JPH1145706A

JPH1145706A - 非水電解質電池用電極の製造方法

Info

Publication number: JPH1145706A
Application number: JP10161505A
Authority: JP
Inventors: Tadayoshi Iijima; 忠良飯島; Shigeo Kurose; 茂夫黒瀬; Tetsuya Takahashi; 哲哉高橋
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1997-05-27
Filing date: 1998-05-27
Publication date: 1999-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】放電容量及び充放電サイクル寿命等の充放電
特性の向上と、塗膜の物理的特性が改善された非水電解
質電池用電極の製造方法を提供する。【解決手段】Ｌｉ_xＮｉ_yＭ_zＯ₂（０．８＜ｘ＜
１．５、０．８＜ｙ＋ｚ＜１．２、０≦ｚ＜０．３５；
Ｍは、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ａｌ、Ｍｎ及びＦｅか
ら選ばれる少なくとも１種の元素）なる組成の活物質、
導電剤、結合剤及び有機溶剤からなるスラリーを湿式混
練した後、狭ギャップ式分散機により分散処理して合剤
塗料を調製する。合剤塗料を集電体上に塗布する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解質電池用
電極の製造方法に関し、より詳しくは、Ｌｉ_xＮｉ_yＭ
_zＯ₂（ここで、ｘは０．８＜ｘ＜１．５、ｙ＋ｚは
０．８＜ｙ＋ｚ＜１．２、ｚは０≦ｚ＜０．３５であ
る。Ｍは、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ａｌ、Ｍｎ及びＦ
ｅから選ばれる少なくとも１種の元素を表す。）なる組
成の活物質を含有する電極活物質層を有し、電池特性及
び活物質層の物理的特性に優れる非水電解質電池用電極
を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子分野の発展はめざましく、ビ
デオカメラ、液晶カメラ、携帯電話、ラップトップコン
ピューター、ワープロ等の小型化、軽量化が進み、それ
らの電源として、より小型、軽量でしかも高エネルギー
密度を有する電池の開発への要求が高まっている。

【０００３】従来、これらの電子機器には鉛電池やニッ
ケルカドミウム電池が使われてきたが、これらは小型
化、軽量化、高エネルギー密度化の要求に対して十分に
応えることができていない。

【０００４】このような要求に応える電池として、負極
に金属リチウムやリチウムを吸蔵・脱離できる物質を用
いる非水電解液二次電池の開発が進められ、リチウムコ
バルト酸化物（ＬｉＣｏＯ₂）を正極材料として用いた
ものがすでに実用化されている。この電池は、これまで
の小型二次電池に比べて高電圧、かつ高エネルギー密度
であるという特性を有する。そのため、コードレス機器
の駆動用電源としての期待が大きく、従来の電池よりも
小型軽量な二次電池を作ることができる。

【０００５】また、さらなる小型化、軽量化、高エネル
ギー密度化を実現するために、活物質等の研究開発が盛
んになされ、正極活物質としてはリチウムニッケル複合
酸化物ＬｉＮｉＯ₂も提案されている。

【０００６】ところで、非水電解質電池の電極では、一
部のものを除いては活物質の電気伝導度が悪いため、導
電剤が使用される。例えば、特開平１−１０５４５９号
公報には、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄及びグラファイトを主体とす
る正極と負極と非水電解液よりなり、上記ＬｉＭｎ₂Ｏ
₄及びグラファイトの合計量中のグラファイト量が８〜
２２重量％である非水電解液二次電池が開示されてい
る。これはグラファイトを導電剤として使用する場合に
は、グラファイトを多量に添加しないと効果が発揮され
ないことを意味している。

【０００７】特開平４−２１５２５２号公報には、非水
電解質二次電池において、正極の導電剤として鱗片状黒
鉛を用いることが開示されている。このように、黒鉛導
電剤に関する開示はあるものの、スラリーの製造方法の
開示はない。

【０００８】一般的には、導電剤の量が多い方が活物質
の有する性能を引き出しやすい。しかし、電極に導電剤
を多く入れると単位体積中の活物質量が減ってしまい、
その結果、電池としては容量が減ってしまうことにな
る。このため活物質の性能を引き出しながら、導電剤量
を少なくするように努力されている。

【０００９】しかしながら、従来の電極合剤塗料の調製
方法では、十分な電極導電性を得るためには、多量の導
電剤を電極合剤中に添加する必要があった。その結果と
して、電極体積当たりあるいは電極重量当たりの充放電
容量が低下するという問題があった。

【００１０】また、非水電解質二次電池は使用を重ねる
ごとに容量が減っていく劣化が起こる。この電池の劣化
原因の一つに、電極中の活物質と導電剤との接触性が悪
くなり、外部に電気が取り出せなくなるということが考
えられる。このような観点から、導電剤量をできるだけ
少なくしつつ、且つ電極中の活物質と導電剤との接触性
を良好に維持することが望ましい。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、上記従来技術の問題点を解決し、放電容量及び充放
電サイクル寿命等の充放電特性の向上と、塗膜の物理的
特性が改善された非水電解質電池用電極の製造方法を提
供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究し
た結果、電極活物質合剤塗料の調製において、活物質及
び導電剤を含むスラリーを湿式混練した後、特別の分散
処理を施すことによって、少ない導電剤量でも、良好な
充放電特性と、安定した塗膜の物理的特性を有する電極
が得られることをことを見出し、本発明を完成した。

【００１３】すなわち、本発明は、Ｌｉ_xＮｉ_yＭ_zＯ
₂（ここで、ｘは０．８＜ｘ＜１．５、ｙ＋ｚは０．８
＜ｙ＋ｚ＜１．２、ｚは０≦ｚ＜０．３５である。Ｍ
は、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ａｌ、Ｍｎ及びＦｅから
選ばれる少なくとも１種の元素を表す。）なる組成の活
物質、導電剤及び結合剤を少なくとも含有する電極活物
質合剤塗料を調製し、この活物質合剤塗料を集電体上に
塗布する非水電解質電池用電極の製造方法において、少
なくとも前記活物質、導電剤、結合剤及び有機溶剤から
なるスラリーを湿式混練した後、狭ギャップ式分散機に
より分散処理して合剤塗料を調製することを特徴とす
る、非水電解質電池用電極の製造方法である。

【００１４】本発明において、湿式混練時のスラリーに
ける固形分濃度が、７０〜９０重量％であることが好ま
しい。

【００１５】また、本発明において、湿式混練を水分露
点−２０℃以下の空気、窒素ガス又は希ガス雰囲気下で
行うことが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の具体的な実施の形態につ
いて説明する。本発明で使用される活物質は、Ｌｉ_xＮ
ｉ_yＭ_zＯ₂（ここで、ｘは０．８＜ｘ＜１．５、ｙ＋
ｚは０．８＜ｙ＋ｚ＜１．２、ｚは０≦ｚ＜０．３５で
ある。Ｍは、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ａｌ、Ｍｎ及び
Ｆｅから選ばれる少なくとも１種の元素を表す。）で表
されるリチウム複合酸化物である。

【００１７】本発明において、上記リチウム複合酸化物
の平均粒径は１．０〜３０μｍが好ましく、２．０〜２
０μｍがより好ましい。粒度分布の平均粒径における半
値幅は、２．０〜５０μｍが好ましい。この粒度分布
は、レーザー回折・散乱法により測定されたものであ
る。

【００１８】このようなリチウム複合酸化物の製造方法
としては、例えば、ＬｉＭetal³⁺Ｏ ₂（ここで、Ｍetal
はＮｉを主体として、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ａｌ、
Ｍｎ及びＦｅから選ばれる少なくとも１種の元素を含
む）焼成時に揮散する陰イオンをそれぞれ含むアルカリ
性水溶性リチウム化合物と塩基性金属塩とを水媒体中で
反応させてスラリーを得て、得られたスラリーを乾燥し
た後、焼成する方法を例示することができる。

【００１９】塩基性金属塩は、Ｍetal²⁺（ＯＨ）
_2-nk（Ａ^n-）_k・ｍＨ₂Ｏで表されるものである。ここ
で、Ｍetal²⁺には、Ｎｉを主体として、場合によっては
Ｃｏ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ａｌ、Ｍｎ及びＦｅから選ば
れる少なくとも１種の元素を含む。Ａ^n-は、硝酸イオ
ン、塩素イオン、臭素イオン、酢酸イオン、炭酸イオン
等のｎ価（ｎ＝１〜３）のアニオンを表わす。また、ｋ
は、０．０３≦ｋ≦０．３、ｍは、０≦ｍ＜２である。

【００２０】この式で示される塩基性金属塩は、Ｍetal
²⁺の水溶液に、Ｍetal²⁺に対して、約０．７〜０．９５
当量、好ましくは約０．８〜０．９５当量のアルカリを
約８０℃以下の反応条件下で加えて反応させた後、４０
℃〜７０℃で０．１〜１０時間熟成し、水洗により副生
物を取り除くことにより製造することができる。ここで
用いるアルカリとしては、水酸化ナトリウム等の水酸化
アルカリ金属、水酸化カルシウム等の水酸化アルカリ土
類金属、アミン類等が挙げられる。

【００２１】この式で示される化合物より選択される塩
基性金属塩と、水酸化リチウム、炭酸リチウム又はこれ
らの水和物などの中から選択される１種または複数のリ
チウム化合物とを水中で、反応液の濃度としては５〜２
５重量％の範囲で、また反応温度は室温〜１００℃の範
囲で反応を行いスラリーを得る。そして、組成物の形状
の均一性を向上させるために噴霧乾燥を行う。

【００２２】この乾燥物を空気や酸素あるいはオゾン等
を含む酸化力を有したガス雰囲気下で、約７００〜１０
００℃の温度領域で、約０．１〜２０時間加熱処理して
焼成することにより、リチウム複合酸化物を得ることが
できる。

【００２３】本発明に使用されるリチウム複合酸化物の
別の製造方法として、水溶性金属化合物から得られる塩
基性炭酸金属と水溶性リチウム化合物とを使用する方法
を例示することができる。

【００２４】ここで用いられる水溶性金属化合物は、硝
酸塩、硫酸塩、金属塩化物等であり、この水溶性金属化
合物は、ニッケル化合物を主体として、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｃ
ａ、Ｓｒ、Ａｌ、Ｍｎ及びＦｅから選ばれる少なくとも
１種の元素が配合できるように、さらに所定量の別の水
溶性金属化合物を混合したものでよい。

【００２５】塩基性炭酸金属は、上記水溶性金属化合物
の混合物と、炭酸アルカリ、重炭酸アルカリ、炭酸アン
モニウム及び重炭酸アンモニウムからなる群から選ばれ
る化合物とを水中で反応させて得られる沈殿物や、さら
にこの反応系に水酸化ナトリウムを存在させて反応させ
て得られる沈澱物を、濾過、乾燥することによって得ら
れる。この場合に、良好な沈殿を生成させるには、炭酸
根が若干過剰となるように使用するのが良く、沈殿の比
表面積を制御するために攪拌条件を制御することも重要
である。

【００２６】このようにして得られた塩基性炭酸金属
に、炭酸リチウム、水酸化リチウム等の水溶性リチウム
化合物の粉末を、前記金属とＬｉを所望の比率で混合す
る。この混合物を、粉末のまま先ず不活性ガス又は酸素
含有ガスの存在下で、３００〜５００℃に加熱する。こ
の加熱により、塩基性炭酸金属の分解のみが進行し、結
晶構造中の炭酸ガスが離脱する。この加熱を炭酸ガスの
発生が実質的に終了するまで続け、塩基性炭酸金属のす
べてを多数の微細な孔を有する酸化金属に変換する。

