JPH113712A - 非水電解液二次電池 - Google Patents

非水電解液二次電池

Info

Publication number
JPH113712A
JPH113712A JP9169428A JP16942897A JPH113712A JP H113712 A JPH113712 A JP H113712A JP 9169428 A JP9169428 A JP 9169428A JP 16942897 A JP16942897 A JP 16942897A JP H113712 A JPH113712 A JP H113712A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aqueous electrolyte
secondary battery
active hydrogen
positive electrode
negative electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9169428A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayoshi Mori
隆貴 森
Masahiro Aoki
正裕 青木
Takeshi Koike
武志 小池
Shohei Tsunoda
正平 角田
Yuji Sugitani
雄二 杉谷
Shin Konishi
伸 小西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Polyurethane Industry Co Ltd
Sony Corp
Original Assignee
Nippon Polyurethane Industry Co Ltd
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Polyurethane Industry Co Ltd, Sony Corp filed Critical Nippon Polyurethane Industry Co Ltd
Priority to JP9169428A priority Critical patent/JPH113712A/ja
Publication of JPH113712A publication Critical patent/JPH113712A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

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

Landscapes

  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 大容量で高耐久性の非水電解液二次電池の提
供。 【解決手段】 負極活物質或いは負極活物質と導電剤を
結着剤と共に負極集電体に被覆した負極と、正極活物質
或いは正極活物質と導電剤を結着剤と共に正極集電体に
被覆した正極と、非水電解液とを使用した非水電解液二
次電池。結着剤は、活性水素化合物と有機ポリイソシア
ネートとを反応させて得られるポリウレタン系樹脂を含
有する。この活性水素化合物は、下記一般式Iで示され
る化合物及び/又は下記一般式IIで示される化合物であ
る。 (各式中a〜fは0〜5の整数、R1 は水素原子又はア
ルキル基、R2 とR3 はそれぞれ非水電解液に親和性を
持つユニット、X1 とX2 は活性水素基である。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解液二次電
池に関し、更に詳しくは、大容量で耐久性に優れた非水
電解液二次電池に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子技術の進歩により、電子機器
の高性能化、ポータブル化、コードレス化が急速に進ん
でいる。これにつれて、特に携帯電子機器の供給電源と
して使用される電池についても、小型化、軽量化、高エ
ネルギー密度化がますます要求されるようになってい
る。このような状況下において、非水電解液二次電池、
特にリチウムイオン二次電池は、高電圧、高エネルギー
密度であることに加え、自己放電も少なく、メモリー効
果もないといった特長を有し、さらに、高い安全性を有
する電池であることから、盛んに研究が行われている。
【0003】これらの非水電解液二次電池に用いるバイ
ンダー(結着剤)として、従来、特開昭54−1035
13号公報、特開昭56−76165号公報、特開昭5
7−96471号公報、特開昭59−21983号公報
等に、ポリフッ化ビニリデン(以下PVdFと略称す
る)、テトラフルオロポリエチレン、4−フッ化ポリエ
チレン、6−フッ化ポリプロピレンなどのフッ素系樹脂
や、スチレン−ブタジエンゴム等のゴム系の結着剤が開
示されている。
【0004】これら従来から使用されてきた結着剤は、
金属箔に対する接着力が弱く、低温で使用した場合の電
池の耐久性や、電解液中での電極活物質の脱落による性
能の低下が問題となっていた。さらには、電極を渦巻き
状に巻き込んで外装缶に装填する際に、曲率の大きい部
分では金属箔から電極活物質が脱落するなどの成形上の
問題があり、結着剤の量を増量せざるを得ず、そのため
電極活物質の有効充填量が減り、電池の大容量化の障害
となっていた。
【0005】また、これらの従来から使用されてきた結
着剤は、耐有機溶剤性に優れている反面、溶剤に対する
親和性が少なく、これらが活物質や集電体を覆うことに
よって、リチウムイオン等の移動を制限するため、電池
の充放電特性が低下するという問題があった。
【0006】この問題を解決するための一つの手段とし
て、溶剤との親和性の高いポリウレタン樹脂を使用する
ことが考えられるが、一般的なポリウレタン樹脂はポリ
エーテル、ポリエステル等が樹脂の主鎖を構成してお
り、これらが電解液を吸収し、徐々に膨潤することによ
って主鎖の切断を生じ、樹脂の機械強度の低下から集電
体からの活物質の剥離等が起こるため、充放電サイクル
中に電池特性を損なってしまうなどの欠点が存在し、未
だ実用に共されるに至っていない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このような現状を鑑
み、本発明は、従来の非水電解液二次電池に使用されて
いる結着剤の欠点を改善し、非水電解液二次電池の大容
量化及び高耐久性化などと共に、その生産性を更に向上
させることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、負極活物質と場合により導電剤を結着剤
と共に負極集電体に被覆した負極と、正極活物質と場合
により導電剤を結着剤と共に正極集電体に被覆した正極
と、非水電解液とを少なくとも使用して構成される非水
電解液二次電池において、前記結着剤が、下記一般式I
で示される化合物及び/又は下記一般式IIで示される化
合物と場合によりポリカーボネートポリオールとを少な
くとも含有する活性水素化合物と有機ポリイソシアネー
トとを反応させて得られるポリウレタン系樹脂と、場合
によりその他の樹脂と、場合によりポリイソシアネート
硬化剤とを含有すること、を特徴とする前記非水電解液
二次電池である。 (各式中、a、b、c、d、e、fはそれぞれ互いに同
じであっても異なっていてもよい0〜5の整数であり、
1 は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、
2 とR3 はそれぞれ非水電解液に親和性を持つユニッ
トであり、X1 とX2 はそれぞれ互いに同じであっても
異なっていてもよい活性水素基である。)
【0009】
【発明の実施の形態】本発明において結着剤の一部又は
全部として使用されるポリウレタン系樹脂は、ウレタン
結合を有するポリウレタン樹脂以外にウレタン結合及び
ウレア結合を有するポリウレタンウレア樹脂などを含む
ものである。このポリウレタン系樹脂の分子内には、1
個以上好ましくは2個以上の水酸基等の活性水素基又は
イソシアネート基が含有される。これらポリウレタン系
樹脂を取捨選択して、さらに必要に応じて、後述するそ
の他の樹脂やポリイソシアネート硬化剤を添加して、架
橋ポリウレタン樹脂として使用されるものである。この
ポリウレタン系樹脂は、前記一般式Iで示される化合物
及び/又は前記一般式IIで示される化合物をその一部又
は全部として含有する活性水素化合物と、有機ポリイソ
シアネートとを反応させて得られる。この活性水素化合
物は、前記の一般式I、IIで示される化合物以外に、長
鎖ポリオール及び/又は鎖延長剤をその一部として含有
してもよい。
【0010】前記一般式I、IIにおいて、前記のX1
2 はそれぞれ互いに同じであっても異なっていてもよ
い活性水素基であるが、この化合物の製造の容易さの点
で、X1 とX2 はそれぞれ水酸基又はアミノ基であるこ
とが好ましく、この場合には、X1 とX2 は共に水酸基
又はアミノ基であっても、X1 が水酸基であり、X2
アミノ基であってもよい。前記一般式I、IIにおいて、
前記のR2 とR3 はそれぞれ非水電解液に親和性を持つ
ユニットであり、活性水素基を含有しないアルキレンオ
キサイドの重合した基が好適であり、エチレンオキサイ
ド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、テト
ラヒドロフラン等の環状エーテルの単品又はこれらの混
合物が重合度1〜300特に重合度5〜200で開環重
合した活性水素基を含有しない基、すなわち、以下の式
(イ)又は(ロ)で表される基が更に好適である。 (但し、R4 とR7 はアルキル基であり、R5 とR6
水素原子又はアルキル基であり、R5 とR6 は互いに同
じであっても異なっていてもよい。mは1以上の整数で
あり、nは1〜300、好ましくは5〜200であ
る。) nが300を越える場合は、得られるポリウレタン系樹
脂の機械的強度が不十分となりやすい。nが1未満の場
合は、得られるポリウレタン系樹脂と電解液との間の親
和性が足りず、結果として二次電池の性能が低下しやす
くなる。前記一般式Iで示される化合物の具体例として
は、次の化学構造式で示されるポリエーテルポリオール
が挙げられる。 具体的には、東邦化学工業(株)製の、PEN−C10
0(n=約20)、PEN−C200(n=約43)、
PEN−C400(n=約88)等が挙げられる。前記
一般式IIで示される化合物の具体例としては、次の化学
構造式で示されるポリエーテルポリオールが挙げられ
る。 具体的には、東邦化学工業(株)製の、PEN−N40
(n=約5)、PEN−N100(n=約19)、PE
N−N200(n=約42)、PEN−N400(n=
約87)、PEN−CN100(n=約19)等が挙げ
られる。上記の化合物は単独で又はその2種以上を混合
して使用することができる。これら一般式Iで示される
化合物、一般式IIで示される化合物はそれぞれ単独ある
いは合計で、ポリウレタン系樹脂中に10wt%以上と
なる量で用いることが望ましい。10wt%未満では、
非水電解液との親和性が減少し、特に充放電特性の低下
を生じやすい。
【0011】前記長鎖ポリオールとしては、ポリエステ
ルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエー
テルポリオール、及びこれらのコポリオールなどがあ
る。これらの長鎖ポリオールは単独で又は2種以上混合
して使用してもよく、耐久性、膨潤性を考慮すると、ポ
リウレタン系樹脂中にポリカーボネートポリオールを1
0wt%以上となる量で使用することが好ましい。10
wt%未満では、特に耐久性の低下を生じやすい。これ
らの長鎖ポリオールの数平均分子量は500〜1000
0が好ましい。
【0012】前記ポリエステルポリオールとしては、公
知のコハク酸、アジピン酸(以下AAと略称する)、セ
バシン酸、アゼライン酸、テレフタル酸、イソフタル
酸、オルソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキ
サヒドロイソフタル酸、ヘキサヒドロオルソフタル酸、
ナフタレンジカルボン酸等のジカルボン酸、酸エステ
ル、又は酸無水物等の1種以上と、エチレングリコー
ル、1,3−プロピレングリコール、1,2−プロピレ
ングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,3
−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール(以下1,
4−BDと略称する)、1,5−ペンタンジオール(以
下1,5−PDと略称する)、1,6−ヘキサンジオー
ル(以下1,6−HDと略称する)、3−メチル−1,
5−ペンタンジオール(以下MPDと略称する)、ネオ
ペンチルグリコール、1,8−オクタンジオール、1,
9−ノナンジオール、ジエチレングリコール、1,4−
シクロヘキサンジメタノール(以下CHDMと略称す
る)、あるいはビスフェノールAのエチレンオキサイド
又はプロピレンオキサイド付加物等のグリコール、ヘキ
サメチレンジアミン、キシレンジアミン、イソホロンジ
アミン(以下IPDAと略称する)、モノエタノールア
ミン(以下MEAと略称する)等のジアミン又はアミノ
アルコール等の1種以上との脱水縮合反応で得られる、
ポリエステルポリオール又はポリエステルアミドポリオ
ールが挙げられる。また、ε−カプロラクトン等の環状
エステル(ラクトン)モノマーの開環重合で得られるラ
クトン系ポリエステルポリオールが挙げられる。
【0013】ポリカーボネートポリオールとしては、多
価アルコールと、ジエチレンカーボネート、ジメチルカ
ーボネート、ジエチルカーボネート(以下DECと略称
する)、ジフェニルカーボネート等との脱アルコール反
応などで得られるものが挙げられる。この多価アルコー
ルとしては、エチレングリコール、1,3−プロピレン
グリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−
ブタンジオール、1,4−BD、1,5−PD、1,6
−HD、MPD、ネオペンチルグリコール、1,8−オ
クタンジオール、1,9−ノナンジオール、ジエチレン
グリコール、CHDM等が挙げられる。
【0014】ポリエーテルポリオールとしては、エチレ
ンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフ
ランなどを開環重合させたポリエチレングリコール(以
下PEGと略称する)、ポリプロピレングリコール、ポ
リテトラメチレンエーテルグリコール等、及びこれらを
共重合したポリエーテルポリオール、更に、前述のポリ
エステルポリオール、ポリカーボネートポリオールを開
始剤としたポリエステルエーテルポリオールが挙げられ
る。
【0015】前記活性水素化合物の一部として、必要に
より、鎖延長剤を用いることができる。このような鎖延
長剤は一般に、分子量500未満の分子内に2個以上の
活性水素基を含有する化合物であり、公知のアルコー
ル、アミン、アミノアルコール等が挙げられる。具体的
には例えば、エチレングリコール、1,3−プロピレン
グリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−
ブタンジオール、1,4−BD、1,5−PD、HD、
MPD、ネオペンチルグリコール、1,8−オクタンジ
オール、1,9−ノナンジオール、トリメチロールプロ
パン(以下TMPと略称する)、グリセリン、ジエチレ
ングリコール、CHDM、ビスヒドロキシエトキシベン
ゼン、あるいはビスフェノールAのエチレンオキサイド
又はプロピレンオキサイド付加物等のグリコール、ヘキ
サメチレンジアミン、キシレンジアミン、IPDA、メ
チレンビス(オルソクロロアニリン)、MEA等のジア
ミン又はアミノアルコール等が挙げられ、他に水や尿素
も用いることができる。上記の化合物は単独で又はその
2種以上を混合して使用することができる。
【0016】前記ポリウレタン系樹脂の合成に使用され
る有機ポリイソシアネートとしては、公知の有機ポリイ
ソシアネ−トやその変性体が挙げられる。具体的には例
えば、公知の2,4−トリレンジイソシアネート(以下
TDIと略称する)、2,6−トリレンジイソシアネー
ト、キシレン−1,4−ジイソシアネート、キシレン−
1,3−ジイソシアネート、4,4′−ジフェルメタン
ジイソシアネート(以下MDIと略称する)、2,4′
−ジフェルメタンジイソシアネート、4,4′−ジフェ
ニルエーテルジイソシアネート、2−ニトロジフェニル
−4,4′−ジイソシアネート、2,2′−ジフェニル
プロパン−4,4′−ジイソシアネート、3,3′−ジ
メチルジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネー
ト、4,4′−ジフェニルプロパンジイソシアネート、
m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイ
ソシアネート、ナフチレン−1,4−ジイソシアネー
ト、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、3,3′
−ジメトキシジフェニル−4,4′−ジイソシアネート
等の芳香族ジイソシアネート、テトラメチレンジイソシ
アネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、3−メチ
ル−1,5−ペンタンジイソシアネート、リジンジイソ
シアネート等の脂肪族ジイソシアネート、イソホロンジ
イソシアネート(以下IPDIと略称する)、水素添加
トリレンジイソシアネート、水素添加キシレンジイソシ
アネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、テトラメチルキシレンジイソシアネート等の脂環族
ジイソシアネート、また、その重合体やそのポリメリッ
ク体、更にこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
【0017】ポリウレタン系樹脂合成の際の活性水素化
合物と有機ポリイソシアネートのイソシアネート基/活
性水素基(モル比)は、0.6/1〜1/0.6が好ま
しい。合成されるポリウレタン系樹脂は、活性水素基又
はイソシアネート基を含有しており、数平均分子量10
00〜200000、特に2000〜50000が好ま
しい。数平均分子量が大きすぎる場合は樹脂粘度が高く
作業性に劣る。
【0018】このポリウレタン系樹脂を製造するにあた
っては、N−メチル−2−ピロリドン(以下NMPと略
称する)等の溶剤系で反応させる方法、無溶剤下で各原
料を十分に混合、反応させる方法等の、従来公知の方法
を用いることが出来る。またポリウレタン系樹脂の製造
には、触媒や安定剤などのポリウレタン樹脂の製造に通
常使用される添加剤を使用することができる。
【0019】本発明において使用されるポリイソシアネ
ート硬化剤は前記有機ポリイソシアネートであってもよ
いが、例えば、これを分子量62〜250のグリコー
ル、トリオールなどと反応させ、一分子当たりの平均官
能基数(イソシアネート基の数)を2以上としたアダク
ト体、前記有機ポリイソシアネートの重合体やそのポリ
メリック体も好ましい。本発明においては、前記有機ポ
リイソシアネートをトリマー化した(イソシアヌレート
基を含有する)平均官能基数2以上のポリイソシアネー
ト硬化剤が特に好適であり、速乾性で、かつ、耐熱性や
耐久性に優れた性能が発現できる。ポリイソシアネート
硬化剤として具体的には例えば、日本ポリウレタン工業
(株)製の、コロネートL、コロネートHL、コロネー
トHX、コロネートHK、コロネート2030、コロネ
ート3041、等が挙げられる。活性水素基を含有する
ポリウレタン系樹脂とポリイソシアネート硬化剤との配
合比は、活性水素基含有ポリウレタン系樹脂100重量
部に対して、ポリイソシアネート硬化剤は1〜50重量
部が好ましく、特に5〜30重量部が好ましい。ポリイ
ソシアネート硬化剤の使用量が少なすぎると電極の耐久
性が不十分となり、多すぎると電極は柔軟性に欠けたも
のとなるので、不適当となる。
【0020】本発明におけるポリウレタン系樹脂には、
これ以外の樹脂、好ましくは、結着剤として従来から公
知の前記以外のポリウレタン系樹脂、PVdF、ポリテ
トラフルオロエチレン、6−フッ化ポリプロピレン等の
フッ素系樹脂、スチレンブタジエンゴム等のゴム系樹
脂、セルロース系樹脂を併用することができる。本発明
におけるポリウレタン系樹脂以外の樹脂は、本発明にお
けるポリウレタン系樹脂100重量部に対して、100
0重量部以下配合するのが好ましい。また、本発明にお
けるポリウレタン系樹脂には、その分散性と接着性を更
に向上させるため、シラン系、チタネート系、アルミニ
ウム系等のカップリング剤を併用することもできる。
【0021】本発明の非水電解液二次電池の電極におい
て、正極は例えばアルミ箔、負極は例えば銅箔であり、
これに、それぞれの電極活物質を結着剤中に混合、分散
させた組成物を塗布し、場合により結着剤樹脂を架橋反
応させることにより、電極活物質を結着させる。電極活
物質と結着剤との混合比は、重量比で25:1〜10:
10が好ましい。結着剤量が多すぎると金属箔に対する
接着力は大きくなるが、充電可能な電気容量が少なくな
り、電気抵抗も増加する。逆に、結着剤量が少なすぎる
と、接着力が低すぎて、塗膜の強度が不十分となる。
【0022】正極活物質は、例えば、LiCoO2 、ス
ピネル型LiMn24 、LiNiO2 等のリチウム含
有複合金属化合物であり、負極活物質は、リチウムイオ
ンをインターカレーション(層間吸蔵)可能な炭素系材
料、例えば、部分グラファイト構造を持つグラファイト
等である。また、正極又は負極の金属箔に塗布する組成
物は、電極活物質と結着剤並びに各種の添加剤(例えば
アセチレンブラック等の導電剤)をNMP等の有機溶媒
中に分散したものを用い、金属箔上に塗布した後、乾燥
し、場合により結着剤樹脂を架橋反応させる。正極活物
質に導電剤を併用すると、電気抵抗の低減が可能となる
ため更に好ましい。
【0023】本発明の非水電解液二次電池は、例えば図
1〜図3に示すように、正極(1)、負極(2)、セパ
レーター(3)、電解液などの非水電解液二次電池要素
を外装缶(4)に収容した構成である。図1は、本発明
の一実施形態の非水電解液(リチウムイオン)二次電池
の電極部の構造の一部展開模式図であり、図2は、本発
明の一実施形態の非水電解液(リチウムイオン)二次電
池において、巻き込んだ電極部を外装缶に納めた状態を
示す模式図であり、図3は、金属製のセンターピン5を
電極部にさし込み、正極端子となるふたにより電解液を
封入した状態を示す、本発明の一実施形態の非水電解液
(リチウムイオン)二次電池の模式図である。図1〜図
3において、(1a)はニッケル端子(正極)であり、
(2a)はニッケル端子(負極)であり、(5)はセン
ターピンであり、(6)はふたであり、(7)は電極部
である。
【0024】正極と負極の間の電解膜セパレーター
(3)は、例えばポリプロピレンの不織布又は多孔質の
フィルム等からなる。本発明の非水電解液二次電池にお
ける電解液は、例えば、DEC、プロピレンカーボネー
ト(以下PCと略称する)、エチレンカーボネート等の
カーボネート系有機溶媒に、LiBF4 、LiClO
4 、LiPF6 等のリチウム塩などの電解質を溶解した
液である。非水電解液二次電池の種類により、金属塩等
の種類は異なる。
【0025】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明により、十分
な量の活物質が安定的に結着され、かつ耐溶剤性等にも
優れた電極を使用して、非水電解液二次電池、特にリチ
ウムイオン二次電池の大容量化、高耐久性化などが達成
された。また本発明の非水電解液二次電池における電極
は加工性に優れており、生産性の向上も達成された。
【0026】
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳しく述
べるが、本発明は実施例のみに限定して解釈されるもの
ではない。なお、合成例、実施例及び比較例における
「部」及び「%」は、特に断りのないかぎり、「重量
部」及び「重量%」を示す。
【0027】[ポリウレタン系樹脂の合成] 合成例1 撹拌機、温度計及び冷却管を備えた反応器に、1,6−
HDとDECとを反応させて得られたポリカーボネート
ジオール(数平均分子量500、水酸基価224.4m
gKOH/g)(以下ジオールAと略称する)109.
1部、PEN−C100(数平均分子量1000、水酸
基価112.2mgKOH/g)109.1部、メチル
エチルケトン/トルエン=1/1の混合溶媒200部を
仕込み、50℃で混合溶解した後、ウレタン化触媒とし
てジオクチル錫ジラウレート0.06部を加え、次い
で、MDI79.40部を加えて、75℃にて反応させ
た。反応が進行するにつれて粘度が上昇するので、適
時、メチルエチルケトン/トルエン=1/1の混合溶媒
にて希釈し、赤外線吸収スペクトルでイソシアネート基
の吸収ピークが消滅したのを確認して反応を止め、均一
透明なポリウレタン樹脂溶液(固形分30%)を得た。
得られたポリウレタン樹脂溶液をPU−Aとする。この
ポリウレタン樹脂の構成原料とその水酸基数、数平均分
子量Mn及び重量平均分子量Mwをまとめて表1に示
す。
【0028】合成例2〜13 合成例1と同様にして、表1〜3に示す、一般式I、II
で示される水酸基含有化合物、長鎖ポリオール、鎖延長
剤、有機ジイソシアネートを使用して、ポリウレタン系
樹脂溶液(固形分30%)PU−B〜Mを得た。これら
のポリウレタン系樹脂の構成原料とその水酸基数、数平
均分子量Mn及び重量平均分子量Mwをまとめて表1、
2及び3に示す。
【0029】合成例14 撹拌機、温度計及び冷却管を備えた反応器に、PEN−
C100(数平均分子量1000、水酸基価112.2
mgKOH/g)722.3部、1,4−BD19.5
3部、TMP8.050部を仕込み、50℃で混合した
後、MDI202.4部を加え、75〜100℃にて反
応させ、赤外線吸収スペクトルでイソシアネート基の吸
収ピークが消滅したのを確認して反応を止め、均一なポ
リウレタン樹脂を得た。得られたポリウレタン樹脂(固
形分100%)をPU−Nとする。このポリウレタン樹
脂の構成原料とその水酸基数、数平均分子量Mn及び重
量平均分子量Mwをまとめて表3に示す。
【0030】合成例15 合成例14と同様にして、表3に示す長鎖ポリオール、
鎖延長剤、有機ジイソシアネートを使用してポリウレタ
ン樹脂(固形分100%)PU−Oを得た。これらのポ
リウレタン樹脂の構成原料とその水酸基数、数平均分子
量Mn及び重量平均分子量Mwをまとめて表3に示す。
【0031】合成例16 撹拌機、温度計及び冷却管を備えた反応器に、TDI2
58.3部を仕込み、50℃で攪拌した後、PEN−C
100(数平均分子量1000、水酸基価112.2m
gKOH/g)741.7部を加え、75℃にて反応さ
せた。反応の進行にともなうイソシアネート基含量(の
低下)を追跡し、イソシアネート基含量が一定値となる
まで反応を続け、均一なイソシアネート基含有ポリウレ
タン樹脂を得た。得られた樹脂のイソシアネート基含量
は1.48mmol/gであった。得られたポリウレタ
ン樹脂(固形分100%)をPU−Pとする。このポリ
ウレタン樹脂の構成原料とそのイソシアネート基数、数
平均分子量Mn及び重量平均分子量Mwをまとめて表3
に示す。
【0032】
【表1】
【0033】
【表2】
【0034】
【表3】
【0035】表1、2及び3において、 ジオールB:1,6−HDとDECとを反応させて得ら
れた数平均分子量1000、水酸基価112.2mgK
OH/gのポリカーボネートジオール ジオールC:1,6−HDとDECとを反応させて得ら
れた数平均分子量2000、水酸基価56.11mgK
OH/gのポリカーボネートジオール ジオールD:1,4−BDとDECとを反応させて得ら
れた数平均分子量1000、水酸基価112.2mgK
OH/gのポリカーボネートジオール ジオールE:1,5−PDとDECとを反応させて得ら
れた数平均分子量1000、水酸基価112.2mgK
OH/gのポリカーボネートジオール ジオールF:MPDとDECとを反応させて得られた数
平均分子量1000、水酸基価112.2mgKOH/
gのポリカーボネートジオール ジオールG:CHDMとDECとを反応させて得られた
数平均分子量1000、水酸基価112.2mgKOH
/gのポリカーボネートジオール ジオールH:1,4−BDとAAとを反応させて得られ
た数平均分子量1000、水酸基価112.2mgKO
H/gのポリエステルジオール
【0036】実施例1 [正極の作製]正極活物質としてLiCoO2 90部
と、導電剤としてアセチレンブラック6部と、正極の結
着剤としてポリウレタン樹脂PU−A(固形分換算)4
部を、メチルエチルケトン/トルエン/NMP=1/1
/1の混合溶媒43部に混合し固形分70%のスラリー
状とした後、ポリイソシアネート硬化剤(日本ポリウレ
タン工業(株)製、コロネートL、イソシアネート基含
量=13.2%)0.2部(固形分換算)を添加し、正
極となるアルミ箔上に、乾燥膜厚100μmとなるよう
にドクターブレードにより塗布した後、150℃で2時
間真空乾燥し、正極を作製した。 [負極の作製]負極活物質としてグラファイト96部
と、負極の結着剤としてポリウレタン樹脂PU−A(固
形分換算)4部を、メチルエチルケトン/トルエン/N
MP=1/1/1の混合溶媒43部に混合し固形分70
%のスラリー状とした後、ポリイソシアネート硬化剤
(日本ポリウレタン工業(株)製、コロネートL、イソ
シアネート基含量=13.2%)0.2部(固形分換
算)を添加し、負極となる銅箔上に、乾燥膜厚100μ
mとなるようにドクターブレードにより塗布した後、1
50℃で2時間真空乾燥し、負極を作製した。 [非水電解液の調製]DECとPCの等量体積混合溶媒
にLiBF4 を1M溶解して、非水電解液を調製した。 [電池の作製]作製した正極と負極の間に微多孔質膜ポ
リプロピレン製セパレーターを挟んで、図1に示すよう
に巻き込み、ステンレス製外装缶に収納し、非水電解液
を封入して、リチウムイオン二次電池を作製した。使用
した活物質、導電剤、及び結着剤を表4にまとめて示
す。
【0037】実施例2〜18 実施例1と同様の方法において、結着剤をかえて正極と
負極、更に電池を作製した。使用した活物質、導電剤、
及び結着剤を表4、5及び6にまとめて示す。
【0038】比較例1 実施例1と同様の方法において、溶媒としてNMPのみ
を使用し、また、両極の結着剤として従来のリチウムイ
オン二次電池に使用されているPVdFを同様の比率で
使用して正極と負極、更に電池を作製した。使用した活
物質、導電剤、及び結着剤を表6にまとめて示す。
【0039】比較例2 実施例1と同様の方法において、結着剤として一般式
I、IIで示される化合物を使用しないで製造したポリウ
レタン系樹脂を用いて、正極と負極、更に電池を作製し
た。使用した活物質、導電剤、及び結着剤を表6にまと
めて示す。
【0040】性能試験 実施例1〜18及び比較例1及び2で作製した電池を用
いて、以下の各性能を測定した。これらの結果を表4、
5及び6にまとめて示す。 [耐久性]作製した電池をそれぞれ、−10℃、25
℃、40℃の条件下で、100mAの一定電流で4.3
V〜3.0Vまでの電圧範囲で充放電を500回繰り返
し行い、初期値と比較したときの充放電容量の維持率
(%)を比較した。 充放電容量の維持率(%)=充放電実験後の容量÷初期
容量×100 [耐溶剤性]作製した電極を約5cm×約10cmに裁
断し、減圧乾燥後精秤し、DEC又はPCを溶媒として
正極、負極それぞれについてソックスレー抽出を24時
間行い、ゲル分率(%)を求めた。 ゲル分率(%)=抽出後の重量÷抽出前の重量×100 [接着性]作成した電極を1インチ幅に裁断し、Sco
tch#600接着テープを貼り、2kgのローラーを
20往復させ、25℃、50%RHの条件下で引っ張り
速度300mm/minにて剥離強度を測定した。
【0041】
【表4】
【0042】
【表5】
【0043】
【表6】
【0044】表4、5及び6の結果から、本発明のリチ
ウムイオン二次電池の充放電容量の維持率、ゲル分率、
及び剥離強度は、従来のリチウムイオン二次電池より大
きく改善されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態のリチウムイオン二次電
池の電極部の構造を表わす一部展開模式図である。
【図2】 本発明の一実施形態のリチウムイオン二次電
池において、巻き込んだ電極部を外装缶に納めた状態を
示す模式図である。
【図3】 金属製のセンターピンを電極部にさし込み、
正極端子となるふたにより電解液を封入した状態を示
す、本発明の一実施形態のリチウムイオン二次電池の模
式図である。
【符号の説明】
1:正極 1a:ニッケル端子(正極) 2:負極 2a:ニッケル端子(負極) 3:セパレーター 4:外装缶 5:センターピン 6:ふた 7:電極部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 正裕 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 小池 武志 福島県郡山市日和田町高倉字下杉下1丁目 1番地 株式会社ソニー・エナジー・テッ ク内 (72)発明者 角田 正平 神奈川県横浜市戸塚区秋葉町440番地 日 本ポリウレタン工業株式会社総合技術研究 所内 (72)発明者 杉谷 雄二 神奈川県横浜市戸塚区秋葉町440番地 日 本ポリウレタン工業株式会社総合技術研究 所内 (72)発明者 小西 伸 神奈川県横浜市戸塚区秋葉町440番地 日 本ポリウレタン工業株式会社総合技術研究 所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 負極活物質あるいは負極活物質と導電剤
    を結着剤と共に負極集電体に被覆した負極と、正極活物
    質あるいは正極活物質と導電剤を結着剤と共に正極集電
    体に被覆した正極と、非水電解液とを少なくとも使用し
    て構成される非水電解液二次電池において、 前記結着剤が、下記一般式Iで示される化合物及び/又
    は下記一般式IIで示される化合物を少なくとも含有する
    活性水素化合物と有機ポリイソシアネートとを反応させ
    て得られるポリウレタン系樹脂を含有すること、を特徴
    とする前記非水電解液二次電池。 (各式中、a、b、c、d、e、fはそれぞれ互いに同
    じであっても異なっていてもよい0〜5の整数であり、
    1 は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、
    2 とR3 はそれぞれ非水電解液に親和性を持つユニッ
    トであり、X1 とX2 はそれぞれ互いに同じであっても
    異なっていてもよい活性水素基である。)
  2. 【請求項2】 前記結着剤が、下記一般式Iで示される
    化合物及び/又は下記一般式IIで示される化合物を少な
    くとも含有する活性水素化合物と有機ポリイソシアネー
    トとを反応させて得られるポリウレタン系樹脂、及びポ
    リイソシアネート硬化剤を含有する、請求項1に記載の
    非水電解液二次電池。 (各式中、a、b、c、d、e、fはそれぞれ互いに同
    じであっても異なっていてもよい0〜5の整数であり、
    1 は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、
    2 とR3 はそれぞれ非水電解液に親和性を持つユニッ
    トであり、X1 とX2 はそれぞれ互いに同じであっても
    異なっていてもよい活性水素基である。)
  3. 【請求項3】 前記結着剤が、下記一般式Iで示される
    化合物及び/又は下記一般式IIで示される化合物を少な
    くとも含有する活性水素化合物と有機ポリイソシアネー
    トとを反応させて得られるポリウレタン系樹脂、その他
    の樹脂、及びポリイソシアネート硬化剤を含有する、請
    求項1に記載の非水電解液二次電池。 (各式中、a、b、c、d、e、fはそれぞれ互いに同
    じであっても異なっていてもよい0〜5の整数であり、
    1 は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、
    2 とR3 はそれぞれ非水電解液に親和性を持つユニッ
    トであり、X1 とX2 はそれぞれ互いに同じであっても
    異なっていてもよい活性水素基である。)
  4. 【請求項4】 前記活性水素化合物が、下記一般式Iで
    示される化合物及び/又は下記一般式IIで示される化合
    物とポリカーボネートポリオールを少なくとも含有す
    る、請求項1、2又は3に記載の非水電解液二次電池。 (各式中、a、b、c、d、e、fはそれぞれ互いに同
    じであっても異なっていてもよい0〜5の整数であり、
    1 は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基であり、
    2 とR3 はそれぞれ非水電解液に親和性を持つユニッ
    トであり、X1 とX2 はそれぞれ互いに同じであっても
    異なっていてもよい活性水素基である。)
  5. 【請求項5】 前記のR2 とR3 がそれぞれ、活性水素
    基を含有しないアルキレンオキサイドの重合した基であ
    る、請求項1、2、3又は4に記載の非水電解液二次電
    池。
JP9169428A 1997-06-11 1997-06-11 非水電解液二次電池 Pending JPH113712A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9169428A JPH113712A (ja) 1997-06-11 1997-06-11 非水電解液二次電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9169428A JPH113712A (ja) 1997-06-11 1997-06-11 非水電解液二次電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH113712A true JPH113712A (ja) 1999-01-06

Family

ID=15886421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9169428A Pending JPH113712A (ja) 1997-06-11 1997-06-11 非水電解液二次電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH113712A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1068472C (zh) * 1994-05-11 2001-07-11 株式会社村田制作所 声表面波谐振器滤波器
US6576372B1 (en) * 1999-03-23 2003-06-10 Nisshinbo Industries, Inc. Polymer compound, binder resin, composition for ion-conductive polymer electrolyte, and secondary cell
JP2006294615A (ja) * 2005-04-14 2006-10-26 Samsung Sdi Co Ltd 電極、その製造方法、バインダ組成物及びそれらを採用したリチウム電池
JP2012204244A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Toyo Ink Sc Holdings Co Ltd 非水二次電池電極用バインダー樹脂組成物
US8722230B2 (en) 2006-01-27 2014-05-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Polyurethane binder, electrodes containing the same and lithium battery employing the electrodes
EP3057158A4 (en) * 2013-10-07 2016-10-12 Nissan Motor ELECTRODE MATERIAL FOR A NON-ACID ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY, NON-ACID ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY ELECTRODE, AND NON-ACID ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY AND THIS ELECTRODE
EP3057159A4 (en) * 2013-10-07 2016-11-02 Nissan Motor ELECTRODE MATERIAL FOR A NON-ACID ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY, NON-ACID ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY ELECTRODE, AND NON-ACID ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY AND THIS ELECTRODE

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1068472C (zh) * 1994-05-11 2001-07-11 株式会社村田制作所 声表面波谐振器滤波器
US6576372B1 (en) * 1999-03-23 2003-06-10 Nisshinbo Industries, Inc. Polymer compound, binder resin, composition for ion-conductive polymer electrolyte, and secondary cell
JP2006294615A (ja) * 2005-04-14 2006-10-26 Samsung Sdi Co Ltd 電極、その製造方法、バインダ組成物及びそれらを採用したリチウム電池
US8865844B2 (en) 2005-04-14 2014-10-21 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode, method of preparing the same, binder composition, lithium battery containing the electrode and the binder composition
US8722230B2 (en) 2006-01-27 2014-05-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Polyurethane binder, electrodes containing the same and lithium battery employing the electrodes
JP2012204244A (ja) * 2011-03-28 2012-10-22 Toyo Ink Sc Holdings Co Ltd 非水二次電池電極用バインダー樹脂組成物
EP3057158A4 (en) * 2013-10-07 2016-10-12 Nissan Motor ELECTRODE MATERIAL FOR A NON-ACID ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY, NON-ACID ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY ELECTRODE, AND NON-ACID ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY AND THIS ELECTRODE
EP3057159A4 (en) * 2013-10-07 2016-11-02 Nissan Motor ELECTRODE MATERIAL FOR A NON-ACID ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY, NON-ACID ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY ELECTRODE, AND NON-ACID ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY AND THIS ELECTRODE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4851224B2 (ja) リチウム電池及びその製造方法
CN109526241B (zh) 固体电解质组合物、片材及电池及相关制造方法和聚合物
JP4842847B2 (ja) ポリウレタンバインダ、これを含む電極及び該電極を採用したリチウム電池
CN100448932C (zh) 高分子电解质和使用它的锂电池
CN105993088B (zh) 锂离子电池用包覆负极活性物质、锂离子电池用浆料、锂离子电池用负极、锂离子电池以及锂离子电池用包覆负极活性物质的制造方法
JP6110823B2 (ja) 固体電解質組成物および全固体二次電池用のバインダー、ならびにこれらを用いた電池用電極シートおよび全固体二次電池
KR101730596B1 (ko) 비수성 전해질 이차 전지용 음극 및 리튬 이온 이차 전지
CN104115316A (zh) 锂二次电池的电极用粘结剂、使用利用该粘结剂制造的电极的锂二次电池
CN112864369B (zh) 一种改性高镍三元正极材料及其制备方法
CN111433248B (zh) 弹性且可拉伸的凝胶聚合物电解质
CN110627997A (zh) 锂离子电池用热塑性聚氨酯粘结剂及其制备方法和应用
WO2011074439A1 (ja) リチウムイオン二次電池用負極およびこれを用いたリチウムイオン二次電池
JP5794943B2 (ja) リチウム二次電池の電極用結着剤、該結着剤を用いて製造された電極を使用したリチウム二次電池。
CN107251288A (zh) 锂二次电池的电极用粘结剂、使用所述粘结剂制造的电极、使用所述电极的锂二次电池
JP3564880B2 (ja) リチウムイオン二次電池用電極の製造方法
JPH111676A (ja) 電池電極用結着剤、及びその製造方法
JPH113712A (ja) 非水電解液二次電池
JP5794942B2 (ja) リチウム二次電池の電極用結着剤、該結着剤を用いて製造された電極を使用したリチウム二次電池。
JP3704841B2 (ja) 非水電解液二次電池およびその製造方法
KR100373582B1 (ko) 이소시아네이트 화합물을 포함하는 리튬이온 전지또는 리튬이온폴리머전지용 음극전극 코팅액, 이를 이용한 음극전극 및 이의 제조방법
JPH1021888A (ja) 絶縁性電池外装缶、及びこれを用いた電池
CN115241544A (zh) 一种原位固态化电池的制备方法
JP2002252035A (ja) リチウム電池の製造方法およびリチウム電池
KR19980076259A (ko) 이소시아네이트 화합물을 포함하는 리튬이온 전지 또는 리튬이온 폴리머전지용 양극전극 코팅액, 이를 이용한 양극전극 및 이의 제조방법
JPH1021887A (ja) 絶縁性電池外装缶、及びこれを用いた電池