JP5219340B2 - リチウム二次電池用負極及びその製造方法並びにリチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池用負極及びその製造方法並びにリチウム二次電池 Download PDFInfo
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Description
実施例1においては、下記のようにして作製した負極と正極と非水電解液とを用いるようにした。
負極活物質粒子として平均粒径が3μmのケイ素粉末(純度99.9%)を90重量部、バインダー前駆体として下記の化3に示すポリイミドを10重量部の割合にし、これに溶媒のN−メチル−2−ピロリドンを加え、これらを混合させて負極合剤スラリーを調製した。なお、このバインダー前駆体の分解開始温度は約370℃であった。
正極活物質を作製するにあたっては、Li2Co3とCoCo3とを用い、Li:Coの原子比が1:1になるように秤量して、これらを乳鉢で混合し、これを直径17mmの金型でプレスして加圧成形した後、これを空気中において、800℃の温度で24時間焼成してLiCoO2の焼成体を製造し、このLiCoO2の焼成体を乳鉢で粉砕して、平均粒径が20μmになったLiCoO2粉末を得た。
非水電解液を作製するにあたっては、エチレンカーボネートとジエチレンカーボネートとを3:7の体積比で混合させた混合溶媒に、LiPF6を1モル/リットルの濃度になるように溶解させた後、これに二酸化炭素ガスを吹き込み、二酸化炭素ガスを0.4重量%溶解させて、非水電解液を作製した。
実施例2においては、上記の実施例1における負極の作製において、負極活物質粒子として平均粒径が6μmのケイ素粉末(純度99.9%)を用いるようにし、それ以外は、上記の実施例1の場合と同様にして負極を作製すると共に、リチウム二次電池を作製した。
実施例3においては、上記の実施例1における負極の作製において、負極活物質粒子として平均粒径が6μmのケイ素粉末(純度99.9%)を用いるようにし、それ以外は、上記の実施例1の場合と同様にして負極を作製すると共に、リチウム二次電池を作製した。
比較例1においては、上記の実施例1における負極の作製において、アルゴン雰囲気下において熱処理する温度を、前記のバインダー前駆体の分解開始温度より低い300℃にし、それ以外は、上記の実施例1の場合と同様にして負極を作製すると共に、リチウム二次電池を作製した。
比較例2においては、上記の実施例1における負極の作製において、負極合剤スラリーを調製するにあたり、バインダー前駆体として分解開始温度が約550℃である下記の化4に示すポリイミドを用いると共に、アルゴン雰囲気下において熱処理する温度を、前記のバインダー前駆体の分解開始温度より低い350℃にし、それ以外は、上記の実施例1と同様にして負極を作製すると共に、リチウム二次電池を作製した。
比較例3においては、上記の実施例1における負極の作製において、負極合剤スラリーを調製するにあたり、バインダー前駆体として上記の比較例2と同じ分解開始温度が約550℃である化4に示すポリイミドを用いると共に、アルゴン雰囲気下において熱処理する温度を、上記のバインダー前駆体の分解開始温度より低い400℃にし、それ以外は、上記の実施例1の場合と同様にして負極を作製すると共に、リチウム二次電池を作製した。
比較例4においては、上記の実施例1における負極の作製において、負極合剤スラリーを調製するにあたり、バインダー前駆体として上記の比較例2と同じ分解開始温度が約550℃である化4に示すポリイミドを用いると共に、アルゴン雰囲気下において熱処理する温度を、上記のバインダー前駆体の分解開始温度より低い450℃にし、それ以外は、上記の実施例1の場合と同様にして負極を作製すると共に、リチウム二次電池を作製した。
実施例4においては、上記の実施例1における負極の作製において、負極集電体として、18μmの圧延コルソン合金箔の両面に銅を電析させて粗面化処理したものであって、両面の表面粗さRaが0.15μmになったものを用いるようにした。
11a 正極合剤層
11b 正極集電体
11c 正極集電タブ
12 負極
12a 負極活物質層
12b 負極集電体
12c 負極集電タブ
13 セパレータ
14 外装体
Claims (8)
- ケイ素及び/又はケイ素合金を含む負極活物質粒子とバインダーとを含む負極合剤層が、非酸化性雰囲気下において400℃以上で熱処理されて負極集電体の表面に形成された、リチウム二次電池用負極において、上記のバインダーとして、下記の化1に示すイミド化合物を含むことを特徴とするリチウム二次電池用負極。
- 請求項1に記載したリチウム二次電池用負極において、上記の負極集電体の表面粗さRaが0.1μm以上であることを特徴とするリチウム二次電池用負極。
- 請求項1又は請求項2に記載したリチウム二次電池用負極において、上記の負極集電体が、銅又は銅合金の箔、表面に銅又は銅合金の層が形成された金属箔から選択される1種であることを特徴とするリチウム二次電池用負極。
- 請求項3に記載したリチウム二次電池用負極において、上記の負極集電体が、電解銅箔、電解銅合金箔、表面に電解銅が設けられた金属箔及び表面に電解銅合金が設けられた金属箔から選択される1種であることを特徴とするリチウム二次電池用負極。
- 請求項1〜請求項4の何れか1項に記載したリチウム二次電池用負極において、上記の
負極活物質粒子の平均粒径が1μm〜20μmの範囲であることを特徴とするリチウム二次電池用負極。 - 請求項1〜請求項5の何れか1項に記載したリチウム二次電池用負極において、上記の負極活物質粒子がケイ素であることを特徴とするリチウム二次電池用負極。
- ケイ素及び/又はケイ素合金を含む負極活物質粒子と 下記の化2に示すポリイミドからなるバインダー前駆体とを含む負極合剤スラリーを負極集電体の表面に塗布した後、これを非酸化性雰囲気下において400℃以上で熱処理し、上記のバインダー前駆体を分解させて、イミド化合物からなるバインダーを形成することを特徴とするリチウム二次電池用負極の製造方法。
- 正極と負極と非水電解質とを備えたリチウム二次電池において、上記の負極に請求項1〜5の何れか1項に記載したリチウム二次電池用負極を用いたことを特徴とするリチウム二次電池。
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