【００２７】炭酸ガスの発生が実質的に終了した後、さ
らに昇温すると、溶融した水溶性リチウム化合物が酸化
金属の微細孔中に侵入し、両者が極めて密接な接触状態
になる。ここで酸素ガス又は酸素富化空気の存在下で７
００〜９００℃の温度で焼成すると、Ｎｉは２価から３
価になり、Ｌｉ複合酸化物が生成する。

【００２８】ここで用いる塩基性炭酸金属は、比表面積
が大きな（例えば、１００ｍ²／ｇ以上）ものほど、ガ
ス放出と予備焼成後の微細孔生成が効率化されるために
好ましい。

【００２９】本発明で使用される導電剤は、特に限定さ
れるものではなく、化学変化を起こさない電子伝導材料
であれば何でもよい。導電剤としては、通常、天然黒鉛
（鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛等）、人造黒鉛などのグラファ
イト類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チ
ャンネルブラック、ファーネスブラック、サーマルブラ
ック等のカーボンブラック類、炭素繊維、気相成長炭素
繊維、金属繊維等の導電性繊維類、銅、ニッケル、アル
ミニウム、銀等の金属粉末などを挙げることができる。
これらの中でも、鱗片状グラファイトが好ましい。

【００３０】導電剤として、具体的には、中越黒鉛工業
所社製のＬＦシリーズ、昭和電工社製のＵＦＧシリー
ズ、ＬＯＮＺＡ社製のＫＳシリーズ、関西熱化学社製の
ＭＩＣＲＯＣＡＲＢＯ−Ｇシリーズ、エコス技研社製の
エコスカーボン等が挙げられる。

【００３１】導電剤の配合量は、活物質の比表面積等に
より異なるが、乾燥塗膜中の１〜１５重量％が好まし
く、２〜１０重量％がより好ましい。

【００３２】本発明において結合剤としては、熱可塑性
樹脂またはゴム弾性を有するポリマーを、一種または二
種以上を混合して用いることができる。結合剤の例とし
ては、フッ素系ポリマー、ポリビニルアルコール、カル
ボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロー
ス、再生セルロースジアセチルセルロース、ポリビニル
クロリド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ＥＰＤＭ、スルホン化ＥＰＤＭ、ＳＢＲ、
ポリブタジエン、ポリエチレンオキシド等を挙げること
ができる。

【００３３】これらの中でも含フッ素系ポリマーは、フ
ッ素原子／炭素原子の原子比が０．７５以上１．５以下
であるものが好ましく、０．７５以上１．３以下である
ものがさらに好ましい。この値が、１．５より大きい場
合、電池の容量が充分には得られにくく、一方、０．７
５未満の場合、電解液に結合剤が溶解する傾向がある。

【００３４】このような含フッ素系ポリマーとしては、
ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、
フッ化ビニリデン−三フッ化エチレン共重合体、エチレ
ン−テトラフルオロエチレン共重合体、プロピレン−テ
トラフルオロエチレン共重合体等が挙げられる。また主
鎖の水素をアルキル基で置換した含フッ素系ポリマーも
用いることができる。

【００３５】これらの中でも選択溶解性を示す（電解液
に対する溶解性が低く、溶解可能な溶媒がある）ものが
好ましい。例えば、フッ化ビニリデン系ポリマーの場
合、電解液に用いられるカーボネート系の溶媒等には溶
解しにくいが、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メ
チルピロリドン等の溶剤には溶解可能である。

【００３６】このような結合剤の配合量は、活物質や導
電剤の比表面積、粒度分布、目的とする電極の強度等に
より異なるが、乾燥塗膜中の１〜１５重量％が好まし
く、２〜１０重量％がより好ましい。

【００３７】また、電極活物質合剤塗料用の溶剤として
は、特に限定されることなく、一般の有機溶剤を使用す
ることができる。有機溶剤として、具体的には、ヘキサ
ン等の飽和炭化水素類、トルエン、キシレン等の芳香属
炭化水素類、メタノール、エタノール、プロパノール、
ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチル
ケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケト
ン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸
ブチル等のエステル類、テトラヒドロフラン、ジオキサ
ン、ジエチルエーテル等のエーテル類、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルアセトアミド等のアミド類、エチレンクロライド、
クロルベンゼン等のハロゲン化炭化水素等を挙げること
ができる。これらのなかでも、ケトン系およびアミド系
の溶剤が含フッ素系ポリマーを溶解可能なため好まし
い。これらの溶剤は、単独でも２種以上の混合したもの
でも使用することができる。

【００３８】本発明においては、以上述べた活物質、導
電剤、結合剤及び有機溶剤からなるスラリーを湿式混練
した後、狭ギャップ式分散機により分散処理して合剤塗
料を調製する。この操作によって、導電剤の二次凝集や
スタックを有効に取り除くことができ、導電剤添加量が
少なくても十分な導電性効果が発揮され、塗膜の物理的
特性も安定する。

【００３９】例えば、導電剤としてグラファイトを使用
した場合について述べる。グラファイトは劈開性がある
ため、粒径の大きいグラファイトでも劈開させれば比表
面積が増えても粒径はほとんど小さくならない。ただし
グラファイトはスタックしやすく、スタックしたものを
ほぐそうとして乾式処理にて強い剪断力等をあたえる
と、余計にスタックさせてしまいやすい。例えばボール
ミル等でグラファイトを粉砕しようとすると、粉砕はさ
れるがスタックもしやすいという問題がある。そのた
め、グラファイト粒子を壊さないでスタックを劈開させ
ることは従来困難であった。本発明の操作によれば、グ
ラファイトのスタックを有効に取り除くことができ、少
ないグラファイトの添加量でも十分な導電性効果が得ら
れる。

【００４０】また、アセチレンブラックを導電剤として
使用した場合について述べる。アセチレンブラックは、
大きな二次凝集体を形成する傾向にある。従来の乾式処
理や分散方法では、アセチレンブラック粒子同士の凝集
を解くことは困難であり、十分な導電性を得るために
は、電極合剤中に多量のアセチレンブラックを添加する
必要があった。本発明の操作によれば、アセチレンブラ
ックの二次凝集体を解くことができ、少ないアセチレン
ブラックの添加量でも十分な導電性効果が得られる。

【００４１】本発明において、湿式混練には、ニーダ
ー、プラネタリーミキサー、二本ロールミル、三本ロー
ルミル、バンバリーミキサー等の混練機が使用される。
ニーダー（捏和機）は回転ブレードと混練槽との間で剪
断を与える装置をいう。ニーダーの形式には、単独処理
型、連続処理型があるが、そのいずれを使用してもよ
い。

【００４２】単独処理型の例としては、オープン型ニー
ダー、加圧型ニーダーなどが挙げられる。オープン型は
上部が開放されているために、空隙が生じてしまうの
で、本発明の目的を達成することにはやや不向きであ
る。加圧型は空隙を最小限に設定することができるの
で、最も効率よく本発明の効果を得ることができる。ま
た、連続処理型のニーダーは、送り出し（フィード）構
造を有するため、加圧型に比べてわずかに空隙が生じる
が、本発明の効果を損なうことはない。連続処理型のニ
ーダーは、予備混合などの前処理、混練、希釈・溶解な
どの後処理を含めて連続化できることから好ましい。

【００４３】このようなニーダーに用いられる回転ブレ
ードの具体例としてはΣ型、Ｚ型、カム型、ローラ型、
Ｓ型、フィッシュテール型、バンバリー型などを掲げる
ことができる。

【００４４】ニーダーの具体例としては、森山製作所の
ＭＳ式加圧式ニーダーなどの単独型ニーダー、栗本鉄鋼
所のＫＲＣニーダー、不二パウダネル、神戸製鉄所、東
芝機械などのエクストルーダーなどの連続ニーダー、さ
らに、株式会社入江商会製の卓上型ニーダー、高林理化
株式会社製の捏和機、株式会社東洋精機のラボプラスト
ミルやブラベンダーのような小型のものを挙げることが
できる。

【００４５】湿式混練時のスラリーにおける固形分濃度
は、７０〜９０重量％であることが好ましい。この範囲
より高すぎても低すぎても十分な剪断力が得られにくく
なる。

【００４６】また、湿式混練を水分露点−２０℃以下の
空気、窒素ガス又は希ガス雰囲気下で行うことが好まし
い。このような雰囲気中にて湿式混練すると、活物質で
ある前記Ｌｉ_xＮｉ_yＭ_zＯ₂が分解反応を起こすこと
がなく、充放電容量低下を引き起こすことがない。

【００４７】また、混練時のスラリー温度は、３０〜９
０℃が好ましい。スラリー温度が３０℃未満であると十
分な剪断力が得られにくくなる。一方、スラリー温度が
９０℃を超えるとスラリー中の有機溶剤が蒸発しやす
く、スラリーの固形分濃度が変化してしまう。

【００４８】上記混練機及び混練操作により、活物質、
導電剤、結合剤及び有機溶剤からなるスラリーを十分に
混練した後、適正粘性に希釈し、狭ギャップ式分散機に
て分散する。

【００４９】本発明で用いられる狭ギャップ式分散機と
しては、ゴーリンホモジナイザー、高速度ストーンミ
ル、ウルトラディスパーなどが挙げられる。いずれの分
散機も、狭ギャップ間に被混練塗料を通過させて剪断を
与えるものである。このような分散処理を施すことによ
り、グラファイトのスタックやアセチレンブラックの二
次凝集などの微小部分をより高度に分散することができ
る。従って、導電剤の最小の添加量で、導電剤として最
大の効果が得られる。また必要に応じて、ハイパーミキ
サー、ディゾルバー等の攪拌混合機による分散を行っ
て、電極活物質合剤塗料を塗布機の条件にあうように最
終調整を行ってもよい。

【００５０】調製された合剤塗料を集電体上に塗布し乾
燥する。集電体は特に限定されるものではなく、電池化
した際に、化学変化しない電子伝導体であれば何でもよ
い。例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケ
ル、ステンレス、チタン等が用いられる。これらのほか
に、アルミニウムやステンレスの表面がカーボン、ニッ
ケル、チタンで処理されたものも用いられる。特に、ア
ルミニウムあるいはアルミニウム合金が好ましい。集電
体の形状としては、箔の他、フィルム、ネット、多孔質
体、発泡体等が用いられる。厚みは１〜１００μｍのも
のが用いられ、特に１〜５０μｍが好ましい。

【００５１】集電体上への電極活物質合剤塗料の塗布
は、リバースロール法、ダイレクトロール法、ブレード
法、ナイフ法、エクストルージョンノズル法、カーテン
法、グラビアロール法、バーコート法、ディップ法、キ
スコート法、スクイズ法などの一般的によく知られた塗
布法によって行うことができる。中でもエクストルージ
ョンノズル法が好ましく、５〜１００ｍ／分の速度で塗
布されるように、合剤の溶剤組成、乾燥条件を選定する
ことにより、良好な塗布層の表面状態を得ることができ
る。

【００５２】乾燥温度は３０〜１５０℃が好ましく、５
０〜１４０℃が更に好ましい。３０℃未満では溶剤の乾
燥が不十分となり、１５０℃を越えると溶剤の蒸発速度
が急激すぎるために電極の表層に結合剤が偏在すること
となり、電極特性が劣化することがある。

【００５３】また塗布層の厚み、長さや巾は、最終的な
電池の大きさにより決定される。塗布層の厚みは塗布後
に、一般に採用されているカレンダー加工によって調整
することが好ましい。その加工圧は、０．２〜１０ｔ／
ｃｍ、加工温度は、１０〜１５０℃が好ましい。

【００５４】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではない。［実施例１］正極活物質合剤塗料を以下のように作製し
た。

【００５５】（配合組成）正極活物質：ＬｉＮｉ_0.82Ｃｏ_0.18Ｏ₂ ９４重量部（セイミケミカル社製ＤＣ−１１８）導電剤：鱗片状グラファイト３重量部（ＬＯＮＺＡ社製ＫＳ２５）結合剤：ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）３重量部（エルフ・アトケム・ジャパン社製ＫＹＮＡＲ７４１）溶剤：Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）３７重量部

【００５６】ＰＶＤＦ３重量部をＮＭＰ２７重量部に溶
解し、結合剤溶液３０重量部を作製した。活物質９４重
量部、導電剤３重量部および結合剤溶液１９重量部をプ
ラネタリーミキサーに投入し、１時間混練処理を行っ
た。混練時のスラリー温度は５０℃であった。なお、プ
ラネタリーミキサーのベッセル内は水分露点−５０℃の
窒素雰囲気とした。

【００５７】混練処理後のスラリーに、結合剤溶液１１
重量部およびＮＭＰ１０重量部を加えて希釈した後、該
スラリーをゴーリンホモジナイザーで分散処理した。こ
のようにして正極活物質合剤塗料を得た。

【００５８】調製された合剤塗料を、エクストルージョ
ンノズルにて２０μｍ厚のアルミニウム箔からなる集電
体の片面に塗布し、１２０℃で乾燥した後、集電体他面
に同様にこの合剤を塗布・乾燥した。これをローラープ
レス機にて圧縮成型し、所定の大きさに切断し、その
後、片面の合剤塗膜を剥がして、合剤層厚さ６５μｍの
実施例１の電極を得た。

【００５９】［実施例２］実施例１におけるゴーリンホ
モジナイザーの代わりに、ウルトラディスパーを用いて
分散処理を行った以外は、実施例１と同様にして合剤塗
料を調製し、実施例２の電極を作製した。

【００６０】［実施例３］正極活物質合剤塗料を以下の
ように作製した。

【００６１】（配合組成）正極活物質：ＬｉＮｉ_0.82Ｃｏ_0.18Ｏ₂ ９４重量部（セイミケミカル社製ＤＣ−１１８）導電剤：アセチレンブラック３重量部（電気化学工業社製）結合剤：ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）３重量部（エルフ・アトケム・ジャパン社製ＫＹＮＡＲ７４１）溶剤：Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）５０重量部

【００６２】ＰＶＤＦ３重量部をＮＭＰ２７重量部に溶
解し、結合剤溶液３０重量部を作製した。活物質９４重
量部、導電剤３重量部および結合剤溶液２８重量部をプ
ラネタリーミキサーに投入し、１時間混練処理を行っ
た。混練時のスラリー温度は５０℃であった。なお、プ
ラネタリーミキサーのベッセル内は水分露点−５０℃の
窒素雰囲気とした。混練処理後のスラリーに、結合剤溶
液２重量部およびＮＭＰ２３重量部を加えて希釈した
後、該スラリーをゴーリンホモジナイザーで分散処理し
た。このようにして正極活物質合剤塗料を得た。調製さ
れた合剤塗料を、実施例１と同様にして集電体に塗布
し、実施例３の電極を作製した。

【００６３】［比較例１］正極活物質合剤塗料の配合組
成は、実施例１と同一とした。正極活物質９４重量部、
導電剤３重量部、結合剤３重量部および溶剤３７重量部
をハイパーミキサーに投入し、１時間攪拌混合して活物
質合剤塗料を得た。なお、ハイパーミキサー内は水分露
点−５０℃の窒素雰囲気とした。調製された合剤塗料
を、実施例１と同様にして集電体に塗布し、比較例１の
電極を作製した。

【００６４】（電池特性）実施例１〜３及び比較例１で
得られた各電極の電池特性を次のように測定した。得ら
れた各電極について、正極活物質層を残留水分を除去す
るため乾燥し、直径１５．５ｍｍの円形の正極を作製し
た。別途、負極として、厚さ１．８５ｍｍの金属リチウ
ムを直径１５．５ｍｍに打ち抜いた。そして、エチレン
カーボネートとジメチルカーボネートの１：１（容量
比）混合液にＬｉＰＦ₆を１モル／リットルなる濃度で
溶解した非水電解液を用意した。

【００６５】この非水電解液、正極及び負極と、さらに
ポリプロピレン製の薄膜セパレーター、負極カップ、正
極缶、ガスケットとを用いて、図１に示すような直径２
０ｍｍ×厚さ２．５ｍｍのコイン型電池を作製した。図
１において、このコイン型電池は、正極缶(6) 内に収容
された正極(4) と負極カップ(1) 内に収容された負極
(2) とがセパレーター(3) を介して積層され、正極缶
(6) と負極カップ(1) とがガスケット(5) を介してかし
められ、密閉されてなるものである。なお、集電体の図
示は省略してある。

【００６６】このようにして作製された電池について、
充電電圧４．２Ｖ、充電電流１ｍＡ、充電時間２０時間
なる条件で充電を行い、放電電流１ｍＡ、終止電圧３．
０Ｖなる条件で放電を行い、充放電容量を求めた。その
結果を表１に示す。

【００６７】

【表１】

【００６８】表１より、実施例１〜３の電極を用いた電
池では、充放電容量が高い。これに対して、比較例１で
は、充放電容量が低い。すなわち、実施例のように活物
質合剤塗料調製時に、湿式混練した後、狭ギャップ式分
散機により分散処理することによって、導電剤の同一添
加量で高い電池特性が得られた。

【００６９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、活物質
合剤塗料調製時に、湿式混練した後、狭ギャップ式分散
機により分散処理するので、少ない導電剤量で十分な電
極導電性が得られる。その結果、電極単位体積中の活物
質量を多くすることができ、電極体積当たりの高い充放
電容量が得られる。また、塗膜の物理的特性も安定す
る。本発明は、非水電解質電池の放電容量及び充放電サ
イクル寿命等の充放電特性の向上と、電極塗膜の物理的
特性の改善に貢献する。

【図面の簡単な説明】

【図１】電池特性測定用のコイン型電池の断面図であ
る。

【符号の説明】

(1) 負極カップ (2) 負極 (3) セパレーター (4) 正極 (5) ガスケット (6) 正極缶

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｌｉ_xＮｉ_yＭ_zＯ₂（ここで、ｘは
０．８＜ｘ＜１．５、ｙ＋ｚは０．８＜ｙ＋ｚ＜１．
２、ｚは０≦ｚ＜０．３５である。Ｍは、Ｃｏ、Ｍｇ、
Ｃａ、Ｓｒ、Ａｌ、Ｍｎ及びＦｅから選ばれる少なくと
も１種の元素を表す。）なる組成の活物質、導電剤及び
結合剤を少なくとも含有する電極活物質合剤塗料を調製
し、この活物質合剤塗料を集電体上に塗布する非水電解
質電池用電極の製造方法において、少なくとも前記活物
質、導電剤、結合剤及び有機溶剤からなるスラリーを湿
式混練した後、狭ギャップ式分散機により分散処理して
合剤塗料を調製することを特徴とする、非水電解質電池
用電極の製造方法。
【請求項２】湿式混練時のスラリーにおける固形分濃
度が、７０〜９０重量％である、請求項１に記載の非水
電解質電池用電極の製造方法。
【請求項３】湿式混練を水分露点−２０℃以下の空
気、窒素ガス又は希ガス雰囲気下で行う、請求項１又は
２項に記載の非水電解質電池用電極の製造方法。