JP2019145531A - 非水電解液二次電池の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
|1−T/M| …(1)
(式(1)中、Tは、TDにおける0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表し、Mは、MDにおける0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表す。)
前記多孔質層は、前記非水電解液二次電池用セパレータと、前記正極板及び前記負極板の少なくともいずれかと、の間に配置されており、
前記多孔質層に含まれる前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂は、α型結晶とβ型結晶の含有量の合計を100モル%とした場合の、前記α型結晶の含有量が、35.0モル%以上である(ここで、α型結晶の含有量は、前記多孔質層の19F−NMRスペクトルにおける、−78ppm付近にて観測される(α/2)の波形分離、および、−95ppm付近にて観測される{(α/2)+β}の波形分離から算出される。)、非水電解液二次電池の製造方法であって、集電体に10〜200m/分の塗工速度で活物質を塗工することによって前記正極板および前記負極板を作製する工程を含む。
本発明の実施形態1に係る非水電解液二次電池は、ポリオレフィン多孔質フィルムを含む非水電解液二次電池用セパレータと、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を含有する多孔質層と、正極板と、負極板と、を備えた非水電解液二次電池であり、前記多孔質層は、前記非水電解液二次電池用セパレータと、前記正極板及び前記負極板の少なくともいずれかと、の間に配置されている。そして、以下の(i)および(ii)を特徴とする。
|1−T/M| …(1)
(式(1)中、Tは、TDにおける0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表し、Mは、MDにおける0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表す。)
(ii)前記多孔質層に含まれる前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂は、α型結晶とβ型結晶の含有量の合計を100モル%とした場合の、前記α型結晶の含有量が、35.0モル%以上である。
(ここで、α型結晶の含有量は、前記多孔質層の19F−NMRスペクトルにおける、−78ppm付近にて観測される(α/2)の波形分離、および、−95ppm付近にて観測される{(α/2)+β}の波形分離から算出される。)
なお、本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池は、上述の、正極板、負極板、非水電解液二次電池用セパレータ、多孔質層以外に非水電解液等を含む。
本発明の一実施形態における非水電解液二次電池用セパレータは、ポリオレフィン多孔質フィルムを含む。なお、以下、「ポリオレフィン多孔質フィルム」を「多孔質フィルム」ということがある。
ワイトインデックス(WI)」または「WI」と記載する場合がある)が85以上、98以下であることが好ましく、より好ましくは90以上であり、さらに好ましくは97以下である。
本発明の一実施形態において、前記多孔質層は、非水電解液二次電池を構成する部材として、前記非水電解液二次電池用セパレータと、前記正極板及び前記負極板の少なくともいずれかとの間に配置されている。前記多孔質層は、非水電解液二次電池用セパレータの片面又は両面に形成され得る。或いは、前記多孔質層は、前記正極板及び前記負極板の少なくともいずれかの活物質層上に形成され得る。或いは、前記多孔質層は、前記非水電解液二次電池用セパレータと、前記正極板及び前記負極板の少なくともいずれかとの間に、これらと接するように配置されてもよい。非水電解液二次電池用セパレータと、正極板および負極板の少なくともいずれかと、の間に配置される多孔質層は、1層でもよく2層以上であってもよい。
・第一の樹脂:ヘキサフルオロプロピレンの含有量が0モル%を超え、1.5モル%以下であるフッ化ビニリデン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体、またはフッ化ビニリデン単独重合体。
・第二の樹脂:ヘキサフルオロプロピレンの含有量が1.5モル%を超えるフッ化ビニリデン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体。
用いて、測定長さ1.25mm、測定速度0.1mm/秒、温湿度25℃/50%RHの条件にて測定される値である。
ましい。非水電解液二次電池用積層セパレータは、上記透気度を有することにより、非水電解液二次電池において、充分なイオン透過性を得ることができる。
本発明の一実施形態に使用される多孔質層に含まれるPVDF系樹脂において、α型結晶およびβ型結晶の含有量の合計を100モル%とした場合のα型結晶の含有量は、35.0モル%以上であり、好ましくは37.0モル%以上であり、より好ましくは40.0モル%以上であり、さらに好ましくは44.0モル%以上である。また、好ましくは90.0モル%以下である。
本発明の一実施形態における多孔質層の、α型結晶とβ型結晶の含有量の合計を100モル%とした場合の、α型結晶の含有率およびβ型結晶の含有率は、前記多孔質層から得られる19F−NMRスペクトルから算出され得る。具体的な算出方法は、例えば、以下の通りである。
(1)PVDF系樹脂を含有する多孔質層に対して、以下の条件にて19F−NMRスペクトルを測定する。
測定条件
測定装置:Bruker Biospin社製 AVANCE400
測定方法:シングルパルス法
観測核:19F
スペクトル幅:100kHz
パルス幅:3.0s(90°パルス)
パルス繰り返し時間:5.0s
基準物質:C6F6(外部基準:−163.0ppm)
温度:22℃
試料回転数:25kHz
(2)(1)にて得られた19F−NMRスペクトルにおける−78ppm付近のスペクトルの積分値を算出し、α/2量とする。
(3)(2)と同様に、(1)にて得られた19F−NMRスペクトルにおける−95ppm付近のスペクトルの積分値を算出し、{(α/2)+β}量とする。
(4)(2)および(3)にて得られた積分値から、以下の式(2)にて、α型結晶とβ型結晶の含有量の合計を100モル%とした場合のα型結晶の含有率(α比とも称する)を算出する。
α比(モル%)=〔(−78ppm付近の積分値)×2/{(−95ppm付近の積分値)+(−78ppm付近の積分値)}〕×100 (2)
(5)(4)にて得られたα比の値から、以下の式(3)にて、α型結晶とβ型結晶の含有量の合計を100モル%とした場合のβ型結晶の含有率(β比とも称する)を算出する。
β比(モル%)=100(モル%)−α比(モル%) (3)。
本発明の一実施形態における多孔質層および非水電解液二次電池用積層セパレータの製造方法としては、特に限定されず、種々の方法が挙げられる。
本発明の一実施形態における多孔質層に含まれるPVDF系樹脂の結晶形は、上述の方法における乾燥温度、乾燥時の風速および風向などの乾燥条件およびPVDF系樹脂を含む多孔質層を析出溶媒または低沸点有機酸を用いて析出させる場合の析出温度で制御することができる。
本発明の一実施形態における正極板は、以下の式(1)で表される値が0.00以上、0.50以下である正極板であれば特に限定されない。例えば、正極活物質層として、正極活物質、導電剤および結着剤を含む正極合剤を正極集電体上に担持したシート状の正極板である。なお、正極板は、正極集電体の両面上に正極合剤を担持してもよく、正極集電体の片面上に正極合剤を担持してもよい。
|1−T/M| …(1)
(式(1)中、Tは、TD方向における0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表し、Mは、MD方向における0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表す。)
前記正極活物質としては、例えば、リチウムイオンをドープ・脱ドープ可能な材料が挙げられる。当該材料としては、遷移金属酸化物が好ましく、当該遷移金属酸化物として、具体的には、例えば、V、Mn、Fe、Co、Ni等の遷移金属を少なくとも1種類含んでいるリチウム複合酸化物が挙げられる。
本発明の一実施形態における負極板は、以下の式(1)で表される値が0.00以上、0.50以下である負極板であれば特に限定されない。例えば、負極活物質層として、負極活物質を含む負極合剤を負極集電体上に担持したシート状の負極板である。なお、負極板は、負極集電体の両面上に負極合剤を担持してもよく、負極集電体の片面上に負極合剤を担持してもよい。
|1−T/M| …(1)
(式(1)中、Tは、TD方向における0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表し、Mは、MD方向における0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表す。)
シート状の負極板には、好ましくは前記導電剤、および、前記結着剤が含まれる。
本発明の一実施形態における「スクラッチ試験」とは、図1に示すように、圧子に一定の荷重をかけ、多孔質フィルム、正極板および負極板といった測定対象の表層を厚み方向に圧縮変形(=圧子を押し込んだ状態)させた状態で水平方向に測定対象を移動させたときの、ある圧子移動距離における発生応力を測定する試験であり、具体的には、以下に示す方法にて実施される:
(1)測定対象3(正極板または負極板)を20mm×60mmに裁断する。30mm×70mmのガラス製プレパラート(基板2)の表面全面に、水で5倍希釈したアラビックヤマト水性液状糊(ヤマト株式会社製)を、目付が1.5g/m2程度となるように塗布する。当該裁断した測定対象3と、基板2とを、塗布された水性液状糊を介して貼り合わせた後、25℃の温度下にて一昼夜乾燥させることにより、試験用サンプルを作製する。なお、貼り合せるときは、測定対象3とガラス製プレパラート(基板2)との間に気泡が入らない様に注意する。なお、測定対象3が電極板(正極板または負極板)である場合には、当該電極板の活物質層(正極活物質層または負極活物質層)が、後述するダイヤモンド圧子1と接触する上面となるように、前記試験用サンプルを作製する。
(2)工程(1)にて作製された試験用サンプルを、マイクロスクラッチ試験装置(CSEM Instruments社製)に設置する。当該試験装置におけるダイヤモンド圧子1(頂角120°、先端半径0.2mmの円錐状)を、当該試験用サンプル上に、0.1Nの大きさの垂直荷重をかけたままの状態にて、当該試験装置におけるテーブルを、測定対象のTDに向けて、5mm/minの速さにて、10mmの距離を移動させ、その間の、前記ダイヤモンド圧子1と当該試験用サンプルとの間に発生する応力(摩擦力)を測定する。
(3)工程(2)にて測定された応力の変位と、前記テーブルの移動距離との関係を示す曲線グラフを作成し、当該曲線グラフから、図2に示すように、TDにおける、臨界荷重値および、臨界荷重に至るまでの距離を算出する。
(4)前記テーブルの移動方向をMDに変更して、上述の工程(1)〜(3)を繰り返して行い、MDにおける、臨界荷重値および、臨界荷重に至るまでの距離を算出する。
|1−T/M| …(1)
(式(1)中、Tは、TD方向における0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表し、Mは、MD方向における0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表す。)
前記式(1)にて表される値は、電極板に対するスクラッチ試験における臨界荷重までの距離の異方性を示す値であり、その値がゼロに近いほど、前記臨界荷重までの距離が等方性であることを示す。
1、b2、・・・bnと、当該物質の各々の真密度(g/m3)をc1、c2、・・・cnとから下記式に基づいて算出することができる。ここで、上記物質の真密度には、文献値を用いてもよいし、ピクノメーター法を用いて測定された値を用いてもよい。
ε=1−{ρ×(b1/100)/c1+ρ×(b2/100)/c2+・・・ρ×(bn/100)/cn}×100
<非水電解液>
本発明の一実施形態における非水電解液は、一般に非水電解液二次電池に使用される非水電解液であり、特に限定されないが、例えば、リチウム塩を有機溶媒に溶解してなる非水電解液を用いることができる。リチウム塩としては、例えば、LiClO4、LiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LiBF4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiC(CF3SO2)3、Li2B10Cl10、低級脂肪族カルボン酸リチウム塩、LiAlCl4等が挙げられる。前記リチウム塩は、1種類のみを用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
<非水電解液二次電池の製造方法>
本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池の製造方法としては、例えば、前記正極板、上述の多孔質フィルムを含む非水電解液二次電池用積層セパレータ、および負極板をこの順で配置して非水電解液二次電池用部材を形成した後、非水電解液二次電池の筐体となる容器に当該非水電解液二次電池用部材を入れ、次いで、当該容器内を非水電解液で満たした後、減圧しつつ密閉することにより、本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池を製造することができる。本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池の形状は、特に限定されるものではなく、薄板(ペーパー)型、円盤型、円筒型、直方体等の角柱型等のどのような形状であってもよい。尚、本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池の製造方法は、特に限定されるものではなく、従来公知の製造方法を採用することができる。
(i)多孔質層に含まれるポリフッ化ビニリデン系樹脂は、α型結晶とβ型結晶の含有量の合計を100モル%とした場合の、前記α型結晶の含有量が、35.0モル%以上である。
(ii)前記正極板の下記式(1)で表される値が、0.00以上、0.50以下の範囲にある。
(iii)前記負極板の下記式(1)で表される値が、0.00以上、0.50以下の範囲にある。
|1−T/M| …(1)
(式(1)中、Tは、TDにおける0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表し、Mは、MDにおける0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表す。)
さらに、本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池は、(i)〜(iii)の要件に加え、以下の(iv)の要件を充足することが好ましい。
(iv)ポリオレフィン多孔質フィルムは、AmericanStandards Test Methods のE313に規定されているホワイトインデックス(WI)が85以上、98以下である。
実施例および比較例における各測定は以下の方法で行った。
多孔質フィルムの膜厚は、株式会社ミツトヨ製の高精度デジタル測長機(VL−50)を用いて測定した。
多孔質フィルムのWIは、分光測色計(CM-2002、MINOLTA社製)を用いて、黒紙(北越紀州製紙株式会社、色上質紙、黒、最厚口、四六版T目)を下敷きとして敷いた状態で、SCI(Specular Component Include(正反射光を含む))で測定した。
以下の実施例および比較例において得られた積層セパレータを約2cm×5cmの大きさに切り出し、前記(PVDF系樹脂におけるα型結晶、β型結晶の含有率の算出方法)の(1)〜(4)の手順に沿って、切り出された積層セパレータに含まれるPVDF系樹脂におけるα型結晶の含有率(α比)を測定した。
下記実施例1における正極板が備える正極活物質層の空隙率を下記の方法を用いて測定した。下記実施例におけるその他の正極板が備える正極活物質層の空隙率も同様の方法によって測定した。
ε=[1−{2.5×(92/100)/4.68+2.5×(5/100)/1.8+2.5×(3/100)/1.8}]*100=40%
(6)負極活物質層の空隙率の測定
下記実施例1における負極板が備える負極活物質層の空隙率を下記の方法を用いて測定した。下記実施例におけるその他の負極板が備える負極活物質層の空隙率も同様の方法によって測定した。
ε=[1−{1.49×(98/100)/2.2+1.49×(1/100)/1+1.49×(1/100)/1.6}]*100=31%
(7)スクラッチ試験
実施例、比較例における正極板および負極板について、臨界荷重値、および臨界荷重までの距離のTD/MD比(T/M)を、前記(スクラッチ試験)の項の工程(1)〜(4)の手順に沿って、スクラッチ試験にて測定した(図1を参照)。前記工程(1)〜(4)に記載する以外の測定条件等は、JIS R 3255と同様の条件等にして、測定を行った。また、測定装置は、マイクロスクラッチ試験装置(CSEM Instruments社製)を使用した。
1.初期充放電
実施例、比較例にて製造された非水電解液二次電池用積層セパレータを備えた充放電サイクルを経ていない新たな非水電解液二次電池に対して、電圧範囲;2.7〜4.1V、充電電流値0.2CのCC−CV充電(終止電流条件0.02C)、放電電流値0.2CのCC放電(1時間率の放電容量による定格容量を1時間で放電する電流値を1Cとする、以下も同様)を1サイクルとして、4サイクルの初期充放電を25℃にて行った。ここでCC−CV充電とは、設定した一定の電流で充電し、所定の電圧に到達後、電流を絞りながら、その電圧を維持する充電方法である。またCC放電とは設定した一定の電流で所定の電圧まで放電する方法であり、以下も同様である。
初期充放電後の非水電解液二次電池を、電圧範囲;2.7〜4.2V、充電電流値1CのCC−CV充電(終止電流条件0.02C)、放電電流値10CのCC放電を1サイクルとして、100サイクルの充放電を55℃にて実施した。
100サイクルの充放電を行った非水電解液二次電池に対して、電圧範囲は2.7V〜4.2V、充電電流値1CのCC−CV充電(終止電流条件0.02C)、放電電流値0.2CでCC放電を3サイクルの充放電を55℃にて実施した。その3サイクル目の充電容量を正極の重量で除した値を100サイクル後の充電回復容量とした。
レーザー回折式粒度分布計(島津製作所製、商品名:SALD2200)を用いて、体積基準の粒度分布および平均粒径(D50)を測定した。
[非水電解液二次電池用積層セパレータの製造]
超高分子量ポリエチレン粉末(GUR2024、ティコナ社製、重量平均分子量497万)の割合が68.0重量%、重量平均分子量1000のポリエチレンワックス(FNP−0115、日本精鑞社製)の割合が32.0重量%となるように両者を混合した。この超高分子量ポリエチレン粉末とポリエチレンワックスとの合計を100重量部として、この混合物100重量部に、酸化防止剤(Irg1010、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)0.4重量部、酸化防止剤(P168、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)0.1重量部、ステアリン酸ナトリウム1.3重量部を加え、更に全体積に対して38体積%となるように、BET比表面積が11.8m2/gの炭酸カルシウム(丸尾カルシウム社製)を加え、これらを粉末のままヘンシェルミキサーで混合した後、二軸混練機で溶融混練してポリオレフィン樹脂組成物とした。
(正極板)
正極合剤(体積基準の平均粒径(D50)が4.5μmであるLiNi0.5Mn0.3Co0.2O2/導電剤/PVDF(重量比:92/5/3))が、正極集電体(アルミニウム箔)の片面に積層された正極板を得た。得られた正極板の正極活物質層の空隙率は40%であった。
負極合剤(体積基準の平均粒径(D50)が15μmである天然黒鉛/スチレン−1,3−ブタジエン共重合体/カルボキシメチルセルロースナトリウム(重量比98/1/1))が、負極集電体(銅箔)の片面に積層された負極板を得た。得られた負極板の負極活物質層の空隙率は31%であった。
前記正極板1、前記負極板1および積層セパレータ1を使用して、以下に示す方法にて非水電解液二次電池を製造した。
[非水電解液二次電池用積層セパレータの製造]
超高分子量ポリエチレン粉末(GUR4032、ティコナ社製、重量平均分子量497万)の割合が70.0重量%、重量平均分子量1000のポリエチレンワックス(FNP−0115、日本精鑞社製)の割合が30.0重量%となるように両者を混合した。この超高分子量ポリエチレン粉末とポリエチレンワックスとの合計を100重量部として、この混合物100重量部に、酸化防止剤(Irg1010、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)0.4重量部、酸化防止剤(P168、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)0.1重量部、ステアリン酸ナトリウム1.3重量部を加え、更に全体積に対して36体積%となるように、BET比表面積が11.6m2/gの炭酸カルシウム(丸尾カルシウム社製)を加え、これらを粉末のままヘンシェルミキサーで混合した後、二軸混練機で溶融混練してポリオレフィン樹脂組成物とした。
積層セパレータ1の代わりに、積層セパレータ2を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、非水電解液二次電池を作製した。作製した非水電解液二次電池を非水電解液二次電池2とした。
[非水電解液二次電池用積層セパレータの製造]
超高分子量ポリエチレン粉末(GUR4032、ティコナ社製、重量平均分子量497万)の割合が71.5重量%、重量平均分子量1000のポリエチレンワックス(FNP−0115、日本精鑞社製)の割合が28.5重量%となるように両者を混合した。この超高分子量ポリエチレン粉末とポリエチレンワックスとの合計を100重量部として、この混合物100重量部に、酸化防止剤(Irg1010、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)0.4重量部、酸化防止剤(P168、チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)0.1重量部、ステアリン酸ナトリウム1.3重量部を加え、更に全体積に対して37体積%となるように、BET比表面積が11.8m2/gの炭酸カルシウム(丸尾カルシウム社製)を加え、これらを粉末のままヘンシェルミキサーで混合した後、二軸混練機で溶融混練してポリオレフィン樹脂組成物とした。
積層セパレータ1の代わりに、積層セパレータ3を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、非水電解液二次電池を作製した。作製した非水電解液二次電池を非水電解液二次電池3とした。
(正極板)
正極合剤(体積基準の平均粒径(D50)が5μmであるLiCoO2/導電剤/PVDF(重量比:97/1.8/1.2))が、正極集電体(アルミニウム箔)の片面に積層された正極板を得た。得られた正極板の正極活物質層の空隙率は20%であった。
積層セパレータ1の代わりに、前記積層セパレータ3を使用し、正極板として前記正極板2を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、非水電解液二次電池を作製した。作製した非水電解液二次電池を非水電解液二次電池4とした。
(正極板)
正極合剤(体積基準の平均粒径(D50)が10μmであるLiNi0.33Mn0.33Co0.33O2/導電剤/PVDF(重量比:100/5/3))が、正極集電体(アルミニウム箔)の片面に積層された正極板を得た。得られた正極板の正極活物質層の空隙率は34%であった。
積層セパレータ1の代わりに、前記積層セパレータ3を使用し、正極板として前記正極板3を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、非水電解液二次電池を作製した。作製した非水電解液二次電池を非水電解液二次電池5とした。
(負極板)
負極合剤(体積基準の平均粒径(D50)が22μmである人造黒鉛/スチレン−1,3−ブタジエン共重合体/カルボキシメチルセルロースナトリウム(重量比98/1/1))が、負極集電体(銅箔)の片面に積層された負極板を得た。得られた負極板の負極活物質層の空隙率は35%であった。
負極板として、前記負極板2を用いた。また、積層セパレータ1の代わりに、積層セパレータ3を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、非水電解液二次電池を作製した。作製した非水電解液二次電池を非水電解液二次電池6とした。
[多孔質層、非水電解液二次電池用積層セパレータの作製]
PVDF系樹脂(株式会社アルケマ製;商品名「Kynar(登録商標) LBG」、重量平均分子量:590,000)を、固形分が10質量%となるように、N−メチル−
2−ピロリドンに、65℃で30分間かけて撹拌し、溶解させた。得られた溶液をバインダー溶液として用いた。フィラーとして、アルミナ微粒子(住友化学株式会社製;商品名「AKP3000」、ケイ素の含有量:5ppm)を用いた。前記アルミナ微粒子、バインダー溶液、および溶媒(N−メチル−2−ピロリドン)を、下記割合となるように混合した。即ち、前記アルミナ微粒子90重量部に対してPVDF系樹脂が10重量部となるように、バインダー溶液を混合すると共に、得られる混合液における固形分濃度(アルミナ微粒子+PVDF系樹脂)が10重量%となるように溶媒を混合することで分散液を得た。実施例3にて作製した多孔質フィルム3上に、ドクターブレード法により、塗工液中のPVDF系樹脂が1平方メートル当たり6.0gとなるように塗布することにより、積層多孔質フィルム4を得た。積層多孔質フィルム4を65℃で5分間乾燥させることにより、積層セパレータ4を得た。乾燥は、熱風風向を多孔質フィルム3に対して垂直方向とし、風速を0.5m/sとして実施した。得られた積層セパレータ4の評価結果を表1に示す。
積層セパレータ1の代わりに、積層セパレータ4を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、非水電解液二次電池を作製した。作製した非水電解液二次電池を非水電解液二次電池7とした。
[非水電解液二次電池の作製]
[非水電解液二次電池用積層セパレータの作製]
実施例3と同様の方法で得られた塗布物を、塗膜が溶媒湿潤状態のままで2−プロパノール中に浸漬し、−78℃で5分間静置させ、積層多孔質フィルム5を得た。得られた積層多孔質フィルム5を浸漬溶媒湿潤状態で、さらに別の2−プロパノール中に浸漬し、25℃で5分間静置させ、積層多孔質フィルム5aを得た。得られた積層多孔質フィルム5aを30℃で5分間乾燥させて、積層セパレータ5を得た。得られた非水電解液二次電池用積層セパレータ5の評価結果を表1に示す。
積層セパレータ1の代わりに、積層セパレータ5を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、非水電解液二次電池を作製した。作製した非水電解液二次電池を非水電解液二次電池8とした。
(正極板)
正極合剤(体積基準の平均粒径(D50)が8μmであるLiMn2O4/導電剤/PVDF(重量比:100/5/3))が、正極集電体(アルミニウム箔)の片面に積層された正極板を得た。得られた正極板の正極活物質層の空隙率は51%であった。
正極板として、前記正極板4を用いた。また、積層セパレータ1の代わりに、積層セパレータ3を使用した以外は、実施例1と同様の方法にて、非水電解液二次電池を作製した。得られた非水電解液二次電池を非水電解液二次電池9とした。
(負極板)
負極合剤(体積基準の平均粒径(D50)が34μmである人造球晶黒鉛/導電剤/PVDF(重量比85/15/7.5))が、負極集電体(銅箔)の片面に積層された負極板を得た。得られた負極板の負極活物質層の空隙率は59%であった。
負極板として、前記負極板3を用いた。また、積層セパレータ1の代わりに、積層セパレータ3を使用した以外は、実施例1と同様の方法にて、非水電解液二次電池を作製した。得られた非水電解液二次電池を非水電解液二次電池10とした。
表1に記載の通り、実施例1〜7にて製造された非水電解液二次電池は、比較例1〜3にて製造された非水電解液二次電池よりも、サイクル後の電池の充電容量特性に優れている。実施例1〜7にて製造された非水電解液二次電池は何れも、100サイクル後の充電回復容量が125mAh/g以上である。
2 基板(ガラス製プレパラート)
3 測定対象(正極板または負極板)
Claims (5)
- ポリオレフィン多孔質フィルムを含む非水電解液二次電池用セパレータと、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を含有する多孔質層と、下記式(1)で表される値が、0.00以上、0.50以下の範囲にある正極板と、下記式(1)で表される値が、0.00以上、0.50以下の範囲にある負極板と、を備え、
|1−T/M| …(1)
(式(1)中、Tは、TDにおける0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表し、Mは、MDにおける0.1Nの一定荷重下でのスクラッチ試験における、臨界荷重までの距離を表す。)
前記多孔質層は、前記非水電解液二次電池用セパレータと、前記正極板及び前記負極板の少なくともいずれかと、の間に配置されており、
前記多孔質層に含まれる前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂は、α型結晶とβ型結晶の含有量の合計を100モル%とした場合の、前記α型結晶の含有量が、35.0モル%以上である(ここで、α型結晶の含有量は、前記多孔質層の19F−NMRスペクトルにおける、−78ppm付近にて観測される(α/2)の波形分離、および、−95ppm付近にて観測される{(α/2)+β}の波形分離から算出される。)、非水電解液二次電池の製造方法であって、
集電体に10〜200m/分の塗工速度で活物質を塗工することによって前記正極板および前記負極板を作製する工程を含む、非水電解液二次電池の製造方法。 - 電極活物質粒子の粒径を1〜30μmの範囲とする、請求項1に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
- 電極活物質粒子のアスペクト比(長径/短径)を1〜5の範囲に制御する、請求項1または2に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
- 電極活物質層の空隙率を10〜50%の範囲に制御する、請求項1〜3の何れか1項に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
- 電極板組成に占める活物質成分の存在割合を80重量%以上の範囲に制御する、請求項1〜4の何れか1項に記載の非水電解液二次電池の製造方法。
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