JP3141362B2 - Battery manufacturing method - Google Patents

Battery manufacturing method

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JP3141362B2
JP3141362B2 JP04056650A JP5665092A JP3141362B2 JP 3141362 B2 JP3141362 B2 JP 3141362B2 JP 04056650 A JP04056650 A JP 04056650A JP 5665092 A JP5665092 A JP 5665092A JP 3141362 B2 JP3141362 B2 JP 3141362B2
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    • YGENERAL 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
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    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、周囲温度下で可逆的に
作動する電池に係り、電解質および正極、負極の改良お
よび電池の製造法の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery which operates reversibly at ambient temperature, and more particularly to an improvement of an electrolyte, a positive electrode, a negative electrode, and a method of manufacturing a battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近のマイクロエレクトロニクス化は、
各種電子機器のメモリーバックアップ用電源に代表され
るように、電池の電子機器内収納、エレクトロニクス素
子および回路との一体化に伴って、電池の小型化、軽量
化、薄型化とさらに高エネルギー密度を有する電池とが
強く要望されている。近年、一次電池の分野では、既に
リチウム電池などの小型、軽量の電池が実用化されてい
るが、その用途分野は限られたものである。そこで、従
来の鉛電池、ニッケル−カドミウム電池に代わる電池と
して、より小型軽量化が可能な非水電解液を用いた二次
電池がより注目されているが、電極活物質のサイクル特
性、自己放電特性などの実用物性を満足するものが見い
だされていないことが原因で現在も多くの研究機関で検
討されている。
2. Description of the Related Art Recent microelectronics are
As typified by the power supply for memory backup of various electronic devices, as batteries are stored in electronic devices and integrated with electronic elements and circuits, batteries have become smaller, lighter, thinner and have higher energy density. There is a strong demand for such batteries. In recent years, in the field of primary batteries, small and lightweight batteries such as lithium batteries have already been put into practical use, but their application fields are limited. Therefore, as a battery that replaces the conventional lead battery and nickel-cadmium battery, a secondary battery using a non-aqueous electrolyte that can be reduced in size and weight has attracted more attention. Currently, many research institutions are examining the lack of a material that satisfies practical properties such as characteristics.

【0003】一方、従来電気化学反応を利用した電池や
電池以外の電気化学デバイス、すなわち、電気二重層キ
ャパシタ、エレクトロクロミック素子などの電解質とし
ては、一般的に液体電解質、特に有機電解液にイオン性
化合物を溶解したものが用いられてきたが、上記液体電
解質は、部品外部への液漏れ、電極物質の溶出、さらに
液体電解質自身の揮発などが発生しやすいため、上記電
気化学デバイスの長期信頼性などの問題や、封口工程で
の電解液の飛散などが問題となっていた。
On the other hand, conventionally, as a battery or a non-battery electrochemical device utilizing an electrochemical reaction, that is, an electrolyte such as an electric double layer capacitor or an electrochromic element, a liquid electrolyte, particularly an organic electrolyte, is generally ionic. Although a solution in which a compound is dissolved has been used, the above-mentioned liquid electrolyte is liable to cause leakage of liquid to the outside of the component, elution of an electrode substance, and further volatilization of the liquid electrolyte itself. And the like, and scattering of the electrolytic solution in the sealing step have been problems.

【0004】そのため、これら耐漏液性、長期保存性を
向上させるために、高いイオン伝導性を有するイオン伝
導性高分子化合物が報告され、上記の問題を解決する手
段の1つとして、さらに研究が進められている。
[0004] Therefore, in order to improve the liquid leakage resistance and the long-term storage property, ion conductive polymer compounds having high ion conductivity have been reported, and further research has been conducted as one of means for solving the above problems. Is underway.

【0005】現在研究が進められているイオン伝導性高
分子化合物は、エチレンオキシドを基本単位とするホモ
ポリマーまたはコポリマーの直鎖状高分子、網状架橋高
分子または櫛型高分子などであるが、低温でのイオン伝
導度を上げることを目的として、網状架橋高分子または
櫛型高分子にして上記イオン伝導性高分子化合物の結晶
化を防ぐことが提案され、実施されている。特に上記網
状架橋高分子を用いたイオン伝導性高分子化合物は、機
械的強度が大であり、かつ低温でのイオン伝導度が良好
であるため有用である。
[0005] The ion conductive polymer compounds that are currently being studied are homopolymer or copolymer linear polymers, network crosslinked polymers or comb polymers having ethylene oxide as a basic unit. In order to increase the ionic conductivity of the polymer, it has been proposed and practiced to use a crosslinked polymer or comb polymer to prevent crystallization of the ion-conductive polymer compound. In particular, an ion conductive polymer compound using the above network crosslinked polymer is useful because it has high mechanical strength and good ionic conductivity at low temperatures.

【0006】さて、より小型軽量で高エネルギー密度を
有する電池を設計する際、本発明者は、薄型電池(単位
セル当たりの厚さが100から500μm(またはシー
ト状電池))と呼ばれる電池について検討した。しかし
ながら電解質として、上記イオン伝導性高分子化合物を
薄膜化して使用する場合に、それに充分匹敵する品質を
有する薄膜状金属リチウムを作製することが技術的に困
難なこと、電池の製造工程が複雑となることが問題とな
ってきた。さらに、二次電池として使用する場合、リチ
ウムのデンドライトの生成および界面の不動態化といっ
た問題が原因で、金属リチウムの使用が制限されるとい
った問題も生じてきた。
[0006] In designing a battery that is smaller and lighter and has a high energy density, the present inventor has studied a battery called a thin battery (having a thickness of 100 to 500 µm per unit cell (or a sheet battery)). did. However, when the above-mentioned ion-conductive polymer compound is used in the form of a thin film as an electrolyte, it is technically difficult to produce a thin-film metallic lithium having a quality sufficiently comparable to that, and the manufacturing process of the battery becomes complicated. Has become a problem. Further, when used as a secondary battery, there has been a problem that the use of metallic lithium is limited due to problems such as generation of lithium dendrites and passivation of the interface.

【0007】そのため、リチウム−アルミニウム、リチ
ウム−鉛、リチウム−スズ合金に代表されるリチウム金
属含有合金の研究が盛んに行われている。しかしなが
ら、リチウム−アルミニウム合金に代表されるように、
これらの合金は、合金の強度が低いため、充放電の繰り
返しによって電極のわれや微細化を生じることから、サ
イクル特性の向上には至っていない。
[0007] Therefore, researches on lithium metal-containing alloys represented by lithium-aluminum, lithium-lead, and lithium-tin alloys have been actively conducted. However, as represented by a lithium-aluminum alloy,
Since these alloys have low strength, the electrodes are cracked or miniaturized by repeated charge / discharge, and the cycle characteristics are not improved.

【0008】また、他のリチウムのデンドライト生成を
抑制する方法としては、電解質塩の選択、セパレータの
改善などの検討が試みられているが、このうちセパレー
タに関しては従来から使用されているポリプロピレン製
不織布、ガラス繊維製不織布などを積層することによ
り、リチウムデンドライトの抑制が試みられているが、
本質的な解決には至っていない。
As other methods for suppressing the formation of dendrites of lithium, studies have been made on the selection of an electrolyte salt and improvement of a separator, and among these, a polypropylene nonwoven fabric which has been conventionally used is used. By laminating nonwoven fabric made of glass fiber etc., suppression of lithium dendrite has been attempted,
The essential solution has not been reached.

