JP2927440B2 - 非水電解液電池における正極の製造方法 - Google Patents
非水電解液電池における正極の製造方法Info
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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、非水電解液電池における正極の製造方法
に関し、特に正極板表面に遊離しやすい状態で存在する
正極粉末を原因とする電圧異状を予め防止するための製
造方法に関する。
に関し、特に正極板表面に遊離しやすい状態で存在する
正極粉末を原因とする電圧異状を予め防止するための製
造方法に関する。
《従来の技術》 スパイラル形非水電解液電池に用いられる正極は、二
酸化マンガンを主剤としてこれにグラファイト、アセチ
レンブラックおよびポリテトラフルオルエチレンなどの
バインダを加えて混練し、シート状に成形した後、これ
を180〜210℃で数時間加熱乾燥したものであって、その
正極板と金属リチウムなどの負極板をセパレータを介し
て積層し、渦巻状に形成することによって電池を構成す
るようにしている。
酸化マンガンを主剤としてこれにグラファイト、アセチ
レンブラックおよびポリテトラフルオルエチレンなどの
バインダを加えて混練し、シート状に成形した後、これ
を180〜210℃で数時間加熱乾燥したものであって、その
正極板と金属リチウムなどの負極板をセパレータを介し
て積層し、渦巻状に形成することによって電池を構成す
るようにしている。
《発明が解決しようとする課題》 以上のようにして形成された前記シート状正極板の表
面には合成組成物の粒子や微粉末が表面から遊離しやす
いで存在し、表面の平滑化を損なっていた。またこれら
の粒子や微粉末はセパレータの一部を突き破り、正負極
間の短絡現象を引き起こす原因となっていた。
面には合成組成物の粒子や微粉末が表面から遊離しやす
いで存在し、表面の平滑化を損なっていた。またこれら
の粒子や微粉末はセパレータの一部を突き破り、正負極
間の短絡現象を引き起こす原因となっていた。
例えば、厚み25μｍ程度のポリプロピレンフィルムを
セパレータとして用いた場合には、従来の不織布からな
るセパレータに比べて厚みが薄くなり、その分だけ極間
距離が短くなり、電池性能を向上するために有利となる
が、このような薄いフィルムをセパレータに用いた場合
には特に前記粒子や微粉末がセパレータに貫通し易く、
正負極間の短絡現象の確率が高かった。
セパレータとして用いた場合には、従来の不織布からな
るセパレータに比べて厚みが薄くなり、その分だけ極間
距離が短くなり、電池性能を向上するために有利となる
が、このような薄いフィルムをセパレータに用いた場合
には特に前記粒子や微粉末がセパレータに貫通し易く、
正負極間の短絡現象の確率が高かった。
この短絡現象によって電池の製造工程中の歩留まりが
低下することは勿論であるとともに、貯蔵中に電圧異状
を起こすことがあるなど電池の安全性にも問題を生じて
いた。
低下することは勿論であるとともに、貯蔵中に電圧異状
を起こすことがあるなど電池の安全性にも問題を生じて
いた。
この発明は以上の問題点を解決するものであって、前
記正極板の表面を平滑化し、粒子の微粉末を表面に固定
してしまうことにより、セパレータ貫通を極力防止し、
これによる種々の不具合を防止するようにした非水電解
液電池における正極の製造方法を提供することを目的と
するものである。
記正極板の表面を平滑化し、粒子の微粉末を表面に固定
してしまうことにより、セパレータ貫通を極力防止し、
これによる種々の不具合を防止するようにした非水電解
液電池における正極の製造方法を提供することを目的と
するものである。
《課題を解決するための手段》 前記目的を達成するため、この発明の製造方法は、シ
ート状に形成された正極板の表面に正極合剤の粒子や微
粉末が遊離しやすい状態で付着しているものにおいて、
該正極板を合成高分子物質の水溶液または水性分散液ま
たは溶剤分散液に短時間浸漬することによって該合成高
分子物質を該正極板の前記粒子や微粉末に他の平坦部分
よりも密に付着させ、その後前記合成高分子物質の融点
以上、炭化温度以下の温度範囲で熱処理し、その後の乾
