JPH1131513A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
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- JPH1131513A JPH1131513A JP9212228A JP21222897A JPH1131513A JP H1131513 A JPH1131513 A JP H1131513A JP 9212228 A JP9212228 A JP 9212228A JP 21222897 A JP21222897 A JP 21222897A JP H1131513 A JPH1131513 A JP H1131513A
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- Japan
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- battery
- negative electrode
- positive electrode
- secondary battery
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- 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
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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 サイクル特性に優れた非水電解液二次電池を
提供する。 【解決手段】 負極１、セパレータ３、正極２、セパレ
ータ３の順に積層し、センターピン１４を中心に巻回し
て電極体を作成する。この電極体を電池缶５内に収納
し、電極体の上下両面に絶縁板４を配設し、正極リード
１３を正極集電体１１から導出して電池蓋７に、負極リ
ード１２を負極集電体１０から導出して電池缶５に溶接
する。電池缶５の中に電解液を注入した後、封口ガスケ
ット６を介して電池缶５をかしめることにより、安全弁
装置８、電池蓋７を固定して円筒型非水電解液二次電池
を構成する。正極、負極のバインダーとしてポリフッ化
ビニリデンを有し、更に正極バインダーには体積膨張率
が２０％以下のポリイミドを、その組成比が５重量％以
上、９０重量％以下で混合し、負極のバインダーには芳
香族ポリアミドをその組成比が１重量％以上、９０重量
％以下で混合する。
提供する。 【解決手段】 負極１、セパレータ３、正極２、セパレ
ータ３の順に積層し、センターピン１４を中心に巻回し
て電極体を作成する。この電極体を電池缶５内に収納
し、電極体の上下両面に絶縁板４を配設し、正極リード
１３を正極集電体１１から導出して電池蓋７に、負極リ
ード１２を負極集電体１０から導出して電池缶５に溶接
する。電池缶５の中に電解液を注入した後、封口ガスケ
ット６を介して電池缶５をかしめることにより、安全弁
装置８、電池蓋７を固定して円筒型非水電解液二次電池
を構成する。正極、負極のバインダーとしてポリフッ化
ビニリデンを有し、更に正極バインダーには体積膨張率
が２０％以下のポリイミドを、その組成比が５重量％以
上、９０重量％以下で混合し、負極のバインダーには芳
香族ポリアミドをその組成比が１重量％以上、９０重量
％以下で混合する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は非水電解液二次電池
に関し、更に詳しくは高温環境下でのサイクル特性に優
れた非水電解液二次電池に関する。
に関し、更に詳しくは高温環境下でのサイクル特性に優
れた非水電解液二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の電子技術のめざましい進歩は、電
子機器の高性能化、小型化、ポータブル化を進め、これ
に伴いこれら電子機器に使用される電池の高エネルギー
密度化の要求が高まってきている。従来、これらの電子
機器に使用される二次電池としては、ニッケル・カドミ
ウム電池や鉛電池等が挙げられるが、これらの電池は放
電電位が低く、エネルギー密度の高い電池の要求には十
分に応えられていないのが実情である。
子機器の高性能化、小型化、ポータブル化を進め、これ
に伴いこれら電子機器に使用される電池の高エネルギー
密度化の要求が高まってきている。従来、これらの電子
機器に使用される二次電池としては、ニッケル・カドミ
ウム電池や鉛電池等が挙げられるが、これらの電池は放
電電位が低く、エネルギー密度の高い電池の要求には十
分に応えられていないのが実情である。
【０００３】最近、リチウム二次電池はこれらの要求を
満たす電池として注目され、研究開発が盛んに行われて
いる。しかしながら、金属リチウムやリチウム合金を負
極とする二次電池は、サイクル寿命、安全性、急速充電
性能等に関する問題が認識されるようになり、実用化に
対する大きな障害となっている。これらの問題は負極で
ある金属リチウムの溶解、析出時のデンドライト生成、
微細化に起因するものと考えられ、一部のコイン型電池
で実用化されているにすぎない。
満たす電池として注目され、研究開発が盛んに行われて
いる。しかしながら、金属リチウムやリチウム合金を負
極とする二次電池は、サイクル寿命、安全性、急速充電
性能等に関する問題が認識されるようになり、実用化に
対する大きな障害となっている。これらの問題は負極で
ある金属リチウムの溶解、析出時のデンドライト生成、
微細化に起因するものと考えられ、一部のコイン型電池
で実用化されているにすぎない。
【０００４】これらの問題を解決するために、炭素質材
料のようなリチウムイオンをドープ、且つ脱ドープ可能
な物質を負極とする、非水電解液二次電池であるリチウ
ムイオン二次電池の研究開発が盛んに行われている。こ
のリチウムイオン二次電池はリチウムが金属状態で存在
しないため、これを用いた負極に起因するサイクル劣化
や安全性に関する問題を生じることがなく、また、正極
に酸化還元電位の高いリチウム化合物を用いることによ
り、電池の電圧を高くすることができ、高エネルギー密
度電池の要求に応えるものである。
料のようなリチウムイオンをドープ、且つ脱ドープ可能
な物質を負極とする、非水電解液二次電池であるリチウ
ムイオン二次電池の研究開発が盛んに行われている。こ
のリチウムイオン二次電池はリチウムが金属状態で存在
しないため、これを用いた負極に起因するサイクル劣化
や安全性に関する問題を生じることがなく、また、正極
に酸化還元電位の高いリチウム化合物を用いることによ
り、電池の電圧を高くすることができ、高エネルギー密
度電池の要求に応えるものである。
【０００５】更に、自己放電もニッケル・カドミウム電
池と比較して少なく、二次電池として優れた特性を有す
るものである。その結果、８ｍｍＶＴＲ、ＣＤプレー
ヤ、ノート型コンピュータ、セルラーテレフォン等のポ
ータブル電子機器の電源として広く用いられるようにな
ってきている。
池と比較して少なく、二次電池として優れた特性を有す
るものである。その結果、８ｍｍＶＴＲ、ＣＤプレー
ヤ、ノート型コンピュータ、セルラーテレフォン等のポ
ータブル電子機器の電源として広く用いられるようにな
ってきている。
【０００６】しかしながら、上述したリチウムイオン二
次電池は常温でのサイクル特性に比べて高温環境下での
サイクル特性は低下する傾向にあり、特にノート型コン
ピュータ用途等では電池を取りまく環境が高温になるた
め、高温でのサイクル特性に優れたリチウムイオン二次
電池が望まれていた。
次電池は常温でのサイクル特性に比べて高温環境下での
サイクル特性は低下する傾向にあり、特にノート型コン
ピュータ用途等では電池を取りまく環境が高温になるた
め、高温でのサイクル特性に優れたリチウムイオン二次
電池が望まれていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、高温環境下でのサイクル特性に優れ、高い信頼性を
有する非水電解液二次電池を提供することを目的とす
る。
は、高温環境下でのサイクル特性に優れ、高い信頼性を
有する非水電解液二次電池を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
なされたものであり、リチウム含有化合物を用いた正極
と、リチウムをドープし、且つ脱ドープ可能な材料を用
いた負極と、非水電解液とからなる非水電解液二次電池
において、正極および負極の少なくとも一方のバインダ
ーとして、ポリフッ化ビニリデンを有し、更に、前記正
極のバインダーにはポリイミドが混合され、一方、前記
負極のバインダーには芳香族ポリアミドが混合されてい
る非水電解液二次電池を構成する。
なされたものであり、リチウム含有化合物を用いた正極
と、リチウムをドープし、且つ脱ドープ可能な材料を用
いた負極と、非水電解液とからなる非水電解液二次電池
において、正極および負極の少なくとも一方のバインダ
ーとして、ポリフッ化ビニリデンを有し、更に、前記正
極のバインダーにはポリイミドが混合され、一方、前記
負極のバインダーには芳香族ポリアミドが混合されてい
る非水電解液二次電池を構成する。
【０００９】前記ポリイミドの体積膨張率は２０％以下
のものを用い、また、正極のバインダーに混合される前
記ポリイミドの組成比は、５重量％以上、９０重量％以
下とする。
のものを用い、また、正極のバインダーに混合される前
記ポリイミドの組成比は、５重量％以上、９０重量％以
下とする。
【００１０】また、負極のバインダーに混合される前記
芳香族ポリアミドの組成比は、１重量％以上、９０重量
％以下とし、上記課題を解決する。
芳香族ポリアミドの組成比は、１重量％以上、９０重量
％以下とし、上記課題を解決する。
【００１１】本発明の非水電解液二次電池の構成による
と、高温環境下でのサイクル特性が改善される。
と、高温環境下でのサイクル特性が改善される。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明者らは鋭意検討を行った結
果、ポリフッ化ビニリデンと体積膨張率が２０％以下の
ポリイミドの混合体を正極バインダーとして用いること
により、また、ポリフッ化ビニリデンと芳香族ポリアミ
ドの混合体を負極バインダーとして用いることにより、
高温環境下でのサイクル特性が改善されることを見いだ
した。
果、ポリフッ化ビニリデンと体積膨張率が２０％以下の
ポリイミドの混合体を正極バインダーとして用いること
により、また、ポリフッ化ビニリデンと芳香族ポリアミ
ドの混合体を負極バインダーとして用いることにより、
高温環境下でのサイクル特性が改善されることを見いだ
した。
【００１３】本構成の正極バインダーが高温環境下での
