JP2020523758A - ケーブル型二次電池用アノードの製造方法、それによって製造されたアノード、及び前記アノードを含むケーブル型二次電池 - Google Patents
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Abstract
Description
ワイヤ型集電体の外面にリチウム含有電極層を形成する段階と、
前記リチウム含有電極層の外面に高分子膜形成用基材を螺旋状に巻き取り、前記高分子膜形成用基材の外側をプレスして高分子膜をリチウム含有電極層に形成する段階とを含み、
前記高分子膜が、疎水性高分子、イオン伝導性高分子、及び前記疎水性高分子とイオン伝導性高分子とを互いに結合するバインダーを含む、ケーブル型二次電池用アノードの製造方法に関する。
ワイヤ型集電体の外面にリチウム含有電極層を形成する段階と、
前記リチウム含有電極層の外面に高分子膜が接触するように転写フィルムを螺旋状に巻き取り、前記転写フィルムの外側をプレスして前記高分子膜をリチウム含有電極層に転写させる段階と、
離型フィルムを除去する段階とを含み、
前記転写フィルムが、前記離型フィルム及び前記離型フィルムの一面に形成された高分子膜を有し、
前記高分子膜が、疎水性高分子、イオン伝導性高分子、及び前記疎水性高分子とイオン伝導性高分子とを互いに結合するバインダーを含む、ケーブル型二次電池用アノードの製造方法に関する。
前記高分子膜形成用基材が、離型フィルム及び前記離型フィルムの一面に形成された高分子膜を有する転写フィルム、または、高分子膜フィルムである、ケーブル型二次電池用アノードの製造方法に関する。
前記プレスが上下面プレス、多面プレス、収縮チューブ挿入プレス、またはこれらのうち2種以上のプレスで行われる、製造方法に関する。
前記プレスが四面プレスで行われる、製造方法に関する。
前記多面プレスが行われる間に、前記ワイヤ型集電体の長手方向を回転軸にして前記高分子膜形成用基材が巻き取られたワイヤ型集電体を回転させる、製造方法に関する。
前記多面プレスが、高分子膜形成用基材の外側面に接触した一つ以上のプレス部材を連動して回転させる、製造方法に関する。
前記一つ以上のプレス部材が相互同じ間隔で離隔している、製造方法に関する。
前記プレスが80〜100℃の温度、1.0〜1.5kg/cm2の圧力で行われる、製造方法に関する。
前記高分子膜が0.1〜20μmの厚さを有する、製造方法に関する。
前記疎水性高分子とイオン伝導性高分子との重量比が10:90〜90:10である、製造方法に関する。
前記バインダーの含量が前記高分子膜の総重量100重量部を基準にして0.1〜2重量部である、製造方法に関する。
前記疎水性高分子が、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、及びこれらの混合物から選択される、製造方法に関する。
前記イオン伝導性高分子が、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(PVdF−HFP)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリエチレンオキサイド(PEO)及びこれらの混合物から選択される、製造方法に関する。
前記離型フィルムがポリエチレンテレフタレート(PET)からなる、製造方法。
ワイヤ型集電体と、
前記ワイヤ型集電体の外面に形成されたリチウム含有電極層と、
前記リチウム含有電極層の外面に形成された高分子膜とを含み、
前記高分子膜は、疎水性高分子、イオン伝導性高分子、及び前記疎水性高分子とイオン伝導性高分子とを互いに結合するバインダーを含み、イオン伝導度が1×10−2〜1×10−6S/cmである、ケーブル型二次電池用アノードに関する。
前記疎水性高分子とイオン伝導性高分子との重量比が10:90〜90:10である、ケーブル型二次電池用アノードに関する。
長手方向に延びた構造の内部電極と、
前記内部電極を囲んで形成された分離層と、
前記分離層の外面を囲んで形成された外部電極とを含み、
前記内部電極及び外部電極のいずれか一つが第16具現例に記載のアノードである、ケーブル型二次電池に関する。
前記内部電極がアノードである場合、前記アノードは線状ワイヤ型または開放構造を有する巻き取られたワイヤ型である、ケーブル型二次電池に関する。
前記外部電極がアノードである場合、前記アノードは分離層の外側に螺旋状に巻き取られるか、または、分離層の外側に長手方向に二つ以上が平行に配置される、ケーブル型二次電池に関する。
活物質としてリチウム金属を、直径125μmの銅からなるワイヤ型集電体に電気メッキ方式でコーティングし、リチウム含有電極層を形成した。
活物質としてリチウム金属を、直径125μmの銅からなるワイヤ型集電体に電気メッキ方式でコーティングし、リチウム含有電極層を形成した。
疎水性高分子とイオン伝導性高分子との混合物溶液の含量を表1のように制御したことを除き、実施例1と同じ方法でケーブル型二次電池用アノードを製造した。
実施例1〜3及び比較例1で製造したケーブル型二次電池用アノードを25℃及びRH(相対湿度)40%の空気中に放置し、水分によるリチウム含有電極層表面の酸化程度を観察して水分安定性を評価した。
<評価基準>
△:3時間以内に酸化する
○:6時間以内に酸化する
◎:6時間以後にも酸化しない
実施例1〜3及び比較例1で製造したケーブル型二次電池用アノード、及びアノードと同じ形態のワイヤ型リチウム金属電極をカソードとして使用して、その間にポリエチレン(PE)セパレータを介在して電極組立体を製造した。その後、前記電極組立体を電池ケースに収納した後、エチレンカーボネート/ジエチルカーボネート=1/2(体積比)の非水溶媒に1MのLiPF6が添加された非水電解液を注入してワイヤ型対称セルを製造した。
