JP6282458B2 - Non-aqueous electrolyte secondary battery electrode winding element, non-aqueous electrolyte secondary battery using the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery electrode winding element manufacturing method - Google Patents
Non-aqueous electrolyte secondary battery electrode winding element, non-aqueous electrolyte secondary battery using the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery electrode winding element manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6282458B2 JP6282458B2 JP2013257952A JP2013257952A JP6282458B2 JP 6282458 B2 JP6282458 B2 JP 6282458B2 JP 2013257952 A JP2013257952 A JP 2013257952A JP 2013257952 A JP2013257952 A JP 2013257952A JP 6282458 B2 JP6282458 B2 JP 6282458B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluororesin
- secondary battery
- electrolyte secondary
- negative electrode
- winding element
- 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.)
- Active
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 title claims description 50
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 title claims description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 24
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 68
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 36
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 35
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 34
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 34
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 28
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 21
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 21
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 claims description 8
- 229920005672 polyolefin resin Polymers 0.000 claims description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 claims description 4
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 claims 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 27
- -1 microbeads (MCMB) Chemical compound 0.000 description 24
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 24
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 22
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 description 21
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 20
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 17
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 13
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 13
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229920000554 ionomer Polymers 0.000 description 8
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 7
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 7
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 6
- 238000007561 laser diffraction method Methods 0.000 description 6
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 6
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 5
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 5
- HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene Chemical group FC(F)=C(F)C(F)(F)F HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 5
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 5
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 5
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 5
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 3
- JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N benzonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC=C1 JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 125000002573 ethenylidene group Chemical group [*]=C=C([H])[H] 0.000 description 3
- XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N furfuryl alcohol Chemical compound OCC1=CC=CO1 XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- MHWAJHABMBTNHS-UHFFFAOYSA-N 1,1-difluoroethene;1,1,2,2-tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C.FC(F)=C(F)F MHWAJHABMBTNHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical compound O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XDJQVCIRFIRWKY-UHFFFAOYSA-N C=C.C(=C)(F)F Chemical group C=C.C(=C)(F)F XDJQVCIRFIRWKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PHXQIAWFIIMOKG-UHFFFAOYSA-N NClO Chemical compound NClO PHXQIAWFIIMOKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 2
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 2
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N ethyl propionate Chemical compound CCOC(=O)CC FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- GAEKPEKOJKCEMS-UHFFFAOYSA-N gamma-valerolactone Chemical compound CC1CCC(=O)O1 GAEKPEKOJKCEMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 2
- 229920003049 isoprene rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910000625 lithium cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)cobalt Chemical compound [Li+].[O-][Co]=O BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M sodium bromide Chemical compound [Na+].[Br-] JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M sodium iodide Chemical compound [Na+].[I-] FVAUCKIRQBBSSJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N (2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dimethoxy-2-(methoxymethyl)-3-[(2s,3r,4s,5r,6r)-3,4,5-trimethoxy-6-(methoxymethyl)oxan-2-yl]oxy-6-[(2r,3r,4s,5r,6r)-4,5,6-trimethoxy-2-(methoxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxane Chemical compound CO[C@@H]1[C@@H](OC)[C@H](OC)[C@@H](COC)O[C@H]1O[C@H]1[C@H](OC)[C@@H](OC)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](OC)[C@H](OC)O[C@@H]2COC)OC)O[C@@H]1COC LNAZSHAWQACDHT-XIYTZBAFSA-N 0.000 description 1
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VDFVNEFVBPFDSB-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxane Chemical compound C1COCOC1 VDFVNEFVBPFDSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxolane Chemical compound C1COCO1 WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LCZVSXRMYJUNFX-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-hydroxypropoxy)propoxy]propan-1-ol Chemical compound CC(O)COC(C)COC(C)CO LCZVSXRMYJUNFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYOKPDLAMOMTEE-UHFFFAOYSA-N 4-chloro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound ClC1COC(=O)O1 OYOKPDLAMOMTEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003026 Acene Polymers 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GDJDGYJGJLGDMZ-UHFFFAOYSA-M C(CCCCCCC)S(=O)(=O)O.[Li+].C(CCCCCCC)S(=O)(=O)[O-] Chemical compound C(CCCCCCC)S(=O)(=O)O.[Li+].C(CCCCCCC)S(=O)(=O)[O-] GDJDGYJGJLGDMZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 1
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 1
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N Dodecane Natural products CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920012753 Ethylene Ionomers Polymers 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910011458 Li4/3 Ti5/3O4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013872 LiPF Inorganic materials 0.000 description 1
- 101150058243 Lipf gene Proteins 0.000 description 1
- UUIQMZJEGPQKFD-UHFFFAOYSA-N Methyl butyrate Chemical group CCCC(=O)OC UUIQMZJEGPQKFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HFCVPDYCRZVZDF-UHFFFAOYSA-N [Li+].[Co+2].[Ni+2].[O-][Mn]([O-])(=O)=O Chemical compound [Li+].[Co+2].[Ni+2].[O-][Mn]([O-])(=O)=O HFCVPDYCRZVZDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 125000000218 acetic acid group Chemical group C(C)(=O)* 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 125000005396 acrylic acid ester group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- IZJSTXINDUKPRP-UHFFFAOYSA-N aluminum lead Chemical compound [Al].[Pb] IZJSTXINDUKPRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N benzenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000005018 casein Substances 0.000 description 1
- BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N casein, tech. Chemical compound NCCCCC(C(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CC(C)C)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(C(C)O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(COP(O)(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(N)CC1=CC=CC=C1 BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021240 caseins Nutrition 0.000 description 1
- 229920003174 cellulose-based polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N copper(II) sulfide Chemical compound [S-2].[Cu+2] OMZSGWSJDCOLKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003438 dodecyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000010556 emulsion polymerization method Methods 0.000 description 1
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 235000010944 ethyl methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920013821 hydroxy alkyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 229920002681 hypalon Polymers 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001410 inorganic ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008040 ionic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 1
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 1
- HEPLMSKRHVKCAQ-UHFFFAOYSA-N lead nickel Chemical compound [Ni].[Pb] HEPLMSKRHVKCAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 description 1
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Inorganic materials [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N lithium nickel Chemical compound [Li].[Ni] RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IRDCEJVOXCGYAV-UHFFFAOYSA-M lithium;2-dodecylbenzenesulfonate Chemical compound [Li+].CCCCCCCCCCCCC1=CC=CC=C1S([O-])(=O)=O IRDCEJVOXCGYAV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ACFSQHQYDZIPRL-UHFFFAOYSA-N lithium;bis(1,1,2,2,2-pentafluoroethylsulfonyl)azanide Chemical compound [Li+].FC(F)(F)C(F)(F)S(=O)(=O)[N-]S(=O)(=O)C(F)(F)C(F)(F)F ACFSQHQYDZIPRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NTWKDFWKALPPII-UHFFFAOYSA-M lithium;octadecane-1-sulfonate Chemical compound [Li+].CCCCCCCCCCCCCCCCCCS([O-])(=O)=O NTWKDFWKALPPII-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OVFPMHMGYFIJQX-UHFFFAOYSA-N lithium;octadecane-1-sulfonic acid Chemical compound [Li].CCCCCCCCCCCCCCCCCCS(O)(=O)=O OVFPMHMGYFIJQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- CXHHBNMLPJOKQD-UHFFFAOYSA-M methyl carbonate Chemical compound COC([O-])=O CXHHBNMLPJOKQD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920003087 methylethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000011325 microbead Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 229910021470 non-graphitizable carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- ZNNZYHKDIALBAK-UHFFFAOYSA-M potassium thiocyanate Chemical compound [K+].[S-]C#N ZNNZYHKDIALBAK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- VGTPCRGMBIAPIM-UHFFFAOYSA-M sodium thiocyanate Chemical compound [Na+].[S-]C#N VGTPCRGMBIAPIM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007962 solid dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- WWNBZGLDODTKEM-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenenickel Chemical compound [Ni]=S WWNBZGLDODTKEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 150000008053 sultones Chemical class 0.000 description 1
- 238000010557 suspension polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920006027 ternary co-polymer Polymers 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- VOVUARRWDCVURC-UHFFFAOYSA-N thiirane Chemical compound C1CS1 VOVUARRWDCVURC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N tin(II) oxide Inorganic materials [Sn]=O QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
-
- 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
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/621—Binders
- H01M4/622—Binders being polymers
- H01M4/623—Binders being polymers fluorinated polymers
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Description
本発明は、非水電解質二次電池用電極巻回素子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an electrode winding element for a non-aqueous electrolyte secondary battery and a method for manufacturing the same.
ポリフッ化ビニリデン(PVDF)系のフッ素樹脂をリチウムイオン(lithiumion)二次電池のゲル(gel)電解質のマトリックスポリマー(matrix polymer)として使用する例は、数多く存在する。例えば、PVDF系のフッ素(fluorine)樹脂からなる多孔質膜をセパレータ(separator)の表面に形成する技術が知られている。この技術では、例えば以下に示す方法によって多孔質膜をセパレータの表面に形成する。 There are many examples in which a polyvinylidene fluoride (PVDF) -based fluororesin is used as a matrix polymer of a gel electrolyte of a lithium ion secondary battery. For example, a technique for forming a porous film made of PVDF-based fluorine resin on the surface of a separator is known. In this technique, for example, a porous film is formed on the surface of a separator by the following method.
第1の方法では、NMP(N−メチルピロリドン)、ジメチルアセトアミド、アセトン(acetone)等の有機溶剤中にフッ素樹脂を溶解させることでスラリー(slurry)を作製する。そして、このスラリーをセパレータや電極に塗工後、水、メタノール、トリプロピレングリコール等の貧溶媒を用いてフッ素樹脂を相分離させることでフッ素樹脂を多孔質化させた塗工層を形成する。第2の方法では、フッ素樹脂をジメチルカーボネート、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート等を溶媒とする加熱電解液中に溶解させることで加熱スラリーを作製する。そして、この加熱スラリーをセパレータや電極に塗工することで塗工層を形成する。そして、塗工層を冷却することで、フッ素樹脂をゲル(電解液で膨潤した多孔質膜)に転移させる。 In the first method, a slurry is prepared by dissolving a fluororesin in an organic solvent such as NMP (N-methylpyrrolidone), dimethylacetamide, or acetone. And after apply | coating this slurry to a separator or an electrode, the coating layer which made the fluororesin porous is formed by phase-separating a fluororesin using poor solvents, such as water, methanol, and a tripropylene glycol. In the second method, a heated slurry is prepared by dissolving a fluororesin in a heated electrolyte using dimethyl carbonate, propylene carbonate, ethylene carbonate, or the like as a solvent. And a coating layer is formed by apply | coating this heating slurry to a separator or an electrode. Then, the fluororesin is transferred to a gel (a porous film swollen with an electrolytic solution) by cooling the coating layer.
ところで、上記の方法によってPVDFの多孔質膜が表面に形成されたセパレータは、未形成のセパレータに比べて滑り性が悪く、静電気も発生しやすいので、製造工程上で取り扱いにくいという問題があった。具体的には、当該セパレータを巻回素子のセパレータとした場合に、帯状の正極、負極、セパレータを重ねたときの相互の滑り性が悪いため、巻回素子が歪んでしまうという問題があった。巻回素子が歪んだ場合、巻回素子をケースに収納しにくくなるといった問題が生じうる。また、この歪みの影響によりこの巻回素子を使用した非水電解質二次電池は、サイクル(cycle)寿命が十分でないという問題もあった。 By the way, the separator with the PVDF porous film formed on the surface by the above method has a problem that it is difficult to handle in the manufacturing process because it is less slidable than the unformed separator and easily generates static electricity. . Specifically, when the separator is a winding element separator, there is a problem that the winding element is distorted due to poor slipperiness when the strip-like positive electrode, negative electrode, and separator are stacked. . When the winding element is distorted, there is a problem that it becomes difficult to store the winding element in the case. Further, the non-aqueous electrolyte secondary battery using this winding element has a problem that the cycle life is not sufficient due to the influence of the distortion.
一方、例えば特許文献1〜4に開示されているように、フッ素樹脂の粒子またはセラミック(ceramic)粒子を使用した技術が知られている。特許文献1に開示された技術では、セパレータである多孔質フィルムからフッ素樹脂からなる粒子の一部を突出させる。特許文献2に開示された技術では、セパレータ内にセラミック粒子を含有させる。特許文献3に開示された技術では、不織布内の細孔の一部をフッ素樹脂の粒子で充填する。特許文献4に開示された技術では、フッ素樹脂と含酸素官能基を有する高分子との複合化高分子が分散した水系スラリーを用いて負極を作製する。しかし、これらの技術では上記の問題を何ら解決することができなかった。
On the other hand, for example, as disclosed in
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、製造工程上で取り扱いやすいセパレータを用いて作製され、巻回素子の歪みを抑制し、かつ、非水電解質二次電池のサイクル寿命を向上させることが可能な、新規かつ改良された非水電解質二次電池用電極巻回素子、それを用いた非水電解質二次電池、及び非水電解質二次電池用電極巻回素子の製造方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is produced using a separator that is easy to handle in the manufacturing process, suppresses distortion of the winding element, and New and improved electrode winding element for nonaqueous electrolyte secondary battery capable of improving cycle life of nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery using the same, and nonaqueous electrolyte secondary It is providing the manufacturing method of the electrode winding element for secondary batteries.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、帯状正極と、帯状負極と、帯状正極及び帯状負極の間に配置された帯状多孔質膜と、フッ素樹脂含有微粒子と、フッ素樹脂含有微粒子を担持し、かつ、総体積がフッ素樹脂含有微粒子の総体積よりも小さい結着剤とを含み、帯状多孔質膜の表面に形成される接着層と、を備えることを特徴とする、非水電解質二次電池用電極巻回素子が提供される。 In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, a strip-like positive electrode, a strip-like negative electrode, a strip-like porous film disposed between the strip-like positive electrode and the strip-like negative electrode, fluororesin-containing fine particles, and a fluororesin An adhesive layer that supports the contained fine particles and includes a binder whose total volume is smaller than the total volume of the fluororesin-containing fine particles, and is formed on the surface of the band-shaped porous film, An electrode winding element for a non-aqueous electrolyte secondary battery is provided.
この巻回素子は、後述する実施例で示されるとおり、歪みが小さい。また、接着層によって各電極とセパレータとの界面が安定化するので、サイクル寿命が向上する。また、帯状セパレータ、すなわち接着層が形成された多孔質膜は、滑り性にも優れる。したがって、帯状セパレータは、取り扱い性も良好である。 This winding element has a small distortion as shown in the examples described later. Moreover, since the interface between each electrode and the separator is stabilized by the adhesive layer, the cycle life is improved. Moreover, the porous separator in which the strip separator, that is, the adhesive layer is formed, is also excellent in slipperiness. Therefore, the strip separator has good handleability.
ここで、帯状負極は、負極活物質と、フッ素樹脂含有微粒子とを含む負極活物質層を備え、接着層は、負極活物質層に結着していてもよく、この場合、帯状負極とセパレータとの界面がさらに安定化する。したがって、サイクル寿命がさらに向上する。 Here, the strip-shaped negative electrode includes a negative electrode active material layer including a negative electrode active material and fluororesin-containing fine particles, and the adhesive layer may be bound to the negative electrode active material layer. In this case, the strip-shaped negative electrode and the separator The interface with is further stabilized. Therefore, the cycle life is further improved.
また、フッ素樹脂含有微粒子は、球状粒子であってもよく、この場合、サイクル寿命がさらに向上する。 The fluororesin-containing fine particles may be spherical particles, and in this case, the cycle life is further improved.
また、フッ素樹脂は、ポリフッ化ビニリデンを含んでいてもよく、この場合、サイクル寿命がさらに向上する。 Further, the fluororesin may contain polyvinylidene fluoride, and in this case, the cycle life is further improved.
また、結着剤はポリオレフィン樹脂を含んでいてもよく、この場合、サイクル寿命がさらに向上する。 Further, the binder may contain a polyolefin resin, and in this case, the cycle life is further improved.
また、接着層は、無機粒子を含んでいてもよく、この場合、サイクル寿命がさらに向上する。 The adhesive layer may contain inorganic particles, and in this case, the cycle life is further improved.
本発明の他の観点によれば、上記の非水電解質二次電池用電極巻回素子を備えることを特徴とする、非水電解質二次電池が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the electrode winding element for a non-aqueous electrolyte secondary battery.
この非水電解質二次電池に含まれる巻回素子は歪みが小さい。また、非水電解質二次電池のサイクル寿命は良好である。また、非水電解質二次電池に含まれる帯状セパレータ、すなわち接着層が形成された多孔質膜は、滑り性にも優れる。したがって、帯状セパレータは、取り扱い性も良好である。 The winding element included in this nonaqueous electrolyte secondary battery has a small distortion. Further, the cycle life of the nonaqueous electrolyte secondary battery is good. In addition, the strip separator included in the nonaqueous electrolyte secondary battery, that is, the porous film on which the adhesive layer is formed is excellent in slipperiness. Therefore, the strip separator has good handleability.
本発明の他の観点によれば、フッ素樹脂含有微粒子と、フッ素樹脂含有微粒子を担持し、かつ、総体積がフッ素樹脂含有微粒子の総体積よりも小さい結着剤とを含む水系スラリーを帯状多孔質膜の表面に塗工し、乾燥する工程を含むことを特徴とする、非水電解質二次電池用電極巻回素子の製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, an aqueous slurry containing fluororesin-containing fine particles and a binder that supports the fluororesin-containing fine particles and has a total volume smaller than the total volume of the fluororesin-containing fine particles There is provided a method for producing an electrode winding element for a non-aqueous electrolyte secondary battery, comprising the steps of coating on the surface of a membrane and drying.
この観点によれば、取り扱い性に優れた帯状セパレータが作製される。また、この帯状セパレータを用いて作製された巻回素子は、歪みが小さい。また、この巻回素子では、各電極とセパレータとの界面が安定化するので、この巻回素子を用いて作製された非水電解質二次電池は、サイクル寿命が向上する。 According to this viewpoint, a strip separator excellent in handleability is produced. Moreover, the winding element produced using this strip separator has a small distortion. Moreover, in this winding element, since the interface between each electrode and the separator is stabilized, the cycle life of the nonaqueous electrolyte secondary battery produced using this winding element is improved.
以上説明したように本発明による巻回素子は、製造工程上で取り扱いやすいセパレータを用いて作製される。また、巻回素子は、その歪みを抑制し、かつ、非水電解質二次電池のサイクル寿命を向上させることができる。 As described above, the winding element according to the present invention is manufactured using a separator that is easy to handle in the manufacturing process. Further, the wound element can suppress the distortion and improve the cycle life of the nonaqueous electrolyte secondary battery.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.
<1.リチウムイオン二次電池の構成>
(リチウムイオン二次電池の全体構成)
まず、図1及び図2を参照して、本発明の実施形態に係るリチウムイオン二次電池の構成について説明する。図1は、巻回素子100の平面図と、巻回素子100の領域Aを拡大した拡大図とを示す。図2は、正極、負極および2枚のセパレータが積層された電極積層体100aの平面図と、電極積層体100aの領域Aを拡大した拡大図とを示す。
<1. Configuration of lithium ion secondary battery>
(Overall configuration of lithium ion secondary battery)
First, with reference to FIG.1 and FIG.2, the structure of the lithium ion secondary battery which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 1 shows a plan view of the
リチウムイオン二次電池は、巻回素子100と、非水電解質溶液と、外装材とを備える。巻回素子100は、帯状負極10、帯状セパレータ20、帯状正極30、及び帯状セパレータ20がこの順で積層された電極積層体100aを長手方向に巻回し、矢印B方向に圧縮したものである。
The lithium ion secondary battery includes a
(負極の構成)
帯状負極10は、負極集電体10bと、負極集電体10bの両面に形成された負極活物質層10aとを含む。帯状負極10は、いわゆる水系負極である。
(Configuration of negative electrode)
The strip-shaped
具体的には、負極活物質層10aは、負極活物質と、増粘剤と、結着剤とを含む。負極活物質層10aを構成する負極活物質としては、リチウムとの合金化、又は、リチウム(Li)の可逆的な吸蔵及び放出が可能な物質であれば特に限定されず、例えば、リチウム、インジウム(In)、スズ(Sn)、アルミ(Al)、ケイ素(Si)等の金属及びこれらの合金や酸化物、Li4/3Ti5/3O4、SnO等の遷移金属酸化物や、人造黒鉛、天然黒鉛、人造黒鉛と天然黒鉛との混合物、人造黒鉛を被覆した天然黒鉛、難黒鉛化性炭素、黒鉛炭素繊維、樹脂焼成炭素、熱分解気相成長炭素、コークス(coke)、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、フルフリルアルコール(furfuryl alcohol)樹脂焼成炭素、ポリアセン(polyacene)、ピッチ(pitch)系炭素繊維等の炭素材料などが挙げられる。これらの負極活物質は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。中でも、黒鉛系材料を主材料として用いるのが好ましい。
Specifically, the negative electrode
増粘剤は、負極合剤スラリーを塗工に適した粘度に調整するとともに、負極活物質層10a内で結着剤として機能するものである。増粘剤としては水溶性高分子が好適に用いられ、例えばセルロース系高分子、ポリアクリル酸(Polyacrylic acid)系高分子、ポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol)、ポリエチレンオキシド(polyethylene oxide)等が挙げられる。セルロース系高分子としては、例えばカルボキシメチルセルロース(CMC)の金属塩またはアンモニウム塩、メチルセルロース(methylcellulose)、エチルセルロース(ethyl cellulose)、ヒドロキシアルキルセルロース(hydroxy alkyl cellulose)などのセルロース(Cellulose)誘導体等が挙げられる。他の例としては、ポリビニルピロリドン(PVP)、スターチ(starch)、リン酸スターチ、カゼイン(casein)、各種変性デンプン(starch)、キチン(chitin)、キトサン(chitosan)誘導体などが挙げられる。これらの増粘剤は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。中でも、セルロース系ポリマーが好ましく、カルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩が特に好ましい。
The thickener adjusts the negative electrode mixture slurry to a viscosity suitable for coating and functions as a binder in the negative electrode
結着剤は、負極活物質同士を結着するものである。結着剤の好ましい例としては、フッ素樹脂含有微粒子が挙げられる。フッ素樹脂含有微粒子は、フッ素樹脂を含む微粒子であり、負極活物質層10aの結着剤となるものである。フッ素樹脂含有微粒子は、好ましくはフッ素樹脂で構成される。
The binder binds the negative electrode active materials to each other. Preferable examples of the binder include fluororesin-containing fine particles. The fluororesin-containing fine particles are fine particles containing a fluororesin and serve as a binder for the negative electrode
フッ素樹脂含有微粒子を構成するフッ素樹脂の好ましい例としては、PVDF及びPVDFを含む共重合体等が挙げられる。PVDFを含む共重合体としては、フッ化ビニリデン(VDF)とヘキサフルオロプロピレン(HFP)との共重合体、フッ化ビニリデン(VDF)とテトラフルオロエチレン(TFE)との共重合体等が挙げられる。 Preferable examples of the fluororesin constituting the fluororesin-containing fine particles include PVDF and a copolymer containing PVDF. Examples of the copolymer containing PVDF include a copolymer of vinylidene fluoride (VDF) and hexafluoropropylene (HFP), a copolymer of vinylidene fluoride (VDF) and tetrafluoroethylene (TFE), and the like. .
フッ素樹脂含有微粒子の粒径(フッ素系微粒子を球体とみなした時の直径)は特に制限されず、負極活物質層10a内に分散できる粒径であればどのような値であってもよい。例えば、フッ素樹脂含有微粒子の平均粒子径(粒径の算術平均値)は、80−500nm程度であればよい。フッ素樹脂含有微粒子の平均粒子径は、例えばレーザ回折法(laser diffractometry)によって測定される。具体的には、レーザ回折法によってフッ素系微粒子の粒度分布を測定し、この粒度分布に基づいて粒径の算術平均値を算出すればよい。
The particle size of the fluororesin-containing fine particles (the diameter when the fluorine-based fine particles are regarded as spheres) is not particularly limited, and may be any value as long as it can be dispersed in the negative electrode
なお、フッ素樹脂含有微粒子は、本実施形態の効果を損なわない範囲内で各種の加工、例えば他の樹脂によって複合化されていてもよい。例えば、フッ素樹脂含有微粒子は、アクリル樹脂と複合化されていてもよい。このフッ素樹脂含有微粒子は、IPN(Inter−penetrating network polymer)状の構造をしている。 In addition, the fluororesin-containing fine particles may be combined with various types of processing, for example, other resins within a range that does not impair the effects of the present embodiment. For example, the fluororesin-containing fine particles may be combined with an acrylic resin. The fluororesin-containing fine particles have an IPN (Inter-penetrating network polymer) -like structure.
フッ素樹脂含有微粒子は、例えばフッ素樹脂を構成するモノマー(monomer)(例えばVDF)を乳化重合することにより作製(合成)される。フッ素系微粒子は、フッ素樹脂を構成するモノマーを懸濁重合させ、これによって得られた粗粒子を粉砕することで作製されてもよい。 The fluororesin-containing fine particles are produced (synthesized) by, for example, emulsion polymerization of a monomer (for example, VDF) constituting the fluororesin. The fluorine-based fine particles may be produced by suspension polymerization of a monomer constituting the fluororesin and pulverizing coarse particles obtained thereby.
本実施形態では、フッ素樹脂を微粒子としたので、フッ素樹脂含有微粒子は、水中で分散してラテックスを形成する。したがって、負極活物質層10aを形成するためのスラリーの溶媒として水を使用することができる。
In the present embodiment, since the fluororesin is used as fine particles, the fluororesin-containing fine particles are dispersed in water to form a latex. Therefore, water can be used as a solvent for the slurry for forming the negative electrode
本実施形態のフッ素樹脂含有微粒子は、球状粒子であることが特に好ましい。球状のフッ素樹脂含有微粒子は、例えば上述した乳化重合法により作製可能である。また、フッ素樹脂含有微粒子の形状(及び上述した構造)は、例えばSEM(走査型電子顕微鏡)によって確認できる。 The fluororesin-containing fine particles of the present embodiment are particularly preferably spherical particles. The spherical fluororesin-containing fine particles can be produced, for example, by the emulsion polymerization method described above. The shape of the fluororesin-containing fine particles (and the structure described above) can be confirmed by, for example, SEM (scanning electron microscope).
負極活物質層10aは、結着剤として、さらにエラストマー系高分子の微粒子を含んでもよい。エラストマー系高分子としては、SBR(スチレンブタジエンゴム)、BR(ブタジエンゴム)、NBR(ニトリルブタジエンゴム)、NR(天然ゴム)、IR(イソプレンゴム)、EPDM(エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体)、CR(クロロプレンゴム)、CSM(クロロスルホン化ポリエチレン)、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルの共重合体、および、これらの部分水素化物、あるいは完全水素化物、アクリル酸エステル系共重合体等が挙げられる。これらは結着性向上のため、カルボン酸やスルホン酸、リン酸、水酸基等の極性官能基をもつ単量体により変性されていてもよい。
The negative electrode
増粘剤及び結着剤の負極活物質層内の含有比は特に制限されず、リチウムイオン二次電池の負極活物質層に適用可能な含有比であればよい。 The content ratio of the thickener and the binder in the negative electrode active material layer is not particularly limited as long as the content ratio is applicable to the negative electrode active material layer of the lithium ion secondary battery.
負極集電体10bは、導電体であればどのようなものでも良く、例えば、銅、ステンレス鋼、及びニッケルメッキ鋼等で構成される。負極集電体10bには、負極端子が接続される。
The negative electrode
帯状負極10は、例えば、以下の方法により作製される。すなわち、負極活物質層の材料を水に分散させることで負極合剤スラリー(水系スラリー)を形成し、この負極合剤スラリーを集電体上に塗工する。これにより、塗工層を形成する。ついで、塗工層を乾燥する。負極合剤スラリー中では、フッ素樹脂微粒子及びエラストマー系高分子の微粒子が負極活物質層10a内に分散している。ついで、乾燥した塗工層を負極集電体10bとともに圧延する。これにより、帯状負極10が作製される。
The strip-shaped
帯状セパレータ20は、帯状多孔質膜20cと、帯状多孔質膜20cの両面に形成された接着層20aとを含む。
The strip-shaped
帯状多孔質膜20cは、特に制限されず、リチウムイオン二次電池のセパレータとして使用されるものであれば、どのようなものであってもよい。帯状多孔質膜20cとしては、優れた高率放電性能を示す多孔質膜や不織布等を、単独あるいは併用することが好ましい。帯状多孔質膜20cを構成する樹脂としては、例えばポリエチレン(polyethylene),ポリプロピレン(polypropylene)等に代表されるポリオレフィン(polyolefin)系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(Polyethylene terephthalate),ポリブチレンテレフタレート(polybutylene terephthalate)等に代表されるポリエステル(Polyester)系樹脂、PVDF、フッ化ビニリデン(VDF)−ヘキサフルオロプロピレン(HFP)共重合体、フッ化ビニリデン−パーフルオロビニルエーテル(par fluorovinyl ether)共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン(tetrafluoroethylene)共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン(trifluoroethylene)共重合体、フッ化ビニリデン−フルオロエチレン(fluoroethylene)共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロアセトン(hexafluoroacetone)共重合体、フッ化ビニリデン−エチレン(ethylene)共重合体、フッ化ビニリデン−プロピレン(propylene)共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロプロピレン(trifluoro propylene)共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン(tetrafluoroethylene)−ヘキサフルオロプロピレン(hexafluoropropylene)共重合体、フッ化ビニリデン−エチレン(ethylene)−テトラフルオロエチレン(tetrafluoroethylene)共重合体等を挙げることができる。
The belt-like
接着層20aは、上述したフッ素樹脂含有微粒子20b−1と、結着剤20b−2とを含み、帯状セパレータ20と帯状負極10及び帯状正極30とを結着する。図1では、接着層20aは、帯状セパレータ20の両面に形成されているが、少なくとも一方の表面に形成されていてもよい。
The
フッ素樹脂含有微粒子20b−1は、負極活物質層10aに含まれるものと同様である。結着剤20b−2は、接着層20a内でフッ素樹脂含有微粒子20b−1を担持するものである。接着層20a内に占める結着剤20b−2の総体積は、接着層20a内に占めるフッ素樹脂含有微粒子20b−1の総体積よりも小さい。具体的には、(フッ素樹脂含有微粒子20b−1の総体積)/(結着剤20b−2の総体積)は、2〜20程度であることが好ましい。
The fluororesin-containing
結着剤20b−2は、好ましくはポリオレフィン樹脂を含む。より好ましくは、結着剤20b−2は、ポリオレフィン樹脂で構成される。ポリオレフィン樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、及びそれらのアイオノマー等が挙げられる。なお、結着剤20b−2は、上述したエラストマー系高分子で構成されていてもよいが、ポリオレフィン樹脂を含む結着剤であることが好ましい。
The
接着層20aは、上述した塗工に適した粘度付与のため、増粘剤を更に含んでいてもよい。また、接着層20aは、多孔質度調整や熱安定性のため無機粒子を更に含んでいてもよい。無機粒子は、具体的にはセラミック粒子であり、より具体的には、金属酸化物粒子である。金属酸化物粒子としては、例えばアルミナ、ベーマイト、チタニア、ジルコニア、マグネシア、酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の微粒子が挙げられる。無機粒子の平均粒子径は、接着層の厚みの1/2以下が好ましい。無機粒子の平均粒子径は、例えば、レーザ回折法等によって測定される体積累積50%(D50)である。無機粒子の含有率は本実施形態の効果が得られる範囲内であれば特に制限されないが、例えば接着層20aの総質量に対して70質量%以下であれば良い。
The
接着層20aは、以下の方法により作製される。すなわち、接着層20aの材料を水に分散、溶解させることで接着層合剤スラリー(水系スラリー)を作成する。ついで、この接着層合剤スラリーを帯状多孔質膜20cの両面のうち、少なくとも一方の表面に塗工することで塗工層を形成する。ついで、この塗工層を乾燥する。これにより、接着層20aが形成される。
The
帯状正極30は、正極集電体30bと、正極集電体30bの両面に形成された正極活物質層30aとを有する。正極活物質層30aは、少なくとも正極活物質を含み、導電剤と、結着剤とをさらに含んでいてもよい。正極活物質は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵及び放出することが可能な物質であれば特に限定されず、例えば、コバルト酸リチウム(LCO)、ニッケル酸リチウム、ニッケルコバルト酸リチウム、ニッケルコバルトアルミニウム酸リチウム(以下、「NCA」と称する場合もある。)、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム(以下、「NCM」と称する場合もある。)、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム、硫化ニッケル、硫化銅、硫黄、酸化鉄、酸化バナジウム等が挙げられる。これらの正極活物質は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
The strip-shaped
正極活物質は、上記に挙げた正極活物質の例のうち、特に、層状岩塩型構造を有する遷移金属酸化物のリチウム塩であることが好ましい。このような層状岩塩型構造を有する遷移金属酸化物のリチウム塩としては、例えば、Li1−x−y−zNixCoyAlzO2(NCA)またはLi1−x−y−zNixCoyMnzO2(NCM)(0<x<1、0<y<1、0<z<1、かつx+y+z<1)で表される3元系の遷移金属酸化物のリチウム塩が挙げられる。 The positive electrode active material is preferably a lithium salt of a transition metal oxide having a layered rock salt type structure, among the examples of the positive electrode active materials listed above. As a lithium salt of a transition metal oxide having such a layered rock salt structure, for example, Li 1-x-yz Ni x Co y Al z O 2 (NCA) or Li 1-x-yz Ni x Co y Mn z O 2 (NCM) (0 <x <1, 0 <y <1, 0 <z <1, and x + y + z <1) is represented by a lithium salt of a ternary transition metal oxide. Can be mentioned.
導電剤は、例えばケッチェンブラック(Ketjenblack)、アセチレンブラック(acetylene black)等のカーボンブラック、天然黒鉛、人造黒鉛等であるが、正極の導電性を高めるためのものであれば特に制限されない。 The conductive agent is, for example, carbon black such as ketjen black or acetylene black, natural graphite, artificial graphite, or the like, but is not particularly limited as long as it is intended to increase the conductivity of the positive electrode.
