JPH02299152A - 二次電池用電極の製造法 - Google Patents
二次電池用電極の製造法Info
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- JPH02299152A JPH02299152A JP1120934A JP12093489A JPH02299152A JP H02299152 A JPH02299152 A JP H02299152A JP 1120934 A JP1120934 A JP 1120934A JP 12093489 A JP12093489 A JP 12093489A JP H02299152 A JPH02299152 A JP H02299152A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0402—Methods of deposition of the material
- H01M4/0416—Methods of deposition of the material involving impregnation with a solution, dispersion, paste or dry powder
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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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。
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〕
本発明は、二次電池用電極の製造法に関する。
従来、粉状活物質を使用する二次電池用電極の製造には
、該活物質粒子の結着剤として、比較的安価なポリビニ
ルアルコールが使用される場合が多い、二次電池の中で
も、特に最近注目されている有機電解液を用いたリチウ
ム電池の一種である二硫化チタンを正極とする電極の製
造に例をとれば、該活物質と、その結着剤としてポリビ
ニルアルコール粉体と、該ポリビニルアルコールの溶媒
として水とを適当な割合で配合し混練してペーストを作
製し、これを金網などの集電体に塗着、加熱乾燥して二
硫化チタンから成る正極板を製造していた。
、該活物質粒子の結着剤として、比較的安価なポリビニ
ルアルコールが使用される場合が多い、二次電池の中で
も、特に最近注目されている有機電解液を用いたリチウ
ム電池の一種である二硫化チタンを正極とする電極の製
造に例をとれば、該活物質と、その結着剤としてポリビ
ニルアルコール粉体と、該ポリビニルアルコールの溶媒
として水とを適当な割合で配合し混練してペーストを作
製し、これを金網などの集電体に塗着、加熱乾燥して二
硫化チタンから成る正極板を製造していた。
上記のように、水を結着剤の溶媒とした場合、その活物
質ペーストを集電体に塗着し、その塗着層を加熱、乾燥
しても意外にその内部に水分が残溜しなま１であり、こ
の残溜水分が活物質に悪影響を及ぼし、充放電サイクル
寿命の短い電池をもならずことが分った。その活物質が
酸化劣化する物質である場合、例えば上記のように二硫
化チタンである場合、その残溜水分により酸化され、そ
の酸化物が生成し、本来の活物質として作用しなくなる
。そこで、加熱乾燥時の温度を上げて残溜水分の完全除
去を行うため、その加熱乾燥温度を上昇せしめた場合、
１２０’Ｃを越えると二硫化チタンの分解が始まり、１
３０℃ではその分解が激しくなり、水分は完全に除かれ
るが、極端に寿命の低下が認められた。
質ペーストを集電体に塗着し、その塗着層を加熱、乾燥
しても意外にその内部に水分が残溜しなま１であり、こ
の残溜水分が活物質に悪影響を及ぼし、充放電サイクル
寿命の短い電池をもならずことが分った。その活物質が
酸化劣化する物質である場合、例えば上記のように二硫
化チタンである場合、その残溜水分により酸化され、そ
の酸化物が生成し、本来の活物質として作用しなくなる
。そこで、加熱乾燥時の温度を上げて残溜水分の完全除
去を行うため、その加熱乾燥温度を上昇せしめた場合、
１２０’Ｃを越えると二硫化チタンの分解が始まり、１
３０℃ではその分解が激しくなり、水分は完全に除かれ
るが、極端に寿命の低下が認められた。
一方、結着剤の溶媒として水の使用を避け、酢酸やグリ
セリンなどを用いることを試みたが、活物質ペーストに
流動性がなくなり、金網やエキスバンドメタルなどの集
電体への塗布が非常に困難になることが認められた。
セリンなどを用いることを試みたが、活物質ペーストに
流動性がなくなり、金網やエキスバンドメタルなどの集
電体への塗布が非常に困難になることが認められた。
本発明は、上記従来の課題を解決し、活物質ペーストの
塗着乾燥が良好に行われ、寿命の且つ増大をもたらす二
次電池用電極の製造法を提供するもので、水と、水より
低沸点の液体とから成る２次分系溶媒と結着剤と活物質
とを混練して成るペーストを集電体に塗着、加熱乾燥す
ることを特徴とする。
塗着乾燥が良好に行われ、寿命の且つ増大をもたらす二
次電池用電極の製造法を提供するもので、水と、水より
低沸点の液体とから成る２次分系溶媒と結着剤と活物質
とを混練して成るペーストを集電体に塗着、加熱乾燥す
ることを特徴とする。
前記の２次分系溶媒により、水単独を溶媒とするものに
比してその沸点を低下したものとなる。この溶媒に結着
剤と活物質とを配合し、混練したものは、流動性の良い
ペースト状物が得られるので、これを集電体に対する塗
布性も良く、所望の均一な厚さの活物質塗着層が形成で
きる０次で、これを加熱乾燥する場合、沸点が１００℃
以下に下がるので、活物質塗着層の加熱乾燥が容易且つ
良好に得られ、而もこの電極を二次電池に使用するとき
は、従来に比し電池寿命の延長が認められる。
比してその沸点を低下したものとなる。この溶媒に結着
剤と活物質とを配合し、混練したものは、流動性の良い
ペースト状物が得られるので、これを集電体に対する塗
布性も良く、所望の均一な厚さの活物質塗着層が形成で
きる０次で、これを加熱乾燥する場合、沸点が１００℃
以下に下がるので、活物質塗着層の加熱乾燥が容易且つ
良好に得られ、而もこの電極を二次電池に使用するとき
は、従来に比し電池寿命の延長が認められる。
特に、リチウム電池の正極板において、その活物質塗着
層の加熱乾燥を９０℃〜１２０℃の範囲の温度で行うと
きは、その正極活物質である二硫化チタンの酸化劣化、
加熱分解が良好に防止され、長寿命のリチウム電池をも
ならす。
層の加熱乾燥を９０℃〜１２０℃の範囲の温度で行うと
きは、その正極活物質である二硫化チタンの酸化劣化、
加熱分解が良好に防止され、長寿命のリチウム電池をも
ならす。
次に、本発明の実施例として、リチウム電池用正極板の
製造例により水と水より低沸点の液体としては、例えば
、水と低級アルコールが代表的にあげられる。低級アル
コールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール
、ブチルアルコール、イソプロピルアルコールなどから
撰択使用される。正極活物質としては、例えば、二硫化
チタンを使用する。この活物質の結着剤としては、粉状
ポリビニルアルコールが一般である。
製造例により水と水より低沸点の液体としては、例えば
、水と低級アルコールが代表的にあげられる。低級アル
コールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール
、ブチルアルコール、イソプロピルアルコールなどから
撰択使用される。正極活物質としては、例えば、二硫化
チタンを使用する。この活物質の結着剤としては、粉状
ポリビニルアルコールが一般である。
ＰＶＡを結着剤とした場合は、水による溶解性を損なわ
ない限り、アルコールの添加量は多いほど沸点を下げる
ことが好ましいが、５０％又はそれ以下のアルコール水
溶液を使用することが一般である。
ない限り、アルコールの添加量は多いほど沸点を下げる
ことが好ましいが、５０％又はそれ以下のアルコール水
溶液を使用することが一般である。
かくして、本発明の２次分系溶媒は、水単独よりも沸点
が下がるので、後記するように１００℃以下の例えば、
９０℃程度での加熱乾燥が可能となる。又、その２次分
系溶媒は、該ポリビニルアルコール粉末に対する溶解性
を維持すると共に、これに活物質を混ぜて得られるペー
ストの流動性も又良好に維持できる。従って、この本発
明のペーストを金網、エキスバンドメタルなどの通常の
集電体に均一な厚さに塗着することができる。このよう
に活物質塗着層をもつ集電体を加熱乾燥する。その加熱
温度は、前記のように、１００℃以下でも乾燥できるが
、一般に１００℃乃至１２０℃の範囲で行うことが好ま
しい。
が下がるので、後記するように１００℃以下の例えば、
９０℃程度での加熱乾燥が可能となる。又、その２次分
系溶媒は、該ポリビニルアルコール粉末に対する溶解性
を維持すると共に、これに活物質を混ぜて得られるペー
ストの流動性も又良好に維持できる。従って、この本発
明のペーストを金網、エキスバンドメタルなどの通常の
集電体に均一な厚さに塗着することができる。このよう
に活物質塗着層をもつ集電体を加熱乾燥する。その加熱
温度は、前記のように、１００℃以下でも乾燥できるが
、一般に１００℃乃至１２０℃の範囲で行うことが好ま
しい。
本発明によれば、上記のような２次分系溶媒であるから
、容易に蒸発し、比較的低温で乾燥処理した活物質塗着
層中の水分を実質上完全に除去することができ、活物質
の熱劣化なく良質の正極板が得られ、従来のような乾燥
工程における熱劣化や保存中や使用前における残溜水分
による酸化による寿命の低下の問題が解消される。
、容易に蒸発し、比較的低温で乾燥処理した活物質塗着
層中の水分を実質上完全に除去することができ、活物質
の熱劣化なく良質の正極板が得られ、従来のような乾燥
工程における熱劣化や保存中や使用前における残溜水分
による酸化による寿命の低下の問題が解消される。
尚、水と水より低沸点の液体との２成分系溶媒で結着剤
を溶解する場合には、該２成分系溶媒で結着剤を直接溶
解してもよいが、先ず、水のみで結着剤を加熱溶解し、
次でこれに水より低沸点の液体を所望量添加し、攪拌す
ることにより、該低沸点液体の蒸発損失なしに、円滑且
つ容易に結着剤の粘性液を得るようにすることが好まし
い。
を溶解する場合には、該２成分系溶媒で結着剤を直接溶
解してもよいが、先ず、水のみで結着剤を加熱溶解し、
次でこれに水より低沸点の液体を所望量添加し、攪拌す
ることにより、該低沸点液体の蒸発損失なしに、円滑且
つ容易に結着剤の粘性液を得るようにすることが好まし
い。
次に具体例を比較例と共に説明する。
１００ｍ１パイレツクスビーカーに、水２０ｍ１を入れ
、約６０℃に加熱したものにポリビニルアルコール粉末
ＧＰ（グレードＰ−１５）を０．５を入れ溶解する。こ
の粘性液を室温まで冷却した後、エチルアルコール５ｍ
ｌ添加し、良く混合して水−アルコールの２成分系溶媒
によるＰＶＣの溶解した粘性バインダー液を得る。該バ
インダー液に、安定剤としてカーボンブラック１．５ｇ
を加え攪拌機でよく分散させた後、正極活物質として、
二硫化チタン８．０ｇ−を添加し、良く混練する。
、約６０℃に加熱したものにポリビニルアルコール粉末
ＧＰ（グレードＰ−１５）を０．５を入れ溶解する。こ
の粘性液を室温まで冷却した後、エチルアルコール５ｍ
ｌ添加し、良く混合して水−アルコールの２成分系溶媒
によるＰＶＣの溶解した粘性バインダー液を得る。該バ
インダー液に、安定剤としてカーボンブラック１．５ｇ
を加え攪拌機でよく分散させた後、正極活物質として、
二硫化チタン８．０ｇ−を添加し、良く混練する。
このようにして得た正極活物質ペーストを、刷毛を用い
て長尺の金網から成る集電体に全面に均一に充填塗着し
た。このときのペーストの流動性はよく、容易に均一な
厚さに塗布することができた０次に、該ペースト塗着集
電体の表面に熱風を作用させ、塗着層の表面を軽く乾燥
した後１〜２時間放置した０次に、この長尺物を所定の
正極板とする所定の寸法、形状に切断し、その夫々につ
き、表面を平坦にし且つ緻密な活物質塗着層とするため
、３ ｔｏｎ／−でプレス処理した。
て長尺の金網から成る集電体に全面に均一に充填塗着し
た。このときのペーストの流動性はよく、容易に均一な
厚さに塗布することができた０次に、該ペースト塗着集
電体の表面に熱風を作用させ、塗着層の表面を軽く乾燥
した後１〜２時間放置した０次に、この長尺物を所定の
正極板とする所定の寸法、形状に切断し、その夫々につ
き、表面を平坦にし且つ緻密な活物質塗着層とするため
、３ ｔｏｎ／−でプレス処理した。
このようにして得た各正極板を容器内に収容し、真空中
で１００℃、４時間乾燥して製品とした。同様にして９
０℃で加熱乾燥したものも作製した。更に、比較のため
、従来法により水を溶媒とした以外は、前記と同様にし
て正極板を作製し、真空中で１００℃及び１２０℃で加
熱乾燥して正極板製品を作成しな。
で１００℃、４時間乾燥して製品とした。同様にして９
０℃で加熱乾燥したものも作製した。更に、比較のため
、従来法により水を溶媒とした以外は、前記と同様にし
て正極板を作製し、真空中で１００℃及び１２０℃で加
熱乾燥して正極板製品を作成しな。
このようにして得た夫々の正極板を使用し、構成のリチ
ウム電池を組み立て、その夫々につき寿命試験を行った
。第１図は、本発明の方法で製造した正極板を具備した
リチウム電池を示し、１はポリプロピレン製容器、２は
該正極板、３は多孔質ポリプロピレン製隔膜、４は有機
電解液、５は負極板、６はステンレス製集電棒を示す。
ウム電池を組み立て、その夫々につき寿命試験を行った
。第１図は、本発明の方法で製造した正極板を具備した
リチウム電池を示し、１はポリプロピレン製容器、２は
該正極板、３は多孔質ポリプロピレン製隔膜、４は有機
電解液、５は負極板、６はステンレス製集電棒を示す。
その寿命試験は、該正極板２を前記の製品正極板に夫々
代えて行った。寿命試験は、電流密度１１＾／ａＪ、
を圧範囲１．５〜２．７ Ｖ、試験温度２５℃で行った
。その試験結果は第２図に示す通りであった。
代えて行った。寿命試験は、電流密度１１＾／ａＪ、
を圧範囲１．５〜２．７ Ｖ、試験温度２５℃で行った
。その試験結果は第２図に示す通りであった。
図中、Ａは、上記２成分系溶媒を使用し且つ１００℃で
乾燥して得られた発明 明の正極板の寿命特性曲線。
乾燥して得られた発明 明の正極板の寿命特性曲線。
んは、上記２成分系溶媒を使用し且つ
９０℃で乾燥して得られた本発明
の正極板の寿命特性曲線。
Ｂ１は、水のみの溶媒を使用し且つ１００℃で乾燥して
得られた従来の正 極板の寿命特性曲線。
得られた従来の正 極板の寿命特性曲線。
＆は、水のみの溶媒を使用し且つ１２０℃で乾燥して得
られた従来の正 極板の寿命特性曲線。
られた従来の正 極板の寿命特性曲線。
第２図から明らかなように、溶媒として２次分系溶蝶を
使用して作製した本発明の正、極板は、従来の水のみを
使用して作製した正極板に比し、電池の充放電サイクル
寿命の増大をもたらすことが認められる。この場合、２
成分系溶媒を使用し、９０℃の低温で加熱した場合でも
、従来の１００℃〜１２０℃で乾燥した場合に比し、寿
命特性の増大したものが得られる。このことは、本発明
の２成分系溶媒の使用により、水のみを溶媒とするに比
しその乾燥効率、作業能率が極めて向上し有利であるこ
とが判る。
使用して作製した本発明の正、極板は、従来の水のみを
使用して作製した正極板に比し、電池の充放電サイクル
寿命の増大をもたらすことが認められる。この場合、２
成分系溶媒を使用し、９０℃の低温で加熱した場合でも
、従来の１００℃〜１２０℃で乾燥した場合に比し、寿
命特性の増大したものが得られる。このことは、本発明
の２成分系溶媒の使用により、水のみを溶媒とするに比
しその乾燥効率、作業能率が極めて向上し有利であるこ
とが判る。
このように本発明によるときは、電極活物質の結着剤の
溶媒として、水と水よりも沸点の低い液体との２成分系
溶媒を使用するようにしたので、活物質と混練して得ら
れるペーストは、流動性が良く、集電体への活物質の塗
着が良好に得られるばかりでなく、その塗着層の乾燥を
必要に応じ１００℃以下の温度でも乾燥でき、又その乾
燥して得られる極板は、従来の水のみを溶媒とする場合
に比し、電池寿命の増大をもたらす等の効果を有する。
溶媒として、水と水よりも沸点の低い液体との２成分系
溶媒を使用するようにしたので、活物質と混練して得ら
れるペーストは、流動性が良く、集電体への活物質の塗
着が良好に得られるばかりでなく、その塗着層の乾燥を
必要に応じ１００℃以下の温度でも乾燥でき、又その乾
燥して得られる極板は、従来の水のみを溶媒とする場合
に比し、電池寿命の増大をもたらす等の効果を有する。
第１図は、本発明の実施の１例により製造した電極を具
備したリチウム電池の裁断側面図、第２図は、本法と従
来法とで製造した夫々の電極を具備した電池の夫々の寿
命特性曲線を示す比較図である。 ２・・・正極板 Ａ、ん・・・本法により製造した正極を具備した電池の
寿命特性曲線 特許出願人 古河電池株式会社同
古河鎖業株式会社 第１図 ｔ ４
備したリチウム電池の裁断側面図、第２図は、本法と従
来法とで製造した夫々の電極を具備した電池の夫々の寿
命特性曲線を示す比較図である。 ２・・・正極板 Ａ、ん・・・本法により製造した正極を具備した電池の
寿命特性曲線 特許出願人 古河電池株式会社同
古河鎖業株式会社 第１図 ｔ ４
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、水と、水より低沸点の液体とから成る２成分系溶媒
と結着剤と活物質とを混練して成るペーストを集電体に
塗着、加熱乾燥することを特徴とする二次電池用電極の
製造法。 ２、結着剤を先ず水に加熱溶解した後、冷却し、次で水
より低沸点の液体を添加し攪拌することを特徴とする請
求項１記載の二次電池用電極の製造法。 ３、水と水より低沸点のアルコールから成る２成分系溶
媒と、結着剤としてポリビニルアルコール粉体と活物質
として二硫化チタン粉体とを混練して成るペーストを、
集電体に塗着、加熱乾燥することを特徴とする請求項１
又は２記載のリチウム電池用電極の製造法。 ４、該加熱乾燥は９０℃〜１２０℃の範囲である請求項
３記載のリチウム電池用電極の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1120934A JPH02299152A (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 二次電池用電極の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1120934A JPH02299152A (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 二次電池用電極の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02299152A true JPH02299152A (ja) | 1990-12-11 |
Family
ID=14798587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1120934A Pending JPH02299152A (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 二次電池用電極の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02299152A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2738396A1 (fr) * | 1995-09-05 | 1997-03-07 | Accumulateurs Fixes | Anode de generateur electrochimique rechargeable au lithium et son procede de fabrication |
| WO1999025039A1 (en) * | 1997-11-10 | 1999-05-20 | Nippon Zeon Co., Ltd. | Binder containing vinyl alcohol polymer, slurry, electrode, and secondary battery with nonaqueous electrolyte |
| WO1999031746A1 (en) * | 1997-12-18 | 1999-06-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Nonaqueous battery electrode and battery using the electrode |
| JP2001176516A (ja) * | 1999-12-15 | 2001-06-29 | Sumitomo Chem Co Ltd | リチウム二次電池用正極合剤ペーストおよびリチウム二次電池 |
| JP2006172805A (ja) * | 2004-12-14 | 2006-06-29 | Dainippon Printing Co Ltd | 活物質層用塗工組成物、電極板、その製造方法及び非水電解二次電池 |
-
1989
- 1989-05-15 JP JP1120934A patent/JPH02299152A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2738396A1 (fr) * | 1995-09-05 | 1997-03-07 | Accumulateurs Fixes | Anode de generateur electrochimique rechargeable au lithium et son procede de fabrication |
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| JP2001176516A (ja) * | 1999-12-15 | 2001-06-29 | Sumitomo Chem Co Ltd | リチウム二次電池用正極合剤ペーストおよびリチウム二次電池 |
| JP4649692B2 (ja) * | 1999-12-15 | 2011-03-16 | 住友化学株式会社 | リチウム二次電池用正極合剤ペーストおよびリチウム二次電池 |
| JP2006172805A (ja) * | 2004-12-14 | 2006-06-29 | Dainippon Printing Co Ltd | 活物質層用塗工組成物、電極板、その製造方法及び非水電解二次電池 |
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