燥によって該合成高分子物質が熱収縮して該正極板の表
面の前記粒子や微粉末の部分に密に集合して当該部分の
該粒子や微粉末を固着するとともにその他の平坦部分に
は殆ど付着しないようにしてなることを特徴とするもの
である。
ート状に形成された正極板の表面に正極合剤の粒子や微
粉末が遊離しやすい状態で付着しているものにおいて、
該正極板を合成高分子物質の水溶液または水性分散液ま
たは溶剤分散液に短時間浸漬することによって該合成高
分子物質を該正極板の前記粒子や微粉末に他の平坦部分
よりも密に付着させ、その後前記合成高分子物質の融点
以上、炭化温度以下の温度範囲で熱処理し、その後の乾
燥によって該合成高分子物質が熱収縮して該正極板の表
面の前記粒子や微粉末の部分に密に集合して当該部分の
該粒子や微粉末を固着するとともにその他の平坦部分に
は殆ど付着しないようにしてなることを特徴とするもの
である。
前記合成高分子物質は、ポリエチレン（PE、以下略号
を使用する）、ポリビニールアルコール（PVA）、カル
ボキシルメチルセルロース（CMC）、ポリビニールブチ
ラール（PVB）およびその塩のうちから選ばれた一種な
いしは二種以上を組合せたものを用いることができる。
を使用する）、ポリビニールアルコール（PVA）、カル
ボキシルメチルセルロース（CMC）、ポリビニールブチ
ラール（PVB）およびその塩のうちから選ばれた一種な
いしは二種以上を組合せたものを用いることができる。
前記正極板のより詳しい製造手順は以下の通りであ
る。
る。
まず、定法によりシート状正極板を製造する。
すなわち、二酸化マンガンを主剤とし、これに導電材
としてグラファイト、アセチレンブラックおよびポリテ
トラフルオルエチレンなどのバインダ、水を加えて混練
し、これをシート状に成形する。
としてグラファイト、アセチレンブラックおよびポリテ
トラフルオルエチレンなどのバインダ、水を加えて混練
し、これをシート状に成形する。
次いでこのシート状正極板を浸漬処理および加熱処理
を行う。
を行う。
浸漬処理は、前述の合成高分子物質の水溶液、水性分
散液、または溶媒分散液の貯蔵槽中にシート状正極板を
極短時間の間浸漬し、表面に合成高分子物質の付着させ
る。この際、正極板から遊離しやすい状態で付着してい
る正極合剤の粒子や微粉末に合成高分子物質が密に付着
されるように予め合成高分子物質の濃度を設定してお
く。
散液、または溶媒分散液の貯蔵槽中にシート状正極板を
極短時間の間浸漬し、表面に合成高分子物質の付着させ
る。この際、正極板から遊離しやすい状態で付着してい
る正極合剤の粒子や微粉末に合成高分子物質が密に付着
されるように予め合成高分子物質の濃度を設定してお
く。
この場合、樹脂の濃度が濃すぎると表面全体を厚く覆
ってしまい、電池の内部抵抗が大となるので好ましくな
く、また樹脂の濃度が薄すぎると上述した効果が得られ
ないので、以下のごとく樹脂の種類に応じた濃度および
浸漬時間を設定する必要がある。
ってしまい、電池の内部抵抗が大となるので好ましくな
く、また樹脂の濃度が薄すぎると上述した効果が得られ
ないので、以下のごとく樹脂の種類に応じた濃度および
浸漬時間を設定する必要がある。
（樹脂の種類と溶媒種類、濃度および浸漬時間） PE 水分散液、樹脂含量30％、 浸漬時間は10〜15sec程度。
PVA 水溶液、樹脂含量20％、 浸漬時間は５〜10sec程度。
CMC 水溶液、樹脂含量20％ 浸漬時間は５〜10sec程度。
PVB アルコール溶液、樹脂含量15％ 浸漬時間は３〜7sec程度。
その後真空乾燥炉中で数時間低温加熱（５〜６時間、
50℃〜110℃）して水分または溶剤分を完全に除去した
後、前記合成高分子物質の融点以上、炭化温度以下の範
囲でさらに数時間加熱する。
50℃〜110℃）して水分または溶剤分を完全に除去した
後、前記合成高分子物質の融点以上、炭化温度以下の範
囲でさらに数時間加熱する。
この加熱温度範囲は、前述のごとく掲げた各高分子物
質によって異なり、次に示すように、各高分子物質の融
点および炭化温度から定められる。
質によって異なり、次に示すように、各高分子物質の融
点および炭化温度から定められる。
（各樹脂の融点および炭化温度） PE 融点 :110〜120℃ 炭化温度 :350〜470℃ PVA 融点 :130〜135℃ 炭化温度 :290〜390℃ CMC 融点 :165〜175℃ 炭化温度 :250〜290℃ PVB 融点 :190〜210℃ 炭化温度 :350〜400℃ 以上の各樹脂の特性に応じて、各樹脂の処理温度範囲
が定められるが、この場合、融点，炭化温度ともに必ず
しも臨界的に温度が定まるとは限らず、同一物質と言え
ども分子量の差異，含有水分の差異などにより、微視的
にみれば、上述した温度範囲により若干ずれることも考
えなくてはならない。以上のことを鑑みて熱処理温度は
次の通り決められる。
が定められるが、この場合、融点，炭化温度ともに必ず
しも臨界的に温度が定まるとは限らず、同一物質と言え
ども分子量の差異，含有水分の差異などにより、微視的
にみれば、上述した温度範囲により若干ずれることも考
えなくてはならない。以上のことを鑑みて熱処理温度は
次の通り決められる。
PE 130℃〜300℃ PVA 150℃〜260℃ CMC 190℃〜240℃ PVB 230℃〜300℃ 以上の各樹脂に応じた温度範囲での加熱によって前記
合成高分子物質は一旦溶融し、表面に薄い被膜を形成す
る。その後の乾燥によって合成高分子物質が熱収縮する
と、正極板の表面の前記粒子や微粉末の部分に密に集合
して当該部分の粒子や微粉末を固着するとともにその他
の平坦部分には殆ど付着しないようになる。このように
して、被膜形成時において正極板の表面から遊離した粒
子および微粉末を固めてしまい、これらの剥落を未然に
防止することになる。
合成高分子物質は一旦溶融し、表面に薄い被膜を形成す
る。その後の乾燥によって合成高分子物質が熱収縮する
と、正極板の表面の前記粒子や微粉末の部分に密に集合
して当該部分の粒子や微粉末を固着するとともにその他
の平坦部分には殆ど付着しないようになる。このように
して、被膜形成時において正極板の表面から遊離した粒
子および微粉末を固めてしまい、これらの剥落を未然に
防止することになる。
処理終了後この正極板を所定寸法に切断し、これを金
属リチュウムなどの負極板とセパレータを介して積層し
て渦巻状に形成し、非水電解液とともに電池ケース内に
収容し、正負極リード板をそれぞれの端子板に接続し、
密封することによってスパイラル形非水電解液電池を完
成する。
属リチュウムなどの負極板とセパレータを介して積層し
て渦巻状に形成し、非水電解液とともに電池ケース内に
収容し、正負極リード板をそれぞれの端子板に接続し、
密封することによってスパイラル形非水電解液電池を完
成する。
《作 用》 以上の方法により、正極板の表面に遊離しやすい状態
で付着している正極合剤の粒子や微粉末に合成高分子物
質が密に付着され、その他の正極板の平坦部分には粗に
付着されることになる。そして、その後前記合成高分子
物質の融点以上、炭化温度以下の温度範囲で熱処理し、
乾燥すると、合成高分子物質が熱収縮して正極板の表面
の前記粒子や微粉末の部分に密に集合して当該部分の粒
子や微粉末を固着するとともにその他の平坦部分には殆
ど付着しないようなる。
で付着している正極合剤の粒子や微粉末に合成高分子物
質が密に付着され、その他の正極板の平坦部分には粗に
付着されることになる。そして、その後前記合成高分子
物質の融点以上、炭化温度以下の温度範囲で熱処理し、
乾燥すると、合成高分子物質が熱収縮して正極板の表面
の前記粒子や微粉末の部分に密に集合して当該部分の粒
子や微粉末を固着するとともにその他の平坦部分には殆
ど付着しないようなる。
したがってこれをセパレータに圧着した状態では、前
記粒子、微粉末のセパレータ貫通がなく、セパレータ貫
通を原因とする正負極間の短絡現象を未然に防止する。
記粒子、微粉末のセパレータ貫通がなく、セパレータ貫
通を原因とする正負極間の短絡現象を未然に防止する。
《発明の効果》 以上説明したように、この発明の製造方法にあって
は、以下の効果がある。
は、以下の効果がある。
正極板表面に遊離した合剤粒子、微粉末によるセパレ
ータ貫通がなく、これによる正負極間の短絡現象を減少
させることができる。
ータ貫通がなく、これによる正負極間の短絡現象を減少
させることができる。
短絡現象による電池製造工程中の歩留まり低下、貯蔵
中の電圧異状を防止でき、貯蔵中における安全性を向上
できる。
中の電圧異状を防止でき、貯蔵中における安全性を向上
できる。
《実 施 例》 以下、この発明の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。
る。
但し、この発明方法は以下の実施例にのみ限定される
ものではない。
ものではない。
実施例1. CR2/3 ８・Ｈの電池用の正極板として、二酸化マン
ガンとグラファイトおよびポリテトラフルオルエチレン
をバインダとしてこれらの混合物に水を加えて混練し、
幅30,長さ240,厚み0.45mmのシート状に成形した。
ガンとグラファイトおよびポリテトラフルオルエチレン
をバインダとしてこれらの混合物に水を加えて混練し、
幅30,長さ240,厚み0.45mmのシート状に成形した。
このシートを樹脂分30％のPE水分散液中に10〜15sec
浸漬し、その後60℃で５時間乾燥した後さらに真空乾燥
炉中で130〜400℃の各温度で５時間加熱し、その後取り
出してこれを正極板とした。
浸漬し、その後60℃で５時間乾燥した後さらに真空乾燥
炉中で130〜400℃の各温度で５時間加熱し、その後取り
出してこれを正極板とした。
そして、この正極板を用いてスパイラル形の非水電解
液電池を形成し、電池100個当たりの電圧不良発生数を
同一の加熱温度での未処理のものと比較したところ、以
下の表１に示す結果を得られた。なお、用いたセパレー
タは、いずれも厚さ25μのポリプロピレンマイクロポー
ラスフィルムであり、処理した場合と未処理の場合で異
なるのみであって、その他のファクターは一定である。
液電池を形成し、電池100個当たりの電圧不良発生数を
同一の加熱温度での未処理のものと比較したところ、以
下の表１に示す結果を得られた。なお、用いたセパレー
タは、いずれも厚さ25μのポリプロピレンマイクロポー
ラスフィルムであり、処理した場合と未処理の場合で異
なるのみであって、その他のファクターは一定である。
以上の表から明らかなように、PE処理した正極板を用
いた非水電解液電池は未処理のものに比べて電圧不良個
数が極端に少ない。
いた非水電解液電池は未処理のものに比べて電圧不良個
数が極端に少ない。
また、350℃以上ではPE処理したものであっても電圧
不良があるが、これは加熱温度が炭化温度以上となり、
表面の平滑化を保てなくなったものと考えられる。
不良があるが、これは加熱温度が炭化温度以上となり、
表面の平滑化を保てなくなったものと考えられる。
さらに、表１には現れていないが150℃を下回った温
度ではPE処理したものの電池の内部抵抗は増加する傾向
にある。
度ではPE処理したものの電池の内部抵抗は増加する傾向
にある。
これは、150℃以下では表面の樹脂層が密になったま
まの状態が保たれ、これによって内部抵抗の増加を招来
すると考えられる。
まの状態が保たれ、これによって内部抵抗の増加を招来
すると考えられる。
したがって、好ましくは、PE処理の場合には加熱温度
は150〜240℃程度である。
は150〜240℃程度である。
実施例2. 次にその他の合成高分子に浸漬処理した正極と未処理
のものの電圧不良数を表３に示す。これらの例では前記
と同様の作業手順にしたがって処理が行われた。
のものの電圧不良数を表３に示す。これらの例では前記
と同様の作業手順にしたがって処理が行われた。
但し、熱処理条件は各合成高分子によって以下の表２
に示すように行った。
に示すように行った。
この表３からも明らかなように各合成高分子の融点、
炭化温度に応じて最も良い条件下では電圧不良は大きく
減少する。なお、これら各実施例の場合においても、処
理温度が各樹脂の融点より若干高い程度（具体的には融
点より20〜30℃高い温度）では、前述のPEの場合と同様
内部抵抗が増加するので、少なくとも融点より更に50℃
以上高い温度で加熱処理することが望ましい。
炭化温度に応じて最も良い条件下では電圧不良は大きく
減少する。なお、これら各実施例の場合においても、処
理温度が各樹脂の融点より若干高い程度（具体的には融
点より20〜30℃高い温度）では、前述のPEの場合と同様
内部抵抗が増加するので、少なくとも融点より更に50℃
以上高い温度で加熱処理することが望ましい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 泰俊 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 (72)発明者 阿部 裕治 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51−47225（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−170357（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 4/06 - 4/08 H01M 6/16
Claims (3)
- 【請求項１】内部に多孔性フィルムからなるセパレータ
を挟んで正極板と負極板とを対向して積層した非水電解
液電池であって、シート状に形成された正極板の表面に
正極合剤の粒子や微粉末が遊離しやすい状態で付着して
いるものにおいて、該正極板を合成高分子物質の水溶液
または水性分散液または溶剤分散液に短時間浸漬するこ
とによって該合成高分子物質を該正極板の前記粒子や微
粉末に他の平坦部分よりも密に付着させ、その後前記合
成高分子物質の融点以上、炭化温度以下の温度範囲で熱
処理し、その後の乾燥によって該合成高分子物質が熱収
縮して該正極板の表面の前記粒子や微粉末の部分に密に
集合して当該部分の該粒子や微粉末を固着するとともに
その他の平坦部分には殆ど付着しないようしてなること
を特徴とする非水電解液電池における正極の製造方法。 - 【請求項２】前記合成高分子物質は、ポリエチレン、ポ
リビニールアルコール、カルボキシルメチルセルロー
ス、ポリビニールブチラールおよびその塩のうちから選
ばれた一種ないしは二種以上の組合せであることを特徴
とする請求項１記載の非水電解液電池における正極の製
造方法。 - 【請求項３】前記熱処理の温度範囲が、ポリエチレンに
ついては、130〜300℃、ポリビニールアルコールについ
ては150℃〜260℃、カルボキシメチルセルロースについ
ては190℃〜240℃、ポリビニールブチラールについては
230℃〜300℃であることを特徴とする請求項２記載の非
水電解液電池における正極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1022677A JP2927440B2 (ja) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | 非水電解液電池における正極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1022677A JP2927440B2 (ja) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | 非水電解液電池における正極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02204963A JPH02204963A (ja) | 1990-08-14 |
| JP2927440B2 true JP2927440B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=12089493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1022677A Expired - Lifetime JP2927440B2 (ja) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | 非水電解液電池における正極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2927440B2 (ja) |
-
1989
- 1989-02-02 JP JP1022677A patent/JP2927440B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02204963A (ja) | 1990-08-14 |
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