JPH10284059A - リチウムイオン電池用負極板及びその製造方法 - Google Patents
リチウムイオン電池用負極板及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH10284059A JPH10284059A JP9085161A JP8516197A JPH10284059A JP H10284059 A JPH10284059 A JP H10284059A JP 9085161 A JP9085161 A JP 9085161A JP 8516197 A JP8516197 A JP 8516197A JP H10284059 A JPH10284059 A JP H10284059A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- binder
- material layer
- current collector
- electrode plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 放電容量を低下させることなく、負極材層と
負極集電体との密着性を十分に高めることができるリチ
ウムイオン電池用負極板を得る。 【解決手段】 有機溶媒とフッ素樹脂からなるバインダ
とを混合してバインダ溶液を作る。このバインダ溶液を
銅箔からなる集電体の両面に塗布して半乾燥して半乾燥
バインダ層を形成する。黒鉛とフッ素樹脂とを混合した
混合物を作ってから、有機溶媒とこの混合物とを湿式混
合して炭素材溶液を作る。次に炭素材溶液を半乾燥バイ
ンダ層のそれぞれの上に塗布する。これを乾燥して集電
体に負極材層を形成する。
負極集電体との密着性を十分に高めることができるリチ
ウムイオン電池用負極板を得る。 【解決手段】 有機溶媒とフッ素樹脂からなるバインダ
とを混合してバインダ溶液を作る。このバインダ溶液を
銅箔からなる集電体の両面に塗布して半乾燥して半乾燥
バインダ層を形成する。黒鉛とフッ素樹脂とを混合した
混合物を作ってから、有機溶媒とこの混合物とを湿式混
合して炭素材溶液を作る。次に炭素材溶液を半乾燥バイ
ンダ層のそれぞれの上に塗布する。これを乾燥して集電
体に負極材層を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン電
池用負極板及びその製造方法に関するものである。
池用負極板及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の小形化及びポータブル化が進
み、電子機器の電源としてエネルギー密度の高い電池が
求められている。そこで、リチウムを吸蔵放出する炭素
材を負極材料として用い、リチウム複酸化物を正極材料
として用いるリチウムイオン電池の開発が進められてい
る。一般にリチウムイオン電池に用いる負極板は、合成
樹脂からなるバインダを有機溶媒を溶解した溶液に炭素
材を添加した合剤溶液を集電体に塗布して乾燥すること
によりシート状に製造している。このようにシート状に
製造すると捲回等により電極面積や電池の反応面積を増
やして、電池の高エネルギー化及び高出力が可能にな
る。
み、電子機器の電源としてエネルギー密度の高い電池が
求められている。そこで、リチウムを吸蔵放出する炭素
材を負極材料として用い、リチウム複酸化物を正極材料
として用いるリチウムイオン電池の開発が進められてい
る。一般にリチウムイオン電池に用いる負極板は、合成
樹脂からなるバインダを有機溶媒を溶解した溶液に炭素
材を添加した合剤溶液を集電体に塗布して乾燥すること
によりシート状に製造している。このようにシート状に
製造すると捲回等により電極面積や電池の反応面積を増
やして、電池の高エネルギー化及び高出力が可能にな
る。
【０００３】しかしながら、このようにして負極板を製
造すると、合剤溶液を乾燥する際に有機溶媒が揮発する
と共にバインダが負極材層と負極集電体との界面から負
極材層の表面に向かって移動する。そのため、負極材層
と負極集電体との密着性が低下して、電池の製造が困難
になる。また、電池の性能が低下したり、内部短絡が生
じる問題がある。
造すると、合剤溶液を乾燥する際に有機溶媒が揮発する
と共にバインダが負極材層と負極集電体との界面から負
極材層の表面に向かって移動する。そのため、負極材層
と負極集電体との密着性が低下して、電池の製造が困難
になる。また、電池の性能が低下したり、内部短絡が生
じる問題がある。
【０００４】そこで、特開平５−８９８７１号公報に示
すように、極材層中のバインダ分布をほぼ均等にするこ
とが検討された。
すように、極材層中のバインダ分布をほぼ均等にするこ
とが検討された。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、負極材
層中のバインダの量は５〜１０重量％と少ないため、負
極材層中にバインダを均一に分布しても、負極材層と負
極集電体との界面に存在するバインダの量は僅かであ
り、負極材層と負極集電体との密着性を十分に高めるこ
とはできなかった。また、負極材層中のバインダの量を
増加させると、炭素材の量が低下する上、負極材層の表
面部のバインダが電極反応を阻害するので、放電容量等
の電池特性が低下する。しかも、この種のバインダに
は、耐有機電解液性があり、電気化学的に安定であり、
しかも負極材層に柔軟性を付与できる材質のものが求め
られるため、フッ素系樹脂が用いられている。しかしな
がら、フッ素系樹脂は、密着性が低く、特に通常集電体
に用いられている金属箔との密着性が低い。そのため、
負極材層と負極集電体との密着性を十分に高めることが
できなかった。
層中のバインダの量は５〜１０重量％と少ないため、負
極材層中にバインダを均一に分布しても、負極材層と負
極集電体との界面に存在するバインダの量は僅かであ
り、負極材層と負極集電体との密着性を十分に高めるこ
とはできなかった。また、負極材層中のバインダの量を
増加させると、炭素材の量が低下する上、負極材層の表
面部のバインダが電極反応を阻害するので、放電容量等
の電池特性が低下する。しかも、この種のバインダに
は、耐有機電解液性があり、電気化学的に安定であり、
しかも負極材層に柔軟性を付与できる材質のものが求め
られるため、フッ素系樹脂が用いられている。しかしな
がら、フッ素系樹脂は、密着性が低く、特に通常集電体
に用いられている金属箔との密着性が低い。そのため、
負極材層と負極集電体との密着性を十分に高めることが
できなかった。
【０００６】本発明の目的は、放電容量を低下させるこ
となく、負極材層と負極集電体との密着性を十分に高め
ることができるリチウムイオン電池用負極板を提供する
ことにある。
となく、負極材層と負極集電体との密着性を十分に高め
ることができるリチウムイオン電池用負極板を提供する
ことにある。
【０００７】本発明の他の目的は、バインダとしてフッ
素系樹脂からなるものを用い、集電体として金属箔から
なるものを用いても負極材層と負極集電体との密着性を
十分に高めることができるリチウムイオン電池用負極板
を提供することにある。
素系樹脂からなるものを用い、集電体として金属箔から
なるものを用いても負極材層と負極集電体との密着性を
十分に高めることができるリチウムイオン電池用負極板
を提供することにある。
【０００８】本発明の他の目的は、充放電容量等の電池
特性を低下させることなく、負極材層と負極集電体との
密着性を十分に高めることができるリチウムイオン電池
用負極板を簡単に製造する方法を提供することにある。
特性を低下させることなく、負極材層と負極集電体との
密着性を十分に高めることができるリチウムイオン電池
用負極板を簡単に製造する方法を提供することにある。
【０００９】本発明の更に他の目的は、充放電容量等の
電池特性を低下させることなく、電池電圧の低下を抑制
できるリチウムイオン電池を提供することにある。
電池特性を低下させることなく、電池電圧の低下を抑制
できるリチウムイオン電池を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、リチウムまた
はリチウムイオンを吸蔵放出する炭素材がバインダによ
り結合されてなる負極材層が集電体上にバインダの結合
力により結合されてなるリチウムイオン電池用負極板を
対象にする。本発明では、負極材層の外側表面部に比べ
て負極材層と集電体との界面部にバインダを多く分布さ
せる。
はリチウムイオンを吸蔵放出する炭素材がバインダによ
り結合されてなる負極材層が集電体上にバインダの結合
力により結合されてなるリチウムイオン電池用負極板を
対象にする。本発明では、負極材層の外側表面部に比べ
て負極材層と集電体との界面部にバインダを多く分布さ
せる。
【００１１】本発明では、負極材層と集電体との界面に
おけるバインダの量を高くすることにより、負極材層と
集電体との密着性を高めた。しかも、負極材層全体に対
するバインダの量は従来に比べて大きく増加することは
ないので、炭素材の量が低下したり、負極材層の表面部
のバインダが電極反応を阻害するのを防いで、放電容量
等の電池特性が低下するのを抑制することができる。し
たがって、電池特性を低下させることなく、負極材層と
負極集電体との密着性を十分に高めることができる。特
に本発明によれば、バインダとしてフッ素系樹脂を用
い、集電体として金属箔を用いても、負極材層と負極集
電体との密着性を高めることができる。
おけるバインダの量を高くすることにより、負極材層と
集電体との密着性を高めた。しかも、負極材層全体に対
するバインダの量は従来に比べて大きく増加することは
ないので、炭素材の量が低下したり、負極材層の表面部
のバインダが電極反応を阻害するのを防いで、放電容量
等の電池特性が低下するのを抑制することができる。し
たがって、電池特性を低下させることなく、負極材層と
負極集電体との密着性を十分に高めることができる。特
に本発明によれば、バインダとしてフッ素系樹脂を用
い、集電体として金属箔を用いても、負極材層と負極集
電体との密着性を高めることができる。
【００１２】本発明のリチウムイオン電池用負極板を製
造するには、リチウムまたはリチウムイオンを吸蔵放出
する炭素材がバインダにより結合されてなる負極材層が
集電体上にバインダの結合力により結合されてなるリチ
ウムイオン電池用負極板の製造方法を対象にする。ま
ず、バインダと有機溶剤とを混練してなるバインダ溶液
を集電体上に塗布して半乾燥状態の半乾燥バインダ層を
形成する。次に半乾燥バインダ層の上にバインダと有機
溶媒と炭素材とを混練してなる炭素材溶液を塗布して未
乾燥状態の炭素材層を形成する。次に半乾燥バインダ層
及び未乾燥状態の炭素材層を完全に乾燥する。そして、
半乾燥バインダ層の厚み及び半乾燥の程度を、半乾燥バ
インダ層及び未乾燥状態の炭素材層を完全に乾燥させる
過程で、未乾燥状態の炭素材層中の炭素材の一部が半乾
燥バインダ層中に拡散して集電体と接触するように定め
る。このように製造すると半乾燥バインダ層の上に炭素
材溶液を塗布した際に半乾燥バインダ層と炭素材溶液と
が交互に交じり合って、炭素材が負極材層と集電体との
界面に向かう方向に移動する。これにより、負極材層の
外側表面部に比べて負極材層と集電体との界面部にバイ
ンダが多く分布し、しかも炭素材と集電体との導通が図
られる負極板が得られる。したがって、本発明の電池用
負極板を簡単に製造できる。
造するには、リチウムまたはリチウムイオンを吸蔵放出
する炭素材がバインダにより結合されてなる負極材層が
集電体上にバインダの結合力により結合されてなるリチ
ウムイオン電池用負極板の製造方法を対象にする。ま
ず、バインダと有機溶剤とを混練してなるバインダ溶液
を集電体上に塗布して半乾燥状態の半乾燥バインダ層を
形成する。次に半乾燥バインダ層の上にバインダと有機
溶媒と炭素材とを混練してなる炭素材溶液を塗布して未
乾燥状態の炭素材層を形成する。次に半乾燥バインダ層
及び未乾燥状態の炭素材層を完全に乾燥する。そして、
半乾燥バインダ層の厚み及び半乾燥の程度を、半乾燥バ
インダ層及び未乾燥状態の炭素材層を完全に乾燥させる
過程で、未乾燥状態の炭素材層中の炭素材の一部が半乾
燥バインダ層中に拡散して集電体と接触するように定め
る。このように製造すると半乾燥バインダ層の上に炭素
材溶液を塗布した際に半乾燥バインダ層と炭素材溶液と
が交互に交じり合って、炭素材が負極材層と集電体との
界面に向かう方向に移動する。これにより、負極材層の
外側表面部に比べて負極材層と集電体との界面部にバイ
ンダが多く分布し、しかも炭素材と集電体との導通が図
られる負極板が得られる。したがって、本発明の電池用
負極板を簡単に製造できる。
【００１３】本発明のリチウムイオン電池用負極板と、
正極用バインダが正極材層の外側表面部に比べて正極材
層と正極集電体との界面部に多く分布しているように形
成されている正極板とを組み合わせてリチウムイオン電
池を作れば、電池の電圧低下をより効果的に抑制でき
る。
正極用バインダが正極材層の外側表面部に比べて正極材
層と正極集電体との界面部に多く分布しているように形
成されている正極板とを組み合わせてリチウムイオン電
池を作れば、電池の電圧低下をより効果的に抑制でき
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態のリチ
ウムイオン電池用負極板の製造方法について説明する。
まず、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）からなる有機溶
媒とポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）からなるバイン
ダとを重量比９５：５で混合して、ＰＶＤＦ中にＮＭＰ
が溶解したバインダ溶液を作った。なお、ＰＶＤＦは呉
羽化学株式会社製のものを用いた。次にこの溶液を厚み
０．０１ｍｍの銅箔からなる集電体の両面に塗布して１
００℃で１０分間乾燥して厚み０．０１ｍｍの半乾燥状
態の半乾燥バインダ層を形成した。この例では、バイン
ダ溶液を６０〜１２０℃で５〜３０分間乾燥すれば半乾
燥状態の半乾燥バインダ層を形成できる。次に黒鉛とＰ
ＶＤＦとを重量比９０：１０で混合した混合物を作って
から、ＮＭＰとこの混合物とを重量比９５：５で湿式混
合して炭素材溶液を作った。なお、黒鉛は日本黒鉛株式
会社からＪＳＰの商品名で販売されているものを用い
た。次にこの炭素材溶液を半乾燥バインダ層の上にそれ
ぞれ塗布した。これにより、半乾燥バインダ層と炭素材
溶液とが交互に交じり合って、炭素材が負極材層と集電
体との界面に向かう方向に移動し、炭素材と集電体との
導通が図られる。またこのような移動は生じるものの負
極材層の外側表面部に比べて負極材層と集電体との界面
部にバインダは多く分布した状態になる。なお、半乾燥
バインダ層の厚みは、炭素材溶液を塗布した層の厚みの
１〜１０％にするのが好ましい。次にこれを１００℃で
６０分間乾燥する完全乾燥を実施して集電体の両面に厚
み０．１ｍｍの負極材層を形成した。次に両面に負極材
層を形成した集電体を３０Ｋｇ／ｃｍの圧力でロールプ
レスしてリチウムイオン電池用負極板を完成した。
ウムイオン電池用負極板の製造方法について説明する。
まず、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）からなる有機溶
媒とポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）からなるバイン
ダとを重量比９５：５で混合して、ＰＶＤＦ中にＮＭＰ
が溶解したバインダ溶液を作った。なお、ＰＶＤＦは呉
羽化学株式会社製のものを用いた。次にこの溶液を厚み
０．０１ｍｍの銅箔からなる集電体の両面に塗布して１
００℃で１０分間乾燥して厚み０．０１ｍｍの半乾燥状
態の半乾燥バインダ層を形成した。この例では、バイン
ダ溶液を６０〜１２０℃で５〜３０分間乾燥すれば半乾
燥状態の半乾燥バインダ層を形成できる。次に黒鉛とＰ
ＶＤＦとを重量比９０：１０で混合した混合物を作って
から、ＮＭＰとこの混合物とを重量比９５：５で湿式混
合して炭素材溶液を作った。なお、黒鉛は日本黒鉛株式
会社からＪＳＰの商品名で販売されているものを用い
た。次にこの炭素材溶液を半乾燥バインダ層の上にそれ
ぞれ塗布した。これにより、半乾燥バインダ層と炭素材
溶液とが交互に交じり合って、炭素材が負極材層と集電
体との界面に向かう方向に移動し、炭素材と集電体との
導通が図られる。またこのような移動は生じるものの負
極材層の外側表面部に比べて負極材層と集電体との界面
部にバインダは多く分布した状態になる。なお、半乾燥
バインダ層の厚みは、炭素材溶液を塗布した層の厚みの
１〜１０％にするのが好ましい。次にこれを１００℃で
６０分間乾燥する完全乾燥を実施して集電体の両面に厚
み０．１ｍｍの負極材層を形成した。次に両面に負極材
層を形成した集電体を３０Ｋｇ／ｃｍの圧力でロールプ
レスしてリチウムイオン電池用負極板を完成した。
【００１５】次に本実施例のリチウムイオン電池用負極
板と、比較例のリチウムイオン電池用負極板とを用いて
負極材層中のバインダー分布、負極材層の集電体に対す
る密着性及び充放電特性を調べた。比較例のリチウムイ
オン電池用負極板は、半乾燥バインダ層を形成せずその
他は本実施例と同じに製造した。したがって、比較例の
負極板は、本実施例の負極板に比べて半乾燥バインダ層
分だけ厚みが薄くなっている。
板と、比較例のリチウムイオン電池用負極板とを用いて
負極材層中のバインダー分布、負極材層の集電体に対す
る密着性及び充放電特性を調べた。比較例のリチウムイ
オン電池用負極板は、半乾燥バインダ層を形成せずその
他は本実施例と同じに製造した。したがって、比較例の
負極板は、本実施例の負極板に比べて半乾燥バインダ層
分だけ厚みが薄くなっている。
【００１６】バインダー分布は次のようにして調べた。
最初に各負極板の一部をエポキシ樹脂で固め、負極材層
の断面が露出するように切断して研磨した。そして、こ
の断面を日立製作所製のＸ−６５０を用いる波長分散型
のエレクトロンマイクロプローブ分析法（ＥＰＭＡ）に
よりバインダー分布を調べた。図１（Ａ）は、本実施例
の負極板のバインダー分布を示しており、（Ｂ）は、比
較例の負極板のバインダー分布を示している。両図にお
いて、縦軸は、バインダー量強度を示しており、これ
が、バインダー量に比例する。なお、銅箔の部分にも強
度が現れているが、これは、機械の調整により現れるも
ので、銅箔の部分にはバインダーはない。本図より、比
較例の負極板では、負極材層中のバインダー分布がほぼ
均等であるのに対して、本実施例の負極板では、負極材
層の外側表面部に比べて負極材層と集電体との界面部に
バインダは多く分布し、バインダの負極材層に対する濃
度は、負極材層と集電体との界面から負極材層の表面に
向かって減少しているのが分る。
最初に各負極板の一部をエポキシ樹脂で固め、負極材層
の断面が露出するように切断して研磨した。そして、こ
の断面を日立製作所製のＸ−６５０を用いる波長分散型
のエレクトロンマイクロプローブ分析法（ＥＰＭＡ）に
よりバインダー分布を調べた。図１（Ａ）は、本実施例
の負極板のバインダー分布を示しており、（Ｂ）は、比
較例の負極板のバインダー分布を示している。両図にお
いて、縦軸は、バインダー量強度を示しており、これ
が、バインダー量に比例する。なお、銅箔の部分にも強
度が現れているが、これは、機械の調整により現れるも
ので、銅箔の部分にはバインダーはない。本図より、比
較例の負極板では、負極材層中のバインダー分布がほぼ
均等であるのに対して、本実施例の負極板では、負極材
層の外側表面部に比べて負極材層と集電体との界面部に
バインダは多く分布し、バインダの負極材層に対する濃
度は、負極材層と集電体との界面から負極材層の表面に
向かって減少しているのが分る。
【００１７】負極材層の集電体に対する密着性は次のよ
うにして調べた。まず、直径５ｍｍの円柱の棒を用意す
る。そして、極板の長手方向を棒の長手方向に合せ、負
極材層が外側に向くように各負極板を配置した。そし
て、各負極板を棒に沿うように曲げて、目視による負極
材層の集電体に対する剥離の有無を調べた。なお、サン
プル数は各負極板１０枚とし、剥離した負極板の数を求
めた。表１はその測定結果を示している。
うにして調べた。まず、直径５ｍｍの円柱の棒を用意す
る。そして、極板の長手方向を棒の長手方向に合せ、負
極材層が外側に向くように各負極板を配置した。そし
て、各負極板を棒に沿うように曲げて、目視による負極
材層の集電体に対する剥離の有無を調べた。なお、サン
プル数は各負極板１０枚とし、剥離した負極板の数を求
めた。表１はその測定結果を示している。
【００１８】また、各極板の充放電特性は次のようにし
て調べた。まず、各負極板の一部分を切り出し、図２に
示す測定用セルを作った。本図に示すように、測定用セ
ルは、セル電槽１内において、負極板２と金属リチウム
からなる２つの対極３，３と金属リチウムからなる参照
電極４とが電解液５に浸漬されて構成されている。電解
液５としては、エチレンカーボネートとジエチレンカー
ボネートとが重量比で７５：２５で混合する有機溶媒に
ＬｉＰＦ6 １Ｍを溶解したものを用いた。そして、温度
２５℃において、負極板２と対極３，３との間に０．４
ｍＡ／ｃｍ3 で終止電圧０Ｖまで充電した後に、２ｍＡ
／ｃｍ3 で終止電圧１．５Ｖまで放電した。そして、負
極板２と参照電極４とにより各負極板の負極材層の単位
重量あたりの放電容量を求めた。なお、サンプル数は各
負極板１０枚とし、その平均の放電容量値を求めた。表
１はその測定結果を示している。
て調べた。まず、各負極板の一部分を切り出し、図２に
示す測定用セルを作った。本図に示すように、測定用セ
ルは、セル電槽１内において、負極板２と金属リチウム
からなる２つの対極３，３と金属リチウムからなる参照
電極４とが電解液５に浸漬されて構成されている。電解
液５としては、エチレンカーボネートとジエチレンカー
ボネートとが重量比で７５：２５で混合する有機溶媒に
ＬｉＰＦ6 １Ｍを溶解したものを用いた。そして、温度
２５℃において、負極板２と対極３，３との間に０．４
ｍＡ／ｃｍ3 で終止電圧０Ｖまで充電した後に、２ｍＡ
／ｃｍ3 で終止電圧１．５Ｖまで放電した。そして、負
極板２と参照電極４とにより各負極板の負極材層の単位
重量あたりの放電容量を求めた。なお、サンプル数は各
負極板１０枚とし、その平均の放電容量値を求めた。表
１はその測定結果を示している。
【００１９】
【表１】 表１より、本実施例の負極板は、比較例の負極板に比べ
て剥離数が少なく負極材層の集電体に対する密着性が極
めて高いのが分る。また、本実施例の負極板は、比較例
の負極板とほぼ同等の放電容量を有しているのが分る。
て剥離数が少なく負極材層の集電体に対する密着性が極
めて高いのが分る。また、本実施例の負極板は、比較例
の負極板とほぼ同等の放電容量を有しているのが分る。
【００２０】次に本実施例の負極板と、正極用バインダ
が正極材層の外側表面部に比べて正極材層と正極集電体
との界面部に多く分布している正極板とを組み合わせて
実施例のリチウムイオン電池を作った。具体的に正極板
は次のようにして製造した。まず、Ｎ−メチルピロリド
ン（ＮＭＰ）からなる有機溶媒とポリフッ化ビニリデン
（ＰＶＤＦ）からなるバインダとを重量比９５：５で混
合して、ＰＶＤＦ中にＮＭＰが溶解した溶液を作った。
次にこの溶液を厚み０．０２ｍｍのアルミ箔からなる集
電体の両面に塗布して１００℃で３０分間乾燥して厚み
０．０１ｍｍの半乾燥状態の層（半乾燥層）を形成し
た。次にＬｉＣｏＯ2 と炭素材からなる導電助剤とＰＶ
ＤＦとを重量比８０：１２：８で混合した混合物を作っ
てから、ＮＭＰとこの混合物とを重量比４０：６０で湿
式混合して合剤溶液を作った。次にこの合剤溶液を半乾
燥層のそれぞれの上に塗布した。これにより、半乾燥層
と合剤溶液とが交互に交じり合って、炭素材が正極材層
と集電体との界面に向かう方向に移動する。また、この
ような移動は生じるものの正極材層の外側表面部に比べ
て正極材層と集電体との界面部にバインダ（ＰＶＤＦ）
は多く分布した状態になる。次にこれを１２０℃で３０
分間乾燥して集電体の両面に厚み０．１４ｍｍの正極材
層を形成した。次に両面に正極材層を形成した集電体を
３００Ｋｇ／ｃｍの圧力でロールプレスしてリチウムイ
オン電池用正極板を完成した。
が正極材層の外側表面部に比べて正極材層と正極集電体
との界面部に多く分布している正極板とを組み合わせて
実施例のリチウムイオン電池を作った。具体的に正極板
は次のようにして製造した。まず、Ｎ−メチルピロリド
ン（ＮＭＰ）からなる有機溶媒とポリフッ化ビニリデン
（ＰＶＤＦ）からなるバインダとを重量比９５：５で混
合して、ＰＶＤＦ中にＮＭＰが溶解した溶液を作った。
次にこの溶液を厚み０．０２ｍｍのアルミ箔からなる集
電体の両面に塗布して１００℃で３０分間乾燥して厚み
０．０１ｍｍの半乾燥状態の層（半乾燥層）を形成し
た。次にＬｉＣｏＯ2 と炭素材からなる導電助剤とＰＶ
ＤＦとを重量比８０：１２：８で混合した混合物を作っ
てから、ＮＭＰとこの混合物とを重量比４０：６０で湿
式混合して合剤溶液を作った。次にこの合剤溶液を半乾
燥層のそれぞれの上に塗布した。これにより、半乾燥層
と合剤溶液とが交互に交じり合って、炭素材が正極材層
と集電体との界面に向かう方向に移動する。また、この
ような移動は生じるものの正極材層の外側表面部に比べ
て正極材層と集電体との界面部にバインダ（ＰＶＤＦ）
は多く分布した状態になる。次にこれを１２０℃で３０
分間乾燥して集電体の両面に厚み０．１４ｍｍの正極材
層を形成した。次に両面に正極材層を形成した集電体を
３００Ｋｇ／ｃｍの圧力でロールプレスしてリチウムイ
オン電池用正極板を完成した。
【００２１】次にこの正極板と本実施例の負極板とをそ
れぞれ短冊状に切断して、正極板にはアルミニウムのリ
ボンを超音波溶接し、負極板にはニッケルのリボンを超
音波溶接した。なお、それぞれの溶接は正極材層及び負
極材層の一部をはぎ取り、露出した集電体の部分に溶接
をした。次にこれらの各極板をポリエチレン微孔フィル
ムからなるセパレータを介してスパイラル状に捲回して
極板群を作った。次に極板群を電池缶に挿入してから電
池缶に負極板のニッケルリボンを溶接し、電池蓋に正極
板のアルミニウムリボンを溶接した。次にこれを６０℃
で５時間真空乾燥し、前述の試験で用いたものと同じ電
解液（エチレンカーボネートとジエチレンカーボネート
とＬｉＰＦ6 との混合物）を電池缶内に注液してから蓋
をして外径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍのリチウムイオン電
池を完成した。なお、各極板は電池缶内部にきつく嵌入
される寸法を有している。
れぞれ短冊状に切断して、正極板にはアルミニウムのリ
ボンを超音波溶接し、負極板にはニッケルのリボンを超
音波溶接した。なお、それぞれの溶接は正極材層及び負
極材層の一部をはぎ取り、露出した集電体の部分に溶接
をした。次にこれらの各極板をポリエチレン微孔フィル
ムからなるセパレータを介してスパイラル状に捲回して
極板群を作った。次に極板群を電池缶に挿入してから電
池缶に負極板のニッケルリボンを溶接し、電池蓋に正極
板のアルミニウムリボンを溶接した。次にこれを６０℃
で５時間真空乾燥し、前述の試験で用いたものと同じ電
解液（エチレンカーボネートとジエチレンカーボネート
とＬｉＰＦ6 との混合物）を電池缶内に注液してから蓋
をして外径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍのリチウムイオン電
池を完成した。なお、各極板は電池缶内部にきつく嵌入
される寸法を有している。
【００２２】次に実施例のリチウムイオン電池と比較例
のリチウムイオン電池とを用いて、放電容量及び電圧低
下状態を調べた。比較例のリチウムイオン電池は、前述
の比較例の負極板と半乾燥層を形成せずその他は本実施
例と同じに製造した正極板とを組み合わせその他は実施
例のリチウムイオン電池と同様にして製造した。
のリチウムイオン電池とを用いて、放電容量及び電圧低
下状態を調べた。比較例のリチウムイオン電池は、前述
の比較例の負極板と半乾燥層を形成せずその他は本実施
例と同じに製造した正極板とを組み合わせその他は実施
例のリチウムイオン電池と同様にして製造した。
【００２３】放電容量は、各電池を２５℃において、２
６０ｍＡ、４．１５Ｖで２．５時間充電した後に２６０
ｍＡで終止電圧２．５Ｖまで放電してその放電容量を測
定した。なお、サンプル数は各電池３０個とし、その平
均の放電容量値を求めた。表２はその測定結果を示して
いる。
６０ｍＡ、４．１５Ｖで２．５時間充電した後に２６０
ｍＡで終止電圧２．５Ｖまで放電してその放電容量を測
定した。なお、サンプル数は各電池３０個とし、その平
均の放電容量値を求めた。表２はその測定結果を示して
いる。
【００２４】電圧低下状態は、各電池をそれぞれ３０個
を室温で１０日間放置した後に電池電圧を電圧計で測定
して、電圧低下の大きい（４．０Ｖ以下）電池の割合を
調べた。表２はその測定結果を示している。
を室温で１０日間放置した後に電池電圧を電圧計で測定
して、電圧低下の大きい（４．０Ｖ以下）電池の割合を
調べた。表２はその測定結果を示している。
【００２５】
【表２】 表２より、本実施例のリチウムイオン電池は、比較例の
リチウムイオン電池とほぼ同等の放電容量を有している
のが分る。また、本実施例のリチウムイオン電池は、比
較例のリチウムイオン電池より、電圧低下が少ないのが
分る。これは、比較例のリチウムイオン電池では、集電
体と活物質との密着性が低いため、集電体から剥がれた
正極材層または負極材層の破片が原因で内部短絡が生じ
たためである。
リチウムイオン電池とほぼ同等の放電容量を有している
のが分る。また、本実施例のリチウムイオン電池は、比
較例のリチウムイオン電池より、電圧低下が少ないのが
分る。これは、比較例のリチウムイオン電池では、集電
体と活物質との密着性が低いため、集電体から剥がれた
正極材層または負極材層の破片が原因で内部短絡が生じ
たためである。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、電池特性を低下させる
ことなく、負極材層と負極集電体との密着性を十分に高
めることができる。したがって、電池特性を低下させる
ことなく、電池の内部短絡を防いで、電池の電圧低下を
抑制できる。特に本発明によれば、バインダとしてフッ
素系樹脂を用い、集電体として金属箔を用いても、負極
材層と負極集電体との密着性を高めることができる。
ことなく、負極材層と負極集電体との密着性を十分に高
めることができる。したがって、電池特性を低下させる
ことなく、電池の内部短絡を防いで、電池の電圧低下を
抑制できる。特に本発明によれば、バインダとしてフッ
素系樹脂を用い、集電体として金属箔を用いても、負極
材層と負極集電体との密着性を高めることができる。
【００２７】また、本発明の製造方法によれば、半乾燥
バインダ層の上に炭素材溶液を塗布した際に半乾燥バイ
ンダ層と炭素材溶液とが交互に交じり合って、炭素材が
負極材層と集電体との界面に向かう方向に移動する。こ
れにより、負極材層の外側表面部に比べて負極材層と集
電体との界面部にバインダが多く分布し、しかも炭素材
と集電体との導通が図られる負極板が得られる。したが
って、本発明の電池用負極板を簡単に製造できる。
バインダ層の上に炭素材溶液を塗布した際に半乾燥バイ
ンダ層と炭素材溶液とが交互に交じり合って、炭素材が
負極材層と集電体との界面に向かう方向に移動する。こ
れにより、負極材層の外側表面部に比べて負極材層と集
電体との界面部にバインダが多く分布し、しかも炭素材
と集電体との導通が図られる負極板が得られる。したが
って、本発明の電池用負極板を簡単に製造できる。
【図１】 （Ａ）は、本実施例の負極板のバインダー分
布を示しており、（Ｂ）は、比較例の負極板のバインダ
ー分布を示している。
布を示しており、（Ｂ）は、比較例の負極板のバインダ
ー分布を示している。
【図２】 放電容量試験に用いた測定用セルの概略図で
ある。
ある。
Claims (4)
- 【請求項１】 リチウムまたはリチウムイオンを吸蔵放
出する炭素材がバインダにより結合されてなる負極材層
が集電体上に前記バインダの結合力により結合されてな
るリチウムイオン電池用負極板において、 前記バインダは、前記負極材層の外側表面部に比べて前
記負極材層と前記集電体との界面部に多く分布している
リチウムイオン電池用負極板。 - 【請求項２】 前記バインダはフッ素系樹脂からなり、
前記集電体は金属箔からなることを特徴とする請求項１
に記載のリチウムイオン電池用負極板。 - 【請求項３】 リチウムまたはリチウムイオンを吸蔵放
出する炭素材がバインダにより結合されてなる負極材層
が集電体上に前記バインダの結合力により結合されてな
るリチウムイオン電池用負極板の製造方法において、 前記バインダと有機溶剤とを混練してなるバインダ溶液
を前記集電体上に塗布して半乾燥状態の半乾燥バインダ
層を形成する工程と、 前記半乾燥バインダ層の上に前記バインダと有機溶媒と
前記炭素材とを混練してなる炭素材溶液を塗布して未乾
燥状態の炭素材層を形成する工程と、 前記半乾燥バインダ層及び前記未乾燥状態の炭素材層を
完全に乾燥する工程とからなり、 前記半乾燥バインダ層の厚み及び半乾燥の程度を、前記
半乾燥バインダ層及び前記未乾燥状態の炭素材層を完全
に乾燥させる過程で、前記未乾燥状態の炭素材層中の前
記炭素材の一部が前記半乾燥バインダ層中に拡散して前
記集電体と接触するように定めたことを特徴とするリチ
ウムイオン電池用負極板の製造方法。 - 【請求項４】 リチウムまたはリチウムイオンを吸蔵放
出する炭素材が負極用バインダにより結合されてなる負
極材層が負極集電体上に前記負極用バインダの結合力に
より結合されてなる負極板と、リチウム複酸化物が正極
用バインダにより結合されてなる正極材層が正極集電体
上に前記正極用バインダの結合力により結合されてなる
形成されてなる正極板とが電解質層を介して積層されて
なるリチウムイオン電池において、 前記負極板は、前記負極用バインダが、前記負極材層の
外側表面部に比べて前記負極材層と前記負極集電体との
界面部に多く分布しているように形成され、 前記正極板は、前記正極用バインダが、前記正極材層の
外側表面部に比べて前記正極材層と前記正極集電体との
界面部に多く分布しているように形成されているリチウ
ムイオン電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08516197A JP3508455B2 (ja) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | リチウムイオン電池用負極板及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08516197A JP3508455B2 (ja) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | リチウムイオン電池用負極板及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10284059A true JPH10284059A (ja) | 1998-10-23 |
| JP3508455B2 JP3508455B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=13850953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08516197A Expired - Fee Related JP3508455B2 (ja) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | リチウムイオン電池用負極板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3508455B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009230976A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池及びその製造方法 |
| JP2009238488A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池及びその製造方法 |
| JP2011192539A (ja) * | 2010-03-15 | 2011-09-29 | Panasonic Corp | 非水電解質二次電池用電極およびその製造方法、ならびに非水電解質二次電池 |
| JP2014096386A (ja) * | 2014-01-24 | 2014-05-22 | Toyota Motor Corp | リチウムイオン二次電池 |
| WO2014162530A1 (ja) * | 2013-04-03 | 2014-10-09 | 株式会社 日立製作所 | リチウムイオン電池用負極、及びリチウムイオン電池 |
| US9312542B2 (en) | 2012-10-30 | 2016-04-12 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery including the same, and method for manufacturing the same |
| US9620767B2 (en) | 2012-10-30 | 2017-04-11 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery including the same, and method for manufacturing the same |
| US9673453B2 (en) | 2010-12-06 | 2017-06-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing lithium ion secondary battery |
| CN113497224A (zh) * | 2020-04-01 | 2021-10-12 | 深圳格林德能源集团有限公司 | 一种锂离子电池硅碳负极极片 |
| CN115207268A (zh) * | 2022-08-15 | 2022-10-18 | 湖北亿纬动力有限公司 | 一种厚电极及其制备方法和应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63121247A (ja) * | 1986-11-08 | 1988-05-25 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 二次電池負極 |
| JPH10270013A (ja) * | 1997-03-27 | 1998-10-09 | Japan Storage Battery Co Ltd | 非水電解質二次電池用電極及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-04-03 JP JP08516197A patent/JP3508455B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63121247A (ja) * | 1986-11-08 | 1988-05-25 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 二次電池負極 |
| JPH10270013A (ja) * | 1997-03-27 | 1998-10-09 | Japan Storage Battery Co Ltd | 非水電解質二次電池用電極及びその製造方法 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009230976A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池及びその製造方法 |
| JP2009238488A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池及びその製造方法 |
| JP2011192539A (ja) * | 2010-03-15 | 2011-09-29 | Panasonic Corp | 非水電解質二次電池用電極およびその製造方法、ならびに非水電解質二次電池 |
| US9673453B2 (en) | 2010-12-06 | 2017-06-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing lithium ion secondary battery |
| US9312542B2 (en) | 2012-10-30 | 2016-04-12 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery including the same, and method for manufacturing the same |
| US9620767B2 (en) | 2012-10-30 | 2017-04-11 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery including the same, and method for manufacturing the same |
| WO2014162530A1 (ja) * | 2013-04-03 | 2014-10-09 | 株式会社 日立製作所 | リチウムイオン電池用負極、及びリチウムイオン電池 |
| JP2014096386A (ja) * | 2014-01-24 | 2014-05-22 | Toyota Motor Corp | リチウムイオン二次電池 |
| CN113497224A (zh) * | 2020-04-01 | 2021-10-12 | 深圳格林德能源集团有限公司 | 一种锂离子电池硅碳负极极片 |
| CN115207268A (zh) * | 2022-08-15 | 2022-10-18 | 湖北亿纬动力有限公司 | 一种厚电极及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3508455B2 (ja) | 2004-03-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4359331B2 (ja) | 二次電池および二次電池の製造方法 | |
| JP2020526897A (ja) | 全固体電池用複合固体電解質膜及びそれを含む全固体電池 | |
| JP2000311719A (ja) | リチウムポリマー電池とその製造方法 | |
| JP4352475B2 (ja) | 固体電解質二次電池 | |
| JP4426154B2 (ja) | 電極フィルムの製造法および該電極フィルムを含む電池素子 | |
| JP2006318892A (ja) | 角型リチウム二次電池 | |
| WO2006106771A1 (ja) | 円筒型リチウム二次電池 | |
| JP4031635B2 (ja) | 電気化学デバイス | |
| KR20110125641A (ko) | 리튬 이온 2 차 전지용 전극 | |
| JP2004362859A (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
| KR100646551B1 (ko) | 음극 및 양극 일체형 이차 전지 및 그 형성 방법 | |
| JP3508455B2 (ja) | リチウムイオン電池用負極板及びその製造方法 | |
| JP7174334B2 (ja) | 二次電池 | |
| JP2001085042A (ja) | リチウム二次電池及び捲回型電極体の作製方法 | |
| JP2003249223A (ja) | リチウムイオン二次電池およびその製造方法 | |
| JP3508514B2 (ja) | 有機電解質電池 | |
| JP3501113B2 (ja) | 非水系二次電池およびその製造方法 | |
| JP2002008730A (ja) | リチウム二次電池 | |
| JP2000173657A (ja) | 固体電解質電池 | |
| TW200423449A (en) | Secondary cell with polymer coated anode | |
| JPH0256871A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JP4193248B2 (ja) | ゲル状電解質電池 | |
| US20030134202A1 (en) | Lithium polymer battery | |
| JP6094818B2 (ja) | 電極シートおよびその製造方法 | |
| CN114204038B (zh) | 集流体及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031202 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20031215 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090109 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |