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JP2000058070A - Polymer lithium secondary battery - Google Patents

Polymer lithium secondary battery

Info

Publication number
JP2000058070A
JP2000058070A JP10226774A JP22677498A JP2000058070A JP 2000058070 A JP2000058070 A JP 2000058070A JP 10226774 A JP10226774 A JP 10226774A JP 22677498 A JP22677498 A JP 22677498A JP 2000058070 A JP2000058070 A JP 2000058070A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positive electrode
porous body
dimensional porous
secondary battery
negative electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10226774A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fumimasa Yamamoto
文将 山本
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Battery Co Ltd filed Critical Toshiba Battery Co Ltd
Priority to JP10226774A priority Critical patent/JP2000058070A/en
Publication of JP2000058070A publication Critical patent/JP2000058070A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve mass productivity, and improve the discharging capacity at discharging at a high rate by providing a positive electrode, including a two-dimensional porous body of aluminum or the alloy thereof having a specified range of tensile strength and porosity as a current collector. SOLUTION: A positive electrode 1 carries a positive electrode layer 5 including the positive electrode active material, the nonaqueous electrolyte and the binder for holding the electrolyte in both surfaces of a two-dimensional porous body 4. The tensile strength of the two-dimensional porous body 4 is set at 5 N/mm2 or more to restrict the drawing ratio in a pressing process, and the generation of wrinkles and cracks of the positive electrode layer 5 is prevented to improve productivity. Porosity is set at 40% or more for securing the degree of mobility of the lithium ions of the positive electrode 1, and lowering of the discharging capacity of the battery at a high rate is avoided. Moreover, the upper limit of the porosity is restricted to 80% or less to maintain the tensile strength at 5 N/mm2. At this stage, for the two-dimensional porous body 4 as a collector, an aluminum mesh or the alloy thereof, expanded metal, punched metal or the like is used.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、正極を改良したポ
リマーリチウム二次電池に関する。
The present invention relates to a polymer lithium secondary battery having an improved positive electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電子機器の発達にともない、小型
で軽量、かつエネルギー密度が高く、更に繰り返し充放
電が可能な非水電解液二次電池の開発が要望されてい
る。このような二次電池としては、リチウムまたはリチ
ウム合金を活物質とする負極と、モリブデン、バナジウ
ム、チタンあるいはニオブなどの酸化物、硫化物もしく
はセレン化物を活物質として含む正極と、非水電解液と
を具備したリチウム二次電池が知られている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the development of electronic equipment, there has been a demand for the development of a non-aqueous electrolyte secondary battery that is small, lightweight, has a high energy density, and can be repeatedly charged and discharged. Such a secondary battery includes a negative electrode using lithium or a lithium alloy as an active material, a positive electrode containing an oxide, sulfide, or selenide such as molybdenum, vanadium, titanium, or niobium as an active material, and a nonaqueous electrolyte. There is known a lithium secondary battery including:

【0003】また、最近では負極に例えばコークス、黒
鉛、炭素繊維、樹脂焼成体、熱分解気相炭素のようなリ
チウムイオンを吸蔵放出する炭素質材料を含むものを用
い、正極としてリチウムコバルト酸化物やリチウムマン
ガン酸化物を含むものを用いるリチウムイオン二次電池
の開発、商品化が活発に行われている。
In recent years, a negative electrode containing a carbonaceous material that absorbs and releases lithium ions, such as coke, graphite, carbon fiber, a resin fired body, and pyrolytic gas phase carbon, has been used as a negative electrode. The development and commercialization of lithium ion secondary batteries using lithium and lithium manganese oxide-containing batteries are being actively pursued.

【0004】ところで、二次電池のさらなる軽量化及び
小型化を目的として、例えば米国特許公報第5,29
6,318号に開示されているように、ポリマーリチウ
ム二次電池が開発されている。このポリマーリチウム二
次電池は、シート状の正極と、シート状の負極と、前記
正極及び前記負極の間に介在された電解質層とを備え
る。前記二次電池は、例えば、以下に説明する方法で製
造される。まず、DBP(フタル酸ジブチル)のような
後から除去が可能な可塑剤を含み、かつ非水電解液未含
浸の正極、負極及び電解質層を作製する。得られた正極
及び負極をその間に電解質層を介在させながら積層し、
例えば熱圧着により一体化する。ひきつづき、積層物中
の可塑剤を例えば溶媒抽出により除去した後、非水電解
液を含浸させ、得られた発電要素を外装材で密封するこ
とにより前記電池を製造する。
Meanwhile, in order to further reduce the weight and size of the secondary battery, for example, US Pat.
As disclosed in US Patent No. 6,318, a polymer lithium secondary battery has been developed. The polymer lithium secondary battery includes a sheet-shaped positive electrode, a sheet-shaped negative electrode, and an electrolyte layer interposed between the positive electrode and the negative electrode. The secondary battery is manufactured by, for example, a method described below. First, a positive electrode, a negative electrode and an electrolyte layer containing a plasticizer such as DBP (dibutyl phthalate) which can be removed later and not impregnated with a non-aqueous electrolyte are prepared. Laminating the obtained positive electrode and negative electrode with an electrolyte layer interposed therebetween,
For example, they are integrated by thermocompression bonding. Subsequently, after removing the plasticizer in the laminate by, for example, solvent extraction, the battery is manufactured by impregnating with a non-aqueous electrolyte and sealing the obtained power generation element with an exterior material.

【0005】ところで、前述した非水電解液未含浸の正
極は、例えば、前記可塑剤と、ビニリデンフロライド
[VdF]とヘキサフルオロプロピレン[HFP]の共
重合体のようなバインダと、リチウム複合酸化物のよう
な活物質とを溶媒の存在下で混練してペーストを調製
し、前記ペーストを二次元的多孔体に塗布し、乾燥し、
圧延ロールによりプレスを施すことにより作製される。
前記二次元的多孔体としては、アルミニウム製エキスパ
ンドメタル、アルミニウム製パンチドメタルが用いられ
る。
By the way, the above-mentioned positive electrode not impregnated with the non-aqueous electrolyte is made of, for example, the plasticizer, a binder such as a copolymer of vinylidene fluoride [VdF] and hexafluoropropylene [HFP], and a lithium composite oxide. An active material such as a material is kneaded in the presence of a solvent to prepare a paste, the paste is applied to a two-dimensional porous body, dried,
It is produced by pressing with a rolling roll.
As the two-dimensional porous body, aluminum expanded metal and aluminum punched metal are used.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、集電体
として二次元的多孔体を用い、かつ前記方法により作製
される正極においては、二次元多孔体の引っ張り強度が
低いと、圧延ロールによりプレスする際の前記二次元多
孔体の伸び率が大きいため、前記二次元的多孔体に塗布
されたペースト層にしわが生じたり、伸び率が極端に大
きい場合には亀裂が生じ、量産性が損なわれるという問
題点がある。また、この問題点を改善するために前記二
次元多孔体の開孔率を下げて引っ張り強度を高めると、
正極のリチウムイオン移動度が低下するため、前記正極
を備えたポリマーリチウム二次電池は、高レートで放電
した際の放電容量が低下する。
However, in the case where a two-dimensional porous body is used as the current collector and the tensile strength of the two-dimensional porous body is low in the positive electrode produced by the above-described method, pressing is performed by a rolling roll. In this case, since the elongation rate of the two-dimensional porous body is large, wrinkles occur in the paste layer applied to the two-dimensional porous body, or cracks occur when the elongation percentage is extremely large, which impairs mass productivity. There is a problem. Further, in order to improve this problem, when the porosity of the two-dimensional porous body is reduced to increase the tensile strength,
Since the lithium ion mobility of the positive electrode decreases, the discharge capacity of the polymer lithium secondary battery including the positive electrode when discharged at a high rate decreases.

【0007】本発明は、量産性に優れ、かつ高レートで
放電した際の放電容量が高いポリマーリチウム二次電池
を提供しようとするものである。
An object of the present invention is to provide a polymer lithium secondary battery which is excellent in mass productivity and has a high discharge capacity when discharged at a high rate.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係るポリマーリ
チウム二次電池は、引っ張り強度が5N/mm2 以上
で、開孔率が40〜80%で、かつアルミニウムまたは
アルミニウム合金からなる二次元的多孔体を集電体とし
て含む正極を備えたことを特徴とするものである。
The polymer lithium secondary battery according to the present invention has a tensile strength of 5 N / mm 2 or more, a porosity of 40 to 80%, and a two-dimensional structure of aluminum or aluminum alloy. A positive electrode including a porous body as a current collector is provided.

【0009】また、本発明に係る別のポリマーリチウム
二次電池は、活物質と非水電解液を保持する性質を有す
るポリマーとを含むペーストを集電体に塗布し、プレス
する方法により得られる正極を備えたポリマーリチウム
二次電池において、前記集電体は、引っ張り強度が5N
/mm2 以上で、開孔率が40〜80%で、かつアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金からなる二次元的多孔体
であることを特徴とするものである。
Another polymer lithium secondary battery according to the present invention is obtained by a method in which a paste containing an active material and a polymer having a property of retaining a nonaqueous electrolyte is applied to a current collector and pressed. In a polymer lithium secondary battery provided with a positive electrode, the current collector has a tensile strength of 5N.
/ Mm 2 or more, a porosity of 40 to 80%, and a two-dimensional porous body made of aluminum or an aluminum alloy.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るポリマーリチ
ウム二次電池の一例を図1を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an example of a polymer lithium secondary battery according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0011】すなわち、ポリマーリチウム二次電池は、
正極1と、負極2と、前記正極1及び前記負極2の間に
配置されたゲル状電解質層3とを備える。前記正極1
は、二次元的多孔体4の両面に正極層5が担持された構
造を有する。一方、前記負極2は、例えば二次元的多孔
体からなる集電体6の両面に負極層7が担持された構造
を有する。帯状の正極端子8は、前記各正極1の二次元
的多孔体4を帯状に延出したものである。一方、帯状の
負極端子9は、前記負極2の二次元的多孔体6を帯状に
延出したものである。正極リード10は、前記2つの正
極端子8と接続されている。負極リード(図示しない)
は、前記負極端子9と接続されている。前述した正極
1,負極2及び電解質層3から構成された積層物は、水
分や空気等に対してバリア機能を有する外装フィルム1
1内に前記正極リード10及び前記負極リードが前記フ
ィルム11から延出した状態で密封されている。
That is, a polymer lithium secondary battery is:
A positive electrode 1, a negative electrode 2, and a gel electrolyte layer 3 disposed between the positive electrode 1 and the negative electrode 2 are provided. The positive electrode 1
Has a structure in which the positive electrode layer 5 is supported on both surfaces of the two-dimensional porous body 4. On the other hand, the negative electrode 2 has a structure in which a negative electrode layer 7 is supported on both surfaces of a current collector 6 made of, for example, a two-dimensional porous body. The strip-shaped positive electrode terminal 8 is obtained by extending the two-dimensional porous body 4 of each of the positive electrodes 1 into a strip shape. On the other hand, the strip-shaped negative electrode terminal 9 is obtained by extending the two-dimensional porous body 6 of the negative electrode 2 into a strip shape. The positive electrode lead 10 is connected to the two positive terminals 8. Negative electrode lead (not shown)
Is connected to the negative electrode terminal 9. The laminate composed of the above-described positive electrode 1, negative electrode 2, and electrolyte layer 3 is an exterior film 1 having a barrier function against moisture, air, and the like.
1, the positive electrode lead 10 and the negative electrode lead extend from the film 11 and are sealed.

【0012】前記ポリマーリチウム二次電池の正極、負
極及び電解質層としては、例えば、以下に説明するもの
を用いることができる。
As the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte layer of the polymer lithium secondary battery, for example, those described below can be used.

【0013】(正極1)この正極1は、正極活物質、非
水電解液及びこの電解液を保持するバインダを含む正極
層5が二次元的多孔体4の両面に担持された構造を有す
る。この二次元的多孔体は、アルミニウムまたはアルミ
ニウム合金からなり、引っ張り強度が5N/mm2 以上
で、開孔率が40〜80%である。
(Positive Electrode 1) The positive electrode 1 has a structure in which a positive electrode layer 5 containing a positive electrode active material, a non-aqueous electrolyte and a binder holding the electrolyte is supported on both surfaces of a two-dimensional porous body 4. This two-dimensional porous body is made of aluminum or an aluminum alloy, has a tensile strength of 5 N / mm 2 or more, and a porosity of 40 to 80%.

【0014】前記正極活物質としては、種々の酸化物
(例えばLiMn2 4 などのリチウムマンガン複合酸
化物、二酸化マンガン、例えばLiNiO2 などのリチ
ウム含有ニッケル酸化物、例えばLiCoO2 などのリ
チウム含有コバルト酸化物、リチウム含有ニッケルコバ
ルト酸化物、リチウムを含む非晶質五酸化バナジウムな
ど)や、カルコゲン化合物(例えば、二硫化チタン、二
硫化モリブテンなど)等を挙げることができる。中で
も、リチウムマンガン複合酸化物、リチウム含有コバル
ト酸化物、リチウム含有ニッケル酸化物を用いるのが好
ましい。
Examples of the positive electrode active material include various oxides (eg, lithium-manganese composite oxide such as LiMn 2 O 4 , manganese dioxide, lithium-containing nickel oxide such as LiNiO 2, and lithium-containing cobalt oxide such as LiCoO 2 , for example). Oxide, lithium-containing nickel-cobalt oxide, lithium-containing amorphous vanadium pentoxide and the like, and chalcogen compounds (for example, titanium disulfide and molybdenum disulfide). Among them, it is preferable to use a lithium manganese composite oxide, a lithium-containing cobalt oxide, and a lithium-containing nickel oxide.

【0015】前記非水電解液は、非水溶媒に電解質を溶
解することにより調製される。
The non-aqueous electrolyte is prepared by dissolving an electrolyte in a non-aqueous solvent.

【0016】前記非水溶媒としては、エチレンカーボネ
ート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチ
レンカーボネート(BC)、ジメチルカーボネート(D
MC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチ
ルカーボネート(EMC)、γ−ブチロラクトン(γ−
BL)、スルホラン、アセトニトリル、1,2−ジメト
キシエタン、1,3−ジメトキシプロパン、ジメチルエ
ーテル、テトラヒドロフラン(THF)、2−メチルテ
トラヒドロフラン等を挙げることができる。前記非水溶
媒は、単独で使用しても、2種以上混合して使用しても
良い。
Examples of the non-aqueous solvent include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), and dimethyl carbonate (D
MC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), γ-butyrolactone (γ-
BL), sulfolane, acetonitrile, 1,2-dimethoxyethane, 1,3-dimethoxypropane, dimethyl ether, tetrahydrofuran (THF), 2-methyltetrahydrofuran and the like. The non-aqueous solvents may be used alone or as a mixture of two or more.

【0017】前記電解質としては、例えば、過塩素酸リ
チウム(LiClO4 )、六フッ化リン酸リチウム(L
iPF6 )、ホウ四フッ化リチウム(LiBF4 )、六
フッ化砒素リチウム(LiAsF6 )、トリフルオロメ
タンスルホン酸リチウム(LiCF3 SO3 )等のリチ
ウム塩を挙げることができる。
Examples of the electrolyte include lithium perchlorate (LiClO 4 ) and lithium hexafluorophosphate (L
iPF 6), boric tetrafluoride lithium (LiBF 4), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF 6), lithium salts such as lithium trifluoromethane sulfonate (LiCF 3 SO 3) may be mentioned.

【0018】前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量
は、0.2mol/l〜2mol/lとすることが望ま
しい。
The amount of the electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent is desirably 0.2 mol / l to 2 mol / l.

【0019】前記バインダは、非水電解液を保持する性
質を有する。かかるバインダとしては、例えば、ポリエ
チレンオキサイド誘導体、ポリプロピレンオキサイド誘
導体、前記誘導体を含むポリマー、ポリテトラフルオロ
プロピレン、ビニリデンフロライド(VdF)とヘキサ
フルオロプロピレン(HFP)との共重合体、ポリビニ
リデンフロライド(PVdF)等を用いることができ
る。中でも、VdF―HFP共重合体が好ましい。
The binder has a property of retaining a non-aqueous electrolyte. Examples of such a binder include a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a polymer containing the derivative, polytetrafluoropropylene, a copolymer of vinylidene fluoride (VdF) and hexafluoropropylene (HFP), and polyvinylidene fluoride ( PVdF) or the like can be used. Among them, a VdF-HFP copolymer is preferred.

【0020】前記正極は、導電性を向上する観点から導
電性材料を含んでいてもよい。前記導電性材料として
は、例えば、人造黒鉛、カーボンブラック(例えばアセ
チレンブラックなど)、ニッケル粉末等を挙げることが
できる。
The positive electrode may include a conductive material from the viewpoint of improving conductivity. Examples of the conductive material include artificial graphite, carbon black (eg, acetylene black), nickel powder, and the like.

【0021】集電体である二次元的多孔体には、アルミ
ニウムまたはアルミニウム合金からなるメッシュ、エキ
スパンドメタル、パンチドメタル等を用いることができ
る。前記アルミニウム合金としては、例えば、アルミニ
ウム−ニッケル合金、アルミニウム−チタン合金、アル
ミニウム−鉄合金等を挙げることができる。前述した二
次元的多孔体の中でも、パンチドメタルが好ましい。
As the two-dimensional porous body as the current collector, a mesh made of aluminum or an aluminum alloy, an expanded metal, a punched metal, or the like can be used. Examples of the aluminum alloy include an aluminum-nickel alloy, an aluminum-titanium alloy, and an aluminum-iron alloy. Among the two-dimensional porous bodies described above, punched metal is preferable.

【0022】前記二次元的多孔体の引っ張り強度を前記
範囲に規定するのは次のような理由によるものである。
前記引っ張り強度を5N/mm2 未満にすると、後述す
るプレス工程における二次元多孔体の伸び率が大きくな
るため、正極層にしわや亀裂が生じ、量産性が低下す
る。前記引っ張り強度は、10N/mm2 以上にするこ
とが好ましく、更に好ましい範囲は50N/mm2 以上
である。
The reason why the tensile strength of the two-dimensional porous body is defined within the above range is as follows.
If the tensile strength is less than 5 N / mm 2 , the elongation rate of the two-dimensional porous body in the pressing step described later increases, so that wrinkles and cracks occur in the positive electrode layer, and mass productivity decreases. The tensile strength is preferably at least 10 N / mm 2, and more preferably at least 50 N / mm 2 .

【0023】前記二次元的多孔体の開孔率を前記範囲に
規定するのは次のような理由によるものである。前記開
孔率を40%未満にすると、正極のリチウムイオン移動
度が低下するため、ポリマーリチウム二次電池の高レー
トでの放電容量が低下する。一方、前記開孔率が80%
を越えると、二次元的多孔体の引っ張り強度が5N/m
2 よりも小さくなる。前記開孔率のより好ましい範囲
は、55〜70%である。
The porosity of the two-dimensional porous body is defined in the above range for the following reason. When the porosity is less than 40%, the lithium ion mobility of the positive electrode is reduced, so that the discharge capacity of the polymer lithium secondary battery at a high rate is reduced. On the other hand, the opening ratio is 80%.
Is exceeded, the tensile strength of the two-dimensional porous body is 5 N / m
m 2 . A more preferable range of the porosity is 55 to 70%.

【0024】前記正極端子には、前述した図1で説明し
たように二次元的多孔体を帯状に延出したものを用いる
ことができるが、前記二次元的多孔体に帯状アルミニウ
ム箔を接続し、これを正極端子として用いても良い。
As the positive electrode terminal, a two-dimensional porous body extending in a band shape as described with reference to FIG. 1 can be used, and a band-like aluminum foil is connected to the two-dimensional porous body. This may be used as a positive electrode terminal.

【0025】前記正極リードは、例えばアルミニウム箔
から形成することができる。
The positive electrode lead can be formed of, for example, an aluminum foil.

