JP2558316B2 - シート状電極及びその製造方法 - Google Patents
シート状電極及びその製造方法Info
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- H01M4/04—Processes of manufacture in general
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、シート状電極及びその製造方法に関する
ものである。
ものである。
〈従来の技術〉 リチウム電池に代表される非水電解液電池、あるいは
Ni−Cd蓄電池等では、シート状の電極を、セパレータを
介して重ね合せ、更にこれらを一緒に巻回して構成され
る発電要素を電池缶中に収納するという構成を採ってい
る。
Ni−Cd蓄電池等では、シート状の電極を、セパレータを
介して重ね合せ、更にこれらを一緒に巻回して構成され
る発電要素を電池缶中に収納するという構成を採ってい
る。
上記のようなシート状電極を作製する場合、例えばリ
チウム−二酸化マンガン電池等に用いるシート状正極で
は、二酸化マンガンを主成分とする正極活物質に、この
正極活物質に対して50〜70重量％の水を加え、一定時間
混練した後、バインダーとしてのテフロン水性ディスパ
ージョンと、正極活物質に対して５〜10重量％の粘度調
整用の水とを同時に加え、混練してスラリー状の正極合
剤を作り、次いでこのスラリー状正極合剤を多孔性集電
体に塗着し、乾燥する等の手順が採られる。
チウム−二酸化マンガン電池等に用いるシート状正極で
は、二酸化マンガンを主成分とする正極活物質に、この
正極活物質に対して50〜70重量％の水を加え、一定時間
混練した後、バインダーとしてのテフロン水性ディスパ
ージョンと、正極活物質に対して５〜10重量％の粘度調
整用の水とを同時に加え、混練してスラリー状の正極合
剤を作り、次いでこのスラリー状正極合剤を多孔性集電
体に塗着し、乾燥する等の手順が採られる。
〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、活物質をテフロン水性ディスパージョ
ン等と共に上記のように混練してスラリー状合剤とする
際、このスラリーの最適粘度の幅が非常に狭く、従って
混練時の粘度調整が非常に難しいという問題があり、こ
れが電極の歩留りを低下させる要因となっていた。つま
り、混練時間が長すぎれば粘度が高くなりすぎてスラリ
ーが塊状となり多孔性集電体への塗着効率が激減し、ま
た塗着後には合剤の濃淡部ができて電極厚みにバラツキ
ができるし、また混練時間が短い場合は液状で流動性が
高いスラリーとなって多孔性集電体への塗着が困難にな
り、いずれの場合も均一なシート状電極の作製が困難
で、精度の良いシート状電極を得ることができないから
である。
ン等と共に上記のように混練してスラリー状合剤とする
際、このスラリーの最適粘度の幅が非常に狭く、従って
混練時の粘度調整が非常に難しいという問題があり、こ
れが電極の歩留りを低下させる要因となっていた。つま
り、混練時間が長すぎれば粘度が高くなりすぎてスラリ
ーが塊状となり多孔性集電体への塗着効率が激減し、ま
た塗着後には合剤の濃淡部ができて電極厚みにバラツキ
ができるし、また混練時間が短い場合は液状で流動性が
高いスラリーとなって多孔性集電体への塗着が困難にな
り、いずれの場合も均一なシート状電極の作製が困難
で、精度の良いシート状電極を得ることができないから
である。
〈問題点を解決するための手段〉 この発明のシート状電極は、二酸化マンガンを主成分
とする活物質に、バインダーとしてのテフロン水性ディ
スパージョンと、このテフロン水性ディスパージョンに
対して20〜45重量％のアルコールと、またこのアルコー
ルの重量％が全水分の３〜25重量％になるような重量％
の水と、を加え混練してなるスラリー状合剤を多孔性導
電体に塗着したことを要旨とする。
とする活物質に、バインダーとしてのテフロン水性ディ
スパージョンと、このテフロン水性ディスパージョンに
対して20〜45重量％のアルコールと、またこのアルコー
ルの重量％が全水分の３〜25重量％になるような重量％
の水と、を加え混練してなるスラリー状合剤を多孔性導
電体に塗着したことを要旨とする。
上記のアルコールとしては、低沸点アルコールが好ま
