JPH10334939A - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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- JPH10334939A JPH10334939A JP9155936A JP15593697A JPH10334939A JP H10334939 A JPH10334939 A JP H10334939A JP 9155936 A JP9155936 A JP 9155936A JP 15593697 A JP15593697 A JP 15593697A JP H10334939 A JPH10334939 A JP H10334939A
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- negative electrode
- electrode layer
- copper foil
- electrolyte battery
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- 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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- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Secondary Cells (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極の集電体への密着性を向上させ、非水電
解液電池の信頼性を高める。 【解決手段】 正極集電体１として、化学エッチング
や、直流または交流電解エッチングにより、表面を粗面
化したアルミニウム箔を用いる。また、負極集電体３と
して、機械的な処理や化学エッチングにより、表面を粗
面化した銅箔を用いる。この場合、集電体の強度の低下
を抑えるために、厚み方向の中心部に集電体の厚みの１
／３〜２／３程度の未エッチング部を設ける。
解液電池の信頼性を高める。 【解決手段】 正極集電体１として、化学エッチング
や、直流または交流電解エッチングにより、表面を粗面
化したアルミニウム箔を用いる。また、負極集電体３と
して、機械的な処理や化学エッチングにより、表面を粗
面化した銅箔を用いる。この場合、集電体の強度の低下
を抑えるために、厚み方向の中心部に集電体の厚みの１
／３〜２／３程度の未エッチング部を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は非水電解液電池に関
し、さらに詳しく言えば、電極層と集電体との密着性を
改良した非水電解液電池に関するものである。
し、さらに詳しく言えば、電極層と集電体との密着性を
改良した非水電解液電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の電子技術の進歩により、電子機器
の小型化、高性能化、ポータブル化が進み、これら電子
機器の電源として、より小型、軽量で高性能な電池が用
いられるようになり、特に充電可能な二次電池が多用さ
れている。
の小型化、高性能化、ポータブル化が進み、これら電子
機器の電源として、より小型、軽量で高性能な電池が用
いられるようになり、特に充電可能な二次電池が多用さ
れている。
【０００３】二次電池としては、例えばニッケルカドミ
ウム電池、ニッケル水素電池などが一般的であるが、さ
らに最近では、よりエネルギー密度の高い電池としてリ
チウムイオン二次電池が用いられるようになってきてい
る。
ウム電池、ニッケル水素電池などが一般的であるが、さ
らに最近では、よりエネルギー密度の高い電池としてリ
チウムイオン二次電池が用いられるようになってきてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これらの二次電池の
内、特にリチウムイオン二次電池では、充放電の繰り返
しに伴なう膨張、収縮により、活物質を含む正極層およ
び炭素質材料を含む負極層の集電体への密着性が低下
し、剥離が生じることによって電池容量が低下するとい
う問題があった。
内、特にリチウムイオン二次電池では、充放電の繰り返
しに伴なう膨張、収縮により、活物質を含む正極層およ
び炭素質材料を含む負極層の集電体への密着性が低下
し、剥離が生じることによって電池容量が低下するとい
う問題があった。
【０００５】なお、この問題を解決するには、集電体と
なる金属箔にパンチングなどにより連通する孔を設けて
電極層との密着性を高めればよいのであるが、これによ
ると、他方において集電体の機械的強度が不足するとい
う副作用的な別の問題が生ずるので好ましい解決方法と
は言えない。
なる金属箔にパンチングなどにより連通する孔を設けて
電極層との密着性を高めればよいのであるが、これによ
ると、他方において集電体の機械的強度が不足するとい
う副作用的な別の問題が生ずるので好ましい解決方法と
は言えない。
【０００６】本発明は、このような従来の問題点を解決
するためになされたもので、その目的は、集電体の機械
的強度の低下を最小限に抑えながらも、電極層との密着
性が高められるようにした非水電解液電池を提供するこ
とにある。
するためになされたもので、その目的は、集電体の機械
的強度の低下を最小限に抑えながらも、電極層との密着
性が高められるようにした非水電解液電池を提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、リチウムイオンを吸蔵および放出可能な
正極活物質、導電材および結着剤を含有する正極層をア
ルミニウム箔上に形成してなる正極と、リチウムイオン
を吸蔵および放出可能な炭素材料および結着剤を含有す
る負極層を銅箔上に形成してなる負極とをセパレータを
介して渦巻状に捲回した発電素子を有する非水電解液電
池において、上記アルミニウム箔の表面が化学エッチン
グにより粗面化されていることを特徴としている。
め、本発明は、リチウムイオンを吸蔵および放出可能な
正極活物質、導電材および結着剤を含有する正極層をア
ルミニウム箔上に形成してなる正極と、リチウムイオン
を吸蔵および放出可能な炭素材料および結着剤を含有す
る負極層を銅箔上に形成してなる負極とをセパレータを
介して渦巻状に捲回した発電素子を有する非水電解液電
池において、上記アルミニウム箔の表面が化学エッチン
グにより粗面化されていることを特徴としている。
【０００８】これとは別に、上記アルミニウム箔の表面
は、直流もしくは交流電解エッチングにより粗面化され
てもよい。
は、直流もしくは交流電解エッチングにより粗面化され
てもよい。
【０００９】また、上記目的を達成するため、本発明
は、リチウムイオンを吸蔵および放出可能な正極活物
質、導電材および結着剤を含有する正極層をアルミニウ
ム箔上に形成してなる正極と、リチウムイオンを吸蔵お
よび放出可能な炭素材料および結着剤を含有する負極層
を銅箔上に形成してなる負極とをセパレータを介して渦
巻状に捲回した発電素子を有する非水電解液電池におい
て、上記銅箔の表面が機械的な処理により粗面化されて
いることを特徴としている。
は、リチウムイオンを吸蔵および放出可能な正極活物
質、導電材および結着剤を含有する正極層をアルミニウ
ム箔上に形成してなる正極と、リチウムイオンを吸蔵お
よび放出可能な炭素材料および結着剤を含有する負極層
を銅箔上に形成してなる負極とをセパレータを介して渦
巻状に捲回した発電素子を有する非水電解液電池におい
て、上記銅箔の表面が機械的な処理により粗面化されて
いることを特徴としている。
【００１０】別の方法として、上記銅箔の表面を化学エ
ッチングにより粗面化することもできる。
ッチングにより粗面化することもできる。
【００１１】さらには、上記アルミニウム箔の表面が直
流もしくは交流電解エッチングにより粗面化され、か
つ、上記銅箔の表面が化学エッチングもしくは機械的な
処理により粗面化されていることが好ましい。
流もしくは交流電解エッチングにより粗面化され、か
つ、上記銅箔の表面が化学エッチングもしくは機械的な
処理により粗面化されていることが好ましい。
【００１２】上記アルミニウム箔および上記銅箔には、
その厚み方向の中心部に箔厚の１／３〜２／３の未エッ
チング部が残されていることが、機械的強度を確保する
上で好ましい。また、銅箔の表面を機械的処理により粗
面化する場合、その表面粗さは１〜４μｍであることが
好ましく、これによれば集電体強度と、負極層の密着性
を向上させることができる。
その厚み方向の中心部に箔厚の１／３〜２／３の未エッ
チング部が残されていることが、機械的強度を確保する
上で好ましい。また、銅箔の表面を機械的処理により粗
面化する場合、その表面粗さは１〜４μｍであることが
好ましく、これによれば集電体強度と、負極層の密着性
を向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の技術的思想をより
よく理解するうえで、図面を参照しながらその実施の形
態について説明する。
よく理解するうえで、図面を参照しながらその実施の形
態について説明する。
【００１４】図１には、この実施例としての非水電解液
電池の断面図が示されている。これによると、正極は、
リチウムイオンを吸蔵および放出可能な正極活物質、導
電材および結着剤を含有する正極層２をアルミニウム箔
（集電体）１上に形成したものからなる。負極は、リチ
ウムイオンを吸蔵および放出可能な炭素材料および結着