【0009】したがって現在多くの研究機関において
は、電極活物質としては、層状化合物のインターカレー
ションまたは、ドーピング現象を利用したものについて
特に研究されており、これらは、その充電・放電におけ
る電気化学反応の際に、理論的には複雑な化学反応を起
こさないことから、極めて優れた充放電サイクル性能が
期待される。
Therefore, at present, many research institutes are particularly studying electrode active materials that utilize intercalation or doping of a layered compound, and these are used for electrochemical reactions in charge and discharge. In this case, since a complicated chemical reaction does not theoretically occur, extremely excellent charge / discharge cycle performance is expected.

【0010】炭素質材料を電極活物質として用いるとい
う例も、電極活物質のサイクル特性、自己放電特性など
の問題点の解決策として現れたものである。この炭素質
材料の特徴は、高いドープ容量、低い自己放電率、優れ
たサイクル特性、そして最も特筆すべきことは、金属リ
チウムに極めて近い卑電位を有することである。
The use of a carbonaceous material as an electrode active material has also emerged as a solution to problems such as cycle characteristics and self-discharge characteristics of the electrode active material. This carbonaceous material is characterized by high doping capacity, low self-discharge rate, excellent cycling characteristics, and most notably, having a base potential very close to lithium metal.

【0011】また、上記イオン伝導性高分子化合物を電
気化学デバイスの電解質として応用する際、内部抵抗を
低くするために電解質の薄膜化が必要となってくる。上
記イオン伝導性高分子化合物の場合、均一な薄膜を任意
の形状に容易に加工することが可能であるが、その方法
が問題となってくる。例えば、イオン伝導性高分子化合
物の溶液をキャストして溶媒を蒸発、除去する方法、あ
るいは、重合性モノマーあるいはマクロマーを基板上に
塗布して、加熱重合する方法、あるいは活性光線の照射
により硬化させる方法がある。
Further, when the above-mentioned ion conductive polymer compound is applied as an electrolyte of an electrochemical device, it is necessary to make the electrolyte thinner in order to lower the internal resistance. In the case of the above-mentioned ion-conductive polymer compound, a uniform thin film can be easily processed into an arbitrary shape, but this method poses a problem. For example, a method of evaporating and removing a solvent by casting a solution of an ion-conductive polymer compound, or a method of applying a polymerizable monomer or macromer on a substrate and heating and polymerizing, or curing by irradiation with actinic rays There is a way.

【0012】従来、主に加熱重合する方法が簡便であり
多く用いられてきた。しかしながら、加熱重合時間が非
常に長くなり製造速度を向上させることが困難なこと、
加熱炉中において温度勾配が生じやすいこと、不活性ガ
ス雰囲気中で加熱する必要があるため加熱炉および付帯
設備が大型になることの問題があった。
Conventionally, a method of mainly performing heat polymerization has been used simply and frequently. However, the heat polymerization time is very long, and it is difficult to improve the production speed.
There is a problem that a temperature gradient is easily generated in the heating furnace, and that the heating furnace and incidental facilities become large due to the necessity of heating in an inert gas atmosphere.

【0013】さらに、本発明者らは上記イオン伝導性高
分子化合物と電気化学的活性物質とで構成される複合正
極および複合負極の間に、上記イオン伝導性高分子化合
物からなる電解質層を単独でシート状にして配置するこ
とにより、薄型電池(シート状電池)の作製を試みた。
しかしながら、上述の方法によると、複合電極と電解質
層との界面の接触を良好とする方法に問題があり、通
常、接触界面抵抗が大きくなるため、電池特性とりわけ
サイクル特性や長期保存後の充電・放電特性に大きな悪
影響を与えた。
Further, the inventors of the present invention provided a single electrolyte layer made of the above-mentioned ion-conductive polymer compound between a composite cathode and a composite anode composed of the above-mentioned ion-conductive polymer compound and an electrochemically active substance. An attempt was made to produce a thin battery (sheet-shaped battery) by arranging it in a sheet shape.
However, according to the above-described method, there is a problem in a method of improving the contact at the interface between the composite electrode and the electrolyte layer. Usually, the contact interface resistance is increased, so that the battery characteristics, especially the cycle characteristics and the charge / recharge after long-term storage, are increased. It had a great adverse effect on the discharge characteristics.

【0014】そこで、複合正極表面上または複合負極表
面上に上記イオン伝導性高分子化合物組成液を塗布し
て、加熱重合する方法、あるいは紫外線の照射により硬
化させることを試みた。前述の方法と比較して、複合電
極と電解質層との界面の接触をより良好にすることが可
能となったが、上記の方法では、上記複合電極表面に塗
布した際に、複合電極内部に浸透していくイオン伝導性
高分子化合物組成液まで完全に硬化することが困難であ
り、上記紫外線の照射による硬化による薄型電池におい
てさえも、長期保存後の充電・放電特性を考慮すると、
完全なものとは言えなかった。
Therefore, an attempt was made to apply the above-mentioned composition of the ion-conductive polymer compound onto the surface of the composite positive electrode or the surface of the composite negative electrode and to carry out heat polymerization or to cure the composition by irradiation with ultraviolet rays. Compared with the above-described method, it has become possible to make the contact of the interface between the composite electrode and the electrolyte layer better, but in the above-described method, when applied to the surface of the composite electrode, It is difficult to completely cure the penetrating ion-conducting polymer compound liquid, and even in a thin battery cured by irradiation with ultraviolet rays, considering the charge / discharge characteristics after long-term storage,
It was not perfect.

【0015】また、加熱重合による硬化方法は、上記の
方法を適用する際には、加熱重合時間が長いのに加え
て、イオン伝導性高分子化合物組成液中において重合開
始剤のかたよりが生じるため、架橋ネットワークがより
不規則な構造となるなどの問題があり、上述の製造速度
や設備などの問題に加えて、大きな問題となっていた。
When the above-mentioned method is applied to the curing method by heat polymerization, the heat polymerization time is long and, in addition, the polymerization initiator is biased in the composition of the ion-conductive polymer compound. However, there is a problem that the crosslinked network has a more irregular structure, and this has been a serious problem in addition to the above-mentioned problems of the production speed and facilities.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】そこで、上記従来技術
の問題点に鑑み、電池特性の向上、高性能電極の作製を
目的とし、本発明では、イオン伝導性高分子化合物を用
いた電池において、非常に高い作業性を有し、さらに外
部への液漏れの心配が全くなく、長期信頼性および安全
性の高い電池を提供するものであり、さらに加えて高性
能、高エネルギー密度を有する小型軽量シート状電池の
製造法を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is to improve battery characteristics and produce a high-performance electrode. It provides a battery with very high workability, no long-term liquid leakage, and high long-term reliability and safety. In addition, small size and light weight with high performance and high energy density It is intended to provide a method for producing a sheet-shaped battery.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するべく、少なくとも1種のイオン性化合物が溶解して
いる高分子物質により構成されたイオン伝導性高分子化
合物であって、ポリエーテル構造を有し、イオン伝導性
を有している高分子化合物と電気化学的活性物質と任意
に電子伝導性物質とで構成される複合正極(A)および
複合負極(B)と、少なくとも1種のイオン性化合物が
溶解している高分子物質により構成されたイオン伝導性
高分子化合物からなる電解質(C)からなる電池の製造
法において、複合正極(A)表面上および複合負極
(B)表面上に上記イオン伝導性高分子化合物からなる
電解質層(C)を、電離性放射線の照射によって形成す
ることを第1の発明とするものである。
According to the present invention, there is provided an ion-conductive polymer compound composed of a polymer in which at least one ionic compound is dissolved. At least one of a composite positive electrode (A) and a composite negative electrode (B) composed of a polymer compound having a structure and having ion conductivity, an electrochemically active substance, and optionally an electron conductive substance; In a method for producing a battery comprising an electrolyte (C) comprising an ion-conductive polymer compound composed of a polymer substance in which an ionic compound is dissolved, a surface of the composite positive electrode (A) and a surface of the composite negative electrode (B) A first aspect of the present invention is to form an electrolyte layer (C) made of the above-described ion-conductive polymer compound by irradiation with ionizing radiation.

【0018】また、上記複合正極(A)および複合負極
(B)を正極集電体上および負極集電体上に形成する方
法として、少なくとも1つがローラーコーティング方
式、あるいはスクリーンコーティング方式により配置さ
れ、電離性放射線の照射によって電極および電解質を形
成することを第2の発明とし、上記複合正極(A)表面
上および複合負極(B)表面上に電解質層(C)を形成
する方法として、ローラーコーティング方式、あるいは
スクリーンコーティング方式により該電解質層を配置
し、電離性放射線の照射によって該電解質層を形成する
ことを第3の発明とするものである。
Further, as a method for forming the composite positive electrode (A) and the composite negative electrode (B) on the positive electrode current collector and the negative electrode current collector, at least one is disposed by a roller coating method or a screen coating method, A second invention is to form an electrode and an electrolyte by irradiation with ionizing radiation. As a method for forming an electrolyte layer (C) on the surface of the composite positive electrode (A) and the surface of the composite negative electrode (B), roller coating is used. The third invention is to dispose the electrolyte layer by a method or a screen coating method and form the electrolyte layer by irradiation with ionizing radiation.

【0019】さらに、上記イオン伝導性高分子化合物
が、少なくとも1種のイオン性化合物を溶解した反応性
二重結合を持つポリエーテルである高分子化合物で、重
合反応により架橋ネットワーク構造を形成する高分子化
合物となることを特徴とすることを第4の発明とし、上
記イオン伝導性高分子化合物が、イオン性化合物を溶解
することができる物質を含んでいることを特徴とするも
ので、上記電気化学的活性物質とイオン伝導性高分子化
合物とで構成される上記複合正極(A)、複合負極
(B)および上記イオン伝導性高分子化合物で構成され
る電解質層(C)を提供することにより、上記の目的を
達成したものである。
Further, the above-mentioned ion-conductive polymer compound is a polymer compound which is a polyether having a reactive double bond in which at least one ionic compound is dissolved. A fourth invention is characterized in that the ion conductive polymer compound is a molecular compound, and the ion conductive polymer compound contains a substance capable of dissolving the ionic compound. By providing the composite positive electrode (A) and the composite negative electrode (B) composed of a chemically active substance and an ion-conductive polymer compound, and the electrolyte layer (C) composed of the ion-conductive polymer compound. The above object has been achieved.

【0020】なお、上記複合正極(A)、複合負極
(B)の両電極表面に上記イオン伝導性高分子化合物で
構成される電解質層(C)を配置することにより、電極
界面の接触が良好となり、接触界面抵抗が小さくなる。
このことにより従来から問題となっている、負極に金属
リチウムを用いたときのリチウム析出状態が一様に分布
し、部分的にリチウムの析出が集中して内部短絡を起こ
すといった問題がなくなる。
By providing an electrolyte layer (C) composed of the ion-conductive polymer compound on both electrode surfaces of the composite positive electrode (A) and the composite negative electrode (B), good contact at the electrode interface is obtained. And the contact interface resistance is reduced.
This eliminates the conventional problem that the lithium deposition state when metal lithium is used for the negative electrode is uniformly distributed and the lithium deposition is partially concentrated to cause an internal short circuit.

【0021】また、シート状電池を組み立てた際に、上
記イオン伝導性高分子化合物で構成される電解質層
(C)が、二重構造となるためにピンホールなどによる
内部短絡も防ぐことができる。さらに、電解質層同士の
接触となるため接触界面抵抗は非常に小さいものとな
る。
Further, when the sheet-shaped battery is assembled, since the electrolyte layer (C) composed of the above-mentioned ion-conductive polymer has a double structure, an internal short circuit due to a pinhole or the like can be prevented. . Further, since the electrolyte layers are in contact with each other, the contact interface resistance is extremely small.

【0022】なお、ポリエーテルを架橋した高分子化合
物に金属塩を溶解したイオン伝導性高分子化合物は、エ
ーテル結合によって生成した架橋ポリマーであるため
に、分子間水素結合のない、ガラス転移温度の低い構造
となり、溶解した金属塩イオンの泳動がきわめて容易に
なる。
It should be noted that an ion-conductive polymer obtained by dissolving a metal salt in a polymer obtained by cross-linking a polyether is a cross-linked polymer formed by an ether bond. It has a low structure, and the migration of dissolved metal salt ions becomes extremely easy.

【0023】また、例えば、ポリエチレングリコールジ
メタクリレートまたはジアクリレートとポリエチレング
リコールモノメタクリレートまたはモノアクリレートの
混合物を反応させた架橋ネットワーク構造の高分子を用
いてもよい。
For example, a polymer having a crosslinked network structure obtained by reacting a mixture of polyethylene glycol dimethacrylate or diacrylate with polyethylene glycol monomethacrylate or monoacrylate may be used.

【0024】次に、このようにして得られた高分子化合
物に溶解するイオン性化合物としては、例えば、LiCl
O4、LiBF4 、LIAsF6、LiPF6 、LiI 、LiBr、Li2B10C
l10、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiSCN 、NaI 、NaSCN 、NaB
r、NaClO4、KClO4 、KSCN、などのLi、Na、またはK の
1種を含む無機イオン塩、(CH3)4NBF4、(CH3)4NBr 、(C
2H5)4NClO4、(C2H5)4NI 、(C3H7)4NBr、(n-C4H9)4NCl
O4、(n-C4H9)4NI 、(C2H5)4N-maleate、(C2H5)4N-benzo
ate 、(C2H5)4N-phtalate 等の四級アンモニウム塩、ス
テアリルスルホン酸リチウム、オクチルスルホン酸ナト
リウム、ドデシルベンゼンスルホン酸リチウム等の有機
イオン塩が挙げられる。これらのイオン性化合物は、2
種以上を併用してもよい。
Next, as the ionic compound dissolved in the polymer compound thus obtained, for example, LiCl
O 4 , LiBF 4 , LIASF 6 , LiPF 6 , LiI, LiBr, Li 2 B 10 C
l 10, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiSCN, NaI, NaSCN, NaB
r, an inorganic ion salt containing one kind of Li, Na, or K such as NaClO 4 , KClO 4 , KSCN, (CH 3 ) 4 NBF 4 , (CH 3 ) 4 NBr, (C
2 H 5) 4 NClO 4, (C 2 H 5) 4 NI, (C 3 H 7) 4 NBr, (nC 4 H 9) 4 NCl
O 4 , (nC 4 H 9 ) 4 NI, (C 2 H 5 ) 4 N-maleate, (C 2 H 5 ) 4 N-benzo
quaternary ammonium salts such as ate and (C 2 H 5 ) 4 N-phtalate; and organic ion salts such as lithium stearylsulfonate, sodium octylsulfonate and lithium dodecylbenzenesulfonate. These ionic compounds are 2
More than one species may be used in combination.

