JPH10134820A - 非水電解質二次電池 - Google Patents

非水電解質二次電池

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JPH10134820A
JPH10134820A JP9042534A JP4253497A JPH10134820A JP H10134820 A JPH10134820 A JP H10134820A JP 9042534 A JP9042534 A JP 9042534A JP 4253497 A JP4253497 A JP 4253497A JP H10134820 A JPH10134820 A JP H10134820A
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JP
Japan
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weight
binder
parts
secondary battery
oligomer
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Application number
JP9042534A
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English (en)
Inventor
Mitsuharu Yonezawa
光治 米澤
Akihiro Niki
章博 仁木
Takeharu Morita
健晴 森田
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.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高容量で充放電特性に優れ、長期の繰り返し
使用においても容量維持率の高い非水電解質二次電池を
提供する。 【解決手段】 負電極、正電極、非水電解質を備えた非
水電解質二次電池において、前記負電極および/又は前
記正電極が、分子鎖中にカルボン酸、アミノ基、水酸基
からなる群から選択される官能基を2個以上有し、極限
粘度(オルトクロロフェノ−ル中、30℃にて測定)が
0.1〜1.0dL/gであるオリゴマー100重量
部、及び、多官能イソシアネート1〜100重量部を反
応させることにより得られるポリマーにより結着されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高容量で充放電特
性に優れた非水電解質二次電池に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯型ビデオカメラや携帯型パソ
コン等の携帯型電子機器の普及に伴い、移動用電源とし
ての電池の需要が急増している。また、このような電池
に対する小型化、軽量化、高エネルギー密度化の要求は
非常に高い。
【0003】移動用電源として、アルカリマンガン電池
のような一次電池は、一回の放電のみの使用であるの
で、コスト的に不利である。また、繰り返し充放電が可
能な二次電池としては、従来、鉛電池、ニッケル・カド
ミウム電池等の水溶系電池が主流であるが、これらの水
溶系電池は、充放電特性は優れているが、電池重量やエ
ネルギー密度の点では、携帯型電子機器の移動用電源と
して充分満足できる特性を有しているとはいえない。
【0004】そこで、二次電池として、リチウム又はリ
チウム合金を負極電極に用いた非水電解質二次電池の研
究開発が盛んに行われている。この電池は、高エネルギ
ー密度を有し、自己放電も少なく、軽量であるという優
れた特長を有している。
【0005】しかし、このようなリチウム又はリチウム
合金を負極電極に用いた非水電解質二次電池は、充電時
に、負極電極においてリチウムがデンドライト状に結晶
成長し、充放電サイクルの進行に伴い、このデンドライ
ト状の結晶が正極電極に到達し、内部短絡に至るという
欠点があり、実用化への大きな障害となっていた。
【0006】そこで、このような問題を解決するため
に、化学的、物理的方法により、負極活物質であるリチ
ウムを負極活物質担持体である炭素材料に担持させたも
のを負極電極とし、正極活物質であるリチウムの複合酸
化物を正極電極とした非水電解質二次電池が注目されて
いる。
【0007】このような非水電解質二次電池において
は、負極電極の炭素材料に担持されているリチウム、正
極電極のリチウムの複合酸化物の結晶構造中に含有され
ているリチウム、及び、電解液中に溶解しているリチウ
ムのそれぞれが、充電時には、負極電極の炭素材料の炭
素層間ヘドープされ、放電時には、炭素層間から脱ドー
プされる。このため、充放電サイクルが進行しても、充
電時に、負極電極におけるデンドライト状の結晶の析出
は見られず、内部短絡を起こしにくく、比較的良好な充
放電特性を示す。またエネルギー密度も高く、軽量であ
る。
【0008】携帯型ビデオカメラや携帯型パソコン等の
携帯型電子機器は、比較的消費電流が大きいものが多
い。そのため、このような携帯型電子機器の移動用電源
は、重負荷に耐える必要がある。従って、その電池構造
としては、正極電極と負極電極とを帯状とし、帯状のセ
パレータを介して、その長さ方向に巻回することによっ
て構成される渦巻式の巻回電極体構造とすることが好ま
しい。このような構造によれば、電極面積を大きくし、
限られた空間内にできるだけ多くの活物質を充填するこ
とができるので、重負荷による使用にも耐えることがで
きる。このような構造をとるためには、正極電極及び負
極電極は、可とう性があり、薄膜状である必要がある。
【0009】可とう性があり、薄膜状である電極を有す
る非水電解質二次電池としては、例えば、特開平4−2
49860号公報には、結着剤であるポリフッ化ビニリ
デンにより炭素材料を金属箔上に設けたものを負極電極
とし、リチウムの複合酸化物をポリフッ化ビニリデンに
より金属箔上に設けたものを正極電極とした非水電解質
二次電池が開示されている。特開平4−308655公
報には、結着剤であるポリグリセリンにより炭素材料を
金属箔上に設けたものを負極電極とした非水電解質二次
電池が開示されている。
【0010】しかしながら、これらの非水電解質二次電
池は、数百回以上の充放電を繰り返した場合、炭素材料
又は複合酸化物が金属箔から剥離したり、電極表面にク
ラックが発生したりすることにより、容量が低下するの
で、長期の繰り返し使用は困難であった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑
み、携帯型電子機器等の移動用電源として好適に使用す
ることができ、高容量で充放電特性に優れ、長期の繰り
返し使用においても容量維持率の高い非水電解質二次電
池を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、負電極、正電
極、非水電解質を備えた非水電解質二次電池において、
前記負電極および/又は前記正電極を構成する結着剤
が、分子鎖中にカルボン酸、アミノ基、水酸基からなる
群から選択される官能基を2個以上有し、極限粘度(オ
ルトクロロフェノ−ル中、30℃にて測定)が0.1〜
1.0dL/gであるオリゴマー100重量部、及び、
多官能イソシアネート1〜100重量部を反応させるこ
とにより得られるポリマー(以下、このものを「結着剤
ポリマ−」という。)からなることを特徴とする。
【0013】上記結着剤ポリマ−は、二次電池の電解液
に対する耐溶剤性に優れると同時に、負極活物質として
用いられる結晶性又は低結晶性の炭素材料、正極活物質
として用いられるLiMO2 (式中、Mは、Co、N
i、Mn及びVからなる群から選択された少なくとも1
種を表す)で表される複合酸化物、及び、電極に用いら
れる金属箔への接着性が優れている。このために、上記
結着剤ポリマ−を用いた電極を使用した二次電池は、充
放電を繰り返した場合においても、負極活物質、正極活
物質等が金属箔から剥離することがなく、また、電極表
面のクラックの発生がないので、高い容量の維持が可能
となる。更に、上記結着剤ポリマ−は、低い弾性率を有
し、柔軟性に優れているので、得られる電極は、可とう
性があり、形状を自在に設定することができるものとな
る。そのために、電極の取扱が容易であり、限られた空
間にできるだけ多くの負極活物質を充填することができ
るので、高いエネルギー密度と高容量の二次電池の作製
が可能となる。
【0014】上記オリゴマーの極限粘度(オルトクロロ
フェノール中、30℃)は、0.1〜1.0dL/gに
限定される。0.1dL/g未満であると、結着剤ポリ
マ−の分子量を上げるために多量の多官能イソシアネー
トを必要とし、得られるポリマーの柔軟性が劣ったもの
となり、1.0dL/gを超えると、多官能イソシアネ
ートとの反応性が劣るものとなり定量的にオリゴマーの
鎖延長反応を進めることが困難であり、同時に起こる架
橋反応を抑制することができず、生成するポリマーは溶
解性の劣ったものとなる。より好ましくは0.2〜0.
9dL/gである。
【0015】上記オリゴマ−の主鎖構成成分としては、
アジペ−ト、エステル、炭酸エステル等が挙げられる
が、これらに限定されない。特に好ましい成分として
は、ポリエステルオリゴマ−、さらに好ましい成分とし
ては、ポリエステルアミドオリゴマ−を挙げることが出
来る。
【0016】本発明の二次電池において使用される結着
剤ポリマ−は、上記オリゴマーの分子鎖中に2個以上存
在する、カルボン酸、アミノ基、水酸基からなる群から
選択される官能基と、多官能イソシアネートのイソシア
ネート基を鎖延長反応させることにより得ることができ
る。
【0017】上記多官能イソシアネートとしては特に限
定されないが、得られる結着剤ポリマ−の流動性を保つ
という観点から、ジイソシアネートが好適に用いられ
る。
【0018】上記ジイソシアネートとしては、同一分子
内に2個のイソシアネート基を有するものであれば特に
限定されず、例えば、4,4’−ジフェニルメタンジイ
ソシアネート、トリレンジイソシアネート、フェニレン
ジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート等の芳
香族ジイソシアネート;1,2−エチレンジイソシアネ
ート、1,3−プロピレンジイソシアネート、1,4−
ブタンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイ
ソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネー
ト、1,3−シクロヘキサンジイソシアネート、イソホ
ロンジイソシアネート、水素添加4,4’−ジフェニル
メタンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート等
が挙げられる。
【0019】本発明においては、上記多官能イソシアネ
ートの配合量は、上記オリゴマー100重量部に対して
1〜100重量部である。1重量部未満であると、高分
子量の結着剤ポリマーを得ることが困難であり、強度が
不充分なものとなり、100重量部を超えると、過剰の
イソシアネート基が分子の架橋反応を起こし、生成する
結着剤ポリマーの溶解性が劣るので、上記範囲に限定さ
れる。好ましくは3〜50重量部である。
【0020】上記多官能イソシアネートの配合量は、よ
り好ましくは、上記オリゴマー1モルに対して、0.9
〜1.2モルとなることが好ましい。更に好ましくは
0.95〜1.1モルである。
【0021】本発明においては、鎖延長剤として、低分
子量ジオールを加えてもよい。上記低分子量ジオールと
しては特に限定されず、例えば、エチレングリコール、
1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオー
ル、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオー
ル、1,6−ヘキサンジオール等が挙げられる。鎖延長
剤として上記低分子ジオールを使用する場合において
は、上記多官能イソシアネートの配合量は、上記オリゴ
マーと低分子量ジオールの合計1モルに対して、0.9
〜1.2モルとなることが好ましい。より好ましくは
0.95〜1.1モルである。
【0022】上記結着剤ポリマ−は、上記オリゴマーに
上記多官能イソシアネートを添加、混合して反応させる
ことにより得ることができる。上記反応は、ニーダー等
の混練機、押出機等を用いて行うことができる。この場
合において、混練温度は60〜240℃が好ましい。6
0℃未満であると、反応性が低いので高分子量のポリエ
ステルのポリマーを得ることが困難であり、強度が充分
なポリエステルのポリマーを得ることができず、240
℃を超えると、多官能イソシアネートが分解し、強度が
充分な結着剤ポリマーを得ることができない。好ましく
は100〜200℃である。
【0023】本発明においては、上記オリゴマーに上記
多官能イソシアネートを反応させる際に触媒を用いるこ
とができる。この場合の触媒としては特に限定されず、
例えば、ジアシル第一錫、テトラアシル第二錫、ジブチ
ル錫オキサイド、ジブチル錫ジラウレート、ジメチル錫
マレート、錫ジオクタノエート、錫テトラアセテート、
トリエチレンアミン、ジエチレンアミン、トリエチルア
ミン、ナフテン酸金属塩、オクチル酸金属塩、トリイソ
ブチルアルミニウム、テトラブチルチタネート、酢酸カ
ルシウム、二酸化ゲルマニウム、三酸化アンチモン等が
挙げられる。これらは、単独でも、2種以上を併用して
もよい。
【0024】以下、上記オリゴマ−の好ましい例として
挙げた、ポリエステルオリゴマ−について述べる。上記
ポリエステルオリゴマーとしては特に限定されないが、
例えば、ラクトン類からなるポリラクトンや、ジカルボ
ン酸とジオ−ルとを反応させて得られる脂肪族ポリエス
テル等が挙げられる。
【0025】上記ラクトン類としては特に限定されず、
例えば、ε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、γ
−ブチロラクトン、β−ブチロラクトン、β−プロピオ
ラクトン等が挙げられる。
【0026】上記ジカルボン酸は、下記一般式(1)で
表されるものである。 HOOC−R1 −COOH (1) (式中、R1 は、炭素数2〜8のアルキレン基を表す) 具体例としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グル
タル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼラ
イン酸、セバシン酸等が挙げられる。
【0027】本発明においては、上記一般式(1)で表
されるジカルボン酸に加えて、ジカルボン酸成分とし
て、得られる結着剤ポリマ−の物性を損なわない範囲
で、フタル酸、マレイン酸等の芳香族系ジカルボン酸;
カルボン酸末端ポリオール、カルボン酸末端ポリエステ
ル等のその他の各種ジカルボン酸を適宜併用することが
できる。これらの配合量は、上記一般式(1)で表され
るジカルボン酸と合わせた全ジカルボン酸成分量に対し
て5〜20重量%であることが好ましい。
【0028】上記ジオ−ルは、下記一般式(2)で表さ
れるものである。 HO−R2 −OH (2) (式中、R2 は、炭素数2〜6のアルキレン基を表す) 具体的には、エチレングリコール、1,2−プロパンジ
オール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジ
オール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコ
ール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジ
オール等が挙げられる。これらのうち、本発明において
は、得られる結着剤ポリマ−の柔軟性を向上させるうえ
で、1,2−プロパンジオール、ネオペンチルグリコー
ル等の分枝を有するジオールを用いることが好ましい。
【0029】本発明においては、上記一般式(2)で表
されるジオールに加えて、得られる結着剤ポリマ−の物
性を損なわない範囲で、ジオール成分として、グリコー
ル及びポリアルキレンオキシド等を適宜併用することが
できる。上記グリコールとしては特に限定されず、例え
ば、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオ
ール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオ
ール、シクロペンタン−1,2−ジオール、シクロヘキ
サン−1,2−ジオール、シクロへキサン−1,3−ジ
オール、シクロヘキサン−1,4−ジオール、シクロヘ
キサン−1,4−ジメタノール等が挙げられる。上記ポ
リアルキレンオキシドとしては特に限定されず、例え
ば、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、
ポリテトラメチレンオキシド、ポリヘキサメチレンオキ
シド等が挙げられる。これらの配合量は、上記一般式
(2)で表されるジオールと合わせた全ジオール成分量
に対して5〜20重量%であることが好ましい。
【0030】本発明において、上記ポリエステルオリゴ
マーとして上記一般式(1)で表されるジカルボン酸と
上記一般式(2)で表されるジオールとからなる脂肪族
ポリエステルを用いる場合は、上記一般式(1)で表さ
れるジカルボン酸のうち少なくとも1種と、上記一般式
(2)で表されるジオールのうち少なくとも2種とを用
いるか、又は、上記一般式(1)で表されるジカルボン
酸のうち少なくとも2種と、上記一般式(2)で表され
るジオールのうち少なくとも1種とを用いるのが好まし
い。
【0031】このときのジカルボン酸又はジオールの複
数成分のうちのいずれか一つの成分の、ジカルボン酸全
体又はジオール全体に対する割合は、30〜70重量%
が好ましい。30重量%未満であっても、70重量%を
超えても、生成するポリエステルオリゴマーの結晶性が
やや高くなり、その結果、生成ポリエステルオリゴマー
を構成成分として得られる結着剤ポリマ−は硬度がやや
高くなり、柔軟性の劣ったものとなる傾向がある。
【0032】上記ポリエステルオリゴマーは、適宜の方
法で合成することができ、例えば、上記一般式(1)で
表されるジカルボン酸及び所望に応じて併用される上記
その他のジカルボン酸と、上記一般式(2)で表される
ジオール及び所望に応じて併用される上記グリコール、
上記ポリアルキレンオキシド等とのエステル化反応等に
よって行うことができる。
【0033】ポリエステルオリゴマーを重縮合反応によ
り製造するに際して、通常用いられる方法は溶融重縮合
法であり、上記溶融重縮合法としては、下記の直接重
縮合法、及び、エステル交換反応が好適に用いられ
る。 ジカルボン酸とジオール成分とを直接反応させる方
法。 ジカルボン酸の低級エステルとジオール成分とを、又
は、ジカルボン酸とジオール成分のアセチル化物とを、
エステル交換反応させる方法。 上記溶融重縮合法の重合温度は、150〜250℃が好
ましい。150℃未満であると、重合速度が低すぎ、2
50℃を超えると、分解のため着色が激しくなる。より
好ましくは170〜230℃である。上記溶融重縮合法
は、重合速度を高めるため、減圧下で行われることが好
ましい。
【0034】ポリラクトンは、水酸基を有する化合物又
はポリマーを開始剤とすることにより、開環重合によっ
て合成することができる。この場合において、重合温度
は、150〜250℃が好ましい。150℃未満である
と、重合速度が低すぎ、250℃を超えると、分解が起
こる。
【0035】上記エステル化反応には、ポリエステルの
製造時に一般に使用される触媒を使用することができ
る。このようなものとしては特に限定されず、例えば、
リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、マグネシ
ウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、亜鉛、
アルミニウム、チタン、コバルト、ゲルマニウム、タン
グステン、錫、鉛、アンチモン、ヒ素、セリウム、ホウ
素、カドミウム、マンガン、ジルコニウム等の金属;こ
れらの有機金属化合物、有機酸塩、金属アルコキシド、
金属酸化物等が挙げられる。これらのうち、本発明にお
いては、酢酸カルシウム、ジアシル第一錫、テトラアシ
ル第三錫、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ジラウレ
ート、ジメチル錫マレート、錫ジオクタノエート、錫テ
トラアセテート、トリイソブチルアルミニウム、テトラ
ブチルチタネート、テトラプロポキシチタネート、チタ
ン(オキシ)アセチルアセテート、二酸化ゲルマニウ
ム、タングステン酸、三酸化アンチモン等が好適に用い
られる。これらは、単独でも、2種以上を併用してもよ
い。
【0036】以下、上記オリゴマ−の好ましい例として
挙げた、ポリエステルアミドオリゴマ−について述べ
る。ポリエステルアミドオリゴマ−を鎖延長反応させて
得られた結着剤ポリマ−は、耐溶剤性、接着性、柔軟性
等のバランスが特に優れているので、上記結着剤ポリマ
−を用いた電極を使用した二次電池は、特に高容量で、
充放電特性が優れたものとなる。
【0037】上記ポリエステルアミドオリゴマーは、一
般式(1) 下記一般式(1)で表されるジカルボン酸、及び、下記
一般式(2)で表されるジオ−ル、並びに、ポリアミド
を反応させてなるものである。 HOOC−R1 −COOH (1) (式中、R1 は、炭素数2〜8のアルキレン基を表す) HO−R2 −OH (2) (式中、R2 は、炭素数2〜6のアルキレン基を表す)
【0038】上記一般式(1)で表されるジカルボン酸
としては、上記結着剤ポリマ−におけるものと同様のも
のを用いることができる。
【0039】上記一般式(2)で表されるジオールとし
ては、上記結着剤ポリマ−におけるものと同様のものを
用いることができる。
【0040】上記結着剤ポリマ−においては、上記一般
式(1)で表されるジカルボン酸のうち少なくとも1種
と、上記一般式(2)で表されるジオールのうち少なく
とも2種とを用いるか、又は、上記一般式(1)で表さ
れるジカルボン酸のうち少なくとも2種と、上記一般式
(2)で表されるジオールのうち少なくとも1種とを用
いるのが好ましい。
【0041】このときのジカルボン酸又はジオールの複
数成分のうちのいずれか一つの成分が、ジカルボン酸全
体又はジオール全体に占める割合は、30〜70重量%
が好ましい。30重量%未満であっても、70重量%を
超えても、生成するポリエステルアミドオリゴマーの結
晶性が高くなり、その結果、生成ポリエステルアミドオ
リゴマーを構成成分として得られる結着剤ポリマ−の硬
度が高くなり、柔軟性の劣ったものとなる。
【0042】上記ポリアミドは、ポリマー主鎖にアミド
結合を有するものであって、ポリエステルの構成成分で
あるジカルボン酸及びジオールに溶解し、かつ、加熱溶
融できるものである。上記ポリアミドの還元粘度は、
0.5〜7.0dL/g(1g/dL98%硫酸溶液、
20℃)である。0.5dL/g未満であると、得られ
る結着剤ポリマ−の高温での機械的強度が不足し、7.
0dL/gを超えると、溶解性が低下して合成が困難と
なるので、上記範囲に限定される。好ましくは2.0〜
7.0dL/gである。
【0043】上記ポリアミドは、更に、トルエン/イソ
オクタン=1/1(重量比)混合溶液に対する膨潤度
が、重量変化率で5.0%以下であるものが好ましい。
上記ポリアミドは、分子量約1000〜60000であ
るものが好ましい。より好ましくは2000〜5000
0であるものである。
【0044】上記ポリアミドとしては特に限定されず、
例えば、4−ナイロン、6−ナイロン、6,6−ナイロ
ン、11−ナイロン、12−ナイロン、6,10−ナイ
ロン、6,12−ナイロン等の脂肪族ナイロン;イソフ
タル酸、テレフタル酸、メタキシリレンジアミン、2,
2−ビス(パラアミノシクロヘキシル)プロパン、4,
4′−ジアミノジシクロヘキシルメタン、2,2,4−
トリメチルヘキサメチレンジアミン、2,4,4−トリ
メチルヘキサメチレンジアミン等の芳香族、脂環族、側
鎖置換脂肪族モノマーを重縮合したポリアミド等が挙げ
られる。
【0045】上記ポリエステルアミドオリゴマー中の上
記ポリアミド含量は、3〜70重量%である。3重量%
未満であると、得られる結着剤ポリマ−の機械的強度が
不足し、70重量%を超えると、ハードセグメント含量
が増大するので硬くなり、良好なゴム弾性を有する結着
剤ポリマ−を得ることができないので、上記範囲に限定
される。好ましくは5〜50重量%であり、より好まし
くは5〜30重量%である。
【0046】上記ポリエステルアミドオリゴマーは、任
意の方法で合成することができ、例えば、ポリアミド存
在下でのジカルボン酸とジオールとの重合によって行う
ことができる。重合は、通常、エステル化反応と重縮合
反応の二段階の反応からなる
【0047】第一段階として、エステル化反応を進行さ
せる。エステル化反応は、上記ポリアミドをポリエステ
ル成分に溶解させて、透明均質な溶液の状態で行うこと
が必要である。不均一な状態では、反応が効率よく進行
しない。溶解温度は、150〜230℃が好ましい。1
50℃未満では、溶解が困難であり、230℃を超える
と、分解反応が生じる可能性がある。
【0048】第二段階として、重縮合反応を進行させ
る。重縮合反応は、減圧下、好ましくは10mmHg以
下で、180〜260℃にて行うことが好ましい。18
0℃未満であると、反応速度が小さく、また、重合粘度
が高くなるので、効率的な重合が困難となり、260℃
を超えると、分解反応、着色が起こる。
【0049】上記重縮合反応においては、上記ジカルボ
ン酸1モルに対して、上記ジオール1.2〜3モル仕込
むのが好ましい。上記ジカルボン酸1モルに対して、上
記ジオールが1.2モル未満であると、エステル化反応
が効率よく進行せず、3モルを超えると、過剰のジオー
ル成分を用いることからコスト面で不利であり、また、
過剰なジオール成分によりポリアミドの切断反応が起こ
りやすくなるのでブロック性の低下が起こり、耐熱性が
低下する。
【0050】上記重縮合反応には、ポリエステルの製造
時に一般に使用される触媒を用いることができる。この
ようなものとしては、上記ポリエステルオリゴマ−のと
ころで例示したものを用いることができる。
【0051】本発明においては、上記結着剤ポリマ−
に、その他の熱可塑性樹脂、ゴム成分等を混合して混合
結着剤として使用してもよい。上記熱可塑性樹脂として
は特に限定されず、例えば、ポリオレフィン、変性ポリ
オレフィン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミ
ド、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリエステ
ル、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフ
ルオロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂等が挙げら
れる。
【0052】特に、上記結着剤ポリマ−と、上記ポリフ
ッ化ビニリデンとの混合物は、接着性、柔軟性と対電解
質性を両立させるのに有利である。その混合割合は、上
記結着剤ポリマ−と上記ポリフッ化ビニリデンの重量比
で5:95〜40:60が好ましく、さらに好ましく
は、8:92〜30:70である。
【0053】上記ゴム成分としては特に限定されず、例
えば、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体(SB
R)、水添SBR、ポリブタジエン、ポリイソプレン、
アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、エチレン−プ
ロピレン共重合体(EPM、EPDM)、ポリクロロプ
レン、ブチルゴム、アクリルゴム、シリコンゴム、ウレ
タンゴム、オレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレ
ン−ブタジエン−スチレン共重合体(SBS)、スチレ
ン−イソプレン−スチレン共重合体(SIS)、水添S
BS(SEBS)、水添SIS(SEPS)等のスチレ
ン系熱可塑性エラストマー、塩ビ系熱可塑性エラストマ
ー、エステル系熱可塑性エラストマー、アミド系熱可塑
性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマー等が挙
げられる。
【0054】本発明の非水電解質二次電池における、負
電極、正電極、非水電解質は、上記負電極および/又は
上記正電極が、上記結着剤ポリマ−又は上記結着剤ポリ
マ−とポリフッ化ビニリデンの混合物により結着されて
いること以外は、特に限定されず、通常の非水電解質二
次電池に用いられているものを用いることができる。
【0055】上記負電極は、通常、結晶性又は低結晶性
の炭素材料と負極結着剤との混合物から作成される。
【0056】上記結晶性炭素材料としては、X線回折に
おける(002)面の面間隔が、3.7オングストロー
ム以上のものが好ましい。3.7オングストローム未満
であると、リチウムのドープ量が少なく、炭素の単位重
量あたりの電流容量が小さくなる。上記結晶性炭素材料
としては特に限定されず、例えば、ピッチコークス、ニ
ードルコークス等のコークス;カーボンファイバー、人
造黒鉛、天然黒鉛等が挙げられる。
【0057】上記結晶性炭素材料は、例えば、700〜
1500℃程度の温度による焼成等の方法により、有機
材料を炭素化することにより製造することができる。上
記有機材料としては特に限定されず、例えば、フルフリ
ルアルコール又はフルフラールのホモポリマーよりなる
フラン樹脂、フルフリルアルコール及びフルフラールの
コポリマーよりなるフラン樹脂、セルロース、フェノー
ル樹脂、ポリアクリロニトリル等のアクリル樹脂、ポリ
塩化ビニル等のハロゲン化ビニル樹脂、ポリアミドイミ
ド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセチレン、ポリパラフ
ェニレン等の有機高分子化合物等が挙げられる。これら
のうち、本発明においては、フルフリルアルコール又は
フルフラールのホモポリマーよりなるフラン樹脂、フル
フリルアルコール及びフルフラールのコポリマーよりな
るフラン樹脂が好適に用いられる。
【0058】また、上記有機材料として、水素原子/炭
素原子比が、0.6〜0.8である石油ピッチを用い、
これに酸素を含む官能基を導入するための酸素架橋を施
すことによって、酸素含有量10〜20重量%の前駆体
を得た後、この前駆体を焼成することによって得られる
結晶性炭素材料も好適に用いられる。
【0059】更に、上記有機材料として、例えば、ナフ
タレン、フェナントレン、アントラセン、トリフェニレ
ン、ピレン、クリセン、ナフタセン、ピセン、ピリレ
ン、ペンタフェン、ペンタセン等の3員環以上の単環炭
化水素化合物が互いに2個以上縮合してなる縮合環式炭
化水素化合物、これらの誘導体;インドール、イソイン
ドール、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、フタ
ラジン、カルバゾール、アクリジン、フェナジン、フェ
ナントリジン等の3員環以上の複素単環化合物が互いに
少なくとも2個以上結合するか、又は、3員環以上の複
素単環化合物が1個以上の3員環以上の単環炭化水素化
合物と縮合してなる縮合複素環式化合物、これらの誘導
体等を用いることもできる。
【0060】上記低結晶性炭素材料としては、易黒鉛化
炭素材と難黒鉛化炭素材が挙げられる。易黒鉛化炭素材
は、石油・石炭から得られるタールピッチを原料として
500〜1000℃で熱処理をすると得られる。また、
難黒鉛化性材料はフェノール樹脂等の有機化合物を焼成
して炭化して得られるもので、炭素網面がランダムに積
層した乱層構造を有する。これは熱処理温度を高くして
も黒鉛化が進むことはなく、その層間距離は天然黒鉛よ
りかなり広いものである。
【0061】上記正電極は、通常、一般式LiMO
2 (式中、Mは、Co、Ni、Mn及びVからなる群か
ら選択された少なくとも1種を表す)で表される複合酸
化物と正極結着剤から作成される。上記LiMO2 で表
される複合酸化物としては特に限定されず、例えば、リ
チウム・コバルト複合酸化物、リチウム・ニッケル複合
酸化物、リチウム・コバルト・ニッケル複合酸化物、リ
チウム・マンガン複合酸化物、リチウム・バナジウム複
合酸化物等が挙げられる。これらのうち、本発明におい
ては、リチウム・コバルト複合酸化物、リチウム・ニッ
ケル複合酸化物、リチウム・コバルト・ニッケル複合酸
化物が好適に用いられる。また、これらの複合酸化物
に、黒鉛等の導電剤を混合してもよい。
【0062】本発明においては、上記結晶性又は低結晶
性の炭素材料と、上記結着剤ポリマ−とを、有機溶剤に
分散させてスラリー状にしたものを金属箔上に塗布、乾
燥させて本発明の二次電池用の負極電極を作製すること
ができる。上記有機溶剤としては特に限定されず、例え
ば、N−メチルピロリドン等が挙げられる。上記金属箔
の材料としては特に限定されず、例えば、金、銀、銅、
ニッケル、SUS、アルミニウム等が挙げられる。上記
金属箔としては、厚さが、数μm〜数百μmのものが好
適に用いられる。
【0063】上記炭素材料と、上記結着剤ポリマ−との
配合比率は、炭素材料100重量部に対して、結着剤ポ
リマ−1〜20重量部が好ましい。1重量部未満である
と、上記炭素材料を金属箔に塗布することが困難であ
り、20重量部を超えると、二次電池としての容量が低
下する。
【0064】本発明においては、上記一般式LiMO2
で表される複合酸化物と、上記結着剤ポリマ−とを、有
機溶剤に分散させてスラリー状にしたものを金属箔上に
塗布、乾燥させて本発明の二次電池用の正極電極を作製
することができる。上記有機溶剤としては特に限定され
ず、例えば、N−メチルピロリドン等が挙げられる。上
記金属箔の材料としては特に限定されず、例えば、金、
銀、銅、ニッケル、SUS、アルミニウム等が挙げられ
る。上記金属箔としては、厚さが、数μm〜数百μmの
ものが好適に用いられる。
【0065】上記一般式LiMO2 で表される複合酸化
物と、上記結着剤ポリマ−との配合比率は、上記複合酸
化物100重量部に対して、結着剤ポリマ−1〜20重
量部が好ましい。1重量部未満であると、上記複合酸化
物を金属箔に塗布することが困難であり、20重量部を
超えると、二次電池としての容量が低下する。
【0066】上記負極電極、及び、上記正極電極は、シ
ート形、角形、円筒形等の形状とし、本発明の二次電池
の電極とすることができる。この場合において、負極電
極は、セパレーターを介して正極電極と対峙させる。
【0067】上記セパレーターは、保液性に優れた材料
が用いられる。このようなものとしては特に限定され
ず、例えば、ポリオレフィン系樹脂の不織布等が挙げら
れる。これらは、電解液を含浸させて用いるのが好まし
い。
【0068】また、本発明の非水電解質二次電池の電解
液としては、有機溶媒に電解質を溶解したものが用いら
れる。上記有機溶媒としては特に限定されず、例えば、
カーボネート類、スルホラン類、塩素化炭化水素類、エ
ーテル類、エステル類、ケトン類、ラクトン類、ニトリ
ル類等が挙げられる。具体例としては、例えば、プロピ
レンカーボネート、エチレンカーボネート、1,2−ジ
メトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、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、4−メチル−1,3−ジオキソラン、ジエチルエー
テル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリ
ル、プロピオニトリル等が挙げられる。これらは単独で
も、2種以上を併用してもよい。
【0069】上記電解質としては特に限定されず、例え
ば、LiClO4 、LiPF6 、LiBF4 、LiBP
4 、LiCl、LiBr、MeSO3 Li、CF3
3Li等が挙げられる。式中、Phは、フェニル基を
表し、Meは、メチル基を表す。
【0070】本発明の非水電解質二次電池は、携帯型ビ
デオカメラ、携帯型パソコン、携帯電話、トランシーバ
ー、カメラ、ヘッドホンステレオ、携帯型テレビ等の電
子機器の移動用電源として好適に使用することができ
る。
【0071】
【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。
【0072】実施例1 結着剤(A)の調製 アジピン酸146重量部、ブチレングリコール108重
量部、ネオペンチルグリコール125重量部(ブチレン
グリコール/ネオペンチルグリコール=50/50(モ
ル比)、仕込み時のアジピン酸成分/ジオール成分=1
/2.4(モル比))、東洋紡績社製6−ナイロン(T
850、98%硫酸中、20℃での還元粘度3.5dL
/g)30重量部、触媒としてテトラブチルチタネート
0.25重量部、安定剤として1,3,5−トリメチル
−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−
ヒドロキシベンジル)ベンゼン0.4重量部、トリス
(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト0.
4重量部を加え、反応系を窒素下、200℃に昇温し
た。10分後にはナイロンが溶解し、透明な溶液となっ
た。この温度で更に1時間保ち、エステル化反応を行っ
た。エステル化反応の進行は、留出する水分量を計量す
ることにより確認した。エステル化反応進行後、20分
間で240℃まで昇温し、減圧操作を行った。重合系は
10分間で1mmHg以下の減圧度に達した。この状態
で30分間重縮合反応を行った結果、透明のポリエステ
ルアミドオリゴマー237重量部を得た。
【0073】得られたポリエステルアミドオリゴマーの
極限粘度は、[η]=0.31dL/g(オルトクロロ
フェノール中、30℃)であった。このものをポリエス
テルアミドオリゴマー(I)とした。
【0074】ポリエステルアミドオリゴマー(I)10
0重量部、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト7重量部を、ブラベンダープラストグラフ押出機を用
いて180℃で5分間混練し、押し出して、結着剤ポリ
マーを得た。得られたポリマーを粉砕して結着剤を得
た。このものを結着剤(A)とした。
【0075】負極電極の作製 出発原料としての石油ピッチに、酸素を含む官能基を1
0〜20重量%導入する酸素架橋をした後、この酸素架
橋された前駆体を、不活性ガスの気流中にて1000℃
で焼成することによって、炭素材料を得た。得られた炭
素材料についてX線回折測定を行った結果、(002)
面の面間隔は3.76オングストロームであった。この
炭素材料を粉砕し、平均粒径10μmの炭素材料の粉末
を得た。
【0076】得られた炭素材料の粉末100重量部、及
び、結着剤(A)5重量部を、N−メチルピロリドン1
00重量部に分散させ、スラリー状塗工液にした。この
塗工液を1cm×5cm×15μmの銅箔に塗布、乾燥
させ、負極電極を作製した。
【0077】正極電極の作製 炭素リチウム0.5モルと炭素コバルト1モルとを混合
し、900℃の空気中で5時間焼成することによって、
LiCoO2 を得た。
【0078】得られたLiCoO2 95重量部、導電剤
としてグラファイト5重量部、及び、結着剤(A)5重
量部を、N−メチルピロリドン100重量部に分散さ
せ、スラリー状塗工液にした。この塗工液を1cm×5
cm×15μmのアルミ箔に塗布、乾燥させ、正極電極
を作製した。
【0079】電池の作製 上記負極電極、及び、上記正極電極を用い、試験用電池
を作製した。このとき、電解液として、プロピレンカー
ボネートと1,2−ジメトキシエタンとの等量混合溶媒
にリチウム塩のLiPF6 を、1/1(モル比)の割合
で溶解した非水電解液を用いた。またセパレーターとし
ては、微多孔性プロピレンフィルムを用いた。
【0080】結着剤(A)の極限粘度及びポリアミド含
量、並びに、得られた電池の放電容量及び容量維持率に
ついて、下記方法により評価した。結果を表1に示し
た。
【0081】評価方法 1.極限粘度[η] ウベローデ粘度管を用い、o−クロロフェノール中、3
0℃で測定した。 2.ポリアミド含量(重量%) 生成ポリエステルアミドオリゴマーの重量に対する仕込
み時のポリアミドの重量から算出した。 3.放電容量(Ah/kg) 得られた電池を、定電圧4.2Vで5時間充電をした
後、1.0mA/cm2の定電流で終止電圧2.75V
で放電した。この充放電サイクルを繰り返し、10サイ
クル目の放電容量を測定した。 4.容量維持率(%) 得られた電池を、定電圧4.2Vで5時間充電をした
後、1.0mA/cm2の定電流で終止電圧2.75V
で放電した。この充放電サイクルを繰り返し、10サイ
クル目の放電容量と200サイクル目の放電容量を測定
し、200サイクル目の放電容量の10サイクル目の放
電容量に対する割合を容量維持率とした。
【0082】実施例2 結着剤(B)の調製 6−ナイロン(T850、東洋紡績杜製)30重量部の
代わりに、6−ナイロンA1050(98%硫酸中、2
0℃での還元粘度6.2dL/g、ユニチカ社製)65
重量部を用いたこと、及び、1mmHg以下の減圧度に
達した後の重縮合反応時間を40分間にしたこと以外
は、ポリエステルアミドオリゴマー(I)の合成と同様
にしてポリエステルアミドオリゴマー272重量部を得
た。
【0083】得られたポリエステルアミドオリゴマーの
極限粘度は、[η]=0.39dL/g(オルトクロロ
フェノール中、30℃)であった。このものをポリエス
テルアミドオリゴマー(II)とした。
【0084】ポリエステルアミドオリゴマー(II)1
00重量部、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート4.5重量部を、ブラベンダープラストグラフ押出
機を用いて175℃で10分間混練し、押し出して結着
剤ポリマーを得た。このポリマーを粉砕して結着剤を得
た。このものを結着剤(B)とした。
【0085】電池の作製 負極結着剤及び正極結着剤として、結着剤(B)用いた
こと以外は、実施例1と同様にして電池を作製し、評価
した。結果を表1に示した。
【0086】実施例3 結着剤(C)の調製 6−ナイロン(T850、東洋紡績杜製)30重量部の
代わりに、6−ナイロンA1050(98%硫酸中、2
0℃での還元粘度6.2dL/g、ユニチカ社製)13
0重量部を用いたこと、及び、1mmHg以下の減圧度
に達した後の重縮合反応時間を20分間にしたこと以外
は、ポリエステルアミドオリゴマー(I)の合成と同様
にしてポリエステルアミドオリゴマー337重量部を得
た。
【0087】得られたポリエステルアミドオリゴマーの
極限粘度は、[η]=0.24dL/g(オルトクロロ
フェノール中、30℃)であった。このものをポリエス
テルアミドオリゴマー(III)とした。
【0088】ポリエステルアミドオリゴマー(III)
100重量部、4,4′−ジフェニルメタンジイソシア
ネート9重量部を、ブラベンダープラストグラフ押出機
を用いて190℃で3分間混練し、押し出して結着剤ポ
リマーを得た。このポリマーを粉砕して結着剤を得た。
このものを結着剤(C)とした。
【0089】電池の作製 負極結着剤及び正極結着剤として、結着剤(C)を用い
たこと以外は、実施例1と同様にして電池を作製し、評
価した。結果を表1に示した。
【0090】実施例4 結着剤(D)の調製 アジピン酸146重量部、ブチレングリコール216重
量部、(仕込み時のアジピン酸成分/ジオール成分=1
/2.4(モル比))、触媒としてテトラブチルチタネ
ート0.25重量部、安定剤として1,3,5−トリメ
チル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−
4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン0.4重量部、トリ
ス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト
0.4重量部を加え、反応系を窒素下、200℃に昇温
した。この温度で30分間保ち、エステル化反応を行っ
た。エステル化反応の進行は留出する水分量を計量する
ことにより確認した。エステル化反応進行後、20分間
で240℃まで昇温し、減圧操作を行った。重合系は1
0分間で1mmHg以下の減圧度に達した。この状態で
10分間重縮合反応を行った結果、透明のポリエステル
オリゴマー200重量部を得た。
【0091】得られたポリエステルオリゴマーの極限粘
度は、[η]=0.19dL/g(オルトクロロフェノ
ール中、30℃)であった。このものをポリエステルオ
リゴマー(IV)とした。
【0092】ポリエステルオリゴマー(IV)100重
量部、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート3
7.5重量部、1,4−ブタンジオール9重量部をブラ
ベンダープラストグラフ押出機を用いて、160℃で1
0分間混練し、押し出して、結着剤ポリマーを得た。こ
のポリマーを粉砕して結着剤を得た。このものを結着剤
(D)とした。
【0093】電池の作製 負極結着剤及び正極結着剤として、結着剤(D)を用い
たこと以外は、実施例1と同様にして電池を作製し、評
価した。結果を表1に示した。
【0094】実施例5 負極結着剤として、ポリフッ化ビニリデンを用い、正極
結着剤として、結着剤(A)を用いたこと以外は、実施
例1と同様にして電池を作製し、評価した。結果を表1
に示した。
【0095】実施例6 負極結着剤として、ポリフッ化ビニリデンを用い、正極
結着剤として、結着剤(B)を用いたこと以外は、実施
例1と同様にして電池を作製し、評価した。結果を表1
に示した。
【0096】実施例7 負極結着剤として、ポリフッ化ビニリデンを用い、正極
結着剤として、結着剤(C)を用いたこと以外は、実施
例1と同様にして電池を作製し、評価した。結果を表1
に示した。
【0097】実施例8 負極結着剤として、ポリフッ化ビニリデンを用い、正極
結着剤として、結着剤(D)を用いたこと以外は、実施
例1と同様にして電池を作製し、評価した。結果を表1
に示した。
【0098】実施例9 負極結着剤として、結着剤(A)を用い、正極結着剤と
して、ポリフッ化ビニリデンを用いたこと以外は、実施
例1と同様にして電池を作製し、評価した。結果を表1
に示した。
【0099】実施例10 負極結着剤として、結着剤(B)を用い、正極結着剤と
して、ポリフッ化ビニリデンを用いたこと以外は、実施
例1と同様にして電池を作製し、評価した。結果を表1
に示した。
【0100】実施例11 負極結着剤として、結着剤(C)を用い、正極結着剤と
して、ポリフッ化ビニリデンを用いたこと以外は、実施
例1と同様にして電池を作製し、評価した。結果を表1
に示した。
【0101】実施例12 負極結着剤として、結着剤(D)を用い、正極結着剤と
して、ポリフッ化ビニリデンを用いたこと以外は、実施
例1と同様にして電池を作製し、評価した。結果を表1
に示した。
【0102】実施例13 結着剤(E)の調製 アジピン酸161重量部、ブチレングリコール119重
量部、ネオペンチルグリコール137重量部(ブチレン
グリコール/ネオペンチルグリコール=50/50(モ
ル比)、仕込み時のアジピン酸成分/ジオール成分=1
/2.4(モル比))、東洋紡績社製6−ナイロン(T
850、98%硫酸中、20℃での還元粘度3.5dL
/g)20重量部、触媒としてテトラブトキシチタン
0.6重量部、安定剤として1,3,5−トリメチル−
2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒ
ドロキシベンジル)ベンゼン0.4重量部、トリス
(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト0.
4重量部を加え、反応系を窒素下、200℃に昇温し
た。10分後にはナイロンが溶解し、透明な溶液となっ
た。この温度で更に1時間保ち、エステル化反応を行っ
た。エステル化反応の進行は、留出する水分量を計量す
ることにより確認した。エステル化反応進行後、20分
間で240℃まで昇温し、減圧操作を行った。重合系は
10分間で1mmHg以下の減圧度に達した。この状態
で20分間重縮合反応を行った結果、透明のポリエステ
ルアミドオリゴマー248重量部を得た。
【0103】得られたポリエステルアミドオリゴマーの
極限粘度は、[η]=0.23dL/g(オルトクロロ
フェノール中、30℃)であった。このものをポリエス
テルアミドオリゴマー(V)とした。
【0104】ポリエステルアミドオリゴマー(V)10
0重量部、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネー
ト9重量部を、ブラベンダープラストグラフ押出機を用
いて180℃で3分間混練し、押し出して、結着剤ポリ
マーを得た。得られたポリマーを粉砕して、このポリマ
ー35重量部とポリフッ化ビニリデン65重量部を混合
して結着剤を得た。このものを結着剤(E)とした。
【0105】正極結着剤として、結着剤(E)を用い、
負極結着剤として、ポリフッ化ビニリデンを用いたこと
以外は、実施例1と同様にして電池を作製し、評価し
た。結果を表2に示した。
【0106】実施例14 結着剤(F)の調製 6−ナイロン(T850、東洋紡績杜製)の添加量を4
0重量部としたこと以外は、ポリエステルアミドオリゴ
マー(V)の合成と同様にしてポリエステルアミドオリ
ゴマー268重量部を得た。
【0107】得られたポリエステルアミドオリゴマーの
極限粘度は、[η]=0.25dL/g(オルトクロロ
フェノール中、30℃)であった。このものをポリエス
テルアミドオリゴマー(VI)とした。
【0108】ポリエステルアミドオリゴマー(VI)1
00重量部、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート9重量部を、ブラベンダープラストグラフ押出機を
用いて180℃で3分間混練し、押し出して結着剤ポリ
マーを得た。得られたポリマーを粉砕して、このポリマ
ー20重量部とポリフッ化ビニリデン80重量部を混合
して結着剤を得た。このものを結着剤(F)とした。
【0109】電池の作製 正極結着剤として、結着剤(F)を用い、負極結着剤と
して、ポリフッ化ビニリデンを用いたこと以外は、実施
例1と同様にして電池を作製し、評価した。結果を表2
に示した。
【0110】実施例15 結着剤(G)の調製 6−ナイロン(T850、東洋紡績杜製)の添加量を1
20重量部としたこと以外は、ポリエステルアミドオリ
ゴマー(V)の合成と同様にしてポリエステルアミドオ
リゴマー348重量部を得た。
【0111】得られたポリエステルアミドオリゴマーの
極限粘度は、[η]=0.26dL/g(オルトクロロ
フェノール中、30℃)であった。このものをポリエス
テルアミドオリゴマー(VII)とした。
【0112】ポリエステルアミドオリゴマー(VII)
100重量部、4,4′−ジフェニルメタンジイソシア
ネート9重量部を、ブラベンダープラストグラフ押出機
を用いて180℃で3分間混練し、押し出して結着剤ポ
リマーを得た。得られたポリマーを粉砕して、このポリ
マー6重量部とポリフッ化ビニリデン94重量部を混合
して結着剤を得た。このものを結着剤(G)とした。
【0113】電池の作製 正極結着剤として、結着剤(F)を用い、負極結着剤と
して、ポリフッ化ビニリデンを用いたこと以外は、実施
例1と同様にして電池を作製し、評価した。結果を表2
に示した。
【0114】実施例16 正極結着剤として、ポリフッ化ビニリデンを用い、負極
結着剤として、結着剤(F)を用いたこと以外は、実施
例1と同様にして電池を作製し、評価した。結果を表2
に示した。
【0115】実施例17 正極結着剤、負極結着剤ともに、結着剤(F)を用いた
こと以外は、実施例1と同様にして電池を作製し、評価
した。結果を表2に示した。
【0116】実施例18 結着剤(H)の調製 配合量を、アジピン酸146重量部、ブチレングリコー
ル90重量部、ネオペンチルグリコール104重量部
(ブチレングリコール/ネオペンチルグリコール=50
/50(モル比)、仕込み時のアジピン酸成分/ジオー
ル成分=1/2.0(モル比))、6−ナイロン(東洋
紡績社製、T850、98%硫酸中、20℃での還元粘
度3.5dL/g)69重量部とし、重縮合反応の時間
を1時間30分としたこと以外は、実施例1と同様にし
て、ポリエステルアミドオリゴマー276重量部を得
た。
【0117】得られたポリエステルアミドオリゴマーの
極限粘度は、[η]=0.72dL/g(オルトクロロ
フェノール中、30℃)であった。このものをポリエス
テルアミドオリゴマー(VIII)とした。
【0118】ポリエステルアミドオリゴマー(VII
I)100重量部、4,4′−ジフェニルメタンジイソ
シアネート4重量部を、ブラベンダープラストグラフ押
出機を用いて180℃で5分間混練し、押し出して、結
着剤ポリマーを得た。得られたポリマーを粉砕して結着
剤を得た。このものを結着剤(H)とした。
【0119】負極電極の作製 市販の石炭ピッチコ−クスを、不活性ガスの気流中にて
600℃で焼成することによって、炭素材料を得た。こ
の炭素材料を粉砕し、平均粒径10μmの粉末を得た。
得られた炭素材料の粉末100重量部、及び、結着剤
(H)5重量部を用いて、実施例1と同様に負極電極を
作製した。
【0120】電池の作製 上記負極電極、及び、実施例1と同様の正極電極を用い
て、実施例1と同様に試験用電池を作成し、評価した。
結果を表2に示した。
【0121】実施例19 結着剤(J)の調製 ブチレングリコ−ルに代えてブチレングリコール104
重量部を用い、配合量を、アジピン酸146重量部、ネ
オペンチルグリコール125重量部(ブチレングリコー
ル/ネオペンチルグリコール=50/50(モル比)、
仕込み時のアジピン酸成分/ジオール成分=1/2.4
(モル比))、6−ナイロン(東洋紡績社製、T85
0、98%硫酸中、20℃での還元粘度3.5dL/
g)26重量部とし、重縮合反応の時間を1時間30分
としたこと以外は、実施例1と同様にして、ポリエステ
ルアミドオリゴマー219重量部を得た。
【0122】得られたポリエステルアミドオリゴマーの
極限粘度は、[η]=0.80dL/g(オルトクロロ
フェノール中、30℃)であった。このものをポリエス
テルアミドオリゴマー(IX)とした。
【0123】ポリエステルアミドオリゴマー(IX)1
00重量部、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート3.64重量部を、ブラベンダープラストグラフ押
出機を用いて180℃で5分間混練し、押し出して、結
着剤ポリマーを得た。得られたポリマーを粉砕して結着
剤を得た。このものを結着剤(J)とした。
【0124】電池の作製 負極結着剤として、結着剤(J)を用い、正極結着剤と
して、ポリフッ化ビニリデンを用いたこと以外は、実施
例1と同様にして電池を作製し、評価した。結果を表2
に示した。
【0125】実施例20 負極結着剤として、ポリフッ化ビニリデンを用いたこと
以外は実施例18と同様にして負極電極を作製した。正
極結着剤(K)として、主鎖がアジペ−トで構成される
ウレタン系エラストマ−(日本ミラクトラン社製、ミラ
クトランE180)を用いたこと以外は、実施例1と同
様にして正極電極を作製した。上記負極電極、及び、実
施例1と同様の正極電極を用いて、実施例1と同様に試
験用電池を作成し、評価した。結果を表2に示した。
【0126】実施例21 負極結着剤(L)として、主鎖がエステルで構成される
ウレタン系エラストマ−(日本ミラクトラン社製、ミラ
クトランE390)とポリフッ化ビニリデンを20:8
0(重量比)で混合したものを用い、正極結着剤とし
て、ポリフッ化ビニリデンを用いたこと以外は実施例1
と同様にして試験用電池を作成し、評価した。結果を表
2に示した。
【0127】実施例22 負極結着剤として、実施例18で作製した結着剤(H)
を用い、正極結着剤(M)として、主鎖が炭酸エステル
で構成されるウレタン系エラストマ−(日本ミラクトラ
ン社製、ミラクトランE980)とポリフッ化ビニリデ
ンを10:90(重量比)で混合したものを用いたこと
以外は実施例1と同様にして試験用電池を作成し、評価
した。結果を表2に示した。
【0128】実施例23 負極結着剤及び正極結着剤(ともに結着剤(N))とし
て、実施例19で作製した結着剤(J)とポリフッ化ビ
ニリデンを40:60(重量比)で混合したものを用い
たこと以外は実施例1と同様にして試験用電池を作成
し、評価した。結果を表2に示した。
【0129】比較例1 結着剤(a)の調製 ポリエステルアミドオリゴマー(I)100重量部、
4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート0.5重
量部を、ブラベンダープラストグラフ押出機を用いて、
160℃で10分間混練し、押し出してポリエステルア
ミドのポリマーを得た。このポリマーを粉砕して結着剤
を得た。このものを結着剤(a)とした。
【0130】電池の作製 負極結着剤及び正極結着剤として、結着剤(a)を用い
たこと以外は、実施例1と同様にして電池を作製し、評
価した。結果を表3に示した。
【0131】比較例2 負極結着剤として、ポリフッ化ビニリデンを用い、正極
結着剤として、結着剤(a)を用いたこと以外は、実施
例1と同様にして電池を作製し、評価した。結果を表3
に示した。
【0132】比較例3 負極結着剤として、結着剤(a)を用い、正極結着剤と
して、ポリフッ化ビニリデンを用いたこと以外は、実施
例1と同様にして電池を作製し、評価した。結果を表3
に示した。
【0133】比較例4 負極結着剤及び正極結着剤として、ポリフッ化ビニリデ
ンを用いたこと以外は、実施例1と同様にして電池を作
製し、評価した。結果を表3に示した。
【0134】比較例5 ポリエステルアミドオリゴマー(I)100重量部、
4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート110重
量部、1,4−ブタンジオール37重量部を、ブラベン
ダープラストグラフ押出機を用いて、160℃で10分
間混練し、押し出してポリエステルアミドのポリマーを
得た。しかしながら、このポリマーは、有機溶剤に不溶
であり、結着剤としては不適当であったので、評価を行
わなかった。
【0135】
【表1】
【0136】
【表2】
【0137】
【表3】
【0138】
【発明の効果】本発明の二次電池は、上述の構成によ
り、高容量、かつ、充放電特性に優れており、長期の繰
り返し使用が可能であり、数百回以上の充放電サイクル
においても、容量維持率が高いので、携帯型ビデオカメ
ラや携帯型パソコン等の携帯型電子機器の移動用電源と
して好適に使用することができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 負電極、正電極、非水電解質を備えた非
    水電解質二次電池において、前記負電極および/又は前
    記正電極を構成する結着剤が、分子鎖中にカルボン酸、
    アミノ基、水酸基からなる群から選択される官能基を2
    個以上有し、極限粘度(オルトクロロフェノ−ル中、3
    0℃にて測定)が0.1〜1.0dL/gであるオリゴ
    マー100重量部、及び、多官能イソシアネート1〜1
    00重量部を反応させることにより得られるポリマーか
    らなることを特徴とする非水電解質二次電池。
  2. 【請求項2】 負電極、正電極、非水電解質を備えた非
    水電解質二次電池において、前記負電極および/又は前
    記正電極を構成する結着剤が、分子鎖中にカルボン酸、
    アミノ基、水酸基からなる群から選択される官能基を2
    個以上有し、極限粘度(オルトクロロフェノ−ル中、3
    0℃にて測定)が0.1〜1.0dL/gであるオリゴ
    マー100重量部、及び、多官能イソシアネート1〜1
    00重量部を反応させることにより得られるポリマー
    と、ポリフッ化ビニリデンの混合物であって、前記ポリ
    マ−とポリフッ化ビニリデンが重量比5:95〜40:
    60で混合されてなるものからなることを特徴とする非
    水電解質二次電池。
  3. 【請求項3】 分子鎖中にカルボン酸、アミノ基、水酸
    基からなる群から選択される官能基を2個以上有し、極
    限粘度(オルトクロロフェノ−ル中、30℃にて測定)
    が0.1〜1.0dL/gであるオリゴマ−が、ポリエ
    ステルオリゴマ−である請求項1又は2に記載の非水電
    解質二次電池。
  4. 【請求項4】 分子鎖中にカルボン酸、アミノ基、水酸
    基からなる群から選択される官能基を2個以上有し、極
    限粘度(オルトクロロフェノ−ル中、30℃にて測定)
    が0.1〜1.0dL/gであるオリゴマ−が、下記一
    般式(1)で表されるジカルボン酸、及び、下記一般式
    (2)で表されるジオ−ル、並びに、還元粘度(1g/
    dL98%硫酸溶液、20℃)が、0.5〜7.0dL
    /gであるポリアミドを反応させて得られるものであっ
    て、前記ポリアミド含量が3〜70重量%であるポリエ
    ステルアミドオリゴマ−である請求項1又は2に記載の
    非水電解質二次電池。 HOOC−R1 −COOH (1) (式中、R1 は、炭素数2〜8のアルキレン基を表す) HO−R2 −OH (2) (式中、R2 は、炭素数2〜6のアルキレン基を表す)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015122290A1 (ja) * 2014-02-17 2015-08-20 富士フイルム株式会社 固体電解質組成物、これを用いた電池用電極シートおよび全固体二次電池、ならびにそれらの製造方法

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