JPH11297307A - ポリマーリチウムイオン二次電池 - Google Patents

ポリマーリチウムイオン二次電池

Info

Publication number
JPH11297307A
JPH11297307A JP10094495A JP9449598A JPH11297307A JP H11297307 A JPH11297307 A JP H11297307A JP 10094495 A JP10094495 A JP 10094495A JP 9449598 A JP9449598 A JP 9449598A JP H11297307 A JPH11297307 A JP H11297307A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positive electrode
negative electrode
current collector
electrode mixture
surface roughness
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.)
Withdrawn
Application number
JP10094495A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideki Nishihama
秀樹 西濱
Sadamu Kuze
定 久世
Katsuhiro Higaki
勝弘 檜垣
Akimichi Yokoyama
映理 横山
Hiroshi Sugiyama
拓 杉山
Tetsuo Kawai
徹夫 川合
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.)
Maxell Holdings Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Maxell Ltd filed Critical Hitachi Maxell Ltd
Priority to JP10094495A priority Critical patent/JPH11297307A/ja
Publication of JPH11297307A publication Critical patent/JPH11297307A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • 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

Landscapes

  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正極合剤および負極合剤の集電体への塗布性
および集電性を良好にし、電池性能の良好なポリマーリ
チウムイオン二次電池を提供する。 【解決手段】 集電体の少なくとも一方の面にゲル状の
正極合剤層を形成してなるシート状の正極、集電体の少
なくとも一方の面にゲル状の負極合剤層を形成してなる
シート状の負極およびシート状のポリマー電解質層を有
するポリマーリチウムイオン二次電池において、上記正
極および負極の集電体として、JIS−C−0601に
よる表面粗度Rzが3μm以上の金属箔を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、小型、軽量で薄型
化が可能なポリマーリチウムイオン二次電池に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、電解質を固体化すると漏液の
心配のない電池が得られることから、究極の電池と目さ
れていたが、イオン伝導度が溶液系のものに比べて数桁
低いなどの問題点があったため、汎用性のある電池の出
現までには至らなかった。
【0003】ところが、近年になってポリマーを有機溶
媒系の電解液とともにゲル化させると、イオン伝導度が
10-3S/cm程度に向上したイオン伝導度の高いポリ
マー電解質が得られるようになり、これを電池の電解質
として使用することにより特性の良い電池が得られるよ
うになったことから、ポリマー電池が再び脚光を浴びる
にようになってきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このようなポリマーリ
チウムイオン二次電池においては、正極、負極などの電
極は、活物質、バインダ、電解液などを含んだペースト
状の電極合剤を集電体に塗布し、加熱してゲル状の電極
合剤層を形成することによって作製され、その集電体と
しては金属箔が用いられているが、その際、電極合剤の
集電体への接着性や塗布性を良好にするために、電極合
剤中に大量の接着剤を混入させるか、または予め集電体
の表面にアセチレンブラッックなどの導電材を接着剤で
塗布しておき、その上に正極合剤や負極合剤などの電極
合剤を塗布することが行われていた。
【0005】しかしながら、これらの操作は、電池内に
絶縁性の接着剤を導入することになり、それによって電
池反応が阻害されて電池性能が低下する原因の一つにな
っていた。
【0006】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決し、大量の接着剤を使用することなく、正極合剤
や負極合剤の集電体への塗布を可能にし、電池性能の良
好なポリマーリチウムイオン二次電池を提供することを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため鋭意研究を重ねた結果、正極および負極
の集電体として、表面粗度Rzが3μm以上の金属箔を
用いることによって、上記課題を解決し、本発明を完成
するにいたった。
【0008】すなわち、本発明では、正極合剤や負極合
剤の集電体への接着性や塗布性を良好にするために、集
電体である金属箔の表面を粗くして、集電体と正極合剤
や負極合剤との接触面積を増加させ、かつ、その表面粗
さによってアンカー効果を発揮させて、正極合剤や負極
合剤の集電体への接着性や塗布性を良好にして、上記課
題を解決したのである。
【0009】たとえば、銅張り積層板の場合、ポリイミ
ドなどの基材との接着効果を高めるために、銅箔の表面
に瘤付け処理を行い、表面の凹凸を大きくしてアンカー
効果を増加させることにより、ピール強度の増加を図っ
ている。
【0010】本発明のポリマーリチウムイオン二次電池
における正極合剤や負極合剤は、最終的にはゲル状にす
るものであるため、集電体との接着性は、銅張り積層板
のような強固なものではないので、通常の金属箔(表面
粗度Rzは通常0.6μm程度)の表面に正極合剤や負
極合剤を塗布し加熱してゲル化させただけでは充分な接
着強度は得られず容易に剥がれてしまう。これに対し
て、表面粗度Rzを3μm以上にした金属箔を用いる場
合は、正極合剤や負極合剤の金属箔への塗布性が良好に
なり、かつゲル化後の正極合剤や負極合剤と集電体との
接着性が向上し、集電体からの剥がれも少なくなる。本
発明において、表面粗度Rzとは、JIS−C−060
1に規定される方法により測定された表面粗度をいい、
本書において特に「JIS−C−0601による」とい
う表示をしていない場合もJIS−C−0601に規定
される方法により測定された表面粗度Rzを意味する。
【0011】
【発明の実施の形態】集電体として用いる金属箔の表面
粗度Rzは大きいほど好ましく、特に5μm以上が好ま
しい。また、瘤付けされた金属箔の形状は、瘤の上に瘤
が乗っている形のものがより好ましく、また表面形状が
複雑なものの方がより好ましい。ただし、表面粗度Rz
があまりにも大きくなりすぎると、金属箔の強度に影響
を与えるので、表面粗度Rzが3μm以上で、16μm
以下、特に10μm程度までのものが好ましい。
【0012】金属箔の表面粗度Rzを大きくする方法と
しては、たとえば、電気分解によって瘤付けを行う方
法、バフ研磨によって表面を荒らす方法、薬品により表
面をエッチングする方法など、各種の方法を採用するこ
とができる。
【0013】集電体となる金属箔の材質としては、たと
えば、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼、グ
ラファイトなどが挙げられるが、正極の集電体としては
アルミニウム箔が好ましく、また負極の集電体としては
銅箔が好ましい。
【0014】
【実施例】つぎに、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに限
定されるものではない。
【0015】正極での実施例 正極活物質であるLiCoO2 10gに、導伝材のアセ
チレンブラック2g、プロピレンカーボネートを電解液
溶媒として含む電解液6gおよびポリフッ化ビニリデン
1.2gを加え、混合してペースト状の正極合剤を調製
した。上記電解液はプロピレンカーボネートとエチレン
カーボネートとの体積比1:1の混合溶媒にLiPF6
を1.22モル/リットル溶解させて調製したものであ
る。
【0016】このペースト状の正極合剤を表面粗度Rz
がそれぞれ0.6μm、3.0μm、7.4μm、1
0.5μmのアルミニウム箔の一方の面(この面の表面
粗度が上記の値になっている)に塗布機を用いて塗布し
た。その塗布状況(塗布時および塗布後の状況)を表1
に示す。なお、上記アルミニウム箔の表面粗度Rz値は
JIS−C−0601に規定される方法により測定され
た値である。また、上記のものを加熱してゲル化させた
ものを正極として用いた場合の電池性能を調べ、その結
果も表1に示した。電池は上記シート状の正極と、負極
活物質であるコークス6gに、導伝材のアセチレンブラ
ック0.6g、正極に使用したものと同様のプロピレン
カーボネートを電解液溶媒として含む電解液5gおよび
ポリフッ化ビニリデン0.8gを加えて、混合してペー
スト状の負極合剤を調製し、このペースト状の負極合剤
を表面粗度が8.2μmの銅箔の一方の面に塗布し、加
熱してゲル化させて得られたシート状の負極と、トリ
(エチレングリコール)ジメタクリレートとエチレング
リコールエチルカーボネートメタクリレートと2−エト
キシアクリレートとからなるアクリル系モノマー混合
物、その重合開始剤である過酸化ベンゾイルおよびプロ
ピレンカーボネートを電解液溶媒として含む前記と同様
の電解液の混合物を加熱してモノマーを重合させるとと
もにゲル化させることにより得られたシート状のゲル状
電解質とを組み合わせて構成したものであり、その電池
性能の比較は、20℃、0.5CでCCCVで4.2V
まで充電し、0.5CでCVで2.75Vまで放電し、
そのサイクル特性を比較することによって行った。
【0017】
【表1】
【0018】負極での実施例 負極活物質であるコークスを規定量の6g用い、それに
導伝材のアセチレンブラック0.6g、前記正極に使用
したものと同様のプロピレンカーボネートを電解液溶媒
として含む電解液5gおよびポリフッ化ビニリデン0.
8gを加え、混合してペースト状の負極合剤を調製し
た。
【0019】このペースト状負極合剤を表面粗度Rzが
それぞれ0.6μm、3.1μm、8.2μm、12.
2μmの銅箔の一方の面(この面の表面粗度が上記の値
になっている)に塗布機を用いて塗布した。その塗布状
況(塗布時および塗布後の状況)を表2に示す。なお、
上記銅箔の表面粗度Rz値はJIS−C 0601に規
定される方法によって測定された値である。また、上記
のものを加熱してゲル化させたものを負極として用いた
場合の電池性能を調べ、その結果も表2に示した。電池
は上記シート状の負極と、正極活物質であるLiCoO
2 10gに、導伝材のアセチレンブラック2g、プロピ
レンカーボネートを電解液溶媒として含む前記と同様の
電解液6gおよびポリフッ化ビニリデン1.2gを加え
て、混合してペースト状の正極合剤を調製し、このペー
スト状の正極合剤を表面粗度が7.4μmのアルミニウ
ム箔の一方の面に塗布し、加熱してゲル化させることに
より得られたシート状の正極と、トリ(エチレングリコ
ール)ジメタクリレートとエチレングリコールエチルカ
ーボネートメタクリレートと2−エトキシアクリレート
とからなるアクリル系モノマー混合物、その重合開始剤
である過酸化ベンゾイルおよびプロピレンカーボネート
を電解液溶媒として含む前記と同様の電解液の混合物を
加熱してモノマーを重合させるとともにゲル化させるこ
とにより得られたシート状のゲル状電解質とを組み合わ
せて構成したものであり、その電池性能の比較は、20
℃、0.2CでCCCVで4.2Vまで充電し、0.5
CでCVで2.75Vまで放電し、10サイクルさせた
後の容量を比較することによって行った。
【0020】
【表2】
【0021】上記表1および表2に示す結果から明らか
なように、集電体として表面粗度の大きい金属箔を用い
ることによって、正極合剤や負極合剤中に大量の接着剤
を含有させたり、金属箔の表面に予め接着剤で導伝材を
塗布しておくなどの前処理をすることなく、正極合剤や
負極合剤の塗布を良好に行うことができ、また、それら
の金属箔を集電体として用いて作製した電池は集電体と
の密着性が良好であるため良好な電池性能が得られた。
このことより明かなように、本発明によれば、良好な電
池性能を有するポリマーリチウムイオン二次電池を安定
して製造することが可能である。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、正極
および負極の集電体として、表面粗度Rzが3μm以上
の金属箔を用いることによって、正極合剤および負極合
剤の集電体への塗布を良好に行えるようにし、電池性能
の良好なポリマーリチウムイオン二次電池を提供するこ
とができた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 映理 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 杉山 拓 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内 (72)発明者 川合 徹夫 大阪府茨木市丑寅一丁目1番88号 日立マ クセル株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 集電体の少なくとも一方の面にゲル状の
    正極合剤層を形成してなるシート状の正極、集電体の少
    なくとも一方の面にゲル状の負極合剤層を形成してなる
    シート状の負極およびシート状のポリマー状電解質層を
    有するポリマーリチウムイオン二次電池において、上記
    正極および負極の集電体として、表面粗度Rzが3μm
    以上の金属箔を用いたことを特徴とするポリマーリチウ
    ムイオン二次電池。
JP10094495A 1998-04-07 1998-04-07 ポリマーリチウムイオン二次電池 Withdrawn JPH11297307A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10094495A JPH11297307A (ja) 1998-04-07 1998-04-07 ポリマーリチウムイオン二次電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10094495A JPH11297307A (ja) 1998-04-07 1998-04-07 ポリマーリチウムイオン二次電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11297307A true JPH11297307A (ja) 1999-10-29

Family

ID=14111892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10094495A Withdrawn JPH11297307A (ja) 1998-04-07 1998-04-07 ポリマーリチウムイオン二次電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11297307A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1722427A1 (en) * 2004-03-03 2006-11-15 Sanyo Electric Co., Ltd. Nonaqueous electrolyte battery
JP2007066633A (ja) * 2005-08-30 2007-03-15 Sony Corp 集電体,負極および電池

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1722427A1 (en) * 2004-03-03 2006-11-15 Sanyo Electric Co., Ltd. Nonaqueous electrolyte battery
EP1722427A4 (en) * 2004-03-03 2010-03-03 Sanyo Electric Co NON-AQUEOUS LECTROLYTIC BATTERY
US8715860B2 (en) 2004-03-03 2014-05-06 Sanyo Electric Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte battery
JP2007066633A (ja) * 2005-08-30 2007-03-15 Sony Corp 集電体,負極および電池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5280313B2 (ja) 親水性高分子で表面改質されたポリオレフィン微細多孔性膜、その表面改質方法及び表面改質されたポリオレフィン微細多孔性膜をセパレータとして備えるリチウムイオンポリマー電池
CN1839497B (zh) 电极及其制备方法
US20160133936A1 (en) Negative material layer and lithium-ion battery applying the same
JPH0997625A (ja) 非水電解質二次電池およびその製造方法
TW201316601A (zh) 集電體、電極結構體、非水電解質電池及蓄電構件
JPH09185960A (ja) 非水電解液二次電池用電極板及びその製造方法
JP2014132591A (ja) リチウム二次電池の電極合剤用スラリー、電極、その製造方法およびリチウム二次電池
JP2020113442A (ja) 非水電解質二次電池用電極
JP2001155772A (ja) リチウム二次電池
JP2008159297A (ja) アルミニウム箔の脱脂方法およびアルミニウム箔、ならびにそれからなる電池用極板芯材および電池用極板、ならびにそれらを用いたリチウムイオン二次電池
JP5621867B2 (ja) リチウムイオン二次電池
JPH10255808A (ja) 電池用バインダー溶液およびその製造方法
JP6938919B2 (ja) リチウムイオン二次電池の製造方法
JPH11297307A (ja) ポリマーリチウムイオン二次電池
JP5325326B2 (ja) 集電体、電極、二次電池、および二次電池の製造方法
JP2001052710A (ja) 電池用プライマー塗布集電体および当該集電体から成る電池ならびにその製造方法
JP2000182606A (ja) リチウム電池
CN108899576A (zh) 一种锂离子电池
JPH11297357A (ja) ポリマーリチウムイオン二次電池の製造方法
JP4725163B2 (ja) 非水電解質二次電池
JPS6047372A (ja) 固体電池
JPH11297330A (ja) ポリマーリチウムイオン二次電池
JPH08124560A (ja) 非水電解液2次電池用電極板の製造方法
JP2003173780A (ja) 負極用塗工組成物、負極板、及び、非水電解液二次電池
WO2022264499A1 (ja) バイポーラ電極及び蓄電装置

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20050607