JP5498386B2 - 非水電解質二次電池用正極の製造方法及び非水電解質二次電池の製造方法 - Google Patents
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Description
1)圧延後に、正極に対し、正極集電体の軟化温度以上で結着剤の結晶融点未満の温度(即ち、比較的低温,図1:温度範囲1参照)の下、熱処理を施す(後述の第1の実施形態参照),又は
2)圧延後に、正極に対し、結着剤の結晶融点以上で結着剤の分解温度未満の温度(即ち、比較的高温,図1:温度範囲2参照)の下、比較的短時間の熱処理を施す(後述の第2の実施形態参照),
ことにより、本発明の目的を達成できるという知見に到達した。
以下に、本発明の第1の実施形態に係る非水電解質二次電池としてリチウムイオン二次電池を具体例に挙げ、その構成について図2を参照しながら説明する。図2は、本発明の第1の実施形態に係る非水電解質二次電池の構成を示す縦断面図である。
正極4の作製方法は次に示す通りである。例えば、まず、正極活物質、PVDFからなる結着剤、及び導電剤を液状成分に混合させて正極合剤スラリーを調製する。次に、得られた正極合剤スラリーを、鉄を含有するアルミニウムからなり、1.40質量%以上の鉄を含む正極集電体の表面に塗布して乾燥させる。次に、表面に正極合剤スラリーが塗布乾燥された正極集電体を圧延し、所定の厚さを有する正極を作製する。次に、正極に対し、比較的低温の下、熱処理を施す。ここで、比較的低温とは、正極集電体4Aの軟化温度以上で結着剤の結晶融点未満の温度である。またここで、正極に対し熱処理を施す方法としては、第1に例えば、熱ロールと正極とを接触させることにより、正極に対し熱処理を施す方法、第2に例えば、低湿度処理を施した熱風により、正極に対し熱処理を施す方法等が挙げられる。
負極5の作製方法は次に示す通りである。例えば、まず、負極活物質、及び結着剤を液状成分に混合させて負極合剤スラリーを調製する。次に、得られた負極合剤スラリーを、負極集電体の表面に塗布して乾燥させる。次に、表面に負極合剤スラリーが塗布乾燥された負極集電体を圧延し、所定の厚さを有する負極を作製する。なお、圧延後、負極に対し、所定温度の下・所定時間の間、熱処理を施してもよい。
電池の製造方法は次に示す通りである。例えば、まず、図2に示すように、正極集電体(図3:4A参照)にアルミニウム製の正極リード4aを取り付け、負極集電体(図3:5A参照)にニッケル製の負極リード5aを取り付ける。その後、正極4と負極5とを、それらの間にセパレータ6を介して捲回し、電極群8を構成する。次に、電極群8の上端に上部絶縁板7aを配置する一方、電極群8の下端に下部絶縁板7bを配置する。その後、負極リード5aを電池ケース1に溶接すると共に、正極リード4aを内圧作動型の安全弁を有する封口板2に溶接して、電極群8を電池ケース1内に収納する。その後、減圧方式により、電池ケース1内に非水電解液を注液する。最後に、電池ケース1の開口端部をガスケット3を介して封口板2にかしめることにより、電池を製造する。
1)引っ張り伸び率が3%以上である。
2)正極集電体4Aのダイナミック硬度が70以下である。
3)スティッフネス試験において応力の変曲点が確認されるギャップが3mm以下である。
A)引っ張り伸び率の測定
本明細書において、「正極の引っ張り伸び率」の測定方法は次の通りである。正極を、幅15mm,有効部長さ20mmに裁断し、図4(a) に示すように、測定用正極9を作製する。基台11に支持された下側チャック10bに測定用正極9の一端を設置すると共に、ロードセル(図示せず,なお「ロードセル」とは荷重を電気信号に変換する荷重変換器である)を介して荷重機構(図示せず)に接続された上側チャック10aに測定用正極9の他端を設置することにより、測定用正極9を把持する。そして、上側チャック10aを、測定用正極9の長さ方向に沿って20mm/minの速度で移動させて(図4(a) 中に示す矢印参照)、測定用正極9を引っ張る。そして、破断される直前の測定用正極の長さを測定し、この長さと、引っ張る前の測定用正極9の長さ(即ち、20mm)とから、正極の引っ張り伸び率が算出される。なお、測定用正極9に働く引っ張り荷重は、ロードセルからの情報により検出される。
B)ダイナミック硬度の測定
本明細書において、「ダイナミック硬度」の測定方法は次の通りである。正極に対し、所定の試験力P(mN)で圧子を押し込んだときの、圧子の正極への進入量(押し込み深さ)D(μm)を測定し、この進入量Dを、下記に示す[式1]に導入し、ダイナミック硬度DHが算出される。ここで、圧子としては、ベルコビッチ圧子(即ち、115°の三角錐圧子)を用いた。
C)スティッフネス試験でのギャップの測定
本明細書において、「スティッフネス試験」とは、真円状に1重に丸めた外周が100mmの試験用正極の外周面を所定の速度で押圧する試験である。詳細には、正極を、幅10mm、長さ100mmに裁断し、その両端をそれぞれ重ね合わせて(図5(a) に示す重ね合わせ部分16a参照)、真円状に一重に丸めて外周が100mmの試験用正極16を作製する。そして、図5(a) に示すように、試験用正極16の重ね合わせ部分16aを、下側平板17bに設置された固定冶具(図示せず)にて固定し、上側平板17aと下側平板17bとの間に、試験用正極16を挟む。そして、上側平板17aを速度10mm/minで下方に移動させて、試験用正極16の外周面を押圧する。このとき、試験用正極16に発生する応力を測定し、応力の変曲点(図5(b):19a,19b参照)が確認される(即ち、上側平板17aが下方に移動するに従い潰されて変形する試験用正極16が変形できずに切れる)時点での、下方に移動された上側平板17aの位置の確認を行い、上側平板17aと下側平板17bとのギャップ(言い換えれば、試験用正極16のギャップ)18を測定した。なお、図5(b) に示す実線は本発明の正極について模式的に示し、破線は従来の正極について模式的に示す。本発明の正極(実線参照)は、従来の正極(破線参照)に比べて、上側平板17aがさらに下方に移動するまで、切れずに変形できる。
以下に、本発明の第2の実施形態に係る非水電解質二次電池の製造方法について説明する。なお、本実施形態では、前述の第1の実施形態と相違する点を主に説明し、第1の実施形態と共通する点の説明は適宜省略する。
第1の実施形態における−正極の作製方法−において、正極に対し、比較的低温の下、熱処理を施す,代わりに、正極に対し、比較的高温の下・比較的短時間の間、熱処理を施す以外は、第1の実施形態における−正極の作製方法−と同様の方法により、本実施形態における正極を作製する。ここで、比較的高温とは、結着剤の結晶融点以上で結着剤の分解温度未満の温度である。またここで、比較的短時間とは、0.1秒以上で1分以下の時間である。
第1の実施形態における−負極の作製方法−と同一の方法により、本実施形態における負極を作製する。
第1の実施形態における<電池の製造方法>と同一の方法により、本実施形態における電池を製造する。
4)引っ張り伸び率が3%以上である。
5)正極集電体のダイナミック硬度が70以下であると共に、正極合剤層のダイナミック硬度が5以下である。
6)スティッフネス試験において応力の変曲点が確認されるギャップが3mm以下である。
1.40質量%以上の鉄を含み、鉄を含有するアルミニウムからなる正極集電体は、多孔性構造又は無孔性構造である。正極集電体の厚さは、特に限定されないが、1μm以上500μm以下であることが好ましく、10μm以上20μm以下であればさらに好ましい。このように正極集電体の厚さを上記範囲内とすることによって、正極の強度を保持しながら正極の重量を軽量化できる。
正極活物質としては、例えばLiCoO2,LiNiO2,LiMnO2,LiCoNiO2,LiCoMOz,LiNiMOz,LiMn2O4,LiMnMO4,LiMePO4,Li2MePO4F(但し、M=Na,Mg,Sc,Y,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Al,Cr,Pb,Sb及びBのうちの少なくとも1つ)が挙げられる、又はこれら含リチウム化合物の一部元素が異種元素で置換されたものが挙げられる。また、正極活物質として、金属酸化物、リチウム酸化物又は導電剤等で表面処理された正極活物質を用いても良く、表面処理としては例えば疎水化処理が挙げられる。
導電剤としては、例えば天然黒鉛若しくは人造黒鉛等のグラファイト類、アセチレンブラック(AB:acetylene black)、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック若しくはサーマルブラック等のカーボンブラック類、炭素繊維若しくは金属繊維等の導電性繊維類、フッ化カーボン、アルミニウム等の金属粉末類、酸化亜鉛若しくはチタン酸カリウム等の導電性ウィスカー類、酸化チタン等の導電性金属酸化物、又はフェニレン誘導体等の有機導電性材料等が挙げられる。
負極集電体は、多孔性構造又は無孔性構造であり、例えばステンレス鋼、ニッケル、又は銅等からなる。負極集電体の厚さは、特に限定されないが、1μm以上500μm以下であることが好ましく、10μm以上20μm以下であればさらに好ましい。このように負極集電体の厚さを上記範囲内とすることによって、負極の強度を保持しながら負極の重量を軽量化できる。
負極活物質としては、例えば金属、金属繊維、炭素材料、酸化物、窒化物、珪素化合物、錫化合物、又は各種合金材料等が挙げられる。これらのうち炭素材料の具体例としては、例えば各種天然黒鉛、コークス、黒鉛化途上炭素、炭素繊維、球状炭素、各種人造黒鉛、又は非晶質炭素等が挙げられる。
セパレータとしては、大きなイオン透過度を持ち、所定の機械的強度と絶縁性とを兼ね備えた微多孔薄膜、織布、又は不織布等が挙げられる。特に、セパレータとして、例えばポリプロピレン、又はポリエチレン等のポリオレフィンを用いることが好ましい。ポリオレフィンは耐久性に優れ且つシャットダウン機能を有するため、リチウムイオン二次電池の安全性を向上させることができる。セパレータの厚さは、一般的に10μm以上300μm以下であるが、10μm以上40μm以下であることが好ましい。また、セパレータの厚さは、15μm以上30μm以下であることがより好ましく、10μm以上25μm以下であればさらに好ましい。また、セパレータとして微多孔薄膜を用いる場合には、微多孔薄膜は、1種の材料からなる単層膜であってもよく、1種又は2種以上の材料からなる複合膜又は多層膜であってもよい。また、セパレータの空孔率は、30%以上70%以下であることが好ましく、35%以上60%以下であればさらに好ましい。ここで空孔率とは、セパレータの全体積に対する孔部の体積の比率を示す。
非水電解液は、電解質と、電解質を溶解させる非水溶媒とを含む。
(電池1)
(正極の作製)
まず、平均粒子径が10μmのLiNi0.82Co0.15Al0.03O2を準備した。
まず、平均粒子径が約20μmになるように、鱗片状人造黒鉛を粉砕及び分級した。
非水溶媒として体積比が1:1:8となるように混合されたエチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジメチルカーボネートとからなる混合溶媒に、電池の充放電効率を高める添加剤として3重量%のビニレンカーボネートを添加すると共に、電解質として非水溶媒に対する溶解量が1.4mol/m3となるようにLiPF6を溶解し、非水電解液を得た。
まず、正極集電体にアルミニウム製の正極リードを取り付け、負極集電体にニッケル製の負極リードを取り付けた。その後、正極と負極とを、それらの間にポリエチレン製のセパレータ(詳細には、引っ張り伸び率が8%(即ち、3%以上)のセパレータ)を介して捲回し、電極群を構成した。次に、電極群の上端に上部絶縁板を配置すると共にその下端に下部絶縁板を配置した。その後、負極リードを電池ケースに溶接すると共に、正極リードを内圧作動型の安全弁を有する封口板に溶接して、電極群を電池ケース内に収納した。その後、減圧方式により、電池ケース内に非水電解液を注液した。最後に、電池ケースの開口端部をガスケットを介して封口板にかしめることにより、電池を作製した。
(電池2)
(正極の作製)において、165℃の熱ロールに、5時間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池2と称する。
(電池3)
(正極の作製)において、170℃の熱ロールに、20秒間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池3と称する。
(電池4)
(正極の作製)において、170℃の熱ロールに、5時間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池4と称する。
(電池5)
(正極の作製)において、175℃の熱ロールに、10秒間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池5と称する。
(電池6)
(正極の作製)において、190℃の熱ロールに、5秒間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池6と称する。
(電池7)
(正極の作製)において、190℃の熱ロールに、10秒間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池7と称する。
(電池8)
(正極の作製)において、200℃の熱ロールに、3秒間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池8と称する。
(電池9)
(正極の作製)において、200℃の熱ロールに、5秒間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池9と称する。
(電池10)
(正極の作製)において、220℃の熱ロールに、1秒間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池10と称する。
(電池11)
(正極の作製)において、250℃の熱ロールに、0.7秒間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池11と称する。
(電池12)
(正極の作製)において、280℃の熱ロールに、0.4秒間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池12と称する。
(電池13)
(正極の作製)において、175℃の熱ロールに、5時間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池13と称する。
(電池14)
(正極の作製)において、190℃の熱ロールに、5時間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池14と称する。
(電池15)
(正極の作製)において、200℃の熱ロールに、5時間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池15と称する。
(電池16)
(正極の作製)において、220℃の熱ロールに、5時間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池16と称する。
(電池17)
(正極の作製)において、250℃の熱ロールに、5時間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池17と称する。
(電池18)
(正極の作製)において、280℃の熱ロールに、5時間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池18と称する。
<比較例>
(電池19)
(正極の作製)において、正極用板に対し熱処理を施さなかったこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池19と称する。
(電池20)
(正極の作製)において、150℃の熱ロールに、5時間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池20と称する。
(電池21)
(正極の作製)において、165℃の熱ロールに、20秒間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池21と称する。
(電池22)
(正極の作製)において、170℃の熱ロールに、10秒間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池22と称する。
(電池23)
(正極の作製)において、175℃の熱ロールに、5秒間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池23と称する。
(電池24)
(正極の作製)において、190℃の熱ロールに、3秒間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池24と称する。
(電池25)
(正極の作製)において、200℃の熱ロールに、1秒間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池25と称する。
(電池26)
(正極の作製)において、220℃の熱ロールに、0.7秒間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池26と称する。
(電池27)
(正極の作製)において、250℃の熱ロールに、0.4秒間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池27と称する。
(電池28)
(正極の作製)において、280℃の熱ロールに、0.2秒間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池28と称する。
(電池29)
(正極の作製)において、正極集電体として厚さ15μmの純度の高いアルミニウムからなるアルミニウム箔(詳細には、鉄を含まず、軟化温度が250℃の住軽アルミ箔株式会社製A1085−H18)を用いて、正極用板に対し熱処理を施さなかったこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池29と称する。
(電池30)
(正極の作製)において、正極集電体として厚さ15μmの住軽アルミ箔株式会社製A1085−H18(以下、「A1085」と称す)を用いて、190℃の熱ロールに、5秒間、正極用板を接触させることにより、正極用板に対し熱処理を施したこと以外は、電池1と同様に電池を作製し、作製した電池を電池30と称する。
まず、各電池1〜30を、1.45Aの定電流で電圧が4.25Vに至るまで充電を行い、定電圧で電流が50mAになるまで充電を行った後、各電池1〜30を分解し、正極を取り出した。取り出した正極を、幅15mm,有効部長さ20mmに裁断し、測定用正極を作製した。測定用正極の一端を固定する一方、その他端を長さ方向に沿って20mm/minの速度で引っ張った。そして、破断される直前の測定用正極の長さを測定し、この長さと、引っ張る前の測定用正極の長さ(即ち、20mm)とから、正極の引っ張り伸び率を算出した。ここで、実施例1の電池1〜4、及び実施例2の電池5〜18のそれぞれにおける正極の引っ張り伸び率は、3%以上であった。これに対し、比較例の電池19〜30のそれぞれにおける正極の引っ張り伸び率は、3%未満であった。
まず、各電池1〜30を、1.45Aの定電流で電圧が4.25Vに至るまで充電を行い、定電圧で電流が50mAになるまで充電を行った後、各電池1〜30を分解し、正極を取り出した。取り出した正極に対し、島津ダイナミック超微小硬度計DUH−W201を用いて、正極集電体のダイナミック硬度を測定した。ここで、実施例1の電池1〜4、及び実施例2の電池5〜18のそれぞれにおける正極集電体のダイナミック硬度は、70以下であった。これに対し、比較例の電池19〜30のそれぞれにおける正極集電体のダイナミック硬度は、70超であった。
まず、各電池1〜30を、1.45Aの定電流で電圧が4.25Vに至るまで充電を行い、定電圧で電流が50mAになるまで充電を行った後、各電池1〜30を分解し、正極を取り出した。取り出した正極を、幅10mm,長さ100mmに裁断し、その両端をそれぞれ重ね合わせて、真円状に一重に丸めて試験用正極を作製した。試験用正極の重ね合わせ部分を、下側平板に設置された固定冶具にて固定し、下側平板と、下側平板の上方に配置された上側平板との間に、外周が100mmの断面形状が真円形状の試験用正極を挟んだ。そして、上側平板を速度10mm/minで下方に移動させて、試験用正極の外周面を押圧した。このとき、試験用正極に発生する応力を測定し、応力の変曲点が確認された時点での試験用正極のギャップを測定した。ここで、実施例1の電池1〜4、及び実施例2の電池5〜18のそれぞれにおける正極のスティッフネス試験でのギャップは、3mm以下であった。これに対し、比較例の電池19〜30のそれぞれにおける正極のスティッフネス試験でのギャップは、3mm超であった。
各電池1〜30を、25℃の環境下、1.5Aの定電流で電圧が4.2Vに至るまで充電を行い、4.2Vの定電圧で電流が50mAになるまで充電を行った後、0.6Aの定電流で電圧が2.5Vに至るまで放電を行った時の容量を測定した。実施例1の電池1〜4のそれぞれにおける「電池容量[Ah]」を以下に示す表1に記す。実施例2の電池5〜18のそれぞれにおける「電池容量[Ah]」を以下に示す表2に記す。比較例の電池19〜30のそれぞれにおける「電池容量[Ah]」を以下に示す表3に記す。
まず、各電池1〜30を、1.45Aの定電流で電圧が4.25Vに至るまで充電を行い、定電圧で電流が50mAになるまで充電を行った。次に、電池温度が30℃の下、各電池1〜30に直径が6mmの丸棒を接触させて、該丸棒を0.1mm/secの速度で電池の深さ方向に沿って移動させて、各電池1〜30を圧壊した。そして、電池内で短絡が起こった時点での電池の深さ方向の変形量を変位量測定センサーで測定した。実施例1の電池1〜4のそれぞれにおける圧壊試験の結果(即ち、「短絡深さ[mm]」)を以下に示す表1に記す。実施例2の電池5〜18のそれぞれにおける「短絡深さ[mm]」を以下に示す表2に記す。比較例の電池19〜30のそれぞれにおける「短絡深さ[mm]」を以下に示す表3に記す。
まず、電池1〜30のそれぞれを、20セルずつ準備した。そして、各電池1〜30を、1.45Aの定電流で電圧が4.25Vに至るまで充電を行い、定電圧で電流が50mAになるまで充電を行った後、電池ケース内から電極群を取り出した。そして、厚さ0.1mm(図6(a):a参照)、長さ2mm(図6(a):b参照)、幅0.2mm(図6(a):c参照)のニッケル板20を、長さ2mmのうち任意の点で折り曲げて、厚さ0.1mm(図6(b):A参照)、高さ0.2mm(図6(b):C参照)の断面形状がL字状のニッケル板21を得た。このニッケル板21を、電極群の最外周に位置する正極とセパレータとの間に、ニッケル板21の高さ方向が正極及びセパレータの面に対し垂直になるように(言い換えれば、ニッケル板21の厚さ方向が正極及びセパレータの面に対し平行になるように)介在させた。そして、ニッケル板21を介在させた電極群を、電池ケース内に再度収納した。そして、各電池1〜30を、800N/cm2の圧力で押圧した。そして、各電池1〜30において、20セルのうち短絡したセル数(短絡したセル数/20セル)を確認した。実施例1の電池1〜4のそれぞれにおける異物混入試験の結果(即ち、「短絡数」)を以下に示す表1に記す。実施例2の電池5〜18のそれぞれにおける「短絡数」を以下に示す表2に記す。比較例の電池19〜30のそれぞれにおける「短絡数」を以下に示す表3に記す。
直径が3mmの巻芯を用いて、1.2kgのテンションを負荷しながら、正極と負極とを、それらの間にセパレータを介して捲回し、電池1〜30のそれぞれを、50セルずつ準備した。そして、各電池1〜30において、50セルのうち正極が切れた数(正極が切れた数/50セル)を確認した。実施例1の電池1〜4のそれぞれにおける正極切れ評価の結果(即ち、「切れ数」)を以下に示す表1に記す。実施例2の電池5〜18のそれぞれにおける「切れ数」を以下に示す表2に記す。比較例の電池19〜30のそれぞれにおける「切れ数」を以下に示す表3に記す。
以下に、実施例1の電池1〜4と、比較例の電池19〜22とを、表1(電池1〜4)及び表3(電池19〜22)に基づいて比較する。ここで、実施例1の電池1〜4とは、正極集電体の軟化温度以上で結着剤の結晶融点未満の温度の熱処理が施された正極を有する電池である。
以下に、実施例2の電池5〜18と、比較例の電池23〜28とを、表2(電池5〜18)及び表3(電池23〜28)に基づいて比較する。ここで、実施例2の電池5〜18とは、結着剤の結晶融点以上で結着剤の分解温度未満の温度の熱処理が施された正極を有する電池である。
2 封口板
3 ガスケット
4 正極
4a 正極リード
5 負極
5a 負極リード
6 セパレータ(多孔質絶縁層)
7a 上部絶縁板
7b 下部絶縁板
8 電極群
4A 正極集電体
4B 正極合剤層
5A 負極集電体
5B 負極合剤層
9 測定用正極
10a 上側チャック
10b 下側チャック
11 基台
12 本発明の正極
12A 正極集電体
12B 正極合剤層
13 クラック
14 従来の正極
14A 正極集電体
14B 正極合剤層
15 クラック
16 試験用正極
16a 重ね合わせ部分
17a 上側平板
17b 下側平板
18 ギャップ
19a,19b 変曲点
20 ニッケル板
21 ニッケル板
a 厚さ
b 長さ
c 幅
A 厚さ
C 高さ
Claims (5)
- 正極集電体上に正極活物質と結着剤とを含む正極合剤層が設けられた非水電解質二次電池用の正極の製造方法であって、
前記正極集電体上に、前記正極活物質と前記結着剤とを含む正極合剤スラリーを塗布乾燥させる工程(a1)と、
前記正極合剤スラリーが塗布乾燥された前記正極集電体を圧延し、所定の厚さを有する前記正極を作製する工程(a2)と、
前記工程(a2)の後に、所定温度の下、前記正極に対し熱処理を施す工程(a3)とを備え、
前記工程(a3)において、前記正極の引っ張り伸び率は、3.0%以上に高められ、
前記結着剤は、ポリフッ化ビニリデンからなり、
前記所定温度は、前記正極集電体の軟化温度以上で前記結着剤の結晶融点未満であり、
前記正極集電体は、1.40質量%以上の鉄を含有するアルミニウムからなることを特徴とする非水電解質二次電池用正極の製造方法。 - 正極集電体上に正極活物質と結着剤とを含む正極合剤層が設けられた非水電解質二次電池用の正極の製造方法であって、
前記正極集電体上に、前記正極活物質と前記結着剤とを含む正極合剤スラリーを塗布乾燥させる工程(a1)と、
前記正極合剤スラリーが塗布乾燥された前記正極集電体を圧延し、所定の厚さを有する前記正極を作製する工程(a2)と、
前記工程(a2)の後に、所定温度の下、前記正極に対し熱処理を施す工程(a3)とを備え、
前記工程(a3)において、前記正極の引っ張り伸び率は、3.0%以上に高められ、
前記結着剤は、ポリフッ化ビニリデンからなり、
前記所定温度は、前記結着剤の結晶融点以上で前記結着剤の分解温度未満であり、
前記正極集電体は、1.40質量%以上の鉄を含有するアルミニウムからなることを特徴とする非水電解質二次電池用正極の製造方法。 - 請求項1又は2に記載の非水電解質二次電池用正極の製造方法において、
前記工程(a3)は、熱ロールと前記正極とを接触させることにより、前記正極に対し熱処理を施す工程であることを特徴とする非水電解質二次電池用正極の製造方法。 - 請求項1または3に記載された非水電解質二次電池用正極の製造方法により製造された非水電解質二次電池用正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に配置された多孔質絶縁層と、非水電解液とを備えた非水電解質二次電池の製造方法であって、
前記正極を準備する工程(a)と、
前記負極を準備する工程(b)と、
前記工程(a)及び前記工程(b)の後に、前記正極及び前記負極を、該正極と該負極との間に前記多孔質絶縁層を介して捲回する、又は積層する工程(c)とを備え、
前記工程(a)は、
前記正極集電体上に、前記正極活物質と前記結着剤とを含む正極合剤スラリーを塗布乾燥させる工程(a1)と、
前記正極合剤スラリーが塗布乾燥された前記正極集電体を圧延し、所定の厚さを有する前記正極を作製する工程(a2)と、
前記工程(a2)の後に、所定温度の下、前記正極に対し熱処理を施す工程(a3)とを含み、
前記工程(a3)において、前記正極の引っ張り伸び率は、3.0%以上に高められ、
前記結着剤は、ポリフッ化ビニリデンからなり、
前記所定温度は、前記正極集電体の軟化温度以上で前記結着剤の結晶融点未満であり、
前記正極集電体は、1.40質量%以上の鉄を含有するアルミニウムからなることを特徴とする非水電解質二次電池の製造方法。 - 請求項2または3に記載された非水電解質二次電池用正極の製造方法により製造された非水電解質二次電池用正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に配置された多孔質絶縁層と、非水電解液とを備えた非水電解質二次電池の製造方法であって、
前記正極を準備する工程(a)と、
前記負極を準備する工程(b)と、
前記工程(a)及び前記工程(b)の後に、前記正極及び前記負極を、該正極と該負極との間に前記多孔質絶縁層を介して捲回する、又は積層する工程(c)とを備え、
前記工程(a)は、
前記正極集電体上に、前記正極活物質と前記結着剤とを含む正極合剤スラリーを塗布乾燥させる工程(a1)と、
前記正極合剤スラリーが塗布乾燥された前記正極集電体を圧延し、所定の厚さを有する前記正極を作製する工程(a2)と、
前記工程(a2)の後に、所定温度の下、前記正極に対し熱処理を施す工程(a3)とを含み、
前記工程(a3)において、前記正極の引っ張り伸び率は、3.0%以上に高められ、
前記結着剤は、ポリフッ化ビニリデンからなり、
前記所定温度は、前記結着剤の結晶融点以上で前記結着剤の分解温度未満であり、
前記正極集電体は、1.40質量%以上の鉄を含有するアルミニウムからなることを特徴とする非水電解質二次電池の製造方法。
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