JPH10144302A - 非水電解質電池用電極の製造方法及びその電極を用いた非水電解質電池 - Google Patents
非水電解質電池用電極の製造方法及びその電極を用いた非水電解質電池Info
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- JPH10144302A JPH10144302A JP8311316A JP31131696A JPH10144302A JP H10144302 A JPH10144302 A JP H10144302A JP 8311316 A JP8311316 A JP 8311316A JP 31131696 A JP31131696 A JP 31131696A JP H10144302 A JPH10144302 A JP H10144302A
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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
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】負荷特性に優れた電極の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、非水電解質電池用電極の製造方
法において、炭素系導電剤と分散溶媒とが混練されたの
ち、媒体型分散機を用いて炭素系導電剤が分散される工
程と、前記工程で得られたペーストに活物質とバインダ
ーとが添加され、これらを混練して活物質ペーストとす
る工程と、前記活物質ペーストが電極基体に塗布される
工程とを備えたことを特徴とする。
法において、炭素系導電剤と分散溶媒とが混練されたの
ち、媒体型分散機を用いて炭素系導電剤が分散される工
程と、前記工程で得られたペーストに活物質とバインダ
ーとが添加され、これらを混練して活物質ペーストとす
る工程と、前記活物質ペーストが電極基体に塗布される
工程とを備えたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非水電解質電池用電極
の製造方法及びその製造方法により製造された電極を有
する非水電解質電池に関する。
の製造方法及びその製造方法により製造された電極を有
する非水電解質電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の電子技術のめざましい進歩は、電
子機器の小形・軽量化を次々と実現させている。それに
伴い、電源である電池に対しても、一層の小型化、軽量
化、高エネルギー密度化が求められるようになってい
る。
子機器の小形・軽量化を次々と実現させている。それに
伴い、電源である電池に対しても、一層の小型化、軽量
化、高エネルギー密度化が求められるようになってい
る。
【０００３】従来、一般用途の電池としては、鉛電池、
ニッケルカドミウム電池等の水溶液系電池が主流であっ
た。しかし、これらの水溶液系電池は、サイクル特性に
は優れるものの、電池重量やエネルギー密度の点では十
分に満足できるものとは言えない。
ニッケルカドミウム電池等の水溶液系電池が主流であっ
た。しかし、これらの水溶液系電池は、サイクル特性に
は優れるものの、電池重量やエネルギー密度の点では十
分に満足できるものとは言えない。
【０００４】そこで、最近、電池電圧が高く、高エネル
ギー密度を有し、サイクル特性にも優れた非水電解液電
池が使用され始めている。非水電解液電池の代表的なも
のとしては、リチウムイオンの可逆的インターカレーシ
ョンが可能な物質を電極材料に用いたリチウムイオン電
池がある。
ギー密度を有し、サイクル特性にも優れた非水電解液電
池が使用され始めている。非水電解液電池の代表的なも
のとしては、リチウムイオンの可逆的インターカレーシ
ョンが可能な物質を電極材料に用いたリチウムイオン電
池がある。
【０００５】ポータブル機器電源に使用される各種小形
二次電池のおおよそのネルギー密度を比較してみると、
鉛電池では２０〜４０Ｗｈ／ｋｇ，５０〜１００Ｗｈ／
ｌ、ニッケルカドミウム電池では３０〜６０Ｗｈ／ｋ
ｇ，１００〜１６０Ｗｈ／ｌ、ニッケル水素電池では４
５〜６５Ｗｈ／ｋｇ，１６０〜２００Ｗｈ／ｌなのに対
し、リチウムイオン電池では６０〜１２５Ｗｈ／ｋｇ，
１９０〜３１０Ｗｈ／ｌと言われている。
二次電池のおおよそのネルギー密度を比較してみると、
鉛電池では２０〜４０Ｗｈ／ｋｇ，５０〜１００Ｗｈ／
ｌ、ニッケルカドミウム電池では３０〜６０Ｗｈ／ｋ
ｇ，１００〜１６０Ｗｈ／ｌ、ニッケル水素電池では４
５〜６５Ｗｈ／ｋｇ，１６０〜２００Ｗｈ／ｌなのに対
し、リチウムイオン電池では６０〜１２５Ｗｈ／ｋｇ，
１９０〜３１０Ｗｈ／ｌと言われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】リチウムイオン電池に
おいては、このようにエネルギー密度、充放電サイクル
特性に優れることから、比較的消費電力の大きい携帯用
機器の供給電源としての用途が期待されているが、さら
なる負荷特性の向上が１つの重要な課題とされている。
おいては、このようにエネルギー密度、充放電サイクル
特性に優れることから、比較的消費電力の大きい携帯用
機器の供給電源としての用途が期待されているが、さら
なる負荷特性の向上が１つの重要な課題とされている。
【０００７】一般に、電池の負荷特性を向上させる方法
の一つは、電極内の電子伝導性を改善することで電子の
移動を容易にすることである。とりわけ正極活物質とし
て用いられる金属酸化物や金属複合酸化物は、それ自
体、比較的電気抵抗が大きい物質である。したがって、
これらの活物質のみで電極を構成した場合には、電子伝
導性が不十分である。このため、電極に導電性の高いグ
ラファイトやカーボンなどの炭素原子で構成される導電
剤（以下、炭素系導電剤）を添加することで、電子伝導
性が高められている。
の一つは、電極内の電子伝導性を改善することで電子の
移動を容易にすることである。とりわけ正極活物質とし
て用いられる金属酸化物や金属複合酸化物は、それ自
体、比較的電気抵抗が大きい物質である。したがって、
これらの活物質のみで電極を構成した場合には、電子伝
導性が不十分である。このため、電極に導電性の高いグ
ラファイトやカーボンなどの炭素原子で構成される導電
剤（以下、炭素系導電剤）を添加することで、電子伝導
性が高められている。
【０００８】このような電極は、粉体状（一例として鱗
片状）の炭素系導電剤と、活物質粉末と、バインダー
と、分散溶媒とを混練してペーストとし、このペースト
を電極基体に塗布することにより製造されている（例え
ば、特開平５−１７４８１１号、特開平６−３３３５５
８号等参照）。
片状）の炭素系導電剤と、活物質粉末と、バインダー
と、分散溶媒とを混練してペーストとし、このペースト
を電極基体に塗布することにより製造されている（例え
ば、特開平５−１７４８１１号、特開平６−３３３５５
８号等参照）。
【０００９】しかしながら、粉体状炭素系導電剤と活物
質粉末とバインダーと、分散溶媒とを混練してペースト
とし、このペーストを電極基体に塗布する方法の場合、
炭素系導電剤の混合ムラが生じて期待通りの導電効果が
得られなかったり、電極の充填密度が低くなったり、生
産工程上煩雑であったりするという問題がある。
質粉末とバインダーと、分散溶媒とを混練してペースト
とし、このペーストを電極基体に塗布する方法の場合、
炭素系導電剤の混合ムラが生じて期待通りの導電効果が
得られなかったり、電極の充填密度が低くなったり、生
産工程上煩雑であったりするという問題がある。
【００１０】本発明は、上記のような従来の課題を解決
するためになされたものであり、負荷特性に優れた電極
の製造方法を提供し、もって優れた電池を提供すること
を目的とする。
するためになされたものであり、負荷特性に優れた電極
の製造方法を提供し、もって優れた電池を提供すること
を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明にかか
る第一の発明は、非水電解質電池用電極の製造方法にお
いて、炭素系導電剤と分散溶媒とが混練されたのち、媒
体型分散機を用いて炭素系導電剤が分散される工程と、
前記工程で得られたペーストに活物質とバインダーとが
添加され、これらを混練して活物質ペーストとする工程
と、前記活物質ペーストが電極基体に塗布される工程と
を備えたことを特徴とする。
る第一の発明は、非水電解質電池用電極の製造方法にお
いて、炭素系導電剤と分散溶媒とが混練されたのち、媒
体型分散機を用いて炭素系導電剤が分散される工程と、
前記工程で得られたペーストに活物質とバインダーとが
添加され、これらを混練して活物質ペーストとする工程
と、前記活物質ペーストが電極基体に塗布される工程と
を備えたことを特徴とする。
【００１２】また、本発明にかかる第二の発明は、非水
電解質電池用電極の製造方法において、炭素系導電剤と
分散溶媒とバインダーとが混練されたのち、媒体型分散
機を用いて炭素系導電剤が分散される工程と、前記工程
で得られたペーストに活物質が添加され、これらを混練
して活物質ペーストとする工程と、前記活物質ペースト
が電極基体に塗布される工程とを備えたことを特徴とす
る。
電解質電池用電極の製造方法において、炭素系導電剤と
分散溶媒とバインダーとが混練されたのち、媒体型分散
機を用いて炭素系導電剤が分散される工程と、前記工程
で得られたペーストに活物質が添加され、これらを混練
して活物質ペーストとする工程と、前記活物質ペースト
が電極基体に塗布される工程とを備えたことを特徴とす
る。
【００１３】第三の発明は、前記媒体型分散機がボール
ミルであって、その分散媒体が直径３０ｍｍ以下の球体
叉は／及びそれに準じた形状であることを特徴とする。
ミルであって、その分散媒体が直径３０ｍｍ以下の球体
叉は／及びそれに準じた形状であることを特徴とする。
【００１４】第四の発明は、前記炭素系導電剤が比表面
積３０ｍ2／ｇ以上のカーボンであることを特徴とす
る。
積３０ｍ2／ｇ以上のカーボンであることを特徴とす
る。
【００１５】第五の発明は、前記活物質量に対する前記
炭素系導電剤量が３ｗｔ％以下であることを特徴とす
る。
炭素系導電剤量が３ｗｔ％以下であることを特徴とす
る。
【００１６】第六の発明は、非水電解質電池において、
前記第一、二、三、四又は五の発明にかかる製造方法に
より製造された電極を備えたことを特徴とする。
前記第一、二、三、四又は五の発明にかかる製造方法に
より製造された電極を備えたことを特徴とする。
【００１７】さらに、第一の発明又は第二の発明と、他
の発明との組合せたことを特徴とする。
の発明との組合せたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明にかかる第一の発明は、非
水電解質電池用電極の製造方法において、炭素系導電剤
と分散溶媒とが混練されたのち、媒体型分散機を用いて
炭素系導電剤が分散される工程と、前記工程で得られた
ペーストに活物質とバインダーとが添加され、これらを
混練して活物質ペーストとする工程と、前記活物質ペー
ストが電極基体に塗布される工程とを備えたことを特徴
とし、本発明にかかる第二の発明は、非水電解質電池用
電極の製造方法において、炭素系導電剤と分散溶媒とバ
インダーとが混練されたのち、媒体型分散機を用いて炭
素系導電剤が分散される工程と、前記工程で得られたペ
ーストに活物質が添加され、これらを混練して活物質ペ
ーストとする工程と、前記活物質ペーストを電極基体に
塗布する工程とを備えたことを特徴とする。
水電解質電池用電極の製造方法において、炭素系導電剤
と分散溶媒とが混練されたのち、媒体型分散機を用いて
炭素系導電剤が分散される工程と、前記工程で得られた
ペーストに活物質とバインダーとが添加され、これらを
混練して活物質ペーストとする工程と、前記活物質ペー
ストが電極基体に塗布される工程とを備えたことを特徴
とし、本発明にかかる第二の発明は、非水電解質電池用
電極の製造方法において、炭素系導電剤と分散溶媒とバ
インダーとが混練されたのち、媒体型分散機を用いて炭
素系導電剤が分散される工程と、前記工程で得られたペ
ーストに活物質が添加され、これらを混練して活物質ペ
ーストとする工程と、前記活物質ペーストを電極基体に
塗布する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１９】また、前記媒体型分散機がボールミルであ
って、その分散媒体が直径３０ｍｍ以下の球体叉は／及
びそれに準じた形状であることを特徴とし、前記炭素系
ｍｍ以下の球体叉は／及びそれに準じた形状であること
を特徴とし、前記炭素系導電剤が比表面積３０ｍ2／ｇ
以上のカーボンであることを特徴とし、前記活物質量に
対する前記炭素系導電剤量が３ｗｔ％以下であることを
特徴とし、そして、これらを組み合わせることを特徴と
する。
って、その分散媒体が直径３０ｍｍ以下の球体叉は／及
びそれに準じた形状であることを特徴とし、前記炭素系
ｍｍ以下の球体叉は／及びそれに準じた形状であること
を特徴とし、前記炭素系導電剤が比表面積３０ｍ2／ｇ
以上のカーボンであることを特徴とし、前記活物質量に
対する前記炭素系導電剤量が３ｗｔ％以下であることを
特徴とし、そして、これらを組み合わせることを特徴と
する。
【００２０】従来のこの種の電池用電極の製造方法にお
いては、炭素系導電剤と活物質とバインダーと、溶媒と
を混練して活物質ペーストを製造して電極基体に塗布す
るのが一般的であったが、本願発明者らは電池性能改良
研究の過程で、まず、炭素系導電剤又は／及びバインダ
ーと溶媒（分散溶媒）とを混練する工程と、この混練さ
れたものと、活物質及びバインダー又は活物質とを混練
する工程とに分け、かつこの工程の間に媒体型分散機に
よる炭素系導電剤の分散工程を取り入れることにより、
飛躍的に電池特性を改善できることを見いだした。
いては、炭素系導電剤と活物質とバインダーと、溶媒と
を混練して活物質ペーストを製造して電極基体に塗布す
るのが一般的であったが、本願発明者らは電池性能改良
研究の過程で、まず、炭素系導電剤又は／及びバインダ
ーと溶媒（分散溶媒）とを混練する工程と、この混練さ
れたものと、活物質及びバインダー又は活物質とを混練
する工程とに分け、かつこの工程の間に媒体型分散機に
よる炭素系導電剤の分散工程を取り入れることにより、
飛躍的に電池特性を改善できることを見いだした。
【００２１】かかる構成を採用することによりなぜ負荷
特性に優れた電極が提供されるのかは、必ずしも本発明
者において解明されているわけではないが、炭素系導電
剤が好適な微粒子に分散されるため、活物質とともに混
練・ペースト化される際に、分散ムラが生じず均一に分
散すること、活物質との密着性が改善されること、バイ
ンダーや活物質とのなんらかの相乗効果が生じているこ
と等によるものと考えられる。加えて、前記媒体型分散
機がボールミルであって、その分散媒体が直径３０ｍｍ
以下の球体叉は／及びそれに準じた形状とすることによ
り、前記炭素系導電剤が比表面積３０ｍ2／ｇ以上のカ
ーボンとすることにより、上記効果がより発揮される。
特性に優れた電極が提供されるのかは、必ずしも本発明
者において解明されているわけではないが、炭素系導電
剤が好適な微粒子に分散されるため、活物質とともに混
練・ペースト化される際に、分散ムラが生じず均一に分
散すること、活物質との密着性が改善されること、バイ
ンダーや活物質とのなんらかの相乗効果が生じているこ
と等によるものと考えられる。加えて、前記媒体型分散
機がボールミルであって、その分散媒体が直径３０ｍｍ
以下の球体叉は／及びそれに準じた形状とすることによ
り、前記炭素系導電剤が比表面積３０ｍ2／ｇ以上のカ
ーボンとすることにより、上記効果がより発揮される。
【００２２】また、媒体型分散機としては、ボールミル
に限るものではなく、サンドグラインダー等の連続式分
散機等であってもよい。加えて、その分散媒体の形状及
び材質等においても特に限定されるものではないが、好
ましくは球体叉は／及びそれに準じた形状がよい。ここ
でいう準じた形状とは、たとえば楕円、楕円状等があげ
られ、材質にしても自然石、メノウ石、オタワサンド等
であってもよい。
に限るものではなく、サンドグラインダー等の連続式分
散機等であってもよい。加えて、その分散媒体の形状及
び材質等においても特に限定されるものではないが、好
ましくは球体叉は／及びそれに準じた形状がよい。ここ
でいう準じた形状とは、たとえば楕円、楕円状等があげ
られ、材質にしても自然石、メノウ石、オタワサンド等
であってもよい。
【００２３】さらに、バインダーの添加時期を分散工程
の後とすることにより、又は活物質を添加混練したの
ち、バインダーを添加混練することにより、活物質と導
電剤とがより均一な状態で結着され、より良好な電池性
能を示す。
の後とすることにより、又は活物質を添加混練したの
ち、バインダーを添加混練することにより、活物質と導
電剤とがより均一な状態で結着され、より良好な電池性
能を示す。
【００２４】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明
するが、下記実施例により何ら限定されるものではな
く、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実
施することが可能であることはいうまでもない。
するが、下記実施例により何ら限定されるものではな
