JP2001155739A - 二次電池用正極および二次電池 - Google Patents
二次電池用正極および二次電池Info
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 集電体と活物質との密着性に優れ、導電剤や
結着剤の使用量を減少させることができる二次電池用正
極と、サイクル寿命、放電電気容量、電気出力などの性
能が向上した二次電池を提供する。 【解決手段】 アルミニウムを主成分とする金属繊維が
溶融紡糸されて三次元の網目構造を有するように形成さ
れたアルミニウム不織布を集電体とする。
結着剤の使用量を減少させることができる二次電池用正
極と、サイクル寿命、放電電気容量、電気出力などの性
能が向上した二次電池を提供する。 【解決手段】 アルミニウムを主成分とする金属繊維が
溶融紡糸されて三次元の網目構造を有するように形成さ
れたアルミニウム不織布を集電体とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、リチウム二次電
池やリチウムイオン二次電池などに好適に使用できる二
次電池用正極と、これを用いた二次電池に関するもので
ある。
池やリチウムイオン二次電池などに好適に使用できる二
次電池用正極と、これを用いた二次電池に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、リチウム二次電池やリチウムイオ
ン二次電池などの二次電池の正極として、ステンレスス
チール薄板、アルミニウム薄板などの金属板を集電体と
し、集電体に活物質がコーティングされたものが用いら
れていた。活物質としては、ＭｎＯ２、ＣｏＯ２、Ｔｉ
Ｏ２などの金属酸化物やＴｉＳ２、ＭｏＳ３などの金属
カルコゲン化物などが一般に用いられ、これらの活物質
を黒鉛、カーボンなどの導電剤とともに結着剤で混錬
し、集電体にコーティングすることにより正極を得るこ
とができる。
ン二次電池などの二次電池の正極として、ステンレスス
チール薄板、アルミニウム薄板などの金属板を集電体と
し、集電体に活物質がコーティングされたものが用いら
れていた。活物質としては、ＭｎＯ２、ＣｏＯ２、Ｔｉ
Ｏ２などの金属酸化物やＴｉＳ２、ＭｏＳ３などの金属
カルコゲン化物などが一般に用いられ、これらの活物質
を黒鉛、カーボンなどの導電剤とともに結着剤で混錬
し、集電体にコーティングすることにより正極を得るこ
とができる。
【０００３】リチウム二次電池は、このような構成の正
極をリチウムを主体とした負極にセパレーターを介して
積層し、あるいはこの積層物をさらに巻き、正負両極間
に電解液を介在させることによって得ることができる。
また、リチウムイオン二次電池は、正極上にＬｉＣｏＯ
２やＬｉＭｎＯ２などのリチウム系複合金属酸化物を担
持させ、銅シート上に炭素を担持させたものを負極と
し、これら正負極間に電解液とセパレーターを介在させ
ることによって得ることができる。
極をリチウムを主体とした負極にセパレーターを介して
積層し、あるいはこの積層物をさらに巻き、正負両極間
に電解液を介在させることによって得ることができる。
また、リチウムイオン二次電池は、正極上にＬｉＣｏＯ
２やＬｉＭｎＯ２などのリチウム系複合金属酸化物を担
持させ、銅シート上に炭素を担持させたものを負極と
し、これら正負極間に電解液とセパレーターを介在させ
ることによって得ることができる。
【０００４】このような構成のリチウム二次電池やリチ
ウムイオン二次電池はすでに実用化されており、さら
に、サイクル寿命、放電電気容量、電気出力などの性能
を向上させることが検討されている。
ウムイオン二次電池はすでに実用化されており、さら
に、サイクル寿命、放電電気容量、電気出力などの性能
を向上させることが検討されている。
【０００５】そこで、上記の正極に代えて、集電体とし
て、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルなど
からなる不織布に、スパッタリング、真空蒸着、イオン
プレーティング、溶射などによりアルミニウム薄膜を形
成した正極を用いることが提案されている。
て、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルなど
からなる不織布に、スパッタリング、真空蒸着、イオン
プレーティング、溶射などによりアルミニウム薄膜を形
成した正極を用いることが提案されている。
【０００６】また、上記の正極に代えて、集電体とし
て、アルミニウム薄膜で被覆された不織布を大気中また
は還元雰囲気下にて焼成し、有機成分を分解除去した正
極を用いることが提案されている。
て、アルミニウム薄膜で被覆された不織布を大気中また
は還元雰囲気下にて焼成し、有機成分を分解除去した正
極を用いることが提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、金属板からな
る集電体上に活物質を担持させた正極は、集電体と活物
質との密着性が必ずしも良好ではないため、このような
構成の正極を用いた二次電池では、活物質の劣化が不均
一となってリサイクル特性が低下するという問題があっ
た。また、集電体と活物質との密着性や通電性を向上さ
せるために結着剤と導電剤を増量すると、二次電池の放
電電気容量と電気出力が低下するという問題があった。
る集電体上に活物質を担持させた正極は、集電体と活物
質との密着性が必ずしも良好ではないため、このような
構成の正極を用いた二次電池では、活物質の劣化が不均
一となってリサイクル特性が低下するという問題があっ
た。また、集電体と活物質との密着性や通電性を向上さ
せるために結着剤と導電剤を増量すると、二次電池の放
電電気容量と電気出力が低下するという問題があった。
【０００８】また、不織布にアルミニウム薄膜を被覆し
た集電体上に活物質を担持させた正極は、集電体と活物
質との密着性は良好であるが、集電体において不織布の
繊維の占める割合が大きいため集電体の性能が金属板の
場合と比較して劣り、金属板並みの導電性を得るのが困
難であるという問題があった。
た集電体上に活物質を担持させた正極は、集電体と活物
質との密着性は良好であるが、集電体において不織布の
繊維の占める割合が大きいため集電体の性能が金属板の
場合と比較して劣り、金属板並みの導電性を得るのが困
難であるという問題があった。
【０００９】また、アルミニウム薄膜で被覆された不織
布の有機成分を分解除去した集電体上に活物質を担持さ
せた正極は、集電体として必要な強度、つまり活物質な
どをコーティングする際に必要な引っ張り強度を有さな
いという問題があった。
布の有機成分を分解除去した集電体上に活物質を担持さ
せた正極は、集電体として必要な強度、つまり活物質な
どをコーティングする際に必要な引っ張り強度を有さな
いという問題があった。
【００１０】したがって、この発明は、集電体と活物質
との密着性に優れ、導電剤や結着剤の使用量を減少させ
ることができる二次電池用正極と、サイクル寿命、放電
電気容量、電気出力などの性能が向上した二次電池を提
供することを目的とする。
との密着性に優れ、導電剤や結着剤の使用量を減少させ
ることができる二次電池用正極と、サイクル寿命、放電
電気容量、電気出力などの性能が向上した二次電池を提
供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明の成形同時絵付
シートは、以上の目的を達成するために、つぎのように
構成した。
シートは、以上の目的を達成するために、つぎのように
構成した。
【００１２】つまり、この発明の二次電池用正極は、ア
ルミニウムを主成分とする金属繊維が溶融紡糸されて三
次元の網目構造を有するように形成されたアルミニウム
不織布を集電体とするように構成した。
ルミニウムを主成分とする金属繊維が溶融紡糸されて三
次元の網目構造を有するように形成されたアルミニウム
不織布を集電体とするように構成した。
【００１３】また、上記の発明において、アルミニウム
不織布の金属繊維が、アルミニウムあるいはアルミニウ
ム−カーボン、アルミニウム−銀、アルミニウム−マグ
ネシウム、アルミニウム−コバルト、アルミニウム−チ
タン、アルミニウム−モリブデン、アルミニウム−銅の
いずれかからなるように構成してもよい。
不織布の金属繊維が、アルミニウムあるいはアルミニウ
ム−カーボン、アルミニウム−銀、アルミニウム−マグ
ネシウム、アルミニウム−コバルト、アルミニウム−チ
タン、アルミニウム−モリブデン、アルミニウム−銅の
いずれかからなるように構成してもよい。
【００１４】また、上記の発明において、アルミニウム
不織布が、熱圧着あるいは超音波振動により金属繊維の
結着がされて製造されたものであるように構成してもよ
い。
不織布が、熱圧着あるいは超音波振動により金属繊維の
結着がされて製造されたものであるように構成してもよ
い。
【００１５】また、上記の発明において、アルミニウム
不織布が、金属繊維の結着剤としてポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリエステルの単独あるいは混合物を用い
て製造されたものであるように構成してもよい。
不織布が、金属繊維の結着剤としてポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリエステルの単独あるいは混合物を用い
て製造されたものであるように構成してもよい。
【００１６】また、上記の発明において、アルミニウム
不織布が、金属繊維の結着剤として酸化ケイ素、酸化ア
ルミニウム、酸化ジルコニウムの単独あるいは混合物を
用いて製造されたものであるように構成してもよい。
不織布が、金属繊維の結着剤として酸化ケイ素、酸化ア
ルミニウム、酸化ジルコニウムの単独あるいは混合物を
用いて製造されたものであるように構成してもよい。
【００１７】また、上記の発明において、アルミニウム
不織布が、還元雰囲気下で溶融紡糸されたものであるよ
うに構成してもよい。
不織布が、還元雰囲気下で溶融紡糸されたものであるよ
うに構成してもよい。
【００１８】また、上記の発明において、アルミニウム
不織布の金属繊維の平均直径が１０〜１００μｍである
ように構成してもよい。
不織布の金属繊維の平均直径が１０〜１００μｍである
ように構成してもよい。
【００１９】また、上記の発明において、アルミニウム
不織布の平均孔径が１〜２００μｍであるように構成し
てもよい。
不織布の平均孔径が１〜２００μｍであるように構成し
てもよい。
【００２０】また、上記の発明において、アルミニウム
不織布の厚さが１０〜２００μｍであるように構成して
もよい。
不織布の厚さが１０〜２００μｍであるように構成して
もよい。
【００２１】また、上記の発明において、アルミニウム
不織布の平均開口率が３０〜９５％であるように構成し
てもよい。
不織布の平均開口率が３０〜９５％であるように構成し
てもよい。
【００２２】また、この発明の二次電池は、上記の二次
電池用正極を用いるように構成した。
電池用正極を用いるように構成した。
【００２３】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態について詳
しく説明する。
しく説明する。
【００２４】この発明の二次電池用正極は、アルミニウ
ムを主成分とする金属繊維が溶融紡糸されて三次元の網
目構造を有するように形成されたアルミニウム不織布を
集電体としたものである。
ムを主成分とする金属繊維が溶融紡糸されて三次元の網
目構造を有するように形成されたアルミニウム不織布を
集電体としたものである。
【００２５】この発明でいうアルミニウム不織布とは、
アルミニウムを主成分とする金属繊維が溶融紡糸されて
三次元の網目構造を有するように形成されたものをい
う。
アルミニウムを主成分とする金属繊維が溶融紡糸されて
三次元の網目構造を有するように形成されたものをい
う。
【００２６】金属繊維としては、アルミニウムを主成分
とするものを用いる。主成分がアルミニウムであればそ
の導電性を損なわない程度に他の物質を添加してもよ
い。具体的には、アルミニウム−カーボン、アルミニウ
ム−銀、アルミニウム−マグネシウム、アルミニウム−
コバルト、アルミニウム−チタン、アルミニウム−モリ
ブデン、アルミニウム−銅などが挙げられる。通常アル
ミニウムの融点は６６０℃前後であるが、他の物質を添
加することによって融点の低下が期待でき、アルミニウ
ム不織布の製造工程上有利である。また、二次電池のサ
イクル特性の向上や充放電特性の向上が期待できる。
とするものを用いる。主成分がアルミニウムであればそ
の導電性を損なわない程度に他の物質を添加してもよ
い。具体的には、アルミニウム−カーボン、アルミニウ
ム−銀、アルミニウム−マグネシウム、アルミニウム−
コバルト、アルミニウム−チタン、アルミニウム−モリ
ブデン、アルミニウム−銅などが挙げられる。通常アル
ミニウムの融点は６６０℃前後であるが、他の物質を添
加することによって融点の低下が期待でき、アルミニウ
ム不織布の製造工程上有利である。また、二次電池のサ
イクル特性の向上や充放電特性の向上が期待できる。
【００２７】アルミニウム不織布における金属繊維の結
着は、結着剤を用いずに、接触する部分を熱圧着あるい
は超音波などの振動により接着することにより行うこと
ができる。また、別の方法としては、有機の結着剤とし
てポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルの単独
あるいは混合物を用いて金属繊維を圧着して接着するこ
とができる。また、無機の結着剤として酸化ケイ素、酸
化アルミニウム、酸化ジルコニウムの単独あるいは混合
物を用いて金属繊維を圧着して接着することができる。
このように金属繊維の結着を行うことにより、金属繊維
の脱落を防止し、正極を折り曲げた際のけば立ちを防止
できる。
着は、結着剤を用いずに、接触する部分を熱圧着あるい
は超音波などの振動により接着することにより行うこと
ができる。また、別の方法としては、有機の結着剤とし
てポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルの単独
あるいは混合物を用いて金属繊維を圧着して接着するこ
とができる。また、無機の結着剤として酸化ケイ素、酸
化アルミニウム、酸化ジルコニウムの単独あるいは混合
物を用いて金属繊維を圧着して接着することができる。
このように金属繊維の結着を行うことにより、金属繊維
の脱落を防止し、正極を折り曲げた際のけば立ちを防止
できる。
【００２８】また、アルミニウム不織布の製造工程にお
いて、少なくとも吐出ノズルから溶融金属を吐出する工
程からプレス工程に至るまでの間、窒素ガスなどの還元
雰囲気下であることが望ましい。還元雰囲気下とするこ
とによってアルミニウム不織布の酸化を防止することが
でき、金属繊維表面に酸化皮膜が形成されてその導電性
が妨げられ二次電池の内部抵抗として働くという問題が
生じないようにすることができる。
いて、少なくとも吐出ノズルから溶融金属を吐出する工
程からプレス工程に至るまでの間、窒素ガスなどの還元
雰囲気下であることが望ましい。還元雰囲気下とするこ
とによってアルミニウム不織布の酸化を防止することが
でき、金属繊維表面に酸化皮膜が形成されてその導電性
が妨げられ二次電池の内部抵抗として働くという問題が
生じないようにすることができる。
【００２９】また、アルミニウム不織布の金属繊維の平
均直径は、１０〜１００μｍであるのが好ましい。金属
繊維の平均直径が１０μｍに満たないと、活物質をコー
ティングする際の引っ張り強度が不足し、断裂するおそ
れがある。また、金属繊維の平均直径が１００μｍを越
えると、正極の厚みが大きくなり、二次電池の厚みを薄
くするのに不適当なものとなる。
均直径は、１０〜１００μｍであるのが好ましい。金属
繊維の平均直径が１０μｍに満たないと、活物質をコー
ティングする際の引っ張り強度が不足し、断裂するおそ
れがある。また、金属繊維の平均直径が１００μｍを越
えると、正極の厚みが大きくなり、二次電池の厚みを薄
くするのに不適当なものとなる。
【００３０】また、アルミニウム不織布の平均孔径は、
１〜２００μｍであるのが好ましい。平均孔径が１μｍ
に満たないと、活物質が十分にコーティングされず、所
望の二次電池特性が得られない。一方、平均孔径が２０
０μｍを越えると、活物質の脱落などの問題が発生する
ため好ましくない。
１〜２００μｍであるのが好ましい。平均孔径が１μｍ
に満たないと、活物質が十分にコーティングされず、所
望の二次電池特性が得られない。一方、平均孔径が２０
０μｍを越えると、活物質の脱落などの問題が発生する
ため好ましくない。
【００３１】また、アルミニウム不織布の厚さは、１０
〜２００μｍであるのが好ましい。厚さが１０μｍに満
たないと、活物質などをコーティングする際の引っ張り
強度が不十分となる。また、厚さが２００μｍを越える
と、活物質をコーティングする際、コーティング装置に
おけるアルミニウム不織布の良好な走行が期待できな
い。さらに、二次電池の厚みを薄くするのに不適当なも
のとなる。
〜２００μｍであるのが好ましい。厚さが１０μｍに満
たないと、活物質などをコーティングする際の引っ張り
強度が不十分となる。また、厚さが２００μｍを越える
と、活物質をコーティングする際、コーティング装置に
おけるアルミニウム不織布の良好な走行が期待できな
い。さらに、二次電池の厚みを薄くするのに不適当なも
のとなる。
【００３２】また、アルミニウム不織布の平均開口率
は、３０〜９５％の範囲にあるのが好ましい。平均開口
率が３０％に満たないと、活物質と集電体との接触面積
が不足し所望の特性が得られない。また、平均開口率が
９５％を越えると、アルミニウム不織布の強度が不足
し、活物質のコーティングの際に亀裂やけば立ちが発生
し、後工程において短絡の原因となる危険性がある。
は、３０〜９５％の範囲にあるのが好ましい。平均開口
率が３０％に満たないと、活物質と集電体との接触面積
が不足し所望の特性が得られない。また、平均開口率が
９５％を越えると、アルミニウム不織布の強度が不足
し、活物質のコーティングの際に亀裂やけば立ちが発生
し、後工程において短絡の原因となる危険性がある。
【００３３】このような構成の集電体に活物質をコーテ
ィングして正極を得る。
ィングして正極を得る。
【００３４】活物質としては、ＭｎＯ２、ＣｏＯ２、Ｔ
ｉＯ２などの金属酸化物やＴｉＳ２、ＭｏＳ３などの金
属カルコゲン化物などを用いることができる。また、活
物質を、黒鉛、カーボンなどの導電剤や、ポリビニルア
ルコール（ＰＶＡ）などの結着剤を混合して用いること
ができる。
ｉＯ２などの金属酸化物やＴｉＳ２、ＭｏＳ３などの金
属カルコゲン化物などを用いることができる。また、活
物質を、黒鉛、カーボンなどの導電剤や、ポリビニルア
ルコール（ＰＶＡ）などの結着剤を混合して用いること
ができる。
【００３５】活物質のコーティング方法としては、上記
した組成の活物質を集電体にドクターブレード法などの
方法により塗布し、次いでロールなどによって圧着し、
さらに、熱風乾燥あるいは真空乾燥するとよい。
した組成の活物質を集電体にドクターブレード法などの
方法により塗布し、次いでロールなどによって圧着し、
さらに、熱風乾燥あるいは真空乾燥するとよい。
【００３６】このようにして二次電池用正極を得ること
ができる。このようにして得られた二次電池用正極は、
平板状で用いる場合のほか、巻いた形状など種々の形状
に加工して使用することが可能である。
ができる。このようにして得られた二次電池用正極は、
平板状で用いる場合のほか、巻いた形状など種々の形状
に加工して使用することが可能である。
【００３７】この発明の二次電池用正極は、特にリチウ
ム二次電池とリチウムイオン二次電池の正極として好適
に使用できるものである。
ム二次電池とリチウムイオン二次電池の正極として好適
に使用できるものである。
【００３８】リチウム二次電池は、活物質としてＭｎＯ
２、ＣｏＯ２、ＴｉＯ２などの金属酸化物やＴｉＳ２、
ＭｏＳ３などの金属カルコゲン化物などを用いた二次電
池用正極と、リチウム金属やリチウムと黒鉛の層間化合
物やリチウム金属間化合物などの負極活物質を用いた負
極と、プロピレンカーボネート（ＰＣ）やエチレンカー
ボネート（ＥＣ）などの電解液と、ポリエチレンフィル
ムなどのセパレーターとによって構成することができ
る。
２、ＣｏＯ２、ＴｉＯ２などの金属酸化物やＴｉＳ２、
ＭｏＳ３などの金属カルコゲン化物などを用いた二次電
池用正極と、リチウム金属やリチウムと黒鉛の層間化合
物やリチウム金属間化合物などの負極活物質を用いた負
極と、プロピレンカーボネート（ＰＣ）やエチレンカー
ボネート（ＥＣ）などの電解液と、ポリエチレンフィル
ムなどのセパレーターとによって構成することができ
る。
【００３９】また、リチウムイオン二次電池は、岩塩構
造を有したＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２やスピネル構造
を有したＬｉＭｎ２Ｏ４などの遷移金属を含んだリチウ
ム酸化物を活物質として用いた二次電池用正極と、負極
活物質として天然黒鉛、活性炭素繊維などを用いた負極
と、イオン伝導度が高く電気化学的安定性と熱安定性に
優れた電解液、たとえばＬｉＰＦ６やＬｉＢＦ４などの
電解質とＰＣ、ＥＣなどの環状の炭酸エステルと低粘度
な溶媒としてジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ＤＭ
Ｃ、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）などの鎖状の
炭酸エステルと混合した有機溶媒とからなる電解液と、
微多孔質なポリオレフィンフィルムなどのセパレーター
とによって構成することができる。
造を有したＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２やスピネル構造
を有したＬｉＭｎ２Ｏ４などの遷移金属を含んだリチウ
ム酸化物を活物質として用いた二次電池用正極と、負極
活物質として天然黒鉛、活性炭素繊維などを用いた負極
と、イオン伝導度が高く電気化学的安定性と熱安定性に
優れた電解液、たとえばＬｉＰＦ６やＬｉＢＦ４などの
電解質とＰＣ、ＥＣなどの環状の炭酸エステルと低粘度
な溶媒としてジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ＤＭ
Ｃ、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）などの鎖状の
炭酸エステルと混合した有機溶媒とからなる電解液と、
微多孔質なポリオレフィンフィルムなどのセパレーター
とによって構成することができる。
【００４０】
【実施例】以下実施例を用いてこの発明を具体的に説明
する。なお、この発明は下記の実施例に制限されるもの
ではない。
する。なお、この発明は下記の実施例に制限されるもの
ではない。
【００４１】（実施例１） 金属繊維の平均直径が８０
μｍとなるように純金属のアルミニウムを溶融紡糸し、
熱圧着により厚さ１００μｍのシート状に加工してアル
ミニウム不織布を得た。その後、アルカリによる化成処
理をして酸化皮膜を除去し、集電体を得た。
μｍとなるように純金属のアルミニウムを溶融紡糸し、
熱圧着により厚さ１００μｍのシート状に加工してアル
ミニウム不織布を得た。その後、アルカリによる化成処
理をして酸化皮膜を除去し、集電体を得た。
【００４２】次いで、活物質としてＬｉＣｏＯ２を用
い、これにＰＶＡ２重量％とカーボン粉体７重量％を加
えて混錬し、ドライエアー中にて上記集電体に厚さ約１
５０μｍに塗布、圧着して二次電池用正極を得た。
い、これにＰＶＡ２重量％とカーボン粉体７重量％を加
えて混錬し、ドライエアー中にて上記集電体に厚さ約１
５０μｍに塗布、圧着して二次電池用正極を得た。
【００４３】次いで、二次電池用正極を５０×２００ｍ
ｍの大きさに裁断し、ポリエステル製不織布からなるセ
パレーターを介して金属リチウム板からなる負極と積層
して巻き上げた。そして、エチレンカーボネート（Ｅ
Ｃ）と１，２ジメトキシエタン（ＤＭＥ）との混合溶媒
にＬｉＣｌＯ４を１０重量％溶解した電解液を正負極間
に介在させ、円筒形のリチウム二次電池を得た。
ｍの大きさに裁断し、ポリエステル製不織布からなるセ
パレーターを介して金属リチウム板からなる負極と積層
して巻き上げた。そして、エチレンカーボネート（Ｅ
Ｃ）と１，２ジメトキシエタン（ＤＭＥ）との混合溶媒
にＬｉＣｌＯ４を１０重量％溶解した電解液を正負極間
に介在させ、円筒形のリチウム二次電池を得た。
【００４４】このようにして得た二次電池用正極につい
て、市販のセロハンテープを用いて９０゜のテープ剥離
テストを行い、集電体と活物質との密着性を確認したと
ころ、まったくはがれが生じないものであった。
て、市販のセロハンテープを用いて９０゜のテープ剥離
テストを行い、集電体と活物質との密着性を確認したと
ころ、まったくはがれが生じないものであった。
【００４５】（比較例１） 比較例として、正極の集電
体として厚さ８０μｍのアルミニウム箔を用いたこと以
外は実施例１と同様にしてリチウム二次電池を作製し、
テープ剥離テストを行ったところ、部分的に約１０％程
度の剥離が生じた。このように、実施例１と比較例１と
を比較した結果から明らかなように、従来の二次電池用
正極に比べ、この発明の二次電池用正極は、集電体と活
物質の密着性が非常に良好であることが確認できた。
体として厚さ８０μｍのアルミニウム箔を用いたこと以
外は実施例１と同様にしてリチウム二次電池を作製し、
テープ剥離テストを行ったところ、部分的に約１０％程
度の剥離が生じた。このように、実施例１と比較例１と
を比較した結果から明らかなように、従来の二次電池用
正極に比べ、この発明の二次電池用正極は、集電体と活
物質の密着性が非常に良好であることが確認できた。
【００４６】また、リチウム二次電池の放電電気容量と
電気出力を、比較例１における放電電気容量を１００
％、電気出力を１００％として測定したところ、実施例
１における放電電気容量は１１５％、電気出力は１２０
％であった。このように、実施例１と比較例１とを比較
した結果から明らかなように、従来の二次電池に比べ、
この発明の二次電池は、優れた放電電気特性と電気出力
を有することが確認できた。
電気出力を、比較例１における放電電気容量を１００
％、電気出力を１００％として測定したところ、実施例
１における放電電気容量は１１５％、電気出力は１２０
％であった。このように、実施例１と比較例１とを比較
した結果から明らかなように、従来の二次電池に比べ、
この発明の二次電池は、優れた放電電気特性と電気出力
を有することが確認できた。
【００４７】（実施例２） 金属繊維の平均直径が５０
μｍとなるように純金属のアルミニウムを溶融紡糸し、
熱圧着により厚さ１００μｍのシート状に加工してアル
ミニウム不織布を得た。その後、アルカリによる化成処
理をして酸化皮膜を除去し、集電体を得た。
μｍとなるように純金属のアルミニウムを溶融紡糸し、
熱圧着により厚さ１００μｍのシート状に加工してアル
ミニウム不織布を得た。その後、アルカリによる化成処
理をして酸化皮膜を除去し、集電体を得た。
【００４８】次いで、活物質としてＬｉＭｎ２Ｏ４を用
い、これにＰＶＡ２重量％とカーボン粉体７重量％を加
えて混錬し、ドライエアー中にて上記集電体に厚さ約１
５０μｍに塗布、圧着して二次電池用正極を得た。
い、これにＰＶＡ２重量％とカーボン粉体７重量％を加
えて混錬し、ドライエアー中にて上記集電体に厚さ約１
５０μｍに塗布、圧着して二次電池用正極を得た。
【００４９】次いで、負極として厚さ２００μｍの銅箔
を用い、活物質としてグラファイトを使用し、セパレー
ターとして微細孔を有したポリオレフィンフィルムを使
用し、電解液として、プロピレンカーボネート（ＰＣ）
と１，２ジメトキシエタン（ＤＭＥ）との混合溶媒にＬ
ｉＰＦ６を８重量％溶解した溶液を用いてリチウムイオ
ン二次電池を得た。
を用い、活物質としてグラファイトを使用し、セパレー
ターとして微細孔を有したポリオレフィンフィルムを使
用し、電解液として、プロピレンカーボネート（ＰＣ）
と１，２ジメトキシエタン（ＤＭＥ）との混合溶媒にＬ
ｉＰＦ６を８重量％溶解した溶液を用いてリチウムイオ
ン二次電池を得た。
【００５０】（比較例２） 比較例として、正極の集電
体として厚さ８０μｍのアルミニウム箔を用いたこと以
外は実施例２と同様にしてリチウムイオン二次電池を作
製した。
体として厚さ８０μｍのアルミニウム箔を用いたこと以
外は実施例２と同様にしてリチウムイオン二次電池を作
製した。
【００５１】このようにして得たリチウムイオン二次電
池の放電電気容量と電気出力を、比較例２における放電
電気容量を１００％、電気出力を１００％として測定し
たところ、実施例２における放電電気容量は１０８％、
電気出力は１１２％であった。このように、実施例２と
比較例２とを比較した結果から明らかなように、従来の
二次電池に比べ、この発明の二次電池は、優れた放電電
気特性と電気出力を有することが確認できた。
池の放電電気容量と電気出力を、比較例２における放電
電気容量を１００％、電気出力を１００％として測定し
たところ、実施例２における放電電気容量は１０８％、
電気出力は１１２％であった。このように、実施例２と
比較例２とを比較した結果から明らかなように、従来の
二次電池に比べ、この発明の二次電池は、優れた放電電
気特性と電気出力を有することが確認できた。
【００５２】
【発明の効果】この発明の二次電池用正極および二次電
池は、上記のように構成されたものであるので、次のよ
うな優れた効果を有する。
池は、上記のように構成されたものであるので、次のよ
うな優れた効果を有する。
【００５３】この発明の二次電池用正極は、アルミニウ
ムを主成分とする金属繊維が溶融紡糸されて三次元の網
目構造を有するように形成されたアルミニウム不織布を
集電体としたものであり、集電体が三次元の網目構造を
有しているため、集電体と活物質との密着性に優れ、活
物質と集電体との接触面積が増大し、導電剤や結着剤の
使用量を減少させることができるものである。
ムを主成分とする金属繊維が溶融紡糸されて三次元の網
目構造を有するように形成されたアルミニウム不織布を
集電体としたものであり、集電体が三次元の網目構造を
有しているため、集電体と活物質との密着性に優れ、活
物質と集電体との接触面積が増大し、導電剤や結着剤の
使用量を減少させることができるものである。
【００５４】また、この発明の二次電池は、上記の構成
の三次元の網目構造を有した集電体を用いるため、正負
極間に介在する電解液の流動性が向上し、二次電池のサ
イクル寿命、放電電気容量、電気出力などの性能を向上
させることができるものである。
の三次元の網目構造を有した集電体を用いるため、正負
極間に介在する電解液の流動性が向上し、二次電池のサ
イクル寿命、放電電気容量、電気出力などの性能を向上
させることができるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H014 AA04 AA06 BB00 BB01 BB05 EE05 HH02 HH06 5H017 AA03 AS10 BB00 BB01 BB06 BB11 BB17 CC00 CC25 EE05 EE09 HH01 HH02 HH03 5H029 AJ02 AJ03 AJ05 AK02 AK03 AK05 AL07 AL12 AM03 AM05 AM07 BJ02 BJ14 CJ01 CJ02 CJ03 CJ05 CJ28 DJ07 DJ15 EJ01 EJ12 HJ04 HJ06 HJ09
Claims (11)
- 【請求項１】 アルミニウムを主成分とする金属繊維が
溶融紡糸されて三次元の網目構造を有するように形成さ
れたアルミニウム不織布を集電体としたことを特徴とす
る二次電池用正極。 - 【請求項２】 アルミニウム不織布の金属繊維が、アル
ミニウムあるいはアルミニウム−カーボン、アルミニウ
ム−銀、アルミニウム−マグネシウム、アルミニウム−
コバルト、アルミニウム−チタン、アルミニウム−モリ
ブデン、アルミニウム−銅のいずれかからなる請求項１
に記載の二次電池用正極。 - 【請求項３】 アルミニウム不織布が、熱圧着あるいは
超音波振動により金属繊維の結着がされて製造されたも
のである請求項１に記載の二次電池用正極。 - 【請求項４】 アルミニウム不織布が、金属繊維の結着
剤としてポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル
の単独あるいは混合物を用いて製造されたものである請
求項１に記載の二次電池用正極。 - 【請求項５】 アルミニウム不織布が、金属繊維の結着
剤として酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニ
ウムの単独あるいは混合物を用いて製造されたものであ
る請求項１に記載の二次電池用正極。 - 【請求項６】 アルミニウム不織布が、還元雰囲気下で
溶融紡糸されたものである請求項１に記載の二次電池用
正極。 - 【請求項７】 アルミニウム不織布の金属繊維の平均直
径が１０〜１００μｍである請求項１に記載の二次電池
用正極。 - 【請求項８】 アルミニウム不織布の平均孔径が１〜２
００μｍである請求項１に記載の二次電池用正極。 - 【請求項９】 アルミニウム不織布の厚さが１０〜２０
０μｍである請求項１に記載の二次電池用正極。 - 【請求項１０】 アルミニウム不織布の平均開口率が３
０〜９５％である請求項１に記載の二次電池用正極。 - 【請求項１１】 請求項１〜１０に記載の二次電池用正
極を用いたことを特徴とする二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33332299A JP2001155739A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 二次電池用正極および二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33332299A JP2001155739A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 二次電池用正極および二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001155739A true JP2001155739A (ja) | 2001-06-08 |
Family
ID=18264824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33332299A Withdrawn JP2001155739A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 二次電池用正極および二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001155739A (ja) |
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-
1999
- 1999-11-24 JP JP33332299A patent/JP2001155739A/ja not_active Withdrawn
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