JP2005340025A - Negative electrode material and battery using the same - Google Patents
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Abstract
【課題】 高容量で、かつ高負荷レートの放電であっても、サイクル特性に優れた電池およびそれに用いられる負極材料を提供する。
【解決手段】 帯状の正極21と負極22とがセパレータ23を介して巻回されている。負極21は、累積体積粒度分布曲線において粒子径の大きな第1ピークと粒子径の小さな第2ピークとを有する炭素材料よりなり、第2ピークの通過分積算が1%以上15%以下で、かつ第1ピークの粒子径に対する第2ピークの粒子径の比が0より大きく0.05以下である負極材料を含んでいる。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery excellent in cycle characteristics even when discharging at a high capacity and a high load rate, and a negative electrode material used therefor.
A belt-like positive electrode 21 and a negative electrode 22 are wound with a separator 23 interposed therebetween. The negative electrode 21 is made of a carbon material having a first peak with a large particle diameter and a second peak with a small particle diameter in the cumulative volume particle size distribution curve, and the accumulated amount of passage of the second peak is 1% or more and 15% or less, and A negative electrode material in which the ratio of the particle size of the second peak to the particle size of the first peak is greater than 0 and 0.05 or less is included.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、粒子径の異なる炭素材料を含む負極材料、およびそれを用いた電池に関する。 The present invention relates to a negative electrode material containing carbon materials having different particle diameters, and a battery using the same.
近年、電子技術の進歩により電子機器の高性能化、小型化、ポータブル化が進み、これらの電子機器に使用される電力供給源として、高いエネルギー密度を有する二次電池が強く要求されている。従来、これらの電子機器には、ニッケル・カドミウム電池や鉛電池などの二次電池が使用されていたが、これらの二次電池では、放電電位が低く、要求されるような高いエネルギー密度を有する電池という観点からは十分ではない。 2. Description of the Related Art In recent years, electronic devices have been improved in performance, size, and portability due to advances in electronic technology, and a secondary battery having a high energy density is strongly demanded as a power supply source used in these electronic devices. Conventionally, secondary batteries such as nickel-cadmium batteries and lead batteries have been used for these electronic devices. However, these secondary batteries have a low discharge potential and a high energy density as required. Not enough from a battery perspective.
高エネルギー密度を有する二次電池としては、リチウムやリチウム合金、または炭素材料のようなリチウムイオンを吸蔵および放出することが可能な物質を負極活物質として使用し、また、正極にリチウムコバルト複合酸化物等のリチウム複合酸化物を使用する非水電解液二次電池の研究・開発が盛んに行われ、特に負極材料として炭素材料を用いたリチウムイオン二次電池は、実用化され市販されている。 As a secondary battery having a high energy density, a material capable of occluding and releasing lithium ions, such as lithium, a lithium alloy, or a carbon material, is used as a negative electrode active material. Research and development of non-aqueous electrolyte secondary batteries using lithium composite oxides such as materials have been actively carried out, and in particular, lithium ion secondary batteries using carbon materials as negative electrode materials have been put into practical use and are commercially available. .
この電池は、電池電圧が高く、サイクル特性に優れているが、更に高容量化させ、あるいはサイクル特性を向上させるために、例えば、粒子径の異なる複数の炭素材を負極活物質として用いることが検討されている(例えば、特許文献1参照。)
ところで、従来のニッケル・カドミウム電池あるいは鉛電池と代替可能な二次電池として要求される電池性能の中に高負荷でのサイクル寿命特性がある。特に、カメラ一体型VTR、セルラーフォン、ラップトップパソコン等のポータブル用機器の電力供給源として使用される二次電池は、約2C放電でのサイクル寿命が重要な性能の一つに位置づけられる。 By the way, among the battery performance required as a secondary battery that can replace the conventional nickel-cadmium battery or lead battery, there is a cycle life characteristic at a high load. In particular, a secondary battery used as a power supply source for portable devices such as a camera-integrated VTR, a cellular phone, and a laptop personal computer is positioned as one of the important performances with a cycle life of about 2C discharge.
従来のリチウムイオン二次電池では、例えば、低負荷レートの放電では約1200サイクルという長寿命が確認されている。しかし、充放電を繰り返すと負極活物質の膨張・収縮により導電性が低下し、特に高負荷レートの放電によるサイクルでは、この導電性の低下が容量の低下に強く影響を与えている。例えば、2C放電で充放電を繰り返すと低負荷レートで充放電を繰り返すよりも1/10以下程度の寿命しか得られない。 In a conventional lithium ion secondary battery, for example, a long life of about 1200 cycles has been confirmed for discharge at a low load rate. However, when charging and discharging are repeated, the conductivity decreases due to the expansion and contraction of the negative electrode active material, and this decrease in conductivity strongly influences the decrease in capacity, particularly in a cycle due to discharge at a high load rate. For example, if charging / discharging is repeated with 2C discharge, only a life of about 1/10 or less can be obtained compared with repeating charging / discharging at a low load rate.
本発明はかかる問題に鑑みてなされたもので、その目的は、高容量で、かつ高負荷レートの放電であっても、サイクル特性に優れた電池およびそれに用いられる負極材料を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a battery having a high capacity and a high load rate, and having excellent cycle characteristics, and a negative electrode material used therefor. .
本発明による負極材料は、累積体積粒度分布曲線において粒子径の大きな第1ピークと粒子径の小さな第2ピークとを有する炭素材料よりなり、第2ピークの通過分積算が1%以上15%以下で、かつ第1ピークの粒子径に対する第2ピークの粒子径の比(第2ピークの粒子径/第1のピークの粒子径)が0より大きく0.05以下のものである。 The negative electrode material according to the present invention is made of a carbon material having a first peak with a large particle diameter and a second peak with a small particle diameter in a cumulative volume particle size distribution curve, and the accumulated amount of passage of the second peak is 1% or more and 15% or less. The ratio of the second peak particle diameter to the first peak particle diameter (second peak particle diameter / first peak particle diameter) is greater than 0 and less than or equal to 0.05.
本発明による電池は、正極および負極と共に電解質を備えたものであって、負極は、累積体積粒度分布曲線において粒子径の大きな第1ピークと粒子径の小さな第2ピークとを有する炭素材料よりなり、第2ピークの通過分積算が1%以上15%以下で、かつ第1ピークの粒子径に対する第2ピークの粒子径の比(第2ピークの粒子径/第1のピークの粒子径)が0より大きく0.05以下である負極材料を含むものである。 The battery according to the present invention includes an electrolyte together with a positive electrode and a negative electrode, and the negative electrode is made of a carbon material having a first peak having a large particle diameter and a second peak having a small particle diameter in a cumulative volume particle size distribution curve. The ratio of the second peak particle diameter to the first peak particle diameter (second peak particle diameter / first peak particle diameter) is 1% or more and 15% or less. A negative electrode material that is greater than 0 and less than or equal to 0.05 is included.
本発明の負極材料によれば、累積体積粒度分布曲線における粒子径の小さな第2ピークの通過分積算を1%以上15%以下とし、粒子径の大きな第1ピークの粒子径に対する第2ピークの粒子径の比を0より大きく0.05以下としたので、例えば本発明の電池においてエネルギー密度を高くすることができると共に、導電性を確保することができ、サイクル特性の低下を抑制することができる。 According to the negative electrode material of the present invention, the accumulated amount of the second peak having a small particle diameter in the cumulative volume particle size distribution curve is set to 1% or more and 15% or less, and the second peak with respect to the particle diameter of the first peak having a large particle diameter is reduced. Since the ratio of particle diameters is set to be larger than 0 and 0.05 or less, for example, in the battery of the present invention, the energy density can be increased, conductivity can be ensured, and deterioration in cycle characteristics can be suppressed. it can.
特に、負極材料として、平均の長さが2μm以上10μm以下であり、平均の幅が0.05μm以上0.5μm以下である繊維状炭素を含むようにすれば、高い効果を得ることができる。 In particular, when the negative electrode material contains fibrous carbon having an average length of 2 μm to 10 μm and an average width of 0.05 μm to 0.5 μm, a high effect can be obtained.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明の一実施の形態に係る負極材料は、負極活物質として機能するものであり、例えば大きさの異なる2種以上の炭素材料を含んで構成されており、累積体積粒度分布を測定すると、2つの分布ピークが得られる。粒子径の大きなもののみでは、エネルギー密度は高くすることができるが、充放電に伴う膨張・収縮により炭素材料間の接点が減少し、導電性が低下してしまい、一方、粒子径の小さなもののみでは、嵩密度が大きくなり、十分な容量を得ることができないからである。よって、この負極材料では、粒子径の大きな第1の炭素材料と、粒子径の小さな第2の炭素材料とを混合することにより、第1の炭素材料によりエネルギー密度を高くし、第2の炭素材料により導電性を確保するようになっている。 The negative electrode material according to an embodiment of the present invention functions as a negative electrode active material, and includes, for example, two or more types of carbon materials having different sizes, and measuring a cumulative volume particle size distribution, Two distribution peaks are obtained. The energy density can be increased only with a large particle size, but the contact between carbon materials decreases due to expansion / contraction caused by charging / discharging, and the conductivity decreases, while the particle size is small. This is because the bulk density increases and a sufficient capacity cannot be obtained. Therefore, in this negative electrode material, by mixing the first carbon material having a large particle diameter and the second carbon material having a small particle diameter, the energy density is increased by the first carbon material, and the second carbon material Conductivity is ensured by the material.
第1の炭素材料としては、例えば熱分解炭素類,コークス類,グラファイト類,ガラス状炭素類,有機高分子化合物焼成体,活性炭,あるいは難黒鉛化性炭素が挙げられる。なお、コークス類としては、ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークスなどが挙げられる。また有機高分子化合物焼結体とは、フェノール類やフラン類などの高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいう。 Examples of the first carbon material include pyrolytic carbons, cokes, graphites, glassy carbons, organic polymer compound fired bodies, activated carbon, and non-graphitizable carbon. Examples of coke include pitch coke, needle coke, and petroleum coke. The organic polymer compound sintered body refers to a carbonized material obtained by firing a polymer material such as phenols or furans at an appropriate temperature.
第2の炭素材料としては、例えば繊維状炭素,あるいはカーボンブラックが挙げられ、中でも繊維状炭素が好ましい。 Examples of the second carbon material include fibrous carbon and carbon black, and among them, fibrous carbon is preferable.
なお、第1の炭素材料は、累積体積粒度分布曲線において粒子径の大きな方に位置する第1ピークとして観測され、第2の炭素材料は、粒子径の小さな方に位置する第1ピークとして観測される。 The first carbon material is observed as the first peak located on the larger particle diameter in the cumulative volume particle size distribution curve, and the second carbon material is observed as the first peak located on the smaller particle diameter. Is done.
第2ピークの通過分積算は、例えば1%以上15%以下であることが好ましく、また第1ピークの粒子径(R1)に対する第2ピークの粒子径(R2)の比(R2/R1)は、例えば0より大きく0.05以下であることが好ましい。エネルギー密度を高くすることができると共に、サイクル特性、特に高負荷レートの放電でのサイクル特性の低下を抑制することができるからである。 The accumulated amount of passage of the second peak is preferably, for example, 1% or more and 15% or less, and the ratio (R2 / R1) of the particle diameter (R2) of the second peak to the particle diameter (R1) of the first peak is For example, it is preferably greater than 0 and less than or equal to 0.05. This is because the energy density can be increased and the deterioration of the cycle characteristics, particularly the cycle characteristics during discharge at a high load rate can be suppressed.
なお、第2ピークの通過分積算とは、粒度分布図において粒子径が0μmの位置から第2ピークの粒子径(R2)までの範囲を積分した体積を意味し、例えば、マイクロトラック粒度分布計を用い、レーザー光の散乱により測定した粒子個数(n)および粒子1個の直径(d)から容易に算出することができる。 The accumulated amount of the second peak passing through means a volume obtained by integrating the range from the position where the particle diameter is 0 μm to the particle diameter (R2) of the second peak in the particle size distribution diagram. Can be easily calculated from the number of particles (n) and the diameter (d) of one particle measured by laser light scattering.
第1ピークの粒子径(R1)としては、例えば4μm以上150μm以下の範囲内であることが好ましく、第2ピークの粒子径(R2)としては、例えば0.1μm以上3μm以下の範囲内であることが好ましい。この範囲内で高い効果が得られるからである。 The particle diameter (R1) of the first peak is preferably in the range of 4 μm to 150 μm, for example, and the particle diameter (R2) of the second peak is in the range of 0.1 μm to 3 μm, for example. It is preferable. This is because a high effect can be obtained within this range.
第2の炭素材料として繊維状炭素を用いる場合には、その平均の長さは例えば2μm以上10μm以下であることが好ましい。短すぎると、導電性を確保する効果が低く、長すぎると、繊維状炭素が凝集してしまい、負極材料全体として導電性を確保する効果が低下してしまう虞があるからである。 When fibrous carbon is used as the second carbon material, the average length is preferably, for example, 2 μm or more and 10 μm or less. If it is too short, the effect of securing conductivity is low, and if it is too long, fibrous carbon aggregates, and the effect of securing conductivity as the whole negative electrode material may be reduced.
また、繊維状炭素の平均の幅は、例えば0.05μm以上0.50μm以下であることが好ましい。あまり小さすぎると、引っ張り強度が低下し、負極材料の膨張により切断されてしまう虞があり、大きすぎると、柔軟性が低下し、プレスにより負極を作製する際に破壊され、導電性を確保する効果が低下してしまう虞があるからである。 Moreover, it is preferable that the average width | variety of fibrous carbon is 0.05 micrometer or more and 0.50 micrometer or less, for example. If it is too small, the tensile strength may be reduced, and the negative electrode material may be cut by expansion. This is because the effect may be reduced.
本明細書において、繊維状炭素の長さとは、例えばSEM(Scanning electron microscope;走査型電子顕微鏡)により観察した際の長軸方向の大きさをいい、幅とは、短軸方向の大きさをいう。 In this specification, the length of the fibrous carbon refers to the size in the major axis direction when observed with, for example, an SEM (Scanning electron microscope), and the width refers to the size in the minor axis direction. Say.
なお、これらの負極材料は、累積体積粒度分布測定において2つのピークが得られればよく、第1の炭素材料および第2の炭素材料は、それぞれ1種の炭素材料からなる場合に限らず、2種以上から構成されていてもよい。 In addition, these negative electrode materials should just obtain two peaks in the cumulative volume particle size distribution measurement, and the first carbon material and the second carbon material are not limited to being composed of one kind of carbon material, respectively. You may be comprised from the seed | species or more.
このような負極材料は、例えば次にようにして二次電池に用いられる。 Such a negative electrode material is used for a secondary battery as follows, for example.
図1は、本実施の形態に係る負極材料を用いた二次電池の断面構造を表すものである。この二次電池は、いわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶11の内部に、帯状の正極21と帯状の負極22とがセパレータ23を介して巻回された巻回電極体20を有している。電池缶11は、例えばニッケル(Ni)のめっきがされた鉄(Fe)により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶11の内部には、巻回電極体20を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板12,13がそれぞれ配置されている。
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a secondary battery using the negative electrode material according to the present embodiment. This secondary battery is a so-called cylindrical type, and is a wound electrode in which a strip-like
電池缶11の開放端部には、電池蓋14と、この電池蓋14の内側に設けられた安全弁機構15および熱感抵抗素子(Positive Temperature Coefficient;PTC素子)16とが、ガスケット17を介してかしめられることにより取り付けられており、電池缶11の内部は密閉されている。電池蓋14は、例えば、電池缶11と同様の材料により構成されている。安全弁機構15は、熱感抵抗素子16を介して電池蓋14と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合にディスク板15Aが反転して電池蓋14と巻回電極体20との電気的接続を切断するようになっている。熱感抵抗素子16は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止するものである。ガスケット17は、例えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。
At the open end of the battery can 11, a
巻回電極体20は、例えば、センターピン24を中心に巻回されている。巻回電極体20の正極21にはアルミニウムなどよりなる正極リード25が接続されており、負極22にはニッケルなどよりなる負極リード26が接続されている。正極リード25は安全弁機構15に溶接されることにより電池蓋14と電気的に接続されており、負極リード26は電池缶11に溶接され電気的に接続されている。
The
図2は図1に示した巻回電極体20の一部を拡大して表すものである。正極21は、例えば、対向する一対の面を有する正極集電体21Aの両面に正極活物質層21Bが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、正極集電体21Aの片面のみに正極活物質層21Bを設けるようにしてもよい。正極集電体21Aは、例えば、アルミニウム箔,ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。正極活物質層21Bは、例えば、正極活物質として、電極反応物質であるリチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料の1種または2種以上を含んでおり、必要に応じてカーボンブラックあるいはグラファイトなどの導電剤と、ポリビニリデンフルオライドなどの結着剤とを含有して構成されている。
FIG. 2 shows an enlarged part of the spirally
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、TiS,MoS2 ,NbSe2 ,V2 O5 ,V6 O13,MnO2 などの非含リチウム化合物、または、リチウムを含む層間化合物、リチウムと遷移金属とを含むリチウム複合酸化物あるいはリチウムリン酸化合物などが挙げられる。中でも、リチウム複合酸化物あるいはリチウムリン酸化合物が好ましい。これらは高電圧を発生可能であると共に、高密度であるため、高容量化を図ることができるからである。 Examples of the positive electrode material capable of inserting and extracting lithium include non-lithium-containing compounds such as TiS, MoS 2 , NbSe 2 , V 2 O 5 , V 6 O 13 , and MnO 2 , or an interlayer containing lithium Examples thereof include a compound, a lithium composite oxide containing lithium and a transition metal, or a lithium phosphate compound. Among these, lithium composite oxide or lithium phosphate compound is preferable. This is because they can generate a high voltage and have a high density, so that the capacity can be increased.
リチウム複合酸化物としては、遷移金属として、コバルト(Co),ニッケル,マンガン(Mn),鉄,バナジウム(V)、チタン(Ti)、クロム(Cr)および銅(Cu)からなる群のうちの少なくとも1種を含むものが好ましく、コバルト,ニッケル,マンガン,鉄,バナジウムおよびチタンからなる群のうちの少なくとも1種を含むものが更に好ましい。このうちマンガンを含むリチウム複合酸化物としては、例えば化学式Lix Mn2-y M1y O4 で表されるスピネル型化合物が挙げられる。式中、M1は鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛(Zn)、アルミニウム、スズ(Sn)、クロム、バナジウム、チタン、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、ホウ素(B)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、ケイ素(Si)およびゲルマニウム(Ge)からなる群のうち少なくとも1種を表し、xおよびyの値はそれぞれ0.9≦x、0.01≦y≦0.5である。ニッケルを含むリチウム複合酸化物としては、例えば化学式LiNi1-z M2z O2 で表されるものが挙げられる。式中、M2は鉄、コバルト、マンガン、銅、亜鉛、アルミニウム、スズ、クロム、バナジウム、チタン、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、ホウ素、ガリウム、インジウム、ケイ素およびゲルマニウムからなる群のうち少なくとも1種を表し、zの値は、0.01≦z≦0.5である。このようなリチウム複合酸化物の具体例としては、LiCoO2 ,LiNiO2 ,LiMn2 O4 ,LiNi0.5 Co0.5 O2 あるいはLiNi0.5 Co0.3 Mn0.2 O2 などが挙げられる。 As a lithium composite oxide, as a transition metal, cobalt (Co), nickel, manganese (Mn), iron, vanadium (V), titanium (Ti), chromium (Cr) and copper (Cu) What contains at least 1 type is preferable, and what contains at least 1 type in the group which consists of cobalt, nickel, manganese, iron, vanadium, and titanium is still more preferable. Among these, examples of the lithium composite oxide containing manganese include a spinel compound represented by the chemical formula Li x Mn 2 -y M1 y O 4 . In the formula, M1 is iron, cobalt, nickel, copper, zinc (Zn), aluminum, tin (Sn), chromium, vanadium, titanium, magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), boron (B). Represents at least one selected from the group consisting of gallium (Ga), indium (In), silicon (Si) and germanium (Ge), and the values of x and y are 0.9 ≦ x and 0.01 ≦ y ≦, respectively. 0.5. Examples of the lithium composite oxide containing nickel include those represented by the chemical formula LiNi 1-z M2 z O 2 . In the formula, M2 represents at least one selected from the group consisting of iron, cobalt, manganese, copper, zinc, aluminum, tin, chromium, vanadium, titanium, magnesium, calcium, strontium, boron, gallium, indium, silicon, and germanium. , Z is 0.01 ≦ z ≦ 0.5. Specific examples of such a lithium composite oxide include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNi 0.5 Co 0.5 O 2, LiNi 0.5 Co 0.3 Mn 0.2 O 2, and the like.
また、リチウムリン酸化合物としては、例えばLiFePO4 あるいはLiFe0.5 Mn0.5 PO4 が挙げられる。 Examples of the lithium phosphate compound include LiFePO 4 or LiFe 0.5 Mn 0.5 PO 4 .
負極22は、例えば、対向する一対の面を有する負極集電体22Aの両面に負極活物質層22Bが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、負極集電体22Aの片面のみに負極活物質層22Bを設けるようにしてもよい。負極集電体22Aは、例えば、銅箔,ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。
The
負極活物質層22Bは、例えば電極反応物質であるリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極活物質として、本実施の形態に係る負極材料を含んで構成されており、必要に応じて正極活物質層21Bと同様の結着剤を含んで構成されている。これにより、高いエネルギー密度が得らると共に、サイクル特性、特に高負荷レートによる放電でのサイクル特性の低下が抑制されるようになっている。 The negative electrode active material layer 22B is configured to include the negative electrode material according to the present embodiment as a negative electrode active material capable of inserting and extracting lithium, which is an electrode reactant, for example. The material layer 21B includes the same binder as that of the material layer 21B. As a result, high energy density can be obtained, and cycle characteristics, in particular, deterioration of cycle characteristics during discharge at a high load rate can be suppressed.
セパレータ23は、例えばポリプロピレンあるいはポリエチレンなどのポリオレフィン系の材料よりなる多孔質膜、またはセラミック製の不織布などの無機材料よりなる多孔質膜により構成されており、これら2種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。
The
このセパレータ23には液状の電解質である電解液が含浸されている。この電解液は、例えば、溶媒と、この溶媒に溶解された電解質塩であるリチウム塩とを含んで構成されている。溶媒は、電解質塩を解離させるものである。溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、1,2−ジメトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、スルホラン、アセトニトリル、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジプロピルカーボネートが挙げられ、これらのうちのいずれか1種または2種以上が混合して用いられる。
The
リチウム塩としては、LiClO4 ,LiAsF6 ,LiPF6 ,LiBF4 ,LiB(C6 H5 )4 ,LiCH3 SO3 ,LiCF3 SO3 ,LiClあるいはLiBrなどが挙げられ、これらのうちのいずれか1種または2種以上が混合して用いられる。 Examples of the lithium salt include LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiCH 3 SO 3 , LiCF 3 SO 3 , LiCl, or LiBr, and any one of these. 1 type (s) or 2 or more types are used in mixture.
この二次電池は、例えば、次のようにして製造することができる。 For example, the secondary battery can be manufactured as follows.
