(57)【要約】  【課題】  活物質としてリチウム金属酸化物を用い、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを用いたペレット状電極を正極として用いた非水電解液電池において、該電池が高温環境で放置されたときの内部抵抗の上昇を抑制する。  【解決手段】  固有粘度１．０ｄｌ／ｇ以下であるポリフッ化ビニリデンを正極の結着剤として用いる。このようなポリフッ化ビニリデンを結着剤として用いると、電池の内部抵抗の上昇を大幅に抑制できる。  【選択図】図１
2009037937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活物質としてリチウム金属酸化物を用い、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを用いたペレット状電極を正極として用いた非水電解液電池であって、前記ポリフッ化ビニリデンの固有粘度が１．０ｄｌ／ｇ以下であることを特徴とする非水電解液電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非水電解液電池に関し、特にその正極に含まれる結着剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、種々の電子機器の高性能化、小型化、携帯化が進み、これらの電子機器のバックアップ用電源として使用される二次電池にも高性能化、小型化・長寿命化が強く要求されるようになった。このような要求に応えるべく、リチウムを吸蔵・放出可能な活物質を電極に用いた非水電解液電池の開発が行なわれている。
【０００３】
この非水電解液電池においては、正極活物質としてコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム等のリチウム金属酸化物が主に用いられ、負極活物質として黒鉛等の炭素材料、チタン酸リチウム等のリチウム酸化物、又は金属リチウム若しくはリチウム合金が主に用いられる。
【０００４】
非水電解液電池に用いる電極は、上記のような活物質と溶剤に溶解させた結着剤とを混合してペースト状の合剤とした後、加圧成型してペレット状としたり導電性集電体に塗布したりするなどして作製される。非水電解液電池の場合、活物質が水と顕著に反応するため、前記溶剤として水ではなく有機溶剤が用いられる。例えば、溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）が用いられ、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）が用いられる（例えば、特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３０３５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のような非水電解液電池においては、電子機器内部の部品の発熱により周囲温度が比較的高い状態に置かれる場合が多い。ところが、このような高温環境に電池を晒し続けると、電池の内部抵抗が上昇し、出力が低下するという問題があった。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、高温下に置かれても出力の低下が少ない非水電解液電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の非水電解液電池は、活物質としてリチウム金属酸化物を用い、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを用いたペレット状電極を正極として用いた非水電解液電池であって、前記ポリフッ化ビニリデンの固有粘度が１．０ｄｌ／ｇ以下であることを特徴とする。
なお固有粘度とは、樹脂４ｇを１リットルのＮ,Ｎ−ジメチルホルムアミドに溶解させた溶液の対数粘度をいう。
【発明の効果】
【０００８】
正極としてペレット状電極を用いる非水電解液電池において、固有粘度が１．０ｄｌ／ｇ以下のポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を正極の結着剤として用いることで、高温下での内部抵抗の上昇を抑制することができる。なお、ＰＶｄＦの固有粘度が小さすぎると結着性が低下するので、結着性を損なわない程度の固有粘度とするとよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１に、本発明に係る非水電解液電池の模式的断面図を示す。正極１と負極２は、セパレータ３を介して対向するように設けられており、正極缶４及び負極缶５からなる電池ケース内に収容されている。正極１は正極缶４に、負極２は負極キャップ５に、それぞれ炭素材料からなる導電性ペースト７を介して接続されている。負極缶５の外周部は、例えばポリプロピレンからなるガスケット６を介して正極缶４の内側にはめ込まれている。セパレータ３には例えばポリプロピレンからなる不織布が用いられ、正極１、負極２及びセパレータ３に上記非水電解液が含浸されている。
【００１０】
正極１は、正極活物質と結着剤であるＰＶｄＦとを混合した合剤を加圧成型することにより作製されたペレット状の電極であり、ＰＶｄＦの固有粘度は１．０ｄｌ／ｇ以下である。正極に用いる活物質としては、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム等のリチウム金属酸化物を用いることができる。さらに、前記合剤中には、正極活物質と結着剤のＰＶｄＦの他、電極の導電性を補助するために黒鉛や炭素繊維等の炭素材料を合剤中に加えることができる。なお、ＰＶｄＦを溶解する有機溶剤としてはＮＭＰの他、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミドなど用いることができる。
【００１１】
負極２に用いる活物質としては、黒鉛等の炭素材料、金属リチウム、アルミニウム−リチウム合金等のリチウム合金の他、チタン酸リチウムなど上述の正極活物質に比べ電位の低いリチウム金属酸化物を用いることができる。
さらに、ガスケット６の材料としてはポリプロピレンの他、ポリフェニレンスルフィドやポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン等使用することができる。
【実施例】
【００１２】
以下、本発明をコバルト酸リチウム正極とチタン酸リチウム負極による非水電解液電池に適用した例について説明する。
（実施例）
１．正極の作製
正極活物質であるコバルト酸リチウムを８９ｗｔ％、導電剤として黒鉛とアセチレンブラックの混合物を１０ｗｔ％、結着剤として固有粘度が０．８５ｄｌ／ｇのポリフッ化ビニリデン（クレハ製ＫＷ−８５０）を１ｗｔ％の割合で混合し、その混合物を直径４ｍｍ、厚さ０．９ｍｍのペレット状に加圧成型した後、真空中に１００℃で乾燥して正極を作製した。
【００１３】
２．負極の作製
負極活物質であるチタン酸リチウムを８９ｗｔ％、導電剤として気相成長炭素繊維と黒鉛の混合物を１０ｗｔ％  、結着剤としてフッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）を１ｗｔ％の割合で混合し、その混合物を直径４ｍｍ、厚さ０．６ｍｍのペレット状に加圧成型した後、真空中に１００℃で乾燥して負極を作製した。
３．電解液の作製
エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジメチルカーボネートを混合した混合溶媒に、溶質としてＬｉＰＦ６を溶解した電解液を作製した。
４．電池の作製
上述のようにして作製した負極を負極キャップ内に載置し、さらに前記負極の上にセパレータを載置した後、このセパレータに上述の電解液を注いだ。その後、セパレータ上に上述の正極を載置し、さらにその上に正極缶を被せた。この正極缶と負極キャップとをポリプロピレン製のガスケットを介してかしめて封口し、外径６ｍｍ、厚み２．１ｍｍである実施例の非水電解液電池を作製した。
【００１４】
（比較例）
結着剤として固有粘度１．１ｄｌ／ｇのポリフッ化ビニリデン（クレハ製ＫＷ−１１００）を用いた以外は上記実施例の正極と同様にして、直径４ｍｍ、厚さ０．９ｍｍのペレット状の正極を作製した。
あとは実施例と同様にして、比較例の非水電解液電池を作製した。
【００１５】
〔評価試験〕
本発明の効果を評価すべく、次のような試験を行った。
〈試験条件〉
実施例および比較例電池について３．０ｍＡｈの電流で３．２Ｖまで充電した後、３．２Ｖの電圧状態を保つように定電圧充電を行いながら６０℃の環境下で放置し、放置後の内部抵抗を測定した。
実施例、比較例電池それぞれの試験前（０日）の内部抵抗を１００として、放置後所定日数経過時の内部抵抗の試験前の値に対する相対値の推移の結果を表１に示す。
【００１６】
【表１】
2009037937.tif 000003
【００１７】
表１より明らかなように、固有粘度が１．０ｄｌ／ｇより大きいＰＶｄＦを用いた比較例に比べ、固有粘度が１．０ｄｌ／ｇ以下のＰＶｄＦを用いた実施例では試験開始後１６０日経過時の内部抵抗を約半分に抑制することができた。このように正極に用いる結着剤として固有粘度が１．０ｄｌ／ｇ以下のＰＶｄＦを用いることにより、高温下で放置された場合でも内部抵抗の上昇を抑制することができることが分かる。
【００１８】
なお、上記の実施例では正極をコバルト酸リチウムとし、負極をチタン酸リチウムとしたが、この他正極をマンガン酸リチウムとし、リチウム−アルミ合金負極や黒鉛などの炭素負極組み合わせとすることも可能である
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る非水電解液電池の模式的断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１・・・正極
２・・・負極
３・・・セパレータ
４・・・正極缶
５・・・負極キャップ
６・・・ガスケット
７・・・導電性ペースト
【図１】
2009037937.tif 000004