JP3080227B2 - リチウムイオン高分子二次電池の製造方法 - Google Patents

リチウムイオン高分子二次電池の製造方法

Info

Publication number
JP3080227B2
JP3080227B2 JP10218944A JP21894498A JP3080227B2 JP 3080227 B2 JP3080227 B2 JP 3080227B2 JP 10218944 A JP10218944 A JP 10218944A JP 21894498 A JP21894498 A JP 21894498A JP 3080227 B2 JP3080227 B2 JP 3080227B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
secondary battery
lithium
composite
lithium ion
electrolyte
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
Application number
JP10218944A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH11111338A (ja
Inventor
キム・ドン・ウォン
キム・ヤン・ローク
スン・ヤン・クック
オー・ブー・ケウン
Original Assignee
サムスン・ディスプレイ・デバイセス・カンパニー・リミテッド
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by サムスン・ディスプレイ・デバイセス・カンパニー・リミテッド filed Critical サムスン・ディスプレイ・デバイセス・カンパニー・リミテッド
Publication of JPH11111338A publication Critical patent/JPH11111338A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3080227B2 publication Critical patent/JP3080227B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/043—Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
    • H01M4/0435—Rolling or calendering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • 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
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • 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
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • 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
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0409—Methods of deposition of the material by a doctor blade method, slip-casting or roller coating
    • 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
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • 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
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • 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
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1391—Processes of manufacture of electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • 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
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1393—Processes of manufacture of electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/16—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
    • H01M6/162—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte
    • H01M6/168—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte by additives
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン高
分子二次電池に関するものである。より具体的には、本
発明は高容量でサイクル特性が優れているリチウムイオ
ン高分子二次電池の製造方法に関する。更により具体的
には、本発明は液体電解液と相用性が優れた高分子を電
解質材料に使用し、電解液の漏液防止力及び電極と電解
質界面の接着力を大きく向上させ得るカーボン系複合陰
極、高分子電解質、金属酸化物系の複合陽極から構成さ
れたリチウムイオン高分子二次電池の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】リチウムイオン高分子二次電池は、イオ
ン伝導度が優れた固体高分子電解質を使用し、液体電解
質を使用するリチウムイオン電池の短所の漏液可能性と
爆発の危険性を除去したことが大きな長所である。ま
た、固体高分子電解質を使用して多様な形態の電池を設
計することができ、製造工程を簡単で迅速に進行するこ
とができる。そして、自己放電が約５％程度と小さく、
メモリ効果も全くなく、リチウムイオン電池の後を継ぐ
次世代の電池として脚光を浴びている。多数の発明者に
よりリチウムイオン高分子二次電池の製造方法に関する
改善が行われている。
【０００３】米国特許第５，４９１，０４１号には、グ
ラファイト系複合陰極／高分子電解質／金属酸化物系複
合陽極を利用して製造したリチウムイオン高分子二次電
池に関する内容が掲載されている。同方法は、電流集電
体であるアルミニウムまたは銅フォイルの上に、陽極ま
たは陰極活物質を塗布して電極を製造しているが、二次
電池の充・放電サイクルが進行するに伴って活物質が膨
張と収縮を繰り返すので、電極物質が電流集電体から脱
離されるのでサイクル特性がよくない。また、電極の厚
さを増やすことに限界があり、単位面積当たりの電池容
量を大きく向上させることができない。
【０００４】米国特許第５，５４０，７４１号には、抽
出(extraction)法によりプラスチックリチウムイオン二
次電池を製造する方法に関する内容が掲載されている。
同方法は、可塑剤を使用して二次電池を製造した後、製
造された電池から可塑剤を抽出し、最終的に乾燥された
電池を液体電解液に浸すことによって電池を活性化(act
ivation)させることにより電池を製造する方法である。
同方法は、大気中の水分や空気に敏感な電解液を活性化
工程のみで取り扱うので、ほぼ全ての工程が外部で進行
され、ただ１回の活性化工程のみを無水(anhydrous) 雰
囲気中で進行すればよいという長所を有している。しか
し、活性化工程で導入された電解液を高分子電解質に長
時間の間固定化されることができなくて、電解液の漏液
現象が観察され、願う量ほどの電解液を微細高分子多孔
膜に含有させることは容易でない。
【０００５】本発明は、前記の如き問題点を解決するた
めに、液体電解液の漏液現象を抑制することができ、高
容量で、サイクル特性が優れたリチウムイオン高分子二
次電池の製造方法を提供するためのものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、液体
電解液の漏液現象を抑制することができるリチウムイオ
ン高分子二次電池の製造方法を提供することにある。
【０００７】本発明の他の目的は、高容量のリチウムイ
オン高分子二次電池の製造方法を提供することにある。
【０００８】本発明のまた他の目的は、サイクル特性が
優れたリチウムイオン高分子二次電池の製造方法を提供
することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、液体電解液の
漏液現象を抑制することができ、高容量であり、サイク
ル特性が優れたリチウムイオン高分子二次電池に関する
もので、本発明では活物質を最大限に多量に充填させる
ために、高圧でラミネーションする方法により電極を製
造して、電極物質をフォイル(foil)ではなく網(exmet)
に掛けることにより、界面接着を向上させ得、また電解
液の漏液現象を防止するために、電解液と相用性・親和
性のよい高分子物質を電解質物質として使用して両電極
間に設置して圧搾させ、リチウムイオン高分子二次電池
を製造する。
【００１０】リチウムイオン高分子二次電池の製造方法
は、活物質、導電材、結合材、可塑剤及び共溶媒からな
る複合陰極スラリーから製造された陰極フィルムを銅網
(Cuextended metal) の両面にラミネーティングし、ラ
ミネーティングされた複合陰極を溶媒に浸漬して可塑剤
を抽出し、そして乾燥された複合陰極を電解液に浸漬し
て複合陰極を活性化させて活性化された複合陰極を製造
し；高分子、リチウム塩と非陽子性（非プロトン性）溶
媒から構成される液体電解液、及びセラミックフィラー
からなる高分子電解質スラリーから高分子電解質フィル
ムを製造し；活物質、導電材、結合材、可塑剤及び共溶
媒からなる複合陽極スラリーから製造された陽極フィル
ムをアルミニウム網(Al extended metal) の両面にラミ
ネーティングし、ラミネーティングされた複合陽極を溶
媒に浸漬して可塑剤を抽出し、そして乾燥された複合陽
極を電解液に浸漬して複合陽極を活性化させて活性化さ
れた複合陽極を製造する。前記の活性化された複合陰極
及び複合陽極を高分子電解質の両面に加圧・圧搾させて
ラミネーティングしてリチウム高分子二次電池を製造
し、製造されたリチウム高分子二次電池を真空包装機を
使用して真空包装する。
【００１１】本発明のリチウムイオン高分子二次電池の
製造方法は、電池容量が非常に高くサイクル特性が優れ
ており、電解液の漏液現象がないので安定性を大きく改
善することができ、電極を製造する際、大気中の水分や
空気に敏感な電解液を活性化工程のみで取り扱うので、
ほぼ全ての工程が外部で進行され、ただ１回の活性工程
のみを無水雰囲気中で進行すればよいという長所を有し
ている。
【００１２】
【発明の実施の形態】二次電池の性能を左右する最も大
きな特性値は、エネルギー密度とサイクル寿命である。
エネルギー密度は、単位質量または単位容積内に効果的
に活物質を充填させて電池容量を高めることにより増加
させることができ、サイクル寿命は電池構成材料に大き
く依存するだけでなく、電極物質を電流集電体にいかに
効果的に接着させるかによってその特性が左右される。
【００１３】本発明では、活物質を最大限に多量に充填
させるために、高圧でラミネーションする方法により電
極を製造し、電極物質をフォイルではなく網(exmet) に
掛けることによって界面接着を向上させ、また電解液の
漏液現象を防止するために、電解液と相用性のよい高分
子を使用する。
【００１４】リチウム高分子二次電池の製造工程は、複
合陰極製造工程、複合陽極製造工程、高分子電解質製造
工程、電池製作、及び製造されたセルを気密容器に包装
するパッケージ(packaging) 工程に分けられる。
【００１５】複合陰極の製造においては、活物質、導電
材、結合材、可塑剤及び共溶媒からなる複合陰極スラリ
ーから製造された陰極フィルムを銅網（Cu extended me
tal）の両面にラミネーティングし；ラミネーティング
で得られた複合陰極を溶媒に浸漬して可塑剤を抽出し；
そして乾燥された複合陰極を電解液に浸漬して複合陰極
を活性化させる工程により活性化された複合陰極を製造
する。
【００１６】高分子電解質フィルムの製造においては、
高分子、リチウム塩と非陽子性溶媒から構成される液体
電解液、及びセラミックフィラーからなる高分子電解質
スラリーから高分子電解質フィルムを製造する。
【００１７】複合陽極の製造においては、活物質、導電
材、結合材、可塑剤及び共溶媒からなる複合陽極スラリ
ーから製造された陽極フィルムをアルミニウム網(AL ex
tended metal) の両面にラミネーティングし；ラミネー
ティングで得られた複合陽極を溶媒に浸漬して可塑剤を
抽出し；そして乾燥された複合陽極を電解液に浸漬して
複合陽極を活性化させる工程により活性化された複合陽
極を製造する。
【００１８】前記の活性化された複合陰極及び複合陽極
を高分子電解質の両面に設置して圧搾することによって
ラミネーティングしてリチウム高分子二次電池を製造
し、製造されたリチウム高分子二次電池を真空包装機を
使用して真空包装する。
【００１９】複合陰極の陰極活物質としては、ペトロー
リウムコークス(petroleum coke)、マイクロビードカー
ボンコークス(microbead carbon coke) 、合成グラファ
イト(synthetic graphite)、天然グラファイト(natural
graphite)を使用する。複合陽極の陽極活物質として
は、ＬｉＭｎ2 Ｏ4 、ＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＮｉＯ2 を使
用する。
【００２０】高分子電解質の製造において、高分子マト
リックスとしてはアクリロニトリル、ビニリデンフロオ
ライド、メチルメタクリレート、エチレンオキサイド、
塩化ビニル、ビニルアセテート、スチレンの中の１種ま
たは２種以上の単量体の重合体を使用し、これに液体電
解液を混合し、電解質溶液１００重量部にセラミックフ
ィラーを更に添加し、完全に混合されるように撹拌す
る。得られた電解質混合物を油紙の上にキャスティング
して高分子電解質を得る。
【００２１】高分子電解質の製造における液体電解液の
リチウム塩としては、リチウムパークロレート、リチウ
ムヘキサフルオロフォスフェート、リチウムテトラフル
オロボレート、リチウムトリフルオロメタンスルホネー
ト及びリチウムヘキサフルオロアセネートを１種または
２種以上を混合して使用する。液体電解液の非陽子性溶
媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボ
ネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネー
ト、ジエトキシエタン、ジメトキシエタン及びジプロピ
ルカーボネートの１種または２種以上を混合して使用す
る。
【００２２】固体高分子電解質のためのセラミックフィ
ラーとしては、シリカ、アルミナ、リチウムアルミネー
ト、ゼオライトを単独または２種以上を混合して使用す
る。
【００２３】既存のプラスチックリチウムイオン電池の
製造法は、液体電解液と親和性の少ない高分子をマトリ
ックスとして使用しているため、電極と電解質の界面接
着及び電解液の漏出に問題が提起されている。その反
面、本発明の製造方法は、液体電解液と相用性の優れた
高分子を電解質材料に使用することができるので、電極
と電解質の界面接着力を大きく向上させ得、電池容量が
非常に高く、サイクル特性が優れており、電解液の漏液
現象がないので安定性を大きく改善することができる。
【００２４】本発明は、下記の実施例により明らかにな
り、下記の実施例は本発明の具体的な実施例にすぎな
く、本発明の保護範囲を限定または制限しようとするも
のではない。
【００２５】
【実施例】リチウム高分子二次電池の製造方法の概略的
な全体の工程が図１に示されている。図１に図示される
とおり、電池の製造工程は大別して複合陰極及び陽極製
造工程、高分子電解質製造工程、電池製作及び製造され
たセルを気密容器に包装するパッケージング(packagin
g) 工程とから分けられる。各工程に関する詳しい方法
は下記において記述する。
【００２６】複合陰極製造工程 リチウムイオン高分子二次電池の複合陰極用材料は、大
きく分けて活物質、導電材、結合材と可塑剤から構成さ
れる。本態様において活物質としては大阪ガス社(Osaka
Gas Co.) のＭＣＭＢ２５２８グラファイト(graphite)
を、導電材としてはＭ．Ｍ．Ｍ．カーボン社(M.M.M. Ca
rbon Co.) で製造されたスーパーＰバッテリカーボン(S
uper P Battery Carbon)を、結合材としてはアトケム社
(Atochem) のポリ（ビニリデンフルオライド−co- ヘキ
サフルオロプロピレン)(poly(vinylidene fluoride-co-
hexafluoro propylene))(商品名：Kynar)を使用した。
これらを利用して複合陰極を製造する工程は図１に示さ
れている。先ず、きれいなガラス瓶にＫｙｎａｒ９．３
重量部をアセトン溶媒に完全に溶かした後、可塑剤とし
てジブチルフタレート２２．７重量部を添加して均一な
溶液を製造する。これにスーパーＰバッテリカーボン(S
uper P Battery Carbon)２．６重量部とグラファイトＭ
ＣＭＢ６５．４重量部を秤量して入れこれらを混合する
ことにより、粘性の高い黒色の陰極スラリーを製造す
る。平坦なガラス板の上に製造したスラリーをそそぎ、
ドクターブレード(doctor blade)で伸ばしてコーティン
グする。コーティングされた板を３０余分間常温で放置
しアセトン溶媒を揮発させると複合陰極（フィルム）が
得られる。
【００２７】複合陽極製造工程 複合陽極材料も同様に、活物質、導電材、結合材とから
構成される。本工程で陽極活物質としてはＦＭＣ(Foote
Mineral Company) 社で製造されたＬｉＭｎ2Ｏ4 を、
導電材としてはスーパーＰバッテリカーボン(Super P B
attery Carbon)を、結合材としてはＫｙｎａｒを使用し
た。これらを利用して複合陽極を製造する工程は図１に
示されている。まず、Ｋｙｎａｒ１０．０重量部をアセ
トン溶媒に完全に溶かした後、可塑剤としてジブチルフ
タレート１９．５重量部を添加し均一な溶液を製造す
る。これにスーパーＰバッテリカーボン(Super P Batte
ry carbon)５．５重量部とＬｉＭｎ2 Ｏ4 粉末(powder)
６５．１重量部を秤量して入れ、これらを混合して陽極
スラリーを製造する。製造された陽極スラリーを平坦な
ガラス板の上にそそぎ、ドクターブレード(doctor blad
e)で伸ばしてコーティングする。コーティングされた板
を３０余分間常温で放置すると複合陽極（フィルム）が
得られる。
【００２８】電極のラミネーション工程 前記において製造された複合陰極（フィルム）及び複合
陽極（フィルム）を使用して、電極（フィルム）／電流
集電体／電極（フィルム）をうまく積層させる。得られ
た積層試片をラミネータに１次通過させる。これにより
１回ラミネーションさせた後、試片の上下を返しつつ少
なくとも２回以上通過させる。陰極活物質として使用さ
れたカーボン材料の容量は２８０ｍＡｈ／ｇ、陽極活物
質として使用されたＬｉＭｎ2 Ｏ4 の容量は１１０ｍＡ
ｈ／ｇである。従って、容量バランシング(balancing)
（二次電池のアノード(anode) 及びカソード(cathode)
の容量を同一に調節する作業）のために、用いられる活
物質の量を、陰極対陽極の比が１：２．２〜２．３の範
囲にある電極を分類・選別する。
【００２９】可塑剤抽出及び電極の活性化工程 抽出工程は複合陰極及び複合陽極に可塑剤として添加さ
れたジブチルフタレートを除去し、微細多孔膜を形成さ
せ、液体電解液が占め得る空間を確保するための処理過
程である。前記においてラミネーションして得られた電
極をビーカーに入れた後、エーテル溶媒を電極が浸漬さ
れる程度にそそぐ。これらを３０分以上放置し１次抽出
を行う。更にきれいなエーテル溶媒を用いて２次抽出工
程を繰り返す。可塑剤が抽出された電極を真空オーブン
で１時間以上乾燥させる。真空乾燥が終わると、電解液
が入れてある容器に電極を入れて電解液を含浸させる。
電極の含浸に用いられる電解液は、実施例中に与えられ
るように多様な組成を有する溶液であり、含浸は１時間
以上を維持する。
【００３０】高分子電解質の製造工程 アクリロニトリル、メチルメタクリレート、スチレンの