しく、例えばエチルアルコール，メチルアルコール，プ
ロピルアルコールなどが挙げられる。
しく、例えばエチルアルコール，メチルアルコール，プ
ロピルアルコールなどが挙げられる。
上記のようにアルコールを添加することで、バインダ
ーであるテフロン水性ディスパージョン中のテフロン粒
子がアルコールによって繊維状に変化し、そのバインダ
ー効果が向上して延展性が発揮されるようになる。この
ため、スラリー状合剤を多孔性集電体へ塗着する際の最
適粘度の幅が拡がり、粘度調整がやり易くなる。そし
て、アルコールの添加量がテフロン水性ディスパージョ
ンに対して20重量％以下であるとこのバインダー効果が
なくなり、また45重量％以上では、テフロンの粒子同士
が凝集して１つの塊を作ってしまい、テフロンの分散が
均一になされなくなってテフロン水性ディスパージョン
を分散媒とすることができなくなる。
ーであるテフロン水性ディスパージョン中のテフロン粒
子がアルコールによって繊維状に変化し、そのバインダ
ー効果が向上して延展性が発揮されるようになる。この
ため、スラリー状合剤を多孔性集電体へ塗着する際の最
適粘度の幅が拡がり、粘度調整がやり易くなる。そし
て、アルコールの添加量がテフロン水性ディスパージョ
ンに対して20重量％以下であるとこのバインダー効果が
なくなり、また45重量％以上では、テフロンの粒子同士
が凝集して１つの塊を作ってしまい、テフロンの分散が
均一になされなくなってテフロン水性ディスパージョン
を分散媒とすることができなくなる。
一方、合剤に加える水分量についても、上記の範囲よ
り多すぎれば延展性が無くなり、少なければテフロン粒
子が凝集し、いずれの場合も多孔性集電体へのスラリー
状合剤の塗着が困難になり、均一なシート状の電極の作
製が難しくなる。
り多すぎれば延展性が無くなり、少なければテフロン粒
子が凝集し、いずれの場合も多孔性集電体へのスラリー
状合剤の塗着が困難になり、均一なシート状の電極の作
製が難しくなる。
また、上記混練時、その雰囲気温度により大きく影響
をうけるため、この混練を行なう混合槽内の温度を20℃
以上とするのが好ましい。これより低い温度でも反応は
起こるが、そのスピードが極めて遅く、作業性が著しく
低下するからである。この雰囲気温度の上限は、上記添
加するアルコールの種類等により異なるが、いずれの場
合でも、60℃程度であれば不都合はない。
をうけるため、この混練を行なう混合槽内の温度を20℃
以上とするのが好ましい。これより低い温度でも反応は
起こるが、そのスピードが極めて遅く、作業性が著しく
低下するからである。この雰囲気温度の上限は、上記添
加するアルコールの種類等により異なるが、いずれの場
合でも、60℃程度であれば不都合はない。
一方、この発明のシート状電極の製造方法は、二酸化
マンガンを主成分とする活物質に、アルコールの重量％
が全水分の３〜25重量％になるような重量％の水と、テ
フロン水性ディスパージョンに対して20〜45重量％のア
ルコールとを順次加え混練した後、更に、バインダーと
してテフロン水性ディスパージョンを加え混練したスラ
リー状合剤を多孔性集電体に塗着させることを要旨とす
るものである。
マンガンを主成分とする活物質に、アルコールの重量％
が全水分の３〜25重量％になるような重量％の水と、テ
フロン水性ディスパージョンに対して20〜45重量％のア
ルコールとを順次加え混練した後、更に、バインダーと
してテフロン水性ディスパージョンを加え混練したスラ
リー状合剤を多孔性集電体に塗着させることを要旨とす
るものである。
この発明の製造方法において、テフロン水性ディスパ
ージョンを加える前にアルコールを加え混練するように
したのは次の理由に因る。即ち、活物質と水との混合物
にテフロン水性ディスパージョンを混練した場合、得ら
れるスラリー状合剤の粘度調整が外気温度あるいは水分
等により大きく影響を受け、また最適粘度幅が極めて小
さく、このスラリー状合剤を適当な粘度状態のままで保
持することが難しい。しかし、水にアルコールを加えた
後にテフロン水性ディスパージョンを加えるようにする
ことで、水に溶解したアルコールがテフロン粒子に与え
る水の影響度合を低下させ、最適粘度幅を大きく拡げる
ことができるため、スラリー状合剤の粘度調整がし易く
なる。尚、この際、例えば長時間の混練、あるいは適当
な温度（上記と同じく20℃以上）を加えることにより粘
度上昇を容易に加速させることができる。
ージョンを加える前にアルコールを加え混練するように
したのは次の理由に因る。即ち、活物質と水との混合物
にテフロン水性ディスパージョンを混練した場合、得ら
れるスラリー状合剤の粘度調整が外気温度あるいは水分
等により大きく影響を受け、また最適粘度幅が極めて小
さく、このスラリー状合剤を適当な粘度状態のままで保
持することが難しい。しかし、水にアルコールを加えた
後にテフロン水性ディスパージョンを加えるようにする
ことで、水に溶解したアルコールがテフロン粒子に与え
る水の影響度合を低下させ、最適粘度幅を大きく拡げる
ことができるため、スラリー状合剤の粘度調整がし易く
なる。尚、この際、例えば長時間の混練、あるいは適当
な温度（上記と同じく20℃以上）を加えることにより粘
度上昇を容易に加速させることができる。
また、この製造方法においてアルコールあるいは水の
量を規定した理由は上記と同じである。
量を規定した理由は上記と同じである。
〈作 用〉 上記のようにアルコールを混合した合剤を用いること
で、粘度幅が広くなって粘度調整がやり易くなり、電極
の歩留り向上が図れ、精度の良い電極が容易に得ること
ができる。
で、粘度幅が広くなって粘度調整がやり易くなり、電極
の歩留り向上が図れ、精度の良い電極が容易に得ること
ができる。
また、本発明の製造方法のように、二酸化マンガンを
主成分とする活物質に水とアルコールを加え混練した後
にテフロン水性ディスパージョンを加え更に混練を行な
うようにすることで、水に溶解したアルコールがテフロ
ン粒子に与える水の影響度合を低下させることができ、
このため粘度幅を大きく拡げることができて、粘度調整
がし易くなり、同様に電極の歩留り向上等が図れる。
主成分とする活物質に水とアルコールを加え混練した後
にテフロン水性ディスパージョンを加え更に混練を行な
うようにすることで、水に溶解したアルコールがテフロ
ン粒子に与える水の影響度合を低下させることができ、
このため粘度幅を大きく拡げることができて、粘度調整
がし易くなり、同様に電極の歩留り向上等が図れる。
〈実施例〉 以下にこの発明の実施例を詳細に説明する。
実施例１ 二酸化マンガンにカーボンブラック，グラファイト等
を導電剤として混合した。そして、このようにして作っ
た正極活物質に、作業雰囲気温度25℃において、後述す
るアルコールの重量％が全水分の３〜25重量％の範囲に
ある重量％の水を加え混練した。次いで、バインダーで
あるテフロン水性ディスパージョンと、このテフロン水
性ディスパージョンに対して20〜45重量％の範囲にある
アルコール（エチルアルコール）とを同時に加え混練し
てスラリー状の正極合剤をそれぞれ作り、これらスラリ
ー状正極合剤をステンレス製の多孔性導電体に塗着し、
次いで乾燥させて、本発明のシート状正極をそれぞれ作
製した。
を導電剤として混合した。そして、このようにして作っ
た正極活物質に、作業雰囲気温度25℃において、後述す
るアルコールの重量％が全水分の３〜25重量％の範囲に
ある重量％の水を加え混練した。次いで、バインダーで
あるテフロン水性ディスパージョンと、このテフロン水
性ディスパージョンに対して20〜45重量％の範囲にある
アルコール（エチルアルコール）とを同時に加え混練し
てスラリー状の正極合剤をそれぞれ作り、これらスラリ
ー状正極合剤をステンレス製の多孔性導電体に塗着し、
次いで乾燥させて、本発明のシート状正極をそれぞれ作
製した。
このようにして作ったシート状正極は、いずれも濃淡
部がない均一なシートであった。
部がない均一なシートであった。
そして、上記のシート状正極をそれぞれ、微孔性フィ
ルムを用いてなるセパレータを介在させて、同じくシー
ト状の負極（リチウム）と積重し、且つこれらを一緒に
渦巻状に巻回して発電要素を作製し、また有底円筒状の
電池缶内にこの発電要素を収納するなどして、第１図に
示したような本発明に係わるリチウム−二酸化マンガン
電池（本発明品）を作製した。この第１図において、1,
2はそれぞれ正極，負極、３はセパレータ、４は発電要
素、５は電池缶、６は絶縁板、７は絶縁ガスケット、8,
9はそれぞれ正極リード板，負極リード板、10は端子板
である。
ルムを用いてなるセパレータを介在させて、同じくシー
ト状の負極（リチウム）と積重し、且つこれらを一緒に
渦巻状に巻回して発電要素を作製し、また有底円筒状の
電池缶内にこの発電要素を収納するなどして、第１図に
示したような本発明に係わるリチウム−二酸化マンガン
電池（本発明品）を作製した。この第１図において、1,
2はそれぞれ正極，負極、３はセパレータ、４は発電要
素、５は電池缶、６は絶縁板、７は絶縁ガスケット、8,
9はそれぞれ正極リード板，負極リード板、10は端子板
である。
一方、水あるいはアルコールの重量％を上記の範囲よ
りそれぞれ少なく、あるいは多くした他は同様にして、
スラリー状の正極合剤をそれぞれ作り、このスラリー状
正極合剤をステンレス製の多孔性集電体に塗着し、次い
で乾燥させて、比較用のシート状正極をそれぞれ作製し
た。そして、このシート状正極を用いた以外は本発明品
と同様にして比較用の電池（比較品）を作った。
りそれぞれ少なく、あるいは多くした他は同様にして、
スラリー状の正極合剤をそれぞれ作り、このスラリー状
正極合剤をステンレス製の多孔性集電体に塗着し、次い
で乾燥させて、比較用のシート状正極をそれぞれ作製し
た。そして、このシート状正極を用いた以外は本発明品
と同様にして比較用の電池（比較品）を作った。
これら本発明品（Ａ〜Ｃ）と比較品（A,B）をそれぞ
れ100個づつ作り、その歩留りを求めた所、第１表の通
りであった。
れ100個づつ作り、その歩留りを求めた所、第１表の通
りであった。
尚、以上の本発明品Ａ〜Ｃ、比較品Ａ、Ｂでは、正極
作製時における水の重量％（）、アルコールの重量％
（）はそれぞれ第２表のようにした。
作製時における水の重量％（）、アルコールの重量％
（）はそれぞれ第２表のようにした。
実施例２ また、作業雰囲気温度25℃において、上記と同じ正極
活物質に、アルコールの重量％が全水分の３〜25重量％
の範囲の量の水と、テフロン水性ディスパージョンに対
して20〜45重量％の範囲となる量のアルコールとを加え
30分混練した後、バインダーであるテフロン水性ディス
パージョンを加え２分混練してスラリー状の正極合剤を
作った。この正極合剤を多孔性集電体に塗着し、次いで
乾燥させて本発明に係わるシート状正極を作製した。
活物質に、アルコールの重量％が全水分の３〜25重量％
の範囲の量の水と、テフロン水性ディスパージョンに対
して20〜45重量％の範囲となる量のアルコールとを加え
30分混練した後、バインダーであるテフロン水性ディス
パージョンを加え２分混練してスラリー状の正極合剤を
作った。この正極合剤を多孔性集電体に塗着し、次いで
乾燥させて本発明に係わるシート状正極を作製した。
一方、正極活物質に水を加えた後直ちにテフロン水性
ディスパージョンを加えて混練してスリラー状正極合剤
を作った。そして、この正極合剤を多孔性集電体に塗着
し、次いで乾燥させて比較用のシート状正極を作製し
た。
ディスパージョンを加えて混練してスリラー状正極合剤
を作った。そして、この正極合剤を多孔性集電体に塗着
し、次いで乾燥させて比較用のシート状正極を作製し
た。
これらのシート状正極をそれぞれ目視にて観察した
所、本発明のシート状正極は濃淡部がない均一なシート
であった。一方、比較用のシート状正極では濃淡部がで
きまたシート各部の厚さにバラツキができた。
所、本発明のシート状正極は濃淡部がない均一なシート
であった。一方、比較用のシート状正極では濃淡部がで
きまたシート各部の厚さにバラツキができた。
また、これらのシート状正極を用いた他は上記と同様
にして本発明品と比較品の電池をそれぞれ100個づつ作
り、その歩留りを求めた所第３表の通りであった。
にして本発明品と比較品の電池をそれぞれ100個づつ作
り、その歩留りを求めた所第３表の通りであった。
〈発明の効果〉 以上のようにこの発明のシート状電極並びにシート状
電極の製造方法によれば、スラリー状合剤の最適粘度幅
が広くなり、粘度調整がやり易くなることから、電極の
歩留り向上が図れ、精度の良い電極を容易に得ることが
できる。
電極の製造方法によれば、スラリー状合剤の最適粘度幅
が広くなり、粘度調整がやり易くなることから、電極の
歩留り向上が図れ、精度の良い電極を容易に得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の実施例の電池の断面図である。 １……正極、３……セパレータ、４……発電要素、５…
…電池缶。
…電池缶。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 雄三 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電 気化学株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−61258（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】二酸化マンガンを主成分とする活物質に、
テフロン水性ディスパージョンと、テフロン水性ディス
パージョンに対して20〜45重量％のアルコールと、アル
コールの重量％が全水分の３〜25重量％になるような重
量％の水とを加え混練してなるスラリー状合剤を多孔性
導電体に塗着したことを特徴とするシート状電極。 - 【請求項２】混練時における雰囲気温度が20℃以上であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシート
状電極。 - 【請求項３】二酸化マンガンを主成分とする活物質に、
アルコールの重量％が全水分の３〜25重量％になるよう
な重量％の水と、テフロン水性ディスパージョンに対し
て20〜45重量％のアルコールとを順次加え混練した後、
更に、テフロン水性ディスパージョンを加え混練したス
ラリー状合剤を、多孔性導電体に塗着させることを特徴
とするシート状電極の製造方法。 - 【請求項４】混練時における雰囲気温度が20℃以上であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63031611A JP2558316B2 (ja) | 1988-02-13 | 1988-02-13 | シート状電極及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63031611A JP2558316B2 (ja) | 1988-02-13 | 1988-02-13 | シート状電極及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01206562A JPH01206562A (ja) | 1989-08-18 |
| JP2558316B2 true JP2558316B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=12336000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63031611A Expired - Lifetime JP2558316B2 (ja) | 1988-02-13 | 1988-02-13 | シート状電極及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2558316B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4649692B2 (ja) * | 1999-12-15 | 2011-03-16 | 住友化学株式会社 | リチウム二次電池用正極合剤ペーストおよびリチウム二次電池 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5375439A (en) * | 1976-12-16 | 1978-07-04 | Yuasa Battery Co Ltd | Battery |
| JPS5761258A (en) * | 1980-09-30 | 1982-04-13 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Nonaqueous-electrolyte battery |
-
1988
- 1988-02-13 JP JP63031611A patent/JP2558316B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01206562A (ja) | 1989-08-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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