JP2872354B2 - 非水系電池電極の製造方法 - Google Patents
非水系電池電極の製造方法Info
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
伴い電源となる電池に対しても小型軽量化の要望が非常
に大きい。かかる要求を満足するには従来の一般的な水
系電解液を用いた電池では不可能なことから、非水系電
池が注目されている。かかる非水系電池は小型、軽量化
という点で優れた性能を有しており、リチウム電池に代
表される一次電池、更にはリチウム/二硫化チタン二次
電池等が提案されており、その一部については既に実用
化されている。
度、小型軽量といった性能面では優れているものの、水
系電池に比べ出力特性に難点があり、広く一般に用いら
れるまでに至っていない。特に出力特性が要求される二
次電池の分野ではこの欠点が実用化を妨げている一つの
要因となっている。非水系電池が出力特性に劣る原因は
水系電解液の場合イオン電導度が高く、通常10-1Ω-1CM
-1オーダーの値を有するのに対し、非水系の場合通常10
-2〜10-4Ω-1CM-1と低いイオン電導度しか有していない
ことに起因する。
大きくすること、即ち薄膜、大面積電極を用いることが
考えられる。
体を混合し、圧縮成形する方法が一般的である。かかる
方法の場合、絶縁性物質であるバインダーの電極活物質
に対する影響が比較的少なく、又用いるバインダーの種
類、形状も制限が少ないという利点がある反面、薄膜・
大面積の電極を製造することは極めて困難である。
合体の溶剤溶液に電極活物質を分散した後、塗工乾燥す
ることにより電極を成形する方法が知られている。この
方法によれば薄膜・大面積の電極が容易に得られ非常に
好都合である反面、絶縁性物質であるバインダーの電極
活物質に対する影響が著しく大きく、該電極を電池に組
み立てた場合、例えば著しい過電圧の上昇がみられ実用
的な方法ではなかった。
に用いたスラリーを用いた塗布成形法は、実用的な製造
プロセスという観点からは未だ問題が解決されていない
のが現状である。
に於て容易に優れた電池性能を有する電池電極を製造し
うる、電池電極の製造方法を提供するために成されたも
のである。
造方法において、負極の電極活物質である炭素質材料と
非フッ素系有機重合体の水性分散体からなるスラリーを
基材に塗布乾燥させることを特徴とする非水系電池電極
の製造方法が提供される。
ーとして電極活物質を成形した場合、バインダー量が少
ない場合スラリーの乾燥過程でバインダーのマイグレー
ションが起こるために電極下層部のバインダー量が少な
くなり、電極強度が著しく弱くなる。この様な電極では
電極基板からの電極の剥離等が起こり、実用的ではな
い。一方バインダー量を多くすると強度的には充分な電
極が得られるが、電池特性として好ましくない現象が見
いだされる。かかる現象は近年注目を浴びている炭素質
材料を負極として用いる場合に顕著に見いだされる。
活物質からなるスラリーを用いる代わりに、分散媒に分
散した粒状バインダーと電極活物質からなるスラリーを
用いることにより薄膜・大面積の電極の製造に好適であ
る塗工が実用上の問題を生じることなく可能であること
を見いだした。
は、例えば低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、
エチレン/アクリル酸(塩)共重合体、アクリル系重合
体、ビニル系重合体、スチレン/ブタジエンゴム等の10
μ以下の粒子、好ましくは5μ以下更に好ましくは0.5
μ以下の粒子を含む水性分散媒への分散体をいう。
重合せしめることにより水性分散体を直接製造する方
法、又は重合体もしくは共重合体を水に再分散せしめる
方法等により工業的に製造されるものである。
レン(テフロン)水性分散体が用いられるケースがある
が、かかるフッ素系重合体は還元条件下において意外と
弱く、本発明の目的とする炭素質材料粉末を負極活物質
とする電極のバインダーとして用いた場合には性能劣化
が大きく用いることは出来ない。
常電極活物質100重量部に対して0.1〜20重量部好ましく
は0.5〜10重量部の範囲である。
いが、通常電極活物質100重量部に対して分散媒30〜200
重量部好ましくは40〜150重量部の範囲である。
重合体の水性分散体からなるが、必ずしもこれ以外の成
分を排除するものではない。例えばスラリー粘度調整の
ために少量の増粘剤等の各種添加剤を加えたものも含ま
れる。
下、スラリーの安定性の低下、又得られる電極の塗膜内
での粒子間抵抗の増大等の問題より、0.1〜50μ、好ま
しくは3μ〜25μ、更に好ましくは5μ〜15μの範囲で
