JPWO2018198738A1 - 二次電池用正極、及び二次電池 - Google Patents
二次電池用正極、及び二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2018198738A1 JPWO2018198738A1 JP2019514350A JP2019514350A JPWO2018198738A1 JP WO2018198738 A1 JPWO2018198738 A1 JP WO2018198738A1 JP 2019514350 A JP2019514350 A JP 2019514350A JP 2019514350 A JP2019514350 A JP 2019514350A JP WO2018198738 A1 JPWO2018198738 A1 JP WO2018198738A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- particles
- intermediate layer
- less
- secondary battery
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
- H01M4/366—Composites as layered products
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
- H01M4/625—Carbon or graphite
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/628—Inhibitors, e.g. gassing inhibitors, corrosion inhibitors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/028—Positive electrodes
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
Description
図2は、実施形態の一例である正極の断面図である。正極11は、正極集電体30と、正極合材層32と、正極集電体30と正極合材層32との間に設けられる中間層31と、を備える。
負極12は、例えば金属箔等の負極集電体と、負極集電体上に形成された負極合材層とを備える。負極集電体には、銅などの負極の電位範囲で安定な金属の箔、当該金属を表層に配置したフィルム等を用いることができる。負極合材層は、例えば、負極活物質、結着材、増粘剤等を含む。
セパレータ13には、例えば、イオン透過性及び絶縁性を有する多孔性シート等が用いられる。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オレフィン系樹脂、セルロースなどが好適である。セパレータ13は、セルロース繊維層及びオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂繊維層を有する積層体であってもよい。また、ポリエチレン層及びポリプロピレン層を含む多層セパレータであってもよく、セパレータの表面にアラミド系樹脂、セラミック等の材料が塗布されたものを用いてもよい。
電解質は、溶媒と、溶媒に溶解した電解質塩とを含む。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。溶媒には、例えばエステル類、エーテル類、アセトニトリル等のニトリル類、ジメチルホルムアミド等のアミド類、及びこれらの2種以上の混合溶媒等の非水溶媒や水を用いることができる。非水溶媒は、これら溶媒の水素の少なくとも一部をフッ素等のハロゲン原子で置換したハロゲン置換体を含有していてもよい。
[正極の作製]
平均粒径0.6μm、アスペクト比10の板状の酸化アルミニウム(Al2O3)と、平均粒径0.04μm、アスペクト比1の粒状のアセチレンブラック(AB)と、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)とを、65.6:33.7:0.7の体積比で混合し、さらにN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を適量加えて中間層用スラリーを調製した。次に、当該スラリーを厚み15μmのアルミニウム箔からなる正極集電体の両面に塗布し、塗膜を乾燥して、厚み3.5μmの中間層を形成した。実施例6におけるアセチレンブラックの平均粒径:酸化アルミニウムの平均粒径は1:15であり、中間層の密度は1.8g/cm3であった。
人造黒鉛を100質量部と、カルボキシメチルセルロース(CMC)を1質量部と、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)を1質量部とを混合し、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銅箔からなる負極集電体の両面に塗布した。塗膜を乾燥させた後、圧延ローラを用いて圧延し、負極集電体の両面に負極合材層が形成された負極を作製した。
エチレンカーボネート(EC)と、メチルエチルカーボネート(EMC)と、ジメチルカーボネート(DMC)を、3:3:4の体積比で混合した。当該混合溶媒に、LiPF6を1.2mol/Lの濃度となるように溶解させて非水電解質を調製した。
上記の正極及び負極を、それぞれ所定の寸法にカットして電極タブを取り付け、セパレータを介して巻回することにより巻回型の電極体を作製した。次に、円筒型の外装缶に電極体を収容し、上記の非水電解質を注入し、密閉した。これを実施例1の非水電解質二次電池とした。
中間層用スラリーの調製において、平均粒径2μm、アスペクト比25の板状の酸化アルミニウム(Al2O3)と、上記アセチレンブラック(AB)と、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)とを、36.5:63.0:0.5の体積比で混合したこと以外は、実施例1と同様に正極を作製した。実施例2におけるアセチレンブラックの平均粒径:酸化アルミニウムの平均粒径は1:50であり、中間層の密度は1.5g/cm3であった。これを実施例2の正極として、実施例1と同様にして非水電解質二次電池を作製した。
中間層用スラリーの調製において、平均粒径2μm、アスペクト比50の板状の酸化アルミニウム(Al2O3)と、上記アセチレンブラック(AB)と、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)とを、36.5:63.0:0.6の体積比で混合したこと以外は、実施例1と同様に正極を作製した。実施例3におけるアセチレンブラックの平均粒径:酸化アルミニウムの平均粒径は1:50であり、中間層の密度は1.5g/cm3であった。これを実施例3の正極として、実施例1と同様にして非水電解質二次電池を作製した。
中間層用スラリーの調製において、平均粒径2μm、アスペクト比50の板状の酸化アルミニウム(Al2O3)と、上記アセチレンブラック(AB)と、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)とを、30.2:69.5:0.4の体積比で混合したこと以外は、実施例1と同様に正極を作製した。実施例4におけるアセチレンブラックの平均粒径:酸化アルミニウムの平均粒径は1:50であり、中間層の密度は1.3g/cm3であった。これを実施例4の正極として、実施例1と同様にして非水電解質二次電池を作製した。
中間層用スラリーの調製において、平均粒径0.7μm、アスペクト比1の酸化アルミニウム(Al2O3)と、上記アセチレンブラック(AB)と、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)とを、74.8:24.6:0.5の体積比で混合したこと以外は、実施例1と同様に正極を作製した。比較例におけるアセチレンブラックの平均粒径:酸化アルミニウムの平均粒径は1:17.5であり、中間層の密度は1.0g/cm3であった。これを比較例の正極として、実施例1と同様にして非水電解質二次電池を作製した。
各実施例及び比較例の非水電解質二次電池について、下記手順で釘刺し試験を行った。
(1)25℃の環境下で、600mAの定電流で電池電圧が4.2Vになるまで充電を行い、その後定電圧で電流値が90mAになるまで充電を引き続き行った。
(2)25℃の環境下で、(1)で充電した電池の側面中央部に2.7mmφの太さの丸釘の先端を接触させ、1mm/秒の速度で電池における電極体の積層方向に丸釘を突き刺し、内部短絡による電池電圧降下を検出した直後、丸釘の突き刺しを停止した。
(3)丸釘によって電池が短絡を開始してから停止するt秒後に測定した電圧をV,電流をIとした場合、発熱量(J)をV×I×tとして算出した。
11 正極
12 負極
13 セパレータ
14 電極体
15 ケース本体
16 封口体
17,18 絶縁板
19 正極リード
20 負極リード
21 張り出し部
22 フィルタ
22a フィルタ開口部
23 下弁体
24 絶縁部材
25 上弁体
26 キャップ
26a キャップ開口部
27 ガスケット
30 正極集電体
31 中間層
32 正極合材層
Claims (4)
- 正極集電体と、正極合材層と、前記正極集電体と前記正極合材層との間に設けられる中間層と、を備え、
前記中間層は、導電材から構成される第1粒子と、絶縁性無機材料から構成され、前記第1粒子の平均粒径より大きい平均粒径を有する第2粒子と、を含み、
前記中間層に占める前記第1粒子の体積比率は、25%以上70%未満であり、前記中間層に占める前記第2粒子の体積比率は、30%以上75%未満であり、
前記中間層の密度は、1g/cm3より大きく、2.5g/cm3以下である、二次電池用正極。 - 前記第1粒子は、10未満のアスペクト比を有する粒子であり、前記第2粒子は、10以上50以下のアスペクト比を有する粒子であり、
前記中間層の密度が、1.4g/cm3以上2.5g/cm3以下である、請求項1に記載の二次電池用正極。 - 前記第1粒子は、10未満のアスペクト比を有する粒子であり、前記第2粒子は、10以上30以下のアスペクト比を有する粒子である、請求項2に記載の二次電池用正極。
- 正極と、負極と、電解質と、を備え、
前記正極は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の二次電池用正極である、二次電池。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017087521 | 2017-04-26 | ||
JP2017087521 | 2017-04-26 | ||
PCT/JP2018/014871 WO2018198738A1 (ja) | 2017-04-26 | 2018-04-09 | 二次電池用正極、及び二次電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2018198738A1 true JPWO2018198738A1 (ja) | 2020-02-27 |
JP7033749B2 JP7033749B2 (ja) | 2022-03-11 |
Family
ID=63918194
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019514350A Active JP7033749B2 (ja) | 2017-04-26 | 2018-04-09 | 二次電池用正極、及び二次電池 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11462773B2 (ja) |
JP (1) | JP7033749B2 (ja) |
CN (1) | CN110521027B (ja) |
WO (1) | WO2018198738A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6844602B2 (ja) * | 2018-11-20 | 2021-03-17 | トヨタ自動車株式会社 | 電極 |
CN112186128B (zh) * | 2019-07-01 | 2021-10-01 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 一种正极极片和电化学装置 |
JP2021150062A (ja) * | 2020-03-17 | 2021-09-27 | パナソニック株式会社 | 非水電解質二次電池及び二次電池モジュール |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012005301A1 (ja) * | 2010-07-06 | 2012-01-12 | 株式会社Gsユアサ | 蓄電素子用の電極体、及び蓄電素子 |
JP2016072221A (ja) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | パナソニック株式会社 | 非水電解質二次電池用正極及び非水電解質二次電池 |
JP2016127000A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | パナソニック株式会社 | 非水電解質二次電池用正極及び非水電解質二次電池 |
JP2017059378A (ja) * | 2015-09-15 | 2017-03-23 | 株式会社Gsユアサ | 電極、蓄電素子及び電極の製造方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3719277B2 (ja) | 1995-11-20 | 2005-11-24 | 宇部興産株式会社 | 非水二次電池 |
US7351498B2 (en) * | 2001-04-10 | 2008-04-01 | Mitsubishi Materials Corporation | Lithium ion polymer secondary battery its electrode and method for synthesizing polymer compound in binder used in adhesion layer thereof |
