JPH04267057A - Secondary battery - Google Patents

Secondary battery

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JPH04267057A
JPH04267057A JP3047399A JP4739991A JPH04267057A JP H04267057 A JPH04267057 A JP H04267057A JP 3047399 A JP3047399 A JP 3047399A JP 4739991 A JP4739991 A JP 4739991A JP H04267057 A JPH04267057 A JP H04267057A
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JP
Japan
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electrode active
secondary battery
oxide
positive electrode
active material
Prior art date
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Pending
Application number
JP3047399A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Idota
義雄 井戸田
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04267057A publication Critical patent/JPH04267057A/en
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

PURPOSE:To bind both the electrode active materials strongly, and while obtain the excellent charge-discharge characteristic in a secondary battery. CONSTITUTION:In a secondary battery which consists of the positive electrode active material and the negative electrode active material, which can be charged and discharged, and the electrolyte having ion conductivity, cellulose derivative, which is substituted with at least more than one kind of acetyl cellulose derivative, hydroxyethyl cellulose, or more than two kinds of different functional groups, is included in the positive electrode compound agent or the negative electrode compound agent.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、充放電特性を改良した
二次電池に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a secondary battery with improved charging and discharging characteristics.

【0002】0002

【従来の技術】マンガン乾電池、アルカリ乾電池、ニッ
ケル−カドミ二次電池などの水系電解質では、電極活物
質の結着剤として、澱粉、ポリビニルアルコール、カル
ビキシメチルセルロース(特開平1−175171、同
1−105471、特開昭51−5538、同50−2
6500など)、ヒドロキシプロピルセルロース(特開
昭63−245859、同54−49541)、再生セ
ルロース(特開昭61−91872)、ポリビニルクロ
ライド、ポリビニルピロリドンなどが用いられ、またリ
チウム電池のような非水電解液では、テフロンなどが一
般に用いられている。(電池ハンドブック  電気書院
刊1980年)特に、二次電池の充放電の電荷移動では
、電極活物質にイオンの出入りの速度や可逆性が必要で
あり、そのためのパスを確保することが充放電特性、特
にサイクル寿命や急速充放電特性にとって重要な因子と
なっている。このパスを確保することと電極活物質同士
を結合させておくことは相反する効果と考えられる。従
って強い結着剤を用いると充放電特性を損なう結果をも
たらすことが考えられる。
[Prior Art] In aqueous electrolytes such as manganese dry batteries, alkaline dry batteries, and nickel-cadmium secondary batteries, starch, polyvinyl alcohol, and carboxymethyl cellulose (JP-A-1-175-171, JP-A-1-1-1) are used as binders for electrode active materials. 105471, JP-A-51-5538, JP-A-50-2
6500, etc.), hydroxypropylcellulose (Japanese Unexamined Patent Publications No. 63-245859, No. 54-49541), regenerated cellulose (Unexamined Japanese Patent Application No. 61-91872), polyvinyl chloride, polyvinylpyrrolidone, etc. As the electrolyte, Teflon or the like is generally used. (Battery Handbook, published by Denki Shoin, 1980) In particular, charge transfer during charging and discharging of secondary batteries requires the speed and reversibility of ions in and out of the electrode active material, and ensuring a path for this is necessary for charging and discharging characteristics. In particular, it is an important factor for cycle life and rapid charge/discharge characteristics. Securing this path and bonding the electrode active materials are considered to have contradictory effects. Therefore, it is conceivable that the use of a strong binder may result in impairing the charge/discharge characteristics.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、二次
電池において電極活物質同士を強く結合させ、かつ、良
好な充放電特性を達成することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to strongly bond electrode active materials to each other in a secondary battery and to achieve good charge/discharge characteristics.

【0004】0004

【課題を解決するための手段】上記課題は、充放電可能
な正極活物質と負極活物質及びイオン伝導性を有する電
解液からなる二次電池において、少なくとも1種以上の
アセチルセルロース誘導体、ヒドロキシエチルセルロー
ス、もしくは2種以上の異なる官能基で置換されたセル
ロース誘導体を正極合剤及び/または負極合剤に含ませ
ることにより達成することができた。該アセチルセルロ
ース誘導体として、ジアセチルセルロース、トリアセチ
ルセルロースが好ましい。該少なくとも2種以上の異な
る官能基で置換されたセルロース誘導体として、カルボ
キシメチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプ
ロピルカルボキシメチルセルロース、アセチルブチリル
セルロース、アセチルサイトリルセルロース、アセチル
メチルスクシニルセルロースなどが用いられる。これら
の化合物については、「大有機化学19  天然高分子
化合物1」(朝倉書店1960年発行)に記載されてい
るセルロース有機酸エステル化合物を用いることができ
る。そのなかでも、カルボキシメチルヒドロキシエチル
セルロース、ヒドロキシプロピルカルボキシメチルセル
ロースが好ましい。上記セルロース誘導体のうち、特に
ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルカル
ボキシメチルセルロース、ジアセチルセルロースやトリ
アセチルセルロースが好ましく、さらに、ジアセチルセ
ルロースが好ましい。使用量は混合する電極活物質によ
っても変わるが、電極活物質に対して0.1〜20重量
%が好ましく、特に1〜15重量%が好ましい。使用す
る際の溶剤は、本発明の化合物を溶かす溶剤であればよ
く、電解液と同じ溶剤が好ましい。また、ジアセチルセ
ルロースでは、アセトンのような揮発性の溶剤も好まし
い。また、溶剤を用いないで混合することもできる。
[Means for Solving the Problems] The above object is to provide a secondary battery comprising a chargeable and dischargeable positive electrode active material, a negative electrode active material, and an electrolytic solution having ion conductivity, which contains at least one acetyl cellulose derivative, hydroxyethyl cellulose, etc. Alternatively, this could be achieved by including a cellulose derivative substituted with two or more different functional groups in the positive electrode mixture and/or the negative electrode mixture. As the acetylcellulose derivative, diacetylcellulose and triacetylcellulose are preferred. As the cellulose derivative substituted with at least two or more different functional groups, carboxymethylhydroxyethylcellulose, hydroxypropylcarboxymethylcellulose, acetylbutyrylcellulose, acetylcytolylcellulose, acetylmethylsuccinylcellulose, etc. are used. As for these compounds, cellulose organic acid ester compounds described in "Great Organic Chemistry 19 Natural Polymer Compounds 1" (published by Asakura Shoten in 1960) can be used. Among them, carboxymethyl hydroxyethyl cellulose and hydroxypropyl carboxymethyl cellulose are preferred. Among the above cellulose derivatives, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcarboxymethylcellulose, diacetylcellulose, and triacetylcellulose are particularly preferred, and diacetylcellulose is more preferred. Although the amount used varies depending on the electrode active material to be mixed, it is preferably 0.1 to 20% by weight, particularly preferably 1 to 15% by weight, based on the electrode active material. The solvent used may be any solvent that dissolves the compound of the present invention, and preferably the same solvent as the electrolyte. Further, for diacetylcellulose, a volatile solvent such as acetone is also preferred. It is also possible to mix without using a solvent.

【0005】本発明で使用できる活物質は、充放電でき
る電極材料であれば良いが、特に、リチウム二次電池用
として、無機化合物正極活物質のうち、Co酸化物(特
開昭52−12,424、DE2,606,915など
)、Li−Co酸化物(US3,945,848、US
4,340,652など)、Li−Ni−Co酸化物(
EP243,926A、特開昭63−114,063、
同63−211,565、同63−299,056、特
開平1−120,765など)、V酸化物(FR21,
611,796、特開昭55−53,077、同62−
140,362、同62−227,358など)、Li
−V酸化物(電気化学48巻432(1980)、ジャ
ーナル  オブ  エレクトロケミカル  ソサエティ
ー、130巻1225(1983)、特開平2−12,
769など)、Mn酸化物(EP269,855、特開
昭63−58,761など)、Li−Mn酸化物(特開
昭56−136,464、同114,064、同114
,065、同148,550、同221,559、特開
平1−5,459、同1−109,662、同1−12
8,371、同1−209,663、同2−27,66
0)、Li−Ni−Mn酸化物(特開昭63−210,
028など)などがあげられる。
[0005] The active material that can be used in the present invention may be any electrode material that can be charged and discharged, but in particular Co oxide (Japanese Patent Laid-Open No. 52-12 , 424, DE 2,606,915, etc.), Li-Co oxides (US 3,945,848, US
4,340,652, etc.), Li-Ni-Co oxides (
EP243,926A, JP 63-114,063,
63-211,565, 63-299,056, JP 1-120,765, etc.), V oxide (FR21,
611,796, JP 55-53,077, JP 62-
140,362, 62-227,358, etc.), Li
-V oxide (Electrochemistry 48, 432 (1980), Journal of Electrochemical Society, 130, 1225 (1983), JP-A-2-12,
769, etc.), Mn oxides (EP269,855, JP-A-63-58,761, etc.), Li-Mn oxides (JP-A-56-136,464, JP-A-114,064, JP-A-114)
,065, 148,550, 221,559, JP 1-5,459, 1-109,662, 1-12
8,371, 1-209,663, 2-27,66
0), Li-Ni-Mn oxide (JP-A-63-210,
028, etc.).

【0006】また、アルカリ二次電池では、Ni化合物
が一般に用いられる。(電池ハンドブック  電気書院
刊)
[0006] Further, in alkaline secondary batteries, Ni compounds are generally used. (Battery Handbook, published by Denki Shoin)

【0007】また、有機高分子正極活物質のうち、ポリ
アニリン誘導体(モレキュラー  クリスタル  アン
ド  リキッド  クリスタル121巻173(198
5)、特開昭60−197,728、同63−46,2
23、同63−243,131、特開平2−219,8
23など)、ピロール誘導体(ジャーナル  オブ  
ケミカルソサエティー  ケミカル  コミュニケーシ
ョン854(1979)、DE3,223,544A3
A、同307,954A、特開昭62−225,517
、同63−69,824、特開平1−170,615な
ど)、ポリチオフェン誘導体(特開昭58−187,4
32、特公平1−12,775など)、ポリアセン誘導
体(特開昭58−209,864など)、ポリパラフェ
ニレン誘導体などがあげられる。各誘導体は共重合体も
含まれる。この有機高分子化合物については、「導電性
高分子」緒方直哉編  講談社サイエンテイフィック(
1990)に詳細に記載されている。
Among organic polymer positive electrode active materials, polyaniline derivatives (Molecular Crystal and Liquid Crystal, Vol. 121, 173 (198
5), JP-A-60-197,728, JP-A-63-46,2
23, 63-243,131, JP-A-2-219,8
23), pyrrole derivatives (Journal of
Chemical Society Chemical Communication 854 (1979), DE3, 223, 544A3
A, 307,954A, JP-A-62-225,517
, 63-69,824, JP-A-1-170,615, etc.), polythiophene derivatives (JP-A-58-187,4, etc.)
32, Japanese Patent Publication No. 1-12,775, etc.), polyacene derivatives (Japanese Patent Publication No. 58-209,864, etc.), and polyparaphenylene derivatives. Each derivative also includes a copolymer. Regarding this organic polymer compound, please refer to “Conductive Polymers” edited by Naoya Ogata, Kodansha Scientific (
1990).

【0008】本発明の化合物を含ませることができる二
次電池負極活物質としては、リチウム二次電池では、リ
チウムイオンまたはリチウム金属を吸蔵できる焼成炭素
質化合物(特開昭58−209,864、同61−21
4,417、同62−88,269、同62−216,
170、同63−13,282、同63−24,555
、同63−121,247、同63−121,257、
同63−155,568、同63−276,873、同
63−314,821、特開平1−204,361、同
1−221,859、同1−274,360など)があ
げられる。この焼成炭素質化合物に本発明の化合物を添
加する場合には、例えばイソシアネート基のような水酸
基と反応する化合物を添加することにより、本発明化合
物に含まれるリチウムと反応する基を失活させることが
好ましい。
[0008] As a secondary battery negative electrode active material that can contain the compound of the present invention, in a lithium secondary battery, a fired carbonaceous compound capable of absorbing lithium ions or lithium metal (Japanese Patent Laid-Open No. 58-209,864, 61-21
4,417, 62-88,269, 62-216,
170, 63-13,282, 63-24,555
, 63-121,247, 63-121,257,
63-155,568, 63-276,873, 63-314,821, JP-A-1-204,361, JP-A-1-221,859, JP-A-1-274,360, etc.). When adding the compound of the present invention to this calcined carbonaceous compound, the group that reacts with lithium contained in the compound of the present invention may be deactivated by adding a compound that reacts with a hydroxyl group, such as an isocyanate group. is preferred.

【0009】また、本発明の化合物を含ませることがで
きる二次電池負極活物質としては、ニッケル−水素二次
電池では、水素吸蔵合金(「水素吸蔵合金」与野書房刊
)があげられる。電極合剤には、通常、カーボン、銀(
特開昭63−148,554)あるいはポリフェニレン
誘導体(特開昭59−20,971)などの導電性材料
を含ませることができる。
[0009] Further, as a secondary battery negative electrode active material that can contain the compound of the present invention, for nickel-hydrogen secondary batteries, a hydrogen storage alloy ("Hydrogen Storage Alloy" published by Yono Shobo) can be mentioned. The electrode mixture usually contains carbon, silver (
Conductive materials such as JP-A-63-148,554) or polyphenylene derivatives (JP-A-59-20,971) can be included.

【0010】本発明の正極合剤とともに用いられるリチ
ウム二次電池の負極活物質としては、リチウム二次電池
の場合では、リチウム金属、リチウム合金(Al、Al
−Mn(US4,820,599)、Al−Mg(特開
昭57−98977)、Al−Sn(特開昭63−6,
742)、Al−In、Al−Cd(特開平1−144
,573)などがあげられる。
[0010] In the case of a lithium secondary battery, lithium metal, lithium alloy (Al, Al
-Mn (US4,820,599), Al-Mg (JP-A-57-98977), Al-Sn (JP-A-63-6,
742), Al-In, Al-Cd (Unexamined Japanese Patent Publication No. 1-144
, 573).

【0011】電解質としては、プロピレンカーボネート
、エチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、1,2
−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチル
テトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド、1,3
−ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド
、ジオキソラン、アセトニトリル、ニトロメタン、リン
酸トリエステル(特開昭60−23,973)、トリメ
トキシメタン(特開昭61−4,170)、ジオキソラ
ン誘導体(特開昭62−15,771、同62−22,
372、同62−108,474)、スルホラン(特開
昭62−31,959)、3−メチル−2−オキサゾリ
ジノン(特開昭62−44,961)、プロピレンカー
ボネート誘導体(特開昭62−290,069、同62
−290,071)、テトラヒドロフラン誘導体(特開
昭63−32,872)、エチルエーテル(特開昭63
−62,166)、1,3−プロパンスルトン(特開昭
63−102,173)などの非プロトン性有機溶媒の
少なくとも1種以上を混合した溶媒とその溶媒に溶ける
リチウム塩、例えば、ClO4 − 、BF6 − 、
PF6 − 、CF3 SO3 − 、CF3 CO2
 − 、AsF6 − 、SbF6 − 、B10Cl
10(特開昭57−74,974)、(1,2−ジメト
キシエタン)2ClO4 − (特開昭57−74,9
77)、低級脂肪族カルボン酸塩(特開昭60−41,
773)、AlCl4 − 、CI− 、Br− 、I
− (特開昭60−247,265)、クロロボラン化
合物(特開昭61−165,957)、四フェニルホウ
酸(特開昭61−214,376)などの一種以上から
構成されている。なかでも、プロピレンカーボネート1
,2−ジメトキシエタンの混合液にLiClO4 ある
いはLiBF6 を含む電解液が代表的である。
[0011] As the electrolyte, propylene carbonate, ethylene carbonate, γ-butyrolactone, 1,2
-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,3
-Dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane, acetonitrile, nitromethane, phosphoric acid triester (JP-A-60-23,973), trimethoxymethane (JP-A-61-4,170), dioxolane derivatives (JP-A-62) -15,771, 62-22,
372, 62-108,474), sulfolane (JP 62-31,959), 3-methyl-2-oxazolidinone (JP 62-44,961), propylene carbonate derivatives (JP 62-290) , 069, 62
-290,071), tetrahydrofuran derivative (JP-A-63-32,872), ethyl ether (JP-A-63-32,872), ethyl ether (JP-A-63-32,872),
-62,166), 1,3-propane sultone (JP-A-63-102,173) and other aprotic organic solvents and lithium salts soluble in the solvent, such as ClO4 - , BF6 − ,
PF6 − , CF3 SO3 − , CF3 CO2
−, AsF6 −, SbF6 −, B10Cl
10 (JP 57-74,974), (1,2-dimethoxyethane)2ClO4 - (JP 57-74,9
77), lower aliphatic carboxylic acid salts (JP-A-60-41,
773), AlCl4-, CI-, Br-, I
- (JP-A-60-247,265), chloroborane compound (JP-A-61-165,957), tetraphenylboric acid (JP-A-61-214,376), etc. Among them, propylene carbonate 1
, 2-dimethoxyethane containing LiClO4 or LiBF6 is typical.

【0012】また、電解液の他に次の様な固体電解質も
用いることができる。固体電解質としては、無機固体電
解質と有機固体電解質に分けられる。無機固体電解質に
は、Liの窒化物、ハロゲン化物、酸素酸塩などがよく
知られている。なかでも、Li3 N、LiI、Li5
 NI2 、Li3 N−LiI−LiOH、LiSi
O4 、LiSiO4 −LiI−LiOH(特開昭4
9−81,899)xLi3 PO4 −(1−x)L
i4 SiO4 (特開昭59−60,866)、Li
2 SiS3 (特開昭60−501,731)、硫化
リン化合物(特開昭62−82,665)などが有効で
ある。有機固体電解質では、ポリエチレンオキサイド誘
導体か該誘導体を含むポリマー(特開昭63−135,
447)、ポリプロピレンオキサイド誘導体か該誘導体
を含むポリマー、イオン解離基を含むポリマー(特開昭
62−254,302、同62−254,303、同6
3−193,954)、イオン解離基を含むポリマーと
上記非プロトン性電解液の混合物(米国特許4,792
,504、同4,830,939、特開昭62−22,
375、同62−22,376、同63−22,375
、同63−22,776、特開平−95,117)、リ
ン酸エステルポリマー(特開昭61−256,573)
が有効である。さらに、ポリアクリロニトリルを電解液
に添加する方法もある(特開昭62−278,774)
。また、無機と有機固体電解質を併用する方法(特開昭
60−1,768)も知られている。
[0012] In addition to the electrolytic solution, the following solid electrolytes can also be used. Solid electrolytes are divided into inorganic solid electrolytes and organic solid electrolytes. Li nitrides, halides, oxyacid salts, and the like are well known as inorganic solid electrolytes. Among them, Li3 N, LiI, Li5
NI2, Li3 N-LiI-LiOH, LiSi
O4, LiSiO4-LiI-LiOH (Unexamined Japanese Patent Publication No. 4
9-81,899)xLi3PO4-(1-x)L
i4 SiO4 (JP-A-59-60,866), Li
2 SiS3 (JP-A-60-501,731), phosphorus sulfide compounds (JP-A-62-82,665), and the like are effective. For organic solid electrolytes, polyethylene oxide derivatives or polymers containing such derivatives (Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-135,
447), polypropylene oxide derivatives or polymers containing such derivatives, polymers containing ionic dissociative groups (JP-A No. 62-254,302, No. 62-254,303, No. 6
3-193,954), a mixture of a polymer containing an ionically dissociable group and the aprotic electrolyte described above (U.S. Pat. No. 4,792)
, 504, 4,830,939, JP-A-62-22,
375, 62-22,376, 63-22,375
, 63-22,776, JP-A-95,117), phosphate ester polymer (JP-A-61-256,573)
is valid. Furthermore, there is also a method of adding polyacrylonitrile to the electrolyte (Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-278,774).
. Also known is a method of using an inorganic and an organic solid electrolyte in combination (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-1,768).

【0013】セパレーターは、イオン透過度が大きく、
所定の機械的強度を持つ、絶縁性の薄膜である。耐有機
溶剤性と疏水性からポリプレピレンなどのオレフィン系
の不織布やガラス繊維などが用いられている。また、放
電や充放電特性を改良する目的で、以下で示す化合物を
電解質に添加することが知られている。例えば、ピリジ
ン(特開昭49−108,525)、トリエチルフォス
ファイト(特開昭47−4,376)、トリエタノール
アミン(特開昭52−72,425)、環状エーテル(
特開昭57−152,684)、エチレンジアミン(特
開昭58−87,777)、n−グライム(特開昭58
−87,778)、ヘキサリン酸トリアミド(特開昭5
8−87,779)、ニトロベンゼン誘導体(特開昭5
8−214,281)、硫黄(特開昭59−8,280
)、キノンイミン染料(特開昭59−68,184)、
N−置換オキサゾリジノンとN,N′−置換イミダゾリ
ジノン(特開昭59−154,778)、エチレングリ
コールジアルキルエーテル(特開昭59−205,16
7),四級アンモニウム塩(特開昭60−30,065
)、ポリエチレングリコール(特開昭60−41,77
3)、ピロール(特開昭60−79,677)、2−メ
トキシエタノール(特開昭60−89,075)、Al
Cl3 (特開昭61−88,466)導電性ポリマー
電極活物質のモノマー(特開昭61−161,673)
、トリエチレンホスホルアミド(特開昭61−208,
758)、トリアルキルホスフィン(特開昭62−80
,976)、モルフォリン(特開昭62−80,977
)、カルボニル基を持つアリール化合物(特開昭62−
86,673)、ヘキサメチルホスホリックトリアミド
と4−アルキルモルフォリン(特開昭62−217,5
75)、二環性の三級アミン(特開昭62−217,5
78)、オイル(特開昭62−287,580)、四級
ホスホニウム塩(特開昭63−121,268)、三級
スルホニウム塩(特開昭63−121,269)などが
挙げられる。また、電解液を不燃性にするために含ハロ
ゲン溶媒、例えば、四塩化炭素、三弗化塩化エチレンを
電解液に含ませることができる。(特開昭48−36,
632)また、高温保存に適性をもたせるために電解液
に炭酸ガスを含ませることができる。 (特開昭59−134,567)
[0013] The separator has high ion permeability,
It is an insulating thin film with a certain mechanical strength. Olefin nonwoven fabrics such as polypropylene and glass fibers are used because of their organic solvent resistance and hydrophobicity. It is also known to add the following compounds to electrolytes for the purpose of improving discharge and charge/discharge characteristics. For example, pyridine (JP 49-108,525), triethyl phosphite (JP 47-4,376), triethanolamine (JP 52-72,425), cyclic ether (
JP-A-57-152,684), ethylenediamine (JP-A-58-87,777), n-glyme (JP-A-58-87,777),
-87,778), hexaphosphoric acid triamide (JP-A-5
8-87,779), nitrobenzene derivatives (Japanese Unexamined Patent Publication No.
8-214,281), sulfur (JP-A-59-8,280
), quinoneimine dye (JP-A-59-68,184),
N-substituted oxazolidinone and N,N'-substituted imidazolidinone (JP-A-59-154,778), ethylene glycol dialkyl ether (JP-A-59-205,16)
7), Quaternary ammonium salt (JP-A-60-30,065
), polyethylene glycol (JP-A-60-41, 77
3), pyrrole (JP 60-79,677), 2-methoxyethanol (JP 60-89,075), Al
Cl3 (JP 61-88,466) Monomer of conductive polymer electrode active material (JP 61-161,673)
, triethylene phosphoramide (JP-A-61-208,
758), trialkylphosphines (JP-A-62-80)
,976), Morpholine (JP-A-62-80,977)
), aryl compounds with a carbonyl group (Japanese Patent Application Laid-open No. 1983-
86,673), hexamethylphosphoric triamide and 4-alkylmorpholine (JP 62-217,5
75), bicyclic tertiary amine (JP-A-62-217,5
78), oil (JP-A-62-287,580), quaternary phosphonium salt (JP-A-63-121,268), tertiary sulfonium salt (JP-A-63-121,269). Further, in order to make the electrolytic solution non-flammable, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride or ethylene trifluorochloride can be included in the electrolytic solution. (Unexamined Japanese Patent Publication No. 48-36,
632) Furthermore, carbon dioxide gas can be included in the electrolytic solution in order to make it suitable for high-temperature storage. (Unexamined Japanese Patent Publication No. 59-134,567)

【0014】また、正極活物質に電解液あるいは電解質
を含ませることができる。例えば、前記イオン導電性ポ
リマーやニトロメタン(特開昭48−36,633)、
電解液の添加(特開昭57−124,870)が知られ
ている。また、正極活物質の表面を改良することができ
る。例えば、金属酸化物の表面をエステル化剤(特開昭
55−163,779)、キレート化剤で処理(特開昭
55−163,780)、導電性高分子(特開昭58−
163,188、同59−14,274)、ポリエチレ
ンオキサイドなど(特開昭60−97,561)による
処理が挙げられる。また、負極活物質の表面を改質する
こともできる。例えば、イオン導電性ポリマーやポリア
セチレン層を設ける方法(特開昭58−111,276
)、LiCl(特開昭58−142,771)、エチレ
ンカーボネイト(特開昭59−31,573)による処
理が挙げられる。
[0014] Furthermore, the positive electrode active material can contain an electrolytic solution or an electrolyte. For example, the ion conductive polymer, nitromethane (Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-36,633),
Addition of an electrolyte (Japanese Patent Laid-Open No. 57-124,870) is known. Moreover, the surface of the positive electrode active material can be improved. For example, the surface of a metal oxide is treated with an esterifying agent (JP-A-55-163,779), a chelating agent (JP-A-55-163,780), and a conductive polymer (JP-A-58-1989).
163,188, 59-14,274), and polyethylene oxide (Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-97,561). Moreover, the surface of the negative electrode active material can also be modified. For example, a method of providing an ion-conductive polymer or polyacetylene layer (Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-111,276
), LiCl (JP-A-58-142,771), and ethylene carbonate (JP-A-59-31,573).

【0015】電極活物質の担体として、正極には、通常
のステンレス鋼、ニッケル、アルミルウムの他に、導電
性高分子用には多孔質の発泡金属(特開昭59−18,
578)、チタン(特開昭59−68,169)、エキ
スパンデットメタル(特開昭61−264,686)、
パンチドメタル、負極には、通常のステンレス鋼、ニッ
ケル、チタン、アルミニウムの他に、多孔質ニッケル(
特開昭58−18,883)、多孔質アルミニウム(特
開昭58−38,466)、アルミニウム焼結体(特開
昭59−130,074)、アルミニウム繊維群の成形
体(特開昭59−148,277)、ステンレス鋼の表
面を銀メッキ(特開昭60−41,761)、フェノー
ル樹脂焼成体などの焼成炭素質材料(特開昭60−11
2,264)、Al−Cd合金(特開昭60−211,
779)、多孔質の発泡金属(特開昭61−74,26
8)などが用いられる。
As a carrier for the electrode active material, for the positive electrode, in addition to the usual stainless steel, nickel, and aluminum, porous foam metal for conductive polymers (Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-18,
578), titanium (JP 59-68, 169), expanded metal (JP 61-264, 686),
In addition to regular stainless steel, nickel, titanium, and aluminum, punched metal and negative electrodes include porous nickel (
JP-A-58-18,883), porous aluminum (JP-A-58-38,466), aluminum sintered body (JP-A-59-130,074), molded body of aluminum fiber group (JP-A-59-Sho 59) -148,277), silver plating on the surface of stainless steel (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-41,761), fired carbonaceous materials such as phenol resin fired bodies (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-11
2,264), Al-Cd alloy (JP-A-60-211,
779), porous metal foam (JP-A-61-74, 26
8) etc. are used.

【0016】集電体としては、構成された電池において
化学変化を起こさない電子伝導体であればよい。例えば
、通常用いられるステンレス鋼、チタンやニッケルの他
に、銅のニッケルメッキ体(特開昭48−36,627
)、銅のチタンメッキ体、硫化物の正極活物質にはステ
ンレス鋼の上に銅処理する(特開昭60−175,37
3)などが用いられる。電池の形状はコイン、ボタン、
シート、シリンダーなどいずれにも適用できる。
The current collector may be any electron conductor that does not cause a chemical change in the constructed battery. For example, in addition to the commonly used stainless steel, titanium, and nickel, nickel-plated copper (Japanese Patent Laid-Open No. 48-36,627
), titanium-plated copper body, and sulfide positive electrode active material are coated with copper on stainless steel (Japanese Patent Laid-Open No. 175-37
3) etc. are used. The shape of the battery is coin, button,
It can be applied to both sheets and cylinders.

【0017】[0017]

【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明をさらに詳し
く説明するが、本発明の主旨を越えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。実施例1正極活物質と
して、■V6 O13、■LiMn2 O4 、■Li
Ni0.5 Co0.5 O2 、■化学酸化重合ポリ
ピロールをそれぞれ88重量%、導電剤としてアセチレ
ンブラックを6重量%、結着剤として、■ジアセチルセ
ルロース、■ヒドロキシエチルセルロース、■カルボキ
シメチルヒドロキシエチルセルロースを6重量%の混合
比で混合した(溶媒として、それぞれアセトン、水、水
を使用)合剤を乾燥後、圧縮成形させた正極ペレット(
15mmΦ、20mAHの容量)を用いた。負極活物質
としてリチウム−アルミニウム合金(合金比80−20
重量%、15mmΦ、40mAHの容量)を用いた。セ
ルロースを混合する場合は、各々3重量%の混合比で混
合した。電解質として1mol /1LiBF4 (プ
ロピレンカーボネートと1,2−ジメトキシエタンの等
容量混合液)を用い、更に、セパレーターとして微孔性
のポリプロピレン不織布を用いて、その電解液を不織布
に含浸させて用いた。そして、図1の様なコイン型リチ
ウム電池を作製した。このリチウム電池を1mA/cm
2 の電流密度と5mAHの充放電深度で充放電試験を
行なった。ペレットの硬度は定圧荷重式硬度計を用いて
測定した。
[Examples] The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited to the following Examples unless it goes beyond the gist of the present invention. Example 1 As positive electrode active materials, ■V6 O13, ■LiMn2O4, ■Li
Ni0.5 Co0.5 O2, ■88% by weight each of chemically oxidized polypyrrole, 6% by weight of acetylene black as a conductive agent, 6% by weight of ■diacetylcellulose, ■hydroxyethylcellulose, ■carboxymethylhydroxyethylcellulose as a binder. After drying the mixture mixed at a mixing ratio of
15 mmΦ, capacity of 20 mAH) was used. Lithium-aluminum alloy (alloy ratio 80-20
% by weight, 15 mmΦ, and a capacity of 40 mAh). When mixing cellulose, each was mixed at a mixing ratio of 3% by weight. 1 mol/1 LiBF4 (equal volume mixture of propylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane) was used as the electrolyte, and a microporous polypropylene nonwoven fabric was used as the separator, and the nonwoven fabric was impregnated with the electrolytic solution. Then, a coin-type lithium battery as shown in FIG. 1 was manufactured. This lithium battery is 1mA/cm
A charge/discharge test was conducted at a current density of 2 and a charge/discharge depth of 5 mAH. The hardness of the pellets was measured using a constant pressure loading type hardness tester.

【0018】比較例1 実施例1の結着剤として、■テフロン、■カルボキシメ
チルセルロースを実施例1と等重量%混合した。 実施例2 正極活物質として、■LiMn2 O4 、■LiNi
0.5 Co0.5 O2 をそれぞれ88重量%、導
電剤としてアセチレンブラックを6重量%、結着剤とし
て、■ジアセチルセルロース、■ヒドロキシエチルセル
ロース、■カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロー
スを6重量%の混合比で混合した(溶媒として、それぞ
れアセトン、水、水を使用)合剤を乾燥後、圧縮成形さ
せた正極ペレット(15mmΦ、20mAHの容量)を
用いた。負極活物質として、ニードルコークスを90重
量%、結着剤として、■ジアセチルセルロース、■ヒド
ロキシエチルセルロース、■カルボキシメチルヒドロキ
シエチルセルロースを10重量%の混合比で混合した(
溶媒として、それぞれアセトン、水、水を使用)合剤を
乾燥後、リチウムと反応する水酸基を失活させるために
、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを結着
剤の水酸基と等量添加、混合して、加温反応させてから
、圧縮成形させた負極ペレット(15mmΦ、60mA
H相当の容量)を用いた。結着剤は正極合剤と負極合剤
と同じ化合物を用いた。セルロースを混合する場合は、
各々5重量%の混合比で混合した。電解質として1mo
l /1LiBF4 (プロピレンカーボネートと1,
2−ジメトキシエタンの等容量混合液)を用い、更に、
セパレーターとして微孔性のポリプロピレン不織布を用
いて、その電解液を不織布に含浸させて用いた。そして
、図1の様なコイン型リチウム電池を作製した。このリ
チウム電池を1mA/cm2 の電流密度と5mAHの
充放電深度で充放電試験を行なった。ペレットの硬度は
定圧荷重式硬度計を用いて測定した。
Comparative Example 1 As the binder used in Example 1, (1) Teflon and (2) carboxymethylcellulose were mixed in the same weight percent as in Example 1. Example 2 As positive electrode active materials, ■LiMn2O4, ■LiNi
0.5 Co0.5 O2 at a mixing ratio of 88% by weight, 6% by weight of acetylene black as a conductive agent, and 6% by weight of diacetylcellulose, ■hydroxyethylcellulose, and carboxymethylhydroxyethylcellulose as binders. After drying the mixture (using acetone, water, and water as solvents, respectively), compression-molded positive electrode pellets (15 mmΦ, 20 mAH capacity) were used. Needle coke was mixed at a mixing ratio of 90% by weight as a negative electrode active material, and diacetylcellulose, ■hydroxyethylcellulose, and carboxymethylhydroxyethylcellulose were mixed as binders at a mixing ratio of 10% by weight (
After drying the mixture (using acetone, water, and water as solvents, respectively), add and mix polymethylene polyphenyl polyisocyanate in an equal amount with the hydroxyl group of the binder in order to deactivate the hydroxyl group that reacts with lithium. , Negative electrode pellets (15 mmΦ, 60 mA
(capacity equivalent to H) was used. The same compound as the positive electrode mixture and the negative electrode mixture was used as the binder. When mixing cellulose,
Each was mixed at a mixing ratio of 5% by weight. 1 mo as electrolyte
l /1LiBF4 (propylene carbonate and 1,
using a mixture of equal volumes of 2-dimethoxyethane), and further,
A microporous polypropylene nonwoven fabric was used as a separator, and the electrolytic solution was impregnated into the nonwoven fabric. Then, a coin-type lithium battery as shown in FIG. 1 was manufactured. This lithium battery was subjected to a charge/discharge test at a current density of 1 mA/cm 2 and a charge/discharge depth of 5 mAH. The hardness of the pellets was measured using a constant pressure loading type hardness tester.

【0019】比較例2 実施例2の結着剤として、■テフロン、■カルボキシメ
チルセルロースを実施例2と等重量%混合した。実施例
1と比較例1の結果および実施例2と比較例2の結果を
それぞれ次の表1および表2にまとめた。
Comparative Example 2 As the binder used in Example 2, (1) Teflon and (2) carboxymethylcellulose were mixed in the same weight percent as in Example 2. The results of Example 1 and Comparative Example 1 and the results of Example 2 and Comparative Example 2 are summarized in the following Tables 1 and 2, respectively.

【0020】[0020]

【表1】[Table 1]

【0021】[0021]

【表2】[Table 2]

【0022】[0022]

【発明の効果】硬度が2kgであるということは製造上
のハンドリングが困難であるので、本発明は少なくとも
1種以上のアセチルセルロース誘導体、ヒドロキシエチ
ルセルロース、少なくとも2種以上の異なる官能基で置
換されたセルロース誘導体を正極合剤及び/または負極
合剤に含ませることにより、良好なペレット硬度(引い
ては、シリンダー型電池の場合には、ロール状電極の硬
度、または、シート状電池の場合には、シート電極の硬
度が高くなることを意味している。)と良好な充放電繰
り返し特性を与えることができる。
[Effects of the Invention] Since a hardness of 2 kg is difficult to handle during production, the present invention provides at least one acetyl cellulose derivative, hydroxyethyl cellulose, substituted with at least two different functional groups. By including a cellulose derivative in the positive electrode mixture and/or the negative electrode mixture, good pellet hardness (and, by extension, the hardness of the rolled electrode in the case of cylinder-type batteries or the hardness of the rolled electrode in the case of sheet-shaped batteries) can be improved. (This means that the hardness of the sheet electrode is increased.) This means that it can provide good charge/discharge cycle characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】実施例1や実施例2に使用したコイン型電池の
断面図を示したものである。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a coin-shaped battery used in Example 1 and Example 2.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  負極封口板 2  負極合剤ペレット 3  セパレーター 4  正極合剤ペレット 5  集電体 6  正極ケース 7  ガスケット 1 Negative electrode sealing plate 2 Negative electrode mixture pellets 3 Separator 4 Positive electrode mixture pellets 5 Current collector 6 Positive electrode case 7 Gasket

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】  充放電可能な正極活物質と負極活物質
及びイオン伝導性を有する電解液からなる二次電池にお
いて、少なくとも1種以上のアセチルセルロース誘導体
、ヒドロキシエチルセルロース、もしくは、2種以上の
異なる官能基で置換されたセルロース誘導体が、正極合
剤及び/または負極合剤に含まれることを特徴とする二
次電池 【請求項2】  該アセチルセルロース誘導体が、ジア
セチルセルロース、トリアセチルセルロースであること
を特徴とする請求項1に記載の二次電池 【請求項3】  少なくとも2種以上の異なる官能基で
置換されたセルロース誘導体が、カルボキシメチルヒド
ロキシエチルセルロース、もしくはヒドロキシプロピル
カルボキシメチルセルロースであることを特徴とする請
求項1に記載の二次電池 【請求項4】  該正極活物質の1種が、Co酸化物、
Li−Co酸化物、Li−Ni−Co酸化物、V酸化物
、Li−V酸化物、Mn酸化物、Li−Mn酸化物であ
ることを特徴とする請求項1から3に記載の二次電池【
請求項5】  該正極活物質の1種が、有機高分子であ
ることを特徴とする請求項1から4に記載の二次電池【
請求項6】  該有機高分子が、ポリアニリン誘導体、
ポリピロール誘導体、ポリアセン誘導体であることを特
徴とする請求項1および5に記載の二次電池【請求項7
】  該負極活物質の1種が、リチウムを吸蔵・放出で
きる焼成炭素質化合物であることを特徴とする請求項1
から6に記載の二次電池 【請求項8】  該正極活物質がNi化合物であり、該
負極活物質が、水素吸蔵合金であることを特徴とする請
求項1から3に記載の二次電池
[Scope of Claims] [Claim 1] A secondary battery comprising a chargeable and dischargeable positive electrode active material, a negative electrode active material, and an electrolytic solution having ion conductivity, comprising at least one acetyl cellulose derivative, hydroxyethyl cellulose, or , a cellulose derivative substituted with two or more different functional groups is contained in a positive electrode mixture and/or a negative electrode mixture.Claim 2: A secondary battery characterized in that the acetylcellulose derivative is diacetylcellulose, diacetylcellulose, 3. The secondary battery according to claim 1, wherein the cellulose derivative substituted with at least two or more different functional groups is carboxymethylhydroxyethylcellulose or hydroxypropylcarboxymethylcellulose. 4. The secondary battery according to claim 1, wherein one of the positive electrode active materials is Co oxide,
The secondary according to claims 1 to 3, characterized in that it is Li-Co oxide, Li-Ni-Co oxide, V oxide, Li-V oxide, Mn oxide, Li-Mn oxide. battery【
5. The secondary battery according to claim 1, wherein one of the positive electrode active materials is an organic polymer.
6. The organic polymer is a polyaniline derivative,
The secondary battery according to claims 1 and 5, characterized in that it is a polypyrrole derivative or a polyacene derivative [Claim 7]
Claim 1, wherein one of the negative electrode active materials is a fired carbonaceous compound capable of intercalating and deintercalating lithium.
8. The secondary battery according to claim 1, wherein the positive electrode active material is a Ni compound, and the negative electrode active material is a hydrogen storage alloy.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998028812A1 (en) * 1996-12-20 1998-07-02 Danionics A/S Lithium secondary battery

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