JP2000106185A - 非水電解質二次電池 - Google Patents
非水電解質二次電池Info
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- JP2000106185A JP2000106185A JP10274475A JP27447598A JP2000106185A JP 2000106185 A JP2000106185 A JP 2000106185A JP 10274475 A JP10274475 A JP 10274475A JP 27447598 A JP27447598 A JP 27447598A JP 2000106185 A JP2000106185 A JP 2000106185A
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- JP
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- resin
- group
- secondary battery
- electrolyte secondary
- negative electrode
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 正負極活物質と集電体との密着性に優れ、良
好な充放電サイクル特性を有する非水電解質二次電池を
提供する。 【解決手段】 正極活物質と結着剤よりなる正極、負極
活物質と結着剤よりなる負極、および非水電解質より構
成される非水電解質二次電池において、正極または負極
の結着剤が、下記（Ａ）及び（Ｂ）を含有する非水電解
質二次電池。 （Ａ）ポリエーテルアミド樹脂、ポリエーテルアミドイ
ミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂およびポリアミドイ
ミド樹脂の中から選ばれる単独または２種以上の組み合
わせによる樹脂、 （Ｂ）ゴム系樹脂またはゴム系フィラー。
好な充放電サイクル特性を有する非水電解質二次電池を
提供する。 【解決手段】 正極活物質と結着剤よりなる正極、負極
活物質と結着剤よりなる負極、および非水電解質より構
成される非水電解質二次電池において、正極または負極
の結着剤が、下記（Ａ）及び（Ｂ）を含有する非水電解
質二次電池。 （Ａ）ポリエーテルアミド樹脂、ポリエーテルアミドイ
ミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂およびポリアミドイ
ミド樹脂の中から選ばれる単独または２種以上の組み合
わせによる樹脂、 （Ｂ）ゴム系樹脂またはゴム系フィラー。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、正極活物質と結着
剤よりなる正極、負極活物質と結着剤よりなる負極、お
よび非水電解質より構成される非水電解質二次電池の改
良に関する。
剤よりなる正極、負極活物質と結着剤よりなる負極、お
よび非水電解質より構成される非水電解質二次電池の改
良に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化・高性能化が進
み、これら電子機器に搭載される二次電池に対して高エ
ネルギー化や小型軽量化の要求が強まっている。最近、
正極にリチウム複合酸化物、負極にリチウムを吸蔵可能
な炭素材料を用いた非水電解液二次電池であるリチウム
イオン二次電池が高電圧、高エネルギー密度を有してい
ることから、開発が急がれ、期待されている。この負極
材料には、リチウムの析出の恐れがないことから、コー
クス、黒鉛、炭素繊維等の炭素材料が好適とされる。こ
れらの炭素材料をバインダー樹脂などの結着剤溶液と混
合し、スラリーとしたものを集電体金属箔上に塗布し、
溶剤を乾燥後、ローラープレス機により圧縮成形して負
極電極が作製される。正極材料においても、リチウム複
合酸化物の活物質とバインダー樹脂の結着剤を用いて、
負極と同様に作製される。
み、これら電子機器に搭載される二次電池に対して高エ
ネルギー化や小型軽量化の要求が強まっている。最近、
正極にリチウム複合酸化物、負極にリチウムを吸蔵可能
な炭素材料を用いた非水電解液二次電池であるリチウム
イオン二次電池が高電圧、高エネルギー密度を有してい
ることから、開発が急がれ、期待されている。この負極
材料には、リチウムの析出の恐れがないことから、コー
クス、黒鉛、炭素繊維等の炭素材料が好適とされる。こ
れらの炭素材料をバインダー樹脂などの結着剤溶液と混
合し、スラリーとしたものを集電体金属箔上に塗布し、
溶剤を乾燥後、ローラープレス機により圧縮成形して負
極電極が作製される。正極材料においても、リチウム複
合酸化物の活物質とバインダー樹脂の結着剤を用いて、
負極と同様に作製される。
【０００３】従来、負極活物質の結着剤としては、主に
ポリフッ化ビニリデン（PVDF）をN−メチル−2−ピロリ
ドン（NMP）に溶解したものが多く使用されてきた。し
かし、結着剤としてPVDFを使用した場合、可とう性には
優れているものの、集電体金属箔との密着性が劣るた
め、充放電サイクルを繰り返し行うと、炭素材料が集電
体金属箔から剥離してしまい、電池特性が劣化するとい
った問題がある。さらに、過充電、短絡等の種々の原因
で電池内の温度が異常に上昇した場合、結着剤のPVDFが
分解してフッ化水素（HF）が発生し、負極電極上に析出
したリチウムと反応して電池が破裂するといった問題が
ある。
ポリフッ化ビニリデン（PVDF）をN−メチル−2−ピロリ
ドン（NMP）に溶解したものが多く使用されてきた。し
かし、結着剤としてPVDFを使用した場合、可とう性には
優れているものの、集電体金属箔との密着性が劣るた
め、充放電サイクルを繰り返し行うと、炭素材料が集電
体金属箔から剥離してしまい、電池特性が劣化するとい
った問題がある。さらに、過充電、短絡等の種々の原因
で電池内の温度が異常に上昇した場合、結着剤のPVDFが
分解してフッ化水素（HF）が発生し、負極電極上に析出
したリチウムと反応して電池が破裂するといった問題が
ある。
【０００４】上記の問題に対し、特開平４−５１４５９
号公報では非フッ素系のバインダーであるスチレン・ブ
タジエン共重合体等を用いることが開示されている。こ
の場合、容易に電極を構成することが可能であるが、活
物質と集電体の密着性が充分とは云えない。また、特開
平６−２０３８３６号公報および特開平８−２９８１２
２号公報では、ポリアミド酸やメトキシメチル置換ポリ
アミド系高分子を結着剤とした充放電サイクル寿命の長
い二次電池が提案されているが、電池の充放電サイクル
寿命が充分とは云えない。
号公報では非フッ素系のバインダーであるスチレン・ブ
タジエン共重合体等を用いることが開示されている。こ
の場合、容易に電極を構成することが可能であるが、活
物質と集電体の密着性が充分とは云えない。また、特開
平６−２０３８３６号公報および特開平８−２９８１２
２号公報では、ポリアミド酸やメトキシメチル置換ポリ
アミド系高分子を結着剤とした充放電サイクル寿命の長
い二次電池が提案されているが、電池の充放電サイクル
寿命が充分とは云えない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題を
解決し、電極活物質と集電体金属箔の密着性が良く、充
放電サイクルによる容量劣化を改善し、過充電、短絡等
により電池内の温度が異常上昇した場合でも電池破裂の
危険性が少なく、安全性の高い非水電解質二次電池を提
供するものである。
解決し、電極活物質と集電体金属箔の密着性が良く、充
放電サイクルによる容量劣化を改善し、過充電、短絡等
により電池内の温度が異常上昇した場合でも電池破裂の
危険性が少なく、安全性の高い非水電解質二次電池を提
供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、正極活物質と
結着剤よりなる正極、負極活物質と結着剤よりなる負
極、および非水電解質より構成される非水電解質二次電
池において、正極または負極の結着剤が、下記（Ａ）及
び（Ｂ）を含有する非水電解質二次電池に関する。 （Ａ）ポリエーテルアミド樹脂、ポリエーテルアミドイ
ミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂およびポリアミドイ
ミド樹脂の中から選ばれる単独または２種以上の組み合
わせによる樹脂、 （Ｂ）ゴム系樹脂またはゴム系フィラー。
結着剤よりなる正極、負極活物質と結着剤よりなる負
極、および非水電解質より構成される非水電解質二次電
池において、正極または負極の結着剤が、下記（Ａ）及
び（Ｂ）を含有する非水電解質二次電池に関する。 （Ａ）ポリエーテルアミド樹脂、ポリエーテルアミドイ
ミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂およびポリアミドイ
ミド樹脂の中から選ばれる単独または２種以上の組み合
わせによる樹脂、 （Ｂ）ゴム系樹脂またはゴム系フィラー。
【０００７】本発明においては、ポリエーテルアミド樹
脂またはポリエーテルアミドイミド樹脂が下記化６〔一
般式（Ｉ）〕で表される繰り返し単位を有する樹脂であ
ることが好ましい。
脂またはポリエーテルアミドイミド樹脂が下記化６〔一
般式（Ｉ）〕で表される繰り返し単位を有する樹脂であ
ることが好ましい。
【化６】 〔ただし、一般式（Ｉ）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4はそ
れぞれ独立に水素、炭素数１〜９のアルキル基、炭素数
１〜９のアルコキシル基またはハロゲン原子を示し、Ｘ
は結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ(＝Ｏ)−、−ＳＯ2−、
−Ｓ（＝Ｏ）−、または化７、
れぞれ独立に水素、炭素数１〜９のアルキル基、炭素数
１〜９のアルコキシル基またはハロゲン原子を示し、Ｘ
は結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ(＝Ｏ)−、−ＳＯ2−、
−Ｓ（＝Ｏ）−、または化７、
【化７】 〔ここでＲ5及びＲ6はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜
９のアルキル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメ
チル基またはフェニル基を示す〕で表される基を示し、
繰り返し単位毎に相違してもよく、Ｙは化８
９のアルキル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメ
チル基またはフェニル基を示す〕で表される基を示し、
繰り返し単位毎に相違してもよく、Ｙは化８
【化８】 〔ここで、Ａｒ1は芳香族の２価の基を、Ａｒ2は芳香族
の３価の基を示す〕で表される基を示し、Ｙは繰り返し
単位毎に相違してもよい。
の３価の基を示す〕で表される基を示し、Ｙは繰り返し
単位毎に相違してもよい。
【０００８】本発明においては、ポリエーテルアミドイ
ミド樹脂が下記化９〔一般式（ＩＩ）〕で表される繰り
返し単位を有する樹脂であることが好ましい。
ミド樹脂が下記化９〔一般式（ＩＩ）〕で表される繰り
返し単位を有する樹脂であることが好ましい。
【化９】 〔ただし、一般式（ＩＩ）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は
それぞれ独立に水素、炭素数１〜９のアルキル基、炭素
数１〜９のアルコキシル基またはハロゲン原子を示し、
Ｘは結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ(＝Ｏ)−、−ＳＯ
2−、−Ｓ（＝Ｏ）−、または化１０、
それぞれ独立に水素、炭素数１〜９のアルキル基、炭素
数１〜９のアルコキシル基またはハロゲン原子を示し、
Ｘは結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ(＝Ｏ)−、−ＳＯ
2−、−Ｓ（＝Ｏ）−、または化１０、
【化１０】 〔ここでＲ5及びＲ6はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜
９のアルキル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメ
チル基、ハロゲン原子またはフェニル基を示す〕で表さ
れる基を示し、繰り返し単位毎に相違してもよく、Ｙは
２価の有機基を示す。
９のアルキル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメ
チル基、ハロゲン原子またはフェニル基を示す〕で表さ
れる基を示し、繰り返し単位毎に相違してもよく、Ｙは
２価の有機基を示す。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の非水電解質二次電
池について詳しく説明する。本発明に用いる（Ａ）ポリ
エーテルアミド樹脂、ポリエーテルアミドイミド樹脂、
ポリエーテルイミド樹脂、およびポリアミドイミド樹脂
は前記一般式（Ｉ）で表される繰り返し単位を有する樹
脂であることが好ましく、具体的には、下記化１１また
は化１２で示されるポリエーテルアミドイミド樹脂、ポ
リエーテルアミド樹脂が例示される。
池について詳しく説明する。本発明に用いる（Ａ）ポリ
エーテルアミド樹脂、ポリエーテルアミドイミド樹脂、
ポリエーテルイミド樹脂、およびポリアミドイミド樹脂
は前記一般式（Ｉ）で表される繰り返し単位を有する樹
脂であることが好ましく、具体的には、下記化１１また
は化１２で示されるポリエーテルアミドイミド樹脂、ポ
リエーテルアミド樹脂が例示される。
【化１１】
【化１２】
【００１０】前記の一般式（Ｉ）で表される繰り返し単
位を有する重合体は、例えば、芳香族ジカルボン酸、芳
香族トリカルボン酸またはこれらの反応性誘導体と下記
化１３〔一般式（ＩＩＩ）〕で表される芳香族ジアミン
を重縮合させて製造することができる。
位を有する重合体は、例えば、芳香族ジカルボン酸、芳
香族トリカルボン酸またはこれらの反応性誘導体と下記
化１３〔一般式（ＩＩＩ）〕で表される芳香族ジアミン
を重縮合させて製造することができる。
【化１３】 〔ただし、一般式（ＩＩＩ）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4お
よびＸは、一般式（Ｉ）におけるＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4お
よびＸと同じ原子、基または結合を示す。〕
よびＸは、一般式（Ｉ）におけるＲ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4お
よびＸと同じ原子、基または結合を示す。〕
【００１１】本発明に用いる（Ａ）ポリエーテルアミド
イミド樹脂は前記一般式（ＩＩ）で表される繰り返し単
位を有する樹脂であることが好ましく、具体的には、下
記化１４で示されるポリエーテルアミドイミド樹脂が例
示される。
イミド樹脂は前記一般式（ＩＩ）で表される繰り返し単
位を有する樹脂であることが好ましく、具体的には、下
記化１４で示されるポリエーテルアミドイミド樹脂が例
示される。
【化１４】
【００１２】前記の一般式（ＩＩ）で表される繰り返し
単位を有する重合体としては、例えば、芳香族ジカルボ
ン酸、芳香族トリカルボン酸またはこれらの反応性誘導
体と前記一般式（ＩＩＩ）で表される芳香族ジアミン、
または下記化１５〔一般式（ＩＶ）〕で表されるジイソ
シアネートとを同時に反応させて製造することができ
る。
単位を有する重合体としては、例えば、芳香族ジカルボ
ン酸、芳香族トリカルボン酸またはこれらの反応性誘導
体と前記一般式（ＩＩＩ）で表される芳香族ジアミン、
または下記化１５〔一般式（ＩＶ）〕で表されるジイソ
シアネートとを同時に反応させて製造することができ
る。
【化１５】 〔ただし、一般式（ＩＶ）中、Ｚは２価の有機基を示
す。）
す。）
【００１３】本発明におけるジイソシアネートとして
は、特に制限はされないが、４，４'−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート（ＭＤＩ）、２，６−トリレンジイ
ソシアネート（２，６−ＴＤＩ）、２，４−トリレンジ
イソシアネート（２，４−ＴＤＩ）、１，５−ナフタレ
ンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、ｐ−
フェニレンジイソシアネート、４，４'−ジフェニルエ
ーテルジイソシアネート、ｍ−キシリレンジイソシアネ
ート、ｍ−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等
の芳香族ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシア
ネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソ
シアネート、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジ
イソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族ジ
イソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤ
Ｉ）、４，４'−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネ
ート（水添化 ４，４'−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート）、トランスシクロヘキサン−１，４−ジイソシア
ネート、水添化ｍ−キシリレンジイソシアネート等の脂
環式ジイソシアネート、３，９−ビス（３−イソシアネ
ートプロピル）−２，４，８，１０−テトラピロ［５，
５］ウンデカン等の複素環式ジイソシアネートなどが挙
げられる。これらのジイソシアネートは単独で、または
２種以上を組合わせて用いられる。
は、特に制限はされないが、４，４'−ジフェニルメタ
ンジイソシアネート（ＭＤＩ）、２，６−トリレンジイ
ソシアネート（２，６−ＴＤＩ）、２，４−トリレンジ
イソシアネート（２，４−ＴＤＩ）、１，５−ナフタレ
ンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、ｐ−
フェニレンジイソシアネート、４，４'−ジフェニルエ
ーテルジイソシアネート、ｍ−キシリレンジイソシアネ
ート、ｍ−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等
の芳香族ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシア
ネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソ
シアネート、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジ
イソシアネート、リジンジイソシアネート等の脂肪族ジ
イソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤ
Ｉ）、４，４'−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネ
ート（水添化 ４，４'−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート）、トランスシクロヘキサン−１，４−ジイソシア
ネート、水添化ｍ−キシリレンジイソシアネート等の脂
環式ジイソシアネート、３，９−ビス（３−イソシアネ
ートプロピル）−２，４，８，１０−テトラピロ［５，
５］ウンデカン等の複素環式ジイソシアネートなどが挙
げられる。これらのジイソシアネートは単独で、または
２種以上を組合わせて用いられる。
【００１４】本発明における（Ａ）ポリエーテルアミド
樹脂、ポリエーテルアミドイミド樹脂、ポリエーテルイ
ミド樹脂、およびポリアミドイミド樹脂の中から選ばれ
る単独または２種以上の組み合わせによる樹脂の配合量
は、結着剤総量１００重量部に対して２０〜９０重量部
であることが好ましい。（Ａ）の配合量が２０重量部未
満では、活物質と集電体との密着性に劣る傾向があり、
９０重量部を超えると可とう性に劣る傾向がある。
樹脂、ポリエーテルアミドイミド樹脂、ポリエーテルイ
ミド樹脂、およびポリアミドイミド樹脂の中から選ばれ
る単独または２種以上の組み合わせによる樹脂の配合量
は、結着剤総量１００重量部に対して２０〜９０重量部
であることが好ましい。（Ａ）の配合量が２０重量部未
満では、活物質と集電体との密着性に劣る傾向があり、
９０重量部を超えると可とう性に劣る傾向がある。
【００１５】本発明における（Ｂ）ゴム系樹脂またはゴ
ム系フィラーとしては、例えば、スチレン・エチレン・
ブチレン・スチレン共重合体、スチレン・ブタジエンゴ
ム、メタクリル酸メチル・ブタジエンゴム、アクリルニ
トリル・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレン共重合
体（EPM）、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体（E
PDM）、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ニトリルブ
タジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ウレタ
ンゴム、多硫化ゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム
（フッ化ビニリデン・三フッ化塩化エチレン共重合体、
フッ化ビニリデン・六フッ化プロピレン共重合体、フッ
化ビニリデン・六フッ化プロピレン・四フッ化エチレン
三元共重合体）、四フッ化エチレン・プロピレンゴム、
アクリルゴム（ACM）、クロロスルホン化ポリエチレン
ゴム、エピクロロヒドリンゴム（CO）、プロピレンオキ
サイドゴム、エチレン・アクリルゴム、ノルボルネンゴ
ム、ポリエーテル系特殊ゴム、シリコーンゴム、液状ゴ
ム等が挙げられる。これらは単独で、または２種以上組
合わせて用いられる。ただし、フィラーの形状、粒径に
ついては特に制限されるものではない。
ム系フィラーとしては、例えば、スチレン・エチレン・
ブチレン・スチレン共重合体、スチレン・ブタジエンゴ
ム、メタクリル酸メチル・ブタジエンゴム、アクリルニ
トリル・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレン共重合
体（EPM）、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体（E
PDM）、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ニトリルブ
タジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ウレタ
ンゴム、多硫化ゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム
（フッ化ビニリデン・三フッ化塩化エチレン共重合体、
フッ化ビニリデン・六フッ化プロピレン共重合体、フッ
化ビニリデン・六フッ化プロピレン・四フッ化エチレン
三元共重合体）、四フッ化エチレン・プロピレンゴム、
アクリルゴム（ACM）、クロロスルホン化ポリエチレン
ゴム、エピクロロヒドリンゴム（CO）、プロピレンオキ
サイドゴム、エチレン・アクリルゴム、ノルボルネンゴ
ム、ポリエーテル系特殊ゴム、シリコーンゴム、液状ゴ
ム等が挙げられる。これらは単独で、または２種以上組
合わせて用いられる。ただし、フィラーの形状、粒径に
ついては特に制限されるものではない。
【００１６】本発明における（Ｂ）ゴム系樹脂またはゴ
ム系フィラーの配合量は、結着剤総量１００重量部に対
して１０〜８０重量部であることが好ましい。（Ｂ）の
配合量が１０重量部未満では、可とう性に劣る傾向があ
り、９０重量部を超えると活物質と集電体との密着性に
劣る傾向がある。
ム系フィラーの配合量は、結着剤総量１００重量部に対
して１０〜８０重量部であることが好ましい。（Ｂ）の
配合量が１０重量部未満では、可とう性に劣る傾向があ
り、９０重量部を超えると活物質と集電体との密着性に
劣る傾向がある。
【００１７】本発明における正極活物質としては、二次
電池において通常用いられる物質が使用される。例え
ば、リチウム・コバルト複合酸化物、リチウム・ニッケ
ル複合酸化物、リチウム・コバルト・ニッケル複合酸化
物、リチウム・マンガン複合酸化物、二酸化マンガン、
酸化バナジウム、硫化鉄等が挙げられるが、特にこれら
に制限されるものではない。
電池において通常用いられる物質が使用される。例え
ば、リチウム・コバルト複合酸化物、リチウム・ニッケ
ル複合酸化物、リチウム・コバルト・ニッケル複合酸化
物、リチウム・マンガン複合酸化物、二酸化マンガン、
酸化バナジウム、硫化鉄等が挙げられるが、特にこれら
に制限されるものではない。
【００１８】本発明における負極活物質としては、二次
電池において通常用いられる物質が使用される。例え
ば、カーボン、コークス、有機高分子材料焼成体、ポリ
アセチレン、ポリピロール、ポリアニリン等が挙げられ
るが、特にこれらに制限されるものではない。
電池において通常用いられる物質が使用される。例え
ば、カーボン、コークス、有機高分子材料焼成体、ポリ
アセチレン、ポリピロール、ポリアニリン等が挙げられ
るが、特にこれらに制限されるものではない。
【００１９】本発明における正極および負極の支持体で
ある集電体金属は、特に制限されるものではないが、例
えば、正極支持体としてはアルミニウムが、負極支持体
としては銅が例示される。
ある集電体金属は、特に制限されるものではないが、例
えば、正極支持体としてはアルミニウムが、負極支持体
としては銅が例示される。
【００２０】本発明における非水電解質には、従来より
公知の非水電解液を用いることができる。具体的にはエ
チレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ブチレン
カーボネート、プロピレンカーボネート等の有機溶媒
に、LiClO4、LiPF4、LiBF4、LiCl等のリチウム化合物を
溶解した非水電解液が挙げられる。また、本発明におけ
る非水電解質は、非水電解液だけでなく、ゲル電解質ま
たは固体電解質も使用することができる。
公知の非水電解液を用いることができる。具体的にはエ
チレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ブチレン
カーボネート、プロピレンカーボネート等の有機溶媒
に、LiClO4、LiPF4、LiBF4、LiCl等のリチウム化合物を
溶解した非水電解液が挙げられる。また、本発明におけ
る非水電解質は、非水電解液だけでなく、ゲル電解質ま
たは固体電解質も使用することができる。
【００２１】
【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれらにより制限されるものではない。
が、本発明はこれらにより制限されるものではない。
【００２２】実施例１ （正極の作製）正極活物質として、LiCoO2を９０重量
部、導電剤として黒鉛粉末（中越炭素社製、CGL−15）
を５重量部、結着剤としてN−メチル−2−ピロリドンに
溶解したポリフッ化ビニリデン（呉羽化学製 KFL-111
0）を５重量部として正極用ペーストを作製した。これ
を集電体である２０μｍのアルミ箔上に両面塗布し、１
２０℃で２時間真空乾燥した。次にこれをプレスして、
再び１２０℃で５時間真空乾燥して正極を得た。 （負極の作製）平均粒径１０μｍの黒鉛粉末（中越炭素
社製、CGL-15）９５重量部、結着剤としてN−メチル−2
−ピロリドンに溶解したポリエーテルアミドイミド樹脂
（日立化成工業製、HL−1210）８０重量部とニトリルゴ
ム（日本ゼオン製、HF01）２０重量部の割合で混合した
ものを５重量部用いて負極用ペーストを作製した。これ
を集電体である２０μｍの銅箔上に両面塗布し、１２０
℃で２時間真空乾燥した。次にこれをプレスして、さら
に１２０℃で５時間真空乾燥して負極を得た。 （二次電池の作製）正極フィルムと負極フィルムを２５
μｍのポリプロピレン製セパレタを介して渦巻き状に捲
回し、渦巻き状電極体を作製した。これを直径１８ｍ
ｍ、高さ６５ｍｍの電池ケースに納入し、正極および負
極をそれぞれリードを取り付けた。この電池ケース内に
エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DE
C)を５０：５０の体積比で混合した溶媒に、LiPF6を１
モル／リットルの割合で溶解したものを注入して二次電
池を作製した。
部、導電剤として黒鉛粉末（中越炭素社製、CGL−15）
を５重量部、結着剤としてN−メチル−2−ピロリドンに
溶解したポリフッ化ビニリデン（呉羽化学製 KFL-111
0）を５重量部として正極用ペーストを作製した。これ
を集電体である２０μｍのアルミ箔上に両面塗布し、１
２０℃で２時間真空乾燥した。次にこれをプレスして、
再び１２０℃で５時間真空乾燥して正極を得た。 （負極の作製）平均粒径１０μｍの黒鉛粉末（中越炭素
社製、CGL-15）９５重量部、結着剤としてN−メチル−2
−ピロリドンに溶解したポリエーテルアミドイミド樹脂
（日立化成工業製、HL−1210）８０重量部とニトリルゴ
ム（日本ゼオン製、HF01）２０重量部の割合で混合した
ものを５重量部用いて負極用ペーストを作製した。これ
を集電体である２０μｍの銅箔上に両面塗布し、１２０
℃で２時間真空乾燥した。次にこれをプレスして、さら
に１２０℃で５時間真空乾燥して負極を得た。 （二次電池の作製）正極フィルムと負極フィルムを２５
μｍのポリプロピレン製セパレタを介して渦巻き状に捲
回し、渦巻き状電極体を作製した。これを直径１８ｍ
ｍ、高さ６５ｍｍの電池ケースに納入し、正極および負
極をそれぞれリードを取り付けた。この電池ケース内に
エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DE
C)を５０：５０の体積比で混合した溶媒に、LiPF6を１
モル／リットルの割合で溶解したものを注入して二次電
池を作製した。
【００２３】実施例２ 負極の結着剤にN−メチル−2−ピロリドンに溶解したポ
リエーテルアミドイミド樹脂（日立化成工業製、HL−12
10）６０重量部とニトリルゴム（日本ゼオン製、HF01）
４０重量部の割合で混合したものを５重量部用いたこと
以外は、実施例１と同様にして二次電池を作製した。
リエーテルアミドイミド樹脂（日立化成工業製、HL−12
10）６０重量部とニトリルゴム（日本ゼオン製、HF01）
４０重量部の割合で混合したものを５重量部用いたこと
以外は、実施例１と同様にして二次電池を作製した。
【００２４】実施例３ 負極の結着剤にN−メチル−2−ピロリドンに溶解したポ
リエーテルアミドイミド樹脂（日立化成工業製、HL−12
10）４０重量部とニトリルゴム（日本ゼオン製、HF01）
６０重量部の割合で混合したものを５重量部用いたこと
以外は、実施例１と同様にして二次電池を作製した。。
リエーテルアミドイミド樹脂（日立化成工業製、HL−12
10）４０重量部とニトリルゴム（日本ゼオン製、HF01）
６０重量部の割合で混合したものを５重量部用いたこと
以外は、実施例１と同様にして二次電池を作製した。。
【００２５】実施例４ 負極の結着剤にN−メチル−2−ピロリドンに溶解したポ
リエーテルアミドイミド樹脂（日立化成工業製、HL−12
10）６０重量部とスチレン・ブタジエンゴム（日本ゼオ
ン製、Nipol 2001）４０重量部の割合で混合したものを
５重量部用いたこと以外は、実施例１と同様にして二次
電池を作製した。
リエーテルアミドイミド樹脂（日立化成工業製、HL−12
10）６０重量部とスチレン・ブタジエンゴム（日本ゼオ
ン製、Nipol 2001）４０重量部の割合で混合したものを
５重量部用いたこと以外は、実施例１と同様にして二次
電池を作製した。
【００２６】実施例５ 負極の結着剤にN−メチル−2−ピロリドンに溶解したポ
リエーテルアミド樹脂（日立化成工業製、HL−1250）６
０重量部とニトリルゴム（日本ゼオン製、HF01）４０重
量部の割合で混合したものを５重量部用いたこと以外
は、実施例１と同様にして二次電池を作製した。
リエーテルアミド樹脂（日立化成工業製、HL−1250）６
０重量部とニトリルゴム（日本ゼオン製、HF01）４０重
量部の割合で混合したものを５重量部用いたこと以外
は、実施例１と同様にして二次電池を作製した。
【００２７】実施例６ 正極および負極の結着剤にN−メチル−2−ピロリドンに
溶解したポリエーテルアミドイミド樹脂（日立化成工業
製、HL−1210）６０重量部とニトリルゴム（日本ゼオン
製、HF01）４０重量部の割合で混合したものを５重量部
用いたこと以外は、実施例１と同様にして二次電池を作
製した。
溶解したポリエーテルアミドイミド樹脂（日立化成工業
製、HL−1210）６０重量部とニトリルゴム（日本ゼオン
製、HF01）４０重量部の割合で混合したものを５重量部
用いたこと以外は、実施例１と同様にして二次電池を作
製した。
【００２８】実施例７ 正極および負極の結着剤にN−メチル−2−ピロリドンに
溶解したポリエーテルアミド樹脂（日立化成工業製、HL
−1250）６０重量部とニトリルゴム（日本ゼオン製、HF
01）４０重量部の割合で混合したものを５重量部用いた
こと以外は、実施例１と同様にして二次電池を作製し
た。
溶解したポリエーテルアミド樹脂（日立化成工業製、HL
−1250）６０重量部とニトリルゴム（日本ゼオン製、HF
01）４０重量部の割合で混合したものを５重量部用いた
こと以外は、実施例１と同様にして二次電池を作製し
た。
【００２９】比較例１ 正極および負極の結着剤にN−メチル−2−ピロリドンに
溶解したポリエーテルアミドイミド樹脂（日立化成工業
製、HL−1210）のみを５重量部とし、ニトリルゴム（日
本ゼオン製、HF01）を加えないこと以外は、実施例１と
同様にして二次電池を作製した。
溶解したポリエーテルアミドイミド樹脂（日立化成工業
製、HL−1210）のみを５重量部とし、ニトリルゴム（日
本ゼオン製、HF01）を加えないこと以外は、実施例１と
同様にして二次電池を作製した。
【００３０】比較例２ 正極および負極の結着剤にN−メチル−2−ピロリドンに
溶解したポリエーテルアミド樹脂（日立化成工業製、HL
−1250）のみを５重量部とし、ニトリルゴム（日本ゼオ
ン製、HF01）を加えないこと以外は、実施例１と同様に
して二次電池を作製した。
溶解したポリエーテルアミド樹脂（日立化成工業製、HL
−1250）のみを５重量部とし、ニトリルゴム（日本ゼオ
ン製、HF01）を加えないこと以外は、実施例１と同様に
して二次電池を作製した。
【００３１】比較例３ 正極および負極の結着剤にN−メチル−2−ピロリドンに
溶解したポリフッ化ビニリデン（呉羽化学製 KFL-111
0）を５重量部とし、ニトリルゴム（日本ゼオン製、HF0
1）を加えないこと以外は、実施例１と同様にして二次
電池を作製した。
溶解したポリフッ化ビニリデン（呉羽化学製 KFL-111
0）を５重量部とし、ニトリルゴム（日本ゼオン製、HF0
1）を加えないこと以外は、実施例１と同様にして二次
電池を作製した。
【００３２】（活物質と集電体との接着強度）実施例１
〜７および比較例１〜３で作製した正負極の活物質と集
電体との接着強度を表１に示す。接着強度はセロハンテ
ープを各極の活物質表面に張り付けて、その一端をバネ
測りを取り付けて引っ張り、活物質層が集電体から剥離
したときの値を用いた。
〜７および比較例１〜３で作製した正負極の活物質と集
電体との接着強度を表１に示す。接着強度はセロハンテ
ープを各極の活物質表面に張り付けて、その一端をバネ
測りを取り付けて引っ張り、活物質層が集電体から剥離
したときの値を用いた。
【００３３】（充放電サイクル特性）実施例１〜７およ
び比較例１〜３で作製した各電池について、室温状態で
充電電流1400mAで充電終止電圧4.2Vまで充電後、放電電
流1400mAで充電終止電圧2.5Vまで放電するという一連の
サイクル試験を行い、放電容量が初期容量の80％まで低
下するサイクル数（80％容量サイクル数）を測定した。
また、このときの各電極の電極状態を目視により観察
し、活物質と集電体との剥離の有無を確認した。その結
果を表１に示す。
び比較例１〜３で作製した各電池について、室温状態で
充電電流1400mAで充電終止電圧4.2Vまで充電後、放電電
流1400mAで充電終止電圧2.5Vまで放電するという一連の
サイクル試験を行い、放電容量が初期容量の80％まで低
下するサイクル数（80％容量サイクル数）を測定した。
また、このときの各電極の電極状態を目視により観察
し、活物質と集電体との剥離の有無を確認した。その結
果を表１に示す。
【００３４】実施例１〜７の電極は、活物質と集電体と
の密着性が強く、かつ可撓性にも優れ、充放電サイクル
時においても剥離が発生せず、良好な充放電サイクル特
性を示した。一方、比較例１および２では、電極の活物
質と集電体の密着性は優れるものの、可撓性に劣るた
め、電極の捲回時にクラックが発生し、十分な充放電サ
イクル特性を得ることができなかった。また、比較例３
では、活物質と集電体との密着性が弱く、充放電サイク
ル時において剥離が発生し、80％容量サイクル数も低
く、十分な充放電サイクル特性を得ることができなかっ
た。以上の結果より、本発明の非水電解質二次電池は、
活物質と集電体の密着性および電極の捲回性における可
撓性に優れ、かつ充放電サイクル特性が良好であること
が示される。
の密着性が強く、かつ可撓性にも優れ、充放電サイクル
時においても剥離が発生せず、良好な充放電サイクル特
性を示した。一方、比較例１および２では、電極の活物
質と集電体の密着性は優れるものの、可撓性に劣るた
め、電極の捲回時にクラックが発生し、十分な充放電サ
イクル特性を得ることができなかった。また、比較例３
では、活物質と集電体との密着性が弱く、充放電サイク
ル時において剥離が発生し、80％容量サイクル数も低
く、十分な充放電サイクル特性を得ることができなかっ
た。以上の結果より、本発明の非水電解質二次電池は、
活物質と集電体の密着性および電極の捲回性における可
撓性に優れ、かつ充放電サイクル特性が良好であること
が示される。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【発明の効果】本発明により、各正負極の極活物質と集
電体との密着性が良く、良好な充放電サイクル特性を示
す非水電解質二次電池が提供される。
電体との密着性が良く、良好な充放電サイクル特性を示
す非水電解質二次電池が提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 健博 千葉県市原市五井南海岸14番地 日立化成 工業株式会社五井工場内 (72)発明者 為重 和巳 千葉県市原市五井南海岸14番地 日立化成 工業株式会社五井工場内 Ｆターム(参考） 5H029 AJ05 AJ12 AK03 AL07 AM03 AM05 AM07 AM11 DJ08 EJ12 HJ02
Claims (3)
- 【請求項１】 正極活物質と結着剤よりなる正極、負極
活物質と結着剤よりなる負極、および非水電解質より構
成される非水電解質二次電池において、正極または負極
の結着剤が、下記（Ａ）及び（Ｂ）を含有する非水電解
質二次電池。 （Ａ）ポリエーテルアミド樹脂、ポリエーテルアミドイ
ミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂およびポリアミドイ
ミド樹脂の中から選ばれる単独または２種以上の組み合
わせによる樹脂、 （Ｂ）ゴム系樹脂またはゴム系フィラー。 - 【請求項２】 ポリエーテルアミド樹脂またはポリエー
テルアミドイミド樹脂が下記化１〔一般式（Ｉ）〕で表
される繰り返し単位を有する樹脂である請求項１記載の
非水電解質二次電池。 【化１】 〔ただし、一般式（Ｉ）中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4はそ
れぞれ独立に水素、炭素数１〜９のアルキル基、炭素数
１〜９のアルコキシル基またはハロゲン原子を示し、Ｘ
は結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ(＝Ｏ)−、−ＳＯ2−、
−Ｓ（＝Ｏ）−、または化２、 【化２】 〔ここでＲ5及びＲ6はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜
９のアルキル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメ
チル基またはフェニル基を示す〕で表される基を示し、
繰り返し単位毎に相違してもよく、Ｙは化３ 【化３】 〔ここで、Ａｒ1は芳香族の２価の基を、Ａｒ2は芳香族
の３価の基を示す〕で表される基を示し、Ｙは繰り返し
単位毎に相違してもよい。 - 【請求項３】 ポリエーテルアミドイミド樹脂が下記化
４〔一般式（ＩＩ）〕で表される繰り返し単位を有する
樹脂である請求項１記載の非水電解質二次電池。 【化４】 〔ただし、一般式（ＩＩ）中のＲ1、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は
それぞれ独立に水素、炭素数１〜９のアルキル基、炭素
数１〜９のアルコキシル基またはハロゲン原子を示し、
Ｘは結合、−Ｏ−、−Ｓ−、−Ｃ(＝Ｏ)−、−ＳＯ
2−、−Ｓ（＝Ｏ）−、または化５、 【化５】 〔ここでＲ5及びＲ6はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜
９のアルキル基、トリフルオロメチル基、トリクロロメ
チル基、ハロゲン原子またはフェニル基を示す〕で表さ
れる基を示し、繰り返し単位毎に相違してもよく、Ｙは
２価の有機基を示す。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10274475A JP2000106185A (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | 非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10274475A JP2000106185A (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | 非水電解質二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000106185A true JP2000106185A (ja) | 2000-04-11 |
Family
ID=17542217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10274475A Pending JP2000106185A (ja) | 1998-09-29 | 1998-09-29 | 非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000106185A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004178879A (ja) * | 2002-11-26 | 2004-06-24 | Hitachi Maxell Ltd | リチウム二次電池 |
| JP2014116154A (ja) * | 2012-12-07 | 2014-06-26 | Samsung R&D Institute Japan Co Ltd | 固体電池 |
| CN109792054A (zh) * | 2016-10-06 | 2019-05-21 | 株式会社丰田自动织机 | 高分子化合物、中间组成物、负极电极、蓄电装置以及高分子化合物的制造方法 |
| WO2024007169A1 (zh) * | 2022-07-05 | 2024-01-11 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 用于二次电池的粘结剂、负极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置 |
| JP7625821B2 (ja) | 2020-10-13 | 2025-02-04 | 東ソー株式会社 | リチウムイオン二次電池負極用バインダ、リチウムイオン二次電池負極合材層形成用スラリー、リチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池 |
-
1998
- 1998-09-29 JP JP10274475A patent/JP2000106185A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004178879A (ja) * | 2002-11-26 | 2004-06-24 | Hitachi Maxell Ltd | リチウム二次電池 |
| JP2014116154A (ja) * | 2012-12-07 | 2014-06-26 | Samsung R&D Institute Japan Co Ltd | 固体電池 |
| CN109792054A (zh) * | 2016-10-06 | 2019-05-21 | 株式会社丰田自动织机 | 高分子化合物、中间组成物、负极电极、蓄电装置以及高分子化合物的制造方法 |
| CN109792054B (zh) * | 2016-10-06 | 2022-02-25 | 株式会社丰田自动织机 | 高分子化合物、中间组成物、负极电极、蓄电装置以及高分子化合物的制造方法 |
| JP7625821B2 (ja) | 2020-10-13 | 2025-02-04 | 東ソー株式会社 | リチウムイオン二次電池負極用バインダ、リチウムイオン二次電池負極合材層形成用スラリー、リチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池 |
| WO2024007169A1 (zh) * | 2022-07-05 | 2024-01-11 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 用于二次电池的粘结剂、负极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置 |
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