JPWO2014068930A1 - 非水電解質二次電池 - Google Patents
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Abstract
Description
実験例1〜10、13〜15で使用したリチウムコバルト複合酸化物(LiCoO2)からなる正極活物質は次のようにして調製した。コバルト源としては、炭酸コバルト(CoCO3)を熱分解反応させて得た四酸化三コバルト(Co3O4)を用いた。これに、リチウム源としての炭酸リチウム(Li2CO3)を混合し、空気雰囲気下において850℃で20時間焼成して、リチウムコバルト複合酸化物を得た。これを乳鉢で平均粒径14μmまで粉砕した。
実験例1〜12、14、15に共通する負極極板は次のようにして作製した。負極活物質としての黒鉛粉末と、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース(CMC)と、結着剤としてのスチレンブタジエンゴム(SBR)とを、95:3:2(質量比)の割合で均一に混合した後、適量の水に分散させて負極活物質合剤スラリーを調製した。この負極活物質合剤スラリーを厚さ10μmの銅箔製の負極集電体の両面に、ドクターブレード法により塗布した後、乾燥機内に通して水を乾燥除去することで、負極集電体の両面に負極活物質合剤層を形成した。その後、負極極板をロールプレス機によって圧延し、所定の大きさに切り出して、実験例1〜12、14、15で共通して使用する負極極板を作製した。
実験例13の負極極板は次のようにして作製した。
(1)酸化ケイ素負極活物質の調製
組成がSiOx(x=1)の粒子を粉砕・分級して平均粒子径が6μmとなるように粒度を調整した後、約1000℃に昇温し、アルゴン雰囲気下でCVD法によりこの粒子の表面を炭素で被覆した。そして、これを解砕・分級して酸化ケイ素負極活物質を調製した。
核となる鱗片状人造黒鉛と、この核の表面を被覆して非晶質炭素となる炭素前駆体としての石油ピッチとを準備した。これらを不活性ガス雰囲気下で加熱しながら混合し、焼成した。その後、粉砕・分級して、平均粒径が22μmであり、表面が非晶質炭素で被覆された黒鉛を調製した。
上述のようにして調製された黒鉛と酸化ケイ素とを質量比で96.5:3.5となるように混合したシリコン酸化物複合黒鉛を負極活物質として用いた。この負極活物質と、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース(CMC)と、結着剤としてのスチレンブタジエンゴム(SBR)とを、負極活物質(黒鉛+SiO):CMC:SBRの質量比が97:1.5:1.5となるように水に分散させて負極活物質合剤スラリーを調製した。この負極活物質合剤スラリーを、厚さ8μmの銅製の集電体の両面にドクターブレード法により塗布して負極活物質合剤層を形成し、次いで、乾燥して水分を除去した後、圧縮ローラーを用いて所定厚さに圧延し、所定サイズに裁断して、実験例13で使用する負極極板を作製した。
上記のようにして作製された各実験例に係る正極極板と負極極板とにそれぞれ集電タブを溶接した後、厚さ12μmのポリエチレン製微多孔膜からなるセパレータを間に挟んで巻き取り機により巻回し、巻回終端部に絶縁性の巻き止めテープを取り付け、プレスすることによって、各実験例に係る偏平状の巻回電極体を作製した。
非水電解液としては、エチレンカーボネ一ト(EC)及びメチルエチルカーボネート(MEC)を、1気圧、25℃での体積比で70:30となるよう混合した非水溶媒に、電解質塩としてのヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)を1mol/Lとなるように溶解させ、実験例1〜15で共通して使用する非水電解液を調製した。
上記のようにして作製した正極極板及び負極極板を、ポリエチレン製微多孔質膜からなるセパレータを介して巻回し、最外周にポリプロピレン製のテープを張り付けて円筒状の巻回電極体を作製した。次いで、これをプレスして偏平状の巻回電極体とした。また、樹脂層(ポリプロピレン)/接着剤層/アルミニウム合金層/接着剤層/樹脂層(ポリプロピレン)の5層構造からなるシート状のラミネート材を用意し、このラミネート材を折り返して底部を形成するとともにカップ状の電極体収納空間を形成した。次いで、アルゴン雰囲気下のグローブボックス内で偏平状の巻回電極体と非水電解質とをカップ状の電極体収納空間に挿入した。この後、ラミネート外装体内部を減圧してセパレータ内部に非水電解質を含浸させ、ラミネート外装体の開口部を封止した。このようにして、高さ62mm、幅35mm、厚み3.6mm(封止部を除外した寸法)の非水電解質二次電池を作製した。得られた非水電解質二次電池の設計容量は、充電終止電圧が4.50V(リチウム基準)で、800mAhであった。
ここで、実験例1〜15に共通するラミネート形非水電解質二次電池の構成について、図1を用いて説明する。ラミネート形非水電解質二次電池10は、ラミネート外装体12と、正極板と負極板とを備え、偏平状に形成された巻回電極体14と、この巻回電極体14の正極板に接続された正極集電タブ16と、この巻回電極体14の負極板に接続された負極集電タブ18とを有している。巻回電極体14は、それぞれが帯状である正極板、負極板及びセパレータを有し、正極板と負極板とがセパレータを介して互いに絶縁された状態で巻回されるようにして構成されている。
以上のようにして得られた実験例1〜14に係る非水電解質二次電池について、それぞれ以下の充放電試験により高温充放電サイクル後の容量維持率を測定した。まず、50℃において、1It(=800mA)の定電流で電池電圧が4.4V(正極電位はリチウム基準で4.5V)となるまで充電し、電池電圧が4.4Vに達した後は4.4Vの定電圧で1/50It(=16mA)となるまで充電を行った。そして、1It(=800mA)の定電流で電池電圧が2.75Vになるまで放電し、電池電圧が2.75Vに達した後の電池厚みD1を測定した。
実験例1、4、13及び14については、正極極板作製後20mm×50mmのサイズに切り出して2端子法で電気抵抗を測定することで、正極極板表面の電気抵抗を測定した。結果を実験例14及び15の測定結果を実験例4及び1の測定結果とともに表4に、それぞれまとめて示した。
12 :ラミネート外装体
14 :巻回電極体
16 :正極集電タブ
18 :負極集電タブ
22 :凹部
24 :端部
26 :樹脂部材
Claims (3)
- リチウムイオンを吸蔵・放出する正極活物質と、導電剤と、結着剤とを含む正極合剤層が形成された正極極板と、
リチウムイオンを吸蔵・放出する負極活物質を含む負極合剤層が形成された負極極板と、
非水電解液と、
セパレータと、
を備え、
前記正極合剤層は分散剤を含有しており、
前記正極合剤層中の前記正極活物質量の含有量は97質量%以上であり、
前記正極合剤層中の前記導電剤と前記結着剤との含有比率は1.00〜1.67であり、
前記結着剤はカルボキシル基ないしカルボキシル基誘導体を末端官能基に有するポリフッ化ビニリデンである、
非水電解質二次電池。 - 前記分散剤は、メチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース及びポリビニルプロパノールから選択された少なくとも1種である、請求項1に記載の非水電解質二次電池。
- 前記正極極板の表面抵抗は900Ω以下である、請求項1又は2に記載の非水電解質二次電池。
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JP2010033957A (ja) * | 2008-07-30 | 2010-02-12 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | リチウム二次電池用正極合剤ペースト |
JP2010097817A (ja) * | 2008-10-16 | 2010-04-30 | Toyo Ink Mfg Co Ltd | リチウム二次電池用正極合剤ペースト |
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