JP3278666B2 - 非水電解液電池用極板の製造方法 - Google Patents
非水電解液電池用極板の製造方法Info
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
の非水電解液電池に適用される極板の製造方法に関す
る。
ン、携帯用ビデオカメラ等の電子機器が開発され、各種
電子機器が携帯可能な程度に小型化されている。それに
伴って、内蔵される電池としても、高エネルギー密度を
有し、且つ軽量なものが採用されている。そのような要
求を満たす典型的な電池は、リチウム金属、リチウム合
金、リチウムイオンを保持させた炭素等のリチウム系を
負極活物質とし、ＬｉＣＩＯ4、ＬｉＰＦ6等のリチウム
塩を溶解した非プロトン性の有機溶媒を電解液とするリ
チウム二次電池である。
その支持体である負極集電体に保持してなる負極板、リ
チウムコバルト複合酸化物のようにリチウムイオンと可
逆的に電気化学反応をする正極活物質をその支持体であ
る正極集電体に保持してなる正極板、電解液を保持する
とともに負極板と正極板との間に介在して両極の短絡を
防止するセパレータからなっている。
合、上記正極板、セパレータ及び負極板は、いずれも薄
いシートないし箔状に成形されたものを順に積層し、螺
旋状に巻いて電池容器に収納される。従って、極板は、
一般に活物質に有機結着剤、導電剤及び溶剤を添加し混
合してペースト状にし、それを支持体表面に塗布し乾燥
後、支持体とともに厚さ方向に加圧成形することによっ
て製造される。
製造された極板は、電解液に浸漬して充放電を繰り返す
度にかなり膨れて、電池寿命の劣化及び放電電圧の低下
を招くことが判った。それゆえ、この発明の目的は、充
放電を繰り返しても膨れないか又は膨れの小さい非水電
解液電池用極板を提供することにある。
に、この発明の非水電解液電池用極板の製造方法は、活
物質及び有機結着剤を含むシート状の極板を製造する方
法において、次の工程を経ることを特徴とする。
支持体に塗布する工程。 （ｂ）塗布されたペーストを乾燥する工程。 （ｃ）ペーストと支持体とからなる未加圧体を所定の温
度でシート状に熱加圧成形する工程。
含まれるが、ヒーターを内蔵した熱ロールにて行うロー
ル成形が望ましい。被加圧物体を連続的に帯状に成形で
きるからである。熱ロールの送り速度は、０．５ｍ／分
〜１０ｍ／分とするのが望ましい。０．５ｍ／分より遅
いと、生産性が悪いし、１０ｍ／分より速いと、ペース
ト全体に熱が伝導しないからである。有機結着剤として
は、電解液に浸食されない、結着力の強い樹脂、例えば
フッ素系樹脂がよい。
極板が膨れる原因は、加圧工程で有機結着剤が破砕され
て、その比表面積を増し、電解液を吸いやすくなったこ
とにあると考えられる。
るので、有機結着剤が破砕されることなく、塑性変形す
る。従って、有機結着剤の比表面積は変わることなく、
シート状に成形される。
有機結着剤の変形にあることから、圧力に依存する。す
なわち、熱加圧成形の温度をＴ［℃］、荷重１８．５ｋ
ｇ／ｃｍ2における有機結着剤の熱変形温度をＴs［℃］
とするとき、Ｔ＞Ｔsが望ましい。また、荷重４．６ｋ
ｇ／ｃｍ2における有機結着剤の熱変形温度をＴs［℃］
とするときは、Ｔ＞Ｔs−５０が望ましい。ただし、成
形中に有機結着剤が完全に融解すると、活物質が結着し
にくくなるので、有機結着剤の融点をＴm［℃］とする
とき、Ｔ＜Ｔmが望ましい。
の固形分全体に対して１５重量％以下とするのが望まし
い。１５重量％を越えると、相対的に活物質や導電剤の
含有量が少なすぎることとなり、電池容量が小さくなる
か又は電池のエネルギー密度が低下するからである。
極板及び負極板に適用した実施例で説明する。
して、厚み２０μｍのアルミニウム箔を準備した。そし
て、重量基準で、活物質としてのリチウムコバルト複合
酸化物ＬｉＣｏＯ2８７％、導電剤としてのアセチレン
ブラック粉末５％及び結着剤であるポリフッ化ビニリデ
ンＰＶＤＦ８％をｎ−メチルピロリドン４４％とともに
混合してペースト状に調製した。用いたＰＶＤＦの熱変
形温度は、荷重１８．５ｋｇ／ｃｍ2で９０℃、荷重
４．６ｋｇ／ｃｍ2で１４５℃、融点は、１８０℃であ
る。
ｍ程度の厚さに塗布し、乾燥した。続いて、１５０μｍ
の間隔をあけて平行に配置された２本の熱ロールを送り
速度１ｍ／分となるように回転させ、それら熱ロール間
に、ペーストを塗布した支持体を通して圧延した。熱ロ
ールの心棒にはヒーターが内蔵されており、圧延中のロ
ール表面が所定温度となるように予め条件設定をおこな
っておいた。圧延後、ペーストと支持体との積層体を幅
３０ｍｍに切断することによって正極板を製造した。な
お、常温で圧延した正極板は、ひび割れを生じていた
が、加熱しながら圧延したものについては、ひび割れは
発生しなかった。
して、厚み２０μｍの銅箔を準備した。そして、重量基
準で、活物質としての黒鉛９０％及び結着剤としてのＰ
ＶＤＦ１０％をｎ−メチルピロリドン５６％とともに混
合してペースト状に調製した。正極板の製造方法と同様
にペーストを支持体の両面に塗布し、乾燥し、圧延し、
幅３１ｍｍに切断することによって、負極板を製造し
た。なお、常温で圧延した負極板は、ひび割れを生じて
いたが、加熱しながら圧延したものについては、ひび割
れは発生しなかった。
極板を６０℃の電解液中に４８時間浸漬し、浸漬後の極
板の厚さｄを測定し、極板の膨れ率ｐ＝｛（ｄ−ｄ0）
／ｄ0｝×１００を算出した。電解液は、ＬｉＰＦ6を１
ｍｏｌ／ｌ含むエチレンカーボネート：ジエチルカーボ
ネート：ジメチルカーボネート＝２：１：２（体積比）
の混合液である。図１に熱ロールの表面温度（成形温
度）Ｔに対する膨れ率ｐの関係を打点したグラフを示
す。図中、○印が正極板の膨れ率、●印が負極板の膨れ
率を示す。
なると急激に正極板の膨れ率ｐが減少し、１２５℃以上
で一定の底値になっている。また、負極板も同様の傾向
にある。従って、有機結着剤の熱変形温度以上の温度で
加圧成形すれば、電解液に浸漬後の極板の膨れが抑制さ
れることが判った。
リエチレン微多孔膜からなり、これに上記電解液を吸収
したものを準備した。また、先に例示した正負極板の製
造方法において、熱ロールのヒーターに通電せずに成形
された従来の極板及び成形温度１５０℃で成形された本
発明の極板を準備した。
ね合わせてポリエチレンの巻芯を中心として、その周囲
に長円渦状に巻いた後、正極リード又は負極リードと電
気的に接続して電池ケースに収納し、必要な個所を溶接
し蓋をすることによって二次電池を製造した。
電流定電圧充電を２５℃で３時間おこなった後、１ＣＡ
で２．７５Ｖまでの定電流放電を常温でおこなうサイク
ルを繰り返し、電池容量が８０％にまで低下するサイク
ル数を測定した。
３２０サイクルで容量が８０％に低下したのに対し、本
発明の極板を収納した電池は、５５０サイクルまで延命
した。
って得られた非水電解液電池用極板は、電解液に浸漬し
ても膨れがたいので、電池性能を向上させ、電池の延命
化に寄与する。
たグラフである。
Claims (7)
- 【請求項１】 活物質及び有機結着剤を含むシート状の
極板を製造する方法において、次の工程を経ることを特
徴とする非水電解液電池用極板の製造方法。 （ａ）活物質及び有機結着剤を含むペーストを導電性の
支持体に塗布する工程。 （ｂ）塗布されたペーストを乾燥する工程。 （ｃ）ペーストと支持体とからなる未加圧体を所定の温
度でシート状に熱加圧成形する工程。 - 【請求項２】 熱加圧成形の温度をＴ［℃］、荷重１
８．５ｋｇ／ｃｍ2における有機結着剤の熱変形温度を
Ｔs［℃］とするとき、Ｔ＞Ｔsである請求項１に記載の
非水電解液電池用極板の製造方法。 - 【請求項３】 熱加圧成形の温度をＴ［℃］、荷重４．
６ｋｇ／ｃｍ2における有機結着剤の熱変形温度をＴ
s［℃］とするとき、Ｔ＞Ｔs−５０である請求項１に記
載の非水電解液電池用極板の製造方法。 - 【請求項４】 熱加圧成形の温度をＴ［℃］、有機結着
剤の融点をＴm［℃］とするとき、Ｔ＜Ｔmである請求項
１〜３のいずれかに記載の非水電解液電池用極板の製造
方法。 - 【請求項５】 熱加圧成形を、ヒーターを内蔵した熱ロ
ールにて行う請求項１に記載の非水電解液電池用極板の
製造方法。 - 【請求項６】 熱ロールの送り速度を０．５ｍ／分〜１
０ｍ／分とする請求項５に記載の非水電解液電池用極板
の製造方法。 - 【請求項７】 有機結着剤の含有量が、ペースト中の固
形分全体に対して１５重量％以下である請求項１に記載
の非水電解液電池用極板の製造方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP02630195A JP3278666B2 (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 非水電解液電池用極板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02630195A JP3278666B2 (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 非水電解液電池用極板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08203500A JPH08203500A (ja) | 1996-08-09 |
| JP3278666B2 true JP3278666B2 (ja) | 2002-04-30 |
Family
ID=12189532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02630195A Expired - Lifetime JP3278666B2 (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 非水電解液電池用極板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3278666B2 (ja) |
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1995
- 1995-01-20 JP JP02630195A patent/JP3278666B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
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