サイクル特性を改善する理由として、第１にポリイミド
は耐酸化性にすぐれており、リチウムイオン電池用正極
バインダーに用いても酸化分解しないことが挙げられ
る。第２に体積膨張率が低いポリイミドを添加すること
により、高温環境下で充放電サイクルを繰り返しても、
活物質と導電剤の接着力、およびこれらの合剤と正極集
電体との接着力の低下を抑えることができると考えられ
るためである。
サイクル特性を改善する理由として、第１にポリイミド
は耐酸化性にすぐれており、リチウムイオン電池用正極
バインダーに用いても酸化分解しないことが挙げられ
る。第２に体積膨張率が低いポリイミドを添加すること
により、高温環境下で充放電サイクルを繰り返しても、
活物質と導電剤の接着力、およびこれらの合剤と正極集
電体との接着力の低下を抑えることができると考えられ
るためである。
【００１４】また、本構成の負極バインダーが高温環境
下でのサイクル特性を改善する理由として、芳香族ポリ
アミドを添加することにより、高温環境下で充放電サイ
クルを繰り返しても、活物質と導電剤の接着力、および
これらの合剤と負極集電体との接着力の低下を抑えるこ
とができると考えられるためである。
下でのサイクル特性を改善する理由として、芳香族ポリ
アミドを添加することにより、高温環境下で充放電サイ
クルを繰り返しても、活物質と導電剤の接着力、および
これらの合剤と負極集電体との接着力の低下を抑えるこ
とができると考えられるためである。
【００１５】尚、本発明に関するポリイミドの体積膨張
率を、１ｃｍ×１ｃｍ×２ｍｍの樹脂フィルムをプロピ
レンカーボネートとジエチルカーボネートの１：１混合
溶媒に２３℃で７日間浸漬し、浸漬前後の体積変化の割
合と定義する。
率を、１ｃｍ×１ｃｍ×２ｍｍの樹脂フィルムをプロピ
レンカーボネートとジエチルカーボネートの１：１混合
溶媒に２３℃で７日間浸漬し、浸漬前後の体積変化の割
合と定義する。
【００１６】まず、正極活物質としてはリチウムを含有
した複合酸化物ＬｉX ＭＯ2 （Ｍは１種以上の遷移金
属）が用いられるが、ＬｉX ＣｏＯ2 、ＬｉX Ｎｉ
Ｏ2 、ＬｉX Ｍｎ2 Ｏ4 、ＬｉX Ｃｏy Ｎｉ1-y Ｏ2 等
のリチウム複合酸化物が好ましい。これらリチウム複合
酸化物は、例えば、リチウム、コバルト、ニッケル、マ
ンガンの炭酸塩、硝酸塩、酸化物、水酸化物等を出発原
料とし、これらを組成に応じて混合し、酸素存在雰囲気
下６００℃〜１０００℃の温度範囲で焼成することによ
り得られる。
した複合酸化物ＬｉX ＭＯ2 （Ｍは１種以上の遷移金
属）が用いられるが、ＬｉX ＣｏＯ2 、ＬｉX Ｎｉ
Ｏ2 、ＬｉX Ｍｎ2 Ｏ4 、ＬｉX Ｃｏy Ｎｉ1-y Ｏ2 等
のリチウム複合酸化物が好ましい。これらリチウム複合
酸化物は、例えば、リチウム、コバルト、ニッケル、マ
ンガンの炭酸塩、硝酸塩、酸化物、水酸化物等を出発原
料とし、これらを組成に応じて混合し、酸素存在雰囲気
下６００℃〜１０００℃の温度範囲で焼成することによ
り得られる。
【００１７】一方、負極活物質としては炭素材料を用い
るが、リチウムをドープ、且つ脱ドープが可能なもので
あれば良く、２０００℃以下の比較的低い温度で焼成し
て得られる低結晶性炭素材料や、結晶化しやすい原料を
３０００℃ 近くの温度で処理した人造黒鉛や、天然黒
鉛等の高結晶性材料が用いられる。例えば、熱分解炭素
類、コークス類、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子
化合物焼成体、炭素繊維、活性炭等が使用可能である。
コークス類としては、例えばピッチコークス、ニードル
コークス、石油コークスがあり、また、有機高分子化合
物焼成体としては、例えばフラン樹脂等を適当な温度で
焼成し炭素化したものがある。また、（００２）面の面
間隔が０．３７０ｎｍ以上、真比重が１．７０ｇ／ｃｃ
未満であり、且つ空気気流中における示差熱分析で７０
０℃以上に発熱ピークを有しない炭素材料が好ましい。
るが、リチウムをドープ、且つ脱ドープが可能なもので
あれば良く、２０００℃以下の比較的低い温度で焼成し
て得られる低結晶性炭素材料や、結晶化しやすい原料を
３０００℃ 近くの温度で処理した人造黒鉛や、天然黒
鉛等の高結晶性材料が用いられる。例えば、熱分解炭素
類、コークス類、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子
化合物焼成体、炭素繊維、活性炭等が使用可能である。
コークス類としては、例えばピッチコークス、ニードル
コークス、石油コークスがあり、また、有機高分子化合
物焼成体としては、例えばフラン樹脂等を適当な温度で
焼成し炭素化したものがある。また、（００２）面の面
間隔が０．３７０ｎｍ以上、真比重が１．７０ｇ／ｃｃ
未満であり、且つ空気気流中における示差熱分析で７０
０℃以上に発熱ピークを有しない炭素材料が好ましい。
【００１８】電解液としては、リチウム塩を支持電解質
とし、これを有機溶媒に溶解させた電解液が用いられ
る。ここで、有機溶媒としては、プロピレンカーボネー
ト、エチレンカーボネート、１，２−ジメトキシエタ
ン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、
テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、
