JPH10154513A - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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- JPH10154513A JPH10154513A JP8313857A JP31385796A JPH10154513A JP H10154513 A JPH10154513 A JP H10154513A JP 8313857 A JP8313857 A JP 8313857A JP 31385796 A JP31385796 A JP 31385796A JP H10154513 A JPH10154513 A JP H10154513A
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Classifications
-
- 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
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、保存特性、サイクル特性に優れた
電池を提供するものである。 【解決手段】 本発明は、正極と、リチウムを吸蔵・放
出可能な炭素材料からなる負極とを備えた非水電解液電
池において、前記負極の結着剤が非フッ素系有機重合体
であり、前記負極の増粘剤がカルボキシメチルセルロー
スのリチウム塩であることを特徴とするものである。
電池を提供するものである。 【解決手段】 本発明は、正極と、リチウムを吸蔵・放
出可能な炭素材料からなる負極とを備えた非水電解液電
池において、前記負極の結着剤が非フッ素系有機重合体
であり、前記負極の増粘剤がカルボキシメチルセルロー
スのリチウム塩であることを特徴とするものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムを吸蔵・
放出することが可能な炭素材料を負極材料として用いた
非水電解液電池に関して、特に、負極の改良に関するも
のである。
放出することが可能な炭素材料を負極材料として用いた
非水電解液電池に関して、特に、負極の改良に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、非水電解液電池の負極材料とし
て、可撓性に優れること、モッシー状のリチウムが電析
する恐れがないことなどの理由から、コークス、黒鉛な
どのリチウムを吸蔵・放出可能な炭素材料が、負極材料
として検討されている。
て、可撓性に優れること、モッシー状のリチウムが電析
する恐れがないことなどの理由から、コークス、黒鉛な
どのリチウムを吸蔵・放出可能な炭素材料が、負極材料
として検討されている。
【０００３】上記炭素材料を使用した負極は、通常、炭
素粉末（黒鉛、コークス粉末など）及び必要に応じて導
電剤粉末（アセチレンブラック、カーボンブラックな
ど）を、結着剤溶液に分散させてスラリーとし、このス
ラリーをドクターブレード法等にて集電体金属上に塗布
した後、乾燥する方法等により作製されており、この場
合の結着剤としては、主にポリフッ化ビニリデン（ＰＶ
ｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の
フッ素樹脂が使用されている。
素粉末（黒鉛、コークス粉末など）及び必要に応じて導
電剤粉末（アセチレンブラック、カーボンブラックな
ど）を、結着剤溶液に分散させてスラリーとし、このス
ラリーをドクターブレード法等にて集電体金属上に塗布
した後、乾燥する方法等により作製されており、この場
合の結着剤としては、主にポリフッ化ビニリデン（ＰＶ
ｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の
フッ素樹脂が使用されている。
【０００４】しかしながら、リチウムを混入した黒鉛等
の炭素材料を負極に用いる場合、結着剤としてフッ素樹
脂を使用すると、充放電サイクルの進行と共にリチウム
と結着剤であるフッ素樹脂（ＰＶｄＦ、ＰＴＦＥ）が反
応・分解して負極活物質間の結着力、活物質と負極芯体
との結着力を低下させる。その結果、電池内部の抵抗が
増加し、サイクル特性が悪化するという問題と、さら
に、負極活物質が脱落して内部短絡を生じるという問題
があった。
の炭素材料を負極に用いる場合、結着剤としてフッ素樹
脂を使用すると、充放電サイクルの進行と共にリチウム
と結着剤であるフッ素樹脂（ＰＶｄＦ、ＰＴＦＥ）が反
応・分解して負極活物質間の結着力、活物質と負極芯体
との結着力を低下させる。その結果、電池内部の抵抗が
増加し、サイクル特性が悪化するという問題と、さら
