JPH11354127A - Lithium secondary battery - Google Patents

Lithium secondary battery

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JPH11354127A
JPH11354127A JP10161879A JP16187998A JPH11354127A JP H11354127 A JPH11354127 A JP H11354127A JP 10161879 A JP10161879 A JP 10161879A JP 16187998 A JP16187998 A JP 16187998A JP H11354127 A JPH11354127 A JP H11354127A
Authority
JP
Japan
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battery
weight
sheet
positive electrode
binder
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10161879A
Other languages
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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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Maxell Ltd filed Critical Hitachi Maxell Ltd
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Publication of JPH11354127A publication Critical patent/JPH11354127A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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 a mixture containing at least a cellulose polymer and at least one kind selected from a group comprised of polyethylene glycol, polyethylene oxide, polypropylene glycol and polypropylene oxide is used for the binder.

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
対向させた積層電極体を、有機溶媒系の電解液と共に、
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 laminated electrode body in which a negative electrode in the form of a separator is opposed via a separator, together with an organic solvent-based electrolytic solution,
Lithium rechargeable batteries made by enclosing them in a battery case
It is characterized by high energy density per unit capacity and high energy density per unit 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(以下、簡略化して、このポリマーを「ポリビ
ニリデンフルオライド系ポリマー」で表す)が好適なも
のとして用いられてきた。
The binder used for the sheet-like electrode such as the above-mentioned sheet-like positive electrode and sheet-like negative electrode is dissolved in an electrolyte so that the electrode coating structure is not broken during the operation of the battery. Since it is required to have both the characteristics that are difficult to perform and the solvent solubility required for preparing the paint for forming the electrode coating film, polyvinylidene fluoride-based polymer containing vinylidene fluoride as the main component monomer Thus, this polymer is referred to as “polyvinylidene fluoride-based polymer”).

【0004】しかしながら、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, since the polyvinylidene fluoride-based polymer has a weak adhesive force to a metal foil generally used as a conductive substrate, an electrode formed using the polyvinylidene fluoride-based polymer as a binder is used. The coating film has a weak adhesive force to the conductive substrate, and therefore, the battery produced using the electrode having the above coating film has an electric charge between the electrode coating film and the conductive substrate when charging and discharging are repeated. However, there has been a problem that the electrical contact 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、セルロース系ポリマー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1種とを併用することによって、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
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 opposed to each other with a separator interposed therebetween, at least as the binder, at least a cellulose-based polymer and polyethylene glycol ,
By using together with at least one selected from the group consisting of polyethylene oxide, polypropylene glycol and polypropylene oxide, a high-capacity lithium battery with a small decrease in battery capacity when charging and discharging are repeated is provided. .

【0007】すなわち、本発明においては、電極塗膜の
バインダーが、セルロース系ポリマーとポリエチレング
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1種とで構成されるが、前者のセルロ
ース系ポリマーがカルボキシル基(−COOH)、エー
テル基(−O−)、水酸基(−OH基)などを有するの
で、バインダーとしてポリビニリデンフルオライド系ポ
リマーを単独で用いた場合に比べて、電極塗膜と導電性
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。一方、このようなセルロ
ース系ポリマーのみでは、塗膜の靱性が劣るため、シー
ト状電極を小さな曲率半径で巻回した場合、塗膜の割れ
や剥離などが生ずることになる。そのため、本発明で
は、上記セルロース系ポリマーとともにポリエチレング
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1種を用いることによって、上記問題
も解決した。
That is, in the present invention, the binder of the electrode coating film is composed of a cellulose polymer and at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol, polyethylene oxide, polypropylene glycol and polypropylene oxide. Has a carboxyl group (—COOH), an ether group (—O—), a hydroxyl group (—OH group), and the like. Therefore, compared with the case where a polyvinylidene fluoride polymer is used alone as the binder, The adhesive force between the coating film and the conductive substrate is large, and therefore, the deterioration of the electrical contact between the electrode coating film and the conductive substrate when charging and discharging are repeated is suppressed. A decrease in battery capacity can be suppressed. On the other hand, such a cellulosic polymer alone has poor toughness of the coating film. Therefore, when the sheet-like electrode is wound with a small radius of curvature, the coating film may be cracked or peeled off. Therefore, in the present invention, the above problem has been solved by using at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol, polyethylene oxide, polypropylene glycol and polypropylene oxide together with the above-mentioned cellulosic polymer.

【0008】本発明において、セルロース系ポリマーと
ともに、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1種を用いる
ことによって、塗膜の割れや剥離などを防止することが
できる理由は、現在のところ必ずしも明確ではないが、
おそらくそれらが堅いセルロース系ポリマー中に添加さ
れることによって可塑剤的に作用し、それによって塗膜
の靱性を高めることによるものと考えられる。
In the present invention, the use of at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol, polyethylene oxide, polypropylene glycol and polypropylene oxide together with the cellulosic polymer makes it possible to prevent cracking and peeling of the coating film. The reasons for this are not always clear at the moment,
Presumably, they act as plasticizers by being added into the rigid cellulosic polymer, thereby increasing the toughness of the coating.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明において、セルロース系ポ
リマー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1種との混合
比率としては、セルロース系ポリマーが20〜95重量
%、特に30〜80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1種が5〜80重量%、特に20〜70重量
%であることが好ましい。セルロース系ポリマーの混合
比率を20重量%以上にすることによって、電極塗膜と
導電性基体との接着力が大きくなり、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
化を抑制し、電池容量の減少を少なくすることができ
る。また、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1種の混合
比率を5重量%以上とすることによって、シート状の電
極を巻回半径が2mm以下の小さな曲率半径で巻回した
場合でも、塗膜にクラックが発生したり、塗膜が導電性
基体から剥離するのを抑制することができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, the mixing ratio of the cellulosic polymer to at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol, polyethylene oxide, polypropylene glycol and polypropylene oxide is such that the cellulosic polymer is 20 to 95%. It is preferable that at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol, polyethylene oxide, polypropylene glycol and polypropylene oxide is 5 to 80% by weight, particularly 20 to 70% by weight. . By setting the mixing ratio of the cellulosic polymer to 20% by weight or more, the adhesive force between the electrode coating and the conductive substrate is increased, and the electricity between the electrode coating and the conductive substrate when charge and discharge are repeated is repeated. Deterioration of contact can be suppressed, and a decrease in battery capacity can be reduced. Further, by setting the mixing ratio of at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol, polyethylene oxide, polypropylene glycol and polypropylene oxide to 5% by weight or more, the sheet-like electrode has a small curvature having a winding radius of 2 mm or less. Even when wound with a radius, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the coating film and the peeling of the coating film from the conductive substrate.

【0010】本発明において、バインダーを構成する一
方の構成成分であるセルロース系ポリマーとしては、例
えば、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロー
ス、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロー
ス、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプ
ロピルメチルセルロースなどが挙げられる。
In the present invention, examples of the cellulosic polymer which is one of the constituent components of the binder include carboxymethylcellulose, methylcellulose, ethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, and hydroxypropylmethylcellulose.

【0011】また、本発明において、バインダーを構成
する他方の構成成分である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溶融ま
たは軟化して、電極機能を低下させるおそれがあり、ま
た、分子量が大きくなりすぎると、水や有機溶剤などに
溶けにくくなって塗料の調製がしにくくなるおそれがあ
るので、数平均分子量で2000〜2000000程度
のものが好ましい。
In the present invention, the other component constituting the binder, polyethylene glycol, is
If the molecular weight is small, it may be melted or softened during use of the battery in a high-temperature environment, thereby deteriorating the electrode function.If the molecular weight is too large, it will be difficult to dissolve in water or an organic solvent, etc. Since the preparation may be difficult, a number average molecular weight of about 2,000 to 2,000,000 is preferable.

【0012】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
の含有量を0.2重量%以上にすることにより、電極塗
膜の機械的強度を向上させることができ、電極塗膜が導
電性基体から剥離するのを防止することができ、また、
バインダーの含有量を20重量%以下にすることによ
り、電極塗膜中の活物質量を多くして電池容量を向上さ
せることができる。なお、これら以外に、他のバインダ
ーを併用しても本発明の特徴は損なわれることはない。
ただし、その場合、他のバインダーは全バインダー中の
30重量%以下、特に20重量%以下にとどめることが
好ましい。
In the present invention, the content of the binder in the electrode coating film is preferably 0.2 to 20% by weight, particularly preferably 0.5 to 10% by weight. By setting the content of the binder to 0.2% by weight or more, the mechanical strength of the electrode coating film can be improved, and the electrode coating film can be prevented from peeling from the conductive substrate.
By setting the content of the binder to 20% by weight or less, the amount of active material in the electrode coating film can be increased and the battery capacity can be improved. In addition, the characteristics of the present invention are not impaired even if other binders are used in combination.
However, in that case, it is preferable that other binders be contained in 30% by weight or less, particularly 20% by weight or less of all binders.

【0013】本発明のセルロース系ポリマーとポリエチ
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1種とからなるバインダーは、
正極、負極のうちいずれの電極に使用しても良いが、各
電極の靱性を一致させ巻回時の電極塗膜のクラック発生
や導電性基体からの剥離をより少なくするため、正極、
負極の両方に使用することが好ましい。
The binder comprising the cellulosic polymer of the present invention and at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol, polyethylene oxide, polypropylene glycol and polypropylene oxide is as follows:
Although it may be used for any of the positive electrode and the negative electrode, in order to reduce the occurrence of cracks and peeling of the electrode coating from the conductive substrate during winding by matching the toughness of each electrode, the positive electrode,
It is preferable to use it for both of the negative electrodes.

【0014】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.

【0015】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.

【0016】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。なお、上記塗
料の調製に当たって、バインダーはあらかじめ水または
有機溶剤などの溶剤に溶解させて溶液状にしておき、そ
れを上記正極活物質などの固体粒子と混合して塗料を調
製するようにしてもよい。
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 the preparation of the paint, the binder is previously dissolved in a solvent such as water or an organic solvent to prepare a solution, and then mixed with the solid particles such as the positive electrode active material to prepare the paint. Good.

【0017】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 them do not contain lithium at the time of manufacture, but when they act as a negative electrode active material, they are in a state containing lithium by chemical means or electrochemical means.

【0018】負極は、例えば、上記負極活物質に、必要
に応じて、例えば、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し、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を含有する塗膜を形
成する工程を経て作製される。なお、上記塗料の調製に
あたっては、バインダーはあらかじめ水または有機溶剤
などの溶剤に溶解させ、バインダー溶液として負極活物
質などと混合して塗料を調製するようにしてもよい。
For the negative electrode, for example, a paint is prepared by adding an electron conduction aid such as flake graphite and carbon black to the above negative electrode active material, if necessary, further adding a binder and a solvent, and mixing. Then, the paint is applied on a conductive substrate and dried 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 such as water or an organic solvent in advance and mixed with a negative electrode active material as a binder solution to prepare the paint.

【0019】本発明において、上記セルロース系ポリマ
ー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1種とをバインダ
ーとして用いる塗膜の形成用に使用する塗料の溶剤とし
ては、セルロース系ポリマー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1種と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、ジメチルアセトアミド、ジ
メチルホルムアミド、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, the above-mentioned cellulosic polymer and polyethylene glycol, polyethylene oxide,
As a solvent for a paint used for forming a coating film using at least one selected from the group consisting of polypropylene glycol and polypropylene oxide as a binder, a cellulose-based polymer and polyethylene glycol, polyethylene oxide, polypropylene glycol and polypropylene oxide may be used. It is preferable to use a solvent that dissolves at least one selected from the group consisting of, for example, such a solvent,
Water, N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide, dimethylformamide, tetrahydrofuran and the like can be mentioned, and they can be used alone or in combination of two or more.

【0020】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、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。
Examples of a method of applying the above-mentioned paint to the conductive substrate include an extrusion coater, a reverse roller, a doctor blade, and an applicator.
Various coating methods can be adopted.

【0021】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、銅などの金属性導電材料を網、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 metallic conductive material such as aluminum, stainless steel, titanium, or copper is processed into a mesh, a punched metal, a foam metal, or a plate. A foil or the like is used.

【0022】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媒系の
電解液が用いられる。
As the electrolytic solution, for example, 1,2-dimethyl
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.

【0023】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
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.

【0024】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作製した渦巻状電極体
などの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 has a laminated structure such as a spiral electrode body manufactured by spirally winding a sheet-shaped positive electrode and a sheet-shaped negative electrode manufactured as described above with a separator interposed therebetween. Is manufactured by inserting the electrode body into a nickel-plated iron or stainless steel battery case, injecting an electrolyte, and sealing the battery. Further, the battery usually incorporates an explosion-proof mechanism for discharging the gas generated inside the battery to the outside of the battery when the pressure has risen to a certain pressure, thereby preventing the battery from bursting under high pressure.

【0025】[0025]

【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。なお、以下の実施例などにおいて、濃度など
を示す%は重量%である。
Next, an embodiment of the present invention will be described.
However, the present invention is not limited to only these examples. In the examples below,% indicating the concentration and the like is% by weight.

【0026】実施例1 (1)正極の作製 まず、正極活物質として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、バインダーを構成す
るセルロース系ポリマーとしてのヒドロキシプロピルセ
ルロースとポリエチレングリコール(数平均分子量50
0,000)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) Production of Positive Electrode First, lithium cobalt oxide as a positive electrode active material,
Flake graphite as an electron conduction aid, hydroxypropylcellulose and polyethylene glycol (number-average molecular weight 50
000) and water as a solvent having the following composition were prepared.

【0027】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 ヒドロキシプロピルセルロース 2.4重量部 ポリエチレングリコール 0.6重量部 水 71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 Hydroxypropyl cellulose 2.4 parts by weight Polyethylene glycol 0.6 parts by weight Water 71 parts by weight

【0028】上記塗料の調製は次に示すように行った。
まず、水にヒドロキシプロピルセルロースとポリエチレ
ングリコールとを溶解してバインダー溶液を調製し、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 binder solution is prepared by dissolving hydroxypropylcellulose and polyethylene glycol in water, and lithium cobalt oxide of the positive electrode active material and flaky graphite as an electron conduction aid are added to the binder solution, and mixed. A paint was prepared.

【0029】得られた塗料を導電性基体としての厚さ2
0μm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75μmのシー
ト状の正極を作製した。
The obtained paint is used as a conductive substrate having a thickness of 2
It was applied on a 0 μm aluminum foil using an applicator, and dried at 100 to 120 ° C. to form a coating film containing a positive electrode active material, a binder, and the like. Similarly, the above-mentioned paint was applied to the back surface side of the aluminum 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 positive electrode having a coating film thickness of 75 μm on one side.

【0030】(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
と同様のヒドロキシプロピルセルロースとポリエチレン
グリコールとを用い、それら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 hydroxypropyl cellulose and polyethylene glycol as those used for the positive electrode coating film forming paint were used. Was prepared at the following ratio to prepare a coating for forming a negative electrode coating film.

【0031】負極塗膜形成用塗料の組成 人造黒鉛 95重量部 ヒドロキシプロピルセルロース 4重量部 ポリエチレングリコール 1重量部 水 105重量部Composition of paint for forming negative electrode coating film 95 parts by weight of artificial graphite 4 parts by weight of hydroxypropyl cellulose 1 part by weight of polyethylene glycol 105 parts by weight of water

【0032】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やバインダーを含有す
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、この電極体をロールプレスして、片面の塗
膜厚みが70μm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になるよう
に塗膜密度を調整した。
The thickness of the obtained paint as a conductive substrate is 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, this electrode body was roll-pressed to produce a sheet-shaped negative electrode having a coating thickness of 70 μm on one surface. In addition,
The coating density of the positive electrode and the negative electrode was adjusted so that the weight ratio of both active materials was 2: 1.

【0033】(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.

【0034】(4)筒形電池の組立て 上記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345
mm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、正極にはアルミニウム製のリード体を超音波溶接
し、負極にはニッケル製のリード体を抵抗溶接して、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
になるように渦巻状に巻回して渦巻状電極体を作製し、
その渦巻状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 315 mm, and the sheet-shaped negative electrode was cut into a width of 41 mm × length 345
mm. Then, an aluminum lead was ultrasonically welded to the positive electrode, and a nickel lead was applied to the negative electrode, at a portion where the metal foil was exposed by removing a part of the coating film at one end of each electrode. And 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, and has a minimum winding radius of 1 mm.
To form a spiral electrode body by spirally winding so that
The spiral electrode body was inserted into a battery case made of stainless steel.

【0035】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に示す筒形で単3形のリ
チウム二次電池(外径:14mm、高さ:50mm)を
作製した。
Then, the tip of the lead body on the negative electrode side 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 electrolyte solution is injected in a dry atmosphere, sealed, and sealed with a cylindrical AA lithium secondary battery shown in FIG. 1 (outer diameter: 14 mm, height: 50 mm). Was prepared.

【0036】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.

【0037】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. Before inserting the spirally wound electrode body, a polypropylene insulator 6 is arranged at the bottom of the battery case 5. 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.

【0038】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.
Is connected to the positive electrode 1, an insulator 14 is arranged on the upper part of the spiral electrode body, and the negative electrode 2 and the bottom of the battery case 5 are connected by a nickel lead 15.

【0039】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からなる渦巻状の電極体や、電解液4、渦巻状の電
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。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。
As described above, the insulator 6 is disposed at the bottom of the battery case 5, and the spiral electrode body including the positive electrode 1, the negative electrode 2, and the separator 3, the electrolyte 4, and the upper part of the spiral electrode body The insulator 14 and the like are housed in the battery case 5, and after the housing, an annular groove having a bottom protruding inward is formed in the vicinity of the opening end of the battery case 5. An annular gasket 12 having a sealing plate 7, an insulating packing 10, and an explosion-proof valve 9 inserted into the opening of the battery case 5 is provided.
, And the terminal plate 8 is inserted from above, and the portion of the battery case 5 beyond the groove is fastened inward, whereby the opening of the battery case 5 is sealed. However,
In assembling the battery as described above, it is preferable to connect the negative electrode 2 and the battery case 5 with the lead 15 and connect the positive electrode 1 and the sealing plate 7 with the lead 13 in advance, as described above. In the battery assembled as described above, the thin portion 7a of the sealing plate 7 and the protruding portion 9a of the explosion-proof valve 9 come into contact at the welded portion 11, and the peripheral portion of the explosion-proof valve 9 and the peripheral portion of the terminal plate 8 And the positive electrode 1 and the sealing plate 7 are connected by the lead 13 on the positive electrode side, so that the positive electrode 1 and the terminal plate 8 are connected to the lead 13, the sealing plate 7, the explosion-proof valve 9, and their welded parts 11. As a result, an electrical connection is obtained and functions normally 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、たとえば、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-walled 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. The explosion-proof valve 9 is deformed, and the protrusion 9a of the explosion-proof valve 9 is deformed.
After the welded portion 11 of the sealing plate 7 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 torn, and gas is discharged from the gas discharge hole 8a of the terminal plate 8 to the outside of the battery. It is designed to be able to prevent the rupture.

【0042】実施例2 実施例1の正極塗膜形成用塗料の組成中のヒドロキシプ
ロピルセルロース2.4重量部を1.5重量部に変更
し、ポリエチレングリコール0.6重量部を1.5重量
部に変更し、水71重量部を61重量部に変更し、負極
塗膜形成用塗料の組成中のヒドロキシプロピルセルロー
ス4重量部を2重量部に変更し、ポリエチレングリコー
ル1重量部を2重量部に変更し、水105重量部を90
重量部に変更した以外は、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 2 In the composition of the coating material for forming a positive electrode coating film of Example 1, 2.4 parts by weight of hydroxypropyl cellulose was changed to 1.5 parts by weight, and 0.6 parts by weight of polyethylene glycol was changed to 1.5 parts by weight. Parts, water 71 parts by weight was changed to 61 parts by weight, 4 parts by weight of hydroxypropyl cellulose in the composition of the coating material for forming a negative electrode coating was changed to 2 parts by weight, and 1 part by weight of polyethylene glycol was 2 parts by weight. To 105 parts by weight of water
Except that the parts were changed to parts by weight, an AA lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1.

【0043】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、ヒドロキ
シプロピルセルロース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71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、ヒドロ
キシプロピルセルロース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105重量部に代えてN−メチルピロ
リドン80重量部を用いた以外は、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 hydroxypropyl cellulose and 0.6 parts by weight of polyethylene glycol were used. Parts by weight of polyvinylidene fluoride, 4 parts by weight of water, 71 parts by weight of water, 40 parts by weight of N-methylpyrrolidone, 90 parts by weight of 95 parts by weight of artificial graphite in the composition of the coating for forming a negative electrode coating film. And replaced with 4 parts by weight of hydroxypropylcellulose and 1 part by weight of polyethylene glycol, polyvinylidene fluoride 10
AA type lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that 80 parts by weight of N-methylpyrrolidone was used instead of 105 parts by weight of water.

【0044】比較例2 実施例1の正極塗膜形成用塗料の組成中のヒドロキシプ
ロピルセルロース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、負極塗膜形成用塗料の組成中のヒドロキシプロピル
セルロース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重量部に変更した以外は、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 1, 2.4 parts by weight of hydroxypropyl cellulose was changed to 3 parts by weight, and 0.6 parts by weight of polyethylene glycol was changed to 0 parts by weight. AA type was prepared in the same manner as in Example 2, except that 4 parts by weight of hydroxypropylcellulose in the composition of the paint 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. A lithium secondary battery was manufactured.

【0045】この比較例2の電池を実施例1の電池と対
比して詳しく説明すると、この比較例2では、正極の塗
膜組成(正極塗膜形成用塗料の組成から溶剤の水を除い
たもの)中のバインダーの含有量は実施例1と同様に3
重量部にしているが、ポリエチレングリコールを使用せ
ず、そのぶんヒドロキシプロピルセルロースを増量し、
負極の塗膜組成(負極塗膜形成用塗料の組成から溶剤の
水を除いたもの)中のバインダーの含有量は実施例1と
同様に4重量部にしているが、ポリエチレングリコール
を使用せず、そのぶんヒドロキシプロピルセルロースを
増量している。
The battery of Comparative Example 2 will be described in detail in comparison with the battery of Example 1. In Comparative Example 2, the coating composition of the positive electrode (water of the solvent was removed from the composition of the coating for forming the positive electrode coating). ), The content of the binder was 3 as in Example 1.
Although it is in parts by weight, without using polyethylene glycol, increase the amount of hydroxypropyl cellulose,
The content of the binder in the coating composition of the negative electrode (the composition obtained by removing the solvent water from the composition of the coating for forming a negative electrode coating) was 4 parts by weight as in Example 1, but without using polyethylene glycol. The amount of hydroxypropylcellulose is increased.

【0046】上記のようにして作製した実施例1〜2お
よび比較例1〜2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1〜2および比較例1〜2
の電池についてそれぞれ一つずつを分解し、巻回された
シート状電極の巻回中心部の内周側における電極塗膜の
クラックの発生や剥離の発生の有無を調べた。その結果
を表2に示す。上記巻回時の巻回最小半径は前記のよう
に1mmである。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 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 produced as described above, the change in battery capacity when charging and discharging were repeated was measured. The results are shown in Table 1 and FIG. Further, the fabricated Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2
Each of the batteries was disassembled, and the presence or absence of cracking or peeling of the electrode coating film on the inner peripheral side of the center of the wound sheet electrode was examined. Table 2 shows the results. The minimum winding radius at the time of the winding is 1 mm as described above. The method for measuring the battery capacity is as follows.

【0047】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1〜2および比較例1〜2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 is 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 cycles of the batteries of Comparative Example 2 and Comparative Examples 1 and 2 was determined. The results are shown in Table 1 and FIG. 2 as the battery capacity (%).

【0048】[0048]

【表1】 [Table 1]

【0049】[0049]

【表2】 [Table 2]

【0050】表1および図2に示す実施例1〜2の電池
の電池容量の減少と比較例1〜2の電池の電池容量の減
少との対比および表2に示す巻回試験の結果から明らか
なように、バインダーとしてヒドロキシプロピルセルロ
ースとポリエチレングリコールを用いた実施例1〜2に
電池は、巻回中心部の電極塗膜にクラックや剥離が発生
せず、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。
The reduction in the battery capacity of the batteries of Examples 1 and 2 shown in Table 1 and FIG. 2 and the reduction in the battery capacity of the batteries of Comparative Examples 1 and 2 and the results of the winding test shown in Table 2 are evident. Thus, the batteries in Examples 1 and 2 using hydroxypropylcellulose and polyethylene glycol as binders did not cause cracks or peeling in the electrode coating film at the center of the winding, and the battery capacity when charging and discharging were repeated And the battery capacity at the first charge / discharge was large and high.

【0051】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単独で用いた比較例1の
電池やセルロース系ポリマーを単独で用いた比較例2の
電池は、巻回中心部の電極塗膜にクラックや剥離が発生
し、また、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 battery of Comparative Example 1 using the vinylidene fluoride-based polymer alone as the binder and the battery of Comparative Example 2 using the cellulose-based polymer alone were used as the binder. Cracks and peeling occurred, and the battery capacity was significantly reduced when charge and discharge were repeated.

【0052】なお、実施例では、ポリエチレングリコー
ルを用いた電池について評価したが、他のポリエチレン
オキシド、ポリプロピレングリコール、ポリプロピレン
オキシドについても同様の効果が確認された。
In the examples, batteries using polyethylene glycol were evaluated, but similar effects were confirmed with other polyethylene oxides, polypropylene glycols, and polypropylene oxides.

【0053】[0053]

【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1〜2および比較例1〜2の電池の充放
電を繰り返した時の電池容量(%)の変化を示すグラフ
である。
FIG. 2 is a graph showing changes in battery capacity (%) when charging and discharging of the batteries of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 are repeated.

【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 (1)

【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り、上記バインダーが、少な
くとも、セルロース系ポリマー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1種と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. A coating film containing at least one active material and a binder is formed on at least one surface of the substrate, and the binder is at least selected from the group consisting of a cellulose-based polymer and polyethylene glycol, polyethylene oxide, polypropylene glycol and polypropylene oxide. A rechargeable lithium battery comprising at least one selected from the group consisting of:
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