JP5652674B2 - 電池および電池の製造方法 - Google Patents
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Description
平均粒径が3μmのポリエチレン粒子を絶縁性粒子として用い、その絶縁性粒子と、バインダとしてのアイオノマー樹脂と、溶媒としての水とを混合し、ペースト状の塗料を調製した。配合割合は、絶縁性粒子100質量部に対して、バインダ3質量部とした。上記塗料の粘度を測定したところ、600mPa・sであった。この結果、絶縁性粒子100質量部に対してバインダが3質量部以下であれば、増粘剤を添加しなくても、塗料の粘度を500mPa・s以上に保つことができることが確認された。
平均粒径が3μmのポリエチレン粒子(絶縁性粒子)と、バインダとしてのアイオノマー樹脂と、溶媒としての水と、増粘剤としてのポリアクリル酸ナトリウムとを混合し、ペースト状の塗料を調製した。配合割合は、絶縁性粒子100質量部に対し、バインダを3質量部、増粘剤を0.5質量部とした。上記塗料の粘度を測定したところ、1148mPa・sであった。実施例1との比較から、増粘剤の量を増やすと塗料の粘度が増大することが確認された。
配合割合を絶縁性粒子100質量部に対し、バインダを3質量部、増粘剤を1質量部としたこと以外は実施例2と同様にして、塗料を調製した。塗料の粘度を測定したところ、2230mPa・sであった。実施例1および2との比較から、増粘剤の量を増やすと塗料の粘度が増大することが確認された。
増粘剤を添加する一方、バインダ量を零とした塗料を調製し、その粘度を測定した。すなわち、平均粒径が3μmのポリエチレン粒子(絶縁性粒子)と、溶媒としての水と、増粘剤としてのポリアクリル酸ナトリウムとを混合し、ペースト状の塗料を調製した。この塗料には、バインダは含まれていない。配合割合は、絶縁性粒子100質量部に対して、増粘剤0.5質量部とした。上記塗料の粘度を測定したところ、636mPa・sであった。この結果および実施例1の結果から、絶縁性粒子100質量部に対してバインダが3質量部以下であり、且つ増粘剤が0.5質量部以上であれば、塗料の粘度をより確実に500mPa・s以上にすることができることが分かる。
絶縁性粒子100質量部に対し、バインダを5質量部、増粘剤を1質量部としたこと以外は実施例2と同様にして、塗料を調製した。塗料の粘度を測定したところ、446mPa・sであった。この結果から、絶縁性粒子100質量部に対してバインダが5質量部以上の場合、増粘剤の添加量を1質量部としても、塗料の粘度は500mPa・s未満となることが分かった。この結果および実施例1の結果から、バインダ量を多くしすぎると、増粘剤を多少添加しただけでは、塗料の粘度を500mPa・s以上にすることは難しいことが分かった。
配合割合を絶縁性粒子100質量部に対し、バインダを5質量部、増粘剤を6質量部としたこと以外は実施例2と同様にして、塗料を調製した。塗料の粘度を測定したところ、894mPa・sであった。
配合割合を絶縁性粒子100質量部に対し、バインダを5質量部、増粘剤を12質量部としたこと以外は実施例2と同様にして、塗料を調製した。塗料の粘度を測定したところ、1302mPa・sであった。
配合割合を絶縁性粒子100質量部に対し、バインダを5質量部、増粘剤を22質量部としたこと以外は実施例2と同様にして、塗料を調製した。塗料の粘度を測定したところ、1916mPa・sであった。
配合割合を絶縁性粒子100質量部に対し、バインダを5質量部、増粘剤を44質量部としたこと以外は実施例2と同様にして、塗料を調製した。塗料の粘度を測定したところ、3650mPa・sであった。
本願発明者は、セパレータ層の空孔率と通気度との関係を調べる実験を行った。平均粒径の異なる絶縁性粒子を用い、厚さ10μmのポリエチレンフィルム40の表面にサンプル1〜3のセパレータ層30を形成した(図9参照)。セパレータ層30およびポリエチレンフィルム40に空気を透過させ、100mlの空気が透過する時間を測定し、その時間を透気度として定義した。透気度が小さいほど空気は透過しやすく、イオン透過性が高いことになる。その結果を表1に示す。
Claims (7)
- 正極集電体と、正極活物質を含み且つ前記正極集電体上に形成された正極活物質層とを有する正極を準備する工程と、
負極集電体と、負極活物質を含み且つ前記負極集電体上に形成された負極活物質層とを有する負極を準備する工程と、
少なくとも絶縁性粒子とバインダと増粘剤と溶媒とを混合させ、粘度が500mPa・s〜5000mPa・sのセパレータ層形成用の塗料を作製する工程と、
前記正極活物質層および前記負極活物質層の少なくとも一方の表面に前記塗料を塗布して乾燥させることにより、絶縁性および多孔性を有するセパレータ層を形成する工程と、
を包含し、
ここで、前記絶縁性粒子は、有機物の粒子である、電池の製造方法。 - 前記塗料を作製する工程において、絶縁性粒子100質量部に対して0.5質量部〜65質量部の増粘剤を添加する、請求項1に記載の電池の製造方法。
- 前記塗料を作製する工程において、前記バインダの配合量は、絶縁性粒子100質量部に対して3質量部以下である、請求項1に記載の電池の製造方法。
- 前記塗料を作製する工程において、前記バインダの配合量は、絶縁性粒子100質量部に対して3質量部以下であり、絶縁性粒子100質量部に対して0.5質量部〜65質量部の増粘剤を添加する、請求項1に記載の電池の製造方法。
- 正極集電体と、正極活物質を含み且つ前記正極集電体上に形成された正極活物質層とを有する正極と、
負極集電体と、負極活物質を含み且つ前記負極集電体上に形成された負極活物質層とを有する負極と、
絶縁性粒子とバインダと増粘剤とを含み、前記正極活物質層および前記負極活物質層の少なくとも一方の表面上に形成された絶縁性および多孔性を有するセパレータ層と、を備え、
前記絶縁性粒子は、有機物の粒子であり、
前記セパレータ層に占める前記バインダの質量割合が2%以下であり、
前記セパレータ層に占める前記増粘剤の質量割合が0.2%〜22.6%であり、
前記セパレータ層には、前記セパレータ層の表面から前記正極および/または前記負極にまで達する貫通痕が発生していない、電池。 - 前記絶縁性粒子の平均粒径が3μm以上であり、
前記セパレータ層の空孔率が35%以上である、請求項5に記載の電池。 - 前記増粘剤としてポリアクリル酸塩を用いる、請求項1から4のいずれか一項に記載の電池の製造方法。
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