JPH0251863A - リチウム電池 - Google Patents
リチウム電池Info
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- JPH0251863A JPH0251863A JP63199979A JP19997988A JPH0251863A JP H0251863 A JPH0251863 A JP H0251863A JP 63199979 A JP63199979 A JP 63199979A JP 19997988 A JP19997988 A JP 19997988A JP H0251863 A JPH0251863 A JP H0251863A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- battery
- polyurethane
- polyalkylene glycol
- active material
- Prior art date
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- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/621—Binders
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- 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。
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、負極の活物質として金属リチウム。
または、リチウム合金を用いた電池、特に正極体の結着
剤として特定の重合体を用いてなるリチウム電池に関す
る。
剤として特定の重合体を用いてなるリチウム電池に関す
る。
［従来の技術および発明が解決しようとする課題］リチ
ウム電池の正極体は１種々の形状に加工するため、二酸
化マンガンなどの正極活物質あるいはアセチレンブラッ
クなどの導電剤からなる正極合剤に結着剤が混合されて
いる。
ウム電池の正極体は１種々の形状に加工するため、二酸
化マンガンなどの正極活物質あるいはアセチレンブラッ
クなどの導電剤からなる正極合剤に結着剤が混合されて
いる。
従来から用いられている結着剤としては、フッ素樹脂、
例えば、ポリテトラフルオロエチレン。
例えば、ポリテトラフルオロエチレン。
ポリフッ化ビニリデン、４−フッ化ポリエチレン。
４−７７化ポリエチレンと６−フッ化ポリプロピレンの
共重合体などのディスバージョンもしくは粉体、スチレ
ン・ブタジェン共重合体などのゴム系接着剤のディスバ
ージョンもしくは粉体などが良く知られている（例えば
、特開昭５４−１０３５１３号、同５８−７８１６５号
、同５７−９６４７１号、同５９−２１９８５３号など
）。
共重合体などのディスバージョンもしくは粉体、スチレ
ン・ブタジェン共重合体などのゴム系接着剤のディスバ
ージョンもしくは粉体などが良く知られている（例えば
、特開昭５４−１０３５１３号、同５８−７８１６５号
、同５７−９６４７１号、同５９−２１９８５３号など
）。
また、それ以外にも、ブタジェン−メタクリル酸共重合
体（特開昭５８−１０２４６５号）。
体（特開昭５８−１０２４６５号）。
ポリイミド系樹脂（特開昭５７−２１０５６８号）、ポ
リイミド系樹脂前駆物質（特開昭５８−１４７９６５号
）などが知られている。
リイミド系樹脂前駆物質（特開昭５８−１４７９６５号
）などが知られている。
しかし、これらの結着剤にはそれぞれ一長一短があり、
かならずしも満足のいくものではない。
かならずしも満足のいくものではない。
例えば、ポリテトラフルオロエチレンなどは、耐溶剤性
に優れているため、電池作成の際に、電解買溶液で膨潤
しない特徴を有しているが、結着力が弱いため、正極合
剤を成形するためには多量に用いる必要があり、フッ素
樹脂の撥水性、撥油性のゆえに、正極活物質の表面が覆
われると、電解質と活物質との濡れが慈〈なり、電池の
内部抵抗が増大するため電池性能が低下する。
に優れているため、電池作成の際に、電解買溶液で膨潤
しない特徴を有しているが、結着力が弱いため、正極合
剤を成形するためには多量に用いる必要があり、フッ素
樹脂の撥水性、撥油性のゆえに、正極活物質の表面が覆
われると、電解質と活物質との濡れが慈〈なり、電池の
内部抵抗が増大するため電池性能が低下する。
また、スチレン・ブタジェンラバーは、フッ素樹脂に比
べて、結着力が大きく、上記フッ素樹脂に比べて、使用
量が少なくてよく、正極合剤中の活物質の割合を多くす
ることができる。そのため、電池容量が増加させること
ができる。しかし、柔軟性に乏しいため、渦巻き型電池
の正極結着剤としては用いることができない。
べて、結着力が大きく、上記フッ素樹脂に比べて、使用
量が少なくてよく、正極合剤中の活物質の割合を多くす
ることができる。そのため、電池容量が増加させること
ができる。しかし、柔軟性に乏しいため、渦巻き型電池
の正極結着剤としては用いることができない。
また、高分子の易加工性から薄膜化が容易なため、例え
ばＩＣカードなどのバックアップ用などの超薄形リチウ
ム電池の開発が行われている。この場合、使用中の繰り
返しの折り曲げに対して、正極シートの局部的な折れや
亀裂などの破損が起こらないように、結着剤が優れた機
械的特性を有する必要がある。
ばＩＣカードなどのバックアップ用などの超薄形リチウ
ム電池の開発が行われている。この場合、使用中の繰り
返しの折り曲げに対して、正極シートの局部的な折れや
亀裂などの破損が起こらないように、結着剤が優れた機
械的特性を有する必要がある。
また、電池の放電反応が進行するにつれて、−般的に正
極活物質中にリチウムイオンがとりこまれ、正極内部の
体積が増加するが、これに応じて結着剤が柔軟に変形で
きることが必要である。これらの点でも、従来の結着剤
は、満足いくものではない。
極活物質中にリチウムイオンがとりこまれ、正極内部の
体積が増加するが、これに応じて結着剤が柔軟に変形で
きることが必要である。これらの点でも、従来の結着剤
は、満足いくものではない。
本発明の目的は、従来の結着剤の欠点を改良し、イオン
伝導性、加工性１機械的特性、および長期信頼性などに
優れた特性を有する正極体を備えた電池を提供すること
にある。
伝導性、加工性１機械的特性、および長期信頼性などに
優れた特性を有する正極体を備えた電池を提供すること
にある。
〔課題を解決するための手段］
本発明者らは１種々検討した結果、負極活物質が特定の
物質からなる電池において、正極の結着剤として、特定
の重合物を用いることにより、上記目的を達成した。
物質からなる電池において、正極の結着剤として、特定
の重合物を用いることにより、上記目的を達成した。
本発明で用いられるポリアルキレングリコールを主鎖ま
た側鎖に有するポリウレタンまたはポリウレタンウレア
は、一般的に知られている類似の方法で合成することが
できる。すなわち、ポリアルキレングリコールとジイソ
シアネート化合物で反応させ、ポリアルキレンゲリコー
ルとジイソシアネート化合物を反応させ、ポリアルキレ
ングリコールの両末端にインシアネート基を有するプレ
ポリマーを合成し、さらにこれと鎖延長剤としてグリコ
ール化合物あるいはジアミン化合物と反応させて合成す
ることができる。
た側鎖に有するポリウレタンまたはポリウレタンウレア
は、一般的に知られている類似の方法で合成することが
できる。すなわち、ポリアルキレングリコールとジイソ
シアネート化合物で反応させ、ポリアルキレンゲリコー
ルとジイソシアネート化合物を反応させ、ポリアルキレ
ングリコールの両末端にインシアネート基を有するプレ
ポリマーを合成し、さらにこれと鎖延長剤としてグリコ
ール化合物あるいはジアミン化合物と反応させて合成す
ることができる。
上記の合成反応に用いられる原料のうち、ポリアルキレ
ングリコールは下記の一般式 ％式％） （但し、Ｒは水素または低級アルキル基を示す）で表さ
れる。ここで、ｎは好ましくは５〜２５０゜より好まし
くは１０〜１２５のものが用いられる。
ングリコールは下記の一般式 ％式％） （但し、Ｒは水素または低級アルキル基を示す）で表さ
れる。ここで、ｎは好ましくは５〜２５０゜より好まし
くは１０〜１２５のものが用いられる。
ｎが小さすぎるとポリウレタンの柔軟性が失われ、また
、ｎが大きすぎると柔らかくなりすぎて機械的強度が低
下する。
、ｎが大きすぎると柔らかくなりすぎて機械的強度が低
下する。
また、ジイソシアネート化合物としては。
２．４−）リレンジイソシアネート、４．４−ジフェニ
ルメタンジイソシアネート、シアニジンジイソシアネー
ト、ヘキサメチレンジイソシアネート。
ルメタンジイソシアネート、シアニジンジイソシアネー
ト、ヘキサメチレンジイソシアネート。
メタキシリレンジイソシアネートなどを用いることがで
きる。
きる。
また、鎖延長剤のグリコール化合物としては、エチレン
グリコール、プロピレングリコール。
グリコール、プロピレングリコール。
１．４−ブタンジオールなどを用いることができる。
また、ジアミン化合物としては、エチレンジアミン、プ
ロピレンジアミン、テトラメチレンジアミンなどを用い
ることができる。
ロピレンジアミン、テトラメチレンジアミンなどを用い
ることができる。
正極体を作成する方法としては、上記のポリウレタンま
たはポリウレタンウレアと、正極活物質および導電剤を
混合して加圧成形する方法、あるいは、さらに溶媒を加
えて、懸濁液として集電体に塗布乾燥して作成する方法
などを用いることができる。
たはポリウレタンウレアと、正極活物質および導電剤を
混合して加圧成形する方法、あるいは、さらに溶媒を加
えて、懸濁液として集電体に塗布乾燥して作成する方法
などを用いることができる。
ここで、正極活物質としては、よく知られている二酸化
マンガン、五酸化モリブデン、五酸化バナジウムなどの
金属酸化物、また、チタン、ニオブ、モリブデンなどの
金属の硫化物などを用いることができる。導電剤として
は、アセチレンブラック、グラファイトなどを用いるこ
とができる。
マンガン、五酸化モリブデン、五酸化バナジウムなどの
金属酸化物、また、チタン、ニオブ、モリブデンなどの
金属の硫化物などを用いることができる。導電剤として
は、アセチレンブラック、グラファイトなどを用いるこ
とができる。
負極活物質としては、リチウム金属、あるいは、リチウ
ムとアルミニュウムとの合金などを用いることができる
。
ムとアルミニュウムとの合金などを用いることができる
。
負極と正極との間の電解質隔膜としては、よく知られて
いるように、ポリプロピレンの不織布あるいは多孔質フ
ィルムなどに液体電解質を含浸させたもの、また、ポリ
エチレンオキシドやその誘導体とリチウムイオン塩から
なる高分子固体電解質などを用いることができる。
いるように、ポリプロピレンの不織布あるいは多孔質フ
ィルムなどに液体電解質を含浸させたもの、また、ポリ
エチレンオキシドやその誘導体とリチウムイオン塩から
なる高分子固体電解質などを用いることができる。
［実施例］
実施例１
正援生五作店
二酸化マンガンを９０重量部と、アセチレンブラックを
１０重量部を秤量し、ボールミルで６０分混合した。こ
の混合物を、１０ｇ秤量し、熱可塑性ポリウレタンエラ
ストマー（日本ポリウレタン工業製、ＮＹＫ−２６）を
０．１０２ｇ、過塩素酸リチウム（Ｌ ＊ Ｃ１ａ ）
のプロピレンカーボネート溶液（濃度、０．７５Ｍ／Ｌ
）を０．０８０１ｇ、および溶媒として、テトラヒドロ
フランＬｏｇを加え、ｌｈｒ攪拌混合する。この混合物
からか、減圧効果により、溶媒を留去して正極合剤を得
た。この合剤から所定量採取し。
１０重量部を秤量し、ボールミルで６０分混合した。こ
の混合物を、１０ｇ秤量し、熱可塑性ポリウレタンエラ
ストマー（日本ポリウレタン工業製、ＮＹＫ−２６）を
０．１０２ｇ、過塩素酸リチウム（Ｌ ＊ Ｃ１ａ ）
のプロピレンカーボネート溶液（濃度、０．７５Ｍ／Ｌ
）を０．０８０１ｇ、および溶媒として、テトラヒドロ
フランＬｏｇを加え、ｌｈｒ攪拌混合する。この混合物
からか、減圧効果により、溶媒を留去して正極合剤を得
た。この合剤から所定量採取し。
プレス機およびロールにより加圧成形して、１４Ｘ３４
Ｘ０．３ｍｍの正極シートを作成した。
Ｘ０．３ｍｍの正極シートを作成した。
び
外装板兼集電体として、４０Ｘ２０Ｘ０．０２ｍｍ形状
のステンレス箔上の負極活物質として、アルゴン雰囲気
下で、３４Ｘ１４ＸＯ，０９ｍｍのリチウム箔を圧着さ
せる。また、電解質溶液として、ポリエチレングリコー
ルジアクリレート（新中村化学製、Ｍ−９Ｇ）を１．７
ｇ、熱可塑性ポリウレタンエラストマー樹脂（日本ポリ
ウレタン工業製、ＮＫＹ−２６）を０．３０ｇ、過塩素
酸リチウム（Ｌ ｉ Ｃｌ０４）のテトラヒドロフラン
溶液（濃度、１ 、０Ｍ／Ｌ）を２ｃｃ、増感剤として
、 ２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン
を０．００４ｇ、およびテトラヒドロフランをｌｏｇ混
合して、均一溶液とした。この溶液をアルゴン雰囲気で
上記のステンレス箔とリチウム箔の積層物のリチウム箔
上に薄く塗布した後に、テトラヒドロフランを蒸発させ
、さらに、ＵＶランプで照射して約２０＃Ｌｍの厚みの
電解買塗ｎりを形成させ、負極外装板（集電体）−負極
活物質−イオン伝導性隔膜の積層体を作成した。
のステンレス箔上の負極活物質として、アルゴン雰囲気
下で、３４Ｘ１４ＸＯ，０９ｍｍのリチウム箔を圧着さ
せる。また、電解質溶液として、ポリエチレングリコー
ルジアクリレート（新中村化学製、Ｍ−９Ｇ）を１．７
ｇ、熱可塑性ポリウレタンエラストマー樹脂（日本ポリ
ウレタン工業製、ＮＫＹ−２６）を０．３０ｇ、過塩素
酸リチウム（Ｌ ｉ Ｃｌ０４）のテトラヒドロフラン
溶液（濃度、１ 、０Ｍ／Ｌ）を２ｃｃ、増感剤として
、 ２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン
を０．００４ｇ、およびテトラヒドロフランをｌｏｇ混
合して、均一溶液とした。この溶液をアルゴン雰囲気で
上記のステンレス箔とリチウム箔の積層物のリチウム箔
上に薄く塗布した後に、テトラヒドロフランを蒸発させ
、さらに、ＵＶランプで照射して約２０＃Ｌｍの厚みの
電解買塗ｎりを形成させ、負極外装板（集電体）−負極
活物質−イオン伝導性隔膜の積層体を作成した。
涯ユ壮之二上辺詐虞
変成ポリエチレン樹脂（宇部興産製、Ｆｌｌｏｏ）を、
熱プレスによる圧縮成形により、厚み２００ Ｂｍのシ
ート状にした。このシートから、打ち抜き刃で、外形４
０Ｘ２０ｍｍ、枠１１２ｍｍの枠状封口材シートを作成
した。
熱プレスによる圧縮成形により、厚み２００ Ｂｍのシ
ート状にした。このシートから、打ち抜き刃で、外形４
０Ｘ２０ｍｍ、枠１１２ｍｍの枠状封口材シートを作成
した。
ｌ泄五皿泣
上記の負極外装板−負極活物質−イオン伝導性隔膜の積
層体に、前記作成の正極シート、さらに、正極外装板（
負極外装板として用いたステンレス箔と同じ形状）を１
周縁部に上記の封口材シートを介在させて、ａＭし、熱
融着させて厚み０．５ｍｍの薄形電池を作成した。
層体に、前記作成の正極シート、さらに、正極外装板（
負極外装板として用いたステンレス箔と同じ形状）を１
周縁部に上記の封口材シートを介在させて、ａＭし、熱
融着させて厚み０．５ｍｍの薄形電池を作成した。
１泄性展ヌ贋
電池性能試験として、５．６にΩで定抵抗放電試験を行
ったところ３３．３ｍＡｈの電池容量を１！また。
ったところ３３．３ｍＡｈの電池容量を１！また。
実施例２
実施例１において、電解質隔膜として５０ｇｍ厚みのポ
リプロピレン製のセパレータを用いて、それにＬ’ｒＣ
１０４のプロピレンカーボネート溶液（濃度、０．７５
Ｍ／Ｌ）を含浸させて用いた以外は、実施例１と同様に
して薄形電池を作成した。電池容量は４０．３ｍＡｈで
あった。
リプロピレン製のセパレータを用いて、それにＬ’ｒＣ
１０４のプロピレンカーボネート溶液（濃度、０．７５
Ｍ／Ｌ）を含浸させて用いた以外は、実施例１と同様に
して薄形電池を作成した。電池容量は４０．３ｍＡｈで
あった。
比較例１．２
実施例１．２において、結着剤としてポリテトラフルオ
ロエチレンを用いた以外は、同様にして電池を作成し、
放電試験を行ったところ、電池容量は、それぞれ、１０
．３ｍＡｈ、１５．６ｍＡｈであった。
ロエチレンを用いた以外は、同様にして電池を作成し、
放電試験を行ったところ、電池容量は、それぞれ、１０
．３ｍＡｈ、１５．６ｍＡｈであった。
比較例３
実施例１において、結着剤として、スチレンブタジェン
ラバーを用いた以外は、同様にして電池を作成した。
ラバーを用いた以外は、同様にして電池を作成した。
１乙りしヨ１■温１
実施例１、および、比較例３の電池の折り曲げ試験を、
ＩＣカードの曲げ強度測定法（ＤＰ７８−１６／２）に
準じて行った。実施例の電池では。
ＩＣカードの曲げ強度測定法（ＤＰ７８−１６／２）に
準じて行った。実施例の電池では。
ペンディングテス） １０００回後も電池特性に異常は
認められなかったが、比較例の電池では開路電圧が、３
．４８Ｖから１．３４Ｖに低下した。
認められなかったが、比較例の電池では開路電圧が、３
．４８Ｖから１．３４Ｖに低下した。
［発明の効果］
本発明の電池は、正極結着剤の加工性１機械的特性など
が良好であり、長期信頼性に優れ、大きな電池容量を有
している。
が良好であり、長期信頼性に優れ、大きな電池容量を有
している。
特許出願人 宇部興産株式会社
Claims (1)
- 負極に金属リチウムまたはリチウム合金を活物質とし
て用いた電池において、正極結着剤として、ポリアルキ
レングリコールを主鎖または側鎖に有するポリウレタン
またはポリウレタンウレアを用いたことを特徴とするリ
チウム電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63199979A JPH0251863A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | リチウム電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63199979A JPH0251863A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | リチウム電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0251863A true JPH0251863A (ja) | 1990-02-21 |
Family
ID=16416764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63199979A Pending JPH0251863A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | リチウム電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0251863A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09219200A (ja) * | 1995-10-31 | 1997-08-19 | Basf Magnetics Gmbh | 電気化学的電池に適当な電極材料 |
| WO2006112640A1 (en) | 2005-04-20 | 2006-10-26 | Lg Chem, Ltd. | Lithium secondary battery having improved stability to overcharge |
-
1988
- 1988-08-12 JP JP63199979A patent/JPH0251863A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09219200A (ja) * | 1995-10-31 | 1997-08-19 | Basf Magnetics Gmbh | 電気化学的電池に適当な電極材料 |
| WO2006112640A1 (en) | 2005-04-20 | 2006-10-26 | Lg Chem, Ltd. | Lithium secondary battery having improved stability to overcharge |
| EP1872424A4 (en) * | 2005-04-20 | 2010-12-29 | Lg Chemical Ltd | LITHIUM ACCUMULATOR WITH HIGHEST OVERLOAD STABILITY |
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