JP5250365B2 - リチウムイオン二次電池用電極板及びリチウムイオン二次電池 - Google Patents
リチウムイオン二次電池用電極板及びリチウムイオン二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5250365B2 JP5250365B2 JP2008250266A JP2008250266A JP5250365B2 JP 5250365 B2 JP5250365 B2 JP 5250365B2 JP 2008250266 A JP2008250266 A JP 2008250266A JP 2008250266 A JP2008250266 A JP 2008250266A JP 5250365 B2 JP5250365 B2 JP 5250365B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- active material
- electrode plate
- material layer
- ion secondary
- lithium ion
- 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
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 50
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims description 50
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 74
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 47
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 47
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 24
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 9
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 7
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 7
- 229920000800 acrylic rubber Polymers 0.000 claims description 6
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 4
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 claims description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 claims description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 claims 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 139
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 18
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 14
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 9
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 8
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000007600 charging Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014689 LiMnO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010281 constant-current constant-voltage charging Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910000625 lithium cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)cobalt Chemical compound [Li+].[O-][Co]=O BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
(i)例えば特開2004−127561号公報(特許文献1)に記載のような、表面に規則的に配列した微細な凹凸パターンを有する基板上に形成された、直立した複数の円柱から構成された活物質層。活物質層は電解メッキにより形成され得る。
(ii)例えば特開2006−155958号公報に記載のような、真空蒸着法により負極活物質層を基板上に形成する際に、蒸着原料が基板に対して斜め方向から入射するようにして、1方向に傾斜した複数の2次粒子から構成された負極活物質層。
(iii)特開平6−187994号公報(特許文献2)に記載のような、斜め方向からの真空蒸着により形成された、LiMnO4等の柱状突起から構成される正極活物質層。
(iv)国際公開第01/029912号に記載のような、厚み方向に形成された切れ目によって柱状に分離された負極活物質層。この活物質層は、電池の製造前にリチウムを吸蔵・放出させたり、フォトリソグラフィーによりパターニングしたレジスト膜を用いたりすることで形成できる。
まず、負極集電体(負極基板)の表面に凹凸を形成した。すなわち、厚さ18μmの圧延銅箔上にネガ型フォトレジストを塗布し、ひし形パターンのネガ型マスクを用いて、銅箔上のレジストフィルムを露光、現像し、形成された溝に電解法により銅粒子を析出させ、その後レジストを除去し、ひし形の突起11を形成した。このひし形形状の突起11の高さは10μm、対角線の長さは28μmと12μmであった。図1にこの凹凸を作成した集電体表面を撮影したレーザー顕微鏡写真を示す。
粘着テープとして、ポリプロピレンの絶縁層(厚み20μm)とアクリルゴムからなる可塑層(厚み25μm)との2層からなる粘着テープを用いたこと以外は電池Aと同様に作製した電池Bを実施例2とする。
粘着テープとして、ポリプロピレンの絶縁層(厚み20μm)とスチレン−ブタジエンゴムからなる可塑層(厚み25μm)との2層からなる粘着テープを用いたこと以外は電池Aと同様に作製した電池Cを実施例3とする。
負極活物質層の表面の非対向領域を被覆しなかったこと以外は電池Aと同様に作製した電池Dを比較例1とする。
粘着テープの代わりに、可塑層を有しない、ポリプロピレンの絶縁性フィルム(厚み20μm)を用いて非対向領域を被覆したこと以外は電池Aと同様に作製した電池Eを比較例2とする。
不可逆容量比(%)=(充電容量−放電容量)/充電容量×100
充放電容量を測定した時の充放電条件を以下に示す。
充電時:定電流定電圧充電、15mAh、4.2Vカットオフ、0.75mAカットオフ
休止時間:10分間
放電時:定電流放電、3mA、2.0Vカットオフ
休止時間:10分間
試験結果を表1に示す。
21 蒸着源
22 真空槽
23 ガス導入ノズル
24 真空排気装置
25 負極活物質
26 支持板
27 集電体
31 正極集電体
32 正極活物質
33 セパレータ
34 負極集電体
35 負極活物質
36 対極用リード
37 負極用リード
38 外装ケース
41 正極活物質層と対向している負極活物質層領域
42 正極活物質層と対向していない負極活物質層領域(テープ形成部)
43 リードを溶接する集電体端部
51 基板
52 電極活物質の突起
53 突起間の空隙(貫通孔)
54 可塑層
55 絶縁性フィルム
Claims (7)
- 基板と、前記基板上に形成された活物質層とを備えたリチウムイオン二次電池用電極板であって、
前記活物質層が、前記基板から突出する複数の突起状粒子からなり、
前記活物質層の表面のうち、対電極板の活物質層と対向しない領域の表面が、絶縁性の可塑層によって被覆されていることを特徴とするリチウムイオン二次電池用電極板。 - 前記複数の突起状粒子間に、リチウムイオンが前記活物質層の外表面側から侵入して、前記活物質層の内部を拡散できる貫通孔が存在する、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用電極板。
- 前記可塑層の厚みが、前記活物質層の厚みよりも大きいことを特徴とする請求項1又は2に記載のリチウムイオン二次電池用電極板。
- 前記可塑層が、フッ素系結着材、アクリルゴム、変性アクリルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリル系重合体、及び、ビニル系重合体からなる群より選択される少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用電極板。
- 前記可塑層の外表面が絶縁性フィルムによって被覆されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用電極板。
- 前記絶縁性フィルムが、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、及び、ポリイミドからなる群より選択される少なくとも1種から形成された絶縁性フィルムであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用電極板。
- 正極板、負極板、及び、前記正極板と前記負極板とのあいだに挟まれたセパレータからなる電極体を含有するリチウムイオン二次電池であって、
前記正極板及び前記負極板のいずれか一方又は双方が、請求項1〜6のいずれかに記載の電極板であることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008250266A JP5250365B2 (ja) | 2008-09-29 | 2008-09-29 | リチウムイオン二次電池用電極板及びリチウムイオン二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008250266A JP5250365B2 (ja) | 2008-09-29 | 2008-09-29 | リチウムイオン二次電池用電極板及びリチウムイオン二次電池 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010080395A JP2010080395A (ja) | 2010-04-08 |
JP2010080395A5 JP2010080395A5 (ja) | 2011-07-28 |
JP5250365B2 true JP5250365B2 (ja) | 2013-07-31 |
Family
ID=42210573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008250266A Expired - Fee Related JP5250365B2 (ja) | 2008-09-29 | 2008-09-29 | リチウムイオン二次電池用電極板及びリチウムイオン二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5250365B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9548497B2 (en) | 2011-06-10 | 2017-01-17 | Eaglepicher Technologies, Llc | Layered composite current collector with plurality of openings, methods of manufacture thereof, and articles including the same |
JP6086260B2 (ja) * | 2012-11-12 | 2017-03-01 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解質二次電池 |
WO2015136930A1 (ja) * | 2014-03-13 | 2015-09-17 | 国立大学法人神戸大学 | 電池検査装置および電池検査方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07130389A (ja) * | 1993-10-29 | 1995-05-19 | Sony Corp | 非水電解液二次電池 |
JP3287732B2 (ja) * | 1994-05-30 | 2002-06-04 | キヤノン株式会社 | 二次電池 |
-
2008
- 2008-09-29 JP JP2008250266A patent/JP5250365B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010080395A (ja) | 2010-04-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8076027B2 (en) | Negative electrode for lithium secondary battery, lithium secondary battery using same, and methods for manufacturing those | |
JP5169156B2 (ja) | 電気化学素子用電極 | |
JP4784485B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
JP5510546B2 (ja) | 双極型電池 | |
US20110020536A1 (en) | Electrode for lithium secondary battery and method of manufacturing same | |
JP2009104892A (ja) | リチウム二次電池 | |
WO2018154989A1 (ja) | 二次電池およびその製造方法 | |
JP5250365B2 (ja) | リチウムイオン二次電池用電極板及びリチウムイオン二次電池 | |
WO2012011351A1 (ja) | 二次電池用多孔質電極 | |
JP2008159330A (ja) | 蓄電装置 | |
JP2008153015A (ja) | 負極および電池 | |
JP2007035297A (ja) | 集電体およびそれを用いたリチウムイオン二次電池 | |
US20230170582A1 (en) | Power storage cell, power storage device, and method for manufacturing power storage device | |
JP2020061216A (ja) | 蓄電装置 | |
JP7367599B2 (ja) | 蓄電セル及び蓄電装置 | |
KR101222405B1 (ko) | 젤리롤형 전극조립체를 가지는 이차 전지 | |
CN111108636B (zh) | 集电体和使用该集电体的电池 | |
WO2012131972A1 (ja) | 非水電解質電池 | |
JP6866922B2 (ja) | 二次電池の製造方法 | |
JP2021106126A (ja) | 蓄電装置 | |
WO2018154987A1 (ja) | 二次電池およびその製造方法 | |
JP7489004B2 (ja) | 蓄電セル及び蓄電装置 | |
JP2018181705A (ja) | 二次電池およびその製造方法 | |
JP7487857B2 (ja) | 加圧ジグ及びそれを用いた二次電池の製造方法 | |
US20240178364A1 (en) | Battery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110609 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110609 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130315 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130326 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130415 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160419 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |