JP5691286B2 - Manufacturing method of negative electrode plate - Google Patents
Manufacturing method of negative electrode plate Download PDFInfo
- Publication number
- JP5691286B2 JP5691286B2 JP2010176720A JP2010176720A JP5691286B2 JP 5691286 B2 JP5691286 B2 JP 5691286B2 JP 2010176720 A JP2010176720 A JP 2010176720A JP 2010176720 A JP2010176720 A JP 2010176720A JP 5691286 B2 JP5691286 B2 JP 5691286B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- active material
- electrode active
- material layer
- plate
- 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
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
本発明は、導電性集電板とこの上に形成された負極活物質層とを備えるリチウムイオン二次電池用の負極板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a negative electrode plate for a lithium ion secondary battery comprising a conductive current collector plate and a negative electrode active material layer formed thereon.
従来より、リチウムイオン二次電池用の負極板として、導電性集電板とこの上に形成された負極活物質層とを有するものが知られている。負極活物質層を構成する負極活物質には、主に黒鉛などの炭素系材料が利用されてきたが、炭素系材料は、リチウムイオンを吸蔵可能な容量が小さいため、電池容量を大きくするのが難しいという問題があった。そこで、近年は、例えばシリコンや酸化シリコン、酸化スズなど、リチウムイオンと反応して化合物を生成することによりリチウムイオンを吸蔵する材料を、負極活物質として利用することが検討されている。
なお、例えば特許文献1,2に、このようなリチウムイオンと反応して化合物を形成する負極活物質を用いたリチウム二次電池が開示されている。
Conventionally, as a negative electrode plate for a lithium ion secondary battery, one having a conductive current collector plate and a negative electrode active material layer formed thereon is known. Carbon-based materials such as graphite have been mainly used for the negative-electrode active material constituting the negative-electrode active material layer. However, since the carbon-based material has a small capacity capable of occluding lithium ions, it increases the battery capacity. There was a problem that was difficult. Therefore, in recent years, use of a material that occludes lithium ions by generating a compound by reacting with lithium ions, such as silicon, silicon oxide, and tin oxide, as a negative electrode active material has been studied.
For example,
しかしながら、前述のようなリチウムイオンと反応して化合物を形成する負極活物質を用いて負極活物質層を形成したリチウムイオン二次電池では、充放電によるリチウムイオンの吸蔵・放出に伴い、負極活物質が大きく膨張・収縮する。このため、充放電を繰り返し行ううちに、負極活物質層にクラックが発生して負極活物質層が導電性集電板から剥離するなどの不具合が生じ、耐久性が良好でなかった。 However, in the lithium ion secondary battery in which the negative electrode active material layer is formed by using the negative electrode active material that reacts with lithium ions to form a compound as described above, the negative electrode active material is associated with the insertion and extraction of lithium ions due to charge and discharge. The material expands and contracts greatly. For this reason, while charging / discharging was repeated, the negative electrode active material layer cracked and the negative electrode active material layer peeled off from the conductive current collector plate, resulting in poor durability.
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、電池容量を大きくできると共に、耐久性を高くできる負極板の製造方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this present condition, Comprising: It aims at providing the manufacturing method of the negative electrode plate which can make battery capacity large and can make durability high.
まず、導電性集電板と、この導電性集電板上に形成され、負極活物質を含む負極活物質層と、を備える、リチウムイオン二次電池用の負極板であって、前記負極活物質として、リチウムイオンと反応して化合物を生成することにより、リチウムイオンを吸蔵する負極活物質を含み、充放電時の前記負極活物質の膨張収縮に伴って前記負極活物質層に生じる応力を緩和させる応力緩和空間を、前記負極活物質層に設けてなる負極板とするのが好ましい。 First, a negative electrode plate for a lithium ion secondary battery, comprising: a conductive current collector plate; and a negative electrode active material layer that is formed on the conductive current collector plate and includes a negative electrode active material. The material includes a negative electrode active material that absorbs lithium ions by reacting with lithium ions to produce a compound, and stress generated in the negative electrode active material layer as the negative electrode active material expands and contracts during charge and discharge. It is preferable that the stress relaxation space for relaxation is a negative electrode plate provided in the negative electrode active material layer.
この負極板は、リチウムイオンと反応して化合物を生成することにより、リチウムイオンを吸蔵する負極活物質を含むので、この負極板を用いてリチウムイオン二次電池を製造すれば、電池容量を大きくできる。
しかも、この負極板は、前述の応力緩和空間を負極活物質層に設けているので、この負極板を用いたリチウムイオン二次電池では、充放電によるリチウムイオンの吸蔵・放出に伴い、負極活物質が膨張・収縮するものの、その際に負極活物質層に生じる応力を緩和させることができる。従って、負極活物質層にクラックが生じ難く、充放電の繰り返しにより負極活物質層が導電性集電板から剥離するのを抑制でき、リチウムイオン二次電池の耐久性を高くできる。
Since this negative electrode plate contains a negative electrode active material that occludes lithium ions by reacting with lithium ions to produce a compound, if a lithium ion secondary battery is manufactured using this negative electrode plate, the battery capacity is increased. it can.
In addition, since this negative electrode plate has the above-described stress relaxation space provided in the negative electrode active material layer, in the lithium ion secondary battery using this negative electrode plate, the negative electrode active material is absorbed along with the insertion and extraction of lithium ions due to charge / discharge. Although the substance expands and contracts, the stress generated in the negative electrode active material layer at that time can be relaxed. Therefore, cracks are unlikely to occur in the negative electrode active material layer, and the negative electrode active material layer can be prevented from peeling from the conductive current collector plate by repeated charge and discharge, and the durability of the lithium ion secondary battery can be increased.
なお、「負極活物質」としては、例えば、シリコンや酸化シリコン、酸化スズなどが挙げられる。また、負極板の形状は、特に限定されないが、矩形板状や円板状、長尺板状などが挙げられる。
また、「応力緩和空間」としては、例えば、負極活物質層に凹設した多数の凹溝や、負極活物質層内に設けた多数の空孔などが挙げられる。凹溝は、負極活物質層を貫通する形態(凹溝の底面に導電性集電板が露出する形態)としてもよいし、負極活物質層を貫通しない形態(凹溝の底部が負極活物質層からなる形態)としてもよい。
Examples of the “negative electrode active material” include silicon, silicon oxide, and tin oxide. Further, the shape of the negative electrode plate is not particularly limited, and examples thereof include a rectangular plate shape, a disc shape, and a long plate shape.
Examples of the “stress relaxation space” include a large number of concave grooves provided in the negative electrode active material layer, and a large number of holes provided in the negative electrode active material layer. The groove may have a form that penetrates the negative electrode active material layer (a form in which the conductive current collector plate is exposed on the bottom surface of the groove) or a form that does not penetrate the negative electrode active material layer (the bottom of the groove has a negative electrode active material) It is good also as the form which consists of a layer.
更に、上記の負極板であって、前記応力緩和空間は、前記負極活物質層に凹設した多数の凹溝であって、前記負極活物質層を多数の小負極活物質層に分割して、これら小負極活物質層同士を互いに離間させる多数の凹溝である負極板とすると良い。 Further, in the negative electrode plate, the stress relaxation space is a plurality of concave grooves provided in the negative electrode active material layer, and the negative electrode active material layer is divided into a plurality of small negative electrode active material layers. These small negative electrode active material layers are preferably negative electrode plates that are a number of concave grooves that separate each other.
この負極板では、応力緩和空間が、負極活物質層を多数の小負極活物質層に分割して、これら小負極活物質層同士を互いに離間させる多数の凹溝である。このため、充放電によるリチウムイオンの吸蔵・放出に伴い、負極活物質が膨張・収縮するときに、個々の小負極活物質層がそれぞれ独立して膨張・収縮するので、小負極活物質層にクラックが生じ難い。また、仮に1つの小負極活物質層にクラックが生じたとしても、このクラックが隣り合う小負極活物質層にまで延びることがない。従って、リチウムイオン二次電池の耐久性を更に高くできる。 In this negative electrode plate, the stress relaxation space is a large number of concave grooves that divide the negative electrode active material layer into a large number of small negative electrode active material layers and separate these small negative electrode active material layers from each other. For this reason, when the negative electrode active material expands / contracts due to the insertion / desorption of lithium ions by charging / discharging, each small negative electrode active material layer expands / contracts independently. Cracks are unlikely to occur. Even if a crack occurs in one small negative electrode active material layer, the crack does not extend to the adjacent small negative electrode active material layer. Therefore, the durability of the lithium ion secondary battery can be further increased.
更に、上記の負極板であって、前記応力緩和空間は、前記負極活物質層内に設けた多数の空孔である負極板とすると良い。 Further, in the negative electrode plate described above, the stress relaxation space may be a negative electrode plate that is a large number of holes provided in the negative electrode active material layer.
この負極板では、応力緩和空間が、負極活物質層内に設けた多数の空孔である。このため、充放電によるリチウムイオンの吸蔵・放出に伴い、負極活物質が膨張・収縮するときに、この空孔により応力が緩和されるので、負極活物質層にクラックが生じ難く、充放電の繰り返しにより負極活物質層が導電性集電板から剥離するのを抑制できる。従って、リチウムイオン二次電池の耐久性を更に高くできる。 In this negative electrode plate, the stress relaxation space is a large number of holes provided in the negative electrode active material layer. For this reason, when the negative electrode active material expands / shrinks due to insertion / extraction of lithium ions due to charge / discharge, the stress is relieved by these vacancies. It can suppress that a negative electrode active material layer peels from an electroconductive collector plate by repeating. Therefore, the durability of the lithium ion secondary battery can be further increased.
更に、上記のいずれかに記載の負極板であって、前記負極活物質は、シリコン及び酸化シリコンの少なくともいずれかからなる負極板とすると良い。 Furthermore, in any of the above negative electrode plates, the negative electrode active material may be a negative electrode plate made of at least one of silicon and silicon oxide.
シリコンは、黒鉛に比して、例えば12倍程度のリチウムイオンを吸蔵できるので、シリコンや酸化シリコンを負極活物質に用いることにより、電池容量を特に大きくできる。 Since silicon can occlude, for example, about 12 times as much lithium ions as graphite, battery capacity can be particularly increased by using silicon or silicon oxide as the negative electrode active material.
また、上記のいずれかに記載の負極板を備えるリチウムイオン二次電池とするのが好ましい。 Moreover, it is preferable to set it as a lithium ion secondary battery provided with the negative electrode plate in any one of said.
負極板は、前述のように、多くのリチウムイオンの吸蔵・放出できると共に、負極活物質粒子にクラックが入り難く耐久性が高いので、この負極板を用いたリチウムイオン二次電池の電池容量を大きくできると共に、リチウムイオン二次電池の耐久性を高くできる。
なお、リチウムイオン二次電池の形状は、特に限定されないが、例えば、コイン型、円筒型、角型などが挙げられる。
As described above, the negative electrode plate can occlude and release a large amount of lithium ions, and the negative electrode active material particles are hard to crack and have high durability. Therefore, the battery capacity of a lithium ion secondary battery using this negative electrode plate can be increased. While being able to enlarge, durability of a lithium ion secondary battery can be made high.
The shape of the lithium ion secondary battery is not particularly limited, and examples thereof include a coin shape, a cylindrical shape, and a square shape.
また、上記のリチウムイオン二次電池を搭載し、このリチウムイオン二次電池に蓄えた電気エネルギを、駆動源の駆動エネルギの全部または一部として使用する車両とするのが好ましい。 Further, it is preferable that the vehicle is equipped with the lithium ion secondary battery and uses the electric energy stored in the lithium ion secondary battery as all or part of the driving energy of the driving source.
リチウムイオン二次電池は、前述のように、電池容量を大きくできると共に、耐久性を高くできるので、このリチウムイオン二次電池を搭載した車両の性能を高くできる、或いは性能をそのままに軽量化できる。また、車両の耐久性を高くできる。
なお、「車両」としては、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、ハイブリッド鉄道車両、フォークリフト、電気車いす、電動アシスト自転車、電動スクータなどが挙げられる。
As described above, since the lithium ion secondary battery can increase the battery capacity and increase the durability, the performance of the vehicle equipped with the lithium ion secondary battery can be improved, or the performance can be reduced as it is. . Further, the durability of the vehicle can be increased.
Examples of the “vehicle” include an electric vehicle, a hybrid vehicle, a plug-in hybrid vehicle, a hybrid railway vehicle, a forklift, an electric wheelchair, an electrically assisted bicycle, and an electric scooter.
また、上記のリチウムイオン二次電池を搭載し、このリチウムイオン二次電池をエネルギ源の少なくとも1つとして使用する電池使用機器とするのが好ましい。 Moreover, it is preferable to use the lithium ion secondary battery and use the lithium ion secondary battery as at least one energy source.
リチウムイオン二次電池は、前述のように、電池容量を大きくできると共に、耐久性を高くできるので、このリチウムイオン二次電池を搭載した電池使用機器の性能を高くできる、或いは性能をそのままに軽量化できる。また、電池使用機器の耐久性を高くできる。
なお、「電池使用機器」としては、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、電池駆動の電動工具、無停電電源装置など、電池で駆動される各種の家電製品、オフィス機器、産業機器などが挙げられる。
As described above, since the lithium ion secondary battery can increase the battery capacity and increase the durability, the performance of the battery using the lithium ion secondary battery can be improved, or the performance is light as it is. Can be In addition, the durability of the battery-powered device can be increased.
Examples of the “battery-using device” include various home appliances driven by a battery, such as a personal computer, a mobile phone, a battery-powered electric tool, and an uninterruptible power supply, office equipment, and industrial equipment.
また、導電性集電板と、この導電性集電板上に形成され、負極活物質を含む負極活物質層と、を備える、リチウムイオン二次電池用の負極板であって、前記負極活物質として、リチウムイオンと反応して化合物を生成することにより、リチウムイオンを吸蔵する負極活物質を含み、充放電時の前記負極活物質の膨張収縮に伴って前記負極活物質層に生じる応力を緩和させる応力緩和空間を、前記負極活物質層に設けてなる負極板の製造方法であって、前記導電性集電板上において、前記応力緩和空間となる部分に、第1材料からなる除去予定部を形成した後に、前記負極活物質を含む前記負極活物質層を形成する第1工程と、前記第1工程後に、前記除去予定部をなす前記第1材料を除去して、前記応力緩和空間を前記負極活物質層に形成する第2工程と、を備え、前記応力緩和空間は、前記負極活物質層に凹設した多数の凹溝であって、前記負極活物質層を多数の小負極活物質層に分割して、これら小負極活物質層同士を互いに離間させる多数の凹溝であり、前記第1工程は、前記導電性集電板上に、多数の前記凹溝の形状に対応した所定パターンに、前記第1材料からなる前記除去予定部であるレジスト部を形成するレジスト形成工程と、前記導電性集電板のうち、前記レジスト部が形成されずに前記導電性集電板が露出する露出部上に、前記負極活物質層を形成する活物質層形成工程と、を有し、前記第2工程は、前記負極活物質層の成分は溶解しないが、前記第1材料が溶解する有機溶剤を用いた洗浄により、前記レジスト部をなす前記第1材料を除去して、多数の前記凹溝を前記負極活物質層に形成する洗浄凹溝形成工程である負極板の製造方法とするのが好ましい。 Further, a conductive current collector plate is formed on the conductive collector plate, and a negative electrode active material layer containing a negative electrode active material, a negative electrode plate for a lithium ion secondary battery, the negative active The material includes a negative electrode active material that absorbs lithium ions by reacting with lithium ions to produce a compound, and stress generated in the negative electrode active material layer as the negative electrode active material expands and contracts during charge and discharge. A method of manufacturing a negative electrode plate in which a stress relaxation space to be relaxed is provided in the negative electrode active material layer, wherein a portion to be the stress relaxation space on the conductive current collector plate is to be removed from the first material A first step of forming the negative electrode active material layer including the negative electrode active material after forming the portion; and after the first step, the first material forming the portion to be removed is removed to remove the stress relaxation space. On the negative electrode active material layer A second step, wherein the stress relaxation space is a plurality of concave grooves provided in the negative electrode active material layer, and the negative electrode active material layer is divided into a plurality of small negative electrode active material layers. A plurality of concave grooves for separating the small negative electrode active material layers from each other, and the first step forms the first material in a predetermined pattern corresponding to the shape of the numerous concave grooves on the conductive current collector plate. A resist forming step for forming a resist portion that is the portion to be removed, and of the conductive current collector plate, on the exposed portion where the conductive current collector plate is exposed without forming the resist portion, An active material layer forming step of forming a negative electrode active material layer, wherein the second step does not dissolve the components of the negative electrode active material layer, but is washed by using an organic solvent in which the first material is dissolved. Removing the first material forming the resist portion, Preferably from a method of preparing a negative electrode plate which is a cleaning groove forming step of forming the anode active material layer.
この負極板の製造方法では、第1工程において、導電性集電板上のうち、応力緩和空間となる部分に、第1材料からなる除去予定部を形成した後に、負極活物質を含む負極活物質層を形成し、第2工程において、除去予定部をなす第1材料を除去して、応力緩和空間を負極活物質層に形成する。このようにすることで、応力緩和空間を負極活物質層に容易に設けることができるので、負極板を容易に製造できる。 In this method of manufacturing a negative electrode plate, in the first step, a negative electrode active material containing a negative electrode active material is formed after a portion to be removed made of the first material is formed on a portion of the conductive current collector plate that becomes a stress relaxation space. A material layer is formed, and in the second step, the first material forming the portion to be removed is removed to form a stress relaxation space in the negative electrode active material layer. By doing in this way, since a stress relaxation space can be easily provided in a negative electrode active material layer, a negative electrode plate can be manufactured easily.
更に、この負極板の製造方法では、第1工程のレジスト形成工程において、導電性集電板上に、多数の凹溝の形状に対応した所定パターンに、第1材料からなるレジスト部(除去予定部)を形成し、第1工程の活物質層形成工程において、導電性集電板の露出部上に、負極活物質層を形成する。そして、第2工程(洗浄凹溝形成工程)において、前述の有機溶剤を用いた洗浄により、レジスト部をなす第1材料を除去して、多数の凹溝を負極活物質層に形成する。このようにすることで、凹溝を負極活物質層に容易に形成できるので、負極板を容易に製造できる。 Further, in this negative electrode plate manufacturing method, in the resist forming step of the first step, a resist portion (to be removed) made of a first material in a predetermined pattern corresponding to the shape of a number of concave grooves on the conductive current collector plate. Part), and in the first active material layer forming step, a negative electrode active material layer is formed on the exposed portion of the conductive current collector plate. Then, in the second step (cleaning groove forming step), the first material forming the resist portion is removed by cleaning using the above-described organic solvent, and a large number of grooves are formed in the negative electrode active material layer. By doing in this way, since a ditch | groove can be easily formed in a negative electrode active material layer, a negative electrode plate can be manufactured easily.
更に、上記の負極板の製造方法であって、前記活物質層形成工程は、スパッタ法により、前記負極活物質層を形成するスパッタ活物質層形成工程である負極板の製造方法とすると良い。 Further, in the above method for manufacturing a negative electrode plate, the active material layer forming step may be a negative electrode plate manufacturing method that is a sputter active material layer forming step of forming the negative electrode active material layer by a sputtering method.
この負極板の製造方法では、活物質層形成工程(スパッタ形成工程)において、スパッタ法により負極活物質層を形成するので、導電性集電板の露出部上への負極活物質層の形成を容易にできる。 In this negative electrode plate manufacturing method, since the negative electrode active material layer is formed by the sputtering method in the active material layer forming step (sputter forming step), the negative electrode active material layer is formed on the exposed portion of the conductive current collector plate. Easy to do.
前述の課題を解決するための本発明の一態様は、導電性集電板と、この導電性集電板上に形成され、負極活物質を含む負極活物質層と、を備える、リチウムイオン二次電池用の負極板であって、前記負極活物質として、リチウムイオンと反応して化合物を生成することにより、リチウムイオンを吸蔵する負極活物質を含み、充放電時の前記負極活物質の膨張収縮に伴って前記負極活物質層に生じる応力を緩和させる応力緩和空間を、前記負極活物質層に設けてなる負極板の製造方法であって、前記導電性集電板上において、前記応力緩和空間となる部分に、炭素からなる除去予定部を形成すると同時に、前記負極活物質を含む前記負極活物質層を形成する第1工程と、前記第1工程後に、前記除去予定部をなす前記炭素を除去して、前記応力緩和空間を前記負極活物質層に形成する第2工程と、を備え、前記応力緩和空間は、前記負極活物質層内に設けた多数の空孔であり、前記第1工程は、前記負極活物質層の形成と共に、多数の前記空孔に対応し、各々が前記炭素からなる前記除去予定部である多数の除去予定粒子を前記負極活物質層内に形成する同時形成工程であり、前記第2工程は、前記負極活物質層の成分は除去しないが、前記炭素は除去する熱処理により、前記除去予定粒子をなす炭素を除去して、多数の前記空孔を前記負極活物質層に形成する熱処理空孔形成工程であり、前記同時形成工程は、アークイオンプレーティング法により、前記負極活物質層及び前記除去予定粒子を同時形成するAIP同時形成工程である負極板の製造方法である。 In one embodiment of the present invention for solving the above-described problem , a lithium ion battery including a conductive current collector plate and a negative electrode active material layer formed on the conductive current collector plate and including a negative electrode active material. A negative electrode plate for a secondary battery, wherein the negative electrode active material includes a negative electrode active material that occludes lithium ions by generating a compound by reacting with lithium ions, and the negative electrode active material expands during charge and discharge A method for manufacturing a negative electrode plate, wherein a stress relaxation space for relaxing stress generated in the negative electrode active material layer in accordance with shrinkage is provided in the negative electrode active material layer, wherein the stress relaxation is performed on the conductive current collector plate a portion to be a space, at the same time to form the portions to be removed composed of carbon, a first step of forming the anode active material layer including the negative active material, after the first step, the carbon forming the portions to be removed Remove the stress A second step of forming a sum space in the negative electrode active material layer, wherein the stress relaxation space is a large number of pores provided in the negative electrode active material layer, and the first step includes the negative electrode active material layer. A simultaneous formation step of forming a number of particles to be removed corresponding to a number of the vacancies, each of which is a portion to be removed, made of carbon, in the negative electrode active material layer, together with the formation of the material layer, 2 process, the component of the negative electrode active material layer is not removed, the carbon by heat treatment to remove, by removing the carbon forming said to be removed particles to form a large number of the pores in the anode active material layer It is a heat treatment void forming step, and the simultaneous forming step is a negative electrode plate manufacturing method which is an AIP simultaneous forming step in which the negative electrode active material layer and the particles to be removed are simultaneously formed by an arc ion plating method.
この負極板の製造方法では、第1工程(同時形成工程)において、負極活物質層の形成と同時に、多数の空孔に対応し、炭素からなる多数の除去予定粒子(除去予定部)を負極活物質層内に形成し、第2工程(熱処理空孔形成工程)において、前述の熱処理により、除去予定粒子をなす炭素を除去して、多数の空孔を負極活物質層に形成する。このようにすることで、空孔を負極活物質層に容易に形成できるので、負極板を容易に製造できる。 In this negative electrode plate manufacturing method, in the first step (simultaneous formation step), simultaneously with the formation of the negative electrode active material layer, a large number of particles to be removed (planned removal portions) made of carbon corresponding to a large number of pores are removed. In the second step (heat treatment vacancy formation step) formed in the active material layer, carbon forming the particles to be removed is removed by the heat treatment described above to form a large number of vacancies in the negative electrode active material layer. By doing in this way, since a void | hole can be easily formed in a negative electrode active material layer, a negative electrode plate can be manufactured easily.
更に、この負極板の製造方法では、同時形成工程(AIP同時形成工程)において、アークイオンプレーティング法により、負極活物質層及び除去予定粒子を同時形成するので、負極活物質層及び除去予定粒子を容易に形成できる。 Further, in this negative electrode plate manufacturing method, the negative electrode active material layer and the particles to be removed are simultaneously formed by the arc ion plating method in the simultaneous forming step (AIP simultaneous forming step). Can be easily formed.
(参考形態1)
以下、参考形態について図面を参照しつつ説明する。図1に、本参考形態1に係るリチウムイオン二次電池100を示す。また、図2及び図3に、本参考形態1に係る負極板131を示す。このリチウム二次電池100は、コインセルであり、電池容量は0.7mAhである。リチウム二次電池100は、電池ケース110、この電池ケース110内に収容された正極板121、負極板131、セパレータ141、ガスケット150等から構成されている。
( Reference form 1 )
Hereinafter, reference embodiments will be described with reference to the drawings. 1 shows a lithium ion
このうち電池ケース110は、正極側(図1中、下側)に位置する概略有底円筒状の正極側ケース111と、負極側(図1中、上側)に位置する概略有底円筒状の負極側ケース113とからなる。正極側ケース111と負極側ケース113とは、概略円環状に形成された絶縁性のガスケット150を介して、互いに電気的に絶縁されると共に、電池ケース110内を封止している。
The
電池ケース110内には、正極板121と負極板131とがセパレータ141を介して積層されている。具体的には、正極板121は、正極側ケース111の底部111tの中央に配置され、正極側ケース111と電気的に接続している。一方、負極板131は、負極側ケース113の底部113tの中央に配置され、負極側ケース133と電気的に接続している。また、電池ケース110内には、非水電解液160が充填されている。
In the
セパレータ141は、円板状をなし、PPやPEなどの公知の多孔質樹脂から形成されている。また、正極板121は、円板状をなし、リチウムメタルから形成されている。一方、負極板131は、円板状をなし、銅箔からなる負極集電板(導電性集電板)132と、この負極集電板132上に形成された負極活物質層133とからなる(図1〜図3参照)。
The
このうち、負極活物質層133は、リチウムイオンと反応して化合物を生成することにより、リチウムイオンを吸蔵する負極活物質(本参考形態1では結晶性のシリコン)からなる。なお、負極活物質は、シリコンに代えて、酸化シリコンを用いてもよいし、また、シリコンと酸化シリコンの両方を用いてもよい。
Among these, the negative electrode
また、この負極活物質層133には、充放電時の負極活物質の膨張収縮に伴って、この負極活物質層133に生じる応力を緩和させる応力緩和空間133m,133m,…が設けられている。本参考形態1では、この応力緩和空間133m,133m,…は、負極活物質層133に凹設した多数の凹溝133m,133m,…である。これらの凹溝133m,133m,…は、負極活物質層133を多数の小負極活物質層133c,133c,…に分割して、これら小負極活物質層133c,133c,…同士を互いに離間させている。各々の凹溝131mは、幅100μmで直線状に形成されている。また、凹溝131m,131m,…同士は、400μmの間隔をあけて格子状に配置されている。これにより、各々の小負極活物質層133cは、一辺の長さが400μmの平面視矩形状となっている。
The negative electrode
このように、本参考形態1に係る負極板131は、負極活物質層133が、リチウムイオンと反応して化合物を生成することにより、リチウムイオンを吸蔵する負極活物質からなるので、この負極板131を用いたリチウムイオン二次電池100の電池容量を大きくできる。特に、負極活物質にシリコンや酸化シリコンを用いているので、電池容量を特に大きくできる。
また、この負極板131は、応力緩和空間としての凹溝131m,131m,…を負極活物質層133に設けているので、この負極板131を用いたリチウムイオン二次電池100では、充放電によるリチウムイオンの吸蔵・放出に伴い、負極活物質が膨張・収縮するものの、その際に負極活物質層133に生じる応力を緩和させることができる。従って、負極活物質層133にクラックが生じ難く、充放電の繰り返しにより負極活物質層133が負極集電板132から剥離するのを抑制でき、リチウムイオン二次電池100の耐久性を高くできる。
Thus, since the negative electrode
Further, since the
また、応力緩和空間である凹溝131m,131m,…が、負極活物質層133を多数の小負極活物質層133c,133c,…に分割して、これら小負極活物質層133cl133c,…同士を互いに離間させている。このため、充放電によるリチウムイオンの吸蔵・放出に伴い、負極活物質が膨張・収縮するときに、個々の小負極活物質層133c,133c,…がそれぞれ独立して膨張・収縮するので、小負極活物質層133c,133c,…にクラックが生じ難い。また、仮に1つの小負極活物質層133cにクラックが生じたとしても、このクラックが隣り合う小負極活物質層133cにまで延びることがない。従って、リチウムイオン二次電池100の耐久性を更に高くできる。
Further, the grooves 131m, 131m,... Which are stress relaxation spaces divide the negative electrode
次いで、上記負極板131及び上記リチウムイオン二次電池100の製造方法について説明する。まず、負極板131を製造する。即ち、銅箔からなる負極集電板132を用意する。そして、第1工程のうちのレジスト形成工程において、図4に示すように、この負極集電板132の一方の主面上において、多数の凹溝131m,131m,…の形状に対応した所定パターン(平面視格子状)に、第1材料からなる除去予定部であるレジスト部JY1を形成する。
Next, a method for manufacturing the
具体的には、第1材料であるTMAH(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)を含む感光性塗料を負極集電板132上に塗布し、その後、露光・現像を行ってパターンニングすることにより、平面視格子状のレジスト部JY1を形成する。なお、例えば、所定パターンを有するマスクを用いたスクリーン印刷により、TMAH(第1材料)を含む感光性塗料を塗布することにより、平面視格子状のレジスト部JY1を形成することもできる。
Specifically, a photosensitive paint containing TMAH (tetramethylammonium hydroxide), which is the first material, is applied on the negative electrode
次に、第1工程のうちの活物質層形成工程において、図5に示すように、負極集電板132のうち、レジスト部JY1が形成されずに負極集電板132が露出する露出部132r上に、負極活物質層133を形成する。本参考形態1では、スパッタ法により、負極活物質(シリコン)を堆積させて、負極集電板132の露出部132r上に、多数の小負極活物質層133c,133c,…からなる負極活物質層133を形成する。
Next, in the active material layer forming step of the first step, as shown in FIG. 5, of the negative electrode
次に、第2工程である洗浄凹溝形成工程において、レジスト部JY1をなすTMAH(第1材料)を除去して、応力緩和空間である多数の凹溝131m,131m,…を負極活物質層133に形成する。具体的には、負極活物質層133の成分(シリコン)は溶解しないが、TMAH(第1材料)が溶解する有機溶剤(本参考形態1では、アセトン)を用いた洗浄により、レジスト部JY1をなすTMAH(第1材料)を除去して、凹溝131m,131m,…を形成する。かくして、前述の負極板131ができる(図2及び図3参照)。
Next, in the cleaning groove forming process as the second process, the TMAH (first material) forming the resist portion JY1 is removed, and a large number of grooves 131m, 131m,. 133. Specifically, the component (silicon) of the negative electrode
このように、本参考形態1の負極板131の製造方法では、第1工程(レジスト形成工程及び活物質層形成工程)において、凹溝(応力緩和空間)131m,131m,…となる部分に、TMAH(第1材料)からなるレジスト部(除去予定部)JY1を形成すると共に、負極活物質層133を形成している。より具体的には、第1工程のレジスト形成工程において、負極集電板132上に、凹溝131m,131m,…の形状に対応した所定パターンに、所定パターンのレジスト部JY1を形成し、第1工程の活物質層形成工程において、負極集電板132の露出部132r上に負極活物質層133を形成している。そして、 第2工程である洗浄凹溝形成工程において、レジスト部JY1をなすTMAH(第1材料)を除去して、凹溝131m,131m,…を形成している。このようにすることで、凹溝131m,131m,…を負極活物質層133に容易に形成できるので、負極板131を容易に製造できる。
As described above, in the manufacturing method of the
更に、本参考形態1では、スパッタ法により負極活物質層133を形成しているので、負極集電板132の露出部133r上への負極活物質層133の形成を容易にできる。
また、本参考形態1では、負極活物質層133の成分は溶解しないが、TMAH(第1材料)が溶解する有機溶剤を用いた洗浄により、レジスト部JY1をなす第1材料を除去して凹溝131m,131m,…を形成しているので、凹溝131m,131m,…を容易に形成できる。
Furthermore, in the first embodiment , since the negative electrode
In the first embodiment , the components of the negative electrode
また別途、リチウムメタルからなる正極板121を用意する。また、セパレータ141、ガスケット150、正極側ケース111及び負極側ケース113、及び、非水電解液160を用意する。そして、正極側ケース111と負極側ケース113との間に、正極板121とセパレータ141と負極板131とのこの順に積層して配置する。また、正極側ケース111と負極側ケース113との間に、ガスケット150を配置すると共に、非水電解液160を注入する。その後、正極側ケース111の周縁部を加締めて、正極側ケース111と負極側ケース113との間をガスケット150を介して封止する。かくして、リチウムイオン二次電池100が完成する。
Separately, a
(実施形態)
次いで、本発明の実施の形態について説明する。図6に、本実施形態に係るリチウムイオン二次電池200を示し、図7に、本実施形態に係る負極板231を示す。本実施形態では、負極板231及びその製造方法が、上記参考形態1の負極板131及びその製造方法と異なる。それ以外は、上記参考形態1と同様であるので、上記参考形態1と同様な部分の説明は、省略または簡略化する。
( Embodiment )
Next, embodiments of the present invention will be described. Figure 6 shows a lithium ion
本実施形態に係るリチウム二次電池200を構成する負極板231は、上記参考形態1と同様な銅箔からなる負極集電板132と、この負極集電板132上に形成された負極活物質層233とからなる。このうち、負極活物質層233は、リチウムイオンと反応して化合物を生成することにより、リチウムイオンを吸蔵する負極活物質(本参考形態1では結晶性のシリコン)からなる。
The
また、この負極活物質層233には、充放電時の負極活物質の膨張収縮に伴って、この負極活物質層233に生じる応力を緩和させる応力緩和空間233n,233n,…が設けられている。本実施形態では、この応力緩和空間233n,233n,…は、負極活物質層233内に設けた多数の空孔233n,233n,…である。これらの空孔233n,233n,…は、平均すると直径70μm程度であり、空孔率は10〜20%(本実施形態では15%)となっている。
The negative electrode
このように、本実施形態に係る負極板231も、リチウムイオンと反応して化合物を生成することにより、リチウムイオンを吸蔵する負極活物質からなるので、この負極板231を用いたリチウムイオン二次電池200の電池容量を大きくできる。
また、この負極板131には、応力緩和空間としての空孔231n,231n,…を負極活物質層233に設けているので、この負極板231を用いたリチウムイオン二次電池200では、充放電によるリチウムイオンの吸蔵・放出に伴い、負極活物質が膨張・収縮するものの、その際に負極活物質層233に生じる応力を緩和させることができる。従って、負極活物質層233にクラックが生じ難く、充放電の繰り返しにより負極活物質層233が負極集電板132から剥離するのを抑制でき、リチウムイオン二次電池200の耐久性を高くできる。その他、上記参考形態1と同様な部分は、上記参考形態1と同様な作用効果を奏する。
As described above, the
Further, since the
次いで、上記負極板231及び上記リチウムイオン二次電池200の製造方法について説明する。まず、銅箔からなる負極集電板132を用意し、第1工程である同時形成工程(AIP同時形成工程)において、図8に示すように、負極集電板132の一方の主面上において、負極活物質層233を形成すると共に、応力緩和空間(空孔)231n,231n,…に対応し、各々が炭素(第1材料)からなる除去予定粒子(除去予定部)JY2,JY2,…を負極活物質層233内に形成する。
Next, a method for manufacturing the
本実施形態では、図9に概略を示すフィルターレスアークイオンプレーティング装置300を用いたフィルターレスアークイオンプレーティング法により、負極集電板132上に負極活物質層233及び除去予定粒子JY2,JY2,…を同時形成する。
In the present embodiment , the negative electrode
フィルターレスアークイオンプレーティング装置300は、真空容器301と、保持治具303と、ターゲット305と、陽極307と、アーク電源309と、バイアス電源311とを有する。真空容器301は、図示外の真空排気ポンプにより内部が真空となるように構成されている。また、保持治具303は、被処理物である負極集電板132を保持可能に構成されている。また、ターゲット305は、陰極を構成する。本実施形態では、ターゲット305にカーボンターゲットを用いている。また、アーク電源307は、陰極(ターゲット305)と陽極307との間に接続されている。また、バイアス電源311は、負極集電板132にバイアス電圧を印加するように構成されている。
The filterless arc
負極集電板132上に負極活物質層233及び除去予定粒子JY2,JY2,…を同時形成するには、まず、アーク電源309を起動させ、陽極307とターゲット305との間でアーク放電AHを生じさせる。このアーク放電AHにより、ターゲット305は、局部的に溶解し、溶融粒子(Cドロップレット)DPが発生すると共に、一部は蒸発すると同時にイオン化してイオン化蒸発物質となる。これらの溶融粒子DP及びイオン化蒸発物質は、バイアス電源311からバイアス電圧を負極集電板132に印加することにより加速されて、負極集電板132上に堆積する。これにより、負極集電板132上に、溶融粒子DPから除去予定粒子JY2,JY2,…が形成されると共に、イオン化蒸発物質から負極活物質層233が形成される。
In order to simultaneously form the negative electrode
次に、第2工程である熱処理空孔形成工程において、除去予定粒子JY2をなす炭素(第1材料)を除去して、応力緩和空間である多数の空孔231n,231n,…を負極活物質層233に形成する。本実施形態では、負極活物質層233の成分(具体的にはシリコン)は除去しないが、炭素(第1材料)は除去する熱処理を行い、負極活物質層233内から除去予定粒子JY2をなす炭素(第1材料)を除去して、空孔231n,231n,…を形成する。具体的には、酸素雰囲気化にて500℃で5時間加熱する熱処理を行って、空孔231n,231n,…を形成する。かくして、前述の負極板231ができる(図6及び図7参照)。
Next, in the heat treatment vacancy forming step, which is the second step, carbon (first material) forming the particles to be removed JY2 is removed, and a large number of vacancies 231n, 231n,.
このように、本実施形態に係る負極板231の製造方法では、第1工程である同時形成工程(AIP同時形成工程)において、空孔(応力緩和空間)231n,231n,…となる部分に、炭素(第1材料)からなる除去予定粒子(除去予定部)JY2,JY2,…を形成すると共に、負極活物質層233を形成している。より具体的には、負極活物質層233の形成と共に、空孔231n,231n,…に対応し、炭素からなる多数の除去予定粒子JY2,JY2,…を同時に形成している。そして、第2工程である熱処理空孔形成工程において、除去予定部JY2,JY2,…をなす炭素を除去して、空孔231n,231n,…を形成している。このようにすることで、空孔231n,231n,…を負極活物質層233に容易に形成できるので、負極板231を容易に製造できる。
As described above, in the method of manufacturing the
更に、本実施形態では、アークイオンプレーティング法により、負極活物質層233及び除去予定粒子JY2,JY2,…を同時形成しているので、多数の除去予定粒子JY2,JY2,…を内包する負極活物質層233を容易に形成できる。
また、本実施形態では、熱処理により、負極活物質層233内から除去予定粒子JY2,JY2,…をなす炭素を除去して、空孔231n,231n,…を形成しているので、空孔231n,231n,…を容易に形成できる。その他、上記参考形態1と同様な部分は、上記参考形態1と同様な作用効果を奏する。
Furthermore, in this embodiment , since the negative electrode
Further, in this embodiment , the carbon forming the particles to be removed JY2, JY2,... Is removed from the negative electrode
(実施例)
次いで、本発明の効果を検証するために行った試験の結果について説明する。
参考例として上記参考形態1のリチウムイオン二次電池100を、本発明の実施例として上記実施形態のリチウムイオン二次電池200を用意した。また、比較例として、負極活物質層に応力緩和空間を設けない形態のリチウムイオン二次電池、即ち、上記参考形態1のリチウムイオン二次電池100において、負極活物質層133に凹溝133mを設けない形態のリチウムイオン二次電池を用意した。
(Example)
Subsequently, the result of the test conducted in order to verify the effect of this invention is demonstrated.
The lithium ion
これら実施例、参考例及び比較例の各リチウムイオン二次電池100等について、充放電のサイクル数と電池容量との関係をそれぞれ調べた。即ち、25℃の環境下で、リチウムイオン二次電池100等を電池電圧が1.5Vになるまで充電した。その後、0.2Cの定電流で電池電圧が0.01Vになるまで放電し、再び、0.2Cの定電流で電池電圧が1.5Vになるまで充電した。この充放電を1サイクルとして繰り返し35回行い、電池容量の変化を調べた。その結果を図10のグラフに示す。
The relationship between the number of charge / discharge cycles and the battery capacity was examined for each of the lithium ion
比較例のリチウムイオン二次電池では、サイクル数が約10回までは、電池容量が0.6〜0.7mAhの範囲でほぼ横ばいであった。しかし、サイクル数が10回を越えるあたりから電池容量が徐々に低下し、サイクル数が20回の時点で電池容量が0.3mAhを下回り、サイクル数が30回あたりで電池容量が0.1mAhを下回った。 In the lithium ion secondary battery of the comparative example , the battery capacity was almost flat in the range of 0.6 to 0.7 mAh up to about 10 cycles. However, when the number of cycles exceeds 10, the battery capacity gradually decreases. When the number of cycles is 20, the battery capacity is less than 0.3 mAh, and when the number of cycles is 30 times, the battery capacity is 0.1 mAh. Below.
これに対し、参考例のリチウムイオン二次電池100では、サイクル数が20回あたりまでは、電池容量が0.6〜0.7mAhの範囲でほぼ横ばいであった。その後は、電池容量が徐々に低下するが、サイクル数が35回の時点でも、電池容量が0.3mAhを上回っていた。また、実施例のリチウムイオン二次電池200では、サイクル数が25回あたりまでは、電池容量が0.6〜0.7mAhの範囲でほぼ横ばいであった。その後は、電池容量が徐々に低下するが、サイクル数が35回の時点でも、電池容量が0.5mAhを上回っていた。
このような結果から、負極活物質層に応力緩和空間を設けることにより、電池容量の低下を抑制できし、電池の耐久性を高くできることが判る。
On the other hand, in the lithium ion
From these results, it can be seen that by providing a stress relaxation space in the negative electrode active material layer, a decrease in battery capacity can be suppressed and the durability of the battery can be increased.
(参考形態2)
次いで、第2の参考形態について説明する。本参考形態2に係る車両700は、上記参考形態1のリチウムイオン二次電池100を複数搭載したものであり、図11に示すように、エンジン740、フロントモータ720及びリアモータ730を併用して駆動するハイブリッド自動車である。
( Reference form 2 )
Next, a second reference embodiment will be described. A
具体的には、この車両700は、車体790、エンジン740、これに取り付けられたフロントモータ720、リアモータ730、ケーブル750、インバータ760を備える。更に、この車両700は、複数のリチウムイオン二次電池100,100,…を自身の内部に有する組電池710を備え、この組電池710に蓄えられた電気エネルギを、フロントモータ720及びリアモータ730の駆動に利用している。
前述したように、リチウムイオン二次電池100は、電池容量を大きくできると共に、耐久性を高くできるので、このリチウムイオン二次電池100を搭載した車両700の性能を高くできる、或いは性能をそのままに軽量化できる。また、車両700の耐久性を高くできる。
Specifically, the
As described above, since the lithium ion
(参考形態3)
次いで、第3の参考形態について説明する。本参考形態3のハンマードリル800は、図12に示すように、上記参考形態1のリチウムイオン二次電池100を含むバッテリパック810を搭載した電池使用機器である。具体的には、このハンマードリル800は、本体820の底部821に、バッテリパック810が収容されており、このバッテリパック810を、ドリルを駆動するためのエネルギ源として利用している。
前述したように、リチウムイオン二次電池100は、電池容量を大きくできると共に、耐久性を高くできるので、このリチウムイオン二次電池100を搭載したハンマードリル800の性能を高くできる、或いは性能をそのままに軽量化できる。また、ハンマードリル800の耐久性を高くできる。
( Reference form 3 )
Next, a third reference embodiment will be described. As shown in FIG. 12, the
As described above, since the lithium ion
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
例えば、上記実施形態及び参考形態1〜3では、負極集電板132の一方の主面にのみ、負極活物質層133,233を形成した負極板131,231を例示したが、負極活物質層133,233は、負極集電板132の両主面に形成することもできる。
また、上記実施形態及び参考形態1〜3では、負極活物質層133,233を、負極活物質のみから形成しているが、負極活物質層に導電材や結着剤などを加えることもできる。
In the above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention can be appropriately modified and applied without departing from the gist thereof.
For example, in the above embodiment and
Moreover, in the said embodiment and the reference forms 1-3 , although the negative electrode active material layers 133 and 233 are formed only from the negative electrode active material, a electrically conductive material, a binder, etc. can also be added to a negative electrode active material layer. .
また、上記実施形態及び参考形態1〜3では、1つの正極板121と1つの負極板131,231とがセパレータ141を介して積層されたリチウムイオン二次電池100,200を例示したが、電極体の形態はこれに限定されない。例えば、複数の正極板と複数の負極板とをセパレータを介して交互に積層した積層型の電極体としてもよいし、正極板と負極板とをセパレータを介して重ね、捲回した捲回型の電極体としてもよい。
また、上記実施形態及び参考形態1〜3では、正極板121をリチウムメタルにより形成しているが、正極板121は、このようなものに限定されない。例えば、正極板を、金属箔からなる正極集電板(導電性集電板)と、この正極集電板上に形成された正極活物質層とからなるものとしてもよい。正極活物質層は、例えば、正極活物質、導電剤及び結着剤から形成できる。
Moreover, in the said embodiment and the reference forms 1-3 , although the
Moreover, in the said embodiment and the reference forms 1-3 , although the
100,200 リチウムイオン二次電池
121 正極板
131,231 負極板
132 負極集電板(導電性集電板)
132r 露出部
133,233 負極活物質層
133c 小負極活物質層
133m 凹溝(応力緩和空間)
233n 空孔(応力緩和空間)
300 フィルターレスアークイオンプレーティング装置
700 車両
710 組電池
800 ハンマードリル(電池使用機器)
810 バッテリパック
JY1 レジスト部(除去予定部)
JY2 除去予定粒子(除去予定部)
100,200 Lithium ion
132r Exposed portion 133,233 Negative electrode
233n hole (stress relaxation space)
300 Filterless Arc
810 Battery pack JY1 Resist part (to be removed)
JY2 particles to be removed (to be removed)
Claims (1)
前記負極活物質として、リチウムイオンと反応して化合物を生成することにより、リチウムイオンを吸蔵する負極活物質を含み、
充放電時の前記負極活物質の膨張収縮に伴って前記負極活物質層に生じる応力を緩和させる応力緩和空間を、前記負極活物質層に設けてなる
負極板の製造方法であって、
前記導電性集電板上において、前記応力緩和空間となる部分に、炭素からなる除去予定部を形成すると同時に、前記負極活物質を含む前記負極活物質層を形成する第1工程と、
前記第1工程後に、前記除去予定部をなす前記炭素を除去して、前記応力緩和空間を前記負極活物質層に形成する第2工程と、を備え、
前記応力緩和空間は、
前記負極活物質層内に設けた多数の空孔であり、
前記第1工程は、
前記負極活物質層の形成と共に、多数の前記空孔に対応し、各々が前記炭素からなる前記除去予定部である多数の除去予定粒子を前記負極活物質層内に形成する同時形成工程であり、
前記第2工程は、
前記負極活物質層の成分は除去しないが、前記炭素は除去する熱処理により、前記除去予定粒子をなす炭素を除去して、多数の前記空孔を前記負極活物質層に形成する熱処理空孔形成工程であり、
前記同時形成工程は、
アークイオンプレーティング法により、前記負極活物質層及び前記除去予定粒子を同時形成するAIP同時形成工程である
負極板の製造方法。 A negative electrode plate for a lithium ion secondary battery, comprising: a conductive current collector plate; and a negative electrode active material layer formed on the conductive current collector plate and including a negative electrode active material,
The negative electrode active material includes a negative electrode active material that occludes lithium ions by generating a compound by reacting with lithium ions,
A method for producing a negative electrode plate, wherein a stress relaxation space for relaxing stress generated in the negative electrode active material layer in association with expansion and contraction of the negative electrode active material during charge and discharge is provided in the negative electrode active material layer,
A first step of forming the negative electrode active material layer containing the negative electrode active material at the same time as forming a portion to be removed made of carbon in the portion serving as the stress relaxation space on the conductive current collector plate;
After the first step, the second step of removing the carbon forming the removal planned portion and forming the stress relaxation space in the negative electrode active material layer,
The stress relaxation space is
A number of holes provided in the negative electrode active material layer,
The first step includes
Along with the formation of the negative electrode active material layer, a simultaneous formation step of forming a large number of particles to be removed corresponding to a large number of the vacancies, each of which is the planned removal portion made of carbon, in the negative electrode active material layer. ,
The second step includes
The negative electrode active material layer is not removed, but the carbon forming the particles to be removed is removed by a heat treatment to remove the carbon, and a plurality of pores are formed in the negative electrode active material layer. Process,
The simultaneous forming step includes
A method for producing a negative electrode plate, which is an AIP simultaneous forming step in which the negative electrode active material layer and the particles to be removed are simultaneously formed by an arc ion plating method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010176720A JP5691286B2 (en) | 2010-08-05 | 2010-08-05 | Manufacturing method of negative electrode plate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010176720A JP5691286B2 (en) | 2010-08-05 | 2010-08-05 | Manufacturing method of negative electrode plate |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012038528A JP2012038528A (en) | 2012-02-23 |
JP5691286B2 true JP5691286B2 (en) | 2015-04-01 |
Family
ID=45850329
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010176720A Active JP5691286B2 (en) | 2010-08-05 | 2010-08-05 | Manufacturing method of negative electrode plate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5691286B2 (en) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6077347B2 (en) * | 2012-04-10 | 2017-02-08 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Method for producing positive electrode for non-aqueous secondary battery |
KR102471728B1 (en) | 2014-10-24 | 2022-11-29 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Secondary battery and manufacturing method of the same |
CN108432023B (en) | 2015-12-22 | 2021-04-13 | 日本电气株式会社 | Secondary battery and method for manufacturing same |
KR102056455B1 (en) | 2016-07-15 | 2019-12-16 | 주식회사 엘지화학 | Negative electrode and secondary battery comprising the negative electrode |
WO2018012940A1 (en) * | 2016-07-15 | 2018-01-18 | 주식회사 엘지화학 | Anode and secondary battery including same |
JP7116890B2 (en) * | 2018-10-29 | 2022-08-12 | トヨタ自動車株式会社 | secondary battery |
US20220181617A1 (en) * | 2020-12-07 | 2022-06-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electrode structure, positive electrode and electrochemical device including the same, and method of preparing the electrode structure |
JP7208281B2 (en) * | 2021-02-22 | 2023-01-18 | プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 | METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRODE FOR SECONDARY BATTERY |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3827642B2 (en) * | 2003-01-06 | 2006-09-27 | 三星エスディアイ株式会社 | Negative electrode active material for lithium secondary battery, method for producing the same, and lithium secondary battery |
JP2005108523A (en) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Hitachi Maxell Ltd | Thin film electrode, manufacturing method of the same, and lithium secondary battery using that thin film electrode |
JP2006069848A (en) * | 2004-09-02 | 2006-03-16 | Fuji Xerox Co Ltd | Method of forming carbon nanotube pattern |
JP4907857B2 (en) * | 2004-10-21 | 2012-04-04 | パナソニック株式会社 | Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same |
JP2007012421A (en) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Negative electrode for lithium ion battery and lithium ion battery using it |
JP2008201594A (en) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Structure of fine fibers and its production method |
-
2010
- 2010-08-05 JP JP2010176720A patent/JP5691286B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012038528A (en) | 2012-02-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5691286B2 (en) | Manufacturing method of negative electrode plate | |
JP3985849B2 (en) | Negative electrode for lithium secondary battery, lithium secondary battery using the same, and manufacturing method thereof | |
JP5831557B2 (en) | Method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP2010113966A (en) | Lithium secondary cell and its utilization | |
JP5878565B2 (en) | Active materials for rechargeable batteries | |
EP2812940B1 (en) | Assembly consisting of a current collector and a silicon electrode | |
EP3970214A1 (en) | Volume-expansion accommodable anode-free solid-state battery | |
JP6094841B2 (en) | Conductive material for secondary battery and electrode for lithium secondary battery including the same | |
JP5071171B2 (en) | Lithium secondary battery | |
KR20110019101A (en) | Lithium powder and silicon oxide double layer anode, method of manufacturing the anode and lithium secondary battery using the anode | |
JP5058381B1 (en) | Current collector and electrode, and power storage device using the same | |
JP2007035297A (en) | Collector and lithium ion secondary battery using it | |
CN111933897B (en) | Composite material, preparation method and application thereof | |
JP2013041742A (en) | Negative electrode and secondary battery | |
JP2018018785A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP6002141B2 (en) | Molten salt battery and operation method thereof | |
JP6668876B2 (en) | Manufacturing method of lithium ion secondary battery | |
US20170179494A1 (en) | Electrode having active material encased in conductive net | |
JP5556385B2 (en) | Negative electrode plate, lithium ion secondary battery, vehicle, battery-using device, and negative electrode plate manufacturing method | |
JP2016539494A (en) | Method for manufacturing alkaline hybrid supercapacitor type battery, battery obtained by this method, and method for recycling anode material of alkaline ion battery | |
CN106328912B (en) | Anode for a battery cell, method for producing an anode and battery cell | |
JP2007052960A (en) | Method of manufacturing electrode | |
WO2022024468A1 (en) | Secondary battery | |
JP2011228119A (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
KR100566592B1 (en) | Anode foil for lithium ion polymer battery and method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130606 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140128 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140129 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140313 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141014 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141205 |
|
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: 20150106 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150119 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5691286 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |