JP7349708B2 - Coating liquid for lithium secondary battery electrodes, method for producing electrodes for lithium secondary batteries, and electrodes for lithium secondary batteries - Google Patents
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Description
本発明は、安全性に優れ、かつ充放電サイクル特性の良好なリチウム二次電池用電極の簡便かつ経済的な製造方法に関する。 The present invention relates to a simple and economical method for producing an electrode for a lithium secondary battery that is highly safe and has good charge-discharge cycle characteristics.
リチウム二次電池において、電極表面の傷や凹凸が原因となって、電極に接しているセパレータの電気絶縁性を破壊することがある。その結果、電気的な内部短絡が発生することがある。 In lithium secondary batteries, scratches or irregularities on the electrode surface may destroy the electrical insulation of the separator in contact with the electrode. As a result, electrical internal short circuits may occur.
この内部短絡を防止するため、電極活物質層表面に絶縁性の多孔質膜からなる保護層を設けることが提案されている。例えば、特許文献1、2には、イオン透過性の保護層を形成させるための方法として、ポリイミド等からなる耐熱性の保護層形成用塗膜を電極表面に形成した後、その乾燥前に、水、メチルアルコール等の凝固液を含む凝固浴に浸漬することにより、塗膜内で相分離を起こさせて多孔質保護層を得る方法が提案されている。しかしながら、このような方法で得られた電極は、活物質層と多孔質層との接着性が低いため、短絡に対する防止効果は、必ずしも充分なものではなく、電池の安全性確保の観点から改善すべき点があった。また、多孔質保護層のイオン透過性も充分なものではなく、電極として用いた際、充分なサイクル特性が得られなかった。さらに、水やメチルアルコール等の凝固液を用いて相分離を起こさせる方法で得られる電極は、活物質層全体が凝固浴と接するので、その凝固液が活物質層本来の特性を損なうことがあった。これらの問題点に加え、この方法については、凝固浴から凝固液を含む廃液が発生するので、環境適合性の観点から、製造法としても問題があった。 In order to prevent this internal short circuit, it has been proposed to provide a protective layer made of an insulating porous film on the surface of the electrode active material layer. For example, in Patent Documents 1 and 2, as a method for forming an ion-permeable protective layer, after forming a heat-resistant protective layer-forming coating film made of polyimide or the like on the electrode surface, and before drying, A method has been proposed in which a porous protective layer is obtained by causing phase separation within the coating film by immersing the coating in a coagulation bath containing a coagulation liquid such as water or methyl alcohol. However, since the electrode obtained by this method has low adhesion between the active material layer and the porous layer, the prevention effect against short circuits is not necessarily sufficient, and improvements are needed from the perspective of ensuring battery safety. There was something to be done. Furthermore, the ion permeability of the porous protective layer was not sufficient, and when used as an electrode, sufficient cycle characteristics could not be obtained. Furthermore, in electrodes obtained by a method of causing phase separation using a coagulating liquid such as water or methyl alcohol, the entire active material layer comes into contact with the coagulating bath, so the coagulating liquid does not impair the original characteristics of the active material layer. there were. In addition to these problems, this method also has problems as a manufacturing method from the viewpoint of environmental compatibility, since a waste liquid containing a coagulating liquid is generated from the coagulating bath.
このような問題を解決するための方法として、特許文献3には、リチウム二次電池用電極を製造するための方法であって、金属箔上に形成された電極活物質層の表面にポリアミドイミド(PAI)と溶媒とを含む塗液を塗布して塗膜を形成し、しかる後、前記塗膜中の溶媒を除去する際、塗膜中に残存する貧溶媒の作用を利用して塗膜内で相分離を起こさせて、イオン透過性を有する耐熱性多孔質PAI層を形成せしめる方法が開示されており、貧溶媒として、テトラグライム、トリグライム等のエーテル系溶媒が有効であると記載されている。この方法により、イオン透過性を有する多孔質PAIからなる保護層を形成させることができるが、イオン透過性をさらに高めることが必要であった。また、高価なエーテル系溶媒を多量に用いる必要があり、経済性の観点においても、改良すべき点があった。 As a method for solving such problems, Patent Document 3 describes a method for manufacturing an electrode for a lithium secondary battery, in which polyamide-imide is coated on the surface of an electrode active material layer formed on a metal foil. A coating liquid containing (PAI) and a solvent is applied to form a coating film, and then, when the solvent in the coating film is removed, the coating film is formed using the action of the poor solvent remaining in the coating film. A method of forming a heat-resistant porous PAI layer having ion permeability by causing phase separation within the PAI is disclosed, and it is stated that ether solvents such as tetraglyme and triglyme are effective as poor solvents. ing. Although this method makes it possible to form a protective layer made of porous PAI having ion permeability, it is necessary to further increase the ion permeability. In addition, it is necessary to use a large amount of expensive ether solvent, and there are points that need to be improved from the economic point of view.
一方、特許文献4には、貧溶媒として、アルコール系溶媒を含むPAI溶液から、多孔質PAIフィルムを得る方法が開示されている。この方法では、貧溶媒であるアルコールの使用量を少なくしても気孔率の高い多孔質PAIフィルムが得られる。 On the other hand, Patent Document 4 discloses a method for obtaining a porous PAI film from a PAI solution containing an alcohol solvent as a poor solvent. With this method, a porous PAI film with high porosity can be obtained even if the amount of alcohol, which is a poor solvent, is reduced.
しかしながら、特許文献4に記載された多孔質PAIフィルム形成用溶液を用いて、リチウム二次電池用電極の多孔質PAIからなる保護層を形成した場合、充分なイオン透過性が得られない場合があり、リチウム二次電池用電極として良好なサイクル特性を得るには改良すべき点があった。 However, when a protective layer made of porous PAI for an electrode for a lithium secondary battery is formed using the porous PAI film forming solution described in Patent Document 4, sufficient ion permeability may not be obtained. However, there were points that needed to be improved in order to obtain good cycle characteristics as an electrode for lithium secondary batteries.
本発明は、イオン透過性に優れ、良好なサイクル特性を有する多孔質PAIからなる保護層が、電極活物質層に積層一体化されたリチウム二次電池用電極を、簡便かつ経済的に製造することができる塗液およびこれを用いたリチウム二次電池用電極の製造方法の提供を目的とする。 The present invention simply and economically produces an electrode for a lithium secondary battery in which a protective layer made of porous PAI having excellent ion permeability and good cycle characteristics is laminated and integrated with an electrode active material layer. The purpose of the present invention is to provide a coating liquid that can be used as a coating liquid, and a method of manufacturing an electrode for a lithium secondary battery using the coating liquid.
本発明者らは、保護層形成用の塗液組成を特定のものとすることにより前記課題が解決されることを見出し、本発明の完成に至った。 The present inventors have found that the above-mentioned problem can be solved by specifying the composition of the coating liquid for forming the protective layer, and have completed the present invention.
本発明は下記を趣旨とするものである。 The purpose of the present invention is as follows.
<1> 以下の特徴を有する、リチウム二次電池電極の電極活物質への保護層積層に用いる塗液。
1)溶質が、PAIからなる。
2)溶媒が、PAIに対する良溶媒と貧溶媒との混合溶媒からなり、貧溶媒がエチレンカーボネートおよび/またはプロピレンカーボネートである。
3)フィラを含有する。
<2> リチウム二次電池用電極を製造するための方法であって、金属箔上に形成された電極活物質層の表面に、前記塗液を塗布して塗膜を形成し、しかる後、前記塗膜中の溶媒を除去する際、塗膜中に残存するエチレンカーボネートまたはプロピレンカーボネートの作用を利用して塗膜内で相分離を起こさせて、イオン透過性を有する多孔質PAIからなる保護層を形成せしめることを特徴とするリチウム二次電池用電極の製造方法。
<3>金属箔上に形成された電極活物質層の表面に、フィラを含有した多孔質PAIからなる保護層が形成されており、前記保護層には、エチレンカーボネートおよび/またはプロピレンカーボネートが残留しており、その含有率が、保護層質量に対し、0.01質量%以上、10質量%以下であることを特徴とし、保護層に基づくイオン抵抗上昇率が20%以下であることを特徴とするリチウム二次電池用電極。
<1> A coating liquid used for laminating a protective layer on an electrode active material of a lithium secondary battery electrode , which has the following characteristics.
1) The solute consists of PAI.
2) The solvent is a mixed solvent of a good solvent and a poor solvent for PAI, and the poor solvent is ethylene carbonate and/or propylene carbonate.
3) Contains filler.
<2> A method for manufacturing an electrode for a lithium secondary battery, in which the coating liquid is applied to the surface of an electrode active material layer formed on a metal foil to form a coating film, and then, When the solvent in the coating film is removed, the action of ethylene carbonate or propylene carbonate remaining in the coating film is used to cause phase separation within the coating film, resulting in a protection made of porous PAI having ion permeability. A method for producing an electrode for a lithium secondary battery, the method comprising forming a layer.
<3> A protective layer made of porous PAI containing filler is formed on the surface of the electrode active material layer formed on the metal foil, and ethylene carbonate and/or propylene carbonate remains in the protective layer. The content thereof is 0.01% by mass or more and 10% by mass or less based on the mass of the protective layer, and the ionic resistance increase rate based on the protective layer is 20% or less. Electrodes for lithium secondary batteries.
本発明の塗液を用いて得られる、保護層が形成されたリチウム二次電池用電極は、イオン透過性に優れるので良好なサイクル特性を有する。 The electrode for a lithium secondary battery on which a protective layer is formed, which is obtained using the coating liquid of the present invention, has excellent ion permeability and therefore has good cycle characteristics.
本発明の塗液を用いて、金属箔上に形成された電極活物質層の表面にイオン透過性を有する保護層を形成させる。リチウム二次電池用電極とは、リチウムイオン二次電池を構成する電極であって、正極活物質層が正極集電体に接合された正極、または、負極活物質層が負極集電体に接合された負極をいう。電極活物質層は、正極活物質層と負極活物質層の総称である。なお、リチウム二次電池の安全性向上の観点から、保護層は、負極活物質層上に形成させることが好ましい。このようにすることにより、負極活物質表面において、リチウムデンドライト(金属リチウムの針状結晶)の発生を抑制することができる。このリチウムデンドライトは、電気的な短絡を生じさせる虞がある。 Using the coating liquid of the present invention, a protective layer having ion permeability is formed on the surface of the electrode active material layer formed on the metal foil. An electrode for a lithium secondary battery is an electrode that constitutes a lithium ion secondary battery, and is a positive electrode in which a positive electrode active material layer is bonded to a positive electrode current collector, or a negative electrode active material layer bonded to a negative electrode current collector. refers to the negative electrode. The electrode active material layer is a general term for the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. Note that from the viewpoint of improving the safety of the lithium secondary battery, the protective layer is preferably formed on the negative electrode active material layer. By doing so, it is possible to suppress the generation of lithium dendrites (acicular crystals of metallic lithium) on the surface of the negative electrode active material. This lithium dendrite may cause an electrical short circuit.
金属箔としては、銅箔、ステンレス箔、ニッケル箔、アルミ箔等の金属箔を使用することができる。金属箔は、リチウム二次電池用電極として作用するものであり、正極にはアルミ箔が、負極には銅箔が好ましく用いられる。これらの金属箔の厚みは5~50μmが好ましく、9~18μmがより好ましい。これらの金属箔の表面は、活物質層との接着性を向上させるための粗面化処理や防錆処理がなされていてもよい。 As the metal foil, metal foils such as copper foil, stainless steel foil, nickel foil, and aluminum foil can be used. The metal foil acts as an electrode for a lithium secondary battery, and aluminum foil is preferably used for the positive electrode, and copper foil is preferably used for the negative electrode. The thickness of these metal foils is preferably 5 to 50 μm, more preferably 9 to 18 μm. The surface of these metal foils may be subjected to roughening treatment or rust prevention treatment to improve adhesion to the active material layer.
正極活物質層は、正極活物質粒子を樹脂バインダで結着して得られる層である。正極活物質粒子として用いられる材料としては、リチウムイオンを吸蔵保存できるものが好ましく、蓄電素子の正極活物質として一般に用いられるものを挙げることができる。例えば、酸化物系(LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4等)、複合酸化物系、リン酸鉄系(LiFePO4、Li2FePO4F等)、高分子化合物系(ポリアニリン、ポリチオフェン等)等の活物質粒子を挙げることができる。これらの中でも、LiCoO2、LiNiO2、LiFePO4が好ましい。正極活物質層には、その内部抵抗を低下させるため、カーボン(黒鉛、カーボンブラック等)粒子や金属(銀、銅、ニッケル等)粒子等の導電助剤が、1~30質量%程度配合されていてもよい。 The positive electrode active material layer is a layer obtained by binding positive electrode active material particles with a resin binder. The material used as the positive electrode active material particles is preferably one that can occlude and store lithium ions, and examples thereof include materials commonly used as positive electrode active materials for power storage elements. For example, oxide type (LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 etc.), composite oxide type, iron phosphate type (LiFePO 4 , Li 2 FePO 4 F etc.), polymer compound type (polyaniline, polythiophene etc.) Examples of active material particles include: Among these, LiCoO 2 , LiNiO 2 and LiFePO 4 are preferred. The positive electrode active material layer contains about 1 to 30% by mass of conductive additives such as carbon (graphite, carbon black, etc.) particles and metal (silver, copper, nickel, etc.) particles in order to reduce its internal resistance. You can leave it there.
負極活物質層は、負極活物質粒子を樹脂バインダで結着して得られる層である。負極活物質粒子として用いられる材料としては、リチウムイオンを吸蔵保存できるものが好ましく、蓄電素子の負極活物質として一般に用いられるものを挙げることができる。例えば、グラファイト、アモルファスカーボン、シリコン系、錫系等の活物質粒子を挙げることができる。これらの中でもグラファイト粒子、シリコン系粒子が好ましい。シリコン系粒子としては、例えば、シリコン単体、シリコン合金、シリコン・二酸化珪素複合体等の粒子を挙げることができる。ここで、シリコン単体とは、純度が95質量%以上の結晶質または非晶質のシリコンをいう。負極活物質層には、その内部抵抗を低下させるため、カーボン(黒鉛、カーボンブラック等)粒子や金属(銀、銅、ニッケル等)粒子等の導電助剤が、1~30質量%程度配合されていてもよい。 The negative electrode active material layer is a layer obtained by binding negative electrode active material particles with a resin binder. The material used as the negative electrode active material particles is preferably one that can occlude and store lithium ions, and includes materials commonly used as negative electrode active materials for power storage elements. Examples include graphite, amorphous carbon, silicon-based, tin-based active material particles, and the like. Among these, graphite particles and silicon-based particles are preferred. Examples of silicon-based particles include particles of simple silicon, silicon alloys, and silicon/silicon dioxide composites. Here, simple silicon refers to crystalline or amorphous silicon with a purity of 95% by mass or more. The negative electrode active material layer contains about 1 to 30% by mass of conductive additives such as carbon (graphite, carbon black, etc.) particles and metal (silver, copper, nickel, etc.) particles in order to reduce its internal resistance. You can leave it there.
活物質粒子や導電助剤の平均粒子径は、正極、負極いずれも50μm以下が好ましく、10μm以下がさらに好ましい。平均粒子径は、小さすぎても樹脂バインダによる結着が難しくなるので、通常0.1μm以上、好ましくは0.5μm以上である。 The average particle diameter of the active material particles and the conductive additive is preferably 50 μm or less for both the positive electrode and the negative electrode, and more preferably 10 μm or less. If the average particle diameter is too small, binding by the resin binder becomes difficult, so it is usually 0.1 μm or more, preferably 0.5 μm or more.
電極活物質層の気孔率は、正極、負極いずれも5~50体積%が好ましく、10~40体積%がより好ましい。 The porosity of the electrode active material layer is preferably 5 to 50% by volume, more preferably 10 to 40% by volume for both the positive electrode and the negative electrode.
電極活物質層の厚みは、通常20~200μm程度である。 The thickness of the electrode active material layer is usually about 20 to 200 μm.
活物質粒子を結着させるための樹脂バインダとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ビニリデンフロライド-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフロライド-テトラフルオロエチレン共重合体、スチレン・ブタジエン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド、ポリアミドイミド等、公知の樹脂バインダを挙げることができる。 Examples of the resin binder for binding the active material particles include polyvinylidene fluoride (PVDF), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, and styrene-butadiene copolymer. Known resin binders can be mentioned, such as polyester, polytetrafluoroethylene, polypropylene, polyethylene, polyimide, and polyamideimide.
保護層を形成するPAIは、原料であるトリカルボン酸成分とジアミン成分との重縮合反応を行うことにより得られる高分子である。 PAI forming the protective layer is a polymer obtained by performing a polycondensation reaction between a tricarboxylic acid component and a diamine component, which are raw materials.
PAIのトリカルボン酸成分は、1分子あたり3個のカルボキシル基(その誘導体を含む)および1個以上の芳香環を有する有機化合物であって、当該3個のカルボキシル基のうち、少なくとも2個のカルボキシル基が酸無水物形態を形成し得る位置に配置されたものである。 The tricarboxylic acid component of PAI is an organic compound having three carboxyl groups (including derivatives thereof) and one or more aromatic rings per molecule, and among the three carboxyl groups, at least two carboxyl groups The group is placed in a position where it can form an acid anhydride form.
芳香族トリカルボン酸成分として、例えば、ベンゼントリカルボン酸成分、ナフタレントリカルボン酸成分を挙げることができる。 Examples of the aromatic tricarboxylic acid component include a benzenetricarboxylic acid component and a naphthalenetricarboxylic acid component.
ベンゼントリカルボン酸成分の具体例として、例えば、トリメリット酸、ヘミメリット酸、ならびにこれらの無水物およびそのモノクロライドを挙げることができる。 Specific examples of the benzenetricarboxylic acid component include trimellitic acid, hemimellitic acid, anhydrides thereof, and monochlorides thereof.
ナフタレントリカルボン酸成分の具体例として、例えば、1,2,3-ナフタレントリカルボン酸、1,6,7-ナフタレントリカルボン酸、1,4,5-ナフタレントリカルボン酸、ならびにこれらの無水物およびそのモノクロライドを挙げることができる。 Specific examples of naphthalenetricarboxylic acid components include 1,2,3-naphthalenetricarboxylic acid, 1,6,7-naphthalenetricarboxylic acid, 1,4,5-naphthalenetricarboxylic acid, their anhydrides, and their monochlorides. can be mentioned.
芳香族トリカルボン酸成分の中では、トリメリット酸および無水トリメリット酸クロライド(TAC)が好ましい。 Among the aromatic tricarboxylic acid components, trimellitic acid and trimellitic anhydride chloride (TAC) are preferred.
トリカルボン酸成分は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The tricarboxylic acid component may be used alone or in combination of two or more types.
また、トリカルボン酸成分は、その一部がテレフタル酸、イソフタル酸、ピロメリット酸、3,3′,4,4′-ビフェニルテトラカルボン酸、3,3′,4,4′-ベンゾフェノンテトラカルボン酸等の成分で置換されたものを用いてもよい。 In addition, some of the tricarboxylic acid components are terephthalic acid, isophthalic acid, pyromellitic acid, 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic acid, and 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid. Those substituted with other components may also be used.
PAIのジアミン成分は、1分子あたり2個の1級アミノ基(その誘導体を含む)および1個以上の芳香環を有する有機化合物である。 The diamine component of PAI is an organic compound having two primary amino groups (including derivatives thereof) and one or more aromatic rings per molecule.
芳香族ジアミン成分の具体例として、例えば、4,4′-ジアミノジフェニルエーテル(DADE)、m-フェニレンジアミン(MDA)、p-フェニレンジアミン、4,4′-ジフェニルメタンジアミン(DMA)、4,4′-ジフェニルエーテルジアミン、ジフェニルスルホン-4,4′-ジアミン、ジフェニル-4,4′-ジアミン、o-トリジン、2,4-トリレンジアミン、2,6-トリレンジアミン、キシリレンジアミン、ナフタレンジアミン、ならびにこれらのジイソシアネート誘導体を挙げることができる。 Specific examples of aromatic diamine components include 4,4'-diaminodiphenyl ether (DADE), m-phenylenediamine (MDA), p-phenylenediamine, 4,4'-diphenylmethanediamine (DMA), 4,4' - diphenyl ether diamine, diphenylsulfone-4,4'-diamine, diphenyl-4,4'-diamine, o-tolydine, 2,4-tolylene diamine, 2,6-tolylene diamine, xylylene diamine, naphthalene diamine, and their diisocyanate derivatives.
芳香族ジアミン成分の中では、DADE、MDAおよびDMAが好ましい。 Among the aromatic diamine components, DADE, MDA and DMA are preferred.
芳香族ジアミン成分は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The aromatic diamine components may be used alone or in combination of two or more.
PAIは、通常、200℃以上のガラス転移温度を有する。ガラス転移温度は、DSC(示差熱分析)により測定された値を用いている。 PAI typically has a glass transition temperature of 200°C or higher. For the glass transition temperature, a value measured by DSC (differential thermal analysis) is used.
本発明の塗液には、PAIに対する良溶媒と貧溶媒とからなる混合溶媒が含まれている。ここで、良溶媒とは、PAIに対する25℃での溶解度が、1質量%以上である溶媒のことであり、貧溶媒とは、PAIに対する25℃での溶解度が、1質量%未満である溶媒のことである。 The coating liquid of the present invention contains a mixed solvent consisting of a good solvent and a poor solvent for PAI. Here, a good solvent is a solvent whose solubility for PAI at 25°C is 1% by mass or more, and a poor solvent is a solvent whose solubility for PAI at 25°C is less than 1% by mass. It is about.
本発明で用いられる良溶媒としては、アミド系溶媒を用いることが好ましい。アミド系溶媒としては、例えば、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミドを挙げることができる。アミド系溶媒は、これらを単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、NMPが好ましい。 As the good solvent used in the present invention, it is preferable to use an amide solvent. Examples of the amide solvent include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N,N-dimethylformamide, and N,N-dimethylacetamide. The amide solvents may be used alone or in combination of two or more. Among these, NMP is preferred.
本発明で用いられる貧溶媒は、エチレンカーボネートおよび/またはプロピレンカーボネート(エステル系溶媒)であることが必要である。 The poor solvent used in the present invention needs to be ethylene carbonate and/or propylene carbonate (ester solvent).
混合溶媒中におけるエチレンカーボネートおよび/またはプロピレンカーボネートの含有量は、全溶媒質量に対し、1質量%以上、70質量%未満であることが好ましく、5質量%以上、60質量%以下とすることがより好ましい。溶媒組成を前記のようにすることにより、PAI塗液から得られる塗膜を乾燥して固化させる際に、塗膜中に残存するエチレンカーボネートまたはプロピレンカーボネート(貧溶媒)の作用により、効率よく相分離が起こり、高い気孔率を有する多孔質PAIを形成させることができる。なお、ここで用いられるPAI溶液は、均一な溶液である。均一な溶液とは、可視光線に対して透明な溶液をいう。
このような均一溶液を用いることにより、塗膜乾燥時に均一な相分離現象が誘起される。従い、例えば、特開2007-269575号公報に開示されたような、ミクロ相分離した、不均一なPAI溶液は好ましくない。
The content of ethylene carbonate and/or propylene carbonate in the mixed solvent is preferably 1% by mass or more and less than 70% by mass, and preferably 5% by mass or more and 60% by mass or less, based on the total solvent mass. More preferred. By setting the solvent composition as described above, when the coating film obtained from the PAI coating liquid is dried and solidified, the ethylene carbonate or propylene carbonate (poor solvent) remaining in the coating film can efficiently interact with each other. Separation can occur and form a porous PAI with high porosity. Note that the PAI solution used here is a uniform solution. A homogeneous solution refers to a solution that is transparent to visible light.
By using such a uniform solution, a uniform phase separation phenomenon is induced during drying of the coating film. Therefore, for example, a microphase-separated, non-uniform PAI solution as disclosed in JP-A No. 2007-269575 is not preferred.
本発明の塗液は、前記PAI溶液にフィラを配合することが必要である。このようにすることにより、形成される保護層の良好なイオン透過性を確保することができる。すなわち、貧溶媒の作用により形成されるPAIの多孔質構造と、フィラの配合により形成される多孔質構造の相乗効果により、良好なイオン透過性を有する保護層が得られるのである。 The coating liquid of the present invention requires a filler to be blended into the PAI solution. By doing so, it is possible to ensure good ion permeability of the formed protective layer. That is, a protective layer having good ion permeability can be obtained due to the synergistic effect of the porous structure of PAI formed by the action of the poor solvent and the porous structure formed by blending the filler.
フィラの種類に制限は無く、有機フィラ、無機フィラおよびその混合物等を用いることができる。有機フィラの具体例としては、例えば、スチレン、ビニルケトン、アクリロニトリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレート、アクリル酸メチル等の単独または2種類以上の共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、4フッ化エチレン-6フッ化プロピレン共重合体、4フッ化エチレン-エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド等のフッ素系樹脂等の重合体からなる粉体を挙げることができる。有機フィラは、単独または2種以上を混合して用いることができる。無機フィラの具体例としては、例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物、炭酸塩、硫酸塩等の無機物からなる粉体を挙げることができる。具体例としては、アルミナ、ベーマイト、シリカ、二酸化チタン、硫酸バリウムまたは炭酸カルシウム等からなる粉体を挙げることができる。無機フィラは、単独または2種以上を混合して用いることができる。これらの無機フィラの中でも、化学的安定性の観点から、アルミナ、ベーマイトが好ましい。 There is no restriction on the type of filler, and organic fillers, inorganic fillers, mixtures thereof, etc. can be used. Specific examples of organic fillers include styrene, vinyl ketone, acrylonitrile, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl acrylate, copolymers of two or more of them, polytetrafluoroethylene, Examples include powders made of polymers such as fluororesins such as tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer, and polyvinylidene fluoride. Organic fillers can be used alone or in combination of two or more. Specific examples of the inorganic filler include powders made of inorganic substances such as metal oxides, metal nitrides, metal carbides, metal hydroxides, carbonates, and sulfates. Specific examples include powders made of alumina, boehmite, silica, titanium dioxide, barium sulfate, calcium carbonate, and the like. Inorganic fillers can be used alone or in combination of two or more. Among these inorganic fillers, alumina and boehmite are preferred from the viewpoint of chemical stability.
フィラの形状に制限はなく、略球状、板状、柱状、針状、ウィスカー状、繊維状等の粒子を用いることができ、略球状粒子が好ましい。略球状粒子のアスペクト比(粒子の長径/粒子の短径)は1以上、1.5以下とすることが好ましい。 There is no restriction on the shape of the filler, and substantially spherical, plate-like, columnar, needle-like, whisker-like, and fibrous particles can be used, with substantially spherical particles being preferred. The aspect ratio (major axis of particle/minor axis of particle) of the approximately spherical particles is preferably 1 or more and 1.5 or less.
フィラの平均粒子径に制限はないが、0.01μm以上、2μm以下であることが好ましい。平均粒子径はレーザ回折散乱法に基づく測定装置により測定することができる。 There is no limit to the average particle diameter of the filler, but it is preferably 0.01 μm or more and 2 μm or less. The average particle diameter can be measured using a measuring device based on laser diffraction scattering method.
フィラは、その表面が、界面活性剤やシランカップラのような表面処理剤で処理されていてもよい。 The surface of the filler may be treated with a surface treatment agent such as a surfactant or a silane coupler.
フィラ配合量に制限はないが、PAIとフィラとの合計質量に対し、通常、10~95質量%であり、20~90質量%とすることが好ましい。 There is no limit to the amount of filler added, but it is usually 10 to 95% by weight, preferably 20 to 90% by weight, based on the total weight of PAI and filler.
PAI塗液中におけるPAI固形分濃度は、1~50質量%が好ましく、2~30質量%がより好ましい。 The PAI solid content concentration in the PAI coating liquid is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 2 to 30% by mass.
必要に応じて、PAI塗液に、各種界面活性剤やシランカップラ等公知の添加物、PAI以外の他のポリマー、エチレンカーボネートまたはプロピレンカーボネート以外の溶媒等を、本発明の効果を損なわない範囲で添加してもよい。 If necessary, known additives such as various surfactants and silane couplers, polymers other than PAI, solvents other than ethylene carbonate or propylene carbonate, etc. may be added to the PAI coating liquid within a range that does not impair the effects of the present invention. May be added.
前記のようにして得られた PAI塗液を、電極活物質層の表面に塗布し、100~180℃で乾燥することにより、塗膜中に残存する貧溶媒の作用を利用して塗膜内で相分離を起こさせて、イオン透過性が良好な多孔質PAIからなる保護層を形成することができる。保護層の厚みに制限はないが、1~20μmとすることが好ましく、2~10μmとすることがより好ましい。 The PAI coating liquid obtained as described above is applied to the surface of the electrode active material layer and dried at 100 to 180°C, thereby making use of the effect of the poor solvent remaining in the coating film. By causing phase separation to occur, a protective layer made of porous PAI with good ion permeability can be formed. There is no limit to the thickness of the protective layer, but it is preferably 1 to 20 μm, more preferably 2 to 10 μm.
保護層のイオン透過性は、例えば、保護層の積層前後のイオン抵抗率を算出し、積層後電極のイオン抵抗率の積層前電極(P-1)に対する比率(イオン抵抗上昇率)を求めることにより評価することができる。本発明のイオン抵抗上昇率は、20%以下であることが好ましく、15%以下であることがより好ましい。
このようにすることにより、リチウム二次電池とした際の良好なサイクル特性を確保することができる。
The ion permeability of the protective layer can be determined by, for example, calculating the ionic resistivity before and after laminating the protective layer, and determining the ratio (ion resistance increase rate) of the ionic resistivity of the laminated electrode to the pre-laminated electrode (P-1). It can be evaluated by The ionic resistance increase rate of the present invention is preferably 20% or less, more preferably 15% or less.
By doing so, good cycle characteristics can be ensured when used as a lithium secondary battery.
このようにして得られた保護層には、微量のエチレンカーボネートまたはプロピレンカーボネートが残留していることが好ましい。エチレンカーボネートまたはプロピレンカーボネートの残留率としては、保護層質量に対し、0.01質量%以上、10質量%以下とすることが好ましく、0.1質量%以上、5質量%以下とすることがより好ましい。 Preferably, a trace amount of ethylene carbonate or propylene carbonate remains in the protective layer thus obtained. The residual rate of ethylene carbonate or propylene carbonate is preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less, based on the mass of the protective layer. preferable.
PAI塗液を塗布するに際しては、ロールツーロールにより連続的に塗布する方法、枚様で塗布する方法が採用でき、いずれの方法でもよい。塗布装置としては、ダイコータ、多層ダイコータ、グラビアコータ、コンマコータ、リバースロールコータ、ドクタブレードコータ等が使用できる。 When applying the PAI coating liquid, a continuous roll-to-roll coating method or a sheet-wise coating method can be employed, and either method may be used. As a coating device, a die coater, a multilayer die coater, a gravure coater, a comma coater, a reverse roll coater, a doctor blade coater, etc. can be used.
本発明のPAI塗液を用いて得られた電極の保護層の表面には、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン-プロピレン共重合樹脂などからなるポリオレフィン樹脂粒子を堆積することによりポリオレフィン樹脂層を形成させることができる。このようにすることにより、電極間の短絡などにより電池が異常発熱した際、樹脂粒子が溶融して電流の経路を塞ぐので電池に流れる電流をシャットダウンすることができるので、安全性をより高めることができる。ポリオレフィン樹脂粒子の融点は140℃以下とすることが好ましい。また堆積されたポリオレフィン樹脂層の厚みは、10~25μmとすることが好ましい。 A polyolefin resin layer is formed on the surface of the protective layer of the electrode obtained using the PAI coating liquid of the present invention by depositing polyolefin resin particles made of polyethylene resin, polypropylene resin, ethylene-propylene copolymer resin, etc. be able to. By doing this, when the battery abnormally heats up due to a short circuit between the electrodes, the resin particles melt and block the current path, making it possible to shut down the current flowing through the battery, further increasing safety. I can do it. The melting point of the polyolefin resin particles is preferably 140°C or lower. Further, the thickness of the deposited polyolefin resin layer is preferably 10 to 25 μm.
以上述べた如く、本発明の電極を、簡単なプロセスで容易に製造することができる。 As described above, the electrode of the present invention can be easily manufactured by a simple process.
以下に、実施例を挙げて、本発明をさらに詳細に説明する。なお本発明は実施例により限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be explained in more detail below with reference to Examples. Note that the present invention is not limited to the examples.
下記の実施例及び比較例で使用した電極を以下のようにして得た。 Electrodes used in the following examples and comparative examples were obtained as follows.
負極活物質である黒鉛粒子(平均粒子径8μm)88質量部と、導電助剤のカーボンブラック(アセチレンブラック)5質量部と、バインダ樹脂であるPVDF7質量部とを、N-メチル-2-ピロリドン中に均一に分散して、固形分濃度25質量%の負極活物質分散体を得た。この分散体を負極集電体である厚さ18μmの銅箔に塗布し、得られた塗膜を150℃で20分乾燥後、熱プレスして、銅箔上に形成された厚みが100μmの負極活物質層を設けた電極(P-1)を得た。 88 parts by mass of graphite particles (average particle diameter 8 μm) as a negative electrode active material, 5 parts by mass of carbon black (acetylene black) as a conductive agent, and 7 parts by mass of PVDF as a binder resin were combined with N-methyl-2-pyrrolidone. A negative electrode active material dispersion having a solid content concentration of 25% by mass was obtained. This dispersion was applied to a copper foil with a thickness of 18 μm, which is a negative electrode current collector, and the resulting coating film was dried at 150°C for 20 minutes, and then hot pressed, so that the thickness of the film formed on the copper foil was 100 μm. An electrode (P-1) provided with a negative electrode active material layer was obtained.
下記の実施例及び比較例において得られた電極の特性等は、以下の方法で評価した。 The characteristics of the electrodes obtained in the following Examples and Comparative Examples were evaluated by the following methods.
(1)イオン透過性
電極を直径16mmの円形に打ち抜き、ポリエチレン製多孔膜からなるセパレータと、リチウム箔とを順に積層し、これをステンレス製のコイン型外装容器中に収納した。この外装容器中に電解液(溶媒:エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを体積比で1:1の割合で混合した混合溶媒、電解質:1MLiPF6)を注入し、外装容器にパッキンを介してステンレス製のキャップをかぶせて固定し、電池缶を封止して、評価用のセルを得た。このセルを用い、25℃で、100KHzでのインピーダンスから、保護層の積層前後のイオン抵抗率を算出し、積層後電極のイオン抵抗率の積層前電極(P-1)に対する比率(イオン抵抗上昇率)を求めることによりイオン透過性を評価した。
(2)サイクル特性
前記で得られた試験セルを用い、測定温度:30℃、電圧範囲:0.01~2V、充電電流および放電電流:500mA/g-電極活物質層の充放電条件で繰り返しの充放電を行い、20回目放電容量の2回目放電容量に対する比率(放電容量維持率)を求めることによりサイクル特性を評価した。
(3)残留溶媒含有率
保護層から削り取った試料5mgを用い、示差熱/熱重量測定装置(株式会社リガク製Thermo plus EVO2)により、室温(20℃)から300℃まで昇温した前後での保護層質量の減少率を測定し、残留溶媒含有率を算出した。
(1) Ion permeability
An electrode was punched out into a circular shape with a diameter of 16 mm, a separator made of a porous polyethylene film and lithium foil were sequentially laminated, and this was housed in a coin-shaped outer container made of stainless steel. An electrolytic solution (solvent: a mixed solvent of ethylene carbonate and dimethyl carbonate mixed at a volume ratio of 1:1, electrolyte: 1 MLiPF 6 ) was injected into the outer container, and a stainless steel A cap was placed and fixed, and the battery can was sealed to obtain a cell for evaluation. Using this cell, the ionic resistivity before and after lamination of the protective layer was calculated from the impedance at 100 KHz at 25°C, and the ratio of the ionic resistivity of the laminated electrode to the pre-laminated electrode (P-1) (ion resistance increase The ion permeability was evaluated by determining the
(2) Cycle characteristics Using the test cell obtained above, measurement temperature: 30°C, voltage range: 0.01 to 2V, charging current and discharging current: 500 mA/g - repeated charging and discharging conditions of the electrode active material layer. The battery was charged and discharged, and the cycle characteristics were evaluated by determining the ratio of the 20th discharge capacity to the 2nd discharge capacity (discharge capacity retention rate).
(3) Residual solvent content Using 5 mg of the sample scraped from the protective layer, the temperature was measured before and after the temperature was raised from room temperature (20°C) to 300°C using a differential thermal/thermogravimeter (Thermo plus EVO2 manufactured by Rigaku Co., Ltd.). The rate of decrease in the mass of the protective layer was measured, and the residual solvent content was calculated.
<実施例1>
特許文献4の記載に準拠してPAI溶液を調製した。すなわち、TACと、DADEおよびMDAとを共重合(共重合モル比:DADE/MDA=7/3)して得られるPAI粉体(ガラス転移温度280℃)と、を、NMPとエチレンカーボネートとからなる混合溶媒(質量比 NMP/エチレンカーボネート=60/40)に、30℃で溶解して、PAIの固形分濃度が13質量%の均一なPAI溶液(L-1)を得た。この溶液に、前記混合溶媒と、市販の球状アルミナ粉体(平均粒径:0.2μm)と、を加え、ボールミルで混合することによりPAI塗液(L-2)を得た。
L-2の固形分濃度は、25質量%であり、PAIとアルミナの質量比は、PAI/アルミナ=40/60であった。L-2を、電極(P-1)表面に塗布し、150℃で20分乾燥することにより、厚みが5μmの保護層が形成された電極(P-2)を得た。P-2のイオン抵抗上昇率は13%、放電容量維持率は95%以上であった。保護層には、エチレンカーボネートが残留しており、その含有率は、保護層質量に対し、4.3質量%であった。
<Example 1>
A PAI solution was prepared according to the description in Patent Document 4. That is, PAI powder (glass transition temperature 280°C) obtained by copolymerizing TAC, DADE and MDA (copolymerization molar ratio: DADE/MDA = 7/3), from NMP and ethylene carbonate. A homogeneous PAI solution (L-1) with a PAI solid content concentration of 13% by mass was obtained by dissolving it in a mixed solvent (mass ratio NMP/ethylene carbonate = 60/40) at 30°C. To this solution, the mixed solvent and commercially available spherical alumina powder (average particle size: 0.2 μm) were added and mixed in a ball mill to obtain a PAI coating liquid (L-2).
The solid content concentration of L-2 was 25% by mass, and the mass ratio of PAI to alumina was PAI/alumina = 40/60. L-2 was applied to the surface of the electrode (P-1) and dried at 150° C. for 20 minutes to obtain an electrode (P-2) on which a protective layer with a thickness of 5 μm was formed. The ionic resistance increase rate of P-2 was 13%, and the discharge capacity retention rate was 95% or more. Ethylene carbonate remained in the protective layer, and its content was 4.3% by mass based on the mass of the protective layer.
<実施例2>
PAIとアルミナとの質量比を、PAI/アルミナ=30/70としたこと以外は、実施例1と同様にして、PAI塗液(L-3)を得た。L-3を、電極(P-1)表面に塗布し、150℃で20分乾燥することにより、厚みが5μmの保護層が形成された電極(P-3)を得た。P-3のイオン抵抗上昇率は11%、放電容量維持率は95%以上であった。保護層には、エチレンカーボネートが残留しており、その含有率は、保護層質量に対し、2.8質量%であった。
<Example 2>
A PAI coating liquid (L-3) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the mass ratio of PAI and alumina was set to PAI/alumina = 30/70. L-3 was applied to the surface of the electrode (P-1) and dried at 150° C. for 20 minutes to obtain an electrode (P-3) on which a protective layer with a thickness of 5 μm was formed. The ionic resistance increase rate of P-3 was 11%, and the discharge capacity retention rate was 95% or more. Ethylene carbonate remained in the protective layer, and its content was 2.8% by mass based on the mass of the protective layer.
<実施例3>
PAIとアルミナとの質量比を、PAI/アルミナ=50/50としたこと以外は、実施例1と同様にして、PAI塗液(L-4)を得た。L-4を、電極(P-1)表面に塗布し、150℃で20分乾燥することにより、厚みが5μmの保護層が形成された電極(P-4)を得た。P-4のイオン抵抗上昇率は17%、放電容量維持率は95%以上であった。保護層には、エチレンカーボネートが残留しており、その含有率は、保護層質量に対し、3.9質量%であった。
<Example 3>
A PAI coating liquid (L-4) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the mass ratio of PAI and alumina was set to PAI/alumina = 50/50. L-4 was applied to the surface of the electrode (P-1) and dried at 150° C. for 20 minutes to obtain an electrode (P-4) on which a protective layer with a thickness of 5 μm was formed. The ionic resistance increase rate of P-4 was 17%, and the discharge capacity retention rate was 95% or more. Ethylene carbonate remained in the protective layer, and its content was 3.9% by mass based on the mass of the protective layer.
<実施例4>
エチレンカーボネートをプロピレンカーボネートとしたこと以外は、実施例1と同様にして、PAI塗液(L-5)を得た。L-5を、電極(P-1)表面に塗布し、150℃で20分乾燥することにより、厚みが5μmの保護層が形成された電極(P-5)を得た。P-5のイオン抵抗上昇率は15%、放電容量維持率は95%以上であった。保護層には、プロピレンカーボネートが残留しており、その含有率は、保護層質量に対し、4.1質量%であった。
<Example 4>
A PAI coating liquid (L-5) was obtained in the same manner as in Example 1 except that propylene carbonate was used instead of ethylene carbonate. L-5 was applied to the surface of the electrode (P-1) and dried at 150° C. for 20 minutes to obtain an electrode (P-5) on which a protective layer with a thickness of 5 μm was formed. The ionic resistance increase rate of P-5 was 15%, and the discharge capacity retention rate was 95% or more. Propylene carbonate remained in the protective layer, and its content was 4.1% by mass based on the mass of the protective layer.
<実施例5>
NMPとエチレンカーボネートとの混合溶媒を、NMPとエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとからなる混合溶媒(質量比 NMP/エチレンカーボネート/プロピレンカーボネート=60/20/20)としたこと以外は、実施例1と同様にして、PAI塗液(L-6)を得た。L-6を、電極(P-1)表面に塗布し、150℃で20分乾燥することにより、厚みが5μmの保護層が形成された電極(P-6)を得た。P-6のイオン抵抗上昇率は18%、放電容量維持率は95%以上であった。保護層には、エチレンカーボネートおよびプロピレンカーボネートが残留しており、その含有率は、保護層質量に対し、3.9質量%であった。
<Example 5>
Same as Example 1 except that the mixed solvent of NMP and ethylene carbonate was changed to a mixed solvent of NMP, ethylene carbonate, and propylene carbonate (mass ratio NMP/ethylene carbonate/propylene carbonate = 60/20/20). A PAI coating liquid (L-6) was obtained. L-6 was applied to the surface of the electrode (P-1) and dried at 150° C. for 20 minutes to obtain an electrode (P-6) on which a protective layer with a thickness of 5 μm was formed. The ionic resistance increase rate of P-6 was 18%, and the discharge capacity retention rate was 95% or more. Ethylene carbonate and propylene carbonate remained in the protective layer, and the content thereof was 3.9% by mass based on the mass of the protective layer.
<実施例6>
アルミナ粉体を市販のベーマイト粉体(平均粒径:0.5μm)としたこと以外は、実施例1と同様にして、PAI塗液(L-7)を得た。L-7を、電極(P-1)表面に塗布し、160℃で20分乾燥することにより、厚みが5μmの保護層が形成された電極(P-7)を得た。P-7のイオン抵抗上昇率は17%、放電容量維持率は95%以上であった。保護層には、エチレンカーボネートが残留しており、その含有率は、保護層質量に対し、4.3質量%であった。
<Example 6>
A PAI coating liquid (L-7) was obtained in the same manner as in Example 1, except that commercially available boehmite powder (average particle size: 0.5 μm) was used as the alumina powder. L-7 was applied to the surface of the electrode (P-1) and dried at 160° C. for 20 minutes to obtain an electrode (P-7) on which a protective layer with a thickness of 5 μm was formed. The ionic resistance increase rate of P-7 was 17%, and the discharge capacity retention rate was 95% or more. Ethylene carbonate remained in the protective layer, and its content was 4.3% by mass based on the mass of the protective layer.
<実施例7>
実施例1で用いたL-2を電極(P-1)表面に塗布した際の乾燥温度を170℃としたこと以外は、実施例1と同様にして行い、厚みが5μmの保護層が形成された電極(P-8)を得た。P-8のイオン抵抗上昇率は13%、放電容量維持率は95%以上であった。保護層には、エチレンカーボネートが残留しており、その含有率は、保護層質量に対し、0.8質量%であった。
<Example 7>
The process was carried out in the same manner as in Example 1, except that the drying temperature when applying L-2 used in Example 1 to the surface of the electrode (P-1) was 170°C, and a protective layer with a thickness of 5 μm was formed. An electrode (P-8) was obtained. The ionic resistance increase rate of P-8 was 13%, and the discharge capacity retention rate was 95% or more. Ethylene carbonate remained in the protective layer, and its content was 0.8% by mass based on the mass of the protective layer.
<比較例1>
PAI粉体を溶解させるための溶媒としてNMPのみを用いたこと以外は、実施例1と同様にして、PAI塗液(M-1)を得た。M-1を、電極(P-1)表面に塗布し、150℃で20分乾燥することにより、厚みが4μmの保護層が形成された電極(R-1)を得た。R-1のイオン抵抗上昇率は26%、放電容量維持率は91%であった。
<Comparative example 1>
A PAI coating liquid (M-1) was obtained in the same manner as in Example 1, except that only NMP was used as a solvent for dissolving the PAI powder. M-1 was applied to the surface of the electrode (P-1) and dried at 150° C. for 20 minutes to obtain an electrode (R-1) on which a protective layer with a thickness of 4 μm was formed. The ionic resistance increase rate of R-1 was 26%, and the discharge capacity retention rate was 91%.
<比較例2>
アルミナが配合されていないL-1を、電極(P-1)表面に塗布し、150℃で20分乾燥することにより、厚みが5μmの保護層が形成された電極(R-2)を得た。R-2のイオン抵抗上昇率は33%、放電容量維持率は86%であった。保護層には、エチレンカーボネートが残留しており、その含有率は、保護層質量に対し、5.2質量%であった。
<Comparative example 2>
By applying L-1, which does not contain alumina, to the surface of the electrode (P-1) and drying it at 150°C for 20 minutes, an electrode (R-2) on which a protective layer with a thickness of 5 μm is formed is obtained. Ta. The ionic resistance increase rate of R-2 was 33%, and the discharge capacity retention rate was 86%. Ethylene carbonate remained in the protective layer, and its content was 5.2% by mass based on the mass of the protective layer.
以上、実施例、比較例で示したように、本発明の塗液を用いて得られるリチウム二次電池用電極は、その保護層において、貧溶媒であるエチレンカーボネートまたはプロピレンカーボネートと、フィラとによる相乗的な作用による気孔形成ができるので、多孔質PAI層が積層一体化された電極の良好なイオン透過性を確保できることが判る。また、この効果により良好なサイクル特性を得られることが判る。また、本発明の製造方法によれば、環境適合性の高い、簡単なプロセスで、安全性に優れた電極を製造することができる。 As shown in the Examples and Comparative Examples above, the electrode for lithium secondary batteries obtained using the coating liquid of the present invention has a protective layer containing ethylene carbonate or propylene carbonate, which is a poor solvent, and a filler. It can be seen that since pores can be formed by a synergistic effect, good ion permeability of the electrode in which the porous PAI layer is laminated and integrated can be ensured. Furthermore, it is understood that this effect allows good cycle characteristics to be obtained. Further, according to the manufacturing method of the present invention, an electrode with excellent safety can be manufactured with a simple process that is highly environmentally compatible.
本発明の塗液を用いて、リチウム二次電池用電極の活物質層上に、イオン透過性に優れた耐熱性の保護層を形成させることができるので、安全性、サイクル特性に優れたリチウム二次電池用電極として好適に用いることができる。
Using the coating liquid of the present invention, it is possible to form a heat-resistant protective layer with excellent ion permeability on the active material layer of an electrode for lithium secondary batteries. It can be suitably used as an electrode for secondary batteries.
Claims (3)
1)溶質が、ポリアミドイミド(PAI)からなる。
2)溶媒が、PAIに対する良溶媒と貧溶媒との混合溶媒からなり、貧溶媒がエチレンカーボネートおよび/またはプロピレンカーボネートである。
3)フィラを含有する。 A coating liquid used for laminating a protective layer on an electrode active material layer of a lithium secondary battery electrode , which has the following characteristics.
1) The solute consists of polyamideimide (PAI).
2) The solvent is a mixed solvent of a good solvent and a poor solvent for PAI, and the poor solvent is ethylene carbonate and/or propylene carbonate.
3) Contains filler.
A protective layer made of porous PAI containing filler is formed on the surface of the electrode active material layer formed on the metal foil, and ethylene carbonate and/or propylene carbonate remain in the protective layer. , the content of the secondary lithium is 0.01% by mass or more and 10% by mass or less based on the mass of the protective layer, and the ionic resistance increase rate based on the protective layer is 20% or less. Electrodes for batteries.
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