く、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実
施することが可能であることはいうまでもない。
【００２５】＜実施例１＞［正極］ 炭素系導電剤であ
るアセチレンブラックを１００重量部のＬｉＣｏＯ2に
対し、０．３量部、１．５重量部、３．０重量部、４．
５重量部、６．０重量部の割合とし、それぞれについ
て、バインダーとしてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄ
Ｆ）を全体の３重量部、分散溶媒としてのＮＭＰ（Ｎ−
メチルピロリドン）を全体の４０重量部とし、それらを
添加して混練した。次に、得られたペーストを媒体型分
散機、ここではボールミルを用いて分散した。このと
き、媒体としては、球形のものであり、直径５ｍｍ、１
０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ及び５０ｍｍのジルコニア
ボールを使用した。
るアセチレンブラックを１００重量部のＬｉＣｏＯ2に
対し、０．３量部、１．５重量部、３．０重量部、４．
５重量部、６．０重量部の割合とし、それぞれについ
て、バインダーとしてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄ
Ｆ）を全体の３重量部、分散溶媒としてのＮＭＰ（Ｎ−
メチルピロリドン）を全体の４０重量部とし、それらを
添加して混練した。次に、得られたペーストを媒体型分
散機、ここではボールミルを用いて分散した。このと
き、媒体としては、球形のものであり、直径５ｍｍ、１
０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ及び５０ｍｍのジルコニア
ボールを使用した。
【００２６】そして、得られたペーストに活物質を添加
し、混練して正極ペーストを得た。次にこの活物質ペー
ストをアルミニウム箔よりなる電極基体に塗布、乾燥さ
せ、リチウム電池用正極を得た。従って、ここで調整し
た正極の種類は、媒体５種×炭素系導電剤量５種類の２
５種類である。
し、混練して正極ペーストを得た。次にこの活物質ペー
ストをアルミニウム箔よりなる電極基体に塗布、乾燥さ
せ、リチウム電池用正極を得た。従って、ここで調整し
た正極の種類は、媒体５種×炭素系導電剤量５種類の２
５種類である。
【００２７】本発明にて非水電解液電池用正極を製造す
る場合、活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出で
きる物質であればよく、上記以外のものとして、金属酸
化物（ＭｎＯ2、改質ＭｎＯ2、重質化ＭｎＯ2、Ｌｉ含
有ＭｎＯ2、ＭｏＯ2、ＣｕＯ、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｒＯ3、Ｖ2
Ｏ5、ＬｉＮｉＯ2、ＮｉＯＯＨなど）、金属硫化物（Ｆ
ｅＳ、ＴｉＳ2、又はＭｏＳ2など）、金属セレン化物
（ＴｉＳｅ2など）、ＭｎＣｏ、Ｎｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｕ
及びＴｉよりなる群から選ばれた少なくとも二種の金属
の複合酸化物等が例示される。また、電極基体として
は、上記以外のものとして、アルミニウム製のラス板、
ステンレス板、樹脂基体にアルミニウムや銅などの金属
薄膜が形成されたもの等が例示される。
る場合、活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出で
きる物質であればよく、上記以外のものとして、金属酸
化物（ＭｎＯ2、改質ＭｎＯ2、重質化ＭｎＯ2、Ｌｉ含
有ＭｎＯ2、ＭｏＯ2、ＣｕＯ、Ｃｒ2Ｏ3、ＣｒＯ3、Ｖ2
Ｏ5、ＬｉＮｉＯ2、ＮｉＯＯＨなど）、金属硫化物（Ｆ
ｅＳ、ＴｉＳ2、又はＭｏＳ2など）、金属セレン化物
（ＴｉＳｅ2など）、ＭｎＣｏ、Ｎｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｕ
及びＴｉよりなる群から選ばれた少なくとも二種の金属
の複合酸化物等が例示される。また、電極基体として
は、上記以外のものとして、アルミニウム製のラス板、
ステンレス板、樹脂基体にアルミニウムや銅などの金属
薄膜が形成されたもの等が例示される。
【００２８】さらに、ここで使用したアセチレンブラッ
クの比表面積は３０ｍ2／ｇのものを用いており、導電
剤としては、アチレンブラック以外にも、ケッチェンブ
ラック、ファーネスブラック等を単体、もしくはこれら
を組み合わせての使用が例示される。ここでは、バイン
ダーとしてポリフッ化ビニリデンを用いているが、これ
以外のものとしてポリテトラフルオロエチレン、ゴム系
高分子もしくはこれらとセルロース系高分子との混合物
またはポリフッ化ビニリデンを主体とするコポリマー等
が例示される。
クの比表面積は３０ｍ2／ｇのものを用いており、導電
剤としては、アチレンブラック以外にも、ケッチェンブ
ラック、ファーネスブラック等を単体、もしくはこれら
を組み合わせての使用が例示される。ここでは、バイン
ダーとしてポリフッ化ビニリデンを用いているが、これ
以外のものとしてポリテトラフルオロエチレン、ゴム系
高分子もしくはこれらとセルロース系高分子との混合物
またはポリフッ化ビニリデンを主体とするコポリマー等
が例示される。
【００２９】加えて、ボールミルの媒体としては、上記
以外のものとして、ジルコンビーズ、チタニアビーズ、
アルミナビーズ等を使用してもよい。
以外のものとして、ジルコンビーズ、チタニアビーズ、
アルミナビーズ等を使用してもよい。
【００３０】尚、ボールミルそのものは、例えば「化学
装置便覧」（（社）化学工学協会編、１９７０年６月発
行）に詳述されているので説明を省略するが、この実施
例ではドラム容量３００ｌ、ドラム回転数３３ｒｐｍの
ボールミルを使用し、ドラム容量に対しボール仕込量３
０％、顆粒体仕込量３５％、空間３５％の条件で粉砕し
た。
装置便覧」（（社）化学工学協会編、１９７０年６月発
行）に詳述されているので説明を省略するが、この実施
例ではドラム容量３００ｌ、ドラム回転数３３ｒｐｍの
ボールミルを使用し、ドラム容量に対しボール仕込量３
０％、顆粒体仕込量３５％、空間３５％の条件で粉砕し
た。
【００３１】［負極］ ピッチの炭素化過程で生ずるメ
ソフェーズ小球体を原料としたメソカーボンマイクロビ
ーズをリチウムイオンインターカレーション部材とし、
スチレンブタジエンゴムをバインダーとして混練し、適
宜ＮＭＰを添加してペーストとしたものを、銅箔基体に
塗布・乾燥させて負極を作製した。尚、このときのメソ
カーボンマイクロビーズは粒子径が５〜５０μｍ、表面
積が４〜２０ｍ2／ｇである。
ソフェーズ小球体を原料としたメソカーボンマイクロビ
ーズをリチウムイオンインターカレーション部材とし、
スチレンブタジエンゴムをバインダーとして混練し、適
宜ＮＭＰを添加してペーストとしたものを、銅箔基体に
塗布・乾燥させて負極を作製した。尚、このときのメソ
カーボンマイクロビーズは粒子径が５〜５０μｍ、表面
積が４〜２０ｍ2／ｇである。
【００３２】［非水電解液］ プロピレンカーボネート
と１、２ジメトキシエタンとの体積比１：１の混合溶媒
に、ＬｉＣｌＯ4をモル／１リットル溶かして非水系電
解液を調整した。非水系電解液についても、上記に制限
されるものではなく、エチレンカーボネート、１、２−
ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチ
ルカーボネート等の溶媒、又はこれらと１、２−ジメト
キシエンタン等の低沸点溶媒との混合溶媒にＬｉＰ
Ｆ6、ＬｉＣｌＯ4等の溶質を溶かした溶液など、種々の
ものを用いることができる。
と１、２ジメトキシエタンとの体積比１：１の混合溶媒
に、ＬｉＣｌＯ4をモル／１リットル溶かして非水系電
解液を調整した。非水系電解液についても、上記に制限
されるものではなく、エチレンカーボネート、１、２−
ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチ
ルカーボネート等の溶媒、又はこれらと１、２−ジメト
キシエンタン等の低沸点溶媒との混合溶媒にＬｉＰ
Ｆ6、ＬｉＣｌＯ4等の溶質を溶かした溶液など、種々の
ものを用いることができる。
【００３３】［セパレータ］ 厚さ１０μｍ、空孔率５
０％、平均貫通孔径０．０１μｍ、１０ｍｍ幅の破断強
度が０．７Ｋｇであるポリエチレン微多孔膜をセパレー
タとして使用した。セパレータについても、特に制限さ
れず、従来から使用されている種々のセパレータを用い
ることができる。
０％、平均貫通孔径０．０１μｍ、１０ｍｍ幅の破断強
度が０．７Ｋｇであるポリエチレン微多孔膜をセパレー
タとして使用した。セパレータについても、特に制限さ
れず、従来から使用されている種々のセパレータを用い
ることができる。
【００３４】［リチウムイオン電池］ 上記正負両極、
セパレータ、電解液を角型の電池容器に収納し、正極処
方のみが異なる２５種類の非水電解液電池を作製した。
この電池の概略図を図１に示す。この電池の主な構成要
素は、正極１、負極２、セパレータ３、正極端子４、負
極端子を兼ねるケース５、電解液（図示せず）等であ
る。
セパレータ、電解液を角型の電池容器に収納し、正極処
方のみが異なる２５種類の非水電解液電池を作製した。
この電池の概略図を図１に示す。この電池の主な構成要
素は、正極１、負極２、セパレータ３、正極端子４、負
極端子を兼ねるケース５、電解液（図示せず）等であ
る。
【００３５】［従来例］正極の作製において、炭素系導
電剤であるアセチレンブラックを１００重量部のＬｉＣ
ｏＯ2に対し、０．３重量部、１．５重量部、３．０重
量部、４．５重量部、６．０重量部の割合でそれぞれに
ついて、バインダーとしてのポリフッ化ビニリデン（全
体の３重量部とする）、ＮＭＰ（全体の４０重量部とす
る）と活物質とを添加し、混練して正極活物質ペースト
を得た。
電剤であるアセチレンブラックを１００重量部のＬｉＣ
ｏＯ2に対し、０．３重量部、１．５重量部、３．０重
量部、４．５重量部、６．０重量部の割合でそれぞれに
ついて、バインダーとしてのポリフッ化ビニリデン（全
体の３重量部とする）、ＮＭＰ（全体の４０重量部とす
る）と活物質とを添加し、混練して正極活物質ペースト
を得た。
【００３６】次に、この活物質ペーストをアルミニウム
箔よりなる電極基体に塗布、乾燥させ、リチウム電池用
正極を得た。負極、電解液は上記と同様とし、作製した
電池も同様の構成とした。
箔よりなる電極基体に塗布、乾燥させ、リチウム電池用
正極を得た。負極、電解液は上記と同様とし、作製した
電池も同様の構成とした。
【００３７】［試験方法］ 上記電池を各々１０個づ
つ、及び従来法による電池５個を下記条件でのサイクル
試験に供した。
つ、及び従来法による電池５個を下記条件でのサイクル
試験に供した。
【００３８】充電：２００ｍＡ定電流／４．１Ｖ定電圧
×５ｈ（２５℃） 放電：４００ｍＡ
定電流終止定電圧（２５℃） ［試験結果］ 図２は、導電剤量が０．３ｗｔ％の電池
の５００サイクル目の放電特性（使用したボール径ごと
の電池の平均値）を示す図である。この例から明らかな
ように、直径３０ｍｍ以下のボールを使用した電池の特
性は、それ以上のボールを使用した電池に比べて優れて
いることがわかる。
×５ｈ（２５℃） 放電：４００ｍＡ
定電流終止定電圧（２５℃） ［試験結果］ 図２は、導電剤量が０．３ｗｔ％の電池
の５００サイクル目の放電特性（使用したボール径ごと
の電池の平均値）を示す図である。この例から明らかな
ように、直径３０ｍｍ以下のボールを使用した電池の特
性は、それ以上のボールを使用した電池に比べて優れて
いることがわかる。
【００３９】図３は、導電剤量が１．５ｗｔ％の電池の
５００サイクル目の放電特性（使用したボール径ごとの
電池の平均値）を示す図である。この例から明らかなよ
うに、直径３０ｍｍ以下のボールを使用した電池の特性
は、それ以上のボールを使用した電池に比べて優れてい
ることがわかる。
５００サイクル目の放電特性（使用したボール径ごとの
電池の平均値）を示す図である。この例から明らかなよ
うに、直径３０ｍｍ以下のボールを使用した電池の特性
は、それ以上のボールを使用した電池に比べて優れてい
ることがわかる。
【００４０】図４は、導電剤量が３．０ｗｔ％の電池の
５００サイクル目の放電特性（使用したボール径ごとの
電池の平均値）を示す図である。この例から明らかなよ
うに、直径３０ｍｍ以下のボールを使用した電池の特性
は、それ以上のボールを使用した電池に比べて優れてい
ることがわかる。
５００サイクル目の放電特性（使用したボール径ごとの
電池の平均値）を示す図である。この例から明らかなよ
うに、直径３０ｍｍ以下のボールを使用した電池の特性
は、それ以上のボールを使用した電池に比べて優れてい
ることがわかる。
【００４１】また、導電剤量を５．０ｗｔ％、１０．０
ｗｔ％とした電池でも同様の結果が得られた。ただし、
導電剤量が３．０ｗｔ％を越えると、当然のことながら
極板厚みが厚くなること、一定レベル以上の導電剤を加
えても効果は平衡値に達していること等から、容積効率
が追求される電池では３ｗｔ％以下が好適である。
ｗｔ％とした電池でも同様の結果が得られた。ただし、
導電剤量が３．０ｗｔ％を越えると、当然のことながら
極板厚みが厚くなること、一定レベル以上の導電剤を加
えても効果は平衡値に達していること等から、容積効率
が追求される電池では３ｗｔ％以下が好適である。
【００４２】尚、これらの図において、直径５０ｍｍと
４０ｍｍのものは、従来電池の特性よりも優れているこ
とが示されたが、他のものよりは若干劣っていることが
示された。
４０ｍｍのものは、従来電池の特性よりも優れているこ
とが示されたが、他のものよりは若干劣っていることが
示された。
【００４３】＜実施例２＞次に、比表面積が１０、２
０、３０、４０及び５０ｍ2／ｇのアセチレンブラック
を用い、導電剤の比表面積が電池特性に及ぼす影響を調
べた。
０、３０、４０及び５０ｍ2／ｇのアセチレンブラック
を用い、導電剤の比表面積が電池特性に及ぼす影響を調
べた。
【００４４】尚、ここでは、上記結果をもとに、直径３
０ｍｍのボールを用いて分散した。他の条件は上記と同
じである。
０ｍｍのボールを用いて分散した。他の条件は上記と同
じである。
【００４５】その結果、導電剤の比表面積が３０ｍ2／
ｇ以下のものは、それ以上のもに比べ、特性が劣る傾向
にあった。これは、比表面積が３０ｍ2／ｇ以下のもの
は、それ以上のものに比べ粒子径が大きく、活物質との
接触面積及び導電剤同士の接触面積が少ないことに起因
するものと推測される。このことは、ケッチェンブラッ
クやファーネスブラック等を導電剤として使用した場合
も同じであった。
ｇ以下のものは、それ以上のもに比べ、特性が劣る傾向
にあった。これは、比表面積が３０ｍ2／ｇ以下のもの
は、それ以上のものに比べ粒子径が大きく、活物質との
接触面積及び導電剤同士の接触面積が少ないことに起因
するものと推測される。このことは、ケッチェンブラッ
クやファーネスブラック等を導電剤として使用した場合
も同じであった。
【００４６】したがって、炭素系導電剤とバインダーと
分散溶媒とが混練されたものを直径３０ｍｍ以下の球体
を分散媒体とし、ボールミルで分散する工程と、前記工
程で得られたペーストに活物質を添加し、そして混練し
て活物質ペーストとする工程と、前記活物質ペーストを
電極基体に塗布する工程とを備えた非水電解質電池用電
極の製造方法の発明に使用する導電剤としては、３０ｍ
2／ｇ以上のものが好適である。
分散溶媒とが混練されたものを直径３０ｍｍ以下の球体
を分散媒体とし、ボールミルで分散する工程と、前記工
程で得られたペーストに活物質を添加し、そして混練し
て活物質ペーストとする工程と、前記活物質ペーストを
電極基体に塗布する工程とを備えた非水電解質電池用電
極の製造方法の発明に使用する導電剤としては、３０ｍ
2／ｇ以上のものが好適である。
【００４７】さらに、媒体型分散機への仕込量（回分式
の場合）あるいは供給量（連続式の場合）及び／又はド
ラム等の回転数等は、本実施例記載のものに限定される
ことなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、最
良の効果をより引き出すために適宜変更させることは当
業者ならば容易に想致しえることである。
の場合）あるいは供給量（連続式の場合）及び／又はド
ラム等の回転数等は、本実施例記載のものに限定される
ことなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、最
良の効果をより引き出すために適宜変更させることは当
業者ならば容易に想致しえることである。
【００４８】加えて、バインダーの添加時期を分散工程
の後とすることにより、又は活物質を添加混練したの
ち、バインダーを添加混練することにより、活物質と導
電剤とがより均一な状態で結着され、より良好な電池性
能を示した。
の後とすることにより、又は活物質を添加混練したの
ち、バインダーを添加混練することにより、活物質と導
電剤とがより均一な状態で結着され、より良好な電池性
能を示した。
【００４９】
【発明の効果】本発明にかかる第一の発明は、非水電解
質電池用電極の製造方法において、炭素系導電剤と分散
溶媒とが混練されたのち、媒体型分散機を用いて炭素系
導電剤が分散される工程と、前記工程で得られたペース
トに活物質とバインダーとが添加され、これらを混練し
て活物質ペーストとする工程と、前記活物質ペーストが
電極基体に塗布される工程とを備えたことを特徴とす
る。
質電池用電極の製造方法において、炭素系導電剤と分散
溶媒とが混練されたのち、媒体型分散機を用いて炭素系
導電剤が分散される工程と、前記工程で得られたペース
トに活物質とバインダーとが添加され、これらを混練し
て活物質ペーストとする工程と、前記活物質ペーストが
電極基体に塗布される工程とを備えたことを特徴とす
る。
【００５０】また、本発明にかかる第二の発明は、非水
電解質電池用電極の製造方法において、炭素系導電剤と
分散溶媒とバインダーとが混練されたのち、媒体型分散
機を用いて炭素系導電剤が分散される工程と、前記工程
で得られたペーストに活物質が添加され、これらを混練
して活物質ペーストとする工程と、前記ペーストが電極
基体に塗布される工程とを備えたことを特徴とする。
電解質電池用電極の製造方法において、炭素系導電剤と
分散溶媒とバインダーとが混練されたのち、媒体型分散
機を用いて炭素系導電剤が分散される工程と、前記工程
で得られたペーストに活物質が添加され、これらを混練
して活物質ペーストとする工程と、前記ペーストが電極
基体に塗布される工程とを備えたことを特徴とする。
【００５１】第三の発明は、前記媒体型分散機がボール
ミルであって、その分散媒体が直径３０ｍｍ以下の球体
叉は／及びそれに準じた形状であることを特徴とする。
ミルであって、その分散媒体が直径３０ｍｍ以下の球体
叉は／及びそれに準じた形状であることを特徴とする。
【００５２】第四の発明は、前記炭素系導電剤が比表面
積３０ｍ2／ｇ以上のカーボンであることを特徴とす
る。
積３０ｍ2／ｇ以上のカーボンであることを特徴とす
る。
【００５３】第五の発明は、前記活物質量に対する前記
炭素系導電剤量が３ｗｔ％以下であることを特徴とす
る。
炭素系導電剤量が３ｗｔ％以下であることを特徴とす
る。
【００５４】第六の発明は、非水電解質電池において、
前記第一、二、三、四又は五の発明にかかる製造方法に
より製造された電極を備えたことを特徴とする。
前記第一、二、三、四又は五の発明にかかる製造方法に
より製造された電極を備えたことを特徴とする。
【００５５】さらに、第一の発明又は第二の発明と、他
の発明との組合せたことを特徴とする。
の発明との組合せたことを特徴とする。
【００５６】以上、詳述したように、本発明は、従来の
比す電解質電池用電極の製造方法に見られた、炭素系導
電剤の混合ムラによる導電効果の低下、電極への充填密
度低下、そして生産工程上煩雑さを解消するとともに負
荷特性に優れた非水電解質電池用電極の製造方法及び優
れた電池を提供することができる。
比す電解質電池用電極の製造方法に見られた、炭素系導
電剤の混合ムラによる導電効果の低下、電極への充填密
度低下、そして生産工程上煩雑さを解消するとともに負
荷特性に優れた非水電解質電池用電極の製造方法及び優
れた電池を提供することができる。
【図１】本発明の１実施例である電池を示すである。
【図２】導電剤量が０．３ｗｔ％における５００サイク
ル目の放電特性を示す図である。
ル目の放電特性を示す図である。
【図３】導電剤量が１．５ｗｔ％における５００サイク
ル目の放電特性を示す図である。
ル目の放電特性を示す図である。
【図４】導電剤量が３．０ｗｔ％における５００サイク
ル目の放電特性を示す図である。
ル目の放電特性を示す図である。
１ 正極 ２ 負極 ３ セパレータ ４ 正極端子 ５ ケース
Claims (6)
- 【請求項１】 炭素系導電剤と分散溶媒とが混練された
のち、媒体型分散機を用いて炭素系導電剤が分散される
工程と、 前記工程で得られたペーストに活物質及びバインダーが
添加され、これらを混練して活物質ペーストとする工程
と、 前記活物質ペーストが電極基体に塗布される工程とを備
えたことを特徴とする非水電解質電池用電極の製造方
法。 - 【請求項２】 炭素系導電剤とバインダーと分散溶媒と
が混練されたのち、媒体型分散機を用いて炭素系導電剤
が分散される工程と、 前記工程で得られたペーストに活物質が添加され、これ
らを混練して活物質ペーストとする工程と、 前記活物質ペーストが電極基体に塗布される工程とを備
えたことを特徴とする非水電解質電池用電極の製造方
法。 - 【請求項３】 前記媒体型分散機がボールミルであっ
て、その分散媒体が直径３０ｍｍ以下の球体叉は／及び
それに準じた形状であることを特徴とする請求項１又は
２記載の非水電解質電池用電極の製造方法。 - 【請求項４】 炭素系導電剤が比表面積３０ｍ2／ｇ以
上のカーボンである、請求項１、２叉は３記載の非水電
解質電池用電極の製造方法。 - 【請求項５】 活物質量に対する炭素系導電剤量が３ｗ
ｔ％以下である請求項１、２、３叉は４記載の非水電解
質電池用電極の製造方法。 - 【請求項６】 請求項１、２、３、４又は５記載の製造
方法により製造された電極を備えることを特徴とする非
水電解質電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31131696A JP3456354B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 非水電解質電池用電極の製造方法及びその電極を用いた非水電解質電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31131696A JP3456354B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 非水電解質電池用電極の製造方法及びその電極を用いた非水電解質電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10144302A true JPH10144302A (ja) | 1998-05-29 |
| JP3456354B2 JP3456354B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=18015675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31131696A Expired - Lifetime JP3456354B2 (ja) | 1996-11-06 | 1996-11-06 | 非水電解質電池用電極の製造方法及びその電極を用いた非水電解質電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3456354B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002075374A (ja) * | 2000-08-31 | 2002-03-15 | Kureha Chem Ind Co Ltd | 電極合剤ならびにそれを用いた電極構造体および非水系電気化学素子 |
| US7662516B2 (en) | 2004-06-07 | 2010-02-16 | Panasonic Corporation | Electrode plate of positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method thereof |
| JP2010225366A (ja) * | 2009-03-23 | 2010-10-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| JP2012221568A (ja) * | 2011-04-04 | 2012-11-12 | Toyota Motor Corp | 正極板の製造方法 |
| JP2013004403A (ja) * | 2011-06-20 | 2013-01-07 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | リチウムイオン二次電池 |
| JP2014182892A (ja) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Fdk Corp | リチウム二次電池の電極用スラリーの製造方法、及び電極用スラリー |
| US8906118B2 (en) | 2011-10-06 | 2014-12-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing lithium secondary battery |
| JP5681788B2 (ja) * | 2011-03-23 | 2015-03-11 | ヤマハ発動機株式会社 | イオン伝導性組成物、分散系、イオン伝導性組成物の製造方法及び固体電解質電池 |
| JP2017117792A (ja) * | 2015-12-23 | 2017-06-29 | 財團法人工業技術研究院Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ | リチウムイオン電池の添加剤、電極スラリー組成物、およびリチウムイオン電池 |
| JP2020021745A (ja) * | 2012-04-10 | 2020-02-06 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 正極の作製方法 |
| WO2023026898A1 (ja) * | 2021-08-27 | 2023-03-02 | デンカ株式会社 | 正極組成物の製造方法及び正極の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996013873A1 (fr) * | 1994-10-27 | 1996-05-09 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Cellule secondaire non aqueuse et son procede de fabrication |
-
1996
- 1996-11-06 JP JP31131696A patent/JP3456354B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996013873A1 (fr) * | 1994-10-27 | 1996-05-09 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Cellule secondaire non aqueuse et son procede de fabrication |
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| US10930980B2 (en) | 2015-12-23 | 2021-02-23 | Industrial Technology Research Institute | Additive formulation and composition for lithium ion battery and lithium ion battery comprising the same |
| WO2023026898A1 (ja) * | 2021-08-27 | 2023-03-02 | デンカ株式会社 | 正極組成物の製造方法及び正極の製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3456354B2 (ja) | 2003-10-14 |
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