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JP2005268066A - Battery and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP2005268066A
JP2005268066A JP2004079593A JP2004079593A JP2005268066A JP 2005268066 A JP2005268066 A JP 2005268066A JP 2004079593 A JP2004079593 A JP 2004079593A JP 2004079593 A JP2004079593 A JP 2004079593A JP 2005268066 A JP2005268066 A JP 2005268066A
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浩司 濱野
Daigo Takemura
大吾 竹村
Takashi Nishimura
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Abstract

【課題】向上した集電性及びPTC機能を有する電池を提供する。
【解決手段】活物質と、この活物質に接触する電子導電性材料とを含有する電極を備えた電池において、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリウレタンエラストマー及びポリ塩化ビニル等の樹脂を、キシレン等の溶媒に溶解させ、35nm以上の粒径を有するカーボンブラック等の導電性充填材とを分散させて、得られた溶液を冷却し、樹脂と導電性充填材との混合物を析出させて得られた電子導電性材料を有する。
【選択図】なし
A battery having improved current collection and PTC functions is provided.
In a battery including an electrode containing an active material and an electronically conductive material in contact with the active material, a resin such as high-density polyethylene, low-density polyethylene, polyurethane elastomer, and polyvinyl chloride is replaced with xylene or the like. It is obtained by dissolving a conductive filler such as carbon black having a particle diameter of 35 nm or more, cooling the obtained solution, and precipitating a mixture of the resin and the conductive filler. With electronically conductive material.
[Selection figure] None

Description

本発明は、電池及びその製造方法に関するものであり、詳しくは活物質と、この活物質に接触する電子導電性材料とを含有する電極を備えた電池及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a battery and a method for manufacturing the same, and more particularly to a battery including an electrode containing an active material and an electronic conductive material that contacts the active material, and a method for manufacturing the same.

近年、電子機器の発達に伴い、電源として使用されている電池の高容量化及び高出力密度化が進んでいる。これらの要求を満たす電池として、リチウムイオン二次電池等の非水系電解液二次電池が有望である。このリチウムイオン二次電池の電極を構成する活物質層内部では、活物質から集電体への集電性(電子伝導経路)を確保するために、電子導電性材料を活物質及び集電体に接触させることが知られている。また、さらなる集電性向上のために、導電助剤を当該層中に導入することも知られている。
一方、非水系電解液二次電池は、高エネルギー密度を有している反面、過充電等の充電トラブルや、電池内外での短絡発生等によって水電解液二次電池よりも大きな発熱が生じることがある。
その対策として、内部短絡等で温度が上昇して大きな短絡電流が発生した場合に、電池内部の抵抗率を非線形的に増大させることによって充電電流の電子伝導経路そのものを遮断する、活物質層内部の電子導電性材料にPTC(Positive Temperature Coefficient)機能をもたせた非水系電解液電池が開示されている(例えば、特許文献1)。
In recent years, with the development of electronic devices, the capacity and the output density of batteries used as power sources have been increasing. As a battery that satisfies these requirements, non-aqueous electrolyte secondary batteries such as lithium ion secondary batteries are promising. In the active material layer constituting the electrode of this lithium ion secondary battery, in order to secure current collection (electron conduction path) from the active material to the current collector, the electron conductive material is used as the active material and current collector. It is known to make contact. It is also known to introduce a conductive additive into the layer in order to further improve current collection.
On the other hand, non-aqueous electrolyte secondary batteries have high energy density, but they generate more heat than water electrolyte secondary batteries due to charging troubles such as overcharging and short circuits inside and outside the battery. There is.
As a countermeasure, when the temperature rises due to an internal short circuit or the like and a large short circuit current is generated, the inside of the active material layer blocks the charge conduction electron conduction path by increasing the resistivity inside the battery nonlinearly. A non-aqueous electrolyte battery in which a PTC (Positive Temperature Coefficient) function is provided in the electronic conductive material is disclosed (for example, Patent Document 1).

このような電子導電性材料は、導電性充填材(カーボンブラック等)と樹脂(ポリエチレン等)とを混練法によって混合したものであり、樹脂の融点以上の温度で両者を混練して得た成形体を粉砕することにより作製している。
しかし、この混練法で電子導電性材料を作製する場合には、導電性充填材を樹脂中に均一に分散させるために、一定トルク以上で剪断力を与えながら一定時間以上混練しなければならず、これにより混練物の温度が上昇して樹脂の分解や劣化が生じてしまうことがある。また、樹脂中に混ぜる導電性充填材の量が多くなると、混練中に剪断力がかかりすぎて発熱し、樹脂の分解や劣化が生じてしまうことがある。従って、混ぜ込む導電性充填材の量が制限されるので、作製した電子導電性材料の抵抗率は高いものとなってしまう。さらに、このようにして作製した電子導電性材料を粉砕した場合、電子導電性材料中の樹脂に起因する柔軟性により割れにくいため、数μm以下に微粉化することは困難である。そのため、電極中に混ぜ込む電子導電性材料の粒径が大きなものとなり、その結果、活物質粒子と電子導電性材料との接触点数が確保できずに集電性が低下し、また過酷な状況におけるPTC機能の確保が困難であった。
これに対する対策として、電子導電性材料だけでは集電性が不十分なので、これを補うために活物質層内に導電助剤を添加している(例えば、引用文献2)。
しかしながら、導電助剤を添加した場合、集電性は改善されるが、一方でPTC機能は低下してしまう。すなわち、電池が高温になり電子導電性材料中の樹脂の融点以上に達した時には、電子導電性材料の抵抗率が増大して電極中に流れる電流を制限するが、導電助剤を通って電流が流れてしまうために電極全体としての抵抗率変化は小さくなってしまう。
Such an electronic conductive material is obtained by mixing a conductive filler (carbon black, etc.) and a resin (polyethylene, etc.) by a kneading method, and kneading the two at a temperature equal to or higher than the melting point of the resin. It is made by crushing the body.
However, when an electronic conductive material is produced by this kneading method, in order to uniformly disperse the conductive filler in the resin, it must be kneaded for a certain period of time while applying a shearing force at a certain torque or more. As a result, the temperature of the kneaded product rises and the resin may be decomposed or deteriorated. Further, when the amount of the conductive filler mixed in the resin is increased, the shearing force is excessively applied during the kneading and heat is generated, and the resin may be decomposed or deteriorated. Therefore, since the amount of the conductive filler to be mixed is limited, the manufactured electronic conductive material has a high resistivity. Furthermore, when the electronically conductive material produced in this way is pulverized, it is difficult to break down to a few μm or less because it is difficult to break due to the flexibility caused by the resin in the electronically conductive material. For this reason, the particle size of the electronic conductive material mixed into the electrode becomes large, and as a result, the number of contact points between the active material particles and the electronic conductive material cannot be secured, resulting in a decrease in current collection and a severe situation. It was difficult to ensure the PTC function.
As a countermeasure against this, since the current collecting property is insufficient only with the electronic conductive material, a conductive additive is added in the active material layer to compensate for this (for example, cited reference 2).
However, when a conductive additive is added, the current collecting property is improved, but the PTC function is lowered. That is, when the battery reaches a high temperature and exceeds the melting point of the resin in the electronic conductive material, the resistivity of the electronic conductive material increases and restricts the current flowing in the electrode. As a result, the change in resistivity of the entire electrode becomes small.

国際公開第99/40640号パンフレットWO99 / 40640 pamphlet 国際公開第00/77867号パンフレットInternational Publication No. 00/77867 Pamphlet

本発明は上述の問題を解決するためになされたものであり、低い抵抗率及び温度に対する大きな抵抗率変化を有する電子導電性材料とすることによって、活物質層における向上した集電性及びPTC機能を有する電池を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and has improved current collection and PTC function in an active material layer by using an electronic conductive material having a low resistivity and a large resistivity change with respect to temperature. It aims at obtaining the battery which has this.

本発明は、活物質と、この活物質に接触する電子導電性材料とを含有する電極を備えた電池において、前記電子導電性材料が導電性充填材と樹脂との混合物であり、前記導電性充填材の粒径が35nm以上、前記活物質の粒径以下の範囲であることを特徴とする。
また、前記電池の製造方法は、前記樹脂を溶解した溶液に、35nm以上、前記活物質の粒径以下の粒径を有する前記導電性充填材を分散させる分散工程と、前記溶液から前記樹脂と前記導電性充填材との混合体を析出させて、前記電子導電性材料を得る析出工程と、を含むことを特徴とする。
The present invention provides a battery comprising an electrode containing an active material and an electronically conductive material in contact with the active material, wherein the electronically conductive material is a mixture of a conductive filler and a resin, and the conductive material The filler has a particle size in the range of 35 nm or more and not more than the particle size of the active material.
Further, the method for manufacturing the battery includes a dispersion step of dispersing the conductive filler having a particle size of 35 nm or more and not more than the particle size of the active material in a solution in which the resin is dissolved; And depositing a mixture with the conductive filler to obtain the electronic conductive material.

本発明によれば、導電性充填材の粒径を35nm以上、活物質の粒径以下の範囲とすることにより、電子導電性材料における導電性充填材の分散性が良好且つ均一となり、また電子導電性材料における導電性充填材の割合を多くすることができるので、低い抵抗率及び温度に対する大きな抵抗率変化を有する電子導電性材料を得ることができる。このような電子導電性材料を活物質層において使用することにより、活物質層における向上した集電性及びPTC機能を有する電池を得ることができる。また、活物質層における導電助剤の添加量を減少させることができるので、温度に対する抵抗率変化をより大きくし、電池のPTC機能をより向上させることができる。   According to the present invention, by setting the particle size of the conductive filler to a range of 35 nm or more and not more than the particle size of the active material, the dispersibility of the conductive filler in the electronic conductive material becomes good and uniform, and the electron Since the proportion of the conductive filler in the conductive material can be increased, an electronic conductive material having a low resistivity and a large resistivity change with respect to temperature can be obtained. By using such an electronic conductive material in the active material layer, a battery having improved current collection and PTC function in the active material layer can be obtained. Moreover, since the addition amount of the conductive additive in the active material layer can be reduced, the change in resistivity with respect to temperature can be increased, and the PTC function of the battery can be further improved.

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明を適用可能な円筒型のリチウムイオン二次電池の構造を模式的に示す断面図であり、図2は、二次電池の主要部を模式的に示す拡大断面図であり、図3は二次電池の構成成分である電子導電性材料を模式的に示す拡大断面図である。
図1に示されるように、二次電池は、負極端子を兼ねる、例えばステンレス製の外装缶200と、外装缶200内部に収容された電池体100とを備えている。電池体100は、正極1と、セパレータ3と、負極2とを渦巻状に巻くことによって構成されており、正極1と負極2との間にはセパレータ3が配置されている。セパレータ3は、多孔性膜で構成されており、リチウムイオンを含有する非水系電解液を保持している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a cylindrical lithium ion secondary battery to which the present invention can be applied, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view schematically showing the main part of the secondary battery. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view schematically showing an electronic conductive material which is a constituent component of the secondary battery.
As shown in FIG. 1, the secondary battery includes, for example, a stainless steel outer can 200 that also serves as a negative electrode terminal, and a battery body 100 accommodated in the outer can 200. The battery body 100 is configured by winding a positive electrode 1, a separator 3, and a negative electrode 2 in a spiral shape, and the separator 3 is disposed between the positive electrode 1 and the negative electrode 2. The separator 3 is composed of a porous film, and holds a nonaqueous electrolytic solution containing lithium ions.

次に図2及び図3を参照して、二次電池に備えられた正極1及び負極2について詳細に説明する。
正極1は、正極集電体4と、その表面に形成された正極活物質層6とで構成されている。この正極活物質層6は、正極活物質8と電子導電性材料9と導電助剤10とをバインダー11により結合して構成されている。そして、正極活物質8には、電子導電性材料9及び導電助剤10が接触している。このため、粒径の大きな電子導電性材料9が電子伝導の根幹の経路を形成し、一方、粒径の小さな導電助剤10は、正極活物質8の周辺全体に分散して、正極活物質8から正極集電体4へ集電できるように電子伝導経路が確保されている。
Next, with reference to FIG.2 and FIG.3, the positive electrode 1 and the negative electrode 2 with which the secondary battery was equipped are demonstrated in detail.
The positive electrode 1 includes a positive electrode current collector 4 and a positive electrode active material layer 6 formed on the surface thereof. The positive electrode active material layer 6 is configured by bonding a positive electrode active material 8, an electronic conductive material 9, and a conductive additive 10 with a binder 11. The positive electrode active material 8 is in contact with the electronic conductive material 9 and the conductive auxiliary agent 10. For this reason, the electron conductive material 9 having a large particle diameter forms a fundamental path for electron conduction, while the conductive auxiliary agent 10 having a small particle diameter is dispersed throughout the periphery of the positive electrode active material 8 to form the positive electrode active material. An electron conduction path is secured so that current can be collected from 8 to the positive electrode current collector 4.

図3に示されるように、電子導電性材料9は、導電性充填材12と樹脂13とで構成されている。
本実施の形態では、導電性充填材12の粒径は35nm以上であって、正極活物質8の粒径以下の範囲のものとなっている。このような粒径の導電性充填材12は、嵩密度が高いので、電子導電性材料9における導電性充填材12の分散性が良好且つ均一となり、また電子導電性材料9における導電性充填材12の割合を多くすることができる。従って、低い抵抗率及び温度に対する大きな抵抗率変化を有する電子導電性材料9とすることができるので、正極活物質層6における集電性及びPTC機能を高めることができる。さらに、導電助剤10の添加量を減少させることができるので、温度に対する抵抗変化率が、より大きな電子導電性材料9にすることができる。導電性充填材12の粒径が35nm未満の場合には、導電性充填材12自身の凝集によって分散性が不十分となり、低い抵抗率の電子導電性材料9を得ることができない。一方、導電性充填材12の粒径が正極活物質8の粒径を超える場合には、電子導電性材料9自体が大きすぎるために、正極活物質8に対する電子導電性材料9の接触点数が確保できずに集電性が不十分となる。
As shown in FIG. 3, the electronic conductive material 9 is composed of a conductive filler 12 and a resin 13.
In the present embodiment, the conductive filler 12 has a particle size of 35 nm or more and a particle size of the positive electrode active material 8 or less. Since the conductive filler 12 having such a particle size has a high bulk density, the dispersibility of the conductive filler 12 in the electronic conductive material 9 becomes good and uniform, and the conductive filler in the electronic conductive material 9 The ratio of 12 can be increased. Therefore, since it can be set as the electronic conductive material 9 which has a low resistivity and a big resistivity change with respect to temperature, the current collection property and PTC function in the positive electrode active material layer 6 can be improved. Furthermore, since the addition amount of the conductive auxiliary agent 10 can be reduced, the electronic conductive material 9 having a higher resistance change rate with respect to temperature can be obtained. When the particle diameter of the conductive filler 12 is less than 35 nm, the dispersibility becomes insufficient due to the aggregation of the conductive filler 12 itself, and the low-resistivity electronic conductive material 9 cannot be obtained. On the other hand, when the particle size of the conductive filler 12 exceeds the particle size of the positive electrode active material 8, the electronic conductive material 9 itself is too large. It cannot be secured, and the current collecting property becomes insufficient.

導電性充填材12には、例えばカーボン材料及び非酸化性導電体等を使用することができる。カーボン材料には、例えばカーボンブラック、グラファイト、カーボンファイバー及び金属炭化物等を使用することができ、カーボンブラックには、例えばアセチレンブラック、ファーネスブラック及びランプブラック等がある。また、非酸化性導電体には、例えば金属炭化物、金属窒化物、金属ケイ素化物及び金属ホウ化物等がある。金属炭化物には、例えば、TiC、ZrC、VC、NbC、TaC、Mo2C、WC、B4C及びCr32等があり、金属窒化物には、例えばTiN、ZrN、VN、NbN、TaN及びCr2N等があり、金属ホウ化物には、例えばTiB2、ZrB2、NbB2、TaB2、CrB、MoB及びWB等がある。 For the conductive filler 12, for example, a carbon material and a non-oxidizing conductor can be used. Examples of the carbon material include carbon black, graphite, carbon fiber, and metal carbide. Examples of the carbon black include acetylene black, furnace black, and lamp black. Non-oxidizing conductors include, for example, metal carbides, metal nitrides, metal silicides, and metal borides. Examples of the metal carbide include TiC, ZrC, VC, NbC, TaC, Mo 2 C, WC, B 4 C, and Cr 3 C 2 , and examples of the metal nitride include TiN, ZrN, VN, NbN, There are TaN, Cr 2 N and the like, and examples of the metal boride include TiB 2 , ZrB 2 , NbB 2 , TaB 2 , CrB, MoB and WB.

また、樹脂13には、融解等の相転移による密度変化の大きい樹脂を使用することができ、例えば高密度ポリエチレン(融点:130〜140℃)、低密度ポリエチレン(融点:110〜112℃)、ポリウレタンエラストマー(融点:140〜160℃)及びポリ塩化ビニル(融点:約145℃)等の高分子化合物がある。
このような樹脂13を使用することにより、電子導電性材料9は、その中に含まれる樹脂13が、その融点近傍で相転移を発生して体積膨張することにより、導電性充填材12間を離間させ、電子導電性材料9自身の抵抗率を上昇させて、PTC機能を発現する。すなわち、電子導電性材料9が有するPTC機能は、温度が樹脂の融点まで上昇すると、樹脂13の融解によって体積が膨張し、導電性充填材12の集電ネットワークを分断させ、抵抗率を非線形に増大させる。この様な機能を有する電池は、外部短絡だけでなく内部短絡によって電池が発熱した際にも、電極自体が電流を制限する。
なお、正常時、すなわち、PTC機能が発現する前における電極の抵抗の大きさは、正極活物質層6全体に対する電子導電性材料9及び導電助剤10の割合を変えることによって調節することができる。
このような電子導電性材料9の正極活物質層6に含まれる割合は、3〜15重量%が好ましい。
The resin 13 may be a resin having a large density change due to a phase transition such as melting, such as high-density polyethylene (melting point: 130 to 140 ° C.), low-density polyethylene (melting point: 110 to 112 ° C.), There are polymer compounds such as polyurethane elastomer (melting point: 140 to 160 ° C.) and polyvinyl chloride (melting point: about 145 ° C.).
By using such a resin 13, the electronic conductive material 9 is formed between the conductive fillers 12 by causing the resin 13 contained therein to undergo a phase transition in the vicinity of the melting point thereof to expand in volume. The PTC function is manifested by separating and increasing the resistivity of the electronic conductive material 9 itself. That is, when the temperature rises to the melting point of the resin, the PTC function of the electronic conductive material 9 expands in volume due to melting of the resin 13, disconnects the current collecting network of the conductive filler 12, and makes the resistivity nonlinear. Increase. In a battery having such a function, the electrode itself limits the current when the battery generates heat not only by an external short circuit but also by an internal short circuit.
In addition, the magnitude | size of the resistance of the electrode at the time of normal, ie, before a PTC function expresses, can be adjusted by changing the ratio of the electronic conductive material 9 and the conductive support agent 10 with respect to the positive electrode active material layer 6 whole. .
The proportion of the electronic conductive material 9 contained in the positive electrode active material layer 6 is preferably 3 to 15% by weight.

正極活物質8には、コバルト系酸化物、マンガン系酸化物及び鉄系酸化物等を使用することができる。コバルト系酸化物には、例えばLiCoO結晶、又はLiCoO結晶において一部のCo原子が遷移金属原子(例えばNi原子、Mn原子等)に置き換えられたものが挙げられる。また、マンガン系酸化物には、例えばLiMnO、LiMn、LiMMn2−y(M:Cr、Co、Ni等)が挙げられる。さらに鉄系酸化物には、例えばLiFeO、LiFeO、Fe(SO等が挙げられる。正極活物質層6に含まれる正極活物質8の割合は、80〜95重量%が好ましい。また、正極活物質8の粒径は、0.5μm〜10μm以下が好ましい。この範囲内であれば活物質の充填密度を高められ、且つ他の材料との接触が良好となるので、集電性を向上させることができる。 For the positive electrode active material 8, a cobalt-based oxide, a manganese-based oxide, an iron-based oxide, or the like can be used. Examples of the cobalt-based oxide include LiCoO 2 crystals or those in which some Co atoms are replaced with transition metal atoms (eg, Ni atoms, Mn atoms, etc.) in the LiCoO 2 crystals. Further, the manganese-based oxide, for example LiMnO 2, LiMn 2 O 4, LiM y Mn 2-y O 4 (M: Cr, Co, Ni , etc.). Furthermore, examples of the iron-based oxide include LiFeO 2 , Li 5 FeO 4 , Fe 2 (SO 4 ) 3, and the like. The proportion of the positive electrode active material 8 contained in the positive electrode active material layer 6 is preferably 80 to 95% by weight. The particle size of the positive electrode active material 8 is preferably 0.5 μm to 10 μm. Within this range, the packing density of the active material can be increased, and contact with other materials can be improved, so that the current collecting property can be improved.

導電助剤10には、カーボンブラック、黒鉛、カーボンファイバー等を使用することができる。正極活物質層6に含まれる導電助剤10の割合は、使用する導電助剤10の種類によって異なるが、あまり多く添加しすぎると、高温時に電子導電性材料9のPTC機能が発現したとしても導電助剤10を通って電流が流れてしまい、電極全体としての抵抗率変化が小さくなってしまうので、数重量%が好ましい。また、導電助剤10の粒径は、電子導電性材料9と接触させて、正極活物質8に正極集電体4との電子伝導の経路を確保することができればよく、特に限定されない。なお、導電助剤10の形状は、粒子状のみに限定されず、ファイバー状及び鱗片状の小片であってもよい。   Carbon black, graphite, carbon fiber, or the like can be used for the conductive assistant 10. The proportion of the conductive auxiliary agent 10 contained in the positive electrode active material layer 6 varies depending on the type of the conductive auxiliary agent 10 to be used. If too much is added, even if the PTC function of the electronic conductive material 9 is manifested at a high temperature. Since a current flows through the conductive assistant 10 and the change in resistivity as the whole electrode is reduced, several weight% is preferable. Further, the particle diameter of the conductive auxiliary agent 10 is not particularly limited as long as the conductive auxiliary agent 10 can be brought into contact with the electronic conductive material 9 to ensure a path of electron conduction between the positive electrode active material 8 and the positive electrode current collector 4. In addition, the shape of the conductive support agent 10 is not limited to a particulate form, and may be a fiber-like piece or a scale-like piece.

バインダー11には、フッ化ビニリデン、四フッ化エチレン、アクリロニトリル、エチレンオキシド等の単独重合体又は共重合体、スチレン−ブタジエンゴム等を使用することができる。正極活物質層6に含まれるバインダー11の割合は、使用するバインダー11の種類や、正極活物質8、電子導電性材料9及び導電助剤10の種類によって異なるが、割合が多くなると集電性が低下するので、数重量%が好ましい。   For the binder 11, homopolymers or copolymers such as vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, acrylonitrile, ethylene oxide, styrene-butadiene rubber, or the like can be used. The ratio of the binder 11 contained in the positive electrode active material layer 6 varies depending on the type of the binder 11 used and the types of the positive electrode active material 8, the electronic conductive material 9, and the conductive additive 10, but if the ratio increases, the current collecting property is increased. Is preferably several weight%.

正極活物質層6の厚さは、使用用途によって異なるので、特に限定されることはないが、数μm〜300μmが好ましい。300μmを超えると、電極内のイオン抵抗が増大するために、放電電圧が低くなり、十分な放電容量が得られないので好ましくない。一方、数μm未満であると、十分なエネルギー密度が得られないために好ましくない。   The thickness of the positive electrode active material layer 6 is not particularly limited because it varies depending on the intended use, but is preferably several μm to 300 μm. If it exceeds 300 μm, the ionic resistance in the electrode increases, so that the discharge voltage becomes low and a sufficient discharge capacity cannot be obtained, which is not preferable. On the other hand, if it is less than several μm, a sufficient energy density cannot be obtained, which is not preferable.

正極集電体4は、電池内で安定な金属であればよく、アルミニウムが好ましくは用いられる。正極集電体4の形状は、箔、網状、エクスパンドメタルなど、いずれの形状のものでも用いることができる。正極集電体4の厚みは、使用用途によって異なるので特に限定されない。   The positive electrode current collector 4 may be any metal that is stable in the battery, and aluminum is preferably used. As the shape of the positive electrode current collector 4, any shape such as a foil, a net shape, and an expanded metal can be used. The thickness of the positive electrode current collector 4 is not particularly limited because it varies depending on the intended use.

一方、負極2は、銅等の金属膜からなる負極集電体5と、その表面に形成された負極活物質層7とで構成されている。この負極活物質層7には、負極活物質をバインダー11によって結合して構成されている(図示せず)。   On the other hand, the negative electrode 2 includes a negative electrode current collector 5 made of a metal film such as copper, and a negative electrode active material layer 7 formed on the surface thereof. The negative electrode active material layer 7 is configured by bonding a negative electrode active material with a binder 11 (not shown).

負極活物質には、易黒鉛化炭素、難黒鉛化炭素、天然黒鉛、人造黒鉛、ポリアセトン等の炭素質材料、V−Sn、Cu−Sn、Fe−Sn、Sn−S、SnO等のスズ系の合金化合物や、ホウ素系の酸化物、Li2.6Co0.4N等の窒化物等を使用することができる。 Examples of the negative electrode active material include graphitizable carbon, non-graphitizable carbon, natural graphite, artificial graphite, carbonaceous materials such as polyacetone, V-Sn, Cu-Sn, Fe-Sn, Sn-S 2 , SnO, and the like. A tin-based alloy compound, a boron-based oxide, a nitride such as Li 2.6 Co 0.4 N, or the like can be used.

次に前記電池の製造方法について説明する。
[正極の製造方法]
正極1は、電子導電性材料9、正極活物質8、バインダー11、導電助剤10を分散媒に分散させることによって、正極活物質ペーストを得て、これを正極集電体4となる集電体基材上に塗布し、乾燥させた後に、所定の温度及び面圧でプレスし、所望の厚さを有する正極活物質層6を形成することによって製造される。
電子導電性材料9は、樹脂13と導電性充填材12とを混合することによって得ることができる。
Next, a method for manufacturing the battery will be described.
[Production method of positive electrode]
The positive electrode 1 is obtained by dispersing a positive electrode active material 9, a positive electrode active material 8, a binder 11, and a conductive additive 10 in a dispersion medium to obtain a positive electrode active material paste, which is used as a positive electrode current collector 4. After being coated on a body substrate and dried, it is manufactured by pressing at a predetermined temperature and surface pressure to form a positive electrode active material layer 6 having a desired thickness.
The electronic conductive material 9 can be obtained by mixing the resin 13 and the conductive filler 12.

ここで、本実施の形態における混合方法は、樹脂13の融点以上、樹脂13の分解温度以下の温度で、樹脂13中に導電性充填材12が均一に分散するまでニーダー等を用いて混練する混練工程を含む、いわゆる混練法である。この混練法の場合には、35nm以上、活物質の粒径以下の粒径を有する導電性充填材12を、電子導電性材料全体に対して70重量%以下の量で配合する。この範囲内であれば、剪断力がかかりすぎて発熱することはなく、また導電性充填材12の粒径を35nm以上とすることによって、導電性充填材12と樹脂13とを均一且つ良好に分散するように混合することができ、さらに導電性充填材12の粒径を正極活物質8の粒径以下とすることによって、正極活物質層6における集電性を向上させることができる。   Here, the mixing method in the present embodiment is kneaded using a kneader or the like at a temperature not lower than the melting point of the resin 13 and not higher than the decomposition temperature of the resin 13 until the conductive filler 12 is uniformly dispersed in the resin 13. This is a so-called kneading method including a kneading step. In the case of this kneading method, the conductive filler 12 having a particle size of 35 nm or more and not more than the particle size of the active material is blended in an amount of 70% by weight or less with respect to the entire electronic conductive material. Within this range, too much shearing force is applied and no heat is generated, and the conductive filler 12 and the resin 13 are made uniform and good by setting the particle size of the conductive filler 12 to 35 nm or more. It can mix so that it may disperse | distribute and the current collection property in the positive electrode active material layer 6 can be improved by making the particle size of the electroconductive filler 12 into the particle size of the positive electrode active material 8 or less.

本実施の形態における好ましい混合方法は、樹脂13を溶解した溶液に、35nm以上、活物質の粒径以下の粒径を有する導電性充填材12を分散させる分散工程と、得られた溶液から樹脂13と導電性充填材12との混合物を析出させて電子導電性材料9を得る析出工程と、を含む湿式法である。
ここで、析出工程は、分散工程により得られた溶液を冷却すればよい。溶液の冷却は、樹脂13と導電性充填材12との混合物が析出する温度、例えば80℃付近に到達すればよく、自然冷却など、冷却方法に特別な制限はない。
或いは、析出工程は、分散工程により得られた溶液を貧溶剤に添加してもよい。貧溶剤には、メタノール、エタノール等のアルコール類、水及びアセトンを使用することが好ましい。このような貧溶剤の配合量は、特に限定されることはなく、混合体が析出することができる量にすればよい。
A preferred mixing method in the present embodiment includes a dispersion step of dispersing the conductive filler 12 having a particle size of 35 nm or more and not more than the particle size of the active material in a solution in which the resin 13 is dissolved, and the resin obtained from the obtained solution. And a deposition step in which a mixture of the conductive filler 12 and the conductive filler 12 is deposited to obtain the electronic conductive material 9.
Here, the precipitation process should just cool the solution obtained by the dispersion | distribution process. Cooling of the solution only needs to reach a temperature at which the mixture of the resin 13 and the conductive filler 12 precipitates, for example, around 80 ° C., and there is no particular limitation on the cooling method such as natural cooling.
Alternatively, in the precipitation step, the solution obtained by the dispersion step may be added to the poor solvent. As the poor solvent, alcohols such as methanol and ethanol, water, and acetone are preferably used. The compounding amount of such a poor solvent is not particularly limited, and may be an amount that allows the mixture to precipitate.

この湿式法によれば、所定の粒径を有する導電性充填材12上に樹脂13が被覆されるため、混練法で製造した場合よりも粒径のより小さな電子導電性材料9を得ることができる。これにより、活物質に対する電子導電性材料9の接触点数がより多くなり、集電性をより向上させることができる。このように湿式法を用いることによって、小さな粒径、低い抵抗率及び温度に対する大きな抵抗変化率を有する電子導電性材料9を容易に得ることができる。
また、湿式法によれば、樹脂13と導電性充填材12との混合比率を自由に変えることができるので、導電性充填材12の割合を多くして、さらに抵抗率の低い電子導電性材料9を容易に得ることができる。
ここで、得られる電子導電性材料9に含まれる導電性充填材12の割合は、20〜95重量%が好ましい。20重量%未満では抵抗率を十分に低くすることができず、一方、95重量%を超えると十分なPTC機能を得ることができないので好ましくない。
According to this wet method, since the resin 13 is coated on the conductive filler 12 having a predetermined particle size, an electronic conductive material 9 having a smaller particle size than that produced by the kneading method can be obtained. it can. Thereby, the number of contact points of the electronic conductive material 9 with respect to the active material is increased, and the current collecting property can be further improved. Thus, by using the wet method, it is possible to easily obtain the electronic conductive material 9 having a small particle size, a low resistivity, and a large resistance change rate with respect to temperature.
In addition, according to the wet method, the mixing ratio of the resin 13 and the conductive filler 12 can be freely changed. Therefore, the ratio of the conductive filler 12 is increased to further reduce the resistivity of the electronic conductive material. 9 can be easily obtained.
Here, the proportion of the conductive filler 12 contained in the obtained electronic conductive material 9 is preferably 20 to 95% by weight. If it is less than 20% by weight, the resistivity cannot be lowered sufficiently, while if it exceeds 95% by weight, a sufficient PTC function cannot be obtained, which is not preferable.

樹脂13を溶解する溶媒には、電子導電性材料9中の樹脂13が室温程度では溶解することがなく、加熱した際に樹脂13が分解する温度以下で溶解するものが好ましく、例えばキシレン、トルエン、ベンゼン、ヘキサン、デカリン及びテトラリン等の有機溶媒が挙げられる。
このような溶媒の配合量は、特に限定されず、樹脂13が十分に溶けるだけの量を使用すればよい。
また、このような溶媒に樹脂13を溶解するために、室温以上、樹脂13の分解温度以下に付すことが好ましく、120〜130℃に付すことがより好ましい。
樹脂13を溶解した溶液中への導電性充填材12の分散には、スターラー等の撹拌できるものを使用し、溶液中に導電性充填材12が均一に分散するまで撹拌すればよい。
The solvent for dissolving the resin 13 is preferably a solvent in which the resin 13 in the electronic conductive material 9 does not dissolve at about room temperature but dissolves at a temperature lower than the temperature at which the resin 13 decomposes when heated. , Organic solvents such as benzene, hexane, decalin and tetralin.
The blending amount of such a solvent is not particularly limited, and an amount sufficient to dissolve the resin 13 may be used.
Further, in order to dissolve the resin 13 in such a solvent, it is preferably applied to a temperature not lower than room temperature and not higher than the decomposition temperature of the resin 13, and more preferably 120 to 130 ° C.
In order to disperse the conductive filler 12 in the solution in which the resin 13 is dissolved, a stirrer or the like that can be stirred may be used and stirred until the conductive filler 12 is uniformly dispersed in the solution.

また、析出工程において分散剤を更に添加することができる。これにより、電子導電性材料9の凝集が抑制され、導電性充填材12の分散性が向上するので、小さな粒径、より低い抵抗率及び温度に対する大きな抵抗率変化を有する電子導電性材料9を得ることができる。
分散剤には、高分子系分散剤を使用することが好ましい。このような分散剤の配合量は、導電性充填材12の量に対して0.01〜10重量%が好ましい。
Further, a dispersing agent can be further added in the precipitation step. Thereby, the aggregation of the electronic conductive material 9 is suppressed and the dispersibility of the conductive filler 12 is improved, so that the electronic conductive material 9 having a small particle size, a lower resistivity, and a large resistivity change with respect to temperature can be obtained. Can be obtained.
It is preferable to use a polymer dispersant as the dispersant. The blending amount of such a dispersant is preferably 0.01 to 10% by weight with respect to the amount of the conductive filler 12.

得られた電子導電性材料9は、細かく粉砕し電子導電性材料9の微粒子とする。
電子導電性材料9を粉砕する方法としては、マルチブレンダーミル、ボールミル等の粉砕機を使用して粉砕することが好ましい。このようにして、電子導電性材料9は、1μm〜20μmの粒子にすることができ、さらに湿式法によって得られた電子導電性材料9は、1μm未満の小さな粒子にすることも可能となる。なお、この場合の粒径の下限は、導電性充填材の粒径(35nm)+樹脂の厚み分だけ大きくなるのみで、元の導電性充填材の粒径とほぼ同じである。
また、粉砕は、超音速流にのせた電子導電性材料9を互いに衝突若しくは壁面に衝突させたり、電子導電性材料9に剪断力、磨砕力及び衝撃力を複合的に与えたりすることによって行ってもよい。
The obtained electronic conductive material 9 is finely pulverized to form fine particles of the electronic conductive material 9.
As a method of pulverizing the electronic conductive material 9, it is preferable to pulverize using a pulverizer such as a multi-blender mill or a ball mill. In this way, the electron conductive material 9 can be made into particles of 1 μm to 20 μm, and the electron conductive material 9 obtained by a wet method can be made into small particles of less than 1 μm. Note that the lower limit of the particle size in this case is substantially the same as the particle size of the original conductive filler, only increasing by the particle size of the conductive filler (35 nm) + the thickness of the resin.
In the pulverization, the electronic conductive materials 9 placed on the supersonic flow collide with each other or collide with the wall surface, or the electronic conductive material 9 is subjected to a combination of shearing force, grinding force and impact force. You may go.

正極活物質ペーストを得る際に使用する分散媒には、N−メチルピロリドン(NMP)等を使用することができる。分散媒の配合量は、特には限定されず、正極活物質ペースト成分を均一に分散することができる量を使用すればよい。
正極活物質ペーストを集電体基材上に塗布する方法は、特に限定されることはないが、目的の厚み、塗布形態に合った方法が好ましく、例えばドクターブレード法、スクリーン印刷法、バーコーター法、ロールコーター法、グラビア印刷法及びダイコーター法等を使用することができる。
N-methylpyrrolidone (NMP) etc. can be used for the dispersion medium used when obtaining a positive electrode active material paste. The blending amount of the dispersion medium is not particularly limited, and an amount capable of uniformly dispersing the positive electrode active material paste component may be used.
The method for applying the positive electrode active material paste onto the current collector base material is not particularly limited, but a method suitable for the desired thickness and application form is preferable. For example, doctor blade method, screen printing method, bar coater The method, the roll coater method, the gravure printing method and the die coater method can be used.

ここでは所定の温度で、且つ所定の面圧で正極活物質ペーストをプレスする例を説明したが、所定の面圧で正極活物質ペーストをプレスした後、所定の温度で正極活物質ペーストを加熱することにより、正極1を得るようにしてもよい。   Here, an example in which the positive electrode active material paste is pressed at a predetermined temperature and a predetermined surface pressure has been described. However, after the positive electrode active material paste is pressed at a predetermined surface pressure, the positive electrode active material paste is heated at a predetermined temperature. By doing so, the positive electrode 1 may be obtained.

[負極の製造方法]
負極活物質及びバインダー11を分散媒に分散させることによって得た負極活物質ペーストを、負極集電体5となる集電体基材上に塗布し、負極活物質層7を形成した負極2を得ることができる。
なお、負極集電体としては、銅が用いられることが好ましい。また、負極活物質ペーストを集電体基材上に塗布して負極2を得る方法は、正極活物質ペーストを集電体基材上に塗布して正極1を得る場合と同様である。
[Production method of negative electrode]
A negative electrode active material paste obtained by dispersing a negative electrode active material and a binder 11 in a dispersion medium is applied on a current collector base material to be a negative electrode current collector 5, and the negative electrode 2 having the negative electrode active material layer 7 formed thereon Can be obtained.
Note that copper is preferably used as the negative electrode current collector. The method of obtaining the negative electrode 2 by applying the negative electrode active material paste on the current collector substrate is the same as the case of obtaining the positive electrode 1 by applying the positive electrode active material paste on the current collector substrate.

[電池の製造方法]
セパレータ3を、前記の方法により得られた2つの電極、すなわち正極1と負極2との間に挟み、又は両極を貼り合わせることにより、正極1、負極2を有する電池を得ることができる。このような方法により得られる電池は、正極1が温度の上昇に伴い抵抗が上昇する特性を有するものであるため、電池の外部又は内部で短絡が発生し、電池の温度が上昇しても、短絡電流の上昇を抑制するため優れたPTC機能を有している。
[Battery manufacturing method]
A battery having the positive electrode 1 and the negative electrode 2 can be obtained by sandwiching the separator 3 between the two electrodes obtained by the above-described method, that is, the positive electrode 1 and the negative electrode 2, or by bonding the both electrodes together. Since the battery obtained by such a method has a characteristic that the positive electrode 1 has a resistance that increases as the temperature rises, even if a short circuit occurs outside or inside the battery and the temperature of the battery rises, It has an excellent PTC function to suppress an increase in short circuit current.

このような構成を有する電池は、非水系電解液型、固体電解質型、ゲル電解質型のリチウムイオン二次電池、リチウム/二酸化マンガン電池などの一次電池などにも使用することが可能である。また、水溶液系一次電池、二次電池についても有効である。
また、巻回、積層、折り畳みとすることにより大容量化できるので、大型機器用電源としての一次、二次電池で使用することが可能である。さらに、大容量化した電池体を絶縁被覆されたアルミニウム等の外装材でパッケージ化して、コンパクト化、軽量化を図ることも可能である。
The battery having such a configuration can be used for a primary battery such as a non-aqueous electrolyte type, a solid electrolyte type, a gel electrolyte type lithium ion secondary battery, or a lithium / manganese dioxide battery. It is also effective for aqueous primary batteries and secondary batteries.
In addition, since the capacity can be increased by winding, stacking, and folding, it can be used in primary and secondary batteries as a power source for large equipment. Furthermore, it is possible to reduce the size and weight by packaging the battery body having a large capacity with an exterior material such as aluminum coated with insulation.

本実施の形態において、正極活物質層6は、正極活物質8と電子導電性材料9と導電助剤10とバインダー11とを有するものを例に説明したが、これに限定されるものではなく、集電性を損なわない範囲で分散剤等の他の成分を加えてもよい。
また本実施の形態では、電子導電性材料9は粒子としたが、その形状はファイバー状、鱗片状の小片であってもよい。要は、隣り合う正極活物質8の間に電子導電性材料9が位置することができるような大きさを有するものであればその形状はどのようなものであってもよい。なお、このような形状は、粉砕時の圧力等の条件を変えることによって得ることができる。
In the present embodiment, the positive electrode active material layer 6 has been described as an example having the positive electrode active material 8, the electronic conductive material 9, the conductive auxiliary agent 10, and the binder 11, but is not limited thereto. Further, other components such as a dispersant may be added as long as the current collecting property is not impaired.
In the present embodiment, the electron conductive material 9 is a particle, but the shape may be a fiber-like piece or a scale-like piece. In short, as long as it has such a size that the electron conductive material 9 can be positioned between the adjacent positive electrode active materials 8, the shape thereof may be any. Such a shape can be obtained by changing conditions such as pressure during pulverization.

本実施の形態において、特に正極1における正極活物質層6に導電性充填材12と樹脂13とを含む電子導電性材料9の構成を示したが、これは正極1に限定されるものではなく、負極2に本実施の形態の構成を適用し、これを用いて電池を構成しても同様の効果を奏する。   In the present embodiment, the configuration of the electronic conductive material 9 including the conductive filler 12 and the resin 13 in the positive electrode active material layer 6 in the positive electrode 1 is shown, but this is not limited to the positive electrode 1. Even when the configuration of the present embodiment is applied to the negative electrode 2 and a battery is configured using the same, the same effect can be obtained.

以下、さらに具体的な本発明の実施例を示す。なお、本発明がこれら実施例に限定されるものではない。
<実施例1>
(正極の製造方法)
40gの高密度ポリエチレンを200℃に設定した混練容器内に入れ、70rpmの回転数で3分間混練した後、68.1gのカーボンブラック(粒径95nm)を少しずつ混練しながら投入し、投入後30分間混練した。混練終了後、生成物をローラーに通し冷却、切断して直径約2mmのペレットを作製した。このペレットをマルチブレンダーミルにより平均粒径100μmの粉末にし、さらにジェットミルにより平均粒径6.8μmの電子導電性材料粉末を作製した。次に、5.5wt%の前記電子導電性材料粉末、90wt%のLiCoO(粒径:7.3μm)、0.5wt%のカーボン(粒径34nm)、4wt%のPVdFを、分散媒であるNMPに分散させることによって正極活物質ペーストを調整した。
次に、前記正極活物質ペーストを、厚さ20μmのアルミニウム箔上にドクターブレード法にて塗布した。さらに、80℃で乾燥した後、室温で、2トン/cmの面圧でプレスすることにより厚さ約70μmの正極活物質層を形成して正極を得た。
Specific examples of the present invention will be described below. Note that the present invention is not limited to these examples.
<Example 1>
(Production method of positive electrode)
40 g of high-density polyethylene is put in a kneading vessel set at 200 ° C., kneaded for 3 minutes at a rotation speed of 70 rpm, and then 68.1 g of carbon black (particle size 95 nm) is added while kneading little by little. Kneaded for 30 minutes. After kneading, the product was passed through a roller, cooled and cut to produce pellets having a diameter of about 2 mm. This pellet was made into a powder having an average particle diameter of 100 μm by a multi-blender mill, and further an electronic conductive material powder having an average particle diameter of 6.8 μm was produced by a jet mill. Next, 5.5 wt% of the electronically conductive material powder, 90 wt% of LiCoO 2 (particle diameter: 7.3 μm), 0.5 wt% of carbon (particle diameter of 34 nm), 4 wt% of PVdF were used as a dispersion medium. A positive electrode active material paste was prepared by dispersing in a certain NMP.
Next, the positive electrode active material paste was applied onto a 20 μm thick aluminum foil by a doctor blade method. Furthermore, after drying at 80 ° C., a positive electrode active material layer having a thickness of about 70 μm was formed by pressing at room temperature at a surface pressure of 2 ton / cm 2 to obtain a positive electrode.

(負極の製造方法)
90wt%のMCMB、10wt%のPVdFをNMPに分散して作製した負極活物質ペーストを、厚さ16μmの銅箔からなる負極集電体上に、ドクターブレード法にて塗布し、厚さ約70μmの負極活物質層を形成して負極を作製した。
(電池の製造方法)
作製した電極の正極を250mm×48mm、負極を340mm×50mmの大きさに切断し、両極の集電部にスポット溶接によって集電端子(正極端子:アルミニウム、負極端子:ニッケル)を取り付けた。セパレータとして多孔性のポリプロピレンシート(ヘキスト社製、商品名:セルガード#2400)を正極と負極の間に挟み、これらを楕円円筒状に巻きまわして電池エレメントを作製した。この電池エレメントを約60℃で9時間真空乾燥した。これを、アルミラミネートシートを用いて作製した袋に入れ、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合溶媒(モル比3:7)に6フッ化リン酸リチウムを1.2l/dm3の濃度で溶解した電解液を注入した後、真空含浸を行い熱融着で封口して電池とした。
(Method for producing negative electrode)
A negative electrode active material paste prepared by dispersing 90 wt% MCMB and 10 wt% PVdF in NMP was applied onto a negative electrode current collector made of copper foil having a thickness of 16 μm by a doctor blade method, and the thickness was about 70 μm. A negative electrode was produced by forming a negative electrode active material layer.
(Battery manufacturing method)
The positive electrode of the produced electrode was cut into a size of 250 mm × 48 mm and the negative electrode was cut into a size of 340 mm × 50 mm, and current collecting terminals (positive electrode terminal: aluminum, negative electrode terminal: nickel) were attached to current collecting portions of both electrodes by spot welding. A porous polypropylene sheet (trade name: Celgard # 2400, manufactured by Hoechst Co., Ltd.) was sandwiched between the positive electrode and the negative electrode as a separator, and these were wound into an elliptic cylinder to produce a battery element. This battery element was vacuum-dried at about 60 ° C. for 9 hours. This was put in a bag prepared using an aluminum laminate sheet, and lithium hexafluorophosphate was dissolved in a mixed solvent of ethylene carbonate and diethyl carbonate (molar ratio 3: 7) at a concentration of 1.2 l / dm 3 . After injecting the electrolytic solution, vacuum impregnation was performed, and the battery was sealed by heat fusion to obtain a battery.

<実施例2>
60gのカーボンブラック(粒径95nm)を使用して、電子導電性材料におけるカーボンブラックの割合を減少させた以外は実施例1と同様にして、直径約2mmのペレットを作製した。このペレットをマルチブレンダーミルにより平均粒径100μmの粉末にし、さらにジェットミルにより平均粒径9.8μmの粉末を作製した。次に、5.5wt%の前記電子導電性材料粉末を、実施例1と同様にして正極活物質ペーストを調整し、さらに正極を得た。
負極の製造方法、電池の製造方法は実施例1に示したものと同じである。
<Example 2>
A pellet having a diameter of about 2 mm was prepared in the same manner as in Example 1 except that 60 g of carbon black (particle size: 95 nm) was used and the proportion of carbon black in the electronic conductive material was reduced. This pellet was made into a powder having an average particle size of 100 μm by a multi-blender mill, and further a powder having an average particle size of 9.8 μm was produced by a jet mill. Next, a positive electrode active material paste was prepared from 5.5 wt% of the electronic conductive material powder in the same manner as in Example 1 to obtain a positive electrode.
The method for producing the negative electrode and the method for producing the battery are the same as those shown in Example 1.

<実施例3>
(正極の製造方法)
800gのキシレンに4.5gの高密度ポリエチレンを投入し、120℃まで撹拌しながら加熱した。40.5gのカーボンブラック(粒径95nm)を少量ずつ投入して高速で30分撹拌した後、徐々に冷却を行い60℃で濾過して生成物を回収した。これを80℃で一晩乾燥して、電子導電性材料複合体を得た。得られた電子導電性材料複合体をマルチブレンダーミルにより平均粒径1μmまで粉砕した。次に、5.5wt%の前記電子導電性材料粉末、90wt%のLiCoO(粒径:7.3μm)、0.5wt%のカーボン(粒径34nm)、4wt%のPVdFを分散媒であるNMPに分散させることにより調整し、正極活物質ペーストを得た。
このようにして正極を製造することによって、粒径が細かい電子導電性材料複合体が得られ、さらにそれを使用することによって、適切な粘度の滑らかな正極活物質ペーストが得られた。
次に、前記正極活物質ペーストを、厚さ20μmのアルミニウム箔上にドクターブレード法にて塗布した。さらに、80℃で乾燥した後、室温で、2トン/cmの面圧プレスすることにより厚さ約70μmの正極活物質層を形成して正極1を得た。
なお、負極の製造及び電池の製造ついては実施例1と同様とした。
<Example 3>
(Production method of positive electrode)
4.5 g of high-density polyethylene was added to 800 g of xylene and heated to 120 ° C. with stirring. 40.5 g of carbon black (particle size 95 nm) was added in small portions and stirred at high speed for 30 minutes, then cooled slowly and filtered at 60 ° C. to recover the product. This was dried at 80 ° C. overnight to obtain an electronic conductive material composite. The obtained electronic conductive material composite was pulverized to an average particle size of 1 μm by a multi blender mill. Next, 5.5 wt% of the electronic conductive material powder, 90 wt% of LiCoO 2 (particle size: 7.3 μm), 0.5 wt% of carbon (particle size of 34 nm), and 4 wt% of PVdF are dispersion media. Adjustment was made by dispersing in NMP to obtain a positive electrode active material paste.
By producing the positive electrode in this way, an electronic conductive material composite having a fine particle size was obtained, and by using it, a smooth positive electrode active material paste having an appropriate viscosity was obtained.
Next, the positive electrode active material paste was applied onto a 20 μm thick aluminum foil by a doctor blade method. Furthermore, after drying at 80 ° C., a positive electrode active material layer having a thickness of about 70 μm was formed by surface pressure pressing at 2 ton / cm 2 at room temperature to obtain a positive electrode 1.
The negative electrode and the battery were manufactured in the same manner as in Example 1.

<実施例4>
LiCoOの粒径を9.2μmのものにして粒径を大きくした以外は、全て実施例3と同様にして電池を作製した。
<Example 4>
A battery was fabricated in the same manner as in Example 3, except that the particle diameter of LiCoO 2 was 9.2 μm and the particle diameter was increased.

<実施例5>
(正極の製造方法)
800gのキシレンに4.5gの高密度ポリエチレンを投入し、120℃まで撹拌しながら加熱した。40.5gのカーボンブラック(粒径95nm)を少量ずつ投入して高速で30分撹拌した後、800gのメタノールに加え電子導電性材料複合体を得た。得られた電子導電性材料複合体をマルチブレンダーミルにより平均粒径1μmまで粉砕した。次に、5.5wt%の前記電子導電性材料粉末、90wt%のLiCoO(粒径:7.3μm)、0.5wt%のカーボン(粒径35nm)、4wt%のPVdFを分散媒であるNMPに分散させることにより調整し、正極活物質ペーストを得た。
このようにして正極を製造することによって、粒径が細かい電子導電性材料複合体が得られ、さらにそれを使用することによって、適切な粘度の滑らかな正極活物質ペーストが得られた。
次に、前記正極活物質ペーストを、厚さ20μmのアルミニウム箔上にドクターブレード法にて塗布した。さらに、80℃で乾燥した後、室温で、2トン/cmの面圧でプレスすることにより、厚さ約70μmの正極活物質層を形成して正極1を得た。
なお、負極の製造及び電池の製造ついては実施例1と同様とした。
<Example 5>
(Production method of positive electrode)
4.5 g of high-density polyethylene was added to 800 g of xylene and heated to 120 ° C. with stirring. After adding 40.5 g of carbon black (particle size 95 nm) little by little and stirring at high speed for 30 minutes, in addition to 800 g of methanol, an electronically conductive material composite was obtained. The obtained electronic conductive material composite was pulverized to an average particle size of 1 μm by a multi blender mill. Next, 5.5 wt% of the electronic conductive material powder, 90 wt% of LiCoO 2 (particle size: 7.3 μm), 0.5 wt% of carbon (particle size of 35 nm), and 4 wt% of PVdF are used as a dispersion medium. Adjustment was made by dispersing in NMP to obtain a positive electrode active material paste.
By producing the positive electrode in this way, an electronic conductive material composite having a fine particle size was obtained, and by using it, a smooth positive electrode active material paste having an appropriate viscosity was obtained.
Next, the positive electrode active material paste was applied onto a 20 μm thick aluminum foil by a doctor blade method. Furthermore, after drying at 80 ° C., the cathode active material layer having a thickness of about 70 μm was formed by pressing at room temperature with a surface pressure of 2 ton / cm 2 to obtain the cathode 1.
The negative electrode and the battery were manufactured in the same manner as in Example 1.

<実施例6>
(正極の製造方法)
0.315gの高分子系分散剤(ハイパーマー)を溶解した800gのキシレンに、41.5gのカーボンブラック(粒径95nm)を投入して撹拌した溶液を超音波分散機により15分、分散させた。この溶液を撹拌しながら120℃まで加熱した後、4.5gの高密度ポリエチレンを少しずつ投入して溶解した。30分後、撹拌しながら徐々に冷却して60℃で濾過して生成物を回収した。これを80℃で一晩乾燥して、電子導電性材料複合体を得た。得られた電子導電性材料複合体をマルチブレンダーミルにより平均粒径1μmまで粉砕した。
次に5.5wt%の前記電子導電性材料粉末、90wt%のLiCoO(粒径:7.3μm)、0.5wt%のカーボン(粒径34nm)、4wt%のPVdFを、分散媒であるNMPに分散させることにより調整し、正極活物質ペーストを得た。
このようにして正極を製造することによって、粒径が細かい電子導電性材料複合体が得られ、さらにそれを使用することによって、適切な粘度の滑らかな正極活物質ペーストが得られた。
次に、前記正極活物質ペーストを、厚さ20μmのアルミニウム箔上にドクターブレード法にて塗布した。さらに、80℃で乾燥した後、室温で、2トン/cmの面圧でプレスすることにより、厚さ約70μmの正極活物質層を形成して正極1を得た。
なお、負極の製造及び電池の製造ついては実施例1と同様とした。
<Example 6>
(Production method of positive electrode)
41.5 g of carbon black (particle size 95 nm) was added to 800 g of xylene in which 0.315 g of a polymeric dispersant (hypermer) was dissolved, and the stirred solution was dispersed for 15 minutes by an ultrasonic disperser. It was. This solution was heated to 120 ° C. with stirring, and then 4.5 g of high-density polyethylene was added little by little to dissolve. After 30 minutes, the product was recovered by gradually cooling with stirring and filtering at 60 ° C. This was dried at 80 ° C. overnight to obtain an electronic conductive material composite. The obtained electronic conductive material composite was pulverized to an average particle size of 1 μm by a multi blender mill.
Next, 5.5 wt% of the electronic conductive material powder, 90 wt% of LiCoO 2 (particle diameter: 7.3 μm), 0.5 wt% of carbon (particle diameter of 34 nm), and 4 wt% of PVdF are dispersion media. Adjustment was made by dispersing in NMP to obtain a positive electrode active material paste.
By producing the positive electrode in this way, an electronic conductive material composite having a fine particle size was obtained, and by using it, a smooth positive electrode active material paste having an appropriate viscosity was obtained.
Next, the positive electrode active material paste was applied onto a 20 μm thick aluminum foil by a doctor blade method. Furthermore, after drying at 80 ° C., the cathode active material layer having a thickness of about 70 μm was formed by pressing at room temperature with a surface pressure of 2 ton / cm 2 to obtain the cathode 1.
The negative electrode and the battery were manufactured in the same manner as in Example 1.

<比較例1>
本比較例は、実施例1及び2と比較するために、電子導電性材料における導電性充填材の割合を増加させたものである。
実施例1と同様の電子導電性材料の作製方法で、10gの高密度ポリエチレンを200℃に設定した混練容器内に入れ、70rpmの回転数で3分間混練した後、70rpmで混練しながら90gのカーボンブラック(粒径95nm)を投入したところ、投入開始4分後に温度が300℃を超えてしまい、ポリエチレンの変性温度に到達してしまい混練できなかった。
<Comparative Example 1>
In this comparative example, in order to compare with Examples 1 and 2, the proportion of the conductive filler in the electronic conductive material is increased.
10 g of high-density polyethylene was put in a kneading vessel set at 200 ° C., and kneaded for 3 minutes at 70 rpm, followed by 90 g of kneading at 70 rpm. When carbon black (particle size 95 nm) was charged, the temperature exceeded 300 ° C. 4 minutes after the start of charging, and reached the modification temperature of polyethylene, so that kneading could not be performed.

<比較例2>
電子導電性材料としてPTC機能を有しない黒鉛のみを使用した以外は、実施例1と同様にして電池を作製した。
<Comparative example 2>
A battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that only graphite having no PTC function was used as the electronic conductive material.

<比較例3>
実施例1において、80gの高密度ポリエチレンを200℃に設定した混練容器内に入れ、70rpmの回転数で3分間混練した後、カーボンブラック(粒径34nm)を少しずつ投入していき、混練できる最大量まで投入した結果、20g投入できた。カーボンブラックを投入後30分間混練した。混練終了後生成物をローラーに通し冷却、切断して直径約2mmのペレットを作製した。このペレットをマルチブレンダーミルにより平均粒径100μmの粉末にし、さらにジェットミルにより平均粒径10μmの粉末を作製した。
<Comparative Example 3>
In Example 1, 80 g of high-density polyethylene is put in a kneading vessel set at 200 ° C., kneaded for 3 minutes at a rotation speed of 70 rpm, and then carbon black (particle diameter 34 nm) is gradually added to knead. As a result of charging up to the maximum amount, 20 g could be input. Carbon black was added and kneaded for 30 minutes. After kneading, the product was passed through a roller, cooled and cut to produce pellets having a diameter of about 2 mm. The pellets were made into a powder having an average particle size of 100 μm by a multi-blender mill, and further a powder having an average particle size of 10 μm was produced by a jet mill.

<比較例4>
カーボンブラックを粒径34nmにした以外は、実施例3と同様にして電子導電性材料粉末を作製した。
<比較例5>
カーボンブッラックを粒径10.8μmにして、カーボンブラックの粒径を活物質の粒径よりも大きくした以外は、実施例3と同様にして電池を作製した。
<比較例6>
カーボンブラックを粒径10.8μm、及びLiCoOの粒径を9.2μmにして、カーボンブラックの粒径を活物質の粒径よりも大きくした以外はすべて実施例3と同様にして電池を作製した。
<Comparative example 4>
An electron conductive material powder was prepared in the same manner as in Example 3 except that the carbon black particle size was 34 nm.
<Comparative Example 5>
A battery was fabricated in the same manner as in Example 3, except that the carbon black particle size was 10.8 μm and the carbon black particle size was larger than the active material particle size.
<Comparative Example 6>
A battery was fabricated in the same manner as in Example 3, except that the carbon black particle size was 10.8 μm, the LiCoO 2 particle size was 9.2 μm, and the carbon black particle size was larger than the active material particle size. did.

(評価)
本発明の電子導電性材料及び電池の評価を行うために以下に示すような方法を用いて評価を行った。
<抵抗率測定>
実施例1、2、3、5、6及び比較例3、4で作製した電子導電性材料粉末を、また比較例2で使用した黒鉛(電子導電性材料)を2トン/cmで圧粉して、直径13mm、厚さ3mmの円盤状圧粉体を作製した。この圧粉体の室温及び140℃における抵抗を測定し、各温度における抵抗率を求めた。140℃における抵抗率を室温における抵抗率で除した値を抵抗変化率とした。
<容量試験>
実施例1、2、3、5、6及び比較例2において作製した電池を560mAで4.2VまでCC/CV充電した後、1120mAの電流で放電した時の放電容量を測定した。
<サイクル試験>
実施例1、2、3、5、6及び比較例2において作製した電池を室温で600mAの電流で4.2VまでCC/CV充電を行った後、560mAの電流で3.0Vまで定電流放電を行う充放電を1サイクルとしてこのサイクルを繰り返し行い、1サイクル目の放電容量を100%としてこれに対する200サイクル目における放電容量値を求めた。
<短絡試験>
実施例2、3、5、6及び比較例2において作製した電池を室温で600mAの電流で4.4VまでCC/CV充電を行った。これらの電池を室温、及び140℃に加熱した恒温槽内に入れ、所定の温度になった後電池を短絡させ、このときに100A−50mVのシャント抵抗に流れる電流値を測定することにより短絡電流を求めた。
(Evaluation)
In order to evaluate the electronic conductive material and battery of the present invention, evaluation was performed using the following method.
<Resistivity measurement>
The electronic conductive material powder produced in Examples 1, 2, 3, 5, 6 and Comparative Examples 3 and 4 and the graphite (electronic conductive material) used in Comparative Example 2 were compacted at 2 ton / cm 2 . Thus, a disk-shaped green compact having a diameter of 13 mm and a thickness of 3 mm was produced. The resistance of the green compact at room temperature and 140 ° C. was measured, and the resistivity at each temperature was determined. The resistance change rate was obtained by dividing the resistivity at 140 ° C. by the resistivity at room temperature.
<Capacity test>
The batteries prepared in Examples 1, 2, 3, 5, 6 and Comparative Example 2 were CC / CV charged to 4.2 V at 560 mA, and then the discharge capacity when discharged at a current of 1120 mA was measured.
<Cycle test>
The batteries prepared in Examples 1, 2, 3, 5, 6 and Comparative Example 2 were subjected to CC / CV charge at room temperature to 4.2 V at a current of 600 mA, and then constant current discharge to 3.0 V at a current of 560 mA. This cycle was repeated with charging / discharging performed as one cycle, and the discharge capacity value at the 200th cycle was determined with the discharge capacity at the first cycle as 100%.
<Short-circuit test>
The batteries prepared in Examples 2, 3, 5, 6 and Comparative Example 2 were subjected to CC / CV charging up to 4.4 V at a current of 600 mA at room temperature. These batteries are placed in a constant temperature bath heated to room temperature and 140 ° C., and after reaching a predetermined temperature, the batteries are short-circuited. At this time, the current value flowing through the shunt resistance of 100 A-50 mV is measured, thereby short-circuit current. Asked.

表1に実施例1、3及び比較例3、4で使用した電子導電性材料について、カーボンブラックの粒径、室温における圧粉体の抵抗率及び室温〜140℃における抵抗変化率を示す。また、実施例1及び比較例2については混練法で作製した場合、混合できたカーボンブラックの最大重量%を示す。   Table 1 shows the particle diameter of carbon black, the resistivity of the green compact at room temperature, and the resistance change rate from room temperature to 140 ° C. for the electronic conductive materials used in Examples 1 and 3 and Comparative Examples 3 and 4. Moreover, about Example 1 and the comparative example 2, when producing by the kneading | mixing method, the maximum weight% of the carbon black which could be mixed is shown.

Figure 2005268066
Figure 2005268066

表1に示されるように、混練法で電子導電性材料を作成した場合において、実施例1では、低い抵抗率及び大きな抵抗変化率を有する良好な電子導電性材料が得られたのに対し、比較例3では、高い抵抗率及び小さな抵抗変化率を有する電子導電性材料が得られた。これは、実施例1では、カーボンブラックの粒径が大きく、嵩密度が高いために、混合できるカーボンブラックの割合が多いのに対し、比較例3では、カーボンブラックの粒径が小さく、嵩密度が低いため、混合できる割合が少ないことによるものである。   As shown in Table 1, when the electronic conductive material was prepared by the kneading method, in Example 1, a good electronic conductive material having a low resistivity and a large resistance change rate was obtained, whereas In Comparative Example 3, an electronic conductive material having a high resistivity and a small resistance change rate was obtained. In Example 1, since the carbon black has a large particle size and a high bulk density, the proportion of carbon black that can be mixed is large, whereas in Comparative Example 3, the carbon black has a small particle size and a bulk density. This is due to the fact that the ratio that can be mixed is small.

湿式法で作製した場合において、実施例3では、低い抵抗率及びより大きな抵抗変化率を有する良好な電子導電性材料が得られたのに対し、比較例4では、低い抵抗率及び小さな抵抗変化率を有する電子導電性材料が得られた。これは、湿式法によると、実施例3では、カーボンブラックの粒径が大きく分散しやすいために、均一な電子導電性材料が作製できたのに対し、比較例3では、カーボンブラックの粒径が小さいため、カーボンブラックが溶液中で凝集してしまい、均一に分散されなかったことによるものである。
このように、抵抗率及び抵抗変化率は、導電性充填材の粒径に依存するものであることがわかった。このため、湿式法で作製した各粒径の導電性充填材を有する電子導電性材料についての抵抗変化率を、より詳細に調査した。この結果を図4に示す。
図4に示されるように、導電性充填材の粒径が35nm未満の場合は抵抗変化率が小さく、1桁以下であるのに対して、35nm以上になると2桁以上の抵抗変化率を示した。
従って、電子導電性材料中の導電性充填材の粒径は、35nm以上が必要である。
When manufactured by a wet method, in Example 3, a good electronic conductive material having a low resistivity and a larger resistance change rate was obtained, whereas in Comparative Example 4, a low resistivity and a small resistance change were obtained. An electronically conductive material having a rate was obtained. This is because, according to the wet method, in Example 3, the particle size of carbon black was large and easily dispersed, so that a uniform electronic conductive material could be produced, whereas in Comparative Example 3, the particle size of carbon black was This is because carbon black aggregates in the solution and is not uniformly dispersed.
Thus, it was found that the resistivity and the resistance change rate depend on the particle size of the conductive filler. For this reason, the resistance change rate about the electroconductive material which has the electroconductive filler of each particle size produced with the wet method was investigated in detail. The result is shown in FIG.
As shown in FIG. 4, when the particle size of the conductive filler is less than 35 nm, the rate of change in resistance is small and less than one digit, whereas when it exceeds 35 nm, the rate of change in resistance is more than two digits. It was.
Therefore, the particle size of the conductive filler in the electronic conductive material needs to be 35 nm or more.

表2に実施例3、4及び比較例5、6の電池について1120mAで放電を行った時の放電容量を示す。   Table 2 shows the discharge capacities when the batteries of Examples 3 and 4 and Comparative Examples 5 and 6 were discharged at 1120 mA.

Figure 2005268066
Figure 2005268066

表2に示されるように、導電性充填材の粒径が活物質粒径よりも小さい実施例3、4の電池は、高い放電容量を示した。一方、導電性充填材の粒径が活物質の粒径以上である比較例5、6の電池は、低い放電容量を示した。これは、導電性充填材の粒径が活物質以上の大きさになると、活物質と電子導電性材料との接触点の数が極端に減少し、電極内での集電性が非常に悪く、電極の抵抗率が高くなることによるものである。
従って、電子導電性材料中の導電性充填材の粒径は35nm〜活物質の粒径の範囲が好ましい。
As shown in Table 2, the batteries of Examples 3 and 4 in which the particle size of the conductive filler was smaller than the particle size of the active material showed a high discharge capacity. On the other hand, the batteries of Comparative Examples 5 and 6 in which the particle size of the conductive filler was equal to or greater than the particle size of the active material exhibited a low discharge capacity. This is because when the particle size of the conductive filler is larger than that of the active material, the number of contact points between the active material and the electronic conductive material is extremely reduced, and the current collection in the electrode is very poor. This is because the resistivity of the electrode is increased.
Therefore, the particle size of the conductive filler in the electronic conductive material is preferably in the range of 35 nm to the particle size of the active material.

表3に実施例2、3、5、6及び比較例2で使用した電子導電性材料について、室温における圧粉体の抵抗率及び室温〜140℃における抵抗変化率を示す。   Table 3 shows the resistivity of the green compact at room temperature and the rate of change in resistance from room temperature to 140 ° C. for the electronic conductive materials used in Examples 2, 3, 5, 6 and Comparative Example 2.

Figure 2005268066
Figure 2005268066

表3に示されるように、混練法による実施例2は、低い圧粉体の抵抗率及び大きな抵抗変化率を有する電子導電性材料であった。また、湿式法による実施例3、5、6は、導電性充填材が均一に分散し、また樹脂の割合が少ないため、より低い圧粉体の抵抗率及びより大きな抵抗変化率を有する電子導電性材料であった。これに対し、比較例2は電子導電性材料中に樹脂を含有しないため、低い圧粉体の抵抗率であったが、抵抗変化がほとんどなかった。
従って、混練法によって作製した電子導電性材料は、低い抵抗率及び大きな抵抗変化率を有し、また湿式法によって作製した電子導電性材料は、より低い抵抗率及びより大きな抵抗変化率を有するものであった。
As shown in Table 3, Example 2 by the kneading method was an electronically conductive material having a low green compact resistivity and a large resistance change rate. Also, in Examples 3, 5, and 6 by the wet method, since the conductive filler is uniformly dispersed and the ratio of the resin is small, electronic conductivity having a lower green compact resistivity and a larger resistance change rate is obtained. Material. On the other hand, Comparative Example 2 did not contain a resin in the electronic conductive material, so the resistivity of the green compact was low, but there was almost no change in resistance.
Therefore, the electronic conductive material produced by the kneading method has a low resistivity and a large resistance change rate, and the electronic conductive material produced by the wet method has a lower resistivity and a large resistance change rate. Met.

表4に実施例2、3、5、6及び比較例2の電池についてサイクル試験を行った時の200サイクル目の放電容量値及び1120mAで放電を行った時の放電容量を示す。なお200サイクル目の放電容量値は1サイクル目の放電容量に対する200サイクル目の放電容量の割合(%)で示した。   Table 4 shows the discharge capacity value at the 200th cycle when the cycle test was performed on the batteries of Examples 2, 3, 5, 6 and Comparative Example 2, and the discharge capacity when discharged at 1120 mA. The discharge capacity value at the 200th cycle is indicated by the ratio (%) of the discharge capacity at the 200th cycle to the discharge capacity at the 1st cycle.

Figure 2005268066
Figure 2005268066

表4に示されるように、混練法で作製した電子導電性材料粉末を使用した実施例2の電池は、200サイクル目の放電容量値及び放電容量が良好であった。湿式法で作製した電子導電性材料を使用した実施例3、5、6の電池は、200サイクル目の放電容量値がより高く、また1120mAにおける放電容量もより高い値を示し、電子導電性材料中に樹脂を含有していない比較例2の電池と同等の値を示した。これは、電子導電性材料の抵抗率が小さいために、細部まで効率良く集電を行うことができることによるものである。   As shown in Table 4, the battery of Example 2 using the electronically conductive material powder produced by the kneading method had good discharge capacity value and discharge capacity at the 200th cycle. The batteries of Examples 3, 5, and 6 using the electronically conductive material produced by the wet method have a higher discharge capacity value at the 200th cycle and a higher discharge capacity at 1120 mA, and the electronically conductive material. A value equivalent to that of the battery of Comparative Example 2 containing no resin was shown. This is due to the fact that current can be efficiently collected in detail because the resistivity of the electronic conductive material is small.

表5に実施例2、3、5、6及び比較例2の電池について室温及び140℃で短絡試験を行った時の最大短絡電流を示す。   Table 5 shows the maximum short-circuit current when the short-circuit test was performed at room temperature and 140 ° C. for the batteries of Examples 2, 3, 5, 6 and Comparative Example 2.

Figure 2005268066
Figure 2005268066

表5に示されるように、室温における短絡電流において差はないが、140℃における短絡電流において、比較例2の電池は実施例2、3、5、6と比べて1桁近く高い値を示した。これは、比較例2では電極活物質層中に電子導電性材料を含んでいないので、高温においてPTC機能が発現せず電流が制限されなかったことによるものである。一方、実施例2、3、5、6の電池は、140℃でPTC機能が働いて電極の抵抗率が増加して短絡時の電流が大幅に制限されたために、短絡電流は小さい値となった。
従って、導電性充填材の粒径を35nm以上、活物質の粒径以下の範囲とすることにより、低い抵抗率及び温度に対する大きな抵抗率変化を有する電子導電性材料を得ることができ、このような電子導電材料を使用することにより、向上した集電性及びPTC機能を有する電池を得ることができる。
As shown in Table 5, there is no difference in the short-circuit current at room temperature, but the battery of Comparative Example 2 shows a value nearly one digit higher than that of Examples 2, 3, 5, and 6 in the short-circuit current at 140 ° C. It was. This is because, in Comparative Example 2, the electrode active material layer does not contain an electronic conductive material, so that the PTC function does not appear at a high temperature and the current is not limited. On the other hand, in the batteries of Examples 2, 3, 5, and 6, since the PTC function worked at 140 ° C. and the resistivity of the electrode increased and the current at the time of the short circuit was greatly limited, the short circuit current was a small value. It was.
Therefore, by making the particle size of the conductive filler 35 nm or more and not more than the particle size of the active material, an electronic conductive material having a low resistivity and a large resistivity change with respect to temperature can be obtained. By using such an electronic conductive material, a battery having improved current collecting property and PTC function can be obtained.

実施の形態における円筒型のリチウムイオン二次電池の断面模式図である。1 is a schematic cross-sectional view of a cylindrical lithium ion secondary battery in an embodiment. 実施の形態における電池の主要部の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the principal part of the battery in embodiment. 実施の形態における電子導電性材料の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the electronically conductive material in embodiment. 本発明に係る電子導電性材料中の導電性充填材の粒径と抵抗変化率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the particle size of the electroconductive filler in the electronic electroconductive material which concerns on this invention, and resistance change rate.

符号の説明Explanation of symbols

1 正極、2 負極、3 セパレータ、4 正極集電体、5 負極集電体、6 正極活物質層、7 負極活物質層、8 正極活物質、9 電子導電性材料、10 導電助剤、11 バインダー、12 導電性充填材、13 樹脂、100 電池体、200 外装缶。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positive electrode, 2 Negative electrode, 3 Separator, 4 Positive electrode collector, 5 Negative electrode collector, 6 Positive electrode active material layer, 7 Negative electrode active material layer, 8 Positive electrode active material, 9 Electroconductive material, 10 Conductive auxiliary agent, 11 Binder, 12 conductive filler, 13 resin, 100 battery body, 200 outer can.

Claims (7)

活物質と、この活物質に接触する電子導電性材料とを含有する電極を備えた電池において、前記電子導電性材料が導電性充填材と樹脂との混合物であり、前記導電性充填材の粒径が35nm以上、前記活物質の粒径以下の範囲であることを特徴とする電池。   In a battery provided with an electrode containing an active material and an electronic conductive material in contact with the active material, the electronic conductive material is a mixture of a conductive filler and a resin, and the conductive filler particles A battery having a diameter of 35 nm or more and a particle diameter of the active material or less. 前記電子導電性材料が、前記樹脂を溶解した溶液中に前記導電性充填材を分散させ、前記溶液を冷却して前記樹脂と前記導電性充填材との混合体を析出させることによって得られたものであることを特徴とする請求項1に記載の電池。   The electronic conductive material was obtained by dispersing the conductive filler in a solution in which the resin was dissolved, and cooling the solution to precipitate a mixture of the resin and the conductive filler. The battery according to claim 1, wherein the battery is a battery. 前記電子導電性材料が、前記樹脂を溶解した溶液中に前記導電性充填材を分散させ、前記溶液に貧溶剤を添加して前記樹脂と前記導電性充填材との混合体を析出させることによって得られたものであることを特徴とする請求項1に記載の電池。   The electronic conductive material disperses the conductive filler in a solution in which the resin is dissolved, and a poor solvent is added to the solution to precipitate a mixture of the resin and the conductive filler. The battery according to claim 1, which is obtained. 活物質と、この活物質に接触する電子導電性材料とを含有する電極を備えた電池の製造方法において、
樹脂を溶解した溶液に、35nm以上、前記活物質の粒径以下の粒径を有する導電性充填材を分散させる分散工程と、
前記溶液から前記樹脂と前記導電性充填材との混合体を析出させて、前記電子導電性材料を得る析出工程と、
を含むことを特徴とする電池の製造方法。
In a method for producing a battery comprising an electrode containing an active material and an electronically conductive material in contact with the active material,
A dispersion step of dispersing a conductive filler having a particle size of 35 nm or more and not more than the particle size of the active material in a solution in which the resin is dissolved;
Depositing a mixture of the resin and the conductive filler from the solution to obtain the electronically conductive material;
A method for producing a battery comprising:
前記析出工程が、前記溶液を冷却して、前記混合体を析出させることを特徴とする請求項4に記載の電池の製造方法。   The method for manufacturing a battery according to claim 4, wherein the deposition step cools the solution to deposit the mixture. 前記析出工程が、前記溶液を貧溶剤に添加して、前記混合体を析出させることを特徴とする請求項4に記載の電池の製造方法。   The method for producing a battery according to claim 4, wherein the deposition step deposits the mixture by adding the solution to a poor solvent. 前記析出工程において、さらに分散剤を添加することを特徴とする請求項5又は6に記載の電池の製造方法。   The battery manufacturing method according to claim 5, wherein a dispersing agent is further added in the precipitation step.
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