１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソ
ラン、スルホラン、メチルスルホラン、ジメチルカーボ
ネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネ
ート、メチルプロピルカーボネート等が使用可能であ
る。
とし、これを有機溶媒に溶解させた電解液が用いられ
る。ここで、有機溶媒としては、プロピレンカーボネー
ト、エチレンカーボネート、１，２−ジメトキシエタ
ン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、
テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、
１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソ
ラン、スルホラン、メチルスルホラン、ジメチルカーボ
ネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネ
ート、メチルプロピルカーボネート等が使用可能であ
る。
【００１９】電解質としては、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＡｓ
Ｆ6 、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＢ（Ｃ
6 Ｈ5 ）4 、ＣＨ3 ＳＯ3 Ｌｉ、ＣＦ3 ＳＯ3 Ｌｉ、Ｌ
ｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 、ＬｉＣ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）3 、
ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ等が使用可能である。
Ｆ6 、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＢ（Ｃ
6 Ｈ5 ）4 、ＣＨ3 ＳＯ3 Ｌｉ、ＣＦ3 ＳＯ3 Ｌｉ、Ｌ
ｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 、ＬｉＣ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）3 、
ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ等が使用可能である。
【００２０】
【実施例】つぎに、本発明に係わる非水電解液二次電池
と正極バインダーについて、図１と、作成した実施例１
〜８、および比較例１〜９の構成と特性測定結果を参照
して説明する。尚、本発明はこれら実施例に何ら限定さ
れるものではない。
と正極バインダーについて、図１と、作成した実施例１
〜８、および比較例１〜９の構成と特性測定結果を参照
して説明する。尚、本発明はこれら実施例に何ら限定さ
れるものではない。
【００２１】実施例１ 正極を次のようにして作製した。炭酸コバルトと炭酸リ
チウムをＬｉ／Ｃｏ＝１の比率で混合し、これを空気
中、９００℃で５時間焼成しＬｉＣｏＯ2 を得た。この
材料についてＸ線回折測定を行った結果、ＪＣＰＤＳカ
ードと良く一致していた。
チウムをＬｉ／Ｃｏ＝１の比率で混合し、これを空気
中、９００℃で５時間焼成しＬｉＣｏＯ2 を得た。この
材料についてＸ線回折測定を行った結果、ＪＣＰＤＳカ
ードと良く一致していた。
【００２２】このＬｉＣｏＯ2 を８９重量％、導電剤と
してグラファイトを６重量％、バインダーとしてポリフ
ッ化ビニリデンとポリイミドの混合体を５重量％の割合
で混合して正極合剤を作製し、溶剤となるＮ−メチル−
２−ピロリドンに分散させてペースト状のスラリーに
し、このスラリーを正極集電体となるアルミニウム箔の
両面に塗布し、乾燥後、ローラープレス機で圧縮成型を
行い正極を形成した。このとき、ポリフッ化ビニリデン
とポリイミドの混合体の混合比は、ポリフッ化ビニリデ
ンを９５．０重量％、ポリイミドを５．０重量％とし
た。尚、ポリイミドとしてソニ−・ケミカル株式会社製
のＮＩＶ１００１を使用し、その体積膨張率は２％であ
った。
してグラファイトを６重量％、バインダーとしてポリフ
ッ化ビニリデンとポリイミドの混合体を５重量％の割合
で混合して正極合剤を作製し、溶剤となるＮ−メチル−
２−ピロリドンに分散させてペースト状のスラリーに
し、このスラリーを正極集電体となるアルミニウム箔の
両面に塗布し、乾燥後、ローラープレス機で圧縮成型を
行い正極を形成した。このとき、ポリフッ化ビニリデン
とポリイミドの混合体の混合比は、ポリフッ化ビニリデ
ンを９５．０重量％、ポリイミドを５．０重量％とし
た。尚、ポリイミドとしてソニ−・ケミカル株式会社製
のＮＩＶ１００１を使用し、その体積膨張率は２％であ
った。
【００２３】負極を次のようにして作製した。負極活物
質として、出発原料に石油ピッチを用い、これを酸素を
含む官能基を１０〜２０％導入して酸素架橋した後、不
活性ガス中１０００℃で焼成し、得られたガラス状炭素
材料に近い性質の難黒鉛化炭素材料を用いた。この難黒
鉛化炭素材料を９０重量％、バインダーとしてポリフッ
化ビニリデンを１０重量％の割合で混合して負極合剤を
作製し、溶剤となるＮ−メチル−２−ピロリドンに分散
させてペースト状のスラリーにした。更に、このスラリ
ーを負極集電体となる銅箔の両面に塗布し、乾燥後、ロ
ーラープレス機で圧縮成型を行い負極を形成した。
質として、出発原料に石油ピッチを用い、これを酸素を
含む官能基を１０〜２０％導入して酸素架橋した後、不
活性ガス中１０００℃で焼成し、得られたガラス状炭素
材料に近い性質の難黒鉛化炭素材料を用いた。この難黒
鉛化炭素材料を９０重量％、バインダーとしてポリフッ
化ビニリデンを１０重量％の割合で混合して負極合剤を
作製し、溶剤となるＮ−メチル−２−ピロリドンに分散
させてペースト状のスラリーにした。更に、このスラリ
ーを負極集電体となる銅箔の両面に塗布し、乾燥後、ロ
ーラープレス機で圧縮成型を行い負極を形成した。
【００２４】ついで図１に示すように、上述したように
して作製した負極１および正極２を厚さ２５μｍの微多
孔性ポリプロピレンフィルムからなるセパレータ３を介
して、負極１、セパレータ３、正極２、セパレータ３の
順に積層して、これをセンターピン１４を中心にして多
数回巻回し、渦巻型電極体を作製した。
して作製した負極１および正極２を厚さ２５μｍの微多
孔性ポリプロピレンフィルムからなるセパレータ３を介
して、負極１、セパレータ３、正極２、セパレータ３の
順に積層して、これをセンターピン１４を中心にして多
数回巻回し、渦巻型電極体を作製した。
【００２５】このようにして作製した渦巻型電極体を電
池缶５内に収納し、渦巻型電極の上下両面には絶縁板４
を配設し、アルミニウム製の正極リード１３を正極集電
体１１から導出して電池蓋７に、また、ニッケル製の負
極リード１２を負極集電体１０から導出して電池缶５に
溶接した。
池缶５内に収納し、渦巻型電極の上下両面には絶縁板４
を配設し、アルミニウム製の正極リード１３を正極集電
体１１から導出して電池蓋７に、また、ニッケル製の負
極リード１２を負極集電体１０から導出して電池缶５に
溶接した。
【００２６】この電池缶５の中に、プロピレンカーボネ
ート５０体積％とジエチルカーボネート５０体積％の混
合溶媒にＬｉＰＦ6 を１ｍｏｌ／ｌの割合で溶解した電
解液を注入した。ついで、アスファルトを塗布した封口
ガスケット６を介して電池缶５をかしめることにより、
安全弁装置８、電池蓋７を固定し、直径１８ｍｍ、高さ
６５ｍｍの円筒型非水電解液二次電池を作製した。
ート５０体積％とジエチルカーボネート５０体積％の混
合溶媒にＬｉＰＦ6 を１ｍｏｌ／ｌの割合で溶解した電
解液を注入した。ついで、アスファルトを塗布した封口
ガスケット６を介して電池缶５をかしめることにより、
安全弁装置８、電池蓋７を固定し、直径１８ｍｍ、高さ
６５ｍｍの円筒型非水電解液二次電池を作製した。
【００２７】実施例２〜実施例４ ポリフッ化ビニリデンとポリイミドＮＩＶ１００１との
バインダー組成比が表１に示すものを用いたこと以外
は、実施例１と同様にして円筒型非水電解液二次電池を
作製した。
バインダー組成比が表１に示すものを用いたこと以外
は、実施例１と同様にして円筒型非水電解液二次電池を
作製した。
【００２８】比較例１〜比較例３ ポリフッ化ビニリデンとポリイミドＮＩＶ１００１との
バインダー組成比が表１に示すものを用いたこと以外
は、実施例１と同様にして円筒型非水電解液二次電池を
作製した。
バインダー組成比が表１に示すものを用いたこと以外
は、実施例１と同様にして円筒型非水電解液二次電池を
作製した。
【００２９】
【表１】
【００３０】実施例５〜実施例８ バインダーを、ポリフッ化ビニリデンとソニー・ケミカ
ル株式会社製のポリイミドＥ１の混合体とし、その組成
比が表２に示すものを用いたこと以外は、実施例１と同
様にして円筒型非水電解液二次電池を作製した。尚、ポ
リイミドＥ１の体積膨張率は２０％である。
ル株式会社製のポリイミドＥ１の混合体とし、その組成
比が表２に示すものを用いたこと以外は、実施例１と同
様にして円筒型非水電解液二次電池を作製した。尚、ポ
リイミドＥ１の体積膨張率は２０％である。
【００３１】比較例４〜比較例５ バインダーを、ポリフッ化ビニリデンとソニー・ケミカ
ル株式会社製のポリイミドＥ１の混合体とし、その組成
比が表２に示すものを用いたこと以外は、実施例１と同
様にして円筒型非水電解液二次電池を作製した。
ル株式会社製のポリイミドＥ１の混合体とし、その組成
比が表２に示すものを用いたこと以外は、実施例１と同
様にして円筒型非水電解液二次電池を作製した。
【００３２】
【表２】
【００３３】比較例６〜比較例９ バインダーを、ポリフッ化ビニリデンとソニー・ケミカ
ル株式会社製のポリイミドＮＩＶ１２００の混合体と
し、その組成比が表３に示すものを用いたこと以外は、
実施例１と同様にして円筒型非水電解液二次電池を作製
した。尚、ポリイミドＮＩＶ１２００の体積膨張率は３
４％である。
ル株式会社製のポリイミドＮＩＶ１２００の混合体と
し、その組成比が表３に示すものを用いたこと以外は、
実施例１と同様にして円筒型非水電解液二次電池を作製
した。尚、ポリイミドＮＩＶ１２００の体積膨張率は３
４％である。
【００３４】
【表３】
【００３５】上述したようにして作製した実施例１〜
８、比較例１〜９の円筒型非水電解液二次電池につい
て、２３℃、４５℃、６０℃の各温度において、充電電
圧４．２０Ｖ、充電電流１０００ｍＡ、充電時間２．５
ｈの条件で充電を行い、その後、放電電流７００ｍＡ、
終止電圧２．７５Ｖの条件で放電を繰り返し行い、初回
の放電容量と２００回目の放電容量の比を求めた。その
結果を前掲の表１〜３に示す。また、環境温度２３℃、
１ＫＨｚにおける電池の内部インピーダンスを測定し、
その結果も表１〜３に示す。
８、比較例１〜９の円筒型非水電解液二次電池につい
て、２３℃、４５℃、６０℃の各温度において、充電電
圧４．２０Ｖ、充電電流１０００ｍＡ、充電時間２．５
ｈの条件で充電を行い、その後、放電電流７００ｍＡ、
終止電圧２．７５Ｖの条件で放電を繰り返し行い、初回
の放電容量と２００回目の放電容量の比を求めた。その
結果を前掲の表１〜３に示す。また、環境温度２３℃、
１ＫＨｚにおける電池の内部インピーダンスを測定し、
その結果も表１〜３に示す。
【００３６】以上の結果から、ポリフッ化ビニリデンと
体積膨張率が２０％以下のポリイミドの混合体を正極バ
インダーとして用い、且つ、バインダー中のポリイミド
の組成比を５重量％以上、９０重量％以下とすることに
より、初回の充電容量が大きく、且つ高温環境下でのサ
イクル特性に優れた非水電解液二次電池が得られること
が分かる。
体積膨張率が２０％以下のポリイミドの混合体を正極バ
インダーとして用い、且つ、バインダー中のポリイミド
の組成比を５重量％以上、９０重量％以下とすることに
より、初回の充電容量が大きく、且つ高温環境下でのサ
イクル特性に優れた非水電解液二次電池が得られること
が分かる。
【００３７】一方、ポリイミドの組成比が５重量％未満
の場合、高温環境下でのサイクル特性が改善されなかっ
た。また、ポリイミドの組成比が９０重量％を越えた場
合、電池の内部インピーダンスが大きくなり、放電容量
が低下した。更に、ポリフッ化ビニリデンと体積膨張率
が２０％を越えるポリイミドの混合体を正極バインダー
として用いた場合、高温環境下でのサイクル特性は改善
されなかった。
の場合、高温環境下でのサイクル特性が改善されなかっ
た。また、ポリイミドの組成比が９０重量％を越えた場
合、電池の内部インピーダンスが大きくなり、放電容量
が低下した。更に、ポリフッ化ビニリデンと体積膨張率
が２０％を越えるポリイミドの混合体を正極バインダー
として用いた場合、高温環境下でのサイクル特性は改善
されなかった。
【００３８】尚、実施例１〜８において体積膨張率が２
０％以下のポリイミドとして、ソニー・ケミカル株式会
社製のポリイミドＮＩＶ１００１、およびＥ１を用いた
が、これに限定するものではない。
０％以下のポリイミドとして、ソニー・ケミカル株式会
社製のポリイミドＮＩＶ１００１、およびＥ１を用いた
が、これに限定するものではない。
【００３９】つぎに、本発明に係わる非水電解液二次電
池と負極バインダーについて、図１と、作成した実施例
９〜１４、および比較例１０〜１３の構成と特性測定結
果を参照して説明する。尚、負極バインダーに混合する
芳香族ポリアミドとして、ポリパラフェニレンテレフタ
ルアミド（以下、「ＰＰＴＡ」と略記する）を用いる。
池と負極バインダーについて、図１と、作成した実施例
９〜１４、および比較例１０〜１３の構成と特性測定結
果を参照して説明する。尚、負極バインダーに混合する
芳香族ポリアミドとして、ポリパラフェニレンテレフタ
ルアミド（以下、「ＰＰＴＡ」と略記する）を用いる。
【００４０】実施例９ 正極として実施例１と同様にして得られたＬｉＣｏＯ2
を用いた。このＬｉＣｏＯ2 を９１重量％、導電剤とし
てグラファイトを６重量％、バインダーとしてポリフッ
化ビニリデンを３重量％の割合で混合して正極合剤を作
製し、溶剤となるＮ−メチル−２−ピロリドンに分散さ
せてペースト状のスラリーにし、このスラリーを正極集
電体となるアルミニウム箔の両面に塗布し、乾燥後、ロ
ーラープレス機で圧縮成型を行い正極を形成した。
を用いた。このＬｉＣｏＯ2 を９１重量％、導電剤とし
てグラファイトを６重量％、バインダーとしてポリフッ
化ビニリデンを３重量％の割合で混合して正極合剤を作
製し、溶剤となるＮ−メチル−２−ピロリドンに分散さ
せてペースト状のスラリーにし、このスラリーを正極集
電体となるアルミニウム箔の両面に塗布し、乾燥後、ロ
ーラープレス機で圧縮成型を行い正極を形成した。
【００４１】負極として実施例１と同様にして得られた
難黒鉛化炭素材料を用いた。この難黒鉛化炭素材料を９
０重量％、バインダーとしてポリフッ化ビニリデンとＰ
ＰＴＡの混合体を１０重量％の割合で混合して負極合剤
を作製し、溶剤となるＮ−メチル−２−ピロリドンに分
散させてペースト状のスラリーにした。このとき、ポリ
フッ化ビニリデンとＰＰＴＡとの混合比を９９．０重量
％：１．０重量％とした。更に、このスラリーを負極集
電体となる銅箔の両面に塗布し、乾燥後、ローラープレ
ス機で圧縮成型を行い負極を形成した。
難黒鉛化炭素材料を用いた。この難黒鉛化炭素材料を９
０重量％、バインダーとしてポリフッ化ビニリデンとＰ
ＰＴＡの混合体を１０重量％の割合で混合して負極合剤
を作製し、溶剤となるＮ−メチル−２−ピロリドンに分
散させてペースト状のスラリーにした。このとき、ポリ
フッ化ビニリデンとＰＰＴＡとの混合比を９９．０重量
％：１．０重量％とした。更に、このスラリーを負極集
電体となる銅箔の両面に塗布し、乾燥後、ローラープレ
ス機で圧縮成型を行い負極を形成した。
【００４２】更に、上述したようにして作製した正極お
よび負極を用いて、実施例１と同様の円筒型非水電解液
二次電池を作製した。
よび負極を用いて、実施例１と同様の円筒型非水電解液
二次電池を作製した。
