JP2014041698A - Positive electrode plate for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary batter using the same - Google Patents
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Abstract
【課題】正極集電体に塗布形成される正極合剤層の導電材配置を制御することにより、高電位で高放電容量の電池を実現するために導電材および結着材といった添加物を極限まで低減させても面積抵抗の上昇を抑制し、かつ欠陥などにより正極合剤層と負極合剤層とが直接接触するモードにおいて発生する短絡不良を低減できることを目的とするものである。
【解決手段】正極活物質2と導電材3および結着材4を分散媒にて混練分散した正極合剤塗料を正極集電体1の上に塗着させて正極合剤層5を形成した非水系二次電池用正極板であって、正極活物質2と正極集電体1の接続点に複数の相互に導通接触した導電材3aおよび正極活物質2どうしの接続点に複数の相互に導通接触した導電材3bを有する構成とし、さらに正極活物質2と正極集電体1との間の導電材3aの数を少なく配置することを特徴とするものである。
【選択図】図1In order to realize a battery having a high potential and a high discharge capacity by controlling the arrangement of a conductive material of a positive electrode mixture layer formed on a positive electrode current collector, additives such as a conductive material and a binder are limited. It is an object of the present invention to suppress an increase in sheet resistance even when reduced to a low level and to reduce short-circuit defects that occur in a mode in which the positive electrode mixture layer and the negative electrode mixture layer are in direct contact due to defects or the like.
A positive electrode mixture layer is formed by applying a positive electrode mixture paint obtained by kneading and dispersing a positive electrode active material, a conductive material, and a binder in a dispersion medium onto a positive electrode current collector. A positive electrode plate for a non-aqueous secondary battery, wherein a plurality of conductive materials 3a that are in conductive contact with a connection point between the positive electrode active material 2 and the positive electrode current collector 1 and a plurality of connection points between the positive electrode active materials 2 are connected to each other. The conductive material 3b is in conductive contact, and the number of conductive materials 3a between the positive electrode active material 2 and the positive electrode current collector 1 is further reduced.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、リチウムイオン電池に代表される非水系二次電池に関し、特に非水系二次電池用正極板およびこれを用いた非水系二次電池に関するものである。 The present invention relates to a non-aqueous secondary battery represented by a lithium ion battery, and more particularly to a positive electrode plate for a non-aqueous secondary battery and a non-aqueous secondary battery using the same.
近年、携帯用電子機器の電源として利用が広がっている非水系二次電池としてのリチウムイオン二次電池は、負極にリチウムの吸蔵および放出が可能な炭素質材料等を用い、正極にLiCoO2等の遷移金属とリチウムの複合酸化物を正極活物質として用いており、これによって、高電位で高放電容量のリチウムイオン二次電池を実現している。 In recent years, lithium ion secondary batteries as non-aqueous secondary batteries, which are widely used as power sources for portable electronic devices, use a carbonaceous material that can occlude and release lithium as a negative electrode, LiCoO 2 as a positive electrode, etc. Thus, a lithium-ion secondary battery having a high potential and a high discharge capacity is realized.
この非水系二次電池は、一般的に、上記の負極材料がその支持体である負極集電体に保持されてなる負極板、リチウムコバルト複合酸化物のようにリチウムイオンと可逆的に電気化学反応を行う正極活物質がその支持体である正極集電体に保持されてなる正極板および非水電解液を保持すると共に負極板と正極板との間に介在されて負極板と正極板との間に短絡が生じることを防止する多孔質絶縁体からなる。 This non-aqueous secondary battery generally has a negative electrode plate in which the above negative electrode material is held by a negative electrode current collector as a support, and reversibly electrochemically reacts with lithium ions like a lithium cobalt composite oxide. The positive electrode active material that performs the reaction holds the positive electrode plate held by the positive electrode current collector as the support and the non-aqueous electrolyte, and is interposed between the negative electrode plate and the positive electrode plate, It consists of the porous insulator which prevents that a short circuit arises between.
また、シート状または箔状に形成された正極板および負極板が、多孔質絶縁体を介して渦巻状に巻回されて発電要素としての電極群となる。さらに、その発電要素がステンレス製、ニッケルメッキを施した鉄製またはアルミニウム製等の金属からなる電池ケースに収納される。そして、非水電解液を電池ケース内に注液した後、電池ケースの開口端部に蓋板を密封固着して非水系二次電池が構成される。 Further, the positive electrode plate and the negative electrode plate formed in a sheet shape or a foil shape are spirally wound via a porous insulator to form an electrode group as a power generation element. Further, the power generation element is housed in a battery case made of metal such as stainless steel, nickel-plated iron, or aluminum. And after pouring nonaqueous electrolyte in a battery case, a cover plate is sealed and fixed to the opening edge part of a battery case, and a nonaqueous secondary battery is comprised.
ところで、非水系二次電池では長期間にわたって充放電を繰り返す必要があることから、電池の充放電サイクル特性(充放電の繰り返しによる電池容量変化特性を指す)の劣化をいかに小さく抑えて、電池寿命の延命を可能とするかが重要な課題となる。 By the way, since non-aqueous secondary batteries need to be repeatedly charged and discharged over a long period of time, the deterioration of the charge / discharge cycle characteristics of the battery (which indicates the battery capacity change characteristics due to repeated charge / discharge) can be suppressed to a minimum and the battery life can be reduced. It is an important issue to make it possible to prolong life.
非水系二次電池の充放電サイクル特性は、発電要素の構成に大きく支配され、特に、電子伝導性が他の部材と比較して小さい正極合剤層および負極合剤層の影響を大きく受ける。 The charge / discharge cycle characteristics of the non-aqueous secondary battery are largely governed by the configuration of the power generation element, and are particularly greatly affected by the positive electrode mixture layer and the negative electrode mixture layer whose electron conductivity is small compared to other members.
従って、正極集電体および負極集電体に塗布された正極合剤層および負極合剤層をいかに低抵抗でかつ抵抗のバラツキを抑えて形成するのかが高持続性電池実現の鍵となる。 Therefore, how to form the positive electrode mixture layer and the negative electrode mixture layer applied to the positive electrode current collector and the negative electrode current collector with low resistance and suppressing variation in resistance is the key to realizing a high sustainability battery.
しかし、正極集電体に正極合剤層を形成した正極板および負極集電体に負極合剤層を形成した負極板が低抵抗になると、欠陥などにより正極合剤層と負極合剤層とが直接接触するモードにおいて短絡電流が流れやすくなり、ジュール発熱により電池が高温になり不安全な状態となることが知られている。 However, when the positive electrode plate in which the positive electrode mixture layer is formed on the positive electrode current collector and the negative electrode plate in which the negative electrode mixture layer is formed on the negative electrode current collector have low resistance, the positive electrode mixture layer and the negative electrode mixture layer It is known that a short-circuit current is likely to flow in a mode in which the battery is in direct contact, and the battery becomes hot due to Joule heat generation, resulting in an unsafe state.