モル含量が、それぞれ５４、３２、１４％の三元共重合
体１１重量部をテトラヒドロフランに完全に溶解させ、
これに液体電解液８９重量部を混合させた電解質溶液１
００重量部に対してシリカ６重量部を添加し、全ての成
分が完全に溶解・分散されるように撹拌した。得られた
高粘度電解質溶液を油紙の上にキャスティングし、テト
ラヒドロフラン溶媒が完全に除去された高分子電解質を
得る。
【００３１】電池製造及び包装工程 前記において得られた複合陽極の上を高分子電解質フィ
ルムで覆った後、複合陰極を更に高分子電解質の上に載
せてラミネーションし、リチウムイオン高分子二次電池
を得る。これらを真空包装機を用いて真空包装すること
により、最終的にリチウムイオン高分子二次電池を得
る。
【００３２】実施例１ 前記電極の活性化工程及び高分子電解質の製造工程にお
いて、電解液としてエチレンカーボネート／ジメチルカ
ーボネート混合液（容積比で２：１）にリチウムヘキサ
フルオロアセネート（ＬｉＡｓＦ6 ）塩を１Ｍの濃度に
溶かして製造した溶液を使用した。製造されたリチウム
イオン高分子二次電池を２．６乃至４．５Ｖの範囲内で
０．５ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度で充・放電し、図２のよ
うな放電曲線を得た。セルの平均電圧は約３．８Ｖであ
り、電池容量は１６．２ｍＡｈ（４．１ｍＡｈ／ｃ
ｍ2 ）で高く、充・放電サイクルによる容量減少が比較
的に少なくサイクル特性が優秀であった。
【００３３】実施例２ １Ｍの濃度のリチウムヘキサフルオロフォスフェート
（ＬｉＰＦ6 ）のエチレンカーボネート／ジメチルカー
ボネート（容積比で２：１）溶液を液体電解液として用
いたことを除いては、実施例１と同一方法でリチウム高
分子二次電池を製造した。製造されたリチウムイオン高
分子二次電池を、２．５乃至４．３Ｖの範囲内で０．２
５ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度で充・放電し、図３のような
放電曲線を得た。電池容量は２０．１ｍＡｈ（５．０ｍ
Ａｈ／ｃｍ2 ）で非常に高かった。
【００３４】実施例３ １Ｍの濃度のリチウムテトラフルオロボレート（ＬｉＢ
Ｆ4 ）のエチレンカーボネート／ジエチルカーボネート
（容積比で１：１）溶液を液体電解液として用いたこと
を除いては実施例１と同一方法でリチウム高分子二次電
池を製造した。製造されたリチウムイオン高分子二次電
池を、２．５乃至４．３Ｖの範囲内で０．２ｍＡ／ｃｍ
2 の電流密度で充・放電した結果、１１．９ｍＡｈ
（３．０ｍＡｈ／ｃｍ2 ）の電池容量を得た。
【００３５】本発明の単純な変形乃至変更のすべては、
この分野の通常の知識を有する者により容易に実施され
得、かかる変形や変更の全ては本発明の範域に含まれる
ものと見なされる。
【００３６】
【発明の効果】本発明のリチウムイオン高分子二次電池
の製造方法によれば、電池容量が非常に高くサイクル特
性が優れており、電解液の漏液現象がないので安定性を
大きく改善された電池を得ることができ、電極を製造す
る際、大気中の水分や空気に敏感な電解液を活性化工程
のみで取り扱うので、ほぼ全ての工程を外部で進行する
ことができ、ただ１回の活性工程のみを無水雰囲気中で
進行すればよいという長所を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるリチウムイオン高分子二次電池の
製造工程を示す概略図である。
【図２】本発明によるカーボン複合陰極／高分子電解質
／金属酸化物複合陽極（電解液：１Ｍリチウムヘキサフ
ルオロアセネート、エチレンカーボネート／ジメチルカ
ーボネート）からなるリチウムイオン高分子二次電池を
２．６〜４．５Ｖの範域で、０．５ｍＡ／ｃｍ2 の電流
密度で充・放電させて得た放電曲線を示すグラフであ
る。
【図３】本発明によるカーボン複合陰極／高分子電解質
／金属酸化物複合陽極（電解液：１Ｍリチウムヘキサフ
ルオロフォスフェート、エチレンカーボネート／ジメチ
ルカーボネート）からなるリチウムイオン高分子二次電
池を２．５〜４．３Ｖの範域で、０．２５ｍＡ／ｃｍ2
の電流密度で充・放電させて得た放電曲線を示すグラフ
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スン・ヤン・クック 大韓民国 タエジェオン セオ・ク デ ュンサン・ドン 912 ドーンジ・アパ ートメント 112−601 (72)発明者 オー・ブー・ケウン 大韓民国 タエジェオン ユスン・ク ジェオンミン・ドン （無番地） エキ スポ・アパートメント 106−1204 (56)参考文献 特開 平９−204937（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−204934（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−199572（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−189053（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 10/40 H01M 4/02 - 4/04 H01M 4/58

