JPWO2014132578A1 - 非水電解質二次電池 - Google Patents
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Abstract
Description
実施形態の説明で参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された構成要素の寸法比率などは、現物と異なる場合がある。具体的な寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。本明細書において「略**」とは、「略同等」を例に挙げて説明すると、全く同一はもとより、実質的に同一と認められるものを含む意図である。
正極は、正極集電体と、正極集電体上に形成された正極活物質層とで構成されることが好適である。正極集電体には、例えば、導電性を有する薄膜体、特にアルミニウムなどの正極の電位範囲で安定な金属箔や合金箔、アルミニウムなどの金属表層を有するフィルムが用いられる。正極活物質層は、正極活物質の他に、導電材及び結着剤を含むことが好ましい。
負極は、負極集電体と、負極集電体上に形成された負極活物質層とを備えることが好適である。負極集電体には、例えば、導電性を有する薄膜体、特に銅などの負極の電位範囲で安定な金属箔や合金箔、銅などの金属表層を有するフィルムが用いられる。負極活物質層は、負極活物質の他に、結着剤を含むことが好適である。結着剤としては、正極の場合と同様にポリテトラフルオロエチレン等を用いることもできるが、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)やポリイミド等を用いることが好ましい。結着剤は、カルボキシメチルセルロース等の増粘剤と併用されてもよい。
ことが好適である。
以下、多孔質層について詳説する。
図1に例示するように、多孔質層は、扁平な空隙を備える。上記扁平な空隙の短軸方向は多孔質層の面方向に略垂直な方向を有し、長軸方向は多孔質層の面方向に略水平な方向を有する。なお、扁平な空隙の、多孔質層の面方向に水平な断面は、略円状である。
非水電解質は、非水溶媒と、非水溶媒に溶解した電解質塩とを含む。非水電解質は、液体電解質(非水電解液)に限定されず、ゲル状ポリマー等を用いた固体電解質であってもよい。非水溶媒には、例えば、エステル類、エーテル類、ニトリル類(アセトニトリル等)、アミド類(ジメチルホルムアミド等)、及びこれらの2種以上の混合溶媒などを用いることができる。
セパレータには、イオン透過性及び絶縁性を有する多孔性シートが用いられる。多孔性シートの具体例としては、微多孔薄膜、織布、不織布等が挙げられる。セパレータの材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンが好適である。
[正極の作製]
コバルト酸リチウム、アセチレンブラック及びポリフッ化ビニリデンを質量比で100:1.5:1.5となるように、適量のN−メチルピロリドンとともにミキサーで混合し、正極合剤スラリーを調製した。この正極合剤スラリーを厚さ15μmのAl箔からなる正極集電体シートの両面に塗布し、乾燥させ、圧延後に所定のラミネート材製の電池ケースに対応する大きさに裁断し、実験例1のリチウムイオン電池で使用する正極を得た。正極活物質層の充填密度は、3.8g/mLであった。
(負極活物質層の作製)
導電性炭素材料で被覆された平均粒径(D50)6μmのSiO粒子と、平均粒径(D50)25μmの黒鉛と、カルボキシメチルセルロースと、スチレンブタジエンラバーとを、質量比で10:90:1:1となるように、適量の水とともにミキサーで混合し、負極合剤スラリーを調製した。この負極合剤スラリーを厚さ10μmの銅箔からなる負極集電体シートの両面に塗布し、乾燥させ、圧延した。負極活物質層の充填密度は、1.60g/mLであった。
FMC社製SLMPと、アセチレンブラック及びポリフッ化ビニリデンを質量比で64:16:20となるように、適量のN−メチルピロリドンとともにミキサーで混合し、スラリーを調製した。このスラリーを、負極活物質層上に塗布し、乾燥させた。なお、FMC社製SLMPは、表面に有機物膜を備える球状のリチウム粒子である。
負極上に形成し乾燥させたリチウム粒子を含む層を、直径65mmのロールの間を300kgf/cmの線圧を印加して圧延した。所定のラミネート材製の電池ケースに対応する大きさに裁断し、実験例1のリチウムイオン電池で使用する負極を得た。
EC:DEC=3:7(容積比)となるように混合した非水溶媒に、LiPF6を1.0mol/Lとなるように添加して非水電解液を調製した。
上記各電極にタブをそれぞれ取り付け、タブが最外周部に位置するようにセパレータを介して上記正極及び上記負極を渦巻き状に巻回して電極体を作製した。当該電極体をアルミニウムラミネートシートで構成される外装体に挿入して、105℃で2時間真空乾燥した後、上記非水電解液を注入し、外装体の開口部を封止して試験セルC1を作製した。なお、試験セルC1の設計容量は800mAhである。
負極活物質層上へのリチウム粒子を含む層の形成後、圧延を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして試験セルR1を得た。
負極活物質層上へリチウム粒子を含む層を形成しなかったこと以外は、実施例1と同様にして試験セルR2を得た。
電池C1、R1及びR2について、初回充放電効率及びサイクル特性の評価を行い、表1に示した。
・充電;0.5Itの電流で電圧が4.3Vになるまで定電流充電を行い、その後電圧が4.3Vで0.05Itの電流になるまで定電圧充電を行った。
・放電;0.2Itの電流で電圧が2.75Vになるまで定電流放電を行った。
・休止;上記充電と上記放電との間の休止時間は10分とした。
1サイクル目の充電容量に対する1サイクル目の放電容量の割合を、初回充放電効率とした。
初回充放電効率(%)
=(1サイクル目の放電容量/1サイクル目の充電容量)×100
上記充放電条件で各試験セルについてサイクル試験を行った。
1サイクル目の放電容量に対する50サイクル目の放電容量の割合を、サイクル特性とした。
サイクル特性(%)
=(50サイクル目の放電容量/1サイクル目の放電容量)×100
初回充放電後の電池C1、R1から負極を取り出し、クロスセクションポリッシャを用いて、負極の厚み方向の断面(面方向に垂直な断面)を作製し、SEM観察を行った。この断面のうち、1mmの長さの領域を測定領域として抜き出し、扁平状の空隙の面積占有率および空隙の短軸、長軸をSEM画像より測定した。
面積占有率
=扁平状の空隙の総面積/(測定領域内における多孔質層の最大厚み × 1mm)
面積占有率、短軸、長軸および短軸と長軸の比率の平均値を表2に示した。C1における短軸と長軸の比率の最小値は1.4であり、最大値は2.2であった。
Claims (5)
- 非水電解質二次電池であって、
正極と、負極と、前記負極上に配置された多孔質層と、セパレータと、非水電解質と、を備え、
前記多孔質層は、扁平な空隙を備え、
前記扁平な空隙の短軸方向は多孔質層の面方向に垂直であり、長軸方向は多孔質層の面方向に水平である、非水電解質二次電池。 - 請求項1に記載の非水電解質二次電池であって、
前記空隙の、前記短軸に対する前記長軸の比が、1.4〜2.2である、非水電解質二次電池。 - 請求項1または請求項2のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池であって、
前記空隙が、前記多孔質層の負極と対向していない側の表面上に、凹状に存在する、非水電解質二次電池。 - 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池であって、
前記多孔質層の面方向に垂直な断面における、前記空隙の占める面積比率が40〜80%である、非水電解質二次電池。 - 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池であって、
前記空隙の表面は、有機物膜を備える、非水電解質二次電池。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999026306A1 (fr) * | 1997-11-19 | 1999-05-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Batterie secondaire aux ions de lithium et fabrication de cette derniere |
JPH11144706A (ja) * | 1997-11-13 | 1999-05-28 | Toray Ind Inc | 電池用電極およびそれを用いた電池 |
JP2011029075A (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Nissan Motor Co Ltd | 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 |
WO2011068767A1 (en) * | 2009-12-03 | 2011-06-09 | Fmc Corporation | Finely deposited lithium metal powder |
JP2012216385A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Tdk Corp | セパレータ、電気化学デバイス、及び、セパレータの製造方法 |
JP2013125697A (ja) * | 2011-12-15 | 2013-06-24 | Idemitsu Kosan Co Ltd | リチウム粒子を含む組成物、電極及び電池 |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69304587T2 (de) * | 1992-03-30 | 1997-01-23 | Nitto Denko Corp | Poröser Film, Verfahren zu seiner Herstellung und Anwendung |
CN1237650C (zh) * | 1997-11-19 | 2006-01-18 | 三菱电机株式会社 | 锂离子二次电池和其制造方法 |
JP3653425B2 (ja) * | 1999-09-30 | 2005-05-25 | 三洋電機株式会社 | アルカリ蓄電池およびその製造方法 |
JP3987853B2 (ja) | 2002-02-07 | 2007-10-10 | 日立マクセル株式会社 | 電極材料およびその製造方法、並びに非水二次電池およびその製造方法 |
JP2004265806A (ja) * | 2003-03-04 | 2004-09-24 | Canon Inc | リチウム金属複合酸化物粒子、前記リチウム金属複合酸化物粒子の製造方法、前記リチウム金属複合酸化物粒子を含有す電極構造体、前記電極構造体の製造方法、及び前記電極構造体を有するリチウム二次電池 |
JP5124975B2 (ja) | 2006-04-24 | 2013-01-23 | 三菱化学株式会社 | リチウムイオン二次電池用負極材料およびその製造方法 |
JP5126813B2 (ja) * | 2006-05-22 | 2013-01-23 | パナソニック株式会社 | 非水電解質二次電池 |
JP5196118B2 (ja) | 2006-09-14 | 2013-05-15 | 信越化学工業株式会社 | 非水電解質二次電池及びその製造方法 |
US20080070120A1 (en) | 2006-09-14 | 2008-03-20 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary battery and making method |
KR101394622B1 (ko) * | 2009-04-06 | 2014-05-20 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 물성과 고온 안정성이 우수한 폴리올레핀계 다층 미세다공막 |
US20120219864A1 (en) * | 2009-11-09 | 2012-08-30 | Toray Industries, Inc. | Porous film and electric storage device |
KR101269207B1 (ko) * | 2010-01-25 | 2013-05-31 | 에스케이이노베이션 주식회사 | 내열성이 우수한 다층 다공막 |
US20110223486A1 (en) * | 2010-03-12 | 2011-09-15 | Xiaomin Zhang | Biaxially oriented porous membranes, composites, and methods of manufacture and use |
US8835058B2 (en) * | 2010-12-21 | 2014-09-16 | GM Global Technology Operations LLC | Battery separators with variable porosity |
CN102208634B (zh) | 2011-05-06 | 2014-04-16 | 北京科技大学 | 一种多孔硅/碳复合材料及其制备方法 |
JP2013020820A (ja) * | 2011-07-12 | 2013-01-31 | Hitachi Ltd | 二次電池用電極の電極およびこれを用いた二次電池 |
CN103380495B (zh) * | 2012-01-11 | 2016-05-18 | 松下知识产权经营株式会社 | 压接型半导体装置及其制造方法 |
JP5957239B2 (ja) * | 2012-02-21 | 2016-07-27 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 二次電池 |
CN102593418A (zh) | 2012-02-24 | 2012-07-18 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种碳硅复合材料及其制备方法、含该材料的锂离子电池 |
-
2014
- 2014-02-10 US US14/761,740 patent/US9947928B2/en active Active
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11144706A (ja) * | 1997-11-13 | 1999-05-28 | Toray Ind Inc | 電池用電極およびそれを用いた電池 |
WO1999026306A1 (fr) * | 1997-11-19 | 1999-05-27 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Batterie secondaire aux ions de lithium et fabrication de cette derniere |
JP2011029075A (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Nissan Motor Co Ltd | 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 |
WO2011068767A1 (en) * | 2009-12-03 | 2011-06-09 | Fmc Corporation | Finely deposited lithium metal powder |
JP2012216385A (ja) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Tdk Corp | セパレータ、電気化学デバイス、及び、セパレータの製造方法 |
JP2013125697A (ja) * | 2011-12-15 | 2013-06-24 | Idemitsu Kosan Co Ltd | リチウム粒子を含む組成物、電極及び電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9947928B2 (en) | 2018-04-17 |
US20150364764A1 (en) | 2015-12-17 |
CN105027329A (zh) | 2015-11-04 |
WO2014132578A1 (ja) | 2014-09-04 |
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