JPH08329928A - Lithium secondary battery - Google Patents

Lithium secondary battery

Info

Publication number
JPH08329928A
JPH08329928A JP7158515A JP15851595A JPH08329928A JP H08329928 A JPH08329928 A JP H08329928A JP 7158515 A JP7158515 A JP 7158515A JP 15851595 A JP15851595 A JP 15851595A JP H08329928 A JPH08329928 A JP H08329928A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer film
lowermost layer
coating
film
conductive substrate
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.)
Withdrawn
Application number
JP7158515A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoto Akaha
尚登 赤羽
Akira Kawakami
章 川上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maxell Holdings Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Maxell Ltd filed Critical Hitachi Maxell Ltd
Priority to JP7158515A priority Critical patent/JPH08329928A/en
Publication of JPH08329928A publication Critical patent/JPH08329928A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a lithium secondary battery having an excellent charging and discharging cycle property by making a coating formed on a conductive substrate be a multilayer coating and a lowermost layer neighboring the substrate contain electron transmission assisting particles projected to an upper layer. CONSTITUTION: A lithium secondary battery has an electrode produced by forming a coating containing lithium-containing composite oxide and a binder on a conductive substrate 1. The coating is made to be a multilayer coating and electron transmission assisting particles 2a (e.g. aluminum powder) with particle size D larger than the average thickness δ of the outermost layer 2 are contained in the outermost layer 2. The electron transmission assisting particles 2a are well brought into contact with the surface of the conductive substrate 1, projected to the upper layer 3 formed on the outermost layer 2, and well brought into contact with an electron emitting material contained in the upper layer 3, so that the conduction between the upper layer 3 and the conductive substrate 1 is kept well. As a result, a lithium secondary battery having small capacity deterioration by repeated charging and discharging and having an excellent charging and discharging cycle property can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、リチウム二次電池に関
し、さらに詳しくは、充放電サイクル特性が優れたリチ
ウム二次電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithium secondary battery, and more particularly to a lithium secondary battery having excellent charge / discharge cycle characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、活物質やバインダーなどを有機
溶剤に分散した塗料を導電性基体としての金属箔に塗
布、乾燥して、活物質などを含有する塗膜を形成した電
極を、セパレータと共に渦巻状に巻回して作製した渦巻
状電極体を使用する電池は、単位容量当たりのエネルギ
ー密度や単位重量当りのエネルギー密度が高いという特
徴を有している。
2. Description of the Related Art Generally, an electrode having a coating film containing an active material and the like is applied together with a separator by applying a coating material in which an active material, a binder and the like are dispersed in an organic solvent to a metal foil as a conductive substrate and drying. A battery using a spirally wound electrode body manufactured by spirally winding has a feature that the energy density per unit capacity and the energy density per unit weight are high.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記塗
膜型電極を有するリチウム二次電池は、上記の活物質含
有塗膜が充電、放電によって膨張、収縮を繰り返すた
め、充放電を100回程度繰り返すと、活物質含有塗膜
と導電性基体としての金属箔との密着性が次第に低下
し、それによって電池の容量が劣化するという問題があ
った。
However, in the lithium secondary battery having the coating film type electrode, the coating film containing the active material repeats expansion and contraction due to charging and discharging, so that charging and discharging are repeated about 100 times. Then, there is a problem that the adhesiveness between the active material-containing coating film and the metal foil as the conductive substrate is gradually reduced, thereby deteriorating the capacity of the battery.

【0004】そこで、この活物質含有塗膜と導電性基体
としての金属箔との密着性を高めるため、特開平5−6
766公報には、金属箔の表面粗さを中心線平均粗さR
aで0.15μm以上に粗面化することが提案されてい
る。これは、金属箔の表面を粗面化して活物質含有塗膜
と金属箔との接触面を増加させることによって、活物質
含有塗膜が金属箔から脱落したり、剥離するのを防止し
ようとするものである。
Therefore, in order to improve the adhesion between the coating film containing the active material and the metal foil as the conductive substrate, JP-A-5-6 is used.
In 766 publication, the surface roughness of the metal foil is defined as the center line average roughness R
It has been proposed that a should be roughened to 0.15 μm or more. This is to prevent the active material-containing coating film from falling off or peeling from the metal foil by roughening the surface of the metal foil and increasing the contact surface between the active material-containing coating film and the metal foil. To do.

【0005】しかしながら、この方法では、粗面化した
金属箔表面の凹部の底まで塗料を充填することがむつか
しく、そのため、粗面化して金属箔の表面積を増加させ
た割には、成果があがっていない。
However, in this method, it is difficult to fill the bottom of the recess of the surface of the roughened metal foil with the paint, and therefore, the result is satisfactory even if the surface area of the metal foil is increased by roughening. Not not.

【0006】また、全体の厚みが約20μm以下の金属
箔の表面を中心線平均粗さRaで0.15μm以上に粗
面化すると、金属箔表面の凹凸の深さが金属箔全厚のお
およそ10%を占めてしまうため、電池を数百回以上充
放電させると、導電性基体としての金属箔に機械的疲労
が蓄積して、亀裂や破断が発生し、それによって、電池
の容量が劣化するという問題があった。
When the surface of the metal foil having a total thickness of about 20 μm or less is roughened to have a center line average roughness Ra of 0.15 μm or more, the depth of the unevenness on the surface of the metal foil is approximately the total thickness of the metal foil. Since it occupies 10%, when the battery is charged and discharged several hundreds of times or more, mechanical fatigue accumulates in the metal foil as the conductive substrate, causing cracks and fractures, which deteriorates the battery capacity. There was a problem of doing.

【0007】さらに、特開昭63−121247公報に
は、負極に関して、活物質としてのカーボンとバインダ
ーを含む塗膜の金属箔と接する面側のバインダーの比率
が、塗膜表面におけるバインダーの比率よりも大きくな
るように形成することが提案されている。これは、金属
箔と接する塗膜界面のバインダー量を多めに構成するこ
とにより、電子伝導性を低下させることなく塗膜と金属
箔との接着力を増加させることを狙ったものである。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 63-1212247, regarding the negative electrode, the ratio of the binder on the surface side of the coating film containing carbon as an active material and the binder in contact with the metal foil is more It has been proposed to form so as to be large. This is intended to increase the adhesive force between the coating film and the metal foil without lowering the electron conductivity by configuring a large amount of binder at the interface of the coating film in contact with the metal foil.

【0008】しかしながら、この方法では、塗膜中の活
物質密度が異なるため、充電、放電による膨張、収縮に
差が生じ、塗膜中に機械的応力が発生する。そのため、
電池を数百回以上充放電させると、塗膜中のカーボン粒
子が形成するチェーン構造の一部が切断して、電池の容
量が劣化するという問題が生じる。特に、導電性基体と
しての金属箔に、バインダーの比率が大きい下層膜と、
その下層膜の上に活物質の比率が大きい上層膜を形成し
た多層構造の塗膜では、下層膜と上層膜との間に活物質
密度が大きく異なる界面が存在することから、充放電の
繰り返しによって塗膜に亀裂や破断が発生しやすく、電
池の容量が急激に低下してしまうという問題があった。
However, in this method, since the active material densities in the coating film are different, there is a difference in expansion and contraction due to charging and discharging, and mechanical stress is generated in the coating film. for that reason,
When the battery is charged and discharged hundreds of times or more, a part of the chain structure formed by the carbon particles in the coating film is cut, which causes a problem that the capacity of the battery is deteriorated. In particular, a metal foil as a conductive substrate, a lower layer film with a large proportion of binder,
In a multi-layered coating film in which an upper layer film having a large proportion of active material is formed on the lower layer film, there is an interface where the active material density is greatly different between the lower layer film and the upper layer film, and therefore repeated charge and discharge. As a result, the coating film is apt to be cracked or ruptured, resulting in a rapid decrease in battery capacity.

【0009】従って、本発明は、上記のような従来のリ
チウム二次電池における問題点を解決し、充放電に伴う
活物質含有塗膜の導電性基体からの剥離や導電性基体の
亀裂や破断の発生を抑制して、充放電サイクル特性が優
れたリチウム二次電池を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention solves the problems in the conventional lithium secondary battery as described above, and peels the coating film containing the active material from the conductive substrate or cracks or breaks in the conductive substrate due to charging and discharging. It is an object of the present invention to provide a lithium secondary battery having excellent charge / discharge cycle characteristics by suppressing the occurrence of

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために種々検討を行った結果なされたものであ
り、導電性基体上に形成する活物質含有塗膜を少なくと
も2層以上の多層膜で構成し、かつ、導電性基体に接す
る最下層膜を、バインダーと、この最下層膜の平均膜厚
よりも大きい粒径の電子伝導助材を含むように構成する
ことによって、充放電を数百回以上繰り返した場合で
も、塗膜の導電性基体からの剥離や導電性基体の機械的
疲労による亀裂や破断の発生を抑制し、充放電サイクル
特性が優れたリチウム二次電池が得られるようにしたも
のである。
The present invention has been made as a result of various studies in order to achieve the above-mentioned object, and has at least two active material-containing coating films formed on a conductive substrate. Charge and discharge by configuring the lowermost layer film that is composed of a multilayer film and is in contact with the conductive substrate so as to include a binder and an electron conduction aid having a particle size larger than the average film thickness of the lowermost film. Even when the above is repeated several hundred times or more, a lithium secondary battery having excellent charge / discharge cycle characteristics can be obtained by suppressing the peeling of the coating film from the conductive substrate and the occurrence of cracks and fractures due to mechanical fatigue of the conductive substrate. It was made possible.

【0011】すなわち、本発明においては、導電性基体
上に形成する活物質含有塗膜を少なくとも2層以上の多
層膜で構成し、導電性基体に接する最下層膜は主にバイ
ンダーと電子伝導助材で形成しているので、導電性基体
との接着強度を高めることができる。一方、最下層膜と
その上に形成される上層膜との境界など、隣接する2層
間は、それぞれの層のバインダー同士が強固に接着して
いるので、多層膜の機械的強度が低下することがない。
That is, in the present invention, the active material-containing coating film formed on the conductive substrate is composed of a multilayer film of at least two layers, and the lowermost layer film in contact with the conductive substrate is mainly composed of a binder and an electron conduction promoter. Since it is made of a material, the adhesive strength with the conductive substrate can be increased. On the other hand, in the two adjacent layers such as the boundary between the lowermost layer film and the upper layer film formed thereon, the binders of the respective layers are firmly adhered to each other, so that the mechanical strength of the multilayer film is deteriorated. There is no.

【0012】上記の最下層膜は、主にバインダーと電子
伝導助材で形成していて、活物質を含まないか、あるい
は活物質が少ないため、電池のエネルギー密度を低下さ
せる。従って、最下層膜の塗膜全厚に占める体積割合を
少なくしておくことが好ましく、最下層膜の平均膜厚
は、多くとも塗膜全厚の1/10以下であることが好ま
しく、薄膜にできれば、薄膜であるほど好ましい。ただ
し、あまりに薄すぎると、導電性基体との間に充分な接
着強度が得られないので、最下層膜の厚みは、0.04
μm以上であることが好ましく、特に0.05μmであ
って、15μm以下であることが好ましい。
The above-mentioned lowermost layer film is mainly formed of a binder and an electron conduction aid and does not contain an active material or contains a small amount of active material, so that the energy density of the battery is lowered. Therefore, it is preferable to reduce the volume ratio of the lowermost layer film to the total thickness of the coating film, and the average thickness of the lowermost layer film is preferably 1/10 or less of the total thickness of the coating film at most. The thinner the film, the more preferable. However, if it is too thin, sufficient adhesion strength with the conductive substrate cannot be obtained, so the thickness of the lowermost layer film is 0.04.
It is preferably not less than μm, particularly preferably not less than 0.05 μm and not more than 15 μm.

【0013】そして、この最下層膜の役割を図面を参照
しつつより詳しく説明すると、図1に示すように、最下
層膜2中には、その平均膜厚δよりも粒径Dが大きい電
子伝導助材粒子2aを含んでいるので、この電子伝導助
材粒子2aが導電性基体1の表面に良く接触し、かつ、
この電子伝導助材粒子2aの一部が最下層膜2上に形成
した上層膜3中に突出し、この上層膜3中に含まれる電
子伝導助材と良く接触するようになるので、上層膜3と
導電性基体1との導電性が良好に保たれる。
The role of the lowermost layer film will be described in more detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, in the lowermost layer film 2, electrons having a particle size D larger than the average film thickness δ of the electrons are formed. Since the conductive auxiliary material particles 2a are included, the electron conductive auxiliary material particles 2a are in good contact with the surface of the conductive substrate 1, and
Since a part of the electron conduction auxiliary material particles 2a protrudes into the upper layer film 3 formed on the lowermost layer film 2 and comes into good contact with the electron conduction auxiliary material contained in the upper layer film 3, the upper layer film 3 The conductivity between the conductive substrate 1 and the conductive substrate 1 is kept good.

【0014】上記最下層膜2は、主にバインダーと電子
伝導助材とによって形成されているので、上層膜3に比
べて充電、放電による膨張、収縮が少なく、したがっ
て、導電性基体1に機械的応力を与えることがほとんど
ない。さらに、この最下層膜2は、活物質を含む上層膜
3が充電、放電により膨張、収縮しても、機械的応力の
緩衝層として働き、導電性基体1の機械的疲労を低減す
る。
Since the lowermost layer film 2 is mainly formed of a binder and an electron conduction aid, the lowermost layer film 2 is less expanded and contracted due to charging and discharging than the upper layer film 3, so that the conductive substrate 1 has a mechanical property. Almost no mechanical stress is applied. Further, the lowermost layer film 2 functions as a buffer layer for mechanical stress even if the upper layer film 3 containing an active material expands or contracts by charging and discharging, and reduces the mechanical fatigue of the conductive substrate 1.

【0015】一方、上層膜3の膨張、収縮は、導電性基
体1との間に機械的応力を発生させるが、最下層膜2か
ら上層膜3中に突出した電子伝導助材粒子2aが楔とし
て働き、塗膜の亀裂や破断を防止する。
On the other hand, expansion and contraction of the upper layer film 3 causes mechanical stress between the upper layer film 3 and the conductive substrate 1, but the electron conduction aid particles 2a protruding from the lowermost layer film 2 into the upper layer film 3 are wedged. To prevent the coating film from cracking or breaking.

【0016】このような最下層膜2の平均膜厚δよりも
大きい粒径Dを持つ電子伝導助材粒子2aは、一次粒子
として最下層膜2中に含まれるようにするのが好ましい
が、二次粒子として、その平均膜厚δよりも大きい二次
粒子粒径Dを持つような形態で最下層膜2中に含まれる
ようにしても効果がある。
The electron conduction aid particles 2a having a particle diameter D larger than the average film thickness δ of the lowermost layer film 2 are preferably contained in the lowermost layer film 2 as primary particles. It is also effective if secondary particles are contained in the lowermost layer film 2 in a form having a secondary particle diameter D larger than the average film thickness δ thereof.

【0017】また、上記最下層膜2には、その平均膜厚
δよりも大きい粒径Dを持つ電子伝導助材粒子2aが含
まれているが、その他に、平均膜厚δに等しいか、ある
いは小さい粒径を持つ電子伝導助材粒子2aを含んでい
てもよい。
Further, the lowermost layer film 2 contains the electron conduction assisting material particles 2a having a particle diameter D larger than the average film thickness δ thereof. Alternatively, the electron conduction aid particles 2a having a small particle size may be included.

【0018】上記最下層膜に用いる電子伝導助材として
は、特に限定されることはないが、アルミニウム粉末、
ニッケル粉末、銅粉末などの金属粉末のほか、一般に電
池に用いられるカーボン粉末などの電気伝導性の良い材
料を粉末にしたものを用いることができる。
The electron conduction aid used for the lowermost layer film is not particularly limited, but aluminum powder,
In addition to metal powders such as nickel powder and copper powder, powders of materials having good electric conductivity such as carbon powder generally used for batteries can be used.

【0019】また、上記最下層膜のバインダーとして
は、特に限定されることはないが、たとえばポリビニル
アルコール、エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合
体、スチレン・ブタジエンゴム、ポリフッ化ビニリデ
ン、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチ
レン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体などが用いら
れる。
The binder for the lowermost layer film is not particularly limited, but examples thereof include polyvinyl alcohol, ethylene / propylene / diene terpolymer, styrene / butadiene rubber, polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoro. Ethylene, a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer or the like is used.

【0020】上記最下層膜は、上記の電子伝導助材、バ
インダーにN−メチルピロリドン、トルエン、キシレン
などの溶剤を加えて混合することによって塗料を調製
し、その塗料を導電性基体上に塗布、乾燥することによ
って形成される。
The lowermost layer film is prepared by adding a solvent such as N-methylpyrrolidone, toluene or xylene to the above-mentioned electron conduction aid and binder and mixing them, and coating the paint on a conductive substrate. Formed by drying.

【0021】この最下層膜は、正極、負極のいずれの塗
膜作製にも適用することができるが、電子伝導助材、バ
インダーなどの材料の種類、組成比を、正極、負極とも
に同一にしてもよいし、また異なるようにしてもよい。
This lowermost layer film can be applied to the production of coating films for both positive and negative electrodes, but the types and composition ratios of materials such as electron conduction aids and binders should be the same for both positive and negative electrodes. It may be different or different.

【0022】本発明において、正極用の導電性基体とし
ては、たとえばアルミニウム、ステンレス鋼、チタンな
どを薄板状に加工した金属箔が用いられる。一方、負極
用の導電性基体としては、たとえば銅などを薄板状に加
工した金属箔が用いられる。
In the present invention, as the conductive substrate for the positive electrode, for example, a metal foil obtained by processing aluminum, stainless steel, titanium or the like into a thin plate is used. On the other hand, as the conductive substrate for the negative electrode, for example, a metal foil obtained by processing copper or the like into a thin plate shape is used.

【0023】本発明において、正極活物質としては、た
とえばリチウムコバルト酸化物、リチウムマンガン酸化
物など、リチウムイオンと特定の金属からなるリチウム
含有複合金属酸化物の単独または混合物あるいは固溶体
を用いることができる。
In the present invention, as the positive electrode active material, for example, lithium cobalt oxide, lithium manganese oxide or the like can be used alone or as a mixture or solid solution of a lithium-containing composite metal oxide composed of lithium ions and a specific metal. .

【0024】そして、正極は、上記正極活物質に、たと
えばりん(鱗)片状黒鉛、カーボンブラックなどの電子
伝導助材と、たとえばポリフッ化ビニリデンやポリテト
ラフルオロエチレンなどのバインダーと、N−メチルピ
ロリドン、トルエン、キシレンなどの溶剤を加えて混合
することによって塗料を調製し、その塗料を上記最下層
膜上に塗布、乾燥して上層膜を形成することによって作
製される。
In the positive electrode, the positive electrode active material is added to an electron conduction aid such as phosphorus (scaly) flake graphite or carbon black, a binder such as polyvinylidene fluoride or polytetrafluoroethylene, and N-methyl. A coating material is prepared by adding and mixing a solvent such as pyrrolidone, toluene and xylene, and the coating material is applied onto the lowermost layer film and dried to form an upper layer film.

【0025】この正極の上層膜を構成するためのバイン
ダーとしては、前記最下層膜のバインダーと同様に、た
とえばポリビニルアルコール、エチレン・プロピレン・
ジエン三元共重合体、スチレン・ブタジエンゴム、ポリ
フッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、テト
ラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合
体などを用いることができ、前記最下層膜に用いたもの
と同一のものを用いてもよいし、また異なったものを用
いてもよい。
As the binder for forming the upper layer film of this positive electrode, similar to the binder for the lowermost layer film, for example, polyvinyl alcohol, ethylene.propylene.
Diene terpolymer, styrene-butadiene rubber, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, etc. can be used, and are the same as those used for the lowermost layer film. May be used, or different ones may be used.

【0026】負極活物質はリチウムをドープ(取り込
み)・アンドープ(放出)しうる物質であり、この負極
活物質としては、リチウム金属またはリチウム含有化合
物が用いられる。そのリチウム含有化合物としてはリチ
ウム合金とそれ以外のものとがある。上記リチウム合金
としては、たとえばリチウム−アルミニウム、リチウム
−鉛、リチウム−ビスマス、リチウム−インジウム、リ
チウム−ガリウム、リチウム−インジウム−ガリウムな
どのリチウムと他の金属との合金が挙げられる。リチウ
ム合金以外のリチウム含有化合物としては、たとええば
乱層構造を有する炭素材料、黒鉛などが挙げられる。こ
れらの中には製造時にリチウムを含んでいないものもあ
るが、負極として作用するときには、化学的手段や電気
化学的手段などによりリチウムを含有した状態になる。
The negative electrode active material is a material capable of doping (incorporating) and undoping (releasing) lithium, and lithium metal or a lithium-containing compound is used as the negative electrode active material. The lithium-containing compounds include lithium alloys and others. Examples of the lithium alloy include alloys of lithium with other metals such as lithium-aluminum, lithium-lead, lithium-bismuth, lithium-indium, lithium-gallium, and lithium-indium-gallium. Examples of lithium-containing compounds other than lithium alloys include carbon materials having a turbostratic structure and graphite. Some of these do not contain lithium at the time of production, but when they act as a negative electrode, they are in a state of containing lithium by chemical means or electrochemical means.

【0027】そして、負極は、上記負極活物質(必要に
応じて、粉末にされる)に、たとえばポリフッ化ビニリ
デンやポリテトラフルオロエチレンなどのバインダー
と、N−メチルピロリドン、トルエン、キシレンなどの
溶剤を加えて混合することによって塗料を調製し、その
塗料を前記最下層膜上に塗布、乾燥して上層膜を形成す
ることによって作製される。
The negative electrode is formed by adding the above-mentioned negative electrode active material (which is made into powder, if necessary) to a binder such as polyvinylidene fluoride or polytetrafluoroethylene and a solvent such as N-methylpyrrolidone, toluene or xylene. Is prepared by coating the lowermost layer film with the coating composition and drying it to form an upper layer film.

【0028】この負極の上層膜を構成するためのバイン
ダーとしては、前記最下層膜のバインダーと同様に、た
とえばポリビニルアルコール、エチレン・プロピレン・
ジエン三元共重合体、スチレン・ブタジエンゴム、ポリ
フッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、テト
ラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合
体などを用いることができ、前記最下層膜に用いたもの
と同一のものを用いてもよいし、また異なったものを用
いてもよい。
As the binder for forming the upper layer film of this negative electrode, similar to the binder for the lowermost layer film, for example, polyvinyl alcohol, ethylene.propylene.
Diene terpolymer, styrene-butadiene rubber, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, etc. can be used, and are the same as those used for the lowermost layer film. May be used, or different ones may be used.

【0029】本発明において、塗料の塗布方式は、押出
しコーター、リバースローラー、ドクターブレードな
ど、いずれの塗布方法を採用してもよく、塗膜を積層し
て形成する際には、これらの塗布方式を適宜組み合わせ
て、たとえば、同時重層塗布方式(ウェット・オン・ウ
ェット方式)や逐次重層塗布方式(ウェット・オン・ド
ライ方式)などの積層方式を採用すればよい。
In the present invention, any coating method such as an extrusion coater, a reverse roller or a doctor blade may be used as the coating method of the coating material. It is advisable to employ a combination of the above methods, for example, a simultaneous multi-layer coating method (wet-on-wet method) or a sequential multi-layer coating method (wet-on-dry method).

【0030】たとえば、逐次重層塗布方式で塗膜を形成
する場合、まず、最下層膜は、バインダーと電子伝導助
材を適当な溶剤中で混合して塗料を調製し、その塗料を
導電性基体の表面に乾燥後の平均膜厚がおおよそ1μm
以下の薄膜となるように塗布し、乾燥することによって
形成する。そして、その後、活物質を含む上層膜を、上
記最下層膜を形成した場合と同様の方法で最下層膜上に
所定の膜厚に形成する。
For example, in the case of forming a coating film by a sequential multi-layer coating method, first, for the lowermost layer film, a binder and an electron conduction aid are mixed in an appropriate solvent to prepare a coating material, and the coating material is used as a conductive substrate. The average film thickness after drying is about 1 μm
It is formed by applying and drying the following thin film. Then, thereafter, an upper layer film containing an active material is formed to a predetermined film thickness on the lowermost layer film by the same method as in the case of forming the lowermost layer film.

【0031】最下層膜は、電気化学反応を直接目的とし
ないので、イオンの通路となる空隙を設ける必要がない
ので、高充填化することができ、それによって、導電性
基体表面との接着強度をより一層増加させることができ
る。
Since the lowermost layer film does not directly aim at the electrochemical reaction, it is not necessary to provide voids for the passage of ions, so that the lowermost layer film can be highly filled, whereby the adhesive strength with the surface of the conductive substrate is increased. Can be further increased.

【0032】上記のように最下層膜を高充填化する方法
としては、たとえば、最下層膜形成用の塗料の溶剤含有
量を少なめにして、塗布、乾燥して最下層膜を形成する
か、逐次重層塗布方式の場合は、最下層膜を形成後、ロ
ールプレス機を用いて強力な加圧プレスを行うなどの方
法を採用することができる。
As a method of highly filling the lowermost layer film as described above, for example, the solvent content of the coating material for forming the lowermost layer film is reduced, and the lowermost layer film is formed by coating and drying, or In the case of the sequential multi-layer coating method, a method of applying a strong pressure press using a roll press machine after forming the lowermost layer film can be adopted.

【0033】電解液としては、たとえば1,2−ジメト
キシエタン、1.2−ジエトキシエタン、プロピレンカ
ーボネート、エチレンカーボネート、γ−ブチロラクト
ン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、ジエ
チレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメ
チルカーボネートなどの単独または2種以上の混合溶媒
に、たとえばLiCF3 SO3 、LiC4 9 SO3
LiClO4 、LiPF6 、LiBF4 などの電解質を
単独でまたは2種以上を溶解させた有機電解液が用いら
れる。
Examples of the electrolytic solution include 1,2-dimethoxyethane, 1.2-diethoxyethane, propylene carbonate, ethylene carbonate, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, diethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethylmethyl. In a single solvent or a mixed solvent of two or more kinds such as carbonate, for example, LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 ,
An organic electrolytic solution in which an electrolyte such as LiClO 4 , LiPF 6 , LiBF 4 or the like is used alone or in which two or more kinds are dissolved is used.

【0034】セパレータとしては、たとえば厚さ10〜
50μmで、開口率30〜70%の微多孔性ポリプロピ
レンフィルムまたは微多孔性ポリエチレンフィルムなど
を用いることができる。
The separator may have a thickness of 10 to 10, for example.
A microporous polypropylene film or a microporous polyethylene film having an opening ratio of 30 to 70% and a thickness of 50 μm can be used.

【0035】電池は、たとえば、前記のようにして作製
したシート状正極とシート状負極との間にセパレータを
介在させて渦巻状に巻回して作製した渦巻状電極体を、
ニッケルメッキを施した鉄やステンレス鋼製の電池ケー
スに挿入し、封口することによって作製される。また、
上記電池には、通常、電池内部に発生したガスをある一
定圧力まで上昇した段階で電池外部に排出して、高圧下
での電池の破裂を防止するための防爆機構を取り入れる
ことができる。
The battery is formed by, for example, a spirally wound electrode body produced by spirally winding a sheet-shaped positive electrode and a sheet-shaped negative electrode produced as described above with a separator interposed therebetween.
It is manufactured by inserting it into a battery case made of nickel-plated iron or stainless steel and sealing it. Also,
In general, the battery may be equipped with an explosion-proof mechanism for preventing the battery from bursting under high pressure by discharging the gas generated inside the battery to the outside of the battery when the gas has risen to a certain pressure.

【0036】[0036]

【実施例】つぎに、実施例をあげて本発明をより具体的
に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに限
定されるものではない。
EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to only those examples.

【0037】実施例1 (1)正極の作製 正極の作製を、最下層膜の形成、活物質として用い
るリチウムニッケル酸化物の合成、上層膜の形成の順
に説明する。
Example 1 (1) Production of Positive Electrode The production of a positive electrode will be described in the order of formation of a lowermost layer film, synthesis of lithium nickel oxide used as an active material, and formation of an upper layer film.

【0038】最下層膜の形成 アルミニウム粉末(平均粒径3μm)とポリフッ化ビニ
リデンとを下記の割合で含む最下層膜形成用の塗料を調
製した。 アルミニウム粉末(平均粒径3μm) 50重量部 ポリフッ化ビニリデン 50重量部
Formation of Bottom Layer Film A coating material for forming the bottom layer film containing aluminum powder (average particle size 3 μm) and polyvinylidene fluoride in the following proportions was prepared. Aluminum powder (average particle size 3 μm) 50 parts by weight Polyvinylidene fluoride 50 parts by weight

【0039】上記最下層膜形成用の塗料の調製は、ポリ
フッ化ビニリデンをN−メチルピロリドンにあらかじめ
溶解し、それにアルミニウム粉末を加えて攪拌し混合す
ることによって行った。この最下層膜形成用の塗料を厚
さが20μmで、中心線平均粗さRaが0.07μmの
アルミニウム箔上に、クリアランスが15μmのアプリ
ケーターを用いて塗布し、その後、100〜145℃で
乾燥した。同様にアルミニウム箔の裏面側にも上記最下
層膜形成用の塗料を塗布し、その後、100℃で8時間
真空乾燥した。このようにしてアルミニウム箔の両面に
塗膜を形成したシートを23kg/cm2 の圧力でロー
ルプレスして最下層膜を形成した。このロールプレス後
の最下層膜の平均膜厚は0.9μmであった。
The coating material for forming the lowermost layer film was prepared by previously dissolving polyvinylidene fluoride in N-methylpyrrolidone, adding aluminum powder thereto, and stirring and mixing. This coating material for forming the lowermost layer film is applied onto an aluminum foil having a thickness of 20 μm and a center line average roughness Ra of 0.07 μm using an applicator with a clearance of 15 μm, and then dried at 100 to 145 ° C. did. Similarly, the coating material for forming the lowermost layer film was applied to the back surface side of the aluminum foil, and then vacuum dried at 100 ° C. for 8 hours. The sheet having the coating film thus formed on both sides of the aluminum foil was roll-pressed at a pressure of 23 kg / cm 2 to form the lowermost layer film. The average film thickness of the lowermost layer film after the roll pressing was 0.9 μm.

【0040】リチウムニッケル酸化物の合成 水酸化リチウム(LiOH・H2 O)と酸化ニッケル
(III)(Ni2 3 )とを熱処理して、正極活物質とし
て用いるリチウムニッケル酸化物(通常、LiNiO2
として表すが、LiとNiの比は化学量論組成から若干
ずれている)を合成した。この合成は下記に示すように
行った。
Synthesis of Lithium Nickel Oxide Lithium hydroxide (LiOH.H 2 O) and nickel (III) oxide (Ni 2 O 3 ) are heat treated to use lithium nickel oxide (usually LiNiO 3 ) as a positive electrode active material. 2
, But the ratio of Li and Ni is slightly deviated from the stoichiometric composition). This synthesis was performed as shown below.

【0041】水酸化リチウムと酸化ニッケルとをLi/
Ni=1/1.05(モル比)の割合になるように秤量
した後、メノウ製の乳鉢で粉砕しつつ混合した。これを
酸素(O2 )気流中において500℃で2時間予備加熱
した後、昇温速度50℃/h以下で700℃まで昇温
し、ついで700℃で20時間加熱して焼成した。な
お、合成したLiNiO2 は水分に対して弱いため、粉
砕などの取扱はアルゴンガスの雰囲気中で行った。
Li / hydroxide is mixed with Li /
After weighing so as to have a ratio of Ni = 1 / 1.05 (molar ratio), they were pulverized and mixed in an agate mortar. This was preheated in an oxygen (O 2 ) stream at 500 ° C. for 2 hours, then heated up to 700 ° C. at a temperature rising rate of 50 ° C./h or less, and then heated at 700 ° C. for 20 hours for firing. Since the synthesized LiNiO 2 is weak against moisture, handling such as crushing was performed in an atmosphere of argon gas.

【0042】上層膜の形成 上記で合成したリチウムニッケル酸化物とりん片状黒
鉛とポリフッ化ビニリデンとを下記の割合で含む上層膜
形成用の塗料を調製した。 リチウムニッケル酸化物 91重量部 りん片状黒鉛 6重量部 ポリフッ化ビニリデン 3重量部
Formation of Upper Layer Film A coating material for forming an upper layer film containing the above-synthesized lithium nickel oxide, flaky graphite, and polyvinylidene fluoride in the following proportions was prepared. Lithium nickel oxide 91 parts by weight Flaky graphite 6 parts by weight Polyvinylidene fluoride 3 parts by weight

【0043】上記の上層膜形成用の塗料の調製は、ポリ
フッ化ビニリデンをN−メチルピロリドンにあらかじめ
溶解し、それにリチウムニッケル酸化物とりん片状黒鉛
を加えて混合し、さらにN−メチルピロリドンを加えて
粘度が10000mPa・sに調整することによって行
った。
The above-mentioned coating material for forming the upper layer film is prepared by dissolving polyvinylidene fluoride in N-methylpyrrolidone in advance, adding lithium nickel oxide and flake graphite to the mixture, and further mixing N-methylpyrrolidone. In addition, the viscosity was adjusted to 10,000 mPa · s.

【0044】得られた上層膜形成用の塗料を前記シート
の最下層膜上に、クリアランスが300μmのアプリケ
ーターを用いて塗布し、その後、ホットプレート上で1
00〜120℃で乾燥した。同様に、上記シートの裏面
側の最下層膜上に上記上層膜形成用の塗料を塗布し、1
00℃で8時間真空乾燥して上層膜を形成した。このよ
うにして得られた電極体を23kg/cm2 の圧力でロ
ールプレスして全厚223μmのシート状正極を作製し
た。
The obtained coating material for forming the upper layer film was applied onto the lowermost layer film of the sheet by using an applicator having a clearance of 300 μm, and thereafter, it was applied on a hot plate by 1
It was dried at 00 to 120 ° C. Similarly, the coating material for forming the upper layer film is applied on the lowermost layer film on the back surface side of the sheet, and 1
It vacuum-dried at 00 degreeC for 8 hours, and formed the upper layer film. The electrode body thus obtained was roll-pressed at a pressure of 23 kg / cm 2 to prepare a sheet-like positive electrode having a total thickness of 223 μm.

【0045】(2)負極の作製 負極の作製を、最下層膜の形成、上層膜の形成の順
に説明する。
(2) Preparation of Negative Electrode The preparation of the negative electrode will be described in the order of forming the lowermost layer film and the upper layer film.

【0046】最下層膜の形成 負極の最下層膜形成用の材料としては下記のものを用い
た。 銅粉末(平均粒径3μm) 50重量部 ポリフッ化ビニリデン 50重量部
Formation of Lowermost Layer Film The following materials were used as materials for forming the lowermost layer film of the negative electrode. Copper powder (average particle size 3 μm) 50 parts by weight Polyvinylidene fluoride 50 parts by weight

【0047】上記の最下層膜形成用の材料を用い、前記
正極の最下層膜形成用の塗料と同様の方法で、負極の最
下層膜形成用の塗料を調製した。得られた最下層膜形成
用の塗料を厚さ18μm、中心線平均粗さRaが0.0
5μmの銅箔の両面に前記正極の最下層膜形成時と同様
の方法で塗布し、乾燥して最下層膜を形成した。この最
下層膜の平均膜厚(ただし、ロールプレス後の平均膜
厚)は0.9μmであった。
Using the above-mentioned material for forming the lowermost layer film, a coating material for forming the lowermost layer film of the negative electrode was prepared in the same manner as the coating material for forming the lowermost layer film of the positive electrode. The obtained coating material for forming the lowermost layer has a thickness of 18 μm and a center line average roughness Ra of 0.0
A 5 μm thick copper foil was coated on both sides by the same method as in forming the bottom layer film of the positive electrode, and dried to form a bottom layer film. The average film thickness of the lowermost layer film (however, the average film thickness after roll pressing) was 0.9 μm.

【0048】上層膜の形成 上層膜形成用の材料としては下記のものを用いた。 人造黒鉛(2800℃で合成) 90重量部 ポリフッ化ビニリデン 10重量部Formation of Upper Layer Film The following materials were used as materials for forming the upper layer film. Artificial graphite (synthesized at 2800 ° C) 90 parts by weight Polyvinylidene fluoride 10 parts by weight

【0049】上層膜形成用の塗料は、上記上層膜形成用
の材料にN−メチルピロリドンを加え、前記正極の上層
膜形成用の塗料と同様の方法で調製した。得られた上層
膜形成用の塗料を上記シートの両面の最下層膜上に前記
正極の上層膜形成時と同様の方法で塗布し、乾燥して、
上層膜を形成し、全厚253μmのシート状負極を作製
した。なお、正極と負極の活物質の重量比が2:1とな
るように塗膜密度を調整した。
The coating material for forming the upper layer film was prepared by adding N-methylpyrrolidone to the above material for forming the upper layer film and in the same manner as the coating material for forming the upper layer film of the positive electrode. The obtained coating material for forming an upper layer film is applied on the lowermost layer film on both sides of the sheet in the same manner as in forming the upper layer film of the positive electrode, and dried,
An upper layer film was formed to prepare a sheet-shaped negative electrode having a total thickness of 253 μm. The coating film density was adjusted so that the weight ratio of the positive electrode and negative electrode active materials was 2: 1.

【0050】(3)電解液 エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとの
混合溶液(混合比は体積比で1:1)にLiPF6 を1
mol/l溶解して有機電解液を調製した。
(3) Electrolyte solution 1 mL of LiPF 6 is added to a mixed solution of ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate (mixing ratio is 1: 1 by volume).
Mol / l was dissolved to prepare an organic electrolytic solution.

【0051】(4)筒形電池の組立て 上記のシート状正極を幅28mm×長さ220mmの帯
状に切断し、シート状負極を幅30mm×長さ260m
mの帯状に切断した。そして、それぞれのシート状電極
の端部の塗膜の一部を剥がして、金属箔を露出させた部
分に、アルミニウム製のリード体を抵抗溶接し、厚さ2
5μmで開口率50%の微多孔性ポリプロピレンフィル
ムからなる帯状セパレータを上記シート状正極とシート
状負極との間に介在させて渦巻状に巻回して渦巻状電極
体を作製し、その渦巻状電極体をステンレス鋼製の電池
ケース内に挿入した。そして、負極側のリード体の先端
を絶縁体を貫通させて電池ケースの底部に溶接し、さら
に、電池ケースの開口部に絶縁体を挿入し、溝を形成し
た後、封口板と正極側のリード体とを溶接した。そし
て、このような工程を経て作製された缶体を60℃で1
0時間真空乾燥した後、乾燥雰囲気中で電解液2mlを
注入した後、封口して図2に示す構造の筒形のR5形電
池(外径:14.95mm、高さ:39.7mm)を作
製した。
(4) Assembly of tubular battery The above sheet-like positive electrode was cut into a strip having a width of 28 mm and a length of 220 mm, and the sheet-like negative electrode was formed with a width of 30 mm and a length of 260 m.
It was cut into strips of m. Then, a part of the coating film at the end of each sheet-shaped electrode is peeled off, and an aluminum lead body is resistance-welded to the exposed portion of the metal foil to obtain a thickness of 2
A band-shaped separator made of a microporous polypropylene film having a pore size of 50% and an aperture ratio of 5 μm is interposed between the sheet-like positive electrode and the sheet-like negative electrode and spirally wound to produce a spirally wound electrode body. The body was inserted into a stainless steel battery case. Then, the tip of the lead body on the negative electrode side is penetrated through the insulator and welded to the bottom of the battery case, and the insulator is inserted into the opening of the battery case to form a groove, and then the sealing plate and the positive electrode side Welded with the lead body. Then, the can body manufactured through the above-mentioned steps is subjected to 1
After vacuum-drying for 0 hours, 2 ml of the electrolytic solution was injected in a dry atmosphere, and then sealed to form a cylindrical R5 battery (outer diameter: 14.95 mm, height: 39.7 mm) having the structure shown in FIG. It was made.

【0052】図2に示す電池について説明すると、11
は上記の正極で、12は上記の負極である。ただし、図
2では、繁雑化を避けるため、正極11や負極12の作
製にあたって使用した導電性基体としての金属箔などは
図示していない。そして、13は上記のセパレータで、
14は上記の電解液である。
The battery shown in FIG. 2 will be explained.
Is the positive electrode and 12 is the negative electrode. However, in order to avoid complication, FIG. 2 does not show a metal foil or the like as a conductive substrate used for manufacturing the positive electrode 11 and the negative electrode 12. And 13 is the above separator,
14 is the above-mentioned electrolytic solution.

【0053】15はステンレス鋼製の電池ケースであ
り、この電池ケース15は負極端子を兼ねている。電池
ケース15の底部にはポリテトラフルオロエチレンシー
トからなる絶縁体16が配置され、電池ケース15の内
周部にもポリテトラフルオロエチレンシートからなる絶
縁体17が配置されていて、上記正極11、負極12お
よびセパレータ13からなる渦巻状電極体や、電解液1
4などは、この電池ケース15内に収容されている。
Reference numeral 15 is a battery case made of stainless steel, and this battery case 15 also serves as a negative electrode terminal. An insulator 16 made of a polytetrafluoroethylene sheet is arranged at the bottom of the battery case 15, and an insulator 17 made of a polytetrafluoroethylene sheet is also arranged at the inner periphery of the battery case 15. A spiral electrode body composed of the negative electrode 12 and the separator 13 and the electrolytic solution 1
4 and the like are housed in the battery case 15.

【0054】18はステンレス鋼製の封口板であり、こ
の封口板18の中央部にはガス通気孔18aが設けられ
ている。19はポリプロピレン製の環状パッキング、2
0はチタン製の可撓性薄板で、21は環状でポリプロピ
レン製の熱変形部材である。
Reference numeral 18 is a stainless steel sealing plate, and a gas vent hole 18a is provided at the center of the sealing plate 18. 19 is polypropylene ring packing, 2
Reference numeral 0 is a flexible thin plate made of titanium, and reference numeral 21 is an annular heat-deformable member made of polypropylene.

【0055】上記の熱変形部材21は温度によって変形
することにより、可撓性薄板20の破壊圧力を変える作
用をする。
The above-mentioned thermal deformation member 21 acts to change the breaking pressure of the flexible thin plate 20 by being deformed by the temperature.

【0056】22はニッケルメッキを施した圧延鋼製の
端子板であり、この端子板22には切刃22aとガス排
出孔22bとが設けられていて、電池内部にガスが発生
して電池の内部圧力が上昇し、その内圧上昇によって可
撓性薄板20が変形したときに、上記切刃22aによっ
て可撓性薄板20を破壊し、電池内部のガスを上記ガス
排出孔22bから電池外部に排出して、電池の高圧下で
の破壊が防止できるように設計されている。
Reference numeral 22 denotes a nickel-plated rolled steel terminal plate. The terminal plate 22 is provided with a cutting edge 22a and a gas discharge hole 22b. When the internal pressure rises and the flexible thin plate 20 is deformed due to the increase in the internal pressure, the cutting blade 22a destroys the flexible thin plate 20, and the gas inside the battery is discharged to the outside of the battery from the gas discharge hole 22b. In addition, the battery is designed to be prevented from being broken under high pressure.

【0057】23は絶縁体で、24はアルミニウム製の
リード体であり、このリード体24は正極11と封口板
18とを電気的に接続しており、端子板22は封口板1
8との接触により正極端子として作用する。25は負極
12と電池ケース15とを電気的に接続するアルミニウ
ム製のリード体である。
Reference numeral 23 is an insulator, and 24 is a lead body made of aluminum. The lead body 24 electrically connects the positive electrode 11 and the sealing plate 18, and the terminal plate 22 is the sealing plate 1.
The contact with 8 acts as a positive electrode terminal. Reference numeral 25 denotes an aluminum lead body that electrically connects the negative electrode 12 and the battery case 15.

【0058】実施例2 実施例1の正極の最下層膜形成用の材料におけるアルミ
ニウム粉末に代えて、平均粒径が3μmのカーボン粉末
を用い、負極の最下層膜形成用の材料における銅粉末に
代えて、平均粒径が3μmのカーボン粉末を用いた以外
は、実施例1と同様にしてR5形電池を作製した。
Example 2 Instead of the aluminum powder in the material for forming the lowermost layer film of the positive electrode of Example 1, carbon powder having an average particle size of 3 μm was used, and copper powder in the material for forming the lowermost layer film of the negative electrode was used. Instead, an R5 type battery was produced in the same manner as in Example 1 except that carbon powder having an average particle size of 3 μm was used.

【0059】実施例3 実施例1の正極の最下層膜形成用の材料におけるアルミ
ニウム粉末に代えて、平均粒径が0.15μmのカーボ
ン粉末を用い、それ以外は実施例1と同様にして最下層
膜形成用の塗料を調製し、その最下層膜形成用の塗料を
クリアランスが5μmのワイヤーバーコータを用いて塗
布した以外は、実施例1と同様にして最下層膜を形成し
た。この最下層膜の平均膜厚(ただし、ロールプレス後
の平均膜厚)は0.08μmであった。そして、この最
下層膜を用いた以外は、実施例1と同様にして正極を作
製した。
Example 3 Carbon powder having an average particle size of 0.15 μm was used in place of the aluminum powder in the material for forming the lowermost layer film of the positive electrode of Example 1, and otherwise the same as in Example 1. A lowermost layer film was formed in the same manner as in Example 1 except that a coating material for forming the lower layer film was prepared and the coating material for forming the lowermost layer film was applied using a wire bar coater having a clearance of 5 μm. The average film thickness of the lowermost layer film (however, the average film thickness after roll pressing) was 0.08 μm. Then, a positive electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that this lowermost layer film was used.

【0060】また、実施例1の負極の最下層膜形成用の
材料における銅粉末に代えて、平均粒径が0.15μm
のカーボン粉末を用い、それ以外は実施例1と同様にし
て最下層膜形成用の塗料を調製し、その最下層膜形成用
の塗料をクリアランスが5μmのワイヤーバーコーター
を用いて塗布した以外は、実施例1と同様にして最下層
膜を形成した。この最下層膜の平均膜厚(ただし、ロー
ルプレス後の平均膜厚)は0.08μmであった。そし
て、この最下層膜を用いた以外は、実施例1と同様にし
て負極を作製し、さらに、それらの正極および負極を用
いた以外は、実施例1と同様にしてR5形電池を作製し
た。
Further, in place of the copper powder in the material for forming the lowermost layer film of the negative electrode of Example 1, the average particle size is 0.15 μm.
Except that the coating powder for forming the lowermost layer film was prepared and the coating material for forming the lowermost layer film was applied using a wire bar coater having a clearance of 5 μm. A lowermost layer film was formed in the same manner as in Example 1. The average film thickness of the lowermost layer film (however, the average film thickness after roll pressing) was 0.08 μm. Then, a negative electrode was made in the same manner as in Example 1 except that this lowermost layer film was used, and an R5 type battery was made in the same manner as in Example 1 except that those positive electrode and negative electrode were used. .

【0061】比較例1 実施例1の正極の最下層膜形成用の材料における平均粒
径が3μmのアルミニウム粉末に代えて、平均粒径が
0.5μmのアルミニウム粉末を用い、負極の最下層膜
形成用の材料における平均粒径が3μmの銅粉末に代え
て、平均粒径が0.5μmの銅粉末を用いた以外は、実
施例1と同様にしてR5形電池を作製した。
Comparative Example 1 Instead of the aluminum powder having an average particle size of 3 μm in the material for forming the lowermost layer film of the positive electrode of Example 1, an aluminum powder having an average particle size of 0.5 μm was used, and the lowermost layer film of the negative electrode was used. An R5 type battery was produced in the same manner as in Example 1 except that copper powder having an average particle size of 0.5 μm was used instead of the copper powder having an average particle size of 3 μm in the forming material.

【0062】比較例2 実施例2の正極および負極の最下層膜形成用の材料にお
ける平均粒径が3μmのカーボン粉末に代えて、平均粒
径が0.1μmのカーボン粉末を用いた以外は、実施例
2と同様にしてR5形電池を作製した。
Comparative Example 2 A carbon powder having an average particle diameter of 0.1 μm was used instead of the carbon powder having an average particle diameter of 3 μm in the material for forming the lowermost layer film of the positive electrode and the negative electrode of Example 2. An R5-type battery was produced in the same manner as in Example 2.

【0063】比較例3 実施例1で用いたアルミニウム箔と銅箔に代えて、濃度
20重量%の塩酸水溶液に浸漬して表面を中心線平均粗
さRaで0.55μmまで粗面化したアルミニウム箔と
濃度20重量%の硫酸水溶液に浸漬して表面を中心線平
均粗さRaで0.48μmまで粗面化した銅箔を用い、
かつ、最下層膜の形成を省略した以外は、実施例1と同
様にしてR5形電池を作製した。
Comparative Example 3 Instead of the aluminum foil and the copper foil used in Example 1, aluminum was immersed in a hydrochloric acid aqueous solution having a concentration of 20% by weight to roughen the surface to a center line average roughness Ra of 0.55 μm. Using a foil and a copper foil whose surface is roughened to 0.48 μm with a center line average roughness Ra by immersing the foil in a sulfuric acid aqueous solution having a concentration of 20% by weight,
Moreover, an R5 type battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the formation of the lowermost layer film was omitted.

【0064】比較例4 実施例1の最下層膜の形成を省略した以外は、実施例1
と同様にしてR5形電池を作製した。
Comparative Example 4 Example 1 was repeated except that the formation of the lowermost layer film of Example 1 was omitted.
An R5 type battery was prepared in the same manner as in.

【0065】上記のようにして作製した実施例1〜3お
よび比較例1〜4の電池について、下記の充放電サイク
ル試験を行って、充放電の繰り返しによる容量劣化(充
放電サイクルにおける容量保持率)を調べた。その結果
を表1〜2および図3に示す。また、表1〜2には、実
施例1〜3および比較例1〜2で作製した電極の最下層
膜の平均膜厚を示すが、その最下層膜の平均膜厚は、シ
ート状電極の断面を透過型電子顕微鏡(TEM)で25
6箇所観察することによって測定した厚みを平均して求
めたものである。
The batteries of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 produced as described above were subjected to the following charge / discharge cycle test to show capacity deterioration due to repeated charge / discharge (capacity retention rate in charge / discharge cycle). ) Was investigated. The results are shown in Tables 1-2 and FIG. Further, Tables 1 and 2 show the average film thickness of the lowermost layer film of the electrodes prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, and the average film thickness of the lowermost layer film is The cross section is 25 with a transmission electron microscope (TEM).
It is obtained by averaging the thicknesses measured by observing at 6 points.

【0066】充放電サイクル試験方法:充放電電流をC
で表示した場合、R5形電池で560mAを1Cとする
充放電を行った。充電は1Cの電流制限回路を設けて
4.2Vの定電圧で行い、放電は電池の電極間電圧が
2.75Vに低下するまで行った。そして、そのような
充放電サイクルを繰り返し行い、充放電サイクルの5回
目、20回目、50回目、100回目、200回目、5
00回目の容量を測定し、実施例1の電池の充放電サイ
クルの5回目の容量を100%とし、それぞれの電池の
充放電サイクル5回目、20回目、50回目、100回
目、200回目、500回目の容量保持率を求めた。そ
の結果を表1〜2および図3に示す。なお、表1〜2中
における正極の金属箔とはアルミニウム箔のことであ
り、負極の金属箔とは銅箔であり、Raは中心線平均粗
さRaを簡略化して表示したものである。そして、上記
正極のアルミニウム箔は正極の導電性基体として作用す
るものであり、負極の銅箔は負極の導電性基体として作
用するものである。
Charge / discharge cycle test method: Charge / discharge current is C
In the case of, the R5 battery was charged / discharged at 1 C of 560 mA. Charging was carried out at a constant voltage of 4.2V with a current limiting circuit of 1C provided, and discharging was carried out until the inter-electrode voltage of the battery dropped to 2.75V. Then, such charging / discharging cycle is repeated, and the fifth, 20th, 50th, 100th, 200th, 5th charging / discharging cycles are performed.
The capacity at the 00th time was measured, and the capacity at the 5th time of the charge / discharge cycle of the battery of Example 1 was set to 100%, and the 5th, 20th, 50th, 100th, 200th, 500th charge / discharge cycles of the respective batteries were performed. The capacity retention rate for the second time was calculated. The results are shown in Tables 1-2 and FIG. In Tables 1 and 2, the positive electrode metal foil is an aluminum foil, the negative electrode metal foil is a copper foil, and Ra is a simplified representation of the centerline average roughness Ra. The positive electrode aluminum foil acts as a positive electrode conductive substrate, and the negative electrode copper foil acts as a negative electrode conductive substrate.

【0067】[0067]

【表1】 [Table 1]

【0068】[0068]

【表2】 [Table 2]

【0069】上記表1〜3および図3に示す結果から明
らかなように、実施例1〜3の電池は、比較例1〜4の
電池に比べて、充放電サイクルを繰り返した場合の容量
保持率が高く、500回充放電を繰り返した場合でも容
量劣化が少なかった。
As is clear from the results shown in Tables 1 to 3 and FIG. 3, the batteries of Examples 1 to 3 have a capacity retention when the charge and discharge cycles are repeated, as compared with the batteries of Comparative Examples 1 to 4. The rate was high, and the capacity deterioration was small even when the charge and discharge were repeated 500 times.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
充放電の繰り返しによる容量劣化が少ない、充放電サイ
クル特性の優れたリチウム二次電池が提供される。
As described above, according to the present invention,
Provided is a lithium secondary battery having excellent charge / discharge cycle characteristics, in which capacity deterioration due to repeated charge / discharge is small.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のリチウム二次電池における電極の最下
層膜とその周辺の要部を模式的に示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a lowermost layer film of an electrode in a lithium secondary battery of the present invention and a main part around the film.

【図2】本発明のリチウム二次電池の一例を模式的に示
す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of the lithium secondary battery of the present invention.

【図3】実施例1〜3の電池および比較例1〜4の電池
の充放電サイクル特性を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing charge / discharge cycle characteristics of the batteries of Examples 1 to 3 and the batteries of Comparative Examples 1 to 4.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 導電性基体 2 最下層膜 2a 電子伝導助材粒子 3 上層膜 11 正極 12 負極 13 セパレータ 14 電解液 1 Conductive Substrate 2 Bottom Layer Film 2a Electron Conduction Aid Particles 3 Upper Layer Film 11 Positive Electrode 12 Negative Electrode 13 Separator 14 Electrolyte

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導電性基体上に、リチウム含有複合酸化
物またはリチウムイオンをドープ・アンドープしうる物
質と、バインダーを含有する塗膜を形成した電極を有す
るリチウム二次電池において、上記塗膜が少なくとも2
層以上の多層膜で構成され、かつ、導電性基体に接する
最下層膜が、バインダーと、この最下層膜の平均膜厚よ
りも大きい粒径の電子伝導助材を含むことを特徴とする
リチウム二次電池。
1. A lithium secondary battery having an electrode on which a coating film containing a binder and a lithium-containing composite oxide or a substance capable of being doped / undoped with a lithium ion is formed on a conductive substrate. At least 2
Lithium, characterized in that the lowermost layer film composed of a multi-layered film of at least one layer and in contact with the conductive substrate contains a binder and an electron conduction aid having a particle size larger than the average film thickness of the lowermost layer film. Secondary battery.
JP7158515A 1995-05-31 1995-05-31 Lithium secondary battery Withdrawn JPH08329928A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7158515A JPH08329928A (en) 1995-05-31 1995-05-31 Lithium secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7158515A JPH08329928A (en) 1995-05-31 1995-05-31 Lithium secondary battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08329928A true JPH08329928A (en) 1996-12-13

Family

ID=15673431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7158515A Withdrawn JPH08329928A (en) 1995-05-31 1995-05-31 Lithium secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08329928A (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11242954A (en) * 1997-01-28 1999-09-07 Canon Inc Electrode structural body, secondary battery, and their manufacture
JP2003297701A (en) * 2002-03-29 2003-10-17 Tdk Corp Electrochemical device and method of manufacturing the same
JP2007280687A (en) * 2006-04-04 2007-10-25 Nissan Motor Co Ltd Electrode for battery
WO2009031555A1 (en) * 2007-09-05 2009-03-12 Zenzo Hashimoto Low-resistance cell collector
KR101026903B1 (en) * 2005-11-10 2011-04-04 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 Electrode for secondary battery and secondary battery using same
JP2011146131A (en) * 2010-01-12 2011-07-28 Hitachi Ltd Electrode for lithium secondary battery
US8343656B2 (en) 2009-07-31 2013-01-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery electrode production method
JP2013533601A (en) * 2010-08-09 2013-08-22 エルジー・ケム・リミテッド Cathode current collector coated with primer and magnesium secondary battery having the same
US8911900B2 (en) 2010-04-12 2014-12-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery electrode production method

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11242954A (en) * 1997-01-28 1999-09-07 Canon Inc Electrode structural body, secondary battery, and their manufacture
JP2003297701A (en) * 2002-03-29 2003-10-17 Tdk Corp Electrochemical device and method of manufacturing the same
KR101026903B1 (en) * 2005-11-10 2011-04-04 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 Electrode for secondary battery and secondary battery using same
JP2007280687A (en) * 2006-04-04 2007-10-25 Nissan Motor Co Ltd Electrode for battery
WO2009031555A1 (en) * 2007-09-05 2009-03-12 Zenzo Hashimoto Low-resistance cell collector
US8343656B2 (en) 2009-07-31 2013-01-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery electrode production method
US9159986B2 (en) 2009-07-31 2015-10-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery electrode production method
JP2011146131A (en) * 2010-01-12 2011-07-28 Hitachi Ltd Electrode for lithium secondary battery
US9118087B2 (en) 2010-01-12 2015-08-25 Hitachi, Ltd. Electrode for lithium secondary battery
US8911900B2 (en) 2010-04-12 2014-12-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery electrode production method
JP2013533601A (en) * 2010-08-09 2013-08-22 エルジー・ケム・リミテッド Cathode current collector coated with primer and magnesium secondary battery having the same
US9379387B2 (en) 2010-08-09 2016-06-28 Lg Chem, Ltd. Cathode current collector coated with primer and magnesium secondary battery comprising the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5156406B2 (en) Positive electrode for lithium secondary battery, method for producing the same, and lithium secondary battery
JP4502311B2 (en) Method for manufacturing lithium secondary battery
KR100901052B1 (en) Lithium ion secondary battery and method for producing thereof
US9276259B2 (en) Secondary battery of improved lithium ion mobility and cell capacity
JP3539518B2 (en) Lithium secondary battery
JP5334156B2 (en) Method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2002203552A (en) Non-aqueous electrolyte battery
US9190647B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery with high temperature and storage characteristics
JP2001084993A (en) Battery
JP4502332B2 (en) Manufacturing method of sheet-like positive electrode
JPH08329928A (en) Lithium secondary battery
EP4191697A1 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2002367601A (en) Manufacturing method of electrode made of continuously coated porous current collector, and design of cell having above electrode
JPH1173943A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JPH1145720A (en) Lithium secondary battery
JPH113710A (en) Lithium secondary battery
JPH09306503A (en) Lithium secondary battery
JP2005019149A (en) Lithium secondary battery
JPH10106540A (en) Lithium secondary battery
JPH11339856A (en) Manufacture of sheet-type lithium-ion secondary battery
JP4069988B2 (en) Lithium ion secondary battery
JPH11354125A (en) Lithium secondary battery
JP2004296420A (en) Organic electrolyte battery
JP2004158362A (en) Organic electrolyte liquid battery
JPH09306473A (en) Lithium secondary battery

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: 20020806