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リチウムイオン二次電池およびこれを含む電気機器 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P140010482
整理番号 362
掲載日 2014年4月14日
出願番号 特願2012-066103
公開番号 特開2013-197055
登録番号 特許第5930290号
出願日 平成24年3月22日(2012.3.22)
公開日 平成25年9月30日(2013.9.30)
登録日 平成28年5月13日(2016.5.13)
発明者
  • 山縣 雅紀
  • 石川 正司
  • 古賀 景子
  • 松井 由紀子
  • 菊田 学
  • 村上 賢志
出願人
  • 学校法人 関西大学
  • 第一工業製薬株式会社
発明の名称 リチウムイオン二次電池およびこれを含む電気機器 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】サイクル耐久性および出力特性に優れたリチウムイオン二次電池を提供する。
【解決手段】本発明に係るリチウムイオン二次電池は、正極および負極を備え、上記正極と負極との間に電解液を含むリチウムイオン二次電池において、上記負極におけるバインダーはアルギン酸を含み、上記電解液の溶媒が、ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオンを含むイオン液体である。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要



近年、携帯電話機器、電気自動車に搭載されるリチウムイオン二次電池の開発が進められている。リチウムイオン二次電池を構成する電極は、電気エネルギーの蓄電に直接係わる活物質、活物質間の導通パスを担う導電剤、バインダー、および集電体から構成される。リチウムイオン二次電池の特性は電極に大きく依存し、それぞれの材料自体の特性と材料の組み合わせ方に大きく影響を受ける。





特にバインダーは、活物質、導電剤およびバインダーを含む合材から得られた電極内にて存在比率が少なく、電解液との親和性に優れ、電極の電気抵抗を最小限にできることが要求される。また、高電圧作動に耐える安定性も重要である。





このバインダーは、大きく水系または非水系に分類される。水系バインダーとしては、スチレン-ブタジエンラバー(SBR)水分散液(特許文献1など)、カルボキシメチルセルロース(CMC)(特許文献2~4など)が挙げられる。また、これらのバインダーの併用についても従来技術として提案されている(特許文献3、5、6など)。これらの水系バインダーは、活物質および導電剤との密着性が比較的高いため、合材における含有量が少なくて済むという利点がある。





非水系バインダーとしては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)(特許文献7、8など)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)のN-メチル-2-ピロリドン(NMP)溶液(特許文献9、10など)が挙げられ、特に高圧作動型のデバイスには有利に働く点で利点がある。





一方、リチウムイオン二次電池用電極用のバインダーとして、多糖類系天然高分子を用いることが開示されており、バインダーとして適用可能であること、および、このバインダーを用いたリチウムイオン二次電池用電極のサイクル耐久性が高いことが記載されている(特許文献11、非特許文献1)。

産業上の利用分野



本発明は、リチウムイオン二次電池およびこれを含む電気機器に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
正極および負極を備え、上記正極と負極との間に電解液を含むリチウムイオン二次電池において、
上記負極におけるバインダーはアルギン酸を含み、
上記電解液の溶媒が、ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオンを含むイオン液体であることを特徴とするリチウムイオン二次電池。

【請求項2】
上記負極は、負極活物質としてシリコンを含むことを特徴とする請求項1に記載のリチウムイオン二次電池。

【請求項3】
上記アルギン酸がアルギン酸塩であり、
上記アルギン酸塩は、アルギン酸塩の1%(w/v)水溶液の20℃における粘度が300mPa・s以上、2000mPa・s以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池。

【請求項4】
請求項1~3の何れか1項に記載のリチウムイオン二次電池を備える電気機器。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
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