JP5417324B2 - リチウムイオン電池及びリチウムイオン電池用電極巻回体 - Google Patents
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Description
[混和型(単層)]
(製造例1)
フッ化ビニリデン樹脂としてインヘレント粘度(ηinh)=1.0dl/gのポリ弗化ビニリデン(株式会社クレハ製「KF#1000」)90質量%と、芳香族ポリエステル樹脂としてポリブチレンテレフタレート(ウィンテックポリマー株式会社製「700FP」)10質量%とをペレットブレンドし、Tダイを備えた口径40mmφの単軸押出機を用いてダイ温度280℃で押出し、幅250mm、厚み50μmの帯状フィルムを作製した。
ポリ弗化ビニリデンと、ポリブチレンテレフタレートとの混合組成を質量比で70:30(製造例2)および30:70(製造例3)と変えたこと以外は製造例1と同様にしてフィルムを得た。
ポリフッ化ビニリデン(ηinh=1.0dl/g)95質量%と芳香族ポリエチレンテレフタレート(PET:イーストマンケミカル(株)製「A12」)5質量%を用いた以外は、製造例1に準じて幅250mm、厚さ40μmの単層フィルムを作成した。
ポリフッ化ビニリデン(ηinh=1.0dl/g)90質量%と芳香族ポリエチレンテレフタレート(PET:イーストマンケミカル(株)製「A12」)10質量%を用いた以外は、製造例1に準じて幅250mm、厚さ40μmの単層フィルムを作成した。
ポリフッ化ビニリデン(ηinh=1.0dl/g)80質量%と芳香族ポリエチレンテレフタレート(PET:イーストマンケミカル(株)製「A12」)20質量%を用いた以外は、製造例1に準じて幅250mm、厚さ40μmの単層フィルムを作成した。
ポリフッ化ビニリデン(ηinh=1.0dl/g)90質量%と芳香族ポリエチレンテレフタレート(PET:イーストマンケミカル(株)製「A12」)10質量%を用いた以外は、製造例1に準じて幅250mm、厚さ30μmの単層フィルムを作成した。
ポリフッ化ビニリデン(ηinh=1.0dl/g)90質量%と芳香族ポリエチレンテレフタレート(PET:イーストマンケミカル(株)製「A12」)10質量%を用いた以外は、製造例1に準じて幅250mm、厚さ50μmの単層フィルムを作成した。
ポリフッ化ビニリデン(ηinh=1.0dl/g)の単独原料を用いる以外は製造例1と同様にしてフィルムを得た。
ポリフッ化ビニリデン(ηinh=1.30dl/g;(株)クレハ製「KF#1300」)(比較例2)およびポリブチレンテレフタレート(「700EP」)(比較例3)をそれぞれ単独で用いる以外は、製造例1と同様にして2種のフィルムを得た。
上記例で製造した巻戻り防止用テープ(フィルム)については、以下のように、耐熱性(目視外観観察)、厚み、厚み増加率および重量増加率の測定を行った。すなわち、上記例で製造したフィルムの各々を、横2cm、縦4cmの矩形にカットし、厚み及び重量を測定した。その後電池缶内における非水電解液との接触状況と近似させるために、スライドガラスで挟んでオートクレーブに入れ、電解液(エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、およびジメチルカーボネート(DMC)の混合溶液(組成比=16/8/76体積%)に、電解質としてLiPF6を1.0mol/L混合したもの)を注入し封入した。このオートクレーブを90℃のオーブン中で16時間保持し、室温まで冷却後取り出した。オートクレーブからサンプルを取り出し付着した電解液を拭き取って、目視観察ならびに厚みおよび重量増加率の測定を行った。
製造例1で得られたフィルムに市販のアクリル系粘着剤(東洋インキ製造株式会社製「BPS1109」)を乾燥後の厚みが20μmとなるように固形分濃度をトルエンで希釈して調整し、メイヤーバーによって塗布後、70℃の乾燥機中で30分間乾燥させ粘着剤層付フィルムを得た。このフィルムを市販のポリエチレン製セパレータ(厚さ22μm;旭化成株式会社製「ハイポアS6722」)に粘着させたものの非水電解液に対する耐熱性を上記評価方法により、目視評価した。その結果、外観の劣化は認められなかった。目視評価では、フィルムの膨潤も確認されたが、セパレータと粘着剤の寄与の除外が極めて困難であるため、数値的評価は割愛した。
以下の製造例10〜18中、製造例10〜16は参考例である。
(製造例10)
フッ化ビニリデンとしてのポリ弗化ビニリデン(ηinh=1.0dl/g)と、芳香族ポリエステル樹脂としてのポリブチレンテレフタレート(「700FP」)とを厚み比が90:10となるように、二層Tダイを備えた口径40mmφ、および30mmφの押出機によりダイ温度270℃で押出し、幅250mm、厚み50μmの二層フィルムを作製した。
