JP3361069B2 - 二次電池用負極の製造方法 - Google Patents
二次電池用負極の製造方法Info
- Publication number
- JP3361069B2 JP3361069B2 JP37069898A JP37069898A JP3361069B2 JP 3361069 B2 JP3361069 B2 JP 3361069B2 JP 37069898 A JP37069898 A JP 37069898A JP 37069898 A JP37069898 A JP 37069898A JP 3361069 B2 JP3361069 B2 JP 3361069B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- current collector
- collector substrate
- electrode body
- silicon
- 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
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は正極及び負極を積層
してなる多層積層型二次電池に用いる負極の製造方法に
関し、さらに詳細にはケイ素を負極活物質とする燒結型
の多層積層型二次電池用負極の製造方法に関する。
してなる多層積層型二次電池に用いる負極の製造方法に
関し、さらに詳細にはケイ素を負極活物質とする燒結型
の多層積層型二次電池用負極の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】携帯用電子機器の普及に伴い、携帯機器
の長時間使用を可能にするための、高容量の小型二次電
池が要望されている。リチウム二次電池は現存する二次
電池中で最も高い容量密度を達成可能であるため、かか
る要望を満たすものとして期待され、高容量化のための
改良が図られている。
の長時間使用を可能にするための、高容量の小型二次電
池が要望されている。リチウム二次電池は現存する二次
電池中で最も高い容量密度を達成可能であるため、かか
る要望を満たすものとして期待され、高容量化のための
改良が図られている。
【０００３】かかるリチウム二次電池の高容量化手段と
して、負極活物質材料に、ケイ素またはその化合物を用
いることが検討されている。例えば、ＷＯ９８／２４１
３５号には、ケイ素またはその化合物を、有機材料また
は炭素材料の存在下で非酸化雰囲気中において焼成し、
得られたケイ素／炭素複合焼成物をリチウム二次電池負
極として用いることが開示されている。ケイ素／炭素複
合焼成物は、従来負極に用いられている炭素材料に比べ
て２倍以上の容量密度を示す。
して、負極活物質材料に、ケイ素またはその化合物を用
いることが検討されている。例えば、ＷＯ９８／２４１
３５号には、ケイ素またはその化合物を、有機材料また
は炭素材料の存在下で非酸化雰囲気中において焼成し、
得られたケイ素／炭素複合焼成物をリチウム二次電池負
極として用いることが開示されている。ケイ素／炭素複
合焼成物は、従来負極に用いられている炭素材料に比べ
て２倍以上の容量密度を示す。
【０００４】このケイ素／炭素複合焼成物は、従来の炭
素材料と同様に粉体であるため、電池電極として使用す
るためには、電極体形状に一体化成型する必要がある。
粉体活物質材料を電極体形状に成型する場合、一般的に
は塗膜法が用いられている。塗膜法とは、活物質材料、
バインダー及び導電材等を混合した塗料を調整し、この
塗料を金属箔等の集電体基板の両面に塗布することによ
り、電極を形成する方法である。しかしながら、塗膜法
により形成した電極中に占める活物質材料の割合は約４
０体積％と低く、残りはバインダ、導電材といった本来
電気容量に寄与しないものにより占められている。
素材料と同様に粉体であるため、電池電極として使用す
るためには、電極体形状に一体化成型する必要がある。
粉体活物質材料を電極体形状に成型する場合、一般的に
は塗膜法が用いられている。塗膜法とは、活物質材料、
バインダー及び導電材等を混合した塗料を調整し、この
塗料を金属箔等の集電体基板の両面に塗布することによ
り、電極を形成する方法である。しかしながら、塗膜法
により形成した電極中に占める活物質材料の割合は約４
０体積％と低く、残りはバインダ、導電材といった本来
電気容量に寄与しないものにより占められている。
【０００５】そこで、電極を実質的に活物質からなる燒
結体で構成する試みがなされている。燒結体で構成した
電極は、バインダを含まず、さらに導電材を不要又は少
量に減らすことができるため、活物質の充填密度を高
め、電極単位体積当たりの容量を増大させることができ
る。例えば、特開平５−２９９０９０号公報には炭素質
材料を燒結して負極を形成する方法が開示されている。
しかしながら、かかる燒結体を用いた負極においては、
集電体金属と燒結体との接触抵抗が大きくかつ不安定と
なり易く、電池の負荷特性が不安定化する問題があっ
た。
結体で構成する試みがなされている。燒結体で構成した
電極は、バインダを含まず、さらに導電材を不要又は少
量に減らすことができるため、活物質の充填密度を高
め、電極単位体積当たりの容量を増大させることができ
る。例えば、特開平５−２９９０９０号公報には炭素質
材料を燒結して負極を形成する方法が開示されている。
しかしながら、かかる燒結体を用いた負極においては、
集電体金属と燒結体との接触抵抗が大きくかつ不安定と
なり易く、電池の負荷特性が不安定化する問題があっ
た。
【０００６】また一方、高容量化のためには、電池内の
負極体及び正極体の充填量が多い方が有利であるが、負
極体及び正極体を単純に厚膜化したのでは、電解液と電
極体の接触が不十分となるため、電極反応が均一に起こ
らず、電極単位体積当りの容量が低下してしまう。そこ
で、一定の厚みの負極と正極を対向配置した素電池を、
１つの電池外装缶内に複数個積層する多層積層型のリチ
ウム二次電池の作製も検討されている。しかしながら、
素電池を積層して電極体充填量を増加した場合、電池容
量に寄与しない集電体基板の枚数が増加する問題があっ
た。
負極体及び正極体の充填量が多い方が有利であるが、負
極体及び正極体を単純に厚膜化したのでは、電解液と電
極体の接触が不十分となるため、電極反応が均一に起こ
らず、電極単位体積当りの容量が低下してしまう。そこ
で、一定の厚みの負極と正極を対向配置した素電池を、
１つの電池外装缶内に複数個積層する多層積層型のリチ
ウム二次電池の作製も検討されている。しかしながら、
素電池を積層して電極体充填量を増加した場合、電池容
量に寄与しない集電体基板の枚数が増加する問題があっ
た。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ケイ素また
はその化合物を負極活物質とし、少なくとも2層の正極
体を有する多層積層型二次電池のための燒結型負極であ
って、負極体と集電体基板の電気接触が安定であり、か
つ容量密度の高い負極の製造方法を提供することを目的
とする。
はその化合物を負極活物質とし、少なくとも2層の正極
体を有する多層積層型二次電池のための燒結型負極であ
って、負極体と集電体基板の電気接触が安定であり、か
つ容量密度の高い負極の製造方法を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の負極製造方法は、正極体と負極体を積層し
てなる二次電池に用いる負極の製造方法であって、ケイ
素またはその化合物からなる負極活物質と、熱処理によ
り炭化する材料または炭素材料とから成る混合物を、金
属箔または金属メッシュよりなる集電体基板の両面に層
形成し、前記集電体基板を、多孔性シート材料により包
囲して非酸化性雰囲気中において両面均等に焼成するこ
とを特徴とする。また、本発明に係る別の負極製造方法
は、前記集電体基板を、その片面を点接触または線接触
支持して非酸化性雰囲気中において両面均等に焼成する
ことを特徴とする。
め、本発明の負極製造方法は、正極体と負極体を積層し
てなる二次電池に用いる負極の製造方法であって、ケイ
素またはその化合物からなる負極活物質と、熱処理によ
り炭化する材料または炭素材料とから成る混合物を、金
属箔または金属メッシュよりなる集電体基板の両面に層
形成し、前記集電体基板を、多孔性シート材料により包
囲して非酸化性雰囲気中において両面均等に焼成するこ
とを特徴とする。また、本発明に係る別の負極製造方法
は、前記集電体基板を、その片面を点接触または線接触
支持して非酸化性雰囲気中において両面均等に焼成する
ことを特徴とする。
【０００９】本発明の製造方法は負極集電体基板２の両
面に負極体１を層形成して両面焼成するものであるた
め、例えば図１（A)に側面図を示すように、集電体基板
の両面に負極体が燒結一体化した構造の負極を得ること
ができる。
面に負極体１を層形成して両面焼成するものであるた
め、例えば図１（A)に側面図を示すように、集電体基板
の両面に負極体が燒結一体化した構造の負極を得ること
ができる。
【００１０】かかる構造の負極を用いて構成した多層積
層型電池の一例を図１（B)に側面図として示す。尚、図
１（B)において、１は負極体、２は負極集電体基板、３
は正極体、４は正極集電体基板である。図より明らかな
ように、本発明の方法により得られた負極を用いた場
合、積層した上下の素電池の間で集電体基板を共有する
ため、容量密度の高い多層積層型電池を構成することが
できる。
層型電池の一例を図１（B)に側面図として示す。尚、図
１（B)において、１は負極体、２は負極集電体基板、３
は正極体、４は正極集電体基板である。図より明らかな
ように、本発明の方法により得られた負極を用いた場
合、積層した上下の素電池の間で集電体基板を共有する
ため、容量密度の高い多層積層型電池を構成することが
できる。
【００１１】また、集電体基板に負極体が燒結一体化し
ているため、負極体の容量密度が高く、かつ集電体基板
と負極体の間の電気接触が良好かつ安定している。
ているため、負極体の容量密度が高く、かつ集電体基板
と負極体の間の電気接触が良好かつ安定している。
【００１２】またさらに本発明の製造方法は、負極体を
層形成した集電体基板を、点接触若しくは線接触支持、
又は多孔性シート材料により包囲した状態で両面均等に
焼成するため、反りがなくかつ両面均等な特性の負極を
得ることができる。特に、多孔性シート材料により包囲
した状態で焼成すれば、周囲からの熱が多孔性シート材
料の空孔中の雰囲気気体を介して表側及び裏側の負極体
に伝わるため、両面均等に加熱され、揮発分も両面均等
に揮発する。
層形成した集電体基板を、点接触若しくは線接触支持、
又は多孔性シート材料により包囲した状態で両面均等に
焼成するため、反りがなくかつ両面均等な特性の負極を
得ることができる。特に、多孔性シート材料により包囲
した状態で焼成すれば、周囲からの熱が多孔性シート材
料の空孔中の雰囲気気体を介して表側及び裏側の負極体
に伝わるため、両面均等に加熱され、揮発分も両面均等
に揮発する。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の二次電池用負極の製造に
おいては、まず、負極活物質であるケイ素またはその化
合物と、熱処理により炭化する材料または炭素材料との
混合物を、集電体基板の両面に層形成する。
おいては、まず、負極活物質であるケイ素またはその化
合物と、熱処理により炭化する材料または炭素材料との
混合物を、集電体基板の両面に層形成する。
【００１４】負極活物質であるケイ素とはケイ素単体で
あり、ケイ素の化合物とは焼成によりケイ素に変化し得
る化合物である。ケイ素に変化し得る化合物としては、
例えば、酸化ケイ素などの無機ケイ素化合物や、シリコ
ーン樹脂、有機ケイ素化合物等が挙げられる。負極活物
質としては、ケイ素単体が最も好ましい。
あり、ケイ素の化合物とは焼成によりケイ素に変化し得
る化合物である。ケイ素に変化し得る化合物としては、
例えば、酸化ケイ素などの無機ケイ素化合物や、シリコ
ーン樹脂、有機ケイ素化合物等が挙げられる。負極活物
質としては、ケイ素単体が最も好ましい。
【００１５】熱処理により炭化する材料とは、例えば、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコー
ル、ポリビニルピロリドン、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリフッ化ビニリデン等の熱可塑性樹脂、又はこれ
らの誘導体若しくは混合物若しくは共重合体、又はウレ
タン樹脂、フェノール樹脂、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、又は
これらの誘導体若しくは混合物若しくは共重合体、又は
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若しくはこれらの誘導体、又
はこれらの混合物を主成分とするピッチなどが挙げられ
る。炭素材料とは、例えば、黒鉛、コークス、ピッチ炭
化物、ガラス状炭素又はこれらの混合物である。尚、熱
処理により炭化する材料と炭素材料を混合して使用して
も良く、ピッチと黒鉛の混合物が最も好ましい。
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコー
ル、ポリビニルピロリドン、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリフッ化ビニリデン等の熱可塑性樹脂、又はこれ
らの誘導体若しくは混合物若しくは共重合体、又はウレ
タン樹脂、フェノール樹脂、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、又は
これらの誘導体若しくは混合物若しくは共重合体、又は
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若しくはこれらの誘導体、又
はこれらの混合物を主成分とするピッチなどが挙げられ
る。炭素材料とは、例えば、黒鉛、コークス、ピッチ炭
化物、ガラス状炭素又はこれらの混合物である。尚、熱
処理により炭化する材料と炭素材料を混合して使用して
も良く、ピッチと黒鉛の混合物が最も好ましい。
【００１６】集電体基板には、ステンレス、銅族及び白
金族から選ばれた１つの金属を用いることができるが、
導電性が高く、安価である銅が望ましい。また、箔、メ
ッシュのいずれを用いても良いが、厚さ３〜１００μｍ
が望ましい。
金族から選ばれた１つの金属を用いることができるが、
導電性が高く、安価である銅が望ましい。また、箔、メ
ッシュのいずれを用いても良いが、厚さ３〜１００μｍ
が望ましい。
【００１７】負極体、即ちケイ素等及び炭素材料等の層
形成は、例えば溶媒分散してスラリー化し、これを集電
体基板に塗布、乾燥することにより行う。このための溶
媒には、水系、非水系いずれも使用可能であり、例えば
水やｎ−メチル−２−ピロリドン等を用いることができ
る。また、必要によりバインダーを添加しても良い。
尚、負極体の密度と密着性向上のため、層形成後にプレ
ス等により加圧することが好ましい。また、ケイ素等及
び炭素材料等をスラリー化せず、直接集電体基板上で圧
縮成型すると同時に圧着して層形成を行っても良い。
形成は、例えば溶媒分散してスラリー化し、これを集電
体基板に塗布、乾燥することにより行う。このための溶
媒には、水系、非水系いずれも使用可能であり、例えば
水やｎ−メチル−２−ピロリドン等を用いることができ
る。また、必要によりバインダーを添加しても良い。
尚、負極体の密度と密着性向上のため、層形成後にプレ
ス等により加圧することが好ましい。また、ケイ素等及
び炭素材料等をスラリー化せず、直接集電体基板上で圧
縮成型すると同時に圧着して層形成を行っても良い。
【００１８】次に、両面に負極体を層形成した集電体基
板を、非酸化性雰囲気中において両面均等に焼成する。
板を、非酸化性雰囲気中において両面均等に焼成する。
【００１９】非酸化性雰囲気とは、例えば窒素雰囲気、
アルゴン雰囲気等である。非酸化性雰囲気において焼成
することにより、層形成した負極体材料からケイ素と炭
素の複合焼成物が生成する。この負極体においてはケイ
素が活物質となり、炭素が導電材としての役割を果た
す。一方、金属より成る集電体基板が酸化劣化すること
はない。
アルゴン雰囲気等である。非酸化性雰囲気において焼成
することにより、層形成した負極体材料からケイ素と炭
素の複合焼成物が生成する。この負極体においてはケイ
素が活物質となり、炭素が導電材としての役割を果た
す。一方、金属より成る集電体基板が酸化劣化すること
はない。
【００２０】焼成は、４００〜１５００℃で行うことが
好ましい。４００℃未満の処理では炭素材料等の炭化が
不十分であり、１５００℃を超える熱処理では電池容量
に寄与しない炭化ケイ素が生成するからである。
好ましい。４００℃未満の処理では炭素材料等の炭化が
不十分であり、１５００℃を超える熱処理では電池容量
に寄与しない炭化ケイ素が生成するからである。
【００２１】また、両面均等に、即ち両面同じ状態で加
熱することが重要である。例えば、負極体を層形成した
集電体基板を台上に平らに載せて焼成炉に入れた場合、
表面の負極体は焼成雰囲気に接するが裏面の負極体は台
に接している。このため、表裏の負極体で加熱速度が異
なり、負極体からの揮発分の揮発量も異なる。したがっ
て、焼成時に負極に反りが発生し、また表裏の充放電特
性が異なった負極となる。
熱することが重要である。例えば、負極体を層形成した
集電体基板を台上に平らに載せて焼成炉に入れた場合、
表面の負極体は焼成雰囲気に接するが裏面の負極体は台
に接している。このため、表裏の負極体で加熱速度が異
なり、負極体からの揮発分の揮発量も異なる。したがっ
て、焼成時に負極に反りが発生し、また表裏の充放電特
性が異なった負極となる。
【００２２】両面均等に焼成するためには、いくつかの
手法を取ることが可能である。例えば、集電体基板を焼
成炉内において起立可能に支持することにより、両面均
等に焼成炉雰囲気に晒すことができる。起立可能に支持
するには、例えば図２（Ａ）に示すように、集電体基板
２端部を支持用治具５により挟みこむ。
手法を取ることが可能である。例えば、集電体基板を焼
成炉内において起立可能に支持することにより、両面均
等に焼成炉雰囲気に晒すことができる。起立可能に支持
するには、例えば図２（Ａ）に示すように、集電体基板
２端部を支持用治具５により挟みこむ。
【００２３】また、例えば図２（Ｂ）に示すように、集
電体基板を焼成炉内において懸吊することにより両面均
等に焼成炉雰囲気に晒しても良い。図２（B）において
１は負極体、２は集電体基板、６は懸吊用治具である。
電体基板を焼成炉内において懸吊することにより両面均
等に焼成炉雰囲気に晒しても良い。図２（B）において
１は負極体、２は集電体基板、６は懸吊用治具である。
【００２４】さらに、焼成炉内において集電体基板の片
面を点接触または線接触支持することにより両面均等に
焼成炉雰囲気に晒しても良い。例えば、図３（Ａ）に示
すように集電体基板２をメッシュ７によって線接触支持
する。メッシュ７は集電体基板を支持可能な範囲におい
て目が粗く、負極体１自身には接触しないことが望まし
い。また、集電体基板２の四隅をピンなどによって点接
触支持しても良い。
面を点接触または線接触支持することにより両面均等に
焼成炉雰囲気に晒しても良い。例えば、図３（Ａ）に示
すように集電体基板２をメッシュ７によって線接触支持
する。メッシュ７は集電体基板を支持可能な範囲におい
て目が粗く、負極体１自身には接触しないことが望まし
い。また、集電体基板２の四隅をピンなどによって点接
触支持しても良い。
【００２５】またさらに、例えば図３（Ｂ）に示すよう
に、集電体基板２の両面を焼成炉内において多孔性シー
ト材料８により包囲することにより、両面均等に焼成し
ても良い。多孔性シート材料とは、雰囲気気体を保持可
能な多数の空孔を備えたシート材料である。集電体基板
２を包囲できるような柔軟性を備え、かつ高い耐熱性を
備えることが好ましい。例えば、カーボンクロスなどを
用いることができる。周囲からの熱が多孔性シート材料
８空孔中の雰囲気気体を介して表側及び裏側の負極体１
に伝わるため、両面均等に加熱される。また負極体１か
らの揮発分も両面均等に揮発する。
に、集電体基板２の両面を焼成炉内において多孔性シー
ト材料８により包囲することにより、両面均等に焼成し
ても良い。多孔性シート材料とは、雰囲気気体を保持可
能な多数の空孔を備えたシート材料である。集電体基板
２を包囲できるような柔軟性を備え、かつ高い耐熱性を
備えることが好ましい。例えば、カーボンクロスなどを
用いることができる。周囲からの熱が多孔性シート材料
８空孔中の雰囲気気体を介して表側及び裏側の負極体１
に伝わるため、両面均等に加熱される。また負極体１か
らの揮発分も両面均等に揮発する。
【００２６】尚、集電体基板両面の負極体が均等に加熱
され、負極体からの揮発分が均等に揮発可能であれば、
この他のいかなる手法を用いても良い。
され、負極体からの揮発分が均等に揮発可能であれば、
この他のいかなる手法を用いても良い。
【００２７】こうして得られた負極は、集電体基板の両
面に負極体が燒結一体化した構造となり、集電体基板と
負極体の間の電気接触が良好かつ安定している。また、
反りがなくかつ両面均等な特性を有するものである。
面に負極体が燒結一体化した構造となり、集電体基板と
負極体の間の電気接触が良好かつ安定している。また、
反りがなくかつ両面均等な特性を有するものである。
【００２８】
【実施例】実施例１
（負極の作製）純度９９．９％、平均粒径７μｍの多結
晶ケイ素粉末（ＭＥＭＣ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍｔｅｒ
ｉａｌｓ Ｉｎｃ．製）９０重量部と、天然黒鉛（商品
名：ＮＧ７、関西熱化学製）１０重量部を均一に混合し
たものに、ポリフッ化ビニリデン（商品名：ＰＶＤＦ＃
１１００、呉羽化学製）のｎ−メチル−２−ピロリドン
溶液（１２重量％）２００重量部を添加して、振動ミル
にて均一な塗料を調整した。この塗料を、アプリケータ
を用いて３５μｍ厚の銅箔上に両面塗布し、８０℃にお
いて３０分間乾燥した。この塗布膜を２０×４０ｍｍの
大きさに切り抜いた後、平板プレスにより圧着した。こ
のサンプルを図２（Ａ）に示すように支持治具に立て、
両面が焼成炉雰囲気に触れる状態にして窒素雰囲気下８
００℃３時間焼成を行い、片面厚さ１００μｍの両面一
体型負極を得た。
晶ケイ素粉末（ＭＥＭＣ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｍｔｅｒ
ｉａｌｓ Ｉｎｃ．製）９０重量部と、天然黒鉛（商品
名：ＮＧ７、関西熱化学製）１０重量部を均一に混合し
たものに、ポリフッ化ビニリデン（商品名：ＰＶＤＦ＃
１１００、呉羽化学製）のｎ−メチル−２−ピロリドン
溶液（１２重量％）２００重量部を添加して、振動ミル
にて均一な塗料を調整した。この塗料を、アプリケータ
を用いて３５μｍ厚の銅箔上に両面塗布し、８０℃にお
いて３０分間乾燥した。この塗布膜を２０×４０ｍｍの
大きさに切り抜いた後、平板プレスにより圧着した。こ
のサンプルを図２（Ａ）に示すように支持治具に立て、
両面が焼成炉雰囲気に触れる状態にして窒素雰囲気下８
００℃３時間焼成を行い、片面厚さ１００μｍの両面一
体型負極を得た。
【００２９】（負極重量残率の評価）得られた両面一体
型負極の１つより、表側及び裏側の電極体をとり外し、
各々の重量残率を評価した。重量残率とは、負極体（塗
料）の溶媒を除いた重量に対する燒結後の電極体重量の
割合である。
型負極の１つより、表側及び裏側の電極体をとり外し、
各々の重量残率を評価した。重量残率とは、負極体（塗
料）の溶媒を除いた重量に対する燒結後の電極体重量の
割合である。
【００３０】（正極体の作製）炭酸リチウム粉末と炭酸
コバルト粉末をモル比１：２となるよう混合し、イソプ
ロピルアルコールを加え、ボールミルで湿式混合した
後、イソプロピルアルコールを揮発させ、８００℃にて
５時間仮焼成した。次いでこれを粉砕し、２０×４０ｍ
ｍ、厚さ２００μｍに加圧成型した後、８００℃にて１
０時間焼成し、正極体を得た。
コバルト粉末をモル比１：２となるよう混合し、イソプ
ロピルアルコールを加え、ボールミルで湿式混合した
後、イソプロピルアルコールを揮発させ、８００℃にて
５時間仮焼成した。次いでこれを粉砕し、２０×４０ｍ
ｍ、厚さ２００μｍに加圧成型した後、８００℃にて１
０時間焼成し、正極体を得た。
【００３１】（電池の作製）負極の表側及び裏側にセパ
レーターとしてポリエチレン多孔膜を挟んで正極体を配
置した。電解液には、エチレンカーボネートとジメチル
カーボネートの混合溶媒（体積比１：１）に、六フッ化
リン酸リチウムを１ｍｏｌ／L溶解したものを用いた。
こうして負極の表側と裏側に形成した２組の素電池から
成る積層電池を組み立てた。
レーターとしてポリエチレン多孔膜を挟んで正極体を配
置した。電解液には、エチレンカーボネートとジメチル
カーボネートの混合溶媒（体積比１：１）に、六フッ化
リン酸リチウムを１ｍｏｌ／L溶解したものを用いた。
こうして負極の表側と裏側に形成した２組の素電池から
成る積層電池を組み立てた。
【００３２】（電池の評価）上記積層電池を室温で一昼
夜放置した後、負極の表側及び裏側の充放電特性を比較
するため、負極の表側及び裏側に形成した素電池の各々
について独立に定電流一定電圧充放電試験を行い、放電
容量を評価した。充放電電流値は２．０ｍＡとした。
夜放置した後、負極の表側及び裏側の充放電特性を比較
するため、負極の表側及び裏側に形成した素電池の各々
について独立に定電流一定電圧充放電試験を行い、放電
容量を評価した。充放電電流値は２．０ｍＡとした。
【００３３】実施例２
負極作製において、サンプルを焼成炉内に吊るし、両面
が焼成炉雰囲気に直接触れるようにして窒素雰囲気下９
００℃３時間の焼成を行った以外は実施例１と同様の方
法によち電池の作製及び評価を行った。
が焼成炉雰囲気に直接触れるようにして窒素雰囲気下９
００℃３時間の焼成を行った以外は実施例１と同様の方
法によち電池の作製及び評価を行った。
【００３４】実施例３
負極作製において、サンプルをメッシュ台の上に載せ、
両面が焼成炉雰囲気に直接触れるようにして窒素雰囲気
下６００℃３時間の焼成を行った以外は実施例１と同様
の方法により電池の作製及び評価を行った。
両面が焼成炉雰囲気に直接触れるようにして窒素雰囲気
下６００℃３時間の焼成を行った以外は実施例１と同様
の方法により電池の作製及び評価を行った。
【００３５】比較例
負極作製において、サンプルをグラファイト板上に平ら
に直接載せ、窒素雰囲気下８００℃３時間の焼成を行っ
た以外は実施例１と同様の方法により電池の作製及び評
価を行った。
に直接載せ、窒素雰囲気下８００℃３時間の焼成を行っ
た以外は実施例１と同様の方法により電池の作製及び評
価を行った。
【００３６】負極重量残率及び電池放電容量の評価結果
を表１に示す。
を表１に示す。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の負極製造方法によれば、ケイ素を負極活物質とし、集
電体基板の両面に負極体が燒結一体化した構造の負極を
得ることができる。このため、この負極を用いて容量密
度の高い多層積層型電池を構成することができる。ま
た、集電体基板と負極体の間の電気接触が良好かつ安定
している。さらに、負極体を層形成した集電体基板を両
面均等に焼成するため、反りがなくかつ両面均等な特性
を有する負極を得ることができる。
の負極製造方法によれば、ケイ素を負極活物質とし、集
電体基板の両面に負極体が燒結一体化した構造の負極を
得ることができる。このため、この負極を用いて容量密
度の高い多層積層型電池を構成することができる。ま
た、集電体基板と負極体の間の電気接触が良好かつ安定
している。さらに、負極体を層形成した集電体基板を両
面均等に焼成するため、反りがなくかつ両面均等な特性
を有する負極を得ることができる。
【図１】 （A)は本発明の製造方法に係る負極の一例を
示す側面図であり、（B)は本発明の製造方法に係る負極
を用いて構成した多層積層型電池の一例を示す側面図で
ある。
示す側面図であり、（B)は本発明の製造方法に係る負極
を用いて構成した多層積層型電池の一例を示す側面図で
ある。
【図２】 （A)及び（B)は各々本発明の製造方法におけ
る焼成時の負極設置状態の一例を示す斜視図である。
る焼成時の負極設置状態の一例を示す斜視図である。
【図３】 （A)及び（B)は各々本発明の製造方法におけ
る焼成時の負極設置状態の一例を示す斜視図である。
る焼成時の負極設置状態の一例を示す斜視図である。
１ 負極体、２ 負極集電体基板、３ 正極体、４ 正
極集電体基板、５ 支持用治具、６ 懸吊用治具、７
メッシュ、８ 多孔性シート材料。
極集電体基板、５ 支持用治具、６ 懸吊用治具、７
メッシュ、８ 多孔性シート材料。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平２−56871（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−106906（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 - 4/04
H01M 4/38 - 4/62
Claims (2)
- 【請求項１】 正極体と負極体を積層してなる二次電池
に用いる負極の製造方法であって、 ケイ素またはその化合物からなる負極活物質と、熱処理
により炭化する材料または炭素材料とから成る混合物
を、金属箔または金属メッシュよりなる集電体基板の両
面に層形成し、 前記集電体基板を、多孔性シート材料により包囲して非
酸化性雰囲気中において両面均等に焼成することを特徴
とする負極の製造方法。 - 【請求項２】 正極体と負極体を積層してなる二次電池
に用いる負極の製造方法であって、 ケイ素またはその化合物からなる負極活物質と、熱処理
により炭化する材料または炭素材料とから成る混合物
を、金属箔または金属メッシュよりなる集電体基板の両
面に層形成し、 前記集電体基板を、その片面を点接触または線接触支持
して非酸化性雰囲気中において両面均等に焼成すること
を特徴とする負極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37069898A JP3361069B2 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 二次電池用負極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37069898A JP3361069B2 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 二次電池用負極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000195503A JP2000195503A (ja) | 2000-07-14 |
| JP3361069B2 true JP3361069B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=18497443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37069898A Expired - Fee Related JP3361069B2 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 二次電池用負極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3361069B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4033720B2 (ja) * | 2002-06-19 | 2008-01-16 | 三洋電機株式会社 | リチウム二次電池用負極及びリチウム二次電池 |
| WO2004051768A1 (ja) | 2002-11-29 | 2004-06-17 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | 非水電解液二次電池用負極及びその製造方法並びに非水電解液二次電池 |
| JP5672676B2 (ja) * | 2009-08-20 | 2015-02-18 | 日産自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池用負極、その製造方法およびこれを用いたリチウムイオン二次電池 |
| WO2011088472A2 (en) * | 2010-01-18 | 2011-07-21 | Enevate Corporation | Composite materials for electrochemical storage |
| KR101400341B1 (ko) * | 2012-02-23 | 2014-06-19 | 포항공과대학교 산학협력단 | 고용량 및 고속 충/방전 특성을 가지는 리튬-고분자 전지를 위한 바인더를 사용하지 않는 게르마늄 나노입자/탄소 복합 음극물질 |
| JP6360464B2 (ja) | 2015-08-28 | 2018-07-18 | デノラ・ペルメレック株式会社 | 電極の製造方法 |
-
1998
- 1998-12-25 JP JP37069898A patent/JP3361069B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000195503A (ja) | 2000-07-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3709396B1 (en) | Methods of forming carbon-silicon composite material on a current collector | |
| KR101614016B1 (ko) | 실리콘계 음극 활물질 및 이의 제조 방법 | |
| JP6514690B2 (ja) | Ｌｉ二次電池用のガーネット材料 | |
| EP1400996B1 (en) | Organic electrolyte capacitor | |
| JP4719279B2 (ja) | リチウムイオン二次電池、及び、その製造方法 | |
| JP5363109B2 (ja) | 高容量の電極、及びその製造及び使用のための方法 | |
| WO2000033404A1 (fr) | Pile secondaire au lithium et son procede de fabrication | |
| US10644324B2 (en) | Electrode material and energy storage apparatus | |
| WO1999062131A1 (fr) | Procede de fabrication d'electrode negative pour accumulateur electrique | |
| CN108666613B (zh) | 一种固态电解质结构、二次电池及制备方法 | |
| JPH05211059A (ja) | セラミック膜を用いた電池 | |
| CN103633306A (zh) | 一种硅碳复合负极材料及其制备方法和锂离子电池 | |
| JP2004506302A (ja) | 混合酸化物材料、電極、および該電極の製造方法、およびそれを備える電気化学セル | |
| Chong et al. | Hierarchical encapsulation and rich sp2 N assist Sb2Se3‐based conversion‐alloying anode for long‐life sodium‐and potassium‐ion storage | |
| KR20170016747A (ko) | 다결정 소결체를 갖는 이차전지 양극, 상기 이차전지 양극을 포함하는 이차전지, 및 상기 이차전지 양극을 제조하는 방법 | |
| CN105552380B (zh) | 双层复合结构玻璃陶瓷、锂空气电池及其制备方法 | |
| JP3361069B2 (ja) | 二次電池用負極の製造方法 | |
| JPH11214270A (ja) | 電気二重層キャパシタ用炭素材およびその製造方法 | |
| CN107689453B (zh) | 双层复合结构陶瓷、该陶瓷的制备方法、自吸附式锂空气电池及该电池的制备方法 | |
| JP2004303613A (ja) | 負極材料及びこれを用いた負極並びに該負極を用いたリチウムイオン二次電池 | |
| CN111755665B (zh) | 一种锂离子电池负极材料、电池负极及其应用 | |
| CN106654202A (zh) | 锂电池复合负极材料及电极制备方法 | |
| CN113314719B (zh) | 一种高催化性能的一体化阴极及其制备方法和电池 | |
| JP3510175B2 (ja) | 二次電池用負極の製造方法 | |
| JP2001126736A (ja) | リチウムイオン二次電池の電極用ハニカム構造集電体、リチウムイオン二次電池の電極及びリチウムイオン二次電池の電極用ハニカム構造集電体の製造方法 |
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 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071018 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081018 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091018 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101018 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111018 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121018 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131018 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |