JPH01195666A - 電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、シート状電極を用いて電池に関するもので
ある。

〈従来の技術〉 例えばリチウム電池に代表される非水電解液電池では、
それぞれシート状の正極と負極とを、セパレータを介し
て重ね合わせ、更にこれらを一緒に巻回して構成される
発電要素を電池缶に収納するという構成を採っている。

上記のようなシート状電極を作製する場合、リチウムー
二酸化マンガン電池に用いるシート状正極を例に採れば
、二酸化マンガンを主成分とする正極活物質に、適当量
の水を加え、一定時間混練した復、バインダーとしての
テフロン水性デイスパーシコンと粘度調整用の水とを同
時に加え、これを更に混練してスラリー状の正極合剤を
作り、次いでこのスラリー状正極合剤を多孔性集電体に
塗布し、最後に乾燥する等の手順が採られている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、従来よりバインダーとして用いられているテ
フロン水性アイスバージョンは、その結着力が弱いこと
から、これを用いて作製したスラリー状合剤は延展性が
悪く、これを多孔性集電体に塗ｔ５シた場合、合剤が均
一に塗布できず、塗りムラのある面ができ易い。また、
活物質をテフロン水性ディスバージョンと共に混練して
スラリー状合剤とする際、このスラリーの粘度の調整が
難しく、また混練後の粘度上昇が大ぎい。

このため、この種のシート状電極では、厚みを均一とし
難く、また表面を平滑に仕上げることが難しいという問
題があり、これが発電要素巻同時にＪ５Ｌノる構成要素
の蛇行や巻きずれ等の原因となって、俊工程の作業性を
悪化さぜ、また電池の歩留り低下を（Ｇく要因となって
いた。

〈問題点を解決するための手段〉 以上の問題に鑑みなされたこの発明の電池は、二酸化マ
ンガンを主成分とする活物質に、バインダーとしてポリ
ビニルブチラールと、可塑剤としてフタル酸ジブチルと
を加え混練してなる正極合剤を用いたことを要旨とする
。

上記のポリビニルブチラールは、活物質に対して、５〜
２０重最％用いるのが好ましい。５ｆｆｌ１％未満であ
ると所望のバインダー効果がでない。また使用量が２０
重量％を超える場合、活物質の充填容量減少あるいは利
用率低下が顕著となり、更に、例えば後述するように、
この合剤を集電体に塗布あるいは成形するなどしてシー
ト状電極とした場合は続く熱処理を施した後でも、合剤
にこのポリビニルブチラールが低分子化してかなりのｍ
残存するようになり、これが電池の内部抵抗を大きく増
大させる原因となる。

一方、このようにポリビニルブチラールはｈ０熱しても
低分子化して残存するので、その使用■を上記の範囲と
することで、加熱後でもそのバインダーとしての機能を
電池性能に影響の無い範囲で残しておくことができると
いう利点ともなる。

一方、フタル酸ジブチルは、前記活物質に対し、１へ一
２０＠ｉ％用いるのが好ましい。１型組％未満では合剤
の可塑性が不足し、また２０重爪％を超える場合は可塑
性がありすぎ、いずれの場合でも合剤を集電体に均一に
塗イ［できず、また表面が平滑なシート状に成形するこ
とができない。更に、合剤をシート状に成形する場合、
このフタル酸ジブチルの使用量をポリビニルブチラール
の半分程度とすれば非常に均一なシー１〜が１ｑられる
ことが知得されている。

そして、本発明では、このようにして得た合剤を、集電
体に塗布あるいは押出し成形する等してシー１〜状に成
形したものを電極に使用する。

またこうして得たこの電極は、熱処理して電池に用いる
ことが好ましい。この熱処理により、上記の通り、フタ
ル酸ジブチルをほぼ１００％分解でき、またポリビニル
ブチラールを９０％程度分解し且つ残りを低分子化する
ことができる。

この熱処理の温度は、１００〜３５０℃の範囲が好まし
い。１００℃以下ではフタル酸ジブチルあるいはポリビ
ニルブチラールの分解を有効になし得ないし、３５０°
Ｃ以上では合剤構成要素に悪影響がでる。

更に、このような熱処理によってバインダーであるポリ
ビニルブチラールや可塑剤であるフタル酸ジブチル等の
但を変化させることができるので、例えば、混練時には
これらバインダー、可塑剤の母を増やして合剤をシー１
〜状に成形する際の延展性を持たせておき、シート状に
成形後の加熱処理でこれらバインダーと可塑剤の但を減
らずといったことが可能となる。

く作　用〉 上記のように、ポリビニルブチラール、フタル酸ジブチ
ルをそれぞれバインダー、可塑剤に使用することで、結
着力が大きく且つ延展性の良好な合剤を得るこができる
。また、このポリビニルブチラールをバインダーに使用
ずれば、渥練後の合剤の粘度上昇が殆んどない。よって
、この合剤を多孔性集電体に塗イロずれば、塗りムラが
なく表面が平滑で、また厚みが均一なシート状電極を作
製しうる。

〈実施例〉 以下にこの発明の詳細な説明する。

二酸化マンガンを主成分とする正極活物質１００重量部
に、バインダーとしてポリビニルブチラール１５重量部
、可塑剤としてフタル酸ジブチル７．５重量部、並びに
溶媒としてエタノール１００型組部をそれぞれ加え、次
いでこの混合物を均一に混練した。尚、溶媒には、エタ
ノールに代えてそのほかのアルコール類を用いても良い
。また、このようなアルコール類の他に、ポリビニルブ
チラールを溶解しフタル酸ジブチルと相溶する溶剤、あ
るいはそれらと水との併用も可能である。

この混練物は、混練が均一に行なわれた後の粘度上昇が
殆んどなかった。

その後、この混練物を押出し成形によりシート状に成形
し、次いで混練物を加熱雰囲気においてその温度を３０
０℃まで瀬次上昇させ熱処理した。急激な温度上昇は合
剤の燃焼を引き起こす可能性があるからである。

このようにして作ったシート状の正極合剤を多孔性集電
体に圧着して作った正極を用い、またリチウムをシート
状に圧延した負極を用い、更にこれらをセパレータを介
して積重し且つ渦巻状に巻回した発電要素を用いて、本
発明に係わるＣＲ５・Ｈ型のリチウム−マンガン電池（
本発明品）を作った。

また、バインダーとしてポリビニルブチラールに代えて
テフロン水性ディスバージョンを使用した他は同様にし
て作った正極を用いて、同形の従来のリチウム−マンガ
ン電池（従来品）を作製した。

これら２種の電池をそれぞ１００個ずつ作製したところ
、巻きずれによる内部短絡などの正極合剤に起因づると
考えられる不良発生が本発明品では４／１００であり、
従来品の１５／１００に対し著しく低下している。

本発明品の場合、従来品に比べて、正極の厚みが均一で
またその表面が平滑なため、発電要素巻回時における構
成要素の蛇行や巻きずれ等がなく、このため歩留りが格
段によく、また作業性の向上が暑しい。

尚、上記のように正極合剤をシート状に成形したものを
正極に使用するほか、同様な正極合剤を多孔性集電体に
塗布し、加熱乾燥するなどしたものを正極としてもよい
。

また、以上はこの発明を渦巻形電池に適用した例である
が、この他、上記で得たシート状の正極合剤を円盤状に
打扱き、これを正極に用いることで、本発明をコイン形
電池にも同様に適用することができる。

〈発明の効果〉 以上のようにこの発明によれば、表面が平滑で厚みの均
一なシート状電極を提供でき、その結果、作業性の向上
とともに不良低減を図れるといった効果を奏する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、二酸化マンガンを主成分とする活物質に、バインダ
   ーとしてポリビニルブチラールと、可塑剤としてフタル
   酸ジブチルとを加え混練してなる正極合剤を用いたこと
   を特徴とする電池。