【００４３】実施例１０〜実施例１４ バインダー組成比が表４に示すものであること以外は、
実施例９と同様にして円筒型非水電解液二次電池を作製
した。
実施例９と同様にして円筒型非水電解液二次電池を作製
した。
【００４４】比較例１０〜比較例１３ バインダー組成比が表４に示すものであること以外は、
実施例９と同様にして円筒型非水電解液二次電池を作製
した。
実施例９と同様にして円筒型非水電解液二次電池を作製
した。
【００４５】
【表４】
【００４６】上述したようにして作製した実施例９〜１
４、比較例１０〜１３の円筒型非水電解液二次電池につ
いて、２３℃、４５℃、６０℃の各温度において、充電
電圧４．２０Ｖ、充電電流１０００ｍＡ、充電時間２．
５ｈの条件で充電を行い、その後、放電電流７００ｍ
Ａ、終止電圧２．７５Ｖの条件で放電を繰り返し行い、
初回の放電容量と２００回目の放電容量の比を求めた。
その結果を前掲の表４に示す。また、環境温度２３℃、
１ＫＨｚにおける電池の内部インピーダンスを測定し、
その結果も表４に示す。
４、比較例１０〜１３の円筒型非水電解液二次電池につ
いて、２３℃、４５℃、６０℃の各温度において、充電
電圧４．２０Ｖ、充電電流１０００ｍＡ、充電時間２．
５ｈの条件で充電を行い、その後、放電電流７００ｍ
Ａ、終止電圧２．７５Ｖの条件で放電を繰り返し行い、
初回の放電容量と２００回目の放電容量の比を求めた。
その結果を前掲の表４に示す。また、環境温度２３℃、
１ＫＨｚにおける電池の内部インピーダンスを測定し、
その結果も表４に示す。
【００４７】以上の結果から、ポリフッ化ビニリデンと
芳香族ポリアミドの混合体を負極バインダーとして用
い、且つ、バインダー中の芳香族ポリアミドの組成比を
１重量％以上、９０重量％以下とすることにより、初回
の充電容量が大きく、且つ高温環境下でのサイクル特性
に優れた非水電解液二次電池が得られることが分かる。
芳香族ポリアミドの混合体を負極バインダーとして用
い、且つ、バインダー中の芳香族ポリアミドの組成比を
１重量％以上、９０重量％以下とすることにより、初回
の充電容量が大きく、且つ高温環境下でのサイクル特性
に優れた非水電解液二次電池が得られることが分かる。
【００４８】一方、芳香族ポリアミドの組成比が１重量
％未満の場合、高温環境下でのサイクル特性は改善され
なかった。また、芳香族ポリアミドの組成比が９０重量
％を越えた場合、電池の内部インピーダンスが大きくな
り、放電容量が低下することが観測された。
％未満の場合、高温環境下でのサイクル特性は改善され
なかった。また、芳香族ポリアミドの組成比が９０重量
％を越えた場合、電池の内部インピーダンスが大きくな
り、放電容量が低下することが観測された。
【００４９】尚、実施例９〜１４において芳香族ポリア
ミドとして、ＰＰＴＡを用いたが、これに限定するもの
ではない。
ミドとして、ＰＰＴＡを用いたが、これに限定するもの
ではない。
【００５０】また、上述した実施例１〜１４の正極活物
質としてＬｉX ＣｏＯ2 を用いたが、これに限定するも
のでなく、、ＬｉX ＮｉＯ2 、ＬｉX Ｍｎ2 Ｏ4 、Ｌｉ
X Ｃｏy Ｎｉ1-y Ｏ2 等のリチウム複合酸化物を用いて
もよい。更に、円筒型の電池に限ることなく、角型、扁
平型、コイン型、ボタン型に用いてもよいことは当然で
ある。
質としてＬｉX ＣｏＯ2 を用いたが、これに限定するも
のでなく、、ＬｉX ＮｉＯ2 、ＬｉX Ｍｎ2 Ｏ4 、Ｌｉ
X Ｃｏy Ｎｉ1-y Ｏ2 等のリチウム複合酸化物を用いて
もよい。更に、円筒型の電池に限ることなく、角型、扁
平型、コイン型、ボタン型に用いてもよいことは当然で
ある。
【００５１】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、ポリ
フッ化ビニリデンと体積膨張率が２０％以下のポリイミ
ドの混合体を正極バインダーとして用い、且つ、バイン
ダー中のポリイミドの組成比を５重量％以上、９０重量
％以下とすることにより、また、ポリフッ化ビニリデン
と芳香族ポリアミドの混合体を負極バインダーとして用
い、且つ、バインダー中の芳香族ポリアミドの組成比を
１重量％以上、９０重量％以下とすることにより、高温
環境下でのサイクル特性に優れた非水電解液二次電池の
提供が可能となる。
フッ化ビニリデンと体積膨張率が２０％以下のポリイミ
ドの混合体を正極バインダーとして用い、且つ、バイン
ダー中のポリイミドの組成比を５重量％以上、９０重量
％以下とすることにより、また、ポリフッ化ビニリデン
と芳香族ポリアミドの混合体を負極バインダーとして用
い、且つ、バインダー中の芳香族ポリアミドの組成比を
１重量％以上、９０重量％以下とすることにより、高温
環境下でのサイクル特性に優れた非水電解液二次電池の
提供が可能となる。
【図１】 本発明に係わる非水電解液二次電池の側面断
面図である。
面図である。
１…負極、２…正極、３…セパレータ、４…絶縁板、５
…電池缶、６…封口ガスケット、７…電池蓋、８…安全
弁装置、１０…負極集電体、１１…正極集電体、１２…
負極リード、１３…正極リード、１４…センターピン
…電池缶、６…封口ガスケット、７…電池蓋、８…安全
弁装置、１０…負極集電体、１１…正極集電体、１２…
負極リード、１３…正極リード、１４…センターピン
Claims (4)
- 【請求項１】 リチウム含有化合物を用いた正極と、リ
チウムをドープし、且つ脱ドープ可能な材料を用いた負
極と、非水電解液とからなる非水電解液二次電池におい