【0025】このようなイオン性化合物の配合割合は、
前述の高分子化合物のエーテル結合酸素に対して、イオ
ン性化合物が0.0001から5.0モルの割合であ
り、中でも0.005から2.0モルであることが好ま
しい。このイオン性化合物の使用量があまり多すぎる
と、過剰のイオン性化合物、例えば無機イオン塩が解離
せず、単に混在するのみとなり、イオン伝導度を逆に低
下させる結果となる。
The mixing ratio of such an ionic compound is as follows:
The ratio of the ionic compound is 0.0001 to 5.0 mol, preferably 0.005 to 2.0 mol, based on the ether bond oxygen of the polymer compound. If the amount of the ionic compound is too large, an excessive amount of the ionic compound, for example, an inorganic ionic salt is not dissociated, but merely mixed, resulting in a reduction in ionic conductivity.

【0026】また、上記イオン性化合物の配合割合は、
電極活物質によって適当な配合割合が異なる。例えば、
層状化合物のインターカレーションを利用した電池にお
いては、電解質のイオン伝導度が最大となる付近が好ま
しいし、また、ドーピング現象を利用する導電性高分子
を電極活物質として使用する電池においては、充放電に
より電解質中のイオン濃度が変化に対応しうる必要があ
る。
The mixing ratio of the ionic compound is as follows:
The appropriate compounding ratio differs depending on the electrode active material. For example,
In a battery using intercalation of a layered compound, the vicinity where the ionic conductivity of the electrolyte is maximized is preferable, and in a battery using a conductive polymer utilizing a doping phenomenon as an electrode active material, the charge is sufficient. It is necessary that the ion concentration in the electrolyte can respond to the change due to the discharge.

【0027】このイオン性化合物の含有方法については
特に制限はないが、例えば、メチルエチルケトンやテト
ラヒドロフラン等の有機溶媒に溶解して、有機化合物に
均一に混合した後、有機溶媒を真空減圧により除去する
方法なども挙げられる。
The method of containing the ionic compound is not particularly limited. For example, a method of dissolving the compound in an organic solvent such as methyl ethyl ketone or tetrahydrofuran, uniformly mixing the compound with the organic compound, and removing the organic solvent by vacuum reduction. And the like.

【0028】次に、本発明では、イオン伝導性高分子化
合物に、該イオン伝導性高分子化合物中に含まれるイオ
ン性化合物を溶解できる物質を含ませてもよく、この種
の物質を含ませることによって、高分子化合物の基本骨
格を変えることなく、イオン伝導度を著しく向上でき
る。
Next, in the present invention, a substance capable of dissolving the ionic compound contained in the ion-conductive polymer compound may be contained in the ion-conductive polymer compound, and such a substance may be contained. Thereby, the ionic conductivity can be significantly improved without changing the basic skeleton of the polymer compound.

【0029】上記イオン性化合物を溶解できる物質とし
ては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート
などの環状炭酸エステル、γ−ブチロラクトンなどの環
状エステル、テトラヒドロフランまたはその誘導体、
1,3−ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン、メチ
ルジグライムなどのエーテル類、アセトニトリル、ベン
ゾニトリルなどのニトリル類、ジオキサランまたはその
誘導体、スルホランまたはその誘導体などの単独または
それら2種以上の混合物などが挙げられる。しかしこれ
らに限定されるものではない。また、その配合割合およ
び配合方法は任意である。
Examples of the substance capable of dissolving the ionic compound include cyclic carbonates such as propylene carbonate and ethylene carbonate, cyclic esters such as γ-butyrolactone, tetrahydrofuran or derivatives thereof,
Ethers such as 1,3-dioxane, 1,2-dimethoxyethane, and methyldiglyme; nitriles such as acetonitrile and benzonitrile; dioxalane or a derivative thereof; sulfolane or a derivative thereof; alone or a mixture of two or more thereof; Is mentioned. However, it is not limited to these. The mixing ratio and the mixing method are arbitrary.

【0030】なお、本発明のイオン伝導性高分子化合物
を複合正極表面上、複合負極表面上に配置する方法につ
いては、請求項に記載の通りであり、上記複合正極表面
上および複合負極表面上に、任意の厚みおよび任意の形
状に配置することが可能である。
The method of arranging the ion-conductive polymer compound of the present invention on the surface of the composite positive electrode and on the surface of the composite negative electrode is as described in the claims. In addition, they can be arranged in any thickness and any shape.

【0031】さらに、上記イオン伝導性高分子化合物を
電解質層(セパレータ)として用いることにより、複合
負極周辺部におけるリチウムのデンドライト生成を抑制
することにが可能であり、かつ機械的強度に優れ、熱
的、電気化学的に安定な電解質層を提供することが可能
である。
Further, by using the above-mentioned ion conductive polymer compound as an electrolyte layer (separator), it is possible to suppress the generation of lithium dendrites in the periphery of the composite negative electrode, and it is excellent in mechanical strength and heat resistance. It is possible to provide a stable and electrochemically stable electrolyte layer.

【0032】また、本発明の複合正極に使用する正極活
物質としては、以下の電池電極材料が挙げられる。
As the positive electrode active material used in the composite positive electrode of the present invention, the following battery electrode materials can be mentioned.

【0033】すなわち、CuO 、Cu2O、Ag2O、CuS 、CuSO
4 などのI族金属化合物、TiS2、SiO2、SnO などのIV族
金属化合物、V2O5、V6O12 、VOX 、Nb2O5 、Bi2O3 、Sb
2O3などのV族金属化合物、Cr03、Cr2O3 、MoO3、W
O3 、SeO2などのVI族金属化合物、MnO2、Mn2O3 などのV
II 族金属化合物、Fe2O3 、FeO 、Fe3O4 、Ni2O3 、Ni
O、CoO3、CoO などのVIII族金属化合物、または、一般
式 Li X MX2 、LiX MNY X2 (M 、N はIからVIII族の
金属、Xは酸素、硫黄などのカルコゲン化合物を示
す。)などで表される、例えば、リチウム−コバルト系
複合酸化物あるいはリチウム−マンガン系複合酸化物な
どの金属化合物、さらに、ポリピロール、ポリアニリ
ン、ポリパラフェニレン、ポリアセチレン、ポリアセン
系材料などの導電性高分子化合物、擬グラファイト構造
炭素質材料などであるが、これらに限定されるものでは
ない。
That is, CuO, Cu 2 O, Ag 2 O, CuS, CuSO
Group I metal compounds such as 4, TiS 2, SiO 2, IV group metal compounds such as SnO, V 2 O 5, V 6 O 12, VO X, Nb 2 O 5, Bi 2 O 3, Sb
Group V metal compounds such as 2 O 3 , CrO 3 , Cr 2 O 3 , MoO 3 , W
Group VI metal compounds such as O 3 and SeO 2, and V such as MnO 2 and Mn 2 O 3
Group II metal compound, Fe 2 O 3, FeO, Fe 3 O 4, Ni 2 O 3, Ni
Group VIII metal compounds such as O, CoO 3 , CoO, or general formulas Li X MX 2 , Li X MN Y X 2 (M and N are metals of Group I to VIII, X is a chalcogen compound such as oxygen and sulfur For example, a metal compound such as a lithium-cobalt-based composite oxide or a lithium-manganese-based composite oxide, and a conductive material such as polypyrrole, polyaniline, polyparaphenylene, polyacetylene, and polyacene-based material. Examples include, but are not limited to, polymer compounds and pseudo-graphite structured carbonaceous materials.