Claims (20)
- ワイヤ型集電体の外面にリチウム含有電極層を形成する段階と、
前記リチウム含有電極層の外面に高分子膜形成用基材を螺旋状に巻き取り、前記高分子膜形成用基材の外側をプレスして高分子膜をリチウム含有電極層に形成する段階とを含み、
前記高分子膜が、疎水性高分子、イオン伝導性高分子、及び前記疎水性高分子とイオン伝導性高分子とを互いに結合するバインダーを含む、ケーブル型二次電池用アノードの製造方法。 - ワイヤ型集電体の外面にリチウム含有電極層を形成する段階と、
前記リチウム含有電極層の外面に高分子膜が接触するように転写フィルムを螺旋状に巻き取り、前記転写フィルムの外側をプレスして前記高分子膜をリチウム含有電極層に転写させる段階と、
離型フィルムを除去する段階とを含み、
前記転写フィルムが、前記離型フィルム及び前記離型フィルムの一面に形成された高分子膜を有し、
前記高分子膜が、疎水性高分子、イオン伝導性高分子、及び前記疎水性高分子とイオン伝導性高分子とを互いに結合するバインダーを含む、ケーブル型二次電池用アノードの製造方法。 - 前記高分子膜形成用基材が、離型フィルム及び前記離型フィルムの一面に形成された高分子膜を有する転写フィルム、または、高分子膜フィルムである、請求項1に記載のケーブル型二次電池用アノードの製造方法。
- 前記プレスが、上下面プレス、多面プレス、収縮チューブ挿入プレス、またはこれらのうち二種以上のプレスで行われる、請求項1または請求項2に記載のケーブル型二次電池用アノードの製造方法。
- 前記プレスが、四面プレスで行われる、請求項4に記載のケーブル型二次電池用アノードの製造方法。
- 前記多面プレスが行われる間に、前記ワイヤ型集電体の長手方向を回転軸にして前記高分子膜形成用基材が巻き取られたワイヤ型集電体を回転させる、請求項1を引用する請求項4に記載のケーブル型二次電池用アノードの製造方法。
- 前記多面プレスが、高分子膜形成用基材の外側面に接触した一つ以上のプレス部材を連動して回転させる、請求項6に記載のケーブル型二次電池用アノードの製造方法。
- 前記一つ以上のプレス部材が相互同じ間隔で離隔している、請求項7に記載のケーブル型二次電池用アノードの製造方法。
- 前記プレスが80〜100℃の温度、1.0〜1.5kg/cm2の圧力で行われる、請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載のケーブル型二次電池用アノードの製造方法。
- 前記高分子膜が、0.1〜20μmの厚さを有する、請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載のケーブル型二次電池用アノードの製造方法。
- 前記疎水性高分子とイオン伝導性高分子との重量比が10:90〜90:10である、請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載のケーブル型二次電池用アノードの製造方法。
- 前記バインダーの含量が、前記高分子膜の総重量100重量部を基準にして0.1〜2重量部である、請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載のケーブル型二次電池用アノードの製造方法。
- 前記疎水性高分子が、ポリジメチルシロキサン、ポリアクリロニトリル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、及びこれらの混合物から選択される、請求項1〜請求項12のいずれか一項に記載のケーブル型二次電池用アノードの製造方法。
- 前記イオン伝導性高分子が、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンオキサイド及びこれらの混合物から選択される、請求項1〜請求項13のいずれか一項に記載のケーブル型二次電池用アノードの製造方法。
- 前記離型フィルムがポリエチレンテレフタレートからなる、請求項3に記載のケーブル型二次電池用アノードの製造方法。
- ワイヤ型集電体と、
前記ワイヤ型集電体の外面に形成されたリチウム含有電極層と、
前記リチウム含有電極層の外面に形成された高分子膜とを含み、
前記高分子膜は、疎水性高分子、イオン伝導性高分子、及び前記疎水性高分子とイオン伝導性高分子とを互いに結合するバインダーを含み、イオン伝導度が1×10−2〜1×10−6S/cmである、ケーブル型二次電池用アノード。 - 前記疎水性高分子とイオン伝導性高分子との重量比が10:90〜90:10である、請求項16に記載のケーブル型二次電池用アノード。
- 長手方向に延びた構造の内部電極と、
前記内部電極を囲んで形成された分離層と、
前記分離層の外面を囲んで形成された外部電極とを含み、
前記内部電極及び外部電極のいずれか一つが請求項16または請求項17に記載のアノードである、ケーブル型二次電池。 - 前記内部電極がアノードである場合、前記アノードは線状ワイヤ型または開放構造を有する巻き取られたワイヤ型である、請求項18に記載のケーブル型二次電池。
- 前記外部電極がアノードである場合、前記アノードは分離層の外側に螺旋状に巻き取られるか、または、分離層の外側に長手方向に二つ以上が平行に配置される、請求項18に記載のケーブル型二次電池。
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