て、 正極および負極の少なくとも一方のバインダーとして、
ポリフッ化ビニリデンを有し、 更に、前記正極のバインダーにはポリイミドが混合され
ると共に、前記負極のバインダーには芳香族ポリアミド
が混合されていることを特徴とする非水電解液二次電
池。 - 【請求項２】 前記ポリイミドの体積膨張率は２０％以
下であることを特徴とする、請求項１に記載の非水電解
液二次電池。 - 【請求項３】 前記正極のバインダーに混合される前記
ポリイミドの組成比は、５重量％以上、９０重量％以下
であることを特徴とする、請求項１に記載の非水電解液
二次電池。 - 【請求項４】 前記負極のバインダーに混合される前記
芳香族ポリアミドの組成比は、１重量％以上、９０重量
％以下であることを特徴とする、請求項１に記載の非水
電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9212228A JPH1131513A (ja) | 1997-05-13 | 1997-08-06 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12262897 | 1997-05-13 | ||
| JP9-122628 | 1997-05-13 | ||
| JP9212228A JPH1131513A (ja) | 1997-05-13 | 1997-08-06 | 非水電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1131513A true JPH1131513A (ja) | 1999-02-02 |
Family
ID=26459722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9212228A Pending JPH1131513A (ja) | 1997-05-13 | 1997-08-06 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1131513A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001345103A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-12-14 | Toyo Tanso Kk | 二次電池用負極材及びそれを用いたリチウムイオン二次電池及び二次電池用負極材の製造方法 |
| EP1217674A2 (en) * | 2000-12-15 | 2002-06-26 | Wilson Greatbatch Ltd. | Electrochemical cell having an electrode of silver vanadium oxide coated to a current collector |
| EP1221732A3 (en) * | 2000-11-29 | 2002-07-17 | Wilson Greatbatch Ltd. | Electrodes containing a heat-treated polyamic acid-pvdf binder mixture |
| KR20030047038A (ko) * | 2001-12-07 | 2003-06-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 전지의 복합 결합제 |
| WO2007125712A1 (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Dupont Teijin Advanced Papers, Ltd. | 電極シートの製造方法 |
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| CN113711396A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-11-26 | 东莞新能源科技有限公司 | 一种电化学装置和电子装置 |
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| WO2023236104A1 (zh) * | 2022-06-08 | 2023-12-14 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 二次电池、其制备方法和含有该二次电池的用电装置 |
-
1997
- 1997-08-06 JP JP9212228A patent/JPH1131513A/ja active Pending
Cited By (19)
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| CN113711396A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-11-26 | 东莞新能源科技有限公司 | 一种电化学装置和电子装置 |
| CN113711396B (zh) * | 2020-11-27 | 2022-12-27 | 东莞新能源科技有限公司 | 一种电化学装置和电子装置 |
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