JP3030149B2 - 非水系電解液電池 - Google Patents

非水系電解液電池

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JP3030149B2 JP4006736A JP673692A JP3030149B2 JP 3030149 B2 JP3030149 B2 JP 3030149B2 JP 4006736 A JP4006736 A JP 4006736A JP 673692 A JP673692 A JP 673692A JP 3030149 B2 JP3030149 B2 JP 3030149B2
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精司 吉村
昌利 高橋
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は非水系電解液電池の正、
負極を作成する際に用いる結着剤に関する。
【0002】
【従来の技術】充放電可能な正極と、リチウムを活物質
とする負極と、を用いた非水系電解液電池は、その高エ
ネルギー密度や優れた保存特性などが注目され、現在も
活発な研究開発が行われている。然し乍らこの種の電池
は電解液に有機溶媒を用いているため水溶液系に比べ電
導度が低く高率特性が劣る。そのため正、負の電極を薄
型化し電極面積を大きくして高い電流が取れるよう工夫
されている。現在では金属箔から成る芯材の表面に活物
質合剤をスラリー状にして塗布する方法が採用されてい
る。
【0003】一方、このような芯材の表面への活物質合
剤のスラリー状塗布方法においては、結着剤とそれを溶
解または分散させる溶媒の選択が重要とされており、現
在ではその結着剤としてポリフッ化ビニリデンが用いら
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところがこのポリフッ
化ビニリデンの融点は約150℃と低く、活物質合剤塗
布後の熱処理温度に制約があって、その活物質合剤中の
水分や不純物を十分に取り除くことができない大きな問
題を抱えていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために為されたものであって、非水系電解液
電池の正、負極を作成する際に用いる結着剤としてポリ
トリフルオロエチレン(三フッ化エチレン樹脂)を用い
ている。
【0006】
【作用】ポリトリフルオロエチレン(三フッ化エチレン
樹脂)の融点は約250℃と高いので、電極芯材の表面
への活物質合剤のスラリー状塗布後の熱処理が高温で行
うことができ、水分や不純物を十分に除去し得、保存特
性並びにサイクル特性を向上せしめることができる。
【0007】
【実施例】以下に本発明電池の実施例と比較例との対比
に言及し詳述する。
【0008】[実施例1]第1図は本発明の一実施例と
しての円筒形非水系電解液二次電池の中央縦断面図を示
す。負極1と正極2とをセパレータ3を介して渦巻き状
に巻取り円筒形の電池を組み立てた。
【0009】負極1はリチウムの吸蔵・放出可能なカ−
ボン95重量%に、結着剤としてポリトリフルオロエチ
レン(三フッ化エチレン樹脂)5重量%の割合で加え、
溶剤としてNーメチルー2ーピロリドンを用いてスラリ
ー状にし芯材としての銅箔の両面に塗布されている。ま
たこの負極1は負極缶4に負極リード5で接合されてい
る。
【0010】正極2は充放電可能な活物質であるコバル
ト酸化物90重量%に、導電剤としてアセチレンブラッ
ク5重量%及び結着剤としてポリトリフルオロエチレン
(三フッ化エチレン樹脂)5重量%の割合で加え、負極
と同様、スラリー状にし芯材としてのアルミ箔の両面に
塗布し電極化したものである。そしてこれを正極キャッ
プ6にリード7で接合した。この際、正、負両電極1、
2は約200℃で真空で熱処理して乾燥している。セパ
レータ3はポリプロピレン製多孔性膜から成り、プロピ
レンカーボネイトとジメチルカーボネートとの混合物
(50:50体積%)にリチウム塩としてのヘキサフル
オロリン酸リチウム(フッ素系ルイス酸リチウム)を1
モル/リットルの割合で溶解した電解液が含浸されてい
る。8は絶縁パッキングであり、この電池寸法は直径1
4.2mm、高さ50mmである。このようにして作成
された電池を本発明電池Aとした。
【0011】[比較例1]結着剤としてポリフッ化ビニ
リデンを用いた以外は前記実施例1と同様の電池を作成
した。この時は、正、負両電極1、2は約120℃の真
空中での熱処理乾燥した。そしてこの電池を比較電池W
とした。
【0012】[比較例2]正、負両電極を約200℃で
真空乾燥した以外は前記比較例1と同様の電池を作成し
た。そしてこの電池を比較電池Xとした。
【0013】これらの電池A、W、Xを用い、保存前後
の放電特性を調べた。この時の条件は、各電池を充電状
態で60℃で20日間保存した後、放電電流100mA
で放電するものである。この結果を図2に示す。この図
2の保存特性図から、本発明電池Aは、比較電池W、X
に比べて保存特性に優れていることが理解される。
【0014】次に、二次電池の基本特性であるサイクル
特性を比較した。この時の充放電条件は、充放電電流を
100mA、初期容量の80%劣化した時点で電池のサ
イクル寿命とした。この結果を図3に示す。この図3の
サイクル特性図から、本発明電池Aは、比較電池W、X
に比べてサイクル特性においても優れていることが分か
る。
【0015】[実施例2]正極2に充放電可能なマンガ
ン酸化物を用い、有機溶媒としてプロピレンカ−ボネイ
トとγーブチロラクトンとの混合物(30:70体積
%)を用い、溶質にテトラフルオロホウ酸リチウムを用
い、結着剤を溶解させる溶剤にメチルホルムアミドを用
いた以外は前記実施例1と同様の電池を作成した。そし
てこの電池を本発明電池Bとした。
【0016】[比較例3]結着剤としてポリフッ化ビニ
リデンを用いた以外は前記実施例2と同様の電池を作成
した。この時は正、負両電極1、2は約120℃で真空
中での熱処理乾燥した。そしてこの電池を比較電池Yと
した。
【0017】[比較例4]正、負両電極を約200℃で
真空乾燥した以外は前記比較例3と同様の電池を作成し
た。そしてこの電池を比較電池Zとした。
【0018】これらの電池B、Y、Zを用い、サイクル
特性を比較した。この時の充放電条件は、充放電電流を
100mA、初期容量の80%劣化した時点で電池のサ
イクル寿命とした。この結果を図4に示す。この図4か
ら、本発明電池Bは、比較電池Y、Zに比べてサイクル
特性が優れていることが分かる。
【0019】尚、結着剤であるポリトリフルオロエチレ
ンを溶解、または分散させる溶剤として、Nーメチルー
2ーピロリドン、メチルホルムアミド以外に、メチルエ
チルケトン、酢酸エチルも用いることができる。
【0020】また前記非水系電解液の溶質として、ヘキ
サフルオロリン酸リチウム、テトラフルオロホウ酸リチ
ウム、ヘキサフルオロヒ酸リチウム以外に、トリフルオ
ロメタンスルホン酸リチウム、ヘキサフルオロヒ酸リチ
ウム、ヘキサフルオロアンチモン酸リチウム、過塩素酸
リチウムも同様に用いることができる。
【0021】
【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、非水系電解液電池の正、負極を作成する際に用いる
結着剤としてポリトリフルオロエチレン(三フッ化エチ
レン樹脂)を用いているので、この種電池の保存特性及
びサイクル特性を向上させることができ、その工業的価
値は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明電池の縦断面図である。
【図2】本発明電池Aと比較電池W、Xとの保存特性図
である。
【図3】本発明電池Aと比較電池W、Xとのサイクル特
性図である。
【図4】本発明電池Bと比較電池Y、Zとのサイクル特
性図である。
【符号の説明】
1 負極 2 正極 3 セパレ−タ A、B 本発明電池、 W、X、Y、Z 比較電池。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 昌利 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 渡辺 浩志 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−225751(JP,A) 特開 昭63−72065(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 4/36 - 4/62 H01M 4/02 - 4/04 H01M 10/40

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 充放電可能な正極と、リチウムを活物質
    とする負極と、非水系電解液とを備えるものであって、
    これらの正、負極は金属箔から成る芯材に正、負極活物
    質をポリトリフルオロエチレン(三フッ化エチレン樹
    脂)を結着剤として用いて塗布乾燥されて構成されてい
    ることを特徴とした非水系電解液電池。
  2. 【請求項2】 前記結着剤を溶解または分散させる溶剤
    として、Nーメチルー2ーピロリドン、メチルエチルケ
    トン、酢酸エチル、メチルホルムアミドを用いることを
    特徴とした請求項1記載の非水系電解液電池。
  3. 【請求項3】 前記正極が、マンガン酸化物、鉄酸化
    物、ニッケル酸化物、或るいはコバルト酸化物であるこ
    とを特徴とした請求項1、または請求項2記載の非水系
    電解液電池。
  4. 【請求項4】 前記負極が、リチウムの吸蔵・放出可能
    な合金、酸化物、或るいはカーボンであることを特徴と
    する請求項1、請求項2、または請求項3記載の非水系
    電解液電池。
  5. 【請求項5】 前記非水系電解液の溶質が、トリフルオ
    ロメタンスルホン酸リチウム、ヘキサフルオロリン酸リ
    チウム、テトラフルオロホウ酸リチウム、ヘキサフルオ
    ロヒ酸リチウム、ヘキサフルオロアンチモン酸リチウ
    ム、過塩素酸リチウムからなる群より選択された少なく
    とも1つであることを特徴とした請求項1、請求項2、
    請求項3、または請求項4記載の非水系電解液電池。
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