JPH07192722A - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
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- JPH07192722A JPH07192722A JP5347813A JP34781393A JPH07192722A JP H07192722 A JPH07192722 A JP H07192722A JP 5347813 A JP5347813 A JP 5347813A JP 34781393 A JP34781393 A JP 34781393A JP H07192722 A JPH07192722 A JP H07192722A
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- secondary battery
- lithium secondary
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- 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
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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】リチウムイオンを吸蔵放出することが可能な炭
素粉末を結着剤にて銅製集電体に密着させてなる負極を
備えるリチウム二次電池において、前記結着剤としてア
セチルセルロース、アセチルグルコサミン、アセチルガ
ラクトサミン又はアセチルコリンが用いられてなる。 【効果】充放電を繰り返し行っても、炭素粉末と集電体
との密着性が低下したり、炭素粉末が集電体から脱落し
たりしにくいので、充放電サイクル特性に優れる。
素粉末を結着剤にて銅製集電体に密着させてなる負極を
備えるリチウム二次電池において、前記結着剤としてア
セチルセルロース、アセチルグルコサミン、アセチルガ
ラクトサミン又はアセチルコリンが用いられてなる。 【効果】充放電を繰り返し行っても、炭素粉末と集電体
との密着性が低下したり、炭素粉末が集電体から脱落し
たりしにくいので、充放電サイクル特性に優れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リチウムイオンを吸蔵
放出することが可能な炭素粉末を負極材料として用いた
リチウム二次電池に係わり、詳しくは充放電サイクル特
性を改善することを目的とした、前記炭素粉末の結着に
用いる結着剤の改良に関する。
放出することが可能な炭素粉末を負極材料として用いた
リチウム二次電池に係わり、詳しくは充放電サイクル特
性を改善することを目的とした、前記炭素粉末の結着に
用いる結着剤の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
リチウム二次電池が、エネルギー密度が高く、しかも水
の分解電圧を考慮する必要が無いため高電圧化が可能で
あるなどの利点を有することから、ニッケル−カドミウ
ム二次電池に代わる次世代の二次電池として脚光を浴び
つつある。
リチウム二次電池が、エネルギー密度が高く、しかも水
の分解電圧を考慮する必要が無いため高電圧化が可能で
あるなどの利点を有することから、ニッケル−カドミウ
ム二次電池に代わる次世代の二次電池として脚光を浴び
つつある。
【０００３】而して、リチウム二次電池の負極材料とし
て、サイクル寿命の長期化を図るべく、樹枝状の電析リ
チウムの成長による内部短絡の虞れの無い、コークス、
黒鉛、有機物焼成体等のリチウムイオンを吸蔵及び放出
することが可能な炭素粉末が提案されている。
て、サイクル寿命の長期化を図るべく、樹枝状の電析リ
チウムの成長による内部短絡の虞れの無い、コークス、
黒鉛、有機物焼成体等のリチウムイオンを吸蔵及び放出
することが可能な炭素粉末が提案されている。
【０００４】かかる炭素材料を用いて負極を作製する場
合、炭素粉末を結着剤としてのＰＶｄＦ（ポリフッ化ビ
ニリデン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）
等の有機溶液と混練してスラリー化し、負極集電体上に
塗布し、乾燥固化する方法が採られる。
合、炭素粉末を結着剤としてのＰＶｄＦ（ポリフッ化ビ
ニリデン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）
等の有機溶液と混練してスラリー化し、負極集電体上に
塗布し、乾燥固化する方法が採られる。
【０００５】しかしながら、ＰＶｄＦ等の従来の結着剤
は、炭素粉末同士の結着性には優れているものの、集電
体（通常、銅製のものが用いられる。）との密着性が良
くないため、充放電を繰り返すうちに炭素粉末が集電体
から脱落し、電池容量が次第に低下するなど、充放電サ
イクル特性の点で問題があった。
は、炭素粉末同士の結着性には優れているものの、集電
体（通常、銅製のものが用いられる。）との密着性が良
くないため、充放電を繰り返すうちに炭素粉末が集電体
から脱落し、電池容量が次第に低下するなど、充放電サ
イクル特性の点で問題があった。
【０００６】本発明は、この問題を解決するべくなされ
たものであって、その目的とするところは、この種の電
池の負極用結着剤としては全く新規な結着剤を用いるこ
とにより、充放電サイクル特性に優れたリチウム二次電
池を提供するにある。
たものであって、その目的とするところは、この種の電
池の負極用結着剤としては全く新規な結着剤を用いるこ
とにより、充放電サイクル特性に優れたリチウム二次電
池を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るリチウム二次電池（以下、「本発明電
池」と称する。）は、リチウムイオンを吸蔵放出するこ
とが可能な炭素粉末を結着剤にて銅製集電体に密着させ
てなる負極を備えるリチウム二次電池において、前記結
着剤としてアセチルセルロース、アセチルグルコサミ
ン、アセチルガラクトサミン又はアセチルコリンを用い
たものである。
の本発明に係るリチウム二次電池（以下、「本発明電
池」と称する。）は、リチウムイオンを吸蔵放出するこ
とが可能な炭素粉末を結着剤にて銅製集電体に密着させ
てなる負極を備えるリチウム二次電池において、前記結
着剤としてアセチルセルロース、アセチルグルコサミ
ン、アセチルガラクトサミン又はアセチルコリンを用い
たものである。
【０００８】上記結着剤の好適な使用割合は、当該結着
剤と前記炭素粉末との総量に対して、０．１〜１０重量
％の範囲である。０．１重量％未満の場合は充分満足の
いく炭素粉末同士の結着性及び銅製集電体との密着性が
得られず、また１０重量％を越えた場合は炭素粉末量の
減少に起因する充放電容量の低下及び充放電サイクル特
性の低下が著しくなるので、ともに好ましくない。
剤と前記炭素粉末との総量に対して、０．１〜１０重量
％の範囲である。０．１重量％未満の場合は充分満足の
いく炭素粉末同士の結着性及び銅製集電体との密着性が
得られず、また１０重量％を越えた場合は炭素粉末量の
減少に起因する充放電容量の低下及び充放電サイクル特
性の低下が著しくなるので、ともに好ましくない。
【０００９】
【作用】負極の結着剤として、炭素粉末同士の結着性、
及び、銅製集電体との密着性に優れるアセチルセルロー
ス等の特定の結着剤が用いられているので、充放電を繰
り返し行っても、炭素粉末と集電体との密着性が低下し
たり、炭素粉末が集電体から脱落したりしにくい。この
ため、充放電サイクル特性に優れる。なお、本発明にお
ける結着剤が銅製集電体との密着性に優れるのは、ａ軸
方向（層方向）に滑りを生じ易い炭素粉末（リチウムイ
オンを吸蔵及び放出することが可能な結晶性の高い炭素
粉末は、層状の結晶構造を有している。）の滑りを、分
子内のアセチル基が抑制するためと考えられる。
及び、銅製集電体との密着性に優れるアセチルセルロー
ス等の特定の結着剤が用いられているので、充放電を繰
り返し行っても、炭素粉末と集電体との密着性が低下し
たり、炭素粉末が集電体から脱落したりしにくい。この
ため、充放電サイクル特性に優れる。なお、本発明にお
ける結着剤が銅製集電体との密着性に優れるのは、ａ軸
方向（層方向）に滑りを生じ易い炭素粉末（リチウムイ
オンを吸蔵及び放出することが可能な結晶性の高い炭素
粉末は、層状の結晶構造を有している。）の滑りを、分
子内のアセチル基が抑制するためと考えられる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明は下記実施例により何ら限定され
るものではなく、その要旨を変更しない範囲において適
宜変更して実施することが可能なものである。
に説明するが、本発明は下記実施例により何ら限定され
るものではなく、その要旨を変更しない範囲において適
宜変更して実施することが可能なものである。
【００１１】（実施例１） 〔正極の作製〕正極活物質としてのＬｉＣｏＯ2 ９０重
量部と、導電剤としての人造黒鉛５重量部と、結着剤と
してのポリフッ化ビニリデン５重量部の５重量％Ｎ−メ
チルピロリドン溶液とを混練してスラリーを調製し、こ
のスラリーを正極集電体としてのアルミニウム箔の両面
に、ドクターブレード法により塗布し、１５０°Ｃで２
時間真空乾燥して正極を作製した。
量部と、導電剤としての人造黒鉛５重量部と、結着剤と
してのポリフッ化ビニリデン５重量部の５重量％Ｎ−メ
チルピロリドン溶液とを混練してスラリーを調製し、こ
のスラリーを正極集電体としてのアルミニウム箔の両面
に、ドクターブレード法により塗布し、１５０°Ｃで２
時間真空乾燥して正極を作製した。
【００１２】〔負極の作製〕黒鉛粉末（ｄ002 ＝３．３
５Å；Ｌｃ＞１０００Å）９５重量部を結着剤としての
アセチルセルロース（アセチル化度６１％；平均重合度
ｎ＝２６０）５重量部の０．３５重量％Ｎ−メチルピロ
リドン溶液と混練してスラリーを調製し、このスラリー
を負極集電体としての銅箔の両面に、ドクターブレード
法により塗布し、１５０°Ｃで２時間真空乾燥して負極
を作製した。
５Å；Ｌｃ＞１０００Å）９５重量部を結着剤としての
アセチルセルロース（アセチル化度６１％；平均重合度
ｎ＝２６０）５重量部の０．３５重量％Ｎ−メチルピロ
リドン溶液と混練してスラリーを調製し、このスラリー
を負極集電体としての銅箔の両面に、ドクターブレード
法により塗布し、１５０°Ｃで２時間真空乾燥して負極
を作製した。
【００１３】〔電解液の調製〕エチレンカーボネートと
ジメチルカーボネートとの等体積混合溶媒に、ＬｉＰＦ
6 を１モル／リットル溶かして電解液を調製した。
ジメチルカーボネートとの等体積混合溶媒に、ＬｉＰＦ
6 を１モル／リットル溶かして電解液を調製した。
【００１４】〔電池の組立〕以上の正負両極及び電解液
を用いてＡＡサイズ（単３型）の本発明電池ＢＡ１を組
み立てた。なお、セパレータとしてイオン透過性のポリ
プロピレン製の微多孔膜を用いた。
を用いてＡＡサイズ（単３型）の本発明電池ＢＡ１を組
み立てた。なお、セパレータとしてイオン透過性のポリ
プロピレン製の微多孔膜を用いた。
【００１５】図１は作製した本発明電池ＢＡ１の断面図
であり、同図に示す本発明電池ＢＡ１は、正極１及び負
極２、これら両電極を離間するセパレータ３、正極リー
ド４、負極リード５、正極外部端子６、負極缶７などか
らなる。正極１及び負極２は非水電解液が注入されたセ
パレータ３を介して渦巻き状に巻き取られた状態で負極
缶７内に収容されており、正極１は正極リード４を介し
て正極外部端子６に、また負極２は負極リード５を介し
て負極缶７に接続され、電池ＢＡ１内部で生じた化学エ
ネルギーを電気エネルギーとして外部へ取り出し得るよ
うになっている。
であり、同図に示す本発明電池ＢＡ１は、正極１及び負
極２、これら両電極を離間するセパレータ３、正極リー
ド４、負極リード５、正極外部端子６、負極缶７などか
らなる。正極１及び負極２は非水電解液が注入されたセ
パレータ３を介して渦巻き状に巻き取られた状態で負極
缶７内に収容されており、正極１は正極リード４を介し
て正極外部端子６に、また負極２は負極リード５を介し
て負極缶７に接続され、電池ＢＡ１内部で生じた化学エ
ネルギーを電気エネルギーとして外部へ取り出し得るよ
うになっている。
【００１６】（実施例２）アセチルセルロース５重量部
に代えてアセチルグルコサミン（アセチル化度５８％）
を５重量部用いたこと以外は実施例１と同様にして、本
発明電池ＢＡ２を組み立てた。
に代えてアセチルグルコサミン（アセチル化度５８％）
を５重量部用いたこと以外は実施例１と同様にして、本
発明電池ＢＡ２を組み立てた。
【００１７】（実施例３）アセチルセルロース５重量部
に代えてアセチルガラクトサミン（アセチル化度６５
％）を５重量部用いたこと以外は実施例１と同様にし
て、本発明電池ＢＡ３を組み立てた。
に代えてアセチルガラクトサミン（アセチル化度６５
％）を５重量部用いたこと以外は実施例１と同様にし
て、本発明電池ＢＡ３を組み立てた。
【００１８】（実施例４）アセチルセルロース５重量部
に代えてアセチルコリン（アセチル化度２６％）を５重
量部用いたこと以外は実施例１と同様にして、本発明電
池ＢＡ４を組み立てた。
に代えてアセチルコリン（アセチル化度２６％）を５重
量部用いたこと以外は実施例１と同様にして、本発明電
池ＢＡ４を組み立てた。
【００１９】（比較例１）アセチルセルロース５重量部
に代えてポリフッ化ビニリデンを５重量部用いたこと以
外は実施例１と同様にして、比較電池ＢＣ１を組み立て
た。
に代えてポリフッ化ビニリデンを５重量部用いたこと以
外は実施例１と同様にして、比較電池ＢＣ１を組み立て
た。
【００２０】〔各電池の充放電サイクル特性〕本発明電
池ＢＡ１〜ＢＡ４及び比較電池ＢＣ１について、２００
ｍＡで４．２Ｖまで充電した後、２００ｍＡで放電終止
電圧２．７５Ｖまで放電する工程を１サイクルとする充
放電サイクル試験を行い、各電池の充放電サイクル特性
を調べた。表１に各電池の１サイクル目の放電容量及び
５００サイクル目の放電容量を示し、また図２に６００
サイクルまでの本発明電池ＢＡ１及び比較電池ＢＣ１の
充放電サイクル特性を、縦軸に放電容量（ｍＡｈ）を、
また横軸にサイクル数（回）をとって示す。
池ＢＡ１〜ＢＡ４及び比較電池ＢＣ１について、２００
ｍＡで４．２Ｖまで充電した後、２００ｍＡで放電終止
電圧２．７５Ｖまで放電する工程を１サイクルとする充
放電サイクル試験を行い、各電池の充放電サイクル特性
を調べた。表１に各電池の１サイクル目の放電容量及び
５００サイクル目の放電容量を示し、また図２に６００
サイクルまでの本発明電池ＢＡ１及び比較電池ＢＣ１の
充放電サイクル特性を、縦軸に放電容量（ｍＡｈ）を、
また横軸にサイクル数（回）をとって示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】表１及び図２に示すように、本発明電池Ｂ
Ａ１〜ＢＡ４は、比較電池ＢＣ１に比し、充放電サイク
ルの進行に伴う放電容量の低下が小さい。これは、アセ
チルセルロース等の特定の結着剤を用いることにより、
炭素粉末と銅製集電体との密着性が良好になり、充放電
サイクルの進行に伴う炭素粉末の銅製集電体からの脱落
が起こりにくくなったためである。
Ａ１〜ＢＡ４は、比較電池ＢＣ１に比し、充放電サイク
ルの進行に伴う放電容量の低下が小さい。これは、アセ
チルセルロース等の特定の結着剤を用いることにより、
炭素粉末と銅製集電体との密着性が良好になり、充放電
サイクルの進行に伴う炭素粉末の銅製集電体からの脱落
が起こりにくくなったためである。
【００２３】〔アセチルセルロースの使用量と充放電サ
イクル特性との関係〕アセチルセルロースと炭素粉末の
総量に対するアセチルセルロースの使用割合（重量％）
を、０．１重量％、１重量％、１０重量％、２０重量％
と変えたこと以外は実施例１と同様にして、４種のリチ
ウム二次電池を組み立て、各電池について先に行った充
放電サイクル試験と同じ条件で充放電サイクル試験を行
い、１サイクル目の放電容量に対する６００サイクル目
の放電容量の容量劣化率（％）を求めた。結果を、図３
に示す。
イクル特性との関係〕アセチルセルロースと炭素粉末の
総量に対するアセチルセルロースの使用割合（重量％）
を、０．１重量％、１重量％、１０重量％、２０重量％
と変えたこと以外は実施例１と同様にして、４種のリチ
ウム二次電池を組み立て、各電池について先に行った充
放電サイクル試験と同じ条件で充放電サイクル試験を行
い、１サイクル目の放電容量に対する６００サイクル目
の放電容量の容量劣化率（％）を求めた。結果を、図３
に示す。
【００２４】図３は、アセチルセルロースの使用量と充
放電サイクル特性との関係を、縦軸に容量劣化率（％）
を、また横軸にアセチルセルロースの使用量（重量％）
をとって示したグラフであり、同図より、アセチルセル
ロースの好適な使用割合は、０．１〜１０重量％である
ことが分かる。なお、アセチルグルコサミン、アセチル
ガラクトサミン及びアセチルコリンについても、０．１
〜１０重量％の使用割合が好適であることを確認した。
放電サイクル特性との関係を、縦軸に容量劣化率（％）
を、また横軸にアセチルセルロースの使用量（重量％）
をとって示したグラフであり、同図より、アセチルセル
ロースの好適な使用割合は、０．１〜１０重量％である
ことが分かる。なお、アセチルグルコサミン、アセチル
ガラクトサミン及びアセチルコリンについても、０．１
〜１０重量％の使用割合が好適であることを確認した。
【００２５】叙上の実施例では本発明を円筒型電池に適
用する場合の具体例について説明したが、電池の形状に
特に制限はなく、本発明は扁平型、角型等、種々の形状
の非水系電池に適用し得るものである。
用する場合の具体例について説明したが、電池の形状に
特に制限はなく、本発明は扁平型、角型等、種々の形状
の非水系電池に適用し得るものである。
【００２６】
【発明の効果】充放電を繰り返し行っても、炭素粉末と
集電体との密着性が低下したり、炭素粉末が集電体から
脱落したりしにくいので、充放電サイクル特性に優れ
る。
集電体との密着性が低下したり、炭素粉末が集電体から
脱落したりしにくいので、充放電サイクル特性に優れ
る。
【図１】実施例で作製した本発明電池の断面図である。
【図２】本発明電池及び比較電池の充放電サイクル特性
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図３】アセチルセルロースの使用量と充放電サイクル
特性との関係を示すグラフである。
特性との関係を示すグラフである。
ＢＡ１ 本発明電池 １ 正極 ２ 負極
フロントページの続き (72)発明者 西尾 晃治 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 斎藤 俊彦 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】リチウムイオンを吸蔵放出することが可能
な炭素粉末を結着剤にて銅製集電体に密着させてなる負
極を備えるリチウム二次電池において、前記結着剤とし
てアセチルセルロース、アセチルグルコサミン、アセチ
ルガラクトサミン又はアセチルコリンが用いられている
ことを特徴とするリチウム二次電池。 - 【請求項２】前記結着剤が、当該結着剤と前記炭素粉末
との総量に対して、０．１〜１０重量％用いられている
請求項１記載のリチウム二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5347813A JPH07192722A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5347813A JPH07192722A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07192722A true JPH07192722A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=18392765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5347813A Pending JPH07192722A (ja) | 1993-12-24 | 1993-12-24 | リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07192722A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001029916A1 (en) * | 1999-10-19 | 2001-04-26 | Kemijski inštitut | A method for preparing a carbon anode for lithium ion batteries |
| JP2005108858A (ja) * | 1996-12-26 | 2005-04-21 | Hitachi Chem Co Ltd | リチウム二次電池用負極 |
| US7700239B2 (en) | 1996-08-08 | 2010-04-20 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Graphite particles and lithium secondary battery using the same as negative electrode |
| JP2015088472A (ja) * | 2013-09-26 | 2015-05-07 | 株式会社ダイセル | 蓄電デバイス用電極およびその製造方法 |
-
1993
- 1993-12-24 JP JP5347813A patent/JPH07192722A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7700239B2 (en) | 1996-08-08 | 2010-04-20 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Graphite particles and lithium secondary battery using the same as negative electrode |
| US7947395B2 (en) | 1996-08-08 | 2011-05-24 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Graphite particles and lithium secondary battery using the same as negative electrode |
| US8129051B2 (en) | 1996-08-08 | 2012-03-06 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Graphite particles and lithium secondary battery using the same as negative electrode |
| US8580437B2 (en) | 1996-08-08 | 2013-11-12 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Graphite particles and lithium secondary battery using the same as negative electrode |
| US8802297B2 (en) | 1996-08-08 | 2014-08-12 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Graphite particles and lithium secondary battery using the same as negative electrode |
| US9508980B2 (en) | 1996-08-08 | 2016-11-29 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Graphite particles and lithium secondary battery using the same as negative |
| JP2005108858A (ja) * | 1996-12-26 | 2005-04-21 | Hitachi Chem Co Ltd | リチウム二次電池用負極 |
| WO2001029916A1 (en) * | 1999-10-19 | 2001-04-26 | Kemijski inštitut | A method for preparing a carbon anode for lithium ion batteries |
| JP2015088472A (ja) * | 2013-09-26 | 2015-05-07 | 株式会社ダイセル | 蓄電デバイス用電極およびその製造方法 |
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