【0034】さらに、複合負極に使用する負極活物質と
しては、以下の電池電極材料が挙げられる。
Further, examples of the negative electrode active material used in the composite negative electrode include the following battery electrode materials.

【0035】すなわち、カーボンなどの炭素質材料、 〔例えば上記炭素質材料が、X線回折等による分析結
果; 格子面間隔(d002 ) 3.35から3.40Å a軸方向の結晶子の大きさ La 200 Å以上 c軸方向の結晶子の大きさ Lc 200 Å以上 真密度 2.00から2.25g/cm
3 また、異方性のピッチを2000℃以上の温度で焼成した炭
素粉末(平均粒子径15μm以下)あるいは、炭素繊維で
あるものが望ましいが、もちろんこれらの範囲に限定さ
れるものではない。〕あるいはリチウム金属、リチウム
−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム−スズ、リチ
ウム−アルミニウム−スズ、リチウム−ガリウム、およ
びウッド合金などのリチウム金属含有合金などである
が、これらに限定されるものではない。これらの負極活
物質は、単独あるいは2種以上の併用が可能である。
That is, a carbonaceous material such as carbon; [For example, the above carbonaceous material is analyzed by X-ray diffraction or the like; lattice spacing (d002) 3.35 to 3.40Å; crystallite size in the a-axis direction La 200Å More than crystallite size in c-axis direction Lc 200 mm or more True density 2.00 to 2.25 g / cm
3 Further , carbon powder (an average particle diameter of 15 μm or less) or carbon fiber obtained by calcining anisotropic pitch at a temperature of 2000 ° C. or higher is desirable, but is not limited to these ranges. Or lithium metal, lithium-aluminum, lithium-lead, lithium-tin, lithium-aluminum-tin, lithium-gallium, and lithium metal-containing alloys such as wood alloys, but are not limited thereto. These negative electrode active materials can be used alone or in combination of two or more.

【0036】なお、本発明の複合正極および複合負極
を、正極集電体上および負極集電体上に配置する方法に
ついては、請求項に記載の通りであるが、これらの手段
を用いた場合、電解質層およびカレントコレクターと接
触する電気化学的活性物質の実表面積を増加させること
が可能である。
The method of arranging the composite positive electrode and the composite negative electrode of the present invention on the positive electrode current collector and the negative electrode current collector is as described in the claims. It is possible to increase the actual surface area of the electrochemically active material in contact with the electrolyte layer and the current collector.

【0037】また、本発明の複合正極および複合負極
は、請求項記載の方法を用いると、任意の厚みおよび任
意の形状に配置することが可能である。
The composite cathode and the composite anode of the present invention can be arranged in an arbitrary thickness and an arbitrary shape by using the method described in the claims.

【0038】これらの場合、必要に応じて、グラファイ
ト、カーボンブラック、アセチレンブラックなどのカー
ボン(ここでいうカーボンとは、上述の負極活物質にお
けるカ−ボンとは全く異なる特性を有するものであ
る。)および金属粉末、導電性金属酸化物などの導電材
料を、複合正極および複合負極内に混合して、電子伝導
の向上を図ることができる。
In these cases, if necessary, carbon such as graphite, carbon black, acetylene black or the like (carbon having a completely different characteristic from carbon in the above-described negative electrode active material). ) And a conductive material such as a metal powder and a conductive metal oxide can be mixed in the composite positive electrode and the composite negative electrode to improve electron conduction.

【0039】また、上記複合正極および複合負極を製造
するとき、均一な混合分散系を得るために、数種の分散
剤と分散媒を加えることができる。さらに増粘剤、増量
剤、粘着補助剤等を添加することも可能である。
In producing the above composite positive electrode and composite negative electrode, several kinds of dispersants and dispersion media can be added to obtain a uniform mixed dispersion system. Further, it is also possible to add a thickener, a bulking agent, a tackifier and the like.

【0040】請求項記載の上記電離性放射線とは、γ
線、X線、電子線、中性子線などが挙げられる。上記イ
オン伝導性高分子化合物を架橋する際に、これら電離性
放射線を用いる方法は非常に効率的である。すなわち、
上記電離性放射線のエネルギー効率だけではなく、例え
ば種々の複合正極、複合負極および電解質を形成する際
に、上記イオン伝導性高分子化合物の架橋度を容易にコ
ントロールすることができるため、上記電離性放射線の
照射量を制御することにより、電気化学的に最適な電極
および電解質を作製することが可能となる。
The ionizing radiation described in the claims is γ
Ray, X-ray, electron beam, neutron beam and the like. The method using these ionizing radiations when cross-linking the ion-conductive polymer compound is very efficient. That is,
Not only the energy efficiency of the ionizing radiation, but also, for example, when forming various composite positive electrodes, composite negative electrodes and electrolytes, the degree of crosslinking of the ion-conductive polymer compound can be easily controlled. By controlling the irradiation dose of radiation, it becomes possible to produce electrochemically optimal electrodes and electrolytes.

【0041】正極集電板としては、アルミニウム、ステ
ンレス、チタン、銅などの材質が、また、負極集電板と
しては、ステンレス、鉄、ニッケル、銅などの材質が好
ましいが、特に限定されるものではない。
Materials such as aluminum, stainless steel, titanium, and copper are preferable for the positive electrode current collector plate, and materials such as stainless steel, iron, nickel, and copper are preferable for the negative electrode current collector plate. is not.

【0042】[0042]

【実施例】以下、本発明の詳細について、実施例により
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0043】(実施例1)下記の手順にしたがって、本
発明のシート状電池を作製した。 a)電池の正極活物質としてLiCoO2 を、導電剤と
してアセチレンブラックを用い、そしてポリエチレング
リコールジアクリレート(分子量:5000)とポリエチレ
ングリコールモノアクリレート(分子量:400 )を6:
4の重量比率で混合した有機化合物と混合したものを複
合正極として使用した。
Example 1 A sheet-shaped battery of the present invention was manufactured according to the following procedure. a) LiCoO 2 was used as a positive electrode active material of a battery, acetylene black was used as a conductive agent, and polyethylene glycol diacrylate (molecular weight: 5000) and polyethylene glycol monoacrylate (molecular weight: 400) were used.
A mixture mixed with an organic compound mixed at a weight ratio of 4 was used as a composite positive electrode.

【0044】この複合正極の作製方法は以下の通りであ
る。すなわち、LiCoO2 とアセチレンブラックを8
5:15の重量比率で混合したものに、上記有機化合物
10重量部に、四フッ化ホウ酸リチウム1重量部、1,
2−ジメトキシエタン10重量部およびγ−ブチロラク
トン10重量部を混合したものを、乾燥不活性ガス雰囲
気中、10:3の重量比率で混合した。これらの混合物
を、アルミニウムからなる正極集電板の表面に導電性カ
ーボン被膜を形成した集電体の上にローラーコーティン
グでキャストした。その後、乾燥不活性ガス雰囲気中、
電子線量12Mradの電子線を照射することにより上
記複合正極を硬化させた。正極集電体上に形成した複合
正極被膜の厚さは、60μmであった。
The method for producing the composite positive electrode is as follows. That is, LiCoO 2 and acetylene black
In a mixture of 5:15 by weight, 10 parts by weight of the organic compound, 1 part by weight of lithium tetrafluoroborate, 1,
A mixture of 10 parts by weight of 2-dimethoxyethane and 10 parts by weight of γ-butyrolactone was mixed in a dry inert gas atmosphere at a weight ratio of 10: 3. These mixtures were cast by roller coating on a current collector having a conductive carbon film formed on the surface of a positive electrode current collector plate made of aluminum. Then, in a dry inert gas atmosphere,
The composite positive electrode was cured by irradiating an electron beam with an electron dose of 12 Mrad. The thickness of the composite positive electrode film formed on the positive electrode current collector was 60 μm.

【0045】次に、上記複合正極上にイオン伝導性高分
子化合物を形成させるべく、上記有機化合物30重量部
と四フッ化ホウ酸リチウム6重量部、1,2−ジメトキ
シエタン32重量部およびγ−ブチロラクトン32重量
部を混合したものを、乾燥不活性ガス雰囲気中、上記複
合正極上にローラーコーティングによりキャストし、そ
の後、乾燥不活性ガス雰囲気中、電子線量8Mradの
電子線を照射して上記イオン伝導性高分子化合物層を硬
化させた。これによって得られた電解質層の厚みは、2
5μmであった。
Next, 30 parts by weight of the organic compound, 6 parts by weight of lithium tetrafluoroborate, 32 parts by weight of 1,2-dimethoxyethane, and γ A mixture of 32 parts by weight of butyrolactone is cast on the composite positive electrode by roller coating in a dry inert gas atmosphere, and then irradiated with an electron beam at an electron dose of 8 Mrad in a dry inert gas atmosphere. The conductive polymer layer was cured. The thickness of the electrolyte layer thus obtained is 2
It was 5 μm.

【0046】b)電池の負極活物質としてカーボン粉末
を用い、そしてポリエチレングリコールジアクリレート
(分子量:5000)とポリエチレングリコールモノアクリ
レート(分子量:400 )を6:4の重量比率で混合した
有機化合物と混合したものを複合負極として使用した。
B) Carbon powder was used as the negative electrode active material of the battery, and mixed with an organic compound in which polyethylene glycol diacrylate (molecular weight: 5000) and polyethylene glycol monoacrylate (molecular weight: 400) were mixed in a weight ratio of 6: 4. This was used as a composite negative electrode.

【0047】この複合負極の作製方法は以下の通りであ
る。すなわちカーボン粉末と、上記有機化合物10重量
部に、四フッ化ホウ酸リチウム1重量部、1,2−ジメ
トキシエタン10重量部およびγ−ブチロラクトン10
重量部を混合したものを、乾燥不活性ガス雰囲気中、
8:2の重量比率で混合した。これらの混合物を、ステ
ンレス鋼からなる負極集電板上にローラーコーティング
によりキャストした。その後、乾燥不活性ガス雰囲気
中、電子線量15Mradの電子線を照射することによ
り上記複合負極を硬化させた。負極集電体上に形成した
複合負極の厚さは、30μmであった。
The method for producing this composite negative electrode is as follows. That is, 1 part by weight of lithium tetrafluoroborate, 10 parts by weight of 1,2-dimethoxyethane and 10 parts by weight of γ-butyrolactone
A mixture of parts by weight is placed in a dry inert gas atmosphere,
They were mixed at a weight ratio of 8: 2. These mixtures were cast on a negative electrode current collector made of stainless steel by roller coating. Thereafter, the composite negative electrode was cured by irradiating it with an electron beam having an electron dose of 15 Mrad in a dry inert gas atmosphere. The thickness of the composite negative electrode formed on the negative electrode current collector was 30 μm.

【0048】次に、上記複合負極上にイオン伝導性高分
子化合物を形成させるべく、上記有機化合物30重量部
と四フッ化ホウ酸リチウム6重量部、1,2−ジメトキ
シエタン32重量部およびγ−ブチロラクトン32重量
部を混合したものを、乾燥不活性ガス雰囲気中、上記複
合負極上にローラーコーティングによりキャストし、そ
の後、乾燥不活性ガス雰囲気中、電子線量8Mradの
電子線を照射して上記イオン伝導性高分子化合物層を硬
化させた。これによって得られた電解質層の厚みは、2
5μmであった。
Next, 30 parts by weight of the above organic compound, 6 parts by weight of lithium tetrafluoroborate, 32 parts by weight of 1,2-dimethoxyethane, and γ -A mixture of 32 parts by weight of butyrolactone is cast by roller coating on the composite negative electrode in a dry inert gas atmosphere, and then irradiated with an electron beam at an electron dose of 8 Mrad in a dry inert gas atmosphere. The conductive polymer layer was cured. The thickness of the electrolyte layer thus obtained is 2
It was 5 μm.

【0049】c)b)で得られた電解質層/複合負極/
負極集電体と、a)で得られた正極集電体/複合正極/
電解質層を接触させることにより、本発明の実施例1の
シート状電池を作製した。
C) The electrolyte layer obtained in b) / composite negative electrode /
Negative electrode current collector, positive electrode current collector obtained in a) / composite positive electrode /
By bringing the electrolyte layers into contact, a sheet-like battery of Example 1 of the present invention was produced.

【0050】図1は、本発明のシート状電池の断面図で
ある。図中1はアルミニウムからなる正極集電体で、外
装も兼ねている。2は複合正極であり、正極活物質に
LiCoO2 を、導電剤としてアセチレンブラックを、
結着剤としてポリエチレングリコールジアクリレートと
ポリエチレングリコールモノアクリレートを混合した有
機化合物を用いた。また、3は本発明のイオン伝導性高
分子化合物からなる電解質層である。4は複合負極であ
り、負極活物質としてカーボン粉末を、結着剤として上
記有機化合物を用いた。5は、ステンレス鋼からなる負
極集電板で、外装も兼ねている。6は、変性ポリプロピ
レンからなる封口剤である。
FIG. 1 is a sectional view of a sheet-shaped battery of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a positive electrode current collector made of aluminum, which also serves as an exterior. 2 is a composite positive electrode, which is used as a positive electrode active material.
LiCoO 2 , acetylene black as a conductive agent,
An organic compound obtained by mixing polyethylene glycol diacrylate and polyethylene glycol monoacrylate was used as a binder. Reference numeral 3 denotes an electrolyte layer made of the ion-conductive polymer compound of the present invention. Reference numeral 4 denotes a composite negative electrode, which used carbon powder as a negative electrode active material and the above-mentioned organic compound as a binder. Reference numeral 5 denotes a negative electrode current collector made of stainless steel, which also serves as an exterior. Reference numeral 6 denotes a sealing agent made of modified polypropylene.

【0051】(実施例2)実施例1において、上記複合
正極/複合負極を正極集電体上/負極集電体上に配置す
る方法と、複合正極表面上/複合負極表面上に、上記イ
オン伝導性高分子化合物からなる電解質層を配置する方
法として、上記ローラーコーティングの代わりにスクリ
ーンコーティングを用いたほかは、実施例1と同様の手
順により本発明の実施例2のシート状電池を作製した。
(Example 2) In Example 1, the method of arranging the above composite positive electrode / composite negative electrode on the positive electrode current collector / on the negative electrode current collector, A sheet-like battery of Example 2 of the present invention was produced in the same procedure as in Example 1, except that a screen coating was used instead of the roller coating as a method of disposing an electrolyte layer made of a conductive polymer compound. .

【0052】(比較例1)下記の手順にしたがって、比
較例1のシート状電池を作製した。 a)電池の正極活物質としてLiCoO2 を、導電剤と
してアセチレンブラックを用い、そしてポリエチレング
リコールジアクリレート(分子量:5000)とポリエチレ
ングリコールモノアクリレート(分子量:400 )を6:
4の重量比率で混合した有機化合物と混合したものを複
合正極として使用した。
(Comparative Example 1) A sheet-like battery of Comparative Example 1 was manufactured according to the following procedure. a) LiCoO 2 was used as a positive electrode active material of a battery, acetylene black was used as a conductive agent, and polyethylene glycol diacrylate (molecular weight: 5000) and polyethylene glycol monoacrylate (molecular weight: 400) were used.
A mixture mixed with an organic compound mixed at a weight ratio of 4 was used as a composite positive electrode.

【0053】比較例1の複合正極は実施例1と同様の方
法により作製した。なお、正極集電体上に形成した複合
正極被膜の厚さは、60μmであった。
The composite positive electrode of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1. In addition, the thickness of the composite positive electrode film formed on the positive electrode current collector was 60 μm.

【0054】b)電池の負極活物質としてカーボン粉末
を用い、そしてポリエチレングリコールジアクリレート
(分子量:5000)とポリエチレングリコールモノアクリ
レート(分子量:400 )を6:4の重量比率で混合した
有機化合物と混合したものを複合負極として使用した。
B) Carbon powder was used as the negative electrode active material of the battery, and mixed with an organic compound in which polyethylene glycol diacrylate (molecular weight: 5000) and polyethylene glycol monoacrylate (molecular weight: 400) were mixed at a weight ratio of 6: 4. This was used as a composite negative electrode.

【0055】比較例1の複合負極は、実施例1と同様の
方法により作製した。なお、負極集電体上に形成した複
合負極の厚さは、30μmであった。
The composite negative electrode of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1. The thickness of the composite negative electrode formed on the negative electrode current collector was 30 μm.

【0056】次に、上記複合負極上にイオン伝導性高分
子化合物を形成させるべく、上記有機化合物30重量部
と四フッ化ホウ酸リチウム6重量部、1,2−ジメトキ
シエタン32重量部およびγ−ブチロラクトン32重量
部を混合したものを、乾燥不活性ガス雰囲気中、上記複
合負極上にローラーコーティングによりキャストし、そ
の後、乾燥不活性ガス雰囲気中、電子線量8Mradの
電子線を照射して上記イオン伝導性高分子化合物層を硬
化させた。これによって得られた電解質層の厚みは、5
0μmであった。
Next, in order to form an ion conductive polymer compound on the composite negative electrode, 30 parts by weight of the organic compound, 6 parts by weight of lithium tetrafluoroborate, 32 parts by weight of 1,2-dimethoxyethane and γ -A mixture of 32 parts by weight of butyrolactone is cast by roller coating on the composite negative electrode in a dry inert gas atmosphere, and then irradiated with an electron beam at an electron dose of 8 Mrad in a dry inert gas atmosphere. The conductive polymer layer was cured. The thickness of the electrolyte layer thus obtained is 5
It was 0 μm.

【0057】c)b)で得られた電解質層/複合負極/
負極集電体と、a)で得られた正極集電体/複合正極を
接触させることにより、比較例1のシート状電池を作製
した。
C) The electrolyte layer obtained in b) / composite negative electrode /
By bringing the negative electrode current collector into contact with the positive electrode current collector / composite positive electrode obtained in a), a sheet-shaped battery of Comparative Example 1 was produced.

【0058】(比較例2)比較例1において、上記複合
正極/複合負極を正極集電体上/負極集電体上に配置す
る方法と、複合負極表面上に、上記イオン伝導性高分子
化合物からなる電解質層を配置する方法として、上記ロ
ーラーコーティングの代わりにスクリーンコーティング
を用いたほかは、比較例1と同様の手順により比較例2
のシート状電池を作製した。
(Comparative Example 2) In Comparative Example 1, the method of disposing the composite positive electrode / composite negative electrode on the positive electrode current collector / on the negative electrode current collector and the method of disposing the ion conductive polymer compound on the composite negative electrode surface Comparative Example 2 was carried out in the same manner as in Comparative Example 1 except that a screen coating was used instead of the roller coating as a method of disposing an electrolyte layer composed of
Was produced.

【0059】(比較例3)比較例3の複合正極は、実施
例1と同様の方法により作製した。なお、正極集電体上
に形成した複合正極被膜の厚さは、60μmであった。
Comparative Example 3 The composite positive electrode of Comparative Example 3 was produced in the same manner as in Example 1. In addition, the thickness of the composite positive electrode film formed on the positive electrode current collector was 60 μm.

【0060】比較例3の複合負極は、実施例1と同様の
方法により作製した。なお、負極集電体上に形成した複
合負極の厚さは、30μmであった。
The composite negative electrode of Comparative Example 3 was produced in the same manner as in Example 1. The thickness of the composite negative electrode formed on the negative electrode current collector was 30 μm.

【0061】次に、上記有機化合物30重量部と四フッ
化ホウ酸リチウム6重量部、1,2−ジメトキシエタン
32重量部およびγ−ブチロラクトン32重量部と、ベ
ンジルメチルケタール0.03重量部を混合したもの
を、乾燥不活性ガス雰囲気中、上記複合負極上にローラ
ーコーティングによりキャストし、その後、乾燥不活性
ガス雰囲気中、20mW/cm2 の紫外線を60秒間照射し
て上記イオン伝導性高分子化合物層を硬化させた。これ
によって得られた電解質層の厚みは、50μmであっ
た。
Next, 30 parts by weight of the above organic compound, 6 parts by weight of lithium tetrafluoroborate, 32 parts by weight of 1,2-dimethoxyethane and 32 parts by weight of γ-butyrolactone, and 0.03 part by weight of benzyl methyl ketal were added. The mixture is cast on the composite negative electrode by roller coating in a dry inert gas atmosphere, and then irradiated with 20 mW / cm 2 ultraviolet ray in a dry inert gas atmosphere for 60 seconds to form the ion conductive polymer. The compound layer was cured. The thickness of the electrolyte layer thus obtained was 50 μm.

【0062】c)b)で得られた電解質層/複合負極/
負極集電体と、a)で得られた正極集電体/複合正極を
接触させることにより、比較例1のシート状電池を作製
した。
C) The electrolyte layer obtained in b) / composite negative electrode /
By bringing the negative electrode current collector into contact with the positive electrode current collector / composite positive electrode obtained in a), a sheet-shaped battery of Comparative Example 1 was produced.

【0063】本実施例1、2および比較例1、2、3の
シート状電池の電極面積は、作製工程によって、種々変
更することが可能であるが、本実施例および比較例で
は、その電極面積を100 cm2 としたものを作製した。
The electrode area of the sheet batteries of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1, 2, and 3 can be variously changed depending on the manufacturing process. One having an area of 100 cm 2 was produced.

【0064】このシート状電池を用いて、25℃で50μA
/cm2 定電流の充放電サイクル試験を行った。なお、
充電終止電圧4.1 V、放電終止電圧2.7 Vとして上記充
放電サイクル試験を行った。図2に充放電サイクル数
と、電池容量の関係を示したものである。図2からわか
るように、本発明によるシート状電池は、比較例のシー
ト状電池と比較して、優れた充放電サイクル特性を示す
ことがわかる。
Using this sheet-shaped battery, 50 μA at 25 ° C.
/ Cm 2 constant current charge / discharge cycle test. In addition,
The above charge / discharge cycle test was performed with a charge end voltage of 4.1 V and a discharge end voltage of 2.7 V. FIG. 2 shows the relationship between the number of charge / discharge cycles and the battery capacity. 2. As can be seen from FIG. 2, the sheet-shaped battery according to the present invention shows superior charge-discharge cycle characteristics as compared with the sheet-shaped battery of the comparative example.

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、少なく
とも1種のイオン性化合物が溶解している高分子物質に
より構成されたイオン伝導性高分子化合物であって、ポ
リエーテル構造を有し、イオン伝導性を有している高分
子化合物と電気化学的活性物質と任意に電子伝導性物質
とで構成される複合正極(A)および複合負極(B)
と、少なくとも1種のイオン性化合物が溶解している高
分子物質により構成されたイオン伝導性高分子化合物か
らなる電解質(C)からなる電池の製造法において、複
合正極(A)表面上および複合負極(B)表面上に上記
イオン伝導性高分子化合物からなる電解質層(C)を、
電離性放射線の照射によって形成することにより、従来
の熱的方法および紫外線照射による硬化方法と比較し
て、作業性が格段に向上し、品質の均一性を図ることが
可能である。このことから、電池特性の向上、高性能電
極の作製を目的とし、電池の製造工程の作業性および電
池性能の向上させることができ、さらに外部への液漏れ
の心配が全くなく、長期信頼性および安全性の高い電池
を提供できるという効果を奏する。
As is apparent from the above description, the present invention is an ion conductive polymer compound composed of a polymer in which at least one ionic compound is dissolved, and has a polyether structure, Composite positive electrode (A) and composite negative electrode (B) composed of a polymer compound having ion conductivity, an electrochemically active substance and optionally an electron conductive substance
And a method for producing a battery comprising an electrolyte (C) composed of an ion-conductive polymer compound composed of a polymer substance in which at least one ionic compound is dissolved. An electrolyte layer (C) composed of the above-mentioned ion-conductive polymer compound on the surface of the negative electrode (B),
By forming by irradiation of ionizing radiation, workability is remarkably improved and uniformity of quality can be achieved as compared with a conventional thermal method and a curing method by irradiation with ultraviolet rays. From this, it is possible to improve the battery characteristics and the production of high-performance electrodes, improve the workability of the battery manufacturing process and the battery performance, and have no concern about leakage to the outside, and long-term reliability In addition, it is possible to provide a highly safe battery.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のシート状電池の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a sheet-shaped battery of the present invention.

【図2】シート状電池の充放電サイクル数と電池容量の
関係を示したグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the number of charge / discharge cycles of a sheet-shaped battery and the battery capacity.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 正極集電体 2 複合正極 3 電解質層 4 複合負極 5 負極集電体 6 封口剤 REFERENCE SIGNS LIST 1 positive electrode current collector 2 composite positive electrode 3 electrolyte layer 4 composite negative electrode 5 negative electrode current collector 6 sealing agent

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 少なくとも1種のイオン性化合物が溶解
している高分子物質により構成されたイオン伝導性高分
子化合物であって、ポリエーテル構造を有し、イオン伝
導性を有している高分子化合物と電気化学的活性物質と
任意に電子伝導性物質とで構成される複合正極(A)お
よび複合負極(B)と、少なくとも1種のイオン性化合
物が溶解している高分子物質により構成されたイオン伝
導性高分子化合物からなる電解質(C)からなる電池の
製造法において、複合正極(A)表面上および複合負極
(B)表面上に上記イオン伝導性高分子化合物からなる
電解質層(C)を、電離性放射線の照射によって形成
し、前記複合正極上に形成された電解質層と前記複合負
極表面上に形成された電解質層とを対向させ接触させて
組み立てることを特徴とする電池の製造法。
1. An ion-conductive polymer compound composed of a polymer substance in which at least one ionic compound is dissolved, having a polyether structure and having ion conductivity. Composed of a composite positive electrode (A) and a composite negative electrode (B) composed of a molecular compound, an electrochemically active substance and optionally an electron conductive substance, and a polymer substance in which at least one ionic compound is dissolved. In the method for producing a battery comprising the electrolyte (C) made of the ion-conductive polymer compound, the electrolyte layer made of the ion-conductive polymer compound is formed on the surface of the composite positive electrode (A) and the surface of the composite anode (B) ( C) is formed by irradiation with ionizing radiation
And an electrolyte layer formed on the composite positive electrode and the composite negative electrode.
Facing and contacting the electrolyte layer formed on the pole surface
Preparation of the battery, wherein the assembly Rukoto.
【請求項2】 上記複合正極(A)および複合負極
(B)を正極集電体上および負極集電体上に形成する方
法として、少なくとも1つがローラーコーティング方
式、あるいはスクリーンコーティング方式により配置さ
れ、電離性放射線の照射によって電極および電解質を形
成することを特徴とする請求項1記載の電池の製造法。
2. As a method for forming the composite positive electrode (A) and the composite negative electrode (B) on the positive electrode current collector and the negative electrode current collector, at least one is disposed by a roller coating method or a screen coating method, The method for producing a battery according to claim 1, wherein the electrode and the electrolyte are formed by irradiation with ionizing radiation.
【請求項3】 上記複合正極(A)表面上および複合負
極(B)表面上に電解質層(C)を形成する方法とし
て、ローラーコーティング方式、あるいはスクリーンコ
ーティング方式により該電解質層を配置し、電離性放射
線の照射によって該電解質層を形成することを特徴とす
る請求項1の記載の電池の製造法。
3. A method of forming an electrolyte layer (C) on the surface of the composite positive electrode (A) and the surface of the composite negative electrode (B) by disposing the electrolyte layer by a roller coating method or a screen coating method, 2. The method for producing a battery according to claim 1, wherein the electrolyte layer is formed by irradiating the electrolyte layer.
【請求項4】 上記イオン伝導性高分子化合物が、少な
くとも1種のイオン性化合物を溶解した反応性二重結合
を持つポリエーテルである高分子化合物で、重合反応に
より架橋ネットワーク構造を形成する高分子化合物とな
ることを特徴とする請求項1、2または3記載の電池の
製造法。
4. The high molecular compound, wherein the ion conductive polymer compound is a polyether having a reactive double bond in which at least one ionic compound is dissolved, and forms a crosslinked network structure by a polymerization reaction. 4. The method for producing a battery according to claim 1, wherein the battery is a molecular compound.
【請求項5】 上記イオン伝導性高分子化合物が、イオ
ン性化合物を溶解することができる物質を含んでいるこ
とを特徴とする請求項1、2、3または4記載の電池の
製造法。
5. The method according to claim 1, wherein the ion-conductive polymer compound contains a substance capable of dissolving the ionic compound.
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