JPH07105970A - 非水電解液二次電池及びその製造法 - Google Patents
非水電解液二次電池及びその製造法Info
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- JPH07105970A JPH07105970A JP5244562A JP24456293A JPH07105970A JP H07105970 A JPH07105970 A JP H07105970A JP 5244562 A JP5244562 A JP 5244562A JP 24456293 A JP24456293 A JP 24456293A JP H07105970 A JPH07105970 A JP H07105970A
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- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 有機系増粘剤を含有する合剤と集電体の電気
的集電性を向上させ、サイクル寿命特性、および高負荷
放電特性に優れた非水電解液二次電池とその正極板の製
造方法を提供することを目的とする。 【構成】 正極板製造工程において、有機系増粘剤を含
有する正極活物質の合剤を集電体に塗着した正極板に、
１７０℃〜３５０℃の温度で熱処理を行い、その後圧延
して極板を作製する。さらに、この正極板を用いて電池
を構成することにより、サイクル寿命特性および高負荷
放電特性に優れた電池が得られる。
的集電性を向上させ、サイクル寿命特性、および高負荷
放電特性に優れた非水電解液二次電池とその正極板の製
造方法を提供することを目的とする。 【構成】 正極板製造工程において、有機系増粘剤を含
有する正極活物質の合剤を集電体に塗着した正極板に、
１７０℃〜３５０℃の温度で熱処理を行い、その後圧延
して極板を作製する。さらに、この正極板を用いて電池
を構成することにより、サイクル寿命特性および高負荷
放電特性に優れた電池が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非水電解液二次電池、
ならびにその正極板の製造法に関するものである。
ならびにその正極板の製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の発達に伴い、小型・軽
量でエネルギー密度が高く、さらに繰り返し充放電が可
能な二次電池の開発が要望されている。このような電池
として非水電解液二次電池、特に、正極にコバルト酸リ
チウムなどのリチウム含有複合酸化物、負極に炭素材料
などを用いたリチウム二次電池の研究、開発が活発に行
われている。
量でエネルギー密度が高く、さらに繰り返し充放電が可
能な二次電池の開発が要望されている。このような電池
として非水電解液二次電池、特に、正極にコバルト酸リ
チウムなどのリチウム含有複合酸化物、負極に炭素材料
などを用いたリチウム二次電池の研究、開発が活発に行
われている。
【０００３】しかし、この種の電池は非水電解液を使う
ため、水溶液系の電池に比べてイオン電導度が低いとい
う問題がある。このため、電流特性の観点から正負極を
シート状極板として渦巻状に巻回し、電極面積を大きく
して極板群を構成する構造が多く提案されている。一般
的に、この様なシート状極板は集電体に合剤を塗着して
造られるが、薄く均一に塗着する必要があるため、合剤
は溶媒に活物質、導電剤、および結着剤等とともに増粘
剤を加えてペースト状にし、集電体に塗着する方法が用
いられている。また、場合によっては活物質の充填量を
多くするために塗着した後圧延する方法も検討されてい
る。
ため、水溶液系の電池に比べてイオン電導度が低いとい
う問題がある。このため、電流特性の観点から正負極を
シート状極板として渦巻状に巻回し、電極面積を大きく
して極板群を構成する構造が多く提案されている。一般
的に、この様なシート状極板は集電体に合剤を塗着して
造られるが、薄く均一に塗着する必要があるため、合剤
は溶媒に活物質、導電剤、および結着剤等とともに増粘
剤を加えてペースト状にし、集電体に塗着する方法が用
いられている。また、場合によっては活物質の充填量を
多くするために塗着した後圧延する方法も検討されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、増粘剤
を含有する合剤は、活物質の周りを増粘剤が一部覆って
いる状態であり、この合剤を集電体に塗着した後に圧延
した極板では、この増粘剤が集電体と活物質の間に膜と
して介在することとなる。このため、塗着後圧延した極
板を組み込んだ電池は高負荷放電特性が悪く、また、充
放電サイクルにより合剤が膨脹収縮を繰り返すため、合
剤が集電体から離脱しやすくなり、充放電サイクル特性
が悪いという問題点があった。
を含有する合剤は、活物質の周りを増粘剤が一部覆って
いる状態であり、この合剤を集電体に塗着した後に圧延
した極板では、この増粘剤が集電体と活物質の間に膜と
して介在することとなる。このため、塗着後圧延した極
板を組み込んだ電池は高負荷放電特性が悪く、また、充
放電サイクルにより合剤が膨脹収縮を繰り返すため、合
剤が集電体から離脱しやすくなり、充放電サイクル特性
が悪いという問題点があった。
【０００５】本発明はこのような問題点を解決するもの
で、高負荷放電特性、およびサイクル寿命特性に優れた
非水電解液二次電池、ならびにこの正極板の製造方法を
提供するものである。
で、高負荷放電特性、およびサイクル寿命特性に優れた
非水電解液二次電池、ならびにこの正極板の製造方法を
提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ために、本発明の非水電解液二次電池の製造法は、有機
系増粘剤を含有する正極活物質の合剤を集電体に塗着し
た正極板を、１７０℃〜３５０℃の温度で熱処理を行
い、熱処理の後圧延するものであり、本発明の非水電解
液二次電池は、この方法により作製された正極板を用い
て構成したものである。
ために、本発明の非水電解液二次電池の製造法は、有機
系増粘剤を含有する正極活物質の合剤を集電体に塗着し
た正極板を、１７０℃〜３５０℃の温度で熱処理を行
い、熱処理の後圧延するものであり、本発明の非水電解
液二次電池は、この方法により作製された正極板を用い
て構成したものである。
【０００７】
【作用】増粘剤を含有する合剤は、活物質の周りを増粘
剤の膜が一部覆っている状態であり、この合剤を集電体
に塗着した後そのまま圧延した極板では、この増粘剤が
集電体と活物質の間に膜として介在することとなり、こ
の極板を電池として組みこんだ場合、充放電を繰り返す
ことにより活物質が膨脹収縮するため、合剤が増粘剤の
膜とともに集電体から脱離しやすくなり、電気的接触が
悪くなる。
剤の膜が一部覆っている状態であり、この合剤を集電体
に塗着した後そのまま圧延した極板では、この増粘剤が
集電体と活物質の間に膜として介在することとなり、こ
の極板を電池として組みこんだ場合、充放電を繰り返す
ことにより活物質が膨脹収縮するため、合剤が増粘剤の
膜とともに集電体から脱離しやすくなり、電気的接触が
悪くなる。
【０００８】本発明の正極板のように、増粘剤を含有す
る合剤を集電体に塗着した極板を、１７０℃以上で熱処
理した後圧延したものは、熱処理により活物質の周りを
一部覆っていた増粘剤の膜が酸化して破壊されるため、
集電体と活物質が直接接触することになり、集電体と合
剤の電気的接触を向上することが可能となる。このた
め、この極板を用いて作製した電池は、充放電を繰り返
すことにより活物質が膨脹収縮しても、集電体と合剤の
間で十分な集電性を取ることが可能となり、高負荷放電
特性およびサイクル寿命特性を向上することが可能とな
る。
る合剤を集電体に塗着した極板を、１７０℃以上で熱処
理した後圧延したものは、熱処理により活物質の周りを
一部覆っていた増粘剤の膜が酸化して破壊されるため、
集電体と活物質が直接接触することになり、集電体と合
剤の電気的接触を向上することが可能となる。このた
め、この極板を用いて作製した電池は、充放電を繰り返
すことにより活物質が膨脹収縮しても、集電体と合剤の
間で十分な集電性を取ることが可能となり、高負荷放電
特性およびサイクル寿命特性を向上することが可能とな
る。
【０００９】
【実施例】以下、図面と共に本発明の実施例を説明す
る。
る。
【００１０】（実施例１）図１は本発明の実施例に用い
た円筒型電池の縦断面図である。図１において、正極板
１は活物質に導電剤として炭素粉末、結着剤としてポリ
４フッ化エチレン樹脂デスパージョンを混合し、さらに
増粘剤としてカルボキシメチルセルロース水溶液を混練
し、ペースト状にしたものを集電体である金属箔上に塗
着、乾燥した後、２００℃で１０時間熱処理を行い、そ
の後圧延して所定の寸法に切断した。これには正極リー
ド２がスポット溶接されている。負極板３は活物質に結
着剤としてスチレンブタジエンラバーの水溶性デスパー
ジョン、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース水溶
液を混練し、ペースト状にしたものを集電体である金属
箔上に塗着、乾燥した後、圧延して所定の寸法に切断し
た。これには負極リード４がスポット溶接されている。
これら正、負極板の間にポリプロピレン製セパレーター
５を配し、渦巻状に巻回し極板群を構成した。この極板
群の上下それぞれに上部絶縁板６、下部絶縁板７を配し
て電池ケース８に挿入後、所定量の電解液を注入し、ポ
リプロピレン製のガスケット９を介して電池ケース８で
封口板１０を密封して完成電池とした。なお、電解液に
は１．５モルの６フッ化リン酸リチウムを炭酸エチレン
と炭酸ジエチルとプロピル酸メチルとの混合溶媒１１中
に溶かしたものを用いた。この電池は試作直後は放電状
態にあり、充電から開始する。
た円筒型電池の縦断面図である。図１において、正極板
１は活物質に導電剤として炭素粉末、結着剤としてポリ
４フッ化エチレン樹脂デスパージョンを混合し、さらに
増粘剤としてカルボキシメチルセルロース水溶液を混練
し、ペースト状にしたものを集電体である金属箔上に塗
着、乾燥した後、２００℃で１０時間熱処理を行い、そ
の後圧延して所定の寸法に切断した。これには正極リー
ド２がスポット溶接されている。負極板３は活物質に結
着剤としてスチレンブタジエンラバーの水溶性デスパー
ジョン、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース水溶
液を混練し、ペースト状にしたものを集電体である金属
箔上に塗着、乾燥した後、圧延して所定の寸法に切断し
た。これには負極リード４がスポット溶接されている。
これら正、負極板の間にポリプロピレン製セパレーター
５を配し、渦巻状に巻回し極板群を構成した。この極板
群の上下それぞれに上部絶縁板６、下部絶縁板７を配し
て電池ケース８に挿入後、所定量の電解液を注入し、ポ
リプロピレン製のガスケット９を介して電池ケース８で
封口板１０を密封して完成電池とした。なお、電解液に
は１．５モルの６フッ化リン酸リチウムを炭酸エチレン
と炭酸ジエチルとプロピル酸メチルとの混合溶媒１１中
に溶かしたものを用いた。この電池は試作直後は放電状
態にあり、充電から開始する。
【００１１】また、比較例として、正極合剤のペースト
を集電体上に塗着、乾燥した後、熱処理を行う工程を除
いて圧延し、所定の寸法に切断した正極板を用いた以外
は上記実施例の電池と同様の方法で電池を作製した。
を集電体上に塗着、乾燥した後、熱処理を行う工程を除
いて圧延し、所定の寸法に切断した正極板を用いた以外
は上記実施例の電池と同様の方法で電池を作製した。
【００１２】これら作製した電池のサイクル寿命特性の
評価を行った。試験条件は、充電電流０．２Ｃ、終止電
圧４．１Ｖの定電流充電、放電電流１．０Ｃ、終止電圧
３．０Ｖの定電流放電とし、２０℃で充放電を繰り返し
行った。
評価を行った。試験条件は、充電電流０．２Ｃ、終止電
圧４．１Ｖの定電流充電、放電電流１．０Ｃ、終止電圧
３．０Ｖの定電流放電とし、２０℃で充放電を繰り返し
行った。
【００１３】図２に本実施例の電池と、従来例の電池の
サイクル寿命特性を示す。従来例の電池では、初期から
サイクルの進行による放電容量の減少が見られるが、本
実施例の電池では、サイクルの進行による放電容量の減
少はほとんどなく、熱処理を行った後圧延した正極板を
用いた電池はサイクル寿命特性に優れていることがわか
った。
サイクル寿命特性を示す。従来例の電池では、初期から
サイクルの進行による放電容量の減少が見られるが、本
実施例の電池では、サイクルの進行による放電容量の減
少はほとんどなく、熱処理を行った後圧延した正極板を
用いた電池はサイクル寿命特性に優れていることがわか
った。
【００１４】（実施例２）圧延前の熱処理の温度を表１
に示す１００〜４００℃に変えて作製した正極板を用
い、それ以外は実施例１と同様の方法で電池Ａ〜Ｇを構
成し、実施例１と同様の方法でサイクル寿命特性を測定
した。
に示す１００〜４００℃に変えて作製した正極板を用
い、それ以外は実施例１と同様の方法で電池Ａ〜Ｇを構
成し、実施例１と同様の方法でサイクル寿命特性を測定
した。
【００１５】図３に各電池のサイクル寿命特性を示す。
この結果より、１７０℃以上で熱処理したものはサイク
ルの進行による放電容量の劣化は小さく、サイクル寿命
特性が著しく向上しているのが確認できる。しかし、３
５０℃ではサイクルの進行による放電容量の減少が少し
大きくなり、４００℃になるとサイクルの初期から放電
容量の著しい減少が見られる。これは、極板中の結着剤
であるポリ４フッ化エチレンが、酸化され、結着力を失
ったためだと考えられる。このため、極板中の結着剤の
酸化による劣化を考慮し、熱処理の温度を決定する必要
がある。
この結果より、１７０℃以上で熱処理したものはサイク
ルの進行による放電容量の劣化は小さく、サイクル寿命
特性が著しく向上しているのが確認できる。しかし、３
５０℃ではサイクルの進行による放電容量の減少が少し
大きくなり、４００℃になるとサイクルの初期から放電
容量の著しい減少が見られる。これは、極板中の結着剤
であるポリ４フッ化エチレンが、酸化され、結着力を失
ったためだと考えられる。このため、極板中の結着剤の
酸化による劣化を考慮し、熱処理の温度を決定する必要
がある。
【００１６】また、上記作製の電池Ａ、Ｃ、Ｅの高負荷
放電特性を確認するため、２０℃、２Ｃ放電および０．
２Ｃ放電を行い、その容量比率を測定した。この結果も
表１に示す。
放電特性を確認するため、２０℃、２Ｃ放電および０．
２Ｃ放電を行い、その容量比率を測定した。この結果も
表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】この結果より、サイクル特性と同様、１７
０℃以上で熱処理したものが高負荷放電特性においても
良好であることが確認できた。
０℃以上で熱処理したものが高負荷放電特性においても
良好であることが確認できた。
【００１９】
【発明の効果】以上のように本発明は、増粘剤を含有す
る合剤を集電体に塗着した正極板を、１７０℃以上で熱
処理した後、圧延加工することにより、サイクル寿命特
性、および高負荷放電特性に優れた非水電解液二次電池
を実現できるものである。
る合剤を集電体に塗着した正極板を、１７０℃以上で熱
処理した後、圧延加工することにより、サイクル寿命特
性、および高負荷放電特性に優れた非水電解液二次電池
を実現できるものである。
【図１】本発明の実施例に用いた円筒型電池の部分断面
図
図
【図２】実施例１におけるサイクル寿命特性を示す特性
図
図
【図３】実施例２におけるサイクル寿命特性を示す特性
図
図
１ 正極板 ２ 負極板 ３ 正極リード ４ 負極リード ５ セパレーター ６ 上部絶縁板 ７ 下部絶縁板 ８ 電池ケース ９ ガスケット １０ 封口板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 利一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】正極板と負極板をセパレーターを介して構
成した極板群と、電解液を備えた非水電解液二次電池の
正極板の製造法において、有機系増粘剤を含有する正極
活物質合剤を集電体に塗着した正極板を、１７０℃〜３
５０℃の温度で熱処理を行い、その後圧延することを特
徴とする非水電解液二次電池の製造法。 - 【請求項２】有機系増粘剤がメチルセルロース、カルボ
キシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビ
ニルピロリドン、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアク
リル酸、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサ
イドのいずれかである請求項１記載の非水電解液二次電
池の製造法。 - 【請求項３】請求項１に記載の方法により製造される正
極板を用いて電池を構成した非水電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5244562A JPH07105970A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 非水電解液二次電池及びその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5244562A JPH07105970A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 非水電解液二次電池及びその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07105970A true JPH07105970A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17120567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5244562A Pending JPH07105970A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | 非水電解液二次電池及びその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07105970A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0817296A1 (fr) * | 1996-07-05 | 1998-01-07 | Saft | Electrode de générateur électrochimique rechargeable à électrolyte liquide organique et son procédé de fabrication |
| JP2001216957A (ja) * | 2000-02-04 | 2001-08-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液二次電池用電極の製造方法 |
| JP2007128660A (ja) * | 2005-11-01 | 2007-05-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リチウム二次電池用正極板の製造方法およびこの製造方法による正極を用いたリチウム二次電池 |
| WO2007145015A1 (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | 正極、その製造方法及びその正極を用いたリチウム二次電池 |
| WO2009122717A1 (ja) * | 2008-04-01 | 2009-10-08 | パナソニック株式会社 | 非水電解質二次電池とその製造方法 |
| WO2010086911A1 (ja) | 2009-01-29 | 2010-08-05 | パナソニック株式会社 | 非水電解質二次電池及びその製造方法 |
| JP2010186664A (ja) * | 2009-02-13 | 2010-08-26 | Nec Tokin Corp | リチウムイオン二次電池電極の製造方法 |
| US8105396B2 (en) | 2009-01-14 | 2012-01-31 | Panasonic Corporation | Nonaqueous electrolyte secondary battery and method for fabricating the same |
| US9893357B2 (en) | 2007-06-21 | 2018-02-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Cathode mix and nonaqueous electrolyte battery |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP5244562A patent/JPH07105970A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2750800A1 (fr) * | 1996-07-05 | 1998-01-09 | Accumulateurs Fixes | Electrode de generateur electrochimique rechargeable a electrolyte liquide organique et son procede de fabrication |
| EP0817296A1 (fr) * | 1996-07-05 | 1998-01-07 | Saft | Electrode de générateur électrochimique rechargeable à électrolyte liquide organique et son procédé de fabrication |
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| JP5506663B2 (ja) * | 2008-04-01 | 2014-05-28 | パナソニック株式会社 | 非水電解質二次電池とその製造方法 |
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| US9559362B2 (en) | 2008-04-01 | 2017-01-31 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Nonaqueous electrolyte secondary battery and method for manufacturing the same |
| US8105396B2 (en) | 2009-01-14 | 2012-01-31 | Panasonic Corporation | Nonaqueous electrolyte secondary battery and method for fabricating the same |
| WO2010086911A1 (ja) | 2009-01-29 | 2010-08-05 | パナソニック株式会社 | 非水電解質二次電池及びその製造方法 |
| JP2010186664A (ja) * | 2009-02-13 | 2010-08-26 | Nec Tokin Corp | リチウムイオン二次電池電極の製造方法 |
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