JPH11329448A - Nonaqueous secondary battery positive electrode current collector and nonaqueous secondary battery having this current collector - Google Patents

Nonaqueous secondary battery positive electrode current collector and nonaqueous secondary battery having this current collector

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JPH11329448A
JPH11329448A JP10133845A JP13384598A JPH11329448A JP H11329448 A JPH11329448 A JP H11329448A JP 10133845 A JP10133845 A JP 10133845A JP 13384598 A JP13384598 A JP 13384598A JP H11329448 A JPH11329448 A JP H11329448A
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JP
Japan
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positive electrode
current collector
secondary battery
aluminum foil
copolymer
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Application number
JP10133845A
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Japanese (ja)
Inventor
Manabu Kazuhara
学 数原
Kazuya Hiratsuka
和也 平塚
Katsuharu Ikeda
克治 池田
Takeshi Kawasato
健 河里
Yoshiaki Higuchi
義明 樋口
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11329448A publication Critical patent/JPH11329448A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the charge and discharge cycle durability with good retainability of electrolyte and stability by integrating an aluminum foil having a roughed surface layer having a specified thickness on the surface and having a specified breaking energy to an electrode consisting of a positive electrode active material and a binder to form a positive electrode body. SOLUTION: An aluminum foil having a roughed surface layer 1-5 μm thick in average, desirably 2-4 μm thick on the surface and having a breaking energy for No.1 dumbbell-like test piece regulated in JIS-K6301 of 3 kg.mm or more, desirably, 4-10 kg.mm is used. Further, this aluminum foil consists of an etched foil, and it has a loss by etching of a 1-8 g/m<2> , desirably, 3-5 g/m<2> . A positive electrode consisting of a positive electrode material and a binder is integrated with a current collector consisting of the aluminum foil to form a positive electrode body, and it is housed in a case together with a negative electrode body and a solution consisting of a lithium salt of solute and a nonaqueous solvent capable of dissolving the lithium salt to form a nonaqueous secondary battery.

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】本発明は非水系二次電池、特
に作動信頼性に優れた非水系二次電池に関する。
The present invention relates to a non-aqueous secondary battery, and more particularly to a non-aqueous secondary battery having excellent operation reliability.

【0002】[0002]

【従来の技術】電極活物質としてアルカリ金属、アルカ
リ金属イオンを吸蔵、放出可能な材料を用いる電池が高
エネルギ密度を有するものとして注目されており、なか
でもリチウム二次電池は特にエネルギ密度が高いため、
電子機器の電源として広く用いられつつある。
2. Description of the Related Art A battery using a material capable of occluding and releasing an alkali metal or an alkali metal ion as an electrode active material has attracted attention as having a high energy density. Among them, a lithium secondary battery has a particularly high energy density. For,
It is being widely used as a power source for electronic devices.

【0003】液状の電解液を用いた二次電池は、例え
ば、正極活物質、導電材及び結合材に溶剤を加えて混合
したスラリを、金属箔からなる集電体の表面に塗工して
50〜100μmの厚さの電極層を形成し、乾燥するこ
とによって集電体と一体化されたシート状の正極体を得
る。負極体も同様にして得た後、正極体及び負極体を所
要の寸法に切断し、間にセパレータのフィルムを挟んで
巻回して素子とするか、又は正極体と負極体を間にセパ
レータのフィルムを挟んで複数交互に積層して素子と
し、この素子を容器に収容して電解液を含浸させた後封
口して電池としている。このような液状の電解液を用い
た二次電池は、充放電サイクル耐久性の向上が望まれて
いる。
[0003] A secondary battery using a liquid electrolyte is prepared, for example, by applying a slurry obtained by adding a solvent to a positive electrode active material, a conductive material and a binder on a surface of a current collector made of a metal foil. An electrode layer having a thickness of 50 to 100 μm is formed and dried to obtain a sheet-like positive electrode body integrated with the current collector. After the negative electrode body is obtained in the same manner, the positive electrode body and the negative electrode body are cut into required dimensions, and a separator film is sandwiched therebetween and wound to form an element, or the positive electrode body and the negative electrode body are separated from each other by a separator. A plurality of elements are alternately laminated with a film interposed therebetween to form an element. The element is housed in a container, impregnated with an electrolytic solution, and sealed to form a battery. A secondary battery using such a liquid electrolyte is desired to have improved charge / discharge cycle durability.

【0004】また、近年、一次電池及び二次電池に液状
である電解液を用いることによって生じる漏液の対策、
可燃性電解液の着火性低減対策、及び電池のフィルム状
化による電子機器への組み込み性の向上とスペースの有
効利用等の見地より、各種ポリマー電解質が提案されて
いる(特表平8−507407)。
In recent years, measures have been taken to prevent liquid leakage caused by using a liquid electrolyte for a primary battery and a secondary battery.
Various polymer electrolytes have been proposed from the standpoints of measures to reduce the ignitability of the flammable electrolyte, improvement of incorporation into electronic devices by making the battery into a film, and effective use of space (Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-507407). ).

【0005】そのなかで、ポリエチレンオキシド系ポリ
マー電解質は電気化学的には安定であるが、有機電解液
の溶媒の保持性が低い難点がある。三次元構造のポリア
クリレート系ポリマー電解質は、溶媒の保持性はよいも
のの電気化学的に不安定で高電位の電池には適さない。
[0005] Among them, polyethylene oxide-based polymer electrolytes are electrochemically stable, but have a drawback that the solvent retention of the organic electrolyte is low. The polyacrylate-based polymer electrolyte having a three-dimensional structure has good solvent retention, but is electrochemically unstable and is not suitable for a high-potential battery.

【0006】ポリフッ化ビニリデンからなるポリマー電
解質は電気化学的に安定であり、フッ素原子を含むので
ポリマーの耐熱性が高い特徴があるが、ポリマー電解質
の温度を上げると電解液がポリマーよりにじみ出る。こ
れに対し、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレ
ンの共重合体を使用することによりこの問題を解決する
試みもある。しかし、従来のポリマー電解質使用リチウ
ム二次電池は、大電流での充放電を行い難く、液状の電
解液使用リチウム二次電池に比べ、充放電サイクル耐久
性が劣る欠点があった。
[0006] A polymer electrolyte made of polyvinylidene fluoride is electrochemically stable and has high heat resistance because of containing fluorine atoms. However, when the temperature of the polymer electrolyte is increased, the electrolyte oozes out of the polymer. On the other hand, there is an attempt to solve this problem by using a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene. However, a conventional lithium secondary battery using a polymer electrolyte has a drawback that it is difficult to perform charging / discharging at a large current, and the charge / discharge cycle durability is inferior to a lithium secondary battery using a liquid electrolyte.

【0007】一方、集電体については、酸化還元性を有
する導電性高分子活物質との密着性を向上させるため
に、アルミニウム電解コンデンサの電極用アルミニウム
電解箔を正極集電体とすることが提案されている(特開
平8−298137)。
On the other hand, as for the current collector, an aluminum electrolytic foil for an electrode of an aluminum electrolytic capacitor is preferably used as a positive electrode current collector in order to improve the adhesion to a conductive polymer active material having a redox property. It has been proposed (JP-A-8-298137).

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】例えば、上記のアルミ
ニウム電解コンデンサの電極用アルミニウム電解箔を正
極集電体とし、フルオロオレフィンに基づく重合単位を
含むポリマーをマトリックスとするポリマー電解質と正
極活物質との混合物からなる正極と一体化して正極体を
構成した場合、平滑アルミニウム箔やサンドブラスト等
で表面を粗面化したアルミニウム箔を集電体とする場合
に比べて密着性は向上する。
For example, an aluminum electrolytic foil for an electrode of the above aluminum electrolytic capacitor is used as a positive electrode current collector, and a polymer electrolyte containing a polymer containing polymerized units based on fluoroolefin as a matrix and a positive electrode active material. When the positive electrode body is formed integrally with the positive electrode made of the mixture, the adhesion is improved as compared with the case where the current collector is made of a smooth aluminum foil or an aluminum foil whose surface is roughened by sandblasting or the like.

【0009】しかし、得られた正極体の強度は弱く、正
極体の製造工程又は正極体とセパレータと負極体により
素子を作製する工程で破損が起こりやすい。正極体の強
度を確保するためにはアルミニウム電解箔の厚さを厚く
すればよいが、電池の軽量化と小型化を損なうととも
に、アルミニウム電解箔の使用量が増大して高コストと
なる問題がある。
However, the strength of the obtained positive electrode body is low, and breakage is likely to occur in the process of manufacturing the positive electrode body or in the step of manufacturing an element using the positive electrode body, the separator and the negative electrode body. In order to ensure the strength of the positive electrode body, the thickness of the aluminum electrolytic foil may be increased, but there is a problem in that the weight and size of the battery are impaired, and the use of the aluminum electrolytic foil increases to increase the cost. is there.

【0010】また、平均孔径10〜100μmの孔が2
5〜50000個/cm2 存在し、かつ開口率が5%未
満であるアルミニウム箔を正極集電体として用いること
も提案されている(特開平9−022699)が、孔の
密度が不充分であるためポリマー電解質の集電体に対す
る密着力が不足し、集電体の強度とポリマー電解質の集
電体への接合力のバランスをとりにくく、さらなる改良
が望まれていた。
In addition, the number of pores having an average pore diameter of 10 to 100 μm is 2
It has also been proposed to use an aluminum foil having 5 to 50000 pieces / cm 2 and an aperture ratio of less than 5% as a positive electrode current collector (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-22699), but the density of holes is insufficient. For this reason, the adhesion of the polymer electrolyte to the current collector is insufficient, and it is difficult to balance the strength of the current collector with the bonding force of the polymer electrolyte to the current collector, and further improvement has been desired.

【0011】そこで本発明は、上記問題点を解決し、内
部抵抗が小さく、充放電サイクルを繰り返しても正極材
料が正極体から脱落せず電池容量の減少や内部抵抗の増
大がなく、低コストかつ充放電サイクル耐久性に優れた
非水系二次電池用の正極集電体及び該集電体を有する非
水系二次電池を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention solves the above-mentioned problems, and has a low internal resistance, the positive electrode material does not fall off from the positive electrode body even after repeated charge / discharge cycles, and there is no decrease in battery capacity or increase in internal resistance. It is another object of the present invention to provide a positive electrode current collector for a non-aqueous secondary battery having excellent charge / discharge cycle durability and a non-aqueous secondary battery having the current collector.

【0012】さらに、上記正極集電体を特定のポリマー
をマトリックスとするポリマー電解質と組み合わせて使
用することにより、電解質の保持性がよく、安定で、充
放電サイクル耐久性が優れたポリマー電解質使用非水系
二次電池を提供することを目的とする。
Further, by using the above-mentioned positive electrode current collector in combination with a polymer electrolyte having a specific polymer as a matrix, the use of a polymer electrolyte having good electrolyte retention, stability, and excellent charge / discharge cycle durability can be achieved. An object is to provide an aqueous secondary battery.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、正極活物質と
結合材とからなる電極と一体化して正極体を形成する、
アルミニウム箔からなる非水系二次電池用正極集電体に
おいて、前記アルミニウム箔は、表面に平均1〜5μm
の厚さの粗面化層を有しかつJIS−K6301に規定
される1号形のダンベル状試験片における破断エネルギ
が3kg・mm以上であることを特徴とする非水系二次
電池用正極集電体と該集電体を有する非水系二次電池を
提供する。
According to the present invention, a positive electrode body is formed integrally with an electrode comprising a positive electrode active material and a binder.
In the positive electrode current collector for a non-aqueous secondary battery made of an aluminum foil, the aluminum foil has an average surface of 1 to 5 μm on its surface.
A positive electrode for a non-aqueous secondary battery, characterized by having a roughened layer having a thickness of 3 mm and having a breaking energy of 3 kg · mm or more in a No. 1 dumbbell-shaped test piece specified in JIS-K6301. Provided is a current collector and a non-aqueous secondary battery including the current collector.

【0014】本明細書においては、正極活物質、結合材
及び必要に応じて添加される導電材からなる正極を正極
集電体と一体化させたものを正極体という。また、負極
体についても同様の定義とする。
In the present specification, a positive electrode body in which a positive electrode comprising a positive electrode active material, a binder, and a conductive material added as necessary is integrated with a positive electrode current collector. The same definition applies to the negative electrode body.

【0015】本発明におけるアルミニウム箔は、表面の
粗面化層の厚さが平均1〜5μmである。1μm未満で
は、正極活物質と結合材とからなる正極と集電体との接
合力が弱い。特に、あらかじめ正極をシート状に成形し
てから集電体と接合する場合、正極シートと集電体とが
集電体のほぼ表面のみで接合されるため接合力が弱い。
また、5μm超とすると接合力のさらなる向上はみられ
ず、粗面化層の厚さが厚くなるほどアルミニウム箔の強
度が低下する。特には2〜4μmであると好ましい。
The aluminum foil of the present invention has a surface roughened layer having an average thickness of 1 to 5 μm. If it is less than 1 μm, the bonding strength between the positive electrode comprising the positive electrode active material and the binder and the current collector is weak. In particular, when the positive electrode is previously formed into a sheet and then joined to the current collector, the joining force is weak because the positive electrode sheet and the current collector are joined almost only on the surface of the current collector.
On the other hand, if it exceeds 5 μm, no further improvement in bonding strength is observed, and the strength of the aluminum foil decreases as the thickness of the roughened layer increases. In particular, the thickness is preferably 2 to 4 μm.

【0016】本発明において、正極集電体の片面のみに
正極を形成する場合、アルミニウム箔の粗面化層は、正
極との接合部となるアルミニウム箔の片側の表面のみに
形成してもよいが、アルミニウム箔に連続的に高速かつ
安価に粗面化層を形成するために箔の両面に設けてもよ
い。
In the present invention, when the positive electrode is formed on only one surface of the positive electrode current collector, the roughened layer of the aluminum foil may be formed only on one surface of the aluminum foil to be joined to the positive electrode. However, in order to form the roughened layer continuously and inexpensively on the aluminum foil, it may be provided on both sides of the foil.

【0017】本発明において、正極集電体となるアルミ
ニウム箔は、JIS−K6301に規定される1号形の
ダンベル状試験片の形状に打ち抜いて、該試験片を用い
て引っ張り試験機により引っ張り強度を測定すると、3
kg・mm以上の破断エネルギを有する。なお、本発明
における破断エネルギとは、前記試験片について引っ張
り試験機により引っ張り荷重と伸びとの関係を測定し、
得られた伸び(mm)/引っ張り荷重(kg)曲線の積
分値として求められるものとする。ただし、このときの
測定条件は、測定温度は室温(20〜25℃)であり、
引っ張り速度を5mm/分とし、初期の試験片つかみ間
の距離を70mmとする。
In the present invention, the aluminum foil serving as the positive electrode current collector is punched out in the form of a No. 1 dumbbell-shaped test piece specified in JIS-K6301, and the tensile strength is measured by a tensile tester using the test piece. Is measured, 3
It has a breaking energy of not less than kg · mm. Incidentally, the breaking energy in the present invention, by measuring the relationship between the tensile load and elongation of the test piece by a tensile tester,
It is determined as an integral value of the obtained elongation (mm) / tensile load (kg) curve. However, the measurement condition at this time is that the measurement temperature is room temperature (20 to 25 ° C.)
The pulling speed is 5 mm / min, and the initial distance between the specimen grips is 70 mm.

【0018】アルミニウム箔の破断エネルギが3kg・
mm未満であると、活物質と集電体とを接合するとき、
正極体と負極体とを積層したり巻回して電池素子を組み
立てるとき、又は正極体にリードを溶接するとき等の外
部応力により正極体が破損しやすい。特に電池が過酷な
外部振動にさらされる用途では、正極集電体アルミニウ
ム箔の破断エネルギは4kg・mm以上であるのが好ま
しい。
The breaking energy of the aluminum foil is 3 kg ·
If less than mm, when joining the active material and the current collector,
When the battery element is assembled by laminating or winding the positive electrode body and the negative electrode body, or when the lead is welded to the positive electrode body, the positive electrode body is easily damaged by external stress. In particular, in applications where the battery is exposed to severe external vibration, the breaking energy of the positive electrode current collector aluminum foil is preferably 4 kg · mm or more.

【0019】また、強度の点では破断エネルギは大きい
方が好ましいが、破断エネルギを高めるにはアルミニウ
ム箔の粗面化されていない部分を厚くしなくてはならな
いので、電池の単位体積あたりに集電体が占める割合が
多くなり、電池の単位体積あたりの容量(以下、容量密
度という)が小さくなる。したがって、破断エネルギは
15kg・mm以下、特には10kg・mm以下である
ことが好ましい。
Further, it is preferable that the breaking energy is large in terms of strength. However, in order to increase the breaking energy, the non-roughened part of the aluminum foil must be thickened. The proportion occupied by the conductor increases, and the capacity per unit volume of the battery (hereinafter referred to as capacity density) decreases. Therefore, the breaking energy is preferably 15 kg · mm or less, particularly preferably 10 kg · mm or less.

【0020】従来のアルミニウム電解コンデンサ用箔
は、強度を維持しつつ高い容量を発現することが商品の
基本命題である。一方、電池用集電体は活物質と集電体
との接合力が強く、かつ集電体と一体化された電極体の
強度が強いことが必要とされており、アルミニウム電解
コンデンサ用箔の基本命題とは異なる。したがって、ア
ルミニウム電解コンデンサ用箔を電池用集電体に適用し
ても電池として良好な特性は得られない。そこで本発明
者等はアルミニウム電解コンデンサ用箔とは切り離して
新たな構造のアルミニウム箔について鋭意検討し、本発
明に至った。
It is a basic proposition of commercial products that a conventional foil for an aluminum electrolytic capacitor develops a high capacity while maintaining strength. On the other hand, the current collector for a battery is required to have a strong bonding force between the active material and the current collector and to have a strong electrode body integrated with the current collector. It is different from the basic proposition. Therefore, even if the foil for an aluminum electrolytic capacitor is applied to a battery current collector, good characteristics as a battery cannot be obtained. Therefore, the present inventors diligently studied an aluminum foil having a new structure separately from the foil for an aluminum electrolytic capacitor, and reached the present invention.

【0021】本発明におけるアルミニウム箔は、エッチ
ングされた箔であることが好ましく、そのエッチングに
より1〜8g/m2 減量していることが好ましい。エッ
チングによる減量が1g/m2 未満であると、分極性電
極と集電体との接合力が弱くなりやすい。エッチングに
よる減量が8g/m2 を超えると、もはや電極層と集電
体との接合力は向上せず、エッチングコストが上昇して
生産効率が悪くなる。さらに、エッチングによる粗面化
層の空隙率が高くなりすぎるため、粗面化層自体の機械
的強度が低下し、電極層と集電体とを接合して電極体を
形成したときに集電体の粗面化層と粗面化されていない
部分との界面で剥離しやすくなる場合がある。エッチン
グ減量は2〜6g/m2 、特には3〜5g/m2 である
とさらに好ましい。
The aluminum foil in the present invention is preferably an etched foil, and the etching preferably reduces the weight by 1 to 8 g / m 2 . If the weight loss due to etching is less than 1 g / m 2 , the bonding strength between the polarizable electrode and the current collector tends to be weak. If the weight loss due to etching exceeds 8 g / m 2 , the bonding strength between the electrode layer and the current collector will no longer be improved, and the etching cost will increase, resulting in poor production efficiency. Furthermore, since the porosity of the roughened layer due to etching becomes too high, the mechanical strength of the roughened layer itself decreases, and current is collected when the electrode layer and the current collector are joined to form the electrode body. In some cases, it is easy to peel off at the interface between the roughened layer and the non-roughened part of the body. The loss on etching is more preferably 2 to 6 g / m 2 , particularly preferably 3 to 5 g / m 2 .

【0022】本発明におけるアルミニウム箔のエッチン
グ方法としては、交流エッチング、直流エッチング、化
学エッチングの3つの方法がある。そして、エッチング
液組成、温度、時間、周波数、電流密度、多段エッチン
グ手法等を適宜選択することにより、粗面化層の厚さ、
アルミニウム箔のエッチングピットの密度、粗面化層の
静電容量が異なる種々の粗面化構造の箔を工業的に連続
生産できる。
As the method for etching the aluminum foil in the present invention, there are three methods: AC etching, DC etching, and chemical etching. Then, by appropriately selecting the composition of the etching solution, the temperature, the time, the frequency, the current density, the multi-stage etching method, etc., the thickness of the roughened layer,
It is possible to industrially continuously produce foils having various roughened structures having different etching pit densities of the aluminum foil and different capacitances of the roughened layer.

【0023】交流エッチングの場合、例えばR.S.A
lwittらによるJ.Electrochem.So
c.,128,300〜305(1981)、又は福岡
らによる住友軽金属技報205〜212(1993)の
詳細な記載に基づいて行うと、海綿状の面構造が形成で
きる。交流エッチングでは、周波数を高くしたりエッチ
ング温度を高くすると、アルミニウム箔の表面のエッチ
ング孔の孔径を小さくできる。
In the case of AC etching, for example, S. A
J. lwitt et al. Electrochem. So
c. , 128, 300-305 (1981) or Sumitomo Light Metal Technical Report 205-212 (1993) by Fukuoka et al. Can form a spongy surface structure. In the AC etching, when the frequency or the etching temperature is increased, the diameter of the etching hole on the surface of the aluminum foil can be reduced.

【0024】交流エッチングにより形成される海綿状の
多孔構造からなる粗面化層、及びアルミニウム箔表面を
(100)面が配向して大部分を占めている箔を用いて
直流エッチングを行い、箔の厚さ方向に垂直に孔が形成
されたいわゆるピット箔構造の層が、本発明における正
極集電体アルミニウム箔の表面の粗面化層の代表的な構
造である。
DC etching is performed using a roughened layer having a spongy porous structure formed by AC etching and a foil in which the (100) plane is oriented and occupies most of the aluminum foil surface. A layer having a so-called pit foil structure in which holes are formed perpendicular to the thickness direction is a typical structure of the surface roughening layer of the positive electrode current collector aluminum foil in the present invention.

【0025】本発明の正極集電体であるアルミニウム箔
の静電容量は、5〜40μF/cm2 であることが好ま
しい。5μF/cm2 未満であると、正極活物質とポリ
マー電解質の混合物の集電体への密着強度が低下する。
The capacitance of the aluminum foil as the positive electrode current collector of the present invention is preferably 5 to 40 μF / cm 2 . If it is less than 5 μF / cm 2 , the adhesion strength of the mixture of the positive electrode active material and the polymer electrolyte to the current collector decreases.

【0026】40μF/cm2 を超えると、それ以上静
電容量が大きくなっても結合材又はポリマー電解質と正
極活物質との混合物の集電体への密着強度はもはや向上
しない。逆に集電体自体の機械的強度が低下するため、
連続エッチングにより粗面化層を形成するときエッチン
グ速度を遅くしなくてはならない。したがって、エッチ
ングの効率が悪く、またエッチング液使用量が増加する
ため副生塩化アルミニウムの量も増える。接合力、箔強
度及びコストの観点より、特には10〜30μF/cm
2 が好ましい。
If it exceeds 40 μF / cm 2 , the adhesion strength of the binder or the mixture of the polymer electrolyte and the positive electrode active material to the current collector is no longer improved even if the capacitance is further increased. Conversely, the mechanical strength of the current collector itself decreases,
When forming a roughened layer by continuous etching, the etching rate must be reduced. Therefore, the efficiency of etching is low, and the amount of by-product aluminum chloride increases due to an increase in the amount of etching solution used. From the viewpoint of bonding strength, foil strength and cost, in particular, 10 to 30 μF / cm
2 is preferred.

【0027】本発明におけるアルミニウム箔の表面は、
電子顕微鏡で2万倍で投影したとき、開口部の孔径は実
質的に0.05〜0.5μmであることが好ましい。ま
た、孔径が0.05〜0.5μmである孔を1cm2
たり5×107 〜3×1010個有することが好ましい。
特に立方体、球状又はその中間の形状を基本エッチング
形状とすることが好ましく、海綿状の粗面化構造である
ことが好ましい。エッチングによって形成された微細な
孔による全表面積が静電容量を反映するが、孔径が0.
05μm未満であると結合材が細孔内部に入りにくくな
って集電体と正極活物質との接合力が低下する。特にポ
リマー電解質を使用してポリマー電解質に結合材の機能
を持たせる場合、その低下が著しい。
The surface of the aluminum foil in the present invention is:
When projected at a magnification of 20,000 with an electron microscope, it is preferable that the hole diameter of the opening is substantially 0.05 to 0.5 μm. Further, it is preferable to have 5 × 10 7 to 3 × 10 10 holes having a hole diameter of 0.05 to 0.5 μm per 1 cm 2 .
In particular, a cubic, spherical or intermediate shape is preferably used as the basic etching shape, and a spongy roughened structure is preferable. The total surface area of the fine holes formed by etching reflects the capacitance, but the hole diameter is 0.1 mm.
When the thickness is less than 05 μm, the binder hardly enters the inside of the pores, and the bonding strength between the current collector and the positive electrode active material is reduced. In particular, when a polymer electrolyte is used to give the polymer electrolyte the function of a binder, the decrease is remarkable.

【0028】実質的な孔径が0.5μm超であるとアル
ミニウム箔の強度が低下し、また強度を確保するために
は孔の数を減らす必要があり、接合力が低下するので好
ましくない。特には孔径は0.08〜0.3μmである
ことが好ましい。ただし、本明細書における孔径とは、
顕微鏡で2万倍で観察したときに基本エッチング構造を
有する孔の最長の径を示すものとする。
If the pore size is more than 0.5 μm, the strength of the aluminum foil is reduced, and it is necessary to reduce the number of holes in order to secure the strength. In particular, the pore size is preferably from 0.08 to 0.3 μm. However, the pore size in the present specification,
It indicates the longest diameter of the hole having the basic etching structure when observed at a magnification of 20,000 with a microscope.

【0029】上記アルミニウム箔の海綿状のエッチング
孔はこのように微細であり、孔の密度はエッチング孔ど
うしが合体していないものとみなすと、電子顕微鏡で2
万倍で観察したときに、表面の孔による開口率が20%
以上であることが好ましい。孔による開口率が20%未
満であると、結合材と集電体箔との接合面積が少なくな
るので所望の接合力が得られない。特にポリマー電解質
を使用してポリマー電解質に結合材の機能を持たせる場
合、接合力が非常に弱い。
The spongy etching holes of the aluminum foil are fine as described above, and the density of the holes is 2 μm by an electron microscope, assuming that the etching holes are not united.
When observed at 10,000 times, the aperture ratio due to the surface holes is 20%
It is preferable that it is above. If the aperture ratio due to the holes is less than 20%, a desired bonding force cannot be obtained because the bonding area between the binder and the current collector foil is reduced. In particular, when a polymer electrolyte is used to give the polymer electrolyte the function of a binder, the bonding strength is very weak.

【0030】また、上記の孔径0.05〜0.5μmの
孔は、箔表面の投影面積1cm2 あたり5×107 個未
満であると接合力が不充分である。3×1010個超であ
ると粗面化層自体の強度が低下し、特にポリマー電解質
を使用する場合は、ポリマー電解質が粗面化層の凹部に
侵入して粗面化層と一体化して形成される複合層とアル
ミニウム箔の粗面化されていない部分との界面で剥離し
やすくなるので好ましくない。より好ましくは5×10
8 〜1.5×1010個である。
The bonding strength of the above holes having a diameter of 0.05 to 0.5 μm is insufficient if the number is less than 5 × 10 7 per 1 cm 2 of the projected area of the foil surface. If the number is more than 3 × 10 10, the strength of the roughened layer itself is reduced, and particularly when a polymer electrolyte is used, the polymer electrolyte penetrates into the concave portions of the roughened layer and is integrated with the roughened layer. It is not preferable because it is easy to peel off at the interface between the formed composite layer and the non-roughened portion of the aluminum foil. More preferably 5 × 10
8 to 1.5 × 10 10 .

【0031】本発明では、アルミニウム集電体箔の粗面
化されていない部分の厚さは8〜40μmであることが
好ましい。粗面化されていない部分の厚さが8μm未満
であると箔の強度が不足し、正極活物質と集電体との接
合時又は正極体とセパレータと負極体を連続的に積層す
る工程で破損しやすくなる。40μmを超えると電極体
の重量や体積が増加し、電池の軽量化、小型化の要求に
対応しがたくなる。
In the present invention, the thickness of the non-roughened portion of the aluminum current collector foil is preferably 8 to 40 μm. If the thickness of the non-roughened part is less than 8 μm, the strength of the foil is insufficient, and the bonding of the positive electrode active material and the current collector or the step of continuously laminating the positive electrode body, the separator, and the negative electrode body It is easy to break. If it exceeds 40 μm, the weight and volume of the electrode body will increase, and it will be difficult to meet the demands for lighter and smaller batteries.

【0032】本発明の正極集電体を有し、液状の電解液
を有する非水系二次電池は、正極活物質を集電体に接着
させるために使用される結合材が強固に集電体に接着す
ることにより、充放電サイクル耐久性に優れる。上記結
合材としては、集電体との接合力の点からポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリ
デン/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合
体、フッ化ビニリデン/ヘキサフルオロプロピレン共重
合体及びクロロトリフルオロエチレン/ビニレンカーボ
ネート共重合体からなる群から選ばれる1種以上が好ま
しい。
In the non-aqueous secondary battery having the positive electrode current collector of the present invention and having a liquid electrolyte, the binder used for bonding the positive electrode active material to the current collector is strongly bonded to the current collector. By adhering to, it is excellent in charge / discharge cycle durability. Examples of the binder include polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride / perfluoro (alkyl vinyl ether) copolymer, vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer, from the viewpoint of bonding strength with the current collector. One or more selected from the group consisting of chlorotrifluoroethylene / vinylene carbonate copolymer is preferred.

【0033】本発明の正極集電体は、特にポリマー電解
質を有する非水系二次電池に適用すると充放電サイクル
耐久性の向上効果が大きい。ポリマー電解質を有する非
水系二次電池の場合、ポリマー電解質が電極に含有さ
れ、電解質の機能と同時に結合材の機能も有するが、ポ
リマー電解質は溶媒を含有して膨潤しているため、上記
の電解液系の電極に含まれる結合材に比べ集電体との密
着力が弱い。ところが本発明の正極体の場合、アルミニ
ウム集電体箔の表面の凹部にポリマー電解質が入り込む
ことにより正極活物質とポリマー電解質とを集電体と強
く密着させることができる。
The positive electrode current collector of the present invention, when applied to a non-aqueous secondary battery having a polymer electrolyte, has a great effect of improving the charge / discharge cycle durability. In the case of a non-aqueous secondary battery having a polymer electrolyte, the polymer electrolyte is contained in the electrode and has a function of a binder at the same time as the function of the electrolyte.However, the polymer electrolyte contains a solvent and swells. Adhesion to the current collector is weaker than the binder contained in the liquid electrode. However, in the case of the positive electrode body of the present invention, the positive electrode active material and the polymer electrolyte can be strongly adhered to the current collector by entering the polymer electrolyte into the concave portion on the surface of the aluminum current collector foil.

【0034】本発明において、非水系二次電池用正極が
ポリマー電解質を有する場合、ポリマー電解質は有機ポ
リマーをマトリックスとし、リチウム塩の溶質とリチウ
ム塩を溶解できる非水溶媒とからなる溶液を含有する。
ポリマーのマトリックスである有機ポリマーは、2種以
上の単量体に基づく重合単位を含む共重合体であり、か
つ該単量体に基づく重合単位のうちの1種以上がフルオ
ロオレフィンに基づく重合単位であると、電気化学的安
定性が高く、高電圧で安定して作動できる二次電池が得
られるので好ましい。この場合、前記共重合体は正極の
結合材として、前記溶液とともに正極中に含まれること
が好ましい。
In the present invention, when the positive electrode for a non-aqueous secondary battery has a polymer electrolyte, the polymer electrolyte contains an organic polymer as a matrix and contains a solution comprising a solute of a lithium salt and a non-aqueous solvent capable of dissolving the lithium salt. .
The organic polymer as the polymer matrix is a copolymer containing polymerized units based on two or more monomers, and one or more of the polymerized units based on the monomers are polymerized units based on a fluoroolefin. Is preferable because a secondary battery having high electrochemical stability and stable operation at a high voltage can be obtained. In this case, the copolymer is preferably contained in the positive electrode together with the solution as a binder for the positive electrode.

【0035】フルオロオレフィンに基づく重合単位を含
む共重合体を重合によって得るための原料のフルオロオ
レフィンとしては種々のものが使用できるが、他の単量
体との共重合性に優れ、ポリマーの強度が高い点で、ク
ロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、
フッ化ビニリデン又はヘキサフルオロプロピレンが好ま
しい。本発明におけるポリマー電解質のマトリックスの
共重合体は、上記4種のフルオロオレフィンのうちの2
種以上を共重合させた共重合体であっても、上記4種の
フルオロオレフィンのうちの1種以上と他の単量体とを
共重合させた共重合体であっても好ましく使用できる。
Various fluoroolefins can be used as raw materials for obtaining a copolymer containing polymerized units based on a fluoroolefin by polymerization, but are excellent in copolymerizability with other monomers and have a high polymer strength. Chlorotrifluoroethylene, tetrafluoroethylene,
Vinylidene fluoride or hexafluoropropylene is preferred. In the present invention, the copolymer of the matrix of the polymer electrolyte is 2 of the above four kinds of fluoroolefins.
A copolymer obtained by copolymerizing at least one kind or a copolymer obtained by copolymerizing at least one of the above four kinds of fluoroolefins with another monomer can be preferably used.

【0036】また、上記4種のフルオロオレフィンと共
重合させる他の単量体としては、例えばヘキサフルオロ
アセトン、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)、パ
ーフルオロ(プロピルビニルエーテル)、エチレン、プ
ロピレン、イソブチレン、ピバリン酸ビニル、酢酸ビニ
ル、安息香酸ビニル、エチルビニルエーテル、ブチルビ
ニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、エチル
アリルエーテル、シクロヘキシルアリルエーテル、ノル
ボルナジエン、クロトン酸及びそのエステル、アクリル
酸及びそのアルキルエステル、メタクリル酸及びそのア
ルキルエステル、ビニレンカーボネート等が挙げられ
る。
Other monomers to be copolymerized with the above four kinds of fluoroolefins include, for example, hexafluoroacetone, perfluoro (methyl vinyl ether), perfluoro (propyl vinyl ether), ethylene, propylene, isobutylene, and pivalic acid. Vinyl, vinyl acetate, vinyl benzoate, ethyl vinyl ether, butyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, ethyl allyl ether, cyclohexyl allyl ether, norbornadiene, crotonic acid and its ester, acrylic acid and its alkyl ester, methacrylic acid and its alkyl ester, vinylene carbonate And the like.

【0037】また、上記4種のフルオロオレフィンとと
もに、トリフルオロエチレン、フッ化ビニル、(パーフ
ルオロブチル)エチレン、(パーフルオロオクチル)プ
ロピレン等のフルオロオレフィンを併用することも好ま
しい。
It is also preferable to use a fluoroolefin such as trifluoroethylene, vinyl fluoride, (perfluorobutyl) ethylene and (perfluorooctyl) propylene together with the above four kinds of fluoroolefins.

【0038】ポリマー電解質のマトリックスは、具体的
には、電気化学的安定性、ポリマー電解質としたときの
電気伝導度、集電体との密着性、強度の観点より、フッ
化ビニリデン/パーフルオロ(アルキルビニルエーテ
ル)共重合体、フッ化ビニリデン/クロロトリフルオロ
エチレン共重合体、フッ化ビニリデン/ヘキサフルオロ
プロピレン/テトラフルオロエチレン共重合体又はフッ
化ビニリデン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体等が
好ましい。特にフッ化ビニリデン/パーフルオロ(アル
キルビニルエーテル共重合体)が上記特性が優れている
ので好ましい。ただし、本明細書において、A/B共重
合体とは、Aに基づく重合単位とBに基づく重合単位と
からなる共重合体を意味するものとする。
The matrix of the polymer electrolyte is specifically made of vinylidene fluoride / perfluoro (E) from the viewpoints of electrochemical stability, electric conductivity when a polymer electrolyte is used, adhesion to a current collector, and strength. Alkyl vinyl ether) copolymers, vinylidene fluoride / chlorotrifluoroethylene copolymers, vinylidene fluoride / hexafluoropropylene / tetrafluoroethylene copolymers, and vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymers are preferred. Particularly, vinylidene fluoride / perfluoro (alkyl vinyl ether copolymer) is preferable because of the excellent properties described above. However, in this specification, the A / B copolymer means a copolymer composed of a polymer unit based on A and a polymer unit based on B.

【0039】本発明におけるポリマー電解質のマトリッ
クスを形成するポリマー中のフルオロオレフィンに基づ
く重合単位の含有割合は10重量%以上であることが好
ましい。10重量%より少ないとポリマー電解質の柔軟
性が高くなりすぎ、強度が低下する傾向にある。特に強
度の高いポリマー電解質を得るためには60重量%以上
であることがより好ましい。
In the present invention, the content of the polymerized unit based on fluoroolefin in the polymer forming the matrix of the polymer electrolyte is preferably 10% by weight or more. If the amount is less than 10% by weight, the flexibility of the polymer electrolyte becomes too high, and the strength tends to decrease. In order to obtain a polymer electrolyte having particularly high strength, the content is more preferably 60% by weight or more.

【0040】また、1種類のフルオロオレフィンに基づ
く重合単位は、97重量%以下であることが好ましく、
より好ましくは95重量%以下である。97重量%より
多いとポリマーの結晶性が高くなり、柔軟性が低下して
成形加工性が低下したり、リチウム塩溶液がマトリック
ス中に侵入しにくくなったり、ポリマー電解質の電気伝
導度が低くなる。
Further, the polymerization unit based on one kind of fluoroolefin is preferably 97% by weight or less,
It is more preferably at most 95% by weight. If the content is more than 97% by weight, the crystallinity of the polymer will be high, the flexibility will be low, the molding processability will be low, the lithium salt solution will not easily penetrate into the matrix, and the electric conductivity of the polymer electrolyte will be low. .

【0041】ポリマー電解質のマトリックスを形成する
有機ポリマーは、ポリマー電解質の充放電時の体積変化
防止、機械的強度向上の見地より必要に応じて架橋され
ることが好ましい。
The organic polymer forming the matrix of the polymer electrolyte is preferably crosslinked as necessary from the viewpoint of preventing a change in volume during charge and discharge of the polymer electrolyte and improving mechanical strength.

【0042】ポリマー電解質のマトリックスを形成する
有機ポリマーの分子量は1万〜100万が好ましい。分
子量が100万を超えると、溶解粘度が著しく高くリチ
ウム塩溶液との均一混合が困難となったり、リチウム塩
溶液の保持量が少なくなってポリマー電解質の電気伝導
度が低下するので好ましくない。一方、1万未満である
と、ポリマー電解質の機械的強度が著しく低下するので
好ましくない。特に好ましくは3万〜50万が採用され
る。
The molecular weight of the organic polymer forming the matrix of the polymer electrolyte is preferably 10,000 to 1,000,000. If the molecular weight exceeds 1,000,000, the dissolution viscosity is extremely high, and it is difficult to uniformly mix with the lithium salt solution, or the holding amount of the lithium salt solution is reduced, and the electric conductivity of the polymer electrolyte is undesirably reduced. On the other hand, if it is less than 10,000, the mechanical strength of the polymer electrolyte is significantly reduced, which is not preferable. Particularly preferably, 30,000 to 500,000 is employed.

【0043】ポリマー電解質を使用する場合、正極には
ポリマー電解質が含まれることが好ましい。この場合、
ポリマー電解質のマトリックスである有機ポリマーが結
合材の機能を有するため、該有機ポリマーと異なる別の
結合材は特に必要とされない。このとき、正極中の正極
活物質/ポリマー電解質の重量比は1/2〜2/1であ
ることが好ましい。重量比が1/2未満であると、電池
の容量が低下する。2/1を超えると、集電体への接合
力の低下や活物質どうしの接合力が低下する。より好ま
しくは2/3〜3/2である。
When a polymer electrolyte is used, the positive electrode preferably contains a polymer electrolyte. in this case,
Since the organic polymer which is the matrix of the polymer electrolyte has the function of the binder, another binder different from the organic polymer is not particularly required. At this time, it is preferable that the weight ratio of the positive electrode active material / polymer electrolyte in the positive electrode is 1/2 to 2/1. When the weight ratio is less than 1/2, the capacity of the battery decreases. If the ratio exceeds 2/1, the bonding strength to the current collector decreases and the bonding strength between the active materials decreases. More preferably, it is 2/3 to 3/2.

【0044】本発明において、フルオロオレフィンに基
づく重合単位の有機ポリマー中の含有割合、他の成分の
含有割合、ポリマーの分子量等は、フィルムを形成する
ための有機溶媒へのマトリックスの溶解性又は分散性、
マトリックスのリチウム塩溶液との混和性及びリチウム
塩溶液の保持性、ポリマー電解質の集電体金属への接着
性、強度、成形性、ハンドリング性、マトリックスの入
手の容易性等により適宜選定できる。
In the present invention, the content ratio of the polymerized unit based on the fluoroolefin in the organic polymer, the content ratio of other components, the molecular weight of the polymer and the like are determined by the solubility or dispersion of the matrix in an organic solvent for forming a film. sex,
The matrix can be appropriately selected depending on the miscibility with the lithium salt solution, the retention of the lithium salt solution, the adhesion of the polymer electrolyte to the current collector metal, the strength, the moldability, the handleability, the availability of the matrix, and the like.

【0045】本発明の非水系二次電池が有するリチウム
塩を溶解できる非水溶媒としては炭酸エステルが好まし
い。炭酸エステルは環状、鎖状いずれも使用できる。環
状炭酸エステルとしてはプロピレンカーボネート、エチ
レンカーボネート等が例示される。鎖状炭酸エステルと
してはジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、
エチルメチルカーボネート、メチルプロピルカーボネー
ト、メチルイソプロピルカーボネート等が例示される。
The non-aqueous solvent capable of dissolving the lithium salt of the non-aqueous secondary battery of the present invention is preferably a carbonate ester. Carbonate can be used either cyclic or chain. Examples of the cyclic carbonate include propylene carbonate and ethylene carbonate. Dimethyl carbonate, diethyl carbonate,
Ethyl methyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate and the like are exemplified.

【0046】本発明では上記炭酸エステルを単独で又は
2種以上を混合して使用できる。他の溶媒と混合して使
用してもよい。また、負極活物質の材料によっては、鎖
状炭酸エステルと環状炭酸エステルを併用すると、放電
特性、サイクル耐久性、充放電効率が改良できる場合が
ある。
In the present invention, the above-mentioned carbonates can be used alone or in combination of two or more. It may be used by mixing with other solvents. Further, depending on the material of the negative electrode active material, the combined use of a chain carbonate and a cyclic carbonate may improve the discharge characteristics, cycle durability, and charge / discharge efficiency.

【0047】本発明で使用されるリチウム塩としては、
ClO4 -、CF3 SO3 -、BF4 -、PF6 -、As
6 -、SbF6 -、CF3 CO2 -、(CF3 SO22
- をアニオンとするリチウム塩のいずれか1種以上を使
用することが好ましい。
The lithium salt used in the present invention includes:
ClO 4 , CF 3 SO 3 , BF 4 , PF 6 , As
F 6 , SbF 6 , CF 3 CO 2 , (CF 3 SO 2 ) 2 N
- that is preferable to use any one or more of lithium salt having an anion.

【0048】本発明におけるリチウム塩溶液は、前記リ
チウム塩を前記非水溶媒に0.2〜2.0mol/lの
濃度で溶解したものであることが好ましい。この範囲を
逸脱すると、イオン伝導度が低下し、電解液又はポリマ
ー電解質の電気伝導度が低下する。より好ましくは0.
5〜1.5mol/lが選定される。
The lithium salt solution in the present invention is preferably a solution in which the lithium salt is dissolved in the non-aqueous solvent at a concentration of 0.2 to 2.0 mol / l. Outside of this range, the ionic conductivity decreases, and the electrical conductivity of the electrolytic solution or polymer electrolyte decreases. More preferably, 0.
5 to 1.5 mol / l is selected.

【0049】本発明では、ポリマー電解質を使用する場
合は、マトリックス中に前記リチウム塩溶液が均一に分
布したポリマー電解質と正極活物質の混合物を正極集電
体と一体化させて正極体として使用するが、ポリマー電
解質中のリチウム塩溶液の含有量は30〜90重量%が
好ましい。30重量%未満であると電気伝導度が低くな
るので好ましくない。90重量%を超えるとポリマー電
解質が固体状態を保てなくなるので好ましくない。特に
好ましくは40〜80重量%が採用される。
In the present invention, when a polymer electrolyte is used, a mixture of the polymer electrolyte and the positive electrode active material in which the lithium salt solution is uniformly distributed in a matrix is integrated with a positive electrode current collector and used as a positive electrode body. However, the content of the lithium salt solution in the polymer electrolyte is preferably 30 to 90% by weight. If the content is less than 30% by weight, the electric conductivity is undesirably low. If the content exceeds 90% by weight, the polymer electrolyte cannot maintain a solid state, which is not preferable. Particularly preferably, 40 to 80% by weight is employed.

【0050】本発明の正極体は種々の方法で作製でき
る。電解液系の非水系二次電池に適用する場合は例えば
結合材を有機溶媒に溶解又は均一に分散させ、さらに正
極活物質を分散させスラリとする。このスラリを集電体
上にバーコータ又はドクターブレードによる塗布、キャ
スト又はスピンコートした後、乾燥して有機溶媒を除去
して正極体とする。
The cathode body of the present invention can be manufactured by various methods. When applied to an electrolyte-based nonaqueous secondary battery, for example, a binder is dissolved or uniformly dispersed in an organic solvent, and a positive electrode active material is further dispersed to form a slurry. The slurry is applied, cast or spin-coated on the current collector with a bar coater or a doctor blade, and then dried to remove the organic solvent to obtain a positive electrode body.

【0051】また、ポリマー電解質を有する非水系二次
電池の場合は、例えば、ポリマー電解質のマトリックス
を形成するポリマーを有機溶媒に溶解又は均一に分散さ
せ、リチウム塩を溶媒に溶解させた溶液と混合する(以
下、この混合液をポリマー電解質形成用混合液ともい
う)。この混合液にさらに正極活物質を混合してスラリ
とし、集電体上にバーコータ又はドクターブレードによ
る塗布、キャスト又はスピンコートした後、乾燥して主
として前記ポリマーを溶解又は分散させた有機溶媒を除
去し、ポリマー電解質と正極活物質からなる混合物を正
極集電体と一体化させた正極フィルムを得る。乾燥時に
リチウム塩溶液に用いた溶媒が一部蒸発する場合は、該
フィルムに新たにその溶媒を含浸させるか又はフィルム
をその溶媒蒸気に暴露して所望の組成にする。
In the case of a non-aqueous secondary battery having a polymer electrolyte, for example, a polymer forming a matrix of the polymer electrolyte is dissolved or uniformly dispersed in an organic solvent, and mixed with a solution in which a lithium salt is dissolved in the solvent. (Hereinafter, this mixed liquid is also referred to as a mixed liquid for forming a polymer electrolyte). The mixed solution is further mixed with a positive electrode active material to form a slurry, which is then coated on a current collector with a bar coater or a doctor blade, cast or spin-coated, and then dried to remove an organic solvent mainly dissolving or dispersing the polymer. Then, a positive electrode film obtained by integrating a mixture comprising a polymer electrolyte and a positive electrode active material with a positive electrode current collector is obtained. If the solvent used in the lithium salt solution partially evaporates during drying, the film is newly impregnated with the solvent or the film is exposed to the solvent vapor to obtain a desired composition.

【0052】前記ポリマーを溶解又は分散させる有機溶
媒としては、テトラヒドロフラン(以下、THFとい
う)、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、
トルエン、キシレン、N−メチルピロリドン、アセト
ン、アセトニトリル、ジメチルカーボネート、酢酸エチ
ル、酢酸ブチル等が使用できるが、乾燥により選択的に
この有機溶媒を除去するため、THF、アセトン等の沸
点100℃以下の揮発性の有機溶媒が好ましい。
As an organic solvent for dissolving or dispersing the polymer, tetrahydrofuran (hereinafter referred to as THF), methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone,
Toluene, xylene, N-methylpyrrolidone, acetone, acetonitrile, dimethyl carbonate, ethyl acetate, butyl acetate and the like can be used, but in order to selectively remove this organic solvent by drying, the boiling point of THF, acetone or the like is 100 ° C or less. Volatile organic solvents are preferred.

【0053】本発明における正極活物質はリチウムイオ
ンを吸蔵、放出可能な物質である。例えば、周期表4族
のTi、Zr、Hf、5族のV、Nb、Ta、6族のC
r、Mo、W、7族のMn、8族のFe、Ru、9族の
Co、10族のNi、11族のCu、12族のZn、C
d、13族のAl、Ga、In、14族のSn、Pb、
15族のSb、Bi及び16族のTe等の金属を主成分
とする酸化物及び複合酸化物、硫化物等のカルコゲン化
物、オキシハロゲン化物、前記金属とリチウムとの複合
酸化物等が使用できる。
The positive electrode active material in the present invention is a material capable of inserting and extracting lithium ions. For example, Ti, Zr, Hf of group 4 of the periodic table, V, Nb, Ta of group 5 and C of group 6
r, Mo, W, Group 7 Mn, Group 8 Fe, Ru, Group 9 Co, Group 10 Ni, Group 11 Cu, Group 12 Zn, C
d, Al, Ga, In of group 13; Sn, Pb of group 14;
Oxides and composite oxides containing a metal such as Sb and Bi of Group 15 and Te of Group 16 as main components, chalcogenides such as sulfides, oxyhalides, and composite oxides of the above metals and lithium can be used. .

【0054】正極活物質に使用するリチウム含有化合物
としては、特にリチウムとマンガンの複合酸化物、リチ
ウムとコバルトの複合酸化物、リチウムとニッケルの複
合酸化物が好ましい。これら正極活物質の粒径は、正極
を作製するためのスラリを安定化し電極層自体の強度を
発現させるためには30μm以下が好ましい。
As the lithium-containing compound used for the positive electrode active material, a composite oxide of lithium and manganese, a composite oxide of lithium and cobalt, and a composite oxide of lithium and nickel are particularly preferable. The particle size of these positive electrode active materials is preferably 30 μm or less in order to stabilize the slurry for producing the positive electrode and to develop the strength of the electrode layer itself.

【0055】正極活物質自体の導電性が不足する場合
は、正極活物質に導電材を添加してもよい。なお導電材
としては、好ましくは導電性が良好な天然黒鉛又は高度
に黒鉛化した人造黒鉛が使用される。また、導電性を保
持しつつ電解質の吸収性を向上させるため1〜5重量%
のカーボンブラックを添加することもできる。これらの
導電材の粒径は5μm以下が好ましい。
When the conductivity of the positive electrode active material itself is insufficient, a conductive material may be added to the positive electrode active material. As the conductive material, natural graphite having good conductivity or artificial graphite which is highly graphitized is preferably used. Further, in order to improve the absorbency of the electrolyte while maintaining the conductivity, 1 to 5% by weight
Can also be added. The particle size of these conductive materials is preferably 5 μm or less.

【0056】また、ポリアニリン誘導体、ポリピロール
誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリアセン誘導体、ポ
リパラフェニレン誘導体、又はそれらの共重合体等の導
電性高分子材料も併用してもよい。
Further, a conductive polymer material such as a polyaniline derivative, a polypyrrole derivative, a polythiophene derivative, a polyacene derivative, a polyparaphenylene derivative, or a copolymer thereof may be used in combination.

【0057】本発明の非水系二次電池においては、負極
及び/又は正極にリチウムを含有させる。一般的には正
極活物質の合成時に正極活物質をリチウム含有化合物と
する。また、電池組立前に負極に化学的又は電気化学的
方法でリチウムを含有させたり、電池組立時にリチウム
金属を負極及び/又は正極に接触させて組み込むといっ
た方法でリチウムを含有させることもできる。
In the non-aqueous secondary battery of the present invention, the negative electrode and / or the positive electrode contain lithium. Generally, a lithium-containing compound is used as the positive electrode active material when synthesizing the positive electrode active material. In addition, lithium can be contained in the negative electrode by a chemical or electrochemical method before the battery is assembled, or lithium can be contained by bringing lithium metal into contact with the negative electrode and / or the positive electrode when the battery is assembled.

【0058】本発明の非水系二次電池における負極活物
質は、リチウムイオンを吸蔵、放出可能な材料である。
これらの負極活物質を形成する材料は特に限定されない
が、例えばリチウム金属、リチウム合金、炭素材料、周
期表14、15族の金属を主体とした酸化物、炭素化合
物、炭化ケイ素化合物、酸化ケイ素化合物、硫化チタ
ン、炭化ホウ素化合物等が挙げられる。
The negative electrode active material in the non-aqueous secondary battery of the present invention is a material capable of inserting and extracting lithium ions.
The material forming these negative electrode active materials is not particularly limited. For example, lithium metals, lithium alloys, carbon materials, oxides mainly composed of metals of Groups 14 and 15 of the periodic table, carbon compounds, silicon carbide compounds, silicon oxide compounds , Titanium sulfide, boron carbide compounds and the like.

【0059】上記炭素材料としては、様々な熱分解条件
で有機物を熱分解したものや人造黒鉛、天然黒鉛、土壌
黒鉛、膨張黒鉛、鱗片状黒鉛等を使用できる。また、酸
化物としては、酸化スズを主体とする化合物が使用でき
る。これら負極活物質の粒径は負極を作製するためのス
ラリを安定化し電極自体の強度を発現させるためには3
0μm以下が好ましい。
As the carbon material, those obtained by thermally decomposing organic substances under various thermal decomposition conditions, artificial graphite, natural graphite, soil graphite, expanded graphite, flaky graphite, and the like can be used. As the oxide, a compound mainly composed of tin oxide can be used. The particle size of these negative electrode active materials is 3 to stabilize the slurry for producing the negative electrode and to develop the strength of the electrode itself.
It is preferably 0 μm or less.

【0060】前記負極活物質を使用する場合、負極体
は、負極集電体を用い、正極体と同様にして作製でき
る。
When the negative electrode active material is used, the negative electrode body can be manufactured in the same manner as the positive electrode body using the negative electrode current collector.

【0061】本発明の非水系二次電池においてポリマー
電解質を有する場合、正極と負極の間に介在されるポリ
マー電解質は、例えば次のようにして形成する。すなわ
ち、ポリマー電解質形成用混合液をスラリ状とし、ガラ
ス板上にバーコータ又はドクターブレードによる塗布、
キャスト又はスピンコートした後、乾燥して主として前
記ポリマーを溶解又は分散させた有機溶媒を除去し、こ
れをガラス板から剥離し、ポリマー電解質からなるフィ
ルムを得てセパレータとする。乾燥時にリチウム塩溶液
の溶媒が一部蒸発する場合は、セパレータフィルムに新
たにその溶媒を含浸させるか又はセパレータフィルムを
その溶媒蒸気に暴露して所望の組成にする。
When the nonaqueous secondary battery of the present invention has a polymer electrolyte, the polymer electrolyte interposed between the positive electrode and the negative electrode is formed, for example, as follows. That is, the mixed solution for forming a polymer electrolyte is made into a slurry form, and coated on a glass plate by a bar coater or a doctor blade,
After casting or spin-coating, drying is performed to remove mainly the organic solvent in which the polymer is dissolved or dispersed, and this is peeled off from the glass plate to obtain a film made of a polymer electrolyte to obtain a separator. When the solvent of the lithium salt solution partially evaporates during drying, the separator film is newly impregnated with the solvent or the separator film is exposed to the solvent vapor to obtain a desired composition.

【0062】また、多孔質ポリプロピレン、多孔質ポリ
テトラフルオロエチレン、不織布、高分子織布、網等を
補強体とし、ポリマー電解質を担持してセパレータとす
ると強度を向上できるので好ましい。
It is preferable to use a porous polypropylene, a porous polytetrafluoroethylene, a nonwoven fabric, a polymer woven fabric, a net, or the like as a reinforcing body and carry a polymer electrolyte as a separator because the strength can be improved.

【0063】正極、セパレータ又は負極に使用するポリ
マー電解質のマトリックスは同じ組成であってもよい
が、ポリマーの耐酸化性、耐還元性を考慮し、必要に応
じて組成を異ならせてもよい。
The matrix of the polymer electrolyte used for the positive electrode, the separator or the negative electrode may have the same composition. However, the composition may be varied as necessary in consideration of the oxidation resistance and reduction resistance of the polymer.

【0064】本発明の非水系二次電池の形状には特に制
約はない。シート状(いわゆるフィルム状)、折り畳み
状、巻回型有底円筒形、ボタン形等が用途に応じて選択
される。
The shape of the non-aqueous secondary battery of the present invention is not particularly limited. A sheet shape (a so-called film shape), a folded shape, a rolled bottomed cylindrical shape, a button shape, and the like are selected according to the application.

【0065】[0065]

【実施例】以下に実施例(例1〜4)及び比較例(例
5、6)により本発明を具体的に説明するが、本発明は
これらに限定されない。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples (Examples 1 to 4) and Comparative Examples (Examples 5 and 6), but the present invention is not limited thereto.

【0066】[例1]内容積1Lの撹拌機付きステンレ
ス製オートクレーブを用い、イオン交換水を540g、
tert−ブタノールを59.4g、sec−ブタノー
ルを0.6g、C817CO2 NH4 を6g、Na2
PO4 ・12H2 Oを12g、過硫酸アンモニウムを6
g、FeSO4 ・7H2 Oを0.009g、EDTA・
2H2O(エチレンジアミン四酢酸二水物)を11g、
CF2 =CFOCF2 CF2 CF3 を40.5g添加
し、気相を窒素で置換後、フッ化ビニリデン99.8g
を仕込んだ。25℃に昇温した後、CH2 OHSO2
a・2H2 O(ロンガリット)の1重量%水溶液を21
ml/hrの速度で添加して重合反応を行った。反応の
進行とともに圧力が低下するので、系内が23気圧の圧
力を維持するようにフッ化ビニリデンを添加した。5時
間後気相をパージして重合を停止し、濃度30重量%の
エマルジョンを得た。
Example 1 A stainless steel autoclave with a stirrer having an inner volume of 1 L was used, and 540 g of ion-exchanged water was used.
tert-butanol 59.4 g, sec-butanol 0.6 g, C 8 F 17 CO 2 NH 4 6 g, Na 2 H
12 g of PO 4 .12H 2 O and 6 g of ammonium persulfate
g, the FeSO 4 · 7H 2 O 0.009g, EDTA ·
11 g of 2H 2 O (ethylenediaminetetraacetic acid dihydrate),
After adding 40.5 g of CF 2 = CFOCF 2 CF 2 CF 3 and replacing the gas phase with nitrogen, 99.8 g of vinylidene fluoride
Was charged. After the temperature was raised to 25 ° C., CH 2 OHSO 2 N
a. A 1% by weight aqueous solution of 2H 2 O (Rongalit) was added to 21
The polymerization reaction was performed by adding at a rate of ml / hr. Since the pressure decreased with the progress of the reaction, vinylidene fluoride was added so that the pressure in the system was maintained at 23 atm. After 5 hours, the polymerization was stopped by purging the gas phase to obtain an emulsion having a concentration of 30% by weight.

【0067】このエマルジョンを凝集、洗浄、乾燥し、
フッ化ビニリデン/CF2 =CFOCF2 CF2 CF3
共重合体を回収した。この共重合体の組成は、フッ化ビ
ニリデン/CF2 =CFOCF2 CF2 CF3 =89/
11(重量比)で、THFを溶媒とした極限粘度は1.
4dl/gであった。
This emulsion is coagulated, washed and dried,
Vinylidene fluoride / CF 2 = CFOCF 2 CF 2 CF 3
The copolymer was recovered. The composition of the copolymer is vinylidene fluoride / CF 2 CFCFOCF 2 CF 2 CF 3 = 89 /
11 (weight ratio), the intrinsic viscosity using THF as a solvent was 1.
It was 4 dl / g.

【0068】アルゴン雰囲気中で、この共重合体10重
量部を32重量部のTHFに撹拌しながら加温して溶解
させた。これを溶液1とする。次にエチレンカーボネー
トとプロピレンカーボネートを体積比で1/1に混合し
た溶媒にLiPF6 を1mol/lの濃度でアルゴン雰
囲気中で溶解した。これを溶液2とする。
In an argon atmosphere, 10 parts by weight of this copolymer was dissolved in 32 parts by weight of THF while stirring. This is designated as solution 1. Next, LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 mol / l in an argon atmosphere in a solvent in which ethylene carbonate and propylene carbonate were mixed at a volume ratio of 1/1. This is designated as solution 2.

【0069】21重量部の溶液1に5重量部の溶液2を
加え、60℃に加熱し撹拌した。この溶液をガラス板上
にバーコータにて塗布し、40℃で1時間乾燥してアセ
トンを除去し、厚さ100μmの透明なポリマー電解質
フィルムを得た。このフィルムの組成は、前記共重合
体、エチレンカーボネート/プロピレンカーボネート混
合溶媒、LiPF6 が重量比で48/46/6であっ
た。
5 parts by weight of solution 2 was added to 21 parts by weight of solution 1 and heated to 60 ° C. with stirring. This solution was applied on a glass plate using a bar coater, and dried at 40 ° C. for 1 hour to remove acetone to obtain a 100 μm thick transparent polymer electrolyte film. The composition of this film was 48/46/6 by weight of the copolymer, ethylene carbonate / propylene carbonate mixed solvent, and LiPF 6 .

【0070】このフィルムをガラス基板より剥離し、交
流インピーダンス法により電気伝導度を25℃、アルゴ
ン雰囲気中で測定した。電気伝導度は4×10-4S/c
mであった。
This film was peeled from the glass substrate, and the electric conductivity was measured by an alternating current impedance method at 25 ° C. in an argon atmosphere. Electric conductivity is 4 × 10 -4 S / c
m.

【0071】次に正極集電体を以下のようにして作製し
た。アルミニウム純度99.9重量%以上でありかつ銅
の含量が0.05重量%未満であり、厚さ30μm、幅
7cm、長さ10cmの硬質アルミニウム箔を用い、塩
酸/リン酸/硫酸からなる混合水溶液をエッチング電解
液として、交流2段エッチングを行い、両面を粗面化し
たアルミニウム箔を得た。
Next, a positive electrode current collector was produced as follows. A mixture of hydrochloric acid / phosphoric acid / sulfuric acid using a hard aluminum foil having an aluminum purity of 99.9% by weight or more and a copper content of less than 0.05% by weight, a thickness of 30 μm, a width of 7 cm and a length of 10 cm. Using an aqueous solution as an etching electrolyte, alternating current two-stage etching was performed to obtain an aluminum foil having both surfaces roughened.

【0072】得られた箔は、厚さ30μmで、粗面化層
の厚さは両面とも同じであり、それぞれ平均3μmであ
り、粗面化されていない部分の厚さは24μmであっ
た。また、このエッチング箔のエッチングによる減量は
5.5g/m2 であった。2万倍の倍率で上記アルミニ
ウム箔の表面を走査型電子顕微鏡にて観察をしたとこ
ろ、表面は海綿状であり、エッチング孔は平均孔径0.
1μmであった。上記アルミニウム箔からJIS−K6
301に規定される1号形のダンベル状試験片を打ち抜
き、引っ張り試験を行い破断エネルギを測定したとこ
ろ、4.50kg・mmであった。
The obtained foil had a thickness of 30 μm, the thickness of the roughened layer was the same on both sides, each averaged 3 μm, and the thickness of the unroughened portion was 24 μm. The weight loss of the etching foil due to etching was 5.5 g / m 2 . When the surface of the aluminum foil was observed with a scanning electron microscope at a magnification of 20,000 times, the surface was spongy, and the etching holes had an average pore diameter of 0,0.
It was 1 μm. JIS-K6 from the above aluminum foil
A No. 1 dumbbell-shaped test piece specified in 301 was punched out and subjected to a tensile test to measure the breaking energy, which was 4.50 kg · mm.

【0073】正極活物質として粒径5μmのLiCoO
2 粉末を11重量部、導電材として粒径0.01μm以
下のアセチレンブラックを1.5重量部、上記共重合体
を6重量部、溶液2を11重量部及びTHF70重量部
をアルゴン雰囲気中で混合し、撹拌しながら加温してス
ラリを得た。このスラリを上記のアルミニウム箔にバー
コータにて塗布、乾燥し、正極を得た。この正極集電体
と正極活物質とポリマー電解質からなる正極体は、18
0度折り曲げても剥離等の異常は認められなかった。
LiCoO having a particle size of 5 μm as a positive electrode active material
(2) 11 parts by weight of powder, 1.5 parts by weight of acetylene black having a particle size of 0.01 μm or less as a conductive material, 6 parts by weight of the above copolymer, 11 parts by weight of solution 2 and 70 parts by weight of THF in an argon atmosphere. The mixture was mixed and heated with stirring to obtain a slurry. This slurry was applied to the above aluminum foil with a bar coater and dried to obtain a positive electrode. The positive electrode body composed of the positive electrode current collector, the positive electrode active material, and the polymer electrolyte is 18
No abnormalities such as peeling were observed even when bent at 0 °.

【0074】負極活物質としてメソフェーズカーボンフ
ァイバ粉末(平均直径8μm、平均長さ50μm、(0
02)面間隔0.336nm)12重量部、上記共重合
体6重量部、溶液2を11重量部、及びTHF70重量
部をアルゴン雰囲気中で混合し、撹拌しながら加温して
スラリを得た。このスラリを厚さ20μmで表面をサン
ドブラストした銅箔にバーコータにて塗布、乾燥し、負
極体を得た。
The mesophase carbon fiber powder (average diameter 8 μm, average length 50 μm, (0
02) 12 parts by weight of the spacing 0.336 nm), 6 parts by weight of the above copolymer, 11 parts by weight of solution 2 and 70 parts by weight of THF were mixed in an argon atmosphere and heated with stirring to obtain a slurry. . The slurry was applied to a copper foil having a thickness of 20 μm and the surface of which was sand blasted by a bar coater and dried to obtain a negative electrode body.

【0075】上記ポリマー電解質フィルムを1.5cm
角に成形し、これを介して有効電極面積1cm×1cm
の正極体と負極体を対向させ、厚さ1.5mmで3cm
角の2枚のポリテトラフルオロエチレン背板で挟み締め
付け、その外側を外装フィルムで覆うさらにポリプロピ
レン製ケースに収納することによりリチウムイオン二次
電池を組み立てた。この操作もすべてアルゴン雰囲気中
で行った。
The above-mentioned polymer electrolyte film was set to 1.5 cm
Formed into corners, through which the effective electrode area 1 cm x 1 cm
The positive electrode body and the negative electrode body are opposed to each other.
A lithium ion secondary battery was assembled by sandwiching and clamping the two corners of the polytetrafluoroethylene back plate, and covering the outside with an exterior film and further housing in a polypropylene case. This operation was all performed in an argon atmosphere.

【0076】充放電条件は、0.5Cの定電流で、充電
電圧は4.2Vまで、放電電圧は2.5Vまでの電位規
制で充放電サイクル試験を行った。その結果、500サ
イクル後の容量維持率は94%であった。
The charge / discharge cycle test was performed under the conditions of a constant current of 0.5 C, a charge voltage of up to 4.2 V, and a discharge voltage of up to 2.5 V. As a result, the capacity retention after 500 cycles was 94%.

【0077】[例2]負極として厚さ100μmのリチ
ウム/アルミニウム合金箔を用いた以外は例1と同様に
してリチウム二次電池を組み立て、例1と同様に充放電
サイクル試験を行った。500サイクル後の容量維持率
は90%であった。
Example 2 A lithium secondary battery was assembled in the same manner as in Example 1 except that a lithium / aluminum alloy foil having a thickness of 100 μm was used as a negative electrode, and a charge / discharge cycle test was performed as in Example 1. The capacity retention after 500 cycles was 90%.

【0078】[例3]厚さ40μmの純度99.9重量
%の軟質アルミニウム箔を用い、例1におけるアルミニ
ウム箔の交流エッチングの条件、すなわち周波数、電流
密度、温度、電解時間を変更し、例1と同様にして両面
が粗面化されたアルミニウム箔を得た。得られた箔は厚
さ40μmであり、粗面化層の片面あたりの厚さは平均
4μm、粗面化されていない部分の厚さは32μmであ
った。この箔のエッチングによる減量は4.2g/m2
であった。
Example 3 Using a soft aluminum foil having a thickness of 40 μm and a purity of 99.9% by weight, the conditions for AC etching of the aluminum foil in Example 1 were changed, ie, the frequency, current density, temperature and electrolysis time were changed. In the same manner as in Example 1, an aluminum foil having both surfaces roughened was obtained. The obtained foil had a thickness of 40 μm, the average thickness per side of the roughened layer was 4 μm, and the thickness of the non-roughened portion was 32 μm. The weight loss due to etching of this foil was 4.2 g / m 2.
Met.

【0079】この箔を2万倍の倍率で走査型電子顕微鏡
にて観察したところ表面は海綿状であり、エッチング孔
は平均孔径0.1μmであった。例1同様に破断エネル
ギを測定したところ8.60kg・mmであった。正極
の集電体としてこのアルミニウム箔を用いた以外は例1
と同様にしてリチウムイオン二次電池を組立て、例1と
同様にして充放電サイクル試験を行った結果、500サ
イクル後の容量維持率は95%であった。
When the foil was observed with a scanning electron microscope at a magnification of 20,000 times, the surface was spongy, and the etching holes had an average hole diameter of 0.1 μm. When the breaking energy was measured in the same manner as in Example 1, it was 8.60 kg · mm. Example 1 except that this aluminum foil was used as the current collector of the positive electrode
A lithium ion secondary battery was assembled in the same manner as in Example 1, and a charge / discharge cycle test was performed in the same manner as in Example 1. As a result, the capacity retention after 500 cycles was 95%.

【0080】[例4]例1と同一のアルミニウムエッチ
ング箔を用い、正極活物質として粒径5μmのLiCo
2 粉末を11重量部、導電材として粒径0.01μm
以下のアセチレンブラックを1.5重量部、ポリテトラ
フルオロエチレンを20重量%含有する水性ディスパー
ジョン7重量部を加えさらに水を添加してボールミルで
混合しスラリを得た。このスラリを上記のアルミニウム
箔にバーコータにて塗布し、加熱乾燥後ロールプレス
し、正極体を得た。この正極集電体と正極活物質と結合
材からなる正極体は、180度折り曲げても剥離等の異
常は認められなかった。
Example 4 Using the same aluminum-etched foil as in Example 1, LiCo having a particle size of 5 μm was used as a positive electrode active material.
11 parts by weight of O 2 powder, particle size 0.01 μm as conductive material
1.5 parts by weight of the following acetylene black and 7 parts by weight of an aqueous dispersion containing 20% by weight of polytetrafluoroethylene were added, water was further added, and the mixture was mixed by a ball mill to obtain a slurry. This slurry was applied to the above aluminum foil with a bar coater, heated and dried, and then roll pressed to obtain a positive electrode body. The positive electrode body including the positive electrode current collector, the positive electrode active material, and the binder did not show any abnormality such as peeling even when bent at 180 degrees.

【0081】負極活物質としてメソフェーズカーボンフ
ァイバ粉末(平均直径8μm、平均長さ50μm、(0
02)面間隔0.336nm)10重量部、ポリフッ化
ビニリデン1重量部に溶媒としてN−メチル−2−ピロ
リドンを添加してボールミルで混合しスラリを得た。こ
のスラリを厚さ20μmで表面をサンドブラストした銅
箔にバーコータにて塗布し、加熱乾燥後ロールプレス
し、負極体を得た。次いで正極体と負極体を180℃に
て真空乾燥した。
As the negative electrode active material, mesophase carbon fiber powder (average diameter 8 μm, average length 50 μm, (0
02) N-methyl-2-pyrrolidone was added as a solvent to 10 parts by weight of the spacing 0.336 nm) and 1 part by weight of polyvinylidene fluoride, and mixed with a ball mill to obtain a slurry. This slurry was applied to a copper foil having a thickness of 20 μm and the surface of which was sand blasted by a bar coater, heated and dried, and then roll-pressed to obtain a negative electrode body. Next, the positive electrode body and the negative electrode body were vacuum-dried at 180 ° C.

【0082】アルゴンボックス内にて1.5cm角の厚
さ25μmの多孔質ポリプロピレンセパレータを介して
有効電極面積1cm×1cmの正極体と負極体を対向さ
せ、厚さ1.5mmで3cm角の2枚のポリテトラフル
オロエチレン背板で挟み締め付け、その外側を外装フィ
ルムで覆うさらにポリプロピレン製ケースに収納した。
次いで1mol/LのLiPF6 をエチレンカーボネー
トとジエチルカーボネートトの混合溶媒(体積比1:
1)に溶解した溶液を真空含浸することにより、リチウ
ムイオン二次電池を組み立てた。この操作もすべてアル
ゴン雰囲気中で行った。
A positive electrode body having an effective electrode area of 1 cm × 1 cm and a negative electrode body were opposed to each other through a 1.5 cm square porous polypropylene separator having a thickness of 25 μm in an argon box. The sheet was clamped and clamped between two polytetrafluoroethylene back plates, and the outside thereof was covered with an exterior film, and further housed in a polypropylene case.
Next, 1 mol / L of LiPF 6 was mixed with a mixed solvent of ethylene carbonate and diethyl carbonate (volume ratio 1: 1).
By vacuum impregnating the solution dissolved in 1), a lithium ion secondary battery was assembled. This operation was all performed in an argon atmosphere.

【0083】例1と同様にして充放電サイクル試験を行
った結果、500サイクル後の容量維持率は97%であ
った。
A charge / discharge cycle test was conducted in the same manner as in Example 1. As a result, the capacity retention after 500 cycles was 97%.

【0084】[例5]例1におけるアルミニウム箔の交
流エッチングの条件、すなわち周波数、電流密度、温
度、電解時間を変更し、例1と同様にして両面が粗面化
されたアルミニウム箔を得た。得られた箔は厚さ30μ
mであり、粗面化層の片面あたりの厚さは平均7μm、
粗面化されていない部分の厚さは16μmであった。こ
の箔のエッチングによる減量は11.5g/m2 であっ
た。2万倍の倍率で走査型電子顕微鏡にて観察したとこ
ろ表面は海綿状であり、エッチング孔は平均孔径0.0
8μmであった。例1同様に破断エネルギを測定したと
ころ2.58kg・mmであった。
Example 5 An aluminum foil having both surfaces roughened was obtained in the same manner as in Example 1 except that the conditions for AC etching of the aluminum foil in Example 1 were changed, that is, the frequency, current density, temperature and electrolysis time were changed. . The resulting foil is 30μ thick
m, the average thickness per side of the roughened layer is 7 μm,
The thickness of the unroughened portion was 16 μm. The weight loss due to etching of this foil was 11.5 g / m 2 . Observation with a scanning electron microscope at a magnification of 20,000 times revealed that the surface was spongy and the etching holes had an average pore size of 0.0
It was 8 μm. When the breaking energy was measured in the same manner as in Example 1, it was 2.58 kg · mm.

【0085】例1と同様に正極体を作製したところ、正
極体のプレス圧延中に正極体が切断し、使用に耐えなか
った。
When a positive electrode body was prepared in the same manner as in Example 1, the positive electrode body was cut during press rolling of the positive electrode body, and was not usable.

【0086】[例6]例1と同じ厚さ30μmのアルミ
ニウム箔を用い、#600のサンドペーパーにて機械的
に粗面化したものを正極集電体に用いた以外は、例1と
同様にして正極体を作製した。粗面化された集電体の表
面には、深さ7μm、幅4〜15μmの線状溝が形成さ
れていた。正極体は、平坦に置いた状態では異常はなか
ったが、90度折り曲げた時点で集電体より剥離した。
この正極体を用いて例1と同様にポリマー電池を作製し
充放電サイクルテストを行ったところ、50サイクル後
の容量維持率は50%であった。
Example 6 The same as Example 1 except that the same aluminum foil having a thickness of 30 μm as in Example 1 was mechanically roughened with sandpaper # 600 and used as a positive electrode current collector. To produce a positive electrode body. On the surface of the roughened current collector, a linear groove having a depth of 7 μm and a width of 4 to 15 μm was formed. The positive electrode body did not have any abnormality when laid flat, but peeled off from the current collector when bent at 90 degrees.
Using this positive electrode body, a polymer battery was prepared in the same manner as in Example 1, and a charge / discharge cycle test was performed. As a result, the capacity retention after 50 cycles was 50%.

【0087】また、厚さ30μmのアルミニウム箔に同
様にして深さ7μm、幅4〜15μmの線状溝を形成
し、例1と同様にして正極体を作製したところ、正極体
の強度が弱く、電池を作製できなかった。
Further, a linear groove having a depth of 7 μm and a width of 4 to 15 μm was similarly formed in an aluminum foil having a thickness of 30 μm, and a positive electrode body was manufactured in the same manner as in Example 1. And a battery could not be produced.

【0088】[0088]

【発明の効果】本発明の非水系二次電池用正極集電体
は、正極活物質及び結合材と集電体との密着力が強いた
め充放電サイクル特性が優れ、また集電体の破断エネル
ギが高いので正極体を容易に成形できる。特に、ポリマ
ー電解質を有する非水系二次電池の場合、溶媒を含有し
て膨潤したポリマー電解質が結合材の機能も有するため
電解液系の電池に比べ正極活物質と集電体との密着力が
弱いことが従来より問題になっているが、本発明の正極
集電体を用いれば正極活物質及びポリマー電解質と集電
体との密着力が強く、サイクル特性が優れたポリマー電
解質使用二次電池が得られる。
The positive electrode current collector for a non-aqueous secondary battery of the present invention has excellent charge-discharge cycle characteristics due to the strong adhesion between the positive electrode active material and the binder and the current collector, and the current collector breaks. Since the energy is high, the positive electrode body can be easily formed. In particular, in the case of a non-aqueous secondary battery having a polymer electrolyte, the adhesive strength between the positive electrode active material and the current collector is higher than that of an electrolyte battery because the swollen polymer electrolyte containing a solvent also functions as a binder. Although weakness has conventionally been a problem, the use of the positive electrode current collector of the present invention has a strong adhesion between the positive electrode active material and the polymer electrolyte and the current collector, and has excellent cycle characteristics in a secondary battery using a polymer electrolyte. Is obtained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河里 健 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 (72)発明者 樋口 義明 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Ken Kawari, Asahi Glass Co., Ltd., 1150 Hazawa-cho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Yoshiaki Higuchi 1150 Hazawa-cho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa, Japan

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】正極活物質と結合材とからなる電極と一体
化して正極体を形成する、アルミニウム箔からなる非水
系二次電池用正極集電体において、前記アルミニウム箔
は、表面に平均1〜5μmの厚さの粗面化層を有しかつ
JIS−K6301に規定される1号形のダンベル状試
験片における破断エネルギが3kg・mm以上であるこ
とを特徴とする非水系二次電池用正極集電体。
1. A positive electrode current collector for a non-aqueous secondary battery comprising an aluminum foil, which is integrated with an electrode comprising a positive electrode active material and a binder to form a positive electrode body, wherein the aluminum foil has an average surface area of 1%. For a non-aqueous secondary battery, characterized in that it has a roughened layer having a thickness of about 5 μm and a breaking energy of 3 kg · mm or more in a No. 1 dumbbell-shaped test piece specified in JIS-K6301. Positive electrode current collector.
【請求項2】アルミニウム箔がエッチングされた箔であ
り、かつアルミニウム箔のエッチングによる減量が1〜
8g/m2 である請求項1記載の非水系二次電池用正極
集電体。
2. An aluminum foil is an etched foil, and a weight loss by etching of the aluminum foil is 1 to 2.
Positive electrode current collector for a nonaqueous secondary battery of claim 1 wherein the 8 g / m 2.
【請求項3】正極活物質と結合材とからなる正極とアル
ミニウム箔からなる集電体とを一体化してなる正極体
と、負極体と、リチウム塩の溶質とリチウム塩を溶解で
きる非水溶媒からなる溶液と、をケースに収容してなる
非水系二次電池において、前記アルミニウム箔は、表面
に平均1〜5μmの厚さの粗面化層を有しかつJIS−
K6301に規定される1号形のダンベル状試験片にお
ける破断エネルギが3kg・mm以上であることを特徴
とする非水系二次電池。
3. A positive electrode body obtained by integrating a positive electrode comprising a positive electrode active material and a binder and a current collector comprising an aluminum foil; a negative electrode body; and a non-aqueous solvent capable of dissolving a solute of a lithium salt and a lithium salt. A nonaqueous secondary battery containing a solution comprising a roughened layer having an average thickness of 1 to 5 μm on the surface and JIS-
A non-aqueous secondary battery characterized in that the breaking energy of a No. 1 dumbbell-shaped test piece specified in K6301 is 3 kg · mm or more.
【請求項4】前記結合材が、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン/パーフ
ルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体、フッ化ビ
ニリデン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体及びクロ
ロトリフルオロエチレン/ビニレンカーボネート共重合
体からなる群から選ばれる1種以上である請求項3記載
の非水系二次電池。
4. The binder according to claim 1, wherein the binder is polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride / perfluoro (alkyl vinyl ether) copolymer, vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer, and chlorotrifluoroethylene / vinylene. The non-aqueous secondary battery according to claim 3, which is at least one member selected from the group consisting of a carbonate copolymer.
【請求項5】前記溶液は、有機ポリマーからなるマトリ
ックスとともにポリマー電解質を形成する請求項3記載
の非水系二次電池。
5. The non-aqueous secondary battery according to claim 3, wherein said solution forms a polymer electrolyte with a matrix comprising an organic polymer.
【請求項6】前記結合材はポリマー電解質のマトリック
スからなり、かつフルオロオレフィンに基づく重合単位
を1種以上含む2種以上の単量体に基づく重合単位から
なる共重合体である請求項5記載の非水系二次電池。
6. The binder according to claim 5, wherein the binder is a polymer electrolyte matrix and is a copolymer composed of polymerized units based on two or more monomers containing at least one polymerized unit based on fluoroolefin. Non-aqueous secondary batteries.
【請求項7】前記共重合体は、フッ化ビニリデン/パー
フルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体、フッ化
ビニリデン/クロロトリフルオロエチレン共重合体、フ
ッ化ビニリデン/ヘキサフルオロプロピレン/テトラフ
ルオロエチレン共重合体又はフッ化ビニリデン/ヘキサ
フルオロプロピレン共重合体である請求項6記載の非水
系二次電池。
7. The copolymer includes vinylidene fluoride / perfluoro (alkyl vinyl ether) copolymer, vinylidene fluoride / chlorotrifluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride / hexafluoropropylene / tetrafluoroethylene copolymer. 7. The non-aqueous secondary battery according to claim 6, which is a unified or vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer.
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