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 活物質、導電材、結合材、可塑剤及び共
    溶媒からなる複合陰極スラリーをキャスティングして陰
    極フィルムを製造し、前記の陰極フィルムを銅網(Cu ex
    tended metal) の両面にラミネーティングし、前記のラ
    ミネーティングされた複合陰極を溶媒に浸して可塑剤を
    抽出し、そして前記の複合陰極を電解液に浸して複合陰
    極を活性化させる段階により活性化された複合陰極を製
    造し； 高分子マトリックス、リチウム塩と非陽子性溶媒から構
    成される液体電解液及びセラミックフィラーからなる高
    分子電解質スラリーから高分子電解質フィルムを製造
    し； 活物質、導電材、結合材、可塑剤及び共溶媒からなる複
    合陽極スラリーをキャスティングして陽極フィルムを製
    造し、前記の陽極フィルムをアルミニウム網(Al extend
    ed metal) の両面にラミネーティングし、前記のラミネ
    ーティングされた複合陽極を溶媒に浸して可塑剤を抽出
    し、そして前記の複合陽極を電解液に浸して複合陽極を
    活性化させる段階により活性化された複合陽極を製造
    し；そして前記で製造された複合陰極、高分子電解質フ
    ィルム、及び複合陽極をラミネーティングする；段階からなるリチウムイオン高分子二次電池の製造方法
    において、前記高分子電解質フィルムの高分子マトリッ
    クスがアクリロニトリル、ビニリデンフルオライド、メ
    チルメタクリレート、塩化ビニル、ビニルアセテート及
    びスチレンからなる群から選択された、１種または２種
    以上の単量体の重合体からな ることを特徴とするリチウ
    ムイオン高分子二次電池の製造方法。
  2. 【請求項２】 前記高分子電解質フィルムの高分子マト
    リックスがアクリロニトリル、メチルメタクリレート及
    びスチレンの三元共重合体からなることを特徴とする請
    求項１記載のリチウムイオン高分子二次電池の製造方
    法。
  3. 【請求項３】 前記のリチウム塩がリチウムパークロレ
    ート、リチウムヘキサフルオロフォスフェート、リチウ
    ムテトラフルオロボレート、リチウムトリフルオロメタ
    ンスルホネート、及びリチウムヘキサフルオロアセネー
    トとからなる群から選択された、１種または少なくとも
    ２種以上の混合物からなることを特徴とする請求項１記
    載のリチウムイオン高分子二次電池の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記の非陽子性溶媒がエチレンカーボネ
    ート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネー
    ト、ジエチルカーボネート、ジエトキシエタン、ジメト
    キシエタン及びジプロピルカーボネートとからなる群か
    ら選択された、１種または２種以上の混合物であること
    を特徴とする請求項１記載のリチウムイオン高分子二次
    電池の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記のセラミックフィラーとして、シリ
    カ、アルミナ、リチウムアルミネート、ゼオライトを単
    独または２種以上を混合して使用することを特徴とする
    請求項１記載のリチウムイオン高分子二次電池の製造方
    法。
  6. 【請求項６】 前記の複合陽極に使用された陽極活物質
    が、ＬｉＭｎ２ Ｏ４ 、ＬｉＣｏＯ２ 、ＬｉＮｉＯ
    ２ からなる群から選択されることを特徴とする請求項
    １記載のリチウムイオン高分子二次電池の製造方法。
  7. 【請求項７】 前記の複合陰極に使用される陰極活物質
    が、ペトロリウムコークス(petroleum coke)、マイクロ
    ビードカーボンコークス(microbead carboncoke) 、合
    成グラファイト(synthetic graphite)、天然グラファイ
    ト(natural graphite)とからなる群から選択されること
    を特徴とする請求項１記載のリチウムイオン高分子二次
    電池の製造方法。
JP10218944A 1997-08-16 1998-08-03 リチウムイオン高分子二次電池の製造方法 Expired - Fee Related JP3080227B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970039079A KR100220449B1 (ko) 1997-08-16 1997-08-16 리튬 이온 고분자 이차전지 제조방법
KR1997-39079 1997-08-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11111338A JPH11111338A (ja) 1999-04-23
JP3080227B2 true JP3080227B2 (ja) 2000-08-21

Family

ID=19517625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10218944A Expired - Fee Related JP3080227B2 (ja) 1997-08-16 1998-08-03 リチウムイオン高分子二次電池の製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6268087B1 (ja)
JP (1) JP3080227B2 (ja)
KR (1) KR100220449B1 (ja)
CA (1) CA2245048C (ja)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4016464B2 (ja) * 1997-09-30 2007-12-05 ソニー株式会社 ゲル電解質二次電池
KR100428971B1 (ko) * 1999-04-21 2004-04-28 삼성에스디아이 주식회사 리튬 폴리머 2차전지 및 그 제조 방법
DE19952335B4 (de) * 1999-10-29 2007-03-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. In elektrochemischen Bauelementen verwendbare pastöse Masse, damit gebildete Schichten, Folien, Schichtverbünde und wiederaufladbare elektrochemische Zellen sowie Verfahren zur Herstellung der Schichten, Folien und Schichtverbünde
JP3611765B2 (ja) * 1999-12-09 2005-01-19 シャープ株式会社 二次電池及びそれを用いた電子機器
KR100349627B1 (ko) * 2000-05-17 2002-08-23 한국과학기술원 가교화된 폴리에틸렌옥사이드를 이용한 고분자 전해질조성물 및 제조방법
EP1205998A2 (de) * 2000-11-10 2002-05-15 MERCK PATENT GmbH Elektrolyte
US6737193B2 (en) 2001-12-20 2004-05-18 Im&T Research, Inc. Tetraketopiperazine unit-containing compound as an active material in batteries
US7615314B2 (en) * 2004-12-10 2009-11-10 Canon Kabushiki Kaisha Electrode structure for lithium secondary battery and secondary battery having such electrode structure
US8883354B2 (en) * 2006-02-15 2014-11-11 Optodot Corporation Separators for electrochemical cells
US20080070104A1 (en) * 2006-09-19 2008-03-20 Caleb Technology Corporation Forming Polymer Electrolyte Coating on Lithium-Ion Polymer Battery Electrode
US20080070108A1 (en) * 2006-09-19 2008-03-20 Caleb Technology Corporation Directly Coating Solid Polymer Composite Having Edge Extensions on Lithium-Ion Polymer Battery Electrode Surface
US20080070103A1 (en) * 2006-09-19 2008-03-20 Caleb Technology Corporation Activation of Anode and Cathode in Lithium-Ion Polymer Battery
US7527894B2 (en) 2006-09-19 2009-05-05 Caleb Technology Corporation Identifying defective electrodes in lithium-ion polymer batteries
WO2010016881A1 (en) * 2008-08-05 2010-02-11 Sion Power Corporation Application of force in electrochemical cells
KR20120036862A (ko) 2009-05-26 2012-04-18 옵토도트 코포레이션 나노다공성 세퍼레이터 상의 전극 직접 코팅을 이용한 배터리
KR101309161B1 (ko) * 2009-11-17 2013-09-17 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 고분자 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
KR101049826B1 (ko) 2009-11-23 2011-07-15 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 양극, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
CN106784556A (zh) 2010-07-19 2017-05-31 奥普图多特公司 用于电化学电池的隔膜
WO2012174393A1 (en) 2011-06-17 2012-12-20 Sion Power Corporation Plating technique for electrode
WO2014179355A1 (en) 2013-04-29 2014-11-06 Madico, Inc. Nanoporous composite separators with increased thermal conductivity
US10381623B2 (en) 2015-07-09 2019-08-13 Optodot Corporation Nanoporous separators for batteries and related manufacturing methods
FR3042914B1 (fr) * 2015-10-21 2017-11-17 Renault Procede de fabrication d'un accumulateur du type lithium-ion
DE102018112637A1 (de) 2018-05-25 2019-11-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Lithiumanode und Verfahren zu deren Herstellung
US11923495B2 (en) 2020-03-13 2024-03-05 Sion Power Corporation Application of pressure to electrochemical devices including deformable solids, and related systems