ポリ弗化ビニリデン〈ηinh=1.0dl/g〉と、ポリブチレンテレフタレート(700FP)との厚み構成比を80:20(製造例11)および60:40(製造例12)とそれぞれ変える以外は製造例10と同様にして2種の二層フィルムを得た。
フッ化ビニリデンとしてηinh=0.85dl/gのポリ弗化ビニリデン((株)クレハ製「KF#850」)、芳香族ポリエステル樹脂としてポリエチレンテレフタレート(PET)(イーストマンケミカル(株)製「A12」)を用いた以外は、製造例10と同様にして、但し、全体厚みおよび厚み比を後記表2に示すように変化して4種の二層フィルムを得た。
膨潤層を形成するために製造例1で用いたポリフッ化ビニリデン(ηinh=1.0dl/g)とポリブチレンテレフタレート(PBT、700FP)との70:30質量%の混合物を、非膨潤層を形成するために同じポリフッ化ビニリデンとポリブチレンテレフタレートの30:70質量%の混合物を用い、厚み構成比を膨潤層60%、非膨潤層40%とした以外は製造例10と同様の方法により二層フィルムを得た。
膨潤層を形成するために製造例13で用いたポリフッ化ビニリデン(ηinh=0.85dl/g)およびPET(「A12」)の70:30質量%の混合物を、非膨潤層を形成するために同PET(「A12」)100%を用い、厚み構成比を膨潤層50%、非膨潤層50%とした以外は製造例10と同様の方法で二層フィルムを得た。
製造例10において、PBTの代りにポリメチルメタクリレート(PMMA,三菱レイヨン株式会社製「HBY−N19」)を用いる以外は製造例10と同様にして二層フィルムを得た。
製造例10においてPBTの代りにポリプロピレン(PP,日本ポリプロ株式会社製「ノバテックFY6H」)を用いる以外は、製造例10と同様にして二層フィルムを製造した。
(実施例1)
以下のようにして、図2および図1に概容を示すような単層の巻戻り防止用テープを含む電極巻回体およびリチウムイオン電池を作製した。
巻戻り防止用テープとして、製造例5で作製した積層フィルムのPBT層側に製造例4と同様の方法で粘着加工したテープを用いた他は、上記実施例1と同様にして、電極巻回体およびリチウムイオン電池を作製し、実施例1と同様にして充・放電試験および高温放置試験後、電池を解体し、目視による観察を行った。その結果粘着テープは収縮して変形しているものの、電極を固定しており、また亀裂などが発生していないことが確かめられた。
Claims (5)
- 帯状の負極と帯状の正極とを帯状のセパレータを介して積層巻回してなる巻回電極体の周囲に、巻戻り防止用テープを付着してなる電極巻回体を、非水電解液とともに電池缶内に封入してなり、前記巻戻り防止用テープが、(i)フッ化ビニリデン樹脂と芳香族ポリエステル樹脂とを質量比で95:5〜60:40あるいは40:60〜5:95の割合で含む混和物層単独、または(ii)上記(i)に記載の組成を有する フッ化ビニリデン樹脂と芳香族ポリエステル樹脂の混和物層と、フッ化ビニリデン樹脂および芳香族ポリエステル樹脂から選ばれた少なくとも一つの樹脂からなる隣接樹脂層とを含む積層物、である複合材料からなることを特徴とするリチウムイオン電池。
- 前記巻戻り防止用テープが積層物(ii)からなる複合材料からなり、芳香族ポリエステル樹脂層または芳香族ポリエステル樹脂を隣接する樹脂層中よりも多く含む混和物層が巻回電極体に近接して付着される請求項1に記載のリチウムイオン電池。
- 前記巻戻り防止用テープが粘着剤層を介して巻回電極体に付着される請求項1または2に記載のリチウムイオン電池。
- 前記巻戻り防止用テープが全体としてフッ化ビニリデン樹脂と芳香族ポリエステル樹脂とを質量比で95:5〜60:40の割合で含む請求項1〜3のいずれかに記載のリチウムイオン電池。
- 帯状の負極と帯状の正極とを帯状のセパレータを介して積層巻回してなる巻回電極体の周囲に、巻戻り防止用テープを付着してなり、前記巻戻り防止用テープが、(i)フッ化ビニリデン樹脂と芳香族ポリエステル樹脂とを質量比で95:5〜60:40あるいは40:60〜5:95の割合で含む混和物層単独、または(ii)上記(i)に記載の組成を有する フッ化ビニリデン樹脂と芳香族ポリエステル樹脂の混和物層と、フッ化ビニリデン樹脂および芳香族ポリエステル樹脂から選ばれた少なくとも一つの樹脂からなる隣接樹脂層とを含む積層物、である複合材料からなることを特徴とするリチウムイオン電池用電極巻回体。
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