JP2003068280A - 電極用スラリー及びその製造方法、並びに電極の製造方法。 - Google Patents
電極用スラリー及びその製造方法、並びに電極の製造方法。Info
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- JP2003068280A JP2003068280A JP2001259261A JP2001259261A JP2003068280A JP 2003068280 A JP2003068280 A JP 2003068280A JP 2001259261 A JP2001259261 A JP 2001259261A JP 2001259261 A JP2001259261 A JP 2001259261A JP 2003068280 A JP2003068280 A JP 2003068280A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 均一な塗膜とすることができる電極用スラ
リーを提供する。 【解決手段】 電極用活物質とバインダーと溶媒とを含
むスラリーを製造する際に、前記スラリーの調製段階又
は調整後に炭酸エステルを添加する。
リーを提供する。 【解決手段】 電極用活物質とバインダーと溶媒とを含
むスラリーを製造する際に、前記スラリーの調製段階又
は調整後に炭酸エステルを添加する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は、リチウム二次電池等
の電極に使用する電極用スラリー及びその製造方法に関
する。また、本発明は電極の製造方法に関する。
の電極に使用する電極用スラリー及びその製造方法に関
する。また、本発明は電極の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】リチウム二次電池等の電池の電極製造方
法として、電極用活物質と結着剤と溶媒とを含む電極用
スラリー塗料(以下単に「スラリー」と称することがあ
る）を集電体上に塗布、乾燥する方法が知られている。
例えば、リチウム二次電池の正極活物質として、コバル
ト酸リチウムやマンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウ
ム等のリチウムと遷移金属とを含む複合酸化物を使用す
ることが知られており、これと高分子結着剤とを溶媒に
分散・溶解してなるスラリーをアルミニウム等の集電体
基板上に塗布後、乾燥することによって、リチウム二次
電池用の正極が得られる。
法として、電極用活物質と結着剤と溶媒とを含む電極用
スラリー塗料(以下単に「スラリー」と称することがあ
る）を集電体上に塗布、乾燥する方法が知られている。
例えば、リチウム二次電池の正極活物質として、コバル
ト酸リチウムやマンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウ
ム等のリチウムと遷移金属とを含む複合酸化物を使用す
ることが知られており、これと高分子結着剤とを溶媒に
分散・溶解してなるスラリーをアルミニウム等の集電体
基板上に塗布後、乾燥することによって、リチウム二次
電池用の正極が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般に電極の製造にお
いては、塗膜の均一性が求められる。均一性とは、塗膜
の厚さ方向の均一性のみならず、塗膜面内方向での均一
性も含むものであり、単なる塗布装置を含む塗布方法の
改善だけでなく、スラリー塗料そのものの改良も求めら
れる。例えば、特開平１１−８６８４６号公報において
は、ポリフッ化ビニリデンに代表されるフッ素樹脂を結
着剤として用いた場合、スラリー粘度が経時的に上昇
し、これが安定した塗工の妨げになることが指摘されて
いる。
いては、塗膜の均一性が求められる。均一性とは、塗膜
の厚さ方向の均一性のみならず、塗膜面内方向での均一
性も含むものであり、単なる塗布装置を含む塗布方法の
改善だけでなく、スラリー塗料そのものの改良も求めら
れる。例えば、特開平１１−８６８４６号公報において
は、ポリフッ化ビニリデンに代表されるフッ素樹脂を結
着剤として用いた場合、スラリー粘度が経時的に上昇
し、これが安定した塗工の妨げになることが指摘されて
いる。
【０００４】また、上記のような電極の製造方法におい
ては、往々にして、塗膜の面内での均一性が損なわれ
る、という問題も生じる。例えば、塗布後の塗膜の凝集
や集電体の反応による発泡により、塗膜が大きな空隙を
有する多孔性の膜となってしまい、極板の強度が大きく
低下することが特開平８−１０６８９７号公報等で指摘
されている。
ては、往々にして、塗膜の面内での均一性が損なわれ
る、という問題も生じる。例えば、塗布後の塗膜の凝集
や集電体の反応による発泡により、塗膜が大きな空隙を
有する多孔性の膜となってしまい、極板の強度が大きく
低下することが特開平８−１０６８９７号公報等で指摘
されている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決するために鋭意検討した結果、スラリー中に炭
酸エステル（カーボネート）類を存在させることによっ
てスラリー粘度の安定性や塗膜の均一性を確保できるこ
とを見出し、本発明を完成した。即ち、本発明の要旨
は、電極用活物質と結着剤と溶媒とを含む電極用スラリ
ーにおいて、さらに炭酸エステル類を含有することを特
徴とする電極用スラリーに存する。
点を解決するために鋭意検討した結果、スラリー中に炭
酸エステル（カーボネート）類を存在させることによっ
てスラリー粘度の安定性や塗膜の均一性を確保できるこ
とを見出し、本発明を完成した。即ち、本発明の要旨
は、電極用活物質と結着剤と溶媒とを含む電極用スラリ
ーにおいて、さらに炭酸エステル類を含有することを特
徴とする電極用スラリーに存する。
【０００６】また、本発明の他の要旨は、電極用活物質
と結着剤と溶媒とを含むスラリーの製造方法において、
前記スラリーの調製段階又は調整後に炭酸エステルを添
加することを特徴とする電極用スラリーの製造方法に存
する。さらに、本発明の他の要旨は、上記の方法で得ら
れた電極用スラリーを、集電体上に塗布・乾燥すること
を特徴とする電極の製造方法に存する。
と結着剤と溶媒とを含むスラリーの製造方法において、
前記スラリーの調製段階又は調整後に炭酸エステルを添
加することを特徴とする電極用スラリーの製造方法に存
する。さらに、本発明の他の要旨は、上記の方法で得ら
れた電極用スラリーを、集電体上に塗布・乾燥すること
を特徴とする電極の製造方法に存する。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明において、スラリー中に添加又は存在させる炭酸
エステル類としては、炭酸結合を有する各種の有機化合
物を使用できるが、好ましくはスラリーの溶媒に溶解す
る化合物（例えば、溶媒として水を使用する場合水溶性
の炭酸エステル）を使用するのが好ましい。また、使用
する炭酸エステル類の分子量に特に制限はなく、１００
以下の低分子量炭酸エステルからポリカーボネート類等
の高分子化合物まで、広く用いることができる。
本発明において、スラリー中に添加又は存在させる炭酸
エステル類としては、炭酸結合を有する各種の有機化合
物を使用できるが、好ましくはスラリーの溶媒に溶解す
る化合物（例えば、溶媒として水を使用する場合水溶性
の炭酸エステル）を使用するのが好ましい。また、使用
する炭酸エステル類の分子量に特に制限はなく、１００
以下の低分子量炭酸エステルからポリカーボネート類等
の高分子化合物まで、広く用いることができる。
【０００８】使用する炭酸エステル類は、通常、下記一
般式（Ｉ）にて表すことができる。
般式（Ｉ）にて表すことができる。
【０００９】
【化１】
Ａ1−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−Ａ2 （Ｉ）
ここで、Ａ1及びＡ2は、それぞれ独立に、アルキル基、
アルケニル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ
アルキル基、脂肪族複素環基、芳香族複素環基を表す。
または、Ａ1とＡ2とは結合して、上記の置換基からさら
に水素原子を除いた２価の基を表す。これらＡ1及びＡ2
に使用できる置換基は、その水素原子の一部がハロゲン
原子、水酸基、ニトロ基、アミノ基、アルキルアミノ
基、シアノ基等の各種の置換基で置換されているものも
包含する。水酸基で置換するのは特に好ましい態様の１
つである。
アルケニル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ
アルキル基、脂肪族複素環基、芳香族複素環基を表す。
または、Ａ1とＡ2とは結合して、上記の置換基からさら
に水素原子を除いた２価の基を表す。これらＡ1及びＡ2
に使用できる置換基は、その水素原子の一部がハロゲン
原子、水酸基、ニトロ基、アミノ基、アルキルアミノ
基、シアノ基等の各種の置換基で置換されているものも
包含する。水酸基で置換するのは特に好ましい態様の１
つである。
【００１０】Ａ1及びＡ2に使用できるアルキル基として
は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等の、炭
素数１〜６、好ましくは炭素数１〜３のアルキル基を挙
げることができる。Ａ1及びＡ2に使用できるアルケニル
基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基、ブテニ
ル基、ペンテニル基等の、炭素数２〜１１、好ましくは
炭素数３〜６の鎖状又は環状のアルケニル基を挙げるこ
とができる。
は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等の、炭
素数１〜６、好ましくは炭素数１〜３のアルキル基を挙
げることができる。Ａ1及びＡ2に使用できるアルケニル
基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基、ブテニ
ル基、ペンテニル基等の、炭素数２〜１１、好ましくは
炭素数３〜６の鎖状又は環状のアルケニル基を挙げるこ
とができる。
【００１１】Ａ1及びＡ2に使用できるアリール基として
は、例えば、フェニル基、ナフチル基等の、炭素数６〜
１０のアリール基を挙げることができる。Ａ1及びＡ2に
使用できるアラルキル基としては、例えば、フェニルメ
チル基、フェニルエチル基等の、炭素数７〜１４のアラ
ルキル基を挙げることができる。Ａ1及びＡ2に使用でき
るアルコキシアルキル基としては、例えば、メトキシメ
チル基、メトキシエチル基、エトキシメチル基、エトキ
シエチル等の、炭素数２〜１１、好ましくは炭素数２〜
５のアルコキシアルキル基を挙げることができる。
は、例えば、フェニル基、ナフチル基等の、炭素数６〜
１０のアリール基を挙げることができる。Ａ1及びＡ2に
使用できるアラルキル基としては、例えば、フェニルメ
チル基、フェニルエチル基等の、炭素数７〜１４のアラ
ルキル基を挙げることができる。Ａ1及びＡ2に使用でき
るアルコキシアルキル基としては、例えば、メトキシメ
チル基、メトキシエチル基、エトキシメチル基、エトキ
シエチル等の、炭素数２〜１１、好ましくは炭素数２〜
５のアルコキシアルキル基を挙げることができる。
【００１２】Ａ1及びＡ2に使用できる脂肪族複素環基と
しては、例えば、モルフォリン基、ピペリジン基等を挙
げることができる。Ａ1及びＡ2に使用できる芳香族複素
環基としては、例えば、ピリジル基等を挙げることがで
きる。上記置換基の中でも、好ましいのはアルキル基で
ある。
しては、例えば、モルフォリン基、ピペリジン基等を挙
げることができる。Ａ1及びＡ2に使用できる芳香族複素
環基としては、例えば、ピリジル基等を挙げることがで
きる。上記置換基の中でも、好ましいのはアルキル基で
ある。
【００１３】好ましく使用できる炭酸エステル類の具体
例としては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネ
ート、メチルエチルカーボネート、エチレンカーボネー
ト、ビニレンカーボネート、プロピレンカーボネート、
１，３−ジオキサン−２−オン、イソブチレンカーボネ
ート、グリセリンカーボネート、ブチレンカーボネート
等を挙げることができる。
例としては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネ
ート、メチルエチルカーボネート、エチレンカーボネー
ト、ビニレンカーボネート、プロピレンカーボネート、
１，３−ジオキサン−２−オン、イソブチレンカーボネ
ート、グリセリンカーボネート、ブチレンカーボネート
等を挙げることができる。
【００１４】上記の炭酸エステル類は、無論複数種を併
用することができる。炭酸エステル類の添加量は、電極
用活物質に対して通常０．１〜５０重量％であるが、好
ましくは０．５重量％以上、さらに好ましくは１重量％
以上とし、また好ましくは３０重量％以下、さらに好ま
しくは２０重量％以下とする。添加量が少なすぎると塗
膜の均一性の向上効果が不十分なことがあり、多すぎて
も上記向上効果の顕著な上昇が望めないばかりか、電池
特性を悪化させる傾向にある。
用することができる。炭酸エステル類の添加量は、電極
用活物質に対して通常０．１〜５０重量％であるが、好
ましくは０．５重量％以上、さらに好ましくは１重量％
以上とし、また好ましくは３０重量％以下、さらに好ま
しくは２０重量％以下とする。添加量が少なすぎると塗
膜の均一性の向上効果が不十分なことがあり、多すぎて
も上記向上効果の顕著な上昇が望めないばかりか、電池
特性を悪化させる傾向にある。
【００１５】本発明において、電極活物質として使用す
る材料としては、例えば、リチウム二次電池の活物質と
して一般に使用されるリチウムと遷移金属との複合酸化
物や、グラファイト、コークス等の炭素材料など、各種
の粉体が使用できるが、好ましくは、塩基性を呈するも
のを使用する。このような材料を電極活物質として使用
した場合、特に集電体の反応によって発泡が生じやすい
等の原因で、塗膜の均一性が失われやすいので、その分
本発明の効果が顕著となる。このような観点から本発明
において特に好ましく使用される電極用活物質はリチウ
ムと遷移金属との複合酸化物である。上記複合酸化物に
含有される遷移金属としては、チタン、バナジウム、ク
ロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅等各種の
ものを使用することができる。好ましく使用される遷移
金属は、マンガン、コバルト及びニッケル、特にニッケ
ルである。また、複数の遷移金属を含む複合酸化物を使
用することもできる。さらに、リチウム及び遷移金属以
外に、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ等の元素をさらに含有する
こともできる。
る材料としては、例えば、リチウム二次電池の活物質と
して一般に使用されるリチウムと遷移金属との複合酸化
物や、グラファイト、コークス等の炭素材料など、各種
の粉体が使用できるが、好ましくは、塩基性を呈するも
のを使用する。このような材料を電極活物質として使用
した場合、特に集電体の反応によって発泡が生じやすい
等の原因で、塗膜の均一性が失われやすいので、その分
本発明の効果が顕著となる。このような観点から本発明
において特に好ましく使用される電極用活物質はリチウ
ムと遷移金属との複合酸化物である。上記複合酸化物に
含有される遷移金属としては、チタン、バナジウム、ク
ロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅等各種の
ものを使用することができる。好ましく使用される遷移
金属は、マンガン、コバルト及びニッケル、特にニッケ
ルである。また、複数の遷移金属を含む複合酸化物を使
用することもできる。さらに、リチウム及び遷移金属以
外に、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ等の元素をさらに含有する
こともできる。
【００１６】好ましく使用されるリチウム遷移金属複合
酸化物の組成としては、例えば、ＬｉＭｎＯ2、ＬｉＭ
ｎ2Ｏ4、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎXＣｏYＮ
ｉZＯ 2（０≦Ｘ＜１、０≦Ｙ＜１、０≦Ｚ＜１、ただし
Ｘ、Ｙ及びＺが同時に０になることはない）等を挙げる
ことができる。遷移金属中のニッケル量が５０原子％と
越えるような、ニッケルを主体としたリチウム遷移金属
複合酸化物は特に塩基性が高く、本発明において好まし
く使用される。
酸化物の組成としては、例えば、ＬｉＭｎＯ2、ＬｉＭ
ｎ2Ｏ4、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎXＣｏYＮ
ｉZＯ 2（０≦Ｘ＜１、０≦Ｙ＜１、０≦Ｚ＜１、ただし
Ｘ、Ｙ及びＺが同時に０になることはない）等を挙げる
ことができる。遷移金属中のニッケル量が５０原子％と
越えるような、ニッケルを主体としたリチウム遷移金属
複合酸化物は特に塩基性が高く、本発明において好まし
く使用される。
【００１７】スラリー中の電極活物質の量は、溶媒を除
く固形分に対して、通常１０重量％以上、好ましくは３
０重量％以上、さらに好ましくは５０重量％以上し、ま
た、通常９９重量％以下、好ましくは９５％以下とす
る。含有量が少なすぎると容量等の電池特性上不十分と
なりやすく、多すぎると結着剤等の他の材料の使用量が
相対的に減る結果、塗膜の強度や電子伝導性等が悪化す
ることがある。
く固形分に対して、通常１０重量％以上、好ましくは３
０重量％以上、さらに好ましくは５０重量％以上し、ま
た、通常９９重量％以下、好ましくは９５％以下とす
る。含有量が少なすぎると容量等の電池特性上不十分と
なりやすく、多すぎると結着剤等の他の材料の使用量が
相対的に減る結果、塗膜の強度や電子伝導性等が悪化す
ることがある。
【００１８】本発明において結着剤として使用する材料
としては、一般に電極の結着剤として使用される各種の
高分子材料を挙げることができる。具体的には、例え
ば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレ
ン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ＥＰＤＭ（エチレ
ン プロピレン ジエン三元共重合体）、ＳＢＲ（スチ
レン ブタジエンゴム）、ＮＢＲ（アクリロニトリル
ブタジエンゴム）、フッ素ゴム、ポリ酢酸ビニル、ポリ
メチルメタクリレート、ポリエチレン、ニトロセルロー
ス、カルボシキメチルセルロース等が挙げられる。無
論、これらの複数種を併用することができる。スラリー
中の結着剤の含有量は、溶媒を除く固形分に対して、通
常０．１重量％以上、好ましくは１重量％以上、さらに
好ましくは２重量％以上であり、通常８０重量％以下、
好ましくは６０重量％以下、さらに好ましくは４０重量
％以下、最も好ましくは１０重量％以下である。バイン
ダーの割合が低すぎると、活物質を十分に保持できずに
電極の機械的強度が不足し、サイクル特性等の電池性能
を悪化させることがあり、一方高すぎると電池容量や導
電性を下げることがある。
としては、一般に電極の結着剤として使用される各種の
高分子材料を挙げることができる。具体的には、例え
ば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレ
ン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ＥＰＤＭ（エチレ
ン プロピレン ジエン三元共重合体）、ＳＢＲ（スチ
レン ブタジエンゴム）、ＮＢＲ（アクリロニトリル
ブタジエンゴム）、フッ素ゴム、ポリ酢酸ビニル、ポリ
メチルメタクリレート、ポリエチレン、ニトロセルロー
ス、カルボシキメチルセルロース等が挙げられる。無
論、これらの複数種を併用することができる。スラリー
中の結着剤の含有量は、溶媒を除く固形分に対して、通
常０．１重量％以上、好ましくは１重量％以上、さらに
好ましくは２重量％以上であり、通常８０重量％以下、
好ましくは６０重量％以下、さらに好ましくは４０重量
％以下、最も好ましくは１０重量％以下である。バイン
ダーの割合が低すぎると、活物質を十分に保持できずに
電極の機械的強度が不足し、サイクル特性等の電池性能
を悪化させることがあり、一方高すぎると電池容量や導
電性を下げることがある。
【００１９】スラリー中には、必要に応じて、活物質及
び結着剤以外の固形分成分を含有させることができる。
例えば、活物質としてリチウム遷移金属複合酸化物を使
用した場合、電極の電子伝導性を向上させるために導電
剤を含有するこのが好まし。導電剤としては、天然黒
鉛、人造黒鉛等の黒鉛や、アセチレンブラック等のカー
ボンブラック、ニードルコークス等の無定形炭素等の炭
素材料を挙げることができる。スラリーの固形分中の導
電剤の割合は、通常０．０１重量％以上、好ましくは
０．１重量％以上、さらに好ましくは１重量％以上であ
り、通常５０重量％以下、好ましくは３０重量％以下、
さらに好ましくは１５重量％以下である。導電剤の割合
が低すぎると導電性が不十分になることがあり、逆に高
すぎると電池容量が低下することがある。
び結着剤以外の固形分成分を含有させることができる。
例えば、活物質としてリチウム遷移金属複合酸化物を使
用した場合、電極の電子伝導性を向上させるために導電
剤を含有するこのが好まし。導電剤としては、天然黒
鉛、人造黒鉛等の黒鉛や、アセチレンブラック等のカー
ボンブラック、ニードルコークス等の無定形炭素等の炭
素材料を挙げることができる。スラリーの固形分中の導
電剤の割合は、通常０．０１重量％以上、好ましくは
０．１重量％以上、さらに好ましくは１重量％以上であ
り、通常５０重量％以下、好ましくは３０重量％以下、
さらに好ましくは１５重量％以下である。導電剤の割合
が低すぎると導電性が不十分になることがあり、逆に高
すぎると電池容量が低下することがある。
【００２０】また、炭酸エステル類と共に、酸性化合物
と併用することも可能である。この場合に使用できる酸
性化合物としては、蟻酸、酢酸、シュウ酸、酒石酸等の
有機酸、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸を使用することが
できる。無論、二酸化炭素、ハロゲン化水素、硫黄酸化
物等の酸性ガスや、ハロゲン化アルミ類、酸無水物、酸
ハロゲン化物、硫酸エステル類等の酸性化合物を使用す
ることもできる。
と併用することも可能である。この場合に使用できる酸
性化合物としては、蟻酸、酢酸、シュウ酸、酒石酸等の
有機酸、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸を使用することが
できる。無論、二酸化炭素、ハロゲン化水素、硫黄酸化
物等の酸性ガスや、ハロゲン化アルミ類、酸無水物、酸
ハロゲン化物、硫酸エステル類等の酸性化合物を使用す
ることもできる。
【００２１】スラリーの溶媒としては、特に制限はない
が、通常は各種の水性溶媒、有機溶剤が使用される。例
えば、水、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シク
ロヘキサノン、酢酸メチル、１，３−ジメチル−２−イ
ミダゾリドン、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキ
シド、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、Ｎ−Ｎ
−ジメチルアミノプロピルアミン、エチレンオキシド、
テトラヒドロフラン等を挙げることができる。好ましく
は水である。また、水に分散剤、増粘剤等を加えてＳＢ
Ｒ等のラテックスで活物質をスラリー化することもでき
る。
が、通常は各種の水性溶媒、有機溶剤が使用される。例
えば、水、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シク
ロヘキサノン、酢酸メチル、１，３−ジメチル−２−イ
ミダゾリドン、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキ
シド、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、Ｎ−Ｎ
−ジメチルアミノプロピルアミン、エチレンオキシド、
テトラヒドロフラン等を挙げることができる。好ましく
は水である。また、水に分散剤、増粘剤等を加えてＳＢ
Ｒ等のラテックスで活物質をスラリー化することもでき
る。
【００２２】スラリー濃度は、通常１重量％以上、好ま
しくは５重量％以上、さらに好ましくは１０重量％以
上、最も好ましくは２０重量％以上であり、また、通常
９９重量％以下、好ましくは９５重量％以下、さらに好
ましくは９０重量％以下、最も好ましくは８０重量％以
下である。スラリー濃度が高すぎると、粘度が上がって
塗布しにくくなり、また低すぎると乾燥負荷が大きくな
る傾向にある。
しくは５重量％以上、さらに好ましくは１０重量％以
上、最も好ましくは２０重量％以上であり、また、通常
９９重量％以下、好ましくは９５重量％以下、さらに好
ましくは９０重量％以下、最も好ましくは８０重量％以
下である。スラリー濃度が高すぎると、粘度が上がって
塗布しにくくなり、また低すぎると乾燥負荷が大きくな
る傾向にある。
【００２３】スラリーの製造方法としては、固形分を構
成する各種成分を粉体混合した後、溶媒を加える方法、
溶媒と固形分を構成する各種成分を逐次混合する方法等
各種の方法を挙げることができる。例えば、炭酸エステ
ル類は、電極用活物質と結着剤と溶媒とを含むスラリー
を調製した後に添加することもでき、また、固形分成分
の少なくとも１つと混合後、バインダー等と共に溶媒に
混合する等スラリー調製段階において添加することもで
きる。
成する各種成分を粉体混合した後、溶媒を加える方法、
溶媒と固形分を構成する各種成分を逐次混合する方法等
各種の方法を挙げることができる。例えば、炭酸エステ
ル類は、電極用活物質と結着剤と溶媒とを含むスラリー
を調製した後に添加することもでき、また、固形分成分
の少なくとも１つと混合後、バインダー等と共に溶媒に
混合する等スラリー調製段階において添加することもで
きる。
【００２４】なお、炭酸エステル類は塩基性環境下にお
いて分解し、炭酸塩類、アルコール類、炭酸ガスまたは
これらの化合物が生成する際の中間体化合物を生じるこ
とがある。電極用スラリーを集電体上に塗布、乾燥する
ことによって電極を得ることができる。塗布の方法とし
ては、ロールコート、コンマコート、ドクターコート、
ドクターリバースコート、ダイコート等各種の方法を採
用することができる。
いて分解し、炭酸塩類、アルコール類、炭酸ガスまたは
これらの化合物が生成する際の中間体化合物を生じるこ
とがある。電極用スラリーを集電体上に塗布、乾燥する
ことによって電極を得ることができる。塗布の方法とし
ては、ロールコート、コンマコート、ドクターコート、
ドクターリバースコート、ダイコート等各種の方法を採
用することができる。
【００２５】塗布の膜厚は、乾燥後の乾燥膜厚として、
通常１−１０００μｍ、好ましくは１０−２００μｍ程
度である。厚すぎると導電性が低下する傾向にあり、薄
すぎると容量が低下する傾向にある。集電体の材料は、
特に制限はなく、使用する電池の種類や正負極の別に応
じて各種の金属（合金を含む）を使用することができ
る。例えば、本発明の好適な態様においては、電極用ス
ラリーとしてリチウム遷移金属複合酸化物と結着剤とを
含むスラリーを使用してリチウム二次電池用の正極を製
造するが、この場合、正極に使用する集電体の材質とし
ては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼
等が用いられるが、本発明の効果が顕著である点で好ま
しくはアルミニウムである。集電体の厚さは、通常１−
５００μｍ、好ましくは５−２００μｍ程度である。厚
すぎると電池全体としての容量が低下し、薄すぎると機
械的強度が不足することがある。
通常１−１０００μｍ、好ましくは１０−２００μｍ程
度である。厚すぎると導電性が低下する傾向にあり、薄
すぎると容量が低下する傾向にある。集電体の材料は、
特に制限はなく、使用する電池の種類や正負極の別に応
じて各種の金属（合金を含む）を使用することができ
る。例えば、本発明の好適な態様においては、電極用ス
ラリーとしてリチウム遷移金属複合酸化物と結着剤とを
含むスラリーを使用してリチウム二次電池用の正極を製
造するが、この場合、正極に使用する集電体の材質とし
ては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼
等が用いられるが、本発明の効果が顕著である点で好ま
しくはアルミニウムである。集電体の厚さは、通常１−
５００μｍ、好ましくは５−２００μｍ程度である。厚
すぎると電池全体としての容量が低下し、薄すぎると機
械的強度が不足することがある。
【００２６】塗布、乾燥によって得られた電極は、通
常、活物質の充填密度を上げるためローラープレス等に
より圧密されるのが好ましい。得られた電極は、通常リ
チウム二次電池等の非水系二次電池の電極、特にはリチ
ウム二次電池の正極として使用することができる。
常、活物質の充填密度を上げるためローラープレス等に
より圧密されるのが好ましい。得られた電極は、通常リ
チウム二次電池等の非水系二次電池の電極、特にはリチ
ウム二次電池の正極として使用することができる。
【００２７】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の
実施例に限定されるものではない。 ＜実施例１＞ＬｉＮｉＯ2約８０ｍｏｌ％から成るリチ
ウム−遷移金属酸化物１００重量部とプロピレンカーボ
ネート１５重量部とをポリエチレン容器中でよく振り混
ぜ、混合粉を得た。次にこの混合粉とアセチレンブラッ
ク、カルボキシメチルセルロース、およびポリテトラフ
ルオロエチレン微粒子から成り、水を溶媒とする分散ス
ラリーを、高回転分散混合機（スリーワンモーター）を
用いて調製した。なお、この時の固形分濃度は４８重量
％、固形分中の成分比は、混合粉／アセチレンブラック
／カルボキシメチルセルロース／ポリテトラフルオロエ
チレン＝９０／８／１／１であった。続いて、このスラ
リーを減圧脱気した後に厚さ２０μｍのアルミ箔上に塗
布し、８０℃で一時間乾燥することにより、膜厚６０μ
ｍの塗布膜を得た。
説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の
実施例に限定されるものではない。 ＜実施例１＞ＬｉＮｉＯ2約８０ｍｏｌ％から成るリチ
ウム−遷移金属酸化物１００重量部とプロピレンカーボ
ネート１５重量部とをポリエチレン容器中でよく振り混
ぜ、混合粉を得た。次にこの混合粉とアセチレンブラッ
ク、カルボキシメチルセルロース、およびポリテトラフ
ルオロエチレン微粒子から成り、水を溶媒とする分散ス
ラリーを、高回転分散混合機（スリーワンモーター）を
用いて調製した。なお、この時の固形分濃度は４８重量
％、固形分中の成分比は、混合粉／アセチレンブラック
／カルボキシメチルセルロース／ポリテトラフルオロエ
チレン＝９０／８／１／１であった。続いて、このスラ
リーを減圧脱気した後に厚さ２０μｍのアルミ箔上に塗
布し、８０℃で一時間乾燥することにより、膜厚６０μ
ｍの塗布膜を得た。
【００２８】この時のスラリーのｐＨ値、発泡の有無を
表−１に示す。また、塗布面の形状は良好であり、電子
顕微鏡で観察した表面像を図１に示す。 ＜実施例２−３及び比較例１＞添加する炭酸エステルの
種類と量を、プロピレンカーボネート４．５部（実施例
２）、エチレンカーボネート３部（実施例３）、添加せ
ず（比較例１）としたこと以外実施例１と同様にして、
電極を製造、評価した。結果を表−１に示す。
表−１に示す。また、塗布面の形状は良好であり、電子
顕微鏡で観察した表面像を図１に示す。 ＜実施例２−３及び比較例１＞添加する炭酸エステルの
種類と量を、プロピレンカーボネート４．５部（実施例
２）、エチレンカーボネート３部（実施例３）、添加せ
ず（比較例１）としたこと以外実施例１と同様にして、
電極を製造、評価した。結果を表−１に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】表−１、及び図−１，２から分かるよう
に、炭酸エステル類を添加することによって、塗料のｐ
Ｈが低下し、塗膜の均一性が向上することが分かる。
に、炭酸エステル類を添加することによって、塗料のｐ
Ｈが低下し、塗膜の均一性が向上することが分かる。
【００３１】＜実施例４、及び比較例２＞ＬｉＮｉＯ2
約８０ｍｏｌ％のリチウム−遷移金属複合酸化物と、ア
セチレンブラックと、エチレンカーボネートとをポリフ
ッ化ビニリデンのＮ−メチルピロリドン溶液中に投入
し、高回転分散混合機（スリーワンモーター）を用いて
均一なスラリーとした。なお、このスラリーの固形分濃
度は５０重量％、固形分中の成分比き混合粉／アセチレ
ンブラック／エチレンカーボネート／ポリフッ化ビニリ
デン＝８８／５／２／５であった（実施例４）。同時
に、エチレンカーボネートを含まないこと以外は実施例
４と同様のスラリーも調製した（比較例２）。これらを
それぞれポリエチレン製のサンプル瓶中に移した後密栓
し、室温６時間放置前後の粘度変化を比較した。なお粘
度は、ＣＰ−５２型スピンドルを装着した、ブルックフ
ィールド社製のコーン／プレート型粘度計を用い、２５
℃、５ｒｐｍで測定した。その結果を表−２に示す。
約８０ｍｏｌ％のリチウム−遷移金属複合酸化物と、ア
セチレンブラックと、エチレンカーボネートとをポリフ
ッ化ビニリデンのＮ−メチルピロリドン溶液中に投入
し、高回転分散混合機（スリーワンモーター）を用いて
均一なスラリーとした。なお、このスラリーの固形分濃
度は５０重量％、固形分中の成分比き混合粉／アセチレ
ンブラック／エチレンカーボネート／ポリフッ化ビニリ
デン＝８８／５／２／５であった（実施例４）。同時
に、エチレンカーボネートを含まないこと以外は実施例
４と同様のスラリーも調製した（比較例２）。これらを
それぞれポリエチレン製のサンプル瓶中に移した後密栓
し、室温６時間放置前後の粘度変化を比較した。なお粘
度は、ＣＰ−５２型スピンドルを装着した、ブルックフ
ィールド社製のコーン／プレート型粘度計を用い、２５
℃、５ｒｐｍで測定した。その結果を表−２に示す。
【００３２】
【表２】
【００３３】表２から明らかなように、炭酸エステル類
を添加することによって、粘度上昇の抑制された安定し
たスラリーを得ることができる。
を添加することによって、粘度上昇の抑制された安定し
たスラリーを得ることができる。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、電極用の塗膜の均一性
を向上させることができる。その結果、電池の容量等各
種の電池特性を向上させることが可能となる。
を向上させることができる。その結果、電池の容量等各
種の電池特性を向上させることが可能となる。
【図１】 実施例１で得られた塗膜のＳＥＭ写真であ
る。
る。
【図２】 比較例１で得られた塗膜のＳＥＭ写真であ
る。
る。
Claims (7)
- 【請求項１】 電極用活物質と結着剤と溶媒とを含む電
極用スラリーにおいて、さらに炭酸エステル類を含有す
ることを特徴とする電極用スラリー。 - 【請求項２】 電極用活物質が、リチウムと遷移金属元
素とを含む複合酸化物を有する請求項１に記載の電極ス
ラリー。 - 【請求項３】 溶媒が水を含む請求項１又は２に記載の
電極用スラリー。 - 【請求項４】 電極用活物質と結着剤と溶媒とを含むス
ラリーの製造方法において、前記スラリーの調製段階又
は調整後に炭酸エステルを添加することを特徴とする電
極用スラリーの製造方法。 - 【請求項５】 炭酸エステル類の添加量が、電極用活物
質に対して０．１〜５０重量％である請求項４に記載の
電極用スラリーの製造方法。 - 【請求項６】 請求項４又は５に記載の方法で得られた
電極用スラリーを、集電体上に塗布・乾燥することを特
徴とする電極の製造方法。 - 【請求項７】 集電体がアルミニウムからなる請求項６
に記載の電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001259261A JP2003068280A (ja) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | 電極用スラリー及びその製造方法、並びに電極の製造方法。 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001259261A JP2003068280A (ja) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | 電極用スラリー及びその製造方法、並びに電極の製造方法。 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003068280A true JP2003068280A (ja) | 2003-03-07 |
Family
ID=19086659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001259261A Pending JP2003068280A (ja) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | 電極用スラリー及びその製造方法、並びに電極の製造方法。 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003068280A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005353570A (ja) * | 2004-06-07 | 2005-12-22 | Korea Electrotechnology Research Inst | リチウム二次電池用高出力極板の製造方法 |
| JP2012038686A (ja) * | 2010-08-11 | 2012-02-23 | Kri Inc | リチウムのプリドープ方法、電極の製造方法及びこれら方法を用いた蓄電デバイス |
| JP2012074189A (ja) * | 2010-09-28 | 2012-04-12 | Kri Inc | プリドープ型電極の製造方法及び蓄電デバイス |
| WO2018093151A1 (ko) * | 2016-11-17 | 2018-05-24 | 주식회사 엘지화학 | 양극 활물질 슬러리의 제조방법 |
| US20180166688A1 (en) * | 2016-03-29 | 2018-06-14 | Lg Chem, Ltd. | Method of preparing electrode slurry for lithium secondary batteries |
| WO2019074025A1 (ja) * | 2017-10-10 | 2019-04-18 | 日産自動車株式会社 | 非水電解質二次電池用電極の製造方法 |
-
2001
- 2001-08-29 JP JP2001259261A patent/JP2003068280A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005353570A (ja) * | 2004-06-07 | 2005-12-22 | Korea Electrotechnology Research Inst | リチウム二次電池用高出力極板の製造方法 |
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| US20180166688A1 (en) * | 2016-03-29 | 2018-06-14 | Lg Chem, Ltd. | Method of preparing electrode slurry for lithium secondary batteries |
| US10573895B2 (en) * | 2016-03-29 | 2020-02-25 | Lg Chem, Ltd. | Method of preparing electrode slurry for lithium secondary batteries |
| WO2018093151A1 (ko) * | 2016-11-17 | 2018-05-24 | 주식회사 엘지화학 | 양극 활물질 슬러리의 제조방법 |
| US10804528B2 (en) | 2016-11-17 | 2020-10-13 | Lg Chem, Ltd. | Method for preparing positive electrode active material slurry |
| WO2019074025A1 (ja) * | 2017-10-10 | 2019-04-18 | 日産自動車株式会社 | 非水電解質二次電池用電極の製造方法 |
| CN111213263A (zh) * | 2017-10-10 | 2020-05-29 | 日产自动车株式会社 | 非水电解质二次电池用电极的制造方法 |
| CN111213263B (zh) * | 2017-10-10 | 2023-11-03 | 日产自动车株式会社 | 非水电解质二次电池用电极的制造方法 |
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