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5540741A (en) 1993-03-05 1996-07-30 Bell Communications Research, Inc. Lithium secondary battery extraction method
US5491041A (en) 1994-10-14 1996-02-13 Eic Laboratories, Inc. Solid-state secondary batteries with graphite anodes
US5928391A (en) * 1995-05-08 1999-07-27 Ultralife Batteries, Inc. Extraction for porosity in polymer cells
US5894656A (en) * 1997-04-11 1999-04-20 Valence Technology, Inc. Methods of fabricating electrochemical cells
US6020087A (en) * 1998-01-30 2000-02-01 Valence Technology, Inc. Polymer electrolytes containing lithiated fillers

Also Published As

Publication number Publication date
KR100220449B1 (ko) 1999-09-15
CA2245048A1 (en) 1999-02-16
CA2245048C (en) 2002-08-13
JPH11111338A (ja) 1999-04-23
KR19990016509A (ko) 1999-03-05
US6268087B1 (en) 2001-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3080227B2 (ja) リチウムイオン高分子二次電池の製造方法
CN108963327B (zh) 一种无机填料复合peo固体电解质材料及制备方法和全固态电池
JP3722797B2 (ja) リチウム蓄電池用電解質含有粒体電極
CN103904291B (zh) 水系锂离子电池电极及其制备方法、水系锂离子电池
US5849433A (en) Polymer blend electrolyte system and electrochemical cell using same
CN108232111A (zh) 一种固态电池用的复合正极极片及其制备方法
CN1259773A (zh) 复合聚合物电解质膜及用此膜制造的锂电池
JPH11191319A (ja) ハイブリッドポリマー電解質、その製造方法及びこれを用いて製造したリチウム電池
WO2002061872A1 (en) A multi-layered polymer electrolyte and lithium secondary battery comprising the same
JPH11329415A (ja) リチウム電池及びリチウム電池の正極の製造方法
JP2001210377A (ja) 高分子電解質組成物、その製造方法及びこれを利用したリチウム二次電池
WO2015132845A1 (ja) 全固体電池
CN116895842A (zh) 一种锂离子电池及其应用
JP4086939B2 (ja) 高分子固体電解質およびこれを用いたリチウム２次電池と電気２重層キャパシタ
WO2001089023A1 (en) A lithium secondary battery comprising a super fine fibrous polymer electrolyte and its fabrication method
JPH11144735A (ja) 電 池
KR20200050627A (ko) 겔형 고분자 전해질을 포함하는 전고체전지용 복합 전극, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 전고체 리튬 전지
JP2002216848A (ja) ゲル状電解質、およびこれを用いたゲル状電解質電池
JP4161437B2 (ja) リチウム電池
JPH10261437A (ja) ポリマ電解質およびそれを用いたリチウム・ポリマ電池
JP4370759B2 (ja) 非水電解質電池
JP2001319690A (ja) ポリマー電解質電池およびその製造方法
JP4479159B2 (ja) 非水電解質電池
WO2015151145A1 (ja) 全固体リチウム二次電池
CN111682257A (zh) 一种有机-无机复合固态电解质薄膜及其制备方法、固态锂金属电池

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080623

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090623

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100623

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100623

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110623

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120623

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120623

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130623

Year of fee payment: 13

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees