JP3268770B2 - 非水系二次電池 - Google Patents
非水系二次電池Info
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- 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
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、負極活物質として
ケイ素を含む焼結体を負極とする高容量でサイクル特性
に優れた非水系二次電池に関する。
ケイ素を含む焼結体を負極とする高容量でサイクル特性
に優れた非水系二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】ビデオカメラや携帯電話等の携帯用電子
機器の普及に伴い、高エネルギー密度の期待できるリチ
ウム二次電池が注目されている。
機器の普及に伴い、高エネルギー密度の期待できるリチ
ウム二次電池が注目されている。
【０００３】リチウム二次電池の負極活物質としては、
炭素質材料に比べ単位体積当りの容量の増加が期待でき
るケイ素又はその化合物を負極活物質として用い、負極
を構成する試みがなされている。例えば、特開平７-２
９６０２号公報には、ＬｉxＳｉ(０≦ｘ≦５）を負極活
物質として用い、導電材のグラファイトとバインダ−を
加え成型してペレットとして負極を製造する方法が、ま
た特開平５-７４４６３号公報には、シリコン単結晶を
活物質として用いニッケルメッシュで鋏むことにより負
極を製造する方法が開示されている。
炭素質材料に比べ単位体積当りの容量の増加が期待でき
るケイ素又はその化合物を負極活物質として用い、負極
を構成する試みがなされている。例えば、特開平７-２
９６０２号公報には、ＬｉxＳｉ(０≦ｘ≦５）を負極活
物質として用い、導電材のグラファイトとバインダ−を
加え成型してペレットとして負極を製造する方法が、ま
た特開平５-７４４６３号公報には、シリコン単結晶を
活物質として用いニッケルメッシュで鋏むことにより負
極を製造する方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ケイ素
は従来の炭素質材料に比べ、多くのリチウムを吸蔵でき
る反面、充放電の繰り返しに伴い電極の体積が大きく変
化するため電極の電気抵抗が増大し、充放電のサイクル
数の増加とともに容量が低下するという問題があった。
は従来の炭素質材料に比べ、多くのリチウムを吸蔵でき
る反面、充放電の繰り返しに伴い電極の体積が大きく変
化するため電極の電気抵抗が増大し、充放電のサイクル
数の増加とともに容量が低下するという問題があった。
【０００５】また、ケイ素は炭素質材料に比べて導電性
が低いため、負極の導電性を確保しようとすると、導電
材として炭素質材料を大量に添加せざるを得ず、そのた
め電池の体積当りの容量が低下するという問題があっ
た。
が低いため、負極の導電性を確保しようとすると、導電
材として炭素質材料を大量に添加せざるを得ず、そのた
め電池の体積当りの容量が低下するという問題があっ
た。
【０００６】そこで、本発明は上記課題を解決し、負極
の導電性を高めることにより、高容量でサイクル特性に
優れた非水系二次電池を提供することを目的とした。
の導電性を高めることにより、高容量でサイクル特性に
優れた非水系二次電池を提供することを目的とした。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の非水系二次電池
は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な活物質を含む、
正極と負極を有する非水系二次電池であって、上記負極
が、ケイ素と、炭素質材料又は熱処理により炭素質材料
になる材料と、ポリビニルブチラール樹脂、ウレタン樹
脂、アクリル樹脂、及びエチレンオキサイド、プロピレ
ンオキサイド、メタクリル酸メチルの単独又は共重合体
から選ばれた少なくとも１種のバインダーとの混合物を
非酸化雰囲気でケイ素が溶融しない温度範囲で熱処理し
て得られた焼結体であり、その焼結体はケイ素を５０重
量％以上含み、導電率が１Ｓ／ｃｍ以上であることを特
徴とする。
は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な活物質を含む、
正極と負極を有する非水系二次電池であって、上記負極
が、ケイ素と、炭素質材料又は熱処理により炭素質材料
になる材料と、ポリビニルブチラール樹脂、ウレタン樹
脂、アクリル樹脂、及びエチレンオキサイド、プロピレ
ンオキサイド、メタクリル酸メチルの単独又は共重合体
から選ばれた少なくとも１種のバインダーとの混合物を
非酸化雰囲気でケイ素が溶融しない温度範囲で熱処理し
て得られた焼結体であり、その焼結体はケイ素を５０重
量％以上含み、導電率が１Ｓ／ｃｍ以上であることを特
徴とする。
【０００８】
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明に用いる負極は、負極活物
質としてケイ素を含む。負極活物質に含まれるケイ素と
しては、ケイ素単体の結晶質、非晶質のいずれも用いる
事ができ、非酸化雰囲気での熱処理により分解又は還元
されてケイ素に変化し得るケイ素化合物であっても良
い。ケイ素化合物としては、酸化ケイ素などの無機ケイ
素化合物や、シリコーン樹脂、含ケイ素高分子化合物な
どの有機ケイ素化合物が挙げられる。これらの中でも、
特にケイ素単体が好ましい。
質としてケイ素を含む。負極活物質に含まれるケイ素と
しては、ケイ素単体の結晶質、非晶質のいずれも用いる
事ができ、非酸化雰囲気での熱処理により分解又は還元
されてケイ素に変化し得るケイ素化合物であっても良
い。ケイ素化合物としては、酸化ケイ素などの無機ケイ
素化合物や、シリコーン樹脂、含ケイ素高分子化合物な
どの有機ケイ素化合物が挙げられる。これらの中でも、
特にケイ素単体が好ましい。
【００１０】また、本発明に用いる負極には、ケイ素と
炭素質材料とを含む焼結体を用いる。その焼結体は、例
えば、ケイ素粉末を、炭素質材料又は熱処理により炭素
質材料になる材料の存在下、非酸化雰囲気で、ケイ素が
溶融しない温度範囲が好ましく、より好ましくは４００
〜１４００℃、さらに好ましくは８００〜１２００℃で
０．１時間以上熱処理し、ケイ素と炭素質材料とを含む
焼結体を形成できる。このようにして焼結体を形成する
ことにより、上記焼結体中のケイ素の含有率を、５０重
量％以上としても、焼結体の導電率を１Ｓ／ｃｍ以上、
より好ましくは１０Ｓ／ｃｍ以上とすることができる。
さらに、好ましくはケイ素の含有率を７０重量％以上と
することにより、導電性を低下させることなく、容量を
向上させることができる。
炭素質材料とを含む焼結体を用いる。その焼結体は、例
えば、ケイ素粉末を、炭素質材料又は熱処理により炭素
質材料になる材料の存在下、非酸化雰囲気で、ケイ素が
溶融しない温度範囲が好ましく、より好ましくは４００
〜１４００℃、さらに好ましくは８００〜１２００℃で
０．１時間以上熱処理し、ケイ素と炭素質材料とを含む
焼結体を形成できる。このようにして焼結体を形成する
ことにより、上記焼結体中のケイ素の含有率を、５０重
量％以上としても、焼結体の導電率を１Ｓ／ｃｍ以上、
より好ましくは１０Ｓ／ｃｍ以上とすることができる。
さらに、好ましくはケイ素の含有率を７０重量％以上と
することにより、導電性を低下させることなく、容量を
向上させることができる。
【００１１】また、上記熱処理して得た焼結体を粉砕し
た粉末にバインダー及び溶剤を加え塗液を調製し、この
塗液を集電体に塗布して塗膜を調製し、さらに、この塗
膜を非酸化雰囲気下で集電体が溶融しない範囲、例えば
４００〜１０００℃で熱処理して集電体と一体化させて
焼結することにより、負極と集電体とを一体化すること
ができる。
た粉末にバインダー及び溶剤を加え塗液を調製し、この
塗液を集電体に塗布して塗膜を調製し、さらに、この塗
膜を非酸化雰囲気下で集電体が溶融しない範囲、例えば
４００〜１０００℃で熱処理して集電体と一体化させて
焼結することにより、負極と集電体とを一体化すること
ができる。
【００１２】また、上記塗液を集電体上ではなく、ポリ
エステルフィルム等の有機フィルム上に塗布し乾燥さ
せ、フィルムから塗膜を剥離させ、または剥離させずに
そのまま非酸化雰囲気で、ケイ素が溶融しない温度範囲
が好ましく、より好ましくは４００〜１４００℃、さら
に好ましくは８００〜１２００℃で０．１時間以上熱処
理して焼結体を形成し、これを集電体上に載せ、集電体
が溶融しない温度範囲で熱処理して集電体と一体化させ
ることもできる。ここで、ケイ素粉末と炭素質材料又は
加熱処理により炭素質材料になる材料とを予め熱処理す
ることなく、バインダー及び溶剤を加えて塗液を調製
し、この塗液を集電体に塗布後、非酸化雰囲気で集電体
が溶融しない温度範囲で熱処理して集電体と一体化させ
て焼結することにより、負極と集電体とを一体化しても
良いし、また、その場合、集電体上ではなく、有機フィ
ルム上に塗布し乾燥して剥離し集電体に載せ、熱処理し
て集電体と一体化した焼結体を形成しても良い。
エステルフィルム等の有機フィルム上に塗布し乾燥さ
せ、フィルムから塗膜を剥離させ、または剥離させずに
そのまま非酸化雰囲気で、ケイ素が溶融しない温度範囲
が好ましく、より好ましくは４００〜１４００℃、さら
に好ましくは８００〜１２００℃で０．１時間以上熱処
理して焼結体を形成し、これを集電体上に載せ、集電体
が溶融しない温度範囲で熱処理して集電体と一体化させ
ることもできる。ここで、ケイ素粉末と炭素質材料又は
加熱処理により炭素質材料になる材料とを予め熱処理す
ることなく、バインダー及び溶剤を加えて塗液を調製
し、この塗液を集電体に塗布後、非酸化雰囲気で集電体
が溶融しない温度範囲で熱処理して集電体と一体化させ
て焼結することにより、負極と集電体とを一体化しても
良いし、また、その場合、集電体上ではなく、有機フィ
ルム上に塗布し乾燥して剥離し集電体に載せ、熱処理し
て集電体と一体化した焼結体を形成しても良い。
【００１３】また、負極の形成に用いる炭素質材料とし
ては、コ−クス、ガラス状炭素、黒鉛及びピッチの炭化
物及びこれらの混合物等が挙げられる。ここで、炭素質
材料の中でも導電性の高い材料、例えば、黒鉛の焼結体
中の含有率を高めることにより、負極の導電性を高める
こともできる。
ては、コ−クス、ガラス状炭素、黒鉛及びピッチの炭化
物及びこれらの混合物等が挙げられる。ここで、炭素質
材料の中でも導電性の高い材料、例えば、黒鉛の焼結体
中の含有率を高めることにより、負極の導電性を高める
こともできる。
【００１４】また、熱処理で炭素質材料になる材料とし
ては、フェノ−ル樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹
脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フラン樹
脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、キシレ
ン樹脂等の熱硬化性樹脂、ナフタレン、アセナフチレ
ン、フェナントレン、アントラセン、トリフェニレン、
ピレン、クリセン、ナフタセン、ピセン、ペリレン、ペ
ンタフェン、ペンタセン等の縮合系多環炭化水素化合物
又はその誘導体、あるいはその混合物を主成分とするピ
ッチ等が挙げられるが、フェノールホルムアルデヒド樹
脂又はキシレン樹脂が好ましい。また、熱処理により、
易黒鉛化炭素となるピッチ等を用い、熱処理の温度を高
くすることにより炭化度を高めて、焼結体の導電性を高
める方法も用いることができる。
ては、フェノ−ル樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹
脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フラン樹
脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、キシレ
ン樹脂等の熱硬化性樹脂、ナフタレン、アセナフチレ
ン、フェナントレン、アントラセン、トリフェニレン、
ピレン、クリセン、ナフタセン、ピセン、ペリレン、ペ
ンタフェン、ペンタセン等の縮合系多環炭化水素化合物
又はその誘導体、あるいはその混合物を主成分とするピ
ッチ等が挙げられるが、フェノールホルムアルデヒド樹
脂又はキシレン樹脂が好ましい。また、熱処理により、
易黒鉛化炭素となるピッチ等を用い、熱処理の温度を高
くすることにより炭化度を高めて、焼結体の導電性を高
める方法も用いることができる。
【００１５】また、負極の形成において、バインダーと
しては、従来公知のいずれのバインダーを用いても良
く、ポリビニルブチラール樹脂、ウレタン樹脂、アクリ
ル樹脂、エポキシ樹脂、さらにフッ化ビニリデン、フッ
化エチレン、アクリロニトリル、エチレンオキサイド、
プロピレンオキサイド、メタクリル酸メチル等の単独又
は共重合体を用いることができるが、ポリビニルブチラ
ール樹脂が好ましい。
しては、従来公知のいずれのバインダーを用いても良
く、ポリビニルブチラール樹脂、ウレタン樹脂、アクリ
ル樹脂、エポキシ樹脂、さらにフッ化ビニリデン、フッ
化エチレン、アクリロニトリル、エチレンオキサイド、
プロピレンオキサイド、メタクリル酸メチル等の単独又
は共重合体を用いることができるが、ポリビニルブチラ
ール樹脂が好ましい。
【００１６】また、本発明に用いる正極材料は、従来公
知の何れの材料も使用でき、例えば、ＬｉxＣｏＯ2，Ｌ
ｉxＮｉＯ2，ＭｎＯ2，ＬｉxＭｎＯ2，ＬｉxＭｎ2Ｏ4，
Ｌｉ xＭｎ2-yＯ4，α−Ｖ2Ｏ5，ＴｉＳ2等が挙げられ
る。
知の何れの材料も使用でき、例えば、ＬｉxＣｏＯ2，Ｌ
ｉxＮｉＯ2，ＭｎＯ2，ＬｉxＭｎＯ2，ＬｉxＭｎ2Ｏ4，
Ｌｉ xＭｎ2-yＯ4，α−Ｖ2Ｏ5，ＴｉＳ2等が挙げられ
る。
【００１７】また、本発明に使用される非水電解質は、
有機溶媒にリチウム化合物を溶解させた非水電解液、又
は高分子にリチウム化合物を固溶或いはリチウム化合物
を溶解させた有機溶媒を保持させた高分子固体電解質を
用いることができる。非水電解液は、有機溶媒と電解質
とを適宜組み合わせて調製されるが、これら有機溶媒や
電解質はこの種の電池に用いられるものであればいずれ
も使用可能である。
有機溶媒にリチウム化合物を溶解させた非水電解液、又
は高分子にリチウム化合物を固溶或いはリチウム化合物
を溶解させた有機溶媒を保持させた高分子固体電解質を
用いることができる。非水電解液は、有機溶媒と電解質
とを適宜組み合わせて調製されるが、これら有機溶媒や
電解質はこの種の電池に用いられるものであればいずれ
も使用可能である。
【００１８】
【実施例】実施例１．負極は次のようにして形成した。
純度９９．９％、平均粒径７μｍの多結晶ケイ素粉末２
８．５重量部と、黒鉛７重量部と、ピッチ１重量部を均
一に混合したものに、フェノールホルムアルデヒド樹脂
（レゾール型）１６重量部とポリビニルブチラール樹脂
４重量部とをn−メチル−２−ピロリドン４３重量部に
溶解させた溶液を添加して、振動ミルにて均一な塗液を
調製した。この塗液をアプリケータ（ギャップ５００μ
ｍ）を用いて３５μｍ厚の銅箔上に塗布し、８０℃にお
いて３０分間乾燥した。この塗膜を直径２ｃｍの円形に
打ち抜き、平板プレス機で１．５ｔ／ｃｍ2の圧力をか
けて圧着した後、窒素雰囲気下８００℃で３時間焼成し
て、負極とした。
純度９９．９％、平均粒径７μｍの多結晶ケイ素粉末２
８．５重量部と、黒鉛７重量部と、ピッチ１重量部を均
一に混合したものに、フェノールホルムアルデヒド樹脂
（レゾール型）１６重量部とポリビニルブチラール樹脂
４重量部とをn−メチル−２−ピロリドン４３重量部に
溶解させた溶液を添加して、振動ミルにて均一な塗液を
調製した。この塗液をアプリケータ（ギャップ５００μ
ｍ）を用いて３５μｍ厚の銅箔上に塗布し、８０℃にお
いて３０分間乾燥した。この塗膜を直径２ｃｍの円形に
打ち抜き、平板プレス機で１．５ｔ／ｃｍ2の圧力をか
けて圧着した後、窒素雰囲気下８００℃で３時間焼成し
て、負極とした。
【００１９】正極は次のようにして形成した。炭酸リチ
ウムと炭酸コバルトをモル比１：２で秤量し、均一に混
合したものを空気中で８００℃１時間で仮焼を行う。仮
焼粉を再粉砕した後、成形圧１．３ｔ／ｃｍ2で直径２
ｃｍ、厚さ０．３ｍｍの円盤状に加圧成形した後、８０
０℃で１０時間焼成したものを正極とした。
ウムと炭酸コバルトをモル比１：２で秤量し、均一に混
合したものを空気中で８００℃１時間で仮焼を行う。仮
焼粉を再粉砕した後、成形圧１．３ｔ／ｃｍ2で直径２
ｃｍ、厚さ０．３ｍｍの円盤状に加圧成形した後、８０
０℃で１０時間焼成したものを正極とした。
【００２０】負極と正極の間に、セパレータとしてポリ
エチレン多孔膜を挟み、電解液にエチレンカーボネート
とジメチルカーボネートの体積比１：１の混合溶媒に１
ｍｏｌ／Ｌの六フッ化りん酸リチウムを加えたものを用
いて電池を構成した。
エチレン多孔膜を挟み、電解液にエチレンカーボネート
とジメチルカーボネートの体積比１：１の混合溶媒に１
ｍｏｌ／Ｌの六フッ化りん酸リチウムを加えたものを用
いて電池を構成した。
【００２１】このように形成した電池を、室温で一昼夜
放置した後、２ｍＡの電流での１サイクルの充放電（充
電１５時間、放電終止電圧２．５Ｖ）と４ｍＡの電流で
の１サイクルの充放電（充電６時間、放電終止電圧２．
５Ｖ）を行った。この後、サイクル試験（定電流定電圧
充電１２ｍＡ、４．０５Ｖ、３時間、定電流放電８ｍ
Ａ、終止電圧２．５Ｖ）を行った。結果を負極の導電率
とあわせて表１に示す。
放置した後、２ｍＡの電流での１サイクルの充放電（充
電１５時間、放電終止電圧２．５Ｖ）と４ｍＡの電流で
の１サイクルの充放電（充電６時間、放電終止電圧２．
５Ｖ）を行った。この後、サイクル試験（定電流定電圧
充電１２ｍＡ、４．０５Ｖ、３時間、定電流放電８ｍ
Ａ、終止電圧２．５Ｖ）を行った。結果を負極の導電率
とあわせて表１に示す。
【００２２】負極の導電率は、４端子法を用いて以下の
方法で測定した。まず、矩形状の負極をスライドガラス
上に載せ、端子となる４本の銅線を負極上で各々、負極
の対向する１組の辺に平行に、かつ、負極の厚みに比べ
て十分大きな間隔で離間させるとともに、弛みを除いて
張った状態とし、その状態で導電性ペーストを用いて負
極に接着した。そして、４本の銅線のそれぞれの両端部
を導電性ペーストによりスライドガラスに固定した。４
本の銅線は、外側の２本を電流供給用の端子として電流
源に接続し、内側の２本を電圧検出用の端子として電圧
計に接続した。
方法で測定した。まず、矩形状の負極をスライドガラス
上に載せ、端子となる４本の銅線を負極上で各々、負極
の対向する１組の辺に平行に、かつ、負極の厚みに比べ
て十分大きな間隔で離間させるとともに、弛みを除いて
張った状態とし、その状態で導電性ペーストを用いて負
極に接着した。そして、４本の銅線のそれぞれの両端部
を導電性ペーストによりスライドガラスに固定した。４
本の銅線は、外側の２本を電流供給用の端子として電流
源に接続し、内側の２本を電圧検出用の端子として電圧
計に接続した。
【００２３】次いで、電流値や電流を流す方向を変え
て、電圧を測定し、電圧−電流直線の傾きより負極の電
気抵抗（Ｒ）を求め、次式により負極の導電率を算出し
た。導電率＝｛Ｌ／（Ｒ×Ａ）｝但し、Ｌは２本の電圧
検出端子間の距離、Ａは電流の方向と垂直な面で切った
焼結体の断面積である。
て、電圧を測定し、電圧−電流直線の傾きより負極の電
気抵抗（Ｒ）を求め、次式により負極の導電率を算出し
た。導電率＝｛Ｌ／（Ｒ×Ａ）｝但し、Ｌは２本の電圧
検出端子間の距離、Ａは電流の方向と垂直な面で切った
焼結体の断面積である。
【００２４】実施例２．１６重量部のフェノールホルム
アルデヒド樹脂を２２重量部のキシレン樹脂に変えた以
外は、実施例１と同様にして電池を構成した。負極の導
電率およびサイクル試験の結果を表１に示す。
アルデヒド樹脂を２２重量部のキシレン樹脂に変えた以
外は、実施例１と同様にして電池を構成した。負極の導
電率およびサイクル試験の結果を表１に示す。
【００２５】実施例３．負極に黒鉛を混合せず、負極塗
膜を銅箔から剥がして焼成温度を１１００℃とした以外
は実施例１と同様にして電池を構成した。負極の導電率
およびサイクル試験の結果を表１に示す。
膜を銅箔から剥がして焼成温度を１１００℃とした以外
は実施例１と同様にして電池を構成した。負極の導電率
およびサイクル試験の結果を表１に示す。
【００２６】実施例４．ケイ素粉末を９．５重量部とし
た以外は実施例１と同様にして電池を構成した。負極の
導電率およびサイクル試験の結果を表１に示す。
た以外は実施例１と同様にして電池を構成した。負極の
導電率およびサイクル試験の結果を表１に示す。
【００２７】比較例１．負極に黒鉛を混合しなかった以
外は実施例１と同様にして電池を構成した。負極の導電
率およびサイクル試験の結果を表１に示す。
外は実施例１と同様にして電池を構成した。負極の導電
率およびサイクル試験の結果を表１に示す。
【００２８】比較例２．負極の形成を次のようにして行
なった。純度９９．９％、平均粒径７μｍの多結晶ケイ
素粉末５０重量部と、黒鉛５重量部を均一に混合したも
のに、ポリフッ化ビニリデン樹脂５重量部をn−メチル
−２−ピロリドン５０重量部に溶解させた溶液を添加し
て、振動ミルにて均一な塗液を調製した。この塗液をア
プリケータ（ギャップ５００μｍ）を用いて３５μｍ厚
の銅箔上に塗布し、８０℃において３０分間乾燥した。
この塗膜を直径２ｃｍの円形に打ち抜き、平板プレス機
で１．５ｔ／ｃｍ2の圧力をかけて圧着して、焼成しな
いで負極とした。負極以外は実施例１と同様にして電池
を構成した。負極の導電率およびサイクル試験の結果を
表１に示す。
なった。純度９９．９％、平均粒径７μｍの多結晶ケイ
素粉末５０重量部と、黒鉛５重量部を均一に混合したも
のに、ポリフッ化ビニリデン樹脂５重量部をn−メチル
−２−ピロリドン５０重量部に溶解させた溶液を添加し
て、振動ミルにて均一な塗液を調製した。この塗液をア
プリケータ（ギャップ５００μｍ）を用いて３５μｍ厚
の銅箔上に塗布し、８０℃において３０分間乾燥した。
この塗膜を直径２ｃｍの円形に打ち抜き、平板プレス機
で１．５ｔ／ｃｍ2の圧力をかけて圧着して、焼成しな
いで負極とした。負極以外は実施例１と同様にして電池
を構成した。負極の導電率およびサイクル試験の結果を
表１に示す。
【００２９】 表１．負極の導電率およびサイクル試験の結果
【００３０】表１から明らかなように、導電率が１Ｓ／
ｃｍ以上の負極を用いれば、良好なサイクル特性が得ら
れた。また、実施例３の結果より、導電性の高い黒鉛を
用いない場合でも、焼成温度を高めることにより、高い
導電性を維持しながら、良好なサイクル特性を得ること
ができた。また、負極活物質としてケイ素を用いている
ことから、高容量が得られた。
ｃｍ以上の負極を用いれば、良好なサイクル特性が得ら
れた。また、実施例３の結果より、導電性の高い黒鉛を
用いない場合でも、焼成温度を高めることにより、高い
導電性を維持しながら、良好なサイクル特性を得ること
ができた。また、負極活物質としてケイ素を用いている
ことから、高容量が得られた。
【００３１】
【発明の効果】以上、述べたように、本発明によれば、
ケイ素と炭素質材料を含む焼結体であって、ケイ素を５
０重量％以上含み、導電率が１Ｓ／ｃｍ以上である負極
を用いることにより、高容量でサイクル特性に優れた非
水系二次電池を提供できる。
ケイ素と炭素質材料を含む焼結体であって、ケイ素を５
０重量％以上含み、導電率が１Ｓ／ｃｍ以上である負極
を用いることにより、高容量でサイクル特性に優れた非
水系二次電池を提供できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一色 信之 和歌山県和歌山市湊1334番地 花王株式 会社研究所内 (56)参考文献 特開 平11−97014（ＪＰ，Ａ) 国際公開98／24135（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/02 H01M 4/38 H01M 10/40
Claims (1)
- 【請求項１】 リチウムイオンを吸蔵・放出可能な活物
質を含む、正極と負極を有する非水系二次電池であっ
て、 上記負極が、ケイ素と、炭素質材料又は熱処理により炭
素質材料になる材料と、ポリビニルブチラール樹脂、ウ
レタン樹脂、アクリル樹脂、及びエチレンオキサイド、
プロピレンオキサイド、メタクリル酸メチルの単独又は
共重合体から選ばれた少なくとも１種のバインダーとの
混合物を非酸化雰囲気でケイ素が溶融しない温度範囲で
熱処理して得られた焼結体であり、 その焼結体はケイ素を５０重量％以上含み、導電率が１
Ｓ／ｃｍ以上である非水系二次電池。
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| JP2001143695A JP2001143695A (ja) | 2001-05-25 |
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| JP32689599A Expired - Fee Related JP3268770B2 (ja) | 1999-11-17 | 1999-11-17 | 非水系二次電池 |
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| JP2015162295A (ja) * | 2014-02-26 | 2015-09-07 | 東海カーボン株式会社 | シリコンオキシカーバイドセラミックス、その製造方法、シリコンオキシカーバイド複合材料および非水電解質二次電池 |
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