JP5187720B2 - リチウムイオンポリマー電池 - Google Patents
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Description
本実施例の正極を、図1を用いて説明する。本実施例における正極1は次のように作製した。LiMn2O4を85質量%、導電補助材としてアセチレンブラックを7質量%、バインダーとして呉羽化学社製W#7200(ポリフッ化ビニリデン)を8質量%混合したものに、NMPを加えてさらに混合して正極スラリーを作製した。これを集電体となる厚さ20μmのAl箔2の両面にカレンダー処理後の厚さが160μm、電極密度3.6g/ccになるように塗布し、120℃で乾燥させた。電極は、長さ185mm、幅42mmの正極活物質塗布部3、さらに塗布部に接続した正極活物質非塗布部4、5を作り、正極活物質非塗布部4に超音波溶接によりアルミタブ6を取り付け正極1とした。
実施例2は、実施例1の負極のデポジション(塗布量)を一定とし、密度を1.65g/ccになるように調整した以外は、実施例1と同様にリチウムイオンポリマー電池を作製した。
実施例3は、実施例2の負極のバインダー量を10質量%から6質量%にした以外は、実施例2と同様にリチウムイオンポリマー電池を作製した。
実施例4は、実施例3の負極バインダーとして、前記のW#9200(ポリフッ化ビニリデン)を2.5質量%と、アクリルバインダーとしてガラス転移温度が−10℃であるアクリル樹脂を7.5質量%混合して調整した以外は、実施例3と同様にリチウムイオンポリマー電池を作製した。
実施例5は、実施例4の負極バインダー量を6質量%から5質量%にした以外は、実施例4と同様にリチウムイオンポリマー電池を作製した。
実施例6は、実施例5の負極の密度を1.7g/ccとした以外は、実施例5と同様にリチウムイオンポリマー電池を作製した。
実施例7は、実施例6の正極のバインダーを呉羽化学社製W#7200(ポリフッ化ビニリデン)を4.5質量%と、ガラス転移温度が−10℃であるアクリル樹脂を1.5質量%混合して、電極密度を3.7g/ccにした以外は、実施例6と同様にリチウムイオンポリマー電池を作製した。
実施例8は、実施例7の正極のバインダーをW#7200(ポリフッ化ビニリデン)を1.5質量%と、ガラス転移温度が−10℃であるアクリル樹脂を4.5質量%混合した以外は、実施例7と同様にリチウムイオンポリマー電池を作製した。
実施例9は、実施例8の負極活物質を塊状黒鉛から燐片状黒鉛に変えた以外は実施例8と同様にリチウムイオンポリマー電池を作製したが、負極の密度を1.7g/ccまで上げることができず、1.65g/ccにとどまった。
実施例10は、実施例8の正極活物質をLiMn2O4からLiCoO2に変更し、カレンダー処理後の厚さが120μm、電極密度3.7g/ccとなるように調整した以外は、実施例8と同様にリチウムイオンポリマー電池を作製した。
比較例1は、実施例1の負極バインダーとして、W#9200(ポリフッ化ビニリデン)を10質量%混合した以外は、実施例1と同様にリチウムイオンポリマー電池を作製した。
比較例2は、実施例2の負極バインダーとして、W#9200(ポリフッ化ビニリデン)を10質量%混合した以外は、実施例2と同様にリチウムイオンポリマー電池を作製した。
比較例3は、実施例6の負極バインダーとして、ガラス転移温度が−10℃であるアクリル樹脂を5質量%混合した以外は、実施例6と同様にリチウムイオンポリマー電池を作製した。
比較例4は、比較例1の正極バインダーとして、ガラス転移温度が−10℃であるアクリル樹脂を6質量%混合し、電極密度を3.7g/ccにしたが、J/R作製時に正極のはがれが起こり、J/Rの作製ができなかった。
比較例5は、実施例9の負極活物質を塊状黒鉛から燐片状黒鉛に変更したが、この場合も、J/R作製時にはがれが起こり、J/Rの作製ができなかった。
2 Al箔
3 正極活物質塗布部
4、5 正極活物質非塗布部
6 アルミタブ
7 負極
8 Cu箔
9、10 負極活物質塗布部
11 負極活物質非塗布部
12 ニッケルタブ
13 セパレータ
Claims (7)
- 正極、負極、セパレータおよびゲル電解質を有するリチウムイオンポリマー電池において、
前記セパレータは、多孔質を有する材質で形成されており、
正極は、前記セパレータで挟み、負極と対向されており、
前記正極および前記負極の少なくとも一方のバインダー成分が、フッ素含有樹脂とアクリル系樹脂の混合物であり、かつ
前記ゲル電解質は、溶媒とゲル化成分を含有するプレゲル溶液を、前記正極、前記負極、および前記セパレータが収納された外装体内へ注液し、電極細孔内へ含浸後に、前記プレゲル溶液中に含有されるゲル化成分をゲル化したものであり、
前記プレゲル溶液中に含有されるゲル化成分は、少なくとも一種のアクリレートモノマー、またはオリゴマー、共重合オリゴマーなどを含んでいる
ことを特徴とするリチウムイオンポリマー電池。 - 正極、負極、セパレータおよびゲル電解質を有するリチウムイオンポリマー電池において、
前記セパレータは、多孔質を有する材質で形成されており、
正極は、前記セパレータで挟み、負極と対向されており、
前記正極および前記負極の少なくとも一方のバインダー成分が、フッ素含有樹脂とアクリル系樹脂の混合物であり、かつ
前記ゲル電解質は、溶媒とゲル化成分を含有するプレゲル溶液を、前記正極、前記負極、および前記セパレータが収納された外装体内へ注液し、電極細孔内へ含浸後に、前記プレゲル溶液中に含有されるゲル化成分をゲル化したものであり、
前記アクリル系樹脂は、分子末端が(メタ)アクリロイル基であるウレタン(メタ)アクリレート系化合物、分子末端の少なくとも1つが(メタ)アクリロイル基で残りが炭化水素基であるポリイソシアネート系化合物、エポキシ基を有する(メタ)アクリレート、ニトリル基を有する(メタ)アクリレート、から選択した少なくとも一種を含み、かつ
前記ゲル電解質に含まれる前記ゲル化成分が、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、プロピレンジアクリレート、ジプロピレンジアクリレート、トリプロピレンジアクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレートなどの2官能アクリレート、また、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートなどの3官能アクリレート、また、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートなどの4官能アクリレート、から選択した少なくとも一種を含む
ことを特徴とするリチウムイオンポリマー電池。 - 前記フッ素含有樹脂が、ポリフッ化ビニリデンおよび置換基を導入したポリフッ化ビニリデンから選択される少なくとも一種を含む
ことを特徴とする請求項1または2に記載のリチウムイオンポリマー電池。 - 前記アクリル系樹脂が、10重量部から80重量部のアクリレート系単量体またはメタクリレート系単量体から形成され、かつN−メチル−2−ピロリドンまたは、ジメチルホルムアミドに溶解可能な高分子である
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のリチウムイオンポリマー電池。 - 前記アクリル系樹脂のガラス転移点が−20℃以上25℃以下であり、かつ前記フッ素含有樹脂とアクリル系樹脂の混合比が、1/99質量比から99/1質量比である
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のリチウムイオンポリマー電池。 - 前記アクリル系樹脂は、分子末端が(メタ)アクリロイル基であるウレタン(メタ)アクリレート系化合物、分子末端の少なくとも1つが(メタ)アクリロイル基で残りが炭化水素基であるポリイソシアネート系化合物、エポキシ基を有する(メタ)アクリレート、ニトリル基を有する(メタ)アクリレート、から選択した少なくとも一種を含み、かつ
前記ゲル電解質に含まれる前記ゲル化成分が、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、プロピレンジアクリレート、ジプロピレンジアクリレート、トリプロピレンジアクリレート、1,3−ブタンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレートなどの2官能アクリレート、また、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレートなどの3官能アクリレート、また、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレートなどの4官能アクリレート、から選択した少なくとも一種を含む
ことを特徴とする請求項1、3〜5のいずれか一項に記載のリチウムイオンポリマー電池。 - 正極、負極、セパレータおよびゲル電解質を有するリチウムイオンポリマー電池の製造方法であって、
前記セパレータは、多孔質を有する材質で形成されており、
正極は、前記セパレータで挟み、負極と対向されており、
前記正極および前記負極の少なくとも一方のバインダー成分がフッ素含有樹脂とアクリル系樹脂の混合物であり、
前記正極、前記負極、および前記セパレータを外装体内へ収納する工程と、
溶媒と、少なくとも一種のアクリレートモノマー 、またはオリゴマー、共重合オリゴマーなどのゲル化成分を含むプレゲル溶液を、前記外装体内へ注液し、電極細孔内へ含浸する工程と、
前記プレゲル溶液をゲル化して、ゲル電解質を形成する工程と、
を含む
ことを特徴とするリチウムイオンポリマー電池の製造方法。
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