【0026】(負極2)この負極2は、負極活物質、非
水電解液及びこの電解液を保持するバインダを含む負極
層7が二次元的多孔体のような集電体6に担持された構
造を有する。
(Negative Electrode 2) In the negative electrode 2, a negative electrode layer 7 containing a negative electrode active material, a non-aqueous electrolyte and a binder holding the electrolyte is supported on a current collector 6 such as a two-dimensional porous body. Having a structure.

【0027】前記負極活物質としては、リチウムイオン
を吸蔵・放出する炭素質材料を挙げることができる。か
かる炭素質材料としては、例えば、有機高分子化合物
(例えば、フェノール樹脂、ポリアクリロニトリル、セ
ルロース等)を焼成することにより得られるもの、コー
クスや、メソフェーズピッチを焼成することにより得ら
れるもの、人造グラファイト、天然グラファイト等に代
表される炭素質材料を挙げることができる。中でも、ア
ルゴンガスや窒素ガスのような不活性ガス雰囲気におい
て、500℃〜3000℃の温度で、常圧または減圧下
にて前記メソフェーズピッチを焼成して得られる炭素質
材料を用いるのが好ましい。
Examples of the negative electrode active material include carbonaceous materials that occlude and release lithium ions. Such carbonaceous materials include, for example, those obtained by firing organic polymer compounds (eg, phenolic resin, polyacrylonitrile, cellulose, etc.), those obtained by firing coke and mesophase pitch, and those made by artificial graphite. And carbonaceous materials represented by natural graphite and the like. Among them, it is preferable to use a carbonaceous material obtained by firing the mesophase pitch at a temperature of 500 ° C. to 3000 ° C. in an inert gas atmosphere such as an argon gas or a nitrogen gas under normal pressure or reduced pressure.

【0028】前記非水電解液としては、前述した正極で
説明したものと同様なものが用いられる。
As the non-aqueous electrolyte, those similar to those described above for the positive electrode are used.

【0029】前記バインダは非水電解液を保持する性質
を有する。かかるバインダとしては、前述した正極で説
明したものと同様な種類のポリマーを用いることがで
き、中でもVdF―HFP共重合体が好ましい。
The binder has the property of retaining a non-aqueous electrolyte. As the binder, a polymer of the same type as that described for the positive electrode described above can be used, and among them, a VdF-HFP copolymer is preferable.

【0030】集電体である二次元的多孔体には、銅また
は銅合金からなるメッシュ、エキスパンドメタル、パン
チドメタル等を用いることができる。前記銅合金として
は、例えば、銅−ニッケル合金、銅−チタン合金等を挙
げることができる。また、負極の集電体には、このよう
な二次元的多孔体に限らず、例えば銅箔を用いることが
できる。
As the two-dimensional porous body as the current collector, a mesh made of copper or a copper alloy, an expanded metal, a punched metal, or the like can be used. Examples of the copper alloy include a copper-nickel alloy and a copper-titanium alloy. Further, the current collector of the negative electrode is not limited to such a two-dimensional porous body, and for example, a copper foil can be used.

【0031】前記二次元的多孔体の引っ張り強度は、4
N/mm2 以上にすることが好ましい。これは次のよう
な理由によるものである。前記引っ張り強度を4N/m
2未満にすると、後述するプレス工程における二次元
多孔体の伸び率が大きくなる恐れがあり、負極層にしわ
や亀裂が生じる場合がある。前記引っ張り強度は、8N
/mm2 以上にすることが好ましく、更に好ましい範囲
は40N/mm2 以上である。
The tensile strength of the two-dimensional porous body is 4
It is preferred to be N / mm 2 or more. This is due to the following reasons. The tensile strength is 4 N / m
If it is less than m 2 , the elongation of the two-dimensional porous body in the pressing step described later may increase, and the negative electrode layer may be wrinkled or cracked. The tensile strength is 8N
/ Mm 2 or more, more preferably 40 N / mm 2 or more.

【0032】前記二次元的多孔体の開孔率は、40〜8
0%の範囲にすることが好ましい。これは次のような理
由によるものである。前記開孔率を40%未満にする
と、負極のリチウムイオン移動度が低下してポリマーリ
チウム二次電池の高レートでの放電容量が低下する恐れ
がある。一方、前記開孔率が80%を越えると、二次元
的多孔体の引っ張り強度が4N/mm2 よりも小さくな
る。前記開孔率のより好ましい範囲は、55〜70%で
ある。
The porosity of the two-dimensional porous body is 40 to 8
Preferably, it is in the range of 0%. This is due to the following reasons. If the porosity is less than 40%, the lithium ion mobility of the negative electrode may decrease, and the high-rate discharge capacity of the polymer lithium secondary battery may decrease. On the other hand, when the porosity exceeds 80%, the tensile strength of the two-dimensional porous body becomes smaller than 4 N / mm 2 . A more preferable range of the porosity is 55 to 70%.

【0033】前記負極端子には、前述した図1で説明し
たように二次元的多孔体を帯状に延出したものを用いる
ことができるが、前記二次元的多孔体に帯状銅箔を接続
し、これを負極端子として用いても良い。
As the negative electrode terminal, a two-dimensional porous body extending in a band shape as described with reference to FIG. 1 can be used, and a band-like copper foil is connected to the two-dimensional porous body. This may be used as a negative electrode terminal.

【0034】前記負極リードは、例えば銅箔から形成す
ることができる。
The negative electrode lead can be formed, for example, from a copper foil.

【0035】(電解質層)この電解質層は、非水電解液
及びこの電解液を保持するバインダを含む。
(Electrolyte Layer) This electrolyte layer contains a non-aqueous electrolyte and a binder for holding the electrolyte.

【0036】前記非水電解液としては、前述した正極で
説明したものと同様なものが用いられる。
As the non-aqueous electrolyte, those similar to those described above for the positive electrode are used.

【0037】前記バインダは非水電解液を保持する性質
を有する。かかるバインダとしては、前述した正極で説
明したものと同様な種類のポリマーを用いることがで
き、中でもVdF―HFP共重合体が好ましい。
The binder has a property of retaining a non-aqueous electrolyte. As the binder, a polymer of the same type as that described for the positive electrode described above can be used, and among them, a VdF-HFP copolymer is preferable.

【0038】前記電解質層は、強度を更に向上させる観
点から、有機物粒子、あるいは酸化硅素粉末のような無
機粒子を添加しても良い。
From the viewpoint of further improving the strength, the electrolyte layer may contain organic particles or inorganic particles such as silicon oxide powder.

【0039】前記ポリマーリチウム二次電池は、例え
ば、以下に説明する方法で製造される。可塑剤を含み、
かつ非水電解液未含浸の正極と、可塑剤を含み、かつ非
水電解液未含浸の負極と、可塑剤を含み、かつ非水電解
液未含浸の電解質層とを作製する。前記正極及び前記負
極をその間に前記電解質層を介在させて積層し、熱圧着
により一体化する。得られた積層物から前記可塑剤を例
えば溶媒抽出により除去し、非水電解液を含浸させた
後、外装フィルムにより密封し、前記二次電池を得るこ
とができる。
The polymer lithium secondary battery is manufactured, for example, by the method described below. Including a plasticizer,
A positive electrode not impregnated with the nonaqueous electrolyte, a negative electrode containing the plasticizer and not impregnated with the nonaqueous electrolyte, and an electrolyte layer containing the plasticizer and not impregnated with the nonaqueous electrolyte are prepared. The positive electrode and the negative electrode are laminated with the electrolyte layer interposed therebetween, and integrated by thermocompression bonding. The plasticizer is removed from the obtained laminate by, for example, solvent extraction, impregnated with a non-aqueous electrolyte, and then sealed with an exterior film to obtain the secondary battery.

【0040】前記可塑剤としては、バインダとの相溶性
に優れ、正極、負極または電解質層に柔軟性を付与する
ことができ、熱圧着の際には正極、負極または電解質層
を溶融させることができ、かつ容易に除去されるという
4つの性質を有しているものが良い。前記可塑剤として
は、例えば、フタル酸ジブチル(DBP)、フタル酸ジ
メチル(DMP)、エチルフタリルエチルグリコレート
(EPEG)等を挙げることができる。
The plasticizer has excellent compatibility with the binder and can impart flexibility to the positive electrode, the negative electrode or the electrolyte layer, and can melt the positive electrode, the negative electrode or the electrolyte layer during thermocompression bonding. It is preferable that the material has the four properties that it can be easily removed. Examples of the plasticizer include dibutyl phthalate (DBP), dimethyl phthalate (DMP), and ethyl phthalyl ethyl glycolate (EPEG).

【0041】可塑剤を含み、かつ非水電解液未含浸の正
負極及び電解質層は、例えば、以下に説明する方法で作
製される。
The positive and negative electrodes and the electrolyte layer containing a plasticizer and not impregnated with a non-aqueous electrolyte are prepared, for example, by the method described below.

【0042】<可塑剤を含み、かつ非水電解液未含浸の
正極の作製>前記正極は、例えば、前記活物質、前記非
水電解液を保持する性質を有するポリマー、前記導電材
料及び可塑剤をアセトンなどの有機溶媒中で混合してペ
ーストを調製し、前記ペーストを前記二次元的多孔体に
塗布し、乾燥した後、例えば圧延ロールによりプレスを
施すことにより作製される。
<Preparation of Positive Electrode Containing a Plasticizer and Not Impregnated with Nonaqueous Electrolyte> The positive electrode is made of, for example, the active material, a polymer having a property of retaining the nonaqueous electrolyte, the conductive material, and a plasticizer. Is mixed in an organic solvent such as acetone to prepare a paste, the paste is applied to the two-dimensional porous body, dried, and then pressed by, for example, a rolling roll.

【0043】<可塑剤を含み、かつ非水電解液未含浸の
負極の作製>前記負極は、例えば、(a)前記活物質、
前記非水電解液を保持する性質を有するポリマー及び前
記可塑剤をアセトンなどの有機溶媒中で混合してペース
トを調製し、前記ペーストを前記集電体に塗布し、乾燥
した後、例えば圧延ロールによりプレスを施すことによ
り作製されるか、あるいは(b)前記活物質、前記非水
電解液を保持する性質を有するポリマー及び前記可塑剤
をアセトンなどの有機溶媒中で混合してペーストを調製
し、成膜することにより非水電解液未含浸の負極シート
を作製し、得られた負極シートと前記集電体とを例えば
熱圧着により接着することにより作製される。
<Preparation of Negative Electrode Containing a Plasticizer and Not Impregnated with Nonaqueous Electrolyte> The negative electrode may be, for example, (a) the active material,
A polymer having the property of retaining the nonaqueous electrolyte and the plasticizer are mixed in an organic solvent such as acetone to prepare a paste, the paste is applied to the current collector, and dried, for example, a roll. Or (b) mixing the active material, the polymer having the property of retaining the non-aqueous electrolyte and the plasticizer in an organic solvent such as acetone to prepare a paste. Then, a negative electrode sheet not impregnated with the non-aqueous electrolyte is prepared by forming a film, and the obtained negative electrode sheet and the current collector are bonded by, for example, thermocompression bonding.

【0044】<可塑剤を含み、かつ非水電解液未含浸の
電解質層の作製>前記電解質層は、例えば、前記非水電
解液を保持する性質を有するポリマー及び前記可塑剤を
アセトンなどの有機溶媒中で混合してペーストを調製
し、前記ペーストを成膜することにより作製される。
<Preparation of Electrolyte Layer Containing Plasticizer and Not Impregnated with Nonaqueous Electrolyte> For example, the electrolyte layer is made of a polymer having the property of retaining the nonaqueous electrolyte and an organic solvent such as acetone. It is produced by preparing a paste by mixing in a solvent and forming the paste into a film.

【0045】前記溶媒抽出は、溶媒に超音波を加えた
り、雰囲気を減圧にすることが好ましい。使用する溶媒
は、電池材料にダメージを与えにくく、かつ可塑剤との
相溶性が良いものであれば特に限定されない。例えば、
アルコール類、飽和炭化水素化合物などの有機溶媒が好
ましい。中でも、飽和炭化水素化合物が好ましい。かか
る飽和炭化水素化合物としては、炭素数が5〜12であ
るものが好ましい。炭素数が前記範囲内にある飽和炭化
水素化合物は、安価で、入手しやすく、再生再利用が容
易である。炭素数が5未満である飽和炭化水素化合物
は、常温(25℃付近)で気体として存在するため、取
り扱いが困難になる恐れがある。一方、炭素数が12を
越える飽和炭化水素化合物は、液体の粘性が高くなるた
め、電解液未含浸の正極、負極及び電解質層に対する溶
媒の浸透性が低下する恐れがある。より好ましい飽和炭
化水素化合物は、炭素数が7〜10で、直鎖のものであ
る。
In the solvent extraction, it is preferable to apply ultrasonic waves to the solvent or reduce the pressure of the atmosphere. The solvent used is not particularly limited as long as it does not easily damage the battery material and has good compatibility with the plasticizer. For example,
Organic solvents such as alcohols and saturated hydrocarbon compounds are preferred. Among them, a saturated hydrocarbon compound is preferable. As such a saturated hydrocarbon compound, those having 5 to 12 carbon atoms are preferable. Saturated hydrocarbon compounds having a carbon number within the above range are inexpensive, easily available, and easy to recycle and reuse. Since a saturated hydrocarbon compound having less than 5 carbon atoms exists as a gas at normal temperature (around 25 ° C.), handling may be difficult. On the other hand, a saturated hydrocarbon compound having a carbon number of more than 12 has a high viscosity of the liquid, so that the permeability of the solvent to the positive electrode, the negative electrode and the electrolyte layer not impregnated with the electrolytic solution may be reduced. More preferred saturated hydrocarbon compounds have 7 to 10 carbon atoms and are straight-chain ones.

【0046】以上詳述したように本発明に係わるポリマ
ーリチウム二次電池は、引っ張り強度が5N/mm2
上で、開孔率が40〜80%で、かつアルミニウムまた
はアルミニウム合金からなる二次元的多孔体を集電体と
して含む正極を備える。このような正極は、リチウムイ
オンの移動度が高く、かつ前記集電体に担持されている
正極層にしわや亀裂が生じるのを防止することができ
る。その結果、高レートでの放電容量が高く、かつ優れ
た量産性を有するポリマーリチウム二次電池を提供する
ことができる。
As described in detail above, the polymer lithium secondary battery according to the present invention has a tensile strength of 5 N / mm 2 or more, a porosity of 40 to 80%, and a two-dimensional structure of aluminum or aluminum alloy. A positive electrode including a porous body as a current collector is provided. Such a positive electrode has high mobility of lithium ions and can prevent wrinkles and cracks from being generated in the positive electrode layer supported on the current collector. As a result, a polymer lithium secondary battery having a high discharge capacity at a high rate and excellent mass productivity can be provided.

【0047】また、本発明に係る別のポリマーリチウム
二次電池は、活物質と非水電解液を保持する性質を有す
るポリマーとを含むペーストを集電体に塗布し、プレス
する方法により得られる正極を備え、前記集電体は、引
っ張り強度が5N/mm2 以上で、開孔率が40〜80
%で、かつアルミニウムまたはアルミニウム合金からな
る二次元的多孔体である。このような正極は、プレス時
の前記二次元的多孔体の伸び率を低減することができる
ため、前記二次元的多孔体に塗布されたペーストにしわ
や亀裂が生じるのを抑えることができる。また、前記正
極は、リチウムイオン移動度が高い。従って、前記正極
を備えたポリマーリチウム二次電池は、優れた量産性と
高レートでの高い放電容量とを同時に満足することがで
きる。
Further, another polymer lithium secondary battery according to the present invention is obtained by a method of applying a paste containing an active material and a polymer having a property of retaining a nonaqueous electrolyte to a current collector and pressing the paste. The current collector has a positive electrode, a tensile strength of 5 N / mm 2 or more, and a porosity of 40 to 80.
% And a two-dimensional porous body made of aluminum or an aluminum alloy. Such a positive electrode can reduce the elongation rate of the two-dimensional porous body at the time of pressing, and therefore can suppress the generation of wrinkles and cracks in the paste applied to the two-dimensional porous body. Further, the positive electrode has high lithium ion mobility. Therefore, the polymer lithium secondary battery provided with the positive electrode can simultaneously satisfy excellent mass productivity and high discharge capacity at a high rate.

【0048】[0048]

【実施例】以下、本発明に係わる実施例を前述した図面
を参照して詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0049】(実施例1〜3) <非水電解液未含浸の正極の作製>活物質として組成式
がLiMn2 4 で表されるリチウムマンガン複合酸化
物56重量%と、カーボンブラックを5重量%と、バイ
ンダとしてビニリデンフロライド−ヘキサフルオロプロ
ピレン(VdF−HFP)の共重合体粉末を17重量%
と、フタル酸ジブチル(DBP)22重量%をアセトン
中で混合し、ペーストを調製した。得られたペーストを
引っ張り強度及び開孔率が下記表1に示す値であるアル
ミニウム製エキスパンドメタル(幅が130mmで、厚
さが40μm)の両面に幅が104mmで、厚さが14
0〜150μmになるように塗布し、乾燥した後、熱圧
延ロールに1回通してプレスを施し、裁断することによ
り非水電解液未含浸の正極を作製した。なお、前記正極
においては、前記アルミニウム製エキスパンドメタルを
帯状に延出させたものを正極端子とした。また、引っ張
り強度の測定は、集電体基板を幅10mm、長さ70m
mに切り出し、その両端それぞれ10mmを挟み、速さ
1mm/minで行った。
(Examples 1 to 3) <Preparation of positive electrode not impregnated with non-aqueous electrolyte> As an active material, 56% by weight of a lithium manganese composite oxide represented by a composition formula of LiMn 2 O 4 and carbon black of 5% were used. % By weight, and 17% by weight of a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene (VdF-HFP) copolymer powder as a binder.
And 22% by weight of dibutyl phthalate (DBP) were mixed in acetone to prepare a paste. The obtained paste is made of an aluminum expanded metal (130 mm in width and 40 μm in thickness) having a width of 104 mm and a thickness of 14 mm on both sides of a tensile strength and an opening ratio shown in Table 1 below.
The coating was applied so as to have a thickness of 0 to 150 μm, dried, passed through a hot rolling roll once, pressed, and cut to obtain a non-aqueous electrolyte-unimpregnated positive electrode. In addition, in the positive electrode, the one obtained by extending the expanded metal made of aluminum into a band shape was used as a positive electrode terminal. The tensile strength was measured by measuring the current collector substrate with a width of 10 mm and a length of 70 m.
m, and 10 mm was sandwiched between both ends, and the operation was performed at a speed of 1 mm / min.

【0050】<非水電解液未含浸の負極の作製>活物質
としてメソフェーズピッチ炭素繊維を粉砕後、2800
℃で熱処理した粉末を58重量%と、バインダとしてV
dF−HFPの共重合体粉末を17重量%と、フタル酸
ジブチル(DBP)25重量%をアセトン中で混合し、
ペーストを調製した。得られたペーストを厚さが50μ
mの銅製エキスパンドメタルの両面に塗布し、乾燥した
後、熱圧延ロールに1回通してプレスを施し、裁断する
ことにより非水電解液未含浸の負極を作製した。なお、
前記負極においては、前記銅製エキスパンドメタルを帯
状に延出させたものを負極端子とした。
<Preparation of Negative Electrode Not Impregnated with Nonaqueous Electrolyte> After pulverizing mesophase pitch carbon fiber as an active material,
58% by weight of a powder heat-treated at a temperature of 500 ° C. and V
17% by weight of a copolymer powder of dF-HFP and 25% by weight of dibutyl phthalate (DBP) were mixed in acetone,
A paste was prepared. The obtained paste is 50μ thick.
m, applied to both surfaces of a copper expanded metal, dried, passed through a hot rolling roll once, pressed, and cut to prepare a non-aqueous electrolyte-unimpregnated negative electrode. In addition,
In the negative electrode, the copper expanded metal extended in a band shape was used as a negative electrode terminal.

【0051】<電解質層の作製>酸化硅素粉末を33.
3重量部と、バインダとしてVdF−HFPの共重合体
粉末を22.2重量部と、フタル酸ジブチル(DBP)
44.5重量部をアセトン中で混合し、ペースト状にし
た。得られたペーストをPETフィルム上に塗布し、シ
ート化し、裁断することにより非水電解液未含浸の電解
質層を作製した。
<Preparation of Electrolyte Layer>
3 parts by weight, 22.2 parts by weight of a VdF-HFP copolymer powder as a binder, and dibutyl phthalate (DBP)
44.5 parts by weight were mixed in acetone to form a paste. The obtained paste was applied on a PET film, formed into a sheet, and cut to form an electrolyte layer not impregnated with a non-aqueous electrolyte.

【0052】<非水電解液の調製>エチレンカーボネー
ト(EC)とジメチルカーボネート(DMC)が体積比
で2:1の割合で混合された非水溶媒に電解質としての
LiPF6 をその濃度が1mol/lになるように溶解
させて非水電解液を調製した。
<Preparation of Nonaqueous Electrolyte> A nonaqueous solvent in which ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DMC) were mixed at a volume ratio of 2: 1 was mixed with LiPF 6 as an electrolyte at a concentration of 1 mol / mol. 1 to prepare a non-aqueous electrolyte.

【0053】<電池組立>非水電解液未含浸の正極を2
枚、非水電解液未含浸の負極を1枚及び非水電解液未含
浸の電解質層を2枚用意し、これらを前記正極及び前記
負極の間に前記電解質層が介在されるように積層し、加
熱した剛性ロールにより加熱圧着することにより、非水
電解液未含浸のユニットセルを作製した。
<Battery Assembly> Two non-aqueous electrolyte impregnated positive electrodes were
Sheets, one non-aqueous electrolyte impregnated negative electrode and two non-aqueous electrolyte non-impregnated electrolyte layers were prepared, and these were laminated so that the electrolyte layer was interposed between the positive electrode and the negative electrode. Then, a unit cell not impregnated with a non-aqueous electrolyte was prepared by heat-pressing with a heated rigid roll.

【0054】このようなユニットセルをn―デカン中に
浸漬し、マグネチックスターラーで攪拌しながら放置し
た。この操作をガスクロマトグラフィーによるn―デカ
ン中のDBPの濃度が20ppm以下になるまで繰り返
し行うことにより前記ユニットセル中の可塑剤を除去し
た。前記積層物を乾燥させた後、前記ユニットセルの正
極端子に正極リードを接続し、負極端子に負極リードを
接続した。前記ユニットセルに前記組成の非水電解液を
含浸させ、最外層からポリエチレンテレフタレート(P
ET)フィルム、アルミニウム箔及び熱有着樹脂フィル
ムの順番に積層されたラミネートフィルムからなる外装
フィルムによって密封した後、20℃の雰囲気で45m
A(0.5C)の電流で4.2Vまで充電することによ
り、前述した図1に示す構造を有する理論容量が90m
Ahのポリマーリチウム二次電池を製造した。
Such a unit cell was immersed in n-decane and left with stirring with a magnetic stirrer. This operation was repeated until the concentration of DBP in n-decane by gas chromatography became 20 ppm or less, thereby removing the plasticizer in the unit cell. After drying the laminate, a positive electrode lead was connected to a positive terminal of the unit cell, and a negative electrode lead was connected to a negative terminal. The unit cell is impregnated with a non-aqueous electrolyte having the above composition, and polyethylene terephthalate (P
ET) After sealing with an exterior film consisting of a laminated film in which a film, an aluminum foil and a heat-attached resin film are laminated in this order, 45 m in an atmosphere of 20 ° C.
By charging the battery to 4.2 V with a current of A (0.5 C), the theoretical capacity having the structure shown in FIG.
An Ah polymer lithium secondary battery was manufactured.

【0055】(実施例4)正極の集電体として、引っ張
り強度及び開孔率が下記表1に示す値であるアルミニウ
ム製パンチドメタル(幅が130mmで、厚さが20μ
m)を用いること以外は、前述した実施例1〜3と同様
なポリマーリチウム二次電池を製造した。
Example 4 As a current collector for a positive electrode, a punched metal made of aluminum (having a width of 130 mm and a thickness of 20 μm) having tensile strength and porosity shown in Table 1 below.
Except using m), the same polymer lithium secondary batteries as in Examples 1 to 3 described above were produced.

【0056】(比較例1)正極の集電体として、引っ張
り強度及び開孔率が下記表1に示す値であるアルミニウ
ム製エキスパンドメタル(幅が130mmで、厚さが4
0μm)を用いること以外は、前述した実施例1〜3と
同様なポリマーリチウム二次電池を製造した。
(Comparative Example 1) As a positive electrode current collector, an aluminum expanded metal (having a width of 130 mm and a thickness of 4 mm) having a tensile strength and a porosity shown in Table 1 below.
0 μm), except that the polymer lithium secondary batteries were the same as in Examples 1 to 3 described above.

【0057】(比較例2)正極の集電体として、引っ張
り強度及び開孔率が下記表1に示す値であるアルミニウ
ム製パンチドメタル(幅が130mmで、厚さが20μ
m)を用いること以外は、前述した実施例1〜3と同様
なポリマーリチウム二次電池を製造した。
(Comparative Example 2) As a positive electrode current collector, an aluminum punched metal (having a width of 130 mm and a thickness of 20 μm) having a tensile strength and a porosity shown in Table 1 below.
Except using m), the same polymer lithium secondary batteries as in Examples 1 to 3 described above were produced.

【0058】実施例1〜4及び比較例1,2の二次電池
の正極について、二次元的多孔体にペーストを塗布し、
乾燥し、熱プレスする際にペースト層にしわや亀裂が発
生するかどうかを以下に説明する方法により調べた。す
なわち、前述したのと同様な組成のペーストを調製し、
得られたペーストを各集電体の両面に前述したのと同様
な幅及び厚さに塗布し、乾燥した後、1mの長さに裁断
し、熱圧延ロールに1回通してプレスを施した。このプ
レス後のペースト表面を目視により観察し、正極長さ1
m当たりのしわの本数及び亀裂の数を測定し、その結果
を下記表1に示す。
For the positive electrodes of the secondary batteries of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, paste was applied to a two-dimensional porous body,
When the paste layer was dried and hot pressed, it was examined whether wrinkles or cracks occurred in the paste layer by the method described below. That is, a paste having the same composition as described above is prepared,
The obtained paste was applied to both sides of each current collector to the same width and thickness as described above, dried, cut into 1 m lengths, passed through a hot rolling roll once and pressed. . The surface of the paste after pressing was visually observed, and the
The number of wrinkles and the number of cracks per m were measured, and the results are shown in Table 1 below.

【0059】また、得られた実施例1〜4及び比較例
1,2の二次電池10個ずつについて、20℃の雰囲気
において18mA(0.2C)の定電流放電で端子電圧
3.0Vまで放電し、放電容量(C0.2C)を測定した。
次いで、45mA(0.5C)の電流で4.2Vまで充
電した後、45mA(0.5C)の定電流放電で端子電
圧3.0Vまで放電した。更に、45mA(0.5C)
の電流で4.2Vまで充電した後、90mA(1.0
C)の定電流放電で端子電圧3.0Vまで放電し、この
時の放電容量(C1.0C)を測定した。そして、18mA
(0.2C)の定電流放電の放電容量(C0.2C)に対す
る90mA(1.0C)の定電流放電の放電容量(C
1.0C)の比率を求め、その平均値を下記表1に併記す
る。
Further, the obtained secondary batteries of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were discharged at a constant current of 18 mA (0.2 C) in a 20 ° C. atmosphere to a terminal voltage of 3.0 V. After discharging, the discharge capacity (C 0.2C ) was measured.
Next, the battery was charged to 4.2 V with a current of 45 mA (0.5 C), and then discharged to a terminal voltage of 3.0 V with a constant current discharge of 45 mA (0.5 C). Furthermore, 45mA (0.5C)
After charging to 4.2 V with a current of 90 mA (1.0 mA
C) The battery was discharged to a terminal voltage of 3.0 V by the constant current discharge, and the discharge capacity (C 1.0C ) at this time was measured. And 18mA
The discharge capacity (C) of the constant current discharge of 90 mA (1.0 C ) with respect to the discharge capacity (C 0.2C) of the constant current discharge of ( 0.2 C )
1.0C ), and the average value is shown in Table 1 below.

【0060】[0060]

【表1】 [Table 1]

【0061】表1から明らかなように、引っ張り強度が
5N/mm2 以上で、開孔率が40〜80%であるアル
ミニウム製二次元的多孔体を集電体として含む正極を備
えた実施例1〜4の二次電池は、引っ張り強度が前記範
囲よりも小さく、かつ開孔率が前記範囲よりも大きい二
次元的多孔体を集電体として含む正極を備えた比較例1
の二次電池に比べ、正極のプレス工程におけるしわ・亀
裂の発生率が低いことがわかる。また、実施例1〜4の
二次電池は、開孔率が前記範囲よりも小さい二次元的多
孔体を集電体として含む正極を備えた比較例2の二次電
池に比べて、1.0Cのような高レートで放電した際の
放電容量の低下を抑制できることがわかる。
As is clear from Table 1, an example provided with a positive electrode having a two-dimensional aluminum porous body having a tensile strength of 5 N / mm 2 or more and a porosity of 40 to 80% as a current collector was provided. Comparative Examples 1 to 4 each provided with a positive electrode including, as a current collector, a two-dimensional porous body having a tensile strength smaller than the above range and a porosity larger than the above range.
It can be seen that the occurrence rate of wrinkles and cracks in the step of pressing the positive electrode is lower than that of the secondary battery. In addition, the secondary batteries of Examples 1 to 4 had the following advantages: 1. The secondary batteries of Comparative Example 2 including a positive electrode including a two-dimensional porous body having a smaller porosity than the above range as a current collector. It can be seen that a decrease in discharge capacity when discharging at a high rate such as 0C can be suppressed.

【0062】なお、前述した実施例では、正極、電解質
層、負極、電解質層、正極という順番で積層した5層構
造のユニットセルを備えるポリマーリチウム二次電池を
例にして説明したが、積層構造はこのような5層に限ら
ず、例えば、正極、負極及び電解質層を1枚ずつ使用
し、3層構造にしても良い。
In the above-described embodiment, a polymer lithium secondary battery having a unit cell having a five-layer structure in which a positive electrode, an electrolyte layer, a negative electrode, an electrolyte layer, and a positive electrode are stacked in this order has been described as an example. Is not limited to such a five-layer structure. For example, a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte layer may be used one by one to form a three-layer structure.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、優
れた量産性を維持しつつ、高率での放電特性が向上され
たポリマーリチウム二次電池を提供することができる。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a polymer lithium secondary battery having improved high-rate discharge characteristics while maintaining excellent mass productivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るポリマーリチウム二次電池を示す
断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a polymer lithium secondary battery according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…正極、 2…負極、 3…電解質層、 4…正極集電体、 5…正極層、 6…負極集電体、 7…負極層、 11…外装フィルム。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Positive electrode, 2 ... Negative electrode, 3 ... Electrolyte layer, 4 ... Positive electrode collector, 5 ... Positive electrode layer, 6 ... Negative electrode current collector, 7 ... Negative electrode layer, 11 ... Exterior film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H014 AA04 EE02 HH00 HH02 5H017 AA03 AS10 CC03 DD08 EE05 HH00 HH02 5H029 AJ02 AJ03 AK03 AL06 AL07 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ04 BJ12 DJ07 EJ01 EJ12 HJ00 HJ09  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H014 AA04 EE02 HH00 HH02 5H017 AA03 AS10 CC03 DD08 EE05 HH00 HH02 5H029 AJ02 AJ03 AK03 AL06 AL07 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ04 BJ12 DJ07 EJ01 EJ12 HJ00 HJ09

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 引っ張り強度が5N/mm2 以上で、開
孔率が40〜80%で、かつアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金からなる二次元的多孔体を集電体として含む
正極を備えたことを特徴とするポリマーリチウム二次電
池。
1. A positive electrode having a tensile strength of 5 N / mm 2 or more, a porosity of 40 to 80%, and a current collector containing a two-dimensional porous body made of aluminum or an aluminum alloy. Polymer lithium secondary battery.
【請求項2】 活物質と非水電解液を保持する性質を有
するポリマーとを含むペーストを集電体に塗布し、プレ
スする方法により得られる正極を備えたポリマーリチウ
ム二次電池において、 前記集電体は、引っ張り強度が5N/mm2 以上で、開
孔率が40〜80%で、かつアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金からなる二次元的多孔体であることを特徴と
するポリマーリチウム二次電池。
2. A polymer lithium secondary battery having a positive electrode obtained by applying a paste containing an active material and a polymer having a property of retaining a non-aqueous electrolyte to a current collector and pressing the paste. A polymer lithium secondary battery, wherein the electric body is a two-dimensional porous body having a tensile strength of 5 N / mm 2 or more, a porosity of 40 to 80%, and made of aluminum or an aluminum alloy.
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