JP5391630B2 - 電池用電極の製造方法 - Google Patents
電池用電極の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5391630B2 JP5391630B2 JP2008258795A JP2008258795A JP5391630B2 JP 5391630 B2 JP5391630 B2 JP 5391630B2 JP 2008258795 A JP2008258795 A JP 2008258795A JP 2008258795 A JP2008258795 A JP 2008258795A JP 5391630 B2 JP5391630 B2 JP 5391630B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- battery
- active material
- manufacturing
- battery electrode
- 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.)
- Active
Links
Images
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
Description
本実施形態では、図1に示す単電池1を例示しながら、一実施形態に係る電池用電極を説明する。図1に示す単電池1は、集電体11の上に正極活物質層13が形成された正極と、別の集電体11の上に負極活物質層15が形成された負極とが、電解質層17を介して積層して構成されている。
本実施形態では、図5に示す双極型電池10を例示しながら、第1実施形態に係る電池用電極を用いた電池の一例を説明する。
本実施形態では、図7に示す組電池40を例示しながら、第2実施形態に係る双極型電池10を用いた組電池の一例を説明する。
本実施形態では、図8に示す車両50を例示しながら、第3実施形態に係る組電池40の自動車への搭載例を説明する。
《正極の作製》
まず、第1電極材料を作製するために、リチウムマンガン複合酸化物(平均粒子径1μm)を準備し、このリチウムマンガン複合酸化物を、溶媒としての水と混合し、20wt%固形分のスラリーAを調製した。次に、調製したスラリーAを媒体攪拌型粉砕装置(アシザワファインテック社製)に投入し、スラリーA中のリチウムマンガン複合酸化物の平均粒子径が0.3μmになるまで粉砕し、スラリーBを得た。次に、得られたスラリーBを噴霧乾燥装置(大川原化工機社製)に投入し、95℃の条件で造粒及び乾燥を行い、粉末Aを得た。得られた粉末Aの平均粒子径(二次凝集体として)は5μmであった。次に、得られた粉末Aを焼成炉に投入して、大気雰囲気下で焼成し、第1電極材料が得られた。焼成条件は、昇温速度10℃/minで800℃まで昇温し、10時間保持後、自然放冷で冷却を行った。得られた第1電極材料の空孔率を水銀ポロシメーターにより測定したところ、35%であった。
まず、負極活物質であるハードカーボン(平均粒径:9μm)を85質量%、導電助剤である気相成長炭素繊維(VGCF;登録商標)を5質量%、バインダであるPVdFを10質量%、配合してなる固形分に対し、スラリー粘度調整溶媒であるNMPを適量添加して、負極活物質層用スラリーDを調製した。
まず、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)及びジエチルカーボネートを2:2:6の体積比で混合し、電解液の可塑剤(有機溶媒)とした。次に、この可塑剤に、リチウム塩であるLiPF6 を1Mの濃度になるように添加し、電解液を調製した。
作製した試験用の正極及び負極を16mmの直径でそれぞれ打ち抜き、試験用電極を作製した。これらの試験用電極で、リチウムイオン電池用セパレータであるポリエチレン製微多孔膜(厚さ:25μm)を挟持した。次に、得られた挟持体を三方シール済みの外装材であるアルミラミネートパック中に挿入した。その後、前記アルミラミネートパック中に、上記で調製した電解液を注入し、パックから出力端子が露出するようにパックを真空シールして、評価用ラミネート電池を作製した。本例の正極活物質層の微細構造を電子顕微鏡により観察した写真を図9に示す。
正極活物質層用スラリーCを調製する工程において、配合比率を、第1電極材料:第2電極材料:導電助剤:バインダ=48:45:4:3(表1参照)とした以外は、実施例1と同様の方法で、評価用ラミネート電池を作製した。
正極活物質層用スラリーCを調製する工程において、配合比率を、第1電極材料:第2電極材料:導電助剤:バインダ=60:24:10:6(表1参照)とした以外は、実施例1と同様の方法で、評価用ラミネート電池を作製した。
正極活物質層用スラリーCを調製する工程において、配合比率を、第1電極材料:第2電極材料:導電助剤:バインダ=44:40:10:6(表1参照)とした以外は、実施例1と同様の方法で、評価用ラミネート電池を作製した。
まず、配合材料として、第2電極材料としてのリチウムマンガン複合酸化物(平均粒子径10μm)、導電助剤としてのアセチレンブラック、及びバインダとしてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)を準備した。
