JP2691580B2 - 非水電解液二次電池用正極 - Google Patents
非水電解液二次電池用正極Info
- Publication number
- JP2691580B2 JP2691580B2 JP63247130A JP24713088A JP2691580B2 JP 2691580 B2 JP2691580 B2 JP 2691580B2 JP 63247130 A JP63247130 A JP 63247130A JP 24713088 A JP24713088 A JP 24713088A JP 2691580 B2 JP2691580 B2 JP 2691580B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- carbon fiber
- binder
- aqueous electrolyte
- electrolyte secondary
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、非水電解液二次電池用正極に関する。
従来、非水電解液二次電池の正極は、MoO3などの活物
質とフッ素系樹脂バインダーと導電材としてアセチレン
ブラックなどのカーボン粉末とから成り、該バインダー
は５〜50重量％の範囲で通常10重量％以上を含む混練物
をNi製鋼などの集電材に加圧加熱成形したものが知られ
ている。
質とフッ素系樹脂バインダーと導電材としてアセチレン
ブラックなどのカーボン粉末とから成り、該バインダー
は５〜50重量％の範囲で通常10重量％以上を含む混練物
をNi製鋼などの集電材に加圧加熱成形したものが知られ
ている。
上記従来正極は、良好な結着性を得るため、フッ素系
樹脂バインダーを比較的大量に混入するので、該カーボ
ン粉末や活物質粉の表面が被覆される程度が大きく、電
池容量の低下や電圧特性の低下を引き起こす。その比較
的大量の添加は、導電材として集電材に対し結着性の低
いカーボン粉末を使用するからであるが、その添加量を
前記の添加量の範囲以下に減少せしめると、カーボン粉
末と活物質の剥離、脱落を生じ易くなり、電池寿命の短
縮をもたらす。従って、バインダーの添加量を減少させ
ても良好な結着性を維持し、電池特性の向上、電池寿命
の向上をもたらす非水電解液二次電池用正極を得ること
ができれば望ましい。
樹脂バインダーを比較的大量に混入するので、該カーボ
ン粉末や活物質粉の表面が被覆される程度が大きく、電
池容量の低下や電圧特性の低下を引き起こす。その比較
的大量の添加は、導電材として集電材に対し結着性の低
いカーボン粉末を使用するからであるが、その添加量を
前記の添加量の範囲以下に減少せしめると、カーボン粉
末と活物質の剥離、脱落を生じ易くなり、電池寿命の短
縮をもたらす。従って、バインダーの添加量を減少させ
ても良好な結着性を維持し、電池特性の向上、電池寿命
の向上をもたらす非水電解液二次電池用正極を得ること
ができれば望ましい。
本発明は、従来の此種正極の欠点を改善し、上記の要
望を満足する非水電解液二次電池用正極を提供するもの
で、正極活物質と導電材とバインダーとから成る非水電
解液二次電池用正極において、該導電材として炭素繊維
0.5〜25wt％を含有して成り、且つ該炭素繊維は、炭素
繊維原料を2200℃以上の高温で焼成して成るグラファイ
ト化した炭素繊維であることを特徴とする。
望を満足する非水電解液二次電池用正極を提供するもの
で、正極活物質と導電材とバインダーとから成る非水電
解液二次電池用正極において、該導電材として炭素繊維
0.5〜25wt％を含有して成り、且つ該炭素繊維は、炭素
繊維原料を2200℃以上の高温で焼成して成るグラファイ
ト化した炭素繊維であることを特徴とする。
本発明の正極は、導電性として炭素繊維を0.5〜25wt
％含有するので、その繊維状によるカーボン粉末に比
し、活物質の保持、集電材への結着性が向上し、それだ
け、バインダーの混入量は減少でき、バインダーとして
フッ素系樹脂バインダーを2wt％〜0.5wt％の使用で足
り、これによってバインダーによる活物質粉や炭素繊維
の被覆が著しく少なくなり、導電性、集電性能が増大す
る。又、それだけ、活物質の使用量が増大できる。特
に、炭素繊維として2200℃以上に焼成して成るグラファ
イト化した炭素繊維を使用するので、炭素繊維を使用す
る場合に比し、電気抵抗の低下による正極の導電性の向
上、活物質の利用率の向上による電池容量の著しい低下
の防止、充放電サイクル寿命の向上などの電気的特性の
向上、正極の膨脹収縮に対する追従性能の付与による電
気的機械的特性の強度の向上が見られる。
％含有するので、その繊維状によるカーボン粉末に比
し、活物質の保持、集電材への結着性が向上し、それだ
け、バインダーの混入量は減少でき、バインダーとして
フッ素系樹脂バインダーを2wt％〜0.5wt％の使用で足
り、これによってバインダーによる活物質粉や炭素繊維
の被覆が著しく少なくなり、導電性、集電性能が増大す
る。又、それだけ、活物質の使用量が増大できる。特
に、炭素繊維として2200℃以上に焼成して成るグラファ
イト化した炭素繊維を使用するので、炭素繊維を使用す
る場合に比し、電気抵抗の低下による正極の導電性の向
上、活物質の利用率の向上による電池容量の著しい低下
の防止、充放電サイクル寿命の向上などの電気的特性の
向上、正極の膨脹収縮に対する追従性能の付与による電
気的機械的特性の強度の向上が見られる。
次に、本発明の実施例を説明する。
正極活物質としては、例えば、モリブデン酸アンモニ
ウムを出発原料とし、熱処理をして得られたモリブデン
酸を粉砕し多孔質MoO3を作製する。このようにして得た
MoO3と導電材として炭素繊維とバインダーとしてテフロ
ンとを夫々下記の配合割合で混合した。
ウムを出発原料とし、熱処理をして得られたモリブデン
酸を粉砕し多孔質MoO3を作製する。このようにして得た
MoO3と導電材として炭素繊維とバインダーとしてテフロ
ンとを夫々下記の配合割合で混合した。
テフロンバインダーは、テフロンを有機溶剤に分散さ
せたディスパージョン型バインダーを使用した。上記の
夫々の混練物をNi製鋼に塗布、加熱乾燥し、直径13mm、
厚さ0.3mmの円形正極板を作製した。
せたディスパージョン型バインダーを使用した。上記の
夫々の混練物をNi製鋼に塗布、加熱乾燥し、直径13mm、
厚さ0.3mmの円形正極板を作製した。
比較のため、従来の代表的な正極を次のように作製し
た。即ち、上記と同様に製造したMoO3粉末80wt％にアセ
チレンブラックを10wt％と上記テフロンのディスパージ
ョン型バインダーを10wt％を配合し混練したものをNi製
鋼に塗布、加熱乾燥し、直径13mm、厚さ0.3mmの円形正
極板を作製した。
た。即ち、上記と同様に製造したMoO3粉末80wt％にアセ
チレンブラックを10wt％と上記テフロンのディスパージ
ョン型バインダーを10wt％を配合し混練したものをNi製
鋼に塗布、加熱乾燥し、直径13mm、厚さ0.3mmの円形正
極板を作製した。
負極としては、直径13mm、厚さ0.5mmの円形リチウム
板を作製し用意した。テフロン製容器内に所定の間隔空
間を存して前記正極板と前記負極板を対向配設し、その
間隔空間内に1MLiClO4‐PC液から成る有機電解液を満た
し、密閉リチウム二次電池を夫々得た。
板を作製し用意した。テフロン製容器内に所定の間隔空
間を存して前記正極板と前記負極板を対向配設し、その
間隔空間内に1MLiClO4‐PC液から成る有機電解液を満た
し、密閉リチウム二次電池を夫々得た。
このようにして炭素繊維とバインダー量との配合量の
異なる各種正極を具備したリチウム電池と従来の代表的
な正極を具備したリチウム電池について、電池容量につ
き試験した。試験条件は、充電電流密度0.2mA/cm2、放
電電流密度0.4mA/cm2で５サイクルの平均値を求めた。
従来の電池の初期容量を電池容量１として比較した結果
を第１図に示す。
異なる各種正極を具備したリチウム電池と従来の代表的
な正極を具備したリチウム電池について、電池容量につ
き試験した。試験条件は、充電電流密度0.2mA/cm2、放
電電流密度0.4mA/cm2で５サイクルの平均値を求めた。
従来の電池の初期容量を電池容量１として比較した結果
を第１図に示す。
第１図から明らかなように、炭素繊維の添加量が0.5
％以上で電池容量の増大効果が認められるが、25％を越
えると正極活物質の量が相対的に少なく電池容量が従来
電池と殆ど同じかそれ以下となる。
％以上で電池容量の増大効果が認められるが、25％を越
えると正極活物質の量が相対的に少なく電池容量が従来
電池と殆ど同じかそれ以下となる。
第２図はサイクル寿命につき試験した従来の電池容量
を１として対比した結果を示す。同図から明らかなよう
に、炭素繊維の添加量が0.5wt％以上で、従来の電池に
比し著しい電池寿命の増大をもたらし、25wt％を越える
と従来と代りがなくなる。
を１として対比した結果を示す。同図から明らかなよう
に、炭素繊維の添加量が0.5wt％以上で、従来の電池に
比し著しい電池寿命の増大をもたらし、25wt％を越える
と従来と代りがなくなる。
第１図及び第２図から明らかなように、本発明によれ
ば、炭素繊維の添加量は0.5〜25wt％の範囲で有効であ
る。炭素繊維は、繊維相互の絡みにより脱落を防止し、
バインダーの使用量を著しく減少させることができ、２
重量％〜0.5wt％で足り、これによって、特に２重量％
以下のバインダーにより活物質粉及び炭素繊維を被覆さ
れずに、それだけ、電池容量の増大、電池寿命の延長を
もたらすことが分る。
ば、炭素繊維の添加量は0.5〜25wt％の範囲で有効であ
る。炭素繊維は、繊維相互の絡みにより脱落を防止し、
バインダーの使用量を著しく減少させることができ、２
重量％〜0.5wt％で足り、これによって、特に２重量％
以下のバインダーにより活物質粉及び炭素繊維を被覆さ
れずに、それだけ、電池容量の増大、電池寿命の延長を
もたらすことが分る。
この場合、特に、充放電特性を増大せしめ、或いは電
池容量の急激な低下を防止するには、使用する炭素繊維
の電気比抵抗は低いほど良い。この点において、炭素繊
維原料を特に2200℃以上に焼成して成るグラファイト化
した炭素繊維を0.5wt％〜25wt％添加せしめることによ
り上記の目的を達成すると共に、正極の導電性の向上に
よる活物質の利用率の向上、充放電サイクル寿命の向
上、正極の膨脹収縮に対する追従性の向上による電気的
機械的強度の向上をもたらす。
池容量の急激な低下を防止するには、使用する炭素繊維
の電気比抵抗は低いほど良い。この点において、炭素繊
維原料を特に2200℃以上に焼成して成るグラファイト化
した炭素繊維を0.5wt％〜25wt％添加せしめることによ
り上記の目的を達成すると共に、正極の導電性の向上に
よる活物質の利用率の向上、充放電サイクル寿命の向
上、正極の膨脹収縮に対する追従性の向上による電気的
機械的強度の向上をもたらす。
このように本発明によるときは、非水電解液二次電池
用正極を組成する導電材成分として炭素繊維を使用し、
且つその添加量を0.5wt％〜25wt％の範囲としたので、
従来のカーボン粉末を使用するに比し、活物質や集電材
に対する結着性、導電性が増大し、これに伴いバインダ
ーの混入量を従来に比し著しく減少でき、それだけ、バ
インダーによる活物質と導電材の被覆がなくなるので、
正極の電池特性を向上し得られ、この場合、前記の0.5w
t％〜25wt％の範囲を添加する炭素繊維として、特に、
炭素繊維原料を2200℃以上で焼成してグラファイト化し
たものを使用するときは、更に電気抵抗値を著しく下げ
ることができ、電池容量の急激な低下の防止による充放
電サイクル寿命の増大、正極の導電性の向上、膨脹収縮
に対し追従する性能の増大による電気的機械的強度の増
大などの効果をもたらす。
用正極を組成する導電材成分として炭素繊維を使用し、
且つその添加量を0.5wt％〜25wt％の範囲としたので、
従来のカーボン粉末を使用するに比し、活物質や集電材
に対する結着性、導電性が増大し、これに伴いバインダ
ーの混入量を従来に比し著しく減少でき、それだけ、バ
インダーによる活物質と導電材の被覆がなくなるので、
正極の電池特性を向上し得られ、この場合、前記の0.5w
t％〜25wt％の範囲を添加する炭素繊維として、特に、
炭素繊維原料を2200℃以上で焼成してグラファイト化し
たものを使用するときは、更に電気抵抗値を著しく下げ
ることができ、電池容量の急激な低下の防止による充放
電サイクル寿命の増大、正極の導電性の向上、膨脹収縮
に対し追従する性能の増大による電気的機械的強度の増
大などの効果をもたらす。
また、この場合、特に、バインダーの配合量を２重量
％以下或いは２〜0.5重量％とするときは、電池容量及
び電池寿命を従来に比し著しく向上できる効果をもたら
す。
％以下或いは２〜0.5重量％とするときは、電池容量及
び電池寿命を従来に比し著しく向上できる効果をもたら
す。
第１図は、炭素繊維の配合割合と電池容量との関係を示
すグラフ、第２図は、炭素繊維の添加割合と電池寿命と
の関係を示すグラフである。
すグラフ、第２図は、炭素繊維の添加割合と電池寿命と
の関係を示すグラフである。
Claims (3)
- 【請求項１】正極活物質と導電材とバインダーとから成
る非水電解液二次電池用正極において、該導電材として
炭素繊維0.5〜25wt％を含有して成り、且つ該炭素繊維
は、炭素繊維原料を2200℃以上の高温で焼成して成るグ
ラファイト化した炭素繊維であることを特徴とする非水
電解液二次電池用正極。 - 【請求項２】該バインダーとしてフッ素系樹脂バインダ
ー2wt％以下含有して成る請求項１に記載の非水電解液
二次電池用正極。 - 【請求項３】バインダー２〜0.5wt％、グラファイト化
炭素繊維0.5〜25wt％、残部正極活物質から成る請求項
１又は２に記載の非水電解液二次電池用正極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63247130A JP2691580B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 非水電解液二次電池用正極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63247130A JP2691580B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 非水電解液二次電池用正極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0294363A JPH0294363A (ja) | 1990-04-05 |
| JP2691580B2 true JP2691580B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=17158881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63247130A Expired - Fee Related JP2691580B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 非水電解液二次電池用正極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2691580B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04282561A (ja) * | 1991-03-11 | 1992-10-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
| JPH04289658A (ja) * | 1991-03-19 | 1992-10-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
| EP1016156B1 (en) * | 1997-06-27 | 2003-08-27 | Lg Chemical Limited | Lithium ion secondary battery and manufacturing method of the same |
| JP2011187419A (ja) * | 2010-03-11 | 2011-09-22 | Jx Nippon Mining & Metals Corp | リチウムイオン電池用正極、及び、リチウムイオン電池 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5549866A (en) * | 1978-10-06 | 1980-04-10 | Hitachi Ltd | Primary battery |
| JPS62143365A (ja) * | 1985-12-17 | 1987-06-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 有機電解液電池の製造法 |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP63247130A patent/JP2691580B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5549866A (en) * | 1978-10-06 | 1980-04-10 | Hitachi Ltd | Primary battery |
| JPS62143365A (ja) * | 1985-12-17 | 1987-06-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 有機電解液電池の製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0294363A (ja) | 1990-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5017446A (en) | Electrodes containing conductive metal oxides | |
| US4980250A (en) | Secondary battery | |
| US4197366A (en) | Non-aqueous electrolyte cells | |
| EP0551227A1 (en) | Lead-acid battery with dimensionally isotropic graphite additive in active material | |
| CN1240152C (zh) | 二次电池 | |
| JPH08162153A (ja) | 非水溶媒二次電池 | |
| CN114023965A (zh) | 固态锂电池 | |
| JP2691580B2 (ja) | 非水電解液二次電池用正極 | |
| JPH07211320A (ja) | 正極合剤およびそれを用いた電池 | |
| JPH0660880A (ja) | リチウム二次電池 | |
| JP2007149533A (ja) | 電極、およびそれを用いた電気化学セル | |
| JPH065288A (ja) | カ―ボン電極とこれを用いたリチウム二次電池 | |
| JP3954455B2 (ja) | リチウム二次電池用極板およびリチウム二次電池 | |
| CA1082306A (en) | Binder for pressed nickel electrodes | |
| KR102398214B1 (ko) | 납산전지용 전극 및 이를 포함하는 납산 기반 축전지 시스템 | |
| JP2777383B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
| KR102085301B1 (ko) | 납산전지용 다층구조상 전극 및 이를 포함하는 납산 기반 축전지 시스템 | |
| JPH02148654A (ja) | 非水電解質電池 | |
| JPH02239572A (ja) | ポリアニリン電池 | |
| JPS58163172A (ja) | アルカリ亜鉛蓄電池 | |
| JP3434557B2 (ja) | 非水溶媒二次電池 | |
| JPH065287A (ja) | カ―ボン電極とこれを用いたリチウム二次電池 | |
| JPH10334887A (ja) | リチウムイオン二次電池用負極 | |
| JP3389307B2 (ja) | リチウム二次電池の負極体 | |
| KR20210107758A (ko) | 복합 재료 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |