JPH11219709A - 非水電解質電池用正極板 - Google Patents
非水電解質電池用正極板Info
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- JPH11219709A JPH11219709A JP10020602A JP2060298A JPH11219709A JP H11219709 A JPH11219709 A JP H11219709A JP 10020602 A JP10020602 A JP 10020602A JP 2060298 A JP2060298 A JP 2060298A JP H11219709 A JPH11219709 A JP H11219709A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- current collector
- electrode plate
- electrode current
- electrolyte battery
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- 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
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- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 正極材層を正極集電体と共に積層方向に圧縮
しても、正極材の正極集電体からの剥離を防止できる非
水電解質電池用正極板を得る。 【解決手段】 正極材と導電助剤とバインダとを分散さ
せて正極材スラリを作る。０．５〜１．５重量％のＭｎ
と１．５重量％以下のＭｇとを含有し２００Ｎ／ｍｍ2
以上の引張強度を有しているアルミニウム合金の箔から
なる正極集電体に正極材スラリを塗布して乾燥して正極
材層を形成する。正極材層を正極集電体と共に積層方向
に圧縮（プレス）する。
しても、正極材の正極集電体からの剥離を防止できる非
水電解質電池用正極板を得る。 【解決手段】 正極材と導電助剤とバインダとを分散さ
せて正極材スラリを作る。０．５〜１．５重量％のＭｎ
と１．５重量％以下のＭｇとを含有し２００Ｎ／ｍｍ2
以上の引張強度を有しているアルミニウム合金の箔から
なる正極集電体に正極材スラリを塗布して乾燥して正極
材層を形成する。正極材層を正極集電体と共に積層方向
に圧縮（プレス）する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解質電池用
正極板に関するものであり、特に該正極板に用いる正極
集電体に関するものである。
正極板に関するものであり、特に該正極板に用いる正極
集電体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】非水電解質電池は、負極板と正極板とが
非水電解液等の非水電解質を介して積層されて構成され
ている。負極板は、リチウム金属、リチウム合金、また
はリチウムイオンを吸蔵、放出する炭素材料からなる負
極材を含有する負極材層が負極集電体上に形成されて構
成されている。また、正極板は、リチウムイオンを吸
蔵、放出する複酸化物等の正極材を含有する正極材層が
正極集電体上に形成されて構成されている。一般に正極
板は、正極材層をステンレス鋼箔からなる正極集電体上
に塗布した後に正極材層を正極集電体と共に積層方向に
比較的大きな力で圧縮して形成する。このような圧縮に
より高エネルギー密度化を図ることができる。しかしな
がら、非水電解質電池では、正極板に非常に高い電位が
印加されるため、正極集電体としてステンレス鋼箔を用
いると、正極集電体が溶解するおそれがあった。そこ
で、特開平６−２６７５４２号公報に示すように正極集
電体として高純度のアルミニウム箔を用いることが提案
された。
非水電解液等の非水電解質を介して積層されて構成され
ている。負極板は、リチウム金属、リチウム合金、また
はリチウムイオンを吸蔵、放出する炭素材料からなる負
極材を含有する負極材層が負極集電体上に形成されて構
成されている。また、正極板は、リチウムイオンを吸
蔵、放出する複酸化物等の正極材を含有する正極材層が
正極集電体上に形成されて構成されている。一般に正極
板は、正極材層をステンレス鋼箔からなる正極集電体上
に塗布した後に正極材層を正極集電体と共に積層方向に
比較的大きな力で圧縮して形成する。このような圧縮に
より高エネルギー密度化を図ることができる。しかしな
がら、非水電解質電池では、正極板に非常に高い電位が
印加されるため、正極集電体としてステンレス鋼箔を用
いると、正極集電体が溶解するおそれがあった。そこ
で、特開平６−２６７５４２号公報に示すように正極集
電体として高純度のアルミニウム箔を用いることが提案
された。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高純度
のアルミニウムは引張強度が低い（１６０Ｎ／ｍｍ2 前
後）ため、柔らかく、伸びやすい。そのため、正極板を
製造する工程で、正極材層を正極集電体と共に積層方向
に圧縮すると、正極集電体に伸びや反りが発生し、正極
集電体の伸びや反りの変化に追随できない正極材が正極
集電体から剥離しやすくなる。
のアルミニウムは引張強度が低い（１６０Ｎ／ｍｍ2 前
後）ため、柔らかく、伸びやすい。そのため、正極板を
製造する工程で、正極材層を正極集電体と共に積層方向
に圧縮すると、正極集電体に伸びや反りが発生し、正極
集電体の伸びや反りの変化に追随できない正極材が正極
集電体から剥離しやすくなる。
【０００４】本発明の目的は、正極材層を正極集電体と
共に積層方向に圧縮しても、正極材の正極集電体からの
剥離を防止できる非水電解質電池用正極板を提供するこ
とにある。
共に積層方向に圧縮しても、正極材の正極集電体からの
剥離を防止できる非水電解質電池用正極板を提供するこ
とにある。
【０００５】本発明の他の目的は、正極材層を正極集電
体と共に積層方向に圧縮しても、正極材の正極集電体か
らの剥離を防止でき、しかも正極集電体が腐食し難い非
水電解質電池用正極板を提供することにある。
体と共に積層方向に圧縮しても、正極材の正極集電体か
らの剥離を防止でき、しかも正極集電体が腐食し難い非
水電解質電池用正極板を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、リチウムイオ
ンを吸蔵、放出する正極材を含有する正極材層がアルミ
ニウム材料からなる正極集電体上に積層され、正極材層
が正極集電体と共に積層方向に圧縮されて形成された非
水電解質電池用正極板を対象にして、正極集電体として
２００Ｎ／ｍｍ2 以上の引張強度を有しているものを用
いる。本発明のように正極集電体が２００Ｎ／ｍｍ2 以
上の引張強度を有していると、正極板を製造する工程
で、正極材層を正極集電体と共に積層方向に圧縮（通常
１００〜２００ kg/cm）しても、正極集電体に伸びや反
りが発生し難い。そのため、正極材が正極集電体から剥
離するのを防ぐことができる。
ンを吸蔵、放出する正極材を含有する正極材層がアルミ
ニウム材料からなる正極集電体上に積層され、正極材層
が正極集電体と共に積層方向に圧縮されて形成された非
水電解質電池用正極板を対象にして、正極集電体として
２００Ｎ／ｍｍ2 以上の引張強度を有しているものを用
いる。本発明のように正極集電体が２００Ｎ／ｍｍ2 以
上の引張強度を有していると、正極板を製造する工程
で、正極材層を正極集電体と共に積層方向に圧縮（通常
１００〜２００ kg/cm）しても、正極集電体に伸びや反
りが発生し難い。そのため、正極材が正極集電体から剥
離するのを防ぐことができる。
【０００７】アルミニウム材料からなる正極集電体に２
００Ｎ／ｍｍ2 以上の引張強度を持たせるには種々の方
法を採用することができる。例えば、アルミニウムにＭ
ｎ及びＭｇを添加して引張強度を高めることができる。
即ち、Ｍｎ及びＭｇを含有するアルミニウム合金を正極
集電体として用いる。その場合、Ｍｎの量は、０．５〜
１．５重量％とし、Ｍｇの量は、１．５重量％以下とす
るのが好ましい。Ｍｎ及びＭｇの量がそれぞれ１．５重
量％を越えると、正極集電体の耐食性が低下して、正極
集電体が電解液中に溶出しやすくなり、電池の内部抵抗
が高くなる。
００Ｎ／ｍｍ2 以上の引張強度を持たせるには種々の方
法を採用することができる。例えば、アルミニウムにＭ
ｎ及びＭｇを添加して引張強度を高めることができる。
即ち、Ｍｎ及びＭｇを含有するアルミニウム合金を正極
集電体として用いる。その場合、Ｍｎの量は、０．５〜
１．５重量％とし、Ｍｇの量は、１．５重量％以下とす
るのが好ましい。Ｍｎ及びＭｇの量がそれぞれ１．５重
量％を越えると、正極集電体の耐食性が低下して、正極
集電体が電解液中に溶出しやすくなり、電池の内部抵抗
が高くなる。
【０００８】正極集電体は、種々の厚みのものを採用で
きる。例えば、厚み１５〜２０μｍの箔を用いることが
できる。
きる。例えば、厚み１５〜２０μｍの箔を用いることが
できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】試験に用いる非水電解質電池用正
極板を次のようにして製造した。まず、コバルト酸リチ
ウム（ＬｉＣｏＯ2 ）粉末からなる正極材８８重量部と
グラファイト粉末からなる導電助剤８重量部とポリフッ
化ビニリデンからなるバインダ４重量部とをＮ−メチル
ピロリドンからなる溶媒に分散させて正極材スラリを作
った。次にこの正極材スラリを下記の表１に示す種々の
アルミニウム合金箔からなる厚み２０μｍ、幅２９０ｍ
ｍ、長さ３４００ｍｍの正極集電体の両面に均一の厚み
にそれぞれ塗布し、乾燥して正極材層を形成した。な
お、表１に示す正極集電体では、アルミニウム合金中の
Ｍｎ、Ｍｇの含有量（アルミニウム合金全体に対する含
有量）を種々に変えて、引張強度を変えている。次に正
極材層を正極集電体と共に積層方向に１５０ kg/cmで圧
縮（プレス）して、正極材層と正極集電体とを併せた全
体の厚みが２００μｍの試験用の各非水電解質電池用正
極板（寸法：２００μｍ×２９０ｍｍ×３４００ｍｍ）
を完成した。表１には、プレスにより正極板が伸びた伸
び率と、プレス後の正極材の充填密度を示している。な
お、表１に示す引張強度は、軽金属協会規格ＬＩＳ−Ａ
Ｔ５（１９８７）に基づいてＢ型試験片により測定し
た。
極板を次のようにして製造した。まず、コバルト酸リチ
ウム（ＬｉＣｏＯ2 ）粉末からなる正極材８８重量部と
グラファイト粉末からなる導電助剤８重量部とポリフッ
化ビニリデンからなるバインダ４重量部とをＮ−メチル
ピロリドンからなる溶媒に分散させて正極材スラリを作
った。次にこの正極材スラリを下記の表１に示す種々の
アルミニウム合金箔からなる厚み２０μｍ、幅２９０ｍ
ｍ、長さ３４００ｍｍの正極集電体の両面に均一の厚み
にそれぞれ塗布し、乾燥して正極材層を形成した。な
お、表１に示す正極集電体では、アルミニウム合金中の
Ｍｎ、Ｍｇの含有量（アルミニウム合金全体に対する含
有量）を種々に変えて、引張強度を変えている。次に正
極材層を正極集電体と共に積層方向に１５０ kg/cmで圧
縮（プレス）して、正極材層と正極集電体とを併せた全
体の厚みが２００μｍの試験用の各非水電解質電池用正
極板（寸法：２００μｍ×２９０ｍｍ×３４００ｍｍ）
を完成した。表１には、プレスにより正極板が伸びた伸
び率と、プレス後の正極材の充填密度を示している。な
お、表１に示す引張強度は、軽金属協会規格ＬＩＳ−Ａ
Ｔ５（１９８７）に基づいてＢ型試験片により測定し
た。
【００１０】
【表１】 表１より、Ｍｎ及びＭｇを添加することにより正極集電
体の引張強度を高められるのが分る。そして、正極集電
体の引張強度が２００Ｎ／ｍｍ2 以上に高くなる実施例
１〜８の正極板（Ｍｎの量が０．５重量％以上）では、
極板の伸び率が小さくなるのが分る。また、これにより
正極材の充填密度も高くなり、正極板の容量を高められ
るのが分る。
体の引張強度を高められるのが分る。そして、正極集電
体の引張強度が２００Ｎ／ｍｍ2 以上に高くなる実施例
１〜８の正極板（Ｍｎの量が０．５重量％以上）では、
極板の伸び率が小さくなるのが分る。また、これにより
正極材の充填密度も高くなり、正極板の容量を高められ
るのが分る。
【００１１】次に上記各正極板を用いて非水電解質電池
を作った。最初に負極板を作った。まず、球状のメソカ
ーボンマイクロビーンズ（粒径１〜５０μｍ、ｄ002 ＝
３．３６６オングストローム）粉末からなる負極材９０
重量部、ポリフッ化ビニリデンからなるバインダ１０重
量部をＮ−メチルピロリドンからなる溶媒に分散させて
負極材スラリを作った。次にこの負極材スラリを帯状の
銅箔からなる厚み２０μｍ、幅２９０ｍｍ、長さ３６０
０ｍｍの負極集電体の両面に均一の厚みに塗布し、乾燥
して負極材層を形成した。次に負極材層を負極集電体と
共に積層方向に圧縮（プレス）して、負極材層と負極集
電体とを併せた全体の厚みが１２０μｍになる非水電解
質電池用負極板（寸法：１２０μｍ×２９０ｍｍ×３６
００ｍｍ）を完成した。
を作った。最初に負極板を作った。まず、球状のメソカ
ーボンマイクロビーンズ（粒径１〜５０μｍ、ｄ002 ＝
３．３６６オングストローム）粉末からなる負極材９０
重量部、ポリフッ化ビニリデンからなるバインダ１０重
量部をＮ−メチルピロリドンからなる溶媒に分散させて
負極材スラリを作った。次にこの負極材スラリを帯状の
銅箔からなる厚み２０μｍ、幅２９０ｍｍ、長さ３６０
０ｍｍの負極集電体の両面に均一の厚みに塗布し、乾燥
して負極材層を形成した。次に負極材層を負極集電体と
共に積層方向に圧縮（プレス）して、負極材層と負極集
電体とを併せた全体の厚みが１２０μｍになる非水電解
質電池用負極板（寸法：１２０μｍ×２９０ｍｍ×３６
００ｍｍ）を完成した。
【００１２】次に上記各正極板と前述した負極板とをポ
リエチレン微多孔フィルムからなるセパレータ（寸法：
厚み２５μｍ×幅２８０ｍｍ）を介してそれぞれ巻回
し、渦巻状の電極群を作った。そして各電極群を円筒形
のステンレス製の電池容器内にそれぞれ収納した。次に
容積比１：１のエチレンカーボネートとジメチルカーボ
ネートとの混合溶液に１モル／ｌの六フッ化燐酸リチウ
ムを溶解させた非水電解液を電池容器内に注液してから
電池容器を封口して容量３５Ａｈの各電池を完成した。
リエチレン微多孔フィルムからなるセパレータ（寸法：
厚み２５μｍ×幅２８０ｍｍ）を介してそれぞれ巻回
し、渦巻状の電極群を作った。そして各電極群を円筒形
のステンレス製の電池容器内にそれぞれ収納した。次に
容積比１：１のエチレンカーボネートとジメチルカーボ
ネートとの混合溶液に１モル／ｌの六フッ化燐酸リチウ
ムを溶解させた非水電解液を電池容器内に注液してから
電池容器を封口して容量３５Ａｈの各電池を完成した。
【００１３】次に各電池を７Ａで４．１Ｖまで充電した
後に７Ａで２．８Ｖまで室温で放電する充放電サイクル
を５サイクル繰り返した後に完全放電状態の電池を１ｋ
Ｈｚの交流電流で各電池の内部抵抗を測定した。そし
て、各電池を６０℃雰囲気中に１カ月放置した後に各電
池の内部抵抗を前述と同様にして測定し、放置前後の内
部抵抗値を調べた。表２はその測定結果を示している。
後に７Ａで２．８Ｖまで室温で放電する充放電サイクル
を５サイクル繰り返した後に完全放電状態の電池を１ｋ
Ｈｚの交流電流で各電池の内部抵抗を測定した。そし
て、各電池を６０℃雰囲気中に１カ月放置した後に各電
池の内部抵抗を前述と同様にして測定し、放置前後の内
部抵抗値を調べた。表２はその測定結果を示している。
【００１４】
【表２】 表２より、Ｍｎの含有量が１．５重量％を超える実施例
４の正極板を用いた電池及びＭｇの含有量が１．５重量
％を超える実施例８の正極板を用いた電池は、６０℃雰
囲気中に放置した後の電池の内部抵抗が著しく高いのが
分る。これは、正極集電体が腐食して、正極集電体のア
ルミニウム合金が電解液中に溶出したためであると考え
られる。この結果と表１の結果より、プレスによる正極
板の伸び率を抑えて、耐食性の高い正極集電体を得るに
は、正極集電体を形成するアルミニウム合金中のＭｎの
量を０．５〜１．５重量％とし、Ｍｇの量を１．５重量
％以下とするのが好ましいのが分る。
４の正極板を用いた電池及びＭｇの含有量が１．５重量
％を超える実施例８の正極板を用いた電池は、６０℃雰
囲気中に放置した後の電池の内部抵抗が著しく高いのが
分る。これは、正極集電体が腐食して、正極集電体のア
ルミニウム合金が電解液中に溶出したためであると考え
られる。この結果と表１の結果より、プレスによる正極
板の伸び率を抑えて、耐食性の高い正極集電体を得るに
は、正極集電体を形成するアルミニウム合金中のＭｎの
量を０．５〜１．５重量％とし、Ｍｇの量を１．５重量
％以下とするのが好ましいのが分る。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、正極集電体が２００Ｎ
／ｍｍ2 以上の引張強度を有しているので、正極板を製
造する工程で、正極材層を正極集電体と共に積層方向に
圧縮しても、正極集電体に伸びや反りが発生し難い。そ
のため、正極材が正極集電体から剥離するのを防ぐこと
ができる。その結果、寸法精度の高い正極板を作ること
ができ、活物質の充填密度を高めると共にエネルギー密
度の高い非水電解質電池を得ることができる。
／ｍｍ2 以上の引張強度を有しているので、正極板を製
造する工程で、正極材層を正極集電体と共に積層方向に
圧縮しても、正極集電体に伸びや反りが発生し難い。そ
のため、正極材が正極集電体から剥離するのを防ぐこと
ができる。その結果、寸法精度の高い正極板を作ること
ができ、活物質の充填密度を高めると共にエネルギー密
度の高い非水電解質電池を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石津 竹規 東京都中央区日本橋本町２丁目８番７号 新神戸電機株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 リチウムイオンを吸蔵、放出する正極材
を含有する正極材層がアルミニウム材料からなる正極集
電体上に積層され、 前記正極材層が前記正極集電体と共に積層方向に圧縮さ
れて形成された非水電解質電池用正極板において、 前記正極集電体として２００Ｎ／ｍｍ2 以上の引張強度
を有しているものを用いることを特徴とする非水電解質
電池用正極板。 - 【請求項２】 前記正極材層は、前記積層方向に前記正
極集電体と共に１００〜２００ kg/cmで圧縮されて形成
されていることを特徴とする請求項１に記載の非水電解
質電池用正極板。 - 【請求項３】 前記正極集電体は、０．５〜１．５重量
％のＭｎと１．５重量％以下のＭｇとを含有するアルミ
ニウム合金であることを特徴とする請求項１に記載の非
水電解質電池用正極板。 - 【請求項４】 前記正極集電体は、厚み１５〜２０μｍ
の箔であることを特徴とする請求項３に記載の非水電解
質電池用正極板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10020602A JPH11219709A (ja) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | 非水電解質電池用正極板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10020602A JPH11219709A (ja) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | 非水電解質電池用正極板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11219709A true JPH11219709A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=12031826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10020602A Pending JPH11219709A (ja) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | 非水電解質電池用正極板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11219709A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001185154A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-06 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | リチウム二次電池 |
| JP2002042889A (ja) * | 2000-07-21 | 2002-02-08 | Toshiba Corp | 非水電解質二次電池 |
| JP2002246030A (ja) * | 2001-02-20 | 2002-08-30 | Sanyo Electric Co Ltd | リチウム二次電池 |
| JP2005056743A (ja) * | 2003-08-06 | 2005-03-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池用正極板 |
| JP2005243636A (ja) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Samsung Sdi Co Ltd | リチウム二次電池用正極電流集電体及びこれを含むリチウム二次電池 |
| JP2005259682A (ja) * | 2004-02-10 | 2005-09-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池用集電体およびそれを用いた非水電解質二次電池用極板ならびに非水電解質二次電池用極板の製造方法 |
| JP2008150651A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 耐折り曲げ性に優れたリチウムイオン電池電極材用アルミニウム合金箔およびその製造方法 |
| JP2009135045A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| JP2013222557A (ja) * | 2012-04-13 | 2013-10-28 | Mitsubishi Alum Co Ltd | リチウムイオン二次電池正極集電体用アルミニウム合金箔及びそれを用いたリチウムイオン二次電池 |
| KR20140051321A (ko) | 2011-07-29 | 2014-04-30 | 가부시키가이샤 유에이씨제이 | 전극 집전체용 알루미늄 합금호일 및 제조 방법 |
| KR20140138912A (ko) | 2012-03-29 | 2014-12-04 | 가부시키가이샤 유에이씨제이 | 전극 집전체용 알루미늄 합금호일 및 그 제조 방법 |
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| JP2018003136A (ja) * | 2016-07-08 | 2018-01-11 | 三菱アルミニウム株式会社 | アルミニウム合金箔およびその製造方法、ならびにアルミニウム合金箔成形容器 |
| WO2019097951A1 (ja) * | 2017-11-17 | 2019-05-23 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 非水電解質二次電池用正極活物質及び非水電解質二次電池 |
| CN113169290A (zh) * | 2018-12-27 | 2021-07-23 | 三洋电机株式会社 | 电极板和使用了该电极板的二次电池 |
-
1998
- 1998-02-02 JP JP10020602A patent/JPH11219709A/ja active Pending
Cited By (23)
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