結着剤は、正極活物質同士を結合すると共に、正極活物質と正極集電体30bとを結合する。結着剤の種類は特に限定されず、従来のリチウムイオン二次電池の正極活物質層に使用された結着剤であればどのようなものであっても使用できる。例えばポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene fluoride)、フッ化ビニリデン(VDF)−ヘキサフルオロプロピレン(HFP)共重合体、フッ化ビニリデン−パーフルオロビニルエーテル(par fluorovinyl ether)共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン(tetrafluoroethylene)共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン(trifluoroethylene)共重合体、エチレンプロピレンジエン(ethylene−propylene−diene)三元共重合体、スチレンブタジエンゴム(Styrene−butadiene rubber)、アクリロニトリルブタジエンゴム(acrylonitrile−butadiene rubber)、フッ素ゴム(fluororubber)、ポリ酢酸ビニル(polyvinyl acetate)、ポリメチルメタクリレート(polymethylmethacrylate)、ポリエチレン(polyethylene)、ニトロセルロース(cellulose nitrate)等であるが、正極活物質及び導電剤を集電体21上に結着させることができるものであれば、特に制限されない。
The binder binds the positive electrode active materials to each other and bonds the positive electrode active material and the positive electrode
正極集電体30bは、導電体であればどのようなものでも良く、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、及びニッケルメッキ鋼等で構成される。正極集電体30bには、正極端子が接続される。
The positive electrode
帯状正極30は、例えば、以下の方法により作製される。すなわち、正極活物質層の材料を有機溶剤または水に分散させることで正極合剤スラリーを形成し、この正極合剤スラリーを集電体上に塗工する。これにより、塗工層が形成される。ついで、塗工層を乾燥する。ついで、乾燥した塗工層を正極集電体30bとともに圧延する。これにより、帯状正極30が作製される。
The strip-shaped
電極積層体100aは、帯状負極10、帯状セパレータ20、帯状正極30、及び帯状セパレータ20をこの順で積層することで製造される。したがって、電極積層体100aの一方の面(表面)には帯状セパレータ20が配置され、裏面には帯状負極10が配置されるので、電極積層体100aを巻回すると、電極積層体100aのある部分の表面(すなわち帯状セパレータ20)に電極積層体100aの他の部分の裏面(すなわち帯状負極10)が接触する。
The
非水電解質溶液は、電解質を有機溶媒に溶解させた溶液である。電解質は特に限定されず、例えば、本実施形態では、リチウム塩を使用することができる。リチウム塩としては、例えば、LiClO4、LiBF4、LiAsF6、LiPF6,LiPF6−x(CnF2n+1)x(但し、1<x<6,n=1or2),LiSCN,LiBr,LiI,Li2SO4,Li2B10Cl10,NaClO4,NaI,NaSCN,NaBr,KClO4,KSCN等のリチウム(Li)、ナトリウム(Na)またはカリウム(K)の1種を含む無機イオン塩、LiCF3SO3,LiN(CF3SO2)2,LiN(C2F5SO2)2,LiN(CF3SO2)(C4F9SO2),LiC(CF3SO2)3,LiC(C2F5SO2)3,(CH3)4NBF4,(CH3)4NBr,(C2H5)4NClO4,(C2H5)4NI,(C3H7)4NBr,(n−C4H9)4NClO4,(n−C4H9)4NI,(C2H5)4N−maleate,(C2H5)4N−benzoate,(C2H5)4N−phtalate、ステアリルスルホン酸リチウム(stearyl sulfonic acid lithium)、オクチルスルホン酸リチウム(octyl sulfonic acid)、ドデシルベンゼンスルホン酸リチウム(dodecyl benzene sulphonic acid)等の有機イオン塩等が挙げられ、これらのイオン性化合物を単独、あるいは2種類以上混合して用いることが可能である。なお、電解質塩の濃度は、従来のリチウム二次電池で使用される非水電解液と同様でよく、特に制限はない。本実施形態では、適当なリチウム化合物(電解質塩)を0.8〜1.5mol/L程度の濃度で含有させた非水電解液を使用することができる。 The non-aqueous electrolyte solution is a solution in which an electrolyte is dissolved in an organic solvent. The electrolyte is not particularly limited. For example, in this embodiment, a lithium salt can be used. Examples of the lithium salt include LiClO 4 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiPF 6-x (C n F 2n + 1 ) x (where 1 <x <6, n = 1 or 2), LiSCN, LiBr, LiI, Inorganic ion salts containing one of lithium (Li), sodium (Na) or potassium (K) such as Li 2 SO 4 , Li 2 B 10 Cl 10 , NaClO 4 , NaI, NaSCN, NaBr, KClO 4 , KSCN, etc. LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ), LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC (C 2 F 5 SO 2 ) 3 , (CH 3 ) 4 NBF 4 , (CH 3 ) 4 NBr, (C 2 H 5 ) 4 NClO 4 , (C 2 H 5 ) 4 NI, (C 3 H 7 ) 4 NBr, (n-C 4 H 9 ) 4 NClO 4 , (n-C 4 H 9 ) 4 NI, (C 2 H 5 ) 4 N-maleate, (C 2 H 5) 4 N -benzoate, (C 2 H 5) 4 N-phtalate, lithium stearyl sulfonate (stearyl sulfonic acid lithium), lithium octyl sulfonate (octyl sulfonic acid), lithium dodecylbenzenesulfonate (dodecyl organic ionic salts such as benzene sulphonic acid), and the like, and these ionic compounds can be used alone or in admixture of two or more. The concentration of the electrolyte salt may be the same as that of the nonaqueous electrolytic solution used in the conventional lithium secondary battery, and is not particularly limited. In this embodiment, a nonaqueous electrolytic solution containing an appropriate lithium compound (electrolyte salt) at a concentration of about 0.8 to 1.5 mol / L can be used.
また、有機溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート(propylene carbonate)、エチレンカーボネート(ethylene carbonate)、ブチレンカーボネート(ethylene carbonate)、クロロエチレンカーボネート(chloroethylene carbonate)、ビニレンカーボネート(vinylene carbonate)等の環状炭酸エステル(ester)類;γ−ブチロラクトン(butyrolactone)、γ−バレロラクトン(valerolactone)等の環状エステル類;ジメチルカーボネート(dimethyl carbonate)、ジエチルカーボネート(diethyl carbonate)、エチルメチルカーボネート(ethyl methyl carbonate)等の鎖状カーボネート類;ギ酸メチル(methyl formate)、酢酸メチル(methyl acetate)、酪酸メチル(butyric acid methyl)、酢酸エチル(ethyl acetate)、プロピオン酸エチル(ethyl propionate)等の鎖状エステル類;テトラヒドロフラン(Tetrahydrofuran)またはその誘導体;1,3−ジオキサン(dioxane)、1,4−ジオキサン(dioxane)、1,2−ジメトキシエタン(dimethoxyethane)、1,4−ジブトキシエタン(dibutoxyethane)、メチルジグライム(methyl diglyme)等のエーテル(ether)類;アセトニトリル(acetonitrile)、ベンゾニトリル(benzonitrile)等のニトリル(nitrile)類;ジオキソラン(Dioxolane)またはその誘導体;エチレンスルフィド(ethylene sulfide)、スルホラン(sulfolane)、スルトン(sultone)またはその誘導体等の単独またはそれら2種以上の混合物等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。非水電解質溶液は、帯状セパレータ20に含浸される。なお、上記の各電極には、公知の導電助剤、添加剤等を適宜加えてもよい。外装材は、例えばアルミラミネートである。
Examples of the organic solvent include propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, chloroethylene carbonate, vinylene carbonate (vinyl carbonate), and the like. Esters; cyclic esters such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone; dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate (eth) linear carbonates such as l methyl carbonate; methyl format, methyl acetate, butyric acid methyl, ethyl acetate, ethyl propionate, etc. Tetrahydrofuran or its derivatives; 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, 1,2-dimethoxyethane, 1,4-dibutoxyethane , Ethers such as methyl diglyme; Nitriles such as acetyl, benzonitrile; dioxolane or derivatives thereof; ethylene sulfide, sulfolane, sultone or derivatives thereof alone or the like A mixture of two or more types can be mentioned, but is not limited thereto. The non-aqueous electrolyte solution is impregnated in the
<2.非水電解質リチウムイオン二次電池の製造方法>
次に、非水電解質リチウムイオン二次電池の製造方法について説明する。
(帯状正極の製造方法)
帯状正極30は、例えば、以下の方法により作製される。すなわち、正極活物質層の材料を有機溶媒や水に分散させることで正極合剤スラリーを形成し、この正極合剤スラリーを集電体上に塗工する。これにより、塗工層が形成される。ついで、塗工層を乾燥する。ついで、乾燥した塗工層を正極集電体30bとともに圧延する。これにより、帯状正極30が作製される。
<2. Manufacturing method of non-aqueous electrolyte lithium ion secondary battery>
Next, the manufacturing method of a nonaqueous electrolyte lithium ion secondary battery is demonstrated.
(Method for producing strip-shaped positive electrode)
The strip-shaped
(帯状負極の製造方法)
帯状負極10は、例えば、以下の方法により作製される。すなわち、負極活物質層の材料を水に分散させることで負極合剤スラリーを形成し、この負極合剤スラリーを集電体上に塗工する。これにより、塗工層を形成する。ついで、塗工層を乾燥する。負極合剤スラリー中では、フッ素樹脂微粒子及びエラストマー系高分子の微粒子が負極活物質層10a内に分散している。ついで、乾燥した塗工層を負極集電体10bとともに圧延する。これにより、帯状負極10が作製される。
(Method for producing strip-shaped negative electrode)
The strip-shaped
(帯状セパレータの製造方法) (Manufacturing method of strip separator)
帯状セパレータ20は、以下の方法により作製される。すなわち、接着層20aの材料を水に分散、溶解させることで接着層合剤スラリーを作成する。ついで、この接着層合剤スラリーを帯状多孔質膜20cの両面のうち、少なくとも一方の表面に塗工することで塗工層を形成する。ついで、この塗工層を乾燥する。これにより、接着層20aが形成される。すなわち、帯状セパレータ20が作製される。
The
(巻回素子及び電池の製造方法)
ついで、帯状負極10、帯状セパレータ20、帯状正極30、及び帯状セパレータ20をこの順で積層することで電極積層体100aを作製する。ついで、電極積層体100aを巻回する。これにより、電極積層体100aのある部分の表面(すなわち帯状セパレータ20)に電極積層体100aの他の部分の裏面(すなわち帯状負極10)が接触する。これにより、巻回素子100が作製される。ついで、巻回素子100を押しつぶすことで扁平状の巻回素子100を作製する。ついで、扁平状の巻回素子100を非水電解液とともに外装体(例えばラミネートフィルム)に挿入し、外装体を封止することで、リチウムイオン二次電池を作製する。なお、外装体を封止する際には、各集電体に導通する端子を外装体の外部に突出させる。
(Wound element and battery manufacturing method)
Next, the
(実施例1)
(正極の作製)
コバルト酸リチウム、カーボンブラック、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)を固形分の質量比96:2:2でN−メチルピロリドン中に溶解分散させることで正極合剤スラリーを作製した。ついで、正極合剤スラリーを厚さ12μmのアルミ箔集電体の両面に塗布後、乾燥した。乾燥後の塗工層を圧延することで正極活物質層を作製した。集電体及び正極活物質層の総厚は120μmであった。ついで、アルミリード線を電極端部に溶接することで帯状正極を得た。
Example 1
(Preparation of positive electrode)
A positive electrode mixture slurry was prepared by dissolving and dispersing lithium cobaltate, carbon black, and polyvinylidene fluoride (PVDF) in N-methylpyrrolidone in a mass ratio of solids of 96: 2: 2. Next, the positive electrode mixture slurry was applied to both sides of an aluminum foil current collector having a thickness of 12 μm and then dried. The positive electrode active material layer was produced by rolling the coating layer after drying. The total thickness of the current collector and the positive electrode active material layer was 120 μm. Subsequently, a strip-like positive electrode was obtained by welding an aluminum lead wire to the end portion of the electrode.
(負極の作製)
黒鉛、変性SBR微粒子の水分散体、PVDF水分散体中でアクリル樹脂を重合させて複合化したフッ素樹脂含有高分子微粒子の水分散体、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩を固形分の質量比97:1:1:1で水溶媒中に溶解分散させることで、負極合剤スラリーを作製した。ついで、この負極合剤スラリーを厚さ10μmの銅箔集電体の両面に塗布後、乾燥した。乾燥後の塗工層を圧延することで負極活物質層を得た。集電体及び負極活物質層の総厚は120μmであった。その後、ニッケルリード線を端部に溶接することで帯状負極を得た。なお、本実施例で使用したフッ素樹脂含有微粒子の平均粒子径をレーザ回折法で測定したところ、300nm程度であった。また、フッ素樹脂含有微粒子をSEMで観察したところ、球状粒子であった。
(Preparation of negative electrode)
Graphite, an aqueous dispersion of modified SBR fine particles, an aqueous dispersion of fluororesin-containing polymer fine particles obtained by polymerizing an acrylic resin in a PVDF aqueous dispersion, and a sodium salt of carboxymethyl cellulose in a mass ratio of 97: 1 A negative electrode mixture slurry was prepared by dissolving and dispersing in an aqueous solvent at a ratio of 1: 1. Next, this negative electrode mixture slurry was applied to both sides of a 10 μm thick copper foil current collector and then dried. The negative electrode active material layer was obtained by rolling the coating layer after drying. The total thickness of the current collector and the negative electrode active material layer was 120 μm. Then, the strip | belt-shaped negative electrode was obtained by welding a nickel lead wire to an edge part. In addition, when the average particle diameter of the fluororesin-containing fine particles used in this example was measured by a laser diffraction method, it was about 300 nm. Further, when the fluororesin-containing fine particles were observed with an SEM, they were spherical particles.
(セパレータの作製)
PVDF水分散体中でアクリル樹脂を重合させて複合化したフッ素樹脂含有高分子微粒子の水分散体とカルボキシメチルセルロースのナトリウム塩と結着剤のポリエチレンアイオノマー微粒子の水分散体を固形分95:1:4で水溶媒中に溶解分散させることで接着層合剤スラリーを作製した。ついで、この接着層合剤スラリーを厚さ12μmの多孔質ポリエチレンセパレータフィルムの両面に塗布、乾燥することで、両面に厚さ3μmの接着層が形成されたセパレータを得た。このときのフッ素樹脂含有高分子微粒子と結着剤であるポリエチレンアイオノマー微粒子との体積比は、約18:1であった。
(Preparation of separator)
An aqueous dispersion of fluororesin-containing polymer fine particles obtained by polymerizing an acrylic resin in a PVDF aqueous dispersion to form a composite, and an aqueous dispersion of sodium ion of carboxymethyl cellulose and polyethylene ionomer fine particles of a binder as a solid content of 95: 1: 4 was used to dissolve and disperse in an aqueous solvent to prepare an adhesive layer mixture slurry. Next, this adhesive layer mixture slurry was applied to both sides of a 12 μm thick porous polyethylene separator film and dried to obtain a separator having a 3 μm thick adhesive layer formed on both sides. At this time, the volume ratio of the fluororesin-containing polymer fine particles to the polyethylene ionomer fine particles as a binder was about 18: 1.
(巻回素子の作製)
負極、セパレータ、正極、セパレータをこの順に積層し、直径3cmの巻き芯を用いて、この積層体を長手方向に巻きつけた。端部をテープにて固定した後、巻き芯を取り除き、厚さ3cmの2枚の金属プレートの間に円筒状電極巻回素子を挟み、3秒間保持することで、扁平状の電極巻回素子を得た。
(Production of wound element)
A negative electrode, a separator, a positive electrode, and a separator were laminated in this order, and this laminate was wound in the longitudinal direction using a winding core having a diameter of 3 cm. After fixing the end with tape, the winding core is removed, a cylindrical electrode winding element is sandwiched between two 3 cm thick metal plates, and held for 3 seconds, so that a flat electrode winding element Got.
(厚み増加率の評価)
この電極巻回素子を48時間放置前後の素子の厚み増加率を計測し、形状安定性とした。厚み増加率が小さいほど形状安定性が良好なので(すなわち、巻回素子の歪みが小さいので)好ましい。厚み増加率は、48時間放置前後の素子の厚み増加量を放置前の素子の厚みで除算することで得られる。
(Evaluation of thickness increase rate)
The electrode winding element was measured for the rate of increase in thickness of the element before and after being left for 48 hours to obtain shape stability. The smaller the rate of increase in thickness, the better the shape stability (that is, because the distortion of the winding element is small), which is preferable. The thickness increase rate can be obtained by dividing the increase in the thickness of the element before and after being left for 48 hours by the thickness of the element before being left.
(電池の作製)
上記電極巻回素子をポリプロピレン/アルミ/ナイロンの3層からなるラミネートフィルムに、2本のリード線が外に出るように電解液とともに減圧封止することで、電池を作製した。電解液には、エチレンカーボネート/エチルメチルカーボネートを3対7(体積比)で混合した溶媒に1MのLiPF6を溶解させたものを使用した。この電池を80℃に加熱した厚さ3cmの2枚の金属プレートの間に挟み、5分間保持した。この電池を設計容量の1/10CA(1CAは1時間放電率)で4.4Vまで定電流充電行い、引き続き4.4Vで1/20CAになるまで定電圧充電を行った。その後1/2CAで3.0Vまで定電流放電を行った。このときの容量を初期放電容量とし、寿命評価用電池を作製した。
(Production of battery)
The electrode winding element was sealed under reduced pressure with an electrolyte so that two lead wires were exposed to a laminate film composed of three layers of polypropylene / aluminum / nylon, thereby producing a battery. As the electrolytic solution, a solution obtained by dissolving 1M LiPF 6 in a solvent in which ethylene carbonate / ethyl methyl carbonate was mixed at a ratio of 3 to 7 (volume ratio) was used. The battery was sandwiched between two 3 cm thick metal plates heated to 80 ° C. and held for 5 minutes. This battery was charged with a constant current up to 4.4 V at 1/10 CA of the designed capacity (1 CA is a discharge rate for 1 hour), and then charged with a constant voltage until 4.4 V at 1/20 CA. Thereafter, constant current discharge was performed to 3.0 V at 1/2 CA. The capacity at this time was used as the initial discharge capacity, and a battery for life evaluation was produced.
(寿命試験)
作製した電池を0.5CA、4.4Vの定電流充電、0.05CAまでの定電圧充電、の充電工程と、0.5CA、3.0Vの定電流放電の放電工程を繰り返すサイクル試験を行い、100サイクル後の初期放電容量に対する放電容量の減少率(維持率)を計測し、寿命性能評価とした。放電容量の減少率が小さいほど寿命特性に優れているおり、好ましい。維持率は、100サイクル後の放電容量を初期放電容量で除算することで得られる。
(Life test)
The cycle test which repeats the charge process of 0.5CA, the constant current charge of 4.4V, the constant voltage charge to 0.05CA, and the discharge process of the constant current discharge of 0.5CA and 3.0V is performed for the manufactured battery. The reduction rate (maintenance rate) of the discharge capacity with respect to the initial discharge capacity after 100 cycles was measured to evaluate the life performance. The smaller the reduction rate of the discharge capacity, the better the life characteristics, which is preferable. The maintenance rate is obtained by dividing the discharge capacity after 100 cycles by the initial discharge capacity.
(実施例2)
負極の製造において、黒鉛、変性SBR微粒子の水分散体、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩を固形分の質量比97:2:1で水溶媒中に溶解分散させることで負極合剤スラリーを作製したこと、セパレータの製造において、PVDF水分散体中でアクリル樹脂を重合させて複合化したフッ素樹脂含有高分子微粒子の水分散体、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、結着剤のポリエチレンアイオノマー微粒子の水分散体を固形分の質量比89:1:10で水溶媒中に溶解分散させることで接着層合剤スラリーを作製したこと以外は実施例1と同様の処理を行った。なお、実施例2におけるフッ素樹脂含有高分子微粒子と結着剤であるポリエチレンアイオノマー微粒子の体積比は、約7:1であった。
(Example 2)
In the production of the negative electrode, a negative electrode mixture slurry was prepared by dissolving and dispersing graphite, an aqueous dispersion of modified SBR fine particles, and a sodium salt of carboxymethyl cellulose in an aqueous solvent at a solid mass ratio of 97: 2: 1. In the production of separators, solid dispersion of fluororesin-containing polymer fine particle water dispersion, polymerized acrylic resin in PVDF water dispersion, sodium salt of carboxymethyl cellulose, and polyethylene ionomer fine particle binder as solid The same treatment as in Example 1 was performed except that the adhesive layer mixture slurry was prepared by dissolving and dispersing in a water solvent at a mass ratio of 89: 1: 10 min. The volume ratio of the fluororesin-containing polymer fine particles and the polyethylene ionomer fine particles as the binder in Example 2 was about 7: 1.
(実施例3)
セパレータの製造において、平均粒子径0.5μmのアルミナ粉末、PVDF水分散体中でアクリル樹脂を重合させて複合化したフッ素樹脂含有高分子微粒子の水分散体、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、結着剤のポリエチレンアイオノマー微粒子の水分散体を固形分の質量比62:27:1:10で水溶媒中に溶解分散させることで接着層合剤スラリーを作製したこと以外は実施例1と同様の処理を行った。実施例3におけるフッ素樹脂含有高分子微粒子と結着剤であるポリエチレンアイオノマー微粒子の体積比は、約2:1であった。なお、アルミナ粉末の平均粒子径は、レーザ回折法によって測定された体積累積50%(D50)である。
(Example 3)
In the production of separators, alumina powder having an average particle size of 0.5 μm, aqueous dispersion of fluororesin-containing polymer fine particles obtained by polymerizing acrylic resin in PVDF aqueous dispersion, sodium salt of carboxymethyl cellulose, binder The same treatment as in Example 1 was carried out except that an aqueous dispersion of polyethylene ionomer fine particles was dissolved and dispersed in an aqueous solvent at a mass ratio of solid content of 62: 27: 1: 10 to prepare an adhesive layer mixture slurry. went. The volume ratio of the fluororesin-containing polymer fine particles and the polyethylene ionomer fine particles as the binder in Example 3 was about 2: 1. In addition, the average particle diameter of alumina powder is 50% (D50) of volume accumulation measured by the laser diffraction method.
(比較例1)
セパレータ製造において、PVDFをN−メチルピロリドンに溶解させた溶液を、厚さ12μmの多孔質ポリエチレンフィルムの両面に塗布し、溶液が塗布されたフィルムを水中に浸漬させた後乾燥することで、フィルムの両面に網目状に多孔質化した接着層を形成した。接着層の厚さは3μmであった。比較例1は、このフィルムをセパレータとしたことは実施例1と同様の処理を行った。
(Comparative Example 1)
In the manufacture of separators, a film in which PVDF is dissolved in N-methylpyrrolidone is applied to both sides of a porous polyethylene film having a thickness of 12 μm, and the film coated with the solution is immersed in water and then dried. An adhesive layer having a mesh-like porosity was formed on both sides. The thickness of the adhesive layer was 3 μm. In Comparative Example 1, the same treatment as in Example 1 was performed except that this film was used as a separator.
(比較例2)
セパレータの製造において、平均粒子径0.5μmのアルミナ粉末、PVDF水分散体中でアクリル樹脂を重合させて複合化したフッ素樹脂含有高分子微粒子の水分散体、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、結着剤のポリエチレンアイオノマー微粒子の水分散体を固形分の質量比63:18:1:18で水溶媒中に溶解分散させることで接着層合剤スラリーを作製したこと以外は実施例1と同様の処理を行った。比較例2におけるフッ素樹脂含有高分子微粒子と結着剤であるポリエチレンアイオノマー微粒子の体積比は、約0.8:1であった。
(Comparative Example 2)
In the production of separators, alumina powder having an average particle size of 0.5 μm, aqueous dispersion of fluororesin-containing polymer fine particles obtained by polymerizing acrylic resin in PVDF aqueous dispersion, sodium salt of carboxymethyl cellulose, binder The same treatment as in Example 1 was conducted except that an aqueous dispersion of polyethylene ionomer fine particles was dissolved and dispersed in an aqueous solvent at a solid mass ratio of 63: 18: 1: 18 to prepare an adhesive layer mixture slurry. went. The volume ratio of the fluororesin-containing polymer fine particles and the polyethylene ionomer fine particles as the binder in Comparative Example 2 was about 0.8: 1.
(比較例3)
セパレータの製造において、PVDF水分散体中でアクリル樹脂を重合させて複合化したフッ素樹脂含有高分子微粒子の水分散体に代えて架橋ポリスチレン微粒子を用いたこと以外は実施例2と同様の処理を行った。
(Comparative Example 3)
In the production of the separator, the same treatment as in Example 2 was performed except that crosslinked polystyrene fine particles were used in place of the aqueous dispersion of fluororesin-containing polymer fine particles obtained by polymerizing and compounding an acrylic resin in PVDF aqueous dispersion. went.
(評価)
評価結果を表1にまとめて示す。
(Evaluation)
The evaluation results are summarized in Table 1.
実施例1〜3では、いずれも厚み増加率が小さく、サイクル寿命も良好であった。とくに、無機粒子を含有する実施例3では、サイクル寿命が向上した。一方、比較例1は、フッ素樹脂含有高分子が粒子状ではなく網目状構造をしているため扁平型巻回素子の製造後の形状安定性が劣っていた。すなわち、比較例1の巻回素子は実施例の巻回素子よりも大きく歪んでいた。さらに、比較例1では、サイクル寿命も劣化しているが、この理由は扁平型巻回素子の歪みにあると考えられる。すなわち、比較例1の帯状セパレータは、実施例1〜3の帯状セパレータよりも滑り性が悪く、巻回素子を扁平状にする際に電極積層体同士の接触部分がうまく滑らなかった。この結果、巻回素子が歪んだ。そして、比較例1では、歪んだ巻回素子を用いて電池を作製している。このため、電池内で電極間距離が安定せず、サイクル寿命が低下したと考えられる。比較例2は、フッ素樹脂含有高分子よりも多い体積の結着剤を含有しており、サイクル容量維持率が実施例に比べて劣っている。フッ素樹脂含有高分子の代わりに粒子状架橋ポリスチレンを含有した比較例3は、同じくサイクル寿命特性に劣っている。 In Examples 1 to 3, the thickness increase rate was small and the cycle life was good. In particular, in Example 3 containing inorganic particles, the cycle life was improved. On the other hand, Comparative Example 1 was inferior in shape stability after the production of the flat wound element because the fluororesin-containing polymer had a network structure instead of particles. That is, the winding element of Comparative Example 1 was distorted to a greater extent than the winding element of the example. Further, in Comparative Example 1, the cycle life is also deteriorated, and this is considered to be due to the distortion of the flat winding element. That is, the strip separator of Comparative Example 1 was less slippery than the strip separators of Examples 1 to 3, and the contact portions between the electrode laminates did not slip well when the winding element was flattened. As a result, the winding element was distorted. And in the comparative example 1, the battery is produced using the distorted winding element. For this reason, it is considered that the distance between the electrodes is not stable in the battery and the cycle life is reduced. Comparative Example 2 contains a larger volume of binder than the fluororesin-containing polymer, and the cycle capacity retention rate is inferior to that of the example. Comparative Example 3 containing particulate crosslinked polystyrene instead of the fluororesin-containing polymer is similarly inferior in cycle life characteristics.
以上により、本実施形態に係る巻回素子は、製造工程上で取り扱いやすいセパレータを用いて作製される。また、巻回素子は、その歪みを抑制し、かつ、非水電解質二次電池のサイクル寿命を向上させることができる。 As described above, the winding element according to this embodiment is manufactured using a separator that is easy to handle in the manufacturing process. Further, the wound element can suppress the distortion and improve the cycle life of the nonaqueous electrolyte secondary battery.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
100 巻回素子
100a 積層体
10 帯状負極
10a 負極活物質層
10b 負極集電体
20 帯状セパレータ
20a 接着層
20b−1 フッ素樹脂含有微粒子
20b−2 結着剤
20c 帯状多孔質膜
30 帯状正極
30a 正極活物質層
30b 正極集電体
DESCRIPTION OF
Claims (7)
帯状負極と、
前記帯状正極及び帯状負極の間に配置された帯状多孔質膜と、
フッ素樹脂含有微粒子と、前記フッ素樹脂含有微粒子を担持し、かつ、総体積が前記フッ素樹脂含有微粒子の総体積よりも小さい結着剤とを含み、前記帯状多孔質膜の表面に形成される接着層と、を備え、
前記結着剤はポリオレフィン樹脂を含むことを特徴とする、非水電解質二次電池用電極巻回素子。 A strip-shaped positive electrode;
A strip-shaped negative electrode;
A band-shaped porous film disposed between the band-shaped positive electrode and the band-shaped negative electrode;
An adhesive formed on the surface of the band-shaped porous film, comprising: a fluororesin-containing fine particle; and a binder that supports the fluororesin-containing fine particle and has a total volume smaller than the total volume of the fluororesin-containing fine particle includes a layer, the,
The electrode winding element for a non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the binder contains a polyolefin resin .
前記接着層は、前記負極活物質層に結着していることを特徴とする、請求項1記載の非水電解質二次電池用電極巻回素子。 The strip-shaped negative electrode includes a negative electrode active material layer including a negative electrode active material and the fluororesin-containing fine particles,
The electrode winding element for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the adhesive layer is bound to the negative electrode active material layer.
前記結着剤はポリオレフィン樹脂を含むことを特徴とする、非水電解質二次電池用電極巻回素子の製造方法。
An aqueous slurry containing fluororesin-containing microparticles and a binder that supports the fluororesin-containing microparticles and has a total volume smaller than the total volume of the fluororesin-containing microparticles is applied to the surface of the belt-like porous membrane. , the step of drying seen including,
The method for producing an electrode winding element for a nonaqueous electrolyte secondary battery, wherein the binder contains a polyolefin resin .
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013257952A JP6282458B2 (en) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | Non-aqueous electrolyte secondary battery electrode winding element, non-aqueous electrolyte secondary battery using the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery electrode winding element manufacturing method |
KR1020140161736A KR102278447B1 (en) | 2013-12-13 | 2014-11-19 | Winding type electrode assembly for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including the same |
US14/562,503 US9761854B2 (en) | 2013-12-13 | 2014-12-05 | Spirally-wound electrode assembly for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013257952A JP6282458B2 (en) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | Non-aqueous electrolyte secondary battery electrode winding element, non-aqueous electrolyte secondary battery using the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery electrode winding element manufacturing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015115266A JP2015115266A (en) | 2015-06-22 |
JP6282458B2 true JP6282458B2 (en) | 2018-02-21 |
Family
ID=53516620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013257952A Active JP6282458B2 (en) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | Non-aqueous electrolyte secondary battery electrode winding element, non-aqueous electrolyte secondary battery using the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery electrode winding element manufacturing method |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6282458B2 (en) |
KR (1) | KR102278447B1 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6726584B2 (en) * | 2015-10-22 | 2020-07-22 | マクセルホールディングス株式会社 | Positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery |
JP6605996B2 (en) * | 2016-03-17 | 2019-11-13 | 株式会社東芝 | Batteries, battery packs, and vehicles |
CN107785521B (en) * | 2016-08-29 | 2021-03-26 | 比亚迪股份有限公司 | Battery diaphragm, lithium ion battery and preparation method thereof |
JP2021523527A (en) * | 2018-05-10 | 2021-09-02 | セルガード エルエルシー | Battery Separator, Coated Battery Separator, Battery and Related Methods |
CN112930577A (en) * | 2019-02-28 | 2021-06-08 | 日本瑞翁株式会社 | Composition for electrochemical element functional layer, functional layer for electrochemical element, and electrochemical element |
JP7483911B2 (en) * | 2021-10-12 | 2024-05-15 | 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 | Separator, secondary battery and power consuming device |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4096368B2 (en) * | 1996-11-25 | 2008-06-04 | 宇部興産株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
KR20090102874A (en) * | 2007-03-15 | 2009-09-30 | 히다치 막셀 가부시키가이샤 | Separator for electrochemical device, electrode for electrochemical device, and electrochemical device |
CN101796668B (en) * | 2007-10-03 | 2013-08-14 | 日立麦克赛尔株式会社 | Battery separator and nonaqueous electrolyte battery |
WO2012165580A1 (en) * | 2011-06-02 | 2012-12-06 | 三菱樹脂株式会社 | Multilayer porous film, separator for batteries, and battery |
TWI557969B (en) * | 2011-10-21 | 2016-11-11 | 帝人股份有限公司 | Separator for non-aqueous type secondary battery, and non-aqueous type secondary battery |
WO2013073503A1 (en) * | 2011-11-15 | 2013-05-23 | 帝人株式会社 | Separator for nonaqueous secondary batteries, method for producing same, and nonaqueous secondary battery |
JP5867044B2 (en) * | 2011-12-12 | 2016-02-24 | 株式会社村田製作所 | Insulating adhesive layer and power storage device using the same |
JP5910164B2 (en) * | 2012-02-28 | 2016-04-27 | 日産自動車株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
KR101475791B1 (en) * | 2012-03-09 | 2014-12-23 | 데이진 가부시키가이샤 | Non-aqueous secondary battery separator, method for manufacturing same, and non-aqueous secondary battery |
-
2013
- 2013-12-13 JP JP2013257952A patent/JP6282458B2/en active Active
-
2014
- 2014-11-19 KR KR1020140161736A patent/KR102278447B1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20150069515A (en) | 2015-06-23 |
JP2015115266A (en) | 2015-06-22 |
KR102278447B1 (en) | 2021-07-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6399921B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery electrode winding element, non-aqueous electrolyte secondary battery using the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery electrode winding element manufacturing method | |
JP6278679B2 (en) | A conductive composition, a positive electrode, and a lithium ion secondary battery. | |
JP6931974B2 (en) | Positive electrode mixture slurry, positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP6310242B2 (en) | A positive electrode for a secondary battery, and a secondary battery. | |
JP6494273B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery electrode winding element, non-aqueous electrolyte secondary battery using the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery electrode winding element manufacturing method | |
JP6830757B2 (en) | Positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, winding element for non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery | |
EP3038186B1 (en) | Separator for non-aqueous electrolyte rechargeable battery, non-aqueous electrolyte rechargeable lithium battery including same, method of preparing same | |
JP6282458B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery electrode winding element, non-aqueous electrolyte secondary battery using the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery electrode winding element manufacturing method | |
US20150147627A1 (en) | Rechargeable lithium battery | |
JP2018120706A (en) | Negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries, and nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP2016126896A (en) | Positive electrode for wound type lithium ion secondary battery, negative electrode for wound type lithium ion secondary battery, and wound type lithium ion secondary battery | |
JP6399922B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery electrode winding element, non-aqueous electrolyte secondary battery using the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery electrode winding element manufacturing method | |
US9761854B2 (en) | Spirally-wound electrode assembly for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including same | |
JP2017162699A (en) | Wound type secondary battery separator, method for manufacturing wound type secondary battery separator, flat wound device, wound type secondary battery, and method for manufacturing wound type secondary battery | |
JP6571330B2 (en) | Positive electrode active material layer for secondary battery, winding element, and secondary battery | |
JP6406813B2 (en) | Negative electrode active material layer for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same | |
US11978907B2 (en) | Positive electrode for lithium secondary battery, winding element for lithium secondary battery, and lithium secondary battery | |
JP6234186B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP2016126857A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP2019207895A (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery | |
KR102290315B1 (en) | Rechargeable lithium battery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170919 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170920 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171206 |
|
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: 20171226 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180124 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6282458 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |