JPH09274919A - 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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- 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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- 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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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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。
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
【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。
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。
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。
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等
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。
ッ化ビニリデンが使用され、また、正極活物質LiNiO2等
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雰
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。
原料を適切な混合比に調整する必要があり、また、O2雰
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。
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。
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。
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。
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。
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】
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
−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。
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。
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。
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。
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)
- 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8104763A JPH09274919A (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8104763A JPH09274919A (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 非水電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09274919A true JPH09274919A (ja) | 1997-10-21 |
Family
ID=14389529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8104763A Pending JPH09274919A (ja) | 1996-04-03 | 1996-04-03 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09274919A (ja) |
Cited By (3)
| 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 |
-
1996
- 1996-04-03 JP JP8104763A patent/JPH09274919A/ja active Pending
Cited By (5)
| 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 |
| 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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