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JP2018113167A - Lithium ion secondary battery - Google Patents

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JP2018113167A
JP2018113167A JP2017003121A JP2017003121A JP2018113167A JP 2018113167 A JP2018113167 A JP 2018113167A JP 2017003121 A JP2017003121 A JP 2017003121A JP 2017003121 A JP2017003121 A JP 2017003121A JP 2018113167 A JP2018113167 A JP 2018113167A
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JP
Japan
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negative electrode
positive electrode
ion secondary
mass
secondary battery
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JP2017003121A
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Japanese (ja)
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阿部 浩史
Hiroshi Abe
浩史 阿部
石澤 政嗣
Masatsugu Ishizawa
政嗣 石澤
樋口 勇人
Isato Higuchi
勇人 樋口
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Maxell Ltd
Original Assignee
Maxell Holdings Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium ion secondary battery which is superior in storability and charge and discharge cycle characteristics.SOLUTION: A lithium ion secondary battery comprises a negative electrode, a positive electrode, a separator and a nonaqueous electrolyte solution which are encased in an outer packaging body. In the lithium ion secondary battery, a negative electrode mixture layer includes a Si-containing material S as a negative electrode active material. The negative electrode mixture layer includes a particular copolymer as a binder. In the negative electrode mixture layer, the content of the copolymer is 2-15 mass%. To the nonaqueous electrolyte solution, at least a fluorine-containing compound and a compound of a particular composition are added.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、貯蔵性とサイクル特性に優れたリチウムイオン二次電池に関するものである。   The present invention relates to a lithium ion secondary battery excellent in storability and cycle characteristics.

電気化学素子の1種であるリチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が高いという特徴から、携帯機器、自動車、電動工具、電動椅子や家庭用、業務用の電力貯蔵システムへの適用が検討されている。特に携帯機器としては、携帯電話やスマートフォン、またはタブレット型PCなどの電源として広く用いられている。   Lithium ion secondary batteries, which are one type of electrochemical element, are considered to be applied to portable devices, automobiles, electric tools, electric chairs, household and commercial power storage systems because of their high energy density. Yes. In particular, as a portable device, it is widely used as a power source for a mobile phone, a smartphone, or a tablet PC.

そして、リチウムイオン二次電池には、その適用機器の広がりなどに伴って、高容量化と共に各種の電池特性を向上させることが求められている。特に二次電池であるため、充放電サイクル特性の向上は強く求められている。   In addition, lithium ion secondary batteries are required to improve various battery characteristics as well as to increase the capacity in accordance with the spread of applied devices. Since it is a secondary battery especially, the improvement of a charge / discharge cycle characteristic is calculated | required strongly.

通常、リチウムイオン二次電池の負極活物質には、リチウム(Li)イオンを挿入および脱離可能な、黒鉛などの炭素材料が広く用いられている。一方、より多くのLiイオンを挿入および脱離可能な材料としてSiもしくはSn、またはこれらの元素を含む材料も検討され、特にSiの微粒子がSiO中に分散した構造のSiOが注目されている。また、これら材料は導電性が低いため、粒子の表面に炭素などの導電体を被覆した構造が提案されている(特許文献1、2)。 Usually, a carbon material such as graphite capable of inserting and removing lithium (Li) ions is widely used as a negative electrode active material of a lithium ion secondary battery. On the other hand, Si or Sn as a material capable of inserting and desorbing more Li ions, or a material containing these elements has been studied, and especially SiO x having a structure in which Si fine particles are dispersed in SiO 2 has attracted attention. Yes. Further, since these materials have low conductivity, a structure in which the surface of particles is covered with a conductor such as carbon has been proposed (Patent Documents 1 and 2).

特許文献3には、ビニルアルコールとエチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物との共重合体を負極合剤層のバインダに使用することで、負極活物質の脱落や負極合剤層の集電体からの剥離を抑制する技術が提案されている。   In Patent Document 3, a copolymer of vinyl alcohol and an alkali metal neutralized ethylenically unsaturated carboxylic acid is used as a binder for the negative electrode mixture layer, so that the negative electrode active material is removed and the negative electrode mixture layer is collected. A technique for suppressing peeling from an electric body has been proposed.

また、特許文献4には、外装体が角形缶であり、下記一般式(3)で表せられる化合物を含むリチウム二次電池が提案されている。   Patent Document 4 proposes a lithium secondary battery in which the outer package is a rectangular can and includes a compound represented by the following general formula (3).

Figure 2018113167
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特開2015−65163号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-65163 特開2016−46151号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-46151 特開2016−170945号公報JP 2006-170945 A 特開2016−72119号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-72119

以上のリチウムイオン二次電池においては、貯蔵特性とサイクル特性の改善に未だ改善の余地があった。特に近年外装体として広く用いられているラミネートタイプのリチウムイオン二次電池においては特に改善の余地がある。   In the above lithium ion secondary battery, there is still room for improvement in improving storage characteristics and cycle characteristics. In particular, there is room for improvement particularly in a laminate-type lithium ion secondary battery that has been widely used as an exterior body in recent years.

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、貯蔵特性およびサイクル特性に優れたリチウムイオン二次電池を提供することにある。   This invention is made | formed in view of the said situation, and is providing the lithium ion secondary battery excellent in the storage characteristic and cycling characteristics.

本発明は、負極活物質およびバインダを含有する負極合剤層を有する負極、正極、セパレータおよび非水電解液が外装体内に収容されたリチウムイオン二次電池であって、前記負極合剤層には負極活物質としてSiを含む材料Sを含有し、前記負極合剤層に下記式(1)で表されるユニットと下記式(2)で表されるユニットとを有する共重合体を前記バインダとして含有しており、前記負極合剤層における前記共重合体の含有量が、2〜15質量%であり、前記非水電解液は、フッ素含有化合物及び下記一般式(3)で表わされる化合物を少なくとも添加されたことを特徴とするリチウムイオン二次電池である。   The present invention is a lithium ion secondary battery in which a negative electrode having a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material and a binder, a positive electrode, a separator, and a nonaqueous electrolyte solution are contained in an outer package, and the negative electrode mixture layer includes Contains a material S containing Si as a negative electrode active material, and the negative electrode mixture layer includes a copolymer having a unit represented by the following formula (1) and a unit represented by the following formula (2). The content of the copolymer in the negative electrode mixture layer is 2 to 15% by mass, and the non-aqueous electrolyte is a fluorine-containing compound and a compound represented by the following general formula (3) A lithium ion secondary battery characterized in that at least is added.

Figure 2018113167
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Figure 2018113167
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本発明によれば、貯蔵特性およびサイクル特性に優れたリチウムイオン二次電池を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the lithium ion secondary battery excellent in the storage characteristic and cycling characteristics can be provided.

本発明の正極の一例を表す平面図である。It is a top view showing an example of the positive electrode of this invention. 本発明の負極の一例を表す平面図である。It is a top view showing an example of the negative electrode of this invention. 本発明の積層電極体の一例を模式的に表す斜視図である。It is a perspective view which represents typically an example of the laminated electrode body of this invention. 本発明の第3電極の一例を表す斜視図である。It is a perspective view showing an example of the 3rd electrode of the present invention. 図3と図4を組み立てた斜視図である。It is the perspective view which assembled FIG. 3 and FIG. 本発明のリチウムイオン二次電池の一例を表す平面図である。It is a top view showing an example of the lithium ion secondary battery of this invention. 図6のI−I断面図である。It is II sectional drawing of FIG.

本発明のリチウムイオン二次電池に係る負極には、負極活物質やバインダなどを含有する負極合剤層を、集電体の片面または両面に有する構造のものが使用される。   As the negative electrode according to the lithium ion secondary battery of the present invention, one having a structure in which a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material, a binder or the like is provided on one side or both sides of a current collector is used.

本発明における負極活物質は、Siを含む負極材料である材料Sを含有している。SiはLiと合金化することでLiイオンの導入がされることが知られているが、同時にLi導入時の体積膨張が大きいことでも知られている。   The negative electrode active material in the present invention contains a material S that is a negative electrode material containing Si. It is known that Si is introduced into Li ions by alloying with Li, but at the same time, it is also known that the volume expansion upon introduction of Li is large.

Siを含む材料Sは、1000mAh/g以上の容量を示し、黒鉛の理論容量と言われる372mAh/gを大幅に上回ることが特徴である。一方、一般的な黒鉛の充放電効率(90%以上)と比較し、Siを含む材料Sでは初回の充放電効率が80%を下回るものが多く、不可逆容量が増えるためサイクル特性に問題があった。そこであらかじめLi源を負極に導入することが望まれる。   The material S containing Si exhibits a capacity of 1000 mAh / g or more, and is characterized by significantly exceeding 372 mAh / g, which is called the theoretical capacity of graphite. On the other hand, compared with the charge / discharge efficiency (90% or more) of general graphite, the material S containing Si often has an initial charge / discharge efficiency of less than 80%, and the irreversible capacity increases, so there is a problem in cycle characteristics. It was. Therefore, it is desired to introduce a Li source into the negative electrode in advance.

前記材料Sは充放電の繰り返しによる粒子の膨張および収縮により、負極合剤層の体積変化が生じ、それによってセパレータがよれてしまい、正極と負極との密着性が低くなりサイクル毎の容量劣化をまねくことがあった。特に、前述したLi源を負極にあらかじめ導入させた場合、その傾向が顕著に現れた。   In the material S, the volume change of the negative electrode mixture layer occurs due to the expansion and contraction of the particles due to repeated charge and discharge, thereby causing the separator to move, and the adhesion between the positive electrode and the negative electrode is lowered, resulting in capacity deterioration for each cycle. There was a twist. In particular, when the above-described Li source was introduced into the negative electrode in advance, the tendency was prominent.

そこで、発明者は、非水電解液中に上述した一般式(3)で表される化合物を添加することで、サイクル特性が改善されることを見出した。上述した一般式(3)で表される化合物は、同じく非水電解液中に添加されるフッ素含有化合物由来の不可避不純物であるフッ化水素(HF)と反応し、初回の充放電で重合反応をおこし、非水電解液をゲル化させる作用がある。非水電解液がゲル状になることで、正極および負極と、セパレータ間の密着性が向上し、サイクル特性が向上したものと推察する。   Therefore, the inventor has found that the cycle characteristics are improved by adding the compound represented by the general formula (3) described above to the non-aqueous electrolyte. The compound represented by the general formula (3) described above reacts with hydrogen fluoride (HF), which is an inevitable impurity derived from a fluorine-containing compound that is also added to the non-aqueous electrolyte, and undergoes a polymerization reaction in the first charge / discharge. Has the effect of gelling the non-aqueous electrolyte. It is presumed that the adhesion between the positive electrode and the negative electrode and the separator is improved and the cycle characteristics are improved by the non-aqueous electrolyte becoming a gel.

材料SはSiを含む負極材料である。例えばSi粉末と炭素とを複合化した材料やこれに更に炭素材料を被覆した材料、Si粉末をグラフェンまたは鱗片状黒鉛で挟み込んだ材料、SiとOを構成元素に含むSiO(ただし、Siに対するOの原子比xは、0.5≦x≦1.5である)を含む材料が挙げられる。中でもSiOを含む材料を用いるのが好ましい。 The material S is a negative electrode material containing Si. For example, a material in which Si powder and carbon are combined, a material further coated with a carbon material, a material in which Si powder is sandwiched between graphene or scaly graphite, SiO x containing Si and O as constituent elements (however, for Si The atomic ratio x of O is 0.5 ≦ x ≦ 1.5. Among these, it is preferable to use a material containing SiO x .

上記SiOは、Siの微結晶又は非晶質相を含んでいてもよく、この場合、SiとOの原子比は、Siの微結晶又は非晶質相のSiを含めた比率となる。即ち、SiOには、非晶質のSiOマトリックス中に、Si(例えば、微結晶Si)が分散した構造のものが含まれ、この非晶質のSiOと、その中に分散しているSiを合わせて、上記原子比xが0.5≦x≦1.5を満足していればよい。例えば、非晶質のSiOマトリックス中に、Siが分散した構造で、SiOとSiのモル比が1:1の材料の場合、x=1であるので、構造式としてはSiOで表記される。このような構造の材料の場合、例えば、X線回折分析では、Si(微結晶Si)の存在に起因するピークが観察されない場合もあるが、透過型電子顕微鏡で観察すると、微細なSiの存在が確認できる。 The SiO x may contain Si microcrystal or amorphous phase. In this case, the atomic ratio of Si and O is a ratio including Si microcrystal or amorphous phase Si. That is, the SiO x to SiO 2 matrix of amorphous Si (e.g., microcrystalline Si) is include the dispersed structure, the SiO 2 of the amorphous, dispersed therein It is only necessary that the atomic ratio x satisfies 0.5 ≦ x ≦ 1.5. For example, in the case of a material in which Si is dispersed in an amorphous SiO 2 matrix and the material has a molar ratio of SiO 2 to Si of 1: 1, x = 1, so that the structural formula is represented by SiO. The In the case of a material having such a structure, for example, in X-ray diffraction analysis, a peak due to the presence of Si (microcrystalline Si) may not be observed, but when observed with a transmission electron microscope, the presence of fine Si Can be confirmed.

そして、Siを含む材料Sは、炭素材料と複合化した複合体であることが好ましく、例えば、SiOの表面が炭素材料で被覆されていることが望ましい。通常、SiOは導電性が乏しいため、これを負極活物質として用いる際には、良好な電池特性確保の観点から、導電性材料(導電助剤)を使用し、負極内におけるSiOと導電性材料との混合・分散を良好にして、優れた導電ネットワークを形成する必要がある。SiOを炭素材料と複合化した複合体であれば、例えば、単にSiOと炭素材料などの導電性材料とを混合して得られた材料を用いた場合よりも、負極における導電ネットワークが良好に形成される。 The material S containing Si is preferably a composite that is combined with a carbon material. For example, the surface of SiO x is preferably covered with the carbon material. Usually, since SiO x has poor conductivity, when using it as a negative electrode active material, from the viewpoint of ensuring good battery characteristics, a conductive material (conductive aid) is used, and SiO x in the negative electrode is electrically conductive. It is necessary to form an excellent conductive network by making good mixing and dispersion with the conductive material. If complexes complexed with carbon material SiO x, for example, simply than with a material obtained by mixing a conductive material such as SiO x and the carbon material, good conductive network in the negative electrode Formed.

即ち、SiOの比抵抗値は、通常、10〜10kΩcmであるのに対して、上記例示の炭素材料の比抵抗値は、通常、10-5〜10kΩcmであり、SiOと炭素材料とを複合化することにより、SiOの導電性を向上できる。 That is, the specific resistance value of SiO x is usually 10 3 to 10 7 kΩcm, whereas the specific resistance value of the carbon material exemplified above is usually 10 −5 to 10 kΩcm, and SiO x and carbon By combining the material, the conductivity of SiO x can be improved.

上記SiOと炭素材料との複合体としては、上記のように、SiOの表面を炭素材料で被覆したものの他、SiOと炭素材料との造粒体等が挙げられる。 The complex with the SiO x and the carbon material, as described above, other although the surface of the SiO x coated with carbon material, granulated material or the like between the SiO x and the carbon material can be cited.

上記SiOとの複合体の形成に用い得る上記炭素材料としては、例えば、低結晶性炭素、カーボンナノチューブ、気相成長炭素繊維等の炭素材料が好ましいものとして挙げられる。 Preferred examples of the carbon material that can be used for forming a composite with the SiO x include carbon materials such as low crystalline carbon, carbon nanotubes, and vapor grown carbon fibers.

上記炭素材料の詳細としては、繊維状又はコイル状の炭素材料、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を含む。)、人造黒鉛、易黒鉛化炭素及び難黒鉛化炭素よりなる群から選ばれる少なくとも1種の材料が好ましい。繊維状又はコイル状の炭素材料は、導電ネットワークを形成し易く、且つ表面積の大きい点において好ましい。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を含む。)、易黒鉛化炭素及び難黒鉛化炭素は、高い電気伝導性、高い保液性を有しており、更に、SiO粒子が膨張・収縮しても、その粒子との接触を保持し易い性質を有している点において好ましい。 Details of the carbon material include at least selected from the group consisting of fibrous or coiled carbon materials, carbon black (including acetylene black and ketjen black), artificial graphite, graphitizable carbon, and non-graphitizable carbon. One material is preferred. A fibrous or coiled carbon material is preferable in that it easily forms a conductive network and has a large surface area. Carbon black (including acetylene black and ketjen black), graphitizable carbon, and non-graphitizable carbon have high electrical conductivity and high liquid retention, and the SiO x particles expand and contract. However, it is preferable in that it has a property of easily maintaining contact with the particles.

上記例示の炭素材料の中でも、SiOとの複合体が造粒体である場合に用いるものとしては、繊維状の炭素材料が特に好ましい。繊維状の炭素材料は、その形状が細い糸状であり柔軟性が高いために電池の充放電に伴うSiOの膨張・収縮に追従でき、また、嵩密度が大きいために、SiO粒子と多くの接合点を持つことができるからである。繊維状の炭素としては、例えば、ポリアクリロニトリル(PAN)系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、気相成長炭素繊維、カーボンナノチューブ等が挙げられ、これらの何れを用いてもよい。 Among the carbon materials exemplified above, a fibrous carbon material is particularly preferable as a material used when the composite with SiO x is a granulated body. The fibrous carbon material has a thin thread shape and high flexibility so that it can follow the expansion and contraction of SiO x that accompanies charging / discharging of the battery, and because of its large bulk density, it has a large amount of SiO x particles. It is because it can have the following junction point. Examples of the fibrous carbon include polyacrylonitrile (PAN) -based carbon fiber, pitch-based carbon fiber, vapor-grown carbon fiber, and carbon nanotube, and any of these may be used.

上記負極にSiOと炭素材料との複合体を使用する場合、SiOと炭素材料との比率は、炭素材料との複合化による作用を良好に発揮させる観点から、SiO:100重量部に対して、炭素材料が、5重量部以上であることが好ましく、10重量部以上であることがより好ましい。また、上記複合体において、SiOと複合化する炭素材料の比率が多すぎると、負極合剤層中のSiO量の低下に繋がり、高容量化の効果が小さくなる虞があることから、SiO:100重量部に対して、炭素材料は、50重量部以下であることが好ましく、40重量部以下であることがより好ましい。 When a composite of SiO x and a carbon material is used for the negative electrode, the ratio of SiO x and the carbon material is SiO x : 100 parts by weight from the viewpoint of satisfactorily exerting the effect of the composite with the carbon material. On the other hand, the carbon material is preferably 5 parts by weight or more, and more preferably 10 parts by weight or more. In the composite, if the ratio of the carbon material to be composited with SiO x is too large, the amount of SiO x in the negative electrode mixture layer may be reduced, and the effect of increasing the capacity may be reduced. The carbon material is preferably 50 parts by weight or less and more preferably 40 parts by weight or less with respect to SiO x : 100 parts by weight.

上記のSiOと炭素材料との複合体は、例えば下記の方法によって得ることができる。 The composite of the above SiO x and carbon material can be obtained by, for example, the following method.

上記SiOの表面を炭素材料で被覆して複合体とする場合には、例えば、SiO粒子と炭化水素系ガスとを気相中にて加熱して、炭化水素系ガスの熱分解により生じた炭素を、粒子の表面上に堆積させる。このように、気相成長(CVD)法によれば、炭化水素系ガスがSiO粒子の隅々にまで行き渡り、粒子の表面に導電性を有する炭素材料を含む薄くて均一な皮膜(炭素材料被覆層)を形成できることから、少量の炭素材料によってSiO粒子に均一性よく導電性を付与できる。 When the surface of SiO x is coated with a carbon material to form a composite, for example, the SiO x particles and the hydrocarbon gas are heated in the gas phase, and are generated by thermal decomposition of the hydrocarbon gas. Carbon is deposited on the surface of the particles. Thus, according to the vapor deposition (CVD) method, a hydrocarbon-based gas spreads to every corner of the SiO x particle, and a thin and uniform film (carbon material) containing a conductive carbon material on the surface of the particle. Since the coating layer) can be formed, the SiO x particles can be imparted with good conductivity with a small amount of carbon material.

上記炭素材料で被覆されたSiOの製造において、CVD法の処理温度(雰囲気温度)については、炭化水素系ガスの種類によっても異なるが、通常、600〜1200℃が適当であり、中でも、700℃以上であることが好ましく、800℃以上であることが更に好ましい。処理温度が高い方が不純物の残存が少なく、且つ導電性の高い炭素を含む被覆層を形成できるからである。 In the production of SiO x coated with the carbon material, the processing temperature (atmosphere temperature) of the CVD method varies depending on the type of hydrocarbon-based gas, but usually 600 to 1200 ° C. is suitable. It is preferable that it is higher than ℃, and more preferable that it is higher than 800 ℃. This is because the higher the treatment temperature, the fewer impurities remain and the formation of a coating layer containing carbon having high conductivity.

上記炭化水素系ガスの液体ソースとしては、トルエン、ベンゼン、キシレン、メシチレン等を用いることができるが、取り扱い易いトルエンが特に好ましい。これらを気化させる(例えば、窒素ガスでバブリングする)ことにより炭化水素系ガスを得ることができる。また、メタンガスやアセチレンガス等を用いることもできる。   As the liquid source of the hydrocarbon gas, toluene, benzene, xylene, mesitylene and the like can be used, but toluene that is easy to handle is particularly preferable. A hydrocarbon-based gas can be obtained by vaporizing them (for example, bubbling with nitrogen gas). Moreover, methane gas, acetylene gas, etc. can also be used.

また、SiOと炭素材料との造粒体を作製する場合には、SiOが分散媒に分散した分散液を用意し、それを噴霧し乾燥して、複数の粒子を含む造粒体を作製する。分散媒としては、例えば、エタノール等を用いることができる。分散液の噴霧は、通常、50〜300℃の雰囲気内で行うことが適当である。上記方法以外にも、振動型や遊星型のボールミルやロッドミル等を用いた機械的な方法による造粒方法においても、SiOと炭素材料との造粒体を作製することができる。 Further, when a granulated body of SiO x and a carbon material is prepared, a dispersion liquid in which SiO x is dispersed in a dispersion medium is prepared, sprayed and dried to obtain a granulated body including a plurality of particles. Make it. For example, ethanol or the like can be used as the dispersion medium. It is appropriate to spray the dispersion in an atmosphere of 50 to 300 ° C. In addition to the above method, a granulated body of SiO x and a carbon material can be produced also by a granulating method by a mechanical method using a vibration type or planetary type ball mill or rod mill.

材料Sの平均粒子径は、小さすぎると材料Sの分散性が低下して本発明の効果が十分に得られなくなる恐れがあること、材料Sは電池の充放電に伴う体積変化が大きいため、平均粒子径が大きすぎると膨張・収縮による材料Sの崩壊が生じやすくなる(この現象は材料Sの容量劣化につながる)ことから、0.1μm以上10μm以下とすることが好ましい。   If the average particle size of the material S is too small, the dispersibility of the material S may be reduced, and the effects of the present invention may not be sufficiently obtained, and the material S has a large volume change associated with charging / discharging of the battery. If the average particle diameter is too large, the material S is likely to collapse due to expansion / contraction (this phenomenon leads to capacity degradation of the material S), and therefore it is preferably 0.1 μm or more and 10 μm or less.

負極合剤層中の、全負極活物質に対する材料Sの含有比率は、5質量%以上が好ましく、より好ましくは10質量%以上とし、50質量%以上とすることが最も好ましい。材料Sは上述した通り、黒鉛と比べて飛躍的に高容量化を実現できる材料なので、負極活物質中に少量でも材料Sを含むと、電池の容量向上効果が得られる。一方で更に飛躍的に電池の高容量化を実現するには、前負極活物質に対して材料Sは10質量%以上が好ましい。種々の電池の用途、求められる特性に合わせて材料Sの含有量を調整すると良い。なお、全負極活物質に対する材料Sの含有比率を100質量%(つまり、負極活物質は全て材料S)とすることも出来るが、材料S以外の負極活物質と併用する場合の材料Sの含有比率は99質量%以下であり、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下である。   The content ratio of the material S in the negative electrode mixture layer with respect to the total negative electrode active material is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and most preferably 50% by mass or more. As described above, the material S is a material that can realize a dramatic increase in capacity compared to graphite. Therefore, if the material S is contained even in a small amount in the negative electrode active material, an effect of improving the capacity of the battery can be obtained. On the other hand, the material S is preferably 10% by mass or more with respect to the front negative electrode active material in order to achieve a dramatic increase in battery capacity. The content of the material S may be adjusted in accordance with various battery uses and required characteristics. In addition, although the content ratio of the material S with respect to all the negative electrode active materials can also be made into 100 mass% (that is, all negative electrode active materials are material S), content of the material S in the case of using together with negative electrode active materials other than the material S is included. The ratio is 99% by mass or less, preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less.

本発明の負極には、前述した材料Sの他に、黒鉛などLiの電気化学的な吸蔵および放出が可能な炭素材料と併用してもよい。負極に黒鉛を用いる場合には、プロピレンカーボネートとの反応性を抑制するために、例えば、天然黒鉛の表面を樹脂で被覆した黒鉛や、黒鉛粒子の表面が非晶質炭素で被覆されている黒鉛などが好適である。   In addition to the material S described above, the negative electrode of the present invention may be used in combination with a carbon material capable of electrochemical storage and release of Li, such as graphite. In the case of using graphite for the negative electrode, in order to suppress the reactivity with propylene carbonate, for example, graphite in which the surface of natural graphite is coated with resin, or graphite in which the surface of graphite particles is coated with amorphous carbon Etc. are suitable.

黒鉛粒子の表面が非晶質炭素で被覆されている黒鉛とは、具体的には、アルゴンイオンレーザーラマンスペクトルにおける1570〜1590cm−1に現れるピーク強度に対する1340〜1370cm−1に現れるピーク強度比であるR値が0.1〜0.7となる黒鉛である。R値は、非晶質炭素の十分な被覆量を確保するため、0.3以上がより好ましい。また、R値は、非晶質炭素の被覆量が多すぎると不可逆容量が増大するので、0.6以下が好ましい。このような黒鉛Bは、例えばd002が0.338nm以下である天然黒鉛または人造黒鉛を球状に賦形した黒鉛を母材(母粒子)とし、その表面を有機化合物で被覆し、800〜1500℃で焼成した後、解砕し、篩を通して整粒することによって得ることができる。なお、前記母材を被覆する有機化合物としては、芳香族炭化水素;芳香族炭化水素を加熱加圧下で重縮合して得られるタールまたはピッチ類;芳香族炭化水素の混合物を主成分とするタール、ピッチまたはアスファルト類;などが挙げられる。前記母材を前記有機化合物で被覆するには、前記有機化合物に前記母材を含浸・混捏する方法が採用できる。また、プロパンやアセチレンなどの炭化水素ガスを熱分解により炭素化し、これをd002が0.338nm以下の黒鉛の表面に堆積させる気相法によっても、作製することができる。 Specifically, the graphite in which the surface of the graphite particles is coated with amorphous carbon is a peak intensity ratio appearing at 1340 to 1370 cm −1 with respect to a peak intensity appearing at 1570 to 1590 cm −1 in an argon ion laser Raman spectrum. It is graphite with a certain R value of 0.1 to 0.7. The R value is more preferably 0.3 or more in order to ensure a sufficient coating amount of amorphous carbon. Moreover, since an irreversible capacity | capacitance will increase if there is too much coating amount of amorphous carbon, R value is 0.6 or less. Such graphite B uses, for example, natural graphite having d 002 of 0.338 nm or less or graphite obtained by spherically shaping artificial graphite as a base material (base particle), and the surface thereof is coated with an organic compound. It can be obtained by calcining at 0 ° C., pulverizing, and sizing through a sieve. The organic compound covering the base material includes aromatic hydrocarbons; tars or pitches obtained by polycondensation of aromatic hydrocarbons under heat and pressure; tars mainly composed of a mixture of aromatic hydrocarbons. , Pitch or asphalt; In order to coat the base material with the organic compound, a method of impregnating and kneading the base material into the organic compound can be employed. It can also be produced by a vapor phase method in which a hydrocarbon gas such as propane or acetylene is carbonized by pyrolysis and deposited on the surface of graphite having d 002 of 0.338 nm or less.

更に、前記の黒鉛は、Liイオンの受容性(例えば、全充電容量に対する、定電流充電容量の割合で数値化できる)が高い。よって、黒鉛を併用した場合のリチウムイオン二次電池は、Liイオンの受容性が良好であり、充放電サイクル特性も良好なものとなる。前述したように、電気化学的接触(短絡)をさせることで材料Sを含む負極にLi源を導入させる場合、前記黒鉛を併用すれば、Li導入の不均一化を抑制することができ電池特性の改善が図れるものと考えられる。   Furthermore, the graphite has high Li ion acceptability (for example, it can be quantified by the ratio of the constant current charge capacity to the total charge capacity). Therefore, the lithium ion secondary battery when graphite is used in combination has good acceptability of Li ions and good charge / discharge cycle characteristics. As described above, when the Li source is introduced into the negative electrode containing the material S by electrochemical contact (short circuit), if the graphite is used in combination, non-uniformity of Li introduction can be suppressed and battery characteristics can be suppressed. It is thought that this can be improved.

なお、前記黒鉛は、粒径が小さすぎると、比表面積が過度に高まる(不可逆容量が増大する)ことから、その粒径が、あまり小さくないことが好ましい。よって、黒鉛として、平均粒子径が8μm以上のものを使用することが好ましい。   In addition, when the particle diameter of the graphite is too small, the specific surface area is excessively increased (the irreversible capacity is increased). Therefore, it is preferable that the particle diameter is not so small. Therefore, it is preferable to use graphite having an average particle diameter of 8 μm or more.

黒鉛の平均粒子径は、例えば、レーザー散乱粒度分布計(例えば、日機装株式会社製マイクロトラック粒度分布測定装置「HRA9320」)を用い、黒鉛を溶解したり膨潤したりしない媒体に、黒鉛を分散させて測定した粒度分布の小さい粒子から積分体積を求める場合の体積基準の積算分率における50%径の値(D50%)メディアン径である。 The average particle size of graphite is determined by, for example, dispersing the graphite in a medium that does not dissolve or swell the graphite using a laser scattering particle size distribution analyzer (for example, Microtrack particle size distribution measuring device “HRA9320” manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). The 50% diameter value (D 50% ) median diameter in the volume-based integrated fraction when the integrated volume is determined from particles having a small particle size distribution measured in the above.

黒鉛の比表面積(BET法による。装置例は日本ベル社製「ベルソープミニ」など。)は、1.0m/g以上であることが好ましく、また、5.0m/g以下であることが好ましい。 The specific surface area of graphite (according to the BET method, such as “Bellethorpe mini” manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.) is preferably 1.0 m 2 / g or more, and is 5.0 m 2 / g or less. It is preferable.

また、負極活物質には、前述した材料Sや黒鉛以外の負極活物質を、本発明の効果を阻害しない程度に使用することもできる。   Moreover, negative electrode active materials other than the above-described material S and graphite can also be used as the negative electrode active material to the extent that the effects of the present invention are not impaired.

負極合剤層に係るバインダには、前記式(1)で表わされるユニットと前記式(2)で表わされるユニットとを有する共重合体〔以下、「共重合体(A)」という〕を使用する。   For the binder of the negative electrode mixture layer, a copolymer having a unit represented by the formula (1) and a unit represented by the formula (2) [hereinafter referred to as “copolymer (A)”] is used. To do.

共重合体(A)をバインダとして使用した場合には、負極合剤層の密度を後述するように高い値とし、かつ厚みを後述するように大きい値としても、電池の負荷特性を良好にすることができる。その理由は定かではないが、前記バインダを使用した負極合剤層では、密度を高くしても内部に非水電解液が良好に浸透するような構造が形成されているのではないかと考えている。また、共重合体(A)は柔軟性および接着性に優れているため、電池の充放電に伴う膨張収縮量が大きいSiOと炭素材料との複合体を負極活物質に使用しても、前記複合体の負極合剤層からの脱落や、負極合剤層と集電体との剥離を良好に抑制することができ、例えば電池の充放電サイクル特性を高めることができる。更に、共重合体(A)をバインダに使用することで、電池の使用に伴って生じる虞がある負極表面でのLiの析出も、高度に抑制できる。 When the copolymer (A) is used as a binder, the load characteristics of the battery are improved even when the density of the negative electrode mixture layer is set to a high value as described later and the thickness is set to a large value as described later. be able to. The reason is not clear, but in the negative electrode mixture layer using the binder, it is thought that even if the density is increased, a structure that allows the nonaqueous electrolyte to permeate well is formed. Yes. In addition, since the copolymer (A) is excellent in flexibility and adhesiveness, even if a composite of SiO x and a carbon material having a large expansion / contraction amount due to charging / discharging of the battery is used as the negative electrode active material, Detachment of the composite from the negative electrode mixture layer and separation between the negative electrode mixture layer and the current collector can be satisfactorily suppressed, and for example, charge / discharge cycle characteristics of the battery can be improved. Furthermore, by using the copolymer (A) as a binder, it is possible to highly suppress the precipitation of Li on the negative electrode surface that may occur with the use of the battery.

共重合体(A)は、柔軟性および接着性に優れる一方で、吸水性が高く、共重合体(A)が含有する水分と、非水電解液中に添加されるフッ素を含む化合物(例えば後述する電解質塩であるLiPF)とが反応してHFを生成してしまう。このHFは高温下でガス発生を引き起こしたり、Siを含む材料Sと反応して材料Sの負極活物質としての特性を著しく低減させる問題があった。しかし、前述したように、本発明で使用される一般式(3)で表される化合物が重合する際にHFを消費するので、Siを含む材料Sの負極活物質としての特性を低減を抑制する効果があることを見出した。 While the copolymer (A) is excellent in flexibility and adhesiveness, it has a high water absorption and is a compound containing moisture contained in the copolymer (A) and fluorine added to the non-aqueous electrolyte (for example, LiPF 6 ), which is an electrolyte salt described later, reacts to generate HF. This HF has a problem of causing gas generation at a high temperature or reacting with the material S containing Si to significantly reduce the characteristics of the material S as a negative electrode active material. However, as described above, HF is consumed when the compound represented by the general formula (3) used in the present invention is polymerized, so that the characteristics of the material S containing Si as a negative electrode active material are suppressed from being reduced. I found that there is an effect.

ビニルアルコールとエチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物とを有する共重合体(A)は、ビニルエステルと、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルのうちの少なくとも一方とをモノマーとして重合して得られる共重合体を、ケン化することにより得ることができる。   A copolymer (A) having vinyl alcohol and an alkali metal neutralized ethylenically unsaturated carboxylic acid is obtained by polymerizing vinyl ester and at least one of acrylic acid ester and methacrylic acid ester as monomers. The copolymer can be obtained by saponification.

共重合体(A)を得るための前記ビニルエステルとしては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニルなどが挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を用いることができる。これらのビニルエステルの中でも酢酸ビニルがより好ましい。   Examples of the vinyl ester for obtaining the copolymer (A) include vinyl acetate, vinyl propionate, and vinyl pivalate, and one or more of them can be used. Among these vinyl esters, vinyl acetate is more preferable.

また、共重合体(A)を得るためのビニルエステルとアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルのうちの少なくとも一方との共重合体は、ビニルエステル、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル以外のモノマー由来のユニットを有していてもよい。   The copolymer of vinyl ester and at least one of acrylic acid ester and methacrylic acid ester for obtaining copolymer (A) is a unit derived from monomers other than vinyl ester, acrylic acid ester and methacrylic acid ester. You may have.

ビニルエステルとアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルのうちの少なくとも一方との共重合体は、例えば、重合触媒と分散剤とを含む水溶液中に、これらのモノマーを懸濁させた状態で重合を行う懸濁重合法によって重合することができる。この際の重合触媒には、ベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイドなどの有機過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリルなどのアゾ化合物;などを使用することができる。また、懸濁重合の際の分散剤には、水溶性高分子〔ポリビニルアルコール、ポリ(メタ)アクリル酸またはその塩、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなど〕、無機化合物(リン酸カルシウム、ケイ酸マグネシウムなど)などを用いることができる。   The copolymer of vinyl ester and at least one of acrylic acid ester and methacrylic acid ester is a suspension in which polymerization is performed in a state where these monomers are suspended in an aqueous solution containing a polymerization catalyst and a dispersant, for example. Polymerization can be performed by a turbid polymerization method. As the polymerization catalyst at this time, organic peroxides such as benzoyl peroxide and lauryl peroxide; azo compounds such as azobisisobutyronitrile and azobisdimethylvaleronitrile; and the like can be used. In addition, the dispersant used in the suspension polymerization includes water-soluble polymers (polyvinyl alcohol, poly (meth) acrylic acid or a salt thereof, polyvinyl pyrrolidone, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, etc.), inorganic compounds (Calcium phosphate, magnesium silicate, etc.) can be used.

懸濁重合を行う際の温度は、重合触媒の10時間半減期温度に対して−20〜+20℃程度とすればよく、重合時間は数時間〜数十時間とすればよい。   The temperature at which the suspension polymerization is performed may be about -20 to + 20 ° C with respect to the 10-hour half-life temperature of the polymerization catalyst, and the polymerization time may be several hours to several tens of hours.

ビニルエステルとアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルのうちの少なくとも一方との共重合体のケン化は、アルカリ金属を含有するアルカリ(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなど)を使用し、水性有機溶媒と水との混合溶媒中で行うことができる。このケン化によって、ビニルエステル由来のユニットが、共重合体の主鎖に水酸基が直接結合したユニット〔すなわち、前記式(1)で表わされるユニット〕となり、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルのうちの少なくとも一方のモノマー由来のユニットが、共重合体の主鎖にカルボキシル基のアルカリ金属塩(基)が直接結合したユニット〔すなわち、前記式(2)で表わされるユニット〕となる。よって、前記式(2)におけるMは、ナトリウム、カリウム、リチウムなどが挙げられる。   Saponification of a copolymer of vinyl ester with at least one of acrylic acid ester and methacrylic acid ester uses an alkali (sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, etc.) containing an alkali metal, and is aqueous. It can be performed in a mixed solvent of an organic solvent and water. By this saponification, the unit derived from the vinyl ester becomes a unit in which a hydroxyl group is directly bonded to the main chain of the copolymer [that is, a unit represented by the above formula (1)]. The unit derived from at least one monomer is a unit in which an alkali metal salt (group) of a carboxyl group is directly bonded to the main chain of the copolymer [that is, a unit represented by the formula (2)]. Therefore, examples of M in the formula (2) include sodium, potassium, and lithium.

ケン化に使用する水性有機溶媒としては、低級アルコール(メタノール、エタノールなど)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などが挙げられる。水性有機溶媒と水との使用比率は、質量比で、3/7〜8/2であることが好ましい。   Examples of the aqueous organic solvent used for saponification include lower alcohols (such as methanol and ethanol) and ketones (such as acetone and methyl ethyl ketone). The use ratio of the aqueous organic solvent and water is preferably 3/7 to 8/2 in terms of mass ratio.

ケン化の際の温度は20〜60℃とすればよく、その際の時間は数時間程度とすればよい。   The temperature at the time of saponification should just be 20-60 degreeC, and the time in that case should just be about several hours.

ケン化後の共重合体は、反応液から取り出し、洗浄した後に乾燥すればよい。   The saponified copolymer may be taken out from the reaction solution, washed, and then dried.

前記のケン化を経て得られる共重合体(A)の有する前記式(1)で表されるユニットは、ビニルアルコールの不飽和結合が開いて重合したような構造を有しており、また、前記(2)で表されるユニットは、アクリル酸塩やメタクリル酸塩〔以下、両者を纏めて「(メタ)アクリル酸塩」といい、アクリル酸とメタアクリル酸とを纏めて「(メタ)アクリル酸」という〕の不飽和結合が開いて重合したような構造を有している。よって、共重合体(A)は、ビニルアルコールや(メタ)アクリル酸塩をモノマーに使用し、これらを共重合することで得られたものではなくても、便宜上、「ビニルアルコールと(メタ)アクリル酸塩〔(メタ)アクリル酸のアルカリ金属中和物〕との共重合体」と称される場合もある。   The unit represented by the formula (1) of the copolymer (A) obtained through the saponification has a structure in which an unsaturated bond of vinyl alcohol is opened and polymerized, The unit represented by (2) is an acrylate or methacrylate (hereinafter referred to as “(meth) acrylate” collectively, and acrylic acid and methacrylic acid are collectively referred to as “(meth) A structure in which an unsaturated bond of “acrylic acid” is polymerized by opening. Therefore, the copolymer (A) uses vinyl alcohol or (meth) acrylate as a monomer and is not obtained by copolymerizing these, but for convenience, “vinyl alcohol and (meth) It may also be referred to as an acrylate salt [a copolymer of (meth) acrylic acid alkali metal neutralized product].

共重合体(A)において、前記式(1)で表わされるユニットと前記式(2)で表わされるユニットとの組成比は、これらのユニットの合計を100mol%としたとき、前記式(1)で表わされるユニットの割合が、5mol%以上であることが好ましく、50mol%以上であることがより好ましく、60mol%以上であることが更に好ましく、また、95mol%以下であることが好ましく、90mol%以下であることがより好ましい。すなわち、前記式(1)で表わされるユニットと前記式(2)で表わされるユニットとの合計を100mol%としたとき、前記式(2)で表わされるユニットの割合が、5mol%以上であることが好ましく、10mol%以上であることがより好ましく、また、95mol%以下であることが好ましく、50mol%以下であることがより好ましく、40mol%以下であることが更に好ましい。   In the copolymer (A), the composition ratio of the unit represented by the formula (1) and the unit represented by the formula (2) is the formula (1) when the total of these units is 100 mol%. Is preferably 5 mol% or more, more preferably 50 mol% or more, still more preferably 60 mol% or more, and preferably 95 mol% or less, and 90 mol%. The following is more preferable. That is, when the total of the unit represented by the formula (1) and the unit represented by the formula (2) is 100 mol%, the ratio of the unit represented by the formula (2) is 5 mol% or more. Is preferably 10 mol% or more, more preferably 95 mol% or less, more preferably 50 mol% or less, and still more preferably 40 mol% or less.

負極合剤層における共重合体(A)の含有量は、その使用による効果(電池の負荷特性を高める効果、および負極活物質の脱落や負極合剤層と集電体との剥離を抑制する効果)を良好に確保する観点から、2質量%以上であり、5質量%以上であることが好ましい。ただし、負極合剤層中の共重合体(A)の量が多すぎると、負極合剤層の密度を後述する値に調整することが困難となり、また、電池の容量や負荷特性が低下する虞がある。よって、負極合剤層における共重合体(A)の含有量は、15質量%以下であり、10質量%以下であることが好ましい。   The content of the copolymer (A) in the negative electrode mixture layer suppresses the effects of its use (the effect of enhancing the load characteristics of the battery, the falling off of the negative electrode active material, and the peeling between the negative electrode mixture layer and the current collector). From the viewpoint of ensuring a good effect), it is 2% by mass or more, and preferably 5% by mass or more. However, if the amount of the copolymer (A) in the negative electrode mixture layer is too large, it becomes difficult to adjust the density of the negative electrode mixture layer to a value described later, and the capacity and load characteristics of the battery are reduced. There is a fear. Therefore, content of the copolymer (A) in a negative mix layer is 15 mass% or less, and it is preferable that it is 10 mass% or less.

負極合剤層における共重合体(A)の含有量は、その使用による効果(電池の負荷特性を高める効果、および負極活物質の脱落や負極合剤層と集電体との剥離を抑制する効果)を良好に確保する観点から、2質量%以上であり、5質量%以上であることが好ましい。ただし、負極合剤層中の共重合体(A)の量が多すぎると、負極合剤層の密度を後述する値に調整することが困難となり、また、電池の容量や負荷特性が低下する虞がある。よって、負極合剤層における共重合体(A)の含有量は、15質量%以下であり、10質量%以下であることが好ましい。   The content of the copolymer (A) in the negative electrode mixture layer suppresses the effects of its use (the effect of enhancing the load characteristics of the battery, the falling off of the negative electrode active material, and the peeling between the negative electrode mixture layer and the current collector). From the viewpoint of ensuring a good effect), it is 2% by mass or more, and preferably 5% by mass or more. However, if the amount of the copolymer (A) in the negative electrode mixture layer is too large, it becomes difficult to adjust the density of the negative electrode mixture layer to a value described later, and the capacity and load characteristics of the battery are reduced. There is a fear. Therefore, content of the copolymer (A) in a negative mix layer is 15 mass% or less, and it is preferable that it is 10 mass% or less.

負極合剤層には、共重合体(A)と共に、従来のリチウムイオン二次電池の負極に係る負極合剤層で使用されているバインダ、例えば、スチレンブタジエンゴム(SBR)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)なども使用することができる。ただし、負極合剤層が含有するバインダ全量中の、共重合体(A)以外のバインダの含有量は、50質量%以下とすることが好ましい。   In the negative electrode mixture layer, together with the copolymer (A), a binder used in the negative electrode mixture layer of the negative electrode of the conventional lithium ion secondary battery, for example, styrene butadiene rubber (SBR), carboxymethyl cellulose (CMC) ), Polyvinylidene fluoride (PVDF), and the like can also be used. However, the content of the binder other than the copolymer (A) in the total amount of binder contained in the negative electrode mixture layer is preferably 50% by mass or less.

上記負極合剤層には、更に導電助剤として導電性材料を添加してもよい。このような導電性材料としては、電池内において化学変化を起こさないものであれば特に限定されず、例えば、カーボンブラック(サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等)、炭素繊維、金属粉(銅、ニッケル、アルミニウム、銀等の粉末)、金属繊維、ポリフェニレン誘導体(特開昭59−20971号公報に記載のもの)等の材料を、1種又は2種以上用いることができる。これらの中でも、カーボンブラックを用いることが好ましく、ケッチェンブラックやアセチレンブラックがより好ましい。   A conductive material may be further added to the negative electrode mixture layer as a conductive aid. Such a conductive material is not particularly limited as long as it does not cause a chemical change in the battery. For example, carbon black (thermal black, furnace black, channel black, ketjen black, acetylene black, etc.), carbon It is possible to use one or more materials such as fiber, metal powder (powder of copper, nickel, aluminum, silver, etc.), metal fiber, polyphenylene derivative (described in JP-A-59-20971). it can. Among these, carbon black is preferably used, and ketjen black and acetylene black are more preferable.

負極は、例えば、負極活物質およびバインダ、更には必要に応じて導電助剤を、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)や水などの溶剤に分散させた負極合剤含有組成物を調製し(ただし、バインダは溶剤に溶解していてもよい)、これを集電体の片面または両面に塗布し、乾燥した後に、必要に応じてカレンダ処理を施す工程を経て製造される。ただし、負極の製造方法は、前記の方法に制限される訳ではなく、他の製造方法で製造してもよい。   The negative electrode is prepared, for example, by preparing a negative electrode mixture-containing composition in which a negative electrode active material and a binder and, if necessary, a conductive additive are dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) or water. (However, the binder may be dissolved in a solvent), which is applied to one or both sides of the current collector, dried, and then subjected to a calendering process as necessary. However, the manufacturing method of the negative electrode is not limited to the above method, and may be manufactured by other manufacturing methods.

負極合剤層の厚みは、集電体の片面あたり10〜100μmであることが好ましく、負極合剤層の密度(集電体に積層した単位面積あたりの負極合剤層の質量と、厚みから算出される)は、電池の高容量化を図る意味で1.0g/cm以上とすることが望ましく、さらに好ましくは1.2g/cm以上である。また、負極合剤層の密度が高すぎると非水電解液の浸透性が低下するなどの悪影響が生じるので、1.6g/cm以下とすることが望ましい。また、負極合剤層の組成としては、例えば、負極活物質の量が80〜99質量%であることが好ましく、バインダの量が0.5〜10質量%であることが好ましく、導電助剤を使用する場合には、その量が1〜10質量%であることが好ましい。 The thickness of the negative electrode mixture layer is preferably 10 to 100 μm per side of the current collector, and the density of the negative electrode mixture layer (from the mass and thickness of the negative electrode mixture layer per unit area laminated on the current collector) (Calculated) is preferably 1.0 g / cm 3 or more, more preferably 1.2 g / cm 3 or more in order to increase the capacity of the battery. In addition, if the density of the negative electrode mixture layer is too high, adverse effects such as a decrease in the permeability of the non-aqueous electrolyte solution occur, so 1.6 g / cm 3 or less is desirable. Moreover, as a composition of a negative mix layer, it is preferable that the quantity of a negative electrode active material is 80-99 mass%, for example, it is preferable that the quantity of a binder is 0.5-10 mass%, and a conductive support agent. When using, it is preferable that the quantity is 1-10 mass%.

負極の集電と負極合剤層を支持するための支持体(負極集電体)としては、例えば銅製やニッケル製の箔などを用い得る。また、負極集電体の一方の面から他方の面へ貫通する貫通孔を有した銅製やニッケル製の箔や、パンチングメタル、網、エキスパンドメタルを用いても良い。負極集電体の厚みの上限は30μmであることが好ましく、機械的強度を確保するために下限は4μmであることが望ましい。集電体が貫通孔のない箔を用いると、負極合剤層と負極集電体の接触面積が確保できるため、負極合剤層が膨張収縮してもより脱落を防ぐことが出来る上、機械的強度を確保することが出来るため、好ましい。   As a support (negative electrode current collector) for supporting the current collector of the negative electrode and the negative electrode mixture layer, for example, a foil made of copper or nickel can be used. Alternatively, a copper or nickel foil having a through hole penetrating from one surface of the negative electrode current collector to the other surface, a punching metal, a net, or an expanded metal may be used. The upper limit of the thickness of the negative electrode current collector is preferably 30 μm, and the lower limit is preferably 4 μm in order to ensure mechanical strength. If the current collector uses a foil having no through-holes, the contact area between the negative electrode mixture layer and the negative electrode current collector can be ensured. This is preferable because it can ensure sufficient strength.

本発明のリチウムイオン二次電池においては、サイクル寿命を長くしたり、負極合剤層表面にLiが析出しないようにするなどの目的で、前記負極合剤層の表面に、Liと反応しない絶縁性材料を含有する多孔質層を形成してもよい。   In the lithium ion secondary battery of the present invention, the surface of the negative electrode mixture layer is insulated without reacting with Li for the purpose of extending the cycle life or preventing Li from being deposited on the surface of the negative electrode mixture layer. A porous layer containing a functional material may be formed.

Liと反応しない絶縁性材料としては、無機材料、有機材料とも特に制限はなく、例えばアルミナ、シリカ、ベーマイト、チタニアなどの無機材料が好適にあげられる。なかでもアスペクト比が5以上の板状の材料であれば、絶縁性材料が負極合剤層表面に好適に配向し、多孔質層に適度な曲路を設けることができ、正負極間の微短絡現象を好適に防止することができるので望ましい。   As the insulating material that does not react with Li, there are no particular limitations on inorganic materials and organic materials, and inorganic materials such as alumina, silica, boehmite, titania and the like are preferable. In particular, if the plate-like material has an aspect ratio of 5 or more, the insulating material can be suitably oriented on the surface of the negative electrode mixture layer, and an appropriate curved path can be provided in the porous layer. A short circuit phenomenon can be suitably prevented, which is desirable.

前記多孔質層は、前述したLiと反応しない絶縁性材料を含有していればよく、例えば、前記絶縁性材料とバインダ(例えば、前述した負極用バインダなど)と、必要に応じて分散剤や増粘剤を溶媒に分散させたものを負極合剤層に塗布および乾燥させることで形成することができる。なお、前記多孔質層の厚みは2〜10μmが好ましい。   The porous layer only needs to contain an insulating material that does not react with the above-described Li. For example, the insulating material, a binder (for example, the above-described negative electrode binder), a dispersant, A thickener dispersed in a solvent can be applied to the negative electrode mixture layer and dried. The thickness of the porous layer is preferably 2 to 10 μm.

本発明のリチウムイオン二次電池に係る正極には、例えば、正極活物質、導電助剤およびバインダを含有する正極合剤層を、正極集電体の片面または両面に有する構造のものを使用することができる。   For the positive electrode according to the lithium ion secondary battery of the present invention, for example, a positive electrode mixture layer containing a positive electrode active material, a conductive additive and a binder is used on one or both sides of the positive electrode current collector. be able to.

上記正極に用いる正極活物質は、特に限定されず、リチウム含有遷移金属酸化物等の一般に用いることのできる活物質を使用すればよい。リチウム含有遷移金属酸化物の具体例としては、例えば、LiCoO、LiNiO、LiMnO、LiCoNi1−y、LiCo1−y、LiNi1−y、LiMnNiCo1−y−z、LiMn、LiMn2−y等が例示される。但し、上記の各構造式中において、Mは、Mg、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Ti、Ge及びCrよりなる群から選ばれる少なくとも1種の金属元素であり、0≦x≦1.1、0<y<1.0、2.0<z<1.0である。 The positive electrode active material used for the positive electrode is not particularly limited, and a generally usable active material such as a lithium-containing transition metal oxide may be used. Specific examples of the lithium-containing transition metal oxide include, for example, Li x CoO 2 , Li x NiO 2 , Li x MnO 2 , Li x Co y Ni 1-y O 2 , and Li x Co y M 1-y O 2. , etc. Li x Ni 1-y M y O 2, Li x Mn y Ni z Co 1-y-z O 2, Li x Mn 2 O 4, Li x Mn 2-y M y O 4 are exemplified. However, in each structural formula above, M is at least one metal element selected from the group consisting of Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al, Ti, Ge, and Cr, and 0 ≦ x ≦ 1.1, 0 <y <1.0, 2.0 <z <1.0.

本発明で負極活物質として用いるSiを含む材料Sは、1000mAh/g以上の容量を示し、黒鉛の理論容量と言われる372mAh/gを大幅に上回ることが特徴である。また、一般的な黒鉛の充電時のLiの挿入電位と比較し、Siを含む材料Sは充電時のLiの挿入電位が低いことも知られている。   The material S containing Si used as the negative electrode active material in the present invention is characterized in that it has a capacity of 1000 mAh / g or more and greatly exceeds 372 mAh / g, which is called the theoretical capacity of graphite. In addition, it is also known that the material S containing Si has a lower Li insertion potential during charging than the Li insertion potential during general graphite charging.

一般にリチウムイオン二次電池においては定電流定電圧充電(CC−CV)方式で充電される場合がほとんどである。リチウムイオン二次電池の充電し始めでは定電流で充電(CC充電)を行い、電池が充電上限電圧に達すると一定の電圧を保つように充電(CV充電)を行う方式である。このCV充電ではCC充電時の電流値よりも非常に低い電流値で充電を行う。近年のリチウムイオン二次電池は、この充電上限電圧が4.2V〜4.7Vの間に設定されることが多い。   In general, most lithium ion secondary batteries are charged by a constant current constant voltage charging (CC-CV) method. At the beginning of charging of a lithium ion secondary battery, charging is performed at a constant current (CC charging), and when the battery reaches a charging upper limit voltage, charging is performed so as to maintain a constant voltage (CV charging). In this CV charging, charging is performed with a current value much lower than the current value during CC charging. In recent lithium-ion secondary batteries, the charging upper limit voltage is often set between 4.2V and 4.7V.

負極活物質中のSiを含む材料Sの比率を5質量%以上高くしたときに、充電時にLiの析出が起こり易くなるため、これが高温貯蔵時の電池膨れや容量劣化に起因してしまうことがあった。これは、以下のような理由であると推測する。リチウムイオン二次電池をCC−CV充電すると、CCモードでの充電のときに正極からLiイオンの脱離が進み電池電圧が上がっていき、充電初期段階においてはLiイオンは問題なく材料Sへ挿入されていく。そして、CCモードの充電が進み電池電圧が充電上限電圧(CCモード末期)に近づくと、負極の電位は0Vに近づき、Liイオンを受け入れると同時にLi析出も生じる。この析出したLiが電解液との反応活性面となり、特に高温で貯蔵をしたときに電解液が反応してガスを発生し、電池の膨れを引き起こすと考えられる。   When the ratio of the material S containing Si in the negative electrode active material is increased by 5% by mass or more, Li is liable to precipitate during charging, which may be caused by battery swelling or capacity deterioration during high-temperature storage. there were. This is presumed to be as follows. When a lithium-ion secondary battery is charged with CC-CV, the Li ion is desorbed from the positive electrode and the battery voltage rises when charging in the CC mode, and the Li ion is inserted into the material S without any problem at the initial stage of charging. It will be done. When the charging in the CC mode progresses and the battery voltage approaches the charging upper limit voltage (CC mode end stage), the potential of the negative electrode approaches 0 V, and Li ions are accepted at the same time as accepting Li ions. It is considered that this deposited Li becomes a reaction active surface with the electrolytic solution, and particularly when stored at a high temperature, the electrolytic solution reacts to generate gas and causes the battery to swell.

そこで、充電時に正極の抵抗を大きくすることが好ましいことを見出した。これにより、CCモードでの正極電位が高くなり、相対的に電池電圧を上げることができるため、負極でLiの析出が起こりやすいCCモード末期からCVモードに早く切り替え、充電電流を減衰させて分極を小さくし、負極でのLiの析出を起こりにくくできると考えられる。   Therefore, it has been found that it is preferable to increase the resistance of the positive electrode during charging. As a result, the positive electrode potential in the CC mode becomes high and the battery voltage can be raised relatively. Therefore, the CC mode is switched from the end of the CC mode where Li deposition easily occurs to the CV mode, and the charge current is attenuated for polarization. It is considered that Li can be made difficult to precipitate at the negative electrode.

中でも、コバルト酸リチウム(LiCoO)を正極活物質に使用してその表面をAl含有酸化物で形成し、充電時の正極での抵抗を大きくすることにより、負極でのLiの析出を起こりにくくし、SiOxを含む材料Sの比率を高くしても、高温貯蔵時の電池膨れや容量劣化を抑制できるリチウムイオン二次電池の提供が可能となるので好ましい。 In particular, lithium cobalt oxide (Li x CoO 2 ) is used as a positive electrode active material, and the surface thereof is formed of an Al-containing oxide, and by increasing the resistance at the positive electrode during charging, the deposition of Li at the negative electrode is reduced. Even if the ratio of the material S containing SiOx is increased, it is possible to provide a lithium ion secondary battery that can suppress battery swelling and capacity deterioration during high-temperature storage.

コバルト酸リチウムの表面を被覆するAl含有酸化物は、正極活物質でのリチウムイオンの出入りを阻害するため、例えば、電池の負荷特性を低下させる作用も有しているが、Al含有酸化物での平均被覆厚みを特定値とすることで、Al含有酸化物での被覆による電池の特性の低下抑制も可能としている。前記正極材料におけるコバルト酸リチウムは、本発明のリチウムイオン二次電池において、正極活物質として作用するものである。コバルト酸リチウムは、Coおよび含有してもよい他の元素を纏めて元素群Mとしたときに、組成式LiMで表されるものである。 The Al-containing oxide that coats the surface of lithium cobaltate inhibits the entry and exit of lithium ions in the positive electrode active material, and thus has, for example, an effect of reducing the load characteristics of the battery. By setting the average coating thickness of the battery to a specific value, it is possible to suppress the deterioration of the battery characteristics due to the coating with the Al-containing oxide. The lithium cobalt oxide in the positive electrode material acts as a positive electrode active material in the lithium ion secondary battery of the present invention. Lithium cobaltate is represented by the composition formula LiM 1 O 2 when Co and other elements that may be contained are grouped into an element group M 1 .

コバルト酸リチウムにおいて、元素Mは、コバルト酸リチウムの高電圧領域での安定性を高め、Coイオンの溶出を抑制する作用を有しており、また、コバルト酸リチウムの熱安定性を高める作用も有している。 In the lithium cobalt oxide, the element M 1 has an effect of increasing the stability of the lithium cobalt oxide in the high voltage region and suppressing the elution of Co ions, and an effect of increasing the thermal stability of the lithium cobalt oxide. Also have.

コバルト酸リチウムにおいて、元素Mの量は、前記の作用をより有効に発揮させる観点から、Coとの原子比M/Coが、0.003以上であることが好ましく、0.008以上であることがより好ましい。 In the lithium cobaltate, the amount of the element M 1 is preferably such that the atomic ratio M 1 / Co with Co is 0.003 or more from the viewpoint of more effectively exerting the above action, and is 0.008 or more. More preferably.

ただし、コバルト酸リチウム中の元素Mの量が多すぎると、Coの量が少なくなりすぎて、これらによる作用を十分に確保できない虞がある。よって、コバルト酸リチウムにおいて、元素Mの量は、Coとの原子比M/Coが、0.06以下であることが好ましく、0.03以下であることがより好ましい。 However, when the amount of the element M 1 in the lithium cobalt oxide is too large, too small amounts of Co, there is a possibility can not be sufficient action by these. Therefore, in the lithium cobalt oxide, the amount of the element M 1 is such that the atomic ratio M 1 / Co with Co is preferably 0.06 or less, and more preferably 0.03 or less.

コバルト酸リチウムにおいて、Zrは、非水電解液中に含まれるLiPFが原因となって発生し得るフッ化水素を吸着し、コバルト酸リチウムの劣化を抑制する作用を有している。 In lithium cobaltate, Zr has an action of adsorbing hydrogen fluoride that may be generated due to LiPF 6 contained in the non-aqueous electrolyte and suppressing deterioration of lithium cobaltate.

リチウムイオン二次電池に使用される非水電解液中に若干の水分が不可避的に混入していたり、他の電池材料に水分が吸着していたりすると、非水電解液が含有するLiPFと反応してフッ化水素が生成する。電池内でフッ化水素が生成すると、その作用で正極活物質の劣化を引き起こしてしまう。 If some moisture is inevitably mixed in the non-aqueous electrolyte used in the lithium ion secondary battery or if moisture is adsorbed to other battery materials, the LiPF 6 contained in the non-aqueous electrolyte and Reaction produces hydrogen fluoride. When hydrogen fluoride is generated in the battery, the action causes deterioration of the positive electrode active material.

ところが、Zrも含有するようにコバルト酸リチウムを合成すると、その粒子の表面にZr酸化物が析出し、このZr酸化物がフッ化水素を吸着する。そのため、フッ化水素によるコバルト酸リチウムの劣化を抑制することができる。   However, when lithium cobaltate is synthesized so as to also contain Zr, Zr oxide is deposited on the surface of the particles, and this Zr oxide adsorbs hydrogen fluoride. Therefore, deterioration of lithium cobalt oxide due to hydrogen fluoride can be suppressed.

なお、正極活物質にZrを含有させると、電池の負荷特性が向上する。正極材料が含有するコバルト酸リチウムが、平均粒径の異なる2つの材料である場合、平均粒径が大きい方をコバルト酸リチウム(A)、平均粒径が小さい方をコバルト酸リチウム(B)とする。一般に、粒子径が大きい正極活物質を使用すると電池の負荷特性が低下する傾向にある。よって、本発明に係る正極材料を構成する正極活物質のうち、より平均粒子径が大きいコバルト酸リチウム(A)にはZrを含有させることが好ましい。他方、コバルト酸リチウム(B)は、Zrを含有していてもよく、含有していなくてもよい。   In addition, when Zr is included in the positive electrode active material, the load characteristics of the battery are improved. When the lithium cobalt oxide contained in the positive electrode material is two materials having different average particle diameters, the larger average particle diameter is lithium cobaltate (A), and the smaller average particle diameter is lithium cobalt oxide (B). To do. In general, when a positive electrode active material having a large particle size is used, the load characteristics of the battery tend to deteriorate. Therefore, among the positive electrode active materials constituting the positive electrode material according to the present invention, it is preferable that lithium cobaltate (A) having a larger average particle diameter contains Zr. On the other hand, lithium cobaltate (B) may contain Zr or may not contain it.

コバルト酸リチウムにおいて、Zrの量は、前記の作用をより良好に発揮させる観点から、Coとの原子比Zr/Coが、0.0002以上であることが好ましく、0.0003以上であることがより好ましい。ただし、コバルト酸リチウム中のZrの量が多すぎると、他の元素の量が少なくなって、これらによる作用を十分に確保できない虞がある。よって、コバルト酸リチウムにおけるZrの量は、Coとの原子比Zr/Coが、0.005以下であることが好ましく、0.001以下であることがより好ましい。   In the lithium cobaltate, the amount of Zr is preferably such that the atomic ratio Zr / Co with Co is 0.0002 or more and 0.0003 or more from the viewpoint of better exerting the above-described action. More preferred. However, if the amount of Zr in the lithium cobaltate is too large, the amount of other elements decreases, and there is a possibility that the effects of these elements cannot be ensured sufficiently. Therefore, the amount of Zr in the lithium cobaltate is preferably such that the atomic ratio Zr / Co with Co is 0.005 or less, and more preferably 0.001 or less.

コバルト酸リチウムは、Li含有化合物(水酸化リチウム、炭酸リチウムなど)、Co含有化合物(酸化コバルト、硫酸コバルトなど)、Mg含有化合物(硫酸マグネシウムなど)、Zr含有化合物(酸化ジルコニウムなど)および元素Mを含有する化合物(酸化物、水酸化物、硫酸塩など)を混合し、この原料混合物を焼成するなどして合成することができる。なお、より高い純度でコバルト酸リチウムを合成するには、Coおよび元素Mを含む複合化合物(水酸化物、酸化物など)とLi含有化合物などとを混合し、この原料混合物を焼成することが好ましい。 Lithium cobaltate includes Li-containing compounds (such as lithium hydroxide and lithium carbonate), Co-containing compounds (such as cobalt oxide and cobalt sulfate), Mg-containing compounds (such as magnesium sulfate), Zr-containing compounds (such as zirconium oxide), and element M It can be synthesized by mixing a compound containing 1 (oxide, hydroxide, sulfate, etc.) and firing this raw material mixture. Note that in order to synthesize lithium cobalt oxide at a higher purity, the composite compound containing Co and the element M 1 (hydroxides, oxides, etc.) were mixed with such a Li-containing compound, firing the raw material mixture Is preferred.

コバルト酸リチウムを合成するための原料混合物の焼成条件は、例えば、800〜1050℃で1〜24時間とすることができるが、一旦焼成温度よりも低い温度(例えば、250〜850℃)まで加熱し、その温度で保持することにより予備加熱を行い、その後に焼成温度まで昇温して反応を進行させることが好ましい。予備加熱の時間については特に制限はないが、通常、0.5〜30時間程度とすればよい。また、焼成時の雰囲気は、酸素を含む雰囲気(すなわち、大気中)、不活性ガス(アルゴン、ヘリウム、窒素など)と酸素ガスとの混合雰囲気、酸素ガス雰囲気などとすることができるが、その際の酸素濃度(体積基準)は、15%以上であることが好ましく、18%以上であることが好ましい。   The firing condition of the raw material mixture for synthesizing lithium cobaltate can be, for example, 800 to 1050 ° C. for 1 to 24 hours, but once heated to a temperature lower than the firing temperature (for example, 250 to 850 ° C.). Then, it is preferable to carry out preliminary heating by holding at that temperature, and then to raise the temperature to the firing temperature to advance the reaction. Although there is no restriction | limiting in particular about the time of preheating, Usually, what is necessary is just about 0.5 to 30 hours. The atmosphere during firing can be an atmosphere containing oxygen (that is, in the air), a mixed atmosphere of an inert gas (such as argon, helium, or nitrogen) and oxygen gas, or an oxygen gas atmosphere. The oxygen concentration (volume basis) is preferably 15% or more, and more preferably 18% or more.

コバルト酸リチウムの粒子の表面を被覆するAl含有酸化物としては、Al、AlOOH、LiAlO、LiCo1−wAl(ただし、0.5<w<1)などが挙げられ、これらのうちの1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なお、例えば後述する方法でコバルト酸リチウムの表面をAlで被覆した場合、Al中に、コバルト酸リチウムから移行するCoやLi、Alなどの元素を含むAl含有酸化物が一部混在する被膜が形成されるが、本発明に係る正極材料を構成する正極材料に係るコバルト酸リチウムの表面を覆うAl含有酸化物で形成された被膜は、このような成分を含む被膜であってもよい。 Examples of the Al-containing oxide that covers the surface of the lithium cobalt oxide particles include Al 2 O 3 , AlOOH, LiAlO 2 , and LiCo 1-w Al w O 2 (where 0.5 <w <1). Only 1 type may be used and 2 or more types may be used together. For example, when the surface of lithium cobalt oxide is coated with Al 2 O 3 by a method described later, an Al-containing oxide containing elements such as Co, Li, and Al that migrate from lithium cobalt oxide is contained in Al 2 O 3. Although a partially mixed film is formed, the film formed of an Al-containing oxide covering the surface of lithium cobaltate relating to the positive electrode material constituting the positive electrode material according to the present invention is a film containing such a component. There may be.

前記正極材料を構成する粒子におけるAl含有酸化物の平均被覆厚みは、正極材料に係る電池の充放電時における正極活物質でのリチウムイオンの出入りをAl含有酸化物が阻害することによる抵抗を増加させ、負極でのLi析出を抑制することによる電池の充放電サイクル特性を向上させる観点と、正極材料に係る正極活物質と非水電解液との反応を良好に抑制する観点から、5nm以上であり、15nm以上であることが好ましい。また、電池の充放電時における正極活物質でのリチウムイオンの出入りをAl含有酸化物が阻害することによる電池の負荷特性低下を抑制する観点から、本発明に係る正極材料を構成する粒子におけるAl含有酸化物の平均被覆厚みは、50nm以下であり、35nm以下であることがより好ましい。   The average coating thickness of the Al-containing oxide in the particles constituting the positive electrode material increases the resistance due to the inhibition of the lithium ion in and out of the positive electrode active material during charging and discharging of the battery related to the positive electrode material. From the viewpoint of improving the charge / discharge cycle characteristics of the battery by suppressing Li deposition on the negative electrode, and from the viewpoint of satisfactorily suppressing the reaction between the positive electrode active material and the nonaqueous electrolytic solution relating to the positive electrode material, the thickness is 5 nm or more. Yes, it is preferably 15 nm or more. In addition, from the viewpoint of suppressing deterioration in load characteristics of the battery due to the Al-containing oxide inhibiting lithium ions from entering and exiting the positive electrode active material during charge and discharge of the battery, Al in the particles constituting the positive electrode material according to the present invention The average coating thickness of the contained oxide is 50 nm or less, and more preferably 35 nm or less.

本明細書でいう「本発明に係る正極材料を構成する粒子におけるAl含有酸化物の平均被覆厚み」は、集束イオンビーム法により加工して得られた正極材料の断面を、透過型電子顕微鏡を用いて40万倍の倍率で観察し、500×500nmの視野に存在する正極材料粒子のうち、断面の大きさが正極材料の平均粒子径(d50)±5μm以内の粒子を10視野分だけ任意に選択し、視野ごとに、Al含有酸化物の被膜の厚みを任意の10か所で測定し、全視野で得られた全ての厚み(100箇所の厚み)について算出した平均値(数平均値)を意味している。 The “average coating thickness of the Al-containing oxide in the particles constituting the positive electrode material according to the present invention” as used herein refers to the cross section of the positive electrode material obtained by processing by the focused ion beam method using a transmission electron microscope. Using the positive electrode material particles observed at a magnification of 400,000 times and having a field of view of 500 × 500 nm, particles having a cross-sectional size within the average particle diameter (d 50 ) ± 5 μm of the positive electrode material are equivalent to 10 fields of view. Arbitrarily selected, for each field of view, the thickness of the Al-containing oxide film was measured at any 10 locations, and the average value (number average) calculated for all thicknesses obtained at all fields (100 locations) Value).

前記正極材料は、比表面積(正極材料全体の比表面積)が、好ましくは0.1m/g以上、更に好ましくは0.2m/g以上であって、好ましくは0.4m/g以下、更に好ましくは0.3m/g以下である。本発明に係る正極材料は比表面積を上記の範囲をとることによって、正極材料に係る電池の充放電時における抵抗を増加させることが出来、更にLi析出の発生を抑制する。これによっても、高温貯蔵時の電池膨れや容量劣化を抑制することができる。 The positive electrode material has a specific surface area (specific surface area of the whole positive electrode material) of preferably 0.1 m 2 / g or more, more preferably 0.2 m 2 / g or more, and preferably 0.4 m 2 / g or less. More preferably, it is 0.3 m 2 / g or less. The positive electrode material according to the present invention can increase the resistance during charging / discharging of the battery according to the positive electrode material by taking the specific surface area within the above range, and further suppress the occurrence of Li precipitation. This also can suppress battery swelling and capacity deterioration during high-temperature storage.

なお、正極材料を構成する正極活物質粒子の表面をAl含有酸化物で被覆したり、正極活物質粒子の表面にZr酸化物が析出するようにしたりした場合には、通常、正極材料の表面が粗くなって比表面積が増大する。そのため正極材料は、比較的大きな粒径とすることに加えて、正極活物質粒子の表面を被覆するAl含有酸化物の被膜の性状が良好であると、前記のような小さな比表面積となりやすいため、好ましい。   When the surface of the positive electrode active material particles constituting the positive electrode material is coated with an Al-containing oxide or the Zr oxide is deposited on the surface of the positive electrode active material particles, the surface of the positive electrode material is usually used. Becomes rough and the specific surface area increases. Therefore, the positive electrode material is likely to have a small specific surface area as described above if the properties of the Al-containing oxide film covering the surface of the positive electrode active material particles are good in addition to a relatively large particle size. ,preferable.

正極材料が含有するコバルト酸リチウムについては、1種類であってもよいし、上述したように平均粒子径が異なる2つ材料であってもよいし、平均粒子径が異なる3つ以上の材料であってもよい。
上述のような比表面積(正極材料全体の比表面積)に調整するためには、1種類のコバルト酸リチウムを使用する場合、正極材料の平均粒子径を10〜35μmのものを使用することが好ましい。
The lithium cobalt oxide contained in the positive electrode material may be one type, two materials having different average particle diameters as described above, or three or more materials having different average particle diameters. There may be.
In order to adjust to the above specific surface area (specific surface area of the whole positive electrode material), when one kind of lithium cobaltate is used, it is preferable to use a positive electrode material having an average particle diameter of 10 to 35 μm. .

正極材料が含有するコバルト酸リチウムに平均粒子径が異なる2つの材料を使用する場合、コバルト酸リチウム(A)の粒子の表面がAl含有酸化物で被覆されてなり、平均粒子径が1〜40μmである正極材料(a)と、コバルト酸リチウム(B)の粒子の表面がAl含有酸化物で被覆されてなり、平均粒子径が1〜40μmであり、かつ前記正極材料(a)よりも平均粒子径が小さい正極材料(b)とを少なくとも含んでいると好ましい。さらに好ましくは、平均粒子径が24〜30μmの大粒子〔正極材料(a)〕と、平均粒子径が4〜8μmの小粒子〔正極材料(b)〕とで構成されていると好ましい。正極材料全量中での前記大粒子の割合が、75〜90質量%であることが好ましい。   When two materials having different average particle diameters are used for the lithium cobalt oxide contained in the positive electrode material, the surface of the lithium cobalt oxide (A) particles is coated with an Al-containing oxide, and the average particle diameter is 1 to 40 μm. The surface of the positive electrode material (a) and the lithium cobalt oxide (B) particles are coated with an Al-containing oxide, the average particle diameter is 1 to 40 μm, and the average is larger than the positive electrode material (a). It is preferable that at least the positive electrode material (b) having a small particle size is included. More preferably, it is composed of large particles [positive electrode material (a)] having an average particle diameter of 24 to 30 μm and small particles [positive electrode material (b)] having an average particle diameter of 4 to 8 μm. The ratio of the large particles in the total amount of the positive electrode material is preferably 75 to 90% by mass.

これによって比表面積の調整ができるだけではなく、正極合剤層のプレス処理において、大粒径の正極材料の隙間に小粒径の正極材料が入り込むことで、正極合剤層にかかる応力が全体に分散し、正極材料粒子の割れが良好に抑制されてAl含有酸化物での被覆による作用をより良好に発揮することができる。   As a result, not only can the specific surface area be adjusted, but also when the positive electrode mixture layer is pressed, the positive electrode material having a small particle size enters the gap between the positive electrode materials having a large particle size, so that the stress applied to the positive electrode mixture layer is entirely reduced. It is possible to disperse and to suppress the cracking of the positive electrode material particles satisfactorily, so that the action by the coating with the Al-containing oxide can be exhibited better.

前述したとおり、本発明において正極に用いる正極活物質は、特に限定されず、リチウム含有遷移金属酸化物等の一般に用いることのできる活物質を使用すればよく、前述したコバルト酸リチウムの表面をAl含有酸化物で形成したもの以外のコバルト酸リチウムを用いてもよい。ただし、充電時の正極での抵抗を大きくするなどの目的で、コバルト酸リチウムの表面をAl含有酸化物で形成したもの以外のコバルト酸リチウムを用いる場合は、例えばアルミナ、ベーマイトなどのAl含有酸化物を正極合剤層中に含有させると好ましい。   As described above, the positive electrode active material used for the positive electrode in the present invention is not particularly limited, and an active material that can be generally used, such as a lithium-containing transition metal oxide, may be used. You may use lithium cobaltate other than what was formed with the containing oxide. However, when using lithium cobalt oxide other than the one in which the surface of lithium cobalt oxide is formed of an Al-containing oxide for the purpose of increasing the resistance at the positive electrode during charging, for example, Al-containing oxidation such as alumina, boehmite, etc. Preferably, the product is contained in the positive electrode mixture layer.

上記正極に用いる導電助剤としては、電池内で化学的に安定なものであればよい。例えば、天然黒鉛、人造黒鉛等のグラファイト;アセチレンブラック、ケッチェンブラック(商品名)、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック;炭素繊維、金属繊維等の導電性繊維;アルミニウム粉等の金属粉末;フッ化炭素;酸化亜鉛;チタン酸カリウム等からなる導電性ウィスカー;酸化チタン等の導電性金属酸化物;ポリフェニレン誘導体等の有機導電性材料等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、導電性の高いグラファイトと、吸液性に優れたカーボンブラックが好ましい。また、導電助剤の形態としては、一次粒子に限定されず、二次凝集体や、チェーンストラクチャー等の集合体の形態のものも用いることができる。このような集合体の方が、取り扱いが容易であり、生産性が良好となる。   As a conductive support agent used for the said positive electrode, what is chemically stable should just be in a battery. For example, graphite such as natural graphite and artificial graphite; carbon black such as acetylene black, ketjen black (trade name), channel black, furnace black, lamp black and thermal black; conductive fiber such as carbon fiber and metal fiber; aluminum Metal powders such as powders; Fluorinated carbon; Zinc oxide; Conductive whiskers made of potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Organic conductive materials such as polyphenylene derivatives, etc. You may use independently and may use 2 or more types together. Among these, highly conductive graphite and carbon black excellent in liquid absorption are preferable. Further, the form of the conductive auxiliary agent is not limited to primary particles, and secondary aggregates and aggregated forms such as chain structures can also be used. Such an assembly is easier to handle and has better productivity.

また、正極合剤層に係るバインダには、PVdF、P(VDF−CTFE)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、SBRなどを用いることができる。   Moreover, PVdF, P (VDF-CTFE), polytetrafluoroethylene (PTFE), SBR, etc. can be used for the binder which concerns on a positive mix layer.

上記正極は、例えば、前述した正極活物質、導電助剤及びバインダを、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)等の溶剤に分散させたペースト状やスラリー状の正極合剤含有組成物を調製し(但し、バインダは溶剤に溶解していてもよい。)、これを集電体の片面又は両面に塗布し、乾燥した後に、必要に応じてカレンダ処理を施す工程を経て製造することができる。正極の製造方法は、上記の方法に制限されるわけではなく、他の製造方法で製造することもできる。 The positive electrode is prepared, for example, as a paste-like or slurry-like positive electrode mixture-containing composition in which the above-described positive electrode active material, conductive additive and binder are dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). (However, the binder may be dissolved in a solvent.) After applying this to one or both sides of the current collector and drying, it can be produced through a process of calendering if necessary. . The manufacturing method of a positive electrode is not necessarily restricted to said method, It can also manufacture with another manufacturing method.

正極合剤層の厚みは、例えば、集電体の片面あたり10〜100μmであることが好ましい。また、正極合剤層の組成としては、例えば、正極活物質の量が65〜95質量%であることが好ましく、バインダの量が1〜15質量%であることが好ましく、導電助剤の量が3〜20質量%であることが好ましい。また、負極の場合と同様に、サイクルなどの電池性能を改善する目的で、正極合剤層の表面にLiと反応しない絶縁性材料を含有する多孔質層を形成してもよい。   The thickness of the positive electrode mixture layer is preferably, for example, 10 to 100 μm per one side of the current collector. Moreover, as a composition of a positive mix layer, it is preferable that the quantity of a positive electrode active material is 65-95 mass%, for example, it is preferable that the quantity of a binder is 1-15 mass%, and the quantity of a conductive support agent. Is preferably 3 to 20% by mass. Moreover, you may form the porous layer containing the insulating material which does not react with Li on the surface of a positive mix layer for the purpose of improving battery performance, such as a cycle, similarly to the case of a negative electrode.

