JP5904796B2 - リチウム二次電池用電極及びこれを利用したリチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池用電極及びこれを利用したリチウム二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5904796B2 JP5904796B2 JP2012002855A JP2012002855A JP5904796B2 JP 5904796 B2 JP5904796 B2 JP 5904796B2 JP 2012002855 A JP2012002855 A JP 2012002855A JP 2012002855 A JP2012002855 A JP 2012002855A JP 5904796 B2 JP5904796 B2 JP 5904796B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- lithium secondary
- secondary battery
- binder
- group
- 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
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/621—Binders
- H01M4/622—Binders being polymers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/136—Electrodes based on inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
- H01M4/366—Composites as layered products
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
- H01M4/602—Polymers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
- H01M4/602—Polymers
- H01M4/604—Polymers containing aliphatic main chain polymers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/621—Binders
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
リチウム二次電池は、リチウムイオンの吸蔵及び放出の自在な物質を、負極及び正極として使用し、前記正極及び負極間に、有機電解液またはポリマー電解液を充填させて製造し、リチウムイオンが正極及び負極で、吸蔵及び放出されるときの酸化反応、還元反応によって、電気的エネルギーを生成する。
前記結合剤としては、ポリフッ化ビニリデンなどを使用する。
これまで公知の結合剤を使用する場合、集電体と活物質との結着力、スラリの集電体へのコーティング作業性及び電極の性能において、満足すべきレベルに達しておらず、改善の余地が多い。
本発明の他の側面は、前述の電極を採用したリチウム二次電池を提供するものである。
本発明の他の側面は、前述の電極を採用したリチウム二次電池が提供される。
前記ポリウレタン系化合物は、ジイソシアネート系化合物とポリオールとを含むポリウレタン系化合物形成用組成物を重合して得た生成物であり、これを、電極活物質層形成時に付加すれば、活物質層の構成成分、例えば、導電剤を良好に分散し、活物質層形成用組成物の粘度を適切に制御し、集電体に対する活物質層形成用組成物のコーティング作業が容易になり、かつ安定性及び寿命特性の改善された電極及び電池を製作することができる。
O=C=N−R1−N=C=O
前記化学式で、R1は、置換または非置換の直鎖型C2−C12脂肪族炭化水素基、または置換または非置換の分枝型C2−C12脂肪族炭化水素基である。R1は、例えば、置換または非置換のC4−C8脂肪族炭化水素基であり、具体的には、ヘキサメチレンジイソシアネート(hexamethylene diisocyanate)である。
O=C=N−R2−N=C=O
前記化学式で、R2は、置換または非置換のC5−C20脂環族炭化水素基である。前記置換された直鎖型脂肪族炭化水素基、置換された分枝型脂肪族炭化水素基、置換された脂環族炭化水素基で、それぞれの炭化水素基の少なくとも1つの水素原子は、ハロゲン原子、例えば、−CCF3、−CHCF2、CH2Fまたは−CCl3の基で置換されたC1−C20アルキル基;C1−C20アルコキシ基;C2−C20アルコキシアルキル基;ハロゲン原子;ヒドロキシ基;ニトロ基;シアノ基;アミノ基;アミジノ基(amidino group);ヒドラジン基;ヒドラゾン基;カルボン酸基またはその塩;スルホニル基;スルファモイル基;スルホン酸基またはその塩;リン酸またはその塩;C1−C20アルキル基;C2−C20アルケニル基;C2−C20アルキニル基;C1−C20ヘテロアルキル基;C6−C20アリール基;C6−C20アリールアルキル基;C6−C20ヘテロアリール基;C7−C20ヘテロアリールアルキル基;C6−C20ヘテロアリールオキシ基;C6−C20ヘテロアリールオキシアルキル基;またはC6−C20ヘテロアリールアルキル基で置換される。
前記重合反応の温度が前記範囲であるとき、ポリウレタン系化合物の収率に優れる。
前記触媒の含有量が前記範囲であるとき、前記ポリウレタン・プレポリマーの重合反応の反応性が優秀である。
前記溶媒の含有量は、前記ジイソシアネート系化合物100重量部を基準として、80ないし120重量部である。
前記化学式1で、例えばxは30、yは15、zは10であり、前記化学式2で、xは20であり、zは10である。
もしポリウレタン系化合物の含有量が前記範囲であるとき、電極活物質層形成用組成物の粘度を低下させ、電極活物質層内の固形分含有量を高めることによって、容量特性を有する電極を得ることができる。
前記ポリウレタン系化合物の含有量は、正極活物質100重量部を基準として、0.1ないし5重量部である。もしポリウレタン系化合物の含有量がこの範囲であるとき、電極内導電剤が均一に分散され、活物質層形成用組成物の粘度が適切に制御されることによって、容量などの特性が改善された電極を得ることができる。
前記正極活物質は、特別に制限されるものではないが、例えば、下記化学式3のリチウム金属ホスフェート系化合物を使用する。
LiMPO4
前記化学式3で、Mは、Fe、Ti、V、Cr、Co及びNiからなる群から選択される1つの金属である。
[化学式4]
MOxNy
前記化学式4で、0<x<2、0<y<1であり、Mは、Ti、V、Mo及びTaなどである。望ましくは、前記Mは、Ti、V、Moである。
[化学式5]
MNz
前記化学式5で、0<z≦1であり、Mは、Ti、V、Mo及びTaなどである。望ましくは、前記Mは、Ti、V、Moである。
前記リチウム遷移金属活物質としては、LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn2O4、Li(NiaCobMnc)O2(0<a<1、0<b<1、0<c<1、a+b+c=1)、LiNi1−YCoYO2、LiCo1−YMnYO2、LiNi1−YMnYO2(ここで、0≦Y<1)、LiMn2−zNizO4、LiMn2−zCozO4(ここで、0<Z<2)、LiCoPO4及びLiFePO4からなる群から1種以上選択されるものを使用することができる。
前記リチウム遷移金属酸化物の含有量は、正極活物質の総重量100重量部を基準として、0.1ないし90重量部である。
前記結合剤は、活物質において、導電剤との結合や、集電体との結合に助力する成分であり、正極活物質の総重量100重量部を基準に、1ないし10重量部で添加される。結合剤の含有量が前記範囲であるとき、集電体に対する活物質層の結着力が良好である。
もし第1結合剤の含有量が前記範囲であるとき、集電体に対する活物質の結着力がさらに改善され、寿命及び安定性が向上した電極及び電池を製作することができる。
前記官能基としては、カルボン酸基、エポキシ基、ヒドロキシ基、カルボニル基のうち選択された1個以上が選択される。
前記官能基を有するフッ化ビニリデン高分子で官能基の含有量は、1×10−5〜5×10−4モル/gである。
一具現例によれば、前記結合剤は、ポリフッ化ビニリデンと、カルボン酸基で置換されたポリフッ化ビニリデンとを含む。
前記第2モノマーの含有量は、第1モノマー100重量部に対して、0.1ないし3重量部である。
前記カルボン酸基を有するフッ化ビニリデン高分子として、商業的に販売されている物質としては、KF9300((株)クレハ)がある。
まず、正極活物質、導電剤、結合剤及びポリウレタン系化合物及び溶媒を混合し、正極活物質層形成用組成物を得て、これを集電体上にコーティング及び乾燥し、正極を形成する。
前記溶媒の含有量は、正極活物質100重量部を基準として、1ないし500重量部を使用する。溶媒の含有量が前記範囲であるとき、活物質層を形成するための作業が容易である。
前記空隙の平均直径が前記範囲であるとき、高率特性、寿命及び内部抵抗特性が改善された電極を容易に製造することができる。
前記正極で空隙の体積は、30ないし35X10−3cm3/gであり、例えば、32ないし33X10−3cm3/gである。
前述の平均直径及び体積を有する空隙を具備した電極は、高い均一度と電極密度との特性を有している。
これと別途に、負極活物質、結合剤、導電剤及び溶媒を混合し、負極活物質層形成用組成物を準備する。
前記負極活物質は、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる黒鉛,炭素のような炭素系材料、リチウム金属及びその合金、酸化シリコン系物質、及びその混合物などを使用することができる。本発明の一具現例によれば、酸化シリコンを使用する。
導電剤は、負極活物質の総重量100重量部を基準として、1ないし10重量部を使用する。導電剤の含有量が前記範囲であるとき、最終的に得られた電極の伝導度特性に優れる。
前記導電剤及び溶媒は、正極製造時と同じ種類の物質を使用することができる。
前記セパレータは、気孔直径が0.01〜10μmであり、厚みは一般的に、5〜300μmであるものを使用する。具体的な例として、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのオレフィン系ポリマー;またはガラスファイバによって作られたシートや不織布などが使われる。電解質として、ポリマーなどの固体電解質が使われる場合には、固体電解質がセパレータを兼ねることもできる。
前記非水系有機溶媒としては、非制限的な例としては、N−メチル−2−ピロリジノン、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ガンマ−ブチロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、1,3−ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ニトロメタン、ホルム酸メチル、酢酸メチル、リン酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、メチルスルホラン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、エーテル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルなどの非プロトン性有機溶媒が使われてもよい。
前記無機固体電解質としては、非限定的な例としては、Li3N、LiI、Li5NI2、Li3N−LiI−LiOH、LiSiO4、LiSiO4−LiI−LiOH、Li2SiS3、Li4SiO4、Li4SiO4−LiI−LiOH、Li3PO4−Li2S−SiS2などのLiの窒化物、ハロゲン化物、硫化物などが使われてもよい。
図1を参照すれば、前記リチウム二次電池30は、正極23、負極22、前記正極23と負極22との間に配されたセパレータ24、前記正極23,負極22及びセパレータ24に含浸された電解質(図示せず)、電池容器25、及び前記電池容器25を封入する封入部材26を主な部分として構成されている。このようなリチウム二次電池30は、本発明の一具現例による正極23、負極22及びセパレータ24を順に積層させた後、スパイラル状に巻き取った状態で電池容器25に収納させて構成される。
以下、下記実施例を挙げて詳細に説明するが、下記実施例にのみ限定されるものではない。
正極活物質であるLiFePO4 36gにカルボン酸基が置換されたポリフッ化ビニリデン(カルボニル基含有量:約1.2×10−4mol/g)0.15g、ポリフッ化ビニリデン2g、カーボンブラック2g、化学式1のポリウレタン系化合物(x=30、y=15、z=10)(重量平均分子量:約10,000)0.2gを、N−メチルピロリドン60g中で分散させ、正極活物質層形成用組成物を製造した。
前記正極活物質層形成用組成物を60μm厚にアルミニウム箔上にコーティングし、薄い極板状にした後、135℃で3時間以上乾燥させた後、圧延(pressing)して正極を製造した。
SiOX(0<x<2)及びポリフッ化ビニリデンを、96:4の重量比でN−メチルピロリドンで混合し、負極活物質層形成用組成物を製造した。前記負極活物質層形成用組成物を14μm厚に銅箔(Cu foil)上にコーティングし、薄い極板の形態にした後、135℃で3時間以上乾燥させた後、圧延して負極を製造した。
前記過程によって得た正極及び負極間に、多孔質ポリエチレン(PE)フィルムからなるセパレータを介在させて電池組立体を形成し、これを巻き取って圧縮し、電池ケースに入れた後、前記電解液を注入し、2,600mAh容量のリチウム二次電池を製造した。
化学式1のポリウレタン系化合物の含有量を0.4gに変更したことを除いては、実施例1と同じ方法によって実施し、リチウム二次電池を製造した。
化学式1のポリウレタン系化合物の含有量を0.6gに変更したことを除いては、実施例1と同じ方法によって実施し、リチウム二次電池を製造した。
化学式1のポリウレタン系化合物0.2gを付加しないことを除いては、実施例1と同じ方法によって実施し、リチウム二次電池を製造した。
前記実施例1ないし3及び比較例1によって製造された正極活物質層形成用組成物の粘度特性を調べ、その結果を図2及び下記表1に示した。
実施例1ないし3の正極活物質層形成用組成物は、比較例1の場合と比較して、粘度が低下し、電極にコーティングしやすい。
前記結着力は、前記正極の上面とプラスチック厚板(アクリル樹脂、厚み:5mm)とを接合し、JIS K−6854に準じて剥離テスト(peeling test)を実施し、剥離強度を測定して評価する。
前記実施例1ないし3及び比較例1によって製造されたリチウム二次電池において、高率特性を調べ、その結果を図3に示した。
図3を参照すれば、実施例1ないし3のリチウム二次電池は、比較例1の場合に比べて、高率特性に優れるということが分かった。
前記内部抵抗特性は、セルに2個の異なる電圧を印加し、そのときの電流を測定し、そこから直列抵抗を計算して評価する。
前記実施例1ないし3及び比較例1によって製造されたリチウム二次電池において、寿命特性を調べ、その結果を図5に示した。
実施例1ないし3及び比較例1でそれぞれ製造されたリチウム二次電池を、定電流(1C)及び定電圧(1.0V、0.01C cut−off)充電、10分間休止、及び定電流(1C、常温(20℃)、2.5V cut−off)放電の条件で、500回充放電を実施した。
充放電サイクル回数による放電容量の変化でもって、前記各リチウム二次電池の寿命特性を評価した。このときの寿命特性を図5にそれぞれ示した。
以上、本発明の望ましい製造例を参照しつつ説明したが、当該技術分野の当業者であるならば、特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない範囲内で、本発明を多様に修正及び変更させることができるということを理解することができるであろう。
23 負極
24 セパレータ
25 電池容器
26 封入部材
30 リチウム二次電池
Claims (15)
- 正極活物質、導電剤、ポリウレタン系化合物及び結合剤を含み、平均直径が2ないし20nmである気孔を有し、
前記ポリウレタン系化合物が、
下記化学式1で表示される化合物、下記化学式2で表示される化合物、及びその混合物からなる群から選択された化合物を含むリチウム二次電池用電極:
- 前記電極の気孔体積が、30x10−3cm3/gないし35x10−3cm3/gであることを特徴とする請求項1に記載のリチウム二次電池用電極。
- 前記ポリウレタン系化合物の重量平均分子量が、
5,000ないし20,000g/molであることを特徴とする請求項1に記載のリチウム二次電池用電極。 - 前記結合剤が、
カルボン酸基、エポキシ基、ヒドロキシ基、カルボニル基のうちから選択された一つ以上の官能基を有するフッ化ビニリデン高分子を含有する第1結合剤を含むことを特徴とする請求項1に記載のリチウム二次電池用電極。 - 前記結合剤が、
第2結合剤をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載のリチウム二次電池用電極。 - 前記第1結合剤の含有量が、
