JPH08298122A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
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- JPH08298122A JPH08298122A JP7104271A JP10427195A JPH08298122A JP H08298122 A JPH08298122 A JP H08298122A JP 7104271 A JP7104271 A JP 7104271A JP 10427195 A JP10427195 A JP 10427195A JP H08298122 A JPH08298122 A JP H08298122A
- Authority
- JP
- Japan
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- binder
- methoxymethyl
- secondary battery
- negative electrode
- electrolyte secondary
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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
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 非水電解液二次電池において、電極合剤の結
合剤としてメトキシメチル置換ポリアミド系高分子を含
有させる。 【効果】 メトキシメチル置換ポリアミド系高分子は電
解液に対する膨潤性が低いので、これを電極合剤の結合
剤として用いる電池では、電解液が含浸されることで電
極合剤が不用意に膨潤するといったことがなく、良好な
サイクル特性を発揮する。
合剤としてメトキシメチル置換ポリアミド系高分子を含
有させる。 【効果】 メトキシメチル置換ポリアミド系高分子は電
解液に対する膨潤性が低いので、これを電極合剤の結合
剤として用いる電池では、電解液が含浸されることで電
極合剤が不用意に膨潤するといったことがなく、良好な
サイクル特性を発揮する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非水電解液二次電池に関
し、特に活物質を保持するのに用いる結合剤の改良に関
する。
し、特に活物質を保持するのに用いる結合剤の改良に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ビデオカメラやラジオカセット等
のポータブル機器の普及に伴い、使い捨てである一次電
池に代わって、繰り返し使用できる二次電池に対する需
要が高まっている。
のポータブル機器の普及に伴い、使い捨てである一次電
池に代わって、繰り返し使用できる二次電池に対する需
要が高まっている。
【０００３】現在使用されている二次電池のほとんど
は、アルカリ電解液を用いたニッケルカドミウム電池で
ある。しかし、この電池は、電圧が低く、エネルギー密
度を向上させることが困難である。また、自己放電率が
高いという欠点もある。
は、アルカリ電解液を用いたニッケルカドミウム電池で
ある。しかし、この電池は、電圧が低く、エネルギー密
度を向上させることが困難である。また、自己放電率が
高いという欠点もある。
【０００４】そこで、負極にリチウム等の軽金属を使用
する非水電解液二次電池の検討がなされている。この非
水電解液二次電池は、高エネルギー密度を有し、自己放
電も少なく、軽量という長所も有している。
する非水電解液二次電池の検討がなされている。この非
水電解液二次電池は、高エネルギー密度を有し、自己放
電も少なく、軽量という長所も有している。
【０００５】しかし、このリチウム等を負極に用いる非
水電解液二次電池は、充放電を繰り返すと、負極から金
属リチウム等がデンドライト状に結晶成長して正極に接
触し、この結果、内部短絡が生じるという可能性があ
り、実用化が困難である。
水電解液二次電池は、充放電を繰り返すと、負極から金
属リチウム等がデンドライト状に結晶成長して正極に接
触し、この結果、内部短絡が生じるという可能性があ
り、実用化が困難である。
【０００６】このため、リチウム等を他の金属と合金化
し、この合金を負極に使用するようにした非水電解液二
次電池も提案されている。しかし、この電池では、充放
電を繰り返すと、この負極を構成する合金が微粒子化す
るという問題を有しており、やはり実用化は困難であ
る。
し、この合金を負極に使用するようにした非水電解液二
次電池も提案されている。しかし、この電池では、充放
電を繰り返すと、この負極を構成する合金が微粒子化す
るという問題を有しており、やはり実用化は困難であ
る。
【０００７】そこで、さらに、コークス等の炭素質材料
を負極活物質として使用する非水電解液二次電池が提案
されている。この非水電解液二次電池は、リチウムイオ
ンの炭素層間へのドープ／脱ドープを負極反応に利用す
るものであり、金属リチウム，リチウム合金を負極活物
質として使用する場合のような金属リチウムの析出，合
金の微粒子化が生じない。したがって、良好なサイクル
特性が得られる。そして、正極活物質として、例えばＬ
ｉX ＭＯ2 （Ｍは１種類または１種類より多い遷移金属
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を用いると、電池容量が向
上して、エネルギー密度の高い非水電解液二次電池を得
ることができる。
を負極活物質として使用する非水電解液二次電池が提案
されている。この非水電解液二次電池は、リチウムイオ
ンの炭素層間へのドープ／脱ドープを負極反応に利用す
るものであり、金属リチウム，リチウム合金を負極活物
質として使用する場合のような金属リチウムの析出，合
金の微粒子化が生じない。したがって、良好なサイクル
特性が得られる。そして、正極活物質として、例えばＬ
ｉX ＭＯ2 （Ｍは１種類または１種類より多い遷移金属
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を用いると、電池容量が向
上して、エネルギー密度の高い非水電解液二次電池を得
ることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な非水電解液二次電池において、例えば炭素質材料を負
極活物質として負極を構成する場合、炭素質材料を粉末
化し、粉末状の炭素質材料を結合剤とともに溶剤に分散
させて負極合剤塗料を調製し、これを負極集電体に塗布
する。これにより、負極活物質が結合剤によって負極集
電体表面に保持されたかたちの負極が形成される。同様
に、例えばリチウム遷移金属複合酸化物を正極活物質と
して正極を構成する場合にも、これを粉末化し、粉末状
のリチウム遷移金属複合酸化物を導電剤，結合剤ととも
に溶剤に分散させて正極合剤塗料を調製し、これを正極
集電体に塗布する。これにより、正極活物質が結合剤に
よって正極集電体表面に保持されたかたちの正極が形成
される。
な非水電解液二次電池において、例えば炭素質材料を負
極活物質として負極を構成する場合、炭素質材料を粉末
化し、粉末状の炭素質材料を結合剤とともに溶剤に分散
させて負極合剤塗料を調製し、これを負極集電体に塗布
する。これにより、負極活物質が結合剤によって負極集
電体表面に保持されたかたちの負極が形成される。同様
に、例えばリチウム遷移金属複合酸化物を正極活物質と
して正極を構成する場合にも、これを粉末化し、粉末状
のリチウム遷移金属複合酸化物を導電剤，結合剤ととも
に溶剤に分散させて正極合剤塗料を調製し、これを正極
集電体に塗布する。これにより、正極活物質が結合剤に
よって正極集電体表面に保持されたかたちの正極が形成
される。
【０００９】従来、このように活物質を集電体に保持す
るための結合剤としては、耐有機溶媒性に優れることか
らポリフッ化ビニリデンが用いられている。
るための結合剤としては、耐有機溶媒性に優れることか
らポリフッ化ビニリデンが用いられている。
【００１０】しかしながら、このポリフッ化ビニリデン
は、電解液に対する膨潤性が比較的高いという点で不十
分である。このため、このようなポリフッ化ビニリデン
を電極合剤の結合剤として用いる電池では、電極に電解
液が含浸されることで結合剤が膨潤し、電極合剤の体積
が不用意に変化する。この結果、電極合剤と集電体との
密着性が劣化することから、サイクル特性を十分に向上
させることができないといった問題が生じている。
は、電解液に対する膨潤性が比較的高いという点で不十
分である。このため、このようなポリフッ化ビニリデン
を電極合剤の結合剤として用いる電池では、電極に電解
液が含浸されることで結合剤が膨潤し、電極合剤の体積
が不用意に変化する。この結果、電極合剤と集電体との
密着性が劣化することから、サイクル特性を十分に向上
させることができないといった問題が生じている。
【００１１】そこで、本発明はこのような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、電解液に対する膨潤率の
低い結合剤を実現し、良好なサイクル特性を発揮する非
水電解液二次電池を提供することを目的とする。
鑑みて提案されたものであり、電解液に対する膨潤率の
低い結合剤を実現し、良好なサイクル特性を発揮する非
水電解液二次電池を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明者等が鋭意検討を行った結果、メトキシメ
チル置換ポリアミド系高分子が電解液に対する膨潤性が
低く、電極合剤の結合剤として好適であるとの知見を得
るに至った。
めに、本発明者等が鋭意検討を行った結果、メトキシメ
チル置換ポリアミド系高分子が電解液に対する膨潤性が
低く、電極合剤の結合剤として好適であるとの知見を得
るに至った。
【００１３】本発明は、このような知見に基づいて提案
されたものであって、負極活物質と結合剤よりなる負極
と、正極活物質，導電剤及び結合剤よりなる正極と、非
水電解液を有してなる非水電解液二次電池であって、上
記正極、負極に含有される結合剤は、メトキシメチル置
換ポリアミド系高分子を含有することを特徴とするもの
である。
されたものであって、負極活物質と結合剤よりなる負極
と、正極活物質，導電剤及び結合剤よりなる正極と、非
水電解液を有してなる非水電解液二次電池であって、上
記正極、負極に含有される結合剤は、メトキシメチル置
換ポリアミド系高分子を含有することを特徴とするもの
である。
【００１４】本発明の非水電解液二次電池では、電極合
剤の結合剤として、メトキシメチル置換ポリアミド系高
分子、すなわち、いわゆるナイロンにメトキシメチル基
が導入されたポリマーを使用する。
剤の結合剤として、メトキシメチル置換ポリアミド系高
分子、すなわち、いわゆるナイロンにメトキシメチル基
が導入されたポリマーを使用する。
【００１５】メトキシメチル置換ポリアミド系高分子
は、これまでに電極合剤の結合剤として用いられている
ポリフッ化ビニリデンに比べて電解液に対する膨潤性が
低い。したがって、このようなメトキシメチル置換ポリ
アミド系高分子を電極合剤の結合剤として用いる電池で
は、電解液が含浸されることで電極合剤が不用意に膨潤
するといったことがなく、良好なサイクル特性を発揮す
る。
は、これまでに電極合剤の結合剤として用いられている
ポリフッ化ビニリデンに比べて電解液に対する膨潤性が
低い。したがって、このようなメトキシメチル置換ポリ
アミド系高分子を電極合剤の結合剤として用いる電池で
は、電解液が含浸されることで電極合剤が不用意に膨潤
するといったことがなく、良好なサイクル特性を発揮す
る。
【００１６】このメトキシメチル置換ポリアミド系高分
子は、例えばポリアミド系高分子樹脂にホルムアルデヒ
ドとメタノールを反応させることで合成される。ポリア
ミド系高分子樹脂にホルムアルデヒドとメタノールを反
応させると、ポリアミド系高分子樹脂のアミド結合の水
素が化１に示すようにメトキシメチル基で置換され、目
的のメトキシメチル置換ポリアミド系高分子が得られ
る。
子は、例えばポリアミド系高分子樹脂にホルムアルデヒ
ドとメタノールを反応させることで合成される。ポリア
ミド系高分子樹脂にホルムアルデヒドとメタノールを反
応させると、ポリアミド系高分子樹脂のアミド結合の水
素が化１に示すようにメトキシメチル基で置換され、目
的のメトキシメチル置換ポリアミド系高分子が得られ
る。
【００１７】
【化１】
【００１８】なお、このようなメトキシメチル置換ポリ
アミド系高分子において、アミド結合のうち、水素がメ
トキシメチル基で置換されたものの割合，すなわちメト
キシメチル基の置換率は１８〜５０％であることが望ま
しい。メトキシメチル基の置換率が１８％未満である
と、有機溶媒への溶解性が低くなり、電極の作製工程で
当該結合剤を活物質とともに有機溶媒に混練させる（塗
料化）に際して支障を来す。また、メトキシメチル基の
置換率が５０％を越える場合には、電解液に対する膨潤
性が高くなることから、電極合剤の体積変化の原因とな
り、電池のサイクル特性を十分に改善することができな
い。
アミド系高分子において、アミド結合のうち、水素がメ
トキシメチル基で置換されたものの割合，すなわちメト
キシメチル基の置換率は１８〜５０％であることが望ま
しい。メトキシメチル基の置換率が１８％未満である
と、有機溶媒への溶解性が低くなり、電極の作製工程で
当該結合剤を活物質とともに有機溶媒に混練させる（塗
料化）に際して支障を来す。また、メトキシメチル基の
置換率が５０％を越える場合には、電解液に対する膨潤
性が高くなることから、電極合剤の体積変化の原因とな
り、電池のサイクル特性を十分に改善することができな
い。
【００１９】また、このメトキシメチル置換ポリアミド
系高分子の重合度は１００〜５００であることが好まし
い。重合度が１００未満であると、電解液に対する膨潤
性が高くなり、やはり電池のサイクル特性を十分に改善
することができなくなる。また、重合度が５００より大
きい場合には、粘度が大きくなることから上記塗料化が
困難になる。
系高分子の重合度は１００〜５００であることが好まし
い。重合度が１００未満であると、電解液に対する膨潤
性が高くなり、やはり電池のサイクル特性を十分に改善
することができなくなる。また、重合度が５００より大
きい場合には、粘度が大きくなることから上記塗料化が
困難になる。
【００２０】以上のようなメトキシメチル置換ポリアミ
ド系高分子とともに電極を構成する負極活物質，正極活
物質としては、この種の非水電解液二次電池において通
常用いられているものがいずれも使用可能である。
ド系高分子とともに電極を構成する負極活物質，正極活
物質としては、この種の非水電解液二次電池において通
常用いられているものがいずれも使用可能である。
【００２１】負極活物質としては、リチウム等をドープ
／脱ドープ可能な炭素材料が用いられ、例えばポリアセ
チレン、ポリピロール等の導電性ポリマー、あるいはコ
ークス、ポリマー炭、カーボン・ファイバー等の他、単
位体積当りのエネルギー密度が大きい点から、熱分解炭
素類、コークス類（石油コークス、ピッチコークス、石
炭コークス等）、カーボンブラック（アセチレンブラッ
ク等）、ガラス状炭素、有機高分子材料焼成体（有機高
分子材料を５００℃以上の適当な温度で不活性ガス気流
中、あるいは真空中で焼成したもの）等が好ましい。
／脱ドープ可能な炭素材料が用いられ、例えばポリアセ
チレン、ポリピロール等の導電性ポリマー、あるいはコ
ークス、ポリマー炭、カーボン・ファイバー等の他、単
位体積当りのエネルギー密度が大きい点から、熱分解炭
素類、コークス類（石油コークス、ピッチコークス、石
炭コークス等）、カーボンブラック（アセチレンブラッ
ク等）、ガラス状炭素、有機高分子材料焼成体（有機高
分子材料を５００℃以上の適当な温度で不活性ガス気流
中、あるいは真空中で焼成したもの）等が好ましい。
【００２２】一方、正極活物質としては、二酸化マンガ
ン、五酸化バナジウムのような遷移金属酸化物や、硫化
鉄、硫化チタンのような遷移金属カルコゲン化物、さら
にはこれらとリチウムとの複合化合物などを用いること
ができる。特に、高電圧、高エネルギー密度が得られ、
サイクル特性にも優れることから、リチウム・コバルト
複合酸化物やリチウム・コバルト・ニッケル複合酸化物
が望ましい。
ン、五酸化バナジウムのような遷移金属酸化物や、硫化
鉄、硫化チタンのような遷移金属カルコゲン化物、さら
にはこれらとリチウムとの複合化合物などを用いること
ができる。特に、高電圧、高エネルギー密度が得られ、
サイクル特性にも優れることから、リチウム・コバルト
複合酸化物やリチウム・コバルト・ニッケル複合酸化物
が望ましい。
【００２３】電解液に用いる有機溶媒としては、特に限
定されるものではないが、プロピレンカーボネート、エ
チレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γブチル
ラクトン、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエト
キシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒ
ドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，
３−ジオキソラン、ジグライム類、トリグライム類、ス
ルホラン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸ジプロピ
ル等の単独もしくは二種以上の混合溶媒が使用できる。
定されるものではないが、プロピレンカーボネート、エ
チレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γブチル
ラクトン、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエト
キシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒ
ドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，
３−ジオキソラン、ジグライム類、トリグライム類、ス
ルホラン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸ジプロピ
ル等の単独もしくは二種以上の混合溶媒が使用できる。
【００２４】電解質も従来より公知のものがいずれも使
用でき、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＰＦ6 、Ｌ
ｉＢＦ4 、ＬｉＢ（Ｃ6 Ｈ5 ）4 、ＬｉＣｌ、ＬｉＢ
ｒ、ＣＨ3 ＳＯ3 Ｌｉ、ＣＦ3 ＳＯ3 Ｌｉ等が用いられ
る。
用でき、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＰＦ6 、Ｌ
ｉＢＦ4 、ＬｉＢ（Ｃ6 Ｈ5 ）4 、ＬｉＣｌ、ＬｉＢ
ｒ、ＣＨ3 ＳＯ3 Ｌｉ、ＣＦ3 ＳＯ3 Ｌｉ等が用いられ
る。
【００２５】
【作用】メトキシメチル置換ポリアミド系高分子は、従
来より電極合剤の結合剤として用いられているポリフッ
化ビニリデンに比べて電解液に対する膨潤性が低い。し
たがって、このようなメトキシメチル置換ポリアミド系
高分子を電極合剤の結合剤として用いる電池では、電解
液が含浸されることで電極合剤が不用意に膨潤するとい
ったことがなく、良好なサイクル特性を発揮する。
来より電極合剤の結合剤として用いられているポリフッ
化ビニリデンに比べて電解液に対する膨潤性が低い。し
たがって、このようなメトキシメチル置換ポリアミド系
高分子を電極合剤の結合剤として用いる電池では、電解
液が含浸されることで電極合剤が不用意に膨潤するとい
ったことがなく、良好なサイクル特性を発揮する。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について実験結
果に基づいて説明する。
果に基づいて説明する。
【００２７】本実施例で作製した非水電解液二次電池の
縦断面図を図１に示す。本実施例では、このような構成
の電池を以下のようにして作製した。
縦断面図を図１に示す。本実施例では、このような構成
の電池を以下のようにして作製した。
【００２８】実施例１ まず、正極２を次のようにして作製した。
【００２９】下記の塗料組成に準じて塗料成分を秤りと
り、ボールミルにて１０時間混合することで正極合剤塗
料を調製した。
り、ボールミルにて１０時間混合することで正極合剤塗
料を調製した。
【００３０】 正極合剤塗料組成 ＬｉＣｏＯ2 （比表面積；０．４ｍ2 ／ｇ） ６０重量部 カーボン（比表面積；２５０ｍ2 ／ｇ） ５重量部 結合剤 ５重量部 メタノールＮ−メチル−２−ピロリドン ２５重量部 酢酸エチル ５重量部 そして、この正極合剤塗料を正極集電体１０となる厚さ
２０μｍのアルミ箔の両面に塗布厚１００μｍで塗布
し、帯状正極２を作製した。
２０μｍのアルミ箔の両面に塗布厚１００μｍで塗布
し、帯状正極２を作製した。
【００３１】次に、負極１を次のようにして作製した。
【００３２】下記の塗料組成に準じて各塗料成分を秤り
とり、ボールミルにて１０時間混合することで負極合剤
塗料を調製した。
とり、ボールミルにて１０時間混合することで負極合剤
塗料を調製した。
【００３３】 負極合剤塗料組成 カーボン（比表面積；８ｍ2 ／ｇ） ６０重量部 結合剤 ５重量部 メタノール ３０重量部 酢酸エチル ５重量部 そして、この負極合剤塗料を負極集電体９となる厚さ１
０μｍの銅箔の両面に塗布厚１００μｍで塗布し、帯状
負極１を作製した。
０μｍの銅箔の両面に塗布厚１００μｍで塗布し、帯状
負極１を作製した。
【００３４】なお、負極合剤塗料，正極合剤塗料の結合
剤には、メトキシメチル置換ポリアミド系高分子の一例
として重合度が１５０、メトキシメチル基の置換率が３
０％である６，６−ナイロンを用いた。
剤には、メトキシメチル置換ポリアミド系高分子の一例
として重合度が１５０、メトキシメチル基の置換率が３
０％である６，６−ナイロンを用いた。
【００３５】次に、これら帯状正極，帯状負極をセパレ
ータ３となる厚さ２５μｍのポリプロピレン製フィルム
を介して、積層し、多数回巻回することで、外径１８ｍ
ｍの渦巻電極体を作製した。
ータ３となる厚さ２５μｍのポリプロピレン製フィルム
を介して、積層し、多数回巻回することで、外径１８ｍ
ｍの渦巻電極体を作製した。
【００３６】そして、この渦巻電極体をニッケルメッキ
が施された鉄製電池缶５に収納し、この渦巻電極体の上
下に絶縁板４を設置した。そして、アルミニウム製正極
リード１２を正極集電体１０から導出して電池蓋７に溶
接し、ニッケル製負極リード１１を負極集電体９から導
出して電池缶５に溶接した。
が施された鉄製電池缶５に収納し、この渦巻電極体の上
下に絶縁板４を設置した。そして、アルミニウム製正極
リード１２を正極集電体１０から導出して電池蓋７に溶
接し、ニッケル製負極リード１１を負極集電体９から導
出して電池缶５に溶接した。
【００３７】この渦巻き型電極体が収納された電池缶５
のなかに、プロピレンカーボネートとジメチルカーボネ
ートが体積比１：１で混合された混合溶媒にＬｉＰＦ6
を１ｍｏｌ／ｌなる濃度で溶解した電解液を注入した。
そして、電流遮断機構を有する安全弁装置８、電池蓋７
を電池缶５にアスファルトで表面を塗布した絶縁封口ガ
スケット６を介してかしめることで固定し、直径１８ｍ
ｍ、高さ６５ｍｍの円筒型の非水電解液二次電池を作成
した。
のなかに、プロピレンカーボネートとジメチルカーボネ
ートが体積比１：１で混合された混合溶媒にＬｉＰＦ6
を１ｍｏｌ／ｌなる濃度で溶解した電解液を注入した。
そして、電流遮断機構を有する安全弁装置８、電池蓋７
を電池缶５にアスファルトで表面を塗布した絶縁封口ガ
スケット６を介してかしめることで固定し、直径１８ｍ
ｍ、高さ６５ｍｍの円筒型の非水電解液二次電池を作成
した。
【００３８】比較例１ 正極合剤塗料、負極合剤塗料に混合する結合剤として重
合度が１０００のポリフッ化ビニリデンを用いること以
外は実施例１と同様にして非水電解液二次電池を作製し
た。
合度が１０００のポリフッ化ビニリデンを用いること以
外は実施例１と同様にして非水電解液二次電池を作製し
た。
【００３９】以上のようにして作製された電池について
用いた結合剤の膨潤率を調べるとともに電池のサイクル
特性を評価した。
用いた結合剤の膨潤率を調べるとともに電池のサイクル
特性を評価した。
【００４０】膨潤率の測定は、結合剤のキャスティング
フィルムを作製して幅５ｍｍ、長さ１００ｍｍの短冊状
に切断し、温度６０℃のプロピレンカーボネート中に２
４時間浸漬したときの長さ変化量を測定することで行っ
た。
フィルムを作製して幅５ｍｍ、長さ１００ｍｍの短冊状
に切断し、温度６０℃のプロピレンカーボネート中に２
４時間浸漬したときの長さ変化量を測定することで行っ
た。
【００４１】サイクル特性は、室温下、電池に対して、
最大充電電圧４．２Ｖ、充電電流１Ａなる条件で充電を
２．５時間行った後、電流１Ａの定電流で放電を行うと
いった充放電サイクルを繰り返し行い、放電容量が初期
容量の８０％まで低下するサイクル数（８０％容量サイ
クル数）を測定することで評価した。
最大充電電圧４．２Ｖ、充電電流１Ａなる条件で充電を
２．５時間行った後、電流１Ａの定電流で放電を行うと
いった充放電サイクルを繰り返し行い、放電容量が初期
容量の８０％まで低下するサイクル数（８０％容量サイ
クル数）を測定することで評価した。
【００４２】測定された結合剤の膨潤率および電池の８
０％容量サイクル数を表１に示す。
０％容量サイクル数を表１に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】表１中、まず結合剤の膨潤率を見ると、ポ
リフッ化ビニリデンではこの膨潤率が８％であるのに対
してメトキシメチル置換ポリアミド系高分子では膨潤率
が３％と非常に低い。
リフッ化ビニリデンではこの膨潤率が８％であるのに対
してメトキシメチル置換ポリアミド系高分子では膨潤率
が３％と非常に低い。
【００４５】そして、この膨潤率の低いメトキシメチル
置換ポリアミド系高分子を用いた実施例１の電池では８
０％容量サイクル数が５７８回であり、比較例１の電池
に比べて格段に大きな値になっている。
置換ポリアミド系高分子を用いた実施例１の電池では８
０％容量サイクル数が５７８回であり、比較例１の電池
に比べて格段に大きな値になっている。
【００４６】このことから、メトキシメチル置換ポリア
ミド系高分子の方が、ポリフッ化ビニリデンよりも電極
合剤の結合剤として適当であることがわかった。
ミド系高分子の方が、ポリフッ化ビニリデンよりも電極
合剤の結合剤として適当であることがわかった。
【００４７】メトキシメチル置換ポリアミド系高分子の
重合度及びメトキシメチル基の置換率の検討 次に、メトキシメチル置換ポリアミド系高分子の最適な
ポリマー構造について検討した。
重合度及びメトキシメチル基の置換率の検討 次に、メトキシメチル置換ポリアミド系高分子の最適な
ポリマー構造について検討した。
【００４８】正極合剤塗料、負極合剤塗料に混合する結
合剤として、重合度及びメトキシメチル基の置換率が表
に示す値の６，６−ナイロンあるいは６−ナイロンを用
いること以外は実施例１と同様にして非水電解液二次電
池を作製した。
合剤として、重合度及びメトキシメチル基の置換率が表
に示す値の６，６−ナイロンあるいは６−ナイロンを用
いること以外は実施例１と同様にして非水電解液二次電
池を作製した。
【００４９】そして、上述と同様にして結合剤の膨潤率
及び電池の８０％容量サイクル数を調べた。その結果
を、上述のメトキシメチル置換ポリアミド系高分子の構
造のパラメータと併せて表２に示す。
及び電池の８０％容量サイクル数を調べた。その結果
を、上述のメトキシメチル置換ポリアミド系高分子の構
造のパラメータと併せて表２に示す。
【００５０】
【表２】
【００５１】表２に示すように、重合度が１００〜５０
０、メトキシメチル基の置換率が１８〜５０％の範囲に
あるメトキシメチル置換ポリアミド系高分子はいずれも
膨潤率が小さく、これらを電極合剤の結合剤として用い
た実験例１〜実験例６の電池では良好なサイクル特性が
得られている。
０、メトキシメチル基の置換率が１８〜５０％の範囲に
あるメトキシメチル置換ポリアミド系高分子はいずれも
膨潤率が小さく、これらを電極合剤の結合剤として用い
た実験例１〜実験例６の電池では良好なサイクル特性が
得られている。
【００５２】これに対して、メトキシメチル基の置換率
が１５％と非常に小さいメトキシメチル置換ポリアミド
系高分子を用いた実験例７や、重合度が６００と極端に
大きいメトキシメチル置換ポリアミド系高分子を用いた
実験例１０では、塗料化に際して塗料が増粘してしま
い、電極を作製することができなかった。
が１５％と非常に小さいメトキシメチル置換ポリアミド
系高分子を用いた実験例７や、重合度が６００と極端に
大きいメトキシメチル置換ポリアミド系高分子を用いた
実験例１０では、塗料化に際して塗料が増粘してしま
い、電極を作製することができなかった。
【００５３】また、メトキシメチル基の置換率が７０％
と極端に大きいメトキシメチル置換ポリアミド系高分子
や、重合度が７０と非常に小さいメトキシメチル置換ポ
リアミド系高分子は膨潤率が大きく、これらを電極合剤
の結合剤として用いた実験例８，実験例９の電池では、
十分なサイクル特性が得られない。
と極端に大きいメトキシメチル置換ポリアミド系高分子
や、重合度が７０と非常に小さいメトキシメチル置換ポ
リアミド系高分子は膨潤率が大きく、これらを電極合剤
の結合剤として用いた実験例８，実験例９の電池では、
十分なサイクル特性が得られない。
【００５４】このことから、電極合剤の結合剤としては
メトキシメチル置換ポリアミド系高分子のうち特に重合
度が１００〜５００、メトキシメチル基の置換率が１８
〜５０％のものが好ましいことがわかった。
メトキシメチル置換ポリアミド系高分子のうち特に重合
度が１００〜５００、メトキシメチル基の置換率が１８
〜５０％のものが好ましいことがわかった。
【００５５】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように本発明
の非水電解液二次電池では、電極合剤の結合剤としてメ
トキシメチル置換ポリアミド系高分子を用いるので、電
解液が含浸されても電極合剤が不用意に膨潤するといっ
たことがなく、良好なサイクル特性を得ることができ
る。
の非水電解液二次電池では、電極合剤の結合剤としてメ
トキシメチル置換ポリアミド系高分子を用いるので、電
解液が含浸されても電極合剤が不用意に膨潤するといっ
たことがなく、良好なサイクル特性を得ることができ
る。
【図１】本発明を適用した非水電解液二次電池の概略縦
断面図である。
断面図である。
１ 負極 ２ 正極
Claims (5)
- 【請求項１】 負極活物質と結合剤よりなる負極と、正
極活物質，導電剤及び結合剤よりなる正極と、非水電解
液を有してなる非水電解液二次電池において、 上記正極、負極の少なくともいずれの結合剤が、メトキ
シメチル置換ポリアミド系高分子を含有することを特徴
とする非水電解液二次電池。 - 【請求項２】 メトキシメチル置換ポリアミド系高分子
は、ポリアミド系高分子樹脂にホルムアルデヒドとメタ
ノールを反応させることでアミド結合の水素がメトキシ
メチル基で置換されたポリマー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】 メトキシメチル置換ポリアミド系高分子
は、アミド結合のメトキシメチル基で置換された割合が
１８〜５０％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４】 メトキシメチル置換ポリアミド系高分子
は、重合度が１００〜５００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５】 負極活物質はリチウムをドープ・脱ドー
プすることが可能な炭素材料であり、正極活物質はリチ
ウム遷移金属複合酸化物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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7104271A JPH08298122A (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7104271A JPH08298122A (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 非水電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08298122A true JPH08298122A (ja) | 1996-11-12 |
Family
ID=14376272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7104271A Withdrawn JPH08298122A (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08298122A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003045424A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-14 | Mitsubishi Chemicals Corp | 電極活物質含有組成物、並びにそれを用いた電極及びリチウム二次電池 |
| JP2007141504A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | Hitachi Chem Co Ltd | リチウムイオン二次電池用負極材 |
-
1995
- 1995-04-27 JP JP7104271A patent/JPH08298122A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003045424A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-14 | Mitsubishi Chemicals Corp | 電極活物質含有組成物、並びにそれを用いた電極及びリチウム二次電池 |
| JP2007141504A (ja) * | 2005-11-15 | 2007-06-07 | Hitachi Chem Co Ltd | リチウムイオン二次電池用負極材 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020702 |