JPWO2018088204A1 - 非水電解質二次電池用電極及び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るから、各構成要素の具体的な寸法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〜」との用語は、略同一を例に説明すると、完全に同一はもとより、実質的に同一と認められるものを含む意図である。また、「端部」の用語は対象物の端及びその近傍を、「中央部」の用語は対象物の中央及びその近傍をそれぞれ意味するものである。
[正極の作製]
コバルト酸リチウム100質量部と、アセチレンブラック1質量部と、ポリフッ化ビニリデン1質量部と、適量のN−メチル−2−ピロリドンとを混合して、正極合材スラリーAを調製した。また、コバルト酸リチウム100質量部と、アセチレンブラック1質量部と、ポリフッ化ビニリデン1.5質量部と、適量のN−メチル−2−ピロリドンとを混合して、正極合材スラリーBを調製した。
天然黒鉛粉末と、カルボキシメチルセルロース(CMC)と、スチレン−ブタジエンラバー(SBR)とを、100:1:1の重量比で混合し、水を適量加えて、負極合材スラリーを調製した。次に、当該負極合材スラリーを厚み10μmの銅箔からなる長尺状集電体の両面に間欠塗布し、極板の厚みが160μmとなるようにロールプレス機で塗膜を圧縮して略均一な厚みを有する負極合材層を形成した。負極合材層が両面に形成された長尺状集電体を所定の電極サイズに切断し、露出部に負極リードを溶接することで負極を得た。なお、露出部は負極の長手方向両端部にそれぞれ形成し、各露出部に1つずつ負極リードを溶接した。負極には、各露出部の全体を覆うように絶縁テープを貼着した。
エチレンカーボネート(EC)と、エチルメチルカーボネート(EMC)とを、30:70の体積比で混合した。当該混合溶媒に、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)を1mol/Lの濃度で溶解して非水電解質を調製した。
上記正極と上記負極をポリエチレン製のセパレータを介して渦巻状に巻回し、巻回型の電極体を作製した。当該電極体を有底円筒形状の金属製のケース本体に収容し、正極リードの上端部を封口体の底板に、負極リードの下端部をケース本体の底部内面にそれぞれ溶接した。そして、ケース本体に上記非水電解液を注入し、ポリプロピレン製のガスケットを介してケース本体の開口部を封口体で密封して円筒形電池を作製した。なお、電極群の上下には絶縁板をそれぞれ配置した。
第1領域46の幅が51mm、第2領域47の幅が3mm、露出部44の幅が3mmとなるように正極合材スラリーAを塗布したこと以外は、実施例1と同様の方法で円筒形電池を作製した。
第1領域46の幅が57mm、第2領域47の幅が1mm、露出部44の幅が1mmとなるように正極合材スラリーAを塗布したこと以外は、実施例1と同様の方法で円筒形電池を作製した。
正極合材スラリーAにおけるポリフッ化ビニリデンの添加量を1.2質量部としたこと以外は、実施例1と同様の方法で円筒形電池を作製した。
正極合材スラリーAにおけるポリフッ化ビニリデンの添加量を1.2質量部としたこと以外は、実施例2と同様の方法で円筒形電池を作製した。
正極合材スラリーAにおけるポリフッ化ビニリデンの添加量を1.2質量部としたこと以外は、実施例3と同様の方法で円筒形電池を作製した。
正極合材スラリーAにおけるポリフッ化ビニリデンの添加量を2.0質量部としたこと以外は、実施例1と同様の方法で円筒形電池を作製した。
正極合材スラリーAにおけるポリフッ化ビニリデンの添加量を2.0質量部としたこと以外は、実施例2と同様の方法で円筒形電池を作製した。
正極合材スラリーAにおけるポリフッ化ビニリデンの添加量を2.0質量部としたこと以外は、実施例3と同様の方法で円筒形電池を作製した。
露出部43を残して正極合材スラリーAを間欠塗布し、露出部43を除く集電体上の全域に正極合材層を形成した。その他については、実施例1と同様の方法で円筒形電池を作製した。
第1領域46の幅が55mm、露出部44の幅が5mmとなるように正極合材スラリーAを塗布し、第2領域を形成しなかったこと以外は、実施例1と同様の方法で円筒形電池を作製した。比較例2の正極は、図5に示す構造を有する。
第1領域46の幅が42mm、第2領域47の幅が6mm、露出部44の幅が6mmとなるように正極合材スラリーAを塗布したこと以外は、実施例1と同様の方法で円筒形電池を作製した。
正極合材スラリーAにおけるポリフッ化ビニリデンの添加量を2.5質量部としたこと以外は、実施例3と同様の方法で円筒形電池を作製した。
正極集電体の幅方向一端から0mm、1mm、3mm、5mm、6mm、及び30mm(幅方向中央)離れた位置における正極合材層中の結着材の含有量を電子線プローブマイクロアナライザ(EPMA)を用いて測定した。合材層の幅方向中央における結着材の含有量を100%として各位置における合材層中の結着材含有量の比率を算出し、その結果を表1に示した。
25℃の環境下において、電池電圧が4.1Vに達するまで1.25Aで充電し、さらに電池電圧4.1Vを保持したまま充電電流を20mAまで徐々に減じる方法で充電した後、電池電圧が2.75Vに達するまで1.25Aで放電するサイクルを500回繰り返した。初回放電容量に対する500サイクル後の放電容量の比率を算出して、その結果を表1に示した。
Claims (5)
- 矩形状の集電体と、
活物質及び結着材を含み、前記集電体上に形成された合材層と、
を備え、
前記合材層は前記集電体の四つの直線状の外縁端のうち少なくとも一端を被覆しており、
前記一端に沿った第1方向に垂直な第2方向において、前記合材層中の前記結着材の含有量は、前記一端から0.5mm〜5.5mm離れた位置で極大値を示し、
前記極大値は、前記合材層の前記第2方向の中央における前記結着材の含有量の100%超過240%以下である、非水電解質二次電池用電極。 - 前記第1方向は前記集電体の長手方向であり、前記第2方向は前記集電体の幅方向である、請求項1に記載の非水電解質二次電池用電極。
- 前記極大値は、前記合材層の前記幅方向の中央における前記結着材の含有量の120%〜200%である、請求項2に記載の非水電解質二次電池用電極。
- 前記合材層中の前記結着材の含有量は、前記一端から1mm〜5mm離れた位置で前記極大値を示す、請求項2又は3に記載の非水電解質二次電池用電極。
- 正極と負極がセパレータを介して積層されてなる電極体を備え、
前記正極及び前記負極の少なくとも一方が、請求項1〜4のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池用電極によって構成された、非水電解質二次電池。
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