結合剤100重量部を基準として、2ないし40重量部であることを特徴とする請求項4に記載のリチウム二次電池用電極。 - 前記正極活物質が、
下記化学式3で表示されるリチウム金属ホスフェート系化合物であることを特徴とする請求項1に記載のリチウム二次電池用電極:
[化学式3]
LiMPO4
前記化学式3で、Mは、Fe、Ti、V、Cr、Co及びNiからなる群から選択される1つの金属である。 - 前記正極活物質は、
炭素系材料、金属酸窒化物、金属窒化物、及びその混合物からなる群から選択された一つ以上を含むコーティング層をさらに含むことを特徴とする請求項7に記載のリチウム二次電池用電極。 - 前記コーティング層は、
炭素系物質、下記化学式4で表示される金属酸窒化物、下記化学式5で表示される金属窒化物、またはその混合物を含むことを特徴とする請求項8に記載のリチウム二次電池用電極:
[化学式4]
MOxNy
前記化学式4で、0<x<2、0<y<1であり、Mは、Ti、V、MoまたはTaであり、
[化学式5]
MNz
前記化学式5で、0<z≦1であり、Mは、Ti、V、MoまたはTaである。 - 前記ポリウレタン系化合物が、
下記化学式1で表示される化合物であることを特徴とする請求項1に記載のリチウム二次電池用電極:
- 前記結合剤の含有量が、
電極活物質100重量部を基準として、1ないし10重量部であることを特徴とする請求項1に記載のリチウム二次電池用電極。 - 前記結合剤が、
ポリフッ化ビニリデン、及びカルボン酸基で置換されたポリフッ化ビニリデンを含むことを特徴とする請求項1に記載のリチウム二次電池用電極。 - 前記ポリウレタン系化合物の含有量が、
導電剤100重量部を基準として、10ないし50重量部であることを特徴とする請求項1に記載のリチウム二次電池用電極。 - 前記ポリウレタン系化合物の含有量が、
導電剤100重量部を基準として、0.1ないし5重量部であることを特徴とする請求項1に記載のリチウム二次電池用電極。 - 第1電極と、第2電極と、電解質と、を含み、
前記第1電極が、請求項1ないし請求項14のうち、いずれか1項に記載の電極であることを特徴とするリチウム二次電池。
Applications Claiming Priority (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201161434775P | 2011-01-20 | 2011-01-20 | |
US61/434,775 | 2011-01-20 | ||
US13/244,450 US9287563B2 (en) | 2011-01-20 | 2011-09-24 | Electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same |
US13/244,450 | 2011-09-24 | ||
KR10-2011-0104822 | 2011-10-13 | ||
KR1020110104822A KR20120084652A (ko) | 2011-01-20 | 2011-10-13 | 리튬 이차 전지용 전극 및 이를 이용한 리튬 이차 전지 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012151112A JP2012151112A (ja) | 2012-08-09 |
JP5904796B2 true JP5904796B2 (ja) | 2016-04-20 |
Family
ID=46544395
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012002855A Expired - Fee Related JP5904796B2 (ja) | 2011-01-20 | 2012-01-11 | リチウム二次電池用電極及びこれを利用したリチウム二次電池 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9287563B2 (ja) |
JP (1) | JP5904796B2 (ja) |
KR (1) | KR20120084652A (ja) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9780374B2 (en) | 2012-02-02 | 2017-10-03 | Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. | Binder for electrodes of lithium secondary batteries, and lithium secondary battery which uses electrode produced using binder for electrodes of lithium secondary batteries |
KR20130134917A (ko) * | 2012-05-31 | 2013-12-10 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 전지의 전극용 바인더 및 이를 채용한 전극 및 리튬 전지 |
US20140099547A1 (en) | 2012-10-05 | 2014-04-10 | Ut-Battelle, Llc | Surface modifications for electrode compositions and their methods of making |
US10020493B2 (en) | 2012-10-05 | 2018-07-10 | Ut-Battelle, Llc | Coating compositions for electrode compositions and their methods of making |
KR101739298B1 (ko) | 2013-02-20 | 2017-05-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전지용 바인더, 이를 채용한 음극과 리튬전지 |
KR20140104268A (ko) * | 2013-02-20 | 2014-08-28 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전지용 바인더, 이를 채용한 음극과 리튬전지 |
US9570751B2 (en) * | 2013-02-26 | 2017-02-14 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Binder composition for secondary battery, anode including the binder composition, and lithium battery including the anode |
EP2999030B1 (en) | 2013-07-10 | 2017-09-27 | LG Chem, Ltd. | Electrode improving battery lifespan and lithium secondary battery having same |
US10044038B2 (en) * | 2013-09-03 | 2018-08-07 | Ut-Battelle, Llc | Nitride- and oxide-modified electrode compositions and their methods of making |
WO2015040747A1 (ja) | 2013-09-20 | 2015-03-26 | 株式会社 東芝 | 非水電解質電池用電極、非水電解質電池及び電池パック |
CN105637685B (zh) * | 2013-10-07 | 2017-12-12 | 日产自动车株式会社 | 非水电解质二次电池用电极材料、以及使用了其的非水电解质二次电池用电极和非水电解质二次电池 |
JP6076493B2 (ja) * | 2013-10-07 | 2017-02-15 | 日産自動車株式会社 | 非水電解質二次電池用電極材料、並びにこれを用いた非水電解質二次電池用電極および非水電解質二次電池 |
KR102283794B1 (ko) * | 2014-11-19 | 2021-07-30 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 양극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
US10361460B2 (en) * | 2015-10-02 | 2019-07-23 | Nanotek Instruments, Inc. | Process for producing lithium batteries having an ultra-high energy density |
US10276856B2 (en) * | 2015-10-08 | 2019-04-30 | Nanotek Instruments, Inc. | Continuous process for producing electrodes and alkali metal batteries having ultra-high energy densities |
WO2018081224A1 (en) | 2016-10-26 | 2018-05-03 | The Regents Of The University Of Michigan | Metal infiltrated electrodes for solid state batteries |
JP6424934B1 (ja) * | 2017-09-28 | 2018-11-21 | 住友大阪セメント株式会社 | リチウムイオン二次電池用正極材料、リチウムイオン二次電池用正極、リチウムイオン二次電池 |
KR101972233B1 (ko) * | 2017-10-25 | 2019-04-24 | 재단법인대구경북과학기술원 | 리튬이차전지 양극 제조방법 및 리튬이차전지 제조방법 |
JP7163305B2 (ja) * | 2017-11-07 | 2022-10-31 | 株式会社東芝 | 非水電解質電池 |
CN109585916B (zh) * | 2018-11-13 | 2021-04-20 | 吉林师范大学 | 一种阻燃聚合物固态电解质材料及其电解质膜和应用 |
WO2021133027A1 (ko) * | 2019-12-27 | 2021-07-01 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 음극용 바인더 조성물, 음극, 및 이차전지 |
WO2023136609A1 (ko) * | 2022-01-11 | 2023-07-20 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 리튬 이차전지용 양극 및 이의 제조 방법 |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09129237A (ja) | 1995-11-02 | 1997-05-16 | Elf Atochem Japan Kk | 電池用電極およびその作製方法 |
JPH11228902A (ja) | 1998-02-17 | 1999-08-24 | Elf Atochem Japan Kk | フッ化ビニリデン系樹脂の金属基材への接着方法、電極構造体、およびその作製方法 |
JP2000021408A (ja) | 1998-06-30 | 2000-01-21 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
JP3466576B2 (ja) * | 2000-11-14 | 2003-11-10 | 三井鉱山株式会社 | リチウム二次電池負極用複合材料及びリチウム二次電池 |
JP2004055509A (ja) * | 2001-09-27 | 2004-02-19 | Nisshinbo Ind Inc | 非水電解質二次電池、ならびに該二次電池を用いた電源、携帯用機器、輸送または移動用機械、および家庭用電気機器 |
BRPI0314479B1 (pt) | 2002-09-23 | 2015-10-13 | Dow Global Technologies Inc | composição polimérica, camada pelicular , artigo manufaturado e película |
US8003254B2 (en) * | 2004-01-22 | 2011-08-23 | The Gillette Company | Battery cathodes |
JP2005310764A (ja) | 2004-03-23 | 2005-11-04 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質電池 |
JP2005310747A (ja) | 2004-03-23 | 2005-11-04 | Kureha Chem Ind Co Ltd | 非水系電気化学素子電極形成用バインダー、電極合剤、電極構造体および電気化学素子 |
KR100803189B1 (ko) | 2005-04-14 | 2008-02-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전극, 그 제조 방법, 바인더 조성물 및 이들을 채용한 리튬전지 |
KR100773247B1 (ko) * | 2005-04-20 | 2007-11-05 | 주식회사 엘지화학 | 향상된 과충전 안전성의 리튬 이차전지 |
US20100012403A1 (en) | 2005-06-02 | 2010-01-21 | Hideaki Fujita | Electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, non-aqueous electrolyte secondary battery, and automobile, electric power tool or stationary equipment mounting the same |
KR100800970B1 (ko) | 2006-01-18 | 2008-02-11 | 주식회사 엘지화학 | 폴리우레탄으로 가교된 폴리비닐알콜 바인더 및 이를포함하는 리튬 이차전지 |
KR100898705B1 (ko) * | 2006-08-21 | 2009-05-21 | 주식회사 엘지화학 | 폴리비닐알콜과 폴리우레탄의 semi-IPN인 전극합제용 바인더 및 이를 기반으로 하는 리튬 이차전지 |
JP5141011B2 (ja) | 2006-12-27 | 2013-02-13 | Jsr株式会社 | 電池電極用バインダー組成物、電池電極用ペースト、及び電池電極 |
WO2009059247A1 (en) * | 2007-11-01 | 2009-05-07 | Lockheed Martin Corporation | Safe reserve activated lithium ion battery |
CN101453006A (zh) | 2007-12-03 | 2009-06-10 | 中国科学院成都有机化学有限公司 | 微细孔结构的锂离子电池电极材料及其制备方法 |
US20090220858A1 (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-03 | Byd Company Limited | Composite Compound With Mixed Crystalline Structure |
KR101166019B1 (ko) | 2010-04-30 | 2012-07-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 도전제, 이를 포함하는 리튬 이차 전지 양극용 슬러리 조성물 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
-
2011
- 2011-09-24 US US13/244,450 patent/US9287563B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-10-13 KR KR1020110104822A patent/KR20120084652A/ko not_active Application Discontinuation
-
2012
- 2012-01-11 JP JP2012002855A patent/JP5904796B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20120189915A1 (en) | 2012-07-26 |
JP2012151112A (ja) | 2012-08-09 |
KR20120084652A (ko) | 2012-07-30 |
US9287563B2 (en) | 2016-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5904796B2 (ja) | リチウム二次電池用電極及びこれを利用したリチウム二次電池 | |
US9012088B2 (en) | Anode composition comprising acrylonitrile-acrylic acid copolymer as binder, method for preparing the anode composition and lithium secondary battery using the anode composition | |
US8585921B2 (en) | Electrode material containing polyvinyl alcohol as binder and rechargeable lithium battery comprising the same | |
KR100800970B1 (ko) | 폴리우레탄으로 가교된 폴리비닐알콜 바인더 및 이를포함하는 리튬 이차전지 | |
EP2720302B1 (en) | High-energy lithium secondary battery having improved energy density characteristics | |
KR101607024B1 (ko) | 리튬 이차전지 | |
KR102254353B1 (ko) | 이차전지의 충전방법 | |
KR20140020919A (ko) | 리튬 이온 이차 전지 부극용 슬러리 조성물, 리튬 이온 이차 전지 부극, 및 리튬 이온 이차 전지 | |
KR20160071740A (ko) | 리튬 이차 전지용 양극 조성물, 그리고 이를 포함하는 리튬 이차 전지용 양극 및 리튬 이차 전지 | |
EP2479822B1 (en) | Electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same | |
KR20150134735A (ko) | 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 | |
KR101049465B1 (ko) | 폴리아크릴로니트릴-아크릴산 공중합체 및 바인더를 포함한 음극 재료 조성물의 제조방법 및 그 음극 재료 조성물을 포함하는 리튬 이차 전지용 음극의 제조방법 | |
KR20150007805A (ko) | 양극 활물질, 그 제조방법, 이를 포함하는 리튬 이차 전지용 양극 및 이를 구비한 리튬 이차 전지 | |
JP2018530870A (ja) | 負極活物質、その製造方法、およびそれを含むリチウム二次電池 | |
KR102298595B1 (ko) | 리튬 이차 전지용 바인더 조성물 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 | |
KR20130050473A (ko) | 이중 코팅 구조의 리튬 이차전지용 양극 | |
JP2001297750A (ja) | リチウム二次電池用発電要素およびそれを用いたリチウム二次電池 | |
KR101156614B1 (ko) | 고중합도 폴리아크릴로니트릴 바인더를 포함한 전극재료,그 제조방법 및 그 전극재료를 포함하는 리튬 이차전지 | |
KR20220125578A (ko) | 리튬 이차전지의 활성화 방법 | |
KR101575024B1 (ko) | 낮은 탭 밀도를 갖는 전이금속 전구체 및 높은 입자 강도를 가진 리튬 전이금속 산화물 | |
JP7432020B2 (ja) | リチウム二次電池用正極およびこれを含むリチウム二次電池 | |
KR101084218B1 (ko) | 전극 도전제, 전극 재료, 및 이를 채용한 전극과 리튬 전지 | |
KR100863735B1 (ko) | 바인더로서 폴리비닐알콜과 폴리우레탄의 혼합물을포함하는 전극 합제 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 | |
JP2023541581A (ja) | リチウム二次電池用正極およびそれを含むリチウム二次電池 | |
KR20220162482A (ko) | 리튬 이차 전지용 양극 활물질, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20141226 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150107 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151026 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151028 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160126 |
|
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: 20160215 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160315 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5904796 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |