JPH11238514A - 非水系二次電池用正極 - Google Patents

非水系二次電池用正極

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JPH11238514A
JPH11238514A JP10038573A JP3857398A JPH11238514A JP H11238514 A JPH11238514 A JP H11238514A JP 10038573 A JP10038573 A JP 10038573A JP 3857398 A JP3857398 A JP 3857398A JP H11238514 A JPH11238514 A JP H11238514A
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JP
Japan
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positive electrode
secondary battery
conductive film
film portion
current collector
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Application number
JP10038573A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Kusakabe
鉄也 日下部
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Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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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

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  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量な非水系二次電池用正極を提供する。 【解決手段】 リチウムイオンを挿入放出可能な活物質
を含む正極及び負極を有する非水系二次電池に用いられ
る正極において、アルミニウム、チタン及びステンレス
から選ばれた金属からなる導電膜部と、高分子膜からな
る支持体膜部とを備えた集電体と上記集電体に積層され
た正極材層とから正極を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軽量な非水系二次
電池正極に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、高エネルギー密度の期待できる非
水系二次電池の研究開発が活発になされ、たとえば、リ
チウムイオンの挿入放出が可能な活物質を正極及び負極
に有するリチウムイオン二次電池が、小型軽量が要求さ
れる携帯電話やノートパソコン等の電源として広く使用
されるようになっている。
【0003】ここで、リチウムイオン二次電池の正極活
物質としては、例えば遷移金属の酸化物、負極活物質と
しては焼成炭素質材料が用いられ、これら正極活物質又
は負極活物質にアセチレンブラックやグラファイト等の
導電性カーボンや結着剤などを加えたものを有機溶剤に
分散させペースト状合剤を調製し、これを集電体となる
金属箔に塗布し正極材層又は負極材層を形成し、乾燥さ
せて有機溶剤を除去して正極又は負極が作製される。さ
らに正極と負極が、間にセパレータを介して巻合された
後、円筒形あるいは角形の電池容器に上記巻合された素
電池体が挿入され、電解液注入後、容器が封口されるこ
とにより電池が製造される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述の方法で製造され
る電池において、素電池体は、電池重量の半分近くを占
めるため、電池の軽量化のためには素電池体を軽量化す
る必要がある。素電池体の中でも、特に正極は比重の大
きい遷移金属の酸化物からなる活物質を含むため一層の
軽量化が必要とされるが、所定の電池容量の確保のため
活物質の量を減らすことは難しく、そのため重量の大き
い金属部材である正極集電体の軽量化が必要とされてい
る。正極集電体には、高い耐電圧、薄くかつ高い導電性
を有すること、正極材層との密着性が良いこと、また安
価であることなどが要求され、たとえば、厚さ1μm〜
100μmのアルミニウム箔を用いることが特公平4−
52592号に開示されている。しかしながら、軽量化
のため、アルミニウム箔を薄くすると集電体の機械強度
が低下し、素電池体を製造する際、素電池体の破断や歪
みなどが生じ易くなる、また電池の機械強度が低下する
という問題があり、電池の軽量化と電池への機械強度付
与の両者を満たすことは困難であった。
【0005】そこで本発明は、軽量化され、機械強度が
付与された非水系二次電池用正極を提供することを目的
とした。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属からなる
導電膜部と高分子膜からなる支持体膜部とを有する正極
集電体を用いて電池を構成すると、電池が軽量化される
とともに、機械強度が向上することに着目されてなされ
たもので、本発明は、リチウムイオンを挿入放出可能な
活物質を含む正極及び負極を有する非水系二次電池に用
いられる正極であって、アルミニウム、チタン及びステ
ンレスから選ばれた金属からなる導電膜部と、高分子膜
からなる支持体膜部とを備えた集電体と該集電体に積層
された正極材層とからなることを特徴とする非水系二次
電池用正極にある。
【0007】上記集電体を、導電膜部と支持体膜部から
なる構成とし、さらに支持体膜部を高分子膜部からなる
構成とすることにより、導電膜部を薄くすることができ
るため電池を軽量化できる。また高分子膜が可撓性を有
するため、折曲げや引張り等の変形に耐えうる機械強度
を有する電池が得られる。
【0008】また、上記導電膜部を上記高分子膜の片面
又は両面に蒸着法又はスパッタリング法により積層する
ことが望ましい。蒸着法又はスパッタリング法を用いる
ことにより、薄膜の導電膜部を形成できるため、集電体
が軽量化できる。
【0009】また、上記導電膜部に金属箔を用い、金属
箔を高分子膜の片面又は両面に圧着して積層しても良
い。金属箔に高分子膜は容易に圧着でき、また金属箔の
高い導電性により、高い集電効果が得られる。
【0010】また、上記導電膜部と上記支持体膜部の厚
さがそれぞれ0.05μm〜10μm、0.5μm〜1
00μmであることが望ましい。導電膜部と支持体部の
厚さが上記範囲にあれば、軽量化できるとともに折曲げ
や引張り等の変形に耐えうる機械強度を有し、さらに高
い導電性が得られる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の非水系二次電池用正極の集電体の導電膜部に用
いる金属は、アルミニウム、チタン及びステンレスのい
ずれか単独又は組み合わせであっても良いが、アルミニ
ウムが望ましい。
【0012】本発明の非水系二次電池用正極の集電体に
用いる高分子膜は、ポリエステル、ポリプロピレン、ポ
リエチレン、ナイロン等のフィルムを用いることがで
き、導電膜部の厚さは0.5μm〜100μm、好まし
くは10μm〜30μmである。
【0013】本発明の非水系二次電池用正極に用いる集
電体の望ましい製造方法としては、高分子膜からなる支
持体膜の片面又は両面に蒸着法又はスパッタリング法を
用いて、導電膜部を積層する方法であり、導電膜部の厚
さは0.05μm〜10μm、好ましくは0.5μm〜
2μmである。
【0014】本発明の非水系二次電池用正極に用いる集
電体の導電膜部には、金属箔を用いても良く、金属箔を
高分子膜に圧着して積層し、集電体を製造する。金属箔
の厚さは、1μm〜10μmが望ましい。
【0015】本発明の非水系二次電池用正極の正極活物
質として用いられる正極材料は、従来公知の何れの材料
も使用でき、例えば、LixCoO2,LixNiO2
MnO2,LiMnO2,LixMn24,LixMn
2-y4,α−V25,TiS2等が挙げられる。
【0016】本発明の非水系二次電池用正極は、以下の
方法により製造される。正極活物質に結着剤と導電性カ
ーボンと溶媒を加えて混練し、混練して得たペーストを
集電体の導電性膜部の表面に塗布後、乾燥により溶媒を
除去して正極とする。
【0017】また、本発明の非水系二次電池用正極を用
いて、非水系二次電池を構成する場合、負極の活物質と
しては、黒鉛、焼成炭素質材料、ケイ素及びケイ素化合
物等公知のいずれの材料を用いても良い。
【0018】また、本発明の非水系二次電池用正極を用
いて、非水系二次電池を構成する場合、使用される非水
電解質は、有機溶媒にリチウム化合物を溶解させた非水
電解液、又は高分子にリチウム化合物を固溶或いはリチ
ウム化合物を溶解させた有機溶媒を保持させた高分子固
体電解質を用いることができる。非水電解液は、有機溶
媒と電解質とを適宜組み合わせて調製されるが、これら
有機溶媒や電解質はこの種の電池に用いられるものであ
ればいずれも使用可能である。有機溶媒としては、例え
ばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ビ
ニレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチル
カーボネート、メチルエチルカーボネート、1,2−ジ
メトキシエタン、1,2−ジエトキシエタンメチルフォ
ルメイト、ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、2−
メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソフラン、
4−メチル−1,3−ジオキソフラン、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、ブチロニトリル、バレロニトリル、
ベンゾニトリル、1,2−ジクロロエタン、4−メチル
−2−ペンタノン、1,4−ジオキサン、アニソール、
ジグライム、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキ
シド等である。これらの溶媒はその1種を単独で使用す
ることができるし、2種以上を併用することもできる。
電解質としては、例えばLiClO4,LiAsF6,L
iPF6,LiBF4,LiB(C654,LiCl,
LiBr,LiI,LiCH3SO3,LiCF3SO3
LiAlCl4等が挙げられ、これらの1種を単独で使
用することもできるし、2種以上を併用することもでき
る。
【0019】上記高分子固体電解質は、上記の電解質か
ら選ばれる電解質を以下に示す高分子に固溶させたもの
を用いることができる。例えば、ポリエチレンオキサイ
ドやポリプロピレンオキサイドのようなポリエーテル鎖
を有する高分子、ポリエチレンサクシネート、ポリ−カ
プロラクタムのようなポリエステル鎖を有する高分子、
ポリエチレンイミンのようなポリアミン鎖を有する高分
子、ポリアルキレンスルフィドのようなポリスルフィド
鎖を有する高分子が挙げられる。また、高分子固体電解
質として、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−
テトラフルオロエチレン共重合体、ポリエチレンオキサ
イド、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレンオキサイ
ド等の高分子に上記非水電解液を保持させ上記高分子を
可塑化させたものを用いることもできる。
【0020】また、本発明の非水系二次電池用正極を用
いて、非水系二次電池を構成する場合、セパレータとし
ては、多孔性ポリエチレン等の多孔性絶縁シートを用い
ることができる。
【0021】また、本発明の非水系二次電池用正極を用
いて構成される非水系二次電池は、正極と負極が間にセ
パレータを介して巻合されても良いし、積層されても良
い。巻合されたあるいは積層された素電池体は、円筒形
あるいは角形の電池容器に収納され、電解液注入後、容
器が封口されることにより電池が製造される。高分子固
体電解質を非水電解質として用いる場合においては、セ
パレータが不要となり、高分子固体電解質を介して正極
と負極が積層あるいは巻合される。
【0022】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に
説明する。
【0023】
【実施例1】真空蒸着装置を用いて幅50mm、長さ4
80mm、厚さ18μmのポリエチレン膜の両面にアル
ミニウムを蒸着し、正極集電体を作製した。
【0024】平均粒径7μmの天然炭素粉末100gに
ポリフッ化ビニリデン(PVDF)10g、N−メチル
−2−ピロリドン(NMP)を加えてペーストを作製
し、これを幅50mm、長さ520mm、厚さ20μm
の銅箔(重量4.29g)の両面に塗布し、乾燥後、カ
レンダプレス加工を施して、厚さ90μm、密度1.2
の負極材層を含む負極を得た。負極の総重量は9.91
gであった。
【0025】正極には、コバルト酸リチウム88gに対
してアセチレンブラック6g、PVDF6gにNMPを
加えてペーストを作製し、これを両面に各々1mmのア
ルミニウム層を積層して厚さを20μmとした幅50m
m、長さ480mmの上記正極集電体の両面に塗布し、
乾燥後、カレンダプレス加工を施して、厚さ90μm、
密度2.4の正極材層を含む正極を得た。正極の総重量
は10.98gであった。
【0026】セパレータには、幅52mm、長さ540
mm、厚さ30μmのポリエチレン微多孔膜(重量0.
84g)を2枚用い、両極の短絡を防ぎながら巻合し、
巻合中に幅3mm、長さ60mm、厚さ50μmの銅片
の負極接続導体(重量0.08g)を負極に接触するよ
うに、さらに同じ寸法のアルミ片の正極接続導体(重量
0.02g)を正極に接触するように巻き込んで、巻体
の片側に負極接続導体が反対方向には正極接続導体がは
み出すようにして、中心に直径2mmの空孔を有する直
径17.4mm、長さ52mmの円筒状巻電池体を得
た。この円筒状巻電池体の総重量は、22.67gであ
った。
【0027】これを直径18mm、長さ67mm、肉厚
0.25mmの有底ステンレス容器(重量8.90g)
に負極接続導体を下になるように入れ、負極接続導体を
缶底の溶接し、電解液4.00gを注入した後、正極接
続導体を蓋(重量2.50g)に溶接し、正極と負極が
短絡しないように缶をかしめて密閉し、直径18mm、
長さ65mmの円筒状電池を得た。この円筒状電池の総
重量は、38.07gであった。なお、電解液はエチレ
ンカーボネートとジメチルカーボネートの混合溶媒(体
積比1:1)に六フッ化リン酸リチウムを濃度が1mo
l/lとなるように添加したものを用いた。
【0028】電流密度2mA/cm2で、2.5V〜
4.2Vの電圧範囲で充放電を行い、初期容量値とし
て、1090mAh/gが得られた。
【0029】
【比較例1】正極にはコバルト酸リチウム88gに対し
てアセチレンブラック6g、PVDF6gにNMPを加
えてペーストを作製し、これを幅50mm、長さ480
mm、厚さ20μmのアルミ箔(重量1.40g)の両
面に塗布し、乾燥後、カレンダプレスを経て、両面に各
々厚さ100μm、密度2.4の正極材層を含む正極を
得た(総重量11.77g)。正極以外には、実施例と
同じものを用い、実施例と同様にして、中心に2mmの
空孔を有する直径17.4mm、長さ52mmの円筒状
巻電池体を得た。この円筒状巻電池体の総重量は23.
46gであった。ステンレス容器への装填や電解液の注
入も実施例と同様にして行い、直径18mm、長さ65
mmの円筒状電池を得た。この円筒状電池の総重量は3
8.86gであった。
【0030】
【発明の効果】以上、述べたように、本発明では、金属
からなる導電膜部を高分子膜からなる支持体膜部に積層
して正極集電体を形成することにより、導電膜部を薄く
できるため正極集電体を軽量化することができ、電池を
軽量化できる。さらに正極集電体に可撓性を付与するこ
とができ、素電池体及び電池が折曲げや引張り等の変形
に対して強くなる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リチウムイオンを挿入放出可能な活物質
    を含む正極及び負極を有する非水系二次電池に用いられ
    る正極であって、アルミニウム、チタン及びステンレス
    から選ばれた金属からなる導電膜部と、高分子膜からな
    る支持体膜部とを備えた集電体と該集電体に積層された
    正極材層とからなることを特徴とする非水系二次電池用
    正極。
  2. 【請求項2】 上記導電膜部が金属箔からなり、該金属
    箔を上記高分子膜の片面又は両面に圧着して積層された
    ことを特徴とする請求項1記載の非水系二次電池用正
    極。
  3. 【請求項3】 上記導電膜部と上記支持体膜部の厚さが
    それぞれ0.05μm〜10μm、0.5μm〜100
    μmであることを特徴とする請求項1又は2に記載の非
    水系二次電池用正極。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017537429A (ja) * 2014-10-31 2017-12-14 エルジー・ケム・リミテッド 二次電池用電極、その製造方法、それを含む二次電池及びケーブル型二次電池
WO2018225494A1 (ja) * 2017-06-09 2018-12-13 日本電気硝子株式会社 全固体ナトリウムイオン二次電池

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017537429A (ja) * 2014-10-31 2017-12-14 エルジー・ケム・リミテッド 二次電池用電極、その製造方法、それを含む二次電池及びケーブル型二次電池
WO2018225494A1 (ja) * 2017-06-09 2018-12-13 日本電気硝子株式会社 全固体ナトリウムイオン二次電池
CN110521046A (zh) * 2017-06-09 2019-11-29 日本电气硝子株式会社 全固体钠离子二次电池
JPWO2018225494A1 (ja) * 2017-06-09 2020-04-09 日本電気硝子株式会社 全固体ナトリウムイオン二次電池
US11404726B2 (en) 2017-06-09 2022-08-02 Nippon Electric Glass Co., Ltd. All-solid-state sodium ion secondary battery

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