JPH09147834A - 電 池 - Google Patents
電 池Info
- Publication number
- JPH09147834A JPH09147834A JP7305296A JP30529695A JPH09147834A JP H09147834 A JPH09147834 A JP H09147834A JP 7305296 A JP7305296 A JP 7305296A JP 30529695 A JP30529695 A JP 30529695A JP H09147834 A JPH09147834 A JP H09147834A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- active material
- negative electrode
- material layer
- battery
- binder
- Prior art date
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- Pending
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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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極の活物質層中に占める活物質の割合を大
きくし、高容量化及び高エネルギー密度化された電池を
提供する。 【解決手段】 活物質層を集電体上に設けた正極及び負
極をセパレータを介して渦巻状に捲回してケース内に収
容し、電池を構成する。負極３の活物質層は、集電体と
の界面から外に向かってバインダーの量が段階的に少な
くなる第１，第２，第３の負極活物質層７ａ，７ｂ，７
ｃで構成する。
きくし、高容量化及び高エネルギー密度化された電池を
提供する。 【解決手段】 活物質層を集電体上に設けた正極及び負
極をセパレータを介して渦巻状に捲回してケース内に収
容し、電池を構成する。負極３の活物質層は、集電体と
の界面から外に向かってバインダーの量が段階的に少な
くなる第１，第２，第３の負極活物質層７ａ，７ｂ，７
ｃで構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、正極及び負極がセ
パレータを介して渦巻状に捲回された電池に関するもの
である。
パレータを介して渦巻状に捲回された電池に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の電池の電極としては、集
電体上に正極活物質，導電助剤及びバインダーが一定の
配合比で混合された正極活物質層が形成され、あるいは
負極活物質（導電助剤）及びバインダーが一定の配合比
で混合された負極活物質層が形成されていた。
電体上に正極活物質，導電助剤及びバインダーが一定の
配合比で混合された正極活物質層が形成され、あるいは
負極活物質（導電助剤）及びバインダーが一定の配合比
で混合された負極活物質層が形成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
造の正極及び負極がセパレータを介して渦巻状に捲回さ
れた電池では、活物質層中のバインダーの占める割合が
大きく、電池性能に影響を及ぼしていた。バインダーの
占める割合が小さいと、活物質を活物質層中に多く存在
させることができるが、捲回の行程中に集電体と活物質
層の界面から該活物質層が剥離する等の問題点があっ
た。また、バインダーの占める割合が大きいと、活物質
層中の活物質の占める割合が小さくなるため、十分な容
量が得られないという問題点もあった。
造の正極及び負極がセパレータを介して渦巻状に捲回さ
れた電池では、活物質層中のバインダーの占める割合が
大きく、電池性能に影響を及ぼしていた。バインダーの
占める割合が小さいと、活物質を活物質層中に多く存在
させることができるが、捲回の行程中に集電体と活物質
層の界面から該活物質層が剥離する等の問題点があっ
た。また、バインダーの占める割合が大きいと、活物質
層中の活物質の占める割合が小さくなるため、十分な容
量が得られないという問題点もあった。
【０００４】このため、活物質層中のバインダーの割合
は、自然と最適値が定められることになり、このため電
池として高容量化及び高エネルギー密度化は望めないと
いう問題点があった。
は、自然と最適値が定められることになり、このため電
池として高容量化及び高エネルギー密度化は望めないと
いう問題点があった。
【０００５】本発明の目的は、電極の活物質層中に占め
る活物質の割合を大きくし、高容量化及び高エネルギー
密度化された電池を提供することにある。
る活物質の割合を大きくし、高容量化及び高エネルギー
密度化された電池を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、活物質層が集
電体上に形成された正極及び負極がセパレータを介して
渦巻状に捲回されてケース内に収容された構造の電池を
改良の対象にしている。
電体上に形成された正極及び負極がセパレータを介して
渦巻状に捲回されてケース内に収容された構造の電池を
改良の対象にしている。
【０００７】本発明に係る電池においては、正極及び負
極の少なくとも一方の活物質層の中に、集電体との界面
よりバインダー量の少ない部分が設けられていることを
特徴とする。
極の少なくとも一方の活物質層の中に、集電体との界面
よりバインダー量の少ない部分が設けられていることを
特徴とする。
【０００８】このように活物質層の中に、集電体との界
面よりバインダー量の少ない部分を設けると、該活物質
層中の集電体の界面にはバインダーを多く存在させるこ
とができるため、捲回の行程にて発生する活物質層と集
電体との剥離を抑制でき、かつバインダー量の減少によ
り活物質層中の活物質の占める割合が大きくなり、高容
量化及び高エネルギー密度化が可能となる。
面よりバインダー量の少ない部分を設けると、該活物質
層中の集電体の界面にはバインダーを多く存在させるこ
とができるため、捲回の行程にて発生する活物質層と集
電体との剥離を抑制でき、かつバインダー量の減少によ
り活物質層中の活物質の占める割合が大きくなり、高容
量化及び高エネルギー密度化が可能となる。
【０００９】また、正極及び負極の少なくとも一方の活
物質層を、集電体との界面から外に向かってバインダー
の量が少なくなる構成にすることもできる。
物質層を、集電体との界面から外に向かってバインダー
の量が少なくなる構成にすることもできる。
【００１０】このようにすると、活物質層中の集電体の
界面にはバインダーを多く存在させ、集電体との界面か
ら外に向かって活物質量を多くすることができ、このた
め捲回の行程にて発生する活物質層と集電体との剥離を
抑制でき、かつ集電体との界面から外に向かっての活物
質量の増加により、より一層高容量化及び高エネルギー
密度化が可能となる。
界面にはバインダーを多く存在させ、集電体との界面か
ら外に向かって活物質量を多くすることができ、このた
め捲回の行程にて発生する活物質層と集電体との剥離を
抑制でき、かつ集電体との界面から外に向かっての活物
質量の増加により、より一層高容量化及び高エネルギー
密度化が可能となる。
【００１１】また、正極及び負極の少なくとも一方の活
物質層を、集電体との界面から外に向かってバインダー
の量が段階的に少なくなる層構造にすることもできる。
物質層を、集電体との界面から外に向かってバインダー
の量が段階的に少なくなる層構造にすることもできる。
【００１２】このようにすると、活物質層中の集電体の
界面にはバインダーを多く存在させ、集電体との界面か
ら外に向かって活物質量を段階的に多くすることがで
き、このため捲回の行程にて発生する活物質層と集電体
との剥離を抑制でき、かつ集電体との界面から外に向か
っての活物質量の段階的増加により、より一層高容量化
及び高エネルギー密度化が可能となる。また、集電体と
の界面から外に向かって活物質量を段階的に多くする手
段として層構造にすると、各層を順次積層することによ
り容易に本発明の実施をすることができる。
界面にはバインダーを多く存在させ、集電体との界面か
ら外に向かって活物質量を段階的に多くすることがで
き、このため捲回の行程にて発生する活物質層と集電体
との剥離を抑制でき、かつ集電体との界面から外に向か
っての活物質量の段階的増加により、より一層高容量化
及び高エネルギー密度化が可能となる。また、集電体と
の界面から外に向かって活物質量を段階的に多くする手
段として層構造にすると、各層を順次積層することによ
り容易に本発明の実施をすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例を、図
を参照して詳細に説明する。図１は、本発明を適用した
円筒形電池の断面図を、図２はその負極の断面図を示
す。
を参照して詳細に説明する。図１は、本発明を適用した
円筒形電池の断面図を、図２はその負極の断面図を示
す。
【００１４】本例の円筒形電池においては、セパレータ
１，正極２，セパレータ１，負極３の順に重ね捲回した
後、電池缶としてのケース４中に挿入し、正極２は蓋を
兼ねた正極端子５に、負極３はケース４にそれぞれスポ
ット溶接により接続した構造になっている。
１，正極２，セパレータ１，負極３の順に重ね捲回した
後、電池缶としてのケース４中に挿入し、正極２は蓋を
兼ねた正極端子５に、負極３はケース４にそれぞれスポ
ット溶接により接続した構造になっている。
【００１５】この場合、セパレータ１は、ポリプロピレ
ン性の微孔性フィルムで形成されている。
ン性の微孔性フィルムで形成されている。
【００１６】また、正極２の正極活物質層は、ＬｉＣｏ
Ｏ2 と導電助剤の黒鉛粉末とバインダーを重量比85：1
0：5 の比率で混合したもので構成されている。
Ｏ2 と導電助剤の黒鉛粉末とバインダーを重量比85：1
0：5 の比率で混合したもので構成されている。
【００１７】一方、負極３の負極活物質層は、負極活物
質としての人造黒鉛粉末（商品名ＪＳＰ，日本黒鉛株式
会社製）とバインダーとしてのポリフッ化ビニリデンを
混合したものからなっている。負極３では、負極活物質
である黒鉛の電子伝導度が高いので、導電助剤を必要と
しない。
質としての人造黒鉛粉末（商品名ＪＳＰ，日本黒鉛株式
会社製）とバインダーとしてのポリフッ化ビニリデンを
混合したものからなっている。負極３では、負極活物質
である黒鉛の電子伝導度が高いので、導電助剤を必要と
しない。
【００１８】本例の負極３は、集電体６の上に、第１，
第２，第３の負極活物質層７ａ，７ｂ，７ｃが順次積層
された層構造になっている。第１の負極活物質層７ａ
は、負極活物質とバインダーが重量比で85：15の比率で
混合され、厚さが10μｍとなっている。第２の負極活物
質層７ｂは、負極活物質とバインダーが重量比で90：10
の比率で混合され、厚さが20μｍとなっている。第３の
負極活物質層７ｃは、負極活物質とバインダーが重量比
で95：５の比率で混合され、厚さが70μｍとなってい
る。
第２，第３の負極活物質層７ａ，７ｂ，７ｃが順次積層
された層構造になっている。第１の負極活物質層７ａ
は、負極活物質とバインダーが重量比で85：15の比率で
混合され、厚さが10μｍとなっている。第２の負極活物
質層７ｂは、負極活物質とバインダーが重量比で90：10
の比率で混合され、厚さが20μｍとなっている。第３の
負極活物質層７ｃは、負極活物質とバインダーが重量比
で95：５の比率で混合され、厚さが70μｍとなってい
る。
【００１９】このような電池においては、電解液として
炭酸エチル（ＥＣ）と炭酸ジエチル（ＤＥＣ）からなる
混合溶媒（体積比１：１）にＬｉＰＦ6 を１Ｍ溶解させ
たもの調整し、これをセパレータ１に３ml含浸させ、公
称容量が400mAhの電池（本例電池）を作成した。なお、
この電池の容量は負極支配になるように充分な正極活物
質を配置した。
炭酸エチル（ＥＣ）と炭酸ジエチル（ＤＥＣ）からなる
混合溶媒（体積比１：１）にＬｉＰＦ6 を１Ｍ溶解させ
たもの調整し、これをセパレータ１に３ml含浸させ、公
称容量が400mAhの電池（本例電池）を作成した。なお、
この電池の容量は負極支配になるように充分な正極活物
質を配置した。
【００２０】負極活物質層を活物質とバインダーが重量
比で85：15の比率で混合したもので、100 μｍの厚みに
した負極を用い、それ以外は本例電池と同じ仕様の電池
（比較例電池１）と、負極活物質層を活物質とバインダ
ーが重量比で90：10の比率で混合したもので、100 μｍ
の厚みにした負極を用い、それ以外は本例電池と同じ仕
様の電池（比較例電池２）とを比較のために作成した。
比で85：15の比率で混合したもので、100 μｍの厚みに
した負極を用い、それ以外は本例電池と同じ仕様の電池
（比較例電池１）と、負極活物質層を活物質とバインダ
ーが重量比で90：10の比率で混合したもので、100 μｍ
の厚みにした負極を用い、それ以外は本例電池と同じ仕
様の電池（比較例電池２）とを比較のために作成した。
【００２１】これら本例電池，比較例電池１，比較例電
池２を用い、制限電流100mAhで4.15Ｖの定電圧充電を５
時間行った後、100mAhの電流で終止電圧３Ｖまで放電を
行ったときの放電特性を図３に示す。この図３から、比
較例電池１，比較例電池２より本例電池の方が高容量で
あることがわかる。
池２を用い、制限電流100mAhで4.15Ｖの定電圧充電を５
時間行った後、100mAhの電流で終止電圧３Ｖまで放電を
行ったときの放電特性を図３に示す。この図３から、比
較例電池１，比較例電池２より本例電池の方が高容量で
あることがわかる。
【００２２】また、電極の単位体積当たりのエネルギー
を算出したところ、本例電池は比較例電池１の約1.16
倍、比較例電池２の約1.12倍と高エネルギーであった。
これらより、本例電池の方が比較例電池１，比較例電池
２よりが優れていることがわかる。
を算出したところ、本例電池は比較例電池１の約1.16
倍、比較例電池２の約1.12倍と高エネルギーであった。
これらより、本例電池の方が比較例電池１，比較例電池
２よりが優れていることがわかる。
【００２３】また、本例電池は捲回の行程で活物質層の
剥離は見られなかったのに対し、比較例電池２では一部
剥離がみられた。
剥離は見られなかったのに対し、比較例電池２では一部
剥離がみられた。
【００２４】負極活物質層を活物質とバインダーが重量
比で93：７の比率で混合したもので、100 μｍの厚みに
した負極を用いたところ、該負極活物質層が集電体から
完全に剥離し、電池を作製することができなかったこと
からも、本例電池は優れていることがわかる。
比で93：７の比率で混合したもので、100 μｍの厚みに
した負極を用いたところ、該負極活物質層が集電体から
完全に剥離し、電池を作製することができなかったこと
からも、本例電池は優れていることがわかる。
【００２５】本例では、本発明を負極のみ適用した例に
ついて示したが、本発明を正極に適用した場合も同様な
結果が得られた。また、本発明を正極と負極とに共に適
用した電池に付いては、正極，負極の効果がそれぞれ現
れ、片方の極のみで実施した電池よりも高エネルギー密
度になることはいうまでもない。電池の種類としても、
正極活物質層が集電体上に形成され、負極活物質層が集
電体上に形成され、正極及び負極がセパレータを介して
渦巻状に捲回された電池すべてに適用できることはいう
までもない。
ついて示したが、本発明を正極に適用した場合も同様な
結果が得られた。また、本発明を正極と負極とに共に適
用した電池に付いては、正極，負極の効果がそれぞれ現
れ、片方の極のみで実施した電池よりも高エネルギー密
度になることはいうまでもない。電池の種類としても、
正極活物質層が集電体上に形成され、負極活物質層が集
電体上に形成され、正極及び負極がセパレータを介して
渦巻状に捲回された電池すべてに適用できることはいう
までもない。
【００２６】
【発明の効果】本発明に係る電池においては、正極及び
負極の少なくとも一方の活物質層の中に、集電体との界
面よりバインダー量の少ない部分を設けたので、該活物
質層中の集電体の界面にはバインダーを多く存在させる
ことができ、このるため捲回の行程にて発生する活物質
層と集電体との剥離を抑制でき、かつバインダー量の減
少により活物質層中の活物質の占める割合が大きくな
り、高容量化及び高エネルギー密度化が可能となる。
負極の少なくとも一方の活物質層の中に、集電体との界
面よりバインダー量の少ない部分を設けたので、該活物
質層中の集電体の界面にはバインダーを多く存在させる
ことができ、このるため捲回の行程にて発生する活物質
層と集電体との剥離を抑制でき、かつバインダー量の減
少により活物質層中の活物質の占める割合が大きくな
り、高容量化及び高エネルギー密度化が可能となる。
【００２７】また、正極及び負極の少なくとも一方の活
物質層を、集電体との界面から外に向かってバインダー
の量が少なくなる構成にすると、活物質層中の集電体の
界面にはバインダーを多く存在させ、集電体との界面か
ら外に向かって活物質量を多くすることができ、このた
め捲回の行程にて発生する活物質層と集電体との剥離を
抑制でき、かつ集電体との界面から外に向かっての活物
質量の増加により、より一層高容量化及び高エネルギー
密度化が可能となる。
物質層を、集電体との界面から外に向かってバインダー
の量が少なくなる構成にすると、活物質層中の集電体の
界面にはバインダーを多く存在させ、集電体との界面か
ら外に向かって活物質量を多くすることができ、このた
め捲回の行程にて発生する活物質層と集電体との剥離を
抑制でき、かつ集電体との界面から外に向かっての活物
質量の増加により、より一層高容量化及び高エネルギー
密度化が可能となる。
【００２８】また、正極及び負極の少なくとも一方の活
物質層を、集電体との界面から外に向かってバインダー
の量が段階的に少なくなる層構造にすると、活物質層中
の集電体の界面にはバインダーを多く存在させ、集電体
との界面から外に向かって活物質量を段階的に多くする
ことができ、このため捲回の行程にて発生する活物質層
と集電体との剥離を抑制でき、かつ集電体との界面から
外に向かっての活物質量の段階的増加により、より一層
高容量化及び高エネルギー密度化が可能となる。また、
集電体との界面から外に向かって活物質量を段階的に多
くする手段として層構造にすると、各層を順次積層する
ことにより容易に本発明の実施をすることができる。
物質層を、集電体との界面から外に向かってバインダー
の量が段階的に少なくなる層構造にすると、活物質層中
の集電体の界面にはバインダーを多く存在させ、集電体
との界面から外に向かって活物質量を段階的に多くする
ことができ、このため捲回の行程にて発生する活物質層
と集電体との剥離を抑制でき、かつ集電体との界面から
外に向かっての活物質量の段階的増加により、より一層
高容量化及び高エネルギー密度化が可能となる。また、
集電体との界面から外に向かって活物質量を段階的に多
くする手段として層構造にすると、各層を順次積層する
ことにより容易に本発明の実施をすることができる。
【図１】本発明に係る電池の実施の形態の一例の断面図
である。
である。
【図２】本例の電池で用いている負極の断面図である。
【図３】本例電池及び比較例電池１，２の放電特性図で
ある。
ある。
【符号の説明】 １ セパレータ ２ 正極 ３ 負極 ４ ケース ５ 正極端子 ６ 集電体 ７ａ，７ｂ，７ｃ 第１，第２，第３の負極活物質層
Claims (3)
- 【請求項１】 活物質層が集電体上に形成された正極及
び負極がセパレータを介して渦巻状に捲回されてケース
内に収容された電池において、 前記正極及び前記負極の少なくとも一方の前記活物質層
の中に、前記集電体との界面よりバインダー量の少ない
部分が設けられていることを特徴とする電池。 - 【請求項２】 活物質層が集電体上に形成された正極及
び負極がセパレータを介して渦巻状に捲回されてケース
内に収容された電池において、 前記正極及び前記負極の少なくとも一方の前記活物質層
は、前記集電体との界面から外に向かってバインダーの
量が少なくなる構成になっていることを特徴とする電
池。 - 【請求項３】 活物質層が集電体上に形成された正極及
び負極がセパレータを介して渦巻状に捲回されてケース
内に収容された電池において、 前記正極及び前記負極の少なくとも一方の前記活物質層
は、前記集電体との界面から外に向かってバインダーの
量が段階的に少なくなる層構造になっていることを特徴
とする電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7305296A JPH09147834A (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 電 池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7305296A JPH09147834A (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 電 池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09147834A true JPH09147834A (ja) | 1997-06-06 |
Family
ID=17943399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7305296A Pending JPH09147834A (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 電 池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09147834A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6225003B1 (en) | 1998-10-26 | 2001-05-01 | Mitsubishi Chemical Corporation | Electrode materials having an elastomer binder and associated electrochemical and fabrication process |
| JP2001307716A (ja) * | 2000-02-16 | 2001-11-02 | Nisshinbo Ind Inc | 多層電極構造体、それを用いた電池、電気二重層キャパシター及びそれらの製造方法 |
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| WO2012144439A1 (ja) * | 2011-04-21 | 2012-10-26 | Jsr株式会社 | 蓄電デバイス用電極、および蓄電デバイス |
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| US9312542B2 (en) | 2012-10-30 | 2016-04-12 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery including the same, and method for manufacturing the same |
| JP2017033827A (ja) * | 2015-08-04 | 2017-02-09 | オートモーティブエナジーサプライ株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
| US9620767B2 (en) | 2012-10-30 | 2017-04-11 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery including the same, and method for manufacturing the same |
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