、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiCF3SO3)、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム[LiN(CF3SO2)2]等のリチウム塩、あるいはこれらの混合物を挙げることができる。高電位でも酸化し難いものであることが好ましく、LiPF6が最も好ましい。 Examples of the electrolyte include lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium hexafluoroarsenide (LiAsF 6 ), and trifluoromethanesulfone. Examples thereof include lithium salts such as lithium acid lithium (LiCF 3 SO 3 ) and bistrifluoromethylsulfonylimide lithium [LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ], or mixtures thereof. It is preferable that it is difficult to oxidize even at a high potential, and LiPF 6 is most preferable.
有機溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ビニレンカーボネート等の環状カーボネートや、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、メチルエチルカーボネート(MEC)等の鎖状カーボネートや、テトラヒドロフラン(THF)、2メチルテトラヒドロフラン(2MeTHF)、ジオキソラン(DOX)等の環状エーテルや、ジメトキシエタン(DME)、ジエトエタン(DEE)等の鎖状エーテルや、γ-ブチロラクトン(GBL)、アセトニトリル(AN)、およびスルホラン(SL)等が挙げられる。こうした有機溶媒は、単独でも2種以上の混合物として用いてもよい。 Examples of the organic solvent include cyclic carbonates such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), and vinylene carbonate, and chain carbonates such as diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), and methyl ethyl carbonate (MEC). And cyclic ethers such as tetrahydrofuran (THF), 2-methyltetrahydrofuran (2MeTHF), dioxolane (DOX), chain ethers such as dimethoxyethane (DME) and dietoethane (DEE), γ-butyrolactone (GBL), acetonitrile ( AN) and sulfolane (SL). These organic solvents may be used alone or as a mixture of two or more.
高分子材料としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリエチレンオキサイド(PEO)等を挙げることができる。 Examples of the polymer material include polyvinylidene fluoride (PVdF), polyacrylonitrile (PAN), polyethylene oxide (PEO), and the like.
なお、非水電解質として、リチウムイオンを含有した常温溶融塩(イオン性融体)、高分子固体電解質、無機固体電解質等を用いてもよい。 As the nonaqueous electrolyte, a room temperature molten salt (ionic melt) containing lithium ions, a polymer solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte, or the like may be used.
以上説明した第2の実施形態の非水電解質電池は、第1の実施形態に係る電極を正極及び負極のうちの少なくとも一方に用いる。そのため、電池の自己放電及び内部短絡を抑えることができる。 The nonaqueous electrolyte battery according to the second embodiment described above uses the electrode according to the first embodiment as at least one of a positive electrode and a negative electrode. Therefore, the self-discharge and internal short circuit of the battery can be suppressed.
以下、実施例を示す。
(実施例1)
負極として、アルミニウム箔からなる集電体の両面(第1の面及び第2の面)に、チタン酸リチウムを含む負極活物質含有層が設けられた電極を用意した。チタン酸リチウムの一次粒子の平均粒径は0.5μmであった。また、集電体の長辺方向に平行な一端部には負極活物質含有層を形成せず、この箇所を負極集電タブとした。
Examples are shown below.
Example 1
As a negative electrode, an electrode was prepared in which a negative electrode active material-containing layer containing lithium titanate was provided on both surfaces (first surface and second surface) of a current collector made of aluminum foil. The average particle diameter of primary particles of lithium titanate was 0.5 μm. Moreover, the negative electrode active material content layer was not formed in the one end part parallel to the long side direction of a collector, and this location was made into the negative electrode current collection tab.
平均粒径が1μmのAl2O3粒子(粒子状絶縁物)を100重量部と、カルボキシメチルセルロース(CMC)を1重量部と、アクリル系バインダーを4重量部とを水に分散させ、スラリーを調製した。得られたスラリーを負極活物質含有層それぞれの主たる面(第1の面及び第2の面)にスプレーで塗布し、乾燥させることにより、厚さが10μmで、気孔率が60%の第1の絶縁層を形成した。 Disperse 100 parts by weight of Al 2 O 3 particles (particulate insulator) having an average particle diameter of 1 μm, 1 part by weight of carboxymethyl cellulose (CMC), and 4 parts by weight of an acrylic binder in water, Prepared. The obtained slurry was applied to the main surfaces (first surface and second surface) of each negative electrode active material-containing layer by spraying and dried, whereby a first having a thickness of 10 μm and a porosity of 60% was obtained. An insulating layer was formed.
この負極上に、エレクトロスピニング法によって有機繊維(繊維状絶縁物)の層を形成した。 On this negative electrode, an organic fiber (fibrous insulator) layer was formed by electrospinning.
有機材料としては、ポリイミドを用いた。このポリイミドを、溶媒としてのDMAcに20質量%の濃度で溶解して、有機繊維の層を形成するための原料溶液を調製した。得られた原料溶液を、定量ポンプを使用して5μl/minの供給速度で紡糸ノズルから負極の側面に供給した。高電圧発生器を用いて、紡糸ノズルに20kVの電圧を印加し、この紡糸ノズル1本で100×200mmの範囲を動かしながら負極側面に有機繊維の層を形成した。なお、負極集電タブの表面のうち負極側面との境界から10mmの部分を除き、負極集電タブの表面をマスクした状態でエレクトロスピニング法を実施して図3に示す構造の負極を得た。負極側面の活物質含有層の外縁部表面において、第1の絶縁層と第2の絶縁層が接して連結部(第1の連結部)が設けられていた。 Polyimide was used as the organic material. This polyimide was dissolved in DMAc as a solvent at a concentration of 20% by mass to prepare a raw material solution for forming an organic fiber layer. The obtained raw material solution was supplied to the side surface of the negative electrode from the spinning nozzle at a supply rate of 5 μl / min using a metering pump. Using a high voltage generator, a voltage of 20 kV was applied to the spinning nozzle, and an organic fiber layer was formed on the side surface of the negative electrode while moving the range of 100 × 200 mm with this spinning nozzle. The negative electrode current collector tab was subjected to electrospinning in a state where the surface of the negative electrode current collector tab was masked except for a 10 mm portion from the boundary with the negative electrode side surface, and the negative electrode having the structure shown in FIG. 3 was obtained. . On the surface of the outer edge portion of the active material-containing layer on the negative electrode side surface, the first insulating layer and the second insulating layer were in contact with each other to provide a connecting portion (first connecting portion).
SEMによる観察の結果、形成された有機繊維の層の厚さは、10μmであり、有機繊維の太さは50nm以下であり、第2の絶縁層を形成する繊維全体の体積の40%は径50nm程度であることが確認された。また、気孔率は90%であることが、水銀圧入法により確認された。SEMによる測長と繊維膜形成時の観察から、有機繊維の長さは少なくとも1mm以上であることが推測される。 As a result of observation by SEM, the thickness of the formed organic fiber layer is 10 μm, the thickness of the organic fiber is 50 nm or less, and 40% of the total volume of the fiber forming the second insulating layer is the diameter. It was confirmed to be about 50 nm. Moreover, it was confirmed by mercury porosimetry that the porosity was 90%. From the length measurement by SEM and observation at the time of forming the fiber film, it is estimated that the length of the organic fiber is at least 1 mm or more.
次に、作製された負極を用いて簡易セルを作製して電池性能を評価した。 Next, a simple cell was produced using the produced negative electrode, and battery performance was evaluated.
正極としては、アルミニウム箔からなる集電体上に、コバルト酸リチウムを含む正極活物質含有層が設けられた電極を用意した。 As the positive electrode, an electrode was prepared in which a positive electrode active material-containing layer containing lithium cobaltate was provided on a current collector made of aluminum foil.
得られた第1,第2の絶縁層一体化負極に、正極を正極活物質含有層が第1の絶縁層を介して負極活物質含有層と対向するように配置し、これらを偏平形状に捲回した後にプレスすることにより、扁平の渦巻き状をした電極群を得た。室温で一晩真空乾燥した後、露点−80℃以下のグローブボックス内に1日放置した。 In the obtained first and second insulating layer integrated negative electrodes, the positive electrode is disposed so that the positive electrode active material-containing layer faces the negative electrode active material-containing layer through the first insulating layer, and these are formed into a flat shape. By pressing after winding, an electrode group having a flat spiral shape was obtained. After vacuum drying overnight at room temperature, it was left in a glove box with a dew point of −80 ° C. or lower for 1 day.
これを、電解液とともに金属製容器に収容して、実施例1の非水電解質電池を得た。用いた電解液は、エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)にLiPF6を溶解させたものである。また、実施例1の非水電解質電池は、図11に示す構造を有するものであった。
(実施例2)
負極活物質含有層の第1の面及び第2の面の短辺から幅1mmまでを被覆する第1の絶縁層上に、実施例1と同様な方法で第2の絶縁層を堆積させて第2の連結部を形成すること以外は、実施例1と同様な構成の負極を作製した。負極を第2の連結部がある方から捲回すること以外は、実施例1と同様にして電極群を作製した。得られた電極群を用いて実施例1と同様にして非水電解質電池を製造した。
(実施例3〜6)
粒子状絶縁物及び繊維状絶縁物の種類を下記表1に示すように変更すること以外は、実施例1と同様にして非水電解質電池を製造した。
(比較例1)
第2の絶縁層を形成する代わりに、厚さが20μmの絶縁テープで負極側面を被覆すること以外は、実施例1と同様にして電極群を作製したところ、負極の外縁部の厚さが厚くなったために電極群の厚さが規格値よりも厚くなり、電極群を金属製容器に収納することができなかった。このため、電池を製造することができなかった。
(比較例2)
負極表面全体(負極集電タブの表面を除く)に実施例1と同様な条件でのエレクトロスピニング法により有機繊維の層を形成しつつ、実施例1と同様な組成のAl2O3粒子含有スラリーをスプレーで塗布して乾燥させることにより、負極表面全体(負極集電タブの表面を除く)を、Al2O3粒子を含む有機繊維の層で被覆した。有機繊維の層の厚さは10μmで、気孔率は60%であった。得られた負極を用いて実施例1と同様にして非水電解質電池を製造した。
This was accommodated in a metal container together with the electrolytic solution to obtain a nonaqueous electrolyte battery of Example 1. The electrolyte used was one in which LiPF 6 was dissolved in ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DMC). Further, the nonaqueous electrolyte battery of Example 1 had the structure shown in FIG.
(Example 2)
A second insulating layer is deposited in the same manner as in Example 1 on the first insulating layer covering the first surface and the second surface of the negative electrode active material-containing layer from the short side to the width of 1 mm. A negative electrode having the same configuration as in Example 1 was produced except that the second connecting portion was formed. An electrode group was produced in the same manner as in Example 1 except that the negative electrode was wound from the side where the second connecting portion was present. A nonaqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained electrode group.
(Examples 3 to 6)
A nonaqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the types of the particulate insulator and the fibrous insulator were changed as shown in Table 1 below.
(Comparative Example 1)
An electrode group was produced in the same manner as in Example 1 except that the negative electrode side surface was covered with an insulating tape having a thickness of 20 μm instead of forming the second insulating layer. Since the thickness of the electrode group became thicker than the standard value, the electrode group could not be stored in the metal container. For this reason, the battery could not be manufactured.
(Comparative Example 2)
Containing Al 2 O 3 particles having the same composition as in Example 1 while forming an organic fiber layer on the entire negative electrode surface (excluding the surface of the negative electrode current collector tab) by electrospinning under the same conditions as in Example 1. The slurry was applied by spraying and dried to coat the entire negative electrode surface (excluding the surface of the negative electrode current collector tab) with a layer of organic fibers containing Al 2 O 3 particles. The thickness of the organic fiber layer was 10 μm, and the porosity was 60%. A non-aqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained negative electrode.
実施例1〜6及び比較例2の電池について、絶縁検査により電圧が0Vの不良品を除いた後、ポテンショスタットを用いた測定により自己放電量(mAh/day)を測定した。測定条件は、以下の通りである。貯蔵前のSOC(充電状態)が100%で、電池電圧が2.7Vで、貯蔵温度が25℃で、貯蔵時間が7日間であった。貯蔵後の電池電圧が2V未満のものを不良品として良品率を測定し、その結果を下記表1に示す。 For the batteries of Examples 1 to 6 and Comparative Example 2, after removing defective products having a voltage of 0 V by an insulation test, the self-discharge amount (mAh / day) was measured by measurement using a potentiostat. The measurement conditions are as follows. The SOC (state of charge) before storage was 100%, the battery voltage was 2.7 V, the storage temperature was 25 ° C., and the storage time was 7 days. The percentage of non-defective products was measured assuming that the battery voltage after storage was less than 2 V, and the results are shown in Table 1 below.
表1から明らかなように、実施例1〜6は、良品率が比較例2に比して高い。これは、第1の絶縁層に剥離や脱落がなく、リーク電流による自己放電が抑制されたためである。実施例2の良品率が最も高いのは、負極を巻き始める端部を被覆する第1の絶縁層上に第2の絶縁層を堆積させたためである。 As is clear from Table 1, the non-defective product ratio in Examples 1 to 6 is higher than that in Comparative Example 2. This is because the first insulating layer is not peeled off or dropped off, and self-discharge due to leakage current is suppressed. The non-defective rate in Example 2 is the highest because the second insulating layer is deposited on the first insulating layer covering the end portion where the negative electrode starts to be wound.
一方、有機繊維の層に絶縁性粒子を含有させた比較例2では、有機繊維の層の気孔率が第1の絶縁層よりも高かったため、実施例よりも自己放電の進行が速く、良品率が低くなった。また、エレクトロスピニング法による有機繊維の層の形成速度は数10μl/min程度であり、これに対し、スラリー塗布による第1の第1の絶縁層の形成速度は100μl/min程度と大きい。そのため、比較例2のセパレータ形成速度は、実施例1〜6よりも遅く、実施例1〜6の電極製造方法は生産性に優れていると言える。 On the other hand, in Comparative Example 2 in which insulating particles were included in the organic fiber layer, the porosity of the organic fiber layer was higher than that of the first insulating layer. Became lower. Further, the formation rate of the organic fiber layer by the electrospinning method is about several tens of μl / min, whereas the formation rate of the first first insulating layer by slurry application is as high as about 100 μl / min. Therefore, the separator formation speed of Comparative Example 2 is slower than that of Examples 1 to 6, and it can be said that the electrode manufacturing methods of Examples 1 to 6 are excellent in productivity.
以上述べた少なくとも一つの実施形態及び実施例の電極によれば、活物質含有層の第1の面及び第2の面を被覆し、かつ粒子状絶縁物を含む第1の絶縁層と、集電体の外縁部の表面を被覆し、かつ繊維状絶縁物を含む第2の絶縁層と、第1の絶縁層と第2の絶縁層が接する連結部とを含むため、電池の自己放電を抑制することができる。 According to the electrode of at least one embodiment and example described above, the first insulating layer covering the first surface and the second surface of the active material-containing layer and including a particulate insulator, Since it includes a second insulating layer that covers the surface of the outer edge portion of the electric body and includes a fibrous insulator, and a connecting portion where the first insulating layer and the second insulating layer are in contact with each other, the self-discharge of the battery is prevented. Can be suppressed.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…電極、2…集電体、3…集電タブ、4a,4b…活物質含有層、5a,5b…第1の絶縁層、6,6a,6b,8…第2の絶縁層、7…連結部、10…電池、11…外装部材、12…電極群、13…正極端子、14…負極端子、15…正極、15a…正極集電体、15b…正極活物質含有層、15c…正極集電タブ、16…負極、16a…負極集電体、16b…負極活物質含有層、16c…負極タブ、20…容器、21…電極群、22…蓋、23…正極端子、24…負極端子、25…正極、26…負極、27…負極集電タブ、28…正極リード、29…負極リード、30…有機繊維の層。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electrode, 2 ... Current collector, 3 ... Current collection tab, 4a, 4b ... Active material containing layer, 5a, 5b ... 1st insulating layer, 6, 6a, 6b, 8 ... 2nd insulating layer, 7 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Connection part, 10 ... Battery, 11 ... Exterior member, 12 ... Electrode group, 13 ... Positive electrode terminal, 14 ... Negative electrode terminal, 15 ... Positive electrode, 15a ... Positive electrode collector, 15b ... Positive electrode active material containing layer, 15c ... Positive electrode Current collector tab, 16 ... negative electrode, 16a ... negative electrode current collector, 16b ... negative electrode active material containing layer, 16c ... negative electrode tab, 20 ... container, 21 ... electrode group, 22 ... lid, 23 ... positive electrode terminal, 24 ... negative electrode terminal 25 ... positive electrode, 26 ... negative electrode, 27 ... negative electrode current collecting tab, 28 ... positive electrode lead, 29 ... negative electrode lead, 30 ... organic fiber layer.
Claims (5)
前記集電体の前記外縁部を除いた表面の少なくとも一部に形成され、第1の面及び第2の面を有する活物質含有層と、
前記活物質含有層の前記第1の面及び前記第2の面を被覆し、粒子状絶縁物を含む第1の絶縁層と、
前記集電体の前記外縁部の表面を被覆し、繊維状絶縁物を含む第2の絶縁層と、
前記第1の絶縁層と前記第2の絶縁層が接している連結部と
を含む、電極。 A current collector having an outer edge;
An active material-containing layer formed on at least a part of the surface of the current collector excluding the outer edge, and having a first surface and a second surface;
A first insulating layer covering the first surface and the second surface of the active material-containing layer and including a particulate insulator;
A second insulating layer that covers a surface of the outer edge of the current collector and includes a fibrous insulator;
An electrode comprising: the first insulating layer and a connecting portion in contact with the second insulating layer.
前記活物質含有層の前記第1の面及び前記第2の面に、粒子状絶縁物及びバインダを含むスラリーを塗布して乾燥することにより第1の絶縁層を得る工程と、
前記第1の絶縁層を得る工程と同時か異なる時期に、前記集電体の前記外縁部の表面に繊維状絶縁物を直接形成することにより、第2の絶縁層を得る工程と
を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電極の製造方法。 An insulating layer that includes a current collector having an outer edge and an active material-containing layer formed on at least a part of the surface of the current collector excluding the outer edge and having a first surface and a second surface. Preparing a forming electrode;
Applying a slurry containing a particulate insulator and a binder to the first surface and the second surface of the active material-containing layer to obtain a first insulating layer by drying;
Including the step of obtaining a second insulating layer by forming a fibrous insulator directly on the surface of the outer edge of the current collector at the same time as or different from the step of obtaining the first insulating layer. The manufacturing method of the electrode of any one of Claims 1-3.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の電極からなる負極と、
非水電解質と
を含む非水電解質電池。 A positive electrode;
A negative electrode comprising the electrode according to claim 1;
A non-aqueous electrolyte battery comprising a non-aqueous electrolyte.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015178138A JP6377586B2 (en) | 2015-09-10 | 2015-09-10 | Electrode, electrode manufacturing method, and nonaqueous electrolyte battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015178138A JP6377586B2 (en) | 2015-09-10 | 2015-09-10 | Electrode, electrode manufacturing method, and nonaqueous electrolyte battery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017054706A true JP2017054706A (en) | 2017-03-16 |
JP6377586B2 JP6377586B2 (en) | 2018-08-22 |
Family
ID=58317111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015178138A Active JP6377586B2 (en) | 2015-09-10 | 2015-09-10 | Electrode, electrode manufacturing method, and nonaqueous electrolyte battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6377586B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020529100A (en) * | 2017-09-04 | 2020-10-01 | エルジー・ケム・リミテッド | Flexible battery manufacturing method and flexible batteries manufactured by that method |
WO2021186716A1 (en) * | 2020-03-19 | 2021-09-23 | 株式会社 東芝 | Electrode, multilayer body and secondary battery |
CN115066762A (en) * | 2020-03-27 | 2022-09-16 | 宁德新能源科技有限公司 | Electrode assembly, electrochemical device comprising same and electronic device |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009163942A (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Panasonic Corp | Nonaqueous secondary battery, and its manufacturing method thereof |
JP2009211824A (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-17 | Tdk Corp | Electrochemical device and manufacturing method of same |
JP2013069495A (en) * | 2011-09-21 | 2013-04-18 | Hitachi Ltd | Electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery, and method of manufacturing electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery |
JP2013218801A (en) * | 2012-04-04 | 2013-10-24 | Toyota Boshoku Corp | Battery element structure manufacturing method |
JP2014041817A (en) * | 2012-07-24 | 2014-03-06 | Toshiba Corp | Secondary battery |
WO2014049949A1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-04-03 | 三洋電機株式会社 | Separator-integrated electrode and nonaqueous electrolyte secondary battery |
-
2015
- 2015-09-10 JP JP2015178138A patent/JP6377586B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009163942A (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Panasonic Corp | Nonaqueous secondary battery, and its manufacturing method thereof |
JP2009211824A (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-17 | Tdk Corp | Electrochemical device and manufacturing method of same |
JP2013069495A (en) * | 2011-09-21 | 2013-04-18 | Hitachi Ltd | Electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery, and method of manufacturing electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery |
JP2013218801A (en) * | 2012-04-04 | 2013-10-24 | Toyota Boshoku Corp | Battery element structure manufacturing method |
JP2014041817A (en) * | 2012-07-24 | 2014-03-06 | Toshiba Corp | Secondary battery |
WO2014049949A1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-04-03 | 三洋電機株式会社 | Separator-integrated electrode and nonaqueous electrolyte secondary battery |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020529100A (en) * | 2017-09-04 | 2020-10-01 | エルジー・ケム・リミテッド | Flexible battery manufacturing method and flexible batteries manufactured by that method |
JP7048856B2 (en) | 2017-09-04 | 2022-04-06 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Flexible battery manufacturing method and flexible battery manufactured by that method |
US11515569B2 (en) * | 2017-09-04 | 2022-11-29 | Lg Energy Solution, Ltd. | Method for manufacturing flexible battery, and flexible battery manufactured thereby |
WO2021186716A1 (en) * | 2020-03-19 | 2021-09-23 | 株式会社 東芝 | Electrode, multilayer body and secondary battery |
CN115066762A (en) * | 2020-03-27 | 2022-09-16 | 宁德新能源科技有限公司 | Electrode assembly, electrochemical device comprising same and electronic device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6377586B2 (en) | 2018-08-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10700327B2 (en) | Secondary battery | |
JP6219113B2 (en) | Secondary battery | |
CN110224170B (en) | Laminate and secondary battery | |
JP6847893B2 (en) | Electrode structure and rechargeable battery | |
KR102193934B1 (en) | Laminate and secondary battery | |
US20200006732A1 (en) | Electrode structure and secondary battery | |
JP6377586B2 (en) | Electrode, electrode manufacturing method, and nonaqueous electrolyte battery | |
WO2021186716A1 (en) | Electrode, multilayer body and secondary battery | |
JP6702903B2 (en) | Secondary battery | |
JP6924047B2 (en) | Rechargeable battery | |
JP7242490B2 (en) | Battery unit and secondary battery | |
JP6373461B2 (en) | Method for producing electrode for secondary battery with organic fiber layer and method for producing secondary battery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170707 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180410 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180417 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180529 |
|
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: 20180626 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180725 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6377586 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |