JP6642807B2 - リチウム二次電池用電極形成材料及び電極の製造方法 - Google Patents
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Description
例えば上記バインダー成分として、カルボキシメチルセルロース又はそれらの塩と、フッ素ゴムとの混合物に関する提案がなされている。上記フッ素ゴムとして、例えば四フッ化エチレンと二フッ化エチレンの共重合体、四フッ化エチレンと六フッ化プロピレンの共重合体、ポリ三フッ化塩化エチレンなどが挙げられている(特許文献1を参照)。
またLi複合酸化物を活物質とし、電極の可撓性向上や活物質などとの接着性の向上のための成分としてオキシラン環含有化合物及び/又はその重合体、さらに増粘剤としてカルボキシメチルセルロース又はその塩を用いた電池用電極が開示されている。前記オキシラン環含有化合物としてはポリオキシエチレンジグリシジルが開示されている(特許文献2を参照)。
さらに電極活物質と、セルロース誘導体からなる親水性結着材とポリエーテル構造を化学構造中に含む親電解液性結着材とを含み該電極活物質表面を被覆した結着材と、を含む電極合材層を有することを特徴とするリチウム二次電池用電極が開示されている(特許文献3を参照)。
この際、電極中(すなわち集電体を被覆する層中)の電極活物質の密度をできるだけ高めること、かつ、前記電極形成材料(即ち上記被覆層)と集電体との密着性に優れることが、電池の信頼性(寿命、安全性等)並びに電池の性能(容量保持率等)の観点から望ましく、これらを満足する電極材料に対する要求がある。
第2観点として、前記カルボキシル基含有多糖類が、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸、及びそれらの塩からなる群から選択される少なくとも一種である、第1観点に記載の電極形成材料、
第3観点として、エポキシ化合物が、式(1):
第4観点として、さらに導電助剤を含む、第1観点乃至第3観点のいずれか一つに記載の電極形成材料、
第5観点として、前記電極活物質がリチウムコバルト複合酸化物、又はグラファイトである、第1観点乃至第4観点のいずれか一つに記載の電極形成材料、
第6観点として、前記導電助剤が炭素材料からなる、第4観点に記載の電極形成材料、及び
第7観点として、第1観点乃至第6観点のいずれか一つに記載の電極形成材料及び水を混合して電極形成材料のスラリーを製造する工程、前記電極形成材料のスラリーを集電体上に塗布し、80〜160℃の温度で加熱し電極形成材料の被膜を形成する工程、前記被膜を被膜の上からプレスする工程、を含む、電極の製造方法である。
これまで広く使用されているカルボキシメチルセルロースをバインダーとして用いた電極形成材料にあっては、これを集電体に塗布する際に塗工ムラが発生し、部分的に集電体表面がむき出しになることがある。これはバインダー(カルボキシメチルセルロース)の粘度が高いため、電極形成材料のスラリーの固形分濃度が低下し、形成された電極中の電極活物質と導電助剤の密度が低下するためと考えられる。
より詳細には、カルボキシメチルセルロースをエポキシ樹脂で変性することにより、バインダーとしての分子量を増大させつつ、バインダー自体の粘度の低下を実現した。
このように本発明は、バインダー自体の分子量の増大と粘度低下の実現によって、電極形成材料のスラリーにおける電極活物質と導電助剤の含有量を増大させることが可能となり、その結果、集電体表面への塗布時の塗工ムラの発生を減少させつつ、より多くの電極活物質と導電助剤とを集電体表面に存在させることが可能となるという効果を奏する。また、バインダーの分子量の増大により、バインダーの集電体への密着性を向上させることを可能とし、すなわち上記電極活物質と導電助剤の集電体への密着性向上も実現し、ひいては該電極を用いた電池における充放電特性も向上させるという効果を奏する。