に、負極活物質が脱落して内部短絡を生じるという問題
があった。
【０００５】上記のような問題を解決する方法として、
特開平４−３４２９６６号公報には、負極結着剤にスチ
レン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）とカルボキシメチルセ
ルロース（ＣＭＣ）を用いることが提案されている。さ
らに、特開平５−１０１８２９号公報には、負極結着剤
にフッ素ゴムとＣＭＣを用いることが提案されている。
特開平４−３４２９６６号公報には、負極結着剤にスチ
レン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）とカルボキシメチルセ
ルロース（ＣＭＣ）を用いることが提案されている。さ
らに、特開平５−１０１８２９号公報には、負極結着剤
にフッ素ゴムとＣＭＣを用いることが提案されている。
【０００６】しかしながら、ＣＭＣ自身は水に溶けにく
く大量に使用することができないという問題点があっ
た。
く大量に使用することができないという問題点があっ
た。
【０００７】さらに、水に可溶なＣＭＣのナトリウム塩
やカリウム塩を使用すると、充放電時に、電解液中のリ
チウムイオンが、ナトリウムイオン又はカリウムイオン
と交換反応を起こし、充放電効率が低下するという新た
な問題が生じることになる。
やカリウム塩を使用すると、充放電時に、電解液中のリ
チウムイオンが、ナトリウムイオン又はカリウムイオン
と交換反応を起こし、充放電効率が低下するという新た
な問題が生じることになる。
【０００８】又、リチウムイオンとの交換反応によって
電解液中に溶出したナトリウムイオン、カリウムイオン
が炭素負極表面に析出し、電解液の分解反応を促進させ
て、サイクル特性や保存特性を等の電池特性を低下させ
る原因となった。
電解液中に溶出したナトリウムイオン、カリウムイオン
が炭素負極表面に析出し、電解液の分解反応を促進させ
て、サイクル特性や保存特性を等の電池特性を低下させ
る原因となった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な問題点を解決し、その目的とするところは、保存特
性、サイクル特性に優れた非水電解液電池を提供するこ
とである。
な問題点を解決し、その目的とするところは、保存特
性、サイクル特性に優れた非水電解液電池を提供するこ
とである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、正極と、リチ
ウムを吸蔵・放出可能な炭素材料からなる負極とを備え
た非水電解液電池において、前記負極の結着剤が非フッ
素系有機重合体であり、負極の増粘剤がカルボキシメチ
ルセルロースのリチウム塩であることを特徴とするもの
である。
ウムを吸蔵・放出可能な炭素材料からなる負極とを備え
た非水電解液電池において、前記負極の結着剤が非フッ
素系有機重合体であり、負極の増粘剤がカルボキシメチ
ルセルロースのリチウム塩であることを特徴とするもの
である。
【００１１】本発明は、負極の増粘剤がＣＭＣのリチウ
ム塩であるので、電解液中に溶出するリチウムイオン
は、保存特性、サイクル特性に何ら悪影響を及ぼすこと
がなく、ナトリウムイオンやカリウムイオン等の溶出に
よって生じる保存特性やサイクル特性の劣化を抑制する
ことができる。
ム塩であるので、電解液中に溶出するリチウムイオン
は、保存特性、サイクル特性に何ら悪影響を及ぼすこと
がなく、ナトリウムイオンやカリウムイオン等の溶出に
よって生じる保存特性やサイクル特性の劣化を抑制する
ことができる。
【００１２】又、増粘剤として用いるＣＭＣのリチウム
塩は、負極に対して、１．０重量部以上１０．０重量部
以下であることが好ましい。これは、ＣＭＣのリチウム
塩量が１．０重量部以下の場合、ＣＭＣのリチウム塩を
添加する効果が得られず、又、１０．０重量部以上の場
合、負極のエネルギー密度が低下し、さらに電池特性に
悪影響を及ぼすからである。
塩は、負極に対して、１．０重量部以上１０．０重量部
以下であることが好ましい。これは、ＣＭＣのリチウム
塩量が１．０重量部以下の場合、ＣＭＣのリチウム塩を
添加する効果が得られず、又、１０．０重量部以上の場
合、負極のエネルギー密度が低下し、さらに電池特性に
悪影響を及ぼすからである。
【００１３】さらに、増粘剤として用いるＣＭＣのリチ
ウム塩のエーテル化度は１．０以上が好ましい。これ
は、ＣＭＣのリチウム塩のエーテル化度が１．０以下に
なると電極内に含浸した電解液のイオン伝導度が低下
し、高負荷放電時、低温放電時における分極が大きくな
り、作動電圧、電池容量が低下するからである。
ウム塩のエーテル化度は１．０以上が好ましい。これ
は、ＣＭＣのリチウム塩のエーテル化度が１．０以下に
なると電極内に含浸した電解液のイオン伝導度が低下
し、高負荷放電時、低温放電時における分極が大きくな
り、作動電圧、電池容量が低下するからである。
【００１４】ここで、エーテル化度とは、ＣＭＣにおけ
るセルロース単位当りに有する水酸基がどれだけエーテ
ル化しているかを示す数値であり、例えば、エーテル化
度１．０とは、セルロース単位当りに有する水酸基の水
素が１つカチオンに置換しているＣＭＣを表すものとす
る。
るセルロース単位当りに有する水酸基がどれだけエーテ
ル化しているかを示す数値であり、例えば、エーテル化
度１．０とは、セルロース単位当りに有する水酸基の水
素が１つカチオンに置換しているＣＭＣを表すものとす
る。
【００１５】又、非フッ素系有機重合体は、負極に対し
て、０．５重量部以上１０重量部以下であることが好ま
しい。これは、０．５重量部以下の場合、結着剤として
の効果が得られず、又、１０．０重量部以上の場合、負
極のエネルギー密度が低下すること、及び炭素材料の周
りを結着剤が取り囲むようになるので、炭素材料と電解
液とが接触する比率が少なくなり、電池特性が低下する
からである。
て、０．５重量部以上１０重量部以下であることが好ま
しい。これは、０．５重量部以下の場合、結着剤として
の効果が得られず、又、１０．０重量部以上の場合、負
極のエネルギー密度が低下すること、及び炭素材料の周
りを結着剤が取り囲むようになるので、炭素材料と電解
液とが接触する比率が少なくなり、電池特性が低下する
からである。
【００１６】さらに、負極の結着剤としては、ブタジエ
ン基を有する共重合体の非フッ素系有機重合体を用いる
ことが好ましい。ブタジエン基を有する共重合体として
は、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシ
変性ＳＢＲ、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢ
Ｒ）、アクリレート−ブタジエンゴム等があり、好まし
くは、カルボキシ変性ＳＢＲである。これらの結着剤を
使用することによって、負極の柔軟性が向上し、結着効
果が増大するからである。
ン基を有する共重合体の非フッ素系有機重合体を用いる
ことが好ましい。ブタジエン基を有する共重合体として
は、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシ
変性ＳＢＲ、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢ
Ｒ）、アクリレート−ブタジエンゴム等があり、好まし
くは、カルボキシ変性ＳＢＲである。これらの結着剤を
使用することによって、負極の柔軟性が向上し、結着効
果が増大するからである。
【００１７】又、本発明の非水電解液の溶媒としては、
プロピレンカーボネート（ＰＣ）、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）、エチルメチルカーボネート
（ＥＭＣ）、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）等が
挙げられる。又、非水電解液の溶質としては、ＬｉＰＦ
6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＡ
ｓＦ6等が挙げられる。
プロピレンカーボネート（ＰＣ）、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）、エチルメチルカーボネート
（ＥＭＣ）、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）等が
挙げられる。又、非水電解液の溶質としては、ＬｉＰＦ
6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＡ
ｓＦ6等が挙げられる。
【００１８】又、正極材料としては、リチウムを吸蔵・
放出可能な化合物であれば、特に制限なく使用すること
ができ、特にリチウム含有複合酸化物は、組成式Ｌｉx
ＭＯ2又はＬｉyＭ2Ｏ4（但し、Ｍは遷移元素、０≦ｘ≦
１、０≦ｙ≦２）で表され、具体的にはＬｉＣｏＯ2、
ＬｉＭｎＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＣｒＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ
4等が挙げられる。
放出可能な化合物であれば、特に制限なく使用すること
ができ、特にリチウム含有複合酸化物は、組成式Ｌｉx
ＭＯ2又はＬｉyＭ2Ｏ4（但し、Ｍは遷移元素、０≦ｘ≦
１、０≦ｙ≦２）で表され、具体的にはＬｉＣｏＯ2、
ＬｉＭｎＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＣｒＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ
4等が挙げられる。
【００１９】
［実施例１］ 〔負極の作製〕粒子径１〜３０μｍの黒鉛粉末９８．５
重量部と、結着剤としてスチレン−ブタジエンゴム（Ｓ
ＢＲ）を０．５重量部と、増粘剤としてＣＭＣのリチウ
ム塩（エーテル化度１．０）を１．０重量部と水とを混
練して、負極スラリーとした。この負極スラリーを厚さ
１８μｍの銅箔上に両面塗布して、乾燥後、ローラプレ
ス機により圧延して、負極を作製した。
重量部と、結着剤としてスチレン−ブタジエンゴム（Ｓ
ＢＲ）を０．５重量部と、増粘剤としてＣＭＣのリチウ
ム塩（エーテル化度１．０）を１．０重量部と水とを混
練して、負極スラリーとした。この負極スラリーを厚さ
１８μｍの銅箔上に両面塗布して、乾燥後、ローラプレ
ス機により圧延して、負極を作製した。
【００２０】〔正極の作製〕正極活物質としてのＬｉＣ
ｏＯ2を８５重量部と、導電剤としてのアセチレンブラ
ックを５重量部及び黒鉛を５重量部と、結着剤としてＮ
−メチル−２−ピロリドンに溶かしたポリフッ化ビニリ
デン（ＰＶｄＦ）を固形分として５重量部となるように
混練して正極スラリーとした後、正極集電体としての厚
さ２０μｍのアルミニウム箔上に両面塗布し、乾燥後、
ローラプレス機により圧延して、正極を作製した。
ｏＯ2を８５重量部と、導電剤としてのアセチレンブラ
ックを５重量部及び黒鉛を５重量部と、結着剤としてＮ
−メチル−２−ピロリドンに溶かしたポリフッ化ビニリ
デン（ＰＶｄＦ）を固形分として５重量部となるように
混練して正極スラリーとした後、正極集電体としての厚
さ２０μｍのアルミニウム箔上に両面塗布し、乾燥後、
ローラプレス機により圧延して、正極を作製した。
【００２１】〔電解液の調整〕エチレンカーボネートと
ジエチルカーボネートとの等体積混合溶媒に、ＬｉＰＦ
6を１モル／リットルの割合で溶かして電解液を調整し
た。
ジエチルカーボネートとの等体積混合溶媒に、ＬｉＰＦ
6を１モル／リットルの割合で溶かして電解液を調整し
た。
【００２２】〔電池の作製〕上記正極と負極とを厚さ２
５μｍのポリプロピレン製微多孔膜のセパレータを介し
て渦巻電極体とした。この渦巻電極体をニッケルメッキ
を施した鉄製外装缶に入れ、上記電解液を注液した後、
絶縁ガスケットを介して封口板で外装缶を封口して、円
筒型の電池を作製した。これを本発明電池Ａ１とする。
５μｍのポリプロピレン製微多孔膜のセパレータを介し
て渦巻電極体とした。この渦巻電極体をニッケルメッキ
を施した鉄製外装缶に入れ、上記電解液を注液した後、
絶縁ガスケットを介して封口板で外装缶を封口して、円
筒型の電池を作製した。これを本発明電池Ａ１とする。
【００２３】［実施例２］負極を作製する際の結着剤と
して、アクリロニトリル−ブタジエンゴム０．５重量部
を用いる以外は、実施例１と同様にして電池を作製し
た。これを、本発明電池Ａ２とする。
して、アクリロニトリル−ブタジエンゴム０．５重量部
を用いる以外は、実施例１と同様にして電池を作製し
た。これを、本発明電池Ａ２とする。
【００２４】［比較例１］負極を作製する際の増粘剤と
して、ＣＭＣのナトリウム塩（エーテル化度１．０）水
溶液１．０重量部を用いる以外は、実施例１と同様にし
て電池を作製した。これを比較電池Ｘ１とする。
して、ＣＭＣのナトリウム塩（エーテル化度１．０）水
溶液１．０重量部を用いる以外は、実施例１と同様にし
て電池を作製した。これを比較電池Ｘ１とする。
【００２５】［比較例２］負極を作製する際の増粘剤と
して、ＣＭＣのカリウム塩（エーテル化度１．０）水溶
液１．０重量部を用いる以外は、実施例１と同様にして
電池を作製した。これを比較電池Ｘ２とする。
して、ＣＭＣのカリウム塩（エーテル化度１．０）水溶
液１．０重量部を用いる以外は、実施例１と同様にして
電池を作製した。これを比較電池Ｘ２とする。
【００２６】〔実験１〕本発明電池Ａ１、Ａ２と、比較
電池Ｘ１、Ｘ２との保存特性について実験を行った。
尚、測定条件は、室温（２５℃）にて、１２００ｍＡの
電流で４．１Ｖまで定電流充電し、その後、４．１Ｖの
定電圧充電を行い、充電終止電流が２０ｍＡに達するま
で定電圧充電した後、１２００ｍＡの電流で２．７５Ｖ
まで放電して初期電池容量を求め、これを１００とす
る。次いで、この電池を充電状態のままで、高温（６０
℃）で１０日間保存した後、放電した時の電池容量の対
初期電池容量に対する比率を各電池の保存特性とした。
電池Ｘ１、Ｘ２との保存特性について実験を行った。
尚、測定条件は、室温（２５℃）にて、１２００ｍＡの
電流で４．１Ｖまで定電流充電し、その後、４．１Ｖの
定電圧充電を行い、充電終止電流が２０ｍＡに達するま
で定電圧充電した後、１２００ｍＡの電流で２．７５Ｖ
まで放電して初期電池容量を求め、これを１００とす
る。次いで、この電池を充電状態のままで、高温（６０
℃）で１０日間保存した後、放電した時の電池容量の対
初期電池容量に対する比率を各電池の保存特性とした。
【００２７】又、本発明電池Ａ１、Ａ２と、比較電池Ｘ
１、Ｘ２のサイクル特性について実験を行った。測定条
件は、室温（２５℃）にて、１２００ｍＡの電流で４．
１Ｖまで定電流充電し、その後、４．１Ｖの定電圧充電
を行い、充電終止電流が２０ｍＡに達するまで定電圧充
電した後、１２００ｍＡの電流で２．７５Ｖまで放電す
るという一連の操作を繰り返して行った。そして、１０
０サイクル後、及び５００サイクル後の電池容量の初期
電池容量に対する比率を表した。この実験１の結果を表
１に表す。
１、Ｘ２のサイクル特性について実験を行った。測定条
件は、室温（２５℃）にて、１２００ｍＡの電流で４．
１Ｖまで定電流充電し、その後、４．１Ｖの定電圧充電
を行い、充電終止電流が２０ｍＡに達するまで定電圧充
電した後、１２００ｍＡの電流で２．７５Ｖまで放電す
るという一連の操作を繰り返して行った。そして、１０
０サイクル後、及び５００サイクル後の電池容量の初期
電池容量に対する比率を表した。この実験１の結果を表
１に表す。
【００２８】
【表１】
【００２９】表１に示すように、本発明電池Ａ１、Ａ２
は比較電池Ｘ１、Ｘ２に比べて、高温での保存特性及び
サイクル特性が優れていることがわかる。これらの事実
から、保存特性及びサイクル特性の優れた非水電解液二
次電池を得るためには、増粘剤としてＣＭＣのリチウム
塩を使用することが必要であることがわかる。
は比較電池Ｘ１、Ｘ２に比べて、高温での保存特性及び
サイクル特性が優れていることがわかる。これらの事実
から、保存特性及びサイクル特性の優れた非水電解液二
次電池を得るためには、増粘剤としてＣＭＣのリチウム
塩を使用することが必要であることがわかる。
【００３０】この理由は上述したように、比較電池Ｘ
１、Ｘ２の増粘剤はＣＭＣのナトリウム塩、カリウム塩
であるので、充放電によって、電解液中のリチウムイオ
ンと、ナトリウムイオン、カリウムイオンが交換反応を
起こし、この電解液中に溶出したナトリウムイオン、カ
リウムイオンが炭素負極表面に析出し、電解液の分解反
応を促進させて、保存特性、サイクル特性を低下させた
と考えられる。
１、Ｘ２の増粘剤はＣＭＣのナトリウム塩、カリウム塩
であるので、充放電によって、電解液中のリチウムイオ
ンと、ナトリウムイオン、カリウムイオンが交換反応を
起こし、この電解液中に溶出したナトリウムイオン、カ
リウムイオンが炭素負極表面に析出し、電解液の分解反
応を促進させて、保存特性、サイクル特性を低下させた
と考えられる。
【００３１】〔結着剤量とサイクル特性との関係〕 ［実施例３］負極を作製する際に、黒鉛粉末９８．７重
量部、結着剤としてスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢ
Ｒ）０．３重量部を用いる以外は、実施例１と同様にし
て電池を作製した。これを本発明電池Ｂ１とする。
量部、結着剤としてスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢ
Ｒ）０．３重量部を用いる以外は、実施例１と同様にし
て電池を作製した。これを本発明電池Ｂ１とする。
【００３２】［実施例４］負極を作製する際に、黒鉛粉
末９４重量部、結着剤としてＳＢＲ５重量部を用いる以
外は、実施例１と同様にして電池を作製した。これを本
発明電池Ｂ２とする。
末９４重量部、結着剤としてＳＢＲ５重量部を用いる以
外は、実施例１と同様にして電池を作製した。これを本
発明電池Ｂ２とする。
【００３３】［実施例５］負極を作製する際に、黒鉛粉
末８９重量部、結着剤としてＳＢＲ１０重量部を用いる
以外は、実施例１と同様にして電池を作製した。これを
本発明電池Ｂ３とする。
末８９重量部、結着剤としてＳＢＲ１０重量部を用いる
以外は、実施例１と同様にして電池を作製した。これを
本発明電池Ｂ３とする。
【００３４】［実施例６］負極を作製する際に、黒鉛粉
末８７重量部、結着剤としてＳＢＲ１２重量部を用いる
以外は、実施例１と同様にして電池を作製した。これを
本発明電池Ｂ４とする。
末８７重量部、結着剤としてＳＢＲ１２重量部を用いる
以外は、実施例１と同様にして電池を作製した。これを
本発明電池Ｂ４とする。
【００３５】〔実験２〕本発明電池Ａ１、Ｂ１〜Ｂ４の
保存特性、サイクル特性を実験１と同様にして求めた。
その結果を表２に示す。
保存特性、サイクル特性を実験１と同様にして求めた。
その結果を表２に示す。
【００３６】
【表２】
【００３７】表２から明らかなように、結着剤量が０．
５重量部以上１０．０重量部以下の電池が保存特性及び
サイクル特性に優れていることがわかる。これは、結着
剤量が０．５重量以下の場合、活物質粒子同士及び活物
質と集電体とを十分に結着させることができなため、高
温保存後、又は充放電サイクルを繰り返すことによっ
て、活物質の脱落が生じているからと考えられる。又、
結着剤量が１０．０重量部以上の場合、負極のエネルギ
ー密度が低下し、さらに、炭素材料の周りを結着剤が取
り囲むようになり、炭素材料と電解液の接触比率が減少
して、保存特性、サイクル特性が低下したと考えられ
る。
５重量部以上１０．０重量部以下の電池が保存特性及び
サイクル特性に優れていることがわかる。これは、結着
剤量が０．５重量以下の場合、活物質粒子同士及び活物
質と集電体とを十分に結着させることができなため、高
温保存後、又は充放電サイクルを繰り返すことによっ
て、活物質の脱落が生じているからと考えられる。又、
結着剤量が１０．０重量部以上の場合、負極のエネルギ
ー密度が低下し、さらに、炭素材料の周りを結着剤が取
り囲むようになり、炭素材料と電解液の接触比率が減少
して、保存特性、サイクル特性が低下したと考えられ
る。
【００３８】〔エーテル化度とサイクル特性との関係〕 ［実施例７］負極を作製する際の増粘剤として、ＣＭＣ
のリチウム塩（エーテル化度０．７）１．０重量部を用
いる以外は、実施例１と同様にして電池を作製した。こ
れを本発明電池Ｃ１とする。
のリチウム塩（エーテル化度０．７）１．０重量部を用
いる以外は、実施例１と同様にして電池を作製した。こ
れを本発明電池Ｃ１とする。
【００３９】［実施例８］負極を作製する際の増粘剤と
して、ＣＭＣのリチウム塩（エーテル化度１．５）１．
０重量部を用いる以外は、実施例１と同様にして電池を
作製した。これを本発明電池Ｃ２とする。
して、ＣＭＣのリチウム塩（エーテル化度１．５）１．
０重量部を用いる以外は、実施例１と同様にして電池を
作製した。これを本発明電池Ｃ２とする。
【００４０】［実施例９］負極を作製する際の増粘剤と
して、ＣＭＣのリチウム塩（エーテル化度２．５）１．
０重量部を用いる以外は、実施例１と同様にして電池を
作製した。これを本発明電池Ｃ３とする。
して、ＣＭＣのリチウム塩（エーテル化度２．５）１．
０重量部を用いる以外は、実施例１と同様にして電池を
作製した。これを本発明電池Ｃ３とする。
【００４１】［実施例１０］負極を作製する際の増粘剤
として、ＣＭＣのリチウム塩（エーテル化度３．０）
１．０重量部を用いる以外は、実施例１と同様にして電
池を作製した。これを本発明電池Ｃ４とする。
として、ＣＭＣのリチウム塩（エーテル化度３．０）
１．０重量部を用いる以外は、実施例１と同様にして電
池を作製した。これを本発明電池Ｃ４とする。
【００４２】〔実験３〕本発明電池Ａ１、Ｃ１〜Ｃ４の
保存特性、サイクル特性を実験１と同様にして求めた。
その結果を表３に示す。
保存特性、サイクル特性を実験１と同様にして求めた。
その結果を表３に示す。
【００４３】
【表３】
【００４４】表３から明らかなように、ＣＭＣのリチウ
ム塩のエーテル化度は１．０以上の電池が保存特性及び
サイクル特性に優れていることがわかる。これは、エー
テル化度が１．０以下の場合、電極内に含浸した電解液
中のイオン伝導度が低下し、分極が大きくなり、保存特
性、サイクル特性が低下するからと考えられる。
ム塩のエーテル化度は１．０以上の電池が保存特性及び
サイクル特性に優れていることがわかる。これは、エー
テル化度が１．０以下の場合、電極内に含浸した電解液
中のイオン伝導度が低下し、分極が大きくなり、保存特
性、サイクル特性が低下するからと考えられる。
【００４５】〔ＣＭＣのリチウム塩量とサイクル特性と
の関係〕 ［実施例１１］負極を作製する際に、黒鉛粉末９９．５
重量部、増粘剤としてＣＭＣのリチウム塩（エーテル化
度１．０）０．５重量部を用いる以外は、実施例１と同
様にして電池を作製した。これを本発明電池Ｄ１とす
る。
の関係〕 ［実施例１１］負極を作製する際に、黒鉛粉末９９．５
重量部、増粘剤としてＣＭＣのリチウム塩（エーテル化
度１．０）０．５重量部を用いる以外は、実施例１と同
様にして電池を作製した。これを本発明電池Ｄ１とす
る。
【００４６】［実施例１２］負極を作製する際に、黒鉛
粉末９４．５重量部、増粘剤としてＣＭＣのリチウム塩
（エーテル化度１．０）５重量部を用いる以外は、実施
例１と同様にして電池を作製した。これを本発明電池Ｄ
２とする。
粉末９４．５重量部、増粘剤としてＣＭＣのリチウム塩
（エーテル化度１．０）５重量部を用いる以外は、実施
例１と同様にして電池を作製した。これを本発明電池Ｄ
２とする。
【００４７】［実施例１３］負極を作製する際に、黒鉛
粉末８９．５重量部、増粘剤としてＣＭＣのリチウム塩
（エーテル化度１．０）１０重量部を用いる以外は、実
施例１と同様にして電池を作製した。これを本発明電池
Ｄ３とする。
粉末８９．５重量部、増粘剤としてＣＭＣのリチウム塩
（エーテル化度１．０）１０重量部を用いる以外は、実
施例１と同様にして電池を作製した。これを本発明電池
Ｄ３とする。
【００４８】［実施例１４］負極を作製する際に、黒鉛
粉末８７．５重量部、増粘剤としてＣＭＣのリチウム塩
（エーテル化度１．０）１２重量部を用いる以外は、実
施例１と同様にして電池を作製した。これを本発明電池
Ｄ４とする。
粉末８７．５重量部、増粘剤としてＣＭＣのリチウム塩
（エーテル化度１．０）１２重量部を用いる以外は、実
施例１と同様にして電池を作製した。これを本発明電池
Ｄ４とする。
【００４９】〔実験４〕本発明電池Ａ１、Ｄ１〜Ｄ４の
保存特性、サイクル特性を実験１と同様にして求めた。
その結果を表４に示す。
保存特性、サイクル特性を実験１と同様にして求めた。
その結果を表４に示す。
【００５０】
【表４】
【００５１】表４から明らかなように、ＣＭＣのリチウ
ム塩量が１．０重量部以上１０．０重量部以下の電池が
保存特性及びサイクル特性に優れていることがわかる。
これは、ＣＭＣのリチウム塩量が１．０重量部以下の場
合、ＣＭＣのリチウム塩を添加する効果が得られず、
又、１０．０重量部以上の場合、負極のエネルギー密度
が低下し、電池特性に悪影響を及ぼしているからと考え
られる。
ム塩量が１．０重量部以上１０．０重量部以下の電池が
保存特性及びサイクル特性に優れていることがわかる。
これは、ＣＭＣのリチウム塩量が１．０重量部以下の場
合、ＣＭＣのリチウム塩を添加する効果が得られず、
又、１０．０重量部以上の場合、負極のエネルギー密度
が低下し、電池特性に悪影響を及ぼしているからと考え
られる。
【００５２】
【発明の効果】本発明は、正極と、リチウムを吸蔵・放
出可能な炭素材料からなる負極とを備えた非水電解液電
池において、前記負極の結着剤が非フッ素系有機重合体
であり、前記負極の増粘剤がカルボキシメチルセルロー
スのリチウム塩を用いているので、保存特性及びサイク
ル特性に優れた電池を得ることができる。
出可能な炭素材料からなる負極とを備えた非水電解液電
池において、前記負極の結着剤が非フッ素系有機重合体
であり、前記負極の増粘剤がカルボキシメチルセルロー
スのリチウム塩を用いているので、保存特性及びサイク
ル特性に優れた電池を得ることができる。
Claims (6)
- 【請求項１】 正極と、リチウムを吸蔵・放出可能な炭
素材料からなる負極とを備えた非水電解液電池におい
て、前記負極の結着剤が非フッ素系有機重合体であり、
前記負極の増粘剤がカルボキシメチルセルロースのリチ
ウム塩であることを特徴とする非水電解液電池。 - 【請求項２】 前記非フッ素系有機重合体の添加量が、
負極に対して、０．５重量部以上１０．０重量部以下で
あることを特徴とする請求項１記載の非水電解液電池。 - 【請求項３】 前記カルボキシメチルセルロースのリチ
ウム塩のエーテル化度が１．０以上であることを特徴と
する請求項１記載の非水電解液電池。 - 【請求項４】 前記カルボキシメチルセルロースのリチ
ウム塩の添加量が、負極に対して、１．０重量部以上１
０．０重量部以下であることを特徴とする請求項１記載
の非水電解液電池。 - 【請求項５】 前記非フッ素系有機重合体がブタジエン
基を有するコポリマーからなることを特徴とする請求項
１記載の非水電解液電池。 - 【請求項６】 前記非フッ素系有機重合体がスチレンブ
タジエンゴムであることを特徴とする請求項５記載の非
水電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8313857A JPH10154513A (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8313857A JPH10154513A (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | 非水電解液電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10154513A true JPH10154513A (ja) | 1998-06-09 |
Family
ID=18046348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8313857A Pending JPH10154513A (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10154513A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999065096A1 (en) * | 1998-06-09 | 1999-12-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Negative electrode for secondary cell, negative plate for secondary cell, and secondary cell comprising the same |
| JP2001176557A (ja) * | 1999-12-20 | 2001-06-29 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 非水電解液二次電池 |
| JP2001236950A (ja) * | 2000-02-24 | 2001-08-31 | Japan Storage Battery Co Ltd | 非水電解質二次電池用負極及びそれを用いた非水電解質二次電池 |
| JP2002075373A (ja) * | 2000-08-24 | 2002-03-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水系二次電池 |
| JP2002237305A (ja) * | 2001-02-09 | 2002-08-23 | Yuasa Corp | 非水電解質電池 |
| JP2003007304A (ja) * | 2001-06-25 | 2003-01-10 | Hitachi Maxell Ltd | 非水系電解液二次電池 |
| JP2005108833A (ja) * | 2003-10-01 | 2005-04-21 | Samsung Sdi Co Ltd | カルボキシメチルセルロース系結合剤及びこれを用いたリチウム電池 |
| JP2005158754A (ja) * | 2003-11-27 | 2005-06-16 | Samsung Sdi Co Ltd | リチウム二次電池用負極及びこれを含むリチウム二次電池 |
| JP2009087748A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Dainippon Printing Co Ltd | 非水電解液二次電池負極用電極板及び非水電解液二次電池 |
| WO2011096463A1 (ja) * | 2010-02-03 | 2011-08-11 | 日本ゼオン株式会社 | リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池負極及びリチウム二次電池 |
| JP2014022039A (ja) * | 2012-07-12 | 2014-02-03 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | リチウム二次電池用負極バインダー |
| CN112072110A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-11 | 远景动力技术(江苏)有限公司 | 负极、其制备方法及使用了其的锂离子电池 |
| US20220294015A1 (en) * | 2021-03-15 | 2022-09-15 | Prime Planet Energy & Solutions, Inc. | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
| JP2023550777A (ja) * | 2021-07-08 | 2023-12-05 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | リチウム二次電池用正極スラリー組成物、これを含む正極及びリチウム二次電池 |
| JP2024086573A (ja) * | 2022-12-16 | 2024-06-27 | 三星エスディアイ株式会社 | カルボキシメチルセルロースリチウム塩の製造方法およびこの方法で製造されたカルボキシメチルセルロースリチウム塩を含むリチウム二次電池 |
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