JPH0997602A - 非水系二次電池 - Google Patents
非水系二次電池Info
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- JPH0997602A JPH0997602A JP7252454A JP25245495A JPH0997602A JP H0997602 A JPH0997602 A JP H0997602A JP 7252454 A JP7252454 A JP 7252454A JP 25245495 A JP25245495 A JP 25245495A JP H0997602 A JPH0997602 A JP H0997602A
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- 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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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池寿命の向上した非水系二次電池を得る。
【解決手段】 親水化処理された粘結剤を使用して形成
される電極を有する非水系二次電池。
される電極を有する非水系二次電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム二次電池
などの非水系二次電池用電極に関するものであり、電極
活物質と電極集電体との間の密着性を向上し、電池寿命
を向上させるようにしたものである。
などの非水系二次電池用電極に関するものであり、電極
活物質と電極集電体との間の密着性を向上し、電池寿命
を向上させるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】リチウム二次電池のような非水電解液系
の電池は一般的には次のような構成になっている。まず
正極は、リチウムコバルト酸化物ＬｉＣｏＯ2 を正極活
物質として用い、この正極活物質ＬｉＣｏＯ2 、導電剤
としてのアセチレンブラックおよび粘結剤としてのポリ
フッ化ビニリデンを混合しジメチルホルムアミドなどの
溶剤に分散させてスラリー（ペースト状）にする。この
スラリーを正極集電体としてのアルミニウム箔の両面に
均一に塗布して乾燥する。乾燥後にローラープレス機に
より圧縮成形して、帯状の正極を作る。
の電池は一般的には次のような構成になっている。まず
正極は、リチウムコバルト酸化物ＬｉＣｏＯ2 を正極活
物質として用い、この正極活物質ＬｉＣｏＯ2 、導電剤
としてのアセチレンブラックおよび粘結剤としてのポリ
フッ化ビニリデンを混合しジメチルホルムアミドなどの
溶剤に分散させてスラリー（ペースト状）にする。この
スラリーを正極集電体としてのアルミニウム箔の両面に
均一に塗布して乾燥する。乾燥後にローラープレス機に
より圧縮成形して、帯状の正極を作る。
【０００３】次に負極は、粉砕したピッチコークスなど
の炭素材を負極活物質として用い、このピッチコークス
および粘結剤としてのポリフッ化ビニリデンを混合し、
ジメチルホルムアミドなどの溶剤に分散させてスラリー
（ペースト状）にする。このスラリーを負極集電体とし
ての銅箔の両面に均一に塗布して乾燥する。乾燥後にロ
ーラープレス機により圧縮成形して帯状の負極を作る。
次に上記の正極および負極を用いて、セパレーターを介
在させて多数回巻回する事によって巻回体とする。この
巻回体に過塩素酸リチウムＬｉＣｌＯ4 あるいはヘキサ
フルオロリン酸リチウムＬｉＰＦ6 などを溶解した炭酸
プロピレンを電解液として含浸させる。このものを通常
の電池缶内に納めて電池とする。
の炭素材を負極活物質として用い、このピッチコークス
および粘結剤としてのポリフッ化ビニリデンを混合し、
ジメチルホルムアミドなどの溶剤に分散させてスラリー
（ペースト状）にする。このスラリーを負極集電体とし
ての銅箔の両面に均一に塗布して乾燥する。乾燥後にロ
ーラープレス機により圧縮成形して帯状の負極を作る。
次に上記の正極および負極を用いて、セパレーターを介
在させて多数回巻回する事によって巻回体とする。この
巻回体に過塩素酸リチウムＬｉＣｌＯ4 あるいはヘキサ
フルオロリン酸リチウムＬｉＰＦ6 などを溶解した炭酸
プロピレンを電解液として含浸させる。このものを通常
の電池缶内に納めて電池とする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、通常の粘結
剤を使用するとひどい場合には巻回する際に電極活物質
層が集電体から剥がれ落ちてしまうか、または比較的短
時間の放電もしくは充電で簡単に剥がれ落ちてしまうと
いう問題が起こる。この原因は、電極活物質層と電極集
電体との密着性が弱いことにより、機械的外力または、
充放電の際の発熱による電極活物質層と電極集電体との
熱膨張差によって両者が剥がれるものである。粘結剤の
量を増加させれば密着性は向上するが、電極の電気抵抗
の上昇など好ましくないことが発生することからできる
だけ少量でかつ密着性のよい粘結剤が必要である。そこ
で、本発明の課題は、電極活物質層の集電体に対する密
着性を良くするとともに電池寿命が長くなるような改質
された粘結剤を提供することである。
剤を使用するとひどい場合には巻回する際に電極活物質
層が集電体から剥がれ落ちてしまうか、または比較的短
時間の放電もしくは充電で簡単に剥がれ落ちてしまうと
いう問題が起こる。この原因は、電極活物質層と電極集
電体との密着性が弱いことにより、機械的外力または、
充放電の際の発熱による電極活物質層と電極集電体との
熱膨張差によって両者が剥がれるものである。粘結剤の
量を増加させれば密着性は向上するが、電極の電気抵抗
の上昇など好ましくないことが発生することからできる
だけ少量でかつ密着性のよい粘結剤が必要である。そこ
で、本発明の課題は、電極活物質層の集電体に対する密
着性を良くするとともに電池寿命が長くなるような改質
された粘結剤を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の要旨
は、親水化処理された粘結剤を使用して形成される電極
を有する非水系二次電池にある。
は、親水化処理された粘結剤を使用して形成される電極
を有する非水系二次電池にある。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下本発明を詳細に説明する。本
発明においては、電極活物質と粘結剤、および必要に応
じて導電剤とを溶剤で混合して形成したスラリーを電極
集電体に塗布することによって電池用電極を製造するに
際して、粘結剤として例えばフッ素を含有したガスで親
水化処理した改質粘結剤を使用することにより、密着性
の良好な電極を有する非水系二次電池をうるものであ
る。
発明においては、電極活物質と粘結剤、および必要に応
じて導電剤とを溶剤で混合して形成したスラリーを電極
集電体に塗布することによって電池用電極を製造するに
際して、粘結剤として例えばフッ素を含有したガスで親
水化処理した改質粘結剤を使用することにより、密着性
の良好な電極を有する非水系二次電池をうるものであ
る。
【０００７】上記粘結剤としては、例えば、ポリフッ化
ビニリデン、ポリテトラフッ化エチレン、ＥＰＤＭ（エ
チレン−プロピレン−ジエン三元共重合体）、ＳＢＲ
（スチレン−ブタジエンゴム）、ＮＢＲ（アクリロニト
リル−ブタジエンゴム）、フッ素ゴム、等が用いられる
が、これらに限られるものではない。これら粘結剤は通
常約５０μｍ以下の粉体として使用する。
ビニリデン、ポリテトラフッ化エチレン、ＥＰＤＭ（エ
チレン−プロピレン−ジエン三元共重合体）、ＳＢＲ
（スチレン−ブタジエンゴム）、ＮＢＲ（アクリロニト
リル−ブタジエンゴム）、フッ素ゴム、等が用いられる
が、これらに限られるものではない。これら粘結剤は通
常約５０μｍ以下の粉体として使用する。
【０００８】正極の導電剤としては、黒鉛の微粒子、ア
セチレンブラック等のカーボンブラック、ニードルコー
クス等無定形炭素の微粒子、等が使用されるが、これに
限るものではない。上記、溶剤としては通常は粘結剤を
溶解する有機溶媒が使用される。例えば、Ｎ−メチルピ
ロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
ド、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、酢酸メチ
ル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、Ｎ，Ｎ−
ジメチルアミノプロピルアミン、エチレンオキシド、テ
トラヒドロフラン、等が使用されるが、これらに限るも
のではない。
セチレンブラック等のカーボンブラック、ニードルコー
クス等無定形炭素の微粒子、等が使用されるが、これに
限るものではない。上記、溶剤としては通常は粘結剤を
溶解する有機溶媒が使用される。例えば、Ｎ−メチルピ
ロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
ド、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、酢酸メチ
ル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、Ｎ，Ｎ−
ジメチルアミノプロピルアミン、エチレンオキシド、テ
トラヒドロフラン、等が使用されるが、これらに限るも
のではない。
【０００９】また、上記粘結剤の親水化処理は、好適に
はフッ素ガス単独もしくはフッ素ガスと窒素、アルゴ
ン、ヘリウム等の不活性ガス及び／または酸素、空気な
どの酸素含有ガスとの混合ガスを該粘結剤に０〜５０℃
の温度、好ましくは０〜３０℃で、数秒〜１ｈｒ好まし
くは数秒〜３０分程度接触反応させて行われる。それぞ
れのガスの混合割合は分圧として、フッ素ガス１〜１０
０ｍｍＨｇ好ましくは５〜５０ｍｍＨｇ、酸素含有ガス
を酸素として０〜７５０ｍｍＨｇ好ましくは２６０〜７
１０ｍｍＨｇ、不活性ガス９〜７５９ｍｍＨｇ好ましく
は４５〜４５０ｍｍＨｇの範囲が採用される。
はフッ素ガス単独もしくはフッ素ガスと窒素、アルゴ
ン、ヘリウム等の不活性ガス及び／または酸素、空気な
どの酸素含有ガスとの混合ガスを該粘結剤に０〜５０℃
の温度、好ましくは０〜３０℃で、数秒〜１ｈｒ好まし
くは数秒〜３０分程度接触反応させて行われる。それぞ
れのガスの混合割合は分圧として、フッ素ガス１〜１０
０ｍｍＨｇ好ましくは５〜５０ｍｍＨｇ、酸素含有ガス
を酸素として０〜７５０ｍｍＨｇ好ましくは２６０〜７
１０ｍｍＨｇ、不活性ガス９〜７５９ｍｍＨｇ好ましく
は４５〜４５０ｍｍＨｇの範囲が採用される。
【００１０】反応圧力は通常は常圧で行われるが数ｍｍ
Ｈｇ〜２ｋｇ／ｃｍ2 の範囲ならいずれの圧力でもかま
わない。反応装置は特に粘結剤と反応ガスとの接触が良
好ならかまわないが、通常は回転ないし揺動しながら反
応できる装置が好ましい。また、反応系は密閉系もしく
は流通系いずれでも採用できる。親水化処理は上記フッ
素ガス処理に限定されず、プラズマ処理、コロナ放電等
を採用することができる。
Ｈｇ〜２ｋｇ／ｃｍ2 の範囲ならいずれの圧力でもかま
わない。反応装置は特に粘結剤と反応ガスとの接触が良
好ならかまわないが、通常は回転ないし揺動しながら反
応できる装置が好ましい。また、反応系は密閉系もしく
は流通系いずれでも採用できる。親水化処理は上記フッ
素ガス処理に限定されず、プラズマ処理、コロナ放電等
を採用することができる。
【００１１】次に、正極は正極活物質５０〜９５重量部
好ましくは７０〜９１重量部、導電剤１〜３０重量部、
好ましくは３〜２０重量部、親水化された粘結剤１〜２
０重量部好ましくは３〜１０重量部に、これら全体量に
対して、溶剤をペースト状になる適量を加えてペースト
状にしたものを電極集電体である例えばアルミ箔の両面
に厚さ数十ミクロン〜数百ミクロンに塗布したあと、常
法に従って電極を形成する。
好ましくは７０〜９１重量部、導電剤１〜３０重量部、
好ましくは３〜２０重量部、親水化された粘結剤１〜２
０重量部好ましくは３〜１０重量部に、これら全体量に
対して、溶剤をペースト状になる適量を加えてペースト
状にしたものを電極集電体である例えばアルミ箔の両面
に厚さ数十ミクロン〜数百ミクロンに塗布したあと、常
法に従って電極を形成する。
【００１２】また負極は負極活物質７０〜９５重量部、
親水化処理された粘結剤５〜３０重量部に、これら全体
量に対して、溶剤をペースト状になる適量を加えてペー
スト状にしたものを電極集電体である、例えば銅箔の両
面に厚さ数十ミクロン〜数百ミクロンに塗布した後、常
法に従って電極を形成する。次に、上記の正極および負
極を用いて、セパレーターを介在させて多数回巻回し、
これに電解液を適正量含浸させたのち常法に従って二次
電池に組み込む。上記のように改質された粘結剤を用い
て正極及び／又は負極を形成することにより、電極活物
質層が電極集電体に強く密着され、巻回の時に剥がれる
ことなくかつ電池寿命が向上する。
親水化処理された粘結剤５〜３０重量部に、これら全体
量に対して、溶剤をペースト状になる適量を加えてペー
スト状にしたものを電極集電体である、例えば銅箔の両
面に厚さ数十ミクロン〜数百ミクロンに塗布した後、常
法に従って電極を形成する。次に、上記の正極および負
極を用いて、セパレーターを介在させて多数回巻回し、
これに電解液を適正量含浸させたのち常法に従って二次
電池に組み込む。上記のように改質された粘結剤を用い
て正極及び／又は負極を形成することにより、電極活物
質層が電極集電体に強く密着され、巻回の時に剥がれる
ことなくかつ電池寿命が向上する。
【００１３】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。 実施例−１ 市販のポリフッ化ビニリデン（アルドリッチ社製）２０
ｇを約４Ｌ容量のステンレス製反応容器に仕込み、真空
に引いた後、窒素ガスで１０％に希釈したフッ素含有ガ
スをフッ素として５ｍｍＨｇ、ボンベ酸素を７１０ｍｍ
Ｈｇの分圧で導入し、室温で３０分間反応させた。反応
後、ガスを減圧除去したのち処理物を取りだした。
る。 実施例−１ 市販のポリフッ化ビニリデン（アルドリッチ社製）２０
ｇを約４Ｌ容量のステンレス製反応容器に仕込み、真空
に引いた後、窒素ガスで１０％に希釈したフッ素含有ガ
スをフッ素として５ｍｍＨｇ、ボンベ酸素を７１０ｍｍ
Ｈｇの分圧で導入し、室温で３０分間反応させた。反応
後、ガスを減圧除去したのち処理物を取りだした。
【００１４】処理物の性能を調べるために、ＬｉＣｏＯ
2 ９０部、アセチレンブラック５部、処理物５部に対し
てジメチルホルムアミドを０．９ｃｃ／ｇの割合で混合
し、約３０分間混練した。このスラリー（ペースト）を
アルミ板の上に３００μｍの厚さに塗布し、乾燥した。
このものをプレス機にて１５０μｍの厚みまでプレスし
た。このようにして調製した電極活物質層の剥離強度を
次のようにして測定した。電極活物質層の表面に幅３０
ｍｍのガムテープを張り付け１８０°の角度で、２５ｍ
ｍ／分の速度で剥す時の荷重を測定し、膜の剥離強度と
した。その値はこの場合、１．２ｋｇであった。また、
剥離面を観察したところ膜は全く剥離していなかった。
結果を第１表に示した。
2 ９０部、アセチレンブラック５部、処理物５部に対し
てジメチルホルムアミドを０．９ｃｃ／ｇの割合で混合
し、約３０分間混練した。このスラリー（ペースト）を
アルミ板の上に３００μｍの厚さに塗布し、乾燥した。
このものをプレス機にて１５０μｍの厚みまでプレスし
た。このようにして調製した電極活物質層の剥離強度を
次のようにして測定した。電極活物質層の表面に幅３０
ｍｍのガムテープを張り付け１８０°の角度で、２５ｍ
ｍ／分の速度で剥す時の荷重を測定し、膜の剥離強度と
した。その値はこの場合、１．２ｋｇであった。また、
剥離面を観察したところ膜は全く剥離していなかった。
結果を第１表に示した。
【００１５】実施例−２ 実施例−１と同じフッ素含有ガスをフッ素として２０ｍ
ｍＨｇ、ボンベ酸素を５６０ｍｍＨｇとした以外は実施
例−１と同様に行った。このものの膜の剥離強度は１．
４ｋｇであった。また、膜は全く剥離していなかった。
結果を第１表に示した。
ｍＨｇ、ボンベ酸素を５６０ｍｍＨｇとした以外は実施
例−１と同様に行った。このものの膜の剥離強度は１．
４ｋｇであった。また、膜は全く剥離していなかった。
結果を第１表に示した。
【００１６】比較例−１ 実施例−１で用いたものと同じ市販のポリフッ化ビニリ
デンを処理することなくそのまま用いた以外は実施例−
１と同様に行った。このものの膜の剥離強度は０．５ｋ
ｇであった。また、膜は一部剥離がみられた。結果を第
１表に示した。
デンを処理することなくそのまま用いた以外は実施例−
１と同様に行った。このものの膜の剥離強度は０．５ｋ
ｇであった。また、膜は一部剥離がみられた。結果を第
１表に示した。
【００１７】比較例−２ ポリフッ化ビニリデンとしてカーナー社製のものを処理
することなく用いた以外は実施例−１と同様に行った。
このものの膜の剥離強度は０．８ｋｇであり、膜は一部
剥離がみられた。結果を第１表に示した。
することなく用いた以外は実施例−１と同様に行った。
このものの膜の剥離強度は０．８ｋｇであり、膜は一部
剥離がみられた。結果を第１表に示した。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【発明の効果】本発明は、上述のように、電極活物質層
の電極集電体への接着強度を大幅に高めることができ、
巻回などのハンドリング時の電極活物質層の電極集電体
からの剥離を防止できる。従って、電池としてのライフ
が大幅に向上する。
の電極集電体への接着強度を大幅に高めることができ、
巻回などのハンドリング時の電極活物質層の電極集電体
からの剥離を防止できる。従って、電池としてのライフ
が大幅に向上する。
Claims (4)
- 【請求項１】 親水化処理された粘結剤を使用して形成
される電極を有する非水系二次電池。 - 【請求項２】 集電体上に、非水系二次電池用活物質、
導電性粉末及び親水化処理された粘結剤からなる電極活
物質層を設けてなる正極を有する非水系二次電池。 - 【請求項３】 集電体上に、非水系二次電池用活物質及
び親水化処理された粘結剤からなる電極活物質層を設け
てなる負極を設けてなる非水系二次電池。 - 【請求項４】 親水化処理がフッ素含有ガス雰囲気で行
われた請求項１ないし３項のいずれかに記載の非水系二
次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7252454A JPH0997602A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 非水系二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7252454A JPH0997602A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 非水系二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0997602A true JPH0997602A (ja) | 1997-04-08 |
Family
ID=17237612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7252454A Pending JPH0997602A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 非水系二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0997602A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006085691A1 (en) * | 2005-02-10 | 2006-08-17 | Showa Denko K.K | Secondary-battery cutrrent collector, secondary-battery cathode, secondary-battery anode, secondary battery and production method thereof |
| WO2012029858A1 (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-08 | 協立化学産業株式会社 | 塗工液、導電性塗工膜、蓄電装置用電極板及び蓄電装置 |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP7252454A patent/JPH0997602A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006085691A1 (en) * | 2005-02-10 | 2006-08-17 | Showa Denko K.K | Secondary-battery cutrrent collector, secondary-battery cathode, secondary-battery anode, secondary battery and production method thereof |
| US8663845B2 (en) | 2005-02-10 | 2014-03-04 | Showa Denko K.K. | Secondary-battery current collector, secondary-battery cathode, secondary-battery anode, secondary battery and production method thereof |
| US10033045B2 (en) | 2005-02-10 | 2018-07-24 | Showda Denko K.K. | Secondary-battery current collector, secondary-battery cathode, secondary-battery anode, secondary battery and production method thereof |
| WO2012029858A1 (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-08 | 協立化学産業株式会社 | 塗工液、導電性塗工膜、蓄電装置用電極板及び蓄電装置 |
| US9181439B2 (en) | 2010-08-31 | 2015-11-10 | Kyoritsu Chemical & Co., Ltd. | Coating liquid, conductive coating film, electrode plate for electricity storage device, and electricity storage device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040316 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040706 |