JP6993277B2 - 絶縁層形成用組成物、電気化学素子用電極体、および電気化学素子 - Google Patents
絶縁層形成用組成物、電気化学素子用電極体、および電気化学素子 Download PDFInfo
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Description
(正極の作製)
正極活物質であるコバルト酸リチウム:64質量部と、Li2S-P2S5系の硫化物固体電解質:32質量部とを、分散媒であるトルエン中で混合して分散させ、更に、導電助剤として気相成長炭素繊維:2質量部と、バインダとしてPVDF:2質量部とを添加し混合して、スラリー状の正極合剤層形成用組成物を調製した。
負極活物質である黒鉛:80質量部と、Li2S-P2S5系の硫化物固体電解質:20質量部とを、分散媒であるトルエン中で混合して分散させ、更にバインダとしてPVDF:2質量部を添加し混合して、スラリー状の負極合剤層形成用組成物を調製した。
アクリル樹脂(ガラス転移温度:50℃):0.5gをトルエン:16.2g中に加え、超音波処理を5分間実施してバインダ溶液を調製した。
正極および負極の作製で使用したものと同じ硫化物系固体電解質:98質量部と、バインダとしてPVDF:2質量部とをトルエン中で混合して分散させ、スラリー状の固体電解質層形成用組成物を調製した。
絶縁層を形成した積層電極体について、正極の全ての集電タブ部を纏めてアルミニウム製の正極端子部(外部端子)と溶接し、負極の全ての集電タブ部も纏めて銅製の負極端子部(外部端子)と溶接した。そして、溶接後の積層電極体を四角形の金属ラミネートフィルム上に、正極端子部および負極端子部が、それぞれ金属ラミネートフィルムの対向する辺から外部に突出するように置いた。そして、その上から四角形の金属ラミネートフィルム上に置き、上下の金属ラミネートフィルムの端部同士を熱溶着させて封止して、図3に示すものと同様の断面構造の全固体二次電池(電気化学素子)を得た。
絶縁層形成用スラリーの調製に使用するPMMA粒子、バインダおよびトルエンの量を、それぞれ1.5g、0.8g、15.2gに変更した以外は、実施例1と同様にして全固体二次電池を作製した。
積層電極体の側面に絶縁層を形成しなかった以外は、実施例1と同様にして全固体二次電池を作製した。
絶縁層形成用スラリーの調製に使用するPMMA粒子、バインダおよびトルエンの量を、それぞれ1.5g、0.2g、14.9gに変更した以外は、実施例1と同様にして全固体二次電池を作製した。
バインダ溶液を調製する際の溶媒としてアセトン(δ=10)を用いた以外は、実施例1と同様にして全固体二次電池を作製した。
バインダ溶液を調製する際の溶媒として、ヘキサン(δ=7.3)を用いたところ、均質なバインダ溶液を調製できなかったため、全固体二次電池の作製には至らなかった。
実施例1、2および比較例1~3の二次電池各3個について、その側面を4N・mの荷重で押し付けて固定し、その際の電池の電圧変化を測定した。電圧に変化がみられなかったものを短絡なし:○、電圧が低下したものを短絡有り:×として表1に示す。
実施例1、2および比較例1~3の二次電池について、室温環境下で、0.3mAの電流値で電池電圧が4.0Vになるまで定電圧充電し、引き続いて4.0Vの電圧で電流値が0.15mAになるまで定電圧充電を行った後、0.3mAの電流値で電池電圧が2.0Vになるまで定電流放電することにより、室温での放電容量を測定した。
20 正極
20a 正極の本体部
20b 正極の集電タブ部
21 正極合剤層
22 正極集電体
30 負極
30a 負極の本体部
30b 負極の集電タブ部
31 負極合剤層
32 負極集電体
40 固体電解質層
50 絶縁層
100 電極体(積層電極体)
200 正極端子部
300 負極端子部
400 外装体
Claims (10)
- 硫化物系固体電解質を含有する固体電解質層を有する電気化学素子内の絶縁層の形成に使用される絶縁層形成用組成物であって、
融点または熱分解温度が150℃以上の樹脂を含むフィラーと、バインダと、溶解度パラメータが8.8~9.5の溶媒とを含有し、
前記フィラーの含有量100質量部に対して、前記バインダの含有量が15質量部以上であることを特徴とする絶縁層形成用組成物。 - 前記溶媒の含有水分量が10ppm以下である請求項1に記載の絶縁層形成用組成物。
- 前記溶媒としてトルエンを含有する請求項1または2に記載の絶縁層形成用組成物。
- 前記フィラーとしてポリメタクリル酸メチルの粒子を含有する請求項1~3のいずれかに記載の絶縁層形成用組成物。
- 前記フィラーの平均粒子径が0.1~1μmである請求項1~4のいずれかに記載の絶縁層形成用組成物。
- 前記バインダとしてアクリル樹脂を含有する請求項1~5のいずれかに記載の絶縁層形成用組成物。
- 正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に介在する固体電解質層とを有する電気化学素子用電極体であって、
前記固体電解質層は、硫化物系固体電解質を含有し、
前記電極体の側面に、融点または熱分解温度が150℃以上の樹脂を含有するフィラーと、バインダとを含有する絶縁層が形成されていることを特徴とする電気化学素子用電極体。 - 前記正極は、正極活物質および固体電解質を含有する正極合剤層を有する本体部と、本体部から突出した集電タブ部とを備え、
前記負極は、負極活物質および固体電解質を含有する負極合剤層を有する本体部と、前記本体部から突出した集電タブ部とを備えている請求項7に記載の電気化学素子用電極体。 - 前記絶縁層が、請求項1~6のいずれかに記載の絶縁層形成用組成物を用いて形成されたものである請求項7または8に記載の電気化学素子用電極体。
- 正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に介在する固体電解質層とを有する電極体を備えた電気化学素子であって、
前記電極体として、請求項7~9のいずれかに記載の電気化学素子用電極体を有することを特徴とする電気化学素子。
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JP2005353309A (ja) | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Tokyo Institute Of Technology | リチウム電池素子 |
JP2011082039A (ja) | 2009-10-07 | 2011-04-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 非水電解質電池及び組電池 |
JP2013084495A (ja) | 2011-10-12 | 2013-05-09 | Toyota Motor Corp | 電池 |
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