JP2000133270A - Nonaqueous electrolyte battery - Google Patents

Nonaqueous electrolyte battery

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JP2000133270A
JP2000133270A JP10303083A JP30308398A JP2000133270A JP 2000133270 A JP2000133270 A JP 2000133270A JP 10303083 A JP10303083 A JP 10303083A JP 30308398 A JP30308398 A JP 30308398A JP 2000133270 A JP2000133270 A JP 2000133270A
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hexafluoropropylene
positive electrode
active material
negative electrode
electrolyte battery
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浩一郎 毛塚
Kiyomitsu Matsune
清光 松根
Takenobu Hatasawa
剛信 畠沢
Mashio Shibuya
真志夫 渋谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the peeling of an active material layer on a negative electrode and a positive electrode and to improve the cycle characteristic of a nonaqueous electrolyte battery. SOLUTION: This nonaqueous electrolyte battery is provided with a positive electrode and a negative electrode each constituted of a current collector and an active material layer containing an active material formed on the current collector and a binder. A copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene and polyvinylidene fluoride are used as the binder of the negative electrode and the positive electrode. The ratio of the copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene in the binder is 30-95 wt.%. The ratio of hexafluoropropylene in the copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene is 3-30 wt.%.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、非水電解液あるい
は固体電解質、ゲル状電解質を用いた非水電解質電池に
関するものであり、特に、結着剤の改良に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-aqueous electrolyte battery using a non-aqueous electrolyte, a solid electrolyte, and a gel electrolyte, and more particularly to an improvement in a binder.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、カメラー体型VTR、携帯電話、
携帯用コンピューター等のポータブル電子機器が多く登
場し、その高性能が図られている。
2. Description of the Related Art In recent years, camera-type VTRs, mobile phones,
Many portable electronic devices such as portable computers have appeared and their high performance has been achieved.

【0003】そして、これらの電子機器のポータブル電
源として、電池、特に二次電池、なかでもリチウムイオ
ン電池について多くの研究がなされている。
Many studies have been made on batteries, especially secondary batteries, especially lithium ion batteries, as portable power supplies for these electronic devices.

【0004】例えば、より高性能な機器は電池に多大な
負荷を要求するため、低負荷での使用時に比べてサイク
ル劣化が大きい。このため、より過酷な条件でもサイク
ル性能が維持できる電池が求められている。
[0004] For example, a higher performance device requires a large load on a battery, and therefore, the cycle deterioration is larger than when the device is used under a low load. For this reason, a battery that can maintain cycle performance even under more severe conditions has been demanded.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来のポリビニリデン
フルオロライド単体を結着剤として用いた電池は、高負
荷でのサイクル時に電極、特に負極活物質層の集電体か
らの剥離により、容量劣化を引き起こす。
The battery using the conventional polyvinylidene fluoride alone as a binder has a problem that the capacity is deteriorated due to the separation of the electrode, especially the negative electrode active material layer from the current collector during the cycle under a high load. cause.

【0006】この活物質層の剥離は、充放電サイクルに
おける活物質の膨張、収縮によって引き起こされる。
The peeling of the active material layer is caused by expansion and contraction of the active material in a charge / discharge cycle.

【0007】本発明は、かかる従来のものの有する欠点
を解消するために提案されたものであり、負極電極や正
極電極における活物質層の剥離を防止することを目的と
し、これにより過酷な条件でも優れたサイクル性能を発
揮する非水電解質電池を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and aims at preventing the active material layer from being peeled off from the negative electrode and the positive electrode. An object of the present invention is to provide a nonaqueous electrolyte battery exhibiting excellent cycle performance.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の非水電解質電池は、集電体と、上記集電
体上に形成され活物質と結着剤とを含有する活物質層と
からなる正極電極及び負極電極を有し、上記正極電極及
び/又は負極電極の結着剤は、ビニリデンフルオライド
とヘキサフルオロプロピレンとの共重合体及びポリビニ
リデンフルオライドを含有することを特徴とするもので
ある。
In order to achieve the above-mentioned object, a non-aqueous electrolyte battery according to the present invention comprises a current collector, an active material formed on the current collector, and a binder. It has a positive electrode and a negative electrode composed of an active material layer, and the binder for the positive electrode and / or the negative electrode contains a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene and polyvinylidene fluoride. It is characterized by the following.

【0009】結着剤に、ビニリデンフルオロライドとヘ
キサフルオロプロピレンの共重合体とポリビニリデンフ
ルオライドとを併用することにより、ポリビニリデンフ
ルオロライド単体を用いた場合に比べて集電体への接着
強度が高くなり、その結果、高負荷でのサイクル特性が
向上する。
By using a copolymer of vinylidenefluoride and hexafluoropropylene and polyvinylidenefluoride in combination as a binder, the adhesive strength to the current collector is higher than when polyvinylidenefluoride alone is used. , And as a result, the cycle characteristics under a high load are improved.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の非水電解質電池の
構成について、詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The structure of the nonaqueous electrolyte battery of the present invention will be described in detail below.

【0011】本発明の非水電解質電池は、集電体と、上
記集電体上に形成され活物質と結着剤とを含有する活物
質層とからなる正極電極及び負極電極を有してなるもの
である。
The non-aqueous electrolyte battery of the present invention has a positive electrode and a negative electrode each comprising a current collector and an active material layer formed on the current collector and containing an active material and a binder. It becomes.

【0012】そして、これら正極電極、負極電極のいず
れか一方、あるいは両方の結着剤としてビニリデンフル
オライドとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体(コ
ポリマー)及びポリビニリデンフルオライドを用いるこ
とが大きな特徴である。
A major feature is that a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene and polyvinylidene fluoride are used as a binder for one or both of the positive electrode and the negative electrode. is there.

【0013】ここで、結着剤中のコポリマーの割合は、
30〜95重量%とすることが好ましい。コポリマーの
割合が少なすぎると、十分な接着強度を確保することが
できない。また、逆にコポリマーの割合が多すぎても接
着強度が低下する。これまで、コポリマーの割合が多い
ほど接着強度が上がると考えられてきたが、本発明者等
の実験によれば、電解液を含む電池内では、コポリマー
の割合が多すぎると却って接着強度が低下することがわ
かった。このような現象は、本発明者等によって初めて
明らかにされたものである。
Here, the proportion of the copolymer in the binder is
It is preferably 30 to 95% by weight. If the proportion of the copolymer is too small, sufficient adhesive strength cannot be secured. Conversely, if the proportion of the copolymer is too large, the adhesive strength will decrease. Until now, it was thought that the higher the proportion of the copolymer, the higher the bonding strength.However, according to experiments by the present inventors, in a battery containing an electrolytic solution, the bonding strength was rather lowered if the proportion of the copolymer was too high. I found out. Such a phenomenon was first clarified by the present inventors.

【0014】また、コポリマーにおけるヘキサフルオロ
プロピレンの割合は、3〜30重量%とすることが好ま
しい。この範囲を外れると、やはり接着強度が低下す
る。
The proportion of hexafluoropropylene in the copolymer is preferably 3 to 30% by weight. Outside this range, the adhesive strength also decreases.

【0015】本発明の電池は、上記のような結着剤を使
用する以外は、従来のリチウムイオン電池と同様に構成
することができる。
The battery of the present invention can be configured in the same manner as a conventional lithium ion battery except that the above-mentioned binder is used.

【0016】すなわち、リチウムイオン電池を構成する
場合の負極材料としては、リチウムをドープ、脱ドープ
できる材料を使用することができる。このような負極の
構成材料、たとえば難黒鉛化炭素系材料や黒鉛系材料の
炭素材料を使用することができる。より具体的には、熱
分解炭素類、コークス類(ピッチコークス、ニードルコ
ークス、石油コークス)、黒鉛類、ガラス状炭素類、有
機高分子化合物焼成体(フェノール樹脂、フラン樹脂等
を適当な温度で焼成し炭素化したもの)、炭素繊維、活
性炭等の炭素材料を使用することができる。このほか、
リチウムをドープ、脱ドープできる材料としては、ポリ
アセチレン、ポリピロール等の高分子やSnO2 等の酸
化物を使用することもできる。このような材料から負極
を形成するに際しては、公知の結着剤等を添加すること
ができる。
That is, a material capable of doping and undoping lithium can be used as a negative electrode material for forming a lithium ion battery. A constituent material of such a negative electrode, for example, a non-graphitizable carbon-based material or a carbon material of a graphite-based material can be used. More specifically, pyrolytic carbons, cokes (pitch coke, needle coke, petroleum coke), graphites, glassy carbons, and organic polymer compound fired bodies (phenolic resin, furan resin, etc.) at an appropriate temperature Carbon materials such as fired and carbonized), carbon fiber, and activated carbon can be used. other than this,
As a material capable of doping or undoping lithium, a polymer such as polyacetylene or polypyrrole or an oxide such as SnO 2 can be used. When forming a negative electrode from such a material, a known binder or the like can be added.

【0017】正極は、目的とする電池の種類に応じて、
金属酸化物、金属硫化物または特定の高分子を正極活物
質として用いて構成することができる。たとえばリチウ
ムイオン電池を構成する場合、正極活物質としては、T
iS2、MoS2、NbSe2,V25等のリチウムを含
有しない金属硫化物あるいは酸化物や、LiMO2 (式
中Mは一種以上の遷移金属を表し、xは電池の充放電状
態によって異なり、通常0.05以上1.10以下であ
る。)を主体とするリチウム複合酸化物等を使用するこ
とができる。このリチウム複合酸化物を構成する遷移金
属Mとしては、Co,Ni,Mn等が好ましい。このよ
うなリチウム複合酸化物の具体例としてはLiCo
2,LiNiO2,LiNiyCo1-y2(式中、0<y
<1である。)、LiMn24等を挙げることができ
る。これらリチウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、
エネルギー密度的に的に優れた正極活物質となる。正極
には、これらの正極活物質の複数種をあわせて使用して
もよい。また、以上のような正極活物質を使用して正極
を形成するに際して、公知の導電剤や結着剤等を添加す
ることができる。
[0017] The positive electrode depends on the type of the intended battery.
A metal oxide, a metal sulfide, or a specific polymer can be used as the positive electrode active material. For example, when configuring a lithium ion battery, the positive electrode active material may be T
Lithium-free metal sulfides or oxides such as iS 2 , MoS 2 , NbSe 2 , V 2 O 5 , and LiMO 2 (where M represents one or more transition metals, and x depends on the charge / discharge state of the battery. However, it is usually 0.05 or more and 1.10 or less.). As the transition metal M constituting the lithium composite oxide, Co, Ni, Mn and the like are preferable. A specific example of such a lithium composite oxide is LiCo.
O 2 , LiNiO 2 , LiNi y Co 1-y O 2 (where 0 <y
<1. ), LiMn 2 O 4 and the like. These lithium composite oxides can generate high voltage,
It becomes a positive electrode active material excellent in energy density. A plurality of these positive electrode active materials may be used in combination for the positive electrode. When a positive electrode is formed using the above-described positive electrode active material, a known conductive agent, a binder, and the like can be added.

【0018】電解質は、非水電解液あるいは固体電解
質、ゲル状電解質のいずれであってもよい。
The electrolyte may be a non-aqueous electrolyte, a solid electrolyte, or a gel electrolyte.

【0019】例えば固体電解質電池、またはゲル状電解
質電池を考えた場合、高分子固体電解質に使用する高分
子材料としては、シリコンゲル、アクリルゲル、アクリ
ロニトリルゲル、ポリフォスファゼン変成ポリマー、ポ
リエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、及
びこれらの複合ポリマーや架橋ポリマー、変成ポリマー
などもしくはフッ素系ポリマーとして、たとえばポリ
(ビニリデンフルオロライド)やポリ(ビニリデンフル
オロライド-co-ヘキサフルオロプロピレン)、ポリ(ビ
ニリデンフルオロライド-co-テトラフルオロエチレ
ン)、ポリ(ビニリデンフルオロライド-co-トリフルオ
ロエチレン)などおよびこれらの混合物が各種使用でき
るが、勿論、これらに限定されるものではない。
For example, when a solid electrolyte battery or a gel electrolyte battery is considered, the polymer materials used for the polymer solid electrolyte include silicon gel, acrylic gel, acrylonitrile gel, polyphosphazene modified polymer, polyethylene oxide, and polypropylene. Oxides and their composite polymers, cross-linked polymers, modified polymers, or fluorine-based polymers such as poly (vinylidene fluoride), poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), and poly (vinylidene fluoride-co-tetra) Fluoroethylene), poly (vinylidenefluoride-co-trifluoroethylene), and the like and various mixtures thereof can be used, but are not limited thereto.

【0020】正極活物質層または負極活物質層に積層さ
れている固体電解質、またはゲル状電解質は、高分子化
合物と電解質塩と溶媒、(ゲル電解質の場合は、さらに
可塑剤)からなる溶液を正極活物質層または負極活物質
層に含浸させ、溶媒を除去し固体化したものである。正
極活物質層または負極活物質層に積層された固体電解
質、またはゲル状電解質は、その一部が正極活物質層ま
たは負極活物質層に含浸されて固体化されている。架橋
系の場合は、その後、光または熱で架橋して固体化され
る。
The solid electrolyte or the gel electrolyte laminated on the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer is a solution comprising a polymer compound, an electrolyte salt and a solvent, and (in the case of a gel electrolyte, a plasticizer). It is obtained by impregnating the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer, removing the solvent, and solidifying. A part of the solid electrolyte or the gel electrolyte laminated on the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer is impregnated into the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer to be solidified. In the case of a crosslinked system, it is then solidified by crosslinking with light or heat.

【0021】ゲル状電解質は、リチウム塩を含む可塑剤
と2重量%以上〜30重量%以下のマトリクス高分子か
らなる。このとき、エステル類、エーテル類、炭酸エス
テル類などを単独または可塑剤の一成分として用いるこ
とができる。
The gel electrolyte comprises a plasticizer containing a lithium salt and a matrix polymer of 2% to 30% by weight. At this time, esters, ethers, carbonates and the like can be used alone or as one component of a plasticizer.

【0022】ゲル状電解質を調整するにあたり、このよ
うな炭酸エステル類をゲル化するマトリクス高分子とし
ては、ゲル状電解質を構成するのに使用されている種々
の高分子が利用できるが、酸化還元安定性から、たとえ
ばポリ(ビニリデンフルオロライド)やポリ(ビニリデ
ンフルオロライド-co-ヘキサフルオロプロピレン)など
のフッ素系高分子を用いることが望ましい。
In preparing the gel electrolyte, various polymers used for forming the gel electrolyte can be used as the matrix polymer for gelling the carbonates. From the viewpoint of stability, it is desirable to use a fluorine-based polymer such as poly (vinylidene fluoride) or poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene).

【0023】高分子固体電解質は、リチウム塩とそれを
溶解する高分子化合物からなり、高分子化合物として
は、ポリ(エチレンオキサイド)や同架橋体などのエー
テル系高分子、ポリ(メタクリレート)エステル系、ア
クリレート系、ポリ(ビニリデンフルオロライド)やポ
リ(ビニリデンフルオロライド-co-ヘキサフルオロプロ
ピレン)などのフッ素系高分子などを単独、または混合
して用いることができるが、酸化還元安定性から、たと
えばポリ(ビニリデンフルオロライド)やポリ(ビニリ
デンフルオロライド-co-ヘキサフルオロプロピレン)な
どのフッ素系高分子を用いることが望ましい。
The solid polymer electrolyte is composed of a lithium salt and a polymer compound that dissolves the lithium salt. Examples of the polymer compound include ether polymers such as poly (ethylene oxide) and the same crosslinked product, and poly (methacrylate) ester polymers. , Acrylate polymers, fluorine polymers such as poly (vinylidenefluoride) and poly (vinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene) can be used alone or as a mixture. It is desirable to use a fluorinated polymer such as poly (vinylidene fluoride) or poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene).

【0024】このようなゲル状電解質または高分子固体
電解質に含有させるリチウム塩として通常の電池電解液
に用いられるリチウム塩を使用することができ、リチウ
ム化合物(塩)としては、例えば以下のものが挙げられ
るが、これらに限定されるものではない。
As the lithium salt contained in such a gel electrolyte or a solid polymer electrolyte, a lithium salt used in a usual battery electrolyte can be used. Examples of the lithium compound (salt) include the following. But are not limited to these.

【0025】たとえば、塩化リチウム臭化リチウム、ヨ
ウ化リチウム、塩素酸リチウム、過塩素酸リチウム、臭
素酸リチウム、ヨウ素酸リチウム、硝酸リチウム、テト
ラフルオロほう酸リチウム、ヘキサフルオロリン酸リチ
ウム、酢酸リチウム、ビス(トリフルオロメタンスルフ
ォニル)イミドリチウム、LiAsF6、LiCF3SO
3、LiC(SO2CF33、LiAlCl4、LiSi
6等を挙げることができる。
For example, lithium chloride, lithium bromide, lithium iodide, lithium chlorate, lithium perchlorate, lithium bromate, lithium iodate, lithium nitrate, lithium tetrafluoroborate, lithium hexafluorophosphate, lithium acetate, bismuth Lithium (trifluoromethanesulfonyl) imide, LiAsF 6 , LiCF 3 SO
3 , LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiAlCl 4 , LiSi
F 6 and the like can be given.

【0026】これらリチウム化合物は単独で用いても複
数を混合して用いても良いが、これらの中でLiP
6、LiBF4が酸化安定性の点から望ましい。
These lithium compounds may be used alone or in combination of two or more.
F 6 and LiBF 4 are desirable from the viewpoint of oxidation stability.

【0027】リチウム塩を溶解する濃度として、ゲル状
電解質なら、可塑剤中に0.1〜3.0モルで実施でき
るが、好ましくは0.5から2.0モル/リットルで用
いることができる。
As a concentration for dissolving the lithium salt, a gel electrolyte can be used in a plasticizer at a concentration of 0.1 to 3.0 mol, preferably 0.5 to 2.0 mol / l. .

【0028】上記構成の非水電解質電池においては、電
池形状についても特に限定されることはない。例えば、
円筒型、角型、コイン型、ボタン型等、任意の形状とす
ることができ、薄型、大型等、サイズも任意に設定すれ
ばよい。
In the nonaqueous electrolyte battery having the above structure, the shape of the battery is not particularly limited. For example,
Any shape such as a cylindrical shape, a square shape, a coin shape, and a button shape can be used, and the size may be arbitrarily set, such as a thin shape and a large size.

【0029】[0029]

【実施例】次に、本発明を適用した具体的な実施例及び
比較例について、実験結果に基づいて説明する。
Next, specific examples and comparative examples to which the present invention is applied will be described based on experimental results.

【0030】実施例1 先ず、負極を次のように作製した。 Example 1 First, a negative electrode was manufactured as follows.

【0031】粉砕した黒鉛粉末90重量部と、結着剤と
してポリ(ビニリデンフルオロライド-co-ヘキサフルオ
ロプロピレン)(ヘキサフルオロプロピレンの含有量:
7重量%)10重量部とを混合して負極合剤を調製し、
さらにこれをN−メチル−2−ピロリドンに分散させス
ラリー状とした。そして、このスラリーを負極集電体で
ある厚さ10μmの帯状銅箔の片面に均一に塗布し、乾
燥後、ロールプレス機で圧縮成形し、負極を作製した。
90 parts by weight of the pulverized graphite powder and poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (hexafluoropropylene content:
7% by weight) and 10 parts by weight to prepare a negative electrode mixture,
This was further dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to form a slurry. Then, this slurry was uniformly applied to one surface of a 10 μm-thick strip-shaped copper foil as a negative electrode current collector, dried, and then compression-molded with a roll press to produce a negative electrode.

【0032】一方、正極を次のように作製した。On the other hand, a positive electrode was produced as follows.

【0033】正極活物質(LiCoO2)を得るため
に、炭酸リチウムと炭酸コバルトを0.5モル対1モル
の比率で混合し、空気中、900℃で5時間焼成した。
次に、得られたLiCoO2 85重量部、導電剤として
黒鉛5重量部、結着剤としてポリビニリデンフルオロラ
イド10重量部とを混合して正極合剤を調製し、さらに
これをN−メチル−2−ピロリドンに分散させスラリー
状とした。そして、このスラリーを正極集電体である厚
さ20μmの帯状アルミニウム箔の片面に均一に塗布
し、乾燥した後、ロールプレス機で圧縮成形し、正極を
作製した。
In order to obtain a positive electrode active material (LiCoO 2 ), lithium carbonate and cobalt carbonate were mixed at a ratio of 0.5 mol to 1 mol, and fired in air at 900 ° C. for 5 hours.
Next, 85 parts by weight of the obtained LiCoO 2 , 5 parts by weight of graphite as a conductive agent, and 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder were mixed to prepare a positive electrode mixture. It was dispersed in 2-pyrrolidone to form a slurry. Then, this slurry was uniformly applied to one surface of a 20 μm-thick strip-shaped aluminum foil as a positive electrode current collector, dried, and then compression-molded with a roll press to produce a positive electrode.

【0034】以上のようにして得られた正極、負極を厚
さ25μmの微孔性ポリボロピレンフィルムからなるセ
パレーターを介して密着させ、炭酸プロピレン50容量
%、ジメトキシエタン50容量%を混合した混合溶媒中
に、6フッ化リン酸リチウムを1mol/lの割合で溶
解させた電解液を注入し、サンプル電池を作製した。
The positive electrode and the negative electrode obtained as described above are brought into close contact with each other via a separator made of a microporous polyboropyrene film having a thickness of 25 μm, and mixed by mixing 50% by volume of propylene carbonate and 50% by volume of dimethoxyethane. An electrolyte in which lithium hexafluorophosphate was dissolved at a rate of 1 mol / l was injected into the solvent to prepare a sample battery.

【0035】実施例2〜24 負極中、正極中の結着剤を表1のようにして作製した以
外は、実施例1と同様に電池を作製した。
Examples 2 to 24 A battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that the binder in the positive electrode was prepared as shown in Table 1 in the negative electrode.

【0036】実施例25 先ず、負極を次のように作製した。 Example 25 First, a negative electrode was produced as follows.

【0037】粉砕した黒鉛粉末90重量部と、結着剤と
してポリ(ビニリデンフルオロライド-co-ヘキサフルオ
ロプロピレン)(ヘキサフルオロプロピレンの含有量:
7重量%)10重量部とを混合して負極合剤を調製し、
さらにこれをN−メチル−2−ピロリドンに分散させス
ラリー状とした。そして、このスラリーを負極集電体で
ある厚さ10μmの帯状銅箔の片面に均一に塗布し、乾
燥後、ロールプレス機で圧縮成形し、負極を作製した。
90 parts by weight of the pulverized graphite powder and poly (vinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene) (hexafluoropropylene content as a binder)
7% by weight) and 10 parts by weight to prepare a negative electrode mixture,
This was further dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to form a slurry. Then, this slurry was uniformly applied to one surface of a 10 μm-thick strip-shaped copper foil as a negative electrode current collector, dried, and then compression-molded with a roll press to produce a negative electrode.

【0038】一方、正極を次のように作製した。On the other hand, a positive electrode was produced as follows.

【0039】正極活物質(LiCoO2)を得るため
に、炭酸リチウムと炭酸コバルトを0.5モル対1モル
の比率で混合し、空気中、900℃で5時間焼成した。
次に、得られたLiCoO2 85重量部、導電剤として
黒鉛5重量部、結着剤としてポリビニリデンフルオロラ
イド10重量部とを混合して正極合剤を調製し、さらに
これをN−メチル−2−ピロリドンに分散させスラリー
状とした。そして、このスラリーを正極集電体である厚
さ20μmの帯状アルミニウム箔の片面に均一に塗布
し、乾燥した後、ロールプレス機で圧縮成形し、正極を
作製した。
In order to obtain a positive electrode active material (LiCoO 2 ), lithium carbonate and cobalt carbonate were mixed at a ratio of 0.5 mol to 1 mol, and calcined in air at 900 ° C. for 5 hours.
Next, 85 parts by weight of the obtained LiCoO 2 , 5 parts by weight of graphite as a conductive agent, and 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder were mixed to prepare a positive electrode mixture. It was dispersed in 2-pyrrolidone to form a slurry. Then, this slurry was uniformly applied to one surface of a 20 μm-thick strip-shaped aluminum foil as a positive electrode current collector, dried, and then compression-molded with a roll press to produce a positive electrode.

【0040】さらに、ゲル状電解質を次のようにして得
た。
Further, a gel electrolyte was obtained as follows.

【0041】負極、正極上に炭酸エチレン(EC)4
2.5重量部、炭酸プロピレン(PC)42.5重量
部、LiPF6 15重量部からなる可塑剤30重量部
に、ポリ(ビニリデンフルオロライド-co-ヘキサフルオ
ロプロピレン)(ヘキサフルオロプロピレンの含有量:
7重量%)10重量部、そして炭酸ジエチル60重量部
を混合溶解させた溶液を均一に塗布し、含浸させ、常温
で8時間放置し、炭酸ジメチルを気化、除去しゲル状電
解質を得た。
Ethylene carbonate (EC) 4 on the negative and positive electrodes
2.5 parts by weight, 30 parts by weight of a plasticizer composed of 42.5 parts by weight of propylene carbonate (PC) and 15 parts by weight of LiPF 6 are mixed with poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (content of hexafluoropropylene). :
A solution prepared by mixing and dissolving 10 parts by weight (7% by weight) and 60 parts by weight of diethyl carbonate was uniformly applied, impregnated, and allowed to stand at room temperature for 8 hours to evaporate and remove dimethyl carbonate to obtain a gel electrolyte.

【0042】ゲル状電解質を塗布した負極、及び正極を
ゲル状電解質側をあわせ、圧着することで平板型ゲル状
電解質電池を作製した。
The negative electrode coated with the gel electrolyte and the positive electrode were brought into contact with the gel electrolyte and pressed together to produce a flat gel electrolyte battery.

【0043】実施例26〜48 負極中、正極中の結着剤を表2のようにして作製した以
外は、実施例25と同様に電池を作製した。
Examples 26 to 48 Batteries were produced in the same manner as in Example 25 except that the binder in the positive electrode was prepared as shown in Table 2 among the negative electrodes.

【0044】比較例1〜9 負極中、正極中の結着剤を表1のようにして作製した以
外は、実施例1と同様に電池を作製した。
Comparative Examples 1 to 9 A battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that the binder in the negative electrode and the positive electrode was prepared as shown in Table 1.

【0045】比較例10〜18 負極中、正極中の結着剤を表2のようにして作製した以
外は、実施例25と同様に電池を作製した。
Comparative Examples 10 to 18 Batteries were produced in the same manner as in Example 25 except that the binder in the positive electrode was prepared as shown in Table 2 in the negative electrode.

【0046】評価 各実施例、比較例で用いた正極、負極の活物質層の集電
体への接着強度測定を行い、次のように評価した。
Evaluation The adhesive strength of the active material layers of the positive electrode and the negative electrode used in each of the examples and comparative examples to the current collector was measured and evaluated as follows.

【0047】短冊状に切り取った電極に粘着テープを貼
り、集電体と活物質層を一部剥離させ、引っ張り試験機
で180°に引っ張り、そのときの応力から接着強度を
算出した。
An adhesive tape was applied to the electrode cut in a strip shape, the current collector and the active material layer were partially peeled off, pulled at 180 ° by a tensile tester, and the adhesive strength was calculated from the stress at that time.

【0048】また、実施例1〜48及び比較例1〜18
の電池について、理論容量の1時間率充放電(1C)を
行い、次のように評価した。
Examples 1 to 48 and Comparative Examples 1 to 18
The battery was charged / discharged (1C) at a theoretical capacity of 1 hour, and evaluated as follows.

【0049】各電池に対して、23℃、5時間率(O.
2C)の定電流定電圧充電を上限4.2Vまで15時間
行い、次にO.2Cの定電流放電を終止電圧2.5V間
で行なった。放電容量はこのように決定し、これを10
0%としたときの1時間率充放電(1C)500サイク
ル後の容量維持率を計算した。
For each battery, at 23 ° C. for 5 hours (O.
2C) is performed for 15 hours up to an upper limit of 4.2 V for 15 hours. A constant current discharge of 2C was performed at a final voltage of 2.5V. The discharge capacity was determined in this way, and
The capacity retention rate after 500 cycles of 1 hour rate charging / discharging (1C) was calculated assuming 0%.

【0050】これらの測定結果を表1、表2及び図1、
図2に示す。
Tables 1 and 2 and FIGS.
As shown in FIG.

【0051】[0051]

【表1】 [Table 1]

【0052】[0052]

【表2】 [Table 2]

【0053】図1、図2から明らかなように、ポリ(ビ
ニリデンフルオロライド−co−ヘキサフルオロプロピ
レン)を単独、または混合した電極の集電体への接着強
度は向上しているのがわかった。
As is clear from FIG. 1 and FIG. 2, it was found that the adhesive strength to the current collector of an electrode containing poly (vinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene) alone or mixed was improved. .

【0054】その効果がポリ(ビニリデンフルオロライ
ド−co−ヘキサフルオロプロピレン)中のヘキサフル
オロプロピレンが3重量%から30重量%のとき、顕著
な効果を示した。
The effect was remarkable when the content of hexafluoropropylene in the poly (vinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene) was 3% by weight to 30% by weight.

【0055】ポリ(ビニリデンフルオロライド−co−
ヘキサフルオロプロピレン)とポリビニリデンフルオロ
ライドを混合する場合、ポリ(ビニリデンフルオロライ
ド−co−ヘキサフルオロプロピレン)が30重量%以
上で顕著な効果が見られ、それは95重量%まで持続し
た。
Poly (vinylidene fluoride) -co-
When hexafluoropropylene) and polyvinylidenefluoride were mixed, a remarkable effect was observed at 30% by weight or more of poly (vinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene), and it was maintained up to 95% by weight.

【0056】また、表1、表2から明らかなように、負
極または正極にポリ(ビニリデンフルオロライド−co
−ヘキサフルオロプロピレン)とポリビニリデンフルオ
ロライドとを混合した結着剤を用いた場合、ポリビニリ
デンフルオロライドのみのものに比べて、明らかに50
0サイクル後の維持率が良かった。その効果は負極に用
いたときに大きかった。また、ポリ(ビニリデンフルオ
ロライド−co−ヘキサフルオロプロピレン)中のヘキ
サフルオロプロピレンが3重量%から30重量%のと
き、顕著な効果を示し、接着強度と相関性があった。
As is clear from Tables 1 and 2, poly (vinylidenefluoride-co
-Hexafluoropropylene) and polyvinylidenefluoride in the case of using a binder mixed with the polyvinylidenefluoride alone, it is clearly 50
The maintenance rate after 0 cycles was good. The effect was great when used for a negative electrode. Further, when the content of hexafluoropropylene in the poly (vinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene) was 3% by weight to 30% by weight, a remarkable effect was exhibited, and there was a correlation with the adhesive strength.

【0057】ポリ(ビニリデンフルオロライド−co−
ヘキサフルオロプロピレン)とポリビニリデンフルオロ
ライドを混合する場合、ポリ(ビニリデンフルオロライ
ド−co−ヘキサフルオロプロピレン)が30重量%以
上で顕著な効果が見られ、それは95重量%まで持続
し、やはり接着強度と相関性があった。
Poly (vinylidene fluoride) -co-
When mixing hexafluoropropylene) and polyvinylidene fluoride, poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) has a remarkable effect at 30% by weight or more, which lasts up to 95% by weight. And correlated.

【0058】なお、非水電解液電池、ゲル状電解質電池
共に同様の傾向が得られた。
The same tendency was obtained for both the non-aqueous electrolyte battery and the gel electrolyte battery.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、負極電極や正極電極における活物質層の剥
離を防止することができ、過酷な条件でも優れたサイク
ル性能を発揮する非水電解質電池を提供することができ
る。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the active material layer on the negative electrode and the positive electrode can be prevented from peeling, and excellent cycle performance can be exhibited even under severe conditions. A non-aqueous electrolyte battery can be provided.

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

【図1】ヘキサフルオロプロピレンの含有率と接着強度
の関係を示す特性図である。
FIG. 1 is a characteristic diagram showing a relationship between a hexafluoropropylene content and an adhesive strength.

【図2】コポリマーの含有率と接着強度の関係を示す特
性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a copolymer content and an adhesive strength.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畠沢 剛信 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 渋谷 真志夫 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 5H003 AA04 AA06 BB02 BB04 BB05 BB11 BB38 BB48 BD04 5H029 AJ05 AJ11 AK03 AL06 AL07 AM01 AM02 AM03 AM04 AM07 AM11 AM16 BJ02 BJ03 BJ04 DJ08 EJ12 EJ14 HJ01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takenobu Hatakezawa 6-7-35 Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Inventor Masashi Shibuya 6-7 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo No. 35 Sony Corporation F term (reference) 5H003 AA04 AA06 BB02 BB04 BB05 BB11 BB38 BB48 BD04 5H029 AJ05 AJ11 AK03 AL06 AL07 AM01 AM02 AM03 AM04 AM07 AM11 AM16 BJ02 BJ03 BJ04 DJ08 EJ12 EJ14 HJ01

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 集電体と、上記集電体上に形成され活物
質と結着剤とを含有する活物質層とからなる正極電極及
び負極電極を有し、 上記正極電極及び/又は負極電極の結着剤は、ビニリデ
ンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとの共重合
体及びポリビニリデンフルオライドを含有することを特
徴とする非水電解質電池。
1. A positive electrode and a negative electrode each comprising a current collector and an active material layer formed on the current collector and containing an active material and a binder, wherein the positive electrode and / or the negative electrode A non-aqueous electrolyte battery, wherein the binder of the electrode contains a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene and polyvinylidene fluoride.
【請求項2】 上記ビニリデンフルオライドとヘキサフ
ルオロプロピレンとの共重合体の結着剤中に占める割合
が30〜95重量%であることを特徴とする請求項1記
載の非水電解質電池。
2. The nonaqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the proportion of the copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene in the binder is 30 to 95% by weight.
【請求項3】 上記ビニリデンフルオライドとヘキサフ
ルオロプロピレンとの共重合体において、ヘキサフルオ
ロプロピレンの割合が3〜30重量%であることを特徴
とする請求項1記載の非水電解質電池。
3. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the proportion of hexafluoropropylene in the copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene is 3 to 30% by weight.
【請求項4】 上記負極電極の活物質として、リチウム
をドープ、脱ドープし得る材料を含むことを特徴とする
請求項1記載の非水電解質電池。
4. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the active material of the negative electrode includes a material capable of doping and undoping lithium.
【請求項5】 上記リチウムをドープ、脱ドープし得る
材料が炭素材料であることを特徴とする請求項4記載の
非水電解質電池。
5. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 4, wherein the material capable of doping and undoping lithium is a carbon material.
【請求項6】 上記正極電極の活物質として、リチウム
と遷移金属の複合酸化物を含むことを特徴とする請求項
1記載の非水電解質電池。
6. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the active material of the positive electrode includes a composite oxide of lithium and a transition metal.
【請求項7】 電解質としてマトリクス高分子及びリチ
ウム塩を含むゲル電解質又は固体電解質を用いたことを
特徴とする請求項1記載の非水電解質電池。
7. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein a gel electrolyte or a solid electrolyte containing a matrix polymer and a lithium salt is used as the electrolyte.
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