JP5371024B2 - Positive electrode for secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same - Google Patents
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Description
本発明は、二次電池用正極およびこれを用いた非水電解液二次電池に関し、さらに詳細には、従来の二次電池では実現が困難であった高出力特性および耐久性を発現させうる二次電池用正極、およびこれを用いた非水電解液二次電池に関する。 The present invention relates to a positive electrode for a secondary battery and a non-aqueous electrolyte secondary battery using the same, and more specifically, can exhibit high output characteristics and durability that have been difficult to realize with conventional secondary batteries. The present invention relates to a positive electrode for a secondary battery and a non-aqueous electrolyte secondary battery using the same.
近年、自動車用の二次電池においては、より高出力の特性が求められており、これまでに、BET比表面積が3m2/g以上のスピネル構造マンガン酸化物を正極に使用することや、比表面積が4m2/g以上である電極を使用することなどが提案されている。 In recent years, secondary batteries for automobiles have been required to have higher output characteristics. To date, spinel structure manganese oxide having a BET specific surface area of 3 m 2 / g or more has been used for the positive electrode, The use of an electrode having a surface area of 4 m 2 / g or more has been proposed.
これに対し、特許文献1は、単に活物質の比表面積を大きくするだけではなく、電極構成材料の粒子サイズを極めて小さくすることにより、サイクル特性および出力特性を向上させた高出力電池が得られることを開示している。 On the other hand, Patent Document 1 provides a high-power battery having improved cycle characteristics and output characteristics by not only increasing the specific surface area of the active material but also extremely reducing the particle size of the electrode constituent material. It is disclosed.
かかる技術で採用する電極構成材料の粒子サイズ、特に正極活物質は、下限の平均粒子径が5μm以上であることが多かった。この理由としては、分散性といったプロセスの課題はもちろん、活物質の小粒子化に伴い電極の一成分として用いる結着剤などの他の固形分の含有量が増加し、単位質量あたりの活物質量、すなわち容量密度が減少してしまうことが主な背景と考えられる。
上記のような高出力化を目的とした活物質の小粒子径化およびそれに伴う導電剤量の増加は、電極内において結着剤の増量を必要とする。また、活物質の小粒子径化は、粒子自身の集電箔へのアンカー効果を低減させる。このため、活物質と集電体との結合は、結着剤による化学的結合に一層依存するようになり、結着剤の必要量は増加する。活物質の小粒子径化や導電剤量の調整によって反応抵抗や電子抵抗を低下させても、結着剤量の増加により反応抵抗や拡散抵抗などを増加させることになり、全抵抗値が増加することになる。 The reduction in the particle size of the active material and the accompanying increase in the amount of the conductive agent for the purpose of increasing the output as described above require an increase in the amount of the binder in the electrode. In addition, the reduction in the particle size of the active material reduces the anchor effect of the particles themselves on the current collector foil. For this reason, the bond between the active material and the current collector becomes more dependent on the chemical bond by the binder, and the required amount of the binder increases. Even if the reaction resistance and electronic resistance are reduced by reducing the particle size of the active material and adjusting the amount of conductive agent, the increase in the amount of binder increases the reaction resistance and diffusion resistance, increasing the total resistance value. Will do.
一方、極めて少ない量の結着剤で電極を作製した場合、集電体と電極層との間の結着力は極めて弱く、電解液の含浸や充放電に伴う活物質の膨張収縮などによる集電体と電極層との剥離が容易に発生する。電極層の集電体からの剥離は、電子の流れを切断することになり、電気抵抗が増加しやすい状況となる。このような電極を用いることは、長い期間に亘って抵抗の増加を抑制し、高い入出力特性を発現させる必要がある電池の用途、例えば、自動車用電池用途において要求される耐久性を満足しないという問題が生じうる。 On the other hand, when an electrode is produced with a very small amount of the binder, the binding force between the current collector and the electrode layer is very weak, and the current collection due to the impregnation of the electrolyte solution or expansion / contraction of the active material due to charge / discharge, etc. Peeling between the body and the electrode layer occurs easily. The peeling of the electrode layer from the current collector cuts the flow of electrons, and the electric resistance tends to increase. The use of such an electrode does not satisfy the durability required in battery applications that need to suppress an increase in resistance over a long period of time and exhibit high input / output characteristics, for example, automotive battery applications. This can cause problems.
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、二次電池用正極の活物質として粒子径が小さい粒子を用いる場合に、高出力の効果を最大限引き出すために電極層の剥離を抑制し、低抵抗を維持しつつ高い耐久性を有する二次電池用正極およびこれを用いた非水電解液二次電池を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and its purpose is to maximize the effect of high output when particles having a small particle diameter are used as the active material of the positive electrode for secondary batteries. An object of the present invention is to provide a positive electrode for a secondary battery that suppresses peeling of an electrode layer in order to make a limit and maintains high resistance while maintaining low resistance, and a nonaqueous electrolyte secondary battery using the same.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を積み重ねた結果、二次電池用正極の構成材料として特定の結着剤を用いることにより、電極層内の結着性を改善することにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have improved the binding property in the electrode layer by using a specific binder as a constituent material of the positive electrode for the secondary battery. The present inventors have found that the above problems can be solved and have completed the present invention.
すなわち、本発明は、集電体と、正極活物質、導電剤および結着剤を含む電極層と、からなる二次電池用正極であって、前記正極活物質のタップ密度が2.0g/cm3以下であり、前記結着剤の量が前記導電剤100質量部に対して90質量部以下であり、前記集電体と前記電極層との間の剥離強度が0.1N/mm以上である、二次電池用正極である。 That is, the present invention provides a positive electrode for a secondary battery comprising a current collector and an electrode layer containing a positive electrode active material, a conductive agent and a binder, wherein the positive electrode active material has a tap density of 2.0 g / cm 3 or less, the amount of the binder is 90 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive agent, and the peel strength between the current collector and the electrode layer is 0.1 N / mm or more This is a positive electrode for a secondary battery.
本発明によれば、高出力特性と高耐久性とを兼ね備えた非水電解液二次電池が得られる。 According to the present invention, a non-aqueous electrolyte secondary battery having both high output characteristics and high durability can be obtained.
以下、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
(正極の構成)
本発明は、集電体と、正極活物質、導電剤および結着剤を含む電極層と、からなる二次電池用正極であって、前記正極活物質のタップ密度が2.0g/cm3以下であり、前記結着剤の量が前記導電剤100質量部に対して90質量部以下であり、前記集電体と前記電極層との間の剥離強度が0.1N/mm以上である、二次電池用正極である。
(Positive electrode configuration)
The present invention is a positive electrode for a secondary battery comprising a current collector and an electrode layer containing a positive electrode active material, a conductive agent and a binder, wherein the positive electrode active material has a tap density of 2.0 g / cm 3. The amount of the binder is 90 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive agent, and the peel strength between the current collector and the electrode layer is 0.1 N / mm or more. , A positive electrode for a secondary battery.
図1は、本発明の二次電池用正極を表す模式図である。集電体1の上に電極層2が形成されている。電極層2には、正極活物質3、導電剤4、および結着剤5が含まれる。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a positive electrode for a secondary battery according to the present invention. An electrode layer 2 is formed on the current collector 1. The electrode layer 2 includes a positive electrode active material 3, a conductive agent 4, and a binder 5.
本発明の二次電池用正極は、正極活物質のタップ密度が2.0g/cm3以下であり、結着剤の量が導電剤100質量部に対して90質量部以下であり、集電体と電極層との間の剥離強度が0.1N/mm以上であることを特徴とする。かような形態によれば、電極内の抵抗が低減され、高出力特性を有し、優れた耐久性を有する二次電池用正極を得ることができる。 The positive electrode for a secondary battery of the present invention has a tap density of the positive electrode active material of 2.0 g / cm 3 or less, an amount of the binder of 90 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive agent, The peel strength between the body and the electrode layer is 0.1 N / mm or more. According to such a form, the resistance in an electrode is reduced, it has a high output characteristic, and the positive electrode for secondary batteries which has the outstanding durability can be obtained.
上述のように、本発明の二次電池用正極は、電極構成材料として集電体、正極活物質、導電剤および結着剤を含む。以下、この構成材料について詳細に説明する。 As described above, the positive electrode for a secondary battery of the present invention includes a current collector, a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder as an electrode constituent material. Hereinafter, this constituent material will be described in detail.
[正極側の集電体]
集電体への不均一なストレスは劣化促進要因となり、例えば、集電体の孔食腐食が発生しやすくなり、電池の耐久性に悪影響を与えることが考えられる。耐久性が特に求められる用途、例えば、自動車用電池においては、耐久性を保障できるほどに十分な集電体と電極層との接着強度を有することが必要である。本発明の二次電池用正極の電極層と集電体との界面における剥離強度は0.1N/mm以上、好ましくは0.1〜0.5N/mm、より好ましくは0.15〜0.3N/mmである。剥離強度が前記範囲内にあれば、前記界面での結合状態を強固なものとし、電極層と集電体との間の電子的な接続を保持できるようになり、二次電池の低抵抗特性および高出力特性が発揮され、さらにこのような状態を長期間維持することが可能となる。なお、本発明において、前記剥離強度は、後述の実施例に記載された方法によって測定された値を採用するものとする。
[Current collector on the positive electrode side]
Uneven stress on the current collector becomes a factor for promoting deterioration, and for example, pitting corrosion of the current collector is likely to occur, which may adversely affect the durability of the battery. In applications where durability is particularly required, such as automobile batteries, it is necessary to have sufficient adhesive strength between the current collector and the electrode layer to ensure durability. The peel strength at the interface between the electrode layer of the positive electrode for a secondary battery of the present invention and the current collector is 0.1 N / mm or more, preferably 0.1 to 0.5 N / mm, more preferably 0.15 to 0.00. 3 N / mm. If the peel strength is within the above range, the bonding state at the interface is strengthened, and the electronic connection between the electrode layer and the current collector can be maintained, and the low resistance characteristics of the secondary battery In addition, high output characteristics are exhibited, and such a state can be maintained for a long time. In the present invention, as the peel strength, a value measured by the method described in Examples described later is adopted.
集電体の構成材料の例としては、アルミニウム箔、ニッケル箔、鉄箔、チタン箔、ステンレス箔、もしくは銅箔などの金属箔、または前記金属箔を物理的な表面処理もしくは化学的な表面処理を行ったものが好ましく挙げられる。正極で使用するという観点から、アルミニウム箔、または物理的な表面処理もしくは化学的な表面処理を行ったアルミニウム箔がより好ましい。アルミニウム箔を用いることにより、耐食性に優れた正極を得ることができる。前記物理的な表面処理の例としては、例えば、パンチング、または凹凸を付けるために型ロールと受ロールとで加工する方法などが挙げられる。また、前記化学的な表面処理の例としては、例えば、メッキ処理、接着剤塗布、合金化、または防錆処理などが挙げられる。なお、特に限定するものではないが、これらの中でも変性ポリマーを使用する場合に化学結合しやすい表面状態を形成するものが好ましい。 Examples of the material constituting the current collector include metal foil such as aluminum foil, nickel foil, iron foil, titanium foil, stainless steel foil, or copper foil, or physical surface treatment or chemical surface treatment of the metal foil. Those subjected to are preferably mentioned. From the viewpoint of use in the positive electrode, an aluminum foil or an aluminum foil subjected to physical surface treatment or chemical surface treatment is more preferable. By using an aluminum foil, a positive electrode having excellent corrosion resistance can be obtained. Examples of the physical surface treatment include, for example, punching or a method of processing with a mold roll and a receiving roll in order to give unevenness. Examples of the chemical surface treatment include plating treatment, adhesive application, alloying, or rust prevention treatment. In addition, although it does not specifically limit, when using a modified polymer, what forms the surface state which is easy to chemically bond among these is preferable.
前記集電体の厚さは5〜20μmであることが好ましく、8〜15μmであることがより好ましい。 The thickness of the current collector is preferably 5 to 20 μm, and more preferably 8 to 15 μm.
以上のような集電体を用いることにより、本発明の二次電池用正極において、アンカー効果による集電体と電極層とのより強固な機械的結合の形成、集電体と電極層との物理的相互作用、または結着剤を用いる際の集電体と電極層とのより強固な化学的結合の形成などを得ることができる。したがって、小粒径の正極活物質であっても良好な結着状態を示す正極を製造することができる。 By using the current collector as described above, in the positive electrode for a secondary battery of the present invention, formation of a stronger mechanical bond between the current collector and the electrode layer by the anchor effect, It is possible to obtain physical interaction or formation of a stronger chemical bond between the current collector and the electrode layer when using a binder. Therefore, even if it is a positive electrode active material with a small particle diameter, the positive electrode which shows a favorable binding state can be manufactured.
本発明に用いられる集電体の製造方法としては、特に制限されることはないが、例えば圧延製箔製法などが挙げられる。 Although it does not restrict | limit especially as a manufacturing method of the electrical power collector used for this invention, For example, the rolling foil manufacturing method etc. are mentioned.
[正極活物質]
本発明の二次電池用正極に用いられる正極活物質は、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、コバルト酸リチウム、マンガンニッケルコバルト酸リチウムおよびオリビン型燐酸鉄からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、これらを組み合わせて使用しても良い。これらを用いると、正極活物質の平均粒子径を容易に調整することができ、集電体の表面をより均一な状態にすることが可能となる。
[Positive electrode active material]
The positive electrode active material used for the positive electrode for a secondary battery of the present invention includes at least one selected from the group consisting of lithium manganate, lithium nickelate, lithium cobaltate, lithium manganese nickel cobaltate and olivine type iron phosphate. It is preferable that these may be used in combination. When these are used, the average particle diameter of the positive electrode active material can be easily adjusted, and the surface of the current collector can be made more uniform.
本発明において、前記正極活物質のタップ密度は、2.0g/cm3以下である。 In the present invention, the tap density of the positive electrode active material is 2.0 g / cm 3 or less.
前記タップ密度が小さすぎる場合、前記正極活物質は嵩高くなり、前記正極活物質の粒子間の距離は短くなりにくい傾向がある。このため、電極内の導電ネットワークおよび電極構造を保持することが難しく、電池の耐久性に悪影響を及ぼす可能性がある。耐久性が必要となる用途、例えば、自動車用電池などにおいては、タップ密度がある程度小さく、かつ、嵩高い活物質を固定できる十分な電極内強度を有することが必要である。一方、単なるバインダーの増量による電極内強度の増大は、電極の抵抗の増加およびエネルギー密度の低下に繋がる。このため、結着剤の種類を工夫し、集電体と電極層との間の剥離強度を高めることによって、電極層内の電子的な接続は長い時間保持されるようになり、二次電池の抵抗の低減および高出力特性を長い時間保持することが可能となる。 When the tap density is too small, the positive electrode active material becomes bulky, and the distance between the particles of the positive electrode active material tends to be difficult to shorten. For this reason, it is difficult to maintain the conductive network and electrode structure in the electrode, which may adversely affect the durability of the battery. In applications that require durability, such as automobile batteries, it is necessary that the tap density is small to some extent and that the electrode has sufficient strength within the electrode to fix a bulky active material. On the other hand, an increase in the internal strength of the electrode by simply increasing the amount of the binder leads to an increase in electrode resistance and a decrease in energy density. For this reason, by devising the kind of binder and increasing the peel strength between the current collector and the electrode layer, the electronic connection in the electrode layer is maintained for a long time, and the secondary battery It is possible to reduce resistance and maintain high output characteristics for a long time.
以上のような観点から、前記タップ密度は1.0〜2.0g/cm3であることが好ましく、1.4〜1.8g/cm3であることがさらに好ましい。前記タップ密度が2.0g/cm3を超えると、充填性が高くなり過ぎて電極内の空隙が極めて小さく少なくなる。Liイオンは、電極空隙内を電解液を介して移動する為、空隙の減少はLiイオンが移動つまり拡散し難い状況につながる。結果として拡散抵抗は増加し、出力は低下することになると考えられる。なお、本発明において、前記タップ密度は、後述の実施例に記載の方法により測定した値を採用するものとする。 In view of the above, the tap density is preferably from 1.0 to 2.0 g / cm 3, further preferably 1.4~1.8g / cm 3. When the tap density exceeds 2.0 g / cm 3 , the filling property becomes too high and the voids in the electrode become extremely small and small. Since Li ions move through the electrode gap through the electrolytic solution, the reduction of the gap leads to a situation where Li ions are difficult to move, that is, diffuse. As a result, it is considered that the diffusion resistance increases and the output decreases. In the present invention, as the tap density, a value measured by a method described in Examples described later is adopted.
前記正極活物質の平均粒子径は、10μm以下であることが好ましく、1〜10μmであることがより好ましく、2〜8μmであることが特に好ましい。かかる範囲の平均粒子径を有する正極活物質を用いることにより、電池の容量密度をより大きくすることができ、高出力の二次電池を製造することができる。また、さらには、かかる範囲の平均粒子径を有する正極活物質を用いることにより、電極内の空隙が電極全体に亘ってより均一に存在して空隙どうしが隣接するようになり、Liイオンが移動しやすい環境を形成できるものと考えられる。なお、本発明において、前記平均粒子径は、レーザー回折散乱法を用いて得られたD50値(メディアン径)を採用するものとする。 The average particle diameter of the positive electrode active material is preferably 10 μm or less, more preferably 1 to 10 μm, and particularly preferably 2 to 8 μm. By using a positive electrode active material having an average particle diameter in such a range, the capacity density of the battery can be increased, and a high-power secondary battery can be produced. Furthermore, by using a positive electrode active material having an average particle diameter in such a range, the gaps in the electrodes are more uniformly present throughout the electrodes, and the gaps are adjacent to each other, and Li ions move. It is thought that it can form an environment that is easy to do. In the present invention, the average particle diameter shall be adopted D 50 values obtained using a laser diffraction scattering method (median diameter).
前記正極活物質の比表面積は、1〜3m2/gであることが好ましい。かかる範囲の比表面積を有する正極活物質を用いることにより、エネルギー密度の低下を抑制しながら反応抵抗を低減することができる。なお、本発明において、前記比表面積は、BET法により測定した値を採用するものとする。 The specific surface area of the positive electrode active material is preferably 1 to 3 m 2 / g. By using a positive electrode active material having a specific surface area in such a range, the reaction resistance can be reduced while suppressing a decrease in energy density. In the present invention, the specific surface area is a value measured by the BET method.
[正極側の導電剤]
本発明の二次電池用正極に用いられる導電剤は、黒鉛、無定形炭素および繊維状炭素からなる群より選択される少なくとも1種の炭素材料であることが好ましい。前記のような炭素材料を用いることにより、上述のような小さい粒子径の活物質を使用しても電極内の導電性を確保することができ、正極の低抵抗化および二次電池の高出力化が可能となる。
[Conductive agent on the positive electrode side]
The conductive agent used in the positive electrode for secondary battery of the present invention is preferably at least one carbon material selected from the group consisting of graphite, amorphous carbon, and fibrous carbon. By using the carbon material as described above, it is possible to ensure the conductivity in the electrode even when the active material having a small particle diameter as described above is used, reducing the resistance of the positive electrode and increasing the output of the secondary battery. Can be realized.
前記黒鉛の例としては、例えば、鱗片状黒鉛や繊維状黒鉛などが挙げられる。前記無定形炭素の例としては、例えば、カーボンブラック、より具体的にはアセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラックなどが挙げられ、これらは天然由来のものでもよく、人造のものでもよい。前記繊維状炭素は、直径が10〜150nmであることが好ましく、20〜100nmであることがより好ましい。また、長さは1〜150μmであることが好ましく、10〜100μmであることがより好ましい。前記繊維状炭素の直径および長さがかかる範囲にある場合、導電性が付与されるという効果を奏する。前記繊維状炭素の例としては、例えば、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブなどが挙げられる。また、鱗片状黒鉛では、D50で6μm以下が好ましく、さらには3μm以下が好ましい。カーボンブラックではD50で3μm以下が好ましく、さらには1μm以下が好ましい。 Examples of the graphite include flaky graphite and fibrous graphite. Examples of the amorphous carbon include, for example, carbon black, more specifically acetylene black, ketjen black, furnace black and the like, which may be naturally derived or artificial. The fibrous carbon preferably has a diameter of 10 to 150 nm, and more preferably 20 to 100 nm. Moreover, it is preferable that it is 1-150 micrometers in length, and it is more preferable that it is 10-100 micrometers. When the diameter and length of the fibrous carbon are within such a range, there is an effect that conductivity is imparted. Examples of the fibrous carbon include carbon nanofibers and carbon nanotubes. Moreover, in scaly graphite, D 50 is preferably 6 μm or less, and more preferably 3 μm or less. Preferably 3μm or less in D 50 is carbon black, more preferably not more than 1 [mu] m.
[正極側の結着剤]
本発明の二次電池用正極に用いられる結着剤の例としては、フッ素系ポリマー、変性処理したフッ素系ポリマー、ポリ酢酸ビニル、ポリイミド、ユリア樹脂などの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂、ブチルゴム、スチレン系ゴムなどのゴム系材料などが好ましく挙げられる。これらは、単独でもまたは2種以上組み合わせても用いることができる。これらの中でも、フッ素系ポリマーおよび変性処理したフッ素系ポリマーのいずれか一方または両方を含むことが好ましく、変性処理したフッ素系ポリマーを含むことがより好ましい。結着剤に前記フッ素系ポリマーおよび前記変性処理したフッ素系ポリマーのいずれか一方または両方を含有させることにより、本発明の二次電池用正極の耐薬品性(耐電解液性)が向上するという優れた効果を得ることができる。なお、本明細書において、上述の「変性処理」とは、ポリマーに対して極性を有する官能基を導入することを意味する。
[Binder on the positive electrode side]
Examples of the binder used in the positive electrode for the secondary battery of the present invention include a fluoropolymer, a modified fluoropolymer, a thermoplastic resin such as polyvinyl acetate, polyimide, and a urea resin, an epoxy resin, a polyurethane resin, and the like. Preferred examples include thermosetting resins, rubber materials such as butyl rubber and styrene rubber. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to include one or both of a fluorine-based polymer and a modified fluorine-based polymer, and it is more preferable to include a modified fluorine-based polymer. The chemical resistance (electrolytic solution resistance) of the positive electrode for a secondary battery of the present invention is improved by including one or both of the fluorine-based polymer and the modified fluorine-based polymer in the binder. An excellent effect can be obtained. In the present specification, the above-mentioned “modification treatment” means introducing a functional group having polarity with respect to the polymer.
前記結着剤中の前記フッ素系ポリマーおよび前記変性処理したフッ素系ポリマーのいずれか一方または両方の量は、30質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、100質量%以上であることがさらに好ましい。 The amount of either or both of the fluoropolymer and the modified fluoropolymer in the binder is preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and 100 More preferably, it is at least mass%.
