JPH02239564A - 電池用正極合剤の製造方法 - Google Patents

電池用正極合剤の製造方法

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JPH02239564A
JPH02239564A JP1061664A JP6166489A JPH02239564A JP H02239564 A JPH02239564 A JP H02239564A JP 1061664 A JP1061664 A JP 1061664A JP 6166489 A JP6166489 A JP 6166489A JP H02239564 A JPH02239564 A JP H02239564A
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JP
Japan
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positive electrode
active material
material powder
mixture
conductive material
Prior art date
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Pending
Application number
JP1061664A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirohito Teraoka
浩仁 寺岡
Yasutaka Kojiyou
湖上 泰任
Tomoaki Kamagata
鎌形 智明
Kunihiko Miyamoto
邦彦 宮本
Yoshiaki Asami
義明 阿左美
Shintaro Suzuki
信太郎 鈴木
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.)
FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP1061664A priority Critical patent/JPH02239564A/ja
Publication of JPH02239564A publication Critical patent/JPH02239564A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/06Electrodes for primary cells
    • H01M4/08Processes of manufacture
    • 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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

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、電池用正極合剤の製造方法に関するものであ
る。
[従来の技術] 近年、遷移金属力ルコゲン化合物等を活物質とした正極
合剤を備え、電解液として有機溶媒を用いた有機電解液
電池等が広く実用化されている。
かかる電池の正極活物質としては、放′r4f4圧が平
坦となりセバレータ中の電解液に対しても安定でかつ価
格が安い等の理由によって二酸化マンガンが最も多く用
いられている。
ところで、上記二酸化マンガンは電気伝導が必ずしも良
好でないため、これを組込んだ電池では十分な放電特性
を得られない。このため、従来では高速回転翼ミキサー
や自動乳鉢によって二酸化マンガンと炭素嫉等からなる
導電材とを混合し、該二酸化マンガン表面に導電材を付
着させて導電性を向上させることが行われていた。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、前記高速回転翼ミキサーを用いた場合、
導電材と二酸化マンガンとの混合、分散は良好に行なわ
れるが、二酸化マンガン表面に導電材を十分に付着させ
ることができず放電特性を十分に向上できなかった。ま
た、自動乳鉢を用いた場合は導電材の付着を比較的良好
にすることができるが、活物質表面に導電材を均一に付
着させることができず、しかも十分に導電材を付着させ
るためには長時間の処理を必要とする問題があった。
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので活物質に導電材を良好にかつ均一に付着させて活
物質の導電性を飛躍的に向上した電池用正極合剤を効率
よく製造し得る方法を提供しようとするものである。
[課題を解決するための手段] 本発明は、活物質粉体と導電材粉体とを高速気流中にて
衝撃混合せしめることを特徴とする電池用正極合剤の製
造方法である。
上記高速気流中衝撃法とは、一方の粒子を活物質粉体と
し他方の粒子を導電材粉体として十分な浮遊状態におい
て粉体間の摩擦、接触を高めると共に、導電材粉体に単
一方向から力を繰返し作用させ、メカノケミカル反応に
より活物質粉体表面に導電材粉体を膜化、打込み固定化
して付着させる粉体の表而改質法である。この場合、こ
れらの粉体は予めオーダードミクスチャに混合したもの
を用いることが好ましい。
上記活物質としては、例えばM n 0 2V 2 0
 4  M o O g  C r 20 y  W 
O s、T i 2 S s M o S 2  C 
