JPH06203830A - 電 池 - Google Patents
電 池Info
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- JPH06203830A JPH06203830A JP4362045A JP36204592A JPH06203830A JP H06203830 A JPH06203830 A JP H06203830A JP 4362045 A JP4362045 A JP 4362045A JP 36204592 A JP36204592 A JP 36204592A JP H06203830 A JPH06203830 A JP H06203830A
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- battery
- electrode
- pressure
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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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 粉末状活物質を固めて成る電極を有する非水
電解液電池の性能改善に関するものである。 【構成】 集電体（３１）上に活物質層（３２）を形成
した後、これを柔軟なフィルム（３３）で被覆し、この
被覆体（２２）を液体（２０）に浸せきして、この液体
を加圧して活物質層の加圧成型を行い、細部においても
均一な密度の活物質層を備えた電極を得ようとするもの
である。。
電解液電池の性能改善に関するものである。 【構成】 集電体（３１）上に活物質層（３２）を形成
した後、これを柔軟なフィルム（３３）で被覆し、この
被覆体（２２）を液体（２０）に浸せきして、この液体
を加圧して活物質層の加圧成型を行い、細部においても
均一な密度の活物質層を備えた電極を得ようとするもの
である。。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、非水系電池の性能改
善に関するもので、特に、粉末状活物質を固めて成る電
極を有する非水電解液電池の性能改善に関するものであ
る。
善に関するもので、特に、粉末状活物質を固めて成る電
極を有する非水電解液電池の性能改善に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の小型化、軽量化が進められる
中、その電源としての電池にも高エネルギー密度の電池
の要望がさらに強まっている。その要望に答えるべく、
非水電解液電池は高エネルギー密度電池としての可能性
の高さから、その実用化が試みられてきた。まず一次電
池においては、負極にリチウム金属を使用する、いわゆ
るリチウム電池が既に実用化されている。これまで実用
化されているリチウム電池は、負極にリチウム金属を使
用し、正極は粉末状の二酸化マンガンやフッ化カーボン
等をバインダーにて固めて作成し、電解液には有機電解
液を使用するものである。一方二次電池においては、カ
ーボンへのリチウムイオンの出入りを利用するカーボン
電極を負極とする非水電解液二次電池が実用され始め
た。この電池はリチウムイオンタイプ、あるいはロッキ
ングチェアータイプの二次電池と言われ、電池の中に金
属リチウムが存在せず、安全性の点で格段に進歩した非
水電解液二次電池である。代表的には正極は粉末状のＬ
ｉＣｏＯ２やＬｉＮｉＯ２等をバインダーで固めて作成
し、負極はコークスなどの炭素質材料を同じくバインダ
ーで固めて作成する。このように今実用の段階にある非
水電解液電池は、一次電池、二次電池を問わず、少なく
とも正・負何れかの電極は、粉末状活物質を適当なバイ
ンダーにて固めて作られている。このような電極におい
ては、いかに活物質層を適切な密度とするかが重要なポ
イントとなり、具体的には粉末状活物質を適当なバイン
ダーと混ぜ金属の集電体の上に塗り付け、ローラープレ
スにて加圧成型して、活物質層の密度の適正化が図られ
ている。電池容量は当然電池内に詰め込まれた活物質量
によって決まるため、電極密度を出来るだけ高くしたい
ところであるが、一方、活物質は電池反応に際して適当
な電解液との接触界面を必要とするので、電極中にはあ
る程度の電解液を保持できる細孔を持つ必要があり、電
極密度には最適値が存在する。最も一般的な活物質層の
形成は、活物質とバインダーとを適当な溶剤にてペース
ト状にして、これを集電体に塗り付け、乾燥し、加圧成
型する方法で行われる。このような方法においては、い
かに均一にペーストを塗り付けても、乾燥後の活物質層
は溶剤の除かれた後が空孔と成っているため、細部にお
いては疎密部が存在する。そしてその後の加圧成型工程
を経た後でも、従来法のローラープレスによる加圧成型
では、活物質層の厚さが一定となるため、成型後の活物
質層にも疎密を生じる。疎な部分は充分に活物質が利用
されるには不充分な電極密度であり、密な部分は電極密
度が高すぎて充分に活物質が利用されず、結果的には活
物質の充填量に対して充分な電池容量が引き出せない。
中、その電源としての電池にも高エネルギー密度の電池
の要望がさらに強まっている。その要望に答えるべく、
非水電解液電池は高エネルギー密度電池としての可能性
の高さから、その実用化が試みられてきた。まず一次電
池においては、負極にリチウム金属を使用する、いわゆ
るリチウム電池が既に実用化されている。これまで実用
化されているリチウム電池は、負極にリチウム金属を使
用し、正極は粉末状の二酸化マンガンやフッ化カーボン
等をバインダーにて固めて作成し、電解液には有機電解
液を使用するものである。一方二次電池においては、カ
ーボンへのリチウムイオンの出入りを利用するカーボン
電極を負極とする非水電解液二次電池が実用され始め
た。この電池はリチウムイオンタイプ、あるいはロッキ
ングチェアータイプの二次電池と言われ、電池の中に金
属リチウムが存在せず、安全性の点で格段に進歩した非
水電解液二次電池である。代表的には正極は粉末状のＬ
ｉＣｏＯ２やＬｉＮｉＯ２等をバインダーで固めて作成
し、負極はコークスなどの炭素質材料を同じくバインダ
ーで固めて作成する。このように今実用の段階にある非
水電解液電池は、一次電池、二次電池を問わず、少なく
とも正・負何れかの電極は、粉末状活物質を適当なバイ
ンダーにて固めて作られている。このような電極におい
ては、いかに活物質層を適切な密度とするかが重要なポ
イントとなり、具体的には粉末状活物質を適当なバイン
ダーと混ぜ金属の集電体の上に塗り付け、ローラープレ
スにて加圧成型して、活物質層の密度の適正化が図られ
ている。電池容量は当然電池内に詰め込まれた活物質量
によって決まるため、電極密度を出来るだけ高くしたい
ところであるが、一方、活物質は電池反応に際して適当
な電解液との接触界面を必要とするので、電極中にはあ
る程度の電解液を保持できる細孔を持つ必要があり、電
極密度には最適値が存在する。最も一般的な活物質層の
形成は、活物質とバインダーとを適当な溶剤にてペース
ト状にして、これを集電体に塗り付け、乾燥し、加圧成
型する方法で行われる。このような方法においては、い
かに均一にペーストを塗り付けても、乾燥後の活物質層
は溶剤の除かれた後が空孔と成っているため、細部にお
いては疎密部が存在する。そしてその後の加圧成型工程
を経た後でも、従来法のローラープレスによる加圧成型
では、活物質層の厚さが一定となるため、成型後の活物
質層にも疎密を生じる。疎な部分は充分に活物質が利用
されるには不充分な電極密度であり、密な部分は電極密
度が高すぎて充分に活物質が利用されず、結果的には活
物質の充填量に対して充分な電池容量が引き出せない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、集電体上に
塗り付けた活物質層を活物質が有効に利用されるに最も
適切な密度に均一に加圧成型し、実質的に高容量な電池
を得ようとするものである。
塗り付けた活物質層を活物質が有効に利用されるに最も
適切な密度に均一に加圧成型し、実質的に高容量な電池
を得ようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明においては、集電
体上に活物質層を形成した後、これを柔軟なフィルムで
被覆し、被覆体を液体に浸せきして、この液体を加圧し
て活物質層の高密度化をはかる方法によって、細部にお
いても均一な密度の活物質層を備えた電極を得ようとす
るものである。
体上に活物質層を形成した後、これを柔軟なフィルムで
被覆し、被覆体を液体に浸せきして、この液体を加圧し
て活物質層の高密度化をはかる方法によって、細部にお
いても均一な密度の活物質層を備えた電極を得ようとす
るものである。
【０００５】
【作用】本発明によれば、電極作成工程のペースト塗布
・乾燥までの段階で、電極活物質層の細部に疎密部が存
在していても、本発明による加圧成型方法は、図２に示
すように細部において同じ圧力での加圧を可能とするた
め、電極の細部においても均一な密度の活物質層を形成
可能とする。その結果、本発明による非水電解液電池
は、その電極が適切な電解液保持のための均一細孔分布
を持つ最適な電極密度に仕上がるため、ほとんど全ての
活物質が電池反応に際しての適切な電解液との接触界面
を持ち、活物質が有効に利用され、高容量の電池とな
る。
・乾燥までの段階で、電極活物質層の細部に疎密部が存
在していても、本発明による加圧成型方法は、図２に示
すように細部において同じ圧力での加圧を可能とするた
め、電極の細部においても均一な密度の活物質層を形成
可能とする。その結果、本発明による非水電解液電池
は、その電極が適切な電解液保持のための均一細孔分布
を持つ最適な電極密度に仕上がるため、ほとんど全ての
活物質が電池反応に際しての適切な電解液との接触界面
を持ち、活物質が有効に利用され、高容量の電池とな
る。
【０００６】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明する。
明する。
【０００７】実施例 図１から図３を参照しながら本発明の具体的な電池作成
の手順を説明する。図１は完成電池の模式断面図であ
り、図２は本発明による加圧成型の原理図であり、図３
は従来法のローラープレス機による加圧成型の原理図で
ある。まず負極は次のようにして用意される。負極活物
質として必要な調整を終えた粉末状ピッチコークスを用
意する。この粉末状のピッチコークス９０重量部と、結
着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）１０重量
部を溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドンと湿式混合
してスラリー（ペースト状）にする。次に、このスラリ
ーを負極集電体となる厚さ１０μｍの銅箔の両面に均一
に塗布し、乾燥して銅箔上にカーボン塗布膜を得る。さ
らにローラープレス機で仮成型し、作成する電池サイズ
に合った電極幅および長さに寸法を調整し、これを厚さ
約３０μｍのポリエチレンシートで被覆し、図２に示す
ように被覆体（２２ａ）を鉄製加圧容器（２１）内に設
置し、被覆体（２２）が完全に水中に浸せきされるまで
容器内に水（２０）を入れ、加圧容器（２１）を真空チ
ャンバーに移し、減圧して被覆体の脱気をする。その
後、加圧容器内に水を追加して充満し、密閉した後、ピ
ストン（２３）を加圧して加圧容器内の水（２０）を加
圧する。このとき水に浸せきされた被覆体にはあらゆる
方向から水に加圧された同じ圧力（Ｐ）がかかり、上記
カーボン塗布膜は均一な密度に加圧成型される。その後
被覆体を取り出し、ポリエチレンシートの被覆を取り外
し、９０℃に設定された真空乾燥器中で２４時間乾燥し
て負極（１ａ）を作成する。正極は次のようにして用意
される。市販の炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）と炭酸コ
バルト（ＣｏＣＯ３）をＬｉとＣｏの原子比が１：１の
組成比になるように混合し、空気中９００℃で約５時間
焼成して、正極活物質とするＬｉＣｏＯ２を得る。これ
を粉砕して正極活物質として働く適正な粒度分布の粉末
に調整し、その粉末状のＬｉＣｏＯ２を９１重量部、導
電剤としてグラファイトを６重量部、結合剤としてポリ
フッ化ビニリデン３重量部を溶剤であるＮ−メチル−２
−ピロリドンと湿式混合してスラリー（ペースト状）に
する。このスラリーを正極集電体となる厚さ２０μｍの
アルミニウム箔の両面に均一に塗布し、乾燥してアルミ
箔上にＬｉＣｏＯ２の塗布膜を得る。乾燥後ローラープ
レス機で仮成型し、作成する電池サイズに合った電極幅
および長さに寸法を調整し、これを厚さ約３０ｕｍのポ
リエチレンシートで被覆し、図２に示すように被覆体
（２２ｃ）を鉄製加圧容器（２１）内に設置し、前述の
負極作成と同様な手順にて加圧成型し、最後には負極同
様、９０℃に設定された真空乾燥器中で２４時間乾燥し
て正極（２ａ）を作成する。続いてこの負極（１ａ）と
正極（２ａ）の間に多孔質ポリプロピレン製セパレータ
（３）を挟んでロール状に巻き上げて、平均外径１５．
７ｍｍの電池素子を作成する。ニッケルメッキを施した
鉄製の電池缶（４）の底部に絶縁板（５）を設置し、上
記電池素子を収納する。電池素子の負極より取り出した
負極リード（６）を上記電池缶の底に溶接し、電池缶の
中に電解液として１モル／ｌのＬｉＰＦ６を溶解したプ
ロピレンカーボネイトとジエチルカーボネートの混合溶
液を注入する。その後、電池素子の上部にも絶縁板
（５）を設置し、ガスケット（７）を嵌め、防爆弁
（８）を図１に示すように電池内部に設置する。電池素
子より取り出した正極リード（９）はこの防爆弁に溶接
し、防爆弁の上には正極外部端子となる閉塞蓋体（１
０）をドーナツ型ＰＴＣスイッチ（１１）を挟んで重
ね、電池缶の縁をかしめて、図１に示す電池構造で外径
１６．５ｍｍ、高さ６５ｍｍの電池（Ａ）が完成する。
の手順を説明する。図１は完成電池の模式断面図であ
り、図２は本発明による加圧成型の原理図であり、図３
は従来法のローラープレス機による加圧成型の原理図で
ある。まず負極は次のようにして用意される。負極活物
質として必要な調整を終えた粉末状ピッチコークスを用
意する。この粉末状のピッチコークス９０重量部と、結
着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）１０重量
部を溶剤であるＮ−メチル−２−ピロリドンと湿式混合
してスラリー（ペースト状）にする。次に、このスラリ
ーを負極集電体となる厚さ１０μｍの銅箔の両面に均一
に塗布し、乾燥して銅箔上にカーボン塗布膜を得る。さ
らにローラープレス機で仮成型し、作成する電池サイズ
に合った電極幅および長さに寸法を調整し、これを厚さ
約３０μｍのポリエチレンシートで被覆し、図２に示す
ように被覆体（２２ａ）を鉄製加圧容器（２１）内に設
置し、被覆体（２２）が完全に水中に浸せきされるまで
容器内に水（２０）を入れ、加圧容器（２１）を真空チ
ャンバーに移し、減圧して被覆体の脱気をする。その
後、加圧容器内に水を追加して充満し、密閉した後、ピ
ストン（２３）を加圧して加圧容器内の水（２０）を加
圧する。このとき水に浸せきされた被覆体にはあらゆる
方向から水に加圧された同じ圧力（Ｐ）がかかり、上記
カーボン塗布膜は均一な密度に加圧成型される。その後
被覆体を取り出し、ポリエチレンシートの被覆を取り外
し、９０℃に設定された真空乾燥器中で２４時間乾燥し
て負極（１ａ）を作成する。正極は次のようにして用意
される。市販の炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）と炭酸コ
バルト（ＣｏＣＯ３）をＬｉとＣｏの原子比が１：１の
組成比になるように混合し、空気中９００℃で約５時間
焼成して、正極活物質とするＬｉＣｏＯ２を得る。これ
を粉砕して正極活物質として働く適正な粒度分布の粉末
に調整し、その粉末状のＬｉＣｏＯ２を９１重量部、導
電剤としてグラファイトを６重量部、結合剤としてポリ
フッ化ビニリデン３重量部を溶剤であるＮ−メチル−２
−ピロリドンと湿式混合してスラリー（ペースト状）に
する。このスラリーを正極集電体となる厚さ２０μｍの
アルミニウム箔の両面に均一に塗布し、乾燥してアルミ
箔上にＬｉＣｏＯ２の塗布膜を得る。乾燥後ローラープ
レス機で仮成型し、作成する電池サイズに合った電極幅
および長さに寸法を調整し、これを厚さ約３０ｕｍのポ
リエチレンシートで被覆し、図２に示すように被覆体
（２２ｃ）を鉄製加圧容器（２１）内に設置し、前述の
負極作成と同様な手順にて加圧成型し、最後には負極同
様、９０℃に設定された真空乾燥器中で２４時間乾燥し
て正極（２ａ）を作成する。続いてこの負極（１ａ）と
正極（２ａ）の間に多孔質ポリプロピレン製セパレータ
（３）を挟んでロール状に巻き上げて、平均外径１５．
７ｍｍの電池素子を作成する。ニッケルメッキを施した
鉄製の電池缶（４）の底部に絶縁板（５）を設置し、上
記電池素子を収納する。電池素子の負極より取り出した
負極リード（６）を上記電池缶の底に溶接し、電池缶の
中に電解液として１モル／ｌのＬｉＰＦ６を溶解したプ
ロピレンカーボネイトとジエチルカーボネートの混合溶
液を注入する。その後、電池素子の上部にも絶縁板
（５）を設置し、ガスケット（７）を嵌め、防爆弁
（８）を図１に示すように電池内部に設置する。電池素
子より取り出した正極リード（９）はこの防爆弁に溶接
し、防爆弁の上には正極外部端子となる閉塞蓋体（１
０）をドーナツ型ＰＴＣスイッチ（１１）を挟んで重
ね、電池缶の縁をかしめて、図１に示す電池構造で外径
１６．５ｍｍ、高さ６５ｍｍの電池（Ａ）が完成する。
【０００８】比較例 本発明の効果確認のため、従来の電極加圧成型法で電池
（Ｂ）を作成する。従来法においても、最終完成電池の
電池構造は図１の模式断面図で示され、実施例による電
池（Ａ）となんら変わるところは無い。電極の作成は集
電体への活物質層の塗膜形成までは全く実施例と同じに
行い、塗膜乾燥後は図３に示すロールプレス機で加圧し
て最終成型し、作成する電池サイズに合った電極幅およ
び長さに寸法を調整し、最後に９０℃に設定された真空
乾燥器中で２４時間乾燥して負極（１ｂ）および正極
（２ｂ）を作成する。その後の電池組立もロールプレス
機で最終加圧成型して作成した負極（１ｂ）および正極
（２ｂ）を用いる以外は全く実施例と同じにして、図１
に示す電池構造で外径１６．５ｍｍ、高さ６５ｍｍの電
池（Ｂ）を完成する。以上のようにして作成した同一外
形寸法の電池（Ａ）および（Ｂ）について、充電電圧を
４．０Ｖに設定し、４時間充電を行い、８００ｍＡの定
電流放電にて終止電圧２．５Ｖまで放電を行い、それぞ
れの電池の放電容量を求める。さらに本実施例による電
池は二次電池であり、その後、上記条件で充放電を繰り
返し、１００サイクル、および２００サイクル時点での
各電池の放電容量を求める。 こうして電池（Ａ）および電池（Ｂ）について求められ
る放電容量は第１表の結果となり、本発明による電池は
従来法の電池に比べ、放電容量が大きくなると同時に、
充放電を繰り返しても、その容量低下が少なく、１００
サイクル、２００サイクルの時点では従来法の電池との
容量差はさらに大きくなる。本実施例による活物質層の
形成方法では、乾燥後溶剤の除かれた後は空孔と成って
いるため、活物質層の細部においては疎密部が存在す
る。本発明の加圧成型方法は加圧容器内の液体（本実施
例では水）を加圧する方法なので、液体に浸せきされた
被覆体にはあらゆる方向から液体に加圧されたと同じ圧
力がかかり、活物質層は加圧成型前に細部において疎密
部が存在していても、結局、均一な密度に加圧成型され
る。従って、本発明による非水電解液電池は、その電極
が適切な電解液保持のための均一細孔分布を持ち、且つ
粉末粒子間が適切に接触して充分な電気的繋がりを保つ
最適な電極密度に仕上がるため、ほとんど全ての活物質
が電池反応に寄与し、活物質が有効に利用されるため高
容量の電池となる。同時に、二次電池の場合であれば、
その性能が長期にわたって持続される。一方、従来のロ
ールプレス機による場合、これによる加圧成型体は二本
のローラー（３４）間の隙間によって厚さが一定に成型
される。そのため活物質層に塗膜層の形成過程で生じた
疎密部は、成型後の活物質層にも生じる。疎な部分は粉
末粒子間の接触が悪く充分な電気伝導が保たれないなど
の理由で、充分に活物質が利用されず、密な部分は電極
密度が高すぎて電解液の含浸量が少ない為、電極反応が
実際行われる活物質と電解液との界面が不足するなどの
理由で、充分に活物質が利用されず、結果的には活物質
の充填量に対して充分な電池容量が引き出せないものと
考えられる。。本実施例では加圧容器内に満たす液体と
して水を使用しているが、その他低粘度のものからかな
り粘度の高いものまで使用できる。また、加圧成型物を
被覆する柔軟なフィルムとしてポリエチレンシートを使
用しているが、他のプラスチックシートは勿論、ゴム、
布、紙などが加圧内に満たす液体との適切な組合せによ
り使用可能である。本実施例では、電解液に有機電解液
を使用した、いわゆる非水電解液二次電池のひとつにつ
いてのみ示したが、負極に本実施例と同じくカーボンを
使用し、正極活物質としてＬｉＣｏＯ２に代えて粉末状
のＬｉＮｉＯ２やＬｉＭｎ２Ｏ４を使用した場合にも同
様な結果が得られる。またその他の非水電解液二次電池
（例えば負極にリチウム金属やリチウム合金等を用い、
正極には遷移金属のジカルコゲナイドやトリカルコゲナ
イト、さらにはＶ２Ｏ５、Ｖ６Ｏ１３、Ｃｒ２Ｏ５、Ｍ
ｏＯ３等の三次元構造酸化物等を用いる）やさらには、
二次電池のみならず、いわゆるリチウムー次電池（例え
ば負極はリチウム金属やリチウム合金を使用し、正極は
ＭｎＯ２、ＣＦｘ、ＦｅＳ２等用いる）などでも、少な
くとも正負何れかの電極が粉末状の活物質を固めて電極
を作成する場合には当然実施し得る。
（Ｂ）を作成する。従来法においても、最終完成電池の
電池構造は図１の模式断面図で示され、実施例による電
池（Ａ）となんら変わるところは無い。電極の作成は集
電体への活物質層の塗膜形成までは全く実施例と同じに
行い、塗膜乾燥後は図３に示すロールプレス機で加圧し
て最終成型し、作成する電池サイズに合った電極幅およ
び長さに寸法を調整し、最後に９０℃に設定された真空
乾燥器中で２４時間乾燥して負極（１ｂ）および正極
（２ｂ）を作成する。その後の電池組立もロールプレス
機で最終加圧成型して作成した負極（１ｂ）および正極
（２ｂ）を用いる以外は全く実施例と同じにして、図１
に示す電池構造で外径１６．５ｍｍ、高さ６５ｍｍの電
池（Ｂ）を完成する。以上のようにして作成した同一外
形寸法の電池（Ａ）および（Ｂ）について、充電電圧を
４．０Ｖに設定し、４時間充電を行い、８００ｍＡの定
電流放電にて終止電圧２．５Ｖまで放電を行い、それぞ
れの電池の放電容量を求める。さらに本実施例による電
池は二次電池であり、その後、上記条件で充放電を繰り
返し、１００サイクル、および２００サイクル時点での
各電池の放電容量を求める。 こうして電池（Ａ）および電池（Ｂ）について求められ
る放電容量は第１表の結果となり、本発明による電池は
従来法の電池に比べ、放電容量が大きくなると同時に、
充放電を繰り返しても、その容量低下が少なく、１００
サイクル、２００サイクルの時点では従来法の電池との
容量差はさらに大きくなる。本実施例による活物質層の
形成方法では、乾燥後溶剤の除かれた後は空孔と成って
いるため、活物質層の細部においては疎密部が存在す
る。本発明の加圧成型方法は加圧容器内の液体（本実施
例では水）を加圧する方法なので、液体に浸せきされた
被覆体にはあらゆる方向から液体に加圧されたと同じ圧
力がかかり、活物質層は加圧成型前に細部において疎密
部が存在していても、結局、均一な密度に加圧成型され
る。従って、本発明による非水電解液電池は、その電極
が適切な電解液保持のための均一細孔分布を持ち、且つ
粉末粒子間が適切に接触して充分な電気的繋がりを保つ
最適な電極密度に仕上がるため、ほとんど全ての活物質
が電池反応に寄与し、活物質が有効に利用されるため高
容量の電池となる。同時に、二次電池の場合であれば、
その性能が長期にわたって持続される。一方、従来のロ
ールプレス機による場合、これによる加圧成型体は二本
のローラー（３４）間の隙間によって厚さが一定に成型
される。そのため活物質層に塗膜層の形成過程で生じた
疎密部は、成型後の活物質層にも生じる。疎な部分は粉
末粒子間の接触が悪く充分な電気伝導が保たれないなど
の理由で、充分に活物質が利用されず、密な部分は電極
密度が高すぎて電解液の含浸量が少ない為、電極反応が
実際行われる活物質と電解液との界面が不足するなどの
理由で、充分に活物質が利用されず、結果的には活物質
の充填量に対して充分な電池容量が引き出せないものと
考えられる。。本実施例では加圧容器内に満たす液体と
して水を使用しているが、その他低粘度のものからかな
り粘度の高いものまで使用できる。また、加圧成型物を
被覆する柔軟なフィルムとしてポリエチレンシートを使
用しているが、他のプラスチックシートは勿論、ゴム、
布、紙などが加圧内に満たす液体との適切な組合せによ
り使用可能である。本実施例では、電解液に有機電解液
を使用した、いわゆる非水電解液二次電池のひとつにつ
いてのみ示したが、負極に本実施例と同じくカーボンを
使用し、正極活物質としてＬｉＣｏＯ２に代えて粉末状
のＬｉＮｉＯ２やＬｉＭｎ２Ｏ４を使用した場合にも同
様な結果が得られる。またその他の非水電解液二次電池
（例えば負極にリチウム金属やリチウム合金等を用い、
正極には遷移金属のジカルコゲナイドやトリカルコゲナ
イト、さらにはＶ２Ｏ５、Ｖ６Ｏ１３、Ｃｒ２Ｏ５、Ｍ
ｏＯ３等の三次元構造酸化物等を用いる）やさらには、
二次電池のみならず、いわゆるリチウムー次電池（例え
ば負極はリチウム金属やリチウム合金を使用し、正極は
ＭｎＯ２、ＣＦｘ、ＦｅＳ２等用いる）などでも、少な
くとも正負何れかの電極が粉末状の活物質を固めて電極
を作成する場合には当然実施し得る。
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば、電極が適切な電解液保
持のための均一細孔分布を持ち、且つ粉末粒子間が適切
に接触して充分な電気的繋がりが保てる最適な電極密度
に仕上がるため、本発明による電池は電池内に充填され
たほとんど全ての活物質が電池反応に寄与し、活物質が
有効に利用されるため高容量の電池となる。この結果、
広範囲な用途で使用できる容量の大きい電池を提供でき
るようになり、その工業的価値は大である。
持のための均一細孔分布を持ち、且つ粉末粒子間が適切
に接触して充分な電気的繋がりが保てる最適な電極密度
に仕上がるため、本発明による電池は電池内に充填され
たほとんど全ての活物質が電池反応に寄与し、活物質が
有効に利用されるため高容量の電池となる。この結果、
広範囲な用途で使用できる容量の大きい電池を提供でき
るようになり、その工業的価値は大である。
【図１】実施例および比較例における電池の構造を示し
た模式的断面図
た模式的断面図
【図２】本発明による加圧成型の原理図
【図３】ローラープレス機による加圧成型の原理図
１は負極、２は正極、３はセパレータ、４は電池缶、６
は正極リード、７はガスケット、９は負極リード、１０
は閉塞蓋体、２０は液体（水） ２１は加圧容器、２２は被覆体、２３はピストン、３１
は集電体、３２は活物質層、３３は柔軟なフィルムであ
る。
は正極リード、７はガスケット、９は負極リード、１０
は閉塞蓋体、２０は液体（水） ２１は加圧容器、２２は被覆体、２３はピストン、３１
は集電体、３２は活物質層、３３は柔軟なフィルムであ
る。
Claims (1)
- 【請求項１】正極、負極および非水電解液とを備えた非
水電解液電池において、少なくとも正負何れかの電極が
次の工程を経て作成される。 （イ）金属集電体の片面あるいは両面に粉末状活物質を
固めて活物質層を形成する。 （ロ）これを柔軟なフィルムで被覆する。 （ハ）被覆体を液体に浸せきする。 （ニ）この液体を加圧して活物質層を高密度化する。 以上の工程により作成された電極を用いることを特徴と
する非水電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4362045A JPH06203830A (ja) | 1992-12-29 | 1992-12-29 | 電 池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4362045A JPH06203830A (ja) | 1992-12-29 | 1992-12-29 | 電 池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06203830A true JPH06203830A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=18475728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4362045A Pending JPH06203830A (ja) | 1992-12-29 | 1992-12-29 | 電 池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06203830A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09245779A (ja) * | 1996-03-01 | 1997-09-19 | Agency Of Ind Science & Technol | 二次電池の電極製造方法 |
| JPH1064521A (ja) * | 1996-08-12 | 1998-03-06 | Toshiba Battery Co Ltd | シート状極板の製造方法および非水電解質電池 |
| US20140082931A1 (en) * | 2011-06-02 | 2014-03-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for producing all solid state battery |
| JP2018014249A (ja) * | 2016-07-21 | 2018-01-25 | 日産自動車株式会社 | 電極の製造方法 |
| WO2019039412A1 (ja) * | 2017-08-23 | 2019-02-28 | 株式会社村田製作所 | 積層構造体及びその製造方法、並びに、ロールプレス装置 |
-
1992
- 1992-12-29 JP JP4362045A patent/JPH06203830A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09245779A (ja) * | 1996-03-01 | 1997-09-19 | Agency Of Ind Science & Technol | 二次電池の電極製造方法 |
| JPH1064521A (ja) * | 1996-08-12 | 1998-03-06 | Toshiba Battery Co Ltd | シート状極板の製造方法および非水電解質電池 |
| US20140082931A1 (en) * | 2011-06-02 | 2014-03-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for producing all solid state battery |
| JP2018014249A (ja) * | 2016-07-21 | 2018-01-25 | 日産自動車株式会社 | 電極の製造方法 |
| WO2019039412A1 (ja) * | 2017-08-23 | 2019-02-28 | 株式会社村田製作所 | 積層構造体及びその製造方法、並びに、ロールプレス装置 |
| US11757083B2 (en) | 2017-08-23 | 2023-09-12 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Laminate structure, production method thereof, and roll press device |
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