JPH10233232A - リチウムイオン二次電池 - Google Patents
リチウムイオン二次電池Info
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- H01M10/052—Li-accumulators
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- H01M6/10—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with wound or folded electrodes
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 強固な筐体を使用せず活物質層とセパレータ
間の電気的接続が維持でき、高エネルギー密度化、薄型
化が可能な充放電特性に優れたリチウムイオン二次電池
を得る。 【解決手段】 正極及び負極活物質粒子７ａ，９ａをそ
れぞれバインダ樹脂１１により正極及び負極集電体６，
８に接合して正極３、負極５を形成し、正極および負極
活物質層７，９とセパレータ４とを、セパレータ４と正
極および負極活物質層７，９との接合強度が、正極集電
体６と正極活物質層７および負極集電体１０と負極活物
質層９の接合強度と同等以上となるようにバインダ樹脂
１１により接合する。リチウムイオンを含む電解液を正
極および負極活物質層７，９とセパレータ４とが有する
空隙１２に保持させ、電極間の電気的接続をとる。
間の電気的接続が維持でき、高エネルギー密度化、薄型
化が可能な充放電特性に優れたリチウムイオン二次電池
を得る。 【解決手段】 正極及び負極活物質粒子７ａ，９ａをそ
れぞれバインダ樹脂１１により正極及び負極集電体６，
８に接合して正極３、負極５を形成し、正極および負極
活物質層７，９とセパレータ４とを、セパレータ４と正
極および負極活物質層７，９との接合強度が、正極集電
体６と正極活物質層７および負極集電体１０と負極活物
質層９の接合強度と同等以上となるようにバインダ樹脂
１１により接合する。リチウムイオンを含む電解液を正
極および負極活物質層７，９とセパレータ４とが有する
空隙１２に保持させ、電極間の電気的接続をとる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電解質を保持するセ
パレータを挟んで正極および負極が対向してなるリチウ
ムイオン二次電池に関するもので、詳しくは、正極およ
び負極とセパレータとの電気的接続を改良し、強固な金
属製の筐体が不要で薄型等の任意の形態をとりうる電池
構造に関するものである。
パレータを挟んで正極および負極が対向してなるリチウ
ムイオン二次電池に関するもので、詳しくは、正極およ
び負極とセパレータとの電気的接続を改良し、強固な金
属製の筐体が不要で薄型等の任意の形態をとりうる電池
構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】携帯用電子機器の小型・軽量化への要望
は非常に大きく、その実現は電池の性能向上に大きく依
存する。これに対応すべく多様な電池の開発、改良が進
められている。電池に期待されている特性の向上には、
高電圧化、高エネルギー密度化、耐高負荷化、形状の任
意性、安全性の確保などがある。中でもリチウムイオン
電池は、現有する電池の中でも最も高電圧、高エネルギ
ー密度、耐高負荷が実現できる二次電池であり、現在で
もその改良が盛んに進められている。
は非常に大きく、その実現は電池の性能向上に大きく依
存する。これに対応すべく多様な電池の開発、改良が進
められている。電池に期待されている特性の向上には、
高電圧化、高エネルギー密度化、耐高負荷化、形状の任
意性、安全性の確保などがある。中でもリチウムイオン
電池は、現有する電池の中でも最も高電圧、高エネルギ
ー密度、耐高負荷が実現できる二次電池であり、現在で
もその改良が盛んに進められている。
【０００３】このリチウムイオン二次電池はその主要な
構成要素として、正極、負極および両電極間に挟まれる
イオン伝導層を有する。現在実用化されているリチウム
イオン二次電池においては、正極にはリチウム−コバル
ト複合酸化物などの活物質粉末を電子電導体粉末とバイ
ンダ樹脂とで混合してアルミニウム集電体に塗布して板
状としたもの、負極には炭素系の活物質粉末をバインダ
樹脂と混合し銅集電体に塗布して板状としたものが用い
られている。またイオン伝導層にはポリエチレンやポリ
プロピレンなどの多孔質フィルムをリチウムイオンを含
む非水系の溶媒で満たしたものが使用されている。
構成要素として、正極、負極および両電極間に挟まれる
イオン伝導層を有する。現在実用化されているリチウム
イオン二次電池においては、正極にはリチウム−コバル
ト複合酸化物などの活物質粉末を電子電導体粉末とバイ
ンダ樹脂とで混合してアルミニウム集電体に塗布して板
状としたもの、負極には炭素系の活物質粉末をバインダ
樹脂と混合し銅集電体に塗布して板状としたものが用い
られている。またイオン伝導層にはポリエチレンやポリ
プロピレンなどの多孔質フィルムをリチウムイオンを含
む非水系の溶媒で満たしたものが使用されている。
【０００４】例えば図３は、特開平８−８３６０８号公
報に開示された従来の円筒型リチウムイオン二次電池の
構造を示す断面模式図である。図３において、１は負極
端子を兼ねるステンレス製などの外装缶、２はこの外装
缶１内に収納された電極体であり、電極体２は正極３、
セパレータ４および負極５を渦巻状に巻いた構造になっ
ている。この電極体２は、正極３、セパレータ４および
負極５の各面間の電気的接続を維持するために外部から
の圧力を電極体２に与える必要がある。そのため電極体
２を強固な外装缶１に入れ、加圧することで上記各面間
の接触を保っている。また角形電池では短冊状の電極体
を束ねて角型の金属缶に入れるなどの方法により、外部
から力を加えて押さえつける方法が行われている。
報に開示された従来の円筒型リチウムイオン二次電池の
構造を示す断面模式図である。図３において、１は負極
端子を兼ねるステンレス製などの外装缶、２はこの外装
缶１内に収納された電極体であり、電極体２は正極３、
セパレータ４および負極５を渦巻状に巻いた構造になっ
ている。この電極体２は、正極３、セパレータ４および
負極５の各面間の電気的接続を維持するために外部から
の圧力を電極体２に与える必要がある。そのため電極体
２を強固な外装缶１に入れ、加圧することで上記各面間
の接触を保っている。また角形電池では短冊状の電極体
を束ねて角型の金属缶に入れるなどの方法により、外部
から力を加えて押さえつける方法が行われている。
【０００５】上述のように現在の市販のリチウムイオン
二次電池においては、正極と負極を密着させる方法とし
て、金属等でできた強固な筐体を用いる方法がとられて
いる。筐体がなければ電極体の面間が剥離し、電気的な
接続を維持することが困難になり、電池特性が劣化して
しまう。一方、この筐体の電池全体に占める重量および
体積が大きいために電池自身のエネルギー密度を低下さ
せるだけでなく、筐体自身が剛直であるために電池形状
が限定されてしまい、任意の形状とするのが困難であ
る。
二次電池においては、正極と負極を密着させる方法とし
て、金属等でできた強固な筐体を用いる方法がとられて
いる。筐体がなければ電極体の面間が剥離し、電気的な
接続を維持することが困難になり、電池特性が劣化して
しまう。一方、この筐体の電池全体に占める重量および
体積が大きいために電池自身のエネルギー密度を低下さ
せるだけでなく、筐体自身が剛直であるために電池形状
が限定されてしまい、任意の形状とするのが困難であ
る。
【０００６】このような背景のもと、軽量化や薄型化を
目指し、強固な筐体の不要なリチウムイオン二次電池の
開発が進められている。上記筐体の不要な電池の開発の
ポイントは、正極および負極とそれらに挟まれるイオン
伝導層（セパレータ）との電気的な接続を外部から力を
加えることなく如何に維持するかということである。
目指し、強固な筐体の不要なリチウムイオン二次電池の
開発が進められている。上記筐体の不要な電池の開発の
ポイントは、正極および負極とそれらに挟まれるイオン
伝導層（セパレータ）との電気的な接続を外部から力を
加えることなく如何に維持するかということである。
【０００７】このような外力が不要な接合手段として、
正極および負極（電極）を液体接着混合物（ゲル状電解
質）で接合する構造が米国特許５，４６０，９０４に、
また電子伝導性のポリマーで活物質を接着して正極およ
び負極を形成し、高分子電解質で正極および負極間を接
合する構造が米国特許５，４３７，６９２に開示されて
いる。
正極および負極（電極）を液体接着混合物（ゲル状電解
質）で接合する構造が米国特許５，４６０，９０４に、
また電子伝導性のポリマーで活物質を接着して正極およ
び負極を形成し、高分子電解質で正極および負極間を接
合する構造が米国特許５，４３７，６９２に開示されて
いる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来のリチウムイオン
二次電池は上記のように構成されており、正極および負
極とセパレータ間の密着性、電気的接続を確保するため
に強固な筐体を用いたものでは、発電部以外である筐体
の電池全体に占める体積や重量の割合が大きくなり、エ
ネルギー密度の高い電池を作製するには不利であるとい
う問題点があった。一方、電極を液体接着混合物で接合
する構造では、製造工程が複雑になる、また、十分な接
着力が得にくく、電池としての強度の向上が困難である
という問題点がある。また、高分子電解質で電極間を接
合する構造では、安全性確保、すなわち電極間の短絡を
防ぐ必要があるため高分子電解質層が厚くなり、電池と
して十分に薄くできないこと、また、固体電解質を用い
るため電解質層と電極活物質間の接合が困難であり充放
電効率などの電池特性の向上が困難である、工程的に複
雑でコスト的に高価になる等の問題点がある。さらに、
電池の充放電効率を決める重要な要因は、活物質の充放
電にともなうリチウムイオンのドープ、脱ドープの効率
であるが、通常の構造の電池においては、リチウムイオ
ンの移動のしやすさは電解液中で等しいため、リチウム
イオンのドープ、脱ドープがセパレータに近接する電極
表面近傍で偏って起こり、電極内部の活物質が有効に利
用されず、望ましい充放電特性が得られないという問題
点があった。
二次電池は上記のように構成されており、正極および負
極とセパレータ間の密着性、電気的接続を確保するため
に強固な筐体を用いたものでは、発電部以外である筐体
の電池全体に占める体積や重量の割合が大きくなり、エ
ネルギー密度の高い電池を作製するには不利であるとい
う問題点があった。一方、電極を液体接着混合物で接合
する構造では、製造工程が複雑になる、また、十分な接
着力が得にくく、電池としての強度の向上が困難である
という問題点がある。また、高分子電解質で電極間を接
合する構造では、安全性確保、すなわち電極間の短絡を
防ぐ必要があるため高分子電解質層が厚くなり、電池と
して十分に薄くできないこと、また、固体電解質を用い
るため電解質層と電極活物質間の接合が困難であり充放
電効率などの電池特性の向上が困難である、工程的に複
雑でコスト的に高価になる等の問題点がある。さらに、
電池の充放電効率を決める重要な要因は、活物質の充放
電にともなうリチウムイオンのドープ、脱ドープの効率
であるが、通常の構造の電池においては、リチウムイオ
ンの移動のしやすさは電解液中で等しいため、リチウム
イオンのドープ、脱ドープがセパレータに近接する電極
表面近傍で偏って起こり、電極内部の活物質が有効に利
用されず、望ましい充放電特性が得られないという問題
点があった。
【０００９】そこで、実使用可能な薄型リチウムイオン
電池の実現には、安全性と電池としての強度を容易に確
保でき、充放電特性等の良好な電池特性が得られる電池
構造を開発することが必要となる。すなわち、安全性を
確保するため電極間にセパレータを有し、このセパレー
タと電極とが十分な強度で、かつ、良好な電池特性が得
られるように接合されることが必要である。本発明は、
かかる課題を解決するために、本発明者らがセパレータ
と正極および負極との好ましい接合方法に関し鋭意検討
した結果なされたもので、強固な筐体を使用せずとも、
正極および負極とセパレータ間とを強固に密着させるこ
とができ、高エネルギー密度化、薄型化が可能で、任意
の形態をとりうる充放電特性に優れたリチウムイオン二
次電池を提供することを目的とする。
電池の実現には、安全性と電池としての強度を容易に確
保でき、充放電特性等の良好な電池特性が得られる電池
構造を開発することが必要となる。すなわち、安全性を
確保するため電極間にセパレータを有し、このセパレー
タと電極とが十分な強度で、かつ、良好な電池特性が得
られるように接合されることが必要である。本発明は、
かかる課題を解決するために、本発明者らがセパレータ
と正極および負極との好ましい接合方法に関し鋭意検討
した結果なされたもので、強固な筐体を使用せずとも、
正極および負極とセパレータ間とを強固に密着させるこ
とができ、高エネルギー密度化、薄型化が可能で、任意
の形態をとりうる充放電特性に優れたリチウムイオン二
次電池を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のリチウムイオン
二次電池の第１の構成は、正極活物質粒子をバインダ樹
脂により正極集電体に接合してなる正極、負極活物質粒
子をバインダ樹脂により負極集電体に接合してなる負
極、上記正極と負極間に配置され、正極および負極活物
質層と接合されるセパレータ、上記正極および負極活物
質層とセパレータとが有する空隙に保持されるリチウム
イオンを含む電解液とを備え、上記セパレータと正極お
よび負極活物質層との接合強度が、それぞれ正極集電体
と正極活物質層および負極集電体と負極活物質層の接合
強度と同等以上としたものである。
二次電池の第１の構成は、正極活物質粒子をバインダ樹
脂により正極集電体に接合してなる正極、負極活物質粒
子をバインダ樹脂により負極集電体に接合してなる負
極、上記正極と負極間に配置され、正極および負極活物
質層と接合されるセパレータ、上記正極および負極活物
質層とセパレータとが有する空隙に保持されるリチウム
イオンを含む電解液とを備え、上記セパレータと正極お
よび負極活物質層との接合強度が、それぞれ正極集電体
と正極活物質層および負極集電体と負極活物質層の接合
強度と同等以上としたものである。
【００１１】本発明のリチウムイオン二次電池の第２の
構成は、第１の構成において、正極および負極活物質粒
子それぞれを正極および負極集電体に接合するバインダ
樹脂により、正極および負極活物質層とセパレータとが
接合されたものである。
構成は、第１の構成において、正極および負極活物質粒
子それぞれを正極および負極集電体に接合するバインダ
樹脂により、正極および負極活物質層とセパレータとが
接合されたものである。
【００１２】本発明のリチウムイオン二次電池の第３の
構成は、第１または第２の構成において、セパレータ側
に位置する活物質粒子のバインダ樹脂による被覆率を集
電体側に位置する活物質粒子よりも多くしている。
構成は、第１または第２の構成において、セパレータ側
に位置する活物質粒子のバインダ樹脂による被覆率を集
電体側に位置する活物質粒子よりも多くしている。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図に基づい
て説明する。図１は本発明の一実施の形態のリチウムイ
オン二次電池の主要部、電池構造（電極積層体）を示す
断面模式図で、図２は同、リチウムイオン二次電池を示
す断面模式図である。図において、３は正極活物質粒子
７ａをバインダ樹脂１１により正極集電体６に接合して
なる正極で、７は正極活物質粒子７ａ同士がバインダ樹
脂１１により結着されてなる正極活物質層、５は負極活
物質粒子９ａをバインダ樹脂１１により負極集電体１０
に接合してなる負極で、９は負極活物質粒子９ａ同士が
バインダ樹脂１１により結着されてなる負極活物質層、
４は正極３と負極５間に配置され、バインダ樹脂１１に
より正極および負極活物質層７，９と接合されたセパレ
ータであり、また１２は正極および負極活物質層７，９
とセパレータ４とに形成された空隙で、リチウムイオン
を含む電解液が保持される。３０は図１に示す電解液注
入後の電極積層体を包み封止する外装のアルミラミネー
トフィルムである。
て説明する。図１は本発明の一実施の形態のリチウムイ
オン二次電池の主要部、電池構造（電極積層体）を示す
断面模式図で、図２は同、リチウムイオン二次電池を示
す断面模式図である。図において、３は正極活物質粒子
７ａをバインダ樹脂１１により正極集電体６に接合して
なる正極で、７は正極活物質粒子７ａ同士がバインダ樹
脂１１により結着されてなる正極活物質層、５は負極活
物質粒子９ａをバインダ樹脂１１により負極集電体１０
に接合してなる負極で、９は負極活物質粒子９ａ同士が
バインダ樹脂１１により結着されてなる負極活物質層、
４は正極３と負極５間に配置され、バインダ樹脂１１に
より正極および負極活物質層７，９と接合されたセパレ
ータであり、また１２は正極および負極活物質層７，９
とセパレータ４とに形成された空隙で、リチウムイオン
を含む電解液が保持される。３０は図１に示す電解液注
入後の電極積層体を包み封止する外装のアルミラミネー
トフィルムである。
【００１４】上記のように構成されたリチウムイオン二
次電池は例えば以下のようにして製造される。まず、正
極活物質粒子７ａとバインダ樹脂１１を溶媒に分散させ
調製した活物質ペーストを正極集電体６にロールコータ
法により塗布し乾燥させ正極３を作製する。同様にして
負極５を作製する。次に、セパレータ４の両面に接着剤
としてバインダ樹脂１１を塗布し、セパレータ４に正極
３と負極５をそれぞれ貼り合わせる。熱ロールプレスに
より接着剤を乾燥させ電極積層体を作製する。電極積層
体全体に電解液を浸漬法により含浸させた後、アルミラ
ミネートフィルム３０でパックし、熱融着して封口処理
を行ってリチウムイオン二次電池を得る。
次電池は例えば以下のようにして製造される。まず、正
極活物質粒子７ａとバインダ樹脂１１を溶媒に分散させ
調製した活物質ペーストを正極集電体６にロールコータ
法により塗布し乾燥させ正極３を作製する。同様にして
負極５を作製する。次に、セパレータ４の両面に接着剤
としてバインダ樹脂１１を塗布し、セパレータ４に正極
３と負極５をそれぞれ貼り合わせる。熱ロールプレスに
より接着剤を乾燥させ電極積層体を作製する。電極積層
体全体に電解液を浸漬法により含浸させた後、アルミラ
ミネートフィルム３０でパックし、熱融着して封口処理
を行ってリチウムイオン二次電池を得る。
【００１５】なお、セパレータ４と正極および負極活物
質層７，９それぞれの接合強度は、正極集電体６と正極
活物質層７および負極集電体１０と負極活物質層９の接
合強度と同等以上に形成されており、セパレータ４側に
位置する正極および負極活物質粒子７ａ，９ａのバイン
ダ樹脂１１による被覆率は正極および負極集電体６，１
０側に位置する活物質粒子よりも多くなっている。
質層７，９それぞれの接合強度は、正極集電体６と正極
活物質層７および負極集電体１０と負極活物質層９の接
合強度と同等以上に形成されており、セパレータ４側に
位置する正極および負極活物質粒子７ａ，９ａのバイン
ダ樹脂１１による被覆率は正極および負極集電体６，１
０側に位置する活物質粒子よりも多くなっている。
【００１６】この実施の形態では、電極（正極３および
負極５）は、従来と同様に、活物質、集電体間はバイン
ダ樹脂１１により接着され、その構造が維持されてい
る。さらに、正極３および負極５（即ち正極および負極
活物質層７，９）とセパレータ４も、同じバインダ樹脂
１１により同様に接着されているので、外力を加えずと
も活物質層７，９とセパレータ４間の電気的接続を維持
できる。従って、電池構造を維持するための強固な筐体
が不要となり、電池の軽量化、薄型化が可能となり、任
意の形態をとり得る。しかも、正極および負極活物質層
７，９とセパレータ４間の接着強度は、電極内部におい
て活物質、集電体を接着して一体化している強度、即ち
正極集電体６と正極活物質層７および負極集電体１０と
負極活物質層９の接着強度と同等以上になるように接着
されているので、正極および負極活物質層７，９とセパ
レータ４間の剥離より電極の破壊が優先的に起こる。例
えば、形成された電池に変形を与えるような外力、ある
いは内部の熱応力が働いた場合、セパレータではなく電
極構造が破壊されるので、安全性を維持できるという効
果がある。なお、電極とセパレータ間の接着をさらに強
固なものとし、上記効果をさらに顕著なものとするため
に、特に電極とセパレータ間に薄膜のバインダ樹脂層を
形成することも好ましい。
負極５）は、従来と同様に、活物質、集電体間はバイン
ダ樹脂１１により接着され、その構造が維持されてい
る。さらに、正極３および負極５（即ち正極および負極
活物質層７，９）とセパレータ４も、同じバインダ樹脂
１１により同様に接着されているので、外力を加えずと
も活物質層７，９とセパレータ４間の電気的接続を維持
できる。従って、電池構造を維持するための強固な筐体
が不要となり、電池の軽量化、薄型化が可能となり、任
意の形態をとり得る。しかも、正極および負極活物質層
７，９とセパレータ４間の接着強度は、電極内部におい
て活物質、集電体を接着して一体化している強度、即ち
正極集電体６と正極活物質層７および負極集電体１０と
負極活物質層９の接着強度と同等以上になるように接着
されているので、正極および負極活物質層７，９とセパ
レータ４間の剥離より電極の破壊が優先的に起こる。例
えば、形成された電池に変形を与えるような外力、ある
いは内部の熱応力が働いた場合、セパレータではなく電
極構造が破壊されるので、安全性を維持できるという効
果がある。なお、電極とセパレータ間の接着をさらに強
固なものとし、上記効果をさらに顕著なものとするため
に、特に電極とセパレータ間に薄膜のバインダ樹脂層を
形成することも好ましい。
【００１７】さらに、この実施の形態においては、接着
剤のバインダ樹脂が正極および負極活物質層７，９のセ
パレータ４側（表面部分）に多く存在しているので、即
ち、セパレータ４側に位置する正極および負極活物質粒
子７ａ，９ａの方が、正極および負極集電体６，１０側
に位置する正極および負極活物質粒子７ａ，９ａよりバ
インダ樹脂１１により多く被覆されているので、通常は
リチウムイオンのドープ、脱ドープが正極および負極活
物質層７，９のセパレータ４側部分で偏って起こるが、
正極および負極活物質層７，９のセパレータ４側と内部
の活物質でのリチウムイオンのドープ、脱ドープの速度
の違いが緩和され、電極内部の活物質が有効に利用さ
れ、充放電の効率が良くなる。電池としての充放電特性
を向上できるという優れた効果を発揮する。
剤のバインダ樹脂が正極および負極活物質層７，９のセ
パレータ４側（表面部分）に多く存在しているので、即
ち、セパレータ４側に位置する正極および負極活物質粒
子７ａ，９ａの方が、正極および負極集電体６，１０側
に位置する正極および負極活物質粒子７ａ，９ａよりバ
インダ樹脂１１により多く被覆されているので、通常は
リチウムイオンのドープ、脱ドープが正極および負極活
物質層７，９のセパレータ４側部分で偏って起こるが、
正極および負極活物質層７，９のセパレータ４側と内部
の活物質でのリチウムイオンのドープ、脱ドープの速度
の違いが緩和され、電極内部の活物質が有効に利用さ
れ、充放電の効率が良くなる。電池としての充放電特性
を向上できるという優れた効果を発揮する。
【００１８】本発明に供される活物質としては、正極に
おいては例えば、リチウムと、コバルト，ニッケル，マ
ンガン等の遷移金属との複合酸化物、リチウムを含むカ
ルコゲン化合物、あるいはこれらの複合化合物、さらに
上記複合酸化物、リチウムを含むカルコゲン化合物、あ
るいはこれらの複合化合物に各種の添加元素を有するも
のが用いられ、負極においては易黒鉛化炭素、難黒鉛化
炭素、ポリアセン、ポリアセチレンなどの炭素系化合
物、ピレン、ペリレンなどのアセン構造を含む芳香族炭
化水素化合物が好ましく用いられるが、電池動作の主体
となるリチウムイオンを吸蔵、放出できる物質ならば使
用可能である。また、これらの活物質は粒子状のものが
用いられ、粒径としては、０.３〜２０μｍ のものが使
用可能であり、特に好ましくは１〜５μｍのものであ
る。粒径が小さすぎる場合には、接着時の接着剤による
活物質表面の被覆面積が大きくなりすぎ、充放電時のリ
チウムイオンのドープ、脱ドープが効率よく行われず、
電池特性が低下してしまう。粒径が大きすぎる場合、薄
膜化が容易でなく、また、充填密度が低下するのみなら
ず、形成された電極板表面の凹凸が大きくなりセパレー
タとの接着が良好に行われないため好ましくない。
おいては例えば、リチウムと、コバルト，ニッケル，マ
ンガン等の遷移金属との複合酸化物、リチウムを含むカ
ルコゲン化合物、あるいはこれらの複合化合物、さらに
上記複合酸化物、リチウムを含むカルコゲン化合物、あ
るいはこれらの複合化合物に各種の添加元素を有するも
のが用いられ、負極においては易黒鉛化炭素、難黒鉛化
炭素、ポリアセン、ポリアセチレンなどの炭素系化合
物、ピレン、ペリレンなどのアセン構造を含む芳香族炭
化水素化合物が好ましく用いられるが、電池動作の主体
となるリチウムイオンを吸蔵、放出できる物質ならば使
用可能である。また、これらの活物質は粒子状のものが
用いられ、粒径としては、０.３〜２０μｍ のものが使
用可能であり、特に好ましくは１〜５μｍのものであ
る。粒径が小さすぎる場合には、接着時の接着剤による
活物質表面の被覆面積が大きくなりすぎ、充放電時のリ
チウムイオンのドープ、脱ドープが効率よく行われず、
電池特性が低下してしまう。粒径が大きすぎる場合、薄
膜化が容易でなく、また、充填密度が低下するのみなら
ず、形成された電極板表面の凹凸が大きくなりセパレー
タとの接着が良好に行われないため好ましくない。
【００１９】また、活物質を電極板化するために用いら
れるバインダ樹脂としては、電解液に溶解せず電極積層
体内部で電気化学反応を起こさないものであれば使用可
能である。具体的にはフッ化ビニリデン、フッ化エチレ
ン、アクリロニトリル、エチレンオキシドなどの単独重
合体または共重合体、エチレンプロピレンジアミンゴム
などが使用可能である。
れるバインダ樹脂としては、電解液に溶解せず電極積層
体内部で電気化学反応を起こさないものであれば使用可
能である。具体的にはフッ化ビニリデン、フッ化エチレ
ン、アクリロニトリル、エチレンオキシドなどの単独重
合体または共重合体、エチレンプロピレンジアミンゴム
などが使用可能である。
【００２０】また、集電体は電池内で安定な金属であれ
ば使用可能であるが、正極ではアルミニウム、負極では
銅が好ましく用いられる。集電体の形状としては箔状、
網状、エクスパンドメタル等が使用可能であるが、網状
やエクスパンドメタルなどの空隙面積の大きいものが接
着後の電解液保持を容易にする点から好ましい。
ば使用可能であるが、正極ではアルミニウム、負極では
銅が好ましく用いられる。集電体の形状としては箔状、
網状、エクスパンドメタル等が使用可能であるが、網状
やエクスパンドメタルなどの空隙面積の大きいものが接
着後の電解液保持を容易にする点から好ましい。
【００２１】また、セパレータは電子絶縁性の多孔質
膜、網、不織布等、充分な強度を有するものであればど
のようなものでも使用可能である。フッ素樹脂系のもの
を使用する場合などはプラズマなどで表面処理をするこ
とにより接着強度を確保しなければならない場合があ
る。材質は特に限定しないが、ポリエチレン、ポリプロ
ピレンが接着性および安全性の観点から望ましい。
膜、網、不織布等、充分な強度を有するものであればど
のようなものでも使用可能である。フッ素樹脂系のもの
を使用する場合などはプラズマなどで表面処理をするこ
とにより接着強度を確保しなければならない場合があ
る。材質は特に限定しないが、ポリエチレン、ポリプロ
ピレンが接着性および安全性の観点から望ましい。
【００２２】また、イオン伝導体として用いる電解液に
供する溶剤、電解質塩としては、従来の電池に使用され
ている非水系の溶剤およびリチウムを含有する電解質塩
が使用可能である。具体的にはジメトキシエタン、ジエ
トキシエタン、ジエチルエーテル、ジメチルエーテルな
どのエーテル系溶剤、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、
炭酸ジエチル、炭酸ジメチルなどのエステル系溶剤の単
独液、および前述の同一溶剤同士あるいは異種溶剤から
なる２種の混合液が使用可能である。また電解液に供す
る電解質塩は、ＬｉＰＦ6、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌ
Ｏ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＣＦ3Ｓ
Ｏ2）2 、ＬｉＣ（ＣＦ3ＳＯ2）3 などが使用可能であ
る。
供する溶剤、電解質塩としては、従来の電池に使用され
ている非水系の溶剤およびリチウムを含有する電解質塩
が使用可能である。具体的にはジメトキシエタン、ジエ
トキシエタン、ジエチルエーテル、ジメチルエーテルな
どのエーテル系溶剤、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、
炭酸ジエチル、炭酸ジメチルなどのエステル系溶剤の単
独液、および前述の同一溶剤同士あるいは異種溶剤から
なる２種の混合液が使用可能である。また電解液に供す
る電解質塩は、ＬｉＰＦ6、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌ
Ｏ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＣＦ3Ｓ
Ｏ2）2 、ＬｉＣ（ＣＦ3ＳＯ2）3 などが使用可能であ
る。
【００２３】また、集電体と電極の接着に用いられる接
着性樹脂は、電極とセパレータの接着に用いられる接着
性樹脂と同様、電解液には溶解せず電池内部で電気化学
反応を起こさないものが使用可能である。具体的には架
橋型のメタクリル酸、アクリル酸系のポリマー、エチレ
ン、スチレン、フッ化ビニリデンなどの単独重合体、共
重合体等が使用可能である。
着性樹脂は、電極とセパレータの接着に用いられる接着
性樹脂と同様、電解液には溶解せず電池内部で電気化学
反応を起こさないものが使用可能である。具体的には架
橋型のメタクリル酸、アクリル酸系のポリマー、エチレ
ン、スチレン、フッ化ビニリデンなどの単独重合体、共
重合体等が使用可能である。
【００２４】
【実施例】以下、実施例を示し本発明を具体的に説明す
るが、勿論これらにより本発明が限定されるものではな
い。 実施例１．ＬｉＣｏＯ2 を８７重量部、黒鉛粉（ロンザ
製ＫＳ−６）を８重量部、バインダ樹脂としてポリフッ
化ビニリデンを５重量部、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭ
Ｐと略記する）に分散させることにより調製した正極活
物質ペーストを、正極集電体となる厚さ２０μｍのアル
ミ箔上にドクターブレード法で厚さ約１００μｍに調整
しつつ塗布し、正極を形成した。
るが、勿論これらにより本発明が限定されるものではな
い。 実施例１．ＬｉＣｏＯ2 を８７重量部、黒鉛粉（ロンザ
製ＫＳ−６）を８重量部、バインダ樹脂としてポリフッ
化ビニリデンを５重量部、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭ
Ｐと略記する）に分散させることにより調製した正極活
物質ペーストを、正極集電体となる厚さ２０μｍのアル
ミ箔上にドクターブレード法で厚さ約１００μｍに調整
しつつ塗布し、正極を形成した。
【００２５】メソフェーズマイクロビーズカーボン（商
品名：大阪ガス製）を９５重量部、バインダ樹脂として
ポリフッ化ビニリデンを５重量部をＮ−メチルピロリド
ンに分散させ調製した負極活物質ペーストを、負極集電
体となる厚さ１２μｍの銅箔上にドクターブレード法で
厚さ約１００μｍに調整しつつ塗布し、負極を形成し
た。
品名：大阪ガス製）を９５重量部、バインダ樹脂として
ポリフッ化ビニリデンを５重量部をＮ−メチルピロリド
ンに分散させ調製した負極活物質ペーストを、負極集電
体となる厚さ１２μｍの銅箔上にドクターブレード法で
厚さ約１００μｍに調整しつつ塗布し、負極を形成し
た。
【００２６】セパレータ（ヘキストセラニーズ製セルガ
ード＃２４００）の片面に、活物質粒子を集電体に接着
するのに用いたバインダ樹脂のポリフッ化ビニリデンの
５重量％ＮＭＰ溶液を均一に塗布した。そこに正極を載
せ、均一に貼り付けた。その後、セパレータのもう一方
の面にも同様にポリフッ化ビニリデンのＮＭＰ溶液を均
一に塗布し、そこに負極を貼り付けた。十分に乾燥させ
た後、これにエチレンカーボネートと１，２−ジメトキ
シエタンとを溶媒として六フッ化リン酸リチウムを電解
質とする電解液を注入後、アルミラミネートフィルムで
パックし、封口処理してリチウムイオン二次電池を完成
させた。
ード＃２４００）の片面に、活物質粒子を集電体に接着
するのに用いたバインダ樹脂のポリフッ化ビニリデンの
５重量％ＮＭＰ溶液を均一に塗布した。そこに正極を載
せ、均一に貼り付けた。その後、セパレータのもう一方
の面にも同様にポリフッ化ビニリデンのＮＭＰ溶液を均
一に塗布し、そこに負極を貼り付けた。十分に乾燥させ
た後、これにエチレンカーボネートと１，２−ジメトキ
シエタンとを溶媒として六フッ化リン酸リチウムを電解
質とする電解液を注入後、アルミラミネートフィルムで
パックし、封口処理してリチウムイオン二次電池を完成
させた。
【００２７】作製した電池は外部から圧力を加えること
なく、安定してそのままの形状を維持し、電極間の電気
的接続を維持できた。電池形成後に、アルミラミネート
フィルムを取り除き、セパレータと電極を引き剥がした
ところ、活物質層がセパレータに付着した状態で剥が
れ、電極表面近傍の活物質層とセパレータ間の接着強度
が、電極内部において活物質層、集電体を接着している
強度に比べ大きいことがわかった。接着剤のバインダ樹
脂が正極および負極活物質層のセパレータ側の方に集電
体側よりも多く存在しているためと考えられる。正極お
よび負極活とセパレータ間の剥離より電極の破壊が優先
的に起こるので、安全性を維持できる。また、この電池
特性を評価したところ、電極内部の活物質が有効に利用
されるので、重量エネルギー密度で１２０Ｗｈ／ｋｇが
得られた。また、電流値Ｃ／２で２００回の充放電を行
った後でも、充電容量は初期の７５％と高い値が維持で
きた。これは、バインダ樹脂がセパレータ側の方に多く
存在する、即ちセパレータ側に位置する活物質粒子の方
が、集電体側に位置する活物質粒子よりもバインダ樹脂
に覆われている割合が多いのでため、正極および負極活
物質層のセパレータ側と内部の活物質でのリチウムイオ
ンのドープ、脱ドープの速度の違いが緩和され、電極内
部の活物質が有効に利用されるためと考えられる。上述
のように、強固な筐体が不要となるので、電池の軽量
化、薄型化が可能で、任意の形態をとり得るとともに、
充放電の効率が良くなるので、充放電特性に優れた、安
全性の高いリチウムイオン二次電池が得られる。
なく、安定してそのままの形状を維持し、電極間の電気
的接続を維持できた。電池形成後に、アルミラミネート
フィルムを取り除き、セパレータと電極を引き剥がした
ところ、活物質層がセパレータに付着した状態で剥が
れ、電極表面近傍の活物質層とセパレータ間の接着強度
が、電極内部において活物質層、集電体を接着している
強度に比べ大きいことがわかった。接着剤のバインダ樹
脂が正極および負極活物質層のセパレータ側の方に集電
体側よりも多く存在しているためと考えられる。正極お
よび負極活とセパレータ間の剥離より電極の破壊が優先
的に起こるので、安全性を維持できる。また、この電池
特性を評価したところ、電極内部の活物質が有効に利用
されるので、重量エネルギー密度で１２０Ｗｈ／ｋｇが
得られた。また、電流値Ｃ／２で２００回の充放電を行
った後でも、充電容量は初期の７５％と高い値が維持で
きた。これは、バインダ樹脂がセパレータ側の方に多く
存在する、即ちセパレータ側に位置する活物質粒子の方
が、集電体側に位置する活物質粒子よりもバインダ樹脂
に覆われている割合が多いのでため、正極および負極活
物質層のセパレータ側と内部の活物質でのリチウムイオ
ンのドープ、脱ドープの速度の違いが緩和され、電極内
部の活物質が有効に利用されるためと考えられる。上述
のように、強固な筐体が不要となるので、電池の軽量
化、薄型化が可能で、任意の形態をとり得るとともに、
充放電の効率が良くなるので、充放電特性に優れた、安
全性の高いリチウムイオン二次電池が得られる。
【００２８】実施例２．上記実施例１と同様の条件で、
正極、負極の活物質の厚さを約２００μｍとして電池を
作製した。その結果、上記実施例１の場合と同様に、得
られた電池は外部から圧力を加えることなく、安定して
そのままの形状、電極間の電気的接続を維持できた。ま
た、電池形成後に、アルミラミネートフィルムを取り除
き、セパレータと電極を引き剥がしたところ、活物質層
がセパレータに付着した状態で剥がれ、電極表面近傍の
活物質層とセパレータ間の接着強度が、電極内部におい
て活物質層、集電体を接着している強度に比べ大きいこ
とがわかった。電池特性は、重量エネルギー密度で１０
３Ｗｈ／ｋｇであり、電流値Ｃ／２で２００回の充放電
を行った後でも、充電容量は初期の６０％と高い値が維
持できた。上記実施例１と同様、薄型化、任意の形態を
とりうる充放電特性に優れたリチウムイオン二次電池が
得られた。
正極、負極の活物質の厚さを約２００μｍとして電池を
作製した。その結果、上記実施例１の場合と同様に、得
られた電池は外部から圧力を加えることなく、安定して
そのままの形状、電極間の電気的接続を維持できた。ま
た、電池形成後に、アルミラミネートフィルムを取り除
き、セパレータと電極を引き剥がしたところ、活物質層
がセパレータに付着した状態で剥がれ、電極表面近傍の
活物質層とセパレータ間の接着強度が、電極内部におい
て活物質層、集電体を接着している強度に比べ大きいこ
とがわかった。電池特性は、重量エネルギー密度で１０
３Ｗｈ／ｋｇであり、電流値Ｃ／２で２００回の充放電
を行った後でも、充電容量は初期の６０％と高い値が維
持できた。上記実施例１と同様、薄型化、任意の形態を
とりうる充放電特性に優れたリチウムイオン二次電池が
得られた。
【００２９】実施例３．上記実施例１と同様に正極、負
極を作製した。セパレータと電極の貼り合わせにはポリ
フッ化ビニリデンの１２重量％ＮＭＰ溶液を用いた。こ
うして作製された電池は、上記実施例１の場合と同様
に、外部から圧力を加えることなく、安定してそのまま
の形状を維持し、電極間の電気的接続を維持できた。電
池形成後に、アルミラミネートフィルムを取り除き、セ
パレータと電極を引き剥がしたところ、活物質層がセパ
レータに付着した状態で剥がれ、電極表面近傍の活物質
層とセパレータ間の接着強度が、電極内部において活物
質層、集電体を接着している強度に比べ大きいことがわ
かった。高濃度のポリフッ化ビニリデン溶液を用いるこ
とにより、セパレータと電極の間に薄いポリフッ化ビニ
リデン層が形成されるため、接着強度はさらに強固とな
り、安定して電気的接続が維持できた。電池特性は、重
量エネルギー密度で９０Ｗｈ／ｋｇであり、電流値Ｃ／
２で２００回の充放電を行った後でも、充電容量は初期
の８０％と高い値が維持できた。上記実施例１と同様、
薄型化、任意の形態をとりうる充放電特性に優れたリチ
ウムイオン二次電池が得られた。
極を作製した。セパレータと電極の貼り合わせにはポリ
フッ化ビニリデンの１２重量％ＮＭＰ溶液を用いた。こ
うして作製された電池は、上記実施例１の場合と同様
に、外部から圧力を加えることなく、安定してそのまま
の形状を維持し、電極間の電気的接続を維持できた。電
池形成後に、アルミラミネートフィルムを取り除き、セ
パレータと電極を引き剥がしたところ、活物質層がセパ
レータに付着した状態で剥がれ、電極表面近傍の活物質
層とセパレータ間の接着強度が、電極内部において活物
質層、集電体を接着している強度に比べ大きいことがわ
かった。高濃度のポリフッ化ビニリデン溶液を用いるこ
とにより、セパレータと電極の間に薄いポリフッ化ビニ
リデン層が形成されるため、接着強度はさらに強固とな
り、安定して電気的接続が維持できた。電池特性は、重
量エネルギー密度で９０Ｗｈ／ｋｇであり、電流値Ｃ／
２で２００回の充放電を行った後でも、充電容量は初期
の８０％と高い値が維持できた。上記実施例１と同様、
薄型化、任意の形態をとりうる充放電特性に優れたリチ
ウムイオン二次電池が得られた。
【００３０】実施例４．ＬｉＣｏＯ2 を８７重量部、黒
鉛粉（ロンザ製ＫＳ−６）を８重量部、バインダ樹脂と
してポリスチレン粉末を５重量部混合し、トルエンおよ
び２−プロパノールを適量添加して正極活物質ペースト
を調製し、正極集電体となる厚さ２０μｍのアルミ箔上
にドクターブレード法で厚さ約１００μｍに調整しつつ
塗布し、正極を形成した。
鉛粉（ロンザ製ＫＳ−６）を８重量部、バインダ樹脂と
してポリスチレン粉末を５重量部混合し、トルエンおよ
び２−プロパノールを適量添加して正極活物質ペースト
を調製し、正極集電体となる厚さ２０μｍのアルミ箔上
にドクターブレード法で厚さ約１００μｍに調整しつつ
塗布し、正極を形成した。
【００３１】メソフェーズマイクロビーズカーボン（商
品名：大阪ガス製）を９５重量部、バインダ樹脂として
ポリスチレン粉末を５重量部混合し、トルエンおよび２
−プロパノールを適量添加して負極活物質ペーストを調
製し、負極集電体となる厚さ１２μｍの銅箔上にドクタ
ーブレード法で厚さ約１００μｍに調整しつつ塗布し、
負極を形成した。
品名：大阪ガス製）を９５重量部、バインダ樹脂として
ポリスチレン粉末を５重量部混合し、トルエンおよび２
−プロパノールを適量添加して負極活物質ペーストを調
製し、負極集電体となる厚さ１２μｍの銅箔上にドクタ
ーブレード法で厚さ約１００μｍに調整しつつ塗布し、
負極を形成した。
【００３２】セパレータとしてニトロセルロース多孔質
膜（孔径０．８μｍ）を用い、この片面に、ポリスチレ
ンの５ｗｔ％トルエン溶液を均一に塗布した。そこに正
極を載せ、均一に貼り付けた。その後、セパレータのも
う一方の面にも同様にポリスチレンの５ｗｔ％トルエン
溶液をを均一に塗布し、そこに負極を貼り付けた。十分
に乾燥させた後、これにエチレンカーボネートと１，２
−ジメトキシエタンとを溶媒として六フッ化リン酸リチ
ウムを電解質とする電解液を注入後、アルミラミネート
フィルムでパックし、封口処理して電池を完成させた。
膜（孔径０．８μｍ）を用い、この片面に、ポリスチレ
ンの５ｗｔ％トルエン溶液を均一に塗布した。そこに正
極を載せ、均一に貼り付けた。その後、セパレータのも
う一方の面にも同様にポリスチレンの５ｗｔ％トルエン
溶液をを均一に塗布し、そこに負極を貼り付けた。十分
に乾燥させた後、これにエチレンカーボネートと１，２
−ジメトキシエタンとを溶媒として六フッ化リン酸リチ
ウムを電解質とする電解液を注入後、アルミラミネート
フィルムでパックし、封口処理して電池を完成させた。
【００３３】作製した電池は、外部から圧力を加えるこ
となく、安定してそのままの形状、電気的接続を維持で
きた。電池形成後に、アルミラミネートフィルムを取り
除き、セパレータと電極を引き剥がしたところ、活物質
層がセパレータに付着した状態で剥がれ、電極表面近傍
の活物質層とセパレータ間の接着強度が、電極内部にお
いて活物質層、集電体を接着している強度に比べ大きい
ことがわかった。また、この電池特性を評価したとこ
ろ、重量エネルギー密度で約９０Ｗｈ／ｋｇが得られ
た。電流値Ｃ／１０で１００回の充放電を行った後で
も、充電容量は初期の約６０％が維持された。上記実施
例１と同様、薄型化、任意の形態をとりうる充放電特性
に優れたリチウムイオン二次電池が得られた。
となく、安定してそのままの形状、電気的接続を維持で
きた。電池形成後に、アルミラミネートフィルムを取り
除き、セパレータと電極を引き剥がしたところ、活物質
層がセパレータに付着した状態で剥がれ、電極表面近傍
の活物質層とセパレータ間の接着強度が、電極内部にお
いて活物質層、集電体を接着している強度に比べ大きい
ことがわかった。また、この電池特性を評価したとこ
ろ、重量エネルギー密度で約９０Ｗｈ／ｋｇが得られ
た。電流値Ｃ／１０で１００回の充放電を行った後で
も、充電容量は初期の約６０％が維持された。上記実施
例１と同様、薄型化、任意の形態をとりうる充放電特性
に優れたリチウムイオン二次電池が得られた。
【００３４】実施例５．上記実施例１と同様に正極、負
極を作製した。セパレータと電極の貼り合わせには、活
物質粒子を集電体に接着するのに用いたバインダ樹脂の
ポリメタクリル酸メチルフッ化ビニリデンの１０重量％
トルエン溶液を用いた。この場合の貼り合わせ後の乾燥
は８０℃に加熱しつつ真空で行った。こうして作製され
た電池は、上記実施例１の場合と同様に、外部から圧力
を加えることなく、安定してそのままの形状を維持し
た。電池形成後に、アルミラミネートフィルムを取り除
き、セパレータと電極を引き剥がしたところ、活物質層
がセパレータに付着した状態で剥がれ、電極表面近傍の
活物質層とセパレータ間の接着強度が、電極内部におい
て活物質層、集電体を接着している強度に比べ大きいこ
とがわかった。電池特性は、重量エネルギー密度で１０
３Ｗｈ／ｋｇであり、電流値Ｃ／２で１００回の充放電
を行った後でも、充電容量は初期の約８０％と高い値が
維持できた。上記実施例１と同様、薄型化、任意の形態
をとりうる充放電特性に優れたリチウムイオン二次電池
が得られた。
極を作製した。セパレータと電極の貼り合わせには、活
物質粒子を集電体に接着するのに用いたバインダ樹脂の
ポリメタクリル酸メチルフッ化ビニリデンの１０重量％
トルエン溶液を用いた。この場合の貼り合わせ後の乾燥
は８０℃に加熱しつつ真空で行った。こうして作製され
た電池は、上記実施例１の場合と同様に、外部から圧力
を加えることなく、安定してそのままの形状を維持し
た。電池形成後に、アルミラミネートフィルムを取り除
き、セパレータと電極を引き剥がしたところ、活物質層
がセパレータに付着した状態で剥がれ、電極表面近傍の
活物質層とセパレータ間の接着強度が、電極内部におい
て活物質層、集電体を接着している強度に比べ大きいこ
とがわかった。電池特性は、重量エネルギー密度で１０
３Ｗｈ／ｋｇであり、電流値Ｃ／２で１００回の充放電
を行った後でも、充電容量は初期の約８０％と高い値が
維持できた。上記実施例１と同様、薄型化、任意の形態
をとりうる充放電特性に優れたリチウムイオン二次電池
が得られた。
【００３５】比較例 ＬｉＣｏＯ2 を８７重量部、黒鉛粉（ロンザ製ＫＳ−
６）を８重量部、バインダ樹脂としてポリフッ化ビニリ
デンを５重量部、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰと略記
する）に分散させることにより調製した正極活物質ペー
ストを、正極集電体となる厚さ２０μｍのアルミ箔上に
ドクターブレード法で厚さ約１００μｍに調整しつつ塗
布した。
６）を８重量部、バインダ樹脂としてポリフッ化ビニリ
デンを５重量部、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰと略記
する）に分散させることにより調製した正極活物質ペー
ストを、正極集電体となる厚さ２０μｍのアルミ箔上に
ドクターブレード法で厚さ約１００μｍに調整しつつ塗
布した。
【００３６】メソフェーズマイクロビーズカーボン（商
品名：大阪ガス製）を９５重量部、バインダ樹脂として
ポリフッ化ビニリデンを５重量部をＮ−メチルピロリド
ンに分散させ調製した負極活物質ペーストを、負極集電
体となる厚さ１２μｍの銅箔上にドクターブレード法で
厚さ約１００μｍに調整しつつ塗布した。
品名：大阪ガス製）を９５重量部、バインダ樹脂として
ポリフッ化ビニリデンを５重量部をＮ−メチルピロリド
ンに分散させ調製した負極活物質ペーストを、負極集電
体となる厚さ１２μｍの銅箔上にドクターブレード法で
厚さ約１００μｍに調整しつつ塗布した。
【００３７】セパレータ（ヘキストセラニーズ製セルガ
ード＃２４００）に対し、前記の正極活物質を塗布した
アルミ箔と負極活物質を塗布した銅箔を乾燥しないうち
に両面から押さえつけ、乾燥して正極と負極の間にセパ
レータが挟み込まれた構造の電極積層体を作製した。十
分に乾燥させた後、これにエチレンカーボネートと１，
２−ジメトキシエタンとを溶媒として六フッ化リン酸リ
チウムを電解質とする電解液を注入後、アルミラミネー
トフィルムでパックし、封口処理してリチウムイオン二
次電池を完成させた。
ード＃２４００）に対し、前記の正極活物質を塗布した
アルミ箔と負極活物質を塗布した銅箔を乾燥しないうち
に両面から押さえつけ、乾燥して正極と負極の間にセパ
レータが挟み込まれた構造の電極積層体を作製した。十
分に乾燥させた後、これにエチレンカーボネートと１，
２−ジメトキシエタンとを溶媒として六フッ化リン酸リ
チウムを電解質とする電解液を注入後、アルミラミネー
トフィルムでパックし、封口処理してリチウムイオン二
次電池を完成させた。
【００３８】作製した電池は外部から圧力を加えること
なく、安定してそのままの形状を維持した。電池形成後
に、アルミラミネートフィルムを取り除き、セパレータ
と電極を引き剥がしたところ、引き剥がし後には活物質
はまばらにセパレータに付着しているだけで、電極表面
近傍の活物質層とセパレータ間の接着強度が、電極内部
において活物質層、集電体を接着している強度と変わり
ないことがわかった。また、この電池特性を評価したと
ころ、重量エネルギー密度で７０Ｗｈ／ｋｇが得られ
た。また、電流値Ｃ／２で２００回の充放電を行った後
は、充電容量は初期の４０％と低いものであった。上記
実施例に比べて電池特性がかなり劣っており、正極及び
負極とセパレータとを接着剤により貼り合わせることに
より、電池特性が向上できることが実証された。言い換
えると、接着剤、バインダ樹脂の分布が電池特性の向上
に大きな役割を果たしていることがわかった。
なく、安定してそのままの形状を維持した。電池形成後
に、アルミラミネートフィルムを取り除き、セパレータ
と電極を引き剥がしたところ、引き剥がし後には活物質
はまばらにセパレータに付着しているだけで、電極表面
近傍の活物質層とセパレータ間の接着強度が、電極内部
において活物質層、集電体を接着している強度と変わり
ないことがわかった。また、この電池特性を評価したと
ころ、重量エネルギー密度で７０Ｗｈ／ｋｇが得られ
た。また、電流値Ｃ／２で２００回の充放電を行った後
は、充電容量は初期の４０％と低いものであった。上記
実施例に比べて電池特性がかなり劣っており、正極及び
負極とセパレータとを接着剤により貼り合わせることに
より、電池特性が向上できることが実証された。言い換
えると、接着剤、バインダ樹脂の分布が電池特性の向上
に大きな役割を果たしていることがわかった。
【００３９】
【発明の効果】本発明のリチウムイオン二次電池の第１
の構成においては、正極活物質粒子をバインダ樹脂によ
り正極集電体に接合してなる正極、負極活物質粒子をバ
インダ樹脂により負極集電体に接合してなる負極、上記
正極と負極間に配置され、正極および負極活物質層と接
合されるセパレータ、上記正極および負極活物質層とセ
パレータとが有する空隙に保持されるリチウムイオンを
含む電解液とを備え、上記セパレータと正極および負極
活物質層との接合強度が、それぞれ正極集電体と正極活
物質層および負極集電体と負極活物質層の接合強度と同
等以上とすることにより、強固な筐体が不要となり、電
池の軽量化、薄型化が可能で、任意の形態をとり得ると
ともに、充放電の効率が良くなり、充放電特性に優れ
た、安全性の高いリチウムイオン二次電池が得られる効
果がある。
の構成においては、正極活物質粒子をバインダ樹脂によ
り正極集電体に接合してなる正極、負極活物質粒子をバ
インダ樹脂により負極集電体に接合してなる負極、上記
正極と負極間に配置され、正極および負極活物質層と接
合されるセパレータ、上記正極および負極活物質層とセ
パレータとが有する空隙に保持されるリチウムイオンを
含む電解液とを備え、上記セパレータと正極および負極
活物質層との接合強度が、それぞれ正極集電体と正極活
物質層および負極集電体と負極活物質層の接合強度と同
等以上とすることにより、強固な筐体が不要となり、電
池の軽量化、薄型化が可能で、任意の形態をとり得ると
ともに、充放電の効率が良くなり、充放電特性に優れ
た、安全性の高いリチウムイオン二次電池が得られる効
果がある。
【００４０】本発明のリチウムイオン二次電池の第２の
構成においては、第１の構成において、正極および負極
活物質粒子それぞれを正極および負極集電体に接合する
バインダ樹脂により、正極および負極活物質層とセパレ
ータとを接合することにより、信頼性が向上できる。
構成においては、第１の構成において、正極および負極
活物質粒子それぞれを正極および負極集電体に接合する
バインダ樹脂により、正極および負極活物質層とセパレ
ータとを接合することにより、信頼性が向上できる。
【００４１】本発明のリチウムイオン二次電池の第３の
構成においては、第１または第２の構成において、セパ
レータ側に位置する活物質粒子のバインダ樹脂による被
覆率を集電体側に位置する活物質粒子よりも多くするこ
とにより、正極および負極活物質層のセパレータ側と内
部の活物質でのリチウムイオンのドープ、脱ドープの速
度の違いが緩和されるので、電極内部の活物質が有効に
利用され、充放電の効率が良くなる。
構成においては、第１または第２の構成において、セパ
レータ側に位置する活物質粒子のバインダ樹脂による被
覆率を集電体側に位置する活物質粒子よりも多くするこ
とにより、正極および負極活物質層のセパレータ側と内
部の活物質でのリチウムイオンのドープ、脱ドープの速
度の違いが緩和されるので、電極内部の活物質が有効に
利用され、充放電の効率が良くなる。
【図１】 本発明の一実施の形態のリチウムイオン二次
電池の主要部を示す断面模式図である。
電池の主要部を示す断面模式図である。
【図２】 本発明の一実施の形態のリチウムイオン二次
電池を示す断面模式図である。
電池を示す断面模式図である。
【図３】 従来のリチウムイオン二次電池の一例を示す
断面模式図である。
断面模式図である。
３ 正極、４ セパレータ、５ 負極、６ 正極集電
体、７ 正極活物質層、７ａ 正極活物質粒子、９ 負
極活物質層、９ａ 負極活物質粒子、１０ 負極集電
体、１１ バインダ樹脂、１２ 空隙。
体、７ 正極活物質層、７ａ 正極活物質粒子、９ 負
極活物質層、９ａ 負極活物質粒子、１０ 負極集電
体、１１ バインダ樹脂、１２ 空隙。
フロントページの続き (72)発明者 白神 昭 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 相原 茂 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 犬塚 隆之 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 村井 道雄 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 正極活物質粒子をバインダ樹脂により正
極集電体に接合してなる正極、負極活物質粒子をバイン
ダ樹脂により負極集電体に接合してなる負極、上記正極
と負極間に配置され、正極および負極活物質層と接合さ
れるセパレータ、上記正極および負極活物質層とセパレ
ータとが有する空隙に保持されるリチウムイオンを含む
電解液とを備え、上記セパレータと正極および負極活物
質層との接合強度が、それぞれ正極集電体と正極活物質
層および負極集電体と負極活物質層の接合強度と同等以
上であるリチウムイオン二次電池。 - 【請求項２】 正極および負極活物質粒子それぞれを正
極および負極集電体に接合するバインダ樹脂により、正
極および負極活物質層とセパレータとが接合されている
請求項１記載のリチウムイオン二次電池。 - 【請求項３】 セパレータ側に位置する活物質粒子のバ
インダ樹脂による被覆率は集電体側に位置する活物質粒
子よりも多くなっている請求項１または２記載のリチウ
ムイオン二次電池。
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|---|---|---|---|
| JP34760096A JP3223824B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | リチウムイオン二次電池 |
| EP97122405A EP0851521A3 (en) | 1996-12-26 | 1997-12-18 | Lithium ion secondary battery |
| US08/996,037 US6136471A (en) | 1996-12-26 | 1997-12-22 | Lithium ion secondary battery having firmly adherent layers |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34760096A JP3223824B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | リチウムイオン二次電池 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10233232A true JPH10233232A (ja) | 1998-09-02 |
| JP3223824B2 JP3223824B2 (ja) | 2001-10-29 |
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ID=18391321
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34760096A Expired - Fee Related JP3223824B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | リチウムイオン二次電池 |
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| EP (1) | EP0851521A3 (ja) |
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| JP2009529762A (ja) * | 2006-03-10 | 2009-08-20 | エルジー・ケム・リミテッド | 多孔性活性層がコートされた電極、その製造方法及びこれを備えた電気化学素子 |
| JP2009538495A (ja) * | 2005-09-02 | 2009-11-05 | エイ １２３ システムズ，インク． | ナノコンポジット電極および関連装置 |
| JP2018120817A (ja) * | 2017-01-27 | 2018-08-02 | トヨタ自動車株式会社 | 電池の製造方法 |
| JP2019121541A (ja) * | 2018-01-09 | 2019-07-22 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解液二次電池 |
| JP2023112890A (ja) * | 2022-02-02 | 2023-08-15 | プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
| WO2025187906A1 (ko) * | 2024-03-06 | 2025-09-12 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 단위 셀 및 그 제조 방법 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH10284131A (ja) | 1997-02-04 | 1998-10-23 | Mitsubishi Electric Corp | リチウムイオン二次電池およびその製造方法 |
| JPH10289732A (ja) * | 1997-02-12 | 1998-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | 電池用接着剤及びそれを用いた電池 |
| EP1043796A4 (en) | 1997-12-18 | 2003-05-02 | Mitsubishi Electric Corp | PRODUCTION OF LITHIUM-ION SECONDARY BATTERIES |
| JP3426253B2 (ja) * | 1998-01-19 | 2003-07-14 | 三菱電機株式会社 | 電 池 |
| EP1098379B1 (en) * | 1998-07-06 | 2011-11-23 | TDK Corporation | Electrode for nonaqueous electrolyte battery |
| US6485862B1 (en) | 1998-12-28 | 2002-11-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thin battery and method of manufacturing |
| WO2000079618A1 (fr) | 1999-06-22 | 2000-12-28 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Separateur de cellule, cellule, et procede de production dudit separateur |
| US6376125B2 (en) * | 1999-07-19 | 2002-04-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Lithium ion secondary battery and process for producing the same |
| US6562511B2 (en) | 1999-12-09 | 2003-05-13 | Ntk Powerdex, Inc. | Battery separator for Li-Ion and/or Li-Ion polymer battery |
| TW480758B (en) | 1999-12-14 | 2002-03-21 | Sanyo Electric Co | Lithium ion secondary battery and battery device comprising same |
| KR100309604B1 (ko) * | 1999-12-20 | 2001-11-03 | 홍지준 | 리튬 2차 전지 |
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| KR100515571B1 (ko) * | 2000-02-08 | 2005-09-20 | 주식회사 엘지화학 | 중첩 전기 화학 셀 |
| EP1130672A2 (en) | 2000-03-03 | 2001-09-05 | Nissan Motor Co., Ltd. | Battery state sensing apparatus |
| JP4106644B2 (ja) * | 2000-04-04 | 2008-06-25 | ソニー株式会社 | 電池およびその製造方法 |
| US6482544B1 (en) | 2000-06-30 | 2002-11-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Battery package |
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| US6727017B1 (en) | 2001-04-06 | 2004-04-27 | Changs Ascending Enterprise Co., Ltd. | Methods of fabricating binding layers for a Li-ion polymer battery |
| KR20060023228A (ko) * | 2004-09-09 | 2006-03-14 | 이기방 | 다공질물질을 가지는 배터리와 배터리제조방법 |
| JP4396675B2 (ja) * | 2006-06-16 | 2010-01-13 | ソニー株式会社 | 非水電解質二次電池 |
| KR101199177B1 (ko) * | 2011-06-15 | 2012-11-07 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
| CN115210903A (zh) * | 2019-12-23 | 2022-10-18 | 株式会社杰士汤浅国际 | 蓄电元件 |
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-
1996
- 1996-12-26 JP JP34760096A patent/JP3223824B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-12-18 EP EP97122405A patent/EP0851521A3/en not_active Withdrawn
- 1997-12-22 US US08/996,037 patent/US6136471A/en not_active Expired - Fee Related
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| EP0851521A3 (en) | 2004-08-25 |
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| EP0851521A2 (en) | 1998-07-01 |
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