まず、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をN−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーとする。次いで、この正極合剤スラリーを正極集電体21Aに塗布し溶剤を乾燥させたのち、ロールプレス機などにより圧縮成型して正極活物質層21Bを形成し、正極21を作製する。
First, for example, a positive electrode material capable of inserting and extracting lithium, a conductive agent, and a binder are mixed to prepare a positive electrode mixture, and this positive electrode mixture is mixed with N-methyl-2-pyrrolidone or the like. To make a paste-like positive electrode mixture slurry. Next, the positive electrode mixture slurry is applied to the positive electrode current collector 21A, and the solvent is dried. Then, the positive electrode active material layer 21B is formed by compression molding using a roll press or the like, and the
また、例えば、本実施の形態に係る負極材料と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をN−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーとする。次いで、この負極合剤スラリーを負極集電体22Aに塗布し溶剤を乾燥させたのち、ロールプレス機などにより圧縮成型して負極活物質層22Bを形成し、負極22を作製する。
Further, for example, the negative electrode material according to the present embodiment and a binder are mixed to prepare a negative electrode mixture, and this negative electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to form a paste. Negative electrode mixture slurry. Next, the negative electrode mixture slurry is applied to the negative electrode current collector 22A and the solvent is dried. Then, the negative electrode active material layer 22B is formed by compression molding using a roll press or the like, and the
続いて、正極集電体21Aに正極リード25を溶接などにより取り付けると共に、負極集電体22Aに負極リード26を溶接などにより取り付ける。そののち、正極21と負極22とをセパレータ23を介して巻回し、正極リード25の先端部を安全弁機構15に溶接すると共に、負極リード26の先端部を電池缶11に溶接して、巻回した正極21および負極22を一対の絶縁板12,13で挟み電池缶11の内部に収納する。正極21および負極22を電池缶11の内部に収納したのち、電解質を電池缶11の内部に注入し、セパレータ23に含浸させる。そののち、電池缶11の開口端部に電池蓋14,安全弁機構15および熱感抵抗素子16をガスケット17を介してかしめることにより固定する。これにより、図1に示した二次電池が形成される。
Subsequently, the positive electrode lead 25 is attached to the positive electrode current collector 21A by welding or the like, and the
この二次電池では、充電を行うと、例えば、正極21からリチウムイオンが離脱し、電解質を介して負極22に吸蔵される。一方、放電を行うと、例えば、負極22からリチウムイオンが離脱し、電解質を介して正極21に吸蔵される。ここでは、負極22に累積体積粒度分布曲線において第1ピークと第2ピークとを有し、第2ピークの通過分積算が1%以上15%以下で、かつ第1ピークの粒子径(R2)に対する第2ピークの粒子径(R1)の比(第2ピークの粒子径/第1のピークの粒子径)が0より大きく0.05以下である2種以上の炭素材料を含むようにしたので、高いエネルギー密度が得られる。また、導電性の低下が抑制され、高負荷レートであってもサイクル特性の低下が抑制される。
In the secondary battery, when charged, for example, lithium ions are released from the
このように本実施の形態の負極材料によれば、累積体積粒度分布曲線における粒子径の小さな第2ピークの通過分積算を1%以上15%以下とし、粒子径の大きな第1ピークの粒子径(R1)に対する第2ピークの粒子径(R2)の比を0より大きく0.05以下としたので、例えば電池の容量を大きくすることができと共に、導電性を確保することができ、高負荷レートの放電であってもサイクル特性の低下を抑制することができる。 As described above, according to the negative electrode material of the present embodiment, the accumulated amount of the second peak having a small particle size in the cumulative volume particle size distribution curve is 1% or more and 15% or less, and the particle size of the first peak having a large particle size is set. Since the ratio of the particle diameter (R2) of the second peak to (R1) is greater than 0 and less than or equal to 0.05, for example, the battery capacity can be increased, conductivity can be ensured, and high load Even if it is a discharge of a rate, the fall of cycling characteristics can be suppressed.
特に、負極材料として、平均の長さが2μm以上10μm以下であり、平均の幅が0.05μm以上0.5μm以下である繊維状炭素を含むようにすれば、高い効果を得ることができる。 In particular, when the negative electrode material contains fibrous carbon having an average length of 2 μm to 10 μm and an average width of 0.05 μm to 0.5 μm, a high effect can be obtained.
更に、本発明の具体的な実施例について、図1および図2を参照して詳細に説明する。 Furthermore, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
(実施例1−1〜1−4,2−1〜2−4)
まず、炭酸リチウム(Li2 CO3 )と炭酸コバルト(CoCO3 )とを、Li2 CO3 :CoCO3 =0.5:1(モル比)の割合で混合し、空気中において900℃で5時間焼成して、正極材料としてのリチウム・コバルト複合酸化物(LiCoO2 )を得た。次いで、このリチウム・コバルト複合酸化物91質量%と、導電剤であるグラファイト6質量%と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン3質量%とを混合して正極合剤を調製した。続いて、この正極合剤を溶剤であるN−メチル−2−ピロリドンに分散させて正極合剤スラリーとし、帯状アルミニウム箔よりなる正極集電体21Aの両面に均一に塗布して乾燥させ、ロールプレス機で圧縮成型して正極活物質層21Bを形成し正極21を作製した。そののち、正極集電体21Aの一端にアルミニウム製の正極リード25を取り付けた。
(Examples 1-1 to 1-4, 2-1 to 2-4)
First, lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) and cobalt carbonate (CoCO 3 ) are mixed at a ratio of Li 2 CO 3 : CoCO 3 = 0.5: 1 (molar ratio), and 5 ° C. at 900 ° C. in the air. After firing for a time, lithium-cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) as a positive electrode material was obtained. Next, 91% by mass of this lithium-cobalt composite oxide, 6% by mass of graphite as a conductive agent, and 3% by mass of polyvinylidene fluoride as a binder were mixed to prepare a positive electrode mixture. Subsequently, the positive electrode mixture is dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent to form a positive electrode mixture slurry, which is uniformly applied to both surfaces of the positive electrode current collector 21A made of a strip-shaped aluminum foil and dried. The positive electrode active material layer 21B was formed by compression molding with a press machine, and the
また、石油ピッチに酸素を含む官能基を10質量%以上20質量%以下の範囲内で導入(いわゆる酸素架橋)したのち、不活性化気流中において1000℃で焼成して、第1の炭素材料としてのガラス状炭素に近い性質を有する軟黒鉛炭素材料を得た。なお、この材料についてX線回折測定行った結果、(002)面の面間隔は0.376nmであった。また真比重は1.58g/cm3 であった。更に、CVD(Chemical Vapor deposition ;化学気相成長)法により、炭化水素の熱分解と金属微粒子との触媒効果を利用して、気相から直接に第2の炭素材料としての繊維状炭素を生成させた。なお、SEMにより測定した繊維状炭素の平均の長さは6μmであり、平均の幅は0.25μmであった。 In addition, after introducing a functional group containing oxygen into petroleum pitch within a range of 10% by mass or more and 20% by mass or less (so-called oxygen cross-linking), the first carbon material is fired at 1000 ° C. in an inert gas stream. As a result, a soft graphite carbon material having properties similar to glassy carbon was obtained. As a result of X-ray diffraction measurement of this material, the (002) plane spacing was 0.376 nm. The true specific gravity was 1.58 g / cm 3 . Furthermore, fibrous carbon as the second carbon material is generated directly from the gas phase by utilizing the catalytic effect of thermal decomposition of hydrocarbons and fine metal particles by CVD (Chemical Vapor deposition) method. I let you. In addition, the average length of the fibrous carbon measured by SEM was 6 μm, and the average width was 0.25 μm.
更に、得られた軟黒鉛炭素材料を第1の炭素材料とし、繊維状炭素を第2の炭素材料として所定の割合で混合し、負極材料を得た。その際、軟黒鉛炭素の平均粒子径を変化させ、第1ピークの粒子径(R1)に対する第2ピークの粒子径(R2)の比(R2/R1)を、実施例1−1〜1−4では0.02、実施例2−1〜2−4では、0.05とした。また、軟黒鉛炭素材料と繊維状炭素との混合比は、実施例1−1〜1−4,2−1〜2−4で第2のピークの通過分積算がそれぞれ1.0%,2.0%,5.0%,10.0%になるように変化させた。なお、これらはマイクロトラック粒度分析計により測定した。 Furthermore, the obtained soft graphite carbon material was used as a first carbon material, and fibrous carbon was mixed as a second carbon material at a predetermined ratio to obtain a negative electrode material. At that time, the average particle diameter of the soft graphite carbon was changed, and the ratio (R2 / R1) of the particle diameter (R2) of the second peak to the particle diameter (R1) of the first peak was changed to Examples 1-1 to 1- In Example 4, it was 0.02, and in Examples 2-1 to 2-4, it was 0.05. The mixing ratio of the soft graphite carbon material to the fibrous carbon is 1.0% for the passage of the second peak in Examples 1-1 to 1-4, 2-1 to 2-4, and 2%, respectively. 0.0%, 5.0%, and 10.0%. These were measured with a Microtrac particle size analyzer.
得られた負極材料90質量%と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン10質量%とを混合して負極合剤を調製した。次いで、この負極合剤を溶剤であるN−メチル−2−ピロリドンに分散させて負極合剤スラリーとしたのち、帯状の銅箔よりなる負極集電体22Aの両面に均一に塗布して乾燥させ、ロールプレス機で圧縮成型して負極活物質層22Bを形成し負極22を作製した。続いて、負極集電体22Aの一端にニッケル製の負極リード26を取り付けた。
A negative electrode mixture was prepared by mixing 90% by mass of the obtained negative electrode material and 10% by mass of polyvinylidene fluoride as a binder. Next, the negative electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent to form a negative electrode mixture slurry, and then uniformly applied to both surfaces of the negative electrode current collector 22A made of a strip-shaped copper foil and dried. Then, the negative electrode active material layer 22B was formed by compression molding with a roll press machine, and the
正極21および負極22をそれぞれ作製したのち、厚み25μmの微孔性ポリプロピレンフィルムよりなるセパレータ23を用意し、負極22,セパレータ23,正極21,セパレータ23の順に積層してこの積層体を渦巻状に多数回巻回し、巻回電極体20を作製した。
After each of the
巻回電極体20を作製したのち、巻回電極体20を一対の絶縁板12,13で挟み、負極リード26を電池缶11に溶接すると共に、正極リード25を安全弁機構15に溶接して、巻回電極体20をニッケルめっきした鉄製の電池缶11の内部に収納した。そののち、電池缶11の内部に電解液を減圧方式により注入した。電解液には、プロピレンカーボネートとジエチルカーボネートとを等体積で混合した溶媒にLiPF6 を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。
After producing the
電池缶11の内部に電解液を注入したのち、表面にアスファルトを塗布したガスケット17を介して電池蓋14を電池缶11にかしめることにより、実施例1−1〜1−4,2−1〜2−4について直径20mm、高さ50mmの円筒型二次電池を得た。
After injecting the electrolyte into the battery can 11, the
実施例1−1〜1−4,2−1〜2−4に対する比較例1−1〜1−3として、(R1/R2)を0.02とし、第2ピークの通過分積算をそれぞれ0.05%,30.0%,50.0%になるように混合した負極材料を用いたことを除き、また比較例2−1〜2−3として、(R1/R2)を0.05とし、第2ピークの通過分積算をそれぞれ0.05%,30.0%,50.0%になるように混合した負極材料を用いたことを除き、更に比較例3−1として軟黒鉛炭素材料のみを用いたことを除き、加えて比較例4−1〜4−7として、(R1/R2)を0.10とし、第2ピークの通過分積算をそれぞれ0.05%,1.0%,2.0%,5.0%,10.0%,30.0%,50.0%になるように混合した負極材料を用いたことを除き、他は実施例1−1〜1−4,2−1〜2−4と同様にして二次電池を作製した。 As Comparative Examples 1-1 to 1-3 with respect to Examples 1-1 to 1-4 and 2-1 to 2-4, (R1 / R2) is set to 0.02, and the passing peak integration of the second peak is 0, respectively. 0.05%, 30.0%, 50.0%, except that a negative electrode material mixed was used, and as Comparative Examples 2-1 to 2-3, (R1 / R2) was set to 0.05 In addition, a soft graphite carbon material as Comparative Example 3-1 was used except that a negative electrode material mixed so that the accumulated amount of the second peak passed was 0.05%, 30.0%, and 50.0%, respectively. In addition, as Comparative Examples 4-1 to 4-7, (R1 / R2) is set to 0.10, and the passing peak integration of the second peak is 0.05% and 1.0%, respectively. , 2.0%, 5.0%, 10.0%, 30.0%, 50.0% Can, others A secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1-1~1-4,2-1~2-4.
得られた実施例1−1〜1−4,2−1〜2−4,比較例1−1〜1−3,2−1〜2−3,3−1,4−1〜4−7の二次電池について、初回容量比および高負荷レートの放電によるサイクル特性を求めた。結果を表1および図3,4に示す。 Examples 1-1 to 1-4, 2-1 to 2-4, and Comparative Examples 1-1 to 1-3, 2-1 to 2-3, 3-1, 4-1 to 4-7 For the secondary battery, the initial capacity ratio and the cycle characteristics due to discharge at a high load rate were determined. The results are shown in Table 1 and FIGS.
なお、初回容量比は、比較例3の初回容量を100とした際の容量比として求めた。初回容量は、23℃において電池電圧を4.2Vに設定して500mA(0.25C)の定電流で8時間充電を行ったのち、500mA(0.25C)の定電流で電池電圧が2.75Vに達するまで行うことにより算出した。 The initial capacity ratio was determined as a capacity ratio when the initial capacity of Comparative Example 3 was set to 100. The initial capacity was set to 4.2 V at 23 ° C. and charged for 8 hours at a constant current of 500 mA (0.25 C), and then the battery voltage was set to 2. at a constant current of 500 mA (0.25 C). The calculation was performed until 75V was reached.
また、サイクル特性としての容量維持率は、2回目の充放電において得られた放電容量に対する300サイクル目の放電容量の比率として求めた。すなわち、(300サイクル目の放電容量/2回目の放電容量)×100(%)として算出した。充放電は、23℃において電池電圧を4.2Vに設定して2000mAの定電流で3時間充電を行ったのち、4000mA(2C)の定電流で電池電圧が2.75Vに達するまで行った。 Further, the capacity retention rate as the cycle characteristics was obtained as a ratio of the discharge capacity at the 300th cycle to the discharge capacity obtained at the second charge / discharge. That is, (discharge capacity at the 300th cycle / second discharge capacity) × 100 (%) was calculated. Charging / discharging was performed until the battery voltage reached 2.75 V at a constant current of 4000 mA (2C) after charging at a constant current of 2000 mA for 3 hours at 23 ° C. with the battery voltage set to 4.2 V.
表1,図3および図4から分かるように、第2ピークの通過分積算が1%以上15%以下で、かつ第1ピークの粒子径(R1)に対する第2ピークの粒子径(R2)の比(R2/R1)が0より大きく0.05以下である実施例1−1〜1−4,2−1〜2−4によれば、これらの条件を満たさない比較例1−1〜1−3,2−1〜2−3,3−1,4−1〜4−7よりも初回容量およびサイクルの容量維持率が高かった。 As can be seen from Table 1, FIG. 3 and FIG. 4, the integrated amount of passage of the second peak is 1% or more and 15% or less, and the particle diameter (R2) of the second peak with respect to the particle diameter (R1) of the first peak. According to Examples 1-1 to 1-4, 2-1 to 2-4 in which the ratio (R2 / R1) is greater than 0 and equal to or less than 0.05, Comparative Examples 1-1 to 1-1 that do not satisfy these conditions The initial capacity and the capacity maintenance rate of the cycle were higher than those of −3, 2-1 to 2-3, 3-1, 4-1 to 4-7.
すなわち、累積体積粒度分布曲線において粒子径の大きな第1ピークと粒子径の小さな第2ピークとを有する炭素材料よりなり、第2ピークの通過分積算が1%以上15%以下で、かつ第1ピークの粒子径(R1)に対する第2ピークの粒子径(R2)の比(R2/R1)が0より大きく0.05以下である負極材料を用いるようにすれば、高い容量を得ることができると共に、高負荷レートの放電であってもサイクル特性を向上させることができることが分かった。 That is, it is made of a carbon material having a first peak with a large particle diameter and a second peak with a small particle diameter in the cumulative volume particle size distribution curve, and the accumulated amount of passage of the second peak is 1% or more and 15% or less, and the first By using a negative electrode material in which the ratio (R2 / R1) of the second peak particle size (R2) to the peak particle size (R1) is greater than 0 and 0.05 or less, a high capacity can be obtained. At the same time, it has been found that the cycle characteristics can be improved even with high load rate discharge.
(実施例5−1〜5−9)
繊維状炭素の長さおよび幅を変え、第2ピークの通過分積算を2.0%または10%としたことを除き、他は実施例1−1〜1−4と同様にして二次電池を作製した。なお、繊維状炭素と軟黒鉛炭素との質量混合比は、繊維状炭素:軟黒鉛炭素=4:96とし、累積体積粒度分布曲線における第1ピークの粒子径(R1)は50μm、第2ピークの粒子径(R2)は1μmとした。これらの二次電池についても実施例1−1〜1−4と同様にして初回容量,初回容量比および高負荷レートの放電によるサイクル特性を求めた。結果を表2に示す。なお、初回容量比は、比較例3−1の初回容量を100とした際の容量比として求めた。
(Examples 5-1 to 5-9)
The secondary battery was changed in the same manner as in Examples 1-1 to 1-4 except that the length and width of the fibrous carbon were changed and the accumulated amount of the second peak was 2.0% or 10%. Was made. The mass mixing ratio of fibrous carbon and soft graphite carbon is fibrous carbon: soft graphite carbon = 4: 96, and the particle diameter (R1) of the first peak in the cumulative volume particle size distribution curve is 50 μm and the second peak. The particle diameter (R2) was 1 μm. For these secondary batteries, the initial capacity, the initial capacity ratio, and the cycle characteristics by discharging at a high load rate were determined in the same manner as in Examples 1-1 to 1-4. The results are shown in Table 2. The initial capacity ratio was determined as a capacity ratio when the initial capacity of Comparative Example 3-1 was set to 100.
表2から分かるように、繊維状炭素の長さが2μm以上10μm以下であり、かつ幅が0.05μm以上0.50μm以下である実施例5−1〜5−5によれば、これらの要件を満たしていない実施例5−6〜5−9よりも容量維持率が高かった。 As can be seen from Table 2, according to Examples 5-1 to 5-5, the length of the fibrous carbon is 2 μm or more and 10 μm or less, and the width is 0.05 μm or more and 0.50 μm or less. The capacity retention rate was higher than in Examples 5-6 to 5-9 that did not satisfy the above.
すなわち、平均の長さが2μm以上10μm以下であり、かつ平均の幅が0.05μm以上0.50μm以下である炭素材料を含むようにすれば、効果的であることが分かった。 That is, it has been found that it is effective to include a carbon material having an average length of 2 μm to 10 μm and an average width of 0.05 μm to 0.50 μm.
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態および実施例では、溶媒に液状の電解質である電解液を用いる場合について説明したが、電解液に代えて、他の電解質を用いるようにしてもよい。他の電解質としては、例えば、電解液を高分子化合物に保持させたゲル状の電解質、イオン伝導性を有する固体電解質、固体電解質と電解液とを混合したもの、あるいは固体電解質とゲル状の電解質とを混合したものが挙げられる。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments and examples, the present invention is not limited to the above embodiments and examples, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiments and examples, the case where an electrolytic solution that is a liquid electrolyte is used as a solvent has been described. However, another electrolyte may be used instead of the electrolytic solution. Other electrolytes include, for example, a gel electrolyte in which an electrolyte is held in a polymer compound, a solid electrolyte having ionic conductivity, a mixture of a solid electrolyte and an electrolyte, or a solid electrolyte and a gel electrolyte. And a mixture thereof.
なお、ゲル状の電解質には電解液を吸収してゲル化するものであれば種々の高分子化合物を用いることができる。そのような高分子化合物としては、例えば、ポリビニリデンフルオライドあるいはフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体などのフッ素系高分子化合物、ポリエチレンオキサイドあるいはポリエチレンオキサイドを含む架橋体などのエーテル系高分子化合物、またはポリアクリロニトリルなどが挙げられる。特に、酸化還元安定性の点からは、フッ素系高分子化合物が望ましい。 Note that various polymer compounds can be used for the gel electrolyte as long as it absorbs the electrolyte and gels. Examples of such a polymer compound include a fluorine-based polymer compound such as polyvinylidene fluoride or a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, an ether-based polymer such as polyethylene oxide or a crosslinked product containing polyethylene oxide. A molecular compound, polyacrylonitrile, etc. are mentioned. In particular, a fluorine-based polymer compound is desirable from the viewpoint of redox stability.
固体電解質には、例えば、イオン伝導性を有する高分子化合物に電解質塩を分散させた高分子固体電解質、またはイオン伝導性ガラスあるいはイオン性結晶などよりなる無機固体電解質を用いることができる。このとき、高分子化合物としては、例えば、ポリエチレンオキサイドあるいはポリエチレンオキサイドを含む架橋体などのエーテル系高分子化合物、ポリメタクリレートなどのエステル系高分子化合物、アクリレート系高分子化合物を単独あるいは混合して、または分子中に共重合させて用いることができる。また、無機固体電解質としては、窒化リチウムあるいはヨウ化リチウムなどを用いることができる。 As the solid electrolyte, for example, a polymer solid electrolyte in which an electrolyte salt is dispersed in a polymer compound having ion conductivity, or an inorganic solid electrolyte made of ion conductive glass or ionic crystals can be used. At this time, as the polymer compound, for example, an ether polymer compound such as polyethylene oxide or a crosslinked product containing polyethylene oxide, an ester polymer compound such as polymethacrylate, an acrylate polymer compound alone or mixed, Alternatively, it can be used by copolymerizing in the molecule. As the inorganic solid electrolyte, lithium nitride, lithium iodide, or the like can be used.
また、上記実施の形態および実施例においては、巻回構造を有する円筒型の二次電池について説明したが、本発明は、巻回構造を有する楕円型あるいは多角形型の二次電池、または正極および負極を折り畳んだりあるいは積み重ねた構造を有する二次電池についても同様に適用することができる。加えて、いわゆるコイン型,ボタン型あるいは角型などの二次電池についても適用することができる。また、二次電池に限らず、一次電池についても適用することができる。 In the above-described embodiments and examples, a cylindrical secondary battery having a winding structure has been described. However, the present invention relates to an elliptical or polygonal secondary battery having a winding structure, or a positive electrode. The present invention can be similarly applied to a secondary battery having a structure in which the negative electrode is folded or stacked. In addition, the present invention can also be applied to a so-called coin type, button type, or square type secondary battery. Moreover, not only a secondary battery but a primary battery is applicable.
更に、上記実施の形態および実施例においては、電極反応物質としてリチウムを用いる場合について説明したが、ナトリウム(Na)あるいはカリウム(K)などの他の1A族元素、またはマグネシウムあるいはカルシウム(Ca)などの2A族元素、またはアルミニウムなどの他の軽金属、またはリチウムあるいはこれらの合金を用いる場合についても、本発明を適用することができ、同様の効果を得ることができる。その際、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能な負極材料、正極材料あるいは非水溶媒などは、その電極反応物質に応じて選択される。 Further, in the above embodiment and examples, the case where lithium is used as the electrode reactant has been described. However, other Group 1A elements such as sodium (Na) or potassium (K), magnesium or calcium (Ca), etc. The present invention can also be applied to the case of using the 2A group element, other light metals such as aluminum, lithium, or alloys thereof, and the same effects can be obtained. At that time, a negative electrode material, a positive electrode material, a non-aqueous solvent, or the like that can occlude and release the electrode reactant is selected according to the electrode reactant.
11…電池缶、12,13…絶縁板、14…電池蓋、15…安全弁機構、15A…ディスク板、16…熱感抵抗素子、17…ガスケット、20…巻回電極体、21…正極、21A…正極集電体、21B…正極活物質層、22…負極、22A…負極集電体、22B…負極活物質層、23…セパレータ、24…センターピン、25…正極リード、26…負極リード。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Battery can, 12, 13 ... Insulation board, 14 ... Battery cover, 15 ... Safety valve mechanism, 15A ... Disc board, 16 ... Heat sensitive resistance element, 17 ... Gasket, 20 ... Winding electrode body, 21 ... Positive electrode, 21A DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Positive electrode collector, 21B ... Positive electrode active material layer, 22 ... Negative electrode, 22A ... Negative electrode collector, 22B ... Negative electrode active material layer, 23 ... Separator, 24 ... Center pin, 25 ... Positive electrode lead, 26 ... Negative electrode lead.
Claims (6)
第2ピークの通過分積算が1%以上15%以下で、かつ第1ピークの粒子径に対する第2ピークの粒子径の比(第2ピークの粒子径/第1のピークの粒子径)が0より大きく0.05以下であることを特徴とする負極材料。 A cumulative volume particle size distribution curve comprising a carbon material having a first peak with a large particle size and a second peak with a small particle size;
The accumulated amount of passage of the second peak is 1% or more and 15% or less, and the ratio of the particle diameter of the second peak to the particle diameter of the first peak (particle diameter of the second peak / particle diameter of the first peak) is 0. A negative electrode material characterized by being larger than 0.05.
前記負極は、累積体積粒度分布曲線において粒子径の大きな第1ピークと粒子径の小さな第2ピークとを有する炭素材料よりなり、第2ピークの通過分積算が1%以上15%以下で、かつ第1ピークの粒子径に対する第2ピークの粒子径の比(第2ピークの粒子径/第1のピークの粒子径)が0より大きく0.05以下である負極材料を含む
ことを特徴とする電池。 A battery comprising an electrolyte together with a positive electrode and a negative electrode,
The negative electrode is made of a carbon material having a first peak with a large particle diameter and a second peak with a small particle diameter in a cumulative volume particle size distribution curve, and the accumulated amount of passage of the second peak is 1% or more and 15% or less, and A negative electrode material having a ratio of the second peak particle diameter to the first peak particle diameter (second peak particle diameter / first peak particle diameter) greater than 0 and less than or equal to 0.05 is included. battery.
5. The battery according to claim 4, wherein the negative electrode includes fibrous carbon having an average length of 2 μm to 10 μm and an average width of 0.05 μm to 0.5 μm.
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