前記フッ素系ポリマーの例としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、フッ化ビニリデン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン/パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、ポリクロロトリフロロエチレン(PCTFE)、ポリフッ化ビニル、エチレン/テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、エチレン/クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、またはこれら重合体もしくは共重合体の原料となるモノマーからなる群より選択される少なくとも2種のモノマーを共重合して得られる共重合体などのフッ素系樹脂;あるいは、フッ化ビニリデン系フッ素ゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレン系フッ素ゴム、またはテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル系フッ素ゴムなどのフッ素ゴムが挙げられる。これらは単独でもまたは2種以上組み合わせても用いることができる。 Examples of the fluoropolymer include, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF), vinylidene fluoride resin, polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene / Perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), polyvinyl fluoride, ethylene / tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), ethylene / chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), or Fluorine resins such as copolymers obtained by copolymerizing at least two types of monomers selected from the group consisting of monomers as raw materials for these polymers or copolymers; or vinylidene fluoride fluororubber, tetra Fluoro Styrene - propylene fluorine rubber or tetrafluoroethylene, - fluoro rubber, such perfluoroalkylvinylether type fluorine rubber. These may be used alone or in combination of two or more.
前記変性処理したフッ素系ポリマーの例としては、上述のフッ素系樹脂に極性を有する官能基を導入したポリマー、すなわち変性処理したフッ素系樹脂、または上述のフッ素ゴムに極性を有する官能基を導入したポリマー、すなわち変性処理したフッ素ゴムなどが挙げられる。これらは、単独でもまたは2種以上組み合わせても用いることができる。 As an example of the modified fluoropolymer, a polymer having a polar functional group introduced into the fluororesin described above, that is, a fluorofunctional resin modified or a functional group having polarity introduced into the fluororubber is introduced. Examples thereof include polymers, that is, modified fluororubber. These may be used alone or in combination of two or more.
これらの中でも、フッ化ビニリデン系樹脂または変性処理したフッ化ビニリデン系樹脂が好ましく、変性処理したフッ化ビニリデン系樹脂がより好ましい。フッ化ビニリデン系樹脂および変性処理したフッ化ビニリデン系樹脂のいずれか一方または両方を結着剤として用いることにより、活物質を細粒化しても均一分散が可能であり、電極製造の際にスラリーを容易に調整できる。変性処理によってフッ化ビニリデン樹脂に導入される官能基の例としては、例えば、カルボキシル基、エポキシ基、またはヒドロキシ基などの極性基が挙げられる。かかる極性基を含有するフッ化ビニリデン系樹脂、すなわち変性処理したフッ化ビニリデン系樹脂は、極性基を有しないフッ化ビニリデン系樹脂に比べて、活物質との結着性を一層向上させることができる。前記フッ化ビニリデン系樹脂の変性処理の方法の例としては、(a)特開平6−172452号公報に記載のフッ化ビニリデン系単量体と官能基を有する単量体とを共重合させる方法;(b)特開平6−93025号公報に記載のフッ化ビニリデン樹脂を溶解または膨潤する溶媒中で変性剤と反応させる方法;(c)特開2005−047275号公報に記載の放射線を照射してグラフト処理を行うことにより変性処理する方法などが挙げられる。以下、上記(a)〜(c)の変性処理の方法を詳細に述べる。 Among these, a vinylidene fluoride resin or a modified vinylidene fluoride resin is preferable, and a modified vinylidene fluoride resin is more preferable. By using one or both of vinylidene fluoride resin and modified vinylidene fluoride resin as a binder, uniform dispersion is possible even when the active material is finely divided, and slurry is produced during electrode production. Can be adjusted easily. Examples of the functional group introduced into the vinylidene fluoride resin by the modification treatment include a polar group such as a carboxyl group, an epoxy group, or a hydroxy group. Such a vinylidene fluoride-based resin containing a polar group, that is, a modified vinylidene fluoride-based resin, can further improve the binding property with an active material compared to a vinylidene fluoride-based resin having no polar group. it can. Examples of the method for modifying the vinylidene fluoride resin include: (a) a method of copolymerizing a vinylidene fluoride monomer and a monomer having a functional group described in JP-A-6-172451. (B) a method of reacting a vinylidene fluoride resin described in JP-A-6-93025 with a modifying agent in a solvent that dissolves or swells; (c) irradiation with radiation described in JP-A-2005-047275; And a modification method by grafting. Hereinafter, the modification treatment methods (a) to (c) will be described in detail.
(a)フッ化ビニリデン系単量体と極性基を有する単量体との共重合(特開平6−172452号公報に記載の方法)
本変性処理の方法で使用されるフッ化ビニリデンは、フッ化ビニリデン単独であっても、またはフッ化ビニリデンと他の単量体との混合物であってもよい。前記他の単量体の例としては、フッ化ビニリデンと共重合可能なフッ素系単量体、またはエチレン、プロピレン等の炭化水素系単量体が挙げられる。フッ化ビニリデンと共重合可能なフッ素系単量体の例としては、フッ化ビニル、トリフルオロエチレン、トリフルオロクロロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、またはフルオロアルキルビニルエ−テルなど挙げることができる。これらフッ化ビニリデンと共重合可能な他の単量体の量は、得られる共重合体の溶剤溶解性と耐溶剤性とのバランスを考慮して、フッ化ビニリデンと他の単量体との総量の20質量%未満であることが好ましい。
(A) Copolymerization of a vinylidene fluoride monomer and a monomer having a polar group (method described in JP-A-6-172452)
The vinylidene fluoride used in the method of the modification treatment may be vinylidene fluoride alone or a mixture of vinylidene fluoride and other monomers. Examples of the other monomers include fluorine monomers copolymerizable with vinylidene fluoride or hydrocarbon monomers such as ethylene and propylene. Examples of the fluorine-based monomer copolymerizable with vinylidene fluoride include vinyl fluoride, trifluoroethylene, trifluorochloroethylene, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, and fluoroalkylvinyl ether. it can. The amount of these other monomers copolymerizable with vinylidene fluoride is determined by considering the balance between solvent solubility and solvent resistance of the resulting copolymer and the amount of vinylidene fluoride and other monomers. It is preferably less than 20% by mass of the total amount.
上記したフッ化ビニリデンを主構成成分とする単量体(以下、「フッ化ビニリデン系単量体」とも称する)と共重合させる単量体としては、炭素数5〜8の不飽和二塩基酸のモノエステルが好ましい。具体的には、例えば、マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノエチルエステル、シトラコン酸モノメチルエステル、またはシトラコン酸モノエチルエステルなどを挙げることができる。より好ましくは、マレイン酸モノメチルエステルまたはシトラコン酸モノメチルエステルである。 As a monomer to be copolymerized with the above-described monomer having vinylidene fluoride as a main component (hereinafter also referred to as “vinylidene fluoride monomer”), an unsaturated dibasic acid having 5 to 8 carbon atoms is used. The monoester is preferred. Specific examples include maleic acid monomethyl ester, maleic acid monoethyl ester, citraconic acid monomethyl ester, and citraconic acid monoethyl ester. More preferred is maleic acid monomethyl ester or citraconic acid monomethyl ester.
フッ化ビニリデン系単量体と、不飽和二塩基酸のモノエステル(以下、「極性単量体」とも称する)との共重合においては、懸濁重合、乳化重合、溶液重合などの方法が採用できるが、後処理の容易さ等の点から水系の懸濁重合、または乳化重合が好ましく、水系懸濁重合がより好ましい。 For copolymerization of vinylidene fluoride monomer and unsaturated dibasic acid monoester (hereinafter also referred to as “polar monomer”), methods such as suspension polymerization, emulsion polymerization, and solution polymerization are employed. However, aqueous suspension polymerization or emulsion polymerization is preferable from the viewpoint of ease of post-treatment, and aqueous suspension polymerization is more preferable.
前記水系懸濁重合で用いられる懸濁剤の種類と使用量、重合開始剤の種類と使用量、連鎖移動剤の種類と使用量、単量体の仕込み量、重合温度、および重合時間などの重合条件については、特開平6−172452号公報に記載の条件を参照して、適宜採用することができる。 The type and amount of suspending agent used in the aqueous suspension polymerization, the type and amount of polymerization initiator, the type and amount of chain transfer agent, the amount of monomer charged, the polymerization temperature, the polymerization time, etc. The polymerization conditions can be appropriately employed with reference to the conditions described in JP-A-6-172452.
フッ化ビニリデン系単量体と共重合させる極性単量体(すなわち不飽和二塩基酸のモノエステル)の仕込み量は、フッ化ビニリデン系単量体100質量部に対して好ましくは0.1〜3質量部、より好ましくは0.3〜2質量部である。0.1質量部未満では、得られる共重合体の金属等の基材との接着性等の極性基導入効果が乏しい場合がある。他方、3質量部を超えると、得られる共重合体の耐薬品性が低下する傾向がある。同様の理由により、得られるフッ化ビニリデン系共重合体は、1×10−5〜5×10−4モル/gのカルボニル基を含有することが好ましい。 The charged amount of the polar monomer (that is, monoester of unsaturated dibasic acid) to be copolymerized with the vinylidene fluoride monomer is preferably 0.1 to 100 parts by mass of the vinylidene fluoride monomer. 3 parts by mass, more preferably 0.3-2 parts by mass. If it is less than 0.1 parts by mass, the effect of introducing polar groups such as adhesion of the obtained copolymer to a substrate such as metal may be poor. On the other hand, when the amount exceeds 3 parts by mass, the chemical resistance of the resulting copolymer tends to decrease. For the same reason, the obtained vinylidene fluoride copolymer preferably contains 1 × 10 −5 to 5 × 10 −4 mol / g of carbonyl group.
(b)フッ化ビニリデン系樹脂を溶解または膨潤する溶媒中で変性剤と反応させる方法(特開平6−93025号公報に記載の方法)
本変性処理の方法では、フッ化ビニリデン系樹脂と、フッ化ビニリデン系樹脂と反応しうる基および加水分解性基を有するシラン系カップリング剤およびチタネート系カップリング剤からなる群より選択される少なくとも1種とを反応させて、フッ化ビニリデン系樹脂を変性する。
(B) A method of reacting a vinylidene fluoride resin with a modifier in a solvent that dissolves or swells (a method described in JP-A-6-93025)
In this modification treatment method, at least selected from the group consisting of a vinylidene fluoride resin, a silane coupling agent having a group capable of reacting with the vinylidene fluoride resin and a hydrolyzable group, and a titanate coupling agent. One type is reacted to modify the vinylidene fluoride resin.
本変性処理の方法で用いられるフッ化ビニリデン系樹脂としては、懸濁重合、乳化重合、溶液重合等により得られるフッ化ビニリデンホモポリマー、またはフッ化ビニリデンと、不飽和二重結合を有するフッ化ビニリデンと共重合可能な単量体との共重合体が挙げられる。フッ化ビニリデンと共重合可能な単量体としては、フッ化ビニル、トリフルオロエチレン、トリフルオロクロロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン等のフッ素系単量体や、エチレン、メタクリル酸メチル、アクリル酸等の非フッ素系単量体を挙げることができる。溶剤溶解性、耐薬品性の観点から、フッ化ビニリデンホモポリマーまたはフッ化ビニリデンとフッ素系単量体の共重合体が好ましい。共重合体の場合、フッ化ビニリデンが得られる共重合体の80モル%以上となる量で共重合させることが好ましい。重合形式としては、特に限定されないが、高純度の樹脂が得られる点で、懸濁重合が好ましい。 As the vinylidene fluoride resin used in the method of the modification treatment, a vinylidene fluoride homopolymer obtained by suspension polymerization, emulsion polymerization, solution polymerization, or the like, or vinylidene fluoride and a fluoride having an unsaturated double bond are used. Examples thereof include a copolymer of vinylidene and a monomer copolymerizable with vinylidene. Monomers that can be copolymerized with vinylidene fluoride include fluorine monomers such as vinyl fluoride, trifluoroethylene, trifluorochloroethylene, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, ethylene, methyl methacrylate, acrylic Non-fluorinated monomers such as acids can be mentioned. From the viewpoint of solvent solubility and chemical resistance, a vinylidene fluoride homopolymer or a copolymer of vinylidene fluoride and a fluorine-based monomer is preferred. In the case of a copolymer, it is preferable to carry out copolymerization in an amount that is 80 mol% or more of the copolymer from which vinylidene fluoride is obtained. Although it does not specifically limit as a polymerization form, Suspension polymerization is preferable at the point from which high purity resin is obtained.
本変性処理の方法で用いられるシラン系カップリング剤またはチタネート系カップリング剤は、フッ化ビニリデン系樹脂と反応しうる基と加水分解性基とを有することが必要である。 The silane coupling agent or titanate coupling agent used in this modification treatment method needs to have a group capable of reacting with the vinylidene fluoride resin and a hydrolyzable group.
フッ化ビニリデン系樹脂と反応しうる基(反応性基)の例としては、アミノ基、メルカプト基、ウレイド基、またはこれらの基を含む基がある。アミノ基、メルカプト基、またはウレイド基を含む基の例としては、例えば、β−アミノエチル基、γ−アミノプロピル基、N−β−アミノエチル−γ−アミノプロピル基、N−フェニル−γ−アミノプロピル基、γ−メルカプトプロピル基、またはγ−ウレイドプロピル基などが挙げられる。また、イソシアネート基の如く、系内または大気中の水分と反応してアミノ基を生成するような、潜在的にフッ化ビニリデン系樹脂と反応し得る能力を有する、前記反応性基の前駆体基も、本変性処理の方法においては同様な効果をもたらす。 Examples of the group (reactive group) that can react with the vinylidene fluoride resin include an amino group, a mercapto group, a ureido group, or a group containing these groups. Examples of the group containing an amino group, mercapto group, or ureido group include, for example, β-aminoethyl group, γ-aminopropyl group, N-β-aminoethyl-γ-aminopropyl group, N-phenyl-γ- Examples include aminopropyl group, γ-mercaptopropyl group, and γ-ureidopropyl group. In addition, a precursor group of the reactive group that has the ability to react with a potentially vinylidene fluoride resin, such as an isocyanate group, which reacts with moisture in the system or in the atmosphere to generate an amino group. However, the same effect can be obtained in the present modification treatment method.
前記加水分解性基の例としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基などのアルコキシ基、ホルミルオキシ基、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基などのアシルオキシ基、−ON=C(CH3)2基、−ON=C(CH3)C2H5基のオキシモ基などが挙げられ、より好ましくはアルコキシ基である。 Examples of the hydrolyzable groups include methoxy groups, alkoxy groups such as ethoxy group, a formyloxy group, acetoxy group, an acyloxy group such as a propionyloxy group, -ON = C (CH 3) 2 group, -ON An oximo group of ═C (CH 3 ) C 2 H 5 group and the like are mentioned, and an alkoxy group is more preferable.
本変性処理の方法で使用されるシラン系カップリング剤およびチタネート系カップリング剤の好ましい具体例としては、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、もしくはN−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、もしくはγ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシランなどのメルカプトシラン、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシランなどのイソシアネートシラン、またはイソプロピルトリ(N−アミノエチル−アミノエチル)チタネートなどのアミノチタネートなどが挙げられる。これらは、単独でもまたは2種以上組み合わせても使用することができる。より好ましくは、γ−アミノプロピルトリエトキシシランまたはγ−メルカプトプロピルトリエトキシシランである。 Preferable specific examples of the silane coupling agent and titanate coupling agent used in the method of the modification treatment include N-β (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β (aminoethyl). -Γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, or N-phenyl-γ-amino Isocyanates such as aminosilanes such as propyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, mercaptosilane such as γ-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, and γ-isocyanatopropyltrimethoxysilane Toshiran or isopropyl tri, (N-aminoethyl - aminoethyl) such as amino titanate such as titanates. These may be used alone or in combination of two or more. More preferred is γ-aminopropyltriethoxysilane or γ-mercaptopropyltriethoxysilane.
本変性処理の方法は、前記フッ化ビニリデン系樹脂を溶媒に溶解または膨潤させたものに、上記カップリング剤の少なくとも1種を添加、混合することによって行われる。このとき、フッ化ビニリデン系樹脂とカップリング剤とが反応し、カップリング剤が付加的にフッ化ビニリデン系樹脂に結合する。 This modification treatment method is performed by adding and mixing at least one of the above coupling agents to a solution obtained by dissolving or swelling the vinylidene fluoride resin in a solvent. At this time, the vinylidene fluoride resin and the coupling agent react, and the coupling agent additionally binds to the vinylidene fluoride resin.
前記溶媒の例としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、またはジメチルスルホキシドなどを挙げることができる。また、フッ化ビニリデン系樹脂を膨潤させる溶媒の例としては、2−ブタノン、アセトン、シクロヘキサノン、酢酸エチル、またはテトラヒドロフランなどを挙げることができ、これら溶媒は単独でもまたは2種以上混合しても用いることができる。 Examples of the solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, and dimethyl sulfoxide. Examples of the solvent for swelling the vinylidene fluoride resin include 2-butanone, acetone, cyclohexanone, ethyl acetate, and tetrahydrofuran. These solvents are used alone or in combination of two or more. be able to.
カップリング剤の量は、シラン系カップリング剤中のシリコンまたはチタネート系カップリング剤中のチタンの質量(シラン系カップリング剤とチタネート系カップリング剤とを併用する場合はシリコンとチタンとの合計量)が、フッ化ビニリデン系樹脂の質量に対して100〜8000ppmとなるようにすることが好ましい。100ppm未満では、変性後のポリマーをバインダーまたは接着剤等として使用した場合、基材あるいは充填剤への接着力が不十分となる場合がある。8000ppmを超えると、基材等との接着力が添加量の増大に比してほとんど増大しないか、むしろ低下する場合がある。 The amount of the coupling agent is the mass of silicon in the silane coupling agent or titanium in the titanate coupling agent (in the case where a silane coupling agent and a titanate coupling agent are used together, the total of silicon and titanium). Is preferably 100 to 8000 ppm based on the mass of the vinylidene fluoride resin. If it is less than 100 ppm, when the modified polymer is used as a binder or an adhesive, the adhesive force to the substrate or filler may be insufficient. If it exceeds 8000 ppm, the adhesive strength with the substrate or the like may hardly increase as compared to the increase in the amount added, or rather may decrease.
その他、反応温度などの反応条件は、特開平6−93025号公報に記載の反応条件を参照して、適宜採用することができる。 In addition, reaction conditions such as reaction temperature can be appropriately employed with reference to the reaction conditions described in JP-A-6-93025.
(c)放射線を照射してグラフト処理を行うことにより変性処理する方法(特開2005−47275号公報に記載の方法)
本変性処理の方法は、下記(1)〜(4)の工程を経て行われる。
(C) Method of modifying treatment by irradiating with radiation and performing graft treatment (method described in JP-A-2005-47275)
This modification treatment method is performed through the following steps (1) to (4).
(1)フッ化ビニリデン系樹脂と不飽和モノマーとを溶融混合し、
(2)(1)で得られた混合物をフィルム、シート、顆粒または粉末の形にし、
(3)(2)の工程で得られた生成物に空気の非存在下で、光子(γ)または電子(β)を線量1〜15Mradで照射し、
(4)必要な場合には、さらに(3)で得られた生成物を処理してフッ化ビニリデン系樹脂にグラフトしていない不飽和モノマーの全部または一部を除去する。
(1) Melt and mix vinylidene fluoride resin and unsaturated monomer,
(2) The mixture obtained in (1) is formed into a film, sheet, granule or powder,
(3) The product obtained in the step (2) is irradiated with photons (γ) or electrons (β) at a dose of 1 to 15 Mrad in the absence of air,
(4) If necessary, the product obtained in (3) is further treated to remove all or part of the unsaturated monomer not grafted to the vinylidene fluoride resin.
本変性処理の方法で用いられるフッ化ビニリデン系樹脂は、上述の(b)の変性処理の方法の場合と同様であるので、ここでは説明を省略する。 The vinylidene fluoride resin used in the method for the modification treatment is the same as that in the method for the modification treatment (b) described above, and the description thereof is omitted here.
前記不飽和モノマーの具体例としては、カルボン酸とその誘導体、酸塩化物、イソシアネート、オキサゾリン、エポキシド、アミンまたはヒドロキシドなどが挙げられる。前記カルボン酸は2〜20個の炭素原子を含むもので、具体例としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸またはイタコン酸などが挙げられる。これらのカルボン酸の誘導体の例としては、例えば、不飽和カルボン酸の無水物、エステル誘導体、アミド誘導体、イミド誘導体および金属塩(アルカリ金属塩など)がある。ウンデシレン酸も挙げられる。 Specific examples of the unsaturated monomer include carboxylic acids and derivatives thereof, acid chlorides, isocyanates, oxazolines, epoxides, amines, and hydroxides. The carboxylic acid contains 2 to 20 carbon atoms, and specific examples include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid. Examples of these carboxylic acid derivatives include, for example, unsaturated carboxylic acid anhydrides, ester derivatives, amide derivatives, imide derivatives, and metal salts (such as alkali metal salts). Also included is undecylenic acid.
これらの中でも、好ましい不飽和モノマーは、4〜10個の炭素原子を有する不飽和ジカルボン酸とその誘導体、またはその無水物である。具体例としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、アリル琥珀酸、4−シクロヘキシ−1,2−ジカルボン酸、4−メチル−4−シクロヘキシ−1,2−ジカルボン酸、ビシクロ[2,2,1]へプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸、x−メチルビシクロ[2,2,1]へプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、アリル琥珀酸、4−シクロヘキシン−1,2−ジカルボン酸、4−メチレン−4−シクロヘキシン−1,2−ジカルボン酸、ビシクロ[2,2,1]へプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸またはx−メチルビシクロ[2,2,1]へプト−5−エン−2,2−ジカルボン酸などが挙げられる。 Among these, preferred unsaturated monomers are unsaturated dicarboxylic acids having 4 to 10 carbon atoms and derivatives thereof, or anhydrides thereof. Specific examples include, for example, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, allyl succinic acid, 4-cyclohexyl-1,2-dicarboxylic acid, 4-methyl-4-cyclohexyl-1,2-dicarboxylic acid, bicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid, x-methylbicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid, maleic anhydride, Itaconic acid, citraconic acid, allyl succinic acid, 4-cyclohexyne-1,2-dicarboxylic acid, 4-methylene-4-cyclohexyne-1,2-dicarboxylic acid, bicyclo [2,2,1] hept-5 -Ene-2,3-dicarboxylic acid or x-methylbicyclo [2,2,1] hept-5-ene-2,2-dicarboxylic acid.
また、不飽和モノマーの他の例としては、例えば、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、マレイン酸モノエチル、マレイン酸ジエチル、フマル酸モノメチル、フマル酸ジメチル、イソコン酸モノメチル、イソコン酸ジエチル、アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイン酸のモノアミド、マレイン酸のジアミド、マレイン酸のN−モノエチルアミド、マレイン酸のN,N−ジエチルアミド、マレイン酸のN−モノブチルアミド、マレイン酸のN,N−ジブチルアミド、フマル酸のモノアミド、フマル酸のジアミド、フマル酸のN−モノエチルアミド、フマル酸のN,N−ジエチルアミド、フマル酸のN−モノブチルアミド、フマル酸のN,N−ジブチルアミド、マレイミド、N−ブチルマレイミド、N−フェニルマレイミド、アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸ナトリウム、アクリル酸カリウム、またはメタクリル酸カリウムが挙げられる。これらの中でも、無水マレイン酸がより好ましい。 Other examples of unsaturated monomers include, for example, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, monoethyl maleate, diethyl maleate, monomethyl fumarate, Dimethyl fumarate, monomethyl isoconate, diethyl isoconate, acrylamide, methacrylamide, monoamide of maleic acid, diamide of maleic acid, N-monoethylamide of maleic acid, N, N-diethylamide of maleic acid, N- of maleic acid Monobutylamide, maleic acid N, N-dibutylamide, fumaric acid monoamide, fumaric acid diamide, fumaric acid N-monoethylamide, fumaric acid N, N-diethyla N-monobutylamide of fumaric acid, N, N-dibutylamide of fumaric acid, maleimide, N-butylmaleimide, N-phenylmaleimide, sodium acrylate, sodium methacrylate, potassium acrylate, or potassium methacrylate Can be mentioned. Among these, maleic anhydride is more preferable.
前記の工程(1)〜(4)の実施条件は、特開2005−47275号公報に記載の実施条件を参照して、適宜採用することができる。 The implementation conditions of the above steps (1) to (4) can be appropriately adopted with reference to the implementation conditions described in JP-A-2005-47275.
以上のような(a)〜(c)の変性処理の方法のうち、特に(a)フッ化ビニリデン系単量体と極性基を有する他の単量体との共重合による変性処理の方法が好ましい。その理由は、上記フッ化ビニリデン系共重合体は、耐薬品性に優れ金属等の基材との接着性が良好であり、また、極性基を有する他の単量体との共重合は、水重合でも生成可能なため取り扱いが容易となるためである。 Among the modification methods (a) to (c) as described above, in particular, (a) a modification method by copolymerization of a vinylidene fluoride monomer and another monomer having a polar group is provided. preferable. The reason is that the above-mentioned vinylidene fluoride copolymer has excellent chemical resistance and good adhesion to a substrate such as a metal, and copolymerization with other monomers having a polar group is: This is because it can be formed even by water polymerization, so that it is easy to handle.
前記フッ素系ポリマーの重量平均分子量は、変性処理した場合、35万以上であることが好ましく、35万〜100万であることがより好ましく、45万〜70万であることがさらに好ましい。一方、変性処理していない場合、50万〜100万であることが好ましく、50万〜70万であることがより好ましい。重量平均分子量がかかる範囲にすれば、集電体と電極層との間の剥離強度を高くすることができるとともに、正極活物質スラリーの粘度調整が比較的容易となり、正極活物質スラリーの塗布を容易に行うことができる。なお、本発明において、前記重量平均分子量は、ポリスチレンを標準物質としてGPC(Gel Permeation Chromatography)法によって測定した値を採用するものとする。 The weight average molecular weight of the fluoropolymer is preferably 350,000 or more, more preferably 350,000 to 1,000,000, and further preferably 450,000 to 700,000 when it is modified. On the other hand, when not modified, it is preferably 500,000 to 1,000,000, and more preferably 500,000 to 700,000. If the weight average molecular weight is within this range, the peel strength between the current collector and the electrode layer can be increased, the viscosity adjustment of the positive electrode active material slurry becomes relatively easy, and the application of the positive electrode active material slurry can be performed. It can be done easily. In the present invention, the weight average molecular weight is a value measured by a GPC (Gel Permeation Chromatography) method using polystyrene as a standard substance.
本発明の二次電池用正極中の前記結着剤の量は、前記導電剤100質量部に対して90質量部以下であり、40〜90質量部であることが好ましく、50〜80質量部であることがより好ましい。 The amount of the binder in the positive electrode for a secondary battery of the present invention is 90 parts by mass or less, preferably 40 to 90 parts by mass, and 50 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive agent. It is more preferable that
また、本発明の二次電池用正極中の前記結着剤の量は、前記正極活物質100質量部に対して10質量部以下であることが好ましく、3〜10質量部であることがより好ましく、4〜8質量部であることがさらに好ましい。前記結着剤の量が前記導電剤100質量部に対して90質量部を超える、または前記結着剤の量が前記正極活物質100質量部に対して10質量部を超えると、活物質表面を導電剤や結着剤が覆う割合が高くなって反応抵抗が増加する虞や、結着剤が導電剤と活物質との接触を低減させて導電性を低下させる虞がある。 Further, the amount of the binder in the positive electrode for secondary battery of the present invention is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 3 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material. It is preferably 4 to 8 parts by mass. When the amount of the binder exceeds 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive agent, or when the amount of the binder exceeds 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material, the surface of the active material There is a possibility that the ratio of covering the conductive agent and the binder increases and the reaction resistance increases, and the binder reduces the contact between the conductive agent and the active material, thereby reducing the conductivity.
このように、本発明の結着剤は従来と比較して有意に少ない量で、結着剤の量の増加による電極の抵抗の増加を伴うことなく、所望の剥離強度および出力特性を得ることができ、さらに容量密度を高く維持することもできる。 As described above, the binder of the present invention can be obtained in a significantly smaller amount compared to the conventional one, and without obtaining an increase in the resistance of the electrode due to an increase in the amount of the binder, to obtain a desired peel strength and output characteristics. In addition, the capacity density can be kept high.
[その他]
また、前記電極層には、必要であれば、支持塩(リチウム塩)、イオン伝導性ポリマーなどが含まれうる。また、イオン伝導性ポリマーが含まれる場合には、前記ポリマーを重合させるための重合開始剤が含まれてもよい。
[Others]
In addition, the electrode layer may include a supporting salt (lithium salt), an ion conductive polymer, and the like, if necessary. When an ion conductive polymer is included, a polymerization initiator for polymerizing the polymer may be included.
支持塩(リチウム塩)としては、Li(C2F5SO2)2N、ビスペンタフルオロエチルスルホニルイミドリチウム(LiBETI)、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO3等が挙げられる。 Examples of the supporting salt (lithium salt) include Li (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N, bispentafluoroethylsulfonylimide lithium (LiBETI), LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 and the like. Can be mentioned.
イオン伝導性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンオキシド(PEO)系およびポリプロピレンオキシド(PPO)系のポリマーが挙げられる。ここで、前記ポリマーは、本発明の電極が採用された電池の電解質層において用いられるイオン伝導性ポリマーと同じであってもよく、異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。 Examples of the ion conductive polymer include polyethylene oxide (PEO) -based and polypropylene oxide (PPO) -based polymers. Here, the polymer may be the same as or different from the ion conductive polymer used in the electrolyte layer of the battery in which the electrode of the present invention is employed, but is preferably the same.
重合開始剤は、イオン伝導性ポリマーの架橋性基に作用して、架橋反応を進行させるために配合される。開始剤として作用させるための外的要因に応じて、光重合開始剤、熱重合開始剤などに分類される。重合開始剤としては、例えば、熱重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)や、光重合開始剤であるベンジルジメチルケタール(BDK)等が挙げられる。 The polymerization initiator is added to act on the crosslinkable group of the ion conductive polymer to advance the crosslinking reaction. Depending on the external factor for acting as an initiator, it is classified into a photopolymerization initiator, a thermal polymerization initiator and the like. Examples of the polymerization initiator include azobisisobutyronitrile (AIBN), which is a thermal polymerization initiator, and benzyl dimethyl ketal (BDK), which is a photopolymerization initiator.
電極層に含まれる、上記成分の配合比は、特に限定されず、リチウムイオン二次電池などについての公知の知見を適宜参照することにより、調整されうる。 The compounding ratio of the above components contained in the electrode layer is not particularly limited, and can be adjusted by appropriately referring to known knowledge about lithium ion secondary batteries and the like.
電極層の厚さについても特に制限はなく、リチウムイオン二次電池などについての従来公知の知見が適宜参照されうる。一例を挙げると、電極層の厚さは、好ましくは10〜100μm程度であり、より好ましくは20〜50μmである。電極層の厚さが10μm程度以上であれば、電池容量が充分に確保されうる。一方、電極層の厚さが100μm程度以下であれば、電極深部(集電体側)にリチウムイオンなどが拡散しにくくなることに伴う内部抵抗の増大という問題の発生が抑制されうる。なお、負極および電解質層については、下記で詳述する。 The thickness of the electrode layer is not particularly limited, and conventionally known knowledge about lithium ion secondary batteries and the like can be appropriately referred to. For example, the thickness of the electrode layer is preferably about 10 to 100 μm, and more preferably 20 to 50 μm. When the thickness of the electrode layer is about 10 μm or more, the battery capacity can be sufficiently secured. On the other hand, if the thickness of the electrode layer is about 100 μm or less, the problem of an increase in internal resistance due to the difficulty of diffusing lithium ions or the like into the electrode deep part (current collector side) can be suppressed. The negative electrode and the electrolyte layer will be described in detail below.
本発明の二次電池用正極は、従来公知の方法により製造することができる。その具体的な例としては、例えば、前記集電体を準備する段階と、前記正極活物質、前記導電剤および前記結着剤を含む電極層材料を混合する段階と、得られた混合物をスラリー粘度調整溶媒に分散して正極活物質スラリーを調整する段階と、前記集電体の一方の面に前記正極活物質スラリーを塗布し乾燥する段階と、を含む製造方法が挙げられる。二次電池用正極の構成要素である集電体、活物質、導電剤および結着剤については、上記と同様であるので、ここでは説明を省略する。 The positive electrode for a secondary battery of the present invention can be produced by a conventionally known method. Specific examples thereof include, for example, a step of preparing the current collector, a step of mixing an electrode layer material including the positive electrode active material, the conductive agent, and the binder, and a slurry obtained by mixing the obtained mixture. Examples of the method include a step of preparing a positive electrode active material slurry by dispersing in a viscosity adjusting solvent, and a step of applying and drying the positive electrode active material slurry on one surface of the current collector. The current collector, the active material, the conductive agent, and the binder, which are the constituent elements of the positive electrode for the secondary battery, are the same as described above, and thus the description thereof is omitted here.
前記スラリー粘度調整溶媒は、特に制限されることはないが、例えば、NMPなどが挙げられる。スラリーはホモジナイザーまたは混練装置などを用いて溶媒及び固形分よりインク化される。塗布はホットプレート法または温風乾燥法にて実施される。塗布温度は100〜150℃であることが好ましく、120〜140℃であることがより好ましい。塗布時間は、3〜30分であることが好ましく、5〜15分であることがより好ましい。 The slurry viscosity adjusting solvent is not particularly limited, and examples thereof include NMP. The slurry is converted into ink from the solvent and the solid content using a homogenizer or a kneader. Application is performed by a hot plate method or a hot air drying method. The coating temperature is preferably 100 to 150 ° C, more preferably 120 to 140 ° C. The coating time is preferably 3 to 30 minutes, and more preferably 5 to 15 minutes.
本発明はまた、上記の二次電池用正極、または上記の製造方法により得られる二次電池用正極を用いて構成される、非水電解液二次電池である。本発明による正極の構成は、積層型電池にも双極型電池にも適用することができる。以下に、本発明の非水電解液二次電池に用いられる負極および本発明の非水電解液二次電池の構造について説明する。 The present invention is also a non-aqueous electrolyte secondary battery configured using the above-described positive electrode for a secondary battery or the positive electrode for a secondary battery obtained by the above-described manufacturing method. The configuration of the positive electrode according to the present invention can be applied to both a stacked battery and a bipolar battery. Below, the structure of the negative electrode used for the nonaqueous electrolyte secondary battery of this invention and the nonaqueous electrolyte secondary battery of this invention is demonstrated.
(負極の構成)
本発明の非水電解液二次電池に用いられる負極の構成は、従来公知の構成を採用することができる。
(Configuration of negative electrode)
A conventionally well-known structure can be employ | adopted for the structure of the negative electrode used for the nonaqueous electrolyte secondary battery of this invention.
負極側の集電体は導電性の材料から構成される。前記材料は特に限定されないが、例えば、アルミニウム箔、ニッケル箔、または銅箔などが具体例として挙げられる。集電体の厚さは1〜30μmであることが好ましい。ただし、この範囲を外れる厚さの集電体を用いてもよい。 The current collector on the negative electrode side is made of a conductive material. Although the said material is not specifically limited, For example, an aluminum foil, nickel foil, or copper foil etc. are mentioned as a specific example. The thickness of the current collector is preferably 1 to 30 μm. However, a current collector having a thickness outside this range may be used.
用いられる負極活物質は、特に限定されないが、例えば、黒鉛、難黒鉛化性炭素または非晶質炭素などの炭素材料、金属材料、ならびにリチウムアルミニウム合金、リチウムスズ合金およびリチウムケイ素合金などのリチウム合金などが具体例として挙げられる。これらの中でも、容量および出力特性に優れた電池を構成できる観点から、好ましくはカーボンである。場合によっては、2種以上の負極活物質が併用されてもよい。 The negative electrode active material used is not particularly limited. For example, carbon materials such as graphite, non-graphitizable carbon, or amorphous carbon, metal materials, and lithium alloys such as lithium aluminum alloy, lithium tin alloy, and lithium silicon alloy are used. A specific example is given. Among these, carbon is preferable from the viewpoint that a battery excellent in capacity and output characteristics can be configured. In some cases, two or more negative electrode active materials may be used in combination.
前記負極活物質の平均粒子径および前記負極活物質の含有量は特に限定されず、リチウムイオン二次電池などの二次電池についての公知の知見が適宜参照されうる。 The average particle diameter of the negative electrode active material and the content of the negative electrode active material are not particularly limited, and known knowledge about secondary batteries such as lithium ion secondary batteries can be referred to as appropriate.
また、必要であれば、導電剤、結着剤、支持塩(リチウム塩)、イオン伝導性ポリマーなどが含まれうる。また、イオン伝導性ポリマーが含まれる場合には、前記ポリマーを重合させるための重合開始剤が含まれてもよい。 Further, if necessary, a conductive agent, a binder, a supporting salt (lithium salt), an ion conductive polymer, and the like can be included. When an ion conductive polymer is included, a polymerization initiator for polymerizing the polymer may be included.
導電剤の例としては、例えば、アセチレンブラック等のカーボンブラック、グラファイトなどのカーボン粉末、または気相成長炭素繊維(VGCF;登録商標)などの種々の炭素繊維などが挙げられる。前記導電剤の含有量は、特に制限されず、リチウムイオン二次電池などの二次電池についての従来公知の知見が適宜参照されうる。 Examples of the conductive agent include carbon black such as acetylene black, carbon powder such as graphite, or various carbon fibers such as vapor grown carbon fiber (VGCF; registered trademark). The content of the conductive agent is not particularly limited, and conventionally known knowledge about secondary batteries such as lithium ion secondary batteries can be referred to as appropriate.
結着剤の例としては、以下に制限されることはないが、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリ酢酸ビニル、ポリイミドまたはユリア樹脂などの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂もしくはポリウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂、またはブチルゴムもしくはスチレン系ゴムなどのゴム系材料が挙げられる。 Examples of binders include, but are not limited to, thermoplastic resins such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl acetate, polyimide or urea resins, and thermosetting resins such as epoxy resins or polyurethane resins. Or rubber materials such as butyl rubber or styrene rubber.
支持塩(リチウム塩)、イオン伝導性ポリマー、および重合開始剤の具体的な例については、前記の正極の場合と同様であり、ここでは説明を省略する。これらの成分の配合比は、特に限定されず、リチウムイオン二次電池などの二次電池についての従来公知の知見が適宜参照されうる。 Specific examples of the supporting salt (lithium salt), the ion conductive polymer, and the polymerization initiator are the same as in the case of the positive electrode, and a description thereof is omitted here. The blending ratio of these components is not particularly limited, and conventionally known knowledge about secondary batteries such as lithium ion secondary batteries can be referred to as appropriate.
負極における電極層の厚さについても、従来公知の知見が適宜参照されうる。 Conventionally known knowledge can be appropriately referred to for the thickness of the electrode layer in the negative electrode.
(非水電解液二次電池)
本発明の正極を用いた電池は、積層型、双極型など従来公知の形態を有する非水電解液二次電池とすることができる。
(Non-aqueous electrolyte secondary battery)
The battery using the positive electrode of the present invention can be a non-aqueous electrolyte secondary battery having a conventionally known form such as a stacked type or a bipolar type.
図2は、本発明の正極を用いた非水電解液二次電池の一例として双極型電池を示す断面図である。以下、図2に示す双極型電池を詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はかような形態のみに制限されない。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing a bipolar battery as an example of a non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode of the present invention. Hereinafter, the bipolar battery shown in FIG. 2 will be described in detail, but the technical scope of the present invention is not limited to such a form.
図2に示す双極型電池10は、実際に充放電反応が進行する略矩形の電池要素21が、外装であるラミネートシート29の内部に封止された構造を有する。
The
図2に示すように、本実施形態の双極型電池10の電池要素21は、正極活物質層13と、負極活物質層15とが集電体11のそれぞれの面に形成された双極型電極を複数個有する。各双極型電極は、電解質層17を介して積層されて電池要素21を形成する。この際、一の双極型電極の正極活物質層13と前記一の双極型電極に隣接する他の双極型電極の負極活物質層15とが電解質層17を介して向き合うように、各双極型電極および電解質層17が積層されている。
As shown in FIG. 2, the
そして、隣接する正極活物質層13、電解質層17、および負極活物質層15は、一つの単電池層19を構成する。したがって、双極型電池10は、単電池層19が積層されてなる構成を有するともいえる。また、単電池層19の外周には、隣接する集電体11間を絶縁するための絶縁層31が設けられている。なお、電池要素21の最外層に位置する集電体(最外層集電体)(11a、11b)には、片面のみに、正極活物質層13(正極側最外層集電体11a)または負極活物質層15(負極側最外層集電体11b)のいずれか一方が形成されている。
The adjacent positive electrode
さらに、図2に示す双極型電池10では、正極側最外層集電体11aが延長されて正極タブ(端子)25とされ、外装であるラミネートシート29から導出している。一方、負極側最外層集電体11bが延長されて負極タブ(端子)27とされ、同様にラミネートシート29から導出している。
Further, in the
以下、本実施形態の双極型電池10を構成する部材について説明する。ただし、電極を構成する成分については上記で説明した通りであるため、ここでは説明を省略する。また、本発明の技術的範囲が下記の形態のみに制限されることはなく、従来公知の形態が同様に採用されうる。
Hereinafter, the member which comprises the
[電解質層]
電解質層17を構成する電解質は特に限定されないが、液体電解質またはポリマー電解質が用いられうる。
[Electrolyte layer]
The electrolyte constituting the
液体電解質は、可塑剤である有機溶媒に支持塩であるリチウム塩が溶解した形態を有する。可塑剤として用いられうる有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)等のカーボネート類が例示される。また、支持塩(リチウム塩)としては、LiBETI等の電極の活物質層に添加されうる化合物が同様に採用されうる。 The liquid electrolyte has a form in which a lithium salt as a supporting salt is dissolved in an organic solvent as a plasticizer. Examples of the organic solvent that can be used as the plasticizer include carbonates such as ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), dimethyl carbonate (DMC), and diethyl carbonate (DEC). Further, as the supporting salt (lithium salt), a compound that can be added to the active material layer of the electrode, such as LiBETI, can be similarly employed.
一方、ポリマー電解質は、電解液を含むゲルポリマー電解質(ゲル電解質)と、電解液を含まない真性ポリマー電解質に分類される。 On the other hand, the polymer electrolyte is classified into a gel polymer electrolyte containing an electrolytic solution (gel electrolyte) and an intrinsic polymer electrolyte containing no electrolytic solution.
ゲルポリマー電解質は、イオン伝導性ポリマーからなるマトリックスポリマー(ホストポリマー)に、上記の液体電解質が注入されてなる構成を有する。マトリックスポリマー(ホストポリマー)として用いられるイオン伝導性ポリマーとしては、特に限定されないが例えば、ポリエチレンオキシド(PEO)、ポリプロピレンオキシド(PPO)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ヘキサフルオロピレン(HFP)のポリマー、PAN、PMMAおよびこれらの共重合体等が挙げられる。かようなポリアルキレンオキシド系高分子には、リチウム塩などの電解質塩がよく溶解しうる。 The gel polymer electrolyte has a configuration in which the liquid electrolyte is injected into a matrix polymer (host polymer) made of an ion conductive polymer. The ion conductive polymer used as the matrix polymer (host polymer) is not particularly limited. For example, a polymer of polyethylene oxide (PEO), polypropylene oxide (PPO), polyvinylidene fluoride (PVDF), hexafluoropyrene (HFP), Examples thereof include PAN, PMMA, and copolymers thereof. In such polyalkylene oxide polymers, electrolyte salts such as lithium salts can be well dissolved.
なお、電解質層17が液体電解質やゲルポリマー電解質から構成される場合には、電解質層17にセパレータを用いてもよい。セパレータの具体的な形態としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンからなる微多孔膜が挙げられる。
In the case where the
真性ポリマー電解質は、上記のマトリックスポリマーに支持塩(リチウム塩)が溶解してなる構成を有し、可塑剤である有機溶媒を含まない。したがって、電解質層17が真性ポリマー電解質から構成される場合には電池からの液漏れの心配がなく、電池の信頼性が向上しうる。
The intrinsic polymer electrolyte has a structure in which a supporting salt (lithium salt) is dissolved in the matrix polymer, and does not include an organic solvent that is a plasticizer. Therefore, when the
ゲルポリマー電解質や真性ポリマー電解質のマトリックスポリマーは、架橋構造を形成することによって、優れた機械的強度を発現しうる。架橋構造を形成させるには、適当な重合開始剤を用いて、高分子電解質形成用の重合性ポリマー(例えば、PEOやPPO)に対して熱重合、紫外線重合、放射線重合、電子線重合等の重合処理を施せばよい。 The matrix polymer of gel polymer electrolyte or intrinsic polymer electrolyte can express excellent mechanical strength by forming a crosslinked structure. In order to form a crosslinked structure, thermal polymerization, ultraviolet polymerization, radiation polymerization, electron beam polymerization, etc. are performed on a polymerizable polymer (for example, PEO or PPO) for forming a polymer electrolyte using an appropriate polymerization initiator. A polymerization treatment may be performed.
本発明において、前記電解質層はゲルポリマー電解質からなることが好ましい。電解質としてゲルポリマー電解質を用いることで電解質の流動性がなくなり、双極型電池の製造を容易にし、またシール性能を向上することが可能となる。ゲルポリマー電解質のホストポリマーおよび可塑剤の例は上記の通りである。 In the present invention, the electrolyte layer is preferably made of a gel polymer electrolyte. By using a gel polymer electrolyte as the electrolyte, the fluidity of the electrolyte is lost, the bipolar battery can be easily manufactured, and the sealing performance can be improved. Examples of the gel polymer electrolyte host polymer and plasticizer are as described above.
