JPH11354125A - Lithium secondary battery - Google Patents

Lithium secondary battery

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JPH11354125A
JPH11354125A JP10156948A JP15694898A JPH11354125A JP H11354125 A JPH11354125 A JP H11354125A JP 10156948 A JP10156948 A JP 10156948A JP 15694898 A JP15694898 A JP 15694898A JP H11354125 A JPH11354125 A JP H11354125A
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JP
Japan
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weight
battery
sheet
binder
parts
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10156948A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoto Akaha
尚登 赤羽
Akira Kawakami
章 川上
Junko Ozaki
順子 尾崎
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Maxell Holdings Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-capacity lithium battery of which battery capacity is hardly reduced when charge and discharge are repeated. SOLUTION: In this lithium secondary battery wherein a sheet-like positive electrode 1 faces to a sheet-like negative electrode 2 interposing a separator 3, at least one sheet-like electrode out of the sheet-like positive electrode 1 and the sheet-like negative electrode 2 is composed by forming a film containing an active material and a binder on at least one surface of a conductive base, and an acrylic acid at least not forming a metal salt with a metal such as sodium is used for the binder. The binder is preferably formed from a polyacrylic acid not forming a metal acid such as a sodium acid and at least one kind selected from a group comprised of polyethylene glycol, polyethylene oxide, polypropylene glycol and polypropylene oxide.

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、リチウム二次電池
に関し、さらに詳しくは、充放電を繰り返した場合の電
池容量の減少が少ない、高容量のリチウム二次電池に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithium secondary battery, and more particularly, to a high-capacity lithium secondary battery that has a small decrease in battery capacity when charging and discharging are repeated.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、正極活物質にバインダーや溶剤
などを加え、分散、攪拌して調製した塗料を導電性基体
上に塗布、乾燥して正極活物質などを含有する塗膜を形
成したシート状の正極と、同様に負極活物質にバインダ
ーや溶剤などを加え、分散、攪拌して調製した塗料を導
電性基体上に塗布、乾燥して負極活物質などを含有する
塗膜を形成したシート状の負極とをセパレータを介して
対向させた積層構造の電極体を、有機溶剤系の電解液と
共に、電池ケース内に封入して作製したリチウム二次電
池は、単位容量当たりのエネルギー密度や単位重量当た
りのエネルギー密度が高いという特徴を有している。
2. Description of the Related Art In general, a sheet prepared by adding a binder or a solvent to a positive electrode active material, dispersing and stirring, coating a conductive substrate, and drying to form a coating film containing the positive electrode active material and the like. -Like positive electrode, and a sheet in which a coating prepared by adding a binder and a solvent to the negative electrode active material, dispersing and stirring the same, coated on a conductive substrate, and dried to form a coating containing the negative electrode active material and the like A lithium secondary battery manufactured by encapsulating an electrode body with a laminated structure in which a negative electrode in the form of a separator is interposed via a separator together with an organic solvent-based electrolytic solution in a battery case has an energy density per unit capacity and unit. It has the feature of high energy density per weight.

【0003】そして、上記シート状の正極やシート状の
負極などのシート状の電極に使用するバインダーとして
は、電池の作動中に電極塗膜構造が壊れることがないよ
うに電解液に対しては溶解しにくい特性と、電極塗膜形
成用塗料を調製するために必要な溶剤可溶性を併せ持つ
ことが要求されることから、主成分モノマーとしてビニ
リデンフルオライドを含むポリビニリデンフルオライド
系ポリマーが好適なものとして用いられてきた。
[0003] As a binder used for a sheet-like electrode such as the above-mentioned sheet-like positive electrode and sheet-like negative electrode, an electrolyte solution is used so that the electrode coating structure is not broken during operation of the battery. Polyvinylidene fluoride-based polymers containing vinylidene fluoride as the main component monomer are preferred because they are required to have both the property of being difficult to dissolve and the solvent solubility required for preparing the paint for forming an electrode coating film. Has been used as

【0004】しかしながら、フッ素樹脂である上記ポリ
ビニリデンフルオライド系ポリマーは導電性基体として
一般的に用いられている金属箔との接着力が弱いため、
バインダーとして該ポリビニリデンフルオライド系ポリ
マーを用いて形成した電極塗膜は、導電性基体との接着
力が弱く、従って、上記塗膜を有する電極を用いて作製
した電池は、充放電を繰り返した場合に、電極塗膜と導
電性基体との間の電気的接触が悪化し、それによって電
極活物質の利用率が低下して電池容量が減少するという
問題があった。
However, the above-mentioned polyvinylidene fluoride-based polymer, which is a fluororesin, has a weak adhesive force to a metal foil generally used as a conductive substrate,
The electrode coating film formed using the polyvinylidene fluoride-based polymer as a binder has a low adhesive strength to a conductive substrate, and therefore, the battery manufactured using the electrode having the coating film has repeated charge and discharge. In this case, there has been a problem that electrical contact between the electrode coating film and the conductive substrate deteriorates, whereby the utilization rate of the electrode active material decreases and the battery capacity decreases.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来のリチウム二次電池における問題点を解決し、充
放電を繰り返した場合の電池容量の減少を抑制し、高容
量のリチウム二次電池を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems of the conventional lithium secondary battery, suppresses a decrease in battery capacity when charging and discharging are repeated, and provides a high capacity lithium secondary battery. It is intended to provide a secondary battery.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するために種々検討を行った結果なされたものであ
り、少なくとも一方のシート状の電極が導電性基体の少
なくとも一方の面に少なくとも活物質とバインダーを含
有する塗膜を形成したものからなるシート状の正極とシ
ート状の負極とをセパレータを介して対向させるリチウ
ム二次電池において、上記バインダーとして、少なくと
も、ナトリウムなどの金属との金属塩を形成していない
ポリアクリル酸(以下、この「金属塩を形成していない
ポリアクリル酸」を「非金属塩ポリアクリル酸」で表
す)を用いることによって、充放電を繰り返した場合の
電池容量の減少が少ない、高容量のリチウム二次電池を
提供したものである。
Means for Solving the Problems The present invention has been made as a result of conducting various studies to achieve the above object, and at least one sheet-like electrode has at least one surface on a conductive substrate. In a lithium secondary battery in which a sheet-shaped positive electrode and a sheet-shaped negative electrode made of a coating film containing an active material and a binder are formed with a separator interposed therebetween, at least as the binder, at least a metal such as sodium is used. By using polyacrylic acid that does not form a metal salt (hereinafter, this “polyacrylic acid that does not form a metal salt” is represented by “non-metal salt polyacrylic acid”), An object of the present invention is to provide a high-capacity lithium secondary battery with a small decrease in battery capacity.

【0007】すなわち、本発明においては、電極塗膜の
バインダーが、非金属塩ポリアクリル酸で構成される
が、この非金属塩ポリアクリル酸はポリマーを構成する
繰り返し単位中に化学式(−COOH)で表されるカル
ボキシル基を有するので、バインダーがポリビニリデン
フルオライド系ポリマー単独で構成された電極塗膜に比
べて、導電性基体との接着力が大きく、従って、充放電
を繰り返した場合の電極塗膜と導電性基体との間の電気
的接触の悪化が抑制され、上記電気的接触の悪化に基づ
く電池容量の減少を抑制することができる。
That is, in the present invention, the binder of the electrode coating film is composed of a non-metal salt polyacrylic acid, and the non-metal salt polyacrylic acid has a chemical formula (-COOH) in a repeating unit constituting the polymer. Since the binder has a carboxyl group represented by the formula, the binder has a larger adhesive force with the conductive substrate than the electrode coating film composed of the polyvinylidene fluoride-based polymer alone, and therefore, the electrode in the case where charge and discharge are repeated. Deterioration of electric contact between the coating film and the conductive substrate is suppressed, and a decrease in battery capacity due to the deterioration of the electric contact can be suppressed.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】また、バインダーを上記非金属塩
ポリアクリル酸と、ポリエチレングリコール、ポリエチ
レンオキシド、ポリプロピレングリコールおよびポリプ
ロピレンオキシドよりなる群から選ばれた少なくとも一
種とで構成すると、上記ポリエチレングリコール、ポリ
エチレンオキシド、ポリプロピレングリコールおよびポ
リプロピレンオキシドよりなる群から選ばれた少なくと
も一種が非金属塩ポリアクリル酸に対して可塑剤的に作
用し、電極塗膜の可撓性を向上させるので、シート状の
電極を小さな曲率半径(巻回半径)で巻回する場合でも
電極塗膜にクラックが発生したり、電極塗膜が導電性基
体から剥離するのが抑制される。
Further, when the binder is composed of the above-mentioned non-metal salt polyacrylic acid and at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol, polyethylene oxide, polypropylene glycol and polypropylene oxide, the above-mentioned polyethylene glycol, At least one selected from the group consisting of ethylene oxide, polypropylene glycol and polypropylene oxide acts as a plasticizer on the non-metal salt polyacrylic acid, and improves the flexibility of the electrode coating film. Even when wound with a small radius of curvature (winding radius), cracks in the electrode coating film and peeling of the electrode coating film from the conductive substrate are suppressed.

【0009】上記のように、バインダーを非金属塩ポリ
アクリル酸とポリエチレングリコール、ポリエチレンオ
キシド、ポリプロピレングリコールおよびポリプロピレ
ンオキシドよりなる群から選ばれた少なくとも一種とで
構成する場合、両者の混合比率としては、非金属塩ポリ
アクリル酸が10重量%以上、特に20〜98重量%
で、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、
ポリプロピレングリコールおよびポリプロピレンオキシ
ドよりなる群から選ばれた少なくとも一種が90重量%
以下、特に2〜80重量%であることが好ましい。非金
属塩ポリアクリル酸の比率が10重量%より少ない場合
は、電極塗膜の導電性基体への接着力が低下して、充放
電を繰り返した場合に電極塗膜と導電性基体との間の電
気的接触が悪化して電池容量が減少するおそれがある。
As described above, when the binder is composed of the non-metal salt polyacrylic acid and at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol, polyethylene oxide, polypropylene glycol and polypropylene oxide, the mixing ratio of both is as follows: 10% by weight or more, especially 20 to 98% by weight of non-metal salt polyacrylic acid
In, polyethylene glycol, polyethylene oxide,
90% by weight of at least one selected from the group consisting of polypropylene glycol and polypropylene oxide
Hereinafter, it is particularly preferable that the content be 2 to 80% by weight. When the ratio of the non-metal salt polyacrylic acid is less than 10% by weight, the adhesion of the electrode coating to the conductive substrate is reduced, and the charge and discharge between the electrode coating and the conductive substrate is reduced when charging and discharging are repeated. The electrical contact of the battery may be deteriorated and the battery capacity may be reduced.

【0010】上記ポリエチレングリコールは、分子量が
小さいと、高温環境下での電池使用中にポリエチレング
リコールが溶融または軟化して、電極機能を低下させる
ことがあり、また、分子量が大きくなりすぎると、水や
有機溶媒などの溶剤に溶けにくくなり塗料の調製がしに
くくなるおそれがあるので、平均分子量2000〜20
00000のものが好ましい。
If the molecular weight of the polyethylene glycol is small, the polyethylene glycol may be melted or softened during use of the battery in a high-temperature environment, thereby deteriorating the electrode function. And a solvent such as an organic solvent may be difficult to dissolve, and the coating composition may be difficult to prepare.
00000 is preferred.

【0011】本発明において、バインダーの電極塗膜中
における含有量としては0.2〜20重量%、特に0.
5〜10重量%であることが好ましい。バインダーの含
有量が上記範囲より少ない場合は、電極塗膜の機械的強
度が不足して、電極塗膜が導電性基体から剥離するおそ
れがあり、またバインダーの含有量が上記範囲より多い
場合は、電極塗膜中の活物質が減少して電池容量が低下
するおそれがある。
In the present invention, the content of the binder in the electrode coating film is 0.2 to 20% by weight, particularly 0.1 to 20% by weight.
It is preferably from 5 to 10% by weight. When the content of the binder is less than the above range, the mechanical strength of the electrode coating film is insufficient, the electrode coating film may be peeled from the conductive substrate, and when the content of the binder is more than the above range, In addition, there is a possibility that the active material in the electrode coating film decreases and the battery capacity decreases.

【0012】本発明における少なくとも非金属塩ポリア
クリル酸を含むバインダーは、正極、負極のうちのいず
れの電極に使用しても良く、また、正極、負極の両方に
使用しても良い。
The binder containing at least the non-metal salt polyacrylic acid in the present invention may be used for any of the positive electrode and the negative electrode, and may be used for both the positive electrode and the negative electrode.

【0013】本発明において、正極活物質としては、例
えば、リチウムニッケル酸化物、リチウムコバルト酸化
物、リチウムマンガン酸化物(これらは、通常、LiN
iO 2 、LiCoO2 :LiMn2 4 で表されるが、
LiとNiとの比、LiとCoとの比、LiとMnとの
比は化学量論組成からずれている場合が多い)などのリ
チウム含有複合金属酸化物が単独でまたは2種以上の混
合物として、あるいはそれらの固溶体として用いられ
る。
In the present invention, examples of the positive electrode active material include:
For example, lithium nickel oxide, lithium cobalt oxide
Material, lithium manganese oxide (these are usually LiN
iO Two, LiCoOTwo: LiMnTwoOFourIs represented by
Li: Ni ratio, Li: Co ratio, Li: Mn
Ratio often deviates from the stoichiometric composition).
Titanium-containing composite metal oxides may be used alone or in combination of two or more.
Compound, or their solid solution
You.

【0014】そして、正極の作製にあたっては、必要に
応じ、上記正極活物質に鱗片状黒鉛、カーボンブラック
などの電子伝導助剤を添加することができる。
In preparing the positive electrode, an electron conduction aid such as flaky graphite and carbon black can be added to the positive electrode active material, if necessary.

【0015】正極は、例えば、上記正極活物質を含み、
必要に応じて、鱗片状黒鉛、カーボンブラックなどの電
子伝導助剤を含み、さらにバインダーを含む塗料を導電
性基体上に塗布し、乾燥して、導電性基体の少なくとも
一方の面に少なくとも正極活物質とバインダーを含有す
る塗膜を形成する工程を経て作製される。上記塗料の調
製に当たって、バインダーはあらかじめ溶剤に溶解させ
て溶液状にしておき、そのバインダー溶液を上記正極活
物質などの固体粒子と混合して塗料を調製してもよい。
The positive electrode contains, for example, the above-mentioned positive electrode active material,
If necessary, a paint containing an electron conduction aid such as flaky graphite and carbon black, and further containing a binder is applied on the conductive substrate, and dried, so that at least one surface of the conductive substrate has at least a positive electrode active material. It is produced through a step of forming a coating film containing a substance and a binder. In preparing the paint, the binder may be dissolved in a solvent in advance to form a solution, and the binder solution may be mixed with solid particles such as the positive electrode active material to prepare the paint.

【0016】また、本発明において、負極活物質として
は、例えば、リチウム金属またはリチウム含有化合物が
用いられるが、そのリチウム含有化合物としてはリチウ
ム合金とそれ以外のものがある。上記リチウム合金とし
ては、例えば、リチウム−アルミニウム、リチウム−
鉛、リチウム−ビスマス、リチウム−インジウム、リチ
ウム−ガリウム、リチウム−インジウム−ガリウムなど
のリチウムと他の金属との合金が挙げられる。リチウム
合金以外のリチウム含有化合物としては、例えば、乱層
構造を有する炭素材料、黒鉛などが挙げられる。これら
は製造時にはリチウムを含んでいないものもあるが、負
極活物質として作用するときには、化学的手段、電気化
学的手段などによりリチウムを含有した状態になる。
In the present invention, as the negative electrode active material, for example, lithium metal or a lithium-containing compound is used. As the lithium-containing compound, there are a lithium alloy and others. Examples of the lithium alloy include lithium-aluminum, lithium-
Examples include alloys of lithium and other metals such as lead, lithium-bismuth, lithium-indium, lithium-gallium, and lithium-indium-gallium. Examples of the lithium-containing compound other than the lithium alloy include a carbon material having a turbostratic structure, graphite, and the like. Some of these do not contain lithium at the time of manufacture, but when they act as a negative electrode active material, they become lithium-containing by chemical means, electrochemical means, and the like.

【0017】負極は、例えば、上記負極活物質に、必要
に応じて、鱗片状黒鉛、カーボンブラックなどの電子伝
導助剤を加え、さらにバインダーと溶剤を加え、混合し
て塗料を調製し、その塗料を導電性基体上に塗布し、乾
燥して、導電性基体の少なくとも一方の面に少なくとも
負極活物質とバインダーとを含有する塗膜を形成する工
程を経て作製される。上記塗料の調製にあたって、バイ
ンダーはあらかじめ溶剤に溶解させて溶液状にしてお
き、そのバインダー溶液を負極活物質などと混合して塗
料を調製してもよい。
For the negative electrode, for example, if necessary, an electron conduction aid such as flaky graphite or carbon black is added to the negative electrode active material, a binder and a solvent are added and mixed to prepare a coating material. It is produced through a step of applying a coating material on a conductive substrate and drying it to form a coating film containing at least a negative electrode active material and a binder on at least one surface of the conductive substrate. In preparing the paint, the binder may be dissolved in a solvent in advance to form a solution, and the binder solution may be mixed with a negative electrode active material or the like to prepare the paint.

【0018】本発明において、電極塗膜を形成するため
に使用する塗料の溶剤としては、非金属塩ポリアクリル
酸を溶解させるか、あるいは非金属塩ポリアクリル酸と
ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリ
プロピレングリコールおよびポリプロピレンオキシドよ
りなる群から選ばれた少なくとも一種を共に溶解させる
ような溶剤を使用することが好ましく、そのような溶剤
としては、例えば、水、N−メチルピロリドン、シメチ
ルアセトアミド、テトラヒドロフランなどが挙げられ、
それらは単独でまたは2種以上混合して用いることがで
きる。
In the present invention, as a solvent for a paint used for forming an electrode coating film, a non-metal salt polyacrylic acid is dissolved, or a non-metal salt polyacrylic acid and polyethylene glycol, polyethylene oxide, polypropylene glycol are used. And a solvent that dissolves at least one selected from the group consisting of polypropylene oxide. Examples of such a solvent include water, N-methylpyrrolidone, cimethylacetamide, and tetrahydrofuran. And
They can be used alone or in combination of two or more.

【0019】本発明において、上記塗料を導電性基体に
塗布する際の塗布方法としては、例えば、押出しコータ
ー、リバースローラー、ドクターブレード、アプリケー
ターなどをはじめ、各種の塗布方法を採用することがで
きる。
In the present invention, as a method of applying the above-mentioned paint to the conductive substrate, various application methods such as an extrusion coater, a reverse roller, a doctor blade, an applicator and the like can be adopted.

【0020】本発明において、正極、負極などの電極の
導電性基体としては、例えば、アルミニウム、ステンレ
ス鋼、チタン、銅などの金属製導電材料を網、パンチン
グメタル、フォームメタルや、板状に加工した箔などが
用いられる。
In the present invention, as a conductive substrate of an electrode such as a positive electrode and a negative electrode, for example, a metal conductive material such as aluminum, stainless steel, titanium, and copper is processed into a mesh, a punched metal, a foam metal, or a plate. A foil or the like is used.

【0021】電解液としては、例えば、1,2−ジメト
キシエタン、1,2−ジエトキシエタン、プロピレンカ
ーボネート、エチレンカーボネート、γ−ブチロラクト
ン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、ジエ
チルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチ
ルカーボネートなどの単独または2種以上の混合溶媒
に、例えば、LiCF3 SO3 、LiC4 9 SO3
LiClO4 、LiPF 6 、LiBF4 などの電解質を
単独でまたは2種以上溶解させて調製した有機溶剤系の
電解液が用いられる。
As the electrolytic solution, for example, 1,2-dimethoate
Xiethane, 1,2-diethoxyethane, propylene
-Carbonate, ethylene carbonate, γ-butyrolact
, Tetrahydrofuran, 1,3-dioxolan, die
Chill carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl
Single or mixed solvent of two or more such as carbonate
For example, LiCFThreeSOThree, LiCFourF9SOThree,
LiClOFour, LiPF 6, LiBFFourSuch as electrolyte
Organic solvent system prepared alone or by dissolving two or more
An electrolyte is used.

【0022】セパレータとしては、例えば、厚さ10〜
50μmで、開孔率30〜70%の微多孔性ポリエチレ
ンフィルムまたは微多孔性ポリプロピレンフィルムなど
が好適に用いられる。
As the separator, for example, a thickness of 10 to 10
A microporous polyethylene film or a microporous polypropylene film having a pore size of 50 μm and a porosity of 30 to 70% is preferably used.

【0023】電池は、例えば、上記のようにして作製さ
れるシート状の正極とシート状の負極との間にセパレー
タを介在させて渦巻状に巻回して渦巻状巻回構造にして
積層したり、あるいは折り重ねて積層した積層構造の電
極体を、ニッケルメッキを施した鉄やステンレス鋼製の
電池ケース内に挿入し、電解液を注入し、封口する工程
を経て作製される。また上記電池には、通常、電池内部
に発生したガスをある一定圧力まで上昇した段階で電池
外部に排出して、電池の高圧下での破裂を防止するため
の防爆機構が取り入れられる。
The battery is, for example, spirally wound with a separator interposed between the sheet-shaped positive electrode and the sheet-shaped negative electrode produced as described above, and is laminated in a spiral wound structure. Alternatively, an electrode body having a laminated structure obtained by folding and laminating is inserted into a battery case made of nickel-plated iron or stainless steel, injected with an electrolytic solution, and sealed. Further, the battery usually incorporates an explosion-proof mechanism for discharging gas generated inside the battery to the outside of the battery when the pressure has increased to a certain pressure, thereby preventing the battery from bursting under high pressure.

【0024】[0024]

【実施例】つぎに、本発明の実施例について説明する。
ただし、本発明はそれらの実施例のみに限定されるもの
ではない。
Next, an embodiment of the present invention will be described.
However, the present invention is not limited to only these examples.

【0025】実施例1 (1)正極の作製 まず、リチウムコバルト酸化物と、電子伝導助剤として
の鱗片状黒鉛、バインダーを構成する非金属塩ポリアク
リル酸とポリエチレングリコール(平均分子量5000
00)と、溶剤としての水を下記の組成で含む正極塗膜
形成用塗料を調製した。
Example 1 (1) Preparation of Positive Electrode First, lithium cobalt oxide, flaky graphite as an electron conduction aid, nonmetal salt polyacrylic acid constituting a binder and polyethylene glycol (average molecular weight 5000
00) and a coating for forming a positive electrode coating film containing water as a solvent in the following composition.

【0026】 正極塗膜形成用塗料の組成 リチウムコバルト酸化物 91重量部 鱗片状黒鉛 6重量部 非金属塩ポリアクリル酸 2.4重量部 ポリエチレングリコール 0.6重量部 水 104重量部Composition of paint for forming positive electrode coating film Lithium cobalt oxide 91 parts by weight Flake graphite 6 parts by weight Nonmetal salt polyacrylic acid 2.4 parts by weight Polyethylene glycol 0.6 parts by weight Water 104 parts by weight

【0027】上記塗料の調製は次に示すように行った。
まず、水に非金属塩ポリアクリル酸とポリエチレングリ
コールを溶解してバインダー溶液を調製した。つぎに、
このバインダー溶液に正極活物質のリチウムコバルト酸
化物と電子伝導助剤としての鱗片状黒鉛を加え、混合す
ることによって塗料を調製した。
The preparation of the paint was carried out as follows.
First, a non-metal salt polyacrylic acid and polyethylene glycol were dissolved in water to prepare a binder solution. Next,
To this binder solution, lithium cobalt oxide as a positive electrode active material and flaky graphite as an electron conduction aid were added and mixed to prepare a paint.

【0028】そして、得られた塗料を導電性基体として
の厚さ20μmのアルミニウム箔上にアプリケータを用
いて塗布し、100〜120℃で乾燥して正極活物質や
バインダーなどを含有する塗膜を形成した。同様に、ア
ルミニウム箔の裏面側にも上記塗料を塗布し、100℃
で8時間真空乾燥して塗膜を形成した。そして、得られ
た電極体をロールプレスして、片面の塗膜厚みが75μ
mのシート状の正極を作製した。
Then, the obtained paint is applied on an aluminum foil having a thickness of 20 μm as a conductive substrate using an applicator, dried at 100 to 120 ° C., and coated with a positive electrode active material, a binder and the like. Was formed. Similarly, apply the above paint on the back side of the aluminum foil,
For 8 hours to form a coating film. Then, the obtained electrode body was roll-pressed, and the coating thickness on one side was 75 μm.
m of the sheet-shaped positive electrode was produced.

【0029】(2)負極の作製 負極活物質として人造黒鉛(2800℃で合成)を用
い、バインダーとして正極塗膜形成用塗料に用いたもの
と同様の非金属塩ポリアクリル酸とポリエチレングリコ
ールを用い、それらと水をを下記の割合で含む負極塗膜
形成用塗料を調製した。
(2) Preparation of Negative Electrode As a negative electrode active material, artificial graphite (synthesized at 2800 ° C.) was used, and as a binder, the same non-metal salt polyacrylic acid and polyethylene glycol as those used in the positive electrode coating film forming paint were used. A negative electrode coating film-forming paint containing them and water in the following proportions was prepared.

【0030】負極塗膜形成用塗料の組成 人造黒鉛 95重量部 非金属塩ポリアクリル酸 4重量部 ポリエチレングリコール 1重量部 水 165重量部Composition of paint for forming negative electrode coating film Artificial graphite 95 parts by weight Nonmetal salt polyacrylic acid 4 parts by weight Polyethylene glycol 1 part by weight Water 165 parts by weight

【0031】得られた塗料を導電性基体としての厚さ1
0μmの銅箔上にアプリケータを用いて塗布し、100
〜120℃で乾燥して負極活物質とバインダーとを含有
する塗膜を形成した。同様に、銅箔の裏面側にも上記塗
料を塗布し、100℃で8時間真空乾燥して塗膜を形成
した。そして、得られた電極体をロールプレスして、片
面の塗膜厚みが73μmのシート状の負極を作製した。
なお、正極と負極は両者の活物質の重量比が2.1:1
になるように塗膜密度を調整した。
The obtained paint is used as a conductive substrate in a thickness of 1
0 μm copper foil is applied using an applicator,
It dried at -120 degreeC, and formed the coating film containing a negative electrode active material and a binder. Similarly, the paint was applied to the back side of the copper foil and vacuum dried at 100 ° C. for 8 hours to form a coating film. Then, the obtained electrode body was roll-pressed to produce a sheet-shaped negative electrode having a coating film thickness of 73 μm on one side.
The weight ratio of the active materials of the positive electrode and the negative electrode was 2.1: 1.
The coating density was adjusted so that

【0032】(3)電解液の調製 エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとの
体積比1:1の混合溶媒にLiPF6 を1mol/l溶
解して有機溶媒系の電解液を調製した。
(3) Preparation of Electrolyte Solution 1 mol / l of LiPF 6 was dissolved in a mixed solvent of ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate at a volume ratio of 1: 1 to prepare an organic solvent-based electrolyte solution.

【0033】(4)筒形電池の組立て 上記のシート状の正極を幅39mm×長さ315mmの
帯状に切断し、シート状の負極を幅41mm×長さ34
5mmの帯状に切断した。そして、それぞれの電極の一
方の端部の塗膜の一部を剥がして金属箔を露出させた部
分に、シート状の正極にはアルミニウム製のリード体を
超音波溶接し、シート状の負極にはニッケル製のリード
体を抵抗溶接し、厚み25μmで開孔率50%の微多孔
性ポリエチレンフィルムからなる帯状セパレータを上記
シート状の正極とシート状の負極との間に介在させ、巻
回最小半径が1mmとなるように渦巻状に巻回して渦巻
状巻回構造の電極体を作製し、その渦巻状巻回構造の電
極体をステンレス鋼製の電池ケースに挿入した。
(4) Assembly of cylindrical battery The above-mentioned sheet-shaped positive electrode was cut into a strip having a width of 39 mm × length of 315 mm, and the sheet-shaped negative electrode was cut into a width of 41 mm × length of 34.
It was cut into 5 mm strips. Then, an aluminum lead body was ultrasonically welded to the sheet-like positive electrode on the part where the metal foil was exposed by peeling off a part of the coating film at one end of each electrode, and the sheet-like negative electrode was formed. A nickel-made lead body is resistance-welded, a strip separator made of a microporous polyethylene film having a thickness of 25 μm and a porosity of 50% is interposed between the sheet-shaped positive electrode and the sheet-shaped negative electrode, The electrode body having a spirally wound structure was manufactured by spirally winding so as to have a radius of 1 mm, and the spirally wound electrode body was inserted into a battery case made of stainless steel.

【0034】そして、負極側のリード体の先端を絶縁体
を貫通させて電池ケースの底部に溶接し、さらに、電池
ケースの開口部に絶縁体を挿入し、溝を形成した後、封
口板と正極側のリード体とを溶接した。そして、このよ
うな工程を経て作製された電極などを内填する缶体を6
0℃で10時間真空乾燥した後、乾燥雰囲気中で電解液
2mlを注入し、封口して図1に示す筒形の単3形リチ
ウム二次電池(外径:14mm、高さ:50mm)を作
製した。
Then, the tip of the negative electrode-side lead body is welded to the bottom of the battery case by penetrating the insulator, and the insulator is inserted into the opening of the battery case to form a groove. The lead body on the positive electrode side was welded. Then, the can body into which the electrodes and the like manufactured through these steps are filled is 6
After vacuum drying at 0 ° C. for 10 hours, 2 ml of an electrolytic solution was injected in a dry atmosphere, sealed, and a cylindrical AA lithium secondary battery (outer diameter: 14 mm, height: 50 mm) shown in FIG. 1 was obtained. Produced.

【0035】図1に示す電池について説明すると、1は
前記の正極で、2は負極である。ただし、図1では、繁
雑化を避けるため、正極1や負極2の作製にあたって使
用した導電性基体としての金属箔などは図示していな
い。そして、これらの正極1と負極2はセパレータ3を
介して渦巻状に巻回され、渦巻状巻回構造の電極体とし
て電解液4と共に電池ケース5内に収容されている。
Referring to the battery shown in FIG. 1, reference numeral 1 denotes the positive electrode and 2 denotes the negative electrode. However, FIG. 1 does not show a metal foil or the like as a conductive substrate used in manufacturing the positive electrode 1 or the negative electrode 2 in order to avoid complication. The positive electrode 1 and the negative electrode 2 are spirally wound via a separator 3 and housed in a battery case 5 together with an electrolyte 4 as an electrode body having a spirally wound structure.

【0036】電池ケース5はステンレス鋼製で、負極端
子を兼ねており、この電池ケース5の底部には上記渦巻
状巻回構造の電極体の挿入に先立って、ポリプロピレン
製の絶縁体6が配置されている。封口板7は、アルミニ
ウム製で円板状をしていて、その中央部に薄肉部7aを
設け、かつ上記薄肉部7aの周囲に電池内圧を防爆弁9
に作用させるための圧力導入口7bとしての孔が設けら
れている。そして、この薄肉部7aの上面に防爆弁9の
突出部9aが溶接され、溶接部分11を構成している。
なお、上記の封口板7に設けた薄肉部7aや防爆弁9の
突出部9aなどは、図面上での理解がしやすいように、
切断面のみを図示しており、切断面後方の輪郭線は図示
を省略している。また、封口板7の薄肉部7aと防爆弁
9の突出部9aとの溶接部分11も、図面上での理解が
容易なように、実際よりは誇張した状態に図示してい
る。
The battery case 5 is made of stainless steel and also serves as a negative electrode terminal. A polypropylene insulator 6 is arranged at the bottom of the battery case 5 before inserting the spirally wound electrode body. Have been. The sealing plate 7 is made of aluminum and has a disk shape. A thin portion 7a is provided in the center of the sealing plate 7, and the internal pressure of the battery is controlled around the thin portion 7a by an explosion-proof valve 9.
A hole is provided as a pressure inlet 7b for acting on the pressure. The projection 9a of the explosion-proof valve 9 is welded to the upper surface of the thin portion 7a to form a welded portion 11.
Note that the thin portion 7a provided on the sealing plate 7 and the protruding portion 9a of the explosion-proof valve 9 are provided so as to be easily understood in the drawings.
Only the cut surface is shown, and the contour line behind the cut surface is not shown. Also, the welded portion 11 between the thin portion 7a of the sealing plate 7 and the protruding portion 9a of the explosion-proof valve 9 is shown in an exaggerated state in order to facilitate understanding on the drawing.

【0037】端子板8は、圧延鋼製で表面にニッケルメ
ッキが施され、周縁部が鍔状になった帽子状をしてお
り、この端子板8にはガス排出孔8aが設けられてい
る。防爆弁9は、アルミニウム製で円板状をしており、
その中央部には発電要素側(図1では、下側)に先端部
を有する突出部9aが設けられ、その突出部9aの下面
が、前記したように、封口板7の薄肉部7aの上面に溶
接され、溶接部分11を構成している。絶縁パッキング
10は、ポリプロピレン製で環状をしており、封口板7
の周縁部の上部に配置され、その上部に防爆弁9が配置
していて、封口板7と防爆弁9とを絶縁するとともに、
両者の間から電解液が漏れないように両者の間隙を封止
している。環状ガスケット12はポリプロピレン製であ
り、リード体13は、アルミニウム製で、前記封口板7
と正極1とを接続し、渦巻状巻回構造の電極体の上部に
は絶縁体14が配置され、負極2と電池ケース5の底部
とはニッケル製のリード体15で接続されている。
The terminal plate 8 is made of rolled steel, has a nickel-plated surface, and has a hat-like shape with a peripheral edge formed in a flange shape. The terminal plate 8 is provided with a gas discharge hole 8a. . The explosion-proof valve 9 is made of aluminum and has a disk shape.
At the center thereof, a projecting portion 9a having a tip portion is provided on the power generation element side (the lower side in FIG. 1), and the lower surface of the projecting portion 9a is, as described above, the upper surface of the thin portion 7a of the sealing plate 7. To form a welded portion 11. The insulating packing 10 is made of polypropylene and has an annular shape.
The explosion-proof valve 9 is arranged on the upper part of the peripheral part of the, and insulates the sealing plate 7 from the explosion-proof valve 9,
The gap between the two is sealed so that the electrolyte does not leak from between the two. The annular gasket 12 is made of polypropylene, and the lead body 13 is made of aluminum.
And the positive electrode 1 are connected. An insulator 14 is disposed on the top of the spirally wound electrode body, and the negative electrode 2 and the bottom of the battery case 5 are connected by a nickel lead 15.

【0038】前記のように、電池ケース5の底部には絶
縁体6が配置され、前記正極1、負極2およびセパレー
タ3からなる渦巻状巻回構造の電極体や、電解液4、渦
巻状巻回構造の電極体上部の絶縁体14などは、この電
池ケース5内に収容され、それらの収容後、電池ケース
5の開口端近傍部分に底部が内方に突出した環状の溝が
形成される。そして、上記電池ケース5の開口部に、封
口板7、絶縁パッキング10、防爆弁9が挿入された環
状ガスケット12を入れ、さらにその上から端子板8を
挿入し、電池ケース5の溝から先の部分を内方に締め付
けることによって、電池ケース5の開口部が封口されて
いる。ただし、上記のような電池組立にあたっては、前
記のように、あらかじめ負極2と電池ケース5とをリー
ド体15で接続し、正極1と封口板7とをリード体13
で接続しておくことが好ましい。
As described above, the insulator 6 is disposed at the bottom of the battery case 5, and has a spirally wound electrode body including the positive electrode 1, the negative electrode 2 and the separator 3, the electrolytic solution 4, and the spirally wound electrode body. The insulator 14 and the like at the top of the electrode structure having a round structure are accommodated in the battery case 5, and after these are accommodated, an annular groove having a bottom portion projecting inward is formed in the vicinity of the open end of the battery case 5. . Then, the sealing plate 7, the insulating packing 10, and the annular gasket 12 into which the explosion-proof valve 9 is inserted are inserted into the opening of the battery case 5, and the terminal plate 8 is further inserted therefrom. Is tightened inward to seal the opening of the battery case 5. However, in assembling the battery as described above, as described above, the negative electrode 2 and the battery case 5 are connected in advance with the lead 15, and the positive electrode 1 and the sealing plate 7 are connected with the lead 13.
It is preferable to connect them.

【0039】上記のようにして組み立てられた電池にお
いては、封口板7の薄肉部7aと防爆弁9の突出部9a
とが溶接部分11で接触し、防爆弁9の周縁部と端子板
8の周縁部とが接触し、正極1と封口板7とは正極側の
リード体13で接続されているので、正極1と端子板8
とはリード体13、封口板7、防爆弁9およびそれらの
溶接部分11によって電気的接続が得られ、電路として
正常に機能する。
In the battery assembled as described above, the thin portion 7a of the sealing plate 7 and the projection 9a of the explosion-proof valve 9 are provided.
Contact at the welded portion 11, the peripheral portion of the explosion-proof valve 9 and the peripheral portion of the terminal plate 8 come into contact, and the positive electrode 1 and the sealing plate 7 are connected by the lead 13 on the positive electrode side. And terminal plate 8
The electrical connection is obtained by the lead body 13, the sealing plate 7, the explosion-proof valve 9 and the welded portion 11 thereof, and the lead body normally functions as an electric circuit.

【0040】そして、電池に異常事態が起こり、電池内
部にガスが発生して電池の内圧が上昇した場合には、そ
の内圧上昇により、防爆弁9の中央部が内圧方向(図1
では、上側の方向)に変形し、それに伴って溶接部分1
1で一体化されている薄肉部7aに剪断力が働いて、該
薄肉部7aが破断するか、または防爆弁9の突出部9a
と封口板7の薄肉部7aとの溶接部分11が剥離し、そ
れによって、正極1と端子板8との電気的接続が消失し
て、電流が遮断されるようになる。その結果、電池反応
が進行しなくなるので、過充電時や短絡時でも、充電電
流や短絡電流による電池の温度上昇や内圧上昇がそれ以
上進行しなくなって、電池の発火や破裂を防止できるよ
うに設計されている。
When an abnormal situation occurs in the battery and gas is generated inside the battery and the internal pressure of the battery rises, the internal pressure rises and the central part of the explosion-proof valve 9 moves in the direction of the internal pressure (FIG. 1).
Then, it is deformed in the upper direction)
The shearing force acts on the thin portion 7a integrated at 1 and the thin portion 7a is broken or the projection 9a of the explosion-proof valve 9 is formed.
And the thin portion 7a of the sealing plate 7 is peeled off, whereby the electrical connection between the positive electrode 1 and the terminal plate 8 is lost and the current is cut off. As a result, the battery reaction does not proceed, so that even during overcharge or short circuit, the battery temperature rise and internal pressure rise due to the charging current and short circuit current do not progress further, so that ignition and rupture of the battery can be prevented. Designed.

【0041】なお、上記防爆弁9には薄肉部9bが設け
られており、例えば、充電が極度に進行にして電解液や
活物質などの発電要素が分解し、大量のガスが発生した
場合は、防爆弁9が変形して、防爆弁9の突出部9aと
封口板7の薄肉部7aとの溶接部分11が剥離した後、
この防爆弁9に設けた薄肉部9bが開裂してガスを端子
板8のガス排出孔8aから電池外部に排出させて電池の
破裂を防止することができるように設計されている。
The explosion-proof valve 9 is provided with a thin portion 9b. For example, when charging proceeds extremely and power generation elements such as an electrolyte and an active material are decomposed and a large amount of gas is generated. After the explosion-proof valve 9 is deformed and the welding portion 11 between the projection 9a of the explosion-proof valve 9 and the thin portion 7a of the sealing plate 7 is peeled off,
The thin portion 9b provided on the explosion-proof valve 9 is designed to be opened so that gas is discharged from the gas discharge holes 8a of the terminal plate 8 to the outside of the battery to prevent the battery from being ruptured.

【0042】実施例2 実施例1の(4)の筒形電池の組立て工程において、巻
回最小半径が1mmとなるように渦巻状に巻回して渦巻
状巻回構造の電極体を作製する代わりに、巻回最小半径
が2mmとなるように渦巻状に巻回して渦巻状巻回構造
の電極体を作製したほかは、実施例1と同様に単3形の
リチウム二次電池を作製した。
Embodiment 2 In the step (4) of assembling the cylindrical battery of the embodiment 1, instead of forming the spirally wound electrode body by spirally winding so that the minimum winding radius is 1 mm. Then, an AA lithium secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1, except that an electrode body having a spirally wound structure was manufactured by spirally winding so that the minimum winding radius was 2 mm.

【0043】実施例3 実施例2の正極塗膜形成用塗料の組成中の非金属塩ポリ
アクリル酸2.4重量部を3重量部に変更し、ポリエチ
レングリコール0.6重量部を0重量部に変更し、水1
04重量部を117重量部に変更し、負極塗膜形成用塗
料の組成中の非金属塩ポリアクリル酸4重量部を5重量
部に変更し、ポリエチレングリコール1重量部を0重量
部に変更し、水165重量部を195重量部に変更し、
かつ巻回最小半径が4mmとなるように渦巻状に巻回し
て渦巻状巻回構造の電極体を作製したほかは、実施例1
と同様に単3形のリチウム二次電池を作製した。
Example 3 In the composition of the coating material for forming a positive electrode coating film of Example 2, 2.4 parts by weight of the nonmetal salt polyacrylic acid was changed to 3 parts by weight, and 0.6 part by weight of polyethylene glycol was changed to 0 part by weight. Change to water 1
04 parts by weight was changed to 117 parts by weight, 4 parts by weight of the nonmetal salt polyacrylic acid in the composition of the coating for forming a negative electrode coating film was changed to 5 parts by weight, and 1 part by weight of polyethylene glycol was changed to 0 parts by weight. , Changing 165 parts by weight of water to 195 parts by weight,
Example 1 was repeated except that an electrode body having a spirally wound structure was manufactured by spirally winding so that the minimum winding radius was 4 mm.
In the same manner as in the above, an AA lithium secondary battery was produced.

【0044】比較例1 実施例1の正極塗膜形成用塗料の組成中のリチウムコバ
ルト酸化物91重量部を90重量部に変更し、非金属塩
ポリアクリル酸2.4重量部とポリエチレングリコール
0.6重量部に代えてポリビニリデンフルオライド4重
量部を用い、水104重量部に代えてN−メチルピロリ
ドン40重量部を用い、負極塗膜形成用塗料の組成中の
人造黒鉛95重量部を90重量部に変更し、非金属塩ポ
リアクリル酸4重量部とポリエチレングリコール1重量
部に代えてポリビニリデンフルオライド10重量部を用
い、水165重量部に代えてN−メチルピロリドン80
重量部を用いたほかは、実施例1と同様に単3形のリチ
ウム二次電池を作製した。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 In the composition of the coating material for forming a positive electrode coating film of Example 1, 91 parts by weight of lithium cobalt oxide was changed to 90 parts by weight, and 2.4 parts by weight of a nonmetal salt polyacrylic acid and polyethylene glycol 0 Using 4 parts by weight of polyvinylidene fluoride instead of 0.6 parts by weight, 40 parts by weight of N-methylpyrrolidone instead of 104 parts by weight of water, and 95 parts by weight of artificial graphite in the composition of the negative electrode coating film forming paint 90 parts by weight, 4 parts by weight of non-metal salt polyacrylic acid and 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride instead of 1 part by weight of polyethylene glycol, and N-methylpyrrolidone 80 instead of 165 parts by weight of water.
Except that the parts by weight were used, an AA lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1.

【0045】比較例2 実施例2の正極塗膜成形用塗料の組成中のリチウムコバ
ルト酸化物91重量部を90重量部に変更し、非金属塩
ポリアクリル酸2.4重量部とポリエチレングリコール
0.6重量部に代えてポリビニリデンフルオライド4重
量部を用い、水104重量部に代えてN−メチルピロリ
ドン40重量部を用い、負極塗膜形成用塗料の組成中の
人造黒鉛95重量部を90重量部に変更し、非金属塩ポ
リアクリル酸4重量部とポリエチレングリコール1重量
部に代えてポリビニリデンフルオライド10重量部を用
い、水165重量部に代えてN−メチルピロリドン80
重量部を用いたほかは、実施例2と同様に単3形のリチ
ウム二次電池を作製した。
Comparative Example 2 In the composition of the coating material for forming a positive electrode coating film of Example 2, 91 parts by weight of lithium cobalt oxide was changed to 90 parts by weight, and 2.4 parts by weight of a nonmetal salt polyacrylic acid and polyethylene glycol 0 were added. Using 4 parts by weight of polyvinylidene fluoride instead of 0.6 parts by weight, 40 parts by weight of N-methylpyrrolidone instead of 104 parts by weight of water, and 95 parts by weight of artificial graphite in the composition of the negative electrode coating film forming paint 90 parts by weight, 4 parts by weight of non-metal salt polyacrylic acid and 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride instead of 1 part by weight of polyethylene glycol, and N-methylpyrrolidone 80 instead of 165 parts by weight of water.
Except that the parts by weight were used, an AA lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 2.

【0046】比較例3 実施例3の正極塗膜形成用塗料の組成中のリチウムコバ
ルト酸化物91重量部を90重量部に変更し、非金属塩
ポリアクリル酸3重量部に代えてポリビニリデンフルオ
ライド4重量部を用い、水117重量部に代えてN−メ
チルピロリドン40重量部を用い、負極塗膜形成用塗料
の組成中の人造黒鉛95重量部を90重量部に変更し、
非金属塩ポリアクリル酸5重量部に代えてポリビニリデ
ンフルオライド10重量部を用い、水195重量部に代
えてN−メチルピロリドン80重量部を用いたほかは、
実施例3と同様に単3形のリチウム二次電池を作製し
た。
Comparative Example 3 In the composition of the coating material for forming a positive electrode coating film in Example 3, 91 parts by weight of lithium cobalt oxide was changed to 90 parts by weight, and polyvinylidene fluoride was replaced with 3 parts by weight of the nonmetal salt polyacrylic acid. Ride 4 parts by weight, N-methylpyrrolidone 40 parts by weight instead of water 117 parts by weight, artificial graphite 95 parts by weight in the composition of the negative electrode coating film forming paint was changed to 90 parts by weight,
Other than using 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride instead of 5 parts by weight of non-metal salt polyacrylic acid and 80 parts by weight of N-methylpyrrolidone instead of 195 parts by weight of water,
In the same manner as in Example 3, an AA lithium secondary battery was manufactured.

【0047】上記のようにして作製した実施例1〜3お
よび比較例1〜3の電池について充放電を繰り返した時
の電池容量の変化を測定した。その結果を表1と図2に
示す。また、作製した実施例1〜3および比較例1〜3
の電池についてそれぞれ一つずつを分解し、巻回された
シート状電極の内周側における塗膜のクラック発生や塗
膜の剥離発生の有無を調べた。その結果を表2に示す。
なお、電池容量の測定方法はつぎの通りである。
With respect to the batteries of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 produced as described above, the change in the battery capacity when charging and discharging were repeated was measured. The results are shown in Table 1 and FIG. Moreover, the produced Examples 1-3 and Comparative Examples 1-3
Each of the batteries was disassembled, and the presence or absence of cracking of the coating film or peeling of the coating film on the inner peripheral side of the wound sheet electrode was examined. Table 2 shows the results.
The method for measuring the battery capacity is as follows.

【0048】電池容量の測定方法:充放電電流をCで表
示した場合、600mAを1Cとして充放電を行った。
充電は1Cの電流制限回路を設けて4.1Vの定電圧で
行い、放電は電池の電極間電圧が2.75Vに低下する
まで行った。そして、各電池について、上記条件下で充
放電1回目、100回目、200回目、300回目、4
00回目、500回目の放電容量を測定し、実施例1の
電池の充放電1回目の放電容量を100%とし、それと
他の電池の充放電1回目の電池容量との比ならびに実施
例1〜3および比較例1〜3の電池の充放電100回
目、200回目、300回目、400回目、500回目
の放電容量の比を求めた。その結果を電池容量(%)と
して表1と図2に示す。
Method for measuring battery capacity: When the charge / discharge current was indicated by C, charge / discharge was performed with 600 mA as 1C.
Charging was performed at a constant voltage of 4.1 V with a 1 C current limiting circuit, and discharging was performed until the voltage between the electrodes of the battery dropped to 2.75 V. Then, for each battery, the first charge, the 100th charge, the 200th charge, the 300th charge,
The discharge capacity at the 00th and 500th times was measured, and the discharge capacity at the first charge / discharge of the battery of Example 1 was set to 100%, and the ratio of the discharge capacity to the first charge / discharge battery capacity of the other batteries and Examples 1 to 5 The ratio of the discharge capacity at the 100th, 200th, 300th, 400th, and 500th charge / discharge of the batteries of Comparative Example 3 and Comparative Examples 1 to 3 was determined. The results are shown in Table 1 and FIG. 2 as the battery capacity (%).

【0049】[0049]

【表1】 [Table 1]

【0050】[0050]

【表2】 [Table 2]

【0051】表1および図2に示す実施例1〜3の電池
の電池容量の減少と比較例1〜3の電池の電池容量の減
少との対比から明らかなように、バインダーとして少な
くとも非金属塩ポリアクリル酸を含む実施例1〜3の電
池は、充放電を繰り返した場合の電池容量の減少が少な
く、かつ充放電1回目の電池容量が大きく、高容量であ
った。
As is clear from the comparison between the decrease in the battery capacity of the batteries of Examples 1 to 3 and the decrease in the battery capacity of the batteries of Comparative Examples 1 to 3 shown in Table 1 and FIG. The batteries of Examples 1 to 3 containing polyacrylic acid showed a small decrease in battery capacity when charging and discharging were repeated, and had a large battery capacity in the first charging and discharging, and were high in capacity.

【0052】これに対して、バインダーとしてビニリデ
ンフルオライド系ポリマーを用いた比較例1〜3の電池
は、充放電を繰り返した場合の電池容量の減少が大きか
った。
On the other hand, the batteries of Comparative Examples 1 to 3 using the vinylidene fluoride-based polymer as the binder showed a large decrease in the battery capacity when charging and discharging were repeated.

【0053】特にバインダーとして非金属塩ポリアクリ
ル酸とポリエチレングリコールとを併用した実施例1〜
2の電池は、渦巻状巻回構造の電極体作製時の巻回最小
半径が2mm以下という小さい巻回半径で巻回しても、
表2に示すように、塗膜にクラックや剥離が発生しなか
った。
In particular, Examples 1 to 3 in which non-metal salt polyacrylic acid and polyethylene glycol were used in combination as binders
The battery of No. 2 can be wound with a small winding radius of 2 mm or less when the minimum winding radius of the spirally wound electrode structure is manufactured.
As shown in Table 2, no cracks or peeling occurred in the coating film.

【0054】これに対して、バインダーとしてビニリデ
ンフルオライド系ポリマーのみ用いた比較例1〜2の電
池は、渦巻状巻回構造の電極体作製時の巻回半径を実施
例1〜2と同程度に小さくすると、表2に示すように、
塗膜にクラックおよび剥離が発生した。
On the other hand, in the batteries of Comparative Examples 1 and 2 using only a vinylidene fluoride-based polymer as the binder, the winding radius at the time of manufacturing the spirally wound electrode body was almost the same as that of Examples 1 and 2. , As shown in Table 2,
Cracks and peeling occurred in the coating film.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
充放電を繰り返した場合の電池容量の減少が少ない、高
容量のリチウム二次電池を提供することができた。
As described above, according to the present invention,
A high-capacity lithium secondary battery with a small decrease in battery capacity when charging and discharging are repeated was provided.

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

【図1】本発明のリチウム二次電池の一例を模式的に示
す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one example of a lithium secondary battery of the present invention.

【図2】実施例1〜3の電池と比較例1〜3の電池の充
放電サイクル特性を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing charge / discharge cycle characteristics of batteries of Examples 1 to 3 and batteries of Comparative Examples 1 to 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 正極 2 負極 3 セパレータ 4 電解液 5 電池ケース DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positive electrode 2 Negative electrode 3 Separator 4 Electrolyte 5 Battery case

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シート状の正極とシート状の負極とをセ
パレータを介して対向させるリチウム二次電池におい
て、上記シート状の正極およびシート状の負極のうち少
なくとも一方のシート状の電極が導電性基体上の少なく
とも一方の面にに少なくとも活物質とバインダーを含有
する塗膜を形成したものからなり、上記バインダーが、
少なくとも、ナトリウムなどの金属との金属塩を形成し
ていないポリアクリル酸を含むことを特徴とするリチウ
ム二次電池。
In a lithium secondary battery in which a sheet-shaped positive electrode and a sheet-shaped negative electrode are opposed to each other with a separator interposed therebetween, at least one of the sheet-shaped positive electrode and the sheet-shaped negative electrode is electrically conductive. Consisting of a coating film containing at least one active material and a binder formed on at least one surface of the substrate, wherein the binder is
A lithium secondary battery comprising at least polyacrylic acid which does not form a metal salt with a metal such as sodium.
【請求項2】 バインダーが、少なくとも、ナトリウム
などの金属塩を形成していないポリアクリル酸と、ポリ
エチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリプロ
ピレングリコールおよびポリプロピレンオキシドよりな
る群から選ばれた少なくとも一種とを含む請求項1記載
のリチウム二次電池。
2. The binder comprises at least polyacrylic acid not forming a metal salt such as sodium and at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol, polyethylene oxide, polypropylene glycol and polypropylene oxide. 2. The lithium secondary battery according to 1.
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