JPH10255844A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
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- JPH10255844A JPH10255844A JP9054814A JP5481497A JPH10255844A JP H10255844 A JPH10255844 A JP H10255844A JP 9054814 A JP9054814 A JP 9054814A JP 5481497 A JP5481497 A JP 5481497A JP H10255844 A JPH10255844 A JP H10255844A
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- battery
- secondary battery
- electrolyte secondary
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 正極電極に添加する導電材量を減少して電池
の充放電サイクル寿命や低温負荷特性を向上する非水電
解液二次電池を提供する。 【解決手段】 シート状を成した負極集電体３および負
極リード４を備えた負極１と、シート状を成した正極集
電体５および正極リード６を備えると共に、正極合剤を
カーボンマスターバッチ法により作成した正極２とを、
セパレータ７を介して巻き込んで渦巻き状の電池素子を
形成する。その電池素子を電池缶８の底部に絶縁板９を
介して内挿する。そして、負極リード４を電池缶８の缶
底に溶着し、正極リード６を安全弁１０に溶着して電池
蓋１２を絶縁封口ガスケット１１を介して電池缶８に溶
着して構成する。
の充放電サイクル寿命や低温負荷特性を向上する非水電
解液二次電池を提供する。 【解決手段】 シート状を成した負極集電体３および負
極リード４を備えた負極１と、シート状を成した正極集
電体５および正極リード６を備えると共に、正極合剤を
カーボンマスターバッチ法により作成した正極２とを、
セパレータ７を介して巻き込んで渦巻き状の電池素子を
形成する。その電池素子を電池缶８の底部に絶縁板９を
介して内挿する。そして、負極リード４を電池缶８の缶
底に溶着し、正極リード６を安全弁１０に溶着して電池
蓋１２を絶縁封口ガスケット１１を介して電池缶８に溶
着して構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばリチウムイ
オン二次電池などの非水電解液二次電池に関し、更に詳
しくは、正極電極に添加される導電材の形成方法を改善
して充放電サイクル寿命特性等の電池特性を向上した非
水電解液二次電池に関するものである。
オン二次電池などの非水電解液二次電池に関し、更に詳
しくは、正極電極に添加される導電材の形成方法を改善
して充放電サイクル寿命特性等の電池特性を向上した非
水電解液二次電池に関するものである。
【０００２】近年の電子技術の進歩により電子機器の高
性能化が進み、それに伴い電子機器に使用される電池の
高エネルギー密度化の要求が高まっている。このような
要望に沿う二次電池として非水電解液二次電池と呼称さ
れる小型・軽量・高エネルギー特性を有する二次電池が
開発されるに至り、この二次電池を用いたビデオカメラ
や携帯電話機などの大幅な小型・軽量化が図られるよう
になった。
性能化が進み、それに伴い電子機器に使用される電池の
高エネルギー密度化の要求が高まっている。このような
要望に沿う二次電池として非水電解液二次電池と呼称さ
れる小型・軽量・高エネルギー特性を有する二次電池が
開発されるに至り、この二次電池を用いたビデオカメラ
や携帯電話機などの大幅な小型・軽量化が図られるよう
になった。
【０００３】このような非水電解液二次電池に用いられ
る正極には、従来より電極の導電性を確保するためカー
ボンブラック等の導電材を電極合剤ペースト中に添加し
ており、電極の導電性を上げるためには導電材量を多く
混入する必要がある。
る正極には、従来より電極の導電性を確保するためカー
ボンブラック等の導電材を電極合剤ペースト中に添加し
ており、電極の導電性を上げるためには導電材量を多く
混入する必要がある。
【０００４】しかしながら、このような状況は電池容量
の観点から見れば容量を減少させることになり好ましく
ない。すなわち、導電材は電池反応に直接関わらないた
め、エネルギー密度向上の為には添加量は少ない方が望
ましいが、単純に導電材量を減少すると電池の充放電サ
イクル寿命特性や低温負荷特性が劣化するという問題が
ある。
の観点から見れば容量を減少させることになり好ましく
ない。すなわち、導電材は電池反応に直接関わらないた
め、エネルギー密度向上の為には添加量は少ない方が望
ましいが、単純に導電材量を減少すると電池の充放電サ
イクル寿命特性や低温負荷特性が劣化するという問題が
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる問題点
に鑑みてなされたもので、その課題は、電池のエネルギ
ー密度を向上する為には正極電極に添加される導電材量
は少ない方が望ましいが、導電材量を減少すると電池の
充放電サイクル寿命特性や低温負荷特性が劣化するとい
う相反する問題点を改善した非水電解液二次電池を提供
することである。
に鑑みてなされたもので、その課題は、電池のエネルギ
ー密度を向上する為には正極電極に添加される導電材量
は少ない方が望ましいが、導電材量を減少すると電池の
充放電サイクル寿命特性や低温負荷特性が劣化するとい
う相反する問題点を改善した非水電解液二次電池を提供
することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに本発明の非水電解液二次電池は、正極集電体の少な
くとも一面に正極活物質、導電材および結着材を含んで
成る正極合剤ペーストを塗布した正極と、負極集電体の
少なくとも一面に負極合剤ペーストを塗布した負極と
を、セパレータを介して積層して積層電極体を形成する
非水電解液二次電池において、非水電解液二次電池にお
ける正極合剤ペーストは、導電材を予め結着材に均一に
分散しておくカーボンマスターバッチ法により形成され
ることを特徴とする。これにより、導電材の正極合剤ペ
ーストに対する分散度（電子導電性）を向上することが
でき、電池のエネルギー密度、充放電サイクル寿命特
性、および低温負荷特性を共に改善する非水電解液二次
電池を実現できる。
めに本発明の非水電解液二次電池は、正極集電体の少な
くとも一面に正極活物質、導電材および結着材を含んで
成る正極合剤ペーストを塗布した正極と、負極集電体の
少なくとも一面に負極合剤ペーストを塗布した負極と
を、セパレータを介して積層して積層電極体を形成する
非水電解液二次電池において、非水電解液二次電池にお
ける正極合剤ペーストは、導電材を予め結着材に均一に
分散しておくカーボンマスターバッチ法により形成され
ることを特徴とする。これにより、導電材の正極合剤ペ
ーストに対する分散度（電子導電性）を向上することが
でき、電池のエネルギー密度、充放電サイクル寿命特
性、および低温負荷特性を共に改善する非水電解液二次
電池を実現できる。
【０００７】この導電材は、ファーネスブラック、アセ
チレンブラック、およびグラファイト類のうち、少なく
とも１材料（これらの単独または混合物）により形成さ
れることが望ましい。
チレンブラック、およびグラファイト類のうち、少なく
とも１材料（これらの単独または混合物）により形成さ
れることが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について図面を参照して詳細に説明する。
について図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】先ず、図１を参照して本発明の非水電解液
二次電池の構成を説明する。図１は本発明の非水電解液
二次電池のセル内部を示す概略断面図である。
二次電池の構成を説明する。図１は本発明の非水電解液
二次電池のセル内部を示す概略断面図である。
【００１０】図における本発明の非水電解液二次電池
は、シート状を成した負極集電体３および負極リード４
を備えた負極１と、同じくシート状を成した正極集電体
５および正極リード６を備えた正極２とを、微多孔性ポ
リプロピレンフィルムのセパレータ７を介して巻き込ん
で渦巻き状の巻回体で電池素子を形成する。その電池素
子をニッケルメッキを施した鉄製の電池缶８の底部に絶
縁板９を介して内挿する。そして、負極リード４を電池
缶８の缶底に溶着する。正極リード６を電池の内圧に応
じて電流を遮断する安全弁１０に溶着し、電池蓋１２を
絶縁封口ガスケット１１を介して電池缶８に溶着して構
成する。
は、シート状を成した負極集電体３および負極リード４
を備えた負極１と、同じくシート状を成した正極集電体
５および正極リード６を備えた正極２とを、微多孔性ポ
リプロピレンフィルムのセパレータ７を介して巻き込ん
で渦巻き状の巻回体で電池素子を形成する。その電池素
子をニッケルメッキを施した鉄製の電池缶８の底部に絶
縁板９を介して内挿する。そして、負極リード４を電池
缶８の缶底に溶着する。正極リード６を電池の内圧に応
じて電流を遮断する安全弁１０に溶着し、電池蓋１２を
絶縁封口ガスケット１１を介して電池缶８に溶着して構
成する。
【００１１】本発明の非水電解液二次電池の正極２に
は、Ｌｉx ＭＯ2 （但し、Ｍは一種以上の遷移金属、好
ましくはＣｏ、ＮｉまたはＭｎの少なくとも一種を示
し、０．０５≦ｘ≦１．１０である）を含んだ活性物が
使用される。かかる正極活性物としては、ＬｉＣｏ
Ｏ2 、ＬｉＮｉＯ2 、Ｌｉx Ｎｉy Ｃｏ(1−y)Ｏ2 （但
し、０．０５≦ｘ≦１．１０、０≦ｙ≦１．０）、およ
びＬｉx ＭｎＯ2 等で表される複合酸化物を挙げること
ができる。
は、Ｌｉx ＭＯ2 （但し、Ｍは一種以上の遷移金属、好
ましくはＣｏ、ＮｉまたはＭｎの少なくとも一種を示
し、０．０５≦ｘ≦１．１０である）を含んだ活性物が
使用される。かかる正極活性物としては、ＬｉＣｏ
Ｏ2 、ＬｉＮｉＯ2 、Ｌｉx Ｎｉy Ｃｏ(1−y)Ｏ2 （但
し、０．０５≦ｘ≦１．１０、０≦ｙ≦１．０）、およ
びＬｉx ＭｎＯ2 等で表される複合酸化物を挙げること
ができる。
【００１２】上記複合酸化物は、例えばＬｉ、Ｃｏ、Ｎ
ｉの炭酸塩を出発原料とし、これら炭酸塩を組成に応じ
て混合し、酸素存在雰囲気下６００〜１０００℃の温度
範囲で焼成することにより得られる。また、複合酸化物
の出発原料は炭酸塩に限定されず、水酸化物および酸化
物からも同様に合成可能である。
ｉの炭酸塩を出発原料とし、これら炭酸塩を組成に応じ
て混合し、酸素存在雰囲気下６００〜１０００℃の温度
範囲で焼成することにより得られる。また、複合酸化物
の出発原料は炭酸塩に限定されず、水酸化物および酸化
物からも同様に合成可能である。
【００１３】一方、本発明の非水電解液二次電池の負極
１には、本発明では炭素材料を用いているが、リチウム
をドープ・脱ドープ可能なものであれば良く、熱分解炭
素類、コークス類（ピッチコークス、ニードルコーク
ス、石油コークス等）、グラファイト類、ガラス状炭素
類、有機高分子化合物焼成体（フェノール樹脂、フラン
樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化した材料、炭素繊
維、活性炭素等、または金属リチウム、リチウム合金
（例えばリチウムアルミ合金））の他、ポリアセチレ
ン、ポリピロールも使用可能である。
１には、本発明では炭素材料を用いているが、リチウム
をドープ・脱ドープ可能なものであれば良く、熱分解炭
素類、コークス類（ピッチコークス、ニードルコーク
ス、石油コークス等）、グラファイト類、ガラス状炭素
類、有機高分子化合物焼成体（フェノール樹脂、フラン
樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化した材料、炭素繊
維、活性炭素等、または金属リチウム、リチウム合金
（例えばリチウムアルミ合金））の他、ポリアセチレ
ン、ポリピロールも使用可能である。
【００１４】本発明の電解液としては、例えばリチウム
塩を電解質として、これを有機溶媒に溶解させた電解液
が用いられる。ここで、有機溶媒は特に限定されるもの
ではないが、プロピレンカーボネート、エチレンカーボ
ネート、１−２ジメトキシエタン、γ−ブチルラクト
ン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラ
ン、１、３−ジオキソラン、スルホラン、アセトニトリ
ル、ジェチルカーボネート、ジプロビルカーボネート等
の単独、または２種類以上の混合溶媒が使用可能であ
る。電解質としては、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＡｓＦ6 、Ｌ
ｉＢＦ4 、ＬｉＢ（Ｃ6 Ｈ5 ）4 、ＬｉＣｌ、ＬｉＢ
ｒ、ＣＨ3 ＳＯ3 Ｌｉ等が使用可能である。
塩を電解質として、これを有機溶媒に溶解させた電解液
が用いられる。ここで、有機溶媒は特に限定されるもの
ではないが、プロピレンカーボネート、エチレンカーボ
ネート、１−２ジメトキシエタン、γ−ブチルラクト
ン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラ
ン、１、３−ジオキソラン、スルホラン、アセトニトリ
ル、ジェチルカーボネート、ジプロビルカーボネート等
の単独、または２種類以上の混合溶媒が使用可能であ
る。電解質としては、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＡｓＦ6 、Ｌ
ｉＢＦ4 、ＬｉＢ（Ｃ6 Ｈ5 ）4 、ＬｉＣｌ、ＬｉＢ
ｒ、ＣＨ3 ＳＯ3 Ｌｉ等が使用可能である。
【００１５】以下、図１を参照しながら本発明の非水電
解液二次電池の実施例および比較例の詳細につき、順次
説明する。
解液二次電池の実施例および比較例の詳細につき、順次
説明する。
【００１６】実施例１ 本発明の非水電解液二次電池における正極２を作成する
にあたり、先ず、導電材として比表面積が２１．３ｍ2
／ｇであるロンザ社製のグラファイトＫＳ−６を１００
重量％、結着材（以下、単に「バインダー」と記す）と
してポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を５０重量％用
意する。
にあたり、先ず、導電材として比表面積が２１．３ｍ2
／ｇであるロンザ社製のグラファイトＫＳ−６を１００
重量％、結着材（以下、単に「バインダー」と記す）と
してポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を５０重量％用
意する。
【００１７】次に、溶媒としてＮ−２メチル−ピロリド
ン（以下、「ＮＭＰ」と略記する）を５００重量％を用
意し、ボールミルにて混練する。４８時間混練後、分散
済の導電材塗料を取り出し、正極活性物であるＬｉＣｏ
Ｏ2 と共に混合する。混合比はＬｉＣｏＯ2 ９１重量
％、バインダーＰＶＤＦ３重量％、導電材ＫＳ−６が６
重量％となるようにマスターバッチ量を調整する。規定
時間分の混合を終了したスラリーを正極集電体５である
帯状のアルミニウム箔の両面に塗布・乾燥後、ローラプ
レス機で圧縮成形して正極２を作成する。なお、本発明
のカーボンマスターバッチ法に用いられる混練機として
は、ボールミルの他、ニーダー、エクストルーダー、プ
ラネタリーミキサー、ロールミル、サンドミル、および
ピンミル（アサダ社製：商品名）などを用いることがで
きる。
ン（以下、「ＮＭＰ」と略記する）を５００重量％を用
意し、ボールミルにて混練する。４８時間混練後、分散
済の導電材塗料を取り出し、正極活性物であるＬｉＣｏ
Ｏ2 と共に混合する。混合比はＬｉＣｏＯ2 ９１重量
％、バインダーＰＶＤＦ３重量％、導電材ＫＳ−６が６
重量％となるようにマスターバッチ量を調整する。規定
時間分の混合を終了したスラリーを正極集電体５である
帯状のアルミニウム箔の両面に塗布・乾燥後、ローラプ
レス機で圧縮成形して正極２を作成する。なお、本発明
のカーボンマスターバッチ法に用いられる混練機として
は、ボールミルの他、ニーダー、エクストルーダー、プ
ラネタリーミキサー、ロールミル、サンドミル、および
ピンミル（アサダ社製：商品名）などを用いることがで
きる。
【００１８】本発明の非水電解液二次電池における負極
活性物は、出発原料として石油ピッチを用い、これを酸
素を含む官能基を１０〜２０％導入した後、不活性ガス
中１００℃で焼成して得たガラス状炭素に近い性質の難
黒鉛炭素材料を用いた。このようにして得た炭素材料を
９０重量％、ＰＶＤＦ１０重量％の割合で混合して負極
合剤を作成し、これをＮＭＰに分散させてスラリー状と
する。このスラリーを負極集電体３である帯状の銅箔の
両面に塗布・乾燥後、ローラプレス機で圧縮成型して負
極１を作成した。
活性物は、出発原料として石油ピッチを用い、これを酸
素を含む官能基を１０〜２０％導入した後、不活性ガス
中１００℃で焼成して得たガラス状炭素に近い性質の難
黒鉛炭素材料を用いた。このようにして得た炭素材料を
９０重量％、ＰＶＤＦ１０重量％の割合で混合して負極
合剤を作成し、これをＮＭＰに分散させてスラリー状と
する。このスラリーを負極集電体３である帯状の銅箔の
両面に塗布・乾燥後、ローラプレス機で圧縮成型して負
極１を作成した。
【００１９】この帯状の負極１、正極２および２５μｍ
の微孔性ポリプロピレンフィルムからなるセパレータ７
を介して負極１−セパレータ７−正極２−セパレータ７
の順に積層して多数巻回することにより巻回体による電
池素子を作成する。こうして作成した電池素子を前述の
電池缶８に挿入し、正極リード６はアルミニウム製の安
全弁１０に溶着し、負極リード４は電池缶８の缶底に溶
着する。
の微孔性ポリプロピレンフィルムからなるセパレータ７
を介して負極１−セパレータ７−正極２−セパレータ７
の順に積層して多数巻回することにより巻回体による電
池素子を作成する。こうして作成した電池素子を前述の
電池缶８に挿入し、正極リード６はアルミニウム製の安
全弁１０に溶着し、負極リード４は電池缶８の缶底に溶
着する。
【００２０】この電池缶８の中に、プロピレンカーボネ
ート５０ｖｏｌ％とジエチルカーボネート５０ｖｏｌ％
混合溶媒中にＬｉＰＦ6 １モル溶解させた電解液を注入
する。そして、アスファルトを塗布した絶縁封口ガスケ
ット１１を介して電池缶８の縁をかしめて、図１に示す
直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒型非水電解液二次電
池を作成した。
ート５０ｖｏｌ％とジエチルカーボネート５０ｖｏｌ％
混合溶媒中にＬｉＰＦ6 １モル溶解させた電解液を注入
する。そして、アスファルトを塗布した絶縁封口ガスケ
ット１１を介して電池缶８の縁をかしめて、図１に示す
直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒型非水電解液二次電
池を作成した。
【００２１】実施例２ 本発明の非水電解液二次電池の実施例２として、導電材
としてロンザ社製グラファイトＫＳ−６が４重量％とな
るようにマスターバッチ量を調整するとともに、それ以
外は実施例１と同様にして、直径１８ｍｍ、高さ６５ｍ
ｍの円筒型非水電解液二次電池を作成した。
としてロンザ社製グラファイトＫＳ−６が４重量％とな
るようにマスターバッチ量を調整するとともに、それ以
外は実施例１と同様にして、直径１８ｍｍ、高さ６５ｍ
ｍの円筒型非水電解液二次電池を作成した。
【００２２】実施例３ 本発明の非水電解液二次電池の実施例３として、導電材
としてファーネスブラックであるコロンビアカーボン社
製ＳＣカーボン（粒径２０μｍ、比表面積２２０ｍ2 ／
ｇ）を１００重量％、バインダーであるＰＶＤＦを５０
重量％、ＮＭＰを５００重量％を用意し、ピンミルにて
２４時間分散させたものをマスターバッチとした。導電
材ファーネスブラックの配合比は６重量％と実施例１と
同じであり、その他の構成材料の配合比も実施例１と同
様である。以下同様にして、直径１８ｍｍ、高さ６５ｍ
ｍの円筒型非水電解液二次電池を作成した。
としてファーネスブラックであるコロンビアカーボン社
製ＳＣカーボン（粒径２０μｍ、比表面積２２０ｍ2 ／
ｇ）を１００重量％、バインダーであるＰＶＤＦを５０
重量％、ＮＭＰを５００重量％を用意し、ピンミルにて
２４時間分散させたものをマスターバッチとした。導電
材ファーネスブラックの配合比は６重量％と実施例１と
同じであり、その他の構成材料の配合比も実施例１と同
様である。以下同様にして、直径１８ｍｍ、高さ６５ｍ
ｍの円筒型非水電解液二次電池を作成した。
【００２３】実施例４ 本発明の非水電解液二次電池の実施例４として、アセチ
レンブラックであるデンカ社製デンカブラックＨＳ−１
００（粒径４２μｍ、比表面積３２ｍ2 ／ｇ）を用いて
混合機にサンドミルを用いてマスターバッチを作成した
以外は、実施例１と同様にして、直径１８ｍｍ、高さ６
５ｍｍの円筒型非水電解液二次電池を作成した。
レンブラックであるデンカ社製デンカブラックＨＳ−１
００（粒径４２μｍ、比表面積３２ｍ2 ／ｇ）を用いて
混合機にサンドミルを用いてマスターバッチを作成した
以外は、実施例１と同様にして、直径１８ｍｍ、高さ６
５ｍｍの円筒型非水電解液二次電池を作成した。
【００２４】比較例１ 実施例１で作成した電池との性能比較のため、上述の各
実施例で導電材としてロンザ社製のグラファイトＫＳ−
６をカーボンマスターバッチの方法によらないで、直接
ＬｉＣｏＯ2 、バインダーであるＰＶＤＦ、グラファイ
トを混合してスラリーとした以外は、実施例１と同様に
して、直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒型非水電解液
二次電池を試作作成した。
実施例で導電材としてロンザ社製のグラファイトＫＳ−
６をカーボンマスターバッチの方法によらないで、直接
ＬｉＣｏＯ2 、バインダーであるＰＶＤＦ、グラファイ
トを混合してスラリーとした以外は、実施例１と同様に
して、直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒型非水電解液
二次電池を試作作成した。
【００２５】比較例２ 同様に、実施例３で行った導電材としてファーネスブラ
ックであるコロンビアカーボン社製ＳＣカーボンをマス
ターバッチの方法によらず、直接ＬｉＣｏＯ2、バイン
ダーＰＶＤＦ、ＳＣカーボンを混合してスラリーとした
以外は、実施例３と同様にして、直径１８ｍｍ、高さ６
５ｍｍの円筒型非水電解液二次電池を試作作成した。
ックであるコロンビアカーボン社製ＳＣカーボンをマス
ターバッチの方法によらず、直接ＬｉＣｏＯ2、バイン
ダーＰＶＤＦ、ＳＣカーボンを混合してスラリーとした
以外は、実施例３と同様にして、直径１８ｍｍ、高さ６
５ｍｍの円筒型非水電解液二次電池を試作作成した。
【００２６】比較例３ 実施例４で行ったアセチレンブラックであるデンカ社製
デンカブラックＨＳ−１００（商品名）をマスターバッ
チの方法によらず、直接ＬｉＣｏＯ2 、バインダーＰＶ
ＤＦ、アセチレンブラックを混合してスラリーとした以
外は、実施例４と同様にして、直径１８ｍｍ、高さ６５
ｍｍの円筒型非水電解液二次電池を試作作成した。
デンカブラックＨＳ−１００（商品名）をマスターバッ
チの方法によらず、直接ＬｉＣｏＯ2 、バインダーＰＶ
ＤＦ、アセチレンブラックを混合してスラリーとした以
外は、実施例４と同様にして、直径１８ｍｍ、高さ６５
ｍｍの円筒型非水電解液二次電池を試作作成した。
【００２７】このようにして各１００個づつ電池を作成
し、このうち４０個をそれぞれ任意に抽出して、以下の
条件にて充放電特性を測定して図表化した。すなわち、
上限電圧４．２Ｖ、電流１Ａの条件で定電流充電を行っ
た後、終止電圧２．７５Ｖ、抵抗６Ωの条件にて放電を
行うといった充放電サイクルを繰り返し行い、１０サイ
クル目の放電容量および１００サイクル目の放電容量を
測定し、容量保持率〔（１００サイクル目の放電容量／
１０サイクル目の放電容量）×１００〕を算出して求め
た。
し、このうち４０個をそれぞれ任意に抽出して、以下の
条件にて充放電特性を測定して図表化した。すなわち、
上限電圧４．２Ｖ、電流１Ａの条件で定電流充電を行っ
た後、終止電圧２．７５Ｖ、抵抗６Ωの条件にて放電を
行うといった充放電サイクルを繰り返し行い、１０サイ
クル目の放電容量および１００サイクル目の放電容量を
測定し、容量保持率〔（１００サイクル目の放電容量／
１０サイクル目の放電容量）×１００〕を算出して求め
た。
【００２８】また、電流抵抗の簡易測定として三菱油化
製のハイレスター（商品名）を用いて電極表面の抵抗値
を求めた。続いて、負荷特性には前述の条件にて充電
後、−１０℃雰囲気に１０時間放置後、７００ｍＡの負
荷にて終止電圧２．７５Ｖまで放電を行うものとした。
製のハイレスター（商品名）を用いて電極表面の抵抗値
を求めた。続いて、負荷特性には前述の条件にて充電
後、−１０℃雰囲気に１０時間放置後、７００ｍＡの負
荷にて終止電圧２．７５Ｖまで放電を行うものとした。
【００２９】上記試験結果について図２を参照して説明
する。図２は本発明の非水電解液二次電池における充放
電特性試験の結果を示す図表である。
する。図２は本発明の非水電解液二次電池における充放
電特性試験の結果を示す図表である。
【００３０】図２から明らかなように、比較例１〜比較
例３のマスターバッチ処理によらない導電材の形成方法
では、実施例１〜実施例４に比して容量保持率が４〜５
％減少し、−１０℃放電負荷特性が０．５ｗｈ程度低下
することが判る。これに対してカーボンマスターバッチ
にてカーボンまたはグラファイトを分散させた実施例１
〜実施例４の導電材の形成方法では、容量保持率が９４
〜９５％と良好であり、−１０℃放電負荷特性も４．１
〜４．４ｗｈと良好であることが知見される。電極の電
気抵抗値においても、マスターバッチを用いて作成した
実施例１〜実施例４のものが２０〜５０Ω／ｃｍ2 と良
好であり、低温負荷特性の良いことを裏付けている。
例３のマスターバッチ処理によらない導電材の形成方法
では、実施例１〜実施例４に比して容量保持率が４〜５
％減少し、−１０℃放電負荷特性が０．５ｗｈ程度低下
することが判る。これに対してカーボンマスターバッチ
にてカーボンまたはグラファイトを分散させた実施例１
〜実施例４の導電材の形成方法では、容量保持率が９４
〜９５％と良好であり、−１０℃放電負荷特性も４．１
〜４．４ｗｈと良好であることが知見される。電極の電
気抵抗値においても、マスターバッチを用いて作成した
実施例１〜実施例４のものが２０〜５０Ω／ｃｍ2 と良
好であり、低温負荷特性の良いことを裏付けている。
【００３１】また、実施例１と実施例２の比較である
が、グラファイトＫＳ−６の添加量を４％に減少させた
実施例２では容量が高くなって良好なことが判る。な
お、ここでは各々単一のグラファイト、カーボンにてマ
スターバッチを作成したが、グラファイトとカーボンや
異種のカーボン同士の組み合わせについても可能であ
り、単一系のマスターバッチに限定されるものではな
い。
が、グラファイトＫＳ−６の添加量を４％に減少させた
実施例２では容量が高くなって良好なことが判る。な
お、ここでは各々単一のグラファイト、カーボンにてマ
スターバッチを作成したが、グラファイトとカーボンや
異種のカーボン同士の組み合わせについても可能であ
り、単一系のマスターバッチに限定されるものではな
い。
【００３２】本発明方法を適用することにより、次のよ
うな具体的な効果を上げることができる。第１には、カ
ーボンマスター法を用いて導電材を正極に混入するよう
にしたため、添加される導電材量が同じ場合において、
電池の負荷特性を改善できる。第２には、正極に添加さ
れる導電材量を理論的に少なくすることができるため、
高容量の二次電池を実現できる。
うな具体的な効果を上げることができる。第１には、カ
ーボンマスター法を用いて導電材を正極に混入するよう
にしたため、添加される導電材量が同じ場合において、
電池の負荷特性を改善できる。第２には、正極に添加さ
れる導電材量を理論的に少なくすることができるため、
高容量の二次電池を実現できる。
【００３３】以上本発明の好適な実施の形態例につき詳
細な説明を加えたが、本発明はこの実施の形態例以外に
も各種実施態様が可能である。例えば、本実施の形態例
では帯状の正極、負極およびセパレータを順々に積層し
て渦巻型に多数巻回することにより作成される円筒型非
水電解液二次電池を用いて説明したが、本発明は正極中
に導電材を用いる全ての電池に適用されるものであり、
角型、偏平型電池にも適用可能であり、電池形状に何ら
限定されない。また、非水電解液二次電池に限らずこれ
に属するリチウムイオン二次電池に適用しても同様の効
果が得られることは論を待たない。
細な説明を加えたが、本発明はこの実施の形態例以外に
も各種実施態様が可能である。例えば、本実施の形態例
では帯状の正極、負極およびセパレータを順々に積層し
て渦巻型に多数巻回することにより作成される円筒型非
水電解液二次電池を用いて説明したが、本発明は正極中
に導電材を用いる全ての電池に適用されるものであり、
角型、偏平型電池にも適用可能であり、電池形状に何ら
限定されない。また、非水電解液二次電池に限らずこれ
に属するリチウムイオン二次電池に適用しても同様の効
果が得られることは論を待たない。
【００３４】
【発明の効果】本発明の非水電解液二次電池によれば、
予め導電材をバインダーに混入するカーボンマスターバ
ッチ法により形成するようにしたため、正極に添加され
る導電材量を減少することが可能となり、電池の充放電
サイクル寿命特性を向上できる。それと共に、正極の導
電性を向上することができるため、電池の低温負荷特性
を改善できる効果がある。
予め導電材をバインダーに混入するカーボンマスターバ
ッチ法により形成するようにしたため、正極に添加され
る導電材量を減少することが可能となり、電池の充放電
サイクル寿命特性を向上できる。それと共に、正極の導
電性を向上することができるため、電池の低温負荷特性
を改善できる効果がある。
【図１】 本発明の非水電解液二次電池のセル内部を示
す概略断面図である。
す概略断面図である。
【図２】 本発明の非水電解液二次電池における充放電
特性試験の結果を示す図表である。
特性試験の結果を示す図表である。
１…負極、２…正極、３…負極集電体、４…負極リー
ド、５…正極集電体、６…正極リード、７…セパレー
タ、８…電池缶、９…絶縁板、１０…安全弁、１１…絶
縁封口ガスケット、１２…電池蓋
ド、５…正極集電体、６…正極リード、７…セパレー
タ、８…電池缶、９…絶縁板、１０…安全弁、１１…絶
縁封口ガスケット、１２…電池蓋
Claims (4)
- 【請求項１】 正極集電体の少なくとも一面に活物質、
導電材および結着材を含んで成る正極合剤ペーストを塗
布した正極と、負極集電体の少なくとも一面に負極合剤
ペーストを塗布した負極とを、セパレータを介して積層
して積層電極体を形成する非水電解液二次電池におい
て、 前記正極合剤ペーストは、前記導電材を予め前記結着材
に均一に分散するカーボンマスターバッチ法により形成
されることを特徴とする非水電解液二次電池。 - 【請求項２】 前記導電材は、ファーネスブラック、ア
セチレンブラック、およびグラファイト類のうち、少な
くとも１材料により形成されることを特徴とする請求項
１に記載の非水電解液二次電池。 - 【請求項３】 前記正極、前記セパレータおよび前記負
極とを、渦巻状に積層して円筒型としたことを特徴とす
る請求項１に記載の非水電解液二次電池。 - 【請求項４】 前記正極、前記セパレータおよび前記負
極とを、Ｎ段積層して角型としたことを特徴とする請求
項１に記載の非水電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9054814A JPH10255844A (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9054814A JPH10255844A (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | 非水電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10255844A true JPH10255844A (ja) | 1998-09-25 |
Family
ID=12981180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9054814A Withdrawn JPH10255844A (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10255844A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003045424A (ja) * | 2001-07-27 | 2003-02-14 | Mitsubishi Chemicals Corp | 電極活物質含有組成物、並びにそれを用いた電極及びリチウム二次電池 |
| JP2004273433A (ja) * | 2003-02-19 | 2004-09-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池用電極およびその製造法 |
| JP2006100222A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Sanyo Electric Co Ltd | リチウム二次電池用負極及びその製造方法 |
| JP2009206079A (ja) * | 2008-01-30 | 2009-09-10 | Panasonic Corp | 非水系二次電池およびその製造方法 |
| WO2011117530A1 (fr) | 2010-03-23 | 2011-09-29 | Arkema France | Melange-maitre de charges conductrices carbonees pour les formulations liquides, notamment dans les batteries li-ion |
| JP2011192620A (ja) * | 2010-03-17 | 2011-09-29 | Toyo Ink Sc Holdings Co Ltd | リチウムイオン二次電池電極用カーボンブラック分散体の製造方法 |
| KR101103198B1 (ko) * | 2008-07-09 | 2012-01-04 | 주식회사 엘지화학 | 도전제 입자들의 분산성이 개선된 이차전지의 전극활물질층 형성방법 |
| JP2013004403A (ja) * | 2011-06-20 | 2013-01-07 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | リチウムイオン二次電池 |
| WO2013072646A1 (fr) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | Arkema France | Procede de preparation d'une composition pateuse a base de charges conductrices carbonees |
| KR20140116108A (ko) * | 2011-12-19 | 2014-10-01 | 솔베이 스페셜티 폴리머스 이태리 에스.피.에이. | 전극 형성 조성물 |
| CN104269558A (zh) * | 2014-09-30 | 2015-01-07 | 中国东方电气集团有限公司 | 一种碳材料填充的锂电池用粘结剂及其制备方法 |
| JP2018521450A (ja) * | 2015-05-27 | 2018-08-02 | エルジー・ケム・リミテッド | 電極合剤、その製造方法及びそれを含む二次電池 |
| JP2024532391A (ja) * | 2022-04-20 | 2024-09-05 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | 導電材マスターバッチ及びこれを用いて製造された乾式電極 |
-
1997
- 1997-03-10 JP JP9054814A patent/JPH10255844A/ja not_active Withdrawn
Cited By (18)
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20060911 |