そこで、正極合剤層の体積抵抗を500Ω・cm以下に収めることにより内部抵抗の小さい出力特性に優れたリチウムイオン二次電池を提供すること、および、電池毎に内部抵抗がばらつかないように電極板の作製工程を管理する製造方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。 Therefore, providing a lithium ion secondary battery with excellent output characteristics with low internal resistance by keeping the volume resistance of the positive electrode mixture layer below 500 Ω · cm, and so that the internal resistance does not vary from battery to battery. A manufacturing method for managing the electrode plate manufacturing process has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
また、正極合剤層を形成する正極活物質、導電材および結着材の混合体の体積抵抗を0.1〜1.0Ω・cmの範囲に収めることにより短絡防止性能にも優れた安全性の高い高容量のリチウムイオン二次電池が提案されている(例えば特許文献2参照)。 Moreover, the safety which is excellent also in the short circuit prevention performance by keeping the volume resistance of the mixture of the positive electrode active material, the conductive material and the binder forming the positive electrode mixture layer in the range of 0.1 to 1.0 Ω · cm. A high-capacity lithium-ion secondary battery has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、高電位で高放電容量の電池を実現するためには、電極板の活物質密度を高くする必要があり、そのためには導電材および結着材といった添加物を極限まで低減する必要がある。しかし、単純に導電材および結着材の添加量を低減すると塗料の分散度が悪化し、集電体に塗布形成される合剤層の体積抵抗は上昇することがわかっている。また、結着材の偏析も起こりやすくなるため集電体と電極合剤層との密着力も低下してしまい、集電体と電極合剤層の界面抵抗を含む面積抵抗も上昇してしまう。 However, in order to realize a battery with a high potential and a high discharge capacity, it is necessary to increase the active material density of the electrode plate, and for that purpose, it is necessary to reduce additives such as a conductive material and a binder to the limit. . However, it has been found that simply reducing the addition amount of the conductive material and the binder deteriorates the degree of dispersion of the paint, and increases the volume resistance of the mixture layer formed on the current collector. In addition, since segregation of the binder is likely to occur, the adhesion between the current collector and the electrode mixture layer also decreases, and the area resistance including the interface resistance between the current collector and the electrode mixture layer also increases.
特に、本発明者らが正極集電体に塗布された正極合剤層の状態と電池特性の因果関係を調べたところ、正極合剤層のみの体積抵抗だけでは充放電サイクル特性を改善することができず、面積抵抗を低抵抗化しなければ充放電サイクル特性を改善できないことを見出した。 In particular, when the present inventors investigated the causal relationship between the state of the positive electrode mixture layer applied to the positive electrode current collector and the battery characteristics, the volume resistance of the positive electrode mixture layer alone can improve the charge / discharge cycle characteristics. It was found that charge / discharge cycle characteristics cannot be improved unless the sheet resistance is reduced.
このため、上述した特許文献1および2に示される従来技術では正極板の正極合剤層のみの体積抵抗しか言及されておらず充放電サイクル特性を改善するには不十分である。また、特許文献2に示されている正極合剤層のみの体積抵抗の規定範囲である0.1〜1.0Ω・cmでは、欠陥などにより正極合剤層と負極合剤層とが直接接触するモードにおいては短絡電流を抑制するには不十分であり、ジュール発熱により電池が高温になり不安全な状態となってしまうことがわかってきた。
For this reason, in the prior art shown in
本発明は上記従来の課題を鑑みてなされたもので、正極集電体に塗布形成される正極合剤層の導電材の配置を制御することにより、高電位で高放電容量の電池を実現するために導電材および結着材といった添加物を極限まで低減させても面積抵抗の上昇を抑制し、かつ欠陥などにより正極合剤層と負極合剤層とが直接接触するモードにおいて発生する短絡不良を低減することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and realizes a battery having a high potential and a high discharge capacity by controlling the arrangement of the conductive material of the positive electrode mixture layer formed on the positive electrode current collector. Therefore, even if the additives such as the conductive material and the binder are reduced to the utmost limit, the increase in sheet resistance is suppressed, and the short-circuit failure occurs in the mode in which the positive electrode mixture layer and the negative electrode mixture layer are in direct contact due to a defect or the like. The purpose is to reduce.
上記従来の課題を解決するために、本発明の非水系二次電池用正極板は正極活物質と導電材および結着材を分散媒にて混練分散した正極合剤塗料を正極集電体の上に塗着させて正極合剤層を形成した非水系二次電池用正極板であって、正極活物質と正極集電体の接続点および正極活物質どうしの接続点に複数の相互に導通接触した導電材を有する構成とし、さらに正極活物質と正極集電体との間の導電材を少なく配置することで導電材および結着材といった添加物を極限まで低減させても面積抵抗の上昇を抑制し、かつ欠陥などにより正極合剤層と負極合剤層とが直接接触するモードにおいて発生する短絡不良を低減できることを特徴とする。 In order to solve the above-described conventional problems, the positive electrode plate for a non-aqueous secondary battery according to the present invention uses a positive electrode mixture paint obtained by kneading and dispersing a positive electrode active material, a conductive material, and a binder in a dispersion medium. A positive electrode plate for a non-aqueous secondary battery that is coated on top of each other to form a positive electrode mixture layer, and a plurality of mutual conduction is established between a connection point between the positive electrode active material and the positive electrode current collector and a connection point between the positive electrode active materials. Increased sheet resistance even if the additive such as conductive material and binder is reduced to the limit by arranging the conductive material in contact and arranging few conductive materials between the positive electrode active material and the positive electrode current collector. And short circuit failure occurring in a mode in which the positive electrode mixture layer and the negative electrode mixture layer are in direct contact with each other due to defects or the like can be reduced.
本発明によれば、正極活物質と導電材および結着材を分散媒にて混練分散した正極合剤塗料を正極集電体の上に塗着させて正極合剤層を形成した非水系二次電池用正極板であって、正極活物質と正極集電体の接続点および正極活物質どうしの接続点に複数の相互に導通接触した導電材を有する構成とし、さらに正極活物質と正極集電体との間の導電材を少なく配置したことにより、高電位で高放電容量と高い充放電サイクル特性および高安全性を並立できる非水系二次電池用正極板を提供することができる。 According to the present invention, a non-aqueous two-layer coating in which a positive electrode mixture layer is formed by applying a positive electrode mixture paint obtained by kneading and dispersing a positive electrode active material, a conductive material, and a binder with a dispersion medium onto a positive electrode current collector. A positive electrode plate for a secondary battery, comprising a plurality of conductive materials in conductive contact with each other at a connection point between a positive electrode active material and a positive electrode current collector and at a connection point between the positive electrode active materials, and the positive electrode active material and the positive electrode current collector. By disposing a small amount of conductive material between the electric bodies, it is possible to provide a positive electrode plate for a non-aqueous secondary battery that can have high discharge capacity, high charge / discharge cycle characteristics, and high safety at a high potential.
本発明の第1の発明においては、正極活物質と導電材および結着材を分散媒にて混練分散した正極合剤塗料を正極集電体の上に塗着させて正極合剤層を形成した非水系二次電池用正極板であって、正極活物質と正極集電体の接続点および正極活物質どうしの接続点に複数の相互に導通接触した導電材を有する構成としかつ正極活物質と正極集電体との間の導電材を少なく配置したことで、導電材および結着材といった添加物を極限まで低減させても面積抵抗の上昇を抑制し、かつ欠陥などにより正極合剤層と負極合剤層とが直接接触するモードにおいて発生する短絡不良を低減することができ、高電位で高放電容量と高い充放電サイクル特性および高安全性を並立できる非水系二次電池用正極板を提供することができる。 In the first aspect of the present invention, a positive electrode mixture layer is formed by applying a positive electrode mixture paint obtained by kneading and dispersing a positive electrode active material, a conductive material and a binder in a dispersion medium onto a positive electrode current collector. A positive electrode plate for a non-aqueous secondary battery comprising a plurality of conductive materials in electrical contact with a connection point between a positive electrode active material and a positive electrode current collector and a connection point between positive electrode active materials, and a positive electrode active material By arranging a small amount of conductive material between the positive electrode current collector and the positive electrode current collector, even if the additives such as the conductive material and the binder are reduced to the utmost limit, the increase in sheet resistance is suppressed, and the positive electrode mixture layer due to defects etc. Positive electrode plate for non-aqueous secondary batteries that can reduce short-circuit failure that occurs in the mode in which the negative electrode mixture layer and the negative electrode mixture layer are in direct contact, and can have high discharge capacity, high charge / discharge cycle characteristics and high safety at a high potential Can be provided.
本発明の第2の発明においては、上記第1の発明に記載の非水系二次電池用正極板の面積抵抗を0.20〜1.50Ω・cm2としたことにより、さらに高電位で高放電容量と高い充放電サイクル特性および高安全性を並立することができる。 In the second invention of the present invention, the area resistance of the positive electrode plate for a non-aqueous secondary battery according to the first invention is set to 0.20 to 1.50 Ω · cm 2 , thereby further increasing the potential at a higher potential. The discharge capacity can be combined with high charge / discharge cycle characteristics and high safety.
本発明の第3の発明においては、少なくともリチウム含有複合酸化物よりなる正極活物質と導電材および結着材を分散媒にて混練分散した正極合剤塗料を正極集電体の上に塗着させて正極合剤層を形成した正極板と少なくともリチウムを保持しうる材料よりなる負極活物質と結着材を分散媒にて混練分散した負極合剤塗料を負極集電体の上に塗着させて負極合剤層を形成した負極板との間に多孔質絶縁体を介在させ渦巻状に巻回または積層して構成した電極群を非水電解液とともに電池ケースに封入した非水系二次電池であって、正極板に上記第1〜2の発明のいずれか一つに記載の非水系二次電池用正極板を用いたことで、高電位で高放電容量と高い充放電サイクル特性および高安全性を並立できる非水系二次電池を提供できる。 In the third aspect of the present invention, a positive electrode mixture paint obtained by kneading and dispersing at least a positive electrode active material comprising a lithium-containing composite oxide, a conductive material, and a binder with a dispersion medium is applied onto the positive electrode current collector. A negative electrode mixture coating material in which a positive electrode plate having a positive electrode mixture layer formed thereon, a negative electrode active material made of a material capable of holding at least lithium, and a binder are kneaded and dispersed in a dispersion medium is coated on the negative electrode current collector. A non-aqueous secondary in which a porous insulator is interposed between a negative electrode plate formed with a negative electrode mixture layer and wound or laminated in a spiral shape with a non-aqueous electrolyte enclosed in a battery case A positive electrode plate for a non-aqueous secondary battery according to any one of the first to second inventions is used as a positive electrode plate, so that a high potential, high discharge capacity, high charge / discharge cycle characteristics, and It is possible to provide a non-aqueous secondary battery that can have high safety.
以下、本発明の一実施の形態について円筒形のリチウムイオン二次電池を例として図面を参照しながら説明するが、本発明は、これのみに限定されることなく角形電池やコイン型電池などでもかまわない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described by taking a cylindrical lithium ion secondary battery as an example with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this, and may be a square battery or a coin-type battery. It doesn't matter.
図6は、本発明の一実施の形態にかかる非水系二次電池の構成について示す一部切欠斜視図である。 FIG. 6 is a partially cutaway perspective view showing the configuration of the non-aqueous secondary battery according to the embodiment of the present invention.
本発明の非水系二次電池としては例えば、図6に示したように複合リチウム酸化物を正極活物質とする正極板6とリチウムを保持しうる材料を負極活物質とする負極板7とを多孔質絶縁体としてのセパレータ8を介して渦巻状に巻回して電極群11が構成されている。この電極群11を有底円筒形の電池ケース12の内部に絶縁板13と共に収容し、電極群11の下部より導出した負極リード9を電池ケース12の底部に接続し、次いで電極群11の上部より導出した正極リード10を封口板14に接続し、電池ケース12に所定量の非水溶媒からなる非水電解液(図示せず)を注液した後、電池ケース12の開口部に封口ガスケット15を周縁に取り付けた封口板14を挿入し電池ケース12の開口部を内方向に折り曲げてかしめ封口して構成することができる。
As the nonaqueous secondary battery of the present invention, for example, as shown in FIG. 6, a
以下に、本発明の一実施の形態にかかる非水系二次電池を構成する正極板6の構成について図1を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施の形態にかかる正極板6の正極集電体1近傍を示す要部拡大断面図である。
Below, the structure of the
まず、本発明の望ましい正極板6の構成としては、特に限定されないが正極集電体1として厚みが5μm〜30μmを有するアルミニウムやアルミニウム合金またはニッケルやニッケル合金製の金属箔を用いることができる。この正極集電体1の上に塗布する正極合剤塗料としては正極活物質2、導電材3、結着材4とを分散媒中にプラネタリーミキサー等の分散機により混合分散させて正極合剤塗料が作製される。
First, the configuration of the desirable
まず、正極活物質2、導電材3、結着材4を適切な分散媒中に入れ、プラネタリーミキサー等の分散機により混合分散して、正極集電体1への塗布に最適な粘度に調整して混練を行うことで正極合剤塗料を作製することができる。
First, the positive electrode
正極活物質2としては、例えばコバルト酸リチウムおよびその変性体(コバルト酸リチウムにアルミニウムやマグネシウムを固溶させたものなど)、ニッケル酸リチウムおよびその変性体(一部ニッケルをコバルト置換させたものなど)、マンガン酸リチウムおよびその変性体などの複合酸化物を挙げることができる。
Examples of the positive electrode
このときの導電材3としては、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック、各種グラファイトを単独、あるいは組み合わせて用いても良い。
As the
このときの結着材4としては、例えばポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリフッ化ビニリデンの変性体、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、アクリレート単位を有するゴム粒子結着材等を用いることができ、この際に反応性官能基を導入したアクリレートモノマー、またはアクリレートオリゴマーを結着材中に混入させることも可能である。
As the
さらに、ダイコーターを用いて上記のように作製した正極合剤塗料をアルミニウム箔からなる正極集電体1の上に塗布し、次いで乾燥した後にプレスにて所定の厚みまで圧縮することで正極合剤層5を形成した正極板6が得られる。
Further, the positive electrode mixture paint prepared as described above using a die coater is applied onto the positive electrode
ここで、正極活物質2と正極集電体1の接続点に複数の相互に導通接触した導電材3aおよび正極活物質2どうしの接続点に複数の相互に導通接触した導電材3bを有する構成とし、かつ正極活物質2と正極集電体1の接続点に配置される導電材3aの数が正極活物質2どうしの接続点に配置される導電材3bの数より少なくなるように正極集電体1に形成されることで高電位で高放電容量と高い充放電サイクル特性および高安全性を並立することができる。
Here, a configuration having a plurality of conductive materials 3a in conductive contact with each other at a connection point between the positive electrode
一方、負極板7については特に限定されないが、負極集電体として厚みが5μm〜25μmを有する銅または銅合金製の金属箔を用いることができる。この負極集電体の上に塗布する負極合剤塗料としては、負極活物質、結着材、必要に応じて導電材、増粘剤を分散媒中にプラネタリーミキサー等の分散機により混合分散させて負極合剤塗料が作製される。
On the other hand, although it does not specifically limit about the
まず、負極活物質、結着材を適切な分散媒中に入れ、プラネタリーミキサー等の分散機により混合分散して、集電体への塗布に最適な粘度に調整して混練を行うことで負極合剤塗料を作製することができる。 First, the negative electrode active material and the binder are placed in an appropriate dispersion medium, mixed and dispersed by a dispersing machine such as a planetary mixer, and adjusted to the optimum viscosity for application to the current collector and then kneaded. A negative electrode mixture paint can be produced.
負極活物質としては、各種天然黒鉛および人造黒鉛、シリサイドなどのシリコン系複合材料、および各種合金組成材料を用いることができる。 As the negative electrode active material, various natural graphites and artificial graphites, silicon-based composite materials such as silicide, and various alloy composition materials can be used.
このときの負極用結着材としてはPVDFおよびその変性体をはじめ各種結着材を用いることができるが、リチウムイオン受入れ性向上の観点から、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子(SBR)およびその変性体に、カルボキシメチルセルロース(CMC)をはじめとするセルロース系樹脂等を併用することや少量添加するのがより好ましいといえる。 Various binders such as PVDF and modified products thereof can be used as the negative electrode binder at this time. From the viewpoint of improving lithium ion acceptability, styrene-butadiene copolymer rubber particles (SBR) and the binders thereof are used. It can be said that it is more preferable to use a cellulose resin such as carboxymethyl cellulose (CMC) in combination with the modified body or to add a small amount.
さらに、ダイコーターを用いて上記のように作製した負極合剤塗料を銅箔からなる負極集電体の上に塗布し、次いで乾燥した後にプレスにて所定の厚みまで圧縮することで負極板7が得られる。
Further, the negative electrode mixture paint prepared as described above using a die coater is applied onto a negative electrode current collector made of copper foil, dried, and then compressed to a predetermined thickness with a press to form the
非水電解液については、電解質塩としてLiPF6およびLIBF4などの各種リチウム化合物を用いることができる。また溶媒としてエチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、メチルエチルカーボネート(MEC)を単独および組み合わせて用いることができる。また正負極上に良好な皮膜を形成させることや過充電時の安定性を保証するために、ビニレンカーボネート(VC)やシクロヘキシルベンゼン(CHB)およびその変性体を用いることも好ましい。 For the non-aqueous electrolyte, various lithium compounds such as LiPF 6 and LIBF 4 can be used as the electrolyte salt. Further, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), and methyl ethyl carbonate (MEC) can be used alone or in combination as a solvent. It is also preferable to use vinylene carbonate (VC), cyclohexylbenzene (CHB), and modified products thereof in order to form a good film on the positive and negative electrodes and to ensure stability during overcharge.
セパレータ8については、リチウムイオン二次電池の使用範囲に耐えうる組成であれば特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂の微多孔フィルムを、単一あるいは複合して用いるのが一般的でありまた態様として好ましい。このセパレータ8の厚みは特に限定されないが、10〜25μmとすれば良い。
The
図2は、本発明の別の実施の形態にかかる正極板の正極集電体1近傍を示す要部拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the main part showing the vicinity of the positive electrode
同図2は、正極活物質2と正極集電体1の接続点に複数の相互に導通接触した導電材3aおよび正極活物質2どうしの接続点に複数の相互に導通接触した導電材3bを有する構成で、かつ導電材3aの数が導電材3bの数よりも極めて少なくなるように正極集電体1に形成したものを示す。
FIG. 2 shows a plurality of conductive materials 3 a that are in conductive contact with each other at the connection point between the positive electrode
図3は、本発明の別の実施の形態にかかる正極板の正極集電体1近傍を示す要部拡大断面図である。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the main part showing the vicinity of the positive electrode
同図3は、粒径が異なる2種類の正極活物質2を用いたことで正極集電体1と接する正極活物質2の表面積の差により、その接続点に存在する導電材3が少ない正極合剤層5を形成したことで正極活物質2と正極集電体1の接続点に複数の相互に導通接触した導電材3aおよび正極活物質2どうしの接続点に複数の相互に導通接触した導電材3bを有する構成で、かつ導電材3aの数が導電材3bの数よりも極めて少なくなるように正極集電体1に形成したものを示す。
FIG. 3 shows that the positive electrode
図4は、本発明と比較する目的で作成した正極板の正極集電体1近傍を示す要部拡大断面図である。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the main part showing the vicinity of the positive electrode
同図4は、分散性を向上させる手段を講じずに導電材3および結着材4の添加量を少なくした正極合剤塗料を用いたことで導電材3の凝集や導通接触できていない単独の導電材3が多い構成となっている。
FIG. 4 shows that the
図5は、本発明と比較する目的で作成した正極板の正極集電体1近傍を示す要部拡大断面図を示す。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the main part showing the vicinity of the positive electrode
同図5は、分散性を向上させる手段を講じずに導電材3および結着材4の添加量を増加させた正極合剤塗料を用いたことで導電材3の凝集や導通接触できていない単独の導電材3が多い構成となっている。また、導電材3および結着材4が多いために正極活物質2どうしの間隔が広く、活物質密度を高めることができていない。
FIG. 5 shows that the positive electrode material mixture paint in which the addition amount of the
図7は、正極板6の面積抵抗を測定する装置の模式図を示している。
FIG. 7 shows a schematic diagram of an apparatus for measuring the sheet resistance of the
ここで、図7の16はプレス装置であり、17、18は正極板であり、19、20は厚さ2mmのCu板であり、21は抵抗測定装置である。 Here, 16 in FIG. 7 is a pressing device, 17 and 18 are positive plates, 19 and 20 are 2 mm thick Cu plates, and 21 is a resistance measuring device.
正極板17、18の正極集電体17a、18aにはリード線17b、18bが接続されており、リード線17b、19bは、抵抗測定装置21の端子21b、21cに接続されている。また、正極板17、18を挟み込んでいるCu板19、20には、リード線19b、20bが接続されており、リード線19b、20bは、それぞれ抵抗測定装置21の端子21a、21dと接続されている。
Lead wires 17 b and 18 b are connected to the positive electrode current collectors 17 a and 18 a of the
このとき測定される正極板17、18としては、予め充電された電池から取り出された正極板を所定の大きさ、例えば20×20mmに切り出されたものが用いられる。そして、プレス装置16により正極板17、18を50kg/cm2でプレスしたときの面積抵抗が抵抗測定装置21による直流4端子法により測定される。
As the
図8は、非水系二次電池の異物混入試験に用いるニッケル板を説明する斜視図を示している。 FIG. 8 is a perspective view for explaining a nickel plate used for a foreign matter mixing test of a non-aqueous secondary battery.
ここで、図8(b)のニッケル板は、図8(a)のニッケル板を断面形状がL字状になるように加工した形状を示している。 Here, the nickel plate of FIG. 8B shows a shape obtained by processing the nickel plate of FIG. 8A so that the cross-sectional shape is an L shape.
以下、具体的な実施例についてさらに詳しく説明する。 Hereinafter, specific examples will be described in more detail.
本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。まず、導電材3としてアセチレンブラックを適量のN−メチル−2−ピロリドンと分散剤としてのポリビニルピロリドンを共に双腕式練合機にて攪拌し混練し、導電材ペーストを作成した。次に、正極活物質2として粒径が10μmのニッケル酸リチウムを100重量部、アセチレンブラックを正極活物質2を100重量部に対して1重量部となる量の導電材ペースト、結着材4としてポリフッ化ビニリデンを正極活物質2を100重量部に対して1重量部とを適量のN−メチル−2−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、正極合剤塗料を作製した。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, acetylene black as a
次いで、上述の正極合剤塗料を厚みが15μmのアルミニウム箔よりなる正極集電体1に間欠的に塗布、乾燥を両面実施した後にプレスすることで片面側の合剤厚みが70μmの正極板6を作製した。その後、円筒形のリチウムイオン二次電池の規定されている幅にスリッタ加工して正極板6を作製した。
Next, the above positive electrode mixture paint is intermittently applied to the positive electrode
さらに、この正極板6の正極集電体1が露出した部分に正極リード10を接続し、この正極リード10を被覆するように正極保護テープを貼り付けることで正極板6を構成した。
この正極板6は図1に示すように正極活物質2と正極集電体1の接続点に複数の相互に導通接触した導電材3aおよび正極活物質2どうしの接続点に複数の相互に導通接触した導電材3bを有する構成で、かつ導電材3aの数が導電材3bの数より少なくなるように正極集電体1に形成することができた。
Further, a
As shown in FIG. 1, the
一方、負極活物質として人造黒鉛を100重量部、結着材としてスチレン−ブタジエン共重合体ゴム粒子分散体(固形分40重量%)を負極活物質100重量部に対して2.5重量部(結着材の固形分換算で1重量部)、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースを負極活物質100重量部に対して1重量部、および適量の水とともに双腕式練合機にて攪拌し、負極合剤塗料を作製した。 On the other hand, 100 parts by weight of artificial graphite as the negative electrode active material, and 2.5 parts by weight of styrene-butadiene copolymer rubber particle dispersion (solid content 40% by weight) as the binder with respect to 100 parts by weight of the negative electrode active material ( 1 part by weight in terms of solid content of the binder), 1 part by weight of carboxymethyl cellulose as a thickener with respect to 100 parts by weight of the negative electrode active material, and an appropriate amount of water, and agitation in a double arm kneader. A mixture paint was prepared.
次いで、上述の負極合剤塗料を厚みが10μmの銅箔よりなる負極集電体に間欠的に塗布し、乾燥を両面実施した後にプレスすることで片面側の合剤厚みが80μmの負極板7を作製した。その後、円筒形のリチウムイオン二次電池の規定されている幅にスリッタ加工して負極板7を作製した。
Next, the above negative electrode mixture paint is intermittently applied to a negative electrode current collector made of a copper foil having a thickness of 10 μm, dried on both sides, and then pressed to form a
さらに、この負極板7の負極集電体が露出した部分に負極リード9を接続し、この負極リード9を被覆するように負極保護テープを貼り付けることで負極板7を構成した。
Further, a
以上のようにして作製した正極板6と負極板7とを用いて、図6に示したように20μm厚みのポリエチレン微多孔フィルムをセパレータ8とし巻回して渦巻状の電極群11を構成した。この電極群11を図6に示した有底円筒形の電池ケース12の内部に絶縁板13と共に収容し、電極群9の下部より導出した負極リード9を電池ケース12の底部に接続した。次いで、電極群9の上部より導出した正極リード10を封口板14に接続し、電池ケース12に所定量のEC、DMC、MEC混合溶媒にLiPF6を1MとVCを3重量部溶解させた非水電解液(図示せず)を注液した。その後、電池ケース12の開口部に封口ガスケット15を周縁に取り付けた封口板14を挿入し、電池ケース12の開口部を内方向に折り曲げて、かしめ封口することにより作製した円筒形のリチウムイオン二次電池を実施例1とした。
Using the
本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。まず、正極活物質2として粒径が10μmのニッケル酸リチウムを100重量部に対して、導電剤3としてアセチレンブラックを正極活物質2を100重量部に対して1重量部を事前にコーティング処理を行った。次に、アセチレンブラックをコーティング処理したニッケル酸リチウムの正極活物質2と結着材4としてポリフッ化ビニリデンを正極活物質2を100重量部に対して1重量部とを適量のN−メチル−2−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、正極合剤塗料を作製した。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, 100 parts by weight of lithium nickelate having a particle size of 10 μm as the positive electrode
次いで、上述の正極合剤塗料を厚みが15μmのアルミニウム箔よりなる正極集電体1に間欠的に塗布、乾燥を両面実施した後にプレスすることで片面側の合剤厚みが70μmの正極板6を作製した。その後、円筒形のリチウムイオン二次電池の規定されている幅にスリッタ加工して正極板6を作製した。この正極板6は図1に示すように正極活物質2と正極集電体1の接続点に複数の相互に導通接触した導電材3aおよび正極活物質2どうしの接続点に複数の相互に導通接触した導電材3bを有する構成で、かつ導電材3aの数が導電材3bの数より少なくなるように正極集電体1に形成することができた。
Next, the above positive electrode mixture paint is intermittently applied to the positive electrode
さらに、この正極板6の正極集電体1が露出した部分に正極リード10を接続し、この正極リード10を被覆するように正極保護テープを貼り付けることで正極板6を構成した。
Further, a
また、負極板7については実施例1と同様に作成した。
The
以上のようにして作製した正極板6と負極板7とを用いて、図6に示したように20μm厚みのポリエチレン微多孔フィルムをセパレータ8とし巻回して渦巻状の電極群11を構成した。この電極群11を図6に示した有底円筒形の電池ケース12の内部に絶縁板13と共に収容し、電極群9の下部より導出した負極リード9を電池ケース12の底部に接続した。次いで、電極群9の上部より導出した正極リード10を封口板14に接続し、電池ケース12に所定量のEC、DMC、MEC混合溶媒にLiPF6を1MとVCを3重量部溶解させた非水電解液(図示せず)を注液した。その後、電池ケース12の開口部に封口ガスケット15を周縁に取り付けた封口板14を挿入し、電池ケース12の開口部を内方向に折り曲げて、かしめ封口することにより作製した円筒形のリチウムイオン二次電池を実施例2とした。
Using the
本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。まず、導電材3としてアセチレンブラックを適量のN−メチル−2−ピロリドンと分散剤としてのポリビニルピロリドンを共に双腕式練合機にて攪拌し混練し、導電材ペーストを作成した。次に、正極活物質2として粒径が10μmのニッケル酸リチウムを100重量部、アセチレンブラックを正極活物質2を100重量部に対して0.4重量部となる量の導電材ペースト、結着材4としてポリフッ化ビニリデンを正極活物質2を100重量部に対して1重量部とを適量のN−メチル−2−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、第1の正極合剤塗料を作製した。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, acetylene black as a
また、正極活物質2としてニッケル酸リチウムを100重量部、アセチレンブラックを正極活物質2を100重量部に対して1重量部となる量の導電材ペースト、結着材4としてポリフッ化ビニリデンを正極活物質100重量部に対して1重量部とを適量のN−メチル−2−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、第2の正極合剤塗料を作製した。
Further, 100 parts by weight of lithium nickelate as the positive electrode
次いで、上述の第1の正極合剤塗料を厚みが15μmのアルミニウム箔よりなる正極集電体1に間欠的にプレス後の厚みが10μmとなるように塗布、乾燥を両面実施した。そして、上述の第2の正極合剤塗料をその上に所定の厚みまで塗布、乾燥を両面実施した後にプレスすることで片面側の合剤厚みが70μmの正極板6を作製した。この第1の正極合剤塗料の乾燥条件は、その上に塗布した第2の正極合剤塗料の乾燥条件よりも高い温度で実施することで、図2に示すように正極合剤層5の中で導電材と結着材を積極的に表面に偏析させることで正極活物質2と正極集電体1の接続点に複数の相互に導通接触した導電材3aの数を正極活物質2どうしの接続点に複数の相互に導通接触した導電材3bの数よりも極めて少なく配置することができた。その後、円筒形のリチウムイオン二次電池の規定されている幅にスリッタ加工して正極板6を作製した。
Next, the first positive electrode mixture paint described above was applied on both sides of the positive electrode
さらに、この正極板6の正極集電体1が露出した部分に正極リード10を接続し、この正極リード10を被覆するように正極保護テープを貼り付けることで正極板6を構成した。
Further, a
また、負極板7については実施例1と同様に作成した。
The
以上のようにして作製した正極板6と負極板7とを用いて、図6に示したように20μm厚みのポリエチレン微多孔フィルムをセパレータ8とし巻回して渦巻状の電極群11を構成した。この電極群11を図6に示した有底円筒形の電池ケース12の内部に絶縁板13と共に収容し、電極群9の下部より導出した負極リード9を電池ケース12の底部に接続した。次いで、電極群9の上部より導出した正極リード10を封口板14に接続し、電池ケース12に所定量のEC、DMC、MEC混合溶媒にLiPF6を1MとVCを3重量部溶解させた非水電解液(図示せず)を注液した。その後、電池ケース12の開口部に封口ガスケット15を周縁に取り付けた封口板14を挿入し、電池ケース12の開口部を内方向に折り曲げて、かしめ封口することにより作製した円筒形のリチウムイオン二次電池を実施例3とした。
Using the
本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。まず、導電材3としてアセチレンブラックを適量のN−メチル−2−ピロリドンと分散剤としてのポリビニルピロリドンを共に双腕式練合機にて攪拌し混練し、導電材ペーストを作成する。次に、正極活物質2として粒径が20μmのニッケル酸リチウムを100重量部、アセチレンブラックを正極活物質2を100重量部に対して0.4重量部となる量の導電材ペースト、結着材4としてポリフッ化ビニリデンを正極活物質2を100重量部に対して1重量部とを適量のN−メチル−2−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、第1の正極合剤塗料を作製した。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, acetylene black as a
また、正極活物質2として粒径が10μmのニッケル酸リチウムを100重量部、アセチレンブラックを正極活物質2を100重量部に対して1重量部となる量の導電材ペースト、結着材4としてポリフッ化ビニリデンを正極活物質2を100重量部に対して1重量部とを適量のN−メチル−2−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、第2の正極合剤塗料を作製した。
Further, as the positive electrode
次いで、上述の第1の正極合剤塗料を厚みが15μmのアルミニウム箔よりなる正極集電体1に間欠的にプレス後の厚みが20μmとなるように塗布、乾燥を両面実施した。そして、上述の第2の正極合剤塗料をその上に所定の厚みまで塗布、乾燥を両面実施した後にプレスすることで片面側の合剤厚みが70μmの正極板6を作製した。その後、円筒形のリチウムイオン二次電池の規定されている幅にスリッタ加工して正極板6を作製した。この正極板6は、図3に示すように正極集電体1と接する正極活物質2の粒径が大きいことにより、接する面積が小さくなるため結果として正極活物質2と正極集電体1の接続点に複数の相互に導通接触した導電材3aの数を正極活物質2どうしの接続点に複数の相互に導通接触した導電材3bの数よりも極めて少なく配置することができた。
Next, the above-mentioned first positive electrode mixture paint was applied to both sides of the positive electrode
さらに、この正極板6の正極集電体1が露出した部分に正極リード10を接続し、この正極リード10を被覆するように正極保護テープを貼り付けることで正極板6を構成した。
Further, a
また、負極板7については実施例1と同様に作成した。
The
以上のようにして作製した正極板6と負極板7とを用いて、図6に示したように20μm厚みのポリエチレン微多孔フィルムをセパレータ8とし巻回して渦巻状の電極群11を構成した。この電極群11を図6に示した有底円筒形の電池ケース12の内部に絶縁板13と共に収容し、電極群9の下部より導出した負極リード9を電池ケース12の底部に接続した。次いで、電極群9の上部より導出した正極リード10を封口板14に接続し、電池ケース12に所定量のEC、DMC、MEC混合溶媒にLiPF6を1MとVCを3重量部溶解させた非水電解液(図示せず)を注液した。その後、電池ケース12の開口部に封口ガスケット15を周縁に取り付けた封口板14を挿入し、電池ケース12の開口部を内方向に折り曲げて、かしめ封口することにより作製した円筒形のリチウムイオン二次電池を実施例4とした。
Using the
(比較例1)
次に、比較例について図面を参照しながら説明する。まず、正極活物質2として粒径が10μmのニッケル酸リチウムを100重量部、導電剤3としてアセチレンブラックを正極活物質2を100重量部に対して1重量部、結着材4としてポリフッ化ビニリデンを正極活物質2を100重量部に対して1重量部とを適量のN−メチル−2−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、正極合剤塗料を作製した。
(Comparative Example 1)
Next, a comparative example will be described with reference to the drawings. First, 100 parts by weight of lithium nickelate having a particle size of 10 μm as the positive electrode
そして、上述の正極合剤塗料を厚みが15μmのアルミニウム箔よりなる正極集電体1に間欠的に塗布、乾燥を両面実施した後にプレスすることで片面側の合剤厚みが70μmの正極板6を作製した。その後、円筒形のリチウムイオン二次電池の規定されている幅にスリッタ加工して正極板6を作製した。
Then, the
さらに、この正極板6の正極集電体1が露出した部分に正極リード10を接続し、この正極リード10を被覆するように正極保護テープを貼り付けることで正極板6を構成した。この正極板6は図4に示すように導電材の分散性を向上させる手段を講じていないため正極合剤塗料の分散状態が悪く、導電材の凝集や導通接触できていない単独の導電材が多いため、正極活物質2と正極集電体1の接続点に複数の相互に導通接触した導電材3aおよび正極活物質2どうしの接続点に複数の相互に導通接触した導電材3bを有する構成で、かつ導電材3aの数が導電材3bの数より少なくなるように正極集電体1に形成することができていない。
Further, a
また、負極板7については実施例1と同様に作成した。
The
以上のようにして作製した正極板6と負極板7とを用いて、図6に示したように20μm厚みのポリエチレン微多孔フィルムをセパレータ8とし巻回して渦巻状の電極群11を構成した。この電極群11を図6に示した有底円筒形の電池ケース12の内部に絶縁板13と共に収容し、電極群9の下部より導出した負極リード9を電池ケース12の底部に接続した。次いで、電極群9の上部より導出した正極リード10を封口板14に接続し、電池ケース12に所定量のEC、DMC、MEC混合溶媒にLiPF6を1MとVCを3重量部溶解させた非水電解液(図示せず)を注液した。その後、電池ケース12の開口部に封口ガスケット15を周縁に取り付けた封口板14を挿入し、電池ケース12の開口部を内方向に折り曲げて、かしめ封口することにより作製した円筒形のリチウムイオン二次電池を比較例1とした。
Using the
(比較例2)
次に、比較例について図面を参照しながら説明する。まず、正極活物質2として粒径が10μmのニッケル酸リチウムを100重量部、導電剤3としてアセチレンブラックを正極活物質2を100重量部に対して3重量部、結着材4としてポリフッ化ビニリデンを正極活物質2を100重量部に対して3重量部とを適量のN−メチル−2−ピロリドンと共に双腕式練合機にて攪拌し混練することで、正極合剤塗料を作製した。
(Comparative Example 2)
Next, a comparative example will be described with reference to the drawings. First, 100 parts by weight of lithium nickelate having a particle diameter of 10 μm as the positive electrode
そして、上述の正極合剤塗料を厚みが15μmのアルミニウム箔よりなる正極集電体1に間欠的に塗布、乾燥を両面実施した後にプレスすることで片面側の合剤厚みが70μmの正極板6を作製した。その後、円筒形のリチウムイオン二次電池の規定されている幅にスリッタ加工して正極板6を作製した。
Then, the
さらに、この正極板6の正極集電体1が露出した部分に正極リード10を接続し、この正極リード10を被覆するように正極保護テープを貼り付けることで正極板6を構成した。この正極板6は図5に示すように導電材の先分散を実施していないため正極合剤塗料の分散状態が悪く、導電材の凝集や導通接触できていない単独の導電材が多いため、正極活物質2と正極集電体1の接続点に複数の相互に導通接触した導電材3aおよび正極活物質2どうしの接続点に複数の相互に導通接触した導電材3bを有する構成で、かつ導電材3aの数が導電材3bの数より少なくなるように正極集電体1に形成することができていない。また、導電材および結着材が多いために正極活物質どうしの間隔が広く、活物質密度を高めることができなかった。
Further, a
また、負極板7については実施例1と同様に作成した。
The
以上のようにして作製した正極板6と負極板7とを用いて、図6に示したように20μm厚みのポリエチレン微多孔フィルムをセパレータ8とし巻回して渦巻状の電極群11を構成した。この電極群11を図6に示した有底円筒形の電池ケース12の内部に絶縁板13と共に収容し、電極群9の下部より導出した負極リード9を電池ケース12の底部に接続した。次いで、電極群9の上部より導出した正極リード10を封口板14に接続し、電池ケース12に所定量のEC、DMC、MEC混合溶媒にLiPF6を1MとVCを3重量部溶解させた非水電解液(図示せず)を注液した。その後、電池ケース12の開口部に封口ガスケット15を周縁に取り付けた封口板14を挿入し、電池ケース12の開口部を内方向に折り曲げて、かしめ封口することにより作製した円筒形のリチウムイオン二次電池を比較例2とした。
Using the
上記の条件で作成された正極板6および円筒形のリチウムイオン二次電池について面積抵抗、活物質密度、電池容量、充放電を500サイクル実施した後の電池容量維持率、異物混入による短絡の評価を行った結果を(表1)に示す。
The
ここで、異物混入試験としては、各円筒形のリチウムイオン二次電池をそれぞれ100セルずつ準備した。そして、各円筒形のリチウムイオン二次電池を、1.45Aの定電流で電圧が4.25Vに至るまで充電を行い、定電圧で電流が50mAになるまで充電を行った後、電池ケース12内から電極群11を取り出した。そして、厚みが0.1mm(図8(a):a参照)、長さが2mm(図8(a):b参照)、幅が0.2mm(図8(a):c参照)のニッケル板22を、長さが2mmのうち任意の点で折り曲げて、厚みが0.1mm(図8(b):A参照)、高さが0.2mm(図8(b):C参照)の断面形状がL字状のニッケル板23を得た。このニッケル板23を、電極群11の最外周に位置する正極板6とセパレータ8との間に、ニッケル板23の高さ方向が正極板6およびセパレータ8の面に対し垂直になるように(言い換えれば、ニッケル板23の厚み方向が正極板6およびセパレータ8の面に対し平行になるように)介在させた。そして、ニッケル板23を介在させた電極群11を電池ケース12内に再度収納した。そして、各円筒形のリチウムイオン二次電池を、800N/cm2の圧力で押圧した。そして、各円筒形のリチウムイオン二次電池において100セルのうち短絡したセル数(短絡したセル数/100セル)を確認した。
Here, as a foreign substance mixing test, 100 cells of each cylindrical lithium ion secondary battery were prepared. Each cylindrical lithium ion secondary battery is charged at a constant current of 1.45 A until the voltage reaches 4.25 V, and charged at a constant voltage until the current reaches 50 mA, and then the battery case 12 is charged. The electrode group 11 was taken out from the inside. Nickel having a thickness of 0.1 mm (see FIG. 8A: a), a length of 2 mm (see FIG. 8A: b), and a width of 0.2 mm (see FIG. 8A: c) The plate 22 is bent at an arbitrary point of 2 mm in length and has a thickness of 0.1 mm (see FIG. 8B: A) and a height of 0.2 mm (see FIG. 8B: C). A nickel plate 23 having an L-shaped cross section was obtained. The nickel plate 23 is placed between the
(表1)より明らかなように正極活物質2と正極集電体1の接続点に複数の相互に導通接触した導電材3aおよび正極活物質2どうしの接続点に複数の相互に導通接触した導電材3bを有する構成で、かつ導電材3aの数が導電材3bの数より少なくなるように正極集電体1に形成することができている実施例1〜4においては、面積抵抗を0.2〜1.5Ω・cm2とすることができていることで、電池容量も高く、充放電を500サイクル実施した後の容量維持率としても70%以上を確保できることが分かった。
As is clear from Table 1, a plurality of conductive materials 3a that are in conductive contact with each other at the connection point between the positive electrode
さらに、正極活物質2と正極集電体1の接続点に複数の相互に導通接触した導電材3aの数を正極活物質2どうしの接続点に複数の相互に導通接触した導電材3bの数よりも極めて少なく配置できている実施例3と4においては、異物混入時でも短絡が発生しておらず、安全性も極めて高いリチウムイオン二次電池を実現できた。
Further, the number of conductive materials 3 a that are in contact with each other at the connection point between the positive electrode
逆に、正極活物質2と正極集電体1の接続点に複数の相互に導通接触した導電材3aおよび正極活物質2どうしの接続点に複数の相互に導通接触した導電材3bを有する構成で、かつ導電材3aの数が導電材3bの数より少なくなるように正極集電体1に形成することができていない比較例1と2においては、面積抵抗を0.2〜1.5Ω・cm2とすることができておらず、比較例1については電池容量はある程度高くできているが、充放電を500サイクル実施した後の容量維持率は60%程度と劣化が大きかった。
Conversely, a configuration having a plurality of conductive materials 3 a in conductive contact with each other at a connection point between the positive electrode
また、比較例2については活物質密度を高くできていないことで電池容量も低く、充放電を500サイクル実施した後の容量維持率は62%程度と劣化が大きかった。 Moreover, about the comparative example 2, since the active material density was not made high, battery capacity was also low, and the capacity maintenance rate after implementing 500 cycles of charging / discharging was about 62%, and deterioration was large.
さらに、比較例1と2は共に正極活物質2と正極集電体1の接続点に導電材が多いために異物混入時の短絡が発生しやすくなっていることが分かった。
Furthermore, it was found that both Comparative Examples 1 and 2 are prone to short-circuiting when foreign matter is mixed because there are many conductive materials at the connection point between the positive electrode
本発明は、正極活物質と導電材および結着材を分散媒にて混練分散した正極合剤塗料を正極集電体の上に塗着させて正極合剤層を形成した非水系二次電池用正極板であって、前記正極活物質と正極集電体の接続点および正極活物質どうしの接続点に複数の相互に導通接触した導電材を有する構成とし、かつ正極活物質と正極集電体との間の導電材を少なく配置したことにより、高電位で高放電容量と高い充放電サイクル特性および高安全性を並立できる非水系二次電池を提供することができる。 The present invention relates to a non-aqueous secondary battery in which a positive electrode mixture layer is formed by applying a positive electrode mixture paint obtained by kneading and dispersing a positive electrode active material, a conductive material and a binder with a dispersion medium onto a positive electrode current collector. A positive electrode plate, comprising: a connection point between the positive electrode active material and the positive electrode current collector; and a connection point between the positive electrode active materials and a plurality of conductive materials that are in conductive contact with each other; and the positive electrode active material and the positive electrode current collector By disposing a small amount of conductive material between the body and the body, it is possible to provide a non-aqueous secondary battery that can have high discharge capacity, high charge / discharge cycle characteristics, and high safety at a high potential.
1 正極集電体
2 正極活物質
3,3a,3b 導電材
4 結着材
5 正極合剤層
6 正極板
7 負極板
8 セパレータ
9 負極リード
10 正極リード
11 電極群
12 電池ケース
13 絶縁板
14 封口板
15 封口ガスケット
16 プレス装置
17,18 正極板
17a,18a 正極集電体
17b,18b,19b,20b 面積抵抗測定用のリード線
19,20 Cu板
21 抵抗測定装置
21a,21b,21c,21d 面積抵抗測定端子
22 ニッケル板
23 ニッケル板
DESCRIPTION OF
Claims (3)
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|---|---|---|---|---|
| WO2014185344A1 (en) * | 2013-05-17 | 2014-11-20 | 日産自動車株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
| JP2015215947A (en) * | 2014-05-07 | 2015-12-03 | 株式会社カネカ | Electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries and nonaqueous electrolyte secondary battery |
| WO2016068258A1 (en) * | 2014-10-29 | 2016-05-06 | 株式会社 東芝 | Positive electrode and non-aqueous electrolyte battery |
| WO2018016528A1 (en) * | 2016-07-20 | 2018-01-25 | Necエナジーデバイス株式会社 | Electrode for lithium ion batteries, and lithium ion battery |
| JP2018056051A (en) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 住友大阪セメント株式会社 | Lithium ion secondary battery and positive electrode material for lithium ion secondary battery |
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014185344A1 (en) * | 2013-05-17 | 2014-11-20 | 日産自動車株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
| JP6056969B2 (en) * | 2013-05-17 | 2017-01-11 | 日産自動車株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
| JP2015215947A (en) * | 2014-05-07 | 2015-12-03 | 株式会社カネカ | Electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries and nonaqueous electrolyte secondary battery |
| WO2016068258A1 (en) * | 2014-10-29 | 2016-05-06 | 株式会社 東芝 | Positive electrode and non-aqueous electrolyte battery |
| JPWO2016068258A1 (en) * | 2014-10-29 | 2017-06-29 | 株式会社東芝 | Positive electrode and non-aqueous electrolyte battery |
| WO2018016528A1 (en) * | 2016-07-20 | 2018-01-25 | Necエナジーデバイス株式会社 | Electrode for lithium ion batteries, and lithium ion battery |
| JPWO2018016528A1 (en) * | 2016-07-20 | 2019-05-09 | Necエナジーデバイス株式会社 | Lithium-ion battery electrode and lithium-ion battery |
| JP2018056051A (en) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 住友大阪セメント株式会社 | Lithium ion secondary battery and positive electrode material for lithium ion secondary battery |
| CN113611911A (en) * | 2021-07-30 | 2021-11-05 | 深圳新宙邦科技股份有限公司 | A lithium-ion battery |
| CN113611911B (en) * | 2021-07-30 | 2022-10-18 | 深圳新宙邦科技股份有限公司 | A lithium-ion battery |
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