JPH11297312A - Raw material and manufacture for polymer electrolyte secondary battery - Google Patents

Raw material and manufacture for polymer electrolyte secondary battery

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JPH11297312A
JPH11297312A JP10095835A JP9583598A JPH11297312A JP H11297312 A JPH11297312 A JP H11297312A JP 10095835 A JP10095835 A JP 10095835A JP 9583598 A JP9583598 A JP 9583598A JP H11297312 A JPH11297312 A JP H11297312A
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JP
Japan
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negative electrode
positive electrode
secondary battery
paste
current collector
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JP10095835A
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Japanese (ja)
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Toshiharu Kurisu
俊治 栗栖
Takahiro Kimijima
崇啓 君嶋
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FDK Twicell Co Ltd
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Toshiba Battery Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance charging and discharging performance in repeated usage. SOLUTION: This raw material for a polymer electrolyte secondary battery has a structure, in which a paste free from a nonaqueous electrolyte is applied to a current collector, and a density of a portion excluding the collector is 90% or higher of the theoretical density. This manufacturing method for the polymer electrolyte secondary battery has a process for applying the paste free from the nonaqueous electrolyte to the collector, a process for heating the resulting applied body, and a process for conducting press working for the applied body, thereby at least one electrode from among a positive electrode and a negative electrode is manufactured according to the manufacturing method. The temperature for the press working is made lower than the heating temperature for the applied body.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリマー電解質二
次電池用素材及びポリマー電解質二次電池の製造方法に
関する。
The present invention relates to a material for a polymer electrolyte secondary battery and a method for producing a polymer electrolyte secondary battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電子機器の発達にともない、小型
で軽量、かつエネルギー密度が高く、更に繰り返し充放
電が可能な非水電解液二次電池の開発が要望されてい
る。このような二次電池としては、リチウムまたはリチ
ウム合金を活物質とする負極と、モリブデン、バナジウ
ム、チタンあるいはニオブなどの酸化物、硫化物もしく
はセレン化物を活物質として含む正極と、非水電解液と
を具備したリチウム二次電池が知られている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the development of electronic equipment, there has been a demand for the development of a non-aqueous electrolyte secondary battery that is small, lightweight, has a high energy density, and can be repeatedly charged and discharged. Such a secondary battery includes a negative electrode containing lithium or a lithium alloy as an active material, a positive electrode containing an oxide, sulfide, or selenide such as molybdenum, vanadium, titanium, or niobium as an active material, and a nonaqueous electrolyte. There is known a lithium secondary battery including:

【0003】また、最近では負極に例えばコークス、黒
鉛、炭素繊維、樹脂焼成体、熱分解気相炭素のようなリ
チウムイオンを吸蔵放出する炭素質材料を含むものを用
い、正極としてリチウムコバルト酸化物やリチウムマン
ガン酸化物を含むものを用いるリチウムイオン二次電池
の開発、商品化が活発に行われている。
In recent years, a negative electrode containing a carbonaceous material that absorbs and releases lithium ions, such as coke, graphite, carbon fiber, a resin fired body, and pyrolytic gas phase carbon, has been used as a negative electrode. The development and commercialization of lithium ion secondary batteries using lithium and lithium manganese oxide-containing batteries are being actively pursued.

【0004】ところで、二次電池のさらなる軽量化及び
小型化を目的として、例えば米国特許公報第5,29
6,318号に開示されているように、ポリマー電解質
二次電池が開発されている。このポリマー電解質二次電
池は、シート状の正極と、シート状の負極と、前記正極
及び前記負極の間に介在された電解質層とを備える。前
記二次電池は、例えば、以下に説明する方法で製造され
る。まず、DBP(フタル酸ジブチル)のような後から
除去が可能な可塑剤と、ビニリデンフロライド[Vd
F]とヘキサフルオロプロピレン[HFP]の共重合体
のようなバインダを溶媒の存在下で混合し、これをシー
ト状に成形して非水電解液未含浸の電解質層を作製す
る。一方、リチウムイオンを吸蔵・放出する活物質と、
前記可塑剤と、前記バインダとを溶媒の存在下で混合
し、これをシート状に成形し、得られたシートを集電体
に熱圧着させることにより非水電解液未含浸の正極及び
負極を作製する。得られた正極及び負極をその間に電解
質層を介在させながら積層し、例えば熱圧着により一体
化する。ひきつづき、積層物中の可塑剤を除去した後、
非水電解液を含浸させ、得られた発電要素を外装材で密
封することにより前記電池を製造する。
Meanwhile, in order to further reduce the weight and size of the secondary battery, for example, US Pat.
As disclosed in US Pat. No. 6,318,318, a polymer electrolyte secondary battery has been developed. This polymer electrolyte secondary battery includes a sheet-shaped positive electrode, a sheet-shaped negative electrode, and an electrolyte layer interposed between the positive electrode and the negative electrode. The secondary battery is manufactured by, for example, a method described below. First, a plasticizer that can be removed later, such as DBP (dibutyl phthalate), and vinylidene fluoride [Vd
F] and a binder such as a copolymer of hexafluoropropylene [HFP] are mixed in the presence of a solvent, and the mixture is formed into a sheet to form an electrolyte layer not impregnated with a non-aqueous electrolyte. On the other hand, an active material that absorbs and releases lithium ions,
The plasticizer and the binder are mixed in the presence of a solvent, molded into a sheet, and the obtained sheet is thermocompressed to a current collector to form a non-aqueous electrolyte unimpregnated positive electrode and negative electrode. Make it. The obtained positive electrode and negative electrode are laminated with an electrolyte layer interposed therebetween, and integrated by, for example, thermocompression bonding. After removing the plasticizer in the laminate,
The battery is manufactured by impregnating with a non-aqueous electrolyte and sealing the obtained power generating element with an exterior material.

【0005】しかしながら、前述した製造方法による
と、非水電解液未含浸の正極及び負極をシートと集電体
との熱圧着によって作製するため、生産性に劣るという
問題点がある。
However, according to the above-described manufacturing method, since the positive electrode and the negative electrode not impregnated with the non-aqueous electrolyte are produced by thermocompression bonding between the sheet and the current collector, there is a problem that productivity is poor.

【0006】このようなことから、電解液未含浸の正極
及び負極を、活物質、可塑剤及びバインダを溶媒の存在
下で混合してペースト状にし、得られたペーストを集電
体に塗布する方法により作製することが考えられてい
る。しかしながら、単に塗布するだけの方法で作製され
た正極または負極は密度が低いため、ポリマー電解質二
次電池のサイクル寿命が短くなるという問題点がある。
For this reason, the positive electrode and the negative electrode not impregnated with the electrolyte are mixed into a paste by mixing an active material, a plasticizer, and a binder in the presence of a solvent, and the obtained paste is applied to a current collector. It is considered to be manufactured by a method. However, since the density of the positive electrode or the negative electrode manufactured by a simple application method is low, there is a problem that the cycle life of the polymer electrolyte secondary battery is shortened.

【0007】また、例えば磁気記録テープなどの製造工
程で行われるような樹脂ロールを用いたカレンダ掛けの
ような方法によって電解液未含浸の正極または負極を作
製することが提案されている。しかしながら、この方法
によると、正極及び負極の密度が十分に高くならないた
め、前述した塗布法と同様にサイクル寿命が低いという
問題点がある。
Further, it has been proposed to produce a positive electrode or a negative electrode not impregnated with an electrolyte by a method such as calendering using a resin roll as performed in a manufacturing process of a magnetic recording tape or the like. However, according to this method, since the densities of the positive electrode and the negative electrode do not become sufficiently high, there is a problem that the cycle life is short as in the above-described coating method.

【0008】一方、活物質、可塑剤及びバインダを溶媒
の存在下で混合してペースト状にし、得られたペースト
を集電体に塗布し、得られた塗布体に加熱加圧を施す方
法により電解液未含浸の正極または負極を作製すること
が検討されている。
On the other hand, an active material, a plasticizer and a binder are mixed in the presence of a solvent to form a paste, the obtained paste is applied to a current collector, and the obtained applied body is heated and pressed. Fabrication of a positive electrode or a negative electrode that is not impregnated with an electrolyte has been studied.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記方
法によると、前記塗布体がロールに取られ易く、しかも
伸びやすく、これを回避しようとして加圧温度を低くし
たり、加圧力を下げると密度が十分に上がらないために
サイクル寿命が低下するという問題点がある。また、加
熱加圧の際の塗布体の伸びは、集電体としてエキスパン
ドメタルのような多孔質集電体を用いた場合に著しかっ
た。
However, according to the above-mentioned method, the coated body is easily taken up on a roll and easily stretched. To avoid this, if the pressing temperature is lowered or the pressing force is lowered, the density is reduced. There is a problem that the cycle life is shortened because it is not sufficiently increased. Further, the elongation of the coated body during heating and pressurization was remarkable when a porous current collector such as expanded metal was used as the current collector.

【0010】本発明は、繰り返し使用における充放電性
能を向上することが可能なポリマー電解質二次電池用素
材を提供しようとするものである。
An object of the present invention is to provide a material for a polymer electrolyte secondary battery capable of improving charge / discharge performance in repeated use.

【0011】また、本発明は、生産性が高く、かつ繰り
返し使用における充放電性能が向上されたポリマー電解
質二次電池の製造方法を提供しようとするものである。
Another object of the present invention is to provide a method for producing a polymer electrolyte secondary battery having high productivity and improved charge / discharge performance in repeated use.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明に係るポリマー電
解質二次電池用素材は、非水電解液を含んでいないペー
ストが集電体に塗布された構造を有し、前記集電体を除
いた部分の密度が理論密度の90%以上であることを特
徴とするものである。
A material for a polymer electrolyte secondary battery according to the present invention has a structure in which a paste containing no non-aqueous electrolyte is applied to a current collector. The density of the portion is 90% or more of the theoretical density.

【0013】本発明に係るポリマー電解質二次電池の製
造方法は、非水電解液が含まれていないペーストを集電
体に塗布する工程と、前記塗布体を加熱する工程と、前
記塗布体にプレスを施す工程とを具備する方法により正
極及び負極のうち少なくともいずれか一方の電極を作製
することを特徴とするものである。
The method for producing a polymer electrolyte secondary battery according to the present invention comprises the steps of: applying a paste containing no nonaqueous electrolyte to a current collector; heating the applied body; And forming at least one of a positive electrode and a negative electrode by a method including a step of pressing.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るポリマー電解
質二次電池用素材及びポリマー電解質二次電池の製造方
法を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a material for a polymer electrolyte secondary battery according to the present invention and a method for manufacturing the polymer electrolyte secondary battery will be described.

【0015】(第1工程)非水電解液未含浸の正極用素
材、非水電解液未含浸の負極用素材及び非水電解液未含
浸の電解質層を作製する。
(First Step) A positive electrode material not impregnated with a nonaqueous electrolyte, a negative electrode material not impregnated with a nonaqueous electrolyte, and an electrolyte layer not impregnated with a nonaqueous electrolyte are prepared.

【0016】<正極用素材>前記正極用素材は、例え
ば、正極活物質、バインダ、可塑剤及び必要に応じて導
電性材料を溶媒の存在下で混練してペーストを調製し、
前記ペーストを集電体に塗布した後、得られた塗布体
に、加熱した後、プレスする操作を少なくとも1回施す
ことにより作製される。
<Material for Positive Electrode> For the material for positive electrode, for example, a paste is prepared by kneading a positive electrode active material, a binder, a plasticizer and, if necessary, a conductive material in the presence of a solvent,
After the paste is applied to a current collector, the paste is heated at least once and then pressed at least once.

【0017】前記正極活物質としては、種々の酸化物
(例えばLiMn2 4 などのリチウムマンガン複合酸
化物、二酸化マンガン、例えばLiNiO2 などのリチ
ウム含有ニッケル酸化物、例えばLiCoO2 などのリ
チウム含有コバルト酸化物、リチウム含有ニッケルコバ
ルト酸化物、リチウムを含む非晶質五酸化バナジウムな
ど)や、カルコゲン化合物(例えば、二硫化チタン、二
硫化モリブテンなど)等を挙げることができる。中で
も、リチウムマンガン複合酸化物、リチウム含有コバル
ト酸化物、リチウム含有ニッケル酸化物を用いるのが好
ましい。
Examples of the positive electrode active material include various oxides (eg, lithium manganese composite oxide such as LiMn 2 O 4 , manganese dioxide, lithium-containing nickel oxide such as LiNiO 2, and lithium-containing cobalt oxide such as LiCoO 2). Oxide, lithium-containing nickel-cobalt oxide, lithium-containing amorphous vanadium pentoxide and the like, and chalcogen compounds (for example, titanium disulfide and molybdenum disulfide). Among them, it is preferable to use a lithium manganese composite oxide, a lithium-containing cobalt oxide, and a lithium-containing nickel oxide.

【0018】前記バインダは、非水電解液を保持する性
質を有する。かかるバインダとしては、例えば、ポリエ
チレンオキサイド誘導体、ポリプロピレンオキサイド誘
導体、前記誘導体を含むポリマー、ポリテトラフルオロ
プロピレン、ビニリデンフロライド(VdF)とヘキサ
フルオロプロピレン(HFP)との共重合体、ポリビニ
リデンフロライド(PVdF)等を用いることができ
る。中でも、VdF―HFP共重合体が好ましい。前記
共重合体において、VdFは共重合体の骨格部でシート
の機械的強度の向上に寄与し、HFPは非晶質構造を有
し、リチウムイオンの透過部として機能する。前記HF
Pの共重合割合は12重量%以下にすることが好まし
い。
The binder has a property of retaining a non-aqueous electrolyte. Examples of such a binder include a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a polymer containing the derivative, polytetrafluoropropylene, a copolymer of vinylidene fluoride (VdF) and hexafluoropropylene (HFP), and polyvinylidene fluoride ( PVdF) or the like can be used. Among them, a VdF-HFP copolymer is preferred. In the copolymer, VdF contributes to the improvement of the mechanical strength of the sheet at the skeleton of the copolymer, and HFP has an amorphous structure and functions as a lithium ion transmission part. The HF
It is preferable that the copolymerization ratio of P be 12% by weight or less.

【0019】前記可塑剤としては、バインダとの相溶性
に優れ、シートに柔軟性を付与することができ、成形性
向上のためにシートの融点を低下させることができ、か
つ容易に除去されるものが良い。前記可塑剤としては、
例えば、フタル酸ジブチル(DBP)、フタル酸ジメチ
ル(DMP)、エチルフタリルエチルグリコレート(E
PEG)等を挙げることができる。
The plasticizer has excellent compatibility with the binder, can impart flexibility to the sheet, can lower the melting point of the sheet for improving formability, and is easily removed. Things are good. As the plasticizer,
For example, dibutyl phthalate (DBP), dimethyl phthalate (DMP), ethylphthalylethyl glycolate (E
PEG) and the like.

【0020】前記正極は、導電性を向上する観点から導
電性材料を含んでいてもよい。前記導電性材料として
は、例えば、人造黒鉛、カーボンブラック(例えばアセ
チレンブラックなど)、ニッケル粉末等を挙げることが
できる。
The positive electrode may include a conductive material from the viewpoint of improving conductivity. Examples of the conductive material include artificial graphite, carbon black (eg, acetylene black), nickel powder, and the like.

【0021】前記集電体としては、例えば、アルミニウ
ム製エキスパンドメタル、アルミニウム製メッシュ、ア
ルミニウム製パンチドメタル等の多孔質構造を有するも
の、あるいはアルミニウム箔のような金属箔を挙げるこ
とができる。
Examples of the current collector include those having a porous structure such as expanded metal made of aluminum, mesh made of aluminum, and punched metal made of aluminum, and metal foils such as aluminum foil.

【0022】前記正極用素材は、前記集電体を除いた部
分(非水電解液未含浸の正極層)の密度が理論密度の9
0%以上であることが好ましい。ここで、理論密度は、
前記溶媒を除いた正極材料(例えば、前記正極活物質、
前記バインダ、前記可塑剤及び前記導電性材料)を1つ
の物質とみなした際の密度である。前記密度を理論密度
の90%未満にすると、正極中の空隙が多くなるため、
二次電池のサイクル寿命が低下する恐れがある。より好
ましい範囲は、理論密度の95%以上である。
In the positive electrode material, the density of the portion excluding the current collector (the positive electrode layer not impregnated with the nonaqueous electrolyte) is 9% of the theoretical density.
It is preferably 0% or more. Where the theoretical density is
The positive electrode material excluding the solvent (for example, the positive electrode active material,
The density when the binder, the plasticizer, and the conductive material) are regarded as one substance. If the density is less than 90% of the theoretical density, the number of voids in the positive electrode increases,
The cycle life of the secondary battery may be reduced. A more preferable range is 95% or more of the theoretical density.

【0023】前記加熱は、例えば、ヒータブロック間を
通過させることにより行われる。前記加熱温度は、前記
ペーストの組成等に依存して変わるものではあるが、例
えば、110〜180℃の範囲にすることが好ましい。
前記加熱温度を110℃未満にすると、前記非水電解液
未含浸の正極層の密度を理論密度の90%以上にするこ
とが困難になる恐れがある。一方、前記加熱温度が18
0℃を越えると、塗布体に伸びが生じる恐れがある。前
記加熱温度のより好ましい範囲は、120〜160℃で
ある。
The heating is performed, for example, by passing between heater blocks. The heating temperature varies depending on the composition of the paste and the like, but is preferably in the range of 110 to 180 ° C, for example.
If the heating temperature is lower than 110 ° C., it may be difficult to increase the density of the non-aqueous electrolyte-unimpregnated positive electrode layer to 90% or more of the theoretical density. On the other hand, when the heating temperature is 18
If the temperature exceeds 0 ° C., there is a possibility that the coated body is elongated. A more preferable range of the heating temperature is 120 to 160 ° C.

【0024】前記プレスは、例えば、双ロールによるプ
レスか、あるいは平板プレスにより行われる。前記プレ
スの温度は、前記加熱温度に比べて低くすることが好ま
しい。プレス温度が加熱温度と同等か、もしくはこれよ
り高いと、塗布体に伸びが生じる恐れがある。前記プレ
ス温度は、前記ペーストの組成等に依存して変わるもの
の、100℃未満にすることが好ましい。また、前記プ
レス温度を50℃未満にすると、前記加熱工程にて加熱
された塗布体が急激に冷やされ、密度を高めることが困
難になる恐れがある。従って、前記プレス温度は、50
℃以上、かつ100℃未満にすることがより好ましい。
The pressing is performed, for example, by a twin roll press or a flat plate press. It is preferable that the temperature of the press be lower than the heating temperature. If the pressing temperature is equal to or higher than the heating temperature, there is a possibility that the coated body will be stretched. The pressing temperature varies depending on the composition of the paste and the like, but is preferably less than 100 ° C. If the press temperature is lower than 50 ° C., the coated body heated in the heating step may be rapidly cooled, and it may be difficult to increase the density. Therefore, the pressing temperature is 50
It is more preferable that the temperature is not lower than 100 ° C and lower than 100 ° C.

【0025】前記プレス圧は、前記ペーストの組成等に
依存して変わるものの、例えば双ロールによる場合は3
〜7kgf/cmの範囲にすることが好ましい。前記プ
レス圧を3kgf/cm未満にすると、前記電解液未含
浸の正極層の密度を理論密度の90%以上にすることが
困難になる恐れがある。一方、前記プレス圧が7kgf
/cmを越えると、塗布体に伸びが生じる恐れがある。
前記プレス圧のより好ましい範囲は、4〜6kgf/c
mである。
The pressing pressure varies depending on the composition of the paste and the like.
It is preferable to set the range to 7 kgf / cm. If the pressing pressure is less than 3 kgf / cm, it may be difficult to increase the density of the positive electrode layer not impregnated with the electrolyte to 90% or more of the theoretical density. On the other hand, when the press pressure is 7 kgf
If it exceeds / cm, the coated body may be stretched.
A more preferable range of the press pressure is 4 to 6 kgf / c.
m.

【0026】なお、本発明のポリマー電解質二次電池の
製造方法は、負極をペースト塗布、加熱及びプレスを経
て作製する場合、前記正極を、正極活物質、バインダ、
可塑剤及び必要に応じて導電性材料を溶媒の存在下で混
練してペーストを調製し、前記ペーストをシート状に成
形し、得られたシートを集電体に熱圧着させることによ
り作製することを許容する。
In the method for producing a polymer electrolyte secondary battery according to the present invention, when the negative electrode is prepared by applying a paste, heating and pressing, the positive electrode is made of a positive electrode active material, a binder,
A paste is prepared by kneading a plasticizer and, if necessary, a conductive material in the presence of a solvent, forming the paste into a sheet shape, and thermocompression-bonding the obtained sheet to a current collector. Tolerate.

【0027】<負極用素材>前記負極用素材は、例え
ば、負極活物質、バインダ、可塑剤及び必要に応じて導
電性材料を溶媒の存在下で混練してペーストを調製し、
前記ペーストを集電体に塗布し、得られた塗布体に、加
熱した後、プレスする操作を少なくとも1回施すことに
より作製される。
<Material for Negative Electrode> For the material for the negative electrode, for example, a paste is prepared by kneading a negative electrode active material, a binder, a plasticizer and, if necessary, a conductive material in the presence of a solvent.
The paste is applied to a current collector, and the obtained applied body is heated and then pressed at least once.

【0028】前記負極活物質としては、リチウムイオン
を吸蔵・放出する炭素質材料を挙げることができる。か
かる炭素質材料としては、例えば、有機高分子化合物
(例えば、フェノール樹脂、ポリアクリロニトリル、セ
ルロース等)を焼成することにより得られるもの、コー
クスや、メソフェーズピッチを焼成することにより得ら
れるもの、人造グラファイト、天然グラファイト等に代
表される炭素質材料を挙げることができる。中でも、5
00℃〜3000℃の温度で、常圧または減圧下にて前
記メソフェーズピッチを焼成して得られる炭素質材料を
用いるのが好ましい。
Examples of the negative electrode active material include carbonaceous materials that occlude and release lithium ions. Such carbonaceous materials include, for example, those obtained by firing organic polymer compounds (eg, phenolic resin, polyacrylonitrile, cellulose, etc.), those obtained by firing coke and mesophase pitch, and those made by artificial graphite. And carbonaceous materials represented by natural graphite and the like. Among them, 5
It is preferable to use a carbonaceous material obtained by firing the mesophase pitch at a temperature of 00 ° C to 3000 ° C under normal pressure or reduced pressure.

【0029】前記集電体としては、例えば、銅製エキス
パンドメタル、銅製メッシュ、銅製パンチドメタル等の
多孔質構造を有するもの、あるいは銅箔のような金属箔
を挙げることができる。
Examples of the current collector include those having a porous structure such as copper expanded metal, copper mesh, and copper punched metal, and metal foils such as copper foil.

【0030】前記バインダ、可塑剤及び導電性材料とし
ては、前述した正極で説明したのと同様なものが用いら
れる。
As the binder, the plasticizer, and the conductive material, the same materials as described in the above-described positive electrode are used.

【0031】前記負極用素材は、前記集電体を除いた部
分(非水電解液未含浸の負極層)の密度が理論密度の9
0%以上であることが好ましい。ここで、理論密度は、
前記溶媒を除いた負極材料(例えば、前記負極活物質、
前記バインダ、前記可塑剤及び前記導電性材料)を1つ
の物質とみなした際の密度である。前記密度を理論密度
の90%未満にすると、負極中の空隙が多くなるため、
二次電池のサイクル寿命が低下する恐れがある。より好
ましい範囲は、理論密度の95%以上である。
In the negative electrode material, the density of a portion excluding the current collector (a negative electrode layer not impregnated with a non-aqueous electrolyte) has a theoretical density of 9%.
It is preferably 0% or more. Where the theoretical density is
The negative electrode material excluding the solvent (for example, the negative electrode active material,
The density when the binder, the plasticizer, and the conductive material) are regarded as one substance. If the density is less than 90% of the theoretical density, the number of voids in the negative electrode increases,
The cycle life of the secondary battery may be reduced. A more preferable range is 95% or more of the theoretical density.

【0032】前記加熱は、前述した正極で説明したのと
同様な方法により行うことができる。前記加熱温度は、
前記ペーストの組成等に依存して変わるものの、110
〜180℃の範囲にすることが好ましい。前記加熱温度
を110℃未満にすると、前記非水電解液未含浸の負極
層の密度を理論密度の90%以上にすることが困難にな
る恐れがある。一方、前記加熱温度が180℃を越える
と、塗布体に伸びが生じる恐れがある。前記加熱温度の
より好ましい範囲は、120〜160℃である。
The heating can be performed by the same method as described for the positive electrode. The heating temperature is
Although it depends on the composition of the paste, etc., 110
It is preferable that the temperature be in the range of 180 to 180 ° C. If the heating temperature is lower than 110 ° C., it may be difficult to increase the density of the non-aqueous electrolyte-unimpregnated negative electrode layer to 90% or more of the theoretical density. On the other hand, if the heating temperature exceeds 180 ° C., there is a possibility that the coated body may be elongated. A more preferable range of the heating temperature is 120 to 160 ° C.

【0033】前記プレスは、前述した正極で説明したの
と同様な方法により行うことができる。前記プレスの温
度は、前記加熱温度に比べて低くすることが好ましい。
プレス温度が加熱温度と同等か、もしくはこれより高い
と、塗布体が伸びてしまう恐れがある。前記プレス温度
は、前記ペーストの組成等に依存して変わるものの、1
00℃未満にすることが好ましい。また、前記プレス温
度を50℃未満にすると、前記加熱工程にて加熱された
塗布体が急激に冷やされ、密度を高めることが困難にな
る恐れがある。従って、前記プレス温度は、50℃以
上、かつ100℃未満にすることがより好ましい。
The pressing can be performed by the same method as described for the positive electrode. It is preferable that the temperature of the press be lower than the heating temperature.
If the pressing temperature is equal to or higher than the heating temperature, the coated body may be elongated. Although the pressing temperature varies depending on the composition of the paste and the like,
It is preferable that the temperature is lower than 00 ° C. If the press temperature is lower than 50 ° C., the coated body heated in the heating step may be rapidly cooled, and it may be difficult to increase the density. Therefore, it is more preferable that the pressing temperature is 50 ° C. or higher and lower than 100 ° C.

【0034】前記プレス圧は、前記ペーストの組成等に
依存して変わるものの、例えば双ロールによる場合は1
〜7kgf/cmの範囲にすることが好ましい。前記プ
レス圧を1kgf/cm未満にすると、前記電解液未含
浸の負極層の密度を理論密度の90%以上にすることが
困難になる恐れがある。一方、前記プレス圧が7kgf
/cmを越えると、塗布体に伸びが生じる恐れがある。
前記プレス圧のより好ましい範囲は、2〜5kgf/c
mである。
The pressing pressure varies depending on the composition of the paste and the like.
It is preferable to set the range to 7 kgf / cm. If the pressing pressure is less than 1 kgf / cm, it may be difficult to increase the density of the negative electrode layer not impregnated with the electrolyte to 90% or more of the theoretical density. On the other hand, when the press pressure is 7 kgf
If it exceeds / cm, the coated body may be stretched.
The more preferable range of the press pressure is 2 to 5 kgf / c.
m.

【0035】なお、本発明のポリマー電解質二次電池の
製造方法は、正極をペースト塗布、加熱及びプレスを経
て作製する場合、前記負極を、負極活物質、バインダ、
可塑剤及び必要に応じて導電性材料を溶媒の存在下で混
練してペーストを調製し、前記ペーストをシート状に成
形し、得られたシートを集電体に熱圧着させることによ
り作製することを許容する。
In the method for producing a polymer electrolyte secondary battery according to the present invention, in the case where the positive electrode is manufactured by applying a paste, heating and pressing, the negative electrode is made of a negative electrode active material, a binder,
A paste is prepared by kneading a plasticizer and, if necessary, a conductive material in the presence of a solvent, forming the paste into a sheet shape, and thermocompression-bonding the obtained sheet to a current collector. Tolerate.

【0036】<非水電解液未含浸の電解質層>バインダ
及び可塑剤(更に必要に応じて有機物粒子か、あるいは
無機物粒子)を溶媒の存在下で混練してペーストを調製
し、製膜することにより前記電解質層を作製する。
<Electrolyte layer not impregnated with non-aqueous electrolyte> A paste is prepared by kneading a binder and a plasticizer (and, if necessary, organic particles or inorganic particles) in the presence of a solvent to form a film. Thus, the electrolyte layer is produced.

【0037】前記バインダ及び前記可塑剤としては、前
述した正極で説明したものと同様なものが用いられる。
特に、前記バインダとしては、VdF−HFP共重合体
が好ましい。前記共重合体のHFP共重合割合は、8〜
20重量%の範囲にすることが好ましい。
As the binder and the plasticizer, those similar to those described for the above-described positive electrode are used.
In particular, the binder is preferably a VdF-HFP copolymer. The HFP copolymerization ratio of the copolymer is from 8 to
It is preferred that the content be in the range of 20% by weight.

【0038】前記ペーストに有機物粒子、あるいは酸化
硅素粉末のような無機粒子を添加することによって、前
記電解質層の強度を向上させることができる。
By adding organic particles or inorganic particles such as silicon oxide powder to the paste, the strength of the electrolyte layer can be improved.

【0039】(第2工程)前記正極用素材及び前記負極
用素材をその間に前記電解質層を介在させて積層し、例
えば熱圧着により一体化し、積層物を得る。また、前記
正極用素材あるいは前記負極用素材にペーストを塗布し
て電解液未含浸の電解質層を形成し、これに先程の素材
と反対の極の素材を重ねることにより積層物を作製して
も良い。
(Second Step) The positive electrode material and the negative electrode material are laminated with the electrolyte layer interposed therebetween, and integrated by, for example, thermocompression bonding to obtain a laminate. Alternatively, a paste may be applied to the material for the positive electrode or the material for the negative electrode to form an electrolyte layer not impregnated with the electrolytic solution, and a laminate may be formed by stacking a material having a polarity opposite to that of the material described above. good.

【0040】(第3工程)前記積層物中の可塑剤を除去
する。
(Third Step) The plasticizer in the laminate is removed.

【0041】この可塑剤の除去は、溶媒抽出によって行
うことが好ましい。
The removal of the plasticizer is preferably performed by solvent extraction.

【0042】前記溶媒抽出は、溶媒に超音波を加えた
り、雰囲気を減圧にすることが好ましい。使用する溶媒
は、電池材料にダメージを与えにくく、かつ可塑剤との
相溶性が良いものであれば特に限定されない。例えば、
アルコール類、飽和炭化水素化合物などの有機溶媒が好
ましい。
In the solvent extraction, it is preferable to apply ultrasonic waves to the solvent or reduce the pressure of the atmosphere. The solvent used is not particularly limited as long as it does not easily damage the battery material and has good compatibility with the plasticizer. For example,
Organic solvents such as alcohols and saturated hydrocarbon compounds are preferred.

【0043】(第4工程)前記積層物に非水電解液を含
浸させる。
(Fourth Step) The laminate is impregnated with a non-aqueous electrolyte.

【0044】前記非水電解液は、非水溶媒に電解質を溶
解することにより調製される。
The non-aqueous electrolyte is prepared by dissolving an electrolyte in a non-aqueous solvent.

【0045】前記非水溶媒としては、エチレンカーボネ
ート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチ
レンカーボネート(BC)、ジメチルカーボネート(D
MC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチ
ルカーボネート(EMC)、γ−ブチロラクトン(γ−
BL)、スルホラン、アセトニトリル、1,2−ジメト
キシエタン、1,3−ジメトキシプロパン、ジメチルエ
ーテル、テトラヒドロフラン(THF)、2−メチルテ
トラヒドロフラン等を挙げることができる。前記非水溶
媒は、単独で使用しても、2種以上混合して使用しても
良い。
Examples of the non-aqueous solvent include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), and dimethyl carbonate (D
MC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), γ-butyrolactone (γ-
BL), sulfolane, acetonitrile, 1,2-dimethoxyethane, 1,3-dimethoxypropane, dimethyl ether, tetrahydrofuran (THF), 2-methyltetrahydrofuran and the like. The non-aqueous solvents may be used alone or as a mixture of two or more.

【0046】前記電解質としては、例えば、過塩素酸リ
チウム(LiClO4 )、六フッ化リン酸リチウム(L
iPF6 )、ホウ四フッ化リチウム(LiBF4 )、六
フッ化砒素リチウム(LiAsF6 )、トリフルオロメ
タンスルホン酸リチウム(LiCF3 SO3 )等のリチ
ウム塩を挙げることができる。
Examples of the electrolyte include lithium perchlorate (LiClO 4 ) and lithium hexafluorophosphate (L
iPF 6), boric tetrafluoride lithium (LiBF 4), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF 6), lithium salts such as lithium trifluoromethane sulfonate (LiCF 3 SO 3) may be mentioned.

【0047】前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量
は、0.2mol/l〜2mol/lとすることが望ま
しい。
The amount of the electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent is desirably 0.2 mol / l to 2 mol / l.

【0048】前記第1〜4工程を具備する方法によりポ
リマー電解質二次電池を得ることができる。
A polymer electrolyte secondary battery can be obtained by the method including the first to fourth steps.

【0049】以上詳述したように本発明に係わるポリマ
ー電解質二次電池用素材は、非水電解液を含んでいない
ペーストが集電体に塗布された構造を有し、かつ前記集
電体を除いた部分の密度が理論密度の90%以上である
ことを特徴とするものである。このような素材を用いて
作製された正極及び負極は、空隙を少なくすることがで
きる。従って、前記正極及び前記負極のうち少なくとも
一方の電極を備えたポリマー電解質二次電池は、サイク
ル寿命のような繰り返し使用における充放電性能を向上
することができる。
As described above in detail, the material for a polymer electrolyte secondary battery according to the present invention has a structure in which a paste containing no non-aqueous electrolyte is applied to a current collector, and the current collector is The density of the removed part is 90% or more of the theoretical density. A positive electrode and a negative electrode manufactured using such a material can reduce voids. Therefore, the polymer electrolyte secondary battery including at least one of the positive electrode and the negative electrode can improve charge / discharge performance in repeated use such as cycle life.

【0050】本発明に係わるポリマー電解質二次電池の
製造方法は、非水電解液が含まれていないペーストを集
電体に塗布する工程と、前記塗布体を加熱する工程と、
前記塗布体にプレスを施す工程とを具備する。このよう
な方法によれば、集電体として多孔質集電体を用いた際
にも塗布体に伸び等の不具合を生じさせることなく、集
電体を除く部分の密度を高めることができる。得られた
電極用素材から正極及び負極のうちの少なくとも一方の
電極を作製することによって、サイクル寿命のような繰
り返し使用における充放電性能が向上されたポリマー電
解質二次電池を生産性に優れる方法で提供することがで
きる。また、本発明によれば、可塑剤の除去及び非水電
解液の含浸を短時間で行えるという多孔質集電体を使用
する際の利点を生かすことができる。
The method for producing a polymer electrolyte secondary battery according to the present invention comprises the steps of: applying a paste containing no non-aqueous electrolyte to a current collector; heating the applied body;
Pressing the coated body. According to such a method, even when a porous current collector is used as the current collector, the density of a portion excluding the current collector can be increased without causing a problem such as elongation of the coating body. By producing at least one of the positive electrode and the negative electrode from the obtained electrode material, a polymer electrolyte secondary battery having improved charge / discharge performance in repeated use such as cycle life is produced in a method with excellent productivity. Can be provided. Further, according to the present invention, it is possible to take advantage of the use of a porous current collector, which can remove a plasticizer and impregnate a non-aqueous electrolyte in a short time.

【0051】さらに、前記プレスの温度を前記加熱温度
に比べて低くすることによって、前述した方法で作製さ
れた電極用素材の密度をさらに高くすることができるた
め、サイクル寿命をより向上することができる。
Further, by lowering the temperature of the press as compared with the heating temperature, the density of the electrode material manufactured by the above-described method can be further increased, so that the cycle life can be further improved. it can.

【0052】また、前記ペーストがビニリデンフロライ
ド(VdF)とヘキサフルオロプロピレン(HFP)の
共重合体及び可塑剤を含むことによって、前記二次電池
の非水電解液含浸量を増大させることができるため、サ
イクル寿命を大幅に向上することができる。
Further, since the paste contains a copolymer of vinylidene fluoride (VdF) and hexafluoropropylene (HFP) and a plasticizer, the amount of the nonaqueous electrolyte impregnated in the secondary battery can be increased. Therefore, the cycle life can be significantly improved.

【0053】[0053]

【実施例】以下、本発明に係わる実施例を図面を参照し
て詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0054】(実施例1) <正極用素材の作製>活物質として組成式がLiCoO
2 で表されるリチウム含有コバルト酸化物を56重量%
と、カーボンブラックを5重量%と、バインダとしてビ
ニリデンフロライド−ヘキサフルオロプロピレン(Vd
F−HFP)の共重合体粉末(共重合割合はVdFが8
8重量%で、HFPが12重量%である)を17重量%
と、フタル酸ジブチル(DBP)22重量%をアセトン
中で混合し、ペーストを調製した。得られたペーストを
開口率が70%のアルミニウム製エキスパンドメタルか
らなる集電体の両面にダイコータにより幅50mmで1
00m程度塗布した。得られた塗布体を150℃に加熱
されたヒータブロック間を毎分1mで通過させた後、5
kgf/cmのプレス圧に設定された双ロール間を通過
させるという操作を3回繰り返すことにより、非水電解
液未含浸の正極層の密度が理論密度の98%に相当する
正極用素材を作製した。得られた正極用素材は、伸びが
生じていなかった。なお、プレス時の塗布体の温度は7
0℃であった。また、前記理論密度は、リチウム含有コ
バルト酸化物、カーボンブラック、VdF−HFPの共
重合体及びDBPからなる混合物の密度から算出した。
Example 1 <Preparation of Material for Positive Electrode> The composition formula of the active material was LiCoO.
56% by weight of lithium-containing cobalt oxide represented by 2
And 5% by weight of carbon black, and vinylidene fluoride-hexafluoropropylene (Vd
F-HFP) copolymer powder (copolymerization ratio VdF is 8
8% by weight and HFP is 12% by weight) to 17% by weight
And 22% by weight of dibutyl phthalate (DBP) were mixed in acetone to prepare a paste. The obtained paste was applied to both sides of a current collector made of expanded metal made of aluminum having an opening ratio of 70% by a die coater to a width of 50 mm and a width of 1 mm.
About 100 m was applied. After passing the obtained coated body between heater blocks heated to 150 ° C. at 1 m / min,
By repeating the operation of passing between twin rolls set to a press pressure of kgf / cm three times, a positive electrode material having a non-aqueous electrolyte-unimpregnated positive electrode layer density equivalent to 98% of the theoretical density is produced. did. The obtained positive electrode material had no elongation. In addition, the temperature of the applied body at the time of pressing is 7
It was 0 ° C. The theoretical density was calculated from the density of a mixture of a lithium-containing cobalt oxide, carbon black, a copolymer of VdF-HFP, and DBP.

【0055】<負極用素材の作製>活物質としてメソフ
ェーズピッチ炭素繊維を56重量%と、カーボンブラッ
クを2重量%と、バインダとして前記正極で説明したの
と同様なVdF−HFPの共重合体粉末を17重量%
と、フタル酸ジブチル(DBP)25重量%をジメチル
ホルムアミド中で混合し、ペーストを調製した。得られ
たペーストを開口率が70%の銅製エキスパンドメタル
からなる集電体の両面にダイコータにより幅55mmで
100m程度塗布した。得られた塗布体を145℃に加
熱されたヒータブロック間を毎分1mで通過させた後、
4.5kgf/cmのプレス圧に設定された双ロール間
を通過させるという操作を3回繰り返すことにより、非
水電解液未含浸の負極層の密度が理論密度の95%に相
当する負極用素材を作製した。得られた負極用素材は、
伸びが生じていなかった。なお、プレス時の塗布体の温
度は70℃であった。また、前記理論密度は、メソフェ
ーズピッチ炭素繊維、カーボンブラック、VdF−HF
Pの共重合体及びDBPからなる混合物の密度から算出
した。
<Preparation of Material for Negative Electrode> Mesophase pitch carbon fiber as active material: 56% by weight, carbon black: 2% by weight, binder: VdF-HFP copolymer powder similar to that described for the positive electrode 17% by weight
And 25% by weight of dibutyl phthalate (DBP) in dimethylformamide to prepare a paste. The obtained paste was applied to both sides of a current collector made of a copper expanded metal having an opening ratio of 70% by a die coater to have a width of 55 mm and a thickness of about 100 m. After passing the obtained coated body between heater blocks heated to 145 ° C. at 1 m / min,
The operation of passing between twin rolls set to a press pressure of 4.5 kgf / cm is repeated three times, whereby the density of the non-aqueous electrolyte-unimpregnated negative electrode layer corresponds to 95% of the theoretical density. Was prepared. The obtained negative electrode material is
There was no elongation. In addition, the temperature of the applied body at the time of pressing was 70 ° C. The theoretical density is mesophase pitch carbon fiber, carbon black, VdF-HF
It was calculated from the density of the mixture consisting of the copolymer of P and DBP.

【0056】<非水電解液未含浸の電解質層の作製>酸
化硅素粉末を33.3重量部と、バインダとして前記正
極で説明したのと同様なVdF−HFPの共重合体粉末
を22.2重量部と、フタル酸ジブチル(DBP)4
4.5重量部をアセトン中で混合し、ペースト状にし
た。得られたペーストをPETフィルム上に塗布し、シ
ート化し、非水電解液未含浸の電解質層を作製した。
<Preparation of Electrolyte Layer Not Impregnated with Nonaqueous Electrolyte> 33.3 parts by weight of silicon oxide powder and 22.2 VdF-HFP copolymer powder similar to that described for the positive electrode as a binder were used. Parts by weight and dibutyl phthalate (DBP) 4
4.5 parts by weight were mixed in acetone to form a paste. The obtained paste was applied on a PET film, formed into a sheet, and an electrolyte layer not impregnated with a non-aqueous electrolyte was prepared.

【0057】<非水電解液の調製>エチレンカーボネー
ト(EC)とジメチルカーボネート(DMC)が体積比
で2:1の割合で混合された非水溶媒に電解質としての
LiPF6 をその濃度が1mol/lになるように溶解
させて非水電解液を調製した。
<Preparation of Non-Aqueous Electrolyte> LiPF 6 as an electrolyte was added to a non-aqueous solvent in which ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DMC) were mixed at a volume ratio of 2: 1 at a concentration of 1 mol / mol. 1 to prepare a non-aqueous electrolyte.

【0058】<電池の組立>得られた正極用素材及び負
極用素材を所定の寸法に切断した。前記正極用素材を2
枚、前記負極用素材を1枚及び前記電解液未含浸の電解
質層を2枚用意し、前記正極用素材と前記負極用素材を
その間に前記電解質層を介在させながら交互に積層し、
これらを加熱したヒータブロックを通過させた後、双ロ
ール間を通過させることにより、可塑剤を含む積層物を
作製した。
<Assembly of Battery> The obtained positive electrode material and negative electrode material were cut into predetermined dimensions. The material for the positive electrode is 2
Sheets, one sheet of the material for the negative electrode and two sheets of the electrolyte layer not impregnated with the electrolytic solution are prepared, and the material for the positive electrode and the material for the negative electrode are alternately laminated while interposing the electrolyte layer therebetween,
After passing these through a heated heater block, they were passed between twin rolls to produce a laminate containing a plasticizer.

【0059】このような積層物をメタノール中に浸漬
し、マグネチックスターラーで攪拌しながら放置した。
この操作をガスクロマトグラフィーによるDBPの濃度
が20ppm以下になるまで繰り返し行うことにより前
記積層物中の可塑剤を除去した。前記積層物を乾燥させ
た後、正負極リードの接続を行い、前記組成の非水電解
液を含浸させ、外装フィルムによって密封することによ
り、図1に示す構造を有し、理論容量が110mAhの
ポリマー電解質二次電池を製造した。
Such a laminate was immersed in methanol and left with stirring with a magnetic stirrer.
This operation was repeated until the concentration of DBP by gas chromatography became 20 ppm or less, thereby removing the plasticizer in the laminate. After drying the laminate, positive and negative electrode leads are connected, impregnated with a non-aqueous electrolyte of the above composition, and sealed with an exterior film to have a structure shown in FIG. 1 and a theoretical capacity of 110 mAh. A polymer electrolyte secondary battery was manufactured.

【0060】すなわち、発電要素1は、負極層2が多孔
質集電体3の両面に担持された構造の負極4を備える。
2枚の正極5は、前記負極4の両面に電解質層6を介し
て積層されている。各正極5は、正極層7が多孔質集電
体8の両面に担持された構造を有する。前記負極4の集
電体3は、図1の手前側に位置する部分に帯状の負極端
子9を有する。また、前記各正極5の集電体8は、前記
負極端子9と重ならないような位置(例えば、図1の奥
側に位置する部分)に帯状の正極端子10を有する。前
記負極端子9は、帯状の負極リード11に接続されてい
る。一方、前記2枚の正極端子10は、帯状の正極リー
ド(図示しない)に接続されている。このような発電要
素1は、水分や空気等に対してバリア機能を有する外装
フィルム12により前記正極リード及び前記負極リード
11が前記フィルム12から延出するように被覆されて
いる。前記フィルム12の開口部は、その内面に配され
た熱融着性樹脂を熱融着させることにより封止されてい
る。
That is, the power generating element 1 includes the negative electrode 4 having a structure in which the negative electrode layer 2 is supported on both surfaces of the porous current collector 3.
The two positive electrodes 5 are stacked on both surfaces of the negative electrode 4 with an electrolyte layer 6 interposed therebetween. Each positive electrode 5 has a structure in which a positive electrode layer 7 is supported on both surfaces of a porous current collector 8. The current collector 3 of the negative electrode 4 has a strip-shaped negative electrode terminal 9 in a portion located on the near side in FIG. The current collector 8 of each of the positive electrodes 5 has a band-shaped positive terminal 10 at a position where the current collector 8 does not overlap with the negative terminal 9 (for example, a portion located on the back side in FIG. 1). The negative electrode terminal 9 is connected to a strip-shaped negative electrode lead 11. On the other hand, the two positive electrode terminals 10 are connected to a belt-like positive electrode lead (not shown). Such a power generation element 1 is covered with an exterior film 12 having a barrier function against moisture, air, and the like so that the positive electrode lead and the negative electrode lead 11 extend from the film 12. The opening of the film 12 is sealed by heat-sealing a heat-fusible resin disposed on the inner surface thereof.

【0061】(実施例2) <正極用素材の作製>実施例1と同様にして得られたペ
ーストを実施例1で説明したのと同様な集電体の両面に
実施例1と同様に塗布した。得られた塗布体を所定の大
きさに切り出し、100mm四方の真鋳板に挟み、16
0℃に加熱されたヒータブロック間を毎分1mで通過さ
せた後、平板プレスで8×104 Paの加圧を行うとい
う操作を3回繰り返すことにより、非水電解液未含浸の
正極層の密度が理論密度の96%に相当する正極用素材
を作製した。得られた正極用素材は、伸びが生じていな
かった。なお、プレス時の塗布体の温度は70℃であっ
た。
(Example 2) <Preparation of positive electrode material> A paste obtained in the same manner as in Example 1 was applied to both surfaces of a current collector similar to that described in Example 1 in the same manner as in Example 1. did. The obtained coated body was cut into a predetermined size, and sandwiched between 100 mm square brass plates.
After passing through the heater block heated to 0 ° C. at a rate of 1 m / min, the operation of applying a pressure of 8 × 10 4 Pa by a flat plate press is repeated three times, so that the positive electrode layer not impregnated with the nonaqueous electrolytic solution is obtained. Of a positive electrode having a density of 96% of the theoretical density. The obtained positive electrode material had no elongation. In addition, the temperature of the applied body at the time of pressing was 70 ° C.

【0062】<負極用素材の作製>実施例1と同様にし
て得られたペーストを実施例1で説明したのと同様な集
電体の両面に実施例1と同様に塗布した。得られた塗布
体を所定の大きさに切り出し、100mm四方の真鋳板
に挟み、160℃に加熱されたヒータブロック間を毎分
1mで通過させた後、平板プレスで8×104 Paの加
圧を行うという操作を3回繰り返すことにより、非水電
解液未含浸の負極層の密度が理論密度の96%に相当す
る負極用素材を作製した。得られた負極用素材は、伸び
が生じていなかった。なお、プレス時の塗布体の温度は
70℃であった。
<Preparation of Material for Negative Electrode> A paste obtained in the same manner as in Example 1 was applied to both surfaces of a current collector similar to that described in Example 1 in the same manner as in Example 1. The obtained coated body was cut out into a predetermined size, sandwiched between 100 mm square brass plates, passed between heater blocks heated to 160 ° C. at 1 m / min, and then pressed with a flat plate press at 8 × 10 4 Pa. By repeating the operation of applying pressure three times, a negative electrode material having a density of the non-aqueous electrolyte-unimpregnated negative electrode layer corresponding to 96% of the theoretical density was produced. The obtained negative electrode material had no elongation. In addition, the temperature of the applied body at the time of pressing was 70 ° C.

【0063】<電池の組立>前記正極用素材を2枚と前
記負極用素材を1枚と実施例1で説明したのと同様な電
解質層を2枚用意し、前記正極用素材と前記負極用素材
をその間に前記電解質層を介在させながら交互に積層
し、これらを加熱したヒータブロックを通過させた後、
双ロール間を通過させることにより、可塑剤を含む積層
物を作製した。
<Assembly of Battery> Two positive electrode materials and one negative electrode material and two electrolyte layers similar to those described in Example 1 were prepared, and the positive electrode material and the negative electrode material were prepared. After alternately laminating the materials with the electrolyte layer interposed therebetween, and after passing them through the heater block heated,
By passing between twin rolls, a laminate containing a plasticizer was prepared.

【0064】このような積層物から実施例1で説明した
のと同様にして可塑剤を除去した。前記積層物を乾燥さ
せた後、正負極リードの接続を行い、実施例1と同様な
組成の非水電解液を含浸させ、外装フィルムによって密
封することにより、前述した図1に示す構造を有し、理
論容量が110mAhのポリマー電解質二次電池を製造
した。
The plasticizer was removed from such a laminate in the same manner as described in Example 1. After drying the laminate, the positive and negative electrode leads are connected, impregnated with a non-aqueous electrolyte having the same composition as in Example 1, and sealed with an exterior film to obtain the structure shown in FIG. 1 described above. Then, a polymer electrolyte secondary battery having a theoretical capacity of 110 mAh was manufactured.

【0065】(比較例1) <正極用素材の作製>実施例1と同様にして得られたペ
ーストを実施例1で説明したのと同様な集電体の両面に
実施例1と同様に塗布し、非水電解液未含浸の正極層の
密度が理論密度の83%に相当する正極用素材を作製し
た。
(Comparative Example 1) <Preparation of Material for Positive Electrode> A paste obtained in the same manner as in Example 1 was applied to both surfaces of a current collector similar to that described in Example 1 in the same manner as in Example 1. Then, a positive electrode material was prepared in which the density of the positive electrode layer not impregnated with the nonaqueous electrolyte solution was 83% of the theoretical density.

【0066】<負極用素材の作製>実施例1と同様にし
て得られたペーストを実施例1で説明したのと同様な集
電体の両面に実施例1と同様に塗布し、非水電解液未含
浸の負極層の密度が理論密度の74%に相当する負極用
素材を作製した。
<Preparation of Material for Negative Electrode> A paste obtained in the same manner as in Example 1 was applied to both surfaces of a current collector similar to that described in Example 1 in the same manner as in Example 1, and then subjected to non-aqueous electrolysis. A negative electrode material was prepared in which the density of the liquid-impregnated negative electrode layer was 74% of the theoretical density.

【0067】得られた正極用素材及び負極用素材を所定
の寸法に切断した。前記正極用素材を2枚、前記負極用
素材を1枚及び実施例1と同様な電解質層を2枚用意
し、前記正極用素材と前記負極用素材をその間に前記電
解質層を介在させながら交互に積層し、これらを加熱し
たヒータブロックを通過させた後、双ロール間を通過さ
せることにより、可塑剤を含む積層物を作製した。
The obtained positive electrode material and negative electrode material were cut into predetermined dimensions. Two positive electrode materials, one negative electrode material, and two electrolyte layers similar to those in Example 1 were prepared, and the positive electrode material and the negative electrode material were alternately arranged with the electrolyte layer interposed therebetween. After passing these through a heater block heated, they were passed between twin rolls to produce a laminate containing a plasticizer.

【0068】このような積層物から実施例1で説明した
のと同様にして可塑剤を除去した。前記積層物を乾燥さ
せた後、正負極リードの接続を行い、実施例1と同様な
組成の非水電解液を含浸させ、外装フィルムによって密
封することにより、前述した図1に示す構造を有し、理
論容量が110mAhのポリマー電解質二次電池を製造
した。
The plasticizer was removed from such a laminate in the same manner as described in Example 1. After drying the laminate, the positive and negative electrode leads are connected, impregnated with a non-aqueous electrolyte having the same composition as in Example 1, and sealed with an exterior film to obtain the structure shown in FIG. 1 described above. Then, a polymer electrolyte secondary battery having a theoretical capacity of 110 mAh was manufactured.

【0069】(比較例2)実施例1と同様にして得られ
た正極ペーストを実施例1で説明したのと同様な正極集
電体の両面に実施例1と同様に塗布した後、110℃に
加温され、かつ5kgf/cmのプレス圧に設定された
双ロール間を通過させたところ、塗布体が上下ロールへ
取られ、伸びが生じ、正極用素材を得ることができなか
った。
(Comparative Example 2) A positive electrode paste obtained in the same manner as in Example 1 was applied to both surfaces of the same positive electrode current collector as described in Example 1, and then applied at 110 ° C. When the mixture was heated and heated and passed between twin rolls set at a press pressure of 5 kgf / cm, the coated body was taken up by the upper and lower rolls, and elongation occurred, so that a positive electrode material could not be obtained.

【0070】一方、負極用素材についても、実施例1と
同様にして得られたペーストを実施例1で説明したのと
同様な集電体の両面に実施例1と同様に塗布した後、1
10℃に加温され、かつ3kgf/cmのプレス圧に設
定された双ロール間を通過させたところ、塗布体が上下
ロールへ取られ、伸びが生じ、負極用素材を得ることが
できなかった。
On the other hand, as for the material for the negative electrode, the paste obtained in the same manner as in Example 1 was applied to both surfaces of the current collector similar to that described in Example 1, and thereafter,
When the mixture was heated to 10 ° C. and passed between twin rolls set at a pressing pressure of 3 kgf / cm, the coated body was taken up by the upper and lower rolls, elongation occurred, and a negative electrode material could not be obtained. .

【0071】(比較例3) <正極用素材の作製>実施例1と同様にして得られたペ
ーストを実施例1で説明したのと同様な集電体の両面に
実施例1と同様に塗布した後、100℃に加温され、か
つ5kgf/cmのプレス圧に設定された双ロール間を
通過させ、非水電解液未含浸の正極層の密度が理論密度
の86%に相当する正極用素材を作製した。
(Comparative Example 3) <Preparation of Material for Positive Electrode> A paste obtained in the same manner as in Example 1 was applied to both surfaces of a current collector similar to that described in Example 1 in the same manner as in Example 1. After that, the mixture was passed between twin rolls heated to 100 ° C. and set to a pressing pressure of 5 kgf / cm, and the density of the non-aqueous electrolyte-unimpregnated positive electrode layer was 86% of the theoretical density. The material was made.

【0072】<負極用素材の作製>実施例1と同様にし
て得られたペーストを実施例1で説明したのと同様な集
電体の両面に実施例1と同様に塗布した後、100℃に
加温され、かつ3kgf/cmのプレス圧に設定された
双ロール間を通過させ、非水電解液未含浸の負極層の密
度が理論密度の83%に相当する負極用素材を作製し
た。
<Preparation of Material for Negative Electrode> A paste obtained in the same manner as in Example 1 was applied to both surfaces of a current collector similar to that described in Example 1 in the same manner as in Example 1, and then heated to 100 ° C. And passed through a twin roll set at a press pressure of 3 kgf / cm to produce a negative electrode material in which the density of the non-aqueous electrolyte-unimpregnated negative electrode layer was 83% of the theoretical density.

【0073】得られた正極用素材及び負極用素材を所定
の寸法に切断した。前記正極用素材を2枚、前記負極用
素材を1枚及び実施例1と同様な電解質層を2枚用意
し、前記正極用素材と前記負極用素材をその間に前記電
解質層を介在させながら交互に積層し、これらを加熱し
たヒータブロックを通過させた後、双ロール間を通過さ
せることにより、可塑剤を含む積層物を作製した。
The obtained positive electrode material and negative electrode material were cut into predetermined dimensions. Two positive electrode materials, one negative electrode material, and two electrolyte layers similar to those in Example 1 were prepared, and the positive electrode material and the negative electrode material were alternately arranged with the electrolyte layer interposed therebetween. After passing these through a heater block heated, they were passed between twin rolls to produce a laminate containing a plasticizer.

【0074】このような積層物から実施例1で説明した
のと同様にして可塑剤を除去した。前記積層物を乾燥さ
せた後、正負極リードの接続を行い、実施例1と同様な
組成の非水電解液を含浸させ、外装フィルムによって密
封することにより、前述した図1に示す構造を有し、理
論容量が110mAhのポリマー電解質二次電池を製造
した。
The plasticizer was removed from such a laminate in the same manner as described in Example 1. After drying the laminate, the positive and negative electrode leads are connected, impregnated with a non-aqueous electrolyte having the same composition as in Example 1, and sealed with an exterior film to obtain the structure shown in FIG. 1 described above. Then, a polymer electrolyte secondary battery having a theoretical capacity of 110 mAh was manufactured.

【0075】得られた実施例1〜2及び比較例1〜3の
二次電池について、1C(110mAh)の定電流、
4.2Vの定電圧充電、1C(110mAh)の定電流
放電を行う充放電サイクル試験を20℃で行い、20℃
におけるサイクル寿命を測定し、その結果を下記表1に
示す。なお、サイクル寿命は、初期容量の80%に容量
が低下した際のサイクル数で示す。
Regarding the obtained secondary batteries of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3, a constant current of 1 C (110 mAh),
A charge / discharge cycle test in which a constant voltage charge of 4.2 V and a constant current discharge of 1 C (110 mAh) is performed at 20 ° C.
Was measured, and the results are shown in Table 1 below. The cycle life is indicated by the number of cycles when the capacity is reduced to 80% of the initial capacity.

【0076】[0076]

【表1】 [Table 1]

【0077】表1から明らかなように、実施例1,2の
二次電池は、比較例1、3の二次電池に比べてサイクル
寿命が長いことがわかる。また、比較例2のように、塗
布体に事前に加熱を行わずに110℃で加熱加圧を施す
と、塗布体が上下ロールに取られ、しかも塗布体に伸び
が生じることがわかる。
As is apparent from Table 1, the secondary batteries of Examples 1 and 2 have a longer cycle life than the secondary batteries of Comparative Examples 1 and 3. Further, as shown in Comparative Example 2, when the application body is heated and pressed at 110 ° C. without previously heating, the application body is taken up by the upper and lower rolls, and the application body is elongated.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係るポリマ
ー電解質二次電池用素材及びポリマー電解質二次電池の
製造方法によれば、繰り返し使用における電池特性の安
定性を改善することができる等の顕著な効果を奏する。
As described above in detail, according to the material for a polymer electrolyte secondary battery and the method for producing a polymer electrolyte secondary battery according to the present invention, the stability of battery characteristics in repeated use can be improved. Has a remarkable effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例の方法で製造されたポリマー電解質二次
電池を示す断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a polymer electrolyte secondary battery manufactured by a method according to an example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…発電要素、 4…負極、 5…正極、 6…電解質層、 12…外装フィルム。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power generation element, 4 ... Negative electrode, 5 ... Positive electrode, 6 ... Electrolyte layer, 12 ... Exterior film.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 非水電解液を含んでいないペーストが集
電体に塗布された構造を有し、前記集電体を除いた部分
の密度が理論密度の90%以上であることを特徴とする
ポリマー電解質二次電池用素材。
1. A structure in which a paste containing no non-aqueous electrolyte is applied to a current collector, and a density of a portion excluding the current collector is 90% or more of a theoretical density. For polymer electrolyte secondary batteries.
【請求項2】 非水電解液が含まれていないペーストを
集電体に塗布する工程と、 前記塗布体を加熱する工程と、 前記塗布体にプレスを施す工程とを具備する方法により
正極及び負極のうち少なくともいずれか一方の電極を作
製することを特徴とするポリマー電解質二次電池の製造
方法。
2. A method comprising: applying a paste containing no non-aqueous electrolyte to a current collector; heating the applied body; and pressing the applied body. A method for producing a polymer electrolyte secondary battery, wherein at least one of the negative electrodes is produced.
【請求項3】 前記プレスを行う温度は、前記塗布体を
加熱する温度に比べて低いことを特徴とする請求項2記
載のポリマー電解質二次電池の製造方法。
3. The method according to claim 2, wherein a temperature at which the pressing is performed is lower than a temperature at which the coated body is heated.
【請求項4】 前記ペーストはビニリデンフロライド
(VdF)とヘキサフルオロプロピレン(HFP)の共
重合体及び可塑剤を含むことを特徴とする請求項2記載
のポリマー電解質二次電池の製造方法。
4. The method for producing a polymer electrolyte secondary battery according to claim 2, wherein the paste contains a copolymer of vinylidene fluoride (VdF) and hexafluoropropylene (HFP) and a plasticizer.
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