JPH0799058A - 二次電池用電極構造 - Google Patents
二次電池用電極構造Info
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- JPH0799058A JPH0799058A JP5264338A JP26433893A JPH0799058A JP H0799058 A JPH0799058 A JP H0799058A JP 5264338 A JP5264338 A JP 5264338A JP 26433893 A JP26433893 A JP 26433893A JP H0799058 A JPH0799058 A JP H0799058A
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- metal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】強度および電極特性に優れ、電気自動車用とし
て好適な二次電池用電極構造を提供する。 【構成】集電体の表面に電極塗膜を形成して成る二次電
池用電極において、集電体（１）、（２）の電極塗膜形
成部を発泡金属にて構成して成る。そして、好ましい態
様においては、集電体の電極塗膜形成部以外の部分を非
発泡金属にて構成して成る。
て好適な二次電池用電極構造を提供する。 【構成】集電体の表面に電極塗膜を形成して成る二次電
池用電極において、集電体（１）、（２）の電極塗膜形
成部を発泡金属にて構成して成る。そして、好ましい態
様においては、集電体の電極塗膜形成部以外の部分を非
発泡金属にて構成して成る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、二次電池用電極に関す
るものであり、詳しくは、強度および電極表面積に優
れ、電気自動車用電池として好適な二次電池用電極構造
に関するものである。
るものであり、詳しくは、強度および電極表面積に優
れ、電気自動車用電池として好適な二次電池用電極構造
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電気自動車の開発に伴い、そのエ
ネルギー源である電気自動車用二次電池についても種々
検討がなされているが、実用化のためには、電極構造を
初めとして数多くの課題が残されている。
ネルギー源である電気自動車用二次電池についても種々
検討がなされているが、実用化のためには、電極構造を
初めとして数多くの課題が残されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】例えば、二次電池用電
極として、集電体の表面に電極塗膜を形成して成る電極
構造が知られている。例えば、リチウム二次電池におい
ては、集電体として、ニッケル、アルミニウム等の金属
金網が使用され、各電極は、電極材料の塗布液を集電体
の表面に塗布して乾燥焼結することにより製造される。
極として、集電体の表面に電極塗膜を形成して成る電極
構造が知られている。例えば、リチウム二次電池におい
ては、集電体として、ニッケル、アルミニウム等の金属
金網が使用され、各電極は、電極材料の塗布液を集電体
の表面に塗布して乾燥焼結することにより製造される。
【０００４】しかしながら、上記の様な電極構造は、大
型の電気自動車用電池としては、強度などの観点で必ず
しも満足し得るものではない。本発明は、斯かる実情に
鑑みなされたものであり、その目的は、強度および電極
特性に優れ、電気自動車用として好適な二次電池用電極
構造を提供することにある。
型の電気自動車用電池としては、強度などの観点で必ず
しも満足し得るものではない。本発明は、斯かる実情に
鑑みなされたものであり、その目的は、強度および電極
特性に優れ、電気自動車用として好適な二次電池用電極
構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、集電体の表面に電極塗膜を形成して成る二次電池用
電極において、集電体の電極塗膜形成部を発泡金属にて
構成して成ることを特徴とする二次電池用電極構造に存
する。
は、集電体の表面に電極塗膜を形成して成る二次電池用
電極において、集電体の電極塗膜形成部を発泡金属にて
構成して成ることを特徴とする二次電池用電極構造に存
する。
【０００６】
【作用】発泡金属は、その気孔内に電極材料を充填し
て、集電体と電極塗膜の接触面積を大きくしもまた、両
者の密着性を高める。
て、集電体と電極塗膜の接触面積を大きくしもまた、両
者の密着性を高める。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１は、本発明の電極構造が適用されるリチ
ウム二次電池の電極の一例を示す要部の説明図であり、
図２は、図１に示す他の要部の説明図である。
説明する。図１は、本発明の電極構造が適用されるリチ
ウム二次電池の電極の一例を示す要部の説明図であり、
図２は、図１に示す他の要部の説明図である。
【０００８】先ず、本発明の電極構造が適用される電池
について説明する。本発明の電極構造は、集電体の表面
に電極塗膜を形成して成る電極に適用される。斯かる構
成の電極を備えた好適な二次電池としては、リチウム二
次電池が挙げられる。
について説明する。本発明の電極構造は、集電体の表面
に電極塗膜を形成して成る電極に適用される。斯かる構
成の電極を備えた好適な二次電池としては、リチウム二
次電池が挙げられる。
【０００９】リチウム二次電池は、例えば、正極活物質
として、Ｌｉイオンと特定の金属から成る複合金属酸化
物を用い、負極活物質として炭素質材料を用い、正極と
負極との間に隔膜を介して積層電極となし、電解液とし
てＬｉ塩を溶解した非プロトン性有機溶媒を使用して構
成される。
として、Ｌｉイオンと特定の金属から成る複合金属酸化
物を用い、負極活物質として炭素質材料を用い、正極と
負極との間に隔膜を介して積層電極となし、電解液とし
てＬｉ塩を溶解した非プロトン性有機溶媒を使用して構
成される。
【００１０】上記の複合金属酸化物としては、ＬｉＣＯ
Ｏ2 、ＬｉＮｉＯ 2、ＬｉＭｎＯ 2、ＬｉＦｅＯ 2等、
炭素質材料としては、ニードルコークス、ピッチコーク
ス、グラファイト等、Ｌｉ塩としては、ＬｉＢＦ4 、Ｌ
ｉＣｌＯ4 等、非プロトン性有機溶媒としては、プロピ
レンカーボネート、ジメチルスルホキシド、３−メチル
−１，３−オキサゾリジン−２−オン、スルホラン、
１，２−ジメトキシエタン、２−メチルテトラヒドロフ
ラン等が適宜使用される。
Ｏ2 、ＬｉＮｉＯ 2、ＬｉＭｎＯ 2、ＬｉＦｅＯ 2等、
炭素質材料としては、ニードルコークス、ピッチコーク
ス、グラファイト等、Ｌｉ塩としては、ＬｉＢＦ4 、Ｌ
ｉＣｌＯ4 等、非プロトン性有機溶媒としては、プロピ
レンカーボネート、ジメチルスルホキシド、３−メチル
−１，３−オキサゾリジン−２−オン、スルホラン、
１，２−ジメトキシエタン、２−メチルテトラヒドロフ
ラン等が適宜使用される。
【００１１】各電極は、バインダーと極性溶媒との溶液
に各電極成分（複合金属酸化物および炭素質材料）を高
濃度に配合して電極材料を調製し、これを集電体の表面
に塗布して乾燥焼結することにより製造される。そし
て、バインダーにはポリフッカビニリデン等、極性溶媒
にはＮ−メチルピロリドン等が使用され、乾燥焼結は通
常３００〜４００℃の温度で行われる。
に各電極成分（複合金属酸化物および炭素質材料）を高
濃度に配合して電極材料を調製し、これを集電体の表面
に塗布して乾燥焼結することにより製造される。そし
て、バインダーにはポリフッカビニリデン等、極性溶媒
にはＮ−メチルピロリドン等が使用され、乾燥焼結は通
常３００〜４００℃の温度で行われる。
【００１２】集電体（電極）の構造は、図１及び図２に
示す串型構造の他、任意の構造を採用することが出来
る。図１に示す集電体（各電極の塗布層の図示を省略）
は、串型部（１１）を備えた正極側集電体（１）と串型
部（２１）を備えた負極側集電体（２）とを各串部が嵌
合する様に配置した構造を有する。そして、正極側およ
び負極側の各リード板（４）は、各串部の背面部から延
びる各集電体の端部に設けられた端子（１２）、（２
２）に制振性座金（３）を介してボルト締めされる。な
お、図２中の符合（１０）は正極塗膜、（１１）は負極
塗膜、（１２）は隔膜を表す。
示す串型構造の他、任意の構造を採用することが出来
る。図１に示す集電体（各電極の塗布層の図示を省略）
は、串型部（１１）を備えた正極側集電体（１）と串型
部（２１）を備えた負極側集電体（２）とを各串部が嵌
合する様に配置した構造を有する。そして、正極側およ
び負極側の各リード板（４）は、各串部の背面部から延
びる各集電体の端部に設けられた端子（１２）、（２
２）に制振性座金（３）を介してボルト締めされる。な
お、図２中の符合（１０）は正極塗膜、（１１）は負極
塗膜、（１２）は隔膜を表す。
【００１３】本発明の特徴は、集電体の電極塗膜形成部
を発泡金属にて構成して成ることを特徴とする。すなわ
ち、図１及び図２に示す串型構造の集電体においては、
正極側集電体（１）の串型部（１１）と負極側集電体
（２）の串型部（２１）とを発泡金属にて構成する。そ
して、本発明の好ましい態様においては、集電体の電極
塗膜形成部以外の部分を非発泡金属にて構成する。すな
わち、各串部の背面部および当該背面部から延びる各集
電体の端部を非発泡金属にて構成する。
を発泡金属にて構成して成ることを特徴とする。すなわ
ち、図１及び図２に示す串型構造の集電体においては、
正極側集電体（１）の串型部（１１）と負極側集電体
（２）の串型部（２１）とを発泡金属にて構成する。そ
して、本発明の好ましい態様においては、集電体の電極
塗膜形成部以外の部分を非発泡金属にて構成する。すな
わち、各串部の背面部および当該背面部から延びる各集
電体の端部を非発泡金属にて構成する。
【００１４】集電体を構成する金属の種類は、特に限定
されないが、アルミニウムが好適に使用される。そし
て、上記の発泡部と非発泡部とは一体的に形成されてい
ることが好ましく、斯かる複合構造のアルミニウム製集
電体は、発泡剤を添加しない精密鋳造法や粉末冶金法を
採用して製造することも出来るが、発泡剤を添加する方
法によって製造するのが好ましい。
されないが、アルミニウムが好適に使用される。そし
て、上記の発泡部と非発泡部とは一体的に形成されてい
ることが好ましく、斯かる複合構造のアルミニウム製集
電体は、発泡剤を添加しない精密鋳造法や粉末冶金法を
採用して製造することも出来るが、発泡剤を添加する方
法によって製造するのが好ましい。
【００１５】すなわち、発泡剤を添加する方法は、先
ず、溶融金属中に気泡を発生させて分散させ、次いで、
冷却凝固させて発泡金属を得る方法であり、冷却速度を
調整する（表層部の部分冷却を強化する）ことにより、
スキン層として非発泡部を形成させることが可能であ
る。
ず、溶融金属中に気泡を発生させて分散させ、次いで、
冷却凝固させて発泡金属を得る方法であり、冷却速度を
調整する（表層部の部分冷却を強化する）ことにより、
スキン層として非発泡部を形成させることが可能であ
る。
【００１６】上記の方法においては、溶融金属の粘性が
低い場合は、発生した気泡が浮上して系外に出て良好な
発泡を得ることが出来ず、従って、従来より、増粘材と
発泡材の組合わせについて種々の提案がなされている。
例えば、特公平５１−５１５２８号公報には、増粘材と
してカルシウム、発泡材として水素化チタンが提案され
ている。
低い場合は、発生した気泡が浮上して系外に出て良好な
発泡を得ることが出来ず、従って、従来より、増粘材と
発泡材の組合わせについて種々の提案がなされている。
例えば、特公平５１−５１５２８号公報には、増粘材と
してカルシウム、発泡材として水素化チタンが提案され
ている。
【００１７】本発明においては、従来公知の何れの方法
をも採用し得るが、本出願人により、特願平４−２６２
８４９号として提案された発泡金属組成物の製造方法を
採用するのが好ましい。上記の方法は、増粘材として、
粒径３０μｍ以下の金属炭化物または金属窒素化物（具
体的には、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉの炭化物または窒素化
物）、発泡材として金属水素化物（水素化チタン）等の
分解製水素化合物を使用し、そして、先ず、溶融金属に
０．５〜３０容積％の増粘材を分散させ、次いで、発泡
材を添加混合し、冷却凝固させて発泡金属組成物を得る
方法である。
をも採用し得るが、本出願人により、特願平４−２６２
８４９号として提案された発泡金属組成物の製造方法を
採用するのが好ましい。上記の方法は、増粘材として、
粒径３０μｍ以下の金属炭化物または金属窒素化物（具
体的には、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｉの炭化物または窒素化
物）、発泡材として金属水素化物（水素化チタン）等の
分解製水素化合物を使用し、そして、先ず、溶融金属に
０．５〜３０容積％の増粘材を分散させ、次いで、発泡
材を添加混合し、冷却凝固させて発泡金属組成物を得る
方法である。
【００１８】上記の製造方法によれば、平均気孔率（体
積比）が４０％以上であり、圧縮強度が０．２Ｋｇ／ｍ
ｍ2 以上の優れた特性を有する発泡金属が得られるが、
本発明においては、平均気孔率（体積比）が６０〜９９
％、好ましくは８５％〜９９％の発泡金属を使用するの
が好ましい。
積比）が４０％以上であり、圧縮強度が０．２Ｋｇ／ｍ
ｍ2 以上の優れた特性を有する発泡金属が得られるが、
本発明においては、平均気孔率（体積比）が６０〜９９
％、好ましくは８５％〜９９％の発泡金属を使用するの
が好ましい。
【００１９】本発明においては、電極塗膜の形成は、集
電体の電極塗膜形成部（発泡金属にて構成された部分）
に電極材料を塗布した後、乾燥焼結することにより行わ
れる。そして、本発明においては、電極材料を塗布した
後、焼結前に加圧成形するのが好ましく、更には、発泡
金属の骨格が溶融しない範囲内の高温に集電体を加熱し
て加圧成形を行うのが好ましい。
電体の電極塗膜形成部（発泡金属にて構成された部分）
に電極材料を塗布した後、乾燥焼結することにより行わ
れる。そして、本発明においては、電極材料を塗布した
後、焼結前に加圧成形するのが好ましく、更には、発泡
金属の骨格が溶融しない範囲内の高温に集電体を加熱し
て加圧成形を行うのが好ましい。
【００２０】上記の様な電極塗膜の形成方法によれば、
集電体と電極塗膜の接触面積が大きくなり、また、密着
性が向上し、その結果、電極材欠陥の発生を一層確実に
抑制することが出来る。そして、加圧力は、通常１〜５
Ｋｇ／ｍｍ2 、加熱温度は、発泡アルミニウムの場合に
は約６６０〜８００℃の範囲である。なお、加圧成形
は、加圧ロールを使用して行うのが好ましい。
集電体と電極塗膜の接触面積が大きくなり、また、密着
性が向上し、その結果、電極材欠陥の発生を一層確実に
抑制することが出来る。そして、加圧力は、通常１〜５
Ｋｇ／ｍｍ2 、加熱温度は、発泡アルミニウムの場合に
は約６６０〜８００℃の範囲である。なお、加圧成形
は、加圧ロールを使用して行うのが好ましい。
【００２１】本発明の電極構造は、集電体の電極塗膜形
成部を発泡金属にて構成して成り、斯かる構成により、
強度および電極表面積に優れた特性を発揮する。そし
て、本発明の好ましい電極構造は、集電体の電極塗膜形
成部以外の部分を非発泡金属にて構成して成り、斯かる
構成により、集電体全体が発泡金属で構成される場合の
問題、すなわち、リード板接続部における大きな接触抵
抗および機械的接合の際の強度不作の問題が解決され
る。また、非発泡金属の良好な熱伝導性によって電池の
近傍で発生する熱を系外に迅速に放熱することが出来、
特に、正極側集電体と負極側集電体の非発泡金属部をヒ
ートパイプ等の熱交換機に組み込むことによって、上記
の放熱をより効果的に行うことが出来る。
成部を発泡金属にて構成して成り、斯かる構成により、
強度および電極表面積に優れた特性を発揮する。そし
て、本発明の好ましい電極構造は、集電体の電極塗膜形
成部以外の部分を非発泡金属にて構成して成り、斯かる
構成により、集電体全体が発泡金属で構成される場合の
問題、すなわち、リード板接続部における大きな接触抵
抗および機械的接合の際の強度不作の問題が解決され
る。また、非発泡金属の良好な熱伝導性によって電池の
近傍で発生する熱を系外に迅速に放熱することが出来、
特に、正極側集電体と負極側集電体の非発泡金属部をヒ
ートパイプ等の熱交換機に組み込むことによって、上記
の放熱をより効果的に行うことが出来る。
【００２２】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、強度およ
び電極表面積に優れ、電気自動車用として好適な二次電
池用電極構造が提供され、本発明は、特に、電気自動車
用二次電池の実用化に寄与する所が大である。
び電極表面積に優れ、電気自動車用として好適な二次電
池用電極構造が提供され、本発明は、特に、電気自動車
用二次電池の実用化に寄与する所が大である。
【図１】本発明の電極構造が適用されるリチウム二次電
池の電極の一例を示す要部の説明図である。
池の電極の一例を示す要部の説明図である。
【図２】図１に示す他の要部の説明図である。
１：正極側集電体 ２：負極側集電体 ３：制振性座金 ４：リード板
Claims (3)
- 【請求項１】 集電体の表面に電極塗膜を形成して成る
二次電池用電極において、集電体の電極塗膜形成部を発
泡金属にて構成して成ることを特徴とする二次電池用電
極構造。 - 【請求項２】 集電体の電極塗膜形成部以外の部分を非
発泡金属にて構成して成る請求項１に記載の二次電池用
電極構造。 - 【請求項３】 二次電池がリチウム二次電池である請求
項１又は２に記載の二次電池用電極構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5264338A JPH0799058A (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | 二次電池用電極構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5264338A JPH0799058A (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | 二次電池用電極構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0799058A true JPH0799058A (ja) | 1995-04-11 |
Family
ID=17401789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5264338A Pending JPH0799058A (ja) | 1993-09-28 | 1993-09-28 | 二次電池用電極構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0799058A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006100149A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Sharp Corp | リチウムイオン二次電池 |
| JP2010272426A (ja) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Mitsubishi Materials Corp | 非水電解質二次電池用電極およびその製造方法 |
| JP2010272425A (ja) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Mitsubishi Materials Corp | 非水電解質二次電池用電極およびその製造方法 |
| JP2011096444A (ja) * | 2009-10-28 | 2011-05-12 | Mitsubishi Materials Corp | 非水電解質二次電池用正極 |
| EP3809490A1 (en) | 2019-10-15 | 2021-04-21 | Honda Motor Co., Ltd. | Electrode for lithium ion secondary batteries and lithium ion secondary battery |
| EP3809491A1 (en) | 2019-10-15 | 2021-04-21 | Honda Motor Co., Ltd. | Electrode for lithium ion secondary batteries and lithium ion secondary battery |
| EP3866221A1 (en) | 2020-02-14 | 2021-08-18 | Honda Motor Co., Ltd. | Lithium-ion secondary battery electrode and lithium-ion secondary battery |
| EP3869596A1 (en) | 2020-02-18 | 2021-08-25 | Honda Motor Co., Ltd. | Electrode for lithium ion secondary batteries and lithium ion secondary battery |
| EP3879598A1 (en) | 2020-03-13 | 2021-09-15 | Honda Motor Co., Ltd. | Electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery |
| EP4033563A2 (en) | 2021-01-22 | 2022-07-27 | Honda Motor Co., Ltd. | Electrode and electricity storage device |
| EP4037011A1 (en) | 2021-02-01 | 2022-08-03 | Honda Motor Co., Ltd. | Electrode and electricity storage device |
| DE102022101849A1 (de) | 2021-01-29 | 2022-08-04 | Honda Motor Co., Ltd. | Elektrode für lithium-ionen-sekundärbatterie und lithium-ionen-sekundärbatterie |
| US11735799B2 (en) | 2020-03-23 | 2023-08-22 | Honda Motor Co., Ltd. | Lithium ion secondary battery |
-
1993
- 1993-09-28 JP JP5264338A patent/JPH0799058A/ja active Pending
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| EP3866221A1 (en) | 2020-02-14 | 2021-08-18 | Honda Motor Co., Ltd. | Lithium-ion secondary battery electrode and lithium-ion secondary battery |
| EP3869596A1 (en) | 2020-02-18 | 2021-08-25 | Honda Motor Co., Ltd. | Electrode for lithium ion secondary batteries and lithium ion secondary battery |
| EP3879598A1 (en) | 2020-03-13 | 2021-09-15 | Honda Motor Co., Ltd. | Electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery |
| US11735799B2 (en) | 2020-03-23 | 2023-08-22 | Honda Motor Co., Ltd. | Lithium ion secondary battery |
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