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JP3152311B2 - 二次電池電極 - Google Patents

二次電池電極

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Publication number
JP3152311B2
JP3152311B2 JP27488991A JP27488991A JP3152311B2 JP 3152311 B2 JP3152311 B2 JP 3152311B2 JP 27488991 A JP27488991 A JP 27488991A JP 27488991 A JP27488991 A JP 27488991A JP 3152311 B2 JP3152311 B2 JP 3152311B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
binder
secondary battery
active material
electrode
battery electrode
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP27488991A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0589871A (ja
Inventor
吉野  彰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei Corp filed Critical Asahi Kasei Corp
Priority to JP27488991A priority Critical patent/JP3152311B2/ja
Publication of JPH0589871A publication Critical patent/JPH0589871A/ja
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Publication of JP3152311B2 publication Critical patent/JP3152311B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、二次電池に用いる電極
であって、サイクル性、保存特性等の特性の優れた二次
電池電極に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、従来の酸−鉛電池、ニッケル/カ
ドミウム電池に代わる小型、軽量の二次電池として、種
々の非水系二次電池が提案されている。かかる新しい非
水系二次電池に用いる電極構造は従来の二次電池とは異
なった構造が要求される。
【0003】即ち、出力特性を上げるためには薄膜電極
構造が要求される。従って、その電極の製造方法も従来
技術とは異なったものが必要であり、例えば活物質をバ
インダー溶液にスラリー分散させた後、集電体に塗布乾
燥する塗工法が用いられようとしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
塗工法においては、その乾燥時にバインダーが移動し、
電極表面に集中する現象、いわゆる「膜張り現象」が発
生し、塗膜強度の低下、活物質粒子間の接触不良等の現
象が起こるという大きな問題点があった。これらの欠陥
が発生すると、かかる電極を用いた電池の特性に重大な
悪影響が及ぼされると共に、活物質の欠落に基く内部短
絡等安全上の問題も発生し、解決すべき大きな課題であ
った。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、かかるバ
インダーの塗工乾燥工程における挙動を鋭意検討した結
果、特定のバインダー分布範囲において優れた特定のバ
インダーと特定の混合液溶剤を用いることによって、複
合金属酸化物系の正極活物質を用いた二次電池電池の
池特性が発揮されることを見出した。本発明はかかる知
見に基いて完成されたものであって、金属集電体上に
合金属酸化物からなる正極活物質の塗膜層が設けられて
なる二次電池電極であって、該活物質層におけるバイン
ダーがバインダー分布係数0.5〜5の範囲に分布して
おり、該バインダーとしてフッ素ゴム、溶剤として酢酸
エチルとエチルセルソルブの混合液を用いることを特徴
とするものである。
【0006】本発明で云う二次電池電極とは、正又は負
活物質が集電体に結着されてなるものであり、特に限
定するものではないが、本発明では、特に活物質と
して複合金属化合物を用いる。上記複合金属化合物の一
例を示せば、TiS2 、TiS3 、非晶質MoS3 、C
2 2 3 、非晶質V2 5 −P2 5 、MoO3
6 13 、LiCoO2 、LiNiO2 、V2 3
更にはAx y z 2 (但し、Aはアルカリ金属から
選ばれた少なくとも一種であり、Mは遷移金属であり、
NはAl、In、Snの群から選ばれた少なくとも一種
を表し、x、y、zは各々0.05≧x≧1.10、
0.85≧y≧1.00、0.001≧z≧0.10の
数を表す。)で示される化合物等が挙げられる。
【0007】また、用いられる負極としては特に限定さ
れないが、LiM Fez 3 、LiM Fe3 4 、Li
M WO2 等の金属酸化物系負極、ポリアセチレン、ポリ
−p−フェニレン等の導電性高分子負極、気相成長法炭
素繊維、ピッチ系カーボン、ポリアクロニトリル系炭素
繊維等の炭素質材料負極等が挙げられる。
【0008】かかる活物質を集電体に結着させるバイン
ダーとしては、特にフッ素ゴムを用いることが望まし
い。 また、バインダーとして、通常種々の有機重合体を
用いても良いかかるバインダーの一例を示せば、ポリ
フッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、フッ素ゴム、ポ
リアクリロニトリル、ポリメタリロニトリル、ニトリル
ゴム、エチレン−プロピレンゴム、スチレン−ブタジエ
ンゴム、ポリメチルメタクリレート、多硫化ゴム、シア
ノエチルセルロース、メチルセルロース等が挙げられ
る。
【0009】かかる有機重合体をバインダーとして用い
るに際しては、該有機重合体を溶媒に溶解せしめたバイ
ンダー溶液に電極活物質を分散せしめたものを塗工液と
して用いる方法、該有機重合体の水乳化分散液に電極活
物質を分散せしめたものを塗工液として用いる方法、ま
た予め予備成形された電極活物質に該有機重合体の溶液
及び/又は分散液を塗布する方法等が一例として挙げら
れる。また、バインダーを溶解又は分散させるための溶
媒としては制限されるものではないが、酢酸エチルとエ
チルセルソルブの混合液を用いることが良い。用いるバ
インダー量は特に限定するものではないが、通常、電極
活物質100重量部に対し0.1〜20重量部、好まし
くは0.5〜10重量部の範囲である。
【0010】本発明においてバインダーの分布状態は極
めて重要であり、バインダー分布係数は0.5〜5.0
の範囲でなければならない。好ましくは0.75〜2.
5の範囲、更に好ましくは0.75〜2.0の範囲であ
る。ここで云うバインダー分布係数とは後述の測定法に
より定義される係数であり、活物質層表面から10μの
層の厚さに存在するバインダー量と集電体側活物質層界
面から10μの層の厚さに存在するバインダー量との比
を表わす。
【0011】バインダーの分布係数が0.5未満の場合
は塗膜表面の強度が弱く、活物質等の欠落が発生し好ま
しくない。また、バインダー分布係数が5.0を越す場
合は、電池特性、特にサイクル性、保存特性、出力特性
等の電池性能が悪化し好ましくない。バインダー分布係
数を本発明の範囲にするには、前記塗工法においてその
条件設定を最適化することにより達成される。その時の
条件要因としては、バインダーの選択、塗工液溶剤の選
択、塗工液粘度、塗工液固形濃度、乾燥方法、乾燥温度
等が挙げられる。
【0012】特に限定されるものではないが一般的に
は、乾燥速度は遅い方が、また塗工液粘度、固形分濃度
は高い方が好ましい結果を与える。本発明による二次電
池電極を用いた二次電池は前記の如く優れた電池特性を
示し、小型、軽量の二次電池を作ることができ極めて有
用である。以下、実施例、比較例により本発明を詳しく
説明するが、これらは本発明の範囲を制限しない。
【0013】
【バインダー分布係数の測定】
試料:電極をエポキシ樹脂で固め、その電極断面を切断
研磨したものを試料とする。 測定:EPMA(エレクトロンマイクロプローブ分析
法)により電極断面の活物質層中のバインダー量を測定
する。 装置は、HITACHI X−650(日立製作所製) HORIBA EMAX−2200(堀場製作所製) 波長分散型EPMA を用いる。
【0014】
【バインダー分布係数の算出】バインダー分布係数は下
式により行う。
【0015】
【数1】 なお、上記測定のための染色等の前処理は、バインダー
の種類により任意に選択する。
【0016】
【実施例1〜3及び比較例1〜3】Li1.03Co0.02
0.022 の組成を有するLi、Co複合金属酸化物1
00重量部とグラファイト2.5重量部、アセチレンブ
ラック2.5重量部を混合した後、フッ素ゴム2重量部
を酢酸エチル/エチルセルソルブの4:1(重量比)混
合溶剤60重量部に溶解させた液を混合し、スラリー状
塗工液を得た。
【0017】この塗工液を用い表1に示す乾燥条件で1
cm×5cm×15μのAl箔に塗布乾燥させた。ニー
ドルコークス粉砕品100重量部とフッ素ゴム5重量部
を酢酸エチル/メチルセルソルブの1:1(重量比)混
合溶剤90重量部に溶解させた液を混合し、スラリー状
塗工液を得た。この塗工液を用い表1に示す乾燥条件で
1cm×5cm×15μのCu箔に塗布乾燥させた。
【0018】Li1.03Co0.92Sn0.022 塗工品を正
極とし、ニードルコークス塗工品を負極とし、図1に示
す電池を試作した。この電池を4.2V定電圧で充電
し、電池評価を行った。その結果を併せて表1に示す。
【0019】
【表1】
【0020】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、バイン
ダー分布係数を0.5〜5.0の範囲とすることにより
優れた電池特性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に用いる電池構造を示す概要図である。
【符号の説明】
1 正極 2 負極 3.3’集電体 4.4’SUSネット 5.5’外部電極端子 6 電池ケース 7 セパレータ 8 電解液又は固定電解質

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属集電体上に複合金属酸化物からなる
    正極活物質の塗膜層が設けられてなる二次電池電極であ
    って、該活物質層中におけるバインダーがバインダー分
    布係数0.5〜5.0の範囲に分布しており、該バイン
    ダーとしてフッ素ゴム、溶剤として酢酸エチルとエチル
    セルソルブの混合液を用いることを特徴とする、二次電
    池電極。
JP27488991A 1991-09-27 1991-09-27 二次電池電極 Expired - Lifetime JP3152311B2 (ja)

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JP2013137955A (ja) 2011-12-28 2013-07-11 Toyota Motor Corp 非水系二次電池
WO2014068905A1 (ja) 2012-10-30 2014-05-08 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池用電極板及びこれを用いた非水電解質二次電池並びにその製造方法
WO2014068904A1 (ja) 2012-10-30 2014-05-08 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池用電極板及びこれを用いた非水電解質二次電池並びにその製造方法
CN109155414B (zh) * 2016-06-09 2021-08-13 日本瑞翁株式会社 固体电解质电池用粘结剂组合物、及固体电解质电池用浆料组合物

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