剤を含有する負極層４を銅箔（集電体）３上に形成する
ことにより得られ、発電素子は上記正極と負極とをセパ
レータ５を介して渦巻状に捲回した構造体として示され
ている。
電池の断面図が示されている。これによると、正極は、
リチウムイオンを吸蔵および放出可能な正極活物質、導
電材および結着剤を含有する正極層２をアルミニウム箔
（集電体）１上に形成したものからなる。負極は、リチ
ウムイオンを吸蔵および放出可能な炭素材料および結着
剤を含有する負極層４を銅箔（集電体）３上に形成する
ことにより得られ、発電素子は上記正極と負極とをセパ
レータ５を介して渦巻状に捲回した構造体として示され
ている。
【００１５】この実施例においては、正極と負極ともに
そのリード部材として、アルミ電解コンデンサ用のタブ
端子とほぼ同形状のタブ端子６，７が用いられている。
すなわち、タブ端子６，７は、一端部側に偏平に加工さ
れた平坦部を有する金属製の丸棒部１０と、同丸棒部１
０の端面に溶接された引出線１１とから形成されてい
る。なお、図１には丸棒部１０の平坦部は図示されてい
ないが、いわゆる羽子板形状であって、カシメ法もしく
は超音波溶接法または冷間圧着法などにより、各集電体
１，２に固着されている。
そのリード部材として、アルミ電解コンデンサ用のタブ
端子とほぼ同形状のタブ端子６，７が用いられている。
すなわち、タブ端子６，７は、一端部側に偏平に加工さ
れた平坦部を有する金属製の丸棒部１０と、同丸棒部１
０の端面に溶接された引出線１１とから形成されてい
る。なお、図１には丸棒部１０の平坦部は図示されてい
ないが、いわゆる羽子板形状であって、カシメ法もしく
は超音波溶接法または冷間圧着法などにより、各集電体
１，２に固着されている。
【００１６】この場合、正極側のタブ端子６の丸棒部１
０は、その集電体としてのアルミニウム箔１と同じくア
ルミニウム製とされ、負極側のタブ端子７の丸棒部１０
は、その集電体としての銅箔３と同じく銅製とされてい
る。要するに、タブ端子の丸棒部１０は、集電体１，２
との接続抵抗を低減させる意味で、集電体と同じ材質で
あることが好ましい。
０は、その集電体としてのアルミニウム箔１と同じくア
ルミニウム製とされ、負極側のタブ端子７の丸棒部１０
は、その集電体としての銅箔３と同じく銅製とされてい
る。要するに、タブ端子の丸棒部１０は、集電体１，２
との接続抵抗を低減させる意味で、集電体と同じ材質で
あることが好ましい。
【００１７】引出線１１にはＣＰ線（銅被覆鋼線）が用
いられるが、好ましくはその表面にハンダもしくは錫な
どのメッキが施されているとよい。
いられるが、好ましくはその表面にハンダもしくは錫な
どのメッキが施されているとよい。
【００１８】発電素子には所定の非水電解液が含浸され
る。しかる後、最終製品とするにあたって、発電素子は
例えばアルミニウムからなる有底円筒状の金属ケース９
内に収納され、その開口部が封口体８によって封口され
る。
る。しかる後、最終製品とするにあたって、発電素子は
例えばアルミニウムからなる有底円筒状の金属ケース９
内に収納され、その開口部が封口体８によって封口され
る。
【００１９】この実施例において、封口体８としてはブ
チルゴムにパーオキサイド加硫もしくは樹脂加硫したゴ
ム封口体が用いられており、その硬度はウォーレス硬度
計で測定して６０〜９０、特には６５〜８５の範囲が好
ましい。
チルゴムにパーオキサイド加硫もしくは樹脂加硫したゴ
ム封口体が用いられており、その硬度はウォーレス硬度
計で測定して６０〜９０、特には６５〜８５の範囲が好
ましい。
【００２０】封口体８にはタブ端子６，７の挿通孔が穿
設されており、封口体８はその挿通孔にタブ端子６，７
を挿通した状態で発電素子とともに金属ケース９内に収
納され、しかる後、その開口縁部にかしめが施されて金
属ケース９の開口部内に強固に固定される。
設されており、封口体８はその挿通孔にタブ端子６，７
を挿通した状態で発電素子とともに金属ケース９内に収
納され、しかる後、その開口縁部にかしめが施されて金
属ケース９の開口部内に強固に固定される。
【００２１】正極集電体としてのアルミニウム箔１は、
図２に拡大して示されているように、その両側の表面１
ａが化学エッチングや電解エッチングにより粗面化され
ている。電解エッチングは直流、交流のいずれであって
もよい。
図２に拡大して示されているように、その両側の表面１
ａが化学エッチングや電解エッチングにより粗面化され
ている。電解エッチングは直流、交流のいずれであって
もよい。
【００２２】アルミニウム箔１の厚さは５〜１００μｍ
の範囲とされるが、集電体の強度不足による破損や、正
極の体積あたりの容量の低下を考慮すると、１０〜３０
μｍ程度が好ましい。
の範囲とされるが、集電体の強度不足による破損や、正
極の体積あたりの容量の低下を考慮すると、１０〜３０
μｍ程度が好ましい。
【００２３】アルミニウム箔１に対して貫通したエッチ
ングを行なうと、集電体の強度が低下するため、電極成
形時に破損が生じる場合がある。このため、アルミニウ
ム箔１の厚みの中心部に１／３〜２／３程度の未エッチ
ング部１ｂを設けることが好ましい。
ングを行なうと、集電体の強度が低下するため、電極成
形時に破損が生じる場合がある。このため、アルミニウ
ム箔１の厚みの中心部に１／３〜２／３程度の未エッチ
ング部１ｂを設けることが好ましい。
【００２４】負極集電体としての銅箔３は、図３に拡大
して示されているように、その両側の表面３ａが化学エ
ッチングや機械的な処理により粗面化されている。
して示されているように、その両側の表面３ａが化学エ
ッチングや機械的な処理により粗面化されている。
【００２５】この銅箔３の厚さは、上記アルミニウム箔
１と同様に、５〜１００μｍの範囲とされるが、集電体
の強度不足による破損や、負極の体積あたりの容量の低
下を考慮すると、１０〜３０μｍ程度が好ましい。
１と同様に、５〜１００μｍの範囲とされるが、集電体
の強度不足による破損や、負極の体積あたりの容量の低
下を考慮すると、１０〜３０μｍ程度が好ましい。
【００２６】この銅箔３に対して貫通したエッチングを
行なうと、集電体の強度が低下するため、電極成形時に
破損が生じる場合がある。このため、この銅箔３につい
ても、集電体の厚みの中心部に１／３〜２／３程度の未
エッチング部３ｂを設けることが好ましい。
行なうと、集電体の強度が低下するため、電極成形時に
破損が生じる場合がある。このため、この銅箔３につい
ても、集電体の厚みの中心部に１／３〜２／３程度の未
エッチング部３ｂを設けることが好ましい。
【００２７】機械的な処理によるエッチングは、アルミ
ナ微粒子や炭化ケイ素などの微粒子を衝突させるサンド
ブラスト法を用いることができる。この場合、銅箔３の
表面粗さ（Ｒ：表面処理部分の深さ）を１〜４μｍ程度
にすることが集電体強度と、密着性を向上させるために
望ましい。
ナ微粒子や炭化ケイ素などの微粒子を衝突させるサンド
ブラスト法を用いることができる。この場合、銅箔３の
表面粗さ（Ｒ：表面処理部分の深さ）を１〜４μｍ程度
にすることが集電体強度と、密着性を向上させるために
望ましい。
【００２８】ここで、アルミニウム箔と銅箔に対する好
ましいエッチング条件について述べる。アルミニウム箔
を化学エッチングするには、ＨＣｌ…５〜１０％，Ｈ２
ＳＯ４…０．５〜２％を含む液温３０〜５０℃の水溶液
中に３〜１０分浸漬することが好ましい。
ましいエッチング条件について述べる。アルミニウム箔
を化学エッチングするには、ＨＣｌ…５〜１０％，Ｈ２
ＳＯ４…０．５〜２％を含む液温３０〜５０℃の水溶液
中に３〜１０分浸漬することが好ましい。
【００２９】銅箔に対する化学エッチングには、Ｈ３Ｐ
Ｏ４…５０〜８０％，ＨＮＯ３…５〜１０％，氷酢酸…
１５〜４０％，Ｈ２Ｏ…０〜１０％を含む液温５５〜８
０℃の溶液を用い、処理時間は２〜６分が好ましい。
Ｏ４…５０〜８０％，ＨＮＯ３…５〜１０％，氷酢酸…
１５〜４０％，Ｈ２Ｏ…０〜１０％を含む液温５５〜８
０℃の溶液を用い、処理時間は２〜６分が好ましい。
【００３０】アルミニウム箔を直流電解エッチングする
には、ＨＣｌ…３〜１０％，シュウ酸０．０５〜１％を
含む液温５０〜８０℃の水溶液中において、電流密度１
００〜５００ｍＡ／ｃｍ２，電気量３０〜６０Ｃ／ｃｍ
２の直流電流を印加することが好ましい。
には、ＨＣｌ…３〜１０％，シュウ酸０．０５〜１％を
含む液温５０〜８０℃の水溶液中において、電流密度１
００〜５００ｍＡ／ｃｍ２，電気量３０〜６０Ｃ／ｃｍ
２の直流電流を印加することが好ましい。
【００３１】アルミニウム箔を交流電解エッチングする
には、ＨＣｌ…５〜１０％，Ｈ３ＰＯ４…０．５〜２
％，Ｈ２ＳＯ４…０．１〜１％を含む液温３０〜５０℃
の水溶液中において、電流密度２００〜６００ｍＡ／ｃ
ｍ２，周波数２０〜７０Ｈｚ，電気量５０〜１００Ｃ／
ｃｍ２の交流電流を印加することが好ましい。
には、ＨＣｌ…５〜１０％，Ｈ３ＰＯ４…０．５〜２
％，Ｈ２ＳＯ４…０．１〜１％を含む液温３０〜５０℃
の水溶液中において、電流密度２００〜６００ｍＡ／ｃ
ｍ２，周波数２０〜７０Ｈｚ，電気量５０〜１００Ｃ／
ｃｍ２の交流電流を印加することが好ましい。
【００３２】
【実施例】次に、本発明の具体的な実施例について説明
する。
する。
【００３３】（実施例１）正極集電体として、厚さが３
０μｍアルミニウム箔を用い、このアルミニウム箔の表
面に化学エッチング（ＨＣｌ…７％，Ｈ２ＳＯ４…１％
を含む液温４０℃の水溶液中に５分間浸漬）による粗面
化を行なった。箔の断面を観察したところ、未エッチン
グ部の厚みは箔厚の１／２であった。そして、このエッ
チング済みのアルミニウム箔に、活物質としてＬｉＭｎ
２Ｏ４を８５ｇ、導電材としてグラファイトを９ｇ、結
着剤としてＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）を６ｇ、
Ｎ−メチル−２−ピロリドン中に分散させた正極層塗料
を塗工し正極を作成した。負極は、炭素材料として人造
黒鉛を４７ｇ、結着剤としてＰＶＤＦを３ｇ、Ｎ−メチ
ル−２−ピロリドン中に分散させた負極層塗料を厚さ２
０μｍの銅箔（プレーン）に塗工することにより作成し
た。このように作成した正極、負極をそれぞれ厚み１０
０μｍ、８０μｍに圧延した後、正極にアルミニウム製
リード端子、負極に銅製リード端子をカシメにより取り
付けた。これら正極および負極を露点−５０℃の乾燥空
気中で温度１３０℃で８時間乾燥した。しかる後、これ
ら正極および負極を露点−６０℃のアルゴン雰囲気のグ
ローブボックス中で厚さ２５μｍのポリプロピレン製マ
イクロポーラスフィルムをセパレータとして、渦巻き状
に捲回し発電素子を作成した。この発電素子に１モル／
リットルの濃度でＬｉＢＦ４を溶解した電解液を含浸さ
せ、アルミニウム製円筒型ケースに挿入し、密閉封口し
てリチウムイオン二次電池を作成した。
０μｍアルミニウム箔を用い、このアルミニウム箔の表
面に化学エッチング（ＨＣｌ…７％，Ｈ２ＳＯ４…１％
を含む液温４０℃の水溶液中に５分間浸漬）による粗面
化を行なった。箔の断面を観察したところ、未エッチン
グ部の厚みは箔厚の１／２であった。そして、このエッ
チング済みのアルミニウム箔に、活物質としてＬｉＭｎ
２Ｏ４を８５ｇ、導電材としてグラファイトを９ｇ、結
着剤としてＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）を６ｇ、
Ｎ−メチル−２−ピロリドン中に分散させた正極層塗料
を塗工し正極を作成した。負極は、炭素材料として人造
黒鉛を４７ｇ、結着剤としてＰＶＤＦを３ｇ、Ｎ−メチ
ル−２−ピロリドン中に分散させた負極層塗料を厚さ２
０μｍの銅箔（プレーン）に塗工することにより作成し
た。このように作成した正極、負極をそれぞれ厚み１０
０μｍ、８０μｍに圧延した後、正極にアルミニウム製
リード端子、負極に銅製リード端子をカシメにより取り
付けた。これら正極および負極を露点−５０℃の乾燥空
気中で温度１３０℃で８時間乾燥した。しかる後、これ
ら正極および負極を露点−６０℃のアルゴン雰囲気のグ
ローブボックス中で厚さ２５μｍのポリプロピレン製マ
イクロポーラスフィルムをセパレータとして、渦巻き状
に捲回し発電素子を作成した。この発電素子に１モル／
リットルの濃度でＬｉＢＦ４を溶解した電解液を含浸さ
せ、アルミニウム製円筒型ケースに挿入し、密閉封口し
てリチウムイオン二次電池を作成した。
【００３４】（実施例２）正極集電体として、厚さが３
０μｍアルミニウム箔を用い、このアルミニウム箔の表
面に直流電解エッチング（ＨＣｌ…７％，シュウ酸０．
０７％を含む液温５０℃の水溶液中において、電流密度
３００ｍＡ／ｃｍ２，電気量４０Ｃ／ｃｍ２の直流電流
を印加）による粗面化を行なった。箔の断面を観察した
ところ、未エッチング部の厚みは箔厚の２／３であっ
た。その他は実施例１と同様にしてリチウムイオン二次
電池を作成した。
０μｍアルミニウム箔を用い、このアルミニウム箔の表
面に直流電解エッチング（ＨＣｌ…７％，シュウ酸０．
０７％を含む液温５０℃の水溶液中において、電流密度
３００ｍＡ／ｃｍ２，電気量４０Ｃ／ｃｍ２の直流電流
を印加）による粗面化を行なった。箔の断面を観察した
ところ、未エッチング部の厚みは箔厚の２／３であっ
た。その他は実施例１と同様にしてリチウムイオン二次
電池を作成した。
【００３５】（実施例３）正極集電体として、厚さが３
０μｍアルミニウム箔を用い、このアルミニウム箔の表
面に交流電解エッチング（ＨＣｌ…８％，Ｈ３ＰＯ４…
１％，Ｈ２ＳＯ４…０．５％を含む液温４０℃の水溶液
中において、電流密度３００ｍＡ／ｃｍ２，周波数５０
Ｈｚ，電気量７０Ｃ／ｃｍ２の交流電流を印加）による
粗面化を行なった。箔の断面を観察したところ、未エッ
チング部の厚みは箔厚の１／２であった。その他は実施
例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作成した。
０μｍアルミニウム箔を用い、このアルミニウム箔の表
面に交流電解エッチング（ＨＣｌ…８％，Ｈ３ＰＯ４…
１％，Ｈ２ＳＯ４…０．５％を含む液温４０℃の水溶液
中において、電流密度３００ｍＡ／ｃｍ２，周波数５０
Ｈｚ，電気量７０Ｃ／ｃｍ２の交流電流を印加）による
粗面化を行なった。箔の断面を観察したところ、未エッ
チング部の厚みは箔厚の１／２であった。その他は実施
例１と同様にしてリチウムイオン二次電池を作成した。
【００３６】（実施例４）負極集電体として、厚みが２
０μｍ銅箔を用い、この銅箔の表面に化学エッチング
（Ｈ３ＰＯ４…５５％，ＨＮＯ３…１０％，氷酢酸…３
０％，Ｈ２Ｏ…５％を含む液温６５℃の溶液を用い、処
理時間は３分）による粗面化を行なった。箔の断面を観
察したところ、未エッチング部の厚みは箔厚の２／３で
あった。なお、正極集電体として厚さが３０μｍアルミ
ニウム箔を用いたが、その表面をエッチング処理するこ
となくプレーン状態のままとした。その他は、実施例１
と同様にしてリチウムイオン二次電池を作成した。
０μｍ銅箔を用い、この銅箔の表面に化学エッチング
（Ｈ３ＰＯ４…５５％，ＨＮＯ３…１０％，氷酢酸…３
０％，Ｈ２Ｏ…５％を含む液温６５℃の溶液を用い、処
理時間は３分）による粗面化を行なった。箔の断面を観
察したところ、未エッチング部の厚みは箔厚の２／３で
あった。なお、正極集電体として厚さが３０μｍアルミ
ニウム箔を用いたが、その表面をエッチング処理するこ
となくプレーン状態のままとした。その他は、実施例１
と同様にしてリチウムイオン二次電池を作成した。
【００３７】（実施例５）負極集電体として、厚みが２
０μｍ銅箔を用い、この銅箔の表面にサンドブラスト
（６０番のサンド：平均粒径２２０μｍ）による粗面化
を行なった。その表面粗さを観察したところ、形成され
た凹部の平均直径は２５μｍ、平均深さは４μｍであっ
た。なお、正極集電体として厚さが３０μｍアルミニウ
ム箔を用いたが、その表面をエッチング処理することな
くプレーン状態のままとした。その他は、実施例１と同
様にしてリチウムイオン二次電池を作成した。
０μｍ銅箔を用い、この銅箔の表面にサンドブラスト
（６０番のサンド：平均粒径２２０μｍ）による粗面化
を行なった。その表面粗さを観察したところ、形成され
た凹部の平均直径は２５μｍ、平均深さは４μｍであっ
た。なお、正極集電体として厚さが３０μｍアルミニウ
ム箔を用いたが、その表面をエッチング処理することな
くプレーン状態のままとした。その他は、実施例１と同
様にしてリチウムイオン二次電池を作成した。
【００３８】（実施例６）正極集電体として、厚さが３
０μｍアルミニウム箔を用い、このアルミニウム箔の表
面に直流電解エッチング（ＨＣｌ…１０％，シュウ酸１
％を含む液温８０℃の水溶液中において、電流密度５０
０ｍＡ／ｃｍ２，電気量６０Ｃ／ｃｍ２の直流電流を印
加）による粗面化を行なった。箔の断面を観察したとこ
ろ、未エッチング部の厚みは箔厚の１／３であった。ま
た、負極集電体として、厚さが２０μｍ銅箔を用い、こ
の銅箔の表面に化学エッチング（Ｈ３ＰＯ４…７０％，
ＨＮＯ３…１０％，氷酢酸…２０％を含む液温７５℃の
溶液を用い、処理時間は６分）による粗面化を行なっ
た。箔の断面を観察したところ、未エッチング部の厚み
は箔厚の１／３であった。その他は実施例１と同様にし
てリチウムイオン二次電池を作成した。
０μｍアルミニウム箔を用い、このアルミニウム箔の表
面に直流電解エッチング（ＨＣｌ…１０％，シュウ酸１
％を含む液温８０℃の水溶液中において、電流密度５０
０ｍＡ／ｃｍ２，電気量６０Ｃ／ｃｍ２の直流電流を印
加）による粗面化を行なった。箔の断面を観察したとこ
ろ、未エッチング部の厚みは箔厚の１／３であった。ま
た、負極集電体として、厚さが２０μｍ銅箔を用い、こ
の銅箔の表面に化学エッチング（Ｈ３ＰＯ４…７０％，
ＨＮＯ３…１０％，氷酢酸…２０％を含む液温７５℃の
溶液を用い、処理時間は６分）による粗面化を行なっ
た。箔の断面を観察したところ、未エッチング部の厚み
は箔厚の１／３であった。その他は実施例１と同様にし
てリチウムイオン二次電池を作成した。
【００３９】（比較例１）正極集電体として、厚さが３
０μｍアルミニウム箔を用い、負極集電体として、厚さ
が２０μｍ銅箔を用いたが、いずれもその表面をエッチ
ング処理しなかった。その他は、実施例１と同様にして
リチウムイオン二次電池を作成した。
０μｍアルミニウム箔を用い、負極集電体として、厚さ
が２０μｍ銅箔を用いたが、いずれもその表面をエッチ
ング処理しなかった。その他は、実施例１と同様にして
リチウムイオン二次電池を作成した。
【００４０】上記実施例１〜６および比較例１のリチウ
ムイオン二次電池をそれぞれ２０個作成し、４．２Ｖ、
５ｍＡでの定電流−定電圧充電を１６時間行なった後、
電池電圧が２．５Ｖに低下するまで５ｍＡの定電流放電
を行なった。この時の平均放電容量を表１に示す。
ムイオン二次電池をそれぞれ２０個作成し、４．２Ｖ、
５ｍＡでの定電流−定電圧充電を１６時間行なった後、
電池電圧が２．５Ｖに低下するまで５ｍＡの定電流放電
を行なった。この時の平均放電容量を表１に示す。
【００４１】このように、初期充放電した電池をそれぞ
れ１０個ずつ、４．２Ｖ、２５ｍＡでの定電流−定電圧
充電を４時間行ない、次に電池電圧が２．５Ｖに低下す
るまで５０ｍＡの定電流放電を行ない、この充放電サイ
クルを４５℃の恒温槽で１００サイクル行い、１００サ
イクル目の放電容量の平均値を１サイクル目と同様の充
放電条件で求めた。
れ１０個ずつ、４．２Ｖ、２５ｍＡでの定電流−定電圧
充電を４時間行ない、次に電池電圧が２．５Ｖに低下す
るまで５０ｍＡの定電流放電を行ない、この充放電サイ
クルを４５℃の恒温槽で１００サイクル行い、１００サ
イクル目の放電容量の平均値を１サイクル目と同様の充
放電条件で求めた。
【００４２】また、１００サイクルの充放電試験後の電
池のうちそれぞれ５個を解体し、正極および負極の集電
体からの剥離状況を確認した。１００サイクル目の放電
容量の平均値、初期容量の平均値および電極の剥離状況
を表１に示す。
池のうちそれぞれ５個を解体し、正極および負極の集電
体からの剥離状況を確認した。１００サイクル目の放電
容量の平均値、初期容量の平均値および電極の剥離状況
を表１に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】また、初期充放電した電池の残りのそれぞ
れ１０個を、４．２Ｖ、２５ｍＡでの定電流−定電圧充
電を４時間行ない、６０℃の恒温槽で２０日間貯蔵し
た。そして、再度４．２Ｖ、２５ｍＡでの定電流−定電
圧充電を４時間行なった後、電池電圧が２．５Ｖに低下
するまで５ｍＡの定電流放電を行なった。
れ１０個を、４．２Ｖ、２５ｍＡでの定電流−定電圧充
電を４時間行ない、６０℃の恒温槽で２０日間貯蔵し
た。そして、再度４．２Ｖ、２５ｍＡでの定電流−定電
圧充電を４時間行なった後、電池電圧が２．５Ｖに低下
するまで５ｍＡの定電流放電を行なった。
【００４５】また、この２０日間貯蔵試験後の電池のう
ちそれぞれ５個を解体し、正極および負極の集電体から
の剥離状況を確認した。６０℃の恒温槽で２０日間貯蔵
した後の放電容量の平均値、初期容量の平均値および電
極の剥離状況を表２に示す。
ちそれぞれ５個を解体し、正極および負極の集電体から
の剥離状況を確認した。６０℃の恒温槽で２０日間貯蔵
した後の放電容量の平均値、初期容量の平均値および電
極の剥離状況を表２に示す。
【００４６】
【表２】
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
正極集電体として化学エッチングや、直流もしくは交流
の電解エッチングにより表面を粗面化したアルミニウム
箔を用いることによって、正極層と集電体との密着性が
向上し、高い信頼性を備えた非水電解液電池を提供する
ことができる。
正極集電体として化学エッチングや、直流もしくは交流
の電解エッチングにより表面を粗面化したアルミニウム
箔を用いることによって、正極層と集電体との密着性が
向上し、高い信頼性を備えた非水電解液電池を提供する
ことができる。
【００４８】また、本発明によれば、負極集電体として
化学エッチングや、機械的な処理により表面を粗面化し
た銅箔を用いることによって、負極層と集電体との密着
性が向上し、高い信頼性を備えた非水電解液電池を提供
することができる。
化学エッチングや、機械的な処理により表面を粗面化し
た銅箔を用いることによって、負極層と集電体との密着
性が向上し、高い信頼性を備えた非水電解液電池を提供
することができる。
【図１】本発明による一実施例としての非水電解液電池
の断面図。
の断面図。
【図２】上記実施例に用いられているアルミニウム製正
極集電体の模式拡大断面図。
極集電体の模式拡大断面図。
【図３】上記実施例に用いられている銅製負極集電体の
模式拡大断面図。
模式拡大断面図。
１ アルミニウム箔（正極集電体） ２ 正極層 ３ 銅箔（負極集電体） ４ 負極層 ５ セパレータ ６ 正極リード ７ 負極リード ８ 封口体 ９ 金属ケース
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｍ 10/40 Ｈ０１Ｍ 10/40 Ｚ (72)発明者 池田 克治 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社中央研究所内
Claims (8)
- 【請求項１】 リチウムイオンを吸蔵および放出可能な
正極活物質、導電材および結着剤を含有する正極層をア
ルミニウム箔上に形成してなる正極と、リチウムイオン
を吸蔵および放出可能な炭素材料および結着剤を含有す
る負極層を銅箔上に形成してなる負極とをセパレータを
介して渦巻状に捲回した発電素子を有する非水電解液電
池において、上記アルミニウム箔の表面が化学エッチン
グにより粗面化されていることを特徴とする非水電解液
電池。 - 【請求項２】 リチウムイオンを吸蔵および放出可能な
正極活物質、導電材および結着剤を含有する正極層をア
ルミニウム箔上に形成してなる正極と、リチウムイオン
を吸蔵および放出可能な炭素材料および結着剤を含有す
る負極層を銅箔上に形成してなる負極とをセパレータを
介して渦巻状に捲回した発電素子を有する非水電解液電
池において、上記アルミニウム箔の表面が直流もしくは
交流電解エッチングにより粗面化されていることを特徴
とする非水電解液電池。 - 【請求項３】 リチウムイオンを吸蔵および放出可能な
正極活物質、導電材および結着剤を含有する正極層をア
ルミニウム箔上に形成してなる正極と、リチウムイオン
を吸蔵および放出可能な炭素材料および結着剤を含有す
る負極層を銅箔上に形成してなる負極とをセパレータを
介して渦巻状に捲回した発電素子を有する非水電解液電
池において、上記銅箔の表面が機械的な処理により粗面
化されていることを特徴とする非水電解液電池。 - 【請求項４】 リチウムイオンを吸蔵および放出可能な
正極活物質、導電材および結着剤を含有する正極層をア
ルミニウム箔上に形成してなる正極と、リチウムイオン
を吸蔵および放出可能な炭素材料および結着剤を含有す
る負極層を銅箔上に形成してなる負極とをセパレータを
介して渦巻状に捲回した発電素子を有する非水電解液電
池において、上記銅箔の表面が化学エッチングにより粗
面化されていることを特徴とする非水電解液電池。 - 【請求項５】 リチウムイオンを吸蔵および放出可能な
正極活物質、導電材および結着剤を含有する正極層をア
ルミニウム箔上に形成してなる正極と、リチウムイオン
を吸蔵および放出可能な炭素材料および結着剤を含有す
る負極層を銅箔上に形成してなる負極とをセパレータを
介して渦巻状に捲回した発電素子を有する非水電解液電
池において、上記アルミニウム箔の表面が直流もしくは
交流電解エッチングにより粗面化され、かつ、上記銅箔
の表面が化学エッチングもしくは機械的な処理により粗
面化されていることを特徴とする非水電解液電池。 - 【請求項６】 上記アルミニウム箔には、その厚み方向
の中心部に箔厚の１／３〜２／３の未エッチング部が残
されていることを特徴とする請求項１，２または５に記
載の非水電解液電池。 - 【請求項７】 上記銅箔には、その厚み方向の中心部に
箔厚の１／３〜２／３の未エッチング部が残されている
ことを特徴とする請求項３，４または５に記載の非水電
解液電池。 - 【請求項８】 上記銅箔の表面粗さが１〜４μｍである
ことを特徴とする請求項３に記載の非水電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9155936A JPH10334939A (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9155936A JPH10334939A (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 非水電解液電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10334939A true JPH10334939A (ja) | 1998-12-18 |
Family
ID=15616762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9155936A Withdrawn JPH10334939A (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10334939A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100399604C (zh) * | 2005-10-09 | 2008-07-02 | 北京中科天华科技发展有限公司 | 锂离子电池集流体铜箔的表面处理方法 |
| JP2012079463A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Toppan Printing Co Ltd | リチウムイオン電池 |
-
1997
- 1997-05-29 JP JP9155936A patent/JPH10334939A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100399604C (zh) * | 2005-10-09 | 2008-07-02 | 北京中科天华科技发展有限公司 | 锂离子电池集流体铜箔的表面处理方法 |
| JP2012079463A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Toppan Printing Co Ltd | リチウムイオン電池 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040803 |