JP2008124038A - Cathode active material for lithium ion non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
【課題】二次電池の放電容量を高め、コスト面でも優れたリチウムイオン非水電解質二次電池を提供する。
【解決手段】リチウム含有金属複合酸化物を活物質とする正極、非晶質構造からなる金属複合酸化物を用いた負極と、非水電解質によって構成される二次電池において、該正極活物質が、Lix Ni1-y My O2-z Xa (Mは周期率表の第2族、第13族、第14族の元素、遷移金属元素から選ばれる1種以上の元素、Xはハロゲン元素であり、0.2<x≦1.2、0≦y≦0.5、0≦z≦1,0≦a≦2z)の組成で示されるニッケル含有リチウム複合酸化物であることを特徴とするリチウムイオン非水電解質二次電池。
【選択図】なしThe present invention provides a lithium ion non-aqueous electrolyte secondary battery that increases the discharge capacity of the secondary battery and is excellent in cost.
In a secondary battery including a positive electrode using a lithium-containing metal composite oxide as an active material, a negative electrode using a metal composite oxide having an amorphous structure, and a non-aqueous electrolyte, the positive electrode active material includes: , group II Li x Ni 1-y M y O 2-z X a (M is the periodic table, group 13, an element of group 14, one or more elements selected from transition metal elements, X is A nickel-containing lithium composite oxide which is a halogen element and has a composition of 0.2 <x ≦ 1.2, 0 ≦ y ≦ 0.5, 0 ≦ z ≦ 1, 0 ≦ a ≦ 2z). Lithium ion non-aqueous electrolyte secondary battery characterized.
[Selection figure] None
Description
本発明は、高容量を有するリチウムイオン非水電解質二次電池に関する。 The present invention relates to a lithium ion non-aqueous electrolyte secondary battery having a high capacity.
現在、汎用のリチウムイオン二次電池では、リチウムをイオン状態で可逆的にインターカレートする材料として各種の炭素質材料を負極に用い、正極には同じくリチウムイオンの可逆的な挿入放出が可能なリチウム含有金属複合酸化物を用いて、これらのリチウム吸蔵/放出材料を組み合わせたいわゆるロッキングチェア型のリチウムイオン二次電池が使用されている。正極活物質としては、LiCoO2 、LiCo1-x Nix O2 、LiNiO2 、LiMn2 O4 等が広く用いられ、これらのなかでも特に特許文献1で開示されるLiCoO2 は3.5Vvs.Li以上の高い充放電電位を与え、且つ高容量を有する点で有利である。また、Co系に比べて供給量が多く低コストであるメリットからLiMn2 O4 を正極材料に用いた二次電池が、特許文献2、特許文献3等に提案されている。負極活物質として用いられる炭素質材料には、黒鉛質炭素材料、ピッチコークス、繊維状カーボン、低温で焼成される高容量型のソフトカーボンなどがあるが、炭素材料は嵩密度が通常2.20以下と比較的小さいため、化学量論限界のまでのリチウム挿入容量(372mAh/g)で用いると、電池の実質容量を高く設計することが難しい。そこで炭素質材料を越える高容量密度を有するリチウム挿入可能な負極活物質として、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7、および特許文献8には錫酸化物などを主体とする複合酸化物からなる非晶質型の活物質が開示されている。これらの非晶質酸化物の負極は、コバルト酸化物系の正極と組み合わせたときに最も高いエネルギー密度の電池を提供できるがコストが高い問題があり、一方、マンガン酸化物系の正極材料と組み合わたときには、コスト効率の高い電池を提供することができるがエネルギー密度が低い問題が生じる。非晶質酸化物系負極材料の特長である高容量を維持しながらコスト効率においても優れた二次電池を提供するために、ニッケル酸化物系の正極を利用することが考えられ、特許文献9には、非晶質酸化物負極と、LiNiO2 やLixCoa Ni1-a O2 等のNi酸化物正極を用いることが記載されている。 Currently, in general-purpose lithium ion secondary batteries, various carbonaceous materials are used for the negative electrode as a material for reversibly intercalating lithium in an ionic state, and lithium ions can be reversibly inserted and released in the positive electrode as well. A so-called rocking chair type lithium ion secondary battery in which these lithium storage / release materials are combined using a lithium-containing metal composite oxide is used. As the positive electrode active material, LiCoO 2 , LiCo 1-x Ni x O 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 and the like are widely used, and among these, LiCoO 2 disclosed in Patent Document 1 is particularly 3.5 Vvs. This is advantageous in that it provides a charge / discharge potential higher than that of Li and has a high capacity. In addition, secondary batteries using LiMn 2 O 4 as a positive electrode material have been proposed in Patent Document 2, Patent Document 3, and the like because of the merit of a large supply amount and low cost compared to Co-based. Examples of the carbonaceous material used as the negative electrode active material include graphitic carbon material, pitch coke, fibrous carbon, and high-capacity soft carbon fired at a low temperature. The carbon material usually has a bulk density of 2.20. Since it is relatively small as described below, it is difficult to design a battery with a high effective capacity when used at a lithium insertion capacity (372 mAh / g) up to the stoichiometric limit. Therefore, Patent Document 4, Patent Document 5, Patent Document 6, Patent Document 7, and Patent Document 8 are mainly composed of tin oxide or the like as a negative electrode active material capable of inserting lithium having a high capacity density exceeding that of a carbonaceous material. An amorphous active material made of a composite oxide is disclosed. These amorphous oxide negative electrodes, when combined with cobalt oxide-based positive electrodes, can provide the highest energy density batteries, but have the problem of high cost, while they are combined with manganese oxide-based positive electrode materials. In such a case, a battery with high cost efficiency can be provided, but the problem of low energy density arises. In order to provide a secondary battery excellent in cost efficiency while maintaining the high capacity that is a feature of the amorphous oxide-based negative electrode material, it is considered to use a nickel oxide-based positive electrode. Describes that an amorphous oxide negative electrode and a Ni oxide positive electrode such as LiNiO 2 or LixCo a Ni 1-a O 2 are used.
しかしながらニッケル酸化物系正極の基本組成物であるLiNiO2 は、放電平均電圧がLiCoO2 に比べて0.2V以上低く、充放電のサイクル寿命も一般に悪い。平均電圧が低いために、二次電池の放電の使用電圧範囲と放電終止電圧の条件によってはLiNiO2 が低電圧部で担う容量を有効に発揮できなくなり、電池容量の増加を押さえてしまうことにつながる。本発明の課題は上述のような問題を解決し、酸化物非晶質の負極とニッケル酸化物系の正極を用いて、二次電池の放電容量を高め、コスト面でも優れたリチウムイオン非水電解質二次電池を提供することである。 However, LiNiO 2 which is a basic composition of a nickel oxide positive electrode has a discharge average voltage lower by 0.2 V or more than LiCoO 2 and generally has a poor charge / discharge cycle life. Because the average voltage is low, depending on the operating voltage range of the secondary battery discharge and the conditions of the discharge end voltage, the capacity of LiNiO 2 cannot be effectively exhibited in the low voltage part, and the increase in battery capacity is suppressed. Connected. The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, use a non-crystalline oxide negative electrode and a nickel oxide-based positive electrode to increase the discharge capacity of the secondary battery, which is excellent in terms of cost. An electrolyte secondary battery is provided.
本発明の以上の課題は、リチウム含有金属複合酸化物を活物質とする正極、非晶質構造からなる金属複合酸化物を有する負極と、非水電解質によって構成される二次電池において、該正極活物質が、Lix Ni1-y My O2-z Xa (Mは周期率表の第2族、第13族、第14族の元素、遷移金属元素から選ばれる1種以上の元素、Xはハロゲン元素であり、0.2<x≦1.2、0≦y≦0.5、0≦z≦1,0≦a≦2z)の組成で示されるニッケル含有リチウム複合酸化物であることを特徴とするリチウムイオン非水電解質二次電池により解決するに至った。
The above-described problems of the present invention include a positive electrode using a lithium-containing metal composite oxide as an active material, a negative electrode having a metal composite oxide having an amorphous structure, and a non-aqueous electrolyte. The active material is Li x Ni 1 -y My O 2 -z X a (M is one or more elements selected from Group 2, Group 13,
正極活物質の組成がリチウムニッケル複合酸化物、負極活物質が非晶質構造からなり錫酸化物を主体とする複合酸化物である非水電解質二次電池を用いることにより、正極にコバルト酸化物系活物質を用いた二次電池に比べて高容量で、サイクル性能にも優れたリチウムイオン二次電池を提供する。 By using a non-aqueous electrolyte secondary battery in which the composition of the positive electrode active material is a lithium nickel composite oxide and the negative electrode active material is a composite oxide having an amorphous structure and mainly composed of tin oxide, cobalt oxide is used for the positive electrode. Provided is a lithium ion secondary battery having a higher capacity and excellent cycle performance than a secondary battery using a system active material.
以下に本発明の形態について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(1)リチウム含有金属複合酸化物を活物質とする正極、非晶質構造からなる金属複合酸化物を用いた負極と、非水電解質によって構成される二次電池において、該正極活物質が、Lix Ni1-y My O2-z Xa (Mは周期率表の第2族、第13族、第14族の元素、遷移金属元素から選ばれる1種以上の元素、Xはハロゲン元素であり、0.2<x≦1.2、0≦y≦0.5、0≦z≦1、0≦a≦2z)の組成で示されるニッケル含有リチウム複合酸化物であることを特徴とするリチウムイオン非水電解質二次電池。
(2)該正極活物質の組成が、0.01≦z≦0.25、0.02≦a≦0.5であることを特徴とする項1に記載のリチウムイオン非水電解質二次電池。
(3)該正極活物質のMが、Mg、B、Al、Sn、Si、Ga、Mn、Fe、Ti、Nb、Zr、Mo、Wから選ばれる1種以上の元素であることを特徴とする項1または2に記載のリチウムイオン非水電解質二次電池。
(4)該正極活物質のMがMg、B、Al、Sn、Si、Ga、Mn、Fe、Ti、Nb、Zr、Mo、Wから選ばれる1種以上の元素とCoであることを特徴とする項1または2に記載のリチウムイオン非水電解質二次電池。
(5)該正極活物質のM中のCoのしめる量が10モル%以上であることを特徴とする項4に記載のリチウムイオン非水電解質二次電池。
(6)該負極活物質が、錫酸化物を主体とし周期率表第1族、第2族、第13族、第14族、第15族、遷移金属、ハロゲン元素から選ばれる一種以上を含むことを特徴とする項1〜3のいずれか1項に記載のリチウムイオン非水電解質二次電池。
(7)リチウム含有金属複合酸化物を活物質とする正極、少なくとも1種以上の金属複合酸化物と炭素質材料を有する負極と、非水電解質によって構成される二次電池において、該正極活物質が、Lix Ni1-y My O2-z Xa (Mは周期率表の第2族、第13族、第14族の元素、遷移金属元素から選ばれる1種以上の元素、Xはハロゲン元素であり、0.2<x≦1.2、0≦y≦0.5,0≦z≦1,0≦a≦2z)の組成で示されるニッケル含有リチウム複合酸化物であることを特徴とするリチウムイオン非水電解質二次電池。
(8)該正極活物質の組成が、0.01≦z≦0.25、0.02≦a≦0.5であることを特徴とする項7に記載のリチウムイオン非水電解質二次電池。
(9)該正極活物質のMが、Mg、B、Al、Sn、Si、Ga、Mn、Fe、Ti、Nb、Zr、Mo、Wから選ばれる1種以上の元素であることを特徴とする項7または8に記載のリチウムイオン非水電解質二次電池。
(10)該正極活物質のMがMg、B、Al、Sn、Si、Ga、Mn、Fe、Ti、Nb、Zr、Mo、Wから選ばれる1種以上の元素とCoであることを特徴とする項7または8に記載のリチウムイオン非水電解質二次電池。
(11)該正極活物質のM中のCoのしめる量が10モル%以上であることを特徴とする項10に記載のリチウムイオン非水電解質二次電池。
(12)該負極の金属複合酸化物と炭素質材料にしめる炭素質材料の量が10重量%以上、70重量%以下であることを特徴とする項7〜11に記載のリチウムイオン非水電解質二次電池。
(13)該負極の金属複合酸化物と炭素質材料にしめる炭素質材料の量が20重量%以上、50重量%以下であることを特徴とする項7〜11に記載のリチウムイオン非水電解質二次電池。
(14)少なくとも2種以上の金属複合酸化物を該負極に用いたことを特徴とする項7〜13に記載のリチウムイオン非水電解質二次電池。
(15)該2種以上の金属複合酸化物の少なくとも1種が結晶質の金属複合酸化物であり、他方が非晶質の金属複合酸化物であることを特徴とする項14に記載のリチウムイオン非水電解質二次電池。
(16)該非水電解液がエチレンカーボネートとLiPF6 を含むことを特徴とする項1〜15に記載のリチウムイオン非水電解質二次電池。
(17)該非水電解液がエチレンカーボネートとジエチルカーボネートおよびLiPF6 を含むことを特徴とする項16に記載のリチウムイオン非水電解質二次電池。
(18)該非水電解液がエチレンカーボネートとジメチルカーボネートおよびLiPF6 を含むことを特徴とする項16に記載のリチウムイオン非水電解質二次電池。
(19)該正極活物質のXがフッ素であることを特徴とする項1〜18に記載のリチウムイオン非水電解質二次電池。
Although the form of this invention is demonstrated below, this invention is not limited to these.
(1) In a secondary battery composed of a positive electrode using a lithium-containing metal composite oxide as an active material, a negative electrode using a metal composite oxide having an amorphous structure, and a non-aqueous electrolyte, the positive electrode active material comprises: Lix Ni 1-y M y O 2-z X a (M is a group 2 of the periodic table, group 13, an element of
(2) The lithium ion non-aqueous electrolyte secondary battery according to item 1, wherein the composition of the positive electrode active material is 0.01 ≦ z ≦ 0.25 and 0.02 ≦ a ≦ 0.5. .
(3) The positive electrode active material is characterized in that M is one or more elements selected from Mg, B, Al, Sn, Si, Ga, Mn, Fe, Ti, Nb, Zr, Mo, and W. Item 3. The lithium ion nonaqueous electrolyte secondary battery according to Item 1 or 2.
(4) M of the positive electrode active material is one or more elements selected from Mg, B, Al, Sn, Si, Ga, Mn, Fe, Ti, Nb, Zr, Mo, and W and Co. Item 3. The lithium ion nonaqueous electrolyte secondary battery according to Item 1 or 2.
(5) The lithium ion nonaqueous electrolyte secondary battery according to item 4, wherein the amount of Co in M of the positive electrode active material is 10 mol% or more.
(6) The negative electrode active material contains tin oxide as a main component and contains at least one selected from Group 1, Group 2, Group 13,
(7) In a secondary battery including a positive electrode using a lithium-containing metal composite oxide as an active material, a negative electrode having at least one metal composite oxide and a carbonaceous material, and a non-aqueous electrolyte, the positive electrode active material but, Li x Ni 1-y M y O 2-z X a (M is a group 2 of the periodic table, group 13, an element of
(8) The lithium ion nonaqueous electrolyte secondary battery according to item 7, wherein the composition of the positive electrode active material is 0.01 ≦ z ≦ 0.25 and 0.02 ≦ a ≦ 0.5. .
(9) The positive electrode active material M is one or more elements selected from Mg, B, Al, Sn, Si, Ga, Mn, Fe, Ti, Nb, Zr, Mo, and W. Item 9. The lithium ion nonaqueous electrolyte secondary battery according to Item 7 or 8.
(10) M of the positive electrode active material is one or more elements selected from Mg, B, Al, Sn, Si, Ga, Mn, Fe, Ti, Nb, Zr, Mo, and W and Co. Item 9. The lithium ion nonaqueous electrolyte secondary battery according to Item 7 or 8.
(11) The lithium ion nonaqueous electrolyte secondary battery according to
(12) The lithium ion non-aqueous electrolyte according to Item 7-11, wherein the amount of the carbon composite material and the carbon composite material of the negative electrode is 10 wt% or more and 70 wt% or less. Next battery.
(13) The lithium ion non-aqueous electrolyte 2 according to any one of Items 7 to 11, wherein the amount of the carbon composite material and the carbon composite material of the negative electrode is 20 wt% or more and 50 wt% or less. Next battery.
(14) The lithium ion non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of items 7 to 13, wherein at least two or more metal composite oxides are used for the negative electrode.
(15) The lithium according to
(16) The lithium ion nonaqueous electrolyte secondary battery according to item 1-15, wherein the nonaqueous electrolytic solution contains ethylene carbonate and LiPF 6 .
(17) The lithium ion nonaqueous electrolyte secondary battery according to item 16, wherein the nonaqueous electrolytic solution contains ethylene carbonate, diethyl carbonate, and LiPF 6 .
(18) The lithium ion nonaqueous electrolyte secondary battery according to item 16, wherein the nonaqueous electrolytic solution contains ethylene carbonate, dimethyl carbonate and LiPF 6 .
(19) The lithium ion non-aqueous electrolyte secondary battery according to item 1 to 18, wherein X of the positive electrode active material is fluorine.
本発明のリチウムイオン非水電解質二次電池は、以下で詳述する正極活物質、負極材料およびリチウム塩を含む非水電解質からなる基本構成をもち、炭素材料負極を用いる従来型のリチウム電池に比べて高容量であることを特徴とする。高容量を担っている第1の要素は負極材料であり、本発明の負極材料は、金属複合酸化物と炭素質材料であり、錫酸化物を主体として含む非晶質構造の金属複合酸化物、非晶質構造の金属複合酸化物及び/または結晶構造の金属複合酸化物と炭素質材料の複合物が好ましい。この負極材料は電池の系外でリチウム含む構造に合成されるかあるいは活物質前駆体にあたる金属複合酸化物に電池内でリチウムイオンを電気化学的に挿入(インターカレート)する工程により得られ、リチウムを活物質とする負極として作用する。また、高容量を担う第2の要素は正極活物質として用いるリチウムニッケル複合酸化物である。本発明の正極活物質は、層状構造のLiNiO2 を基本骨格としこれに性能改良のための他種元素が混合され固溶化したものが好ましく用いられ、電池外でリチウム化合物として合成される。 The lithium ion non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention has a basic structure comprising a positive electrode active material, a negative electrode material and a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt, which will be described in detail below, and is a conventional lithium battery using a carbon material negative electrode. It is characterized by a high capacity. The first element having a high capacity is a negative electrode material, and the negative electrode material of the present invention is a metal composite oxide and a carbonaceous material, and a metal composite oxide having an amorphous structure mainly containing tin oxide A composite of an amorphous structure metal complex oxide and / or a crystal structure metal complex oxide and a carbonaceous material is preferable. This negative electrode material is obtained by a process in which lithium ions are synthesized outside of the battery system, or lithium ions are electrochemically inserted (intercalated) into the metal composite oxide corresponding to the active material precursor in the battery, Acts as a negative electrode using lithium as an active material. The second element responsible for high capacity is a lithium nickel composite oxide used as a positive electrode active material. The positive electrode active material of the present invention preferably uses a layered structure of LiNiO 2 as a basic skeleton and is mixed with another element for improving performance to form a solid solution, and is synthesized as a lithium compound outside the battery.
本発明の正極活物質は、Lix Ni1-y My O2-z Xa の組成で示されるニッケル含有リチウム複合酸化物である。ここで、MはLiNiO2 の骨格構造のなかでNiもしくはLiの一部を置換する金属もしくは半金属元素であり、LiNiO2 正極の充放電性能において放電平均電圧の増加やサイクル寿命の改善といった電池性能の改良に寄与する要素である。Mは周期率表の第2族、第13族、第14族の元素、遷移金属元素から選ばれる1種以上の元素、Xはハロゲン元素であり、これらの元素の組成中の量は0.2<x≦1.2、0≦y≦0.5、0≦z≦1、0≦a≦2z)の範囲である。正極活物質のより好ましい形態は、Lix Ni1-y My O2-z Xa (Mは周期率表の第13族、第14族の元素、遷移金属元素から選ばれる1種以上の元素、Xはハロゲン元素であり、0.2<x≦1.2、0≦y≦0.5、0.01≦z≦0.25、0.02≦a≦0.5)の組成で示されるニッケル含有リチウム複合酸化物である。正極活物質の別のより好ましい形態は、Lix Ni1-y My O2-z Xa (MはMg、B、Al、Sn、Si、Ga、Mn、Fe、Ti、Nb、Zr、Mo、Wから選ばれる1種以上の元素、Xはハロゲン元素であり、0.2<x≦1.2、0.01≦y≦0.5、0≦z≦1、0≦a≦2z)の組成で示されるニッケル含有リチウム複合酸化物である。正極活物質のさらに好ましい形態は、Lix Ni1-y My O2-z Xa (MはMg、B、Al、Sn、Si、Ga、Mn、Fe、Ti、Nb、Zr、Mo、Wから選ばれる1種以上の元素、Xはハロゲン元素であり、0.2<x≦1.2、0.01≦y≦0.5、0.01≦z≦0.25、0.02≦a≦0.5)の組成で示されるニッケル含有リチウム複合酸化物である。
The positive electrode active material of the present invention is a nickel-containing lithium composite oxide represented by a composition of Li x Ni 1-y M y O 2-z X a. Here, M is a metal or semimetal element substituting a part of Ni or Li among the skeletal structure of LiNiO 2, batteries such as the improvement of growth and cycle life of the average discharge voltage in the charge and discharge performance of LiNiO 2 positive It is an element that contributes to improved performance. M is one or more elements selected from Group 2, Group 13,
本発明の正極活物質の別の態様は、Lix Ni1-y Coy-z Mz O2-a Xb の組成で示されるニッケルとコバルトを同時に含有するリチウム複合酸化物である。ここで、MはLiNiO2 の骨格構造のなかでNiもしくはLiの一部を置換する金属もしくは半金属元素であり、LiNiO2 正極の充放電性能において放電平均電圧の増加やサイクル寿命の改善といった電池性能の改良に寄与する要素である。Mは周期率表の第13族、第14族の元素、NiとCo以外の遷移金属元素から選ばれる1種以上の元素、Xはハロゲン元素であり、これらの元素の組成中の量は0.2<x≦1.2、0<y≦0.5、z<y、0<z<0.5、0≦a≦1.0、0≦b≦2aの範囲である。このうち、正極活物質の好ましい組成の1つは、少なくともMに加えて酸素を置換する元素ハロゲンXが含有される構造であり、Lix Ni1-y Coy-z Mz O2-a Xb (Mは周期率表の第13族、第14族の元素、NiとCo以外の遷移金属元素から選ばれる1種以上の元素、Xはハロゲン元素であり、0.2<x≦1.2、0<y≦0.5、z<y、0<z<0.5、0.01≦a≦0.5、0.01≦b≦2a)の組成で示される。また、さらに好ましい組成は、Xとしてフッ素が置換された組成であり、Lix Ni1-y Coy-z Mz O2-a Fb (Mは周期率表の第13族、第14族の元素、NiとCo以外の遷移金属元素から選ばれる1種以上の元素、0.2<x≦1.2、0<y≦0.5、z<y、0<z<0.5、0.01≦a≦0.5、0.01≦b≦2a)の組成で示されるニッケル、コバルト含有リチウム複合酸化物である。正極活物質の組成中のMとしては、Mn、Fe、Ti、B、Al、Sn、Si、Ga、Mg、から選ばれる1種以上の元素が用いられることが好ましく、Mの好ましい含量は0.01≦z≦0.5の範囲である。また、Mとして特に好ましいのは、Mn、B、Al、Siから選ばれる1種以上の元素であり、このときに好ましい含量は、0.01≦z≦0.3の範囲である。
Another embodiment of the positive electrode active material of the present invention is a lithium composite oxide that simultaneously contains nickel and cobalt represented by the composition Li x Ni 1-y Co yz M z O 2 -a X b . Here, M is a metal or semimetal element substituting a part of Ni or Li among the skeletal structure of LiNiO 2, batteries such as the improvement of growth and cycle life of the average discharge voltage in the charge and discharge performance of LiNiO 2 positive It is an element that contributes to improved performance. M is an element of
本発明のリチウムニッケル複合酸化物の合成は、リチウム原料であるリチウム化合物とニッケル原料であるニッケル化合物そしてCo、Mg、B、Al、Sn、Si、Ga、Mn、Fe、Ti、Nb、Zr、Mo、Wなどに代表される他元素Mを含む化合物を混合し、高温乾燥状態での原料粉末の焼成、あるいはソルーゲル法などに代表される溶液状態による化学反応によって行われる。リチウム原料としては、LiOH、Li2 CO3 、Li2 O、LiNO3 、Li2 SO4 、LiHCO3 、Li(CH3 COO)、アルキルリチウムなどが用いられ、Ni原料には、NiO、NiCO3 、Ni(NO3 )2 、Ni粉末、NiCl2 、NiSO4 、Ni3 (PO4 )2 、Li(CH3 COO)2 、Ni(OH)2 、NiOOH、Niアルコキシドなどが有用である。また、他元素Mの原料としては、Co2 O3 、Co3 O4 、CoCO3 、Co(NO3 )2 、CoCl2 、MnCO3 、MnO2 、Mn(NO)3 、B2 O3 、B(OH)3 、Al2 O3 、Al(NO3 )3 、Al(OH)3 、SnO2 、SnO、SnCl2、Snアルコキシド、SiO2 、SiO、アルコキシシラン、Mg(OH)2 、MgCO3 、MgCl2 、Fe2 O3 、FeCl3 、FeOOH、Fe(NO3)3 、TiO2 、GeO2 、ZrO2 、Nd2 O3 、La2 O3 、BaO、SrCO3 、La2 O3 、Zn(NO3 )2 、WO3 、Ga(NO3 )2 、CuO、V2 O5 、Sm2 O3 、Y2 O3 、AlF3 、BaF2 、LiF、LaF3 、SnF2 、Li3 PO4 、AlPO4 、Cs2 CO3 、Ca(OH)2 、Na2 CO3 などを用いることができる。これらの原料の混合は、固体粉末のまま混合しともよいし、複数の原料を溶媒に溶かして混合溶液としこれを乾燥固化あるいはスラリー状として混合物としても良い。焼成によって合成する場合は、上記の原料の粉末あるいはスラリー状の混合物を、400℃から1000℃好ましくは600℃から900℃の温度で、酸素存在下あるいは酸素分圧が0.2気圧以上好ましくは酸素分圧が0.5以上の雰囲気下で、4時間から48時間反応させて合成を実施する。焼成は必要に応じて同条件下あるいは条件を変えて複数回行って良い。原料混合物はあらかじめペレット状に充填し成型したものを用いても良い。焼成の方法は、たとえば特開昭62−264560、特開平2−40861、同6−267538、同6−231767に記載の粉末混合法、特開平4−237953、同5−325966、同6−203834に記載の溶液混合法、特開昭63−211565に記載の共沈による合成法、特開平5−198301、同5−205741に記載の焼成物の急冷を行う方法、特開平5−283076、同6−310145に記載のペレット成型による焼成方法、特開平5−325969に記載のLiOH水和物を原料として溶融状態で焼成する方法、特開平6−60887に記載の酸素分圧制御下で合成する方法、特開平6−243871に記載のフッ素ドープ法、特開平8−138670に記載の粒子の内部と表面の組成の異なる活物質を合成する方法などが有効である。 The synthesis of the lithium nickel composite oxide of the present invention includes a lithium compound that is a lithium material, a nickel compound that is a nickel material, and Co, Mg, B, Al, Sn, Si, Ga, Mn, Fe, Ti, Nb, Zr, A compound containing another element M typified by Mo, W or the like is mixed, and the raw material powder is fired in a high temperature dry state, or by a chemical reaction in a solution state typified by a solugel method. As the lithium raw material, LiOH, Li 2 CO 3 , Li 2 O, LiNO 3 , Li 2 SO 4 , LiHCO 3 , Li (CH 3 COO), alkyl lithium, etc. are used, and NiO, NiCO 3 are used as the Ni raw material. Ni (NO 3 ) 2 , Ni powder, NiCl 2 , NiSO 4 , Ni 3 (PO 4 ) 2 , Li (CH 3 COO) 2 , Ni (OH) 2 , NiOOH, Ni alkoxide and the like are useful. Further, as the raw material of the other element M, Co 2 O 3 , Co 3 O 4 , CoCO 3 , Co (NO 3 ) 2 , CoCl 2 , MnCO 3 , MnO 2 , Mn (NO) 3 , B 2 O 3 , B (OH) 3 , Al 2 O 3 , Al (NO 3 ) 3 , Al (OH) 3 , SnO 2 , SnO, SnCl 2 , Sn alkoxide, SiO 2 , SiO, alkoxysilane, Mg (OH) 2 , MgCO 3 , MgCl 2 , Fe 2 O 3 , FeCl 3 , FeOOH, Fe (NO 3 ) 3 , TiO 2 , GeO 2 , ZrO 2 , Nd 2 O 3 , La 2 O 3 , BaO, SrCO 3 , La 2 O 3 , Zn (NO 3 ) 2 , WO 3 , Ga (NO 3 ) 2 , CuO, V 2 O 5 , Sm 2 O 3 , Y 2 O 3 , AlF 3 , BaF 2 , LiF, LaF 3 , SnF 2 , Li 3 PO 4 , AlPO 4 , Cs 2 CO 3 , Ca (OH) 2 , Na 2 CO 3 etc. can be used. These raw materials may be mixed in the form of a solid powder, or a plurality of raw materials may be dissolved in a solvent to form a mixed solution, which may be dried, solidified or slurried to form a mixture. In the case of synthesizing by firing, the above raw material powder or slurry mixture is preferably used at a temperature of 400 ° C. to 1000 ° C., preferably 600 ° C. to 900 ° C. in the presence of oxygen or an oxygen partial pressure of 0.2 atm or higher. The synthesis is carried out by reacting for 4 to 48 hours in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 0.5 or more. Firing may be performed a plurality of times under the same conditions or under different conditions as necessary. The raw material mixture may be previously filled in a pellet and molded. Examples of the firing method include powder mixing methods described in JP-A-62-264560, JP-A-2-40861, JP-A-6-267538, and JP-A-6-231767, JP-A-4-237793, JP-A-5-325966, and JP-A-6-208334. The solution mixing method described in JP-A-62-211565, the synthesis method by coprecipitation described in JP-A-62-211565, the method of quenching the fired product described in JP-A-5-198301 and JP-A-5-205741, JP-A-5-283076, A method of firing by pellet molding described in JP-A-6-310145, a method of firing in a molten state using LiOH hydrate described in JP-A-5-325969, and synthesis under oxygen partial pressure control described in JP-A-6-60887 Method, a fluorine doping method described in JP-A-6-243871, and active materials having different internal and surface compositions of particles described in JP-A-8-138670. And a method in which it is effective.
正極活物質が不純物として含む組成式中の元素(Li、Ni、Coおよび他元素M)以外の元素の含量は、重量濃度としてたとえばFeが0.01%以下、Cuが0.01%以下、Ca、Naおよび硫酸根(SO4 )がそれぞれ0.05%以下の濃度であることが好ましい。また活物質中の水分の含量は0.1%以下であることが好ましい。 The content of elements other than elements (Li, Ni, Co and other elements M) in the composition formula that the positive electrode active material contains as impurities is, for example, 0.01% or less for Fe and 0.01% or less for Cu as weight concentrations, It is preferable that Ca, Na, and sulfate radicals (SO 4 ) each have a concentration of 0.05% or less. The water content in the active material is preferably 0.1% or less.
正極活物質の好ましい粒径は、二次粒子の粒径が1〜30μm、一次粒子の粒径が0.1〜1μmであり、さらに好ましくは二次粒子の粒径が3〜15μm、一次粒子の粒径が0.1〜0.5μmである。ここで二次粒子とは微小な一次粒子が凝集して作る粒子を意味し、通常レーザー散乱式粒度分布測定などで測定される粒子サイズに相当し、通常定義される粒子サイズに相当する。粒子の形状は、特に二次粒子が球状であることが好ましい。また二次粒子の表面が多孔性であることが好ましい。 The preferable particle diameter of the positive electrode active material is that the particle diameter of the secondary particles is 1 to 30 μm, the particle diameter of the primary particles is 0.1 to 1 μm, and more preferably the particle diameter of the secondary particles is 3 to 15 μm. Has a particle size of 0.1 to 0.5 μm. Here, the secondary particle means a particle formed by agglomeration of fine primary particles, and corresponds to a particle size usually measured by a laser scattering particle size distribution measurement or the like, and corresponds to a normally defined particle size. As for the shape of the particles, the secondary particles are particularly preferably spherical. Moreover, it is preferable that the surface of the secondary particle is porous.
正極活物質の比表面積は、BET法による測定で0.1〜10m2 /gの範囲であることが好ましく、0.3〜3m2 /gの範囲であることがより好ましい。また、正極活物質のタップ密度は2.3〜2.9の範囲が好ましく、2.5〜2.8の範囲がさらに好ましい。 The specific surface area of the positive electrode active material is preferably in the range of 0.1 to 10 m 2 / g as measured by BET method, and more preferably in the range of 0.3~3m 2 / g. Moreover, the tap density of the positive electrode active material is preferably in the range of 2.3 to 2.9, and more preferably in the range of 2.5 to 2.8.
本発明で用いる正極活物質粒子は結晶性であっても、非晶質構造を粒子の内部あるいは表面に含むものであってもよいが、結晶性であることが好ましい。結晶性の正極活物質粒子を用いる場合は、X線回折により測定されたa軸の格子定数が2.81〜2.91の範囲で、13.7〜14.4の範囲であることが好ましい。また、(104)面の回折ピ−ク強度の(003)面のピーク強度に対する比が、0.1〜0.9の範囲であり、0.3〜0.8の範囲であることが好ましい。また結晶回折スペクトルにおいて炭酸リチウムやニッケル酸化物などの焼成原料あるいは副反応に由来する不純物のピークが認められないことが好ましい。 The positive electrode active material particles used in the present invention may be crystalline or may contain an amorphous structure inside or on the surface, but are preferably crystalline. When crystalline positive electrode active material particles are used, the a-axis lattice constant measured by X-ray diffraction is preferably in the range of 2.81 to 2.91 and preferably in the range of 13.7 to 14.4. . Further, the ratio of the diffraction peak intensity of the (104) plane to the peak intensity of the (003) plane is in the range of 0.1 to 0.9, and preferably in the range of 0.3 to 0.8. . In addition, it is preferable that no peak of impurities derived from firing raw materials or side reactions such as lithium carbonate and nickel oxide is observed in the crystal diffraction spectrum.
以下に、正極活物質の好ましい組成の例を示すが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。Li1.04Ni0.96O1.9 F0.2 、LiNi0.95B0.05O2 、LiNi0.92Al0.08O2 、LiNi0.98Mg0.02O2 、LiNi0.95Ga0.05O2 、LiNi0.90Mn0.10O2 、LiNi0.90Mn0.07B0.03O2 、LiNi0.90Mn0.07B0.03O1.95F0.1 、LiNi0.92Sn0.08O2 、LiNi0.97Si0.03O2 、LiNi0.9 Cu0.1 O2 、LiNi0.9 Zn0.1 O2 、LiNi0.95Zr0.05O2、LiNi0.95P0.05O2 、LiNi0.90Fe0.10O2 、LiNi0.95Ti0.05O2 、LiNi0.95Tb0.05O1.95F0.1 、LiNi0.95Zr0.95O1.95F0.1、LiNi0.95Mo0.05O1.95F0.1 、LiNi0.95W0.05O1.95F0.1 、LiNi0.95Ge0.05O2 、LiNi0.97Sm0.03O2 。 Although the example of the preferable composition of a positive electrode active material is shown below, the scope of the present invention is not limited to these. Li 1.04 Ni 0.96 O 1.9 F 0.2 , LiNi 0.95 B 0.05 O 2 , LiNi 0.92 Al 0.08 O 2 , LiNi 0.98 Mg 0.02 O 2 , LiNi 0.95 Ga 0.05 O 2 , LiNi 0.90 Mn 0.10 O 2 , LiNi 0.90 Mn 0.07 B 0.03 O 2 , LiNi 0.90 Mn 0.07 B 0.03 O 1.95 F 0.1 , LiNi 0.92 Sn 0.08 O 2 , LiNi 0.97 Si 0.03 O 2 , LiNi 0.9 Cu 0.1 O 2 , LiNi 0.9 Zn 0.1 O 2 , LiNi 0.95 Zr 0.05 O 2 , LiNi 0.95 P 0.05 O 2 , LiNi 0.90 Fe 0.10 O 2 , LiNi 0.95 Ti 0.05 O 2 , LiNi 0.95 Tb 0.05 O 1.95 F 0.1 , LiNi 0.95 Zr 0.95 O 1.95 F 0.1 , LiNi 0.95 Mo 0.05 O 1.95 F 0.1 , LiNi 0.95 W 0.05 O 1.95 F 0.1 , LiNi 0.95 Ge 0.05 O 2 , LiNi 0.97 Sm 0.03 O 2 .
LiNi0.7 Co0.26B0.04O2 、Li1.03Ni0.67Co0.26B0.04O2 、LiNi0.7 Co0.3 O1.9 F0.2 、LiNi0.7 Co0.26B0.04O1.9 F0.2 、LiNi0.7 Co0.26Al0.04O2 、LiNi0.7 Co0.26Al0.04O1.9 F0.2 、Li1.03Ni0.67Co0.26Al0.04O1.9 F0.2 、LiNi0.7 Co0.28Mg0.02O2 、LiNi0.7 Co0.25Ga0.05O2 、LiNi0.80Co0.10Mn0.10O2 、LiNi0.80Co0.10Mn0.07B0.03O2 、LiNi0.08Co0.10Mn0.07B0.03O0.95F0.05、Li1.03Ni0.67Co0.10Mn0.07B0.03O0.95F0.05、LiNi0.75Co0.15Cu0.1 O2 、LiNi0.75Co0.15Zn0.1 O2 、LiNi0.7 Co0.20Fe0.10O2 、LiNi0.7 Co0.25Ti0.05O2 、LiNi0.75Co0.17Sn0.08O2 、LiNi0.75Co0.22Si0.03O2 、LiNi0.7 Co0.25Zr0.05O2 、LiNi0.7 Co0.25P0.05O2 、LiNi0.7 Co0.25Ge0.05O2 、LiNi0.7 Co0.27Sm0.03O2 、LiNi0.80Co0.15 B0.03Al0.02O2 、Li1.03Ni0.77Co0.15B0.03Al0.02O0.9 F0.1。 LiNi 0.7 Co 0.26 B 0.04 O 2 , Li 1.03 Ni 0.67 Co 0.26 B 0.04 O 2 , LiNi 0.7 Co 0.3 O 1.9 F 0.2 , LiNi 0.7 Co 0.26 B 0.04 O 1.9 F 0.2 , LiNi 0.7 Co 0.26 Al 0.04 O 2 , LiNi 0.7 Co 0.26 Al 0.04 O 1.9 F 0.2 , Li 1.03 Ni 0.67 Co 0.26 Al 0.04 O 1.9 F 0.2 , LiNi 0.7 Co 0.28 Mg 0.02 O 2 , LiNi 0.7 Co 0.25 Ga 0.05 O 2 , LiNi 0.80 Co 0.10 Mn 0.10 O 2 , LiNi 0.80 Co 0.10 Mn 0.07 B 0.03 O 2 , LiNi 0.08 Co 0.10 Mn 0.07 B 0.03 O 0.95 F 0.05 , Li 1.03 Ni 0.67 Co 0.10 Mn 0.07 B 0.03 O 0.95 F 0.05 , LiNi 0.75 Co 0.15 Cu 0.1 O 2 , LiNi 0.75 Co 0.15 Zn 0.1 O 2 , LiNi 0.7 Co 0.20 Fe 0.10 O 2 , LiNi 0.7 Co 0.25 Ti 0.05 O 2 , LiNi 0.75 Co 0.17 Sn 0.08 O 2 , Li Ni 0.75 Co 0.22 Si 0.03 O 2 , LiNi 0.7 Co 0.25 Zr 0.05 O 2 , LiNi 0.7 Co 0.25 P 0.05 O 2 , LiNi 0.7 Co 0.25 Ge 0.05 O 2 , LiNi 0.7 Co 0.27 Sm 0.03 O 2 , LiNi 0.80 Co 0.15 B 0.03 Al 0.02 O 2 , Li 1.03 Ni 0.77 Co 0.15 B 0.03 Al 0.02 O 0.9 F 0.1 .
本発明の二次電池に用いられる負極材料としては、金属複合酸化物と炭素質材料がある。錫酸化物を主体として含む非晶質構造の金属複合酸化物、非晶質構造の金属複合酸化物及び/または結晶構造の金属複合酸化物、あるいはこれらの複合金属酸化物と炭素質材料の複合物が好ましい。これらの負極材料は高容量のリチウム吸蔵を特長とすることから、高容量である上記のニッケル酸化物系正極とバランスよる組み合わせることにより、本発明の目的であるロッキングチェア型二次電池の高容量化を効率良く図ることができる。本発明で用いられる炭素材料としては、難黒鉛化炭素材料と黒鉛系炭素材料を挙げることができる。具体的には、特開昭62−122066号、特開平2−66856号、同3−245473号等の各公報に記載される面間隔や密度、結晶子の大きさの炭素材料、特開平5−290844号公報に記載の天然黒鉛と人造黒鉛の混合物、特開昭63−24555号、同63−13282号、同63−58763号、特開平6−212617号公報に記載の気相成長炭素材料、特開平5−182664号公報に記載の難黒鉛化炭素を2400℃を超える温度で加熱焼成された材料であり、かつ複数の002面に相当するX線回折のピークを持つ材料、特開平5−307957号、同5−307958号、同7−85862号、同8−315820号公報に記載のピッチ焼成により合成されたメソフェース炭素材料、特開平6−84516号公報に記載の被覆層を有する黒鉛、さらには、各種の粒状体、微小球体、平板状体、微小繊維、ウィスカーの形状の炭素材料、フェノール樹脂、アクリロニトリル樹脂、フルフリルアルコール樹脂の焼成体、水素原子を含むポリアセン材料などの炭素材料等を挙げることができる。特に特開平5−182664号公報に記載の炭素材料や各種の粒状体、微小球体、平板状体、繊維、ウィスカーの形状の炭素材料、また、メソフェーズピッチ、フェノール樹脂、アクリロニトリル樹脂の焼成体、さらに、水素原子を含むポリアセン材料が好ましい。 The negative electrode material used for the secondary battery of the present invention includes a metal composite oxide and a carbonaceous material. Metal composite oxide with amorphous structure mainly containing tin oxide, metal composite oxide with amorphous structure and / or metal composite oxide with crystal structure, or composite of these composite metal oxide and carbonaceous material Things are preferred. Since these negative electrode materials feature high capacity lithium occlusion, the high capacity of the rocking chair type secondary battery, which is the object of the present invention, can be obtained by combining the negative electrode material with the high capacity nickel oxide positive electrode in balance. Can be efficiently achieved. Examples of the carbon material used in the present invention include non-graphitizable carbon materials and graphite-based carbon materials. Specifically, carbon materials having surface spacing, density, and crystallite size described in JP-A-62-122066, JP-A-2-66856, JP-A-3-245473, etc. A mixture of natural graphite and artificial graphite described in Japanese Patent No. -290844, and vapor-grown carbon materials described in Japanese Patent Laid-Open Nos. 63-24555, 63-13282, 63-58763, and Japanese Patent Laid-Open No. 6-212617 A material obtained by heating and baking non-graphitizable carbon described in JP-A-5-182664 at a temperature exceeding 2400 ° C. and having a peak of X-ray diffraction corresponding to a plurality of 002 planes, No. 307957, JP-A-5-307958, JP-A-7-85862, and JP-A-8-315820, a mesophase carbon material synthesized by pitch firing described in JP-A-6-84516 Graphite with the above coating layer, various granular materials, microspheres, flat bodies, microfibers, whisker-shaped carbon materials, phenolic resins, acrylonitrile resins, furfuryl alcohol resin fired bodies, hydrogen atoms Examples thereof include carbon materials such as polyacene material. In particular, the carbon material described in JP-A-5-182664, various granular materials, microspheres, flat bodies, fibers, whisker-shaped carbon materials, mesophase pitch, phenol resin, acrylonitrile resin fired bodies, Polyacene materials containing hydrogen atoms are preferred.
本発明で用いられる複合金属酸化物としては、結晶性の化合物と非晶性の化合物とがある。本発明においては、これらの化合物を2種以上併用してもよい。例えば非晶性の化合物を併用してもよいし、結晶性の化合物と非晶性の化合物を併用してもよい。上記の炭素質材料と複合金属酸化物とを併用することもより好ましい形態である。複合金属酸化物としては、周期率表第1族、第2族、第13族、第14族、第15族、遷移金属、ハロゲン元素を含む酸化物であと好ましい。炭素質材料と複合金属酸化物とを併用する場合にその割合は、炭素質材料と複合金属酸化物の総重量に対する炭素質材料の重量で10%以上、70%以下が好ましく、20%以上、50%以下がより好ましい。
The composite metal oxide used in the present invention includes a crystalline compound and an amorphous compound. In the present invention, two or more of these compounds may be used in combination. For example, an amorphous compound may be used in combination, or a crystalline compound and an amorphous compound may be used in combination. It is also a more preferable form to use the carbonaceous material and the composite metal oxide in combination. The composite metal oxide is preferably an oxide containing a periodic table, Group 1, Group 2, Group 13,
結晶性の金属酸化物としては、Ag2 O、TiO2 、Fe2 O3 、MgO、V2 O5 、NiO、CuO、ZnO、Mo2 O3 、In2 O3 、SnO、SnO2、SnSiO3 、In2 Sn2 O7 が好ましく、これらの化合物はリチウムを吸蔵してリチウムを含む複合酸化物となる。非晶質の複合金属酸化物としては、錫酸化物を主体とし周期率表第1族、第2族、第13族、第14族、第15族、遷移金属、ハロゲン元素から選ばれる一種以上を含む化合物である。これらの金属酸化物は負極活物質の前駆体とも呼ばれる。より具体的には、錫を主体として含む非晶質の複合酸化物であり下記一般式で示される負極活物質の前駆体に電気化学的にリチウムイオンが挿入されることによって得られる。
Examples of the crystalline metal oxide include Ag 2 O, TiO 2 , Fe 2 O 3 , MgO, V 2 O 5 , NiO, CuO, ZnO, Mo 2 O 3 , In 2 O 3 , SnO, SnO 2 , SnSiO. 3 and In 2 Sn 2 O 7 are preferable, and these compounds occlude lithium to form a composite oxide containing lithium. The amorphous composite metal oxide is mainly composed of tin oxide, and one or more kinds selected from Group 1, Group 2, Group 13,
Snx M1 1−x M2 y Oz
ここで、M1 はMn、Fe、Pb、Geから選ばれる1種以上を、M2 はAl、B、P、Si、周期率表第1族,第2族,第3族,ハロゲン元素から選ばれる2種以上の元素を示し,0<x≦1、0.1≦y≦3、1≦z≦8。上記の構造式に従ったさらに好ましい組成を述べると、M1 はPb、Geから選ばれる元素であり、M2 はB、P、Si、周期率表第1族,第2族から選ばれる2種以上の元素であり、M2 はとくにAl以外の元素であることが好ましい。
Sn x M 1 1−x M 2 y O z
Here, M 1 is one or more selected from Mn, Fe, Pb, and Ge, and M 2 is Al, B, P, Si, Periodic Table 1st, 2nd, 3rd, and halogen elements 2 or more selected elements are shown, 0 <x ≦ 1, 0.1 ≦ y ≦ 3, 1 ≦ z ≦ 8. A more preferable composition according to the above structural formula will be described. M 1 is an element selected from Pb and Ge, and M 2 is selected from B, P, Si, Periodic Table 1 and 2 It is an element of seeds or more, and M 2 is particularly preferably an element other than Al.
上記の活物質前駆体へのリチウムイオンの挿入は、電池内において負極をリチウムイオンの存在下でカソード分極し、リチウムイオンを上記構造中に電気化学的に挿入することによって実施される。 The insertion of lithium ions into the active material precursor is carried out by cathodic polarization of the negative electrode in the presence of lithium ions in the battery and electrochemical insertion of the lithium ions into the structure.
本発明の上記の前駆体たる複合酸化物は構造中に非晶質構造を含むかもしくは非晶質であることを特徴とする。本発明の複合酸化物が非晶質構造を含むとは、具体的にはCuKα線を用いたX線回折法で2θ値で20°から40°にかけて強度が弱くブロードな頂点を有する回折散乱帯を与える状態を意味し、このブロードな散乱帯中に結晶性の回折線を有してもよい。この結晶性の回折線は非晶質構造中にわずかに秩序性を持った構造部分が反映されたものである。さらに好ましくは、2θ値で40°以上70°以下に結晶性の回折線が見られる場合、この結晶性の回折線のうち最も強い強度が、2θ値で20°以上40°以下に見られる上記のブロードな散乱帯の頂点の回折線の強度の500倍以下であることが好ましく、さらに好ましくは100倍以下、特に好ましくは5倍以下、最も好ましくは結晶性の回折線を有しないことである。 The composite oxide as the precursor of the present invention is characterized in that the structure contains an amorphous structure or is amorphous. The complex oxide of the present invention includes an amorphous structure, specifically, a diffraction scattering band having a broad apex with a weak intensity from 20 ° to 40 ° as a 2θ value by an X-ray diffraction method using CuKα rays. In this broad scattering band, a crystalline diffraction line may be included. This crystalline diffraction line is a reflection of a slightly ordered structure in the amorphous structure. More preferably, when a crystalline diffraction line is observed at a 2θ value of 40 ° or more and 70 ° or less, the strongest intensity of the crystalline diffraction lines is observed at a 2θ value of 20 ° or more and 40 ° or less. The intensity of the diffraction line at the apex of the broad scattering band is preferably 500 times or less, more preferably 100 times or less, particularly preferably 5 times or less, and most preferably no crystalline diffraction line. .
負極活物質前駆体は、錫原料である錫化合物、錫以外の元素を含む化合物の粉末を混合し、混合物を800℃〜1500℃好ましくは900℃〜1200℃の高温で溶融し、4時間〜48時間反応させて合成する。合成の雰囲気は窒素、アルゴンなどの不活性ガス雰囲気を用いることが好ましい。とくに酸素分圧が10-1以下、好ましくは10-2以下の条件下で反応を行うことが好ましい。非晶質化を促進するために、反応物を50℃〜500℃/分の速度で急冷してもよい。また逆に非晶質構造の密度を高め強度を高める目的で徐冷をすることもできる。これらの方法で得られたガラス状の負極材料は、粒径分布を得るように粉砕処理して負極用粒子として用いる。負極粒子の好ましい範囲は、平均粒径として0.5〜20μmであり、さらに好ましくは1〜10μmである。溶融法のほかに、溶液反応を利用した合成法、たとえばゾルーゲル法による合成を用いることができる。ソルーゲル法で合成される粒子の好ましい平均粒径の範囲は、二次粒子の粒径として0.1〜10μmさらに好ましくは0.2〜5μmである。 The negative electrode active material precursor is prepared by mixing a tin compound, which is a tin raw material, and a powder of a compound containing an element other than tin, and melting the mixture at a high temperature of 800 ° C. to 1500 ° C., preferably 900 ° C. to 1200 ° C. for 4 hours to Synthesize by reacting for 48 hours. The synthesis atmosphere is preferably an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. In particular, the reaction is preferably carried out under conditions where the oxygen partial pressure is 10 −1 or less, preferably 10 −2 or less. The reaction may be quenched at a rate of 50 ° C. to 500 ° C./min to promote amorphization. Conversely, slow cooling can be performed for the purpose of increasing the density of the amorphous structure and increasing the strength. The glassy negative electrode material obtained by these methods is pulverized to obtain a particle size distribution and used as negative electrode particles. A preferable range of the negative electrode particles is 0.5 to 20 μm as an average particle diameter, and more preferably 1 to 10 μm. In addition to the melting method, a synthesis method using a solution reaction, for example, synthesis by a sol-gel method can be used. The range of the preferable average particle diameter of the particle | grains synthesize | combined by a solugel method is 0.1-10 micrometers as a particle diameter of a secondary particle, More preferably, it is 0.2-5 micrometers.
以下に、本発明で用いる負極活物質前駆体の好ましい例を示す。
SnSi0.8 P0.2 O3.1
SnSi0.5 B0.2 P0.2 O1.85
SnSi0.8 B0.2 O2.9
SnSi0.8 Al0.2 O2.9
SnSi0.6 Al0.1 B0.2 O1.65
SnSi0.3 Al0.1 P0.6 O2.25
SnSi0.4 B0.2 P0.4 O2.1
SnSi0.6 Al0.1 B0.5 O2.1
SnB0.5 P0.5 O3
SnK0.2 PO3.6
SnRb0.2 P0.8 O3.2
SnBa0.1 P1.45O4.5
SnLa0.1 P0.9 O3.4
SnNa0.1 B0.45O1.75
SnLi0.2 B0.5 P0.5 O3.1
SnCs0.1 B0.4 P0.4 O2.65
SnBa0.1 B0.4 P0.4 O2.7
SnCa0.1 Al0.15B0.45P0.55O3.9
SnY0.1 B0.6 P0.6 O3.55
SnRb0.2 B0.3 P0.4 O2.55
SnCs0.2 B0.3 P0.4 O2.55
SnCs0.1 B0.4 P0.4 O2.65
SnK0.1 Cs0.1 B0.4 P0.4 O2.7
SnBa0.1 Cs0.1 B0.4 P0.4 O2.75
SnMg0.1 K0.1 B0.4 P0.4 O2.75
SnCa0.1 K0.1 B0.4 P0.5 O3
SnBa0.1 K0.1 Al0.1 B0.3 P0.4 O2.75
SnMg0.1 Cs0.1 Al0.1 B0.3 P0.4 O2.75
SnCa0.1 K0.1 Al0.1 B0.3 P0.4 O2.75
SnMg0.1 Rb0.1 Al0.1 B0.3 P0.4 O2.75
SnCa0.1 B0.2 P0.2 F0.2 O2.6
SnMg0.1 Cs0.1 B0.4 P0.4 F0.2 O3.3
Sn0.5 Mn0.5 Mg0.1 B0.9 O2.45
Sn0.5 Mn0.5 Ca0.1 P0.9 O3.35
Sn0.5 Ge0.5 Mg0.1 P0.9 O3.35
Sn0.5 Fe0.5 Ba0.1 P0.9 O3.35
Sn0.8 Fe0.2 Ca0.1 P0.9 O3.35
Sn0.3 Fe0.7 Ba0.1 P0.9 O3.35
Sn0.9 Mn0.1 Mg0.1 P0.9 O3.35
Sn0.2 Mn0.8 Mg0.1 P0.9 O3.35
Sn0.7 Pb0.3 Ca0.1 P0.9 O3.35
Sn0.2 Ge0.8 Ba0.1 P0.9 O3.35
SnAl0.1 B0.5 P0.5 O3.15
SnCs0.1 Al0.4 B0.5 P0.5 O3.65
SnCs0.1 B0.5 P0.5 O3.05
SnCs0.1 Ge0.05B0.5 P0.5 O3.15
SnCs0.1 Ge0.05Al0.3 B0.5 P0.5 O3.60
Below, the preferable example of the negative electrode active material precursor used by this invention is shown.
SnSi 0.8 P 0.2 O 3.1
SnSi 0.5 B 0.2 P 0.2 O 1.85
SnSi 0.8 B 0.2 O 2.9
SnSi 0.8 Al 0.2 O 2.9
SnSi 0.6 Al 0.1 B 0.2 O 1.65
SnSi 0.3 Al 0.1 P 0.6 O 2.25
SnSi 0.4 B 0.2 P 0.4 O 2.1
SnSi 0.6 Al 0.1 B 0.5 O 2.1
SnB 0.5 P 0.5 O 3
SnK 0.2 PO 3.6
SnRb 0.2 P 0.8 O 3.2
SnBa 0.1 P 1.45 O 4.5
SnLa 0.1 P 0.9 O 3.4
SnNa 0.1 B 0.45 O 1.75
SnLi 0.2 B 0.5 P 0.5 O 3.1
SnCs 0.1 B 0.4 P 0.4 O 2.65
SnBa 0.1 B 0.4 P 0.4 O 2.7
SnCa 0.1 Al 0.15 B 0.45 P 0.55 O 3.9
SnY 0.1 B 0.6 P 0.6 O 3.55
SnRb 0.2 B 0.3 P 0.4 O 2.55
SnCs 0.2 B 0.3 P 0.4 O 2.55
SnCs 0.1 B 0.4 P 0.4 O 2.65
SnK 0.1 Cs 0.1 B 0.4 P 0.4 O 2.7
SnBa 0.1 Cs 0.1 B 0.4 P 0.4 O 2.75
SnMg 0.1 K 0.1 B 0.4 P 0.4 O 2.75
SnCa 0.1 K 0.1 B 0.4 P 0.5 O 3
SnBa 0.1 K 0.1 Al 0.1 B 0.3 P 0.4 O 2.75
SnMg 0.1 Cs 0.1 Al 0.1 B 0.3 P 0.4 O 2.75
SnCa 0.1 K 0.1 Al 0.1 B 0.3 P 0.4 O 2.75
SnMg 0.1 Rb 0.1 Al 0.1 B 0.3 P 0.4 O 2.75
SnCa 0.1 B 0.2 P 0.2 F 0.2 O 2.6
SnMg 0.1 Cs 0.1 B 0.4 P 0.4 F 0.2 O 3.3
Sn 0.5 Mn 0.5 Mg 0.1 B 0.9 O 2.45
Sn 0.5 Mn 0.5 Ca 0.1 P 0.9 O 3.35
Sn 0.5 Ge 0.5 Mg 0.1 P 0.9 O 3.35
Sn 0.5 Fe 0.5 Ba 0.1 P 0.9 O 3.35
Sn 0.8 Fe 0.2 Ca 0.1 P 0.9 O 3.35
Sn 0.3 Fe 0.7 Ba 0.1 P 0.9 O 3.35
Sn 0.9 Mn 0.1 Mg 0.1 P 0.9 O 3.35
Sn 0.2 Mn 0.8 Mg 0.1 P 0.9 O 3.35
Sn 0.7 Pb 0.3 Ca 0.1 P 0.9 O 3.35
Sn 0.2 Ge 0.8 Ba 0.1 P 0.9 O 3.35
SnAl 0.1 B 0.5 P 0.5 O 3.15
SnCs 0.1 Al 0.4 B 0.5 P 0.5 O 3.65
SnCs 0.1 B 0.5 P 0.5 O 3.05
SnCs 0.1 Ge 0.05 B 0.5 P 0.5 O 3.15
SnCs 0.1 Ge 0.05 Al 0.3 B 0.5 P 0.5 O 3.60
本発明の二次電池で上記の負極材料と共に用いることができる負極活物質としては、リチウム金属、上記のリチウム合金などがあげられる。上記リチウム金属やリチウム合金の併用目的は、リチウムイオンを電池内で負極材料に挿入させるためのものであり、電池反応としてリチウム金属などの溶解析出反応を利用するものではない。 Examples of the negative electrode active material that can be used with the negative electrode material in the secondary battery of the present invention include lithium metal and the above lithium alloy. The purpose of the combined use of the lithium metal and lithium alloy is to insert lithium ions into the negative electrode material in the battery, and does not use a dissolution and precipitation reaction of lithium metal or the like as the battery reaction.
電極合剤には、導電剤や結着剤やフィラーなどを添加することができる。導電剤は、構成された電池において、化学変化を起こさない電子伝導性材料であれば何でもよい。通常、天然黒鉛(鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土状黒鉛など)、人工黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維や金属(銅、ニッケル、アルミニウム、銀(特開昭63−148,554)など)粉、金属繊維あるいはポリフェニレン誘導体(特開昭59−20,971)などの導電性材料を1種またはこれらの混合物として含ませることができる。黒鉛とアセチレンブラックの併用がとくに好ましい。その添加量は、特に限定されないが、1〜50重量%が好ましく、特に2〜30重量%が好ましい。カーボンや黒鉛では、2〜15重量%が特に好ましい。 A conductive agent, a binder, a filler, or the like can be added to the electrode mixture. The conductive agent may be anything as long as it is an electron conductive material that does not cause a chemical change in the constructed battery. Usually, natural graphite (scale-like graphite, scale-like graphite, earth-like graphite, etc.), artificial graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, carbon fiber and metal (copper, nickel, aluminum, silver (JP-A-63-148)) , 554) etc.) Conductive materials such as powder, metal fibers or polyphenylene derivatives (Japanese Patent Laid-Open No. 59-20,971) can be included as one kind or a mixture thereof. The combined use of graphite and acetylene black is particularly preferred. The addition amount is not particularly limited, but is preferably 1 to 50% by weight, particularly preferably 2 to 30% by weight. In the case of carbon or graphite, 2 to 15% by weight is particularly preferable.
結着剤には、通常、でんぷん、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロース、ジアセチルセルロース、ポリビニルクロリド、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレン、ポリ弗化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー(EPDM)、スルホン化EPDM、スチレンブタジエンゴム、 ポリブタジエン、フッ素ゴム、ポリエチレンオキシドなどの多糖類、熱可塑性樹脂、ゴム弾性を有するポリマーなどが1種またはこれらの混合物として用いられる。結着剤の添加量は、2〜30重量%が好ましい。フィラーは、構成された電池において、化学変化を起こさない繊維状材料であれば何でも用いることができる。通常、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのオレフィン系ポリマー、ガラス、炭素などの繊維が用いられる。フィラーの添加量は特に限定されないが、0〜30重量%が好ましい。 The binder is usually starch, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, diacetyl cellulose, polyvinyl chloride, polyvinyl pyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-di. Enter polymers (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butadiene rubber, polybutadiene, fluororubber, polyethylene oxide and other polysaccharides, thermoplastic resins, rubber elastic polymers and the like are used as one kind or a mixture thereof. The addition amount of the binder is preferably 2 to 30% by weight. Any filler can be used as long as it is a fibrous material that does not cause a chemical change in the constructed battery. Usually, olefin polymers such as polypropylene and polyethylene, fibers such as glass and carbon are used. Although the addition amount of a filler is not specifically limited, 0 to 30 weight% is preferable.
二次電池の製造に用いられる非水電解液としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、 γ−ブチロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド、1,3−ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、アセトニトリル、ニトロメタン、蟻酸メチル、酢酸メチル、リン酸トリエステル(特開昭60−23,973)、トリメトキシメタン(特開昭61−4,170)、ジオキソラン誘導体(特開昭62−15,771、同62−22,372、同62−108,474)、スルホラン(特開昭62−31,959)、3−メチル−2−オキサゾリジノン(特開昭62−44,961)、プロピレンカーボネート誘導体(特開昭62−290,069、同62−290,071)、テトラヒドロフラン誘導体(特開昭63−32,872)、ジエチルエーテル(特開昭63−62,166)、1,3−プロパンサルトン(特開昭63−102,173)などの非プロトン性有機溶媒の少なくとも1種以上を混合した溶媒とその溶媒に溶けるリチウム塩、例えば、LiClO4 、LiBF4 、LiPF6 、LiCF3SO3 、LiCF3 CO2 、LiAsF6 、LiSbF6 、LiB10Cl10(特開昭57−74,974)、低級脂肪族カルボン酸リチウム(特開昭60−41,773)、LiAlCl4 、LiCl、LiBr、LiI(特開昭60−247265)、クロロボランリチウム(特開昭61−165,957)、四フェニルホウ酸リチウム(特開昭61−214,376)などの1種以上の塩から構成されている。なかでも、プロピレンカーボネートあるいはエチレンカーボネートと1,2 −ジメトキシエタンおよび/あるいはジエチルカーボネートの混合液にLiCF3 SO3 、LiClO4 、LiBF4 および/あるいはLiPF6 を含む電解質が好ましいこれら電解質を電池内に添加する量は、特に限定されないが、正極活物質や負極活物質の量や電池のサイズによって必要量用いることができる。溶媒の体積比率は、特に限定されないが、プロピレンカーボネートあるいはエチレンカボート対1,2−ジメトキシエタンおよび/あるいはジエチルカーボネートの混合液の場合、0.4/0.6〜0.6/0.4(1,2−ジメトキシエタンとジエチルカボネートを両用するときの混合比率は0.4/0.6〜0.6/04)が好ましい。支持電解質の濃度は、特に限定されないが、電解液1リットル当たり0.2〜3モルが好ましい。以上の電解液のなかで、二次電池の充放電のサイクル寿命を良化する効果の点で、本発明の電解液組成として特に好ましいものは、少なくともエチレンカーボネートを溶媒、少なくともLiPF6 をリチウム塩として含む組成であり、もう1つの好ましい組成は、少なくともエチレンカーボネートとジエチルカーボネートを共に溶媒として、少なくともLiPF6 をリチウム塩として含む組成であり、別の好ましい組成は、少なくともエチレンカーボネートとジメチルカーボネートを共に溶媒として、少なくともLiPF6 をリチウム塩として含む組成である。
Non-aqueous electrolytes used for the production of secondary batteries include propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfate. Foxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane, acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, phosphoric acid triester (JP 60-23973), trimethoxymethane (JP 61- 4,170), dioxolane derivatives (Japanese Patent Laid-Open Nos. 62-15771, 62-22,372, 62-108,474), sulfolane (Japanese Patent Laid-Open No. 62-31,959), 3-methyl-2- Oxazolidinone ( No. 62-44,961), propylene carbonate derivatives (JP-A 62-290,069, 62-290,071), tetrahydrofuran derivatives (JP-A 63-32,872), diethyl ether (JP-A 63) -62,166), 1,3-propane sultone (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 63-102,173) and a mixture of at least one aprotic organic solvent and a lithium salt soluble in the solvent, such as LiClO 4, LiBF 4, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6,
また、電解液の他に次の様な有機固体電解質も用いることができる。たとえばポリエチレンオキサイド誘導体か該誘導体を含むポリマー(特開昭63−135447)、ポリプロピレンオキサイド誘導体か該誘導体を含むポリマー、イオン解離基を含むポリマー(特開昭62−254,302、同62−254,303同63−193,954)、イオン解離基を含むポリマーと上記非プロトン性電解液の混合物(米国特許第4,792,504、同4,830,939、特開昭62−22,375、同62−22,376、同63−22,375、同63−22,776、特開平1−95,117)、リン酸エステルポリマー(特開昭61−256,573)が有効である。さらに、ポリアクリロニトリルを電解液に添加する方法もある(特開昭62−278,774)。また、無機と有機固体電解質を併用する方法(特開昭60−1,768)も知られている。 In addition to the electrolytic solution, the following organic solid electrolyte can also be used. For example, a polyethylene oxide derivative or a polymer containing the derivative (Japanese Patent Laid-Open No. 63-135447), a polypropylene oxide derivative or a polymer containing the derivative, a polymer containing an ionic dissociation group (Japanese Patent Laid-Open Nos. 62-254,302 and 62-254, 303, 63-193, 954), a mixture of an ion-dissociable group-containing polymer and the above aprotic electrolyte (US Pat. Nos. 4,792,504, 4,830,939, JP-A-62-222,375, 62-22,376, 63-22,375, 63-22,776, JP-A-1-95,117), and phosphate polymer (JP-A-61-256,573) are effective. Furthermore, there is a method of adding polyacrylonitrile to the electrolytic solution (Japanese Patent Laid-Open No. 62-278,774). In addition, a method using an inorganic and organic solid electrolyte in combination (Japanese Patent Laid-Open No. 60-1,768) is also known.
二次電池に用いるセパレーターとしては、大きなイオン透過度を持ち、所定の機械的強度を持ち、絶縁性の薄膜が用いられる。耐有機溶剤性と疎水性からポリプレピレンなどのオレフィン系ポリマーあるいはガラス繊維あるいはポリエチレンなどからつくられたシートや不織布が用いられる。セパレーターの孔径は、一般に電池用として有用な範囲が用いられる。例えば、0.01〜10μmが用いられる。セパレターの厚みは、一般に電池用の範囲で用いられる。例えば、5〜300μmが用いられる。電解質にポリマーなどの固体電解質が用いられる場合には、固体電解質がセパレーターを兼ねる場合がある。 As a separator used for the secondary battery, an insulating thin film having a large ion permeability and a predetermined mechanical strength is used. Sheets and non-woven fabrics made from olefin polymers such as polypropylene, glass fibers or polyethylene are used because of their organic solvent resistance and hydrophobicity. A range useful for batteries is generally used as the pore diameter of the separator. For example, 0.01 to 10 μm is used. The thickness of the separator is generally used in the battery range. For example, 5 to 300 μm is used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as the electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separator.
放電や充放電特性を改良する目的で、以下で示す化合物を電解質に添加することが知られている。例えば、ピリジン(特開昭49−108,525)、トリエチルフォスファイト(特開昭47−4,376)、トリエタノールアミン(特開昭52−72,425)、環状エーテル(特開昭57−152,684)、エチレンジアミン(特開昭58−87,777)、n−グライム(特開昭58−87,778)、ヘキサリン酸トリアミド(特開昭58−87,779)、ニトロベンゼン誘導体(特開昭58−214,281)、硫黄(特開昭59−8,280)、キノンイミン染料(特開昭59−68,184)、N−置換オキサゾリジノンとN,N’−置換イミダゾリジノン(特開昭59−154,778)、エチレングリコールジアルキルエーテル(特開昭59−205,167)、四級アンモニウム塩(特開昭60−30,065)、ポリエチレングリコール(特開昭60−41,773)、ピロール(特開昭60−79,677)、2−メトキシエタノール(特開昭60−89,075)、三塩化アルミニウム(特開昭61−88,466)、導電性ポリマー電極活物質のモノマ−(特開昭61−161,673)、トリエチレンホスホンアミド(特開昭61−208,758)、トリアルキルホスフィン(特開昭62−80,976)、モルフォリン(特開昭62−80,977)、カルボニル基を持つアリール化合物(特開昭62−86,673)、ヘキサメチルホスホリックトリアミドと4−アルキルモルフォリン(特開昭62−217,575)、二環性の三級アミン(特開昭62−217,578)、オイル(特開昭62−287,580)、四級ホスホニウム塩(特開昭63−121,268)、三級スルホニウム塩(特開昭63−121,269)などが挙げられる。 In order to improve discharge and charge / discharge characteristics, it is known to add the following compounds to the electrolyte. For example, pyridine (JP 49-108,525), triethyl phosphite (JP 47-4,376), triethanolamine (JP 52-72,425), cyclic ether (JP 57-57). 152, 684), ethylene diamine (JP 58-87,777), n-glyme (JP 58-87,778), hexaphosphoric triamide (JP 58-87,779), nitrobenzene derivatives (JP 58-214,281), sulfur (JP 59-8,280), quinoneimine dyes (JP 59-68,184), N-substituted oxazolidinones and N, N'-substituted imidazolidinones (JP No. 59-154,778), ethylene glycol dialkyl ether (JP 59-205,167), quaternary ammonium salt (JP 60-30,065) Polyethylene glycol (JP 60-41,773), pyrrole (JP 60-79,677), 2-methoxyethanol (JP 60-89,075), aluminum trichloride (JP 61-88) , 466), monomers of conductive polymer electrode active materials (JP 61-161,673), triethylenephosphonamide (JP 61-208,758), trialkylphosphine (JP 62-80, JP). 976), morpholine (JP 62-80,977), aryl compounds having a carbonyl group (JP 62-86,673), hexamethylphosphoric triamide and 4-alkyl morpholine (JP 62). -217,575), bicyclic tertiary amines (JP 62-217,578), oils (JP 62-287,580), quaternary phosphoniu Salt (JP-63-121,268), and a tertiary sulfonium salt (JP 63-121,269).
また、電解液を不燃性にするために含ハロゲン溶媒、例えば、四塩化炭素、三弗化塩化エチレンを電解液に含ませることができる(特開昭48−36,632)。また、高温保存に適性をもたせるために電解液に炭酸ガスを含ませることができる(特開昭59−134,567)。 In order to make the electrolyte nonflammable, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride or ethylene trifluoride chloride can be contained in the electrolyte (Japanese Patent Laid-Open No. 48-36,632). In addition, carbon dioxide gas can be included in the electrolytic solution to make it suitable for high-temperature storage (Japanese Patent Laid-Open No. 59-134,567).
正極や負極の合剤には電解液あるいは支持塩を含ませてもよい。例えば、前記イオン導電性ポリマーやニトロメタン(特開昭48−36,633)、電解液(特開昭57−124,870)を含ませる方法が知られている。また、正極活物質の表面を改質することができる。例えば、金属酸化物の表面をエステル化剤(特開昭55−163,779)やキレート化剤(特開昭55−163,780)で処理したり、導電性高分子(特開昭58−163,188、同59−14,274)、ポリエチレンオキサイドなど(特開昭60−97,561)の表面層の被覆によって改質する方法が挙げられる。また、同様に負極活物質の表面を改質することもできる。例えば、イオン導電性ポリマーやポリアセチレン層を被覆したり(特開昭58−111,276)、Li塩により表面処理する(特開昭58−142,771)ことが挙げられる。 The mixture of the positive electrode and the negative electrode may contain an electrolytic solution or a supporting salt. For example, a method is known in which the ion conductive polymer, nitromethane (Japanese Patent Laid-Open No. 48-36,633), and electrolytic solution (Japanese Patent Laid-Open No. 57-124,870) are included. In addition, the surface of the positive electrode active material can be modified. For example, the surface of the metal oxide is treated with an esterifying agent (Japanese Patent Laid-Open No. 55-163,779) or a chelating agent (Japanese Patent Laid-Open No. 55-163,780), or a conductive polymer (Japanese Patent Laid-Open No. 58-163). 163, 188, 59-14, 274), and a method of modification by covering with a surface layer of polyethylene oxide or the like (JP-A-60-97,561). Similarly, the surface of the negative electrode active material can be modified. For example, an ion conductive polymer or a polyacetylene layer can be coated (Japanese Patent Laid-Open No. 58-111,276), or surface treatment can be performed with a Li salt (Japanese Patent Laid-Open No. 58-142,771).
電極活物質の集電体としては、構成された電池において化学変化を起こさない電子伝導体であれば何でもよい。例えば、正極には、材料としてステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、チタン、焼成炭素などの他に、アルミニウムやステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタンあるいは銀を処理させたもの、負極には、材料としてステンレス鋼、ニッケル、銅、チタン、アルミニウム、焼成炭素などの他に、銅やステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタンあるいは銀を処理させたもの)、Al−Cd合金などが用いられる。これらの材料の表面を酸化することも用いられる。形状は、フォイルの他、フィルム、シート、ネット、パンチされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の成形体などが用いられる。厚みは、特に限定されないが、5〜100μmのものが用いられる。 The current collector of the electrode active material may be anything as long as it is an electronic conductor that does not cause a chemical change in the constructed battery. For example, in addition to stainless steel, nickel, aluminum, titanium, calcined carbon, etc. as materials for the positive electrode, the surface of aluminum or stainless steel is treated with carbon, nickel, titanium, or silver. In addition to stainless steel, nickel, copper, titanium, aluminum, calcined carbon, etc., the surface of copper or stainless steel treated with carbon, nickel, titanium or silver), Al—Cd alloy, or the like is used. Oxidizing the surface of these materials is also used. As the shape, a film, a sheet, a net, a punched product, a lath body, a porous body, a foamed body, a molded body of a fiber group, and the like are used in addition to the foil. The thickness is not particularly limited, but a thickness of 5 to 100 μm is used.
電池の形状はコイン、ボタン、シート、シリンダー、角などいずれにも適用できる。コインやボタンでは、正極活物質や負極活物質の合剤はペレットの形状にプレスされて用いられる。また、シート、シリンダー、角では、正極活物質や負極活物質の合剤は、集電体の上に塗布、乾燥、脱水、プレスされて用いられる。その塗布厚みは、電池の大きさにより決められるが、乾燥後の圧縮された状態で10〜500μmが特に好ましい。本発明の非水二次電池の用途は、特に限定されないが、例えば、電子機器に搭載する場合、カラーノートパソコン、白黒ノートパソコン、ペン入力パソコンポケット(パームトップ)パソコン、ノート型ワープロ、ポケットワープロ、電子ブックプレーヤー、携帯電話、コードレスフォン子機、ページャー、ハンディタミナル、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニデスク、電気シェーバー、電子翻訳機、自動車電話、トランシーバー、電動工具、電子手帳、電卓、メモリーカード、テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、メモリーカードなどが挙げられる。その他民生用として、自動車、電動車両モーター、照明器具、玩具、ゲーム機器、ロードコンディショナー、アイロン、時計、ストロボ、カメラ、医療機器(ペースメーカー、補聴器、肩もみ機など)などが挙げられる。更に、各種軍需用、宇宙用として用いることができる。また太陽電池と組み合わせることもできる。以下に電池作製の実施例をあげて本発明をさらに詳しく説明するが、発明の主旨を越えない限り、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。 The battery shape can be applied to any of coins, buttons, sheets, cylinders, and corners. In coins and buttons, a mixture of a positive electrode active material and a negative electrode active material is used after being pressed into a pellet shape. In the sheet, cylinder, and corner, the positive electrode active material and the negative electrode active material mixture are applied onto a current collector, dried, dehydrated, and pressed. The coating thickness is determined by the size of the battery, and is preferably 10 to 500 μm in a compressed state after drying. The use of the non-aqueous secondary battery of the present invention is not particularly limited. For example, when mounted on an electronic device, a color notebook computer, a monochrome notebook computer, a pen input personal computer pocket (palmtop) personal computer, a notebook word processor, a pocket word processor , Electronic book player, mobile phone, cordless phone, pager, handy terminal, mobile fax, mobile copy, mobile printer, headphones stereo video movie, LCD TV, handy cleaner, portable CD, mini desk, electric shaver, electronic translation Machine, car phone, transceiver, electric tool, electronic notebook, calculator, memory card, tape recorder, radio, backup power supply, memory card, etc. Others for consumer use include automobiles, electric vehicle motors, lighting equipment, toys, game equipment, road conditioners, irons, watches, strobes, cameras, medical equipment (pacemakers, hearing aids, shoulder grinders, etc.). Furthermore, it can be used for various military use and space use. It can also be combined with solar cells. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples of battery production. However, the scope of the present invention is not limited to these examples as long as the gist of the invention is not exceeded.
実施例1
〔負極材料である複合金属酸化物の合成例,溶融法〕SnO 67.4g、B2 O3 17.4g、Sn2 P2 O7 102.8gを混合し、自動乳鉢で十分に粉砕、混合した後、アルミナ製るつぼにセットしてアルゴンガス雰囲気下で1000℃で10時間焼成を行った。焼成後、100℃/分の速度で急冷し、黄色透明ガラス状の負極活物質前駆体SnB0.5 P0.5 O3 を得た(化合物A−1)。活物質のX線回折を測定したところ、Cu−α線の照射下で2θ=20−35°の領域にブロードな回折のバンドを示したが、結晶構造に帰属するシャープな回折線は検出されず、活物質構造がアモルファス(非晶質)であることが判明した。
Example 1
[Synthesis Example of Composite Metal Oxide as Negative Electrode Material, Melting Method] 67.4 g of SnO, 17.4 g of B 2 O 3 , 102.8 g of Sn 2 P 2 O 7 were mixed and sufficiently pulverized and mixed in an automatic mortar After that, it was set in an alumina crucible and fired at 1000 ° C. for 10 hours in an argon gas atmosphere. After firing, it was rapidly cooled at a rate of 100 ° C./min to obtain a yellow transparent glassy negative electrode active material precursor SnB 0.5 P 0.5 O 3 (compound A-1). When X-ray diffraction of the active material was measured, it showed a broad diffraction band in the region of 2θ = 20-35 ° under the irradiation of Cu-α ray, but a sharp diffraction line attributed to the crystal structure was detected. Thus, the active material structure was found to be amorphous (amorphous).
〔正極活物質の調製の例〕LiNi0.8 Mn0.2 O2 (化合物C−1)を以下の方法で合成した。LiOH・H2 OとNi(OH)2 およびMn(OH)2 の粉末をモル比1:0.8:0.2の割合で乾燥空気下乳鉢中で十分に混合し、酸素雰囲気下で650℃で6時間焼成を行った後、750℃で8時間焼成を行い、上記組成の化合物C−1を合成した。得られた粒子は、球状に近い形をもち、1次粒子の平均粒径が0.3μmであり、2次粒子の平均粒径が7μmであった。またBET法による比表面積は0.7m2 /gであった。X線回折によって得られた(104)面/(003)面のピーク比は0.6であり、a軸の格子定数は2.83、c軸格子定数は13.89であった。においてpH10.5を与えた。同じ組成の活物質は、リチウム原料としてLiOH・H2 Oに替えてLiNO3 あるいはLiCO3 、また、Ni原料としてNi(OH)2 に替えてNiCO3 を用いても合成することができた。更にAl(OH)3 を原料に用いて、LiNi0.95Al0.05O2 (化合物C−2)を合成した。また、フッ素原料としてLiFを用いて、LiNi0.8 Mn0.2 O1.9 F0.2 (化合物C−3)を合成した。 [Example of Preparation of Positive Electrode Active Material] LiNi 0.8 Mn 0.2 O 2 (Compound C-1) was synthesized by the following method. LiOH.H 2 O, Ni (OH) 2 and Mn (OH) 2 powders were thoroughly mixed in a mortar under dry air at a molar ratio of 1: 0.8: 0.2, and 650 in an oxygen atmosphere. After calcination at 6 ° C. for 6 hours, calcination was carried out at 750 ° C. for 8 hours to synthesize Compound C-1 having the above composition. The obtained particles had a shape close to a sphere, and the average particle size of primary particles was 0.3 μm, and the average particle size of secondary particles was 7 μm. The specific surface area by the BET method was 0.7 m 2 / g. The peak ratio of (104) plane / (003) plane obtained by X-ray diffraction was 0.6, the a-axis lattice constant was 2.83, and the c-axis lattice constant was 13.89. Gave a pH of 10.5. An active material having the same composition could be synthesized by using LiNO 3 or LiCO 3 instead of LiOH · H 2 O as a lithium source, and NiCO 3 instead of Ni (OH) 2 as a Ni source. Furthermore, LiNi 0.95 Al 0.05 O 2 (Compound C-2) was synthesized using Al (OH) 3 as a raw material. Further, by using LiF as the fluorine raw material, was synthesized LiNi 0.8 Mn 0.2 O 1.9 F 0.2 (Compound C-3).
正極の比較用活物質としてLiCoO2 (比較1)をCo3 O4 、Co2 O3の混合物と炭酸リチウムをLi/Coモル比が1.05となるように混合し、空気中で600℃で4時間、さらに880℃で8時間焼成を行って合成した。また比較用活物質としてLi1.05Mn1.95Co0.05O4 (比較2)を、化学合成二酸化マンガン(CMD)と水酸化リチウムおよび炭酸コバルトを上記化学式の化学量論量比で混合し、700℃で18時間空気中で焼成して合成した。 As a comparative active material for the positive electrode, LiCoO 2 (Comparative 1) is mixed with a mixture of Co 3 O 4 and Co 2 O 3 and lithium carbonate so that the Li / Co molar ratio is 1.05, and is 600 ° C. in air. And then baked at 880 ° C. for 8 hours. In addition, Li 1.05 Mn 1.95 Co 0.05 O 4 (Comparative 2) as a comparative active material, chemically synthesized manganese dioxide (CMD), lithium hydroxide and cobalt carbonate were mixed in a stoichiometric ratio of the above chemical formula, and at 700 ° C. Synthesized by firing in air for 18 hours.
〔電極合剤シートの作製例〕正極合剤として、正極活物質の化合物C−1を90重量%、アセチレンブラック6重量%、そして結着剤としてポリテトラフルオロエチレンの水分散物3重量%とポリアクリル酸ナトリウム1重量%からなる混合物に水を加えて混練し、得られたスラリーを厚さ30μmのアルミニウムフィルムの両面に塗布して、正極シートを作製した。塗布シートを乾燥、プレスした結果、乾膜の塗布量は230g/m2 、塗布膜の厚みはおよそ90μmであった。 [Preparation Example of Electrode Mixture Sheet] As the positive electrode mixture, 90% by weight of the positive electrode active material compound C-1, 6% by weight of acetylene black, and 3% by weight of an aqueous dispersion of polytetrafluoroethylene as the binder, Water was added to a mixture of 1% by weight of sodium polyacrylate and kneaded, and the resulting slurry was applied to both sides of an aluminum film having a thickness of 30 μm to produce a positive electrode sheet. As a result of drying and pressing the coated sheet, the coating amount of the dry film was 230 g / m 2 and the thickness of the coated film was about 90 μm.
負極活物質前駆体として化合物A−1を86重量%、鱗片状黒鉛を3重量%、アセチレンブラック6重量%、結着剤としてスチレン−ブタジエンゴムの水分散物4重量%およびカルボキシメチルセルロース1重量%からなる混合物に水を加えてホモジナーザーで10000回転で10分以上混練し負極合剤スラリーを調製した。得られたスラリーを厚さ18μmの銅フィルムの両面に塗布して、負極シートを作製した。塗布シートを乾燥、プレスした結果、乾膜の塗布量はおよそ70g/m2 、塗布膜の厚みはおよそ30μmであった。次に、負極シートの活物質層の表面に、鱗片状黒鉛と酸化アルミニウムの1:4(重量比)の混合物からなる保護層(平均厚さ5μm)を塗設し、表面保護層付きの負極シートを作製した。 86% by weight of compound A-1 as a negative electrode active material precursor, 3% by weight of flake graphite, 6% by weight of acetylene black, 4% by weight of an aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber as a binder, and 1% by weight of carboxymethylcellulose Water was added to the mixture and kneaded with a homogenizer at 10,000 rpm for 10 minutes or more to prepare a negative electrode mixture slurry. The obtained slurry was applied on both sides of a 18 μm thick copper film to prepare a negative electrode sheet. As a result of drying and pressing the coated sheet, the coating amount of the dry film was about 70 g / m 2 and the thickness of the coated film was about 30 μm. Next, a protective layer (average thickness 5 μm) made of a 1: 4 (weight ratio) mixture of scaly graphite and aluminum oxide is applied to the surface of the active material layer of the negative electrode sheet, and the negative electrode with the surface protective layer A sheet was produced.
〔シリンダー型電池の作製例〕厚さ35μmの金属Li箔を幅5mm長さ37mmの断片に裁断し、露点−60℃の乾燥空気中で、上記の負極活物質前駆体A−1を塗布した負極シートの両面の表面保護層の上に、2mmの規則的間隔を置いて圧着ローラーを用いて付着させた。負極シートへのLi付着量は重量としておよそ110mgであった。このリチウムは、負極活物質前駆体中へ電池内でリチウムを電解挿入し、負極活物質前駆体を活物質に転換するために用いられる。上記の正極シートを35mmの幅に裁断し、負極シートを37mmの幅に裁断して、シートの末端にそれぞれアルミニウム、ニッケルのリード板をスポット溶接した後、露点−40℃の乾燥空気中で150℃で2時間脱水乾燥した。第1図の電池断面図に示したように、脱水乾燥済みの正極シート(8)、セパレーターとして多孔性ポリエチレンフィルム(10)、脱水乾燥済みの負極シート(9)、そしてセパレーター(10)の順でこれらを積層し、巻き込み機で渦巻き状に巻回した。この巻回体をニッケルメッキを施した鉄製の有底円筒型電池缶(11)(負極端子を兼ねる)に収納した。この電池缶の中に電解質として1mol/リットル LiPF6 (エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネートの2:2:6(体積比)混合液)を注入した。正極端子を有する電池蓋(12)をガスケット(13)を介してかしめて直径14mm高さ50mmの円筒型電池を作製した。なお、正極端子(12)は正極シート(8)と、電池缶(11)は負極シート(9)とあらかじめリード端子により接続した。なお、(14)は安全弁である。 [Cylinder-type battery production example] A metal Li foil having a thickness of 35 μm was cut into pieces having a width of 5 mm and a length of 37 mm, and the negative electrode active material precursor A-1 was applied in dry air having a dew point of −60 ° C. It was made to adhere on the surface protective layer of both surfaces of a negative electrode sheet using the press roller at regular intervals of 2 mm. The amount of Li attached to the negative electrode sheet was approximately 110 mg as a weight. This lithium is used for electrolytically inserting lithium into the negative electrode active material precursor in the battery and converting the negative electrode active material precursor into an active material. The positive electrode sheet was cut to a width of 35 mm, the negative electrode sheet was cut to a width of 37 mm, and aluminum and nickel lead plates were spot welded to the ends of the sheet, respectively, and then 150 ° C. in dry air with a dew point of −40 ° C. Dehydrated and dried at 2 ° C. for 2 hours. As shown in the cross-sectional view of the battery in FIG. 1, a positive electrode sheet (8) that has been dehydrated and dried, a porous polyethylene film (10) as a separator, a negative electrode sheet (9) that has been dehydrated and dried, and a separator (10) These were laminated and wound in a spiral shape with a winder. The wound body was stored in a nickel-plated iron-bottomed cylindrical battery can (11) (also serving as a negative electrode terminal). 1 mol / liter LiPF 6 (2: 2: 6 (volume ratio) mixture of ethylene carbonate, butylene carbonate, and dimethyl carbonate) was injected as an electrolyte into the battery can. A battery lid (12) having a positive electrode terminal was caulked through a gasket (13) to produce a cylindrical battery having a diameter of 14 mm and a height of 50 mm. The positive electrode terminal (12) was connected to the positive electrode sheet (8) and the battery can (11) was previously connected to the negative electrode sheet (9) by a lead terminal. (14) is a safety valve.
上記と同様にして、正極活物質としてC−2、3を用い表1に示した電池を作製した。 In the same manner as described above, the batteries shown in Table 1 were produced using C-2 and 3 as the positive electrode active material.
上記のように作製した電池は負極活物質前駆体に塗布シート保護層上のリチウムが電気化学的に挿入されるプロセスが完成されていない電池前駆体である。そこで、負極活物質前駆体にリチウムを挿入させて負極活物質に変換し、電池前駆体を充放電サイクル可能な二次電池とするための操作を、以下のように実施した。電池前駆体を、室温で12時間放置後、0.1Aの一定電流のもとで1時間予備充電を行い、次いで50℃のもとで10日間エージングを実施した。このエージングの工程で、負極上に担持したLiは溶解し、負極活物質前駆体の中に挿入されたことを確認した。この電池を活性化のために、2mA/cm2 で室温下で4.2Vまで充電を行った。さらに、充電状態で電池を55℃に保持し、3日間エージングを実施した。以上の電池を、充電終止電圧4.2V(開回路電圧(OCV))、放電終止電圧2.8V(回路電圧)、2mA/cm2 (0.2C相当)の電流密度の条件で繰り返し充放電させた。また電池を、10mA/cm2 (1.0C)の電流で充放電サイクルさせたときの、100サイクル終了後の0.2C放電の放電容量の初期容量に対する維持率を測定し、電池のサイクル寿命を評価した。 The battery produced as described above is a battery precursor in which the process of electrochemically inserting lithium on the coating sheet protective layer into the negative electrode active material precursor is not completed. Therefore, an operation for converting the battery precursor into a negative electrode active material by inserting lithium into the negative electrode active material precursor and making the battery precursor a chargeable / discharge cycleable secondary battery was performed as follows. The battery precursor was allowed to stand at room temperature for 12 hours, precharged for 1 hour under a constant current of 0.1 A, and then aged at 50 ° C. for 10 days. In this aging step, it was confirmed that Li supported on the negative electrode was dissolved and inserted into the negative electrode active material precursor. In order to activate this battery, it was charged to 4.2 V at room temperature at 2 mA / cm 2 . Further, the battery was kept at 55 ° C. in a charged state, and aging was performed for 3 days. The above battery was repeatedly charged / discharged under the conditions of a final charge voltage of 4.2 V (open circuit voltage (OCV)), a final discharge voltage of 2.8 V (circuit voltage), and a current density of 2 mA / cm 2 (equivalent to 0.2 C). I let you. In addition, when the battery was charged and discharged at a current of 10 mA / cm 2 (1.0 C), the maintenance ratio of the discharge capacity of 0.2 C discharge after the end of 100 cycles to the initial capacity was measured, and the cycle life of the battery was measured. Was evaluated.
上記の電池について、放電容量とサイクル寿命の評価の結果を表1に整理した。 The results of evaluation of discharge capacity and cycle life of the above batteries are summarized in Table 1.
表1の比較から、本発明に記載する正極と負極の材料の構成に従った二次電池が、正極にコバルト酸化物系活物質、あるいはマンガン酸化物系活物質を用いた二次電池に比較して、容量とサイクル寿命の点で優れていることがわかる。 From the comparison of Table 1, the secondary battery according to the constitution of the positive electrode and negative electrode materials described in the present invention is compared with the secondary battery using a cobalt oxide active material or a manganese oxide active material for the positive electrode. Thus, it can be seen that it is excellent in terms of capacity and cycle life.
実施例2
実施例1と同様な溶融急冷法によって、SnOとSiO2 を原料に用いてArガス中1200℃で12時間焼成し、SnSiO3 の組成をもつ非晶質のガラス体を合成し、これを振動ミルで粉砕して平均粒径が3μm、比表面積が3m2/gの負極活物質前駆体(化合物A−2)を調製した。次に化合物A−2を天然黒鉛炭素粉末と1/19から8/2の種種の重量比で混合し、得られた混合物に対して、結着剤としてPVDFを5重量%添加した。これらをN−メチル−2−ピロリドンに分散して、実施例1と同様にホモジナイザーで混練し負極スラリーを調製して、銅集電体の両面に均一に塗布して塗布量が40〜80g/m2の範囲の負極シートを作製した。この負極シートに対しては表面保護層と金属Liの担持によるリチウムの電解挿入を行なわず、化合物C−1を塗設した正極シートとともに、実施例1の方法にしたがって巻回し、電解液の注液を行ない、第1図に示したシリンダー型電池を作製した。この電池を、実施例1と同様に2mA/cm2 で4.2Vまで充電し、55℃に保持し3日間エージングを行って、活性化処理したのちに、充電終止電圧4.2V、放電終始電圧2.8V、2mA/cm2 の電流密度の条件で繰り返し充放電させた。上記の電池について、第1サイクルの放電の電流容量とエネルギー容量および100サイクル終了後の電流容量の維持率を表2に比較した。
Example 2
By the same melt quenching method as in Example 1, SnO and SiO 2 were used as raw materials and fired at 1200 ° C. for 12 hours in an Ar gas to synthesize an amorphous glass body having a composition of SnSiO 3 , and this was vibrated. A negative electrode active material precursor (compound A-2) having an average particle size of 3 μm and a specific surface area of 3 m 2 / g was prepared by grinding with a mill. Next, compound A-2 was mixed with natural graphite carbon powder at a weight ratio of 1/19 to 8/2, and 5% by weight of PVDF was added as a binder to the obtained mixture. These were dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone and kneaded with a homogenizer in the same manner as in Example 1 to prepare a negative electrode slurry. A negative electrode sheet in the range of m 2 was produced. The negative electrode sheet was wound according to the method of Example 1 together with the positive electrode sheet coated with Compound C-1 without electrolytic insertion of lithium by supporting the surface protective layer and metal Li, and pouring the electrolytic solution. The liquid was applied to produce the cylinder type battery shown in FIG. This battery was charged to 4.2 V at 2 mA / cm 2 as in Example 1, held at 55 ° C., aged for 3 days, activated, and then charged to a final charge voltage of 4.2 V and discharged. The battery was repeatedly charged and discharged under conditions of a voltage of 2.8 V and a current density of 2 mA / cm 2 . Table 2 compares the current capacity and energy capacity of the discharge in the first cycle and the current capacity maintenance rate after the end of 100 cycles for the above battery.
表2の比較から、負極組成において、炭素と金属酸化物の重量比が1/9から7/3の間で電池容量が高く、とくに2/8から5/5の間で高いことがわかる。 From the comparison of Table 2, it can be seen that in the negative electrode composition, the battery capacity is high when the weight ratio of carbon to metal oxide is between 1/9 and 7/3, particularly between 2/8 and 5/5.
8 正極シート
9 負極シート
10 セパレーター
11 負極缶(電池缶)
12 正極端子
13 ガスケット
14 安全弁
8 Positive electrode sheet 9
12 Positive terminal 13
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