JPH09274919A - 非水電解液二次電池 - Google Patents

非水電解液二次電池

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JPH09274919A
JPH09274919A JP8104763A JP10476396A JPH09274919A JP H09274919 A JPH09274919 A JP H09274919A JP 8104763 A JP8104763 A JP 8104763A JP 10476396 A JP10476396 A JP 10476396A JP H09274919 A JPH09274919 A JP H09274919A
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JP
Japan
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positive electrode
binder
secondary battery
active material
electrode active
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Pending
Application number
JP8104763A
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English (en)
Inventor
Hisashi Sudo
藤 尚 志 須
Minoru Hirai
井 実 平
Yoshiko Touyoshi
由 佳 子 東
Yasumasa Mochizuki
月 康 正 望
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.)
TOYO TAKASAGO DRY BATTERY
TOYO TAKASAGO KANDENCHI KK
Original Assignee
TOYO TAKASAGO DRY BATTERY
TOYO TAKASAGO KANDENCHI KK
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    • 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

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 未反応物質が残存している正極活物質を従来
と同様の方法により正極電極に作製でき、期待される正
極活物質の性能を充分発揮できる非水電解液二次電池を
提供すること。 【解決手段】 正極合剤,負極,セパレ−タ,非水電解
液からなる非水電解液二次電池において、正極合剤は、
主成分がLiMO2(Mは遷移元素)と、製造過程における未
反応物質、あるいは分解生成物を不純物として含む正極
活物質と導電剤とバインダ−とからなり、前記バインダ
−にブチラ−ル樹脂を用いるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は非水電解液電池、特
にリチウム二次電池またはリチウムイオン二次電池に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、小型の二次電池は、いわゆるOA,
FA,家電,通信等のポ−タブル電子機器用の電源として
幅広く使用されているが、更に電池の高性能化の要求か
ら、高エネルギ−密度,高電圧,長期保存性に優れたリ
チウム二次電池の開発が要請されている。最近、この要
請に応えたリチウムイオン二次電池が開発されたが、そ
の正極はLiCoO2やLiNiO2、又は、その複合酸化物から形
成され、また、負極はリチウムイオンを吸蔵放出可能な
カ−ボン材から形成されており、電解液には電解質を溶
解した有機溶媒を使用した非水電解液が使用されてい
る。
【0003】二次電池の正極は、通常、正極活物質と導
電材である黒鉛とバインダ−とから構成され、アルミ箔
などの集電体に塗着されて電極として使用されている。
この正極の製造法は、一般的にはバインダ−と正極活物
質と導電剤の黒鉛を、分散剤のNメチル2ピロリジノン
等の有機溶媒と混合し、ボ−ミルなどの混合容器内でス
ラリ−化した後、アルミ箔等の集電体にドクタ−ブレ−
ド法等によって所定の厚みに塗工し、乾燥器で分散剤を
乾燥させてから、ロ−ルプレス等によりプレスし、電極
密度を最適化して製造されている。
【0004】上記の正極のバインダ−には、通常ポリフ
ッ化ビニリデンが使用され、また、正極活物質LiNiO2
は、例えば所定量のLiOH・H2OとNi(OH)2を、O2雰囲気下
で大凡750℃で焼成して製造されたものが使用されてい
る。
【0005】しかしながら、正極活物質の焼成は、出発
原料を適切な混合比に調整する必要があり、また、O2
囲気下での焼成を必要とするなど、製造が非常に難し
く、多くの場合、例えばLiOHやLi2CO3等の未反応物質が
残存してしまう。このような正極活物質をこのまま前記
のような従来方法により電極を製造しようとすると、混
合容器内でスラリ−が固まってしまうため、スラリ−と
して塗工出来ず、正極電極が作製できない。
【0006】ところが、多くの場合、残存の未反応物質
が残っていても、電池の正極活物質としての性能にはあ
まり影響がなく、正極活物質としては期待されながら正
極の電極に作製できないという問題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な従来技術に鑑み、未反応物質が残存している正極活物
質を従来と同様の方法により正極電極に作製でき、期待
される正極活物質の性能を充分発揮できる非水電解液二
次電池を提供することを、その課題とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記のような問
題を解決することを目的としてなされたもので、本発明
二次電池の構成は、正極合剤,負極,セパレ−タ,非水
電解液からなる非水電解液二次電池において、正極合剤
は、主成分がLiMO2(Mは遷移元素)と、製造過程におけ
る未反応物質、あるいは分解生成物を不純物として含む
正極活物質と導電剤とバインダ−とからなり、前記バイ
ンダ−にブチラ−ル樹脂を用いたことを特徴とするもの
である。
【0009】本発明二次電池においては、正極活物質
に、例えばLiOHやLi2CO3等の未反応物質が残存しても、
バインダ−にポリビニルブチラ−ルを使用することによ
り、正極のスラリ−を作製することができる。なお、バ
インダ−のポリビニルブチラ−ルの平均分子量は4.0×1
04であることが望ましい。
【0010】本発明によれば、正極電極のバインダ−
に、平均分子量4.0×104以上ポリビニルブチラ−ルを使
用することにより、例えばLiOHやLi2CO3等の未反応物質
が残存した正極活物質を使用し、前記のような従来の方
法で電極を製造しても、混合容器内でスラリ−が固まる
ことがなく、正極電極を作製でき、期待される正極活物
質の性能を充分に発揮できる非水電解液二次電池が得ら
れる。
【0011】
【発明の実施の形態】
実施例1 正極活物質としてLiNiO2を用いた。このLiNiO2は、所定
の方法により焼成して製造されたもので、その正極活物
質内に残存するLiOHやLi2CO3中のモル比を測定したとこ
ろ、95:5であった。この正極活物質と導電剤の黒鉛と
バインダ−として平均分子量11.0×104(重合度及び組
成からの計算値)のポリビニルブチラ−ルとを重量比9
0:6:4の割合で混合用ポットに入れ、バインダ−重
量1グラムに対し11mlの分散溶媒(Nメチル2ピロリジ
ノン)を加えてボ−ルミルで3時間混合し、スラリ−を
作製した。
【0012】実施例2 実施例1と同じ正極活物質と導電剤の黒鉛とバインダ−
として平均分子量1.9×104(重合度及び組成からの計算
値)のポリビニルブチラ−ルとを重量比90:6:4の割
合で混合用ポットに入れ、バインダ−重量1グラムに対
し11mlの分散溶媒(Nメチル2ピロリジノン)を加えて
でボ−ルミルで3時間混合し、スラリ−を作製した。
【0013】比較例1 実施例1と同じ正極活物質と導電剤の黒鉛とバインダ−
としてのポリフッ化ビニリデンとを重量比90:6:4の
割合で混合用ポットに入れ、バインダ−重量1グラムに
対し11mlの分散溶媒(Nメチル2ピロリジノン)を加え
てボ−ルミルで3時間混合し、スラリ−を作製した。
【0014】比較例2 正極活物質としてLiCoO2を用いた。このLiCoO2は所定の
方法により焼成して製造されたもので、その正極活物質
内に残存するLiOHのLiCoO2の中のモル比を測定したとこ
ろ、残存するLiOHは確認されなかった。この正極活物質
と導電剤の黒鉛とバインダ−としてのポリフッ化ビニリ
デンとを重量比90:6:4の割合で混合用ポットに入
れ、バインダ−重量1グラムに対し11mlの分散溶媒(N
メチル2ピロリジノン)を加えてボ−ルミルで3時間混
合し、スラリ−を作製した。
【0015】実施例1,2及び比較例1,2についてス
ラリ−の状態を比較した。実施例1、比較例2について
は、集電体であるアルミ箔に塗工できる状態のスラリ−
を得られたが、実施例2と比較例1は、アルミ箔に塗工
できる状態のスラリ−ではなく、固形状であった。
【0016】そこで、実施例2、比較例1については、
再度ボ−ルミルにおける混合時間を0.5時間に短縮して
混合したが、結果は同様に固形状であった。
【0017】次に実施例1、比較例2において得られた
正極スラリ−をアルミ箔上に所定の厚みに塗工し、真空
乾燥後プレス切断し、所定寸法の正極電極を得た。その
正極電極とLiイオンを吸蔵,放出できるカ−ボン負極と
ポリプロピレン製セパレ−タとを巻回し、所定の缶に入
れ、端子を接続し、非水電解液を注入し封口して、2/
3Aタイプの電池を製作した。
【0018】実施例1,比較例2の電池を、充電1/4
C、放電1/2Cのレ−トで充放電を繰り返したサイク
ル特性の結果は、図1に示すとおりで、実施例1,比較
例2ともに期待された性能が得られている。
【0019】また、実施例1,比較例2の電池の放電レ
−ト1/2Cの放電カ−ブ(10サイクル目)は、図2の
図表に示すとおりで、実施例1,比較例2ともに期待さ
れた性能が得られている。
【0020】上記の結果から明らかなように、未反応物
質が残存するLiNiO2では、バインダ−にポリフッ化ビニ
リデンを使用した場合及び平均分子量が1.9×104のポリ
ビニルブチラ−ルを使用した場合は、正極のスラリ−が
作製できず、電池が製造できない。しかし、バインダ−
に平均分子量11.0×104のポリビニルブチラ−ルを使用
した場合は正極のスラリ−が容易に作製でき、製作した
電池の特性も期待される性能が得られる。
【0021】
【発明の効果】本発明は以上のとおりであって、正極電
極のバインダ−として、平均分子量が4.0×104以上のポ
リビニルブチラ−ルを使用したので、例えばLiOHやLi2C
O3等の未反応物質が残存した正極活物質を用いて従来ど
おりの方法で電極を製造しても、混合容器内でスラリ−
が固まることがなく、従って、安定した正極電極を作製
できるので、期待される正極活物質の性能を充分に発揮
できる非水電解液二次電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1,比較例2の電池を充電1/4C、放
電1/2Cのレ−トで充放電を繰り返したサイクル特性
を示す図表。
【図2】実施例1,比較例2の電池の放電レ−ト1/2
Cの放電カ−ブ(10サイクル目)を示す図表。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 望 月 康 正 東京都台東区東上野四丁目十番三号 東洋 高砂乾電池株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正極合剤,負極,セパレ−タ,非水電解
    液からなる非水電解液二次電池において、正極合剤は、
    主成分がLiMO2(Mは遷移元素)と、製造過程における未
    反応物質、あるいは分解生成物を不純物として含む正極
    活物質と導電剤とバインダ−とからなり、前記バインダ
    −にブチラ−ル樹脂を用いたことを特徴とする非水電解
    液二次電池。
  2. 【請求項2】 バインダ−のブチラ−ル樹脂は、ポリビ
    ニルブチラ−ルである請求項1に記載の非水電解液二次
    電池。
  3. 【請求項3】 バインダ−のポリビニルブチラ−ルは、
    平均分子量4.0×104以上である請求項2に記載の非水電
    解液二次電池。
  4. 【請求項4】 遷移元素がNiまたはCoもしくはその両
    方である請求項1に記載の非水電解液二次電池。
  5. 【請求項5】 不純物が炭酸リチウム,水酸化リチウム
    等リチウム化合物である請求項1に記載の非水電解液二
    次電池。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003077534A (ja) * 2001-08-31 2003-03-14 Hitachi Maxell Ltd 非水二次電池
JP2011184664A (ja) * 2010-03-11 2011-09-22 Toyo Ink Sc Holdings Co Ltd カーボンブラック分散液
KR20150130924A (ko) * 2014-05-14 2015-11-24 도요타 지도샤(주) 정극 페이스트 및 그 제조 방법

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CN105098191A (zh) * 2014-05-14 2015-11-25 丰田自动车株式会社 正极糊剂及其制造方法
US9466840B2 (en) 2014-05-14 2016-10-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Positive electrode paste and manufacturing method therefor

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