JP7008207B2 - 非水電解液電池 - Google Patents
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Description
また、反応阻害因子の結着剤を減らすことで、大電流特性を向上させることができる。例えば、特許文献2には、正極活物質を導電剤の膨張黒鉛で被覆することにより、膨張黒鉛が結着剤の役割を兼ね、正極の吸液性と導電性が向上すると記載されている。
結着剤を更に増量することで、電極自体の強度も更に向上する。しかし、結着剤は電池反応には寄与しないため、電池容量や放電性能の点では好ましくない。正極合剤に含まれる結着剤の量は、1.1~1.8質量%がより好ましく、1.1~1.5質量%がさらに好ましく、1.1~1.2質量%がより一層好ましい。
まず、正極活物質である空気中400℃で10時間焼成した焼成電解二酸化マンガンと、導電剤である膨張黒鉛を乾式混合し、次に、得られた混合粉に結着剤であるポリテトラフルオロエチレンを含む水分散液を加えた後、湿式混合した。得られた混合物を乾燥することで正極合剤を作製した。正極合剤を直径15mm、厚さ2mmの円柱状に打錠成型して正極4を作製した。その正極4の打錠体を250℃で8時間乾燥させた。
一方、厚さ0.6mmの金属リチウム箔を直径16mmの円形に打ち抜いて負極5を作製した。電解液には、プロピレンカーボネートと1,2-ジメトキシエタンとを体積比2:1で混合した非水溶媒に、溶質として過塩素酸リチウム(LiClO4)を濃度1.0mol/Lで溶解させた非水電解液を用いた。
表面に厚み3μmのニッケルめっき層を有するSUS430(厚み250μm)を絞り加工して、底板部の直径が20mm、側部1bの高さが2.8mmのケース3を作製した。
表面に厚み3μmのニッケルめっき層を有するSUS430(厚み250μm)をプレス加工して、天板部8aの直径が17mmの封口板8を作製した。
ポリプロピレン製のガスケット7を封口板8に配置した。封口板8の天板部8aの内側に負極5を貼り付けた。次に、厚さ300μmのポリプロピレン製の不織布をセパレータ6として負極5の上に載置した。その後、セパレータ6の上に正極4を載置した。その後、非水電解液を封口板8内に注液した。予めブロンアスファルトと鉱物油からなる封止剤をケース3の側部3bの内側に塗布しておき、そのケースを封口板8に被せた後、ケース3の側部3bの端部3tを内側に湾曲させて、ガスケット7を介して封口板8の周縁部8bにかしめてコイン形電池11を作製した。組み立て後の電池(約3.5V)を、電池電圧が3.2Vとなるように所定の電気容量分だけ予備放電させた。予備放電後の電池容量は、定抵抗放電(15kΩ)を行ったとき、2Vまでの放電容量を測定した際に230mAhである。
メジアン径が28μmの電解二酸化マンガンを用いた。電解二酸化マンガンのメジアン径に対する膨張黒鉛のメジアン径の比が1.5となる膨張黒鉛を選択した。正極合剤に含まれる結着剤の量は1質量%にし、コイン形電池11を作製した。
電解二酸化マンガンのメジアン径に対する膨張黒鉛のメジアン径の比を1.7にした以外、実施例1と同様に電池を作製した。
電解二酸化マンガンのメジアン径に対する膨張黒鉛のメジアン径の比を2.1にした以外、実施例1と同様に電池を作製した。
電解二酸化マンガンのメジアン径に対する膨張黒鉛のメジアン径の比を2.5にした以外、実施例1と同様に電池を作製した。
電解二酸化マンガンのメジアン径に対する膨張黒鉛のメジアン径の比を3.0にした以外、実施例1と同様に電池を作製した。
電解二酸化マンガンのメジアン径に対する膨張黒鉛のメジアン径の比を1.0にした以外、実施例1と同様に電池を作製した。
メジアン径が35μmの電解二酸化マンガンを用い、電解二酸化マンガンのメジアン径に対する膨張黒鉛のメジアン径の比を1.0とした以外、実施例1と同様に電池を作製した。
メジアン径が45μmの電解二酸化マンガンを用い、電解二酸化マンガンのメジアン径に対する膨張黒鉛のメジアン径の比を1.3した以外、実施例1と同様に電池を作製した。
メジアン径が35μmの電解二酸化マンガンを用い、電解二酸化マンガンのメジアン径に対する膨張黒鉛のメジアン径に対する膨張黒鉛のメジアン径の比を3.5とした以外、実施例1と同様に電池を作製した。
(5)電池評価
作製した実施例1~5と比較例1~4の電池について、それぞれ10個ずつを60℃、相対湿度90%の環境で100日間保存した。保存後に室温において定抵抗放電(15kΩ)を行い、2Vまでの放電容量を測定した。10個の平均値を算出した結果を表1に示す。
正極合剤に含まれる結着剤量を1.1質量%とした以外、実施例3と同様に電池を作製した。
正極合剤に含まれる結着剤量を1.2質量%とした以外、実施例3と同様に電池を作製した。
正極合剤に含まれる結着剤量を1.5質量%とした以外、実施例3と同様に電池を作製した。
正極合剤に含まれる結着剤量を1.8質量%とした以外、実施例3と同様に電池を作製した。
正極合剤に含まれる結着剤量を2.0質量%とした以外、実施例3と同様に電池を作製した。
正極合剤に含まれる結着剤量を0.9質量%とした以外、実施例3と同様に電池を作製した。
正極合剤に含まれる結着剤量を2.1質量%とした以外、実施例3と同様に電池を作製した。
電解二酸化マンガンのメジアン径を20μmとした以外、実施例7と同様にして電池を作製した。
電解二酸化マンガンのメジアン径を25μmとした以外、実施例7と同様に電池を作製した。
電解二酸化マンガンのメジアン径を35μmとした以外、実施例7と同様に電池を作製した。
電解二酸化マンガンのメジアン径を40μmとした以外、実施例7と同様に電池を作製した。
電解二酸化マンガンのメジアン径を45μmとした以外、実施例7と同様に電池を作製した。
電解二酸化マンガンのメジアン径を50μmとした以外、実施例7と同様に電池を作製した。
電解二酸化マンガンのメジアン径を15μmとした以外、実施例7と同様に電池を作製した。
電解二酸化マンガンのメジアン径を55μmとした以外、実施例7と同様に電池を作製した。
Claims (3)
- 正極、負極、電解液を含む非水電解液電池であって、
前記正極が、活物質の電解二酸化マンガン、導電剤の膨張黒鉛、および結着剤を含む正極合剤を備え、
前記膨張黒鉛は、ベーサル面およびエッジ面を有し、
前記エッジ面の厚みの平均値が0.1~5μmであり、
前記膨張黒鉛のメジアン径が、30~60μmであり、
前記電解二酸化マンガンのメジアン径に対する前記膨張黒鉛のメジアン径の比が、1.5~3である、非水電解液電池。 - 前記正極合剤に含まれる前記結着剤の割合が、1~2質量%である、請求項1に記載の非水電解液電池。
- 前記電解二酸化マンガンのメジアン径が、20~50μmである、請求項1または請求項2に記載の非水電解液電池。
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