あることが好適である。
電極が成形される。この時要すれば集電体材料と共に成
形しても良いし、又、別法としてアルミ箔、銅箔等の集
電体を基材として用いることもできる。
マバー法、グラビヤ法、エアーナイフ法等任意のコータ
ーヘッドを用いることができる。
系電池の負極として用いた場合、特に優れた電池性能を
得ることができる。
合、非水電解液の電解質としては特に限定されないが、
一例を示せば、LiClO4,LiBF4,LiAsF6,CF3SO3Li,LiPF6,L
iI,LiAlCl4,NaClO4,NaBF4,NaI,(n−Bu)4NClO4,(n
−Bu)4NBF4,KPF6等が挙げられる。又、用いられる電解
液の有機溶媒としては、例えばエーテル類、ケトン類、
ラクトン類、ニトリル類、アミン類、アミド類、硫黄化
合物、塩素化炭化水素類、エステル類、カーボネート
類、ニトロ化合物、リン酸エステル系化合物、スルホラ
ン系化合物等を用いることができるが、これらのうちで
もエーテル類、ケトン類、ニトリル類、塩素化炭化水素
類、カーボネート類、スルホラン系化合物が好ましい。
メチルテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、アニソ
ール、モノグライム、アセトニトリル、プロピオニトリ
ル、4−メチル−2−ペンタノン、ブチロニトリル、バ
レロニトリル、ベンゾニトリル、1,2−ジクロロエタ
ン、γ−ブチロラクトン、ジメトキシエタン、メチルフ
オルメイト、プロピレンカーボネート、エチレンカーボ
ネート、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシ
ド、ジメチルチオホルムアミド、スルホラン、3−メチ
ル−スルホラン、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル
およびこれらの混合溶媒等をあげることができるが、必
ずしもこれらに限定されるものではない。
ないが例示すれば、MnO2,MoO3,V2O5,V6O13,Fe2O3,Fe
3O4,Li(1-x)CoO2,Li(1-x)・NiO2,TiS2,TiS3,MoS3,FeS2,
CuF2,NiF2等の無機化合物、フッ化カーボン、グラファ
イト、気相成長炭素繊維及び/又はその粉砕物、PAN系
炭素繊維及び/又はその粉砕物、ピッチ系炭素繊維及び
/又はその粉砕物等の炭素材料、ポリアセチレン、ポリ
−p−フェニレン等の導電性高分子等が挙げられる。
等のリチウムイオン含有複合酸化物を用いた場合、正負
極共に放電状態で組立ることが可能となり好ましい組合
せとなる。
等の部品を用いて電池が構成される。又、電池の構造と
しては、特に限定されるものではないが、正極、負極、
更に要すればセパレーターを単層又は複層としたペーパ
ー型電池、又は正極、負極、更に要すればセパレーター
をロール状に巻いた円筒状電池等の形態が一例として挙
げられる。
る。
e)を平均粒径10μmに粉砕した。この粉砕物100重量部
に対しポリエチレンエマルジョン20重量部(三井石油化
学社製ケミパールS−100,固形分27重量%)、増粘剤と
してカルボキシメチルセルロース水溶液(固形分1重量
%)100重量部、1/10規定アンモニア水1重量部を加
え、混合し、塗工液とした。10μNi箔を基材としてこの
塗工液を160g/m2で塗布乾燥し、厚さ150μの負極電極を
得た。
とグラファイト粉7.5重量部、アセチレンブラック2.5重
量部を混合し、フッ素ゴムのメチルイソブチルケトン溶
液(濃度4重量%)を50重量部加え混合撹拌し塗工液と
した。市販Al箔(厚さ15μ)を基材としてこの塗工液を
290g/m2で塗布乾燥し、厚さ110μの正極電極を得た。
す電池を組立た。この電池を4.2Vまで充電し、10mA(2m
A/cm2)で2.7Vまで放電するサイクルを繰り返した。こ
の電池の充放電サイクルにおける過電圧、充放電効率の
サイクル保持率は第1表に示す通りであった。
ニードルコークス粉末100重量部、ポリエチレンエマル
ジョン37重量部、水138重量部、1/10規定アンモニア水
1重量部からなる塗工液に変えた以外は全く同様の操作
を行った。
ニードルコークス粉末100重量部、カルボキシ変成スチ
レン/ブタジエンエマルジョン(旭化成社製DL−636)
(固形分50重量%)16重量部、水124重量部、1/10規定
アンモニア水5重量部からなる塗工液に変えた以外は全
く同様の操作を行った。
μの粉末を用いた以外は全く同様の操作を行った。
の粉末を用いた以外は全く同様の操作を行った。
%)100重量部に平均粒径10μのニードルコークス粉末1
00重量部からなる塗工液を用い負極電極を得た以外は実
施例1と全く同様の操作を行った。
容易に製造でき、また該電池電極を用いた電池は電流効
率に優れ、容量保持率(サイクル性)に優れ、更に過電
圧も低く、近年社会的ニーズの大きい小型軽量で性能の
優れた電池を得るために、極めて有用である。
において、1は正極、2は負極、3,3′は集電棒、4,4′
はSUSネット、5,5′は外部電極端子、6は電池ケース、
7はセパレーター、8は電解液又は固体電解質である。
Claims (3)
- 【請求項1】正負極を備えた非水系電池電極の製造方法
において、負極の電極活物質である炭素質材料と非フッ
素系有機重合体の水性分散体からなるスラリーを基材に
塗布乾燥させることを特徴とする非水系電池電極の製造
方法。 - 【請求項2】非フッ素系有機重合体の水性分散体が、重
合体もしくは共重合体を水に再分散せしめることにより
得られることを特徴とする請求項1に記載の非水系電池
電極の製造方法。 - 【請求項3】非フッ素系有機重合体の水性分散体が、乳
化重合法によりモノマーを重合せしめることにより得ら
れることを特徴とする請求項1に記載の非水系電池電極
の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2157556A JP2872354B2 (ja) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | 非水系電池電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2157556A JP2872354B2 (ja) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | 非水系電池電極の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0451459A JPH0451459A (ja) | 1992-02-19 |
JP2872354B2 true JP2872354B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=15652267
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2157556A Expired - Lifetime JP2872354B2 (ja) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | 非水系電池電極の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2872354B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7935442B2 (en) | 2005-05-17 | 2011-05-03 | Lg Chem, Ltd. | Polymer binder for electrochemical device comprising multiply stacked electrochemical cells |
Families Citing this family (4)
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---|---|---|---|---|
JP2548460B2 (ja) * | 1991-01-30 | 1996-10-30 | 松下電器産業株式会社 | 非水電解質二次電池用負極 |
JP2002075373A (ja) * | 2000-08-24 | 2002-03-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水系二次電池 |
CN101156264B (zh) | 2005-04-07 | 2011-05-25 | Lg化学株式会社 | 用于锂二次电池的具有优良的倍率特性和长期循环性能的粘合剂 |
CN107710470B (zh) | 2015-11-05 | 2021-01-22 | 日本染化株式会社 | 锂离子二次电池的负极用粘合剂、负极用浆料组合物及负极以及锂离子二次电池 |
-
1990
- 1990-06-18 JP JP2157556A patent/JP2872354B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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