JP2019110111A - 電極及びその製造方法、電極素子、非水電解液蓄電素子 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、第1の実施の形態に係る非水電解液蓄電素子に用いる負極を例示する断面図である。図1を参照すると、負極10は、負極用電極基体11と、負極用電極基体11上に形成された負極合材層12と、負極合材層12上に形成された多孔質絶縁層13とを有する構造である。負極10の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、平板状等が挙げられる。
<電極>
<<電極基体>>
負極用電極基体11及び正極用電極基体21は、平面性及び導電性を有する基体であれば、特に制限はなく、一般に蓄電素子である二次電池、キャパシター、中でもリチウムイオン二次電池に好適に用いることができる、アルミ箔、銅箔、ステンレス箔、チタニウム箔及び、それらをエッチングして微細な穴を開けたエッチド箔や、リチウムイオンキャパシターに用いられる穴あき電極基体等を用いることができる。
<<電極合材層>>
負極合材層12及び正極合材層22は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、活物質(負極活物質又は正極活物質)を少なくとも含み、必要に応じてバインダ(結着剤)、増粘剤、導電剤等を含んでもよい。
<<多孔質絶縁層>>
図5は、多孔質絶縁層を模式的に示す図であり、図5(a)は平面模式図、図5(b)は断面模式図である。なお、図5では、多孔質絶縁層13を模式的に示すが、多孔質絶縁層23についても同様の構造である。
<セパレータ>
セパレータ30は、負極10と正極20との短絡を防ぐために負極10と正極20との間に設けられている。セパレータ30は、イオン透過性を有し、かつ電子伝導性を持たない絶縁層である。セパレータ30の材質、形状、大きさ、構造としては、特に制限はなく、目的に応じて 適宜選択することができる。
<電解質層>
電解質層51に含有する電解質成分としては、固体電解質を溶媒に溶解した溶液、又はイオン液体等の液体電解質が用いられる。電解質の材料としては、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等の無機イオン塩、4級アンモニウム塩や酸類、アルカリ類の支持塩を用いることができる。具体的には、LiClO4、LiBF4、LiAsF6、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3COO、KCl、NaClO3、NaCl、NaBF4、NaSCN、KBF4、Mg(ClO4)2、Mg(BF4)2等が挙げられる。
<非水電解液蓄電素子の製造方法>
−負極及び正極の作製−
まず、図6(a)〜図6(c)に示すように、負極10を作製する。具体的には、まず、図6(a)に示すように、負極用電極基体11を準備する。負極用電極基体11の材料等については前述の通りである。
−電極素子、非水電解液蓄電素子の作製−
次に、電極素子及び非水電解液蓄電素子を作製する。まず、図8に示すように、負極10の多孔質絶縁層13と正極20の多孔質絶縁層23とが、ポリプロピレン製の微多孔膜等からなるセパレータ30を介して対向するように、正極20上に負極10を配置する。次に、負極用電極基体11に負極引き出し線41を溶接等により接合し、正極用電極基体21に正極引き出し線42を溶接等により接合することで、図3に示す電極素子40を作製することができる。次に、電極素子40に非水電解液を注入して電解質層51を形成し、外装52で封止することで、図4に示す非水電解液蓄電素子1を作製することができる。
第1の実施の形態の変形例1では、第1の実施の形態とは構造が異なる電極素子の例を示す。なお、第1の実施の形態の変形例1において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
<<実施例1〜4、比較例1〜7>>
[実施例1]
下記〔1〕〜〔4〕により、負極10、正極20、電極素子40、及び非水電解液蓄電素子1を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
(ダイセル・オルネクス株式会社製):49質量部
・ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(関東化学工業株式会社製):50質量部
・Irgacure184(BASF社製):1質量部
〔2〕負極10の作製
負極活物質であるグラファイト粒子(平均粒子径10μm)97質量部と、増粘剤としてセルロース1質量部と、アクリル樹脂をバインダとして2質量部を水中に均一に分散して負極活物質分散体を得た。この分散体を負極用電極基体11である厚み8μmの銅箔に塗布し、得られた塗膜を120℃で10分乾燥して、プレスして、厚みが60μmの負極合材層12を得た。最後に、50mm×33mmにて切り出しを行った。
〔3〕正極20の作製
正極活物質であるニッケル、コバルト、アルミの混合粒子94質量部と、導電助剤のケッチェンブラック3質量部と、バインダ樹脂としてポリフッ化ビニリデン3質量部を、溶媒としてのN−メチルピロリドン中に均一に分散して、正極活物質分散体を得た。この分散体を正極用電極基体21である厚み15μmのアルミ箔にダイコートで塗布し、得られた塗膜を120℃で10分乾燥後、プレスして、厚みが50μmの正極合材層22を得た。最後に、43mm×29mmにて切り出しを行った。
〔4〕電極素子40、非水電解液蓄電素子1の作製
負極10を、厚さ25μmポリプロピレン製の微多孔膜からなるセパレータ30を介して、正極20と対向させた。具体的には、負極10の絶縁層13Aと正極20の絶縁層23Aとが、ポリプロピレン製の微多孔膜からなるセパレータ30を介して対向するように、正極20上に負極10を配置した。次に、負極用電極基体11に負極引き出し線41を溶接等により接合し、正極用電極基体21に正極引き出し線42を溶接等により接合することで、電極素子40を作製した。次に、電極素子40に非水電解液として1.5M LiPF6 EC:DMC=1:1を注入して電解質層51を形成し、外装52としてラミネート外装材を用いて封止し、非水電解液蓄電素子1を作製した。
作製した絶縁層形成用インクについて、電極合材層への浸透の可能性を探るために、Modular Compact Rheometer(Anton Paar社製)を用いて粘度測定を実施した。測定結果を下記基準にて評価した。
[評価基準]
〇:5以上30mPa.s未満
△:30以上150mPa.s未満
×:150mPa.s以上
次いで、実施例1の非水電解液蓄電素子1において、試験2としてインピーダンス測定試験の実施を行った。試験及び評価方法は下記の通りである。結果は、後述の表1に示す。
作製した非水電解液蓄電素子1について、作製した多孔質絶縁層の抵抗成分の程度を比較するため、まずは、多孔質絶縁層を有しない負極及び正極を用いて非水電解液蓄電素子を作製した(便宜上、非水電解液蓄電素子1Xとする)。
非水電解液蓄電素子1Xに関して、リファレンスデータとして、インピーダンスを周波数1kHzにて測定したところ、約250mΩの抵抗値が計測された。これを踏まえ、以下の測定条件にて、非水電解液蓄電素子1の負極10と正極20との間のインピーダンスを測定した。得られた結果を、リファレンスを基に下記基準にて評価した。
[評価基準]
〇:375mΩ未満(リファレンス値の1.5倍未満)
△:375mΩ以上500mΩ未満(リファレンス値の1.5倍〜2倍)
×:500mΩ以上(リファレンス値の2倍以上)
[実施例2]
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
(ダイセル・オルネクス株式会社製):29質量部
・ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(関東化学工業株式会社製):70質量部
・Irgacure184(BASF社製):1質量部
インク調整後、実施例1に記した〔2〕〜〔4〕と同様に非水電解液蓄電素子1を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
(ダイセル・オルネクス株式会社製):69質量部
・ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(関東化学工業株式会社製):30質量部
・Irgacure184(BASF社製):1質量部
インク調整後、実施例1に記した〔2〕〜〔4〕と同様に非水電解液蓄電素子を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
(ダイセル・オルネクス株式会社製):49質量部
・シクロヘキサノン(関東化学工業株式会社製):50質量部
・Irgacure184(BASF社製):1質量部
インク調整後、実施例1に記した〔2〕〜〔4〕と同様に非水電解液蓄電素子を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
(ダイセル・オルネクス株式会社製):29質量部
・シクロヘキサノン(関東化学工業株式会社製):70質量部
・Irgacure184(BASF社製):1質量部
インク調整後、実施例1に記した〔2〕〜〔4〕と同様に非水電解液蓄電素子を作製した。
下記〔1〕〜〔4〕により、負極10、正極20、電極素子40、及び非水電解液蓄電素子1を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
(ダイセル・オルネクス株式会社製):49質量部
・ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(関東化学工業株式会社製):50質量部
・AIBN(和光純薬工業株式会社):1質量部
〔2〕負極10の作製
実施例1と同様に負極用電極基体11上に負極合材層12を作製し、負極合材層12上にディスペンサーを用いて〔1〕で調製したインクを塗布した。塗布完了後、1分経過した後に、N2雰囲気下で70℃加熱によりインクを硬化させ、その後に、ホットプレートにて120℃で1分間加熱することでポロジェンの除去を行い、絶縁層13Aを備えた負極10を作製した。
〔3〕正極20の作製
実施例1と同様に正極用電極基体21上に正極合材層22を作製し、正極合材層22上にディスペンサーを用いて〔1〕で調製したインクを塗布し、〔2〕と同様の方法で絶縁層23Aを備えた正極20を作製した。
〔4〕電極素子40、非水電解液蓄電素子1の作製
負極10を、厚さ25μmポリプロピレン製の微多孔膜からなるセパレータ30を介して、正極20と対向させた。具体的には、負極10の絶縁層13Aと正極20の絶縁層23Aとが、ポリプロピレン製の微多孔膜からなるセパレータ30を介して対向するように、正極20上に負極10を配置した。次に、負極用電極基体11に負極引き出し線41を溶接等により接合し、正極用電極基体21に正極引き出し線42を溶接等により接合することで、電極素子40を作製した。次に、電極素子40に非水電解液として1.5M LiPF6 EC:DMC=1:1を注入して電解質層51を形成し、外装52としてラミネート外装材を用いて封止し、非水電解液蓄電素子1を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
(ダイセル・オルネクス株式会社製):29質量部
・ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(関東化学工業株式会社製):70質量部
・AIBN(和光純薬工業株式会社):1質量部
インク調整後、実施例3に記した〔2〕〜〔4〕と同様に非水電解液蓄電素子1を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
(ダイセル・オルネクス株式会社製):69質量部
・ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(関東化学工業株式会社製):30質量部
・AIBN(和光純薬工業株式会社):1質量部
インク調整後、実施例3に記した〔2〕〜〔4〕と同様に非水電解液蓄電素子を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
(ダイセル・オルネクス株式会社製):49質量部
・シクロヘキサノン(関東化学工業株式会社製):50質量部
・AIBN(和光純薬工業株式会社):1質量部
インク調整後、実施例3に記した〔2〕〜〔4〕と同様に二次電池素子を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
(ダイセル・オルネクス株式会社製):29質量部
・シクロヘキサノン(関東化学工業株式会社製):70質量部
・AIBN(和光純薬工業株式会社):1質量部
インク調整後、実施例3に記した〔2〕〜〔4〕と同様に二次電池素子を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・ポリメタクリル酸メチル:15質量部
・シクロヘキサノン(関東化学工業株式会社製):61質量部
・ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(関東化学工業株式会社製):24質量部
〔2〕負極の作製
実施例1と同様に負極用電極基体上に負極合材層を作製し、負極合材層上にダイコート法を用いて〔1〕で調製したインクを塗布した。塗布完了後、1分経過した後に、ホットプレートにて120℃で10分間加熱することで、絶縁層を備えた負極を作製した。
〔3〕正極の作製
実施例1と同様に正極用電極基体上に正極合材層を作製し、正極合材層上にディスペンサーを用いて〔1〕で調製したインクを塗布し、〔2〕と同様の方法で絶縁層を備えた正極を作製した。
〔4〕電極素子、非水電解液蓄電素子の作製
負極を、厚さ25μmポリプロピレン製の微多孔膜からなるセパレータを介して、正極と対向させた。具体的には、負極の絶縁層と正極の絶縁層とが、ポリプロピレン製の微多孔膜からなるセパレータを介して対向するように、正極上に負極を配置した。次に、負極用電極基体に負極引き出し線を溶接等により接合し、正極用電極基体に正極引き出し線を溶接等により接合することで、電極素子を作製した。次に、電極素子に非水電解液として1.5M LiPF6 EC:DMC=1:1を注入して電解質層を形成し、外装としてラミネート外装材を用いて封止し、非水電解液蓄電素子を作製した。
<<実施例5〜10、比較例8〜19>>
[実施例5]
下記〔1〕〜〔4〕により、負極10、正極20、電極素子40、及び非水電解液蓄電素子1を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(ダイセル・オルネクス株式会社製):49質量部
・ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(関東化学工業株式会社製):50質量部
・Irgacure184(BASF社製):1質量部
〔2〕負極10の作製
負極活物質であるグラファイト粒子(平均粒子径10μm)97質量部と、増粘剤としてセルロース1質量部と、アクリル樹脂をバインダとして2質量部を水中に均一に分散して負極活物質分散体を得た。この分散体を負極用電極基体11である厚み8μmの銅箔に塗布し、得られた塗膜を120℃で10分乾燥して、プレスして、厚みが60μmの負極合材層12を得た。最後に、50mm×33mmにて切り出しを行った。
〔3〕正極20の作製
正極活物質であるニッケル、コバルト、アルミの混合粒子94質量部と、導電助剤のケッチェンブラック3質量部と、バインダ樹脂としてポリフッ化ビニリデン3質量部を、溶媒としてのN−メチルピロリドン中に均一に分散して、正極活物質分散体を得た。この分散体を正極用電極基体21である厚み15μmのアルミ箔にダイコートで塗布し、得られた塗膜を120℃で10分乾燥後、プレスして、厚みが50μmの正極合材層22を得た。最後に、43mm×29mmにて切り出しを行った。
〔4〕電極素子40、非水電解液蓄電素子1の作製
負極10を、厚さ25μmポリプロピレン製の微多孔膜からなるセパレータ30を介して、正極20と対向させた。具体的には、負極10の絶縁層13Aと正極20の絶縁層23Aとが、ポリプロピレン製の微多孔膜からなるセパレータ30を介して対向するように、正極20上に負極10を配置した。次に、負極用電極基体11に負極引き出し線41を溶接等により接合し、正極用電極基体21に正極引き出し線42を溶接等により接合することで、電極素子40を作製した。次に、電極素子40に非水電解液として1.5M LiPF6 EC:DMC=1:1を注入して電解質層51を形成し、外装52としてラミネート外装材を用いて封止し、非水電解液蓄電素子1を作製した。
絶縁層を備えた負極表面及び正極表面を冶具に固定し、アクリル系粘着テープを上部から貼り付けた後に、剥離角度90°を維持しながら30mm/minの一定速度においてテープを剥離させた。剥離後のアクリル系粘着テープ辺に絶縁層のみの箇所が存在するか観察し、接着性の良否を判断した。絶縁層のみの箇所が存在している場合は、電極合材層と絶縁層間において剥離が生じ、界面における密着が弱いと考えられる。又、絶縁層のみの箇所が存在していない場合は、界面において剥離が生じていないこととなるために密着が強いと判断した。結果を下記基準にて評価した。
[評価基準]
〇:引き剥がし後のテープに絶縁層のみの場所が存在しない。
絶縁層を備えた負極表面及び正極表面にエチレンカーボネート及びジメチルカーボネートの混合溶媒(体積比1:1)を30℃環境にて5μLを滴下し、これが完全に浸透することを目視で観測してその浸透時間を測定し、この浸透時間によって電解液浸透性を評価した。
[評価基準]
〇:30秒以内に浸透
△:30秒以上100秒以内に浸透
×:100秒以上経っても浸透しない
次に、実施例5の非水電解液蓄電素子1において、試験5として高温時の絶縁測定試験の実施を行った。試験及び評価方法は下記の通りである。結果は、後述の表2に示す。
作製した非水電解液蓄電素子1について、高温時の正極負極間の絶縁性を評価するために、非水電解液蓄電素子1を160℃にて15分加熱した後に、160℃に維持したまま負極10と正極20との間の抵抗値を測定した。結果を下記基準にて評価した。
[評価基準]
〇:40MΩ以上
△:1MΩ以上40MΩ未満
×:1MΩ未満
[実施例6]
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(ダイセル・オルネクス株式会社製):29質量部
・ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(関東化学工業株式会社製):70質量部
・Irgacure184(BASF社製):1質量部
インク調整後、実施例5に記した〔2〕〜〔4〕と同様に非水電解液蓄電素子1を作製した。
