JP7362586B2 - 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、及びリチウムイオン二次電池用正極の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施の形態にかかるリチウムイオン二次電池用正極の構成例を説明するための断面図である。図2は、本実施の形態にかかるリチウムイオン二次電池用正極が備える正極合材層の詳細を説明するための模式図である。図1に示すように、本実施の形態にかかるリチウムイオン二次電池用正極1は、正極集電体10と、正極集電体10上に形成された正極合材層11と、を備える。
以下では一例として、捲回電極体を備えるリチウムイオン二次電池について説明する。捲回電極体は、長尺状の正極シート(正極)と長尺状の負極シート(負極)とを長尺状のセパレータを介して積層し、この積層体を捲回し、得られた捲回体を側面方向から押しつぶすことで形成する。正極シートには、上述したリチウムイオン二次電池用正極を用いることができる。負極シートも正極シートと同様に、箔状の負極集電体の両面に負極活物質を含む負極合材層が形成された負極を用いることができる。
下記の方法を用いて、実施例および比較例にかかるサンプルを作製した。
図3に示したフローを用いて、実施例にかかるサンプルを作製した。まず、正極活物質としてLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2を、第1導電材として枝分かれのあるカーボンナノチューブ(CNT1)を、第2導電材として枝分かれのないカーボンナノチューブ(CNT2)を、バインダーとしてPVdFを、溶媒としてNMPを、それぞれ準備した。このとき使用した正極活物質の粒径(D50)は5~10μmであった。また、使用した第1導電材(CNT1)および第2導電材(CNT2)は、表1に示すとおりである。
上述の実施例と同様に、図3に示したフローを用いて正極集電体上に正極合材層を形成して比較例1~4にかかるサンプルを作製した。
各々のサンプルの正極合材層の極板抵抗率(Ω・cm)を日東精工アナリテック社製(旧三菱ケミカルアナリテック)MCP-T610を用いて測定した。測定した極板抵抗率を表1に示す。表1に示すように、実施例1にかかるサンプルでは比較例1~4にかかるサンプルと比べて極板抵抗率が最も低い値(8(Ω・cm))となった。これに対して比較例1~4にかかるサンプルでは、極板抵抗率が11.1~22.2(Ω・cm)の範囲となり、実施例1にかかるサンプルよりも極板抵抗率が大きくなった。特に、比較例1に係るサンプルでは、極板抵抗率が22.2(Ω・cm)となり、最も高い値となった。
10 正極集電体
11 正極合材層
20 正極活物質
21 第1導電材
22 第2導電材
Claims (12)
- 正極集電体と、
前記正極集電体上に形成された正極合材層と、を備え、
前記正極合材層は、正極活物質と、枝分かれを有する繊維状の第1導電材と、枝分かれを有しない繊維状の第2導電材と、を少なくとも含み、
前記第1導電材は、前記正極活物質の表面に配置されており、
前記第2導電材は、前記正極活物質間に配置されている、
リチウムイオン二次電池用正極。 - 前記第1導電材のアスペクト比が50以上である、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用正極。
- 前記第1導電材の側鎖の長さの合計を主鎖の長さで除算した値が0.1以上である、請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池用正極。
- 前記第1導電材の主鎖の1/10以上の長さの側鎖の本数を、前記第1導電材の総数で除算した値が0.5以上である、請求項1~3のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用正極。
- 前記第1導電材のアスペクト比が50以上であり、
前記第1導電材の側鎖の長さの合計を主鎖の長さで除算した値が0.3以上であり、
前記第1導電材の主鎖の1/10以上の長さの側鎖の本数を、前記第1導電材の総数で除算した値が1以上である、
請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用正極。 - 前記第1導電材の主鎖の太さが1~30nmであり、
前記第2導電材の主鎖の太さが5~50nmであり、
前記第1導電材の主鎖の太さが前記第2導電材の主鎖の太さよりも細い、
請求項1~5のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用正極。 - 前記第1導電材の主鎖の太さが1~20nmであり、
前記第2導電材の主鎖の太さが15~40nmである、
請求項6に記載のリチウムイオン二次電池用正極。 - 前記第2導電材に対する前記第1導電材の質量比が0.2~0.3である、請求項1~7のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用正極。
- 前記第1導電材および前記第2導電材がカーボンナノチューブである、請求項1~8のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用正極。
- 請求項1~9のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用正極を有するリチウムイオン二次電池。
- 正極集電体と、当該正極集電体上に形成された正極合材層とを備えるリチウムイオン二次電池用正極の製造方法であって、
正極活物質と、枝分かれを有する繊維状の第1導電材と、溶媒と、を少なくとも含む正極ペーストを混練する第1混練工程と、
枝分かれを有しない繊維状の第2導電材を前記正極ペーストに加えて混練する第2混練工程と、
前記第2混練工程後の正極ペーストを前記正極集電体上に塗工する工程と、
前記塗工された前記正極ペーストを乾燥させて前記正極集電体上に前記正極合材層を形成する工程と、を備える、
リチウムイオン二次電池用正極の製造方法。 - 前記第1混練工程における前記正極ペーストの粘度が50000mPa・s以上である、請求項11に記載のリチウムイオン二次電池用正極の製造方法。
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