JP3405367B2 - シート状電極の製造方法 - Google Patents
シート状電極の製造方法Info
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Description
二次電池の負極などを構成するシート状電極の製造方法
に関する。 【0002】 【従来の技術】スパイラル形リチウム二次電池に用いる
負極の製造方法は、従来より以下の手順で行なわれてい
た。 【0003】負極スラリー作製工程:電極活物質であ
る炭素質材料としての黒鉛にバインダーとして例えばポ
リフッ化ビニリデンを添加混合した後、溶剤として例え
ばN−メチルピロリドン(NMP)を添加混練し、負極
スラリーを作製する。 【0004】負極シート作製工程:このスラリーをス
ラリー塗布装置を用いて、ロール状に巻かれた銅製集電
体シートの両面に負極スラリーを塗布し、連続乾燥炉を
通過させ、乾燥・固化させることにより負極シートを作
製する。 【0005】圧延・裁断工程:上記の負極シートをプ
レスロ―ラを通過させることにより均一な厚みとし、さ
らに所定幅にシートを裁断する。 【0006】負極リード溶接工程:上記シートを所定
長さに裁断し、負極リードを溶接することでシート状電
極が完成する。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の工程
では乾燥・固化後に電極活物質が集電体から剥離してし
まうという問題があった。 【0008】この問題点が生ずる原因について、以下の
様に推定した。乾燥・固化後の活物質とバインダーは集
電体との付着性が低く、乾燥における溶剤の蒸発により
バインダー樹脂が収縮することも付着性低下の一因とな
っている。 【0009】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あり、電極活物質の集電体との付着性が向上して集電体
から剥離することを防止するシート状電極の製造方法を
提供することにある。 【0010】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明では、電極活物質である炭素質材料にバインダー
と溶剤とを添加混合したスラリーをシート状電極集電体
に塗布して乾燥固化させるシート状電極の製造方法にお
いて、前記スラリーを前記集電体に塗布する前に前記ス
ラリーにカップリング剤を添加するのである。 【0011】ここで、前記カップリング剤は組成式:X
〜Si−R3 (Xは組成式NH2で表されるアミノ
基、Rは組成式OCH3 で表されるメトキシ基または
組成式OCH2 CH3 で表されるエトキシ基)で表
されるシランカップリング剤からなるとともに、前記シ
ランカップリング剤を前記バインダーに対して10〜2
0重量%の割合で添加するのである。また、前記バイン
ダーはポリフッ化ビニリデンであるとともに前記集電体
は銅である。 【0012】 【作用】本発明の製造方法によれば、電極活物質の集電
体への付着性が向上して剥離することが防止できる。 【0013】この理由については、カップリング剤が集
電体と強固な付着性を有しているためスラリーの塗布・
乾燥・固化後も集電体から剥離することが防止できると
推定される。 【0014】 【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。 【0015】本実施例にあっては、前述した従来の負
極スラリー作製工程において、炭素質材料として黒鉛を
90重量%、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン1
0重量%を混合し、この混合物に溶剤としてN−メチル
ピロリドン(NMP)を混合した後に、アミノ基を有す
るシランカップリング剤をバインダーに対し15重量%
添加混合した。 【0016】このシランカップリング剤としては3−ア
ミノプロピルトリエトキシシランとN−(2−アミノエ
チル)3−アミノプロピルトリメトキシシランとを別々
に用いた。 【0017】以上のようにして作製した負極スラリーを
幅40mm、厚さ10μm のシート状集電体である銅箔の
両面に塗布し、100℃の雰囲気下で乾燥させて負極シ
ートとした。 【0018】上記負極シートの活物質剥離試験を行っ
た。この試験では負極シートを幅方向に180°の角度
で屈曲させた時の集電体からの活物質が剥離するか否か
を確認した。このときシランカップリング剤としては3
−アミノプロピルトリエトキシシランを用いた場合を実
施例1、同様にN−(2−アミノエチル)3−アミノプ
ロピルトリメトキシシランを用いた場合を実施例2と
し、従来同様、スラリーにカップリング剤を添加しない
場合を比較例1、アミノ基を有さないシランカップリン
グ剤として3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ンを添加した場合を比較例2として上記剥離試験を行っ
た。その結果、表1に示されるように、実施例1および
2にあっては活物質の剥離が発生せず電池への実使用が
可能であったのに対し、比較例1及び2にあっては剥離
が発生して実使用が不可能であった。 【表1】 炭素質材料を活物質とするスラリーにカップリング剤を
添加することにより活物質の集電体に対する付着性が向
上する理由については、カップリング剤と集電体とが強
固な界面付着性を有しているのではないかと推定され
る。 【0019】次に、上記実施例1、2において用いたカ
ップリング剤のバインダーに対する添加割合を1〜30
重量%の範囲で変えて剥離の有無を確認した。 【0020】実施例1において用いたカップリング剤の
場合には表2に示すように、バインダーに対する添加割
合が1重量%の時は活物質の集電体に対する付着力が弱
く剥離してしまった。また、同割合が30重量%のとき
は剥離はしなかったが、塗布の際、スラリーの粘度が低
すぎて所定の厚みを得る事が困難であった。しかしなが
ら、同割合が10及び20重量%のときには剥離せず、
しかもスラリー粘度が低すぎるという不具合もなかっ
た。 【0021】実施例2において用いたカップリング剤の
場合にも、表3に示す様に上記表1と同様の結果が得ら
れた。 【0022】 【表2】 【表3】 また、バインダーの種類を変えて前記剥離試験を行っ
た。バインダーとしてはポリフッ化ビニリデン、ポリテ
トラフルオロエチレンの水性ディスパージョン、弗素ゴ
ム、エチレンプロピレンゴム、アクリル樹脂を用いその
他の条件については実施例1と同一とした。表4に示す
ように、バインダーにポリフッ化ビニリデンを用いたも
のは、活物質が剥離せず実使用が可能であり、他の樹脂
については弗素ゴムを除いて剥離が発生し実使用が不可
能であった。弗素ゴムを用いた場合には、活物質の剥離
は発生しなかったものの圧延成形工程において剥離が発
生したため実際に電池に使用するには困難であった。 【0023】 【表4】 また、上述した負極シートをスパイラル形リチウム二次
電池に適用し、カップリング剤を添加しない場合の電池
との電池性能の比較を行った。比較は充放電サイクル回
数に対する放電容量の変化を比較することにより行っ
た。 【0024】この実施例に用いたリチウム二次電池は、
正極活物質としてコバルト酸リチウム、導電材としてア
セチレンブラック、グラファイト及びバインダーとして
のポリフッ化ビニリデンを混合し、この混合物にn−メ
チルピロリドンを添加混練して正極スラリーとし、この
正極スラリーを正極集電体であるアルミニウム箔の両面
に塗布し、100℃の雰囲気下で乾燥した後、圧延し所
定の長さに裁断したものを正極とした。 【0025】負極は、前述したようにシランカップリン
グ剤として3−アミノプロピルトリエトキシシランを1
0重量%添加したものと20重量%添加したものとの2
種類用意した。電解液としてはプロピレンカーボネート
とジエチルカーボネートを体積比1:1の割合で混合
し、この混合物に六弗化リン酸リチウムを1モル/リッ
トル溶解させたものを用いた。また、従来の二次電池と
しては、負極にカップリング剤を添加しない他は上記実
施例と同一とした。 【0026】結果は図1に示すように、負極にカップリ
ング剤を添加したものは、添加していない従来のものよ
り放電容量特性が良くなっている。この理由としては従
来の電池は負極活物質と集電体との付着力が弱いため充
放電を繰り返す最中に活物質の膨張収縮などのストレス
により集電体と活物質とが剥離し、そのために電気的接
触が保てず特性の劣化を引き起こした。しかし本実施例
の電池はカップリング剤を添加することで活物質と集電
体との付着力が充分なため充放電を繰り返しても剥離せ
ず、電気的接触が充分保つことができ特性の劣化を引き
起こさなかったと推定される。 【0027】 【発明の効果】本発明の製造方法によれば、電極活物質
のシート状集電体への付着性が向上し、電極活物質が集
電体から剥離することが防止される。したがって、本発
明をスパイラル形リチウム二次電池に適用することで電
池性能を損うことなく充放電のサイクル特性を向上させ
る。
放電容量変化を示すグラフである。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 電極活物質である炭素質材料にポリフッ
化ビニリデンからなるバインダーと溶剤とを添加混合し
たスラリーを、銅からなるシート状電極集電体に塗布し
て乾燥固化させるシート状電極の製造方法において、該
スラリーを該集電体に塗布する前に該スラリーに、組成
式:X〜Si−R 3 (Xは組成式NH 2 で表される
アミノ基、Rは組成式OCH 3 で表されるメトキシ基
または組成式OCH 2 CH 3 で表されるエトキシ
基)で表されるシランカップリング剤を前記バインダー
に対して10〜20重量%の割合で添加することを特徴
とするシート状電極の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11644594A JP3405367B2 (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | シート状電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11644594A JP3405367B2 (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | シート状電極の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07326346A JPH07326346A (ja) | 1995-12-12 |
JP3405367B2 true JP3405367B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=14687295
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11644594A Expired - Lifetime JP3405367B2 (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | シート状電極の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3405367B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997020356A1 (fr) * | 1995-11-28 | 1997-06-05 | Furukawa Denchi Kabushiki Kaisha | Electrode pour cellule |
JPH11354104A (ja) * | 1998-04-09 | 1999-12-24 | Denso Corp | 非水電解液二次電池及び電極の製造方法 |
JP2948205B1 (ja) | 1998-05-25 | 1999-09-13 | 花王株式会社 | 二次電池用負極の製造方法 |
JP6003634B2 (ja) * | 2012-12-28 | 2016-10-05 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | 二次電池電極形成用組成物、二次電池電極、及び二次電池 |
-
1994
- 1994-05-30 JP JP11644594A patent/JP3405367B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH07326346A (ja) | 1995-12-12 |
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