前記カルボキシル基含有多糖類と、カルボキシル基含有多糖類とエポキシ化合物との反応生成物との組み合わせを用いる場合、即ち多糖類と反応生成物との混合物を用いる場合は、(カルボキシル基含有多糖類):(カルボキシル基含有多糖類とエポキシ化合物との反応生成物)を質量比で、1:100〜100:1、又は1:10〜10:1の範囲で用いることができる。
このようなカルボキシル基含有多糖類は、例えばアルギン酸、キサンタンガム、ペクチン酸、カルボキシセルロース、及びそれらの塩が挙げられ、前記塩としてはアンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩等が挙げられる。
中でもカルボキシル基含有多糖としてはカルボキシメチルセルロースが好ましく、これは、セルロースの構造中のヒドロキシ基の水素原子やヒドロキシメチル基の酸素原子に結合する水素原子の一部乃至全部が、カルボキシメチル基(−CH2COOH)に置換した構造を有するセルロース誘導体である。
本発明に用いられるカルボキシメチルセルロースの置換度(無水グルコース1単位あたりのエーテル化度(最大3))は0.5〜1.5の範囲のものを使用することができる。
前記式(1)において、Xは水素原子、繰り返し単位数が1〜30のモノ又はポリ(オキシアルキレン)基、置換されていてもよい炭素原子数1〜30のn価の脂肪族炭化水素基、炭素原子数6〜30のアリール基、又はそれらの組み合わせであり、nは1〜10の整数である。
またその他の炭素原子数1〜30のn価の脂肪族炭化水素基としては、上記アルキル基基から炭素原子に結合する任意の水素原子を複数個(具体的には3〜30個)抜いた基が挙げられる。
上記式(1−2)のm2は1〜30の整数であり、例えば16とすることができる。
上記式(1−7)のm3は1〜3の整数である。
上記式(1−8)のm4は1〜10の整数である。
上記式(1−10)のm5は1〜10の整数であり、例えば5とすることができる。
上記反応生成物は、水性媒体中に前記カルボキシル基含有多糖類と前記エポキシ化合物を溶解させ、80〜120℃の温度、例えば環流温度で12〜48時間の反応により製造することができる。
得られた反応生成物は、これを濃度3質量%になるように水性媒体(例えば純水)に溶解した水性溶液において、温度25℃で恒温にして粘度測定を行い、20〜1500mPa・s、又は10〜2500mPa・sの範囲となる様な上記反応生成物であることが好ましい。
上記粘度測定はE型回転粘度計を用いることができ、例えば東機産業株式会社製(TVE−22L、TVE−22H型)を用いて計測することができる。
前記電極活物質における負極活物質としては、例えば、天然黒鉛や人造黒鉛、アモルファスカーボン等の炭素質材料、ポリアセン等の導電性高分子化合物、酸化錫や酸化ケイ素等の金属酸化物、金属複合酸化物、ケイ素等とカーボンを複合させた金属炭化物、リチウム単体やリチウムアルミニウム合金等のリチウム合金、および、錫や亜鉛、ケイ素等のリチウムと合金形成可能な金属等が挙げられる。
中でも、本発明で使用する電極活物質としては、リチウムコバルト複合酸化物、又は、グラファイトであることが好ましい。
本発明に用いられる導電助剤は、カーボンブラック、アセチレンブラック、カーボンナノファイバー等の炭素材料からなるものを好適に使用できる。
具体的には、電極形成材料(電極活物質と、好ましくは導電助剤と、バインダー)と水を混合して、電極形成材料のスラリーを製造する工程、
前記電極形成材料のスラリーを集電体上に塗布し、80〜160℃の温度で加熱し電極形成材料の被膜を形成する工程、
前記被膜を被膜の上からプレスする工程を含む、電極の製造方法である。
バインダーと水の割合は、例えばバインダーが1〜10質量%の水溶液になるように設定することが好ましく、特に3質量%程度のバインダー水溶液となるように設定することが好ましい。
電極形成材料のスラリーの調製に用いられる水は純粋を用いることが好ましい。
また、導電助剤は、電極形成材料の構成成分(電極活物質+導電助剤+バインダー)の総質量に対して、0〜10質量%の範囲に設定することができる。
また、バインダーは、電極形成材料の構成成分(電極活物質+導電助剤+バインダー)の総質量に対して、2〜20質量%の範囲に設定することができる。
こうして得られる電極形成材料のスラリーは、20〜70質量%の固形分濃度、及び、500〜3,000mPa・s範囲の粘度を有するものとすることが好ましい。
集電体表面に塗布された電極形成材料は80〜160℃にて乾燥させ電極形成材料の被膜とした後、電極活物質の密度を高めるために該被膜のプレスを実施し、電極が形成される。プレスは、加熱ロールプレス、冷間ロールプレス、平板プレス等の汎用のプレスを用いて行う。
500mLのセパラブルフラスコに、超純水(392g)とカルボキシメチルセルロース−アンモニウム塩(8g)を加え、メカニカルスターラーにて300rpmで撹拌して均一に溶解させた。この溶液に重量平均分子量Mwが500のポリエチレングリコールジグリシジルエーテル(SIGMA−ALDRICH社製、商品名Poly(ethylene glycol)diglycidyl ether、オキシエチレン基の繰り返し単位数nは8〜9、式(1−1)に相当)(12.1g)を仕込み、還流により24時間撹拌した。反応終了後、室温まで反応液の温度を低下させた。この反応液をアセトン(1.5L)に滴下し、析出物を吸引ろ過にて回収した後、50℃で減圧乾燥してポリマー1を8.5g回収した。得られた化合物を超純水に溶解させ3質量%水溶液を調整したときの粘度は226mPa・s(東機産業株式会社製、E型回転粘度計(TVE−22L型)にて25℃で10rpmで測定)であった。
500mLのセパラブルフラスコに、超純水(196g)とカルボキシメチルセルロース−アンモニウム塩(4g)を加え、メカニカルスターラーにて300rpmで撹拌して均一に溶解させた。この溶液に重量平均分子量Mwが500のポリエチレングリコールジグリシジルエーテル(SIGMA−ALDRICH社製、商品名Poly(ethylene glycol)diglycidyl ether、オキシエチレン基の繰り返し単位数nは8〜9、式(1−1)に相当)(3.1g)を仕込み、還流により24時間撹拌した。反応終了後、室温まで反応液の温度を低下させた。この反応液をアセトン(1.0L)に滴下し、析出物を吸引ろ過にて回収した後、50℃で減圧乾燥してポリマー2を4.2g回収した。得られたポリマーを超純水に溶解させ3質量%水溶液を調整したときの粘度は1086mPa・s(東機産業株式会社製、E型回転粘度計(TVE−22H型)にて25℃で10rpmで測定)であった。
500mLのセパラブルフラスコに、超純水(245g)とカルボキシメチルセルロース−アンモニウム塩(5g)を加え、メカニカルスターラーにて300rpmで撹拌して均一に溶解させた。この溶液に商品名デナコールEX−171(ナガセケムテックス(株)製、成分はLauryl Alcohol(EO)15 Glycidyl Ether、式(1−2)(m2=16)に相当)(3.0g)を仕込み、還流により24時間撹拌した。反応終了後、室温まで反応液の温度を低下させた。この反応液をアセトン(1.5LmL)に滴下し、析出物を吸引ろ過にて回収した後、50℃で減圧乾燥してポリマー3を4.0g回収した。得られたポリマーを超純水に溶解させ3質量%水溶液を調整したときの粘度は1163mPa・s(東機産業株式会社製、E型回転粘度計(TVE−22H型)にて25℃で10rpmで測定)であった。
500mLのセパラブルフラスコに、超純水(196g)とカルボキシメチルセルロース−アンモニウム塩(4g)を加え、メカニカルスターラーにて300rpmで撹拌して均一に溶解させた。この溶液に商品名デナコールEX−314(ナガセケムテックス(株)製、成分はGlycerol Polyglycidyl Ether、式(1−3)及び式(1−4)に相当)(4.0g)を仕込み、還流により24時間撹拌した。反応終了後、室温まで反応液の温度を低下させた。この反応液をアセトン(1.0L)に滴下し、析出物を吸引ろ過にて回収した後、50℃で減圧乾燥してポリマー4を4.2g回収した。得られたポリマーを超純水に溶解させ3質量%水溶液を調整したときの粘度は140mPa・s(東機産業株式会社製、E型回転粘度計(TVE−22L型)にて25℃で10rpmで測定)であった。
500mLのセパラブルフラスコに、超純水(98g)とカルボキシメチルセルロース−アンモニウム塩(2g)を加え、メカニカルスターラーにて300rpmで撹拌して均一に溶解させた。この溶液に重量平均分子量Mwが500のポリエチレングリコールジグリシジルエーテル(SIGMA−ALDRICH社製、商品名Poly(ethylene glycol) diglycidyl ether、オキシエチレン基の繰り返し単位数nは8〜9、式(1−1)に相当)(4.7g)を仕込み、還流により24時間撹拌した。反応終了後、室温まで反応液の温度を低下させた。この反応液をアセトン(500mL)に滴下し、析出物を吸引ろ過にて回収した後、50℃で減圧乾燥してポリマー5を2.2g回収した。得られたポリマーを超純水に溶解させ3質量%水溶液を調整したときの粘度は1179mPa・s(東機産業株式会社製、E型回転粘度計(TVE−22H型)にて25℃で10rpmで測定)であった。
500mLのセパラブルフラスコに、超純水(98g)とカルボキシメチルセルロース−ナトリウム塩(2g:3%水溶絵液での粘度=3688cP)を加え、メカニカルスターラーにて300rpmで撹拌して均一に溶解させた。この溶液に重量平均分子量Mwが500のポリエチレングリコールジグリシジルエーテル(SIGMA−ALDRICH社製、商品名Poly(ethylene glycol) diglycidyl ether、オキシエチレン基の繰り返し単位数nは8〜9、式(1−1)に相当)(3.1g)を仕込み、還流により24時間撹拌した。反応終了後、室温まで反応液の温度を低下させた。この反応液をアセトン(500mL)に滴下し、析出物を吸引ろ過にて回収した後、50℃で減圧乾燥してポリマー6を2.3回収した。得られたポリマーを超純水に溶解させ3質量%水溶液を調整したときの粘度は333mPa・s(東機産業株式会社製、E型回転粘度計(TVE−22L型)にて25℃で10rpmで測定)であった。
500mLのセパラブルフラスコに、超純水(98g)とアルギン酸ナトリウム(2g)を加え、メカニカルスターラーにて300rpmで撹拌して均一に溶解させた。この溶液に重量平均分子量Mwが500のポリエチレングリコールジグリシジルエーテル(SIGMA−ALDRICH社製、商品名Poly(ethylene glycol) diglycidyl ether、オキシエチレン基の繰り返し単位数nは8〜9、式(1−1)に相当)(1.0g)を仕込み、還流により24時間撹拌した。反応終了後、室温まで反応液の温度を低下させた。この反応液をアセトン(500mL)に滴下し、析出物を吸引ろ過にて回収した後、50℃で減圧乾燥してポリマー7を1.8g回収した。得られたポリマーを超純水に溶解させ3質量%水溶液を調整したときの粘度は62mPa・s(東機産業株式会社製、E型回転粘度計(TVE−22L型)にて25℃で10rpmで測定)であった。
500mLのセパラブルフラスコに、超純水(98g)とカルボキシメチルセルロース−ナトリウム塩(3質量%水溶液での粘度は東機産業株式会社製、E型回転粘度計(TVE−22H型)で25℃で10rpmで測定して6500mPa・s)(2g)を加え、メカニカルスターラーにて300rpmで撹拌して均一に溶解させた。この溶液に商品名デナコールEX−171(ナガセケムテックス(株)製、成分はLauryl Alcohol(EO)15 Glycidyl Ether、式(1−2)(m2=16)に相当)(2.0g)を仕込み、還流により24時間撹拌した。反応終了後、室温まで反応液の温度を低下させた。この反応液をアセトン(500mL)に滴下し、析出物を吸引ろ過にて回収した後、50℃で減圧乾燥してポリマー8を2.1g回収した。得られたポリマーを超純水に溶解させ3質量%水溶液を調整したときの粘度は21.5mPa・s(東機産業株式会社製、E型回転粘度計(TVE−22L型)にて25℃で10rpmで測定)であった。
500mLのセパラブルフラスコに、超純水(98g)とアルギン酸ナトリウム(2g)を加え、メカニカルスターラーにて300rpmで撹拌して均一に溶解させた。この溶液に重量平均分子量Mwが500のポリエチレングリコールジグリシジルエーテル(SIGMA−ALDRICH社製、商品名Poly(ethylene glycol) diglycidyl ether、オキシエチレン基の繰り返し単位数nは8〜9、式(1−1)に相当)(4.0g)を仕込み、還流により24時間撹拌した。反応終了後、室温まで反応液の温度を低下させた。この反応液をアセトン(500mL)に滴下し、析出物を吸引ろ過にて回収した後、50℃で減圧乾燥してポリマー9を1.9g回収した。得られたポリマーを超純水に溶解させ3質量%水溶液を調整したときの粘度は5.5mPa・s(東機産業株式会社製、E型回転粘度計(TVE−22L型)にて25℃で10rpmで測定)であった。
500mLのセパラブルフラスコに、超純水(196g)とカルボキシメチルセルロース−ナトリウム塩(3質量%水溶液での粘度は東機産業株式会社製、E型回転粘度計(TVE−22H型)で25℃で10rpmで測定して6500mPa・s)(4g)を加え、メカニカルスターラーにて300rpmで撹拌して均一に溶解させた。デナコールEX−171(ナガセケムテックス(株)製、成分はLauryl Alcohol(EO)15 Glycidyl Ether、式(1−2)(m2=16)に相当)(4g)を仕込み、還流により24時間撹拌した。反応終了後、室温まで反応液の温度を低下させた。この反応液をアセトン(1000mL)に滴下し、析出物を吸引ろ過にて回収した後、50℃で減圧乾燥してポリマー10を3.5g回収した。得られたポリマーを超純水に溶解させ3質量%水溶液を調整したときの粘度は15mPa・s(東機産業株式会社製、E型回転粘度計(TVE−22L型)にて25℃で10rpmで測定)であった。
500mLのセパラブルフラスコに、超純水(97g)とカルボキシメチルセルロース−ナトリウム塩(3質量%水溶液での粘度は東機産業株式会社製、E型回転粘度計(TVE−22H型)で25℃で10rpmで測定して=3688mPa・s)(3g)を加え、メカニカルスターラーにて300rpmで撹拌して均一に溶解させた。デナコールEX−171(ナガセケムテックス(株)製、成分はLauryl Alcohol(EO)15 Glycidyl Ether、式(1−2)(m2=16)に相当)(6g)を仕込み、還流により24時間撹拌した。反応終了後、室温まで反応液の温度を低下させた。この反応液をアセトン(500mL)に滴下し、析出物を吸引ろ過にて回収した後、50℃で減圧乾燥してポリマー11を2.9g回収した。得られたポリマーを超純水に溶解させ3質量%水溶液を調整したときの粘度は11mPa・s(東機産業株式会社製、E型回転粘度計(TVE−22L型)にて25℃で10rpmで測定)であった。
(負極の製造)
負極活物質としてグラファイトを95質量部、導電助剤として商品名KS−4(ティムカル・グラファイト・アンド・カーボン社の登録商標、炭素を含有する成分)を2重量部に、ポリマー1が3質量部となるように加えて水を添加し、十分に混合して負極用スラリーを得た(スラリーの固形分は51質量%であった。スラリーの粘度は1560mPa・sであった。)。この負極用スラリーを厚さ20μmの銅箔に塗布、乾燥後、プレスして負極電極を得た。電極形成材料の層の厚みは80μmであった。
なお、得られた負極電極の質量を測定し、該質量を、負極電極の厚みと面積より算出された体積で除する事により、電極密度を算出した。
先に得た電極を目視および電子顕微鏡(株式会社日立ハイテクノロジーズ社製、S−4800)にて観察し、電極中に集電体が露出する部分の有無を確認した。
また、電極上部から集電体である銅箔が見えるか否かを目視にて確認し、電極の剥離の有無を確認した。
先に得た負極を直径15.5mmの円状に切断した後、2032型コイン電池のステンレス製コイン外装容器に、対極にリチウム金属箔を使用して、電極間にセパレーター(セルガード)をはさみ、これをエチレンカーボネート/エチルメチルカーボネート/ジエチルカーボネートが1:1:1(体積比)混合液に電解質としてLiPF6を1mol/Lの濃度に溶解し、ビニレンカーボネートを2質量部添加した電解液を数滴垂らした。その後、ポリプロピレン製のパッキンを介して、ステンレス製のキャップを被せ、コイン電池作製用のかしめ器で密封して負極評価用電池を作製した。
この電池を0.05Cに相当する定電流にて0.05Vから3.0Vまで充放電を行った。この際の初期不可逆容量は21mAh/gであった。その後、0.2Cに相当する定電流で0.05Vから3.0Vまで充放電した時の放電容量は2.46mAhだった。
ポリマー1の代わりにポリマー2〜4をそれぞれ用いた以外は、実施例1と同様の方法により、負極の製造、集電体上への塗工性の確認(集電体の露出の有無)、電極剥離の有無の確認、電池製造、電池性能の評価を実施した。ポリマー2を用いる場合を実施例2、ポリマー3を用いる場合を実施例3、ポリマー4を用いる場合を実施例4とした。
ポリマー1の代わりにポリマー5〜8をそれぞれ用いた以外は、実施例1と同様の方法により、負極の製造、集電体上への塗工性の確認(集電体の露出の有無)、電極剥離の有無を実施した。ポリマー5を用いる場合を実施例5、ポリマー6を用いる場合を実施例6、ポリマー7を用いる場合を実施例7、ポリマー8を用いる場合を実施例8とした。
(正極の製造)
正極活物質としてリチウムコバルト酸を90質量部、導電助剤として商品名Super−P(ティムカル・グラファイト・アンド・カーボン社の登録商標、炭素を含有する成分)を5質量部に、ポリマー1が5質量部となるように加えて水を添加し、十分に混合して正極用スラリーを得た(スラリーの固形分は40質量%であった。スラリーの粘度は2640mPa・sであった。)。この正極用スラリーを厚さ20μmのアルミ箔に塗布、乾燥して正極電極を得た。電極形成材料の層の厚みは50μmであった。なお、得られた正極電極の質量を測定し、該質量を、正極電極の厚みと面積より算出された体積で除する事により、電極密度を算出した。
上記正極電極は実施例1と同様の方法により、集電体上への塗工性の確認(集電体の露出の有無)、電極剥離の有無を実施した。
ポリマー1の代わりに3質量%水溶液での粘度が25℃で10rpmで測定して=280mPa・sのカルボキシメチルセルロース−ナトリウム塩を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、負極の製造、集電体上への塗工性の確認(集電体の露出の有無)、電極剥離の有無の確認、電池製造、電池性能の評価を実施した。
ポリマー1の代わりにポリマー10と粘度が6500mPa・sのカルボキシメチルセルロース−ナトリウム塩を重量比で10:3にて混合し3%水溶液の粘度が238mPa・sのポリマー(実施例11)を、または、ポリマー11と粘度が3688mPa・sのカルボキシメチルセルロース−ナトリウム塩を重量比で10:4にて混合し3%水溶液の粘度が206mPa・sのポリマー(実施例12)を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、負極の製造、集電体上への塗工性の確認(集電体の露出の有無)、電極剥離の有無の確認を実施した。
ポリマー1の代わりに、3質量%水溶液での粘度(東機産業株式会社製、E型回転粘度計(TVE−22H型)にて25℃で10rpmで測定)が4282mPa・sのカルボキシメチルセルロース−アンモニウム塩を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、負極の製造、集電体上への塗工性の確認(集電体の露出の有無)、電極剥離の有無の確認、電池製造、電池性能の評価を実施した。
ポリマー1の代わりに、3質量%水溶液での粘度(東機産業株式会社製、E型回転粘度計(TVE−22H型)にて25℃で10rpmで測定)がそれぞれ6500mPa・sのカルボキシメチルセルロース−ナトリウム塩(比較例2)、2807mPa・sのカルボキシメチルセルロース−ナトリウム塩(比較例3)を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、負極の製造、集電体上への塗工性の確認(集電体の露出の有無)、電極剥離の有無の確認を実施した。
ポリマー1の代わりに、3質量%水溶液での粘度(東機産業株式会社製、E型回転粘度計(TVE−22H型)にて25℃で10rpmで測定)が1643mPa・sのアルギン酸ナトリウムを用いた以外は、実施例1と同様の方法により、負極の製造、集電体上への塗工性の確認(集電体の露出の有無)、電極剥離の有無の確認を実施した。
ポリマー1の代わりに、ポリマー9を用いた以外は、実施例1と同様の方法により、負極の製造、集電体上への塗工性の確認(集電体の露出の有無)、電極剥離の有無の確認を実施した。
ポリマー1の代わりに、3質量%水溶液での粘度(東機産業株式会社製、E型回転粘度計(TVE−22H型)にて25℃で10rpmで測定)が4282mPa・sのカルボキシメチルセルロース−アンモニウム塩を用いた以外は、実施例8と同様の方法により、負極の製造、集電体上への塗工性の確認(集電体の露出の有無)、電極剥離の有無の確認を実施した。
また、集電体の露出の有無に関する、電子顕微鏡写真を図1〜図15及び図17〜図19(写真は左半分が倍率500倍で、右半分が倍率1000倍で撮影した部分をそれぞれ示す)に、電極剥離の有無の確認に関する実施例1及び比較例5の電極の写真を図16に示す。図16に示すように、比較例5では電極の外周部に銅箔が見える箇所(剥離部分)が確認された。
Claims (6)
- 集電体上に被覆される電極形成材料であって、該電極形成材料は電極活物質、及びバインダーを含み、
該バインダーは、カルボキシル基含有多糖類とエポキシ化合物との反応生成物、又は該反応生成物とカルボキシル基含有多糖類との組み合わせを含み、
前記カルボキシル基含有多糖類が、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸、及びそれらの塩からなる群から選択される少なくとも一種であり、
そして、該バインダーの3質量%水性溶液において25℃で20〜1500mPa・sの範囲の粘度を有する、上記電極形成材料。 - 前記エポキシ化合物が、式(1):
繰り返し単位数が1〜30のモノまたはポリ(オキシアルキレン)基、
置換されていてもよい炭素原子数1〜30のn価の脂肪族炭化水素基、
炭素原子数6〜30のアリール基、又はそれらの組み合わせを表し、
nは1〜10の整数である。)で表されるエポキシ化合物である、請求項1に記載の電極形成材料。 - さらに導電助剤を含む、請求項1又は請求項2に記載の電極形成材料。
- 前記電極活物質がリチウムコバルト複合酸化物又はグラファイトである、請求項1乃至請
求項3のいずれか一項に記載の電極形成材料。 - 前記導電助剤が炭素材料からなる、請求項3に記載の電極形成材料。
- 請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の電極形成材料及び水を混合して電極形成材料のスラリーを製造する工程、
前記電極形成材料のスラリーを集電体上に塗布し、80〜160℃の温度で加熱し電極形成材料の被膜を形成する工程、
前記被膜を被膜の上からプレスする工程、
を含む、電極の製造方法。
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