正極活物質層用スラリーEを調製する工程において、配合比率を、第1電極材料:第2電極材料:導電助剤:バインダ=0:93:4:3(表1参照)とした以外は、比較例1と同様の方法で、試験用正極を作製した。
実施例1〜4及び比較例1の各例で作製した電池を恒温槽に入れ、電池温度を25℃とした後、充放電装置を用いて放電性能の評価を行った。放電性能は、定電流定圧充電することにより電池を満充電(4.2V)まで充電し、0.2C、0.5C、1C、2C、5Cの各電流レートで3Vまで定電流放電を行った時の放電容量を測定した。放電容量減少率は、(各レート放電時の放電容量/0.2C放電時の放電容量)×100により求めた。各サンプルの測定結果を図11に示す。
図11に示すように、実施例1〜4の電池では、比較例1の電池と比較して、電流レートが5Cのハイレートでの放電特性が大きく向上しており、この点で有意性が確認できた。
10…双極型電池(リチウムイオン二次電池)
11…集電体(電池用電極)
13…正極活物質層(電池用電極)
15…負極活物質層(電池用電極)
16…活物質層
162…リチウムイオンの通り道
17…電解質層
18…塗膜
181…第1電極材料
182…第2電極材料
183…バインダ
184…導電助剤
185…空孔
19…単電池層
21…電池要素
25…正極端子
27…負極端子
29…ラミネートシート
31…絶縁層
33…正極集電体
35…負極集電体
40…組電池
42,43…電極ターミナル
50…車両
Claims (22)
- 集電体の上に活物質層用スラリーを塗布し、乾燥させることにより電池用電極を製造する方法であって、
前記スラリーは、
第1の活物質を主成分とする多孔質構造の第1電極材料と、
第2の活物質を主成分とする緻密構造の第2電極材料の粒子と、
導電助剤及びバインダと、を含み、
電極形成時に、前記第1電極材料が前記第2電極材料の粒子の周りを取り囲む量で含まれることを特徴とする電池用電極の製造方法。 - 請求項1記載の電池用電極の製造方法において、
前記スラリーの全質量を100質量%としたとき、30〜60質量%の前記第1電極材料を含有することを特徴とする電池用電極の製造方法。 - 請求項1又は2に記載の電池用電極の製造方法において、
前記乾燥後の積層体をプレスすることを特徴とする電池用電極の製造方法。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の電池用電極の製造方法において、
前記スラリーの全質量を100質量%としたとき、前記スラリー中の各成分の含有量が、第2電極材料:30〜60質量%、導電助剤及びバインダ:10〜25質量%であることを特徴とする電池用電極の製造方法。 - 請求項4記載の電池用電極の製造方法において、
前記スラリー中の導電助剤とバインダの割合が、質量比で、1:2〜2:1であることを特徴とする電池用電極の製造方法。 - 請求項1〜5のいずれか一項記載の電池用電極の製造方法において、
前記第1の活物質が、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウム含有鉄酸化物、黒鉛及び非晶質炭素からなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とする電池用電極の製造方法。 - 請求項1〜6のいずれか一項記載の電池用電極の製造方法において、
前記第2の活物質が、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウム含有鉄酸化物、黒鉛及び非晶質炭素からなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とする電池用電極の製造方法。 - 請求項7記載の電池用電極の製造方法において、
前記第2の活物質が、前記第1の活物質と同一組成の材料であることを特徴とする電池用電極の製造方法。 - 請求項1〜8のいずれか一項記載の電池用電極の製造方法において、
前記第1電極材料は、前記第1の活物質の微細な粒子の集合体で構成されていることを特徴とする電池用電極の製造方法。 - 請求項9記載の電池用電極の製造方法において、
前記集合体の空孔率が20〜50%であることを特徴とする電池用電極の製造方法。 - 請求項9又は10記載の電池用電極の製造方法において、
前記微細な粒子の平均粒子径が0.1〜3μmであることを特徴とする電池用電極の製造方法。 - 請求項9〜11の何れか一項記載の電池用電極の製造方法において、
前記集合体の平均粒子径が1〜20μmであることを特徴とする電池用電極の製造方法。 - 請求項1〜12の何れか一項記載の電池用電極の製造方法において、
前記第2電極材料の空孔率が、前記第1電極材料の空孔率の10%以下であることを特徴とする電池用電極の製造方法。 - 集電体の上に活物質層を有する電池用電極であって、
前記活物質層は、第1の活物質を主成分とする、多孔質構造の第1電極材料と、第2の活物質を主成分とする、緻密構造の第2電極材料の粒子と、導電助剤及びバインダとを含んで構成されているとともに、前記第1電極材料が前記第2電極材料の周りを取り囲むように存在していることを特徴とする電池用電極。 - 請求項14記載の電池用電極において、
前記活物質層の基準断面の断面積を100としたとき、前記基準断面に占める前記第1電極材料の断面積が30〜60であることを特徴とする電池用電極。 - 請求項15記載の電池用電極において、
前記基準断面に占める各成分の断面積が、第2電極材料:30〜60、導電助剤及びバインダ:10〜25であることを特徴とする電池用電極。 - 請求項16記載の電池用電極において、
前記活物質層中の導電助剤とバインダの割合が、質量比で、1:2〜2:1であることを特徴とする電池用電極。 - 正極、電解質層及び負極がこの順に積層された単電池層を含むリチウムイオン二次電池であって、
前記正極及び前記負極の少なくとも何れかが、請求項1〜13の何れか一項記載の方法により製造された電池用電極で構成されていることを特徴とするリチウムイオン二次電池。 - 請求項18記載のリチウムイオン二次電池において、
前記電解質層が、液体電解質、ゲル電解質又は真性ポリマー電解質を含むことを特徴とするリチウムイオン二次電池。 - 請求項18又は19記載のリチウムイオン二次電池において、
双極型リチウムイオン二次電池であることを特徴とするリチウムイオン二次電池。 - 請求項18〜20のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池を含む組電池。
- 請求項18〜20のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池又は請求項21に記載の組電池をモータ駆動用電源として搭載した車両。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008258795A JP5391630B2 (ja) | 2008-10-03 | 2008-10-03 | 電池用電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008258795A JP5391630B2 (ja) | 2008-10-03 | 2008-10-03 | 電池用電極の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010092622A JP2010092622A (ja) | 2010-04-22 |
JP5391630B2 true JP5391630B2 (ja) | 2014-01-15 |
Family
ID=42255164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008258795A Active JP5391630B2 (ja) | 2008-10-03 | 2008-10-03 | 電池用電極の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5391630B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5403153B2 (ja) | 2010-05-12 | 2014-01-29 | 株式会社豊田自動織機 | リチウムイオン二次電池用電極及びその製造方法 |
JP2012048959A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池用電極及び非水電解質二次電池 |
JP5282148B2 (ja) * | 2011-03-18 | 2013-09-04 | 株式会社日立製作所 | 電極及びその製造方法 |
WO2012127564A1 (ja) | 2011-03-18 | 2012-09-27 | 株式会社日立製作所 | 電極前駆体及びそれを用いた電極 |
KR102110777B1 (ko) * | 2012-09-03 | 2020-05-14 | 닛뽄 케미콘 가부시끼가이샤 | 리튬 이온 이차 전지용 전극 재료, 이 전극 재료의 제조 방법, 및 리튬 이온 이차 전지 |
JP2014067638A (ja) * | 2012-09-26 | 2014-04-17 | Mitsubishi Chemicals Corp | 非水系二次電池用炭素材、及び負極並びに、非水系二次電池 |
JP5664932B2 (ja) * | 2012-10-17 | 2015-02-04 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池 |
US9012090B2 (en) * | 2012-12-27 | 2015-04-21 | Palo Alto Research Center Incorporated | Advanced, high power and energy battery electrode manufactured by co-extrusion printing |
CN111864183B (zh) * | 2019-04-26 | 2022-09-20 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 一种电极的制备方法及制得的电极和应用 |
CN113193162B (zh) * | 2021-04-28 | 2022-10-21 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 正极片、正极片的制备方法和电池 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100682862B1 (ko) * | 2005-01-11 | 2007-02-15 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전기 화학 전지용 전극, 그 제조 방법 및 이를 채용한전기 화학 전지 |
CN101160635B (zh) * | 2005-04-26 | 2010-12-15 | 日本瑞翁株式会社 | 电化学元件电极用复合粒子 |
JP2007109636A (ja) * | 2005-09-14 | 2007-04-26 | Nissan Motor Co Ltd | 電池用電極 |
JP4989114B2 (ja) * | 2006-06-02 | 2012-08-01 | 日本カーボン株式会社 | リチウム二次電池用負極及び負極活物質 |
JP4811613B2 (ja) * | 2008-09-30 | 2011-11-09 | 大日本印刷株式会社 | 非水電解液二次電池用電極板、非水電解液二次電池用電極板の製造方法、および非水電解液二次電池 |
-
2008
- 2008-10-03 JP JP2008258795A patent/JP5391630B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010092622A (ja) | 2010-04-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5391630B2 (ja) | 電池用電極の製造方法 | |
JP5233088B2 (ja) | 電池用電極 | |
JP5648869B2 (ja) | 電池用電極およびその利用 | |
JP5315595B2 (ja) | 電池用電極およびその製造方法 | |
DE112011105851B4 (de) | Nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie | |
JP5223281B2 (ja) | リチウムイオン二次電池又はリチウム二次電池の正極用複合粒子、及びリチウムイオン二次電池又はリチウム二次電池 | |
JP5135822B2 (ja) | リチウムイオン二次電池およびこれを用いた組電池 | |
KR101539843B1 (ko) | 고밀도 음극 활물질 및 이의 제조방법 | |
WO2019189865A1 (ja) | マイクロカプセルを含む負極及びこれを備えたリチウムイオン二次電池 | |
JP5709008B2 (ja) | 非水電解質二次電池とその製造方法 | |
JP2009224239A (ja) | 電池用電極 | |
JP2009176599A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP2008047512A (ja) | 非水電解質二次電池用正極 | |
JP2008021614A (ja) | 電池用電極 | |
JP2012015099A (ja) | 二次電池用負極およびその製造方法 | |
JP2007109636A (ja) | 電池用電極 | |
JP2007317639A (ja) | 正極活物質及びこれを含むリチウム二次電池 | |
KR20200106963A (ko) | 마이크로 캡슐을 포함하는 언더코트층을 구비한 양극 및 리튬이온 이차전지 | |
JP2015115168A (ja) | リチウムイオン二次電池用電極及びそれを用いたリチウムイオン二次電池 | |
KR101697008B1 (ko) | 리튬 이차전지 | |
JP2009043703A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
JP2012138217A (ja) | 電池の製造方法 | |
JP2007087758A (ja) | 電池用電極 | |
JP2007280806A (ja) | 電池用電極 | |
JP2009176597A (ja) | 非水電解質二次電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110928 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130621 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130702 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130826 |
|
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: 20130917 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130930 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5391630 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |