JPH07296794A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
- Publication number
- JPH07296794A JPH07296794A JP6084789A JP8478994A JPH07296794A JP H07296794 A JPH07296794 A JP H07296794A JP 6084789 A JP6084789 A JP 6084789A JP 8478994 A JP8478994 A JP 8478994A JP H07296794 A JPH07296794 A JP H07296794A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- carbon
- conductive agent
- battery
- active material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 サイクル特性の向上を図り、より高性能な非
水電解液二次電池を提供する。 【構成】 負極活物質としてリチウムを主体とする金属
材料又はリチウムのドープ・脱ドープが可能な炭素材料
を用い、正極活物質としてリチウム遷移金属複合酸化物
粉末を用いる。正極２は、上記正極活物質と導電剤とな
る炭素粉末及び結着剤を混合してなる正極合剤が正極集
電体１０に塗布されてなる。ここで、上記導電剤とし
て、フタル酸ジブチルの吸油量が５０ｍｌ／１００ｇ以
上、３００ｍｌ／１００ｇ未満であるカーボンブラック
を単独若しくはグラファイトとの混合物として使用す
る。
水電解液二次電池を提供する。 【構成】 負極活物質としてリチウムを主体とする金属
材料又はリチウムのドープ・脱ドープが可能な炭素材料
を用い、正極活物質としてリチウム遷移金属複合酸化物
粉末を用いる。正極２は、上記正極活物質と導電剤とな
る炭素粉末及び結着剤を混合してなる正極合剤が正極集
電体１０に塗布されてなる。ここで、上記導電剤とし
て、フタル酸ジブチルの吸油量が５０ｍｌ／１００ｇ以
上、３００ｍｌ／１００ｇ未満であるカーボンブラック
を単独若しくはグラファイトとの混合物として使用す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リチウム遷移金属複合
酸化物を正極活物質とする正極を有してなる非水電解液
二次電池に関する。
酸化物を正極活物質とする正極を有してなる非水電解液
二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の電子技術のめざましい進歩は、電
子機器の小型化・軽量化を次々と実現させている。それ
に伴い、移動用電源としての電池に対してもますます小
型・軽量且つ高エネルギー密度であることが求められる
ようになっている。
子機器の小型化・軽量化を次々と実現させている。それ
に伴い、移動用電源としての電池に対してもますます小
型・軽量且つ高エネルギー密度であることが求められる
ようになっている。
【０００３】従来、一般用途の二次電池としては、鉛電
池やニッケル−カドミウム電池等の水溶液系二次電池が
主流である。しかし、これらの水溶液系二次電池は、サ
イクル特性には優れているものの、電池重量やエネルギ
ー密度の点で十分に満足できるものとは言えない。
池やニッケル−カドミウム電池等の水溶液系二次電池が
主流である。しかし、これらの水溶液系二次電池は、サ
イクル特性には優れているものの、電池重量やエネルギ
ー密度の点で十分に満足できるものとは言えない。
【０００４】そこで、最近、リチウムやリチウム合金、
更には炭素材料のようなリチウムイオンをドープ且つ脱
ドープ可能な物質を負極として使用し、また正極にリチ
ウム遷移金属複合酸化物を使用する非水電解液二次電池
の研究・開発が盛んに行われている。
更には炭素材料のようなリチウムイオンをドープ且つ脱
ドープ可能な物質を負極として使用し、また正極にリチ
ウム遷移金属複合酸化物を使用する非水電解液二次電池
の研究・開発が盛んに行われている。
【０００５】これらの材料を使用した非水電解液二次電
池の用途としては、例えばビデオカメラやラップトップ
パコン等が挙げられるが、このような機器は比較的消費
電流が大きいものが多く、電池構造としては渦巻式電極
構造が有効である。これは、帯状の正極と負極をセパレ
ータを介して渦巻状に巻いたもので、電極面積が大きい
ことから重負荷に耐えられることによる。
池の用途としては、例えばビデオカメラやラップトップ
パコン等が挙げられるが、このような機器は比較的消費
電流が大きいものが多く、電池構造としては渦巻式電極
構造が有効である。これは、帯状の正極と負極をセパレ
ータを介して渦巻状に巻いたもので、電極面積が大きい
ことから重負荷に耐えられることによる。
【０００６】このような非水電解液二次電池において、
正極活物質として用いられるリチウム遷移金属複合酸化
物は、それ自体比較的電気抵抗が大きい物質である。従
って、このリチウム遷移金属複合酸化物のみで正極を構
成した場合は、電子導電性が不十分となる。このため、
リチウム遷移金属複合酸化物を正極活物質とする正極に
おいては、導電性の高いグラファイト粉末等の導電剤を
添加することで電子導電性が高められるようになされて
いる。
正極活物質として用いられるリチウム遷移金属複合酸化
物は、それ自体比較的電気抵抗が大きい物質である。従
って、このリチウム遷移金属複合酸化物のみで正極を構
成した場合は、電子導電性が不十分となる。このため、
リチウム遷移金属複合酸化物を正極活物質とする正極に
おいては、導電性の高いグラファイト粉末等の導電剤を
添加することで電子導電性が高められるようになされて
いる。
【０００７】即ち、正極としては、上述のように正極活
物質となるリチウム遷移金属複合酸化物とともに、導電
剤となるグラファイト粉末及び結着剤を混合してなる正
極合剤が正極集電体に塗布され、更にこのままでは電極
の充填密度が低く、またリチウム遷移金属複合酸化物粉
末、グラファイト粉末同士の密着性が不十分で導電剤の
作用が有効に得られないので、圧縮により正極合剤層の
厚さが薄くなされたものが用いられている。
物質となるリチウム遷移金属複合酸化物とともに、導電
剤となるグラファイト粉末及び結着剤を混合してなる正
極合剤が正極集電体に塗布され、更にこのままでは電極
の充填密度が低く、またリチウム遷移金属複合酸化物粉
末、グラファイト粉末同士の密着性が不十分で導電剤の
作用が有効に得られないので、圧縮により正極合剤層の
厚さが薄くなされたものが用いられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電池特性
は、電極間に圧力が加わっている方が良い傾向にある。
しかしながら、電池の組み立て工程において、このよう
な電極を電池缶に挿入する際、生産性の点から電池素子
体外径と電池缶内径との間に、ある程度のクリアランス
を設ける必要がある。
は、電極間に圧力が加わっている方が良い傾向にある。
しかしながら、電池の組み立て工程において、このよう
な電極を電池缶に挿入する際、生産性の点から電池素子
体外径と電池缶内径との間に、ある程度のクリアランス
を設ける必要がある。
【０００９】即ち、電池組み立て後、渦巻式電極の巻き
緩みによる電極間加圧不足に起因するサイクル特性の多
少の犠牲を余儀なくされており、より高性能の非水電解
液二次電池を得るために更にサイクル特性の向上を図る
ことが重要な課題となっている。
緩みによる電極間加圧不足に起因するサイクル特性の多
少の犠牲を余儀なくされており、より高性能の非水電解
液二次電池を得るために更にサイクル特性の向上を図る
ことが重要な課題となっている。
【００１０】そこで、本発明はこのような実情に鑑みて
提案されたものであって、サイクル特性の向上を図り、
より高性能な非水電解液二次電池を提供することを目的
とする。
提案されたものであって、サイクル特性の向上を図り、
より高性能な非水電解液二次電池を提供することを目的
とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の目
的を達成せんものと鋭意研究の結果、正極の導電剤とし
てフタル酸ジブチルの吸油量が所定範囲にあるカーボン
ブラックを用いれば、電解液の吸液により正極合剤が膨
潤し、結果として電極間に圧力が加わって電池素子体外
径と電池缶内径との間のクリアランスが埋まり、サイク
ル特性が向上することを見出し、本発明を完成するに至
った。
的を達成せんものと鋭意研究の結果、正極の導電剤とし
てフタル酸ジブチルの吸油量が所定範囲にあるカーボン
ブラックを用いれば、電解液の吸液により正極合剤が膨
潤し、結果として電極間に圧力が加わって電池素子体外
径と電池缶内径との間のクリアランスが埋まり、サイク
ル特性が向上することを見出し、本発明を完成するに至
った。
【００１２】即ち、本発明は、リチウムを主体とする金
属材料又はリチウムのドープ・脱ドープが可能な炭素材
料を負極活物質とする負極と、リチウム遷移金属複合酸
化物を正極活物質とする正極と、非水電解液とを具備し
てなる非水電解液二次電池において、上記正極が、正極
活物質となるリチウム遷移金属複合酸化物粉末、導電剤
となる炭素粉末及び結着剤を混合してなる正極合剤を正
極集電体に塗布してなり、且つ上記導電剤となる炭素粉
末がフタル酸ジブチルの吸油量が５０ｍｌ／１００ｇ以
上、３００ｍｌ／１００ｇ未満であるカーボンブラック
であることを特徴とするものである。
属材料又はリチウムのドープ・脱ドープが可能な炭素材
料を負極活物質とする負極と、リチウム遷移金属複合酸
化物を正極活物質とする正極と、非水電解液とを具備し
てなる非水電解液二次電池において、上記正極が、正極
活物質となるリチウム遷移金属複合酸化物粉末、導電剤
となる炭素粉末及び結着剤を混合してなる正極合剤を正
極集電体に塗布してなり、且つ上記導電剤となる炭素粉
末がフタル酸ジブチルの吸油量が５０ｍｌ／１００ｇ以
上、３００ｍｌ／１００ｇ未満であるカーボンブラック
であることを特徴とするものである。
【００１３】本発明において、正極に使用する正極活物
質としては、Ｌｉx ＭＯ2 （但し、Ｍは１種以上の遷移
金属、好ましくはＣｏ又はＮｉの少なくとも１種を表
し、０．０５≦ｘ≦１．１０である。）で表されるリチ
ウム遷移金属複合酸化物が使用される。
質としては、Ｌｉx ＭＯ2 （但し、Ｍは１種以上の遷移
金属、好ましくはＣｏ又はＮｉの少なくとも１種を表
し、０．０５≦ｘ≦１．１０である。）で表されるリチ
ウム遷移金属複合酸化物が使用される。
【００１４】かかるリチウム遷移金属複合酸化物は、例
えばリチウム、コバルト、ニッケルの炭酸塩を出発原料
とし、これら炭酸塩を組成に応じて混合し酸素存在雰囲
気下６００〜１０００℃の温度範囲で焼成することによ
り得られる。また、上記出発原料としては、上述のよう
な炭酸塩に限定されるものではなく、この他酸化物や水
酸化物から合成することも可能である。
えばリチウム、コバルト、ニッケルの炭酸塩を出発原料
とし、これら炭酸塩を組成に応じて混合し酸素存在雰囲
気下６００〜１０００℃の温度範囲で焼成することによ
り得られる。また、上記出発原料としては、上述のよう
な炭酸塩に限定されるものではなく、この他酸化物や水
酸化物から合成することも可能である。
【００１５】このリチウム遷移金属複合酸化物を用いた
正極活物質は、導電剤となる炭素粉末及び結着剤ととも
に混合され、正極合剤として正極集電体に塗布されて正
極を構成してなる。
正極活物質は、導電剤となる炭素粉末及び結着剤ととも
に混合され、正極合剤として正極集電体に塗布されて正
極を構成してなる。
【００１６】本発明においては、上記導電剤となる炭素
粉末として、フタル酸ジブチルの吸油量が５０ｍｌ／１
００ｇ以上、３００ｍｌ／１００ｇ未満であるカーボン
ブラック粉末が使用される。これにより、電解液の吸液
により正極合剤厚みの膨張が起こる。この結果、電極間
に圧力が加わり、電池素子体外径と電池缶内径との間の
クリアランスが埋まるので、良好なサイクル特性を得る
ことが可能となる。
粉末として、フタル酸ジブチルの吸油量が５０ｍｌ／１
００ｇ以上、３００ｍｌ／１００ｇ未満であるカーボン
ブラック粉末が使用される。これにより、電解液の吸液
により正極合剤厚みの膨張が起こる。この結果、電極間
に圧力が加わり、電池素子体外径と電池缶内径との間の
クリアランスが埋まるので、良好なサイクル特性を得る
ことが可能となる。
【００１７】この導電剤となる炭素粉末としては、上記
カーボンブラック粉末を単独で使用しても良く、該カー
ボンブラック粉末とグラファイト粉末との混合物を使用
しても良い。かかる導電剤となる炭素粉末として混合炭
素粉末を使用した場合には、混合炭素粉末中のカーボン
ブラック粉末の割合が５重量％以上であることが好まし
い。上記カーボンブラック粉末の割合が５重量％以上で
あると、サイクル特性の向上が顕著となる。
カーボンブラック粉末を単独で使用しても良く、該カー
ボンブラック粉末とグラファイト粉末との混合物を使用
しても良い。かかる導電剤となる炭素粉末として混合炭
素粉末を使用した場合には、混合炭素粉末中のカーボン
ブラック粉末の割合が５重量％以上であることが好まし
い。上記カーボンブラック粉末の割合が５重量％以上で
あると、サイクル特性の向上が顕著となる。
【００１８】なお、グラファイト（黒鉛）粉末とは、炭
素の同素体の一つであって、天然に産するとともに、無
定形炭素（焼成炭素）を２４００〜３０００℃程度で熱
処理することによって人工的にも製造されるものであ
る。
素の同素体の一つであって、天然に産するとともに、無
定形炭素（焼成炭素）を２４００〜３０００℃程度で熱
処理することによって人工的にも製造されるものであ
る。
【００１９】本発明において用いられるグラファイト粉
末としては、天然グラファイト粉末、人造グラファイト
粉末のいずれも使用可能である。ここで、天然グラファ
イトとしては、例えば燐片状グラファイトが天然グラフ
ァイトの中でも黒鉛結晶構造が良く発達して高純度であ
るが、人造黒鉛の中でも例えば３０００℃よりも高い温
度で熱処理して燐片状となったものであれば同様の効果
が期待できる。
末としては、天然グラファイト粉末、人造グラファイト
粉末のいずれも使用可能である。ここで、天然グラファ
イトとしては、例えば燐片状グラファイトが天然グラフ
ァイトの中でも黒鉛結晶構造が良く発達して高純度であ
るが、人造黒鉛の中でも例えば３０００℃よりも高い温
度で熱処理して燐片状となったものであれば同様の効果
が期待できる。
【００２０】このようなグラファイト粉末として、実用
的には天然黒鉛を使用することが望ましい。但し、天然
黒鉛の中でも土状黒鉛は結晶性が悪く不純物が多いの
で、好ましくない。また、通常の人造黒鉛は、結晶構造
が不完全であるため酸化され易く、好ましくない。な
お、上記燐片状グラファイトの純度は、固定炭素として
９８％以上であることが望ましい。
的には天然黒鉛を使用することが望ましい。但し、天然
黒鉛の中でも土状黒鉛は結晶性が悪く不純物が多いの
で、好ましくない。また、通常の人造黒鉛は、結晶構造
が不完全であるため酸化され易く、好ましくない。な
お、上記燐片状グラファイトの純度は、固定炭素として
９８％以上であることが望ましい。
【００２１】一方、負極に使用する負極活物質としては
炭素材料が使用されるが、この炭素材料としてはリチウ
ムをドープ・脱ドープ可能なものであれば良く、例えば
熱分解炭素類、コークス類（ピッチコークス、ニードル
コークス、石油コークス等）、黒鉛類、ガラス状炭素
類、有機高分子化合物焼成体（フラン樹脂等を適当な温
度で焼成し炭素化したもの）、炭素繊維、活性炭等がい
ずれも使用可能である。
炭素材料が使用されるが、この炭素材料としてはリチウ
ムをドープ・脱ドープ可能なものであれば良く、例えば
熱分解炭素類、コークス類（ピッチコークス、ニードル
コークス、石油コークス等）、黒鉛類、ガラス状炭素
類、有機高分子化合物焼成体（フラン樹脂等を適当な温
度で焼成し炭素化したもの）、炭素繊維、活性炭等がい
ずれも使用可能である。
【００２２】この負極活物質となる炭素材料としては、
（００２）面の面間隔が３．７０Å以上、真密度１．７
０ｇ／ｃｃ未満であり、且つ空気気流中における示差熱
分析で７００℃以上の温度域に発熱ピークを有しない炭
素材料が好ましい。
（００２）面の面間隔が３．７０Å以上、真密度１．７
０ｇ／ｃｃ未満であり、且つ空気気流中における示差熱
分析で７００℃以上の温度域に発熱ピークを有しない炭
素材料が好ましい。
【００２３】また、電解液としては、リチウム塩を電解
質とし、これを有機溶媒に溶解させたものが使用され
る。ここで、上記有機溶媒としては、特に限定されるも
のではないが、例えばプロピレンカーボネート、エチレ
ンカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、γ−ブチ
ロラクトン、テトラヒドロフラン、ジメチルカーボネー
ト、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート等
の単独若しくは２種類以上の混合溶媒がいずれも使用可
能である。
質とし、これを有機溶媒に溶解させたものが使用され
る。ここで、上記有機溶媒としては、特に限定されるも
のではないが、例えばプロピレンカーボネート、エチレ
ンカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、γ−ブチ
ロラクトン、テトラヒドロフラン、ジメチルカーボネー
ト、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート等
の単独若しくは２種類以上の混合溶媒がいずれも使用可
能である。
【００２４】上記電解質としては、例えばＬｉＣｌ
Ｏ4 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 等が使用
可能である。
Ｏ4 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 等が使用
可能である。
【００２５】
【作用】正極活物質等とともに正極を構成してなる導電
剤としてフタル酸ジブチルの吸油量が所定範囲にあるカ
ーボンブラックを用いることにより、該カーボンブラッ
クが電解液を吸液し、正極合剤厚みが膨張する。この結
果、電極間に圧力が加わり、電池素子体外径と電池缶内
径との間のクリアランスが埋まる。
剤としてフタル酸ジブチルの吸油量が所定範囲にあるカ
ーボンブラックを用いることにより、該カーボンブラッ
クが電解液を吸液し、正極合剤厚みが膨張する。この結
果、電極間に圧力が加わり、電池素子体外径と電池缶内
径との間のクリアランスが埋まる。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない
ことはいうまでもない。
するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない
ことはいうまでもない。
【００２７】先ず、後述の各実施例において作製した非
水電解液二次電池の構造を説明する。この非水電解液二
次電池は、図１に示すように、負極集電体９に負極活物
質を塗布してなる負極１と、正極集電体１０に正極活物
質を塗布してなる正極２とを、セパレータ３を介して巻
回し、この巻回体の上下に絶縁板４を載置した状態で電
池缶５に収納してなるものである。
水電解液二次電池の構造を説明する。この非水電解液二
次電池は、図１に示すように、負極集電体９に負極活物
質を塗布してなる負極１と、正極集電体１０に正極活物
質を塗布してなる正極２とを、セパレータ３を介して巻
回し、この巻回体の上下に絶縁板４を載置した状態で電
池缶５に収納してなるものである。
【００２８】上記電池缶５には、電池蓋７が封口ガスケ
ット６を介してかしめることによって取付けられ、それ
ぞれ負極リード１１及び正極リード１２を介して負極１
或いは正極２と電気的に接続され、電池の負極或いは正
極として機能するように構成されている。
ット６を介してかしめることによって取付けられ、それ
ぞれ負極リード１１及び正極リード１２を介して負極１
或いは正極２と電気的に接続され、電池の負極或いは正
極として機能するように構成されている。
【００２９】そして、本実施例の非水電解液二次電池で
は、前記正極リード１２は安全弁装置８に溶接されて取
付けられ、この安全弁装置８を介して電池蓋７との電気
的接続が図られている。このような構成を有する非水電
解液二次電池においては、電池内の圧力が上昇すると、
上記安全弁装置８が図１中矢印Ａ方向に押し上げられて
変形する。すると、上記正極リード１２が上記安全弁装
置８と溶接された部分を残して切断され、電流が遮断さ
れる。
は、前記正極リード１２は安全弁装置８に溶接されて取
付けられ、この安全弁装置８を介して電池蓋７との電気
的接続が図られている。このような構成を有する非水電
解液二次電池においては、電池内の圧力が上昇すると、
上記安全弁装置８が図１中矢印Ａ方向に押し上げられて
変形する。すると、上記正極リード１２が上記安全弁装
置８と溶接された部分を残して切断され、電流が遮断さ
れる。
【００３０】実施例１ 先ず、負極を次のように作製した。ここで、負極活物質
としては、出発原料に石油ピッチを用い、これを酸素を
含む官能基を１０〜２０％導入（酸素架橋）した後、不
活性ガス中にて温度１０００℃で焼成して得られたガラ
ス状炭素材料に近い性質の難黒鉛化炭素材料を用いた。
としては、出発原料に石油ピッチを用い、これを酸素を
含む官能基を１０〜２０％導入（酸素架橋）した後、不
活性ガス中にて温度１０００℃で焼成して得られたガラ
ス状炭素材料に近い性質の難黒鉛化炭素材料を用いた。
【００３１】上述のようにして得られた難黒鉛化炭素材
料を９０重量％、結着剤としてポリフッ化ビニリデン１
０重量％の割合で混合し負極合剤を作製し、この負極合
剤をＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させてスラリー
状にした。そして、このスラリーを負極集電体である銅
箔の両面に塗布し、乾燥後、ローラープレス機で圧縮成
型を行った。
料を９０重量％、結着剤としてポリフッ化ビニリデン１
０重量％の割合で混合し負極合剤を作製し、この負極合
剤をＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させてスラリー
状にした。そして、このスラリーを負極集電体である銅
箔の両面に塗布し、乾燥後、ローラープレス機で圧縮成
型を行った。
【００３２】次に、正極を次のように作製した。即ち、
炭酸コバルトと炭酸リチウムをＬｉ／Ｃｏ＝１となるよ
うに混合し、空気中にて温度９００℃で５時間焼成し、
リチウムコバルト複合酸化物ＬｉＣｏＯ 2 を得た。
炭酸コバルトと炭酸リチウムをＬｉ／Ｃｏ＝１となるよ
うに混合し、空気中にて温度９００℃で５時間焼成し、
リチウムコバルト複合酸化物ＬｉＣｏＯ 2 を得た。
【００３３】続いて、このＬｉＣｏＯ2 を正極活物質と
し、ＬｉＣｏＯ2 ９１重量％、導電剤としてキャボット
株式会社製のブラック・パールズ１１００（商品名）６
重量％、結着剤としてポリフッ化ビニリデン３重量％を
混合して正極合剤を作製した。そして、この正極合剤を
Ｎ−メチル−２−ピロリドンに分散させてスラリー状に
した。
し、ＬｉＣｏＯ2 ９１重量％、導電剤としてキャボット
株式会社製のブラック・パールズ１１００（商品名）６
重量％、結着剤としてポリフッ化ビニリデン３重量％を
混合して正極合剤を作製した。そして、この正極合剤を
Ｎ−メチル−２−ピロリドンに分散させてスラリー状に
した。
【００３４】更に、このスラリーを正極集電体であるア
ルミニウム箔の両面に塗布し、乾燥後、ローラープレス
機で圧縮成型を行った。
ルミニウム箔の両面に塗布し、乾燥後、ローラープレス
機で圧縮成型を行った。
【００３５】その後、上述のようにして作製した帯状の
負極、正極及び厚さ２５μｍの微多孔性ポリプロピレン
フィルムからなるセパレータを順次積層して多数巻回
し、渦巻式電極体を作製した。次いで、この渦巻式電極
体をニッケル鍍金を施した鉄製の電池缶に収納した。そ
して、上記渦巻式電極体上下両面に絶縁板を配置し、正
極及び負極の集電を行うために、アルミニウムリードを
正極集電体から導出して安全弁装置を持つ電池蓋に、ま
たニッケルリードを負極集電体から導出して電池缶にそ
れぞれ溶接した。
負極、正極及び厚さ２５μｍの微多孔性ポリプロピレン
フィルムからなるセパレータを順次積層して多数巻回
し、渦巻式電極体を作製した。次いで、この渦巻式電極
体をニッケル鍍金を施した鉄製の電池缶に収納した。そ
して、上記渦巻式電極体上下両面に絶縁板を配置し、正
極及び負極の集電を行うために、アルミニウムリードを
正極集電体から導出して安全弁装置を持つ電池蓋に、ま
たニッケルリードを負極集電体から導出して電池缶にそ
れぞれ溶接した。
【００３６】更に、上記電池缶の中にプロピレンカーボ
ネート５０体積％、ジエチルカーボネート５０体積％の
混合溶媒にＬｉＰＦ6 を１モル溶解させた電解液を注入
した。そして、アスファルトを塗布したガスケットを介
して上記電池缶をかしめることで電池蓋を固定し、直径
１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒型電池を作製した。
ネート５０体積％、ジエチルカーボネート５０体積％の
混合溶媒にＬｉＰＦ6 を１モル溶解させた電解液を注入
した。そして、アスファルトを塗布したガスケットを介
して上記電池缶をかしめることで電池蓋を固定し、直径
１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒型電池を作製した。
【００３７】実施例２〜５ 上記実施例１において使用した正極導電剤を下記の表１
に示すカーボンブラックに変え、その他上記実施例１と
同様にして円筒型電池を作製した。
に示すカーボンブラックに変え、その他上記実施例１と
同様にして円筒型電池を作製した。
【００３８】
【表１】
【００３９】比較例１，２ 上記実施例１において使用した正極導電剤を上記表１に
示すカーボンブラックに変え、その他上記実施例１と同
様にして円筒型電池を作製した。
示すカーボンブラックに変え、その他上記実施例１と同
様にして円筒型電池を作製した。
【００４０】比較例３ 上記実施例１において使用した正極導電剤を上記表１に
示すようにグラファイトに変え、その他は上記実施例１
と同様にして円筒型電池を作製した。
示すようにグラファイトに変え、その他は上記実施例１
と同様にして円筒型電池を作製した。
【００４１】そこで、各実施例１〜５及び比較例１〜３
において作製した円筒型電池をそれぞれ２０本ずつ用意
し、各電池における上限電圧を４．２Ｖに設定して、１
Ａの定電流で２．５時間充電後、６Ωの定抵抗で２．７
５Ｖまで放電する充放電サイクルを繰り返し、各電池に
おける２サイクル目の初期容量に対する２００サイクル
目の容量維持率とカーボンブラックの吸油量、帯状正極
の正極合剤厚みの変化量をそれぞれ調べた。
において作製した円筒型電池をそれぞれ２０本ずつ用意
し、各電池における上限電圧を４．２Ｖに設定して、１
Ａの定電流で２．５時間充電後、６Ωの定抵抗で２．７
５Ｖまで放電する充放電サイクルを繰り返し、各電池に
おける２サイクル目の初期容量に対する２００サイクル
目の容量維持率とカーボンブラックの吸油量、帯状正極
の正極合剤厚みの変化量をそれぞれ調べた。
【００４２】なお、電極を電池缶に挿入する時点におい
ては、電池素子体外径と電池缶内径との間に、生産上十
分なクリアランスが確保されているため、上記実施例１
〜５及び比較例１〜３において得られた円筒型電池に挿
入不良はいずれも発生しなかった。この結果を上記表１
に併せて記す。
ては、電池素子体外径と電池缶内径との間に、生産上十
分なクリアランスが確保されているため、上記実施例１
〜５及び比較例１〜３において得られた円筒型電池に挿
入不良はいずれも発生しなかった。この結果を上記表１
に併せて記す。
【００４３】表１に示すように、比較例３のように導電
剤としてグラファイトのみを使用した従来型の電池に比
べ、実施例１〜５の電池では、充放電サイクルに伴う容
量の劣化が非常に小さかった。
剤としてグラファイトのみを使用した従来型の電池に比
べ、実施例１〜５の電池では、充放電サイクルに伴う容
量の劣化が非常に小さかった。
【００４４】この理由は、次のように考えられる。即
ち、表１中の正極合剤厚みの変化量の結果からも明らか
なように、導電剤として用いたカーボンブラックが電解
液を吸液することにより電極の膨張が起こる。この結
果、電池素子体外径が大きくなって電池素子体外径と電
池缶内径との間に設けられたクリアランスが埋まるとと
もに、正負極の電極間圧力が高められ、円滑に電極反応
が行われたためと考えられる。
ち、表１中の正極合剤厚みの変化量の結果からも明らか
なように、導電剤として用いたカーボンブラックが電解
液を吸液することにより電極の膨張が起こる。この結
果、電池素子体外径が大きくなって電池素子体外径と電
池缶内径との間に設けられたクリアランスが埋まるとと
もに、正負極の電極間圧力が高められ、円滑に電極反応
が行われたためと考えられる。
【００４５】また、比較例１，２は、正極合剤厚みの膨
張が大きすぎたために、正電極内での電解液不足の現象
が発生し、容量維持率が著しく低下した。
張が大きすぎたために、正電極内での電解液不足の現象
が発生し、容量維持率が著しく低下した。
【００４６】実施例６，７ 上記実施例５において使用した正極導電剤を下記の表２
に示す割合で混合されてなるカーボンブラックとグラフ
ァイトの混合炭素粉末とし、この混合炭素粉末を６重量
％導電剤として使用する以外は、上記実施例１と同様に
して円筒型電池を作製した。
に示す割合で混合されてなるカーボンブラックとグラフ
ァイトの混合炭素粉末とし、この混合炭素粉末を６重量
％導電剤として使用する以外は、上記実施例１と同様に
して円筒型電池を作製した。
【００４７】
【表２】
【００４８】そして、上述と同様の方法により各電池に
おける２サイクル目の初期容量に対する２００サイクル
目の容量維持率とカーボンブラックの吸油量、帯状正極
の正極合剤厚みの変化量をそれぞれ調べた。この結果を
上記表２に併せて記す。
おける２サイクル目の初期容量に対する２００サイクル
目の容量維持率とカーボンブラックの吸油量、帯状正極
の正極合剤厚みの変化量をそれぞれ調べた。この結果を
上記表２に併せて記す。
【００４９】表２から明らかなように、正極導電剤がカ
ーボンブラックとグラファイトの混合炭素粉末であって
も、帯状正極の正極合剤厚みの膨張が起こり、良好なサ
イクル特性が得られることが判った。
ーボンブラックとグラファイトの混合炭素粉末であって
も、帯状正極の正極合剤厚みの膨張が起こり、良好なサ
イクル特性が得られることが判った。
【００５０】以上の結果から、帯状正極の正極合剤厚み
の膨張が小さいと、正負極間の電極間圧力が十分でな
く、サイクル特性の劣化が大きくなり、逆に上記正極合
剤厚みの膨張が大きすぎると、電解液量の不足によるサ
イクル特性の劣化が起こる。従って、最適な正極合剤厚
みの膨張が要求されると言える。
の膨張が小さいと、正負極間の電極間圧力が十分でな
く、サイクル特性の劣化が大きくなり、逆に上記正極合
剤厚みの膨張が大きすぎると、電解液量の不足によるサ
イクル特性の劣化が起こる。従って、最適な正極合剤厚
みの膨張が要求されると言える。
【００５１】これを満たすには、フタル酸ジブチルの吸
油量が５０ｍｌ／１００ｇ以上、３００ｍｌ／１００ｇ
未満であるカーボンブラックを正極導電剤として使用す
ることが極めて有効であり、またグラファイトと混合し
て使用する場合は、この混合炭素粉末中、上記カーボン
ブラックの割合が５重量％以上とされることが好まし
い。
油量が５０ｍｌ／１００ｇ以上、３００ｍｌ／１００ｇ
未満であるカーボンブラックを正極導電剤として使用す
ることが極めて有効であり、またグラファイトと混合し
て使用する場合は、この混合炭素粉末中、上記カーボン
ブラックの割合が５重量％以上とされることが好まし
い。
【００５２】なお、本実施例では、電池の形状は円筒型
で説明を行ったが、これに限定されるものではなく、例
えば角型、コイン型、ボタン型等であっても同様の効果
を得ることができる。
で説明を行ったが、これに限定されるものではなく、例
えば角型、コイン型、ボタン型等であっても同様の効果
を得ることができる。
【００５３】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明においては、正極の導電剤として電解液を吸液するよ
うなカーボンブラック粉末を使用しているので、正極合
剤の膨潤が起こり、電極間に圧力が加わえられる。従っ
て、渦巻式電極の巻き緩みによる電極間加圧不足が解消
され、充放電サイクル特性の向上を図ることができる。
明においては、正極の導電剤として電解液を吸液するよ
うなカーボンブラック粉末を使用しているので、正極合
剤の膨潤が起こり、電極間に圧力が加わえられる。従っ
て、渦巻式電極の巻き緩みによる電極間加圧不足が解消
され、充放電サイクル特性の向上を図ることができる。
【図１】本発明の非水電解液二次電池の一構成例を示す
断面図である。
断面図である。
１ 負極 ２ 正極 ３ セパレータ ４ 絶縁板 ５ 電池缶 ６ 封口ガスケット ７ 電池蓋 ８ 安全弁装置 ９ 負極集電体 １０ 正極集電体 １１ 負極リード １２ 正極リード
Claims (3)
- 【請求項１】 リチウムを主体とする金属材料又はリチ
ウムのドープ・脱ドープが可能な炭素材料を負極活物質
とする負極と、リチウム遷移金属複合酸化物を正極活物
質とする正極と、非水電解液とを具備してなる非水電解
液二次電池において、 上記正極が、正極活物質となるリチウム遷移金属複合酸
化物粉末、導電剤となる炭素粉末及び結着剤を混合して
なる正極合剤を正極集電体に塗布してなり、且つ上記導
電剤となる炭素粉末がフタル酸ジブチルの吸油量が５０
ｍｌ／１００ｇ以上、３００ｍｌ／１００ｇ未満である
カーボンブラックであることを特徴とする非水電解液二
次電池。 - 【請求項２】 上記導電剤となる炭素粉末がグラファイ
トと上記カーボンブラックとの混合炭素粉末であること
を特徴とする請求項１記載の非水電解液二次電池。 - 【請求項３】 上記導電剤となる混合炭素粉末中のカー
ボンブラックの割合が５重量％以上であることを特徴と
する請求項１又は２記載の非水電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6084789A JPH07296794A (ja) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6084789A JPH07296794A (ja) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | 非水電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07296794A true JPH07296794A (ja) | 1995-11-10 |
Family
ID=13840474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6084789A Pending JPH07296794A (ja) | 1994-04-22 | 1994-04-22 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07296794A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008181714A (ja) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| JP2016527668A (ja) * | 2013-06-21 | 2016-09-08 | キャボット コーポレイションＣａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | リチウムイオン電池用の導電性炭素 |
| US20220320485A1 (en) * | 2021-04-01 | 2022-10-06 | Prime Planet Energy & Solutions, Inc. | Method for manufacturing electrode for secondary battery, and moisture powder |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04162357A (ja) * | 1990-10-26 | 1992-06-05 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 非水系二次電池 |
| JPH0528996A (ja) * | 1991-07-25 | 1993-02-05 | Fuji Photo Film Co Ltd | 有機電解液二次電池 |
| JPH05226004A (ja) * | 1991-09-13 | 1993-09-03 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 二次電池 |
| JPH0629020A (ja) * | 1992-04-02 | 1994-02-04 | Fuji Photo Film Co Ltd | 非水二次電池 |
| JPH06243896A (ja) * | 1992-12-25 | 1994-09-02 | Tdk Corp | リチウム二次電池 |
-
1994
- 1994-04-22 JP JP6084789A patent/JPH07296794A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04162357A (ja) * | 1990-10-26 | 1992-06-05 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 非水系二次電池 |
| JPH0528996A (ja) * | 1991-07-25 | 1993-02-05 | Fuji Photo Film Co Ltd | 有機電解液二次電池 |
| JPH05226004A (ja) * | 1991-09-13 | 1993-09-03 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 二次電池 |
| JPH0629020A (ja) * | 1992-04-02 | 1994-02-04 | Fuji Photo Film Co Ltd | 非水二次電池 |
| JPH06243896A (ja) * | 1992-12-25 | 1994-09-02 | Tdk Corp | リチウム二次電池 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008181714A (ja) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| JP2016527668A (ja) * | 2013-06-21 | 2016-09-08 | キャボット コーポレイションＣａｂｏｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | リチウムイオン電池用の導電性炭素 |
| US10135071B2 (en) | 2013-06-21 | 2018-11-20 | Cabot Corporation | Conductive carbons for lithium ion batteries |
| US20220320485A1 (en) * | 2021-04-01 | 2022-10-06 | Prime Planet Energy & Solutions, Inc. | Method for manufacturing electrode for secondary battery, and moisture powder |
| US11949094B2 (en) * | 2021-04-01 | 2024-04-02 | Prime Planet Energy & Solutions, Inc. | Method for manufacturing electrode for secondary battery, and moisture powder |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7214449B2 (en) | Cathode active material and non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| JP4061586B2 (ja) | 非水電解質二次電池用正極活物質及びそれを用いた非水電解質二次電池 | |
| JP3010781B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| KR101485382B1 (ko) | 리튬 이차 전지 | |
| JP4963330B2 (ja) | リチウム二次電池正極活物質用リチウム鉄複合酸化物、その製造方法およびそれを用いたリチウム二次電池 | |
| KR20100064632A (ko) | 캐소드 및 이를 채용한 리튬 전지 | |
| JP2014007088A (ja) | 非水電解質二次電池およびその製造方法 | |
| JP4103285B2 (ja) | リチウム電池及びその製造方法 | |
| KR20010030298A (ko) | 비수성 전해질 전지용 양극 활성 물질 및 이를 이용한비수성 전해질 전지 | |
| JP4798741B2 (ja) | 非水二次電池 | |
| JPH10228896A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JP3564756B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JP3236400B2 (ja) | 非水二次電池 | |
| US20040096742A1 (en) | Positive electrode material and battery comprising it | |
| JPH10255844A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JP2003123843A (ja) | 電池及びその製造方法 | |
| JP3103899B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JP2001085009A (ja) | 正極活物質及びその製造方法 | |
| JP3211259B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JPH07296794A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JPH08180878A (ja) | リチウム二次電池 | |
| JP4938923B2 (ja) | 二次電池 | |
| JP2001006684A (ja) | 非水電解質電池 | |
| JP2004022239A (ja) | 正極活物質および非水電解質二次電池 | |
| JP2003297419A (ja) | 非水電解質電池の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030415 |