また、前記電解質層は全固体電解質からなることがより好ましい。電解質として全固体電解質を用いることで電解質の流動性がなくなり、集電体への電解質の流出がなくなり、各層間のイオン伝導性を遮断することがより確実になりうる。 More preferably, the electrolyte layer is made of an all-solid electrolyte. By using an all-solid electrolyte as the electrolyte, the fluidity of the electrolyte is lost, the electrolyte does not flow out to the current collector, and the ion conductivity between the layers can be more reliably cut off.
[絶縁層]
双極型電池10においては、通常、各単電池層19の周囲に絶縁層31が設けられる。この絶縁層31は、電池内で隣り合う集電体11同士が接触したり、電池要素21における単電池層19の端部の僅かな不ぞろいなどによる短絡が起きたりするのを防止する目的で設けられる。かような絶縁層31の設置により、長期間の信頼性および安全性が確保され、高品質の双極型電池10が提供されうる。
[Insulation layer]
In the
絶縁層31としては、絶縁性、固体電解質の脱落に対するシール性や外部からの水分の透湿に対するシール性(密封性)、電池動作温度下での耐熱性などを有するものであればよく、例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリイミド樹脂、またはゴムなどが用いられうる。なかでも、耐蝕性、耐薬品性、作り易さ(製膜性)、経済性などの観点から、ウレタン樹脂またはエポキシ樹脂が好ましい。
The insulating
[タブ]
双極型電池10においては、電池外部に電流を取り出す目的で、最外層集電体(11a、11b)に電気的に接続されたタブ(正極タブ25および負極タブ27)が外装であるラミネートシート29の外部に取り出される。具体的には、正極用最外層集電体11aに電気的に接続された正極タブ25と、負極用最外層集電体11bに電気的に接続された負極タブ27とが、ラミネートシート29の外部に取り出される。
[tab]
In the
タブ(正極タブ25および負極タブ27)の材質は、特に制限されず、双極型電池用のタブとして従来用いられている公知の材質が用いられうる。例えば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、ステンレス鋼(SUS)、これらの合金等が例示される。なお、正極タブ25と負極タブ27とでは、同一の材質が用いられてもよいし、異なる材質が用いられてもよい。なお、本実施形態のように、最外層集電体(11a、11b)を延長することによりタブ(25、27)としてもよいし、別途準備したタブを最外層集電体に接続してもよい。
The material of the tabs (the
[外装ケース]
双極型電池10においては、使用時の外部からの衝撃や環境劣化を防止するために、電池要素21は、好ましくはラミネートシート29などの外装内に収容される。外装としては特に制限されず、従来公知の外装が用いられうる。上述の通り、本発明の二次電池用正極を用いることにより、高出力で耐久性に優れた二次電池を得ることができるが、特に、形状の自由度の高いアルミラミネートの外装体を用いた場合、耐久性を一層向上させることができる。この理由は、ラミネートセルは、金属製の円筒型セルや角型セルのような構造的な圧力によって電極と箔との接触を保持できる構造を有していないため、結着剤による電極との接着力がより重要となると考えられるためである。
[Exterior case]
In the
図2に示す双極型電池10によれば、本発明の電極が集電体11の両面に形成されてなる双極型電極が採用されている。このため、本実施形態の双極型電池は出力特性に優れる。
According to the
上述したような本発明の作用効果は、高出力条件下において用いられる二次電池において特に顕著に発現しうる。したがって、本発明の二次電池は、高出力条件下において用いられることが好ましい。具体的には、本発明の二次電池は、好ましくは20C以上、より好ましくは50C以上、さらに好ましくは100C以上の出力を必要とする条件下において好適に用いられる。 The effects of the present invention as described above can be particularly noticeable in a secondary battery used under high output conditions. Therefore, the secondary battery of the present invention is preferably used under high output conditions. Specifically, the secondary battery of the present invention is preferably used under conditions that require an output of preferably 20 C or higher, more preferably 50 C or higher, and even more preferably 100 C or higher.
<組電池>
本実施形態では、上記の非水電解液二次電池の複数個を、並列および/または直列に接続して、組電池を構成する。
<Battery assembly>
In the present embodiment, a plurality of the non-aqueous electrolyte secondary batteries are connected in parallel and / or in series to constitute an assembled battery.
図3は、本実施形態の組電池を示す斜視図である。 FIG. 3 is a perspective view showing the assembled battery of the present embodiment.
図3に示すように、組電池40は、上記の第3実施形態に記載の双極型電池が複数個接続されることにより構成される。各双極型電池10の正極タブ25および負極タブ27がバスバーを用いて接続されることにより、各双極型電池10が接続されている。組電池40の一の側面には、組電池40全体の電極として、電極ターミナル(42、43)が設けられている。
As shown in FIG. 3, the assembled
組電池40を構成する複数個の双極型電池10を接続する際の接続方法は特に制限されず、従来公知の手法が適宜採用されうる。例えば、超音波溶接、スポット溶接などの溶接を用いる手法や、リベット、カシメなどを用いて固定する手法が採用されうる。かような接続方法によれば、組電池40の長期信頼性が向上しうる。
A connection method in particular when connecting the some
本実施形態の組電池40によれば、組電池40を構成する個々の双極型電池10が出力特性に優れることから、出力特性に優れる組電池が提供されうる。
According to the assembled
なお、組電池40を構成する双極型電池10の接続は、複数個全て並列に接続してもよく、また、複数個全て直列に接続してもよく、さらに、直列接続と並列接続とを組み合わせてもよい。これにより、容量および電圧を自由に調節することが可能となる。
The
<車両>
本実施形態では、上記の双極型電池10、または組電池40をモータ駆動用電源として搭載して、車両を構成する。双極型電池10または組電池40をモータ用電源として用いる車両としては、例えば、ガソリンを用いない完全電気自動車、シリーズハイブリッド自動車やパラレルハイブリッド自動車などのハイブリッド自動車、もしくは燃料電池自動車などの車輪をモータによって駆動する自動車、または他の車両(例えば電車)が挙げられる。これにより、従来に比して高寿命で信頼性の高い車両を製造することが可能となる。
<Vehicle>
In the present embodiment, the
参考までに、図4に、組電池40を搭載する自動車50の概略図を示す。自動車50に搭載される組電池40は、上記で説明したような特性を有する。このため、組電池40を搭載する自動車50は出力特性に優れるとともに、高寿命で信頼性の高い車両となる。
For reference, FIG. 4 shows a schematic diagram of an
以上のように、本発明の幾つかの好適な実施形態について示したが、本発明は、以上の実施形態に限られるものではなく、当業者によって種々の変更、省略、および追加が可能である。例えば、上記では双極型のリチウムイオン二次電池(双極型電池)を例に挙げて説明したが、本発明の電池の技術的範囲が双極型電池のみに制限されることはなく、例えば、双極型でない二次電池であってもよい。参考までに、図5に積層型の非水電解液二次電池60の概要を示す断面図を示す。
As described above, some preferred embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications, omissions, and additions can be made by those skilled in the art. . For example, in the above description, a bipolar lithium ion secondary battery (bipolar battery) has been described as an example. However, the technical scope of the battery of the present invention is not limited to a bipolar battery. A non-type secondary battery may be used. For reference, FIG. 5 is a cross-sectional view showing an outline of a multilayer nonaqueous electrolyte
以下、本発明を、実施例を用いてさらに詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれら実施例に限定されるものではない。なお、活物質の平均粒子径および活物質のタップ密度は、下記表1に記載の方法でそれぞれ測定した。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail using an Example, the technical scope of this invention is not limited to these Examples. The average particle diameter of the active material and the tap density of the active material were measured by the methods described in Table 1 below.
[実施例1]
<正極の作製>
正極活物質として、平均粒子径D50が1.4μmのマンガン酸リチウムを用いた。また、導電剤としてアセチレンブラックを、結着剤として重量平均分子量が50万のポリフッ化ビニリデンのカルボン酸変性品をそれぞれ用いた。結着剤は、導電剤100質量部に対して60質量部となる量を供試した。これらを混合し、次いでスラリー粘度調整溶媒であるNMPに分散して、正極活物質スラリーを調整した。
[Example 1]
<Preparation of positive electrode>
As a cathode active material, the average particle diameter D 50 using lithium manganate 1.4 [mu] m. Further, acetylene black was used as a conductive agent, and a carboxylic acid-modified product of polyvinylidene fluoride having a weight average molecular weight of 500,000 was used as a binder. The binder was used in an amount of 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive agent. These were mixed and then dispersed in NMP which is a slurry viscosity adjusting solvent to prepare a positive electrode active material slurry.
集電体として、厚さ20μmのアルミニウム箔を用意し、集電体の一方の面に上記で作製したスラリーを塗布し、乾燥後プレスすることで正極を作製した。 As the current collector, an aluminum foil having a thickness of 20 μm was prepared, the slurry prepared above was applied to one surface of the current collector, dried and pressed to produce a positive electrode.
<負極の作製>
負極活物質として難黒鉛化性炭素、導電剤としてアセチレンブラック、および結着剤としてPVDFを混合し、次いでスラリー粘度調整溶媒であるNMPに分散して、負極活物質スラリーを調整した。結着剤は、導電剤100質量部に対して200質量部となり、かつ活物質100質量部に対して12質量部となる量を供試した。
<Production of negative electrode>
Non-graphitizable carbon as a negative electrode active material, acetylene black as a conductive agent, and PVDF as a binder were mixed, and then dispersed in NMP as a slurry viscosity adjusting solvent to prepare a negative electrode active material slurry. The amount of the binder was 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive agent and 12 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the active material.
さらに、負極側の集電体として厚さ10μmの銅箔を用意し、集電体の一方の面に上記のスラリーを塗布、乾燥後プレスすることで負極を作製した。 Furthermore, a copper foil having a thickness of 10 μm was prepared as a current collector on the negative electrode side, and the above slurry was applied to one surface of the current collector, dried and pressed to prepare a negative electrode.
<評価用セルの作製>
上記の通り作製した正極および負極を縦10cm、横10cmの大きさに切り出し、厚さ20μmのポリエチレン製セパレータを介して対向させるように積層して評価用電池要素を作製した。なお、各電極にはニッケル製タブリードおよびアルミニウム製タブリードを超音波溶接にて接続させた。次いで、前記の評価用電池要素を1対のラミネート外装の内部に設置し、電解液を1ml注入後真空封止して評価用セルを作製した。なお、電解液は、1MLiPF6をPC:EC=1:1(体積比)の溶媒に溶解させたものを使用した。
<Production of evaluation cell>
The positive electrode and the negative electrode prepared as described above were cut into a size of 10 cm in length and 10 cm in width, and laminated so as to face each other through a polyethylene separator having a thickness of 20 μm, thereby preparing an evaluation battery element. Each electrode was connected with a nickel tab lead and an aluminum tab lead by ultrasonic welding. Next, the battery element for evaluation was placed inside a pair of laminate sheaths, and 1 ml of electrolyte solution was injected and vacuum sealed to prepare an evaluation cell. Incidentally, the electrolyte, the 1MLiPF 6 PC: EC = 1: 1 were used as dissolved in a solvent (volume ratio).
[実施例2]
正極活物質として平均粒子径D50が3.3μmのマンガン酸リチウムを用いたこと以外は、実施例1と同様にして評価用セルを作製した。
[Example 2]
Except that the average particle size D 50 as the positive electrode active material a lithium manganate 3.3μm was prepared cell for evaluation in the same manner as in Example 1.
[実施例3]
重量平均分子量が50万のポリフッ化ビニリデンのカルボン酸変性品を、アセチレンブラック100質量部に対して40質量部となる量で供試したこと以外は、実施例1と同様にして評価用セルを作製した。
[Example 3]
An evaluation cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that a carboxylic acid-modified product of polyvinylidene fluoride having a weight average molecular weight of 500,000 was used in an amount of 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of acetylene black. Produced.
[実施例4]
正極の結着剤として、重量平均分子量が35万のポリフッ化ビニリデンのカルボン酸変性品を用いたこと以外は、実施例1と同様にして評価用セルを作製した。
[Example 4]
An evaluation cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that a carboxylic acid-modified product of polyvinylidene fluoride having a weight average molecular weight of 350,000 was used as the positive electrode binder.
[比較例1]
正極活物質として、平均粒子径D50が1.4μmのマンガン酸リチウムを用いた。また、導電剤としてアセチレンブラックを、結着剤として重量平均分子量35万のポリフッ化ビニリデンの未変性品をそれぞれ用いた。結着剤は、導電剤100質量部に対して100質量部となり、かつ活物質100質量部に対して13質量部となる量を供試した。これらを混合し、次いでスラリー粘度調整溶媒であるNMPに分散して、正極活物質スラリーを調整した。
[Comparative Example 1]
As a cathode active material, the average particle diameter D 50 using lithium manganate 1.4 [mu] m. In addition, acetylene black was used as the conductive agent, and an unmodified polyvinylidene fluoride product having a weight average molecular weight of 350,000 was used as the binder. The binder was used in an amount of 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive agent and 13 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the active material. These were mixed and then dispersed in NMP which is a slurry viscosity adjusting solvent to prepare a positive electrode active material slurry.
一方、集電体として、厚さ20μmのアルミニウム箔を準備し、集電体の一方の面に上記のスラリーを塗布し、乾燥後プレスすることで正極を作製した。 On the other hand, an aluminum foil having a thickness of 20 μm was prepared as a current collector, the slurry was applied to one surface of the current collector, dried and pressed to produce a positive electrode.
上記のように正極を作製したこと以外は、実施例1と同様にして評価用セルを作製した。 An evaluation cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the positive electrode was produced as described above.
[比較例2]
重量平均分子量35万のポリフッ化ビニリデンの未変性品を、アセチレンブラック100質量部に対して60質量部となる量で供試したこと以外は、比較例1と同様にして評価用セルを作製した。
[Comparative Example 2]
An evaluation cell was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that an unmodified polyvinylidene fluoride having a weight average molecular weight of 350,000 was used in an amount of 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of acetylene black. .
[比較例3]
正極活物質として平均粒子径D50が1.3μmのマンガン酸リチウムを用いたこと以外は、比較例1と同様にして評価用セルを作製した。
[Comparative Example 3]
Except that the average particle size D 50 as the positive electrode active material using lithium manganate 1.3μm was prepared cell for evaluation in the same manner as in Comparative Example 1.
[比較例4]
正極活物質として平均粒子径D50が8.8μmのマンガン酸リチウムを用いたこと以外は、比較例2と同様にして評価用セルを作製した。
[Comparative Example 4]
The average particle size D 50 as the positive electrode active material except for using lithium manganate of 8.8 .mu.m, to prepare a cell for evaluation in the same manner as in Comparative Example 2.
<評価>
(剥離強度の測定)
実施例1〜4および比較例1〜4で作製した正極の集電体と電極層との間の剥離強度は、下記表2に示す条件で測定した。
<Evaluation>
(Measurement of peel strength)
The peel strength between the positive electrode current collectors and electrode layers prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 was measured under the conditions shown in Table 2 below.
(IV抵抗の測定)
実施例1〜4および比較例1〜4で作製した評価用セルを用い、初回充放電後SOC50%の状態から測定を開始した。測定条件は測定温度25℃、電流値1.23C、放電時間10秒であった(評価装置:北斗電工株式会社製、HJ−1001SM8)。
(Measurement of IV resistance)
Using the evaluation cells prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4, the measurement was started from the state of
(抵抗上昇率)
実施例1〜4および比較例1〜4で作製した評価用セルについて、45℃で30日間保存した後のIV抵抗値の変化率を各々測定した。
(Rate increase rate)
About the evaluation cell produced in Examples 1-4 and Comparative Examples 1-4, the change rate of IV resistance value after preserve | saving for 30 days at 45 degreeC was measured, respectively.
実施例1〜4および比較例1〜4で得られた評価用セルを用いて物性評価を行った結果を、表3に示す。 Table 3 shows the results of physical property evaluation using the evaluation cells obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4.
(比表面積測定)
・測定方法:窒素吸着BET一点法
・測定装置:株式会社堀場製作所製、連続流動式表面積計SA9601を使用した。
(Specific surface area measurement)
Measurement method: Nitrogen adsorption BET single-point method Measurement apparatus: HORIBA, Ltd., continuous flow surface area meter SA9601 was used.
表3において、「剥離箇所」とは、剥離が集電体の膜内(以下、「膜内」とも称する)で起こったか、集電体と電極層との界面(以下、「界面」とも称する)で起こったかを示している。剥離が「界面」ではなく「膜内」で起こる場合、「界面」での結着性が強いことを意味し、このような場合には、長期間に渡って電極における抵抗の増加を抑制し、高い入出力特性の発現が要求される用途に求められる耐久性を満足することができる。 In Table 3, “peeling part” refers to whether peeling occurred in the current collector film (hereinafter also referred to as “inside the film”) or the interface between the current collector and the electrode layer (hereinafter also referred to as “interface”). ). If delamination occurs "in the film" instead of "interface", it means that the binding at the "interface" is strong. In such a case, an increase in resistance at the electrode is suppressed over a long period of time. Therefore, the durability required for applications requiring high input / output characteristics can be satisfied.
また、IV抵抗および抵抗上昇率の結果は、比較例1の結果を基準値とした比率で表した。IV抵抗が低いということは、電極内の電気抵抗の低減につながる。 Moreover, the result of IV resistance and a resistance increase rate was represented by the ratio which used the result of the comparative example 1 as the reference value. A low IV resistance leads to a reduction in electrical resistance in the electrode.
表3より、正極活物質のタップ密度が2.0g/cm3以下であり、正極活物質の量が導電剤100質量部に対して90質量部以下であり、集電体と電極層との間の剥離強度が0.1N/mm以上である実施例1〜4の正極を用いた場合、剥離箇所は常に膜内であるとともに、IV抵抗および抵抗上昇率がより低い値となることが分かった。すなわち、正極活物質のタップ密度が2.0g/cm3以下であり、正極活物質の量が導電剤100質量部に対して90質量部以下であり、かつ集電体と電極層との間の剥離強度が0.1N/mm以上である本発明の二次電池用正極は、集電体と電極層との結着性が高いため電極内の電気抵抗を低減させることが分かった。また、本発明の正極を用いると、優れた入出力特性および優れた耐久性を有する二次電池が得られることが分かった。これに対し、正極活物質のタップ密度、正極活物質の量、または集電体と電極層との間の剥離強度が本発明の範囲外である比較例1〜4の正極を用いた場合、電気抵抗(IV抵抗)が実施例と比べて高くなることが分かった。また、比較例1〜3の正極を用いた場合、実施例の正極を用いた場合と比べて、抵抗上昇率が高くなることが分かった。 From Table 3, the tap density of the positive electrode active material is 2.0 g / cm 3 or less, the amount of the positive electrode active material is 90 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive agent, and the current collector and electrode layer When the positive electrodes of Examples 1 to 4 having a peel strength between them of 0.1 N / mm or more were used, it was found that the peeled portion was always in the film, and the IV resistance and the rate of increase in resistance were lower values. It was. That is, the tap density of the positive electrode active material is 2.0 g / cm 3 or less, the amount of the positive electrode active material is 90 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive agent, and between the current collector and the electrode layer It was found that the positive electrode for a secondary battery of the present invention having a peel strength of 0.1 N / mm or more has a high binding property between the current collector and the electrode layer, thereby reducing the electrical resistance in the electrode. Further, it was found that when the positive electrode of the present invention is used, a secondary battery having excellent input / output characteristics and excellent durability can be obtained. On the other hand, when the positive electrode of Comparative Examples 1 to 4 in which the tap density of the positive electrode active material, the amount of the positive electrode active material, or the peel strength between the current collector and the electrode layer is outside the scope of the present invention, It was found that the electrical resistance (IV resistance) was higher than that of the example. Moreover, when the positive electrode of Comparative Examples 1-3 was used, it turned out that resistance increase rate becomes high compared with the case where the positive electrode of an Example is used.
以上のように、本発明の二次電池用正極によれば、集電体と電極層との結着性を高めて、電極内の電気抵抗を低減させることができる。加えて、より小さな平均粒子径の正極活物質および従来と比べてより少ない量の結着剤を用いた本発明の二次電池用正極を用いることにより、従来よりも高い結着性と容量密度とを兼ね備えた二次電池を得ることができる。 As described above, according to the positive electrode for secondary battery of the present invention, the binding property between the current collector and the electrode layer can be increased, and the electrical resistance in the electrode can be reduced. In addition, by using the positive electrode for a secondary battery of the present invention using a positive electrode active material having a smaller average particle diameter and a smaller amount of the binder than the conventional one, binding properties and capacity density higher than the conventional ones can be obtained. Can be obtained.
1 集電体、
2 電極層、
3 正極活物質、
4 導電剤、
5 結着剤、
10 双極型電池、
11 集電体、
11a 正極側最外層集電体、
11b 負極側最外層集電体、
13 正極活物質層、
15 負極活物質層、
17 電解質層、
19 単電池層、
21 電池要素、
25 正極タブ(端子)、
27 負極タブ(端子)、
29 ラミネートシート、
31 絶縁層、
33 正極集電体、
35 負極集電体、
40 組電池、
42、43 電極ターミナル、
50 自動車、
60 積層型電池。
1 current collector,
2 electrode layers,
3 positive electrode active material,
4 Conductive agent,
5 binders,
10 Bipolar battery,
11 Current collector,
11a Positive electrode side outermost layer current collector,
11b The negative electrode side outermost layer current collector,
13 positive electrode active material layer,
15 negative electrode active material layer,
17 electrolyte layer,
19 cell layer,
21 battery elements,
25 Positive electrode tab (terminal),
27 Negative electrode tab (terminal),
29 Laminate sheet,
31 insulating layer,
33 positive electrode current collector,
35 negative electrode current collector,
40 battery packs,
42, 43 electrode terminals,
50 cars,
60 Stacked battery.
Claims (8)
正極活物質、導電剤、および結着剤を含む電極層と、
からなる二次電池用正極であって、
前記正極活物質のタップ密度が2.0g/cm3以下であり、前記正極活物質の平均粒子径が1.4〜3.3μmであり、前記結着剤の量が前記導電剤100質量部に対して90質量部以下であり、前記集電体と前記電極層との間の剥離強度が0.1N/mm以上である、二次電池用正極。 A current collector,
An electrode layer containing a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder;
A positive electrode for a secondary battery comprising:
The positive electrode active material has a tap density of 2.0 g / cm 3 or less, the positive electrode active material has an average particle size of 1.4 to 3.3 μm, and the amount of the binder is 100 parts by mass of the conductive agent. And a peel strength between the current collector and the electrode layer is 0.1 N / mm or more.
前記正極が、請求項1〜7のいずれか1項に記載の二次電池用正極である、非水電解液二次電池。 A non-aqueous electrolyte secondary battery including at least one single cell layer in which a positive electrode, an electrolyte layer, and a negative electrode are laminated in this order,
A non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the positive electrode is the positive electrode for a secondary battery according to any one of claims 1 to 7 .
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| JP4834975B2 (en) * | 2004-09-30 | 2011-12-14 | 大日本印刷株式会社 | Coating composition for active material layer, electrode plate for non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery |
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| JP5233088B2 (en) * | 2005-09-15 | 2013-07-10 | 日産自動車株式会社 | Battery electrode |
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