JPS5991674A - 電池の製造方法 - Google Patents

電池の製造方法

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JPS5991674A
JPS5991674A JP20154882A JP20154882A JPS5991674A JP S5991674 A JPS5991674 A JP S5991674A JP 20154882 A JP20154882 A JP 20154882A JP 20154882 A JP20154882 A JP 20154882A JP S5991674 A JPS5991674 A JP S5991674A
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JP
Japan
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electrode body
positive electrode
negative electrode
battery
diaphragm
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JP20154882A
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English (en)
Inventor
Masashi Oi
大井 正史
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/18Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte
    • H01M6/181Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte with polymeric electrolytes

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はイオン導電性の高い固形体組成物を隔膜とする
電池の製造方法に関する。
一般にイオン導電性向形体組成物は、有機高分子化合物
、電解質および有機溶媒からなり、液体のように流動体
ではなく、それを用いた部品の使用条件下で見掛は上固
体状態を呈している。
このイオン導電性向形体組成物を電解質として用いた電
池は、イオン導電性向形体組成物のイオン導電率が、従
来の湿式電池と称される電池に使用されている電解液の
イオン導電率よりも低く%   −さらに、隔膜と正極
体および負極体との接触が固体同士であり、各々の接触
面の界面抵抗が高くなっており%電池の内部抵抗が湿式
電池よりかなり高い。このため、使用可能な電流値が小
さく、広く実用化されていない。
また、従来イオン導電性向形体組成物を隔膜とする電池
の製造方法は、正極体、隔膜、負極体を各々別個に製造
する工程と、これらを順次積層し電池素子を形成する工
程と、集電体などと共に外装ケースに挿入し密封する工
程などからなり、非常に煩雑であった。さらに隔膜が薄
くなればなるほど、隔膜の取り扱いが難しくなり、隔膜
の成型および正極体と負極体との積層の工程が困難にな
り、その製造方法はまずまず煩雑になる欠点があった。
本発明の目的はかかる従来欠点を除去した電池の製造方
法を提供することにある。
本発明によれば、有機高分子化合物、電解質および有機
溶媒からなる溶液で正極体あるいは負−極体の対極する
面の少なくとも一方を被覆した後、有機溶媒全除去して
1オン導電性固形体組成物の隔膜を形成する工程を含む
ことを特徴とする電池の製造方法が得られる。
本発明の特徴は、イオン導電性−形体組成物の形成時に
おける組成物の液体から固形体への形態の変化を利用す
ることにより、正極体あるいは負極体の対極する面の少
くとも一方に隔膜を付着形成させてイオン導電性−形体
組成物と正極体あるいは負極体の少くとも一方が一体と
なった状態で電池を製造することにある。これによって
隔膜の成型および積層の工程を省くことができるので。
製造工程が簡略化される。また、隔膜は正極体あるいけ
負極体と一体になっているために製造工程におけるin
扱いが容易である。さらに、隔膜と正極体あるいは負極
体は密着した状態にあり、単に固体同士を圧着させた従
来方法よりも界面抵抗が小さくなり、電池としての内部
抵抗も低くなる。
以下、本発明を実施例にて詳細に説明する。な゛ お、
実施例では正極体の活物質に二酸化マンガン負極体の活
物質にリチウムを用いたコイル型の電池を例にとった。
□〔実施例1〕 イオン導電性−形体組成物として、有機高分子化合物に
ポリビニリデンフロライドC以下PVDFと略称)、電
解質に過塩素酸リチウム(以下LICLO4と称す)、
および有機溶媒に炭酸プロピレン(以下PCと略称)と
いう組み合せのものを用いた。
正極体は次のように準備した。
PC20m/ Ic PVDF2.Ogr 、!= L
ICLO40,5grと全混合し、温度120”Oで加
熱し溶解させた溶液と、導電剤となるアセチレンブラッ
ク1.Ogrと二酸化マンガン20grとを乳鉢の中で
十分に練り合せて混合ペース)1−得た。この混合ペー
ストを真空加熱乾燥機内に入れ、温度130’O,真空
度300mmHz  で約2時間乾燥し、所定量のPC
を気化させて固体状態の混合物とした。この混合物を微
粉末に粉砕し、このo、sgr k2000kg/cm
2で円板状に加圧成型して直径15mmφ厚さ約1.0
皿の正極体1を得た。この正極体1の中にはPVDFを
含むイオン導電性−形体組成物が形成されてお9、仁の
結着性により正極体1はこの後の工程でも容易に取シ扱
えるに充分な機械的強度を有していた。
次に隔膜の製造方法につ込て記述する。
PC30ml WCPVDF a、ogr トLICL
O41,Ogrを混合し温度120℃で加熱し溶解させ
て溶液を調製し、次に厚さ9.45mm、−辺が20c
mの正方形のリチウムシートを水平なテフロン板上に敷
きつめ、このリチウムシート上に上記の溶液を流延して
リチウムシートの全面を溶液で被覆し、さらに、これら
を真空加熱乾燥機内に入れて、温度130°C1真空度
36□mmHg  で約1時間乾燥し、所定量のPCI
−蒸発させて、リチウムシートの上にイオン導電性−形
体組成物の隔膜2t−形成した。この隔膜はリチウムシ
ート上に強固に付着し、容易に剥離せず、また厚みは約
0゜15mmと薄りにもかかわらず、従来方法で得られ
た隔膜よりも均一で、かつ機械的強度も大きかった。次
に、隔膜が付着したリチウムシート全直径17mmφに
打ち抜いて、隔膜2およびリチウムの負極体3とした。
上記のようにして得られた正極体11隔膜2゜負極体3
を第1図のように積層し電池素子を形成したのち、外装
ケース4.5および絶縁リング6の中に入れてかしめコ
イン型の電池を形成した。
〔実施例2〕 実施例1では隔膜1−*極体の上に形成する方法につい
て記述したが、本実施例では隔膜を正極体の上に形成す
る方法について記述する。この場合、正極体の上に流延
するイオン導電性−形体組成物の溶液粘度が低すぎると
正極体中の正極活物質が導電剤などの粉末が溶液中に分
散し、このため、形成されたイオン導電性−形体組成物
よりなる隔膜は電子伝導性が増して、 電池の自己放電
を大きくすることがある。したがって、この場合には、
イオン導電性−形体組成物の溶液粘度を十分に高くし正
極活物質や導電剤などの粉末が溶液中に分散しにくいよ
うにする必要がある。
イオン導電性向形体組成物として、有機高分子化合物に
PVDF、電解質にLICLO4,および有機溶媒にγ
−ブチロラクトン(以下γ−BLと略称する)からなる
組み合せのものを用いた。
正極体の製造方法は実施例1に準じ、各材料の使用量も
同等とした。但し1本実施例では有機溶媒として実施例
1のPCの代り6Cr−BLを使用し、真空加熱乾燥機
の温度設定および乾燥条件を温度120℃、真空度30
 g mmI−Jgで約1時間として所定量のγ−BL
を蒸発させた。なお、正極体は厚さ約9.9 mm、直
径17mmφに成型した。
次に隔膜の製造方法【Cついて記述する。
r−BL20mllにPVDF 3.Og rとLIC
LO41,0grを混合し、温度100℃で加熱し溶解
させたのち、さらに温度120℃、真空度200mm)
Jgで約30分間乾燥して約10m1のγ−BII蒸発
させて溶液を濃縮し、次に、この溶液を正極体7の上に
薄くひきのばすように塗着した。さらに、これらを真空
加熱乾燥機内に入れて、温度100℃、真空度400m
mHgで約1時間乾燥し、γ−BLの所定量を蒸発させ
て、正極体7の上にイオン導電性固形停組成物の隔膜8
を形成した。この隔膜8は正極体70表面で正極体中の
イオン導電性向形体組成物と一体化して連続体となって
おり、容易に正極体7とは剥離しないものであった。ま
た、形成された隔膜8の厚さは約0.25mmであった
負極体9は厚さ0.45mmのリチウムシートを直径1
6mmφに打ち抜いて準備した。
上記のようにして得られた正極体7.隔膜8゜負極体9
を第2図のように積層して電池素子を形成したのち、外
装ケース4.5および絶縁リング6の中に入れてかしめ
コイン型の電池を形成した。
本実施例1および2のいずれの場合においても形成され
た隔膜は、負極体あるいは正極体と一体化しているため
、従来方法のように隔膜だけを取シ扱う場合よりも取り
扱いが容易であシ、かつ製造工程が簡便であった。
第3図には実施例1および2で得られた電池と従来方法
で得られた電池を放電負荷抵抗100にΩで放電させた
ときの特性を示す。第3図のAは実施例1で得られた電
池の放電特性であり、第3図のBは実施例2で得られた
電池の放電特性であル、第3図のCは従来方法で得られ
た電池の放電特性である。
本発明による電池は、隔膜が負極体あるいは正極体と一
体化しているために、各々の界面抵抗が小さくなシ、従
来方法による電池よ、vF13部抵抗が低くな9.出力
電流をより大きくすることができる。また、放電特性も
従来方法による電池より起電力が高く、放電々気容量が
大きくなった。
なお、本実施例1および2においては、電池作製までの
全工程はすべてアルゴン不活性ガス雰囲気中で行なった
1)本実施例では正極体あるいは負極体のいずれかに隔
膜を形成する方法について記述したが、正極体と負極体
の両方に隔Miヲ形成し、さらに隔膜同志を加熱した9
%あるいは隔膜の成分である有機溶媒を使用したシする
ことによって隔膜同志を一体化することもでき、正極体
、隔膜。
負極体の全てが密着した電池素子を得ることも可能であ
る。
11)本実施例では負極活物質にリチウム、正極活物質
に二酸化マンガンを用いてg己述したが5本発明の適用
は負極活物質がナトリウム、カルシウムなどの軽金属、
正極活物質がチタン、銅。
鉛、鉄などの酸化物、硫化物、ハロゲン化物やテトラシ
アノキノジメタン、ベンジキノンなどの電子供与性の大
きな有機化合物の場合でも可能である。
li+ )イオン導電性向形体組成物の組み合せも本実
施例のものに限られるものではなく、特願昭56−02
2570,56−022571,56−029090,
56−029091号のそれぞれの明細書に記載の各種
のイオン導電性向形体組成物の組み合せも同様の結果が
得られることは言うまでもない。
lv )本実施例ではコイン型の電池を例にとシ記述し
たが1本発明の適用は、特に大面積のシートあるいはペ
ーパー状の電池素子金得るのに適しておシ、シートある
いはペーパー状の電池を形成したり、さらにこのシート
あるいはペーパー状の電池素子を折シ重ねたり、または
巻き重ねたりして、ボタン型や円筒型など様々な形状の
電池も容易に作製できる。
以上本発明によ少、製造方法が容易かつ簡略であり、さ
らに電池の内部抵抗の低い、よp実用的な高性能電池を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はイオン導電性円形体組成物からなる隔膜を本発
明によって負極体上に形成した構造のコイン型電池の断
面図であり、第2図はイオン導電性円形体組成物からな
る@膜を本発明によって正極体上に形成した構造のコイ
ン型電池の断面図であり、1!3図は本発明および従来
方法を用いた電池の放電特性である。 1.7・・・・・・正極体、2.8・・・・・・隔膜、
3,9・・・・・・負極体、4.5・・・・・・(電池
)外装ケース、6・・・・・・絶縁リング、A、 B・
・・・・・本発明による電池の放電特性、C・・・・・
・従来方法による電池の放電3園 激を目数−(ビ) 手続補正書輸発) 5B、1.25 昭和  年  月  日 特許庁長官 殿 1、事件の表示   昭和57年特 許 願第2015
48号2、発明の名称  電池の製造方法 3、補正をする者 事件との関係       出 願 人東京都港区芝五
丁目33番1号 4、代理人 〒108  東京都港区芝五丁目37番8号 住人三田
ビル5、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄。 6、補正の内容 (1)  第4頁8行および12.第5頁8行、第7頁
13行および2行の[LICLO4J會[LkCIOd
に訂正。 (2)第6頁1行の「隔膜」の後に「2」を追加。 (3)同頁13行の「物質が」を「物質や」に訂正。 (4)第10頁7行の「ベンジキノン」を「ベンゾキノ
ン」に訂正。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 有様高分子化合物、電解質および有機溶媒からなる溶液
    で正極体あるいは負極体の対極する面の少なくとも一方
    を被覆した後、前記有機溶媒を除去してイオン導電性向
    形体組成物の隔膜を形成する工程を含むことを特徴とす
    る電池の製造方法。
JP20154882A 1982-11-17 1982-11-17 電池の製造方法 Pending JPS5991674A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2558649A1 (fr) * 1983-10-19 1985-07-26 Atomic Energy Authority Uk Procede pour fabriquer un composant unitaire electrolyte/cathode pour pile electrochimique seche
JPS617568A (ja) * 1984-06-21 1986-01-14 Dainippon Ink & Chem Inc 高性能電池
JPH02162651A (ja) * 1988-12-16 1990-06-22 Ube Ind Ltd 円筒型リチウム電池
US5900183A (en) * 1996-01-31 1999-05-04 Aea Technology Plc Polymer electrolyte

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