下記〔1〕〜〔3〕により、負極10、正極20、電極素子40、及び非水電解液蓄電素子を作製した。
〔1〕負極10の作製
負極活物質であるグラファイト粒子(平均粒子径10μm)97質量部と、増粘剤としてセルロース1質量部と、アクリル樹脂をバインダとして2質量部を水中に均一に分散して負極活物質分散体を得た。この分散体を負極用電極基体11である厚み8μmの銅箔に塗布し、得られた塗膜を120℃で10分乾燥して、プレスして、厚みが60μmの負極合材層12を得た。最後に、50mm×33mmにて切り出しを行い、負極10を作製した。
〔2〕正極20の作製
正極活物質であるニッケル、コバルト、アルミの混合粒子94質量部と、導電助剤のケッチェンブラック3質量部と、バインダ樹脂としてポリフッ化ビニリデン3質量部を、溶媒としてのN−メチルピロリドン中に均一に分散して、正極活物質分散体を得た。この分散体を正極用電極基体21である厚み15μmのアルミ箔にダイコートで塗布し、得られた塗膜を120℃で10分乾燥後、プレスして、厚みが50μmの正極合材層22を得た。
最後に、43mm×29mmにて切り出しを行い、正極20を作製した。
〔3〕電極素子40、非水電解液蓄電素子1の作製
負極10を、厚さ25μmポリプロピレン製の微多孔膜からなるセパレータ30を介して、正極20と対向させた。次に、負極用電極基体11に負極引き出し線41を溶接等により接合し、正極用電極基体21に正極引き出し線42を溶接等により接合することで、電極素子40を作製した。次に、電極素子40に非水電解液として1.5M LiPF6 EC:DMC=1:1を注入して電解質層51を形成し、外装52としてラミネート外装材を用いて封止し、非水電解液蓄電素子1を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(ダイセル・オルネクス株式会社製):69質量部
・ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(関東化学工業株式会社製):30質量部
・Irgacure184(BASF社製):1質量部
インク調整後、実施例5に記した〔2〕〜〔4〕と同様に非水電解液蓄電素子を作製した。
下記〔1〕〜〔4〕により、負極、正極、電極素子、及び非水電解液蓄電素子を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・アルミナ微粒子:9質量部
・シクロヘキサノン(関東化学工業株式会社製):90質量部
・PVdF(株式会社クレハ製):1質量部
〔2〕負極の作製
実施例5と同様に負極用電極基体上に負極合材層を作製し、負極合材層上にダイコート法を用いて〔1〕で調製したインクを塗布した。塗布完了後、1分経過した後に、ホットプレートにて120℃で10分間加熱することで、絶縁層を備えた負極を作製した。
〔3〕正極の作製
実施例5と同様に正極用電極基体上に正極合材層を作製し、正極合材層上にディスペンサーを用いて〔1〕で調製したインクを塗布し、〔2〕と同様の方法で絶縁層を備えた正極を作製した。
〔4〕電極素子、非水電解液蓄電素子の作製
負極を、厚さ25μmポリプロピレン製の微多孔膜からなるセパレータを介して、正極と対向させた。具体的には、負極の絶縁層と正極の絶縁層とが、ポリプロピレン製の微多孔膜からなるセパレータを介して対向するように、正極上に負極を配置した。次に、負極用電極基体に負極引き出し線を溶接等により接合し、正極用電極基体に正極引き出し線を溶接等により接合することで、電極素子を作製した。次に、電極素子に非水電解液として1.5M LiPF6 EC:DMC=1:1を注入して電解質層を形成し、外装としてラミネート外装材を用いて封止し、非水電解液蓄電素子を作製した。
下記〔1〕〜〔4〕により、負極、正極、電極素子、及び非水電解液蓄電素子を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、等モルのトリメリット酸無水物(TMA)と4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネートを以下の混合溶媒中で反応させ、15質量%であるポリアミドイミド溶液を得た。
・1-メチル-2-ピロリドン(東京化成工業株式会社製):30質量部
・テトラエチレングリコールジメチルエーテル(東京化成工業株式会社製):70質量部
〔2〕負極の作製
実施例5と同様に負極用電極基体上に負極合材層を作製し、負極合材層上にダイコート法を用いて〔1〕で調製したインクを塗布した。塗布完了後、1分経過した後に、ホットプレートにて130℃で10分間加熱することで、絶縁層を備えた負極を作製した。
〔3〕正極の作製
実施例5と同様に正極用電極基体上に正極合材層を作製し、正極合材層上にディスペンサーを用いて〔1〕で調製したインクを塗布し、〔2〕と同様の方法で絶縁層を備えた正極を作製した。
〔4〕電極素子、非水電解液蓄電素子の作製
負極を、厚さ25μmポリプロピレン製の微多孔膜からなるセパレータを介して、正極と対向させた。具体的には、負極の絶縁層と正極の絶縁層とが、ポリプロピレン製の微多孔膜からなるセパレータを介して対向するように、正極上に負極を配置した。次に、負極用電極基体に負極引き出し線を溶接等により接合し、正極用電極基体に正極引き出し線を溶接等により接合することで、電極素子を作製した。次に、電極素子に非水電解液として1.5M LiPF6 EC:DMC=1:1を注入して電解質層を形成し、外装としてラミネート外装材を用いて封止し、非水電解液蓄電素子を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・イソボルニルアクリレート(ダイセル・オルネクス株式会社製):95質量部
・Irgacure184(BASF社製):5質量部
インク調整後、実施例5に記した〔2〕〜〔4〕と同様に非水電解液蓄電素子を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(ダイセル・オルネクス株式会社製):95質量部
・Irgacure184(BASF社製):5質量部
インク調整後、実施例5に記した〔2〕〜〔4〕と同様に非水電解液蓄電素子を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(ダイセル・オルネクス株式会社製):49質量部
・シクロヘキサノン(関東化学工業株式会社製):50質量部
・Irgacure184(BASF社製):1質量部
インク調整後、実施例5に記した〔2〕〜〔4〕と同様に非水電解液蓄電素子を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(ダイセル・オルネクス株式会社製):29質量部
・シクロヘキサノン(関東化学工業株式会社製):70質量部
・Irgacure184(BASF社製):1質量部
インク調整後、実施例5に記した〔2〕〜〔4〕と同様に非水電解液蓄電素子を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート
(アルケマ株式会社製):49質量部
・ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(関東化学工業株式会社製):50質量部
・Irgacure184(BASF社製):1質量部
インク調整後、実施例5に記した〔2〕〜〔4〕と同様に非水電解液蓄電素子1を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート
(アルケマ株式会社製):29質量部
・ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(関東化学工業株式会社製):70質量部
・Irgacure184(BASF社製):1質量部
インク調整後、実施例5に記した〔2〕〜〔4〕と同様に非水電解液蓄電素子1を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート
(アルケマ株式会社製):49質量部
・シクロヘキサノン(関東化学工業株式会社製):50質量部
・Irgacure184(BASF社製):1質量部
インク調整後、実施例5に記した〔2〕〜〔4〕と同様に非水電解液蓄電素子を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート
(アルケマ株式会社製):29質量部
・シクロヘキサノン(関東化学工業株式会社製):70質量部
・Irgacure184(BASF社製):1質量部
インク調整後、実施例5に記した〔2〕〜〔4〕と同様に非水電解液蓄電素子を作製した。
下記〔1〕〜〔4〕により、負極10、正極20、電極素子40、及び非水電解液蓄電素子1を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(ダイセル・オルネクス株式会社製):49質量部
・テトラデカン(富士フィルム和光純薬株式会社製):50質量部
・AIBN(和光純薬工業株式会社):1質量部
〔2〕負極10の作製
実施例5と同様に負極用電極基体11上に負極合材層12を作製し、負極合材層12上にディスペンサーを用いて〔1〕で調製したインクを塗布した。インク塗布後、N2雰囲気下で70℃加熱によりインクを硬化させ、その後に、ホットプレートにて120℃で1分間加熱することでポロジェンの除去を行い、絶縁層13Aを備えた負極10を作製した。
〔3〕正極20の作製
実施例5と同様に正極用電極基体21上に正極合材層22を作製し、正極合材層22上にディスペンサーを用いて〔1〕で調製したインクを塗布し、〔2〕と同様の方法で絶縁層23Aを備えた正極20を作製した。
〔4〕電極素子40、非水電解液蓄電素子1の作製
負極10を、厚さ25μmポリプロピレン製の微多孔膜からなるセパレータ30を介して、正極20と対向させた。具体的には、負極10の絶縁層13Aと正極20の絶縁層23Aとが、ポリプロピレン製の微多孔膜からなるセパレータ30を介して対向するように、正極20上に負極10を配置した。次に、負極用電極基体11に負極引き出し線41を溶接等により接合し、正極用電極基体21に正極引き出し線42を溶接等により接合することで、電極素子40を作製した。次に、電極素子40に非水電解液として1.5M LiPF6 EC:DMC=1:1を注入して電解質層51を形成し、外装52としてラミネート外装材を用いて封止し、非水電解液蓄電素子1を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(ダイセル・オルネクス株式会社製):29質量部
・テトラデカン(富士フィルム和光純薬株式会社製):70質量部
・AIBN(和光純薬工業株式会社):1質量部
インク調整後、実施例9に記した〔2〕〜〔4〕と同様に非水電解液蓄電素子1を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(ダイセル・オルネクス株式会社製):49質量部
・シクロヘキサノン(関東化学工業株式会社製):50質量部
・AIBN(和光純薬工業株式会社):1質量部
インク調整後、実施例9に記した〔2〕〜〔4〕と同様に非水電解液蓄電素子を作製した。
〔1〕インクの調製
絶縁層形成用インクとして、以下に示した溶液を調製した。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(ダイセル・オルネクス株式会社製):29質量部
・シクロヘキサノン(関東化学工業株式会社製):70質量部
・AIBN(和光純薬工業株式会社):1質量部
インク調整後、実施例9に記した〔2〕〜〔4〕と同様に非水電解液蓄電素子を作製した。
10 負極
11 負極用電極基体
12 負極合材層
13 多孔質絶縁層
13x 空孔
20 正極
21 正極用電極基体
22 正極合材層
23 多孔質絶縁層
30 セパレータ
40、40A 電極素子
41 負極引き出し線
42 正極引き出し線
51 電解質層
52 外装
Claims (12)
- 電極基体と、
前記電極基体上に形成された、活物質を含む電極合材層と、
前記電極合材層上に形成された多孔質絶縁層と、を有し、
前記多孔質絶縁層は樹脂を主成分とし、
前記多孔質絶縁層の一部が前記電極合材層の内部に存在している電極。 - 前記電極合材層が、前記活物質の表面に一体化されている請求項1に記載の電極。
- 前記多孔質絶縁層の一の空孔が、前記一の空孔の周囲の他の空孔と連結した連通性を有する請求項1又は2に記載の電極。
- 前記多孔質絶縁層は、樹脂を主成分とし、架橋構造を有する請求項1乃至3の何れか一項に記載の電極。
- 負極と正極とが互いに絶縁された状態で積層された構造を含む電極素子であって、
前記負極及び/又は前記正極が、請求項1乃至4の何れか一項に記載の電極である電極素子。 - 前記負極と前記正極とが、接するように積層された請求項5に記載の電極素子。
- 前記負極と前記正極とが、セパレータを介して積層された請求項5に記載の電極素子。
- 請求項5乃至7の何れか一項に記載の電極素子と、
前記電極素子に注入された非水電解液と、
前記電極素子及び前記非水電解液を封止する外装と、を有する非水電解液蓄電素子。 - 下地層上に多孔質絶縁層を備えた電極の製造方法であって、
前記多孔質絶縁層を形成する工程は、
光又は熱による重合開始剤と、重合性化合物とを含有する前駆体と、を液体に溶解した材料を作製し、前記材料を前記下地層上に塗布する工程と、
前記塗布する工程の後、前記材料に光又は熱を与え重合を進行させる工程と、
前記液体を乾燥させる工程と、を含み、
前記多孔質絶縁層の少なくとも一部が前記下地層の内部に存在し、前記下地層を構成する物質の表面に一体化される電極の製造方法。 - 前記重合性化合物は前記液体と相溶性を示すが、重合の進行に伴い前記液体との相溶性が低下し、前記材料中で相分離を起こす請求項9に記載の電極の製造方法。
- 前記重合性化合物はビニル基を有する請求項9又は10に記載の電極の製造方法。
- 前記多孔質絶縁層の一の空孔が、前記一の空孔の周囲の他の空孔と連結した連通性を有する請求項9乃至11の何れか一項に記載の電極の製造方法。
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