正極集電体は、例えばアルミニウム製の箔などがあげられる。また、正極集電体の一方の面から他方の面へ貫通する貫通孔を有したアルミニウム製の箔や、パンチングメタル、網、エキスパンドメタルを用いても良い。正極集電体の厚みの上限は30μmであることが好ましく、機械的強度を確保するために下限は4μmであることが望ましい。   Examples of the positive electrode current collector include an aluminum foil. Alternatively, an aluminum foil having a through hole penetrating from one surface of the positive electrode current collector to the other surface, a punching metal, a net, or an expanded metal may be used. The upper limit of the thickness of the positive electrode current collector is preferably 30 μm, and the lower limit is preferably 4 μm in order to ensure mechanical strength.

また、正極には、必要に応じて、リチウムイオン二次電池内の他の部材と電気的に接続するためのリード体を、常法に従って形成してもよい。   Moreover, you may form the lead body for electrically connecting with the other member in a lithium ion secondary battery according to a conventional method to a positive electrode as needed.

セパレータは、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体などのポリオレフィン;ポリエチレンテレフタレートや共重合ポリエステルなどのポリエステル;などで構成された多孔質膜であることが好ましい。なお、セパレータは、100〜140℃において、その孔が閉塞する性質(すなわちシャットダウン機能)を有していることが好ましい。そのため、セパレータは、融点、すなわち、JIS K 7121の規定に準じて、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定される融解温度が、100〜140℃の熱可塑性樹脂を成分とするものがより好ましく、ポリエチレンを主成分とする単層の多孔質膜であるか、ポリエチレンとポリプロピレンとを2〜5層積層した積層多孔質膜などの多孔質膜を構成要素とする積層多孔質膜であることが好ましい。ポリエチレンとポリプロピレンなどのポリエチレンより融点の高い樹脂を混合または積層して用いる場合には、多孔質膜を構成する樹脂としてポリエチレンが30質量%以上であることが望ましく、50質量%以上であることがより望ましい。   The separator is preferably a porous film composed of polyolefin such as polyethylene, polypropylene, and ethylene-propylene copolymer; polyester such as polyethylene terephthalate and copolymer polyester; In addition, it is preferable that a separator has the property (namely, shutdown function) which the hole obstruct | occludes in 100-140 degreeC. Therefore, the separator has a melting point, that is, a thermoplastic resin having a melting temperature measured using a differential scanning calorimeter (DSC) of 100 to 140 ° C. in accordance with JIS K 7121 as a component. Preferably, it is a single layer porous film mainly composed of polyethylene or a laminated porous film comprising a porous film such as a laminated porous film in which 2 to 5 layers of polyethylene and polypropylene are laminated. Is preferred. When a resin having a melting point higher than that of polyethylene such as polyethylene and polypropylene is used by mixing or laminating, it is desirable that polyethylene is 30% by mass or more, and 50% by mass or more as a resin constituting the porous membrane. More desirable.

このような樹脂多孔質膜としては、例えば、従来から知られているリチウムイオン二次電池などで使用されている前記例示の熱可塑性樹脂で構成された多孔質膜、すなわち、溶剤抽出法、乾式または湿式延伸法などにより作製されたイオン透過性の多孔質膜を用いることができる。   As such a resin porous membrane, for example, a porous membrane composed of the above-mentioned exemplified thermoplastic resin used in a conventionally known lithium ion secondary battery or the like, that is, a solvent extraction method, a dry type Alternatively, an ion-permeable porous film manufactured by a wet stretching method or the like can be used.

セパレータの平均孔径は、好ましくは0.01μm以上、より好ましくは0.05μm以上であって、好ましくは1μm以下、より好ましくは0.5μm以下である。   The average pore size of the separator is preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.05 μm or more, preferably 1 μm or less, more preferably 0.5 μm or less.

また、セパレータの特性としては、JIS P 8117に準拠した方法で行われ、0.879g/mmの圧力下で100mlの空気が膜を透過する秒数で示されるガーレー値が、10〜500secであることが望ましい。透気度が大きすぎると、イオン透過性が小さくなり、他方、小さすぎると、セパレータの強度が小さくなることがある。更に、セパレータの強度としては、直径1mmのニードルを用いた突き刺し強度で50g以上であることが望ましい。かかる突き刺し強度が小さすぎると、リチウムのデンドライト結晶が発生した場合に、セパレータの突き破れによる短絡が発生する場合がある。 Moreover, as a characteristic of the separator, a Gurley value represented by the number of seconds in which 100 ml of air permeates the membrane under a pressure of 0.879 g / mm 2 is 10 to 500 sec. It is desirable to be. If the air permeability is too high, the ion permeability is reduced, whereas if it is too low, the strength of the separator may be reduced. Further, the strength of the separator is desirably 50 g or more in terms of piercing strength using a needle having a diameter of 1 mm. If the piercing strength is too small, a short circuit may occur due to the piercing of the separator when lithium dendrite crystals are generated.

前記セパレータとして、熱可塑性樹脂を主体とする多孔質層(I)と、耐熱温度が150℃以上のフィラーを主体として含む多孔質層(II)とを有する積層型のセパレータを使用してもよい。前記セパレータは、シャットダウン特性と耐熱性(耐熱収縮性)および高い機械的強度とを兼ね備えている。このセパレータの示す高い機械的強度が充放電サイクルに伴う負極の膨張・収縮に対し高い耐性を示し、セパレータのよれを抑制して負極とセパレータと正極間の密着性を保持することが期待される。   As the separator, a laminated separator having a porous layer (I) mainly composed of a thermoplastic resin and a porous layer (II) mainly composed of a filler having a heat resistant temperature of 150 ° C. or higher may be used. . The separator has both shutdown characteristics, heat resistance (heat shrinkage resistance), and high mechanical strength. It is expected that the high mechanical strength of this separator shows high resistance to expansion and contraction of the negative electrode accompanying the charge / discharge cycle, and the adhesion between the negative electrode, the separator and the positive electrode is maintained by suppressing the kinking of the separator. .

本明細書において、「耐熱温度が150℃以上」とは、少なくとも150℃において軟化などの変形が見られないことを意味している。   In this specification, “heat-resistant temperature is 150 ° C. or higher” means that deformation such as softening is not observed at least at 150 ° C.

セパレータに係る多孔質層(I)は、主にシャットダウン機能を確保するためのものであり、電池が多孔質層(I)の主体となる成分である熱可塑性樹脂の融点以上に達したときには、多孔質層(I)に係る熱可塑性樹脂が溶融してセパレータの空孔を塞ぎ、電気化学反応の進行を抑制するシャットダウンを生じる。   The porous layer (I) according to the separator is mainly for ensuring a shutdown function, and when the battery has reached the melting point of the thermoplastic resin that is the main component of the porous layer (I), The thermoplastic resin related to the porous layer (I) melts and closes the pores of the separator, thereby causing a shutdown that suppresses the progress of the electrochemical reaction.

多孔質層(I)の主体となる熱可塑性樹脂としては、融点、すなわち、JIS K 7121の規定に準じて、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定される融解温度が140℃以下の樹脂が好ましく、具体的には、例えばポリエチレンが挙げられる。また、多孔質層(I)の形態としては、電池用のセパレータとして通常用いられている微多孔膜や、不織布などの基材にポリエチレンの粒子を含む分散液を塗布し、乾燥するなどして得られるものなどのシート状物が挙げられる。ここで、多孔質層(I)の構成成分の全体積中〔空孔部分を除く全体積。セパレータに係る多孔質層(I)および多孔質層(II)の構成成分の体積含有率に関して、以下同じ。〕において、主体となる熱可塑性樹脂の体積含有率は、50体積%以上であり、70体積%以上であることがより好ましい。なお、例えば多孔質層(I)を前記ポリエチレンの微多孔膜で形成する場合は、熱可塑性樹脂の体積含有率が100体積%となる。   The thermoplastic resin that is the main component of the porous layer (I) is a resin having a melting point, that is, a melting temperature of 140 ° C. or less measured using a differential scanning calorimeter (DSC) in accordance with JIS K 7121. Specific examples include polyethylene. As the form of the porous layer (I), a microporous membrane usually used as a battery separator or a dispersion containing polyethylene particles is applied to a base material such as a nonwoven fabric and dried. Examples thereof include sheet-like materials such as those obtained. Here, in the total volume of the constituent components of the porous layer (I) [total volume excluding pores. The same applies to the volume content of the constituent components of the porous layer (I) and the porous layer (II) relating to the separator. ], The volume content of the thermoplastic resin as a main component is 50% by volume or more, and more preferably 70% by volume or more. For example, when the porous layer (I) is formed of the polyethylene microporous film, the volume content of the thermoplastic resin is 100% by volume.

セパレータに係る多孔質層(II)は、電池の内部温度が上昇した際にも正極と負極との直接の接触による短絡を防止する機能を備えたものであり、耐熱温度が150℃以上のフィラーによって、その機能を確保している。すなわち、電池が高温となった場合には、たとえ多孔質層(I)が収縮しても、収縮し難い多孔質層(II)によって、セパレータが熱収縮した場合に発生し得る正負極の直接の接触による短絡を防止することがでる。また、この耐熱性の多孔質層(II)がセパレータの骨格として作用するため、多孔質層(I)の熱収縮、すなわちセパレータ全体の熱収縮自体も抑制できる。   The porous layer (II) according to the separator has a function of preventing a short circuit due to direct contact between the positive electrode and the negative electrode even when the internal temperature of the battery rises, and has a heat resistance temperature of 150 ° C. or higher. The function is secured by. That is, when the battery becomes high temperature, even if the porous layer (I) contracts, the porous layer (II) which does not easily contract can directly generate positive and negative electrodes that can be generated when the separator is thermally contracted. It is possible to prevent a short circuit due to the contact of. Moreover, since this heat-resistant porous layer (II) acts as a skeleton of the separator, the thermal contraction of the porous layer (I), that is, the thermal contraction of the entire separator itself can be suppressed.

多孔質層(II)に係るフィラーは、耐熱温度が150℃以上で、電池の有する電解液に対して安定であり、更に電池の作動電圧範囲において酸化還元されにくい電気化学的に安定なものであれば、無機粒子でも有機粒子でもよいが、分散などの点から微粒子であることが好ましく、また、無機酸化物粒子、より具体的には、アルミナ、シリカ、ベーマイトが好ましい。アルミナ、シリカ、ベーマイトは、耐酸化性が高く、粒径や形状を所望の数値などに調整することが可能であるため、多孔質層(II)の空孔率を精度よく制御することが容易となる。なお、耐熱温度が150℃以上のフィラーは、例えば前記例示のものを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   The filler related to the porous layer (II) has a heat resistant temperature of 150 ° C. or higher, is stable with respect to the electrolyte of the battery, and is electrochemically stable that is not easily oxidized and reduced in the battery operating voltage range. If present, inorganic particles or organic particles may be used, but fine particles are preferable from the viewpoint of dispersion and the like, and inorganic oxide particles, more specifically, alumina, silica, and boehmite are preferable. Alumina, silica, and boehmite have high oxidation resistance, and the particle size and shape can be adjusted to the desired numerical values, making it easy to control the porosity of the porous layer (II) with high accuracy. It becomes. In addition, the filler whose heat-resistant temperature is 150 degreeC or more may use the thing of the said illustration individually by 1 type, and may use 2 or more types together, for example.

本発明のリチウムイオン二次電池の非水電解液は、後述するリチウム塩と有機溶媒の他に下記一般式(3)の化合物を用いる。   The non-aqueous electrolyte of the lithium ion secondary battery of the present invention uses a compound of the following general formula (3) in addition to the lithium salt and organic solvent described later.

Figure 2018113167
(ただし、nは1800<n<3000を満たし、mは350<m<600を満たす。)
Figure 2018113167
(However, n satisfies 1800 <n <3000, and m satisfies 350 <m <600.)

一般式(3)で表される化合物は、ルイス酸と反応し重合反応をおこす。リチウムイオン二次電池は製造工程において電池内に不可避的に水分が混入する。この水分と、電解液中のフッ素含有化合物、例えばLiPFと反応し、ルイス酸の一種であるフッ化水素(HF)が発生する。HFは、高温下ではガス発生の大きな要因となる。また、HFは正極活物質中のCoやMnといった遷移金属を溶出させたり、負極活物質中の材料SのSiを侵食したりしてサイクル特性を低下させる。本願発明ではこのHFを利用して一般式(3)で表される化合物が重合反応を起こすので、結果的に電池内のHFを減少させ、貯蔵特性およびサイクル特性が改善される。 The compound represented by the general formula (3) reacts with a Lewis acid to cause a polymerization reaction. In the lithium ion secondary battery, moisture is inevitably mixed in the battery in the manufacturing process. This moisture reacts with a fluorine-containing compound such as LiPF 6 in the electrolytic solution to generate hydrogen fluoride (HF) which is a kind of Lewis acid. HF is a major factor in gas generation at high temperatures. HF also degrades cycle characteristics by elution of transition metals such as Co and Mn in the positive electrode active material or by eroding Si of the material S in the negative electrode active material. In the present invention, the compound represented by the general formula (3) uses this HF to cause a polymerization reaction. As a result, the HF in the battery is reduced, and the storage characteristics and cycle characteristics are improved.

一般式(3)で表される化合物を添加された電解液は、リチウムイオン二次電池を初回充放電し、ルイス酸と反応してゲル化するまでは液体の状態なので、取扱いやすく注液性が良い。更に液体の状態で注液するとセパレータに対してよく浸潤し、浸潤したのちにゲル化が始まって電極とセパレータとがアンカー効果により強く密着する。これにより、充放電に伴うセパレータのよれを抑制することが出来る。   The electrolytic solution to which the compound represented by the general formula (3) is added is in a liquid state until it is charged and discharged for the first time in a lithium ion secondary battery, reacts with a Lewis acid, and gels. Is good. Furthermore, when the liquid is injected, the separator infiltrates well, and after the infiltration, gelation starts and the electrode and the separator strongly adhere to each other due to the anchor effect. Thereby, the sway of the separator accompanying charging / discharging can be suppressed.

上述した効果をより好ましく発揮されるためには、一般式(3)で表される化合物は非水電解液に対して0.5質量%以上添加されるのが好ましく、より好ましくは1.0質量%以上である。また、10.0質量%以下添加されるのが好ましく、より好ましくは8.0質量%である。   In order to exhibit the above-described effect more preferably, the compound represented by the general formula (3) is preferably added in an amount of 0.5% by mass or more with respect to the nonaqueous electrolytic solution, more preferably 1.0%. It is at least mass%. Moreover, it is preferable to add 10.0 mass% or less, More preferably, it is 8.0 mass%.

上記非水電解液に用いる有機溶媒としては、上記のリチウム塩を溶解し、電池として使用される電圧範囲で分解等の副反応を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状カーボネート;4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(FEC)等のフッ素置換された環状カーボネート;ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、メチルエチルカーボネート(MEC)等の鎖状カーボネート;プロピオン酸メチル等の鎖状エステル;γ−ブチロラクトン等の環状エステル;ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、1,3−ジオキソラン、ジグライム、トリグライム、テトラグライム等の鎖状エーテル;ジオキサン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン等の環状エーテル;アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシプロピオニトリル等のニトリル類;エチレングリコールサルファイト等の亜硫酸エステル類等が挙げられ、これらは2種以上混合して用いることもできる。より良好な特性の電池とするためには、エチレンカーボネートと鎖状カーボネートの混合溶媒等、高い導電率を得ることができる組み合わせで用いることが望ましい。 The organic solvent used for the non-aqueous electrolyte is not particularly limited as long as it dissolves the lithium salt and does not cause a side reaction such as decomposition in a voltage range used as a battery. For example, cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate; fluorine-substituted cyclic carbonates such as 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one (FEC); dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC) ), Chain carbonates such as methyl ethyl carbonate (MEC); chain esters such as methyl propionate; cyclic esters such as γ-butyrolactone; dimethoxyethane, diethyl ether, 1,3-dioxolane, diglyme, triglyme, tetraglyme, etc. A chain ether of dioxane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, etc .; nitriles such as acetonitrile, propionitrile, methoxypropionitrile, etc .; ethylene glycol Sulfite esters such as Rufaito and the like, which can also be used as a mixture of two or more. In order to obtain a battery with better characteristics, it is desirable to use a combination that can obtain high conductivity, such as a mixed solvent of ethylene carbonate and chain carbonate.

上記非水電解液に用いるリチウム塩としては、溶媒中で解離してリチウムイオンを形成し、電池として使用される電圧範囲で分解等の副反応を起こしにくいものであれば特に制限はない。例えば、LiClO、LiPF、LiBF、LiAsF、LiSbF等の無機リチウム塩、LiCFSO、LiCFCO、Li(SO、LiN(CFSO、LiC(CFSO、LiC2n+1SO(2≦n≦7)、LiN(RfOSO〔ここで、Rfはフルオロアルキル基〕等の有機リチウム塩等を用いることができる。 The lithium salt used in the non-aqueous electrolyte is not particularly limited as long as it dissociates in a solvent to form lithium ions and does not easily cause a side reaction such as decomposition in a voltage range used as a battery. For example, LiClO 4 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiSbF 6 and other inorganic lithium salts, LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , Li 2 C 2 F 4 (SO 3 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC n F 2n + 1 SO 3 (2 ≦ n ≦ 7), LiN (RfOSO 2 ) 2 [where Rf is a fluoroalkyl group] or the like is used. be able to.

このリチウム塩の非水電解液中の濃度としては、0.5〜1.5mol/Lとすることが好ましく、0.9〜1.25mol/Lとすることがより好ましい。   The concentration of the lithium salt in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.5 to 1.5 mol / L, and more preferably 0.9 to 1.25 mol / L.

また、非水電解液には、充放電サイクル特性の更なる改善や、高温貯蔵性や過充電防止などの安全性を向上させる目的で、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、無水酸、スルホン酸エステル、ジニトリル、1,3−プロパンサルトン、ジフェニルジスルフィド、シクロヘキシルベンゼン、ビフェニル、フルオロベンゼン、t−ブチルベンゼン、ホスホノアセテート類化合物、1,3−ジオキサンなどの添加剤(これらの誘導体も含む)を適宜加えることもできる。   In addition, in the non-aqueous electrolyte, vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, acid anhydride, sulfonic acid ester, for the purpose of improving the safety such as further improvement of charge / discharge cycle characteristics and high temperature storage property and prevention of overcharge, Additives (including these derivatives) such as dinitrile, 1,3-propane sultone, diphenyl disulfide, cyclohexylbenzene, biphenyl, fluorobenzene, t-butylbenzene, phosphonoacetate compounds, 1,3-dioxane as appropriate It can also be added.

更に、非水電解液には、ポリマーなどの公知のゲル化剤を添加してゲル化したもの(ゲル状電解質)を用いることもできる。   Further, as the non-aqueous electrolyte, a gel (gel electrolyte) obtained by adding a known gelling agent such as a polymer can be used.

本発明のリチウムイオン二次電池は、0.1Cの放電電流レートで電圧が2.0Vに達するまで放電した時、前述した正極に含まれる全正極材料および正極活物質Liと、Li以外の金属Mとのモル比率(Li/M)が0.8〜1.05であると好ましい。SiOxのように不可逆容量の高い負極活物質を負極に用いると、充電で正極から脱離したLiイオンが負極側へ移動し、その後放電しても正極側へ戻ってくるLiイオンが減ってしまう現象が起きる。そこで前述の通り、負極にあらかじめLiを導入しておけば、電池の放電時に正極の容量を使い切ることができ、電池の容量を大きくすることができる。上記の(Li/M)が0.8〜1.05は、前述した材料Sを含む負極合剤層にLiを導入することで実現できる。   When the lithium ion secondary battery of the present invention is discharged at a discharge current rate of 0.1 C until the voltage reaches 2.0 V, all the positive electrode materials and positive electrode active materials Li included in the positive electrode described above, and metals other than Li The molar ratio with M (Li / M) is preferably 0.8 to 1.05. When a negative electrode active material having a high irreversible capacity such as SiOx is used for the negative electrode, Li ions desorbed from the positive electrode by charging move to the negative electrode side, and then Li ions returning to the positive electrode side are reduced even after discharging. A phenomenon occurs. Therefore, as described above, if Li is introduced into the negative electrode in advance, the capacity of the positive electrode can be used up when the battery is discharged, and the capacity of the battery can be increased. The (Li / M) of 0.8 to 1.05 can be realized by introducing Li into the negative electrode mixture layer containing the material S described above.

また、0.1Cの放電電流レートで電圧が2.0Vに達するまで放電した時の正極材料の組成分析は、ICP(Inductive Coupled Plasma)法を用いて以下のように行うことができる。先ず、測定対象となる正極材料を0.2g採取して100mL容器に入れる。その後、純水5mL、王水2mL、純水10mLを順に加えて加熱溶解し、冷却後、更に純水で25倍に希釈してJARRELASH社製のICP分析装置「ICP−757」を用いて、検量線法により組成を分析する。得られた結果から、組成量を導くことができる。   In addition, the composition analysis of the positive electrode material when discharged at a discharge current rate of 0.1 C until the voltage reaches 2.0 V can be performed as follows using an ICP (Inductively Coupled Plasma) method. First, 0.2 g of the positive electrode material to be measured is collected and placed in a 100 mL container. Thereafter, 5 mL of pure water, 2 mL of aqua regia, and 10 mL of pure water were added in order and dissolved by heating. After cooling, the mixture was further diluted 25 times with pure water and an ICP analyzer “ICP-757” manufactured by JARRELASH was used. The composition is analyzed by a calibration curve method. The composition amount can be derived from the obtained results.

Li/Mについて、後述する実施例1を例にとって説明すると、実施例1ではLiCo0.9795Mg0.011Zr0.0005Al0.009のコバルト酸リチウム(A1)の表面にAl含有酸化物の被膜を形成した正極材料(a1)と、LiCo0.97Mg0.012Al0.009のコバルト酸リチウム(B1)の表面にAl含有酸化物の被膜を形成した正極材料(b1)とを用いているが、その際のLi以外の金属Mとは、Co,Mg,Zr,Alのことを指す。つまり、リチウムイオン二次電池作成後、所定の充放電後の電池を分解し、正極合剤層から正極材料(この実施例1では混合物)を採取・分析し、Li/Mを導き出す。 As for Li / M, Example 1 described later will be described as an example. In Example 1, the surface of LiCo 0.9795 Mg 0.011 Zr 0.0005 Al 0.009 O 2 lithium cobalt oxide (A1) contains Al. Positive electrode material (a1) having an oxide film formed thereon and positive electrode material having an Al-containing oxide film formed on the surface of lithium cobaltate (B1) of LiCo 0.97 Mg 0.012 Al 0.009 O 2 ( b1), and the metal M other than Li in this case refers to Co, Mg, Zr, and Al. That is, after making a lithium ion secondary battery, the battery after a predetermined charge / discharge is disassembled, and the positive electrode material (mixture in this Example 1) is collected and analyzed from the positive electrode mixture layer to derive Li / M.

負極合剤層にLiを導入するには、負極にLi源と接触させる方法、例えばLi箔を負極合剤層に貼付したり、粒子状のLiを負極合剤層中に含ませたり、負極表面にLiを蒸着させるなど、種々の公知の方法でLi源と負極とを接触させた状態で、非水電解液を充填して充放電させる方法や、負極とLi源とを接触しないように配置し、非水電解液を充填し、外部接続により充放電させる方法などがあげられる。   In order to introduce Li into the negative electrode mixture layer, a method of bringing the negative electrode into contact with a Li source, for example, sticking a Li foil to the negative electrode mixture layer, including particulate Li in the negative electrode mixture layer, In a state where the Li source and the negative electrode are brought into contact with each other by various methods such as depositing Li on the surface, charging and discharging with a nonaqueous electrolyte solution, and so as not to contact the negative electrode and the Li source Examples of the method include arranging, filling with a non-aqueous electrolyte, and charging and discharging by external connection.

従来のリチウムイオン二次電池において、負極と正極とは、セパレータを介して重ね合わせた積層体(積層電極体)や、この積層体を更に渦巻状に巻回した巻回体(巻回電極体)が用いられている。積層電極体の場合には、巻回電極体に比べて、電池の充放電によって負極の体積が変化しても、正極との間の距離を保ちやすいため、電池特性がより良好に維持される。これらの理由から、本発明のリチウムイオン二次電池では、積層電極体を使用することが望ましい。   In a conventional lithium ion secondary battery, a negative electrode and a positive electrode are formed by stacking a laminated body (laminated electrode body) with a separator interposed therebetween, or a wound body (winding electrode body) obtained by further winding this laminated body in a spiral shape. ) Is used. In the case of a laminated electrode body, even if the volume of the negative electrode changes due to charging / discharging of the battery, the battery characteristics are more favorably maintained because it is easier to maintain the distance from the positive electrode. . For these reasons, it is desirable to use a laminated electrode body in the lithium ion secondary battery of the present invention.

電極体が積層型電極体により構成される場合、Li源を積層電極体の端面に配置して負極にLiイオンを導入すれば、1つの負極に局所的に多くのLiイオンが導入されることがないため、負極集電体からの負極合剤層の脱落を抑制することができ、Li源と各負極との距離は同一で、極端に膨張のダメージを受ける負極がないため、充放電サイクル特性の劣化を抑制することが出来て好ましい。   When the electrode body is composed of a laminated electrode body, if a Li source is arranged on the end face of the laminated electrode body and Li ions are introduced into the negative electrode, many Li ions are locally introduced into one negative electrode. Therefore, the negative electrode mixture layer can be prevented from falling off from the negative electrode current collector, the distance between the Li source and each negative electrode is the same, and there is no negative electrode that is extremely damaged by expansion, so the charge / discharge cycle It is preferable because deterioration of characteristics can be suppressed.

以下、積層電極体を使用し、かつLi源を有する場合のリチウムイオン二次電池の一例を示す。例えば、正極および負極を,セパレータを介して積層した積層電極体の合剤層と対面しない端面にLiを配置し、前記負極と電気的に導通した第3電極を設ける。第3電極のLiは、負極合剤層にLiを導入するためのLi源である。   Hereinafter, an example of a lithium ion secondary battery using a laminated electrode body and having a Li source will be shown. For example, Li is disposed on an end surface that does not face a mixture layer of a laminated electrode body in which a positive electrode and a negative electrode are stacked with a separator interposed therebetween, and a third electrode that is electrically connected to the negative electrode is provided. Li of the third electrode is a Li source for introducing Li into the negative electrode mixture layer.

ここで、積層電極体について説明する。図1、図2に正極10と負極20の一例を示す。正極10は正極集電体であるアルミニウム製の金属箔の両面に正極合剤層11が塗布されている。正極10は正極タブ部13を有し、負極20は、負極集電体である銅製の金属箔の両面に負極合剤層21が塗布されている。   Here, the laminated electrode body will be described. An example of the positive electrode 10 and the negative electrode 20 is shown in FIGS. The positive electrode 10 has a positive electrode mixture layer 11 applied to both surfaces of an aluminum metal foil which is a positive electrode current collector. The positive electrode 10 has a positive electrode tab portion 13, and the negative electrode 20 has a negative electrode mixture layer 21 applied to both surfaces of a copper metal foil that is a negative electrode current collector.

図3は、積層電極体50の一例を示す。積層電極体は、負極20、セパレータ40、正極10、セパレータ40、負極20・・・・・と、正極と負極とをセパレータを介して積層し形成する。この時、積層電極体の積層方向と平行な面を積層電極体の端面(例えば図3では点線の仮想面210で示している)と呼び、積層電極体の積層方向と垂直な面を積層電極体の平面(図3では211で示す)と呼ぶ。図3では積層電極体50のセパレータは、正極と負極の間に1枚ずつ配置しているが、長尺状のセパレータをZ字様に折り曲げて、その間に正極および負極を配置するようにしても良い。また、電極の枚数も図3のように3枚ずつには限るものではない。更に、複数の正極タブ部および負極タブ部は、それぞれ正極外部端子および負極外部端子に接続されていても良いが、図3および図5では割愛している。   FIG. 3 shows an example of the laminated electrode body 50. The laminated electrode body is formed by laminating the negative electrode 20, the separator 40, the positive electrode 10, the separator 40, the negative electrode 20..., And the positive electrode and the negative electrode through the separator. At this time, a plane parallel to the stacking direction of the stacked electrode body is referred to as an end face of the stacked electrode body (for example, indicated by a dotted virtual surface 210 in FIG. 3), and a plane perpendicular to the stacking direction of the stacked electrode body Called the plane of the body (denoted 211 in FIG. 3). In FIG. 3, the separators of the laminated electrode body 50 are arranged one by one between the positive electrode and the negative electrode. However, the long separator is bent in a Z-shape, and the positive electrode and the negative electrode are arranged therebetween. Also good. Further, the number of electrodes is not limited to three as shown in FIG. Further, the plurality of positive electrode tab portions and negative electrode tab portions may be connected to the positive electrode external terminal and the negative electrode external terminal, respectively, but are omitted in FIGS. 3 and 5.

図3では積層電極体の端面、平面はそれぞれ1面ずつしか示していないが、これに限られず、例えば積層電極体の端面は図3の点線仮想面の反対面にも存在し、積層電極体の平面もしかりである。積層電極体の端面は図3では平面を示しているが、電極の形状によっては曲面であっても良い。積層電極体の平面は、正極、負極、セパレータのいずれかの片面がそれに該当することになる。   In FIG. 3, only one end face and one plane of the laminated electrode body are shown. However, the present invention is not limited to this. For example, the end face of the laminated electrode body is also present on the opposite surface of the virtual dotted line in FIG. The plane is also a matter of course. The end surface of the laminated electrode body is a plane in FIG. 3, but may be a curved surface depending on the shape of the electrode. One side of the positive electrode, the negative electrode, or the separator corresponds to the plane of the laminated electrode body.

図4には、Li源となる第3電極30を示す。第3電極30は、第3電極集電体32とLi源33とを有する。図4では第3電極集電体32は第3電極タブ部31を有する。
図5には、積層電極体50に第3電極30を合わせた状態を示す。第3電極集電体32を、積層電極体50の対向する2つの端面を覆う様に、アルファベットC字状に折り曲げている。この時、Li源33は、積層電極体50の端面に配置されるよう第3電極集電体32に張り付けられている。図4、5においては、Li源33を第3電極集電体32の両端面、にそれぞれ配置しているが、片方の面のみであってもよく、積層電極体50の上側(紙面上側)あるいは下側(紙面下側)の端面に配置してもよい。
In FIG. 4, the 3rd electrode 30 used as Li source is shown. The third electrode 30 includes a third electrode current collector 32 and a Li source 33. In FIG. 4, the third electrode current collector 32 has a third electrode tab portion 31.
FIG. 5 shows a state in which the third electrode 30 is combined with the laminated electrode body 50. The third electrode current collector 32 is bent into an alphabet C shape so as to cover two opposing end surfaces of the laminated electrode body 50. At this time, the Li source 33 is attached to the third electrode current collector 32 so as to be disposed on the end face of the laminated electrode body 50. 4 and 5, the Li source 33 is disposed on both end faces of the third electrode current collector 32, but it may be only on one side, and the upper side of the laminated electrode body 50 (upper side in the drawing). Or you may arrange | position to the end surface of the lower side (paper surface lower side).

更に、正極、負極の集電体に貫通孔が設けられていない金属箔を用いた場合、貫通孔を設けた場合と比べて強度が向上するし、負極集電体については合剤層との接着面積が増加するので負極合剤層の脱落の抑制に寄与する。   Further, when a metal foil without a through hole is used for the positive and negative electrode current collectors, the strength is improved as compared with the case where the through holes are provided. Since the adhesion area increases, it contributes to the suppression of falling off of the negative electrode mixture layer.

第3電極は、例えば銅やニッケルなどの金属箔(一方の面から他方の面へ貫通する貫通孔を有したものも含む)、パンチングメタル、網、エキスパンドメタルなどを集電体とし、第3電極集電体に所定量のLi箔を圧着することで作製することができる。もちろん、第3電極集電体にLi箔を圧着した後、Liが所定量となるよう第3電極集電体を切り出すことで作製されてもよい。   The third electrode has a current collector made of, for example, a metal foil such as copper or nickel (including one having a through hole penetrating from one surface to the other), punching metal, net, expanded metal, etc. It can be produced by pressure bonding a predetermined amount of Li foil to the electrode current collector. Of course, the third electrode current collector may be cut out so that a predetermined amount of Li is obtained after the Li foil is pressure-bonded to the third electrode current collector.

第3電極集電体にLiを圧着した第3電極は、例えば第3電極第3電極集電体が有するタブ部と、積層型電極体の負極の有するタブ部とを溶接することで、積層型電極体の負極と電気的に導通することができる。第3電極は、積層型電極体の負極と電気的に導通されていれば、その手法や形態に制限はなく、溶接以外の方法で電気的導通が確保されていてもよい。   The third electrode obtained by pressure-bonding Li to the third electrode current collector is laminated by, for example, welding the tab portion of the third electrode current collector of the third electrode and the tab portion of the negative electrode of the multilayer electrode body. It can be electrically connected to the negative electrode of the mold electrode body. As long as the third electrode is electrically connected to the negative electrode of the multilayer electrode body, the method and form thereof are not limited, and electrical conduction may be ensured by a method other than welding.

本発明のリチウムイオン二次電池に係る外装体には、金属ラミネートフィルム外装体を使用することが好ましい。金属ラミネートフィルム外装体は、例えば金属製の外装缶に比べて変形が容易であることから、電池の充電によって負極が膨張しても、負極合剤層や負極集電体の破壊が生じ難いからである。また、本発明のリチウムイオン二次電池は、上述した一般式(3)で表される化合物により非水電解液がゲル化するため、一般に金属製の外装缶に比べて耐漏液性が低い金属ラミネートフィルム外装体を使用しても安全性が担保出来る。   It is preferable to use a metal laminate film outer package for the outer package according to the lithium ion secondary battery of the present invention. Since the metal laminate film outer package is easier to deform than, for example, a metal outer can, the negative electrode mixture layer and the negative electrode current collector are hardly broken even if the negative electrode expands due to battery charging. It is. Further, the lithium ion secondary battery of the present invention is a metal having a low leakage resistance as compared with a metal outer can because the non-aqueous electrolyte is gelled by the compound represented by the general formula (3). Safety can be secured even if a laminate film exterior is used.

金属ラミネートフィルム外装体を構成する金属ラミネートフィルムとしては、例えば、外装樹脂層/金属層/内装樹脂層からなる3層構造の金属ラミネートフィルムが使用される。   As the metal laminate film constituting the metal laminate film exterior body, for example, a metal laminate film having a three-layer structure composed of exterior resin layer / metal layer / interior resin layer is used.

金属ラミネートフィルムにおける金属層としてはアルミニウムフィルム、ステンレス鋼フィルムなどが、内装樹脂層としては熱融着樹脂(例えば、110〜165℃程度の温度で熱融着性を発現する変性ポリオレフィンアイオノマーなど)で構成されたフィルムが挙げられる。また、金属ラミネートフィルムの外装樹脂層としては、ナイロンフィルム(ナイロン66フィルムなど)、ポリエステルフィルム(ポチエチレンテレフタレートフィルムなど)などが挙げられる。   The metal layer in the metal laminate film is an aluminum film, a stainless steel film or the like, and the interior resin layer is a heat-sealing resin (for example, a modified polyolefin ionomer that develops heat-fusibility at a temperature of about 110 to 165 ° C.). A structured film is mentioned. Examples of the exterior resin layer of the metal laminate film include a nylon film (such as nylon 66 film) and a polyester film (such as polyethylene terephthalate film).

金属ラミネートフィルムにおいては、金属層の厚みは10〜150μmであることが好ましく、内装樹脂層の厚みは20〜100μmであることが好ましく、外装樹脂層の厚みは20〜100μmであることが好ましい。   In the metal laminate film, the thickness of the metal layer is preferably 10 to 150 μm, the thickness of the interior resin layer is preferably 20 to 100 μm, and the thickness of the exterior resin layer is preferably 20 to 100 μm.

外装体の形状については特に制限はないが、例えば、平面視で、3角形、4角形、5角形、6角形、7角形、8角形などの多角形であることが挙げられ、平面視で4角形(矩形または正方形)が一般的である。また、外装体のサイズについても特に制限はなく、所謂薄形や大型などの種々のサイズとすることができる。   The shape of the exterior body is not particularly limited. For example, the shape of the exterior body may be a polygon such as a triangle, a quadrangle, a pentagon, a hexagon, a heptagon, and an octagon in plan view. A square (rectangular or square) is common. The size of the exterior body is not particularly limited, and can be various sizes such as a so-called thin shape and large size.

金属ラミネートフィルム外装体は、1枚の金属ラミネートフィルムを二つ折りにして構成したものであってもよく、2枚の金属ラミネートフィルムを重ねて構成したものであってもよい。   The metal laminate film exterior body may be configured by folding a single metal laminate film in two, or may be configured by stacking two metal laminate films.

なお、外装体の平面形状が多角形の場合、正極外部端子を引き出す辺と、負極外部端子を引き出す辺とは、同じ辺であってもよく、異なる辺であってもよい。   When the planar shape of the exterior body is a polygon, the side from which the positive external terminal is drawn out and the side from which the negative external terminal is drawn out may be the same side or different sides.

外装体における熱融着部の幅は、5〜20mmとすることが好ましい。   The width of the heat fusion part in the outer package is preferably 5 to 20 mm.

本発明のリチウムイオン二次電池は、充電の上限電圧を4.35V以上として使用することで、高容量化を図りつつ、長期にわたって繰り返し使用しても、安定して優れた特性を発揮することができる。また充電の上限電圧を、これよりも高い4.4V以上に設定して使用することも可能である。なお、リチウムイオン二次電池の充電の上限電圧は、4.7V以下であることが好ましい。   The lithium-ion secondary battery of the present invention exhibits stable and excellent characteristics even when used repeatedly over a long period of time while increasing the capacity by using the upper limit voltage of charging as 4.35 V or more. Can do. It is also possible to set the upper limit voltage for charging to 4.4 V or higher, which is higher than this. In addition, it is preferable that the upper limit voltage of charge of a lithium ion secondary battery is 4.7 V or less.

本発明のリチウムイオン二次電池は、従来から知られているリチウムイオン二次電池と同様の用途に適用することができる。   The lithium ion secondary battery of the present invention can be applied to the same applications as conventionally known lithium ion secondary batteries.

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。ただし、下記実施例は、本発明を制限するものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples. However, the following examples do not limit the present invention.

(実施例1)
<正極の作製>
Li含有化合物であるLiCOと、Co含有化合物であるCoと、Mg含有化合物であるMg(OH)と、Zr化合物であるZrOと、Al含有化合物であるAl(OH)とを適正な混合割合で乳鉢に入れて混合した後、ペレット状に固め、マッフル炉を用いて、大気雰囲気中(大気圧下)で、950℃で24時間焼成し、ICP(Inductive Coupled Plasma)法で求めた組成式がLiCo0.9795Mg0.011Zr0.0005Al0.009のコバルト酸リチウム(A1)を合成した。
Example 1
<Preparation of positive electrode>
Li 2 CO 3 that is a Li-containing compound, Co 3 O 4 that is a Co-containing compound, Mg (OH) 2 that is a Mg-containing compound, ZrO 2 that is a Zr compound, and Al (OH that is an Al-containing compound 3 ) was mixed in a mortar at an appropriate mixing ratio, then solidified into a pellet, and baked in an air atmosphere (under atmospheric pressure) at 950 ° C. for 24 hours using an muffle furnace, and ICP (Inductive Coupled) Lithium cobaltate (A1) having a composition formula determined by the Plasma) method of LiCo 0.9795 Mg 0.011 Zr 0.0005 Al 0.009 O 2 was synthesized.

次に、pHを10とし、温度を70℃とした水酸化リチウム水溶液:200g中に、前記コバルト酸リチウム(A1):10gを投入し、攪拌して分散させた後、ここにAl(NO・9HO:0.0154gと、pHの変動を抑えるためのアンモニア水とを、5時間かけて滴下して、Al(OH)共沈物を生成させ、前記コバルト酸リチウム(A1)の表面に付着させた。その後、この反応液からAl(OH)共沈物が付着した前記コバルト酸リチウム(A1)を取り出し、洗浄後、乾燥させた後に、大気雰囲気中で、400℃の温度で10時間熱処理することで、前記コバルト酸リチウム(A1)の表面にAl含有酸化物の被膜を形成して、正極材料(a1)を得た。 Next, 10 g of the lithium cobaltate (A1) is added to 200 g of a lithium hydroxide aqueous solution having a pH of 10 and a temperature of 70 ° C., and the mixture is stirred and dispersed. Then, Al (NO 3 ) is added thereto. ) 3 · 9H 2 O: and 0.0154G, and ammonia water to suppress variation in pH, was added dropwise over 5 hours, to produce a Al (OH) 3 coprecipitate, the lithium cobalt oxide (A1 ). Thereafter, the lithium cobalt oxide (A1) to which the Al (OH) 3 coprecipitate is adhered is taken out from the reaction solution, washed, dried, and then heat-treated at 400 ° C. for 10 hours in an air atmosphere. Thus, an Al-containing oxide film was formed on the surface of the lithium cobalt oxide (A1) to obtain a positive electrode material (a1).

得られた正極材料(a1)について、前記の方法で平均粒子径を測定したところ、27μmであった。   With respect to the positive electrode material (a1) obtained, its average particle diameter was measured by means of the method as described before, thereby finding that it was 27 μm.

Li含有化合物であるLiCOと、Co含有化合物であるCoと、Mg含有化合物であるMg(OH)と、Al含有化合物であるAl(OH)とを適正な混合割合で乳鉢に入れて混合した後、ペレット状に固め、マッフル炉を用いて、大気雰囲気中(大気圧下)で、950℃で4時間焼成し、ICP法で求めた組成式がLiCo0.97Mg0.012Al0.009のコバルト酸リチウム(B1)を合成した。 Li 2 CO 3 that is a Li-containing compound, Co 3 O 4 that is a Co-containing compound, Mg (OH) 2 that is an Mg-containing compound, and Al (OH) 3 that is an Al-containing compound are appropriately mixed. After mixing in a mortar, the mixture was hardened into pellets, baked at 950 ° C. for 4 hours in an atmospheric atmosphere (under atmospheric pressure) using a muffle furnace, and the composition formula obtained by ICP method was LiCo 0.97. Mg 0.012 Al 0.009 O 2 lithium cobaltate (B1) was synthesized.

次に、pHを10とし、温度を70℃とした水酸化リチウム水溶液:200中gに、前記コバルト酸リチウム(B1):10gを投入し、攪拌して分散させた後、ここにAl(NO・9HO:0.077gと、pHの変動を抑えるためのアンモニア水とを、5時間かけて滴下して、Al(OH)共沈物を生成させ、前記コバルト酸リチウム(B1)の表面に付着させた。その後、この反応液からAl(OH)共沈物が付着した前記コバルト酸リチウム(B1)を取り出し、洗浄後、乾燥させた後に、大気雰囲気中で、400℃の温度で10時間熱処理することで、前記コバルト酸リチウム(B1)の表面にAl含有酸化物の被膜を形成して、正極材料(b1)を得た。得られた正極材料(b1)について、前記の方法で平均粒子径を測定したところ、7μmであった。 Next, 10 g of the lithium cobalt oxide (B1) is added to 200 g of lithium hydroxide aqueous solution: 200 having a pH of 10 and a temperature of 70 ° C., and dispersed by stirring. 3) 3 · 9H 2 O: and 0.077 g, and ammonia water to suppress variation in pH, was added dropwise over 5 hours, to produce a Al (OH) 3 coprecipitate, the lithium cobaltate ( It was made to adhere to the surface of B1). Thereafter, the lithium cobaltate (B1) to which the Al (OH) 3 coprecipitate is adhered is taken out from the reaction solution, washed, dried, and then heat-treated at 400 ° C. for 10 hours in an air atmosphere. Then, an Al-containing oxide film was formed on the surface of the lithium cobalt oxide (B1) to obtain a positive electrode material (b1). With respect to the positive electrode material (b1) obtained, its average particle diameter was measured by means of the method as described before, thereby finding that it was 7 μm.

そして、正極材料(a1)と正極材料(b1)とを、質量比で85:15の割合で混合して、電池作製用の正極材料(1)を得た。得られた正極材料(1)の表面のAl含有酸化物の平均被覆厚みを前記の方法で測定したところ、30nmであった。また、平均被覆厚みの測定の際に元素マッピングによって被膜の組成を確認したところ、主成分がAlであった。更に、正極材料(1)の体積基準の粒度分布を前記の方法で確認したところ、平均粒子径は25μmで、正極材料(a1)および正極材料(b1)の各平均粒子径の箇所にピークトップを有する2つのピークが認められた。また、正極材料(1)のBET比表面積を、窒素吸着法による比表面積測定装置を用いて測定したところ、0.25m/gであった。 Then, the positive electrode material (a1) and the positive electrode material (b1) were mixed at a mass ratio of 85:15 to obtain a positive electrode material (1) for battery preparation. When the average coating thickness of the Al-containing oxide on the surface of the obtained positive electrode material (1) was measured by the above method, it was 30 nm. Moreover, when the composition of the film was confirmed by element mapping when measuring the average coating thickness, the main component was Al 2 O 3 . Furthermore, when the volume-based particle size distribution of the positive electrode material (1) was confirmed by the above method, the average particle diameter was 25 μm, and peak tops were observed at the respective average particle diameters of the positive electrode material (a1) and the positive electrode material (b1). Two peaks were observed with Moreover, it was 0.25 m < 2 > / g when the BET specific surface area of positive electrode material (1) was measured using the specific surface area measuring apparatus by a nitrogen adsorption method.

正極材料(1):96.5質量部と、バインダであるP(VDF−CTFE)を10質量%の濃度で含むNMP溶液:20質量部と、導電助剤であるアセチレンブラック:1.5質量部とを、二軸混練機を用いて混練し、更にNMPを加えて粘度を調節して、正極合剤含有ペーストを調製した。このペーストを、厚みが15μmであるアルミニウム箔の両面に塗布し、120℃で12時間の真空乾燥を行って、アルミニウム箔の両面に正極合剤層を形成し、プレス処理を行い、所定の大きさで切断して、帯状の正極を得た。なお、アルミニウム箔への正極合剤含有ペーストの塗布の際には、アルミニウム箔の一部が露出するようにし、アルミニウム箔の両面に正極合剤含有ペーストを塗布したものでは、表面で塗布部とした箇所は裏面も塗布部とした。得られた正極の正極合剤層の厚み(アルミニウム箔の両面に正極合剤層を形成したものでは、片面あたりの厚み)は、55μmであった。   Positive electrode material (1): 96.5 parts by mass, NMP solution containing P (VDF-CTFE) as a binder at a concentration of 10% by mass: 20 parts by mass, and acetylene black as a conductive auxiliary agent: 1.5 parts by mass Part was kneaded using a biaxial kneader, and NMP was added to adjust the viscosity to prepare a positive electrode mixture-containing paste. This paste is applied to both sides of an aluminum foil having a thickness of 15 μm, vacuum-dried at 120 ° C. for 12 hours, a positive electrode mixture layer is formed on both sides of the aluminum foil, press treatment is performed, and a predetermined size is obtained. This was cut to obtain a strip-like positive electrode. In addition, when applying the positive electrode mixture-containing paste to the aluminum foil, a part of the aluminum foil is exposed, and the positive electrode mixture-containing paste is applied to both sides of the aluminum foil. The applied part was also made into the application part. The thickness of the positive electrode mixture layer of the obtained positive electrode (the thickness per one side when the positive electrode mixture layer was formed on both surfaces of the aluminum foil) was 55 μm.

アルミニウム箔の両面に正極合剤層を形成した帯状の正極を、タブ部とするためにアルミニウム箔(正極集電体)の露出部の一部が突出するように、かつ正極合剤層の形成部が四隅を曲線状とした略四角形状になるようにトムソン刃で打ち抜いて、正極集電体の両面に正極合剤層を有する電池用正極とを得た。図1に、前記電池用正極を模式的に表す平面図を示している(ただし、正極の構造の理解を容易にするために、図1に示す正極のサイズは、必ずしも実際のものと一致していない)。正極10は、正極集電体12の露出部の一部が突出するように打ち抜いたタブ部13を有する形状とし、正極合剤層11の形成部の形状を四隅を曲線状にした略四角形とし、図中a、bおよびcの長さを、それぞれ8mm、37mmおよび2mmとした。   Forming the positive electrode mixture layer so that a part of the exposed portion of the aluminum foil (positive electrode current collector) protrudes so that the strip-like positive electrode having the positive electrode mixture layer formed on both surfaces of the aluminum foil becomes a tab portion. The part was punched out with a Thomson blade so as to have a substantially quadrangular shape with four corners being curved, and a positive electrode for a battery having a positive electrode mixture layer on both surfaces of the positive electrode current collector was obtained. FIG. 1 is a plan view schematically showing the battery positive electrode (however, in order to facilitate understanding of the structure of the positive electrode, the size of the positive electrode shown in FIG. 1 does not necessarily match the actual one). Not) The positive electrode 10 has a shape having a tab portion 13 punched out so that a part of the exposed portion of the positive electrode current collector 12 protrudes, and the shape of the formation portion of the positive electrode mixture layer 11 is a substantially rectangular shape with four corners curved. In the figure, the lengths a, b and c were 8 mm, 37 mm and 2 mm, respectively.

<負極の作製>
黒鉛A−1(表面を非晶質炭素で被覆していない黒鉛):25質量%と、黒鉛B−1(黒鉛からなる母粒子の表面を、ピッチを炭素源とした非晶質炭素で被覆した黒鉛):25質量%と、SiO表面を炭素材料で被覆した複合体Si−1(平均粒径が5μm、比表面積が8.8m/gで、複合体における炭素材料の量が、SiO:100質量部に対して10質量部):50質量%を、V型ブレンダーで12時間混合し、負極活物質を得た。
<Production of negative electrode>
Graphite A-1 (graphite whose surface is not coated with amorphous carbon): 25% by mass and graphite B-1 (surface of mother particles made of graphite is coated with amorphous carbon using pitch as a carbon source) Graphite): 25% by mass, and a composite Si-1 having an SiO surface coated with a carbon material (average particle size is 5 μm, specific surface area is 8.8 m 2 / g, and the amount of carbon material in the composite is SiO 2 : 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass): 50% by mass was mixed with a V-type blender for 12 hours to obtain a negative electrode active material.

前記式(1)で表わされるユニットおよび前記(2)式で表わされるユニットのみを有し、前記式(2)におけるRが水素でM’がカリウムであり、前記式(1)で表わされるユニットと前記式(2)で表わされるユニットとのモル比が6/4である共重合体(A)をイオン交換水に溶解し、共重合体(A)の濃度が8質量%である水溶液を調製した。この水溶液に、前記負極活物質とカーボンブラックとを加え、撹拌混合することで負極合剤含有ペーストを得た。なお、このペーストにおける負極活物質:カーボンブラック:共重合体(A)の組成比(質量比)は、90:2:8とした。   A unit represented by the above formula (1) and a unit represented by the above formula (2), wherein R is hydrogen and M 'is potassium in the above formula (2). A copolymer (A) having a molar ratio of 6/4 to the unit represented by the formula (2) is dissolved in ion-exchanged water, and an aqueous solution having a copolymer (A) concentration of 8% by mass is obtained. Prepared. The negative electrode active material and carbon black were added to this aqueous solution and mixed by stirring to obtain a negative electrode mixture-containing paste. The composition ratio (mass ratio) of negative electrode active material: carbon black: copolymer (A) in this paste was 90: 2: 8.

前記負極合剤用ペーストを、厚みが10μmである銅箔の片面に塗布し乾燥を行って、銅箔の片面および両面に負極合剤層を形成し、プレス処理を行って負極合剤層の密度を1.2g/cmに調整した後に所定の大きさで切断して、帯状の負極を得た。なお、銅箔への負極合剤含有ペーストの塗布の際には、銅箔の一部が露出するようにし、両面に負極合剤層を形成したものは、表面で塗布部とした箇所は裏面も塗布部とした。 The negative electrode mixture paste is applied to one side of a copper foil having a thickness of 10 μm and dried, a negative electrode mixture layer is formed on one side and both sides of the copper foil, and press treatment is performed to form the negative electrode mixture layer. The density was adjusted to 1.2 g / cm 3 and then cut at a predetermined size to obtain a strip-shaped negative electrode. In addition, when applying the negative electrode mixture-containing paste to the copper foil, a part of the copper foil was exposed, and the negative electrode mixture layer formed on both sides is the back side where the coating part is the application part Was also applied.

前記帯状の負極を、タブ部とするために銅箔(負極集電体)の露出部の一部が突出するように、かつ負極合剤層の形成部が四隅を曲線状とした略四角形状になるようにトムソン刃で打ち抜いて、負極集電体の両面および片面に負極合剤層を有する電池用負極を得た。図2に、前記電池用負極を模式的に表す平面図を示している(ただし、負極の構造の理解を容易にするために、図2に示す負極のサイズは、必ずしも実際のものと一致していない)。負極20は、負極集電体22の露出部の一部が突出するように打ち抜いたタブ部23を有する形状とし、負極合剤層21の形成部の形状を四隅を曲線状にした略四角形とし、図中d、eおよびfの長さを、それぞれ9mm、38mmおよび2mmとした。   In order to make the strip-shaped negative electrode into a tab portion, a part of the exposed portion of the copper foil (negative electrode current collector) protrudes, and the negative electrode mixture layer forming portion has a substantially square shape with four corners curved. Thus, a negative electrode for a battery having a negative electrode mixture layer on both surfaces and one surface of the negative electrode current collector was obtained. FIG. 2 is a plan view schematically showing the battery negative electrode (however, in order to facilitate understanding of the structure of the negative electrode, the size of the negative electrode shown in FIG. 2 does not necessarily match the actual size). Not) The negative electrode 20 has a shape having a tab portion 23 punched out so that a part of the exposed portion of the negative electrode current collector 22 protrudes, and the shape of the formation portion of the negative electrode mixture layer 21 is a substantially rectangular shape with four corners curved. In the figure, the lengths of d, e, and f were 9 mm, 38 mm, and 2 mm, respectively.

<セパレータの作製>
変性ポリブチルアクリレートの樹脂バインダ:3質量部と、ベーマイト粉末(平均粒径1μm):97質量部と、水:100質量部とを混合し、絶縁層形成スラリーを作製した。このスラリーを、厚さ12μmのリチウムイオン電池用ポリエチレン製微多孔膜;多孔質層(I)の片面に塗布、乾燥をした。多孔質層(I)の片面にベーマイトを主体とした多孔質層(II)を形成したセパレータを得た。なお、多孔質層(II)の厚みは3μmであった。
<Preparation of separator>
Modified polybutyl acrylate resin binder: 3 parts by mass, boehmite powder (average particle size: 1 μm): 97 parts by mass, and water: 100 parts by mass were mixed to prepare an insulating layer forming slurry. This slurry was applied on one side of a polyethylene microporous membrane for lithium ion batteries having a thickness of 12 μm; the porous layer (I) and dried. A separator in which a porous layer (II) mainly composed of boehmite was formed on one surface of the porous layer (I) was obtained. The thickness of the porous layer (II) was 3 μm.

負極集電体の片面に負極合剤層を形成した電池用負極2枚、負極集電体の両面に負極合剤層を形成した電池用負極16枚、および正極集電体の両面に正極合剤層を形成した電池用正極17枚を用意した。さらに負極集電体の片面に負極合剤層を形成した電池用負極と、正極集電体の両面に正極合剤層を形成した電池用正極10と、両面に負極合剤層を形成した電池用負極20とを交互に配置し、各正極と各負極との間には前記セパレータ40を、多孔質層(II)が正極に対面するように1枚介在させて積層し、図3に示す積層電極体50を得た。   Two negative electrodes for a battery with a negative electrode mixture layer formed on one side of the negative electrode current collector, 16 negative electrodes for a battery with a negative electrode mixture layer formed on both sides of the negative electrode current collector, and a positive electrode mixture on both sides of the positive electrode current collector Seventeen positive electrodes for a battery on which an agent layer was formed were prepared. Further, a negative electrode for a battery in which a negative electrode mixture layer is formed on one side of the negative electrode current collector, a positive electrode for a battery 10 in which a positive electrode mixture layer is formed on both sides of the positive electrode current collector, and a battery in which a negative electrode mixture layer is formed on both sides. The negative electrodes 20 are alternately arranged, and the separator 40 is laminated between each positive electrode and each negative electrode so that the porous layer (II) faces the positive electrode, and is shown in FIG. A laminated electrode body 50 was obtained.

<第3電極の作製>
図4に示すように、第3電極30を以下の通り作製した。一方の面から他方の面へ貫通する貫通孔を有した銅箔(厚みが10μm、貫通孔の直径が0.1mm、気孔率が47%)を45×25mmの大きさに裁断し、2×2mm角の第3電極タブ部31を有する第3電極集電体32を作製した。さらに、厚さが200μmであり、1枚当たりの質量が20mgであるLi箔33を2枚、第3電極集電体32の両端面にそれぞれ1枚ずつ圧着し、アルファベットのC字状に折りたたんで第3電極30を得た。
<Production of third electrode>
As shown in FIG. 4, the 3rd electrode 30 was produced as follows. A copper foil having a through hole penetrating from one surface to the other surface (thickness 10 μm, diameter of the through hole 0.1 mm, porosity 47%) is cut into a size of 45 × 25 mm, and 2 × A third electrode current collector 32 having a 3 mm square third electrode tab portion 31 was produced. In addition, two Li foils 33 each having a thickness of 200 μm and a mass of 20 mg per sheet were bonded to the both end surfaces of the third electrode current collector 32 one by one and folded into a C-shape of the alphabet. A third electrode 30 was obtained.

<非水電解液の調整>
エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの体積比3:7の混合溶媒に、LiPFを1mol/lの濃度で溶解させ、一般式(3)で表わされる化合物(この時の一般式(1)のn、mは、それぞれn=2620、m=420であった)を2.0質量%となる量で、更にビニレンカーボネートを3質量%となる量でそれぞれ添加して非水電解液を調整した。
<Adjustment of non-aqueous electrolyte>
LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 mol / l in a mixed solvent of ethylene carbonate and diethyl carbonate in a volume ratio of 3: 7, and a compound represented by the general formula (3) (n in the general formula (1) at this time, m was n = 2620 and m = 420, respectively, in an amount of 2.0% by mass, and vinylene carbonate was further added in an amount of 3% by mass to prepare a non-aqueous electrolyte.

<電池の組み立て>
正極同士のタブ部、負極同士のタブ部と、前述の通り作製した第3電極のタブ部を、それぞれ溶接して、積層電極体50と第3電極30とを合わせて、図5に示す電極体102を作製した。そして、前記積層電極体50が収まるように窪みを形成した厚み:0.15mm、幅:34mm、高さ:50mmのアルミニウムラミネートフィルムの、前記窪みに前記積層電極体を挿入し、その上に前記と同じサイズのアルミニウムラミネートフィルムを置いて、両アルミニウムラミネートフィルムの3辺を熱溶着した。そして、両アルミニウムラミネートフィルムの残りの1辺から前記非水電解液を注入した。その後、両アルミニウムラミネートフィルムの前記残りの1辺を真空熱封止して、図6に示す外観で、図7に示す断面構造のリチウムイオン二次電池を作製した。
<Battery assembly>
The tab portion between the positive electrodes, the tab portion between the negative electrodes, and the tab portion of the third electrode produced as described above are welded, respectively, and the laminated electrode body 50 and the third electrode 30 are combined to form the electrode shown in FIG. A body 102 was produced. And the said laminated electrode body is inserted in the said hollow of the aluminum laminate film of thickness: 0.15mm, width: 34mm, and height: 50mm which formed the hollow so that the said laminated electrode body 50 might be accommodated, and the said The aluminum laminate film of the same size as the above was placed, and three sides of both aluminum laminate films were heat-welded. And the said non-aqueous electrolyte was inject | poured from the remaining 1 side of both aluminum laminate films. Thereafter, the remaining one side of both aluminum laminate films was vacuum-sealed to produce a lithium ion secondary battery having the appearance shown in FIG. 6 and the cross-sectional structure shown in FIG.

ここで、図6および図7について説明すると、図6はリチウムイオン二次電池を模式的に表す平面図であり、図7は、図6のI−I線断面図である。リチウムイオン二次電池100は、2枚のアルミニウムラミネートフィルムで構成したアルミニウムラミネートフィルム外装体101内に、電極体102と、非水電解液(図示しない)とを収容しており、アルミニウムラミネートフィルム外装体101は、その外周部において、上下のアルミニウムラミネートフィルムを熱融着することにより封止されている。なお、図7では、図面が煩雑になることを避けるために、アルミニウムラミネートフィルム外装体101を構成している各層や、電極体を構成している正極、負極およびセパレータを区別して示していない。   Here, FIG. 6 and FIG. 7 will be described. FIG. 6 is a plan view schematically showing a lithium ion secondary battery, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG. The lithium ion secondary battery 100 contains an electrode body 102 and a non-aqueous electrolyte (not shown) in an aluminum laminate film exterior body 101 composed of two aluminum laminate films. The body 101 is sealed at its outer periphery by heat-sealing upper and lower aluminum laminate films. In FIG. 7, in order to avoid the drawing from being complicated, each layer constituting the aluminum laminate film outer package 101 and the positive electrode, the negative electrode, and the separator constituting the electrode body are not distinguished.

電極体102の有する各正極は、タブ部同士を溶接して一体化し、この溶接したタブ部の一体化物を電池100内で正極外部端子103と接続しており、また、図示していないが、電極体102の有する各負極と第3電極も、タブ部同士を溶接して一体化し、この溶接したタブ部の一体化物を電池100内で負極外部端子104と接続している。そして、正極外部端子103および負極外部端子104は、外部の機器などと接続可能なように、片端側をアルミニウムラミネートフィルム外装体101の外側に引き出している。   Each positive electrode of the electrode body 102 is integrated by welding the tab portions, and the integrated product of the welded tab portions is connected to the positive electrode external terminal 103 in the battery 100. Each negative electrode and the third electrode of the electrode body 102 are also integrated by welding the tab portions, and the integrated product of the welded tab portions is connected to the negative electrode external terminal 104 in the battery 100. The positive electrode external terminal 103 and the negative electrode external terminal 104 are drawn out to the outside of the aluminum laminate film exterior body 101 so that they can be connected to an external device or the like.

以上通り作製したリチウムイオン二次電池を、45℃の恒温槽内で1週間保管した。 The lithium ion secondary battery produced as described above was stored in a constant temperature bath at 45 ° C. for 1 week.

(実施例2)
負極合剤含有ペーストにおける負極活物質:カーボンブラック:共重合体(A)の組成比(質量比)を、92:6:2とした以外は、すべて実施例1と同様にして負極を作製した。1枚当たりの質量が20.5mgであるLi箔33を2枚、第3電極集電体32の両端面にそれぞれ1枚ずつ圧着したこと以外はすべて実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製した。
(Example 2)
A negative electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition ratio (mass ratio) of negative electrode active material: carbon black: copolymer (A) in the negative electrode mixture-containing paste was 92: 6: 2. . The lithium ion secondary was the same as in Example 1 except that two Li foils 33 each having a mass of 20.5 mg were bonded to both end faces of the third electrode current collector 32 one by one. A battery was produced.

(実施例3)
負極合剤含有ペーストにおける負極活物質:カーボンブラック:共重合体(A)の組成比(質量比)を、90:4:6とした以外は、すべて実施例1と同様にして負極を作製し、リチウムイオン二次電池を作製した。
(Example 3)
A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition ratio (mass ratio) of the negative electrode active material: carbon black: copolymer (A) in the negative electrode mixture-containing paste was 90: 4: 6. A lithium ion secondary battery was produced.

(実施例4)
負極合剤含有ペーストにおける負極活物質:カーボンブラック:共重合体(A)の組成比(質量比)を、88:2:10とした以外は、すべて実施例1と同様にして負極を作製した。1枚当たりの質量が19.5mgであるLi箔33を2枚、第3電極集電体32の両端面にそれぞれ1枚ずつ圧着したこと以外はすべて実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製した。
Example 4
A negative electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition ratio (mass ratio) of negative electrode active material: carbon black: copolymer (A) in the negative electrode mixture-containing paste was 88: 2: 10. . The lithium ion secondary was the same as in Example 1 except that two Li foils 33 each having a mass of 19.5 mg and one each were bonded to both end faces of the third electrode current collector 32. A battery was produced.

(実施例5)
負極合剤含有ペーストにおける負極活物質:カーボンブラック:共重合体(A)の組成比(質量比)を、81:4:15とした以外は、すべて実施例1と同様にして負極を作製した。1枚当たりの質量が18mgであるLi箔33を2枚、第3電極集電体32の両端面にそれぞれ1枚ずつ圧着したこと以外はすべて実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製した。
(Example 5)
A negative electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition ratio (mass ratio) of negative electrode active material: carbon black: copolymer (A) in the negative electrode mixture-containing paste was 81: 4: 15. . A lithium ion secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that two Li foils 33 each having a mass of 18 mg and one Li foil 33 were bonded to both end faces of the third electrode current collector 32, respectively. Produced.

(実施例6)
黒鉛A−1:15質量%と、黒鉛B−1:15質量%と、複合体Si−1:70質量%を、V型ブレンダーで12時間混合し、負極活物質を得た。これを負極活物質としたこと、1枚当たりの質量が28mgであるLi箔33を2枚、第3電極集電体32の両端面にそれぞれ1枚ずつ圧着したこと以外はすべて実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製した。
(Example 6)
Graphite A-1: 15% by mass, graphite B-1: 15% by mass, and composite Si-1: 70% by mass were mixed for 12 hours with a V-type blender to obtain a negative electrode active material. Except that this was used as the negative electrode active material, and two Li foils 33 each having a mass of 28 mg were bonded to both end faces of the third electrode current collector 32 one by one. Similarly, a lithium ion secondary battery was produced.

(実施例7)
複合体Si−1:100質量%を負極活物質としたこと、1枚当たりの質量が40mgであるLi箔33を2枚、第3電極集電体32の両端面にそれぞれ1枚ずつ圧着したこと以外はすべて実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製した。
(Example 7)
Composite Si-1: 100% by mass was used as the negative electrode active material, and two Li foils 33 each having a mass of 40 mg were bonded to both end surfaces of the third electrode current collector 32, one by one. Except for this, a lithium ion secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1.

(実施例8)
黒鉛A−1:40質量%と、黒鉛B−1:40質量%と、複合体Si−1:20質量%を、V型ブレンダーで12時間混合し、負極活物質を得た。これを負極活物質としたこと、1枚当たりの質量が8mgであるLi箔33を2枚、第3電極集電体32の両端面にそれぞれ1枚ずつ圧着したこと以外はすべて実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製した。
(Example 8)
Graphite A-1: 40% by mass, graphite B-1: 40% by mass, and composite Si-1: 20% by mass were mixed in a V-type blender for 12 hours to obtain a negative electrode active material. Except that this was used as the negative electrode active material, two Li foils 33 each having a mass of 8 mg, and two sheets of each of the third electrode current collectors 32 were bonded to each end surface of the third electrode current collector 32. Similarly, a lithium ion secondary battery was produced.

(実施例9)
<負極活物質の複合体>
鱗片状黒鉛粉末97質量部とケイ素粉末3質量部に圧縮力とせん断力を伴う混合方法によって混合して得られた混合物A100質量部に非黒鉛質炭素材料3質量部を圧縮力とせん断力を伴う混合方法によって混合し、混合物Bを調製した。
前記の混合物Bを非活性雰囲気下、1000℃で1時間加熱した後、解砕処理を施し、鱗片状黒鉛粒子間に挟み込まれたケイ素が非晶質炭素によって固定化された複合化粒子Si−2を得た。Si−2:100質量%を負極活物質とした。
負極合剤含有ペーストにおける負極活物質:カーボンブラック:共重合体(A)の組成比(質量比)を、95:1:4とした以外は、すべて実施例1と同様にして負極を作製し、リチウムイオン二次電池を作製した。
Example 9
<Composite of negative electrode active material>
The non-graphitic carbon material 3 parts by mass is mixed with 100 parts by mass of the mixture A obtained by mixing 97 parts by mass of the flaky graphite powder and 3 parts by mass of the silicon powder by a mixing method involving compressive force and shear force. Mixing was performed by the accompanying mixing method to prepare mixture B.
The mixture B was heated in an inert atmosphere at 1000 ° C. for 1 hour, then crushed, and the composite particles Si— in which the silicon sandwiched between the flaky graphite particles was fixed by amorphous carbon 2 was obtained. Si-2: 100% by mass was used as the negative electrode active material.
A negative electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition ratio (mass ratio) of negative electrode active material: carbon black: copolymer (A) in the negative electrode mixture-containing paste was 95: 1: 4. A lithium ion secondary battery was produced.

(実施例10)
正極活物質であるLiCoO:96.5質量部と、バインダであるP(VDF−CTFE)を10質量%の濃度で含むNMP溶液:17質量部と、導電助剤であるアセチレンブラック:1.3質量部と、平均粒子径が0.7μmであるアルミナフィラー:0.5質量部を、二軸混練機を用いて混練し、更にNMPを加えて粘度を調節して、正極合剤含有ペーストを調製し、この正極合剤含有ペーストを用いた以外は実施例1と同様にして正極を作製し、この正極を用いた以外は実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製した。
(Example 10)
LiCoO 2 as a positive electrode active material: 96.5 parts by mass, NMP solution containing P (VDF-CTFE) as a binder at a concentration of 10% by mass: 17 parts by mass, and acetylene black as a conductive auxiliary agent: 1. 3 parts by mass and alumina filler having an average particle diameter of 0.7 μm: 0.5 parts by mass are kneaded using a biaxial kneader, and NMP is further added to adjust the viscosity to obtain a positive electrode mixture-containing paste. A positive electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that this positive electrode mixture-containing paste was used, and a lithium ion secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that this positive electrode was used.

(比較例1)
複合体Si−1(負極活物質):90質量部、カーボンブラック:2質量部、CMC:1.5質量部、およびSBR:6.5質量部を、イオン交換水と混合して、実施例1と同様にして負極合剤含有ペーストを得た。この負極合剤含有ペーストを用いた以外はすべて実施例1と同様にして負極を作製し、リチウムイオン二次電池を作製した。
(Comparative Example 1)
Composite Si-1 (negative electrode active material): 90 parts by mass, carbon black: 2 parts by mass, CMC: 1.5 parts by mass, and SBR: 6.5 parts by mass were mixed with ion-exchanged water, and Example In the same manner as in Example 1, a negative electrode mixture-containing paste was obtained. A negative electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that this negative electrode mixture-containing paste was used, and a lithium ion secondary battery was produced.

(比較例2)
実施例1と同様にして作製した負極を用い、電解液に一般式(3)で表わされる化合物を含有させなかったこと以外は、すべて実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製した。
(Comparative Example 2)
A lithium ion secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the negative electrode produced in the same manner as in Example 1 was used and the electrolyte solution did not contain the compound represented by the general formula (3). .

(比較例3)
負極合剤用ペーストにおける、負極活物質:カーボンブラック:共重合体(A)の組成比(質量比)は、93:6:1としたこと以外はすべて実施例1と同様にして負極を作製した。1枚当たりの質量が20.5mgであるLi箔33を2枚、第3電極集電体32の両端面にそれぞれ1枚ずつ圧着したこと以外はすべて実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製した。
(Comparative Example 3)
A negative electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition ratio (mass ratio) of negative electrode active material: carbon black: copolymer (A) in the negative electrode mixture paste was 93: 6: 1. did. The lithium ion secondary was the same as in Example 1 except that two Li foils 33 each having a mass of 20.5 mg were bonded to both end faces of the third electrode current collector 32 one by one. A battery was produced.

(比較例4)
負極合剤用ペーストにおける、負極活物質:カーボンブラック:共重合体(A)の組成比(質量比)は、75:5:20としたこと以外はすべて実施例1と同様にして負極を作製した。1枚当たりの質量が18mgであるLi箔33を2枚、第3電極集電体32の両端面にそれぞれ1枚ずつ圧着したこと以外はすべて実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製した。
(Comparative Example 4)
A negative electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition ratio (mass ratio) of the negative electrode active material: carbon black: copolymer (A) in the negative electrode mixture paste was 75: 5: 20. did. A lithium ion secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that two Li foils 33 each having a mass of 18 mg and one Li foil 33 were bonded to both end faces of the third electrode current collector 32, respectively. Produced.

実施例および比較例の各リチウムイオン二次電池について、以下の評価をした。
<60℃貯蔵特性評価>
リチウムイオン二次電池(各5個)を、0.5Cの電流値で4.4Vまで定電流充電し、引き続いて4.4Vの一定電圧で電流値が0.02Cに到達するまで充電した。充電後、電池の厚み(図7でいう上下方向の厚み)をシックネスゲージで測定し、これを貯蔵前厚みとした。
60℃に調整した恒温槽に7日間保管した後、恒温槽から取り出して室温で3時間冷却後、厚みゲージで測定し、これを貯蔵後厚みとした。貯蔵前後の厚み変化率を以下の式から算出した。5個分の平均値を表1に示す。
厚み変化率(%)=(貯蔵後厚み―貯蔵前厚み)/貯蔵前厚み×100
The following evaluation was performed about each lithium ion secondary battery of an Example and a comparative example.
<60 ° C storage characteristics evaluation>
Lithium ion secondary batteries (5 each) were charged at a constant current of up to 4.4 V at a current value of 0.5 C, and then charged at a constant voltage of 4.4 V until the current value reached 0.02 C. After charging, the thickness of the battery (the vertical thickness in FIG. 7) was measured with a thickness gauge, and this was taken as the thickness before storage.
After being stored in a thermostat adjusted to 60 ° C. for 7 days, it was taken out from the thermostat, cooled at room temperature for 3 hours, measured with a thickness gauge, and this was taken as the thickness after storage. The thickness change rate before and after storage was calculated from the following formula. Table 1 shows the average value for five.
Thickness change rate (%) = (Thickness after storage−Thickness before storage) / Thickness before storage × 100

<充放電サイクル特性評価>
リチウムイオン二次電池(各5個)を、0.5Cの電流値で4.4Vまで定電流充電し、引き続いて4.4Vの一定電圧で電流値が0.02Cに到達するまで充電した。その後、0.2Cの定電流で2.0Vまで放電を行って、初回放電容量を求めた。次に、各電池について、1Cの電流値で4.4Vまで定電流充電し、引き続いて4.4Vの定電圧で電流値が0.05Cになるまで充電した後に、1Cの電流値で2.0Vまで放電する一連の操作を1サイクルとして、これを300回サイクルした。そして、各電池について、前記の初回放電容量測定時と同じ条件で定電流−定電圧充電および定電流放電を行って、放電容量を求めた。そして、これらの放電容量を初回放電容量で除した値を百分率で表して、サイクル容量維持率を算出、5個の平均値を表1に示す。
<Charge / discharge cycle characteristics evaluation>
Lithium ion secondary batteries (5 each) were charged at a constant current of up to 4.4 V at a current value of 0.5 C, and then charged at a constant voltage of 4.4 V until the current value reached 0.02 C. Then, it discharged to 2.0V with the constant current of 0.2C, and calculated | required the initial discharge capacity. Next, each battery was charged with a constant current up to 4.4 V at a current value of 1 C, subsequently charged with a constant voltage of 4.4 V until the current value reached 0.05 C, and then 2. with a current value of 1 C. A series of operations for discharging to 0 V was taken as one cycle, and this was cycled 300 times. And about each battery, the constant current-constant voltage charge and the constant current discharge were performed on the same conditions as the time of the said first time discharge capacity measurement, and the discharge capacity was calculated | required. The values obtained by dividing these discharge capacities by the initial discharge capacities are expressed as percentages to calculate the cycle capacity maintenance ratio, and the average value of five is shown in Table 1.

Figure 2018113167
Figure 2018113167

10 正極
11 正極合剤層
12 正極集電体
13 タブ部
20 負極
21 負極合剤層
22 負極集電体
23 タブ部
30 第3電極
31 第3電極タブ部
32 第3電極集電体
33 Li箔
40 セパレータ
50 積層電極体
100 リチウムイオン二次電池
101 金属ラミネートフィルム外装体
102 電極体
103 正極外部端子
104 負極外部端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Positive electrode 11 Positive electrode mixture layer 12 Positive electrode collector 13 Tab part 20 Negative electrode 21 Negative electrode mixture layer 22 Negative electrode collector 23 Tab part 30 3rd electrode 31 3rd electrode tab part 32 3rd electrode collector 33 Li foil 40 Separator 50 Multilayer Electrode Body 100 Lithium Ion Secondary Battery 101 Metal Laminate Film Outer Body 102 Electrode Body 103 Positive External Terminal 104 Negative Negative External Terminal

Claims (4)

負極活物質およびバインダを含有する負極合剤層を有する負極、正極、セパレータおよび非水電解液が外装体内に収容されたリチウムイオン二次電池であって、
前記負極合剤層には負極活物質としてSiを含む材料Sを含有し、
前記負極合剤層に下記式(1)で表されるユニットと下記式(2)で表されるユニットとを有する共重合体を前記バインダとして含有しており、前記負極合剤層における前記共重合体の含有量が、2〜15質量%であり、
前記非水電解液は、フッ素含有化合物及び下記一般式(3)で表わされる化合物を少なくとも添加されたことを特徴とするリチウムイオン二次電池。
Figure 2018113167
Figure 2018113167
Figure 2018113167
A negative electrode having a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material and a binder, a positive electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte solution are housed in a lithium ion secondary battery,
The negative electrode mixture layer contains a material S containing Si as a negative electrode active material,
The negative electrode mixture layer contains a copolymer having a unit represented by the following formula (1) and a unit represented by the following formula (2) as the binder, and the copolymer in the negative electrode mixture layer. The content of the polymer is 2 to 15% by mass,
The lithium ion secondary battery, wherein the non-aqueous electrolyte solution is added with at least a fluorine-containing compound and a compound represented by the following general formula (3).
Figure 2018113167
Figure 2018113167
Figure 2018113167
前記負極活物質は、Siを含む負極材料である材料Sを含有し、前記負極中に含まれる全負極活物質の合計を100質量%とした場合、前記負極活物質中の材料Sの含有率が少なくとも5質量%以上である請求項1に記載のリチウムイオン二次電池。   The said negative electrode active material contains the material S which is negative electrode material containing Si, and when the sum total of all the negative electrode active materials contained in the said negative electrode is 100 mass%, the content rate of the material S in the said negative electrode active material The lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein is at least 5% by mass or more. 前記材料Sは、SiとOとを構成元素に含む材料(ただし、Siに対するOの原子比xは、0.5≦x≦1.5である)を含む請求項1又は2に記載のリチウムイオン二次電池。   The lithium according to claim 1, wherein the material S includes a material containing Si and O as constituent elements (provided that the atomic ratio x of O to Si is 0.5 ≦ x ≦ 1.5). Ion secondary battery. 前記正極は、正極活物質の粒子の表面がAl含有酸化物で被覆されてなる正極材料を含み、前記正極材料が含有する正極活物質は、Coと、Mg、Zr、Ni、Mn、TiおよびAlよりなる群から選択される少なくとも1種の元素Mとを少なくとも含有するコバルト酸リチウムである請求項1〜3のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池。 The positive electrode includes a positive electrode material in which the surface of positive electrode active material particles is coated with an Al-containing oxide, and the positive electrode active material contained in the positive electrode material includes Co, Mg, Zr, Ni, Mn, Ti, and The lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 3, which is lithium cobaltate containing at least one element M1 selected from the group consisting of Al.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022116941A (en) * 2021-01-29 2022-08-10 トヨタ自動車株式会社 Nonaqueous electrolyte solution for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery
JP2023525312A (en) * 2020-12-28 2023-06-15 エルジー エナジー ソリューション リミテッド secondary battery
JP2023156005A (en) * 2022-04-12 2023-10-24 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery and its manufacturing method
US11881556B2 (en) 2022-01-13 2024-01-23 Lg Energy Solution, Ltd. Non-aqueous electrolyte including additive for non-aqueous electrolyte, and lithium secondary battery including the non-aqueous electrolyte
WO2024031448A1 (en) * 2022-08-10 2024-02-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 Polymer, preparation method therefor, positive electrode slurry, positive electrode plate, secondary battery, battery module, battery pack, and electric apparatus

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023525312A (en) * 2020-12-28 2023-06-15 エルジー エナジー ソリューション リミテッド secondary battery
JP7614227B2 (en) 2020-12-28 2025-01-15 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Secondary battery
JP2022116941A (en) * 2021-01-29 2022-08-10 トヨタ自動車株式会社 Nonaqueous electrolyte solution for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery
JP7678675B2 (en) 2021-01-29 2025-05-16 トヨタ自動車株式会社 Nonaqueous electrolyte for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery
US11881556B2 (en) 2022-01-13 2024-01-23 Lg Energy Solution, Ltd. Non-aqueous electrolyte including additive for non-aqueous electrolyte, and lithium secondary battery including the non-aqueous electrolyte
JP2023156005A (en) * 2022-04-12 2023-10-24 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery and its manufacturing method
JP7478183B2 (en) 2022-04-12 2024-05-02 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 Nonaqueous electrolyte secondary battery and method of manufacturing same
WO2024031448A1 (en) * 2022-08-10 2024-02-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 Polymer, preparation method therefor, positive electrode slurry, positive electrode plate, secondary battery, battery module, battery pack, and electric apparatus

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