u S s V S e 2NbSe),Tie.など
の正極用の活物質粉体を挙げることができる。かかる活
物質粉体の粒径は10〜40μmの範囲とすることが好
ましい。この理由は、活物質粉体の粒径をlOμm未満
とすると、、正極合剤中での活物質の充填量が減少する
恐れがあり、かといって活物質粉体の粒径が40μm5
:越えると活物質粉体表面に導電材が良好に付着しない
恐れがあるためである。
上記導電材としては、例えば炭素粉末、アセチレンブラ
ック等を挙げることができる。かかる導電材の粒径は0
.01−10μmの範囲とすることが好ましい。この理
由は、粒径を0.01u m未満とすると粒子の取り扱
いが非常に困難となり、かといって粒径が10μmを越
えると活物質へ導電材が十分に付着しない恐れが生じる
ためである。
本発明においてぼ、上記活物質粉体と導電材粉体との混
合物に必要に応じてポリテトラフルオ口エチレン等の結
着剤を添加混合してもよい。
[作用] 本発明によれば、活物質粉体と導電材粉体とを高速気流
中にて衝撃混合せしめることによって、それら粉体相互
でのメカノケミカル反応により活物質粉体表面に導電材
粉体を均一かつ強固に付着できるため、活物質粉体の導
電性が飛躍的に向上された正極合剤を製造できる。また
、活物質粉体と導電材粉体との付着、剥離の繰返しによ
り導電材粉体を活物質粉体表面に付着させる自動乳鉢に
よる方法に比べ短時間で前記正極合剤を製造できる。従
って、かかる正極合剤を用いることにより放電特性が飛
躍的に向9Fされた電池を得ることができる。
[実施f!41 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は、本実施例に使用する活物質粉体と導電材粉体
とを混合し、活物質粉体表面に導電材粉体を付着させる
ための処理装置であり、第2図は第1図のハイブリダイ
ザを示す拡大断面図である。
図中の1は、活物質粉体と導電材粉体の予備混合機であ
る。この混合機lは、本体内部に主羽根及び副羽根を備
えた構造をなし、前記各粉体を静電的に付着せしめてオ
ーダードミクスチャ状態を形成するものである。前記予
備混合機lの吐出部は、該混合機l下方に配置された計
量器2に連結されている。この計量器2の吐出部は、そ
の下方に配置した計量タンク 3を介してハイブリダイ
ザ4に連結されている。この計量タンク 3は、前記計
量器2内からオーダードミクスチャ状態の混合物を前記
ハイブリダイザ4に一定量供給する役割をなす。前記ハ
イブリダイザ4は、活物質粉体と導電材粉体との混合物
を高速気流中衝撃法にて処理するものである。このハイ
ブリダイザ4は、第2図に示すように扁平円筒状の中空
部を有する本体5を備えている。この本体5の内周側面
には、凹凸形状をなす破壊リング6が嵌着されている。
前記本体5内には、円板7が前記破壊リング6に対して
同心円状に配置され、かつ該円板7の中心には前記本体
5の円形状の壁部を貫通して嵌入された回転軸(図示せ
ず)が軸着されている。前記円板7の周縁には、複数枚
の羽根8が放射状に設けられている。前記本体5の外周
側壁には、循環バイブ9の一端が挿若され、かつ該バイ
ブ9の他端は前記本体5の前記回転軸と対向する円形状
壁部の中心に挿着されている。このパイブ9の途中には
、前記計量タンク 3からの混合物を供給するための洪
給バイブ10が連結されている。この供給バイブlOに
は、前記ハイブリダイザ4で処理される混合物が倶給バ
イブ10を逆流して外部に排出するのを防止するための
バルブ11が設けられている。前記本体5の下部には吐
出シュートl2が設けられている。このシュート12が
連結された本体5の部分には、吐出口l3が開口され、
かつ該吐出口l3には弁l4が開閉自在に設けられてい
る。
また、前紀ハイブリダイザ4には捕集器l5が連結され
ている。なお、前記予鍮混合機1の動作、計量器2によ
る計量、計量タンク 3への混合物の供給、ハイブリダ
イザ4への混合物の供給、ノ1イブリダイザ4の動作は
コントローラl6からの信号により遠隔的に行われる。
次に、上述した第1図図示の処理装置を用いて二酸化マ
ンガン粉体と炭素粉体とを混合し、この混合物を用いて
正極合剤を製造する方法について説明する。
まず、平均粒径25μmの二酸化マンガン粉体を460
℃の温度下で16時間焼成し内部の付着水を除去する。
つづいて、この二酸化マンガン粉体830gと平均粒径
1μmの炭素粉体70gとを予備混合機l内に収納し、
主羽根を1000rpmに副羽根を3000rpm.で
回転させ、25℃の温度下で5分間混合することにより
二酸化マンガン粉体と炭素粉体とをオーダードミクスチ
ャ状態に混合する。ひきつづき、この混合物を計量器2
に供給して計量し、一旦計量タンク 3内に洪給した後
該タンク 3から一定量の混合物を供給バイブ10を通
して第2図に示すハイブリダイザ4に供給する。同時に
ハイブリダイザ4の羽根8が取付けられた円板7を50
00rp■で回転する。この時、前記混合物は衝撃羽根
8により激しく衝撃を受けると共に粒子同志が衝突し、
円板7による遠心力で本体内周側面に飛ばされて破壊リ
ングBと衝突し、前記循環バイブ9に達した時点で該循
環パイブ9を通して再び本体5内に戻される。このよう
な処理の過程において混合物は、衝撃と本体5内におけ
る分散とを1分間に数百回以上受ける。この後、前記円
板7の回転を停止し、前記井目を開けて処理された混合
物を前記吐出口l3から取出し前記捕集器l5によって
回収する。この後、回収した混合物に結着剤としてのポ
リテトラフルオ口エチレン粉末を該混合物重量に対して
3重量%混合して正極合剤を製造する。
次に、上述した方法により得られた正極合剤を用いて第
3図に示す扁平形電池を組立てた。即ち、図中の21、
22は互いに対向配置された正負極端子板である。これ
ら端子板21, 22の間にはアイオノマー樹たよりな
る棒状の絶縁封口体23が介在されている。また、これ
ら端子板21, 22と絶縁封口体23とにより形成さ
れた空間内には前述した方法により得られた正極合剤2
4と過塩素酸リチウムをlmol/l溶解したブロビレ
ンカーボネイトが含浸されたボリブロビレン不織布から
なるセバレータ25とリチウムよりなる負極2Bとがこ
の順序で積層してなる発電要素27が′aW!されてい
る。そして、前記正負極の端子板21、22と絶縁封口
体23を加熱融着することにより前記発電要素27を密
閉している。
比較例1 二酸化マンガン粉体と炭素粉体とを高速回転翼ミキサー
によってIO分間処理し、この混合物とポリテトラフル
オ口エチレン粉末とを混合して得られた正極合剤を用い
て本実施例と同様な構造の扁平形電池を組立てた。
比較例2 二酸化マンガン粉体と炭素粉体とを自動乳鉢によってl
O分間処理し、この混合物とポリテトラフルオ口エチレ
ン粉末とを混合して得られた正極合剤を用いて本実施例
と同様な構造の扁平形電池を組立てた。
しかして、本実施例及び比較例1、2の電池を夫々20
個用意し20℃の温度下、15kΩの負荷条件により定
抵抗連続放電を行ない、終止電圧が2.5Vとなるまで
の放電利用率を測定し、その平均値を求めた。その結果
を下記第1表に示す第 表 上記第1表から明らかな如く、本実施例の電池は比較例
1及び比較例2の電池に比べて放電利用率が良好になっ
ていることがわかる。
また、本実施例及び比較例1、2の電池を夫々2a個用
意し、20℃の温度下、15kΩの負荷条件により定抵
抗連続放電し、各放電容量において−10℃温度下、2
m A / seeでのオン、オフを5サイクル行なう
低温パルス放電試験を実施して端子電圧の最少値を測定
した。その結果を第4図に示す。
なお、図中のAは本実施例の電池の特性線を、Bは比較
例1の電池の特性線を、Cは比較例2の電池の特性腺を
示す。第4図から明らかな如く、本実施例の電池は比較
例1及び比較fFfJ2の電池に比ベて低温重負荷パル
ス放電特性が良好であることがわかる。
なお、上記実施例では非水溶媒系の電解液を用いた電池
について述べたがこれに限定されず、水溶媒系の電解液
を用いた電池についても同様に適用できる。
〔発明の効果] 以上詳述したように、本発明によれば活物質に導電材を
良好にかつ均一に付着させて活物質の導電性を飛躍的に
向上した電池用正極合剤を効率よく製造でき、ひいては
この正極合剤を用いて電池を組立てることにより放電利
用率及び重負荷放電特性を著しく向上できる等の顕著な
効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の活物質粉体表面に導電材粉体を高速気
流中衝撃法によって付着させるための処理装置を示す概
略図、第2図は第1図のハイブリダイザを示す拡大断面
図、第3図は実施例の扁平形電池を示す断面図、第4図
は実施例及び比較例1〜2の電池の放電容量と端子電圧
との関係を示す特性図である。 I・・・予備混合機、2・・・計量器、3・・・計量タ
ンク、4・・・ハイブリダイザ、5・・・本体、ト・・
破壊リング、7・・・円板、訃・・羽根、9・・・循環
バイブ、10・・・供給バイブ, 11・・・バルブ、
12・・・吐出シュート、13・・・吐出口、l4・・
・弁、I5・・・捕集器、2I・・・正極端子板、22
・・・負極端子板、23・・・絶縁封口体、24・・・
正極合剤、25・・・セバレータ、2B・・・負極。 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  活物質粉体と導電材粉体とを高速気流中にて衝撃混合
    せしめることを特徴とする電池用正極合剤の製造方法。
JP1061664A 1989-03-14 1989-03-14 電池用正極合剤の製造方法 Pending JPH02239564A (ja)

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JP1061664A JPH02239564A (ja) 1989-03-14 1989-03-14 電池用正極合剤の製造方法

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JPH02239564A true JPH02239564A (ja) 1990-09-21

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ID=13177724

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009087682A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Tdk Corp 電極用複合粒子及び電気化学デバイス

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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