JP2004095264A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Mitsubishi Materials Corp | リチウムイオン二次電池用負極及び該負極を用いて作製したリチウムイオン二次電池 |
WO2011083585A1 (ja) * | 2010-01-08 | 2011-07-14 | トヨタ自動車株式会社 | リチウムイオン二次電池用正極板、リチウムイオン二次電池、車両、電池搭載機器、及び、リチウムイオン二次電池用正極板の製造方法 |
JP5837884B2 (ja) | 2010-10-27 | 2015-12-24 | 協立化学産業株式会社 | 導電性アンダーコート剤組成物 |
EP2717367B1 (en) * | 2011-05-23 | 2019-05-08 | Kaneka Corporation | Conductive film, current collector using same, battery and bipolar battery |
EP2922123A4 (en) * | 2012-11-19 | 2016-06-15 | Furukawa Electric Co Ltd | COLLECTOR, ELECTRODE, SECONDARY CELL AND CONDENSER |
JP6136612B2 (ja) * | 2013-06-14 | 2017-05-31 | ソニー株式会社 | リチウムイオン二次電池用電極、リチウムイオン二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器 |
WO2016006292A1 (ja) * | 2014-07-09 | 2016-01-14 | 日本碍子株式会社 | 金属空気電池用セパレータ付き空気極 |
-
2018
- 2018-04-09 CN CN201880025500.7A patent/CN110521027B/zh active Active
- 2018-04-09 WO PCT/JP2018/014871 patent/WO2018198738A1/ja active Application Filing
- 2018-04-09 JP JP2019514350A patent/JP7033749B2/ja active Active
-
2019
- 2019-10-22 US US16/659,774 patent/US11462773B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012005301A1 (ja) * | 2010-07-06 | 2012-01-12 | 株式会社Gsユアサ | 蓄電素子用の電極体、及び蓄電素子 |
JP2016072221A (ja) * | 2014-09-29 | 2016-05-09 | パナソニック株式会社 | 非水電解質二次電池用正極及び非水電解質二次電池 |
JP2016127000A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | パナソニック株式会社 | 非水電解質二次電池用正極及び非水電解質二次電池 |
JP2017059378A (ja) * | 2015-09-15 | 2017-03-23 | 株式会社Gsユアサ | 電極、蓄電素子及び電極の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2018198738A1 (ja) | 2018-11-01 |
CN110521027A (zh) | 2019-11-29 |
US11462773B2 (en) | 2022-10-04 |
CN110521027B (zh) | 2022-08-16 |
JP7033749B2 (ja) | 2022-03-11 |
US20200052348A1 (en) | 2020-02-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6854331B2 (ja) | 非水電解質二次電池用正極及び非水電解質二次電池 | |
JP6542031B2 (ja) | 非水電解質二次電池用正極及び非水電解質二次電池 | |
JP6945169B2 (ja) | 二次電池 | |
CN112292773A (zh) | 非水电解质二次电池 | |
US11450852B2 (en) | Positive electrode for secondary battery, and secondary battery | |
JP2019029205A (ja) | 非水電解質二次電池用正極、及び非水電解質二次電池 | |
US11201334B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery positive electrode and nonaqueous electrolyte secondary battery | |
US11437613B2 (en) | Secondary battery positive electrode and secondary battery | |
US11462773B2 (en) | Secondary battery positive electrode and secondary battery | |
JPWO2018220991A1 (ja) | 二次電池用正極、及び二次電池 | |
US20220149385A1 (en) | Positive electrode for secondary batteries, and secondary battery | |
JPWO2018168272A1 (ja) | 非水電解質二次電池用正極及び非水電解質二次電池 | |
WO2019207924A1 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
US11811053B2 (en) | Positive electrode and secondary battery | |
CN112913049B (zh) | 非水电解质二次电池用正极及非水电解质二次电池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210215 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211109 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220106 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220208 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220214 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7033749 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |