JPH01241766A - 有機固体電解質二次電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、非水系二次電池のシート状電極に関する。

［従来の技術］ 従来、非水系二次電池の正、負極活物質および電極構造
として種々提案されている。しかし活物質の形態が粒子
の場合には電極の製作に難があった。活物質粒子とポリ
（テトラフルオロエチレン）粉末とを配合し、プレス加
工する方法は、生産性が低い。またエキスバンドメタル
を基板とする方法は、電極を薄くするのが難しい。活物
質粒子をバインダー溶液の中に分散し、金属薄膜に塗布
し乾燥する方法は、軽量化、およびロール状に巻いて大
面積を得て、高容量化するのに適しているが、電池組立
工程で、金属薄膜から活物質粒子の一部が脱離し易い。

さらに繰返し充放電の過程で、活物寅層が膨張・収縮を
繰り返し、金属薄膜上からその一部が剥離することが起
きる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は金属薄膜の基材上に正極活物質粒子。

負極活物質粒子のいずれかの層を形成するにあたり、電
池組立工程での活物質の脱離を解消し、さらに繰返し充
放電の過程での活物質の剥離の発生を起こさないように
し、電池特性を保持し得るシート状電極を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段コ かかる目的を達成するために、本発明は金属薄膜の基板
と電極活物質との間に、炭素粒子とバインダーとからな
る接着層を少なくとも一層介在させてなることを特徴と
する。

［作　用］ 本発明のシート状電極は、あらかじめ、金属薄膜の基材
上に、カーボンブラックおよび／またはグラファイト粒
子と接着樹脂および／または接着ゴムとからなる少なく
とも一層の掻く薄い厚さの層を形成した後に、電極活物
質粒子と接着樹脂および／または接着ゴムを配合した層
を形成して構成される。

カーボンブラックおよび／またはグラファイト粒子の層
は、平滑な金属表面にくらべ、より大きな接触面積で活
物質層と接触することができ、富者性を高めるのに寄与
する。さらにカーボンブラックおよび／またはグラファ
イト粒子と接着樹脂および／または接着ゴムからなる接
着層は、充放電の際の活物質層と金属薄膜との微細な寸
法変化によって生ずる応力を吸収し、活物質層の剥離を
防ぐことができ°る。

［実施例〕 亙族■ユ 以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明のシート状電極の実施例の断面図である
。図において、１は厚さ１０μｌの銅薄膜、２は粒径０
．０１Ｎ１．０μｍのカーボンブラック５０胃を零、ポ
リオレフィンーボリスチレンブロックコ。

ムのカルボキシル変成物ＳＱｗｔ零からなる厚さ３μｍ
の接着層、３は粒径０．５〜２０μｍのカーボンとフッ
素系樹脂およびフッ素ゴムの混合物からなる厚さ１００
μｍの負極活物質層である。

本実施例の負極電極は、銅薄膜１に接着層２を塗布など
の方法によって形成し、所望の厚さ、例えば１００μ■
に形成した負極活物質層３を接着して作製される。接着
層２にカーボンブラックにさらにグラファイト粒子を加
えることもできるし、カーボンブラックにかえ、グラフ
ァイト粒子を用いることもできる。活物質とバインダー
との比は好ましくは９９〜８５：ｌ〜１５である。

活物質層中には必要に応じて集電助剤を加える。接着層
に接着ゴムの外に接着樹脂としてフッ素系樹脂、ポリア
クリルニトリル樹脂その他の樹脂を用いることもできる
。

接着層２中の炭素粒子は、負極活物質との接触面積を増
大して密着を良くし、さらに接着層２に適度の導電性を
与える。炭素粒子の量は５９ｇ未満では導電性に乏しく
、８５零を越えると接着力が不十分となる。接着層は必
要に応じて２層またはそれ以上とする。

第２図に銅薄膜１の両面にそれぞれ接着層２および負極
活物質層３を形成した負極電極を示す。

この電極は積層構造電池に用いられる。各部の詳細は第
１図に示した電極と同じである。

実施例２ 本発明による正極電極について説明する。電極構造の形
状は第１図に示した負極電極と同様なので、第１図を準
用して説明する。正極電極は、厚さ１５μｍのアルミニ
ウム薄膜１、実施例１において説明した接着層２および
リチウム含有酸化コバルト焼成体からなる正極活物質粒
子とフッ素系樹脂およびフッ素ゴムの混合物からなる厚
さ１００μｍの正極活物質層３とで構成される。正極電
極３の作成法は負極電極と同様である。

正極活物質粒子としては、リチウム含有五酸化バナジウ
ムまたはリチウム含有二酸化マンガンを使用することも
できる。活物質とバインダーとの比は好ましくは９９〜
８５：１〜１５である。活物質層３の厚さは２０〜２５
０μｍの範囲で適宜選択することができる。

実施例１における第２図と同様に、金属薄膜１の両側に
、それぞれ接着層２および正極活物質層３を形成しても
よい。

実施例３ 金属薄膜１として厚さ約２５μｍのニッケル薄膜を用い
て正極電極を作成した。接着層２は実施例１において説
明したとおりであり、正極活物質層３は実施例において
説明したとおりなので説明を省略する。

第２図に示したように、ニッケル薄膜１の両側にそれぞ
れ接着層２および活性物質層３を設けた正極電極も作成
された。

実施例４ エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重合体
にリチウムイオン伝導性を付与した有機固体電解質を用
いた非水系二次電池の負極電極および正極電極にそれぞ
れ実施例１および実施例２に示したシート状電極を用い
、その充放電特性を測定した。第３図はその結果を従来
例と比較して示したものである。本発明によるシート状
電極を使用した電池は曲線Ａで示すように充放電回数か
３００回を越えても電池容量は初期値の８０零以上を保
ち、安定した電池特性を維持する。これは曲線Ｂおよび
Ｃで示される従来の電極を用いた電池が、数千回もしく
は１００回程程度充放電でその容量が５韓以下に急激に
低下するのと比較して極だった改善である。

なお以上の実施例において示した樹脂、ゴム類はあくま
で例示であって、本発明を限定するものではない。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明においては、金属薄膜と活
物質層との間に、炭素粒子と接着樹脂および／または接
着ゴムからなる接着層が介在しているので、活物質層と
接着層との密着性がよく、さらに充放電に際しての活物
質層の膨張・収縮による応力が吸収される。そのために
活性物質が金属薄膜から剥離することなく、安定した電
池特性を維持することができる。

従って本発明によれば、非水系二次電池に適した実用的
価値大なるシート状電極を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシート状電極の一実ｔｒＦｆｒ例の断
面図、 第２図は本発明のシート状電極の他の実施例の断面図、 第３図は本発明のシート状電極を用いた二次電池の充放
電特性を示す特性図である。 １・・・金属薄膜、 ２・・・接着層、 ３・・・電極活物質からなる層。 第１図 ス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）金属薄膜の基板と電極活物質との間に、炭素粒子と
   バインダーとからなる接着層を少なくとも一層介在させ
   てなることを特徴とするシート状電極。