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JP2023168034A - Nonaqueous electrolyte storage device - Google Patents

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JP2023168034A
JP2023168034A JP2022079649A JP2022079649A JP2023168034A JP 2023168034 A JP2023168034 A JP 2023168034A JP 2022079649 A JP2022079649 A JP 2022079649A JP 2022079649 A JP2022079649 A JP 2022079649A JP 2023168034 A JP2023168034 A JP 2023168034A
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JP
Japan
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positive electrode
active material
electrode active
aqueous electrolyte
negative electrode
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Pending
Application number
JP2022079649A
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Japanese (ja)
Inventor
寛二 井岡
kanji Ioka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GS Yuasa Corp
Original Assignee
GS Yuasa Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by GS Yuasa Corp filed Critical GS Yuasa Corp
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Abstract

To provide nonaqueous electrolyte storage devices with low AC resistance increase rate and high capacity retention ratio after charge and discharge cycles at high temperature.SOLUTION: In one embodiment of the present invention, a nonaqueous electrolyte storage device includes a positive electrode, a negative electrode, and a nonaqueous electrolyte. The positive electrode above has a positive electrode active material layer containing positive electrode active material particles with a ratio of secondary particle size to primary particle size of 1 to 3. The nonaqueous electrolyte contains oxalate complex salt.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、非水電解質蓄電素子に関する。 The present invention relates to a non-aqueous electrolyte storage device.

リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池は、エネルギー密度の高さから、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車等に多用されている。上記非水電解質二次電池は、一般的には、セパレータで電気的に隔離された一対の電極と、この電極間に介在する非水電解質とを有し、両電極間で電荷輸送イオンの受け渡しを行うことで充放電するよう構成される。また、非水電解質二次電池以外の非水電解質蓄電素子として、リチウムイオンキャパシタや電気二重層キャパシタ等のキャパシタも広く普及している。 Non-aqueous electrolyte secondary batteries, typified by lithium ion secondary batteries, are widely used in electronic devices such as personal computers and communication terminals, automobiles, etc. due to their high energy density. The nonaqueous electrolyte secondary battery generally has a pair of electrodes electrically isolated by a separator and a nonaqueous electrolyte interposed between the electrodes, and charge transport ions are exchanged between the two electrodes. The battery is configured to be charged and discharged by performing the following steps. In addition, capacitors such as lithium ion capacitors and electric double layer capacitors are also widely used as nonaqueous electrolyte storage devices other than nonaqueous electrolyte secondary batteries.

近年、地球温暖化に対処するために二酸化炭素量を低減することが求められており、環境負荷の少ない電気自動車やプラグインハイブリッド自動車開発が進められている。そこで、非水電解質二次電池は、これらの次世代エコカーの電源装置にも利用されつつあり、充放電サイクル特性の向上が求められる。特許文献1には、粒径が揃っているリチウム遷移金属複合酸化物粒子を正極活物質として用いた非水電解質二次電池用の正極活物質が記載されている。 In recent years, there has been a need to reduce the amount of carbon dioxide in order to combat global warming, and progress has been made in the development of electric vehicles and plug-in hybrid vehicles that have less environmental impact. Therefore, non-aqueous electrolyte secondary batteries are being used in the power supplies of these next-generation eco-cars, and improvements in charge-discharge cycle characteristics are required. Patent Document 1 describes a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery that uses lithium transition metal composite oxide particles with uniform particle sizes as a positive electrode active material.

特開2017-188445号公報Japanese Patent Application Publication No. 2017-188445

高い出力特性と高い充放電サイクル特性とを両立できる非水電解質蓄電素子としては、後述する単粒子である正極活物質粒子を含有する正極活物質層を有する非水電解質蓄電素子が挙げられる。しかし、発明者らは、単粒子である正極活物質を含有する正極活物質層を有する非水電解質蓄電素子は高温下における充放電サイクル後の容量維持率は向上するが、充放電サイクル後に内部抵抗の一つである交流抵抗(ACR)の増加率が高くなることを見出した(比較例1及び比較例6参照)。一般に交流抵抗が高い非水電解質蓄電素子の使用を継続することで、発熱や出力低下を生ずるおそれがある。 An example of a non-aqueous electrolyte storage device that can achieve both high output characteristics and high charge-discharge cycle characteristics is a non-aqueous electrolyte storage device that has a positive electrode active material layer containing single-particle positive electrode active material particles described below. However, the inventors found that although a non-aqueous electrolyte storage element having a cathode active material layer containing a single particle cathode active material has an improved capacity retention rate after charge/discharge cycles at high temperatures, It was found that the rate of increase in alternating current resistance (ACR), which is one type of resistance, was increased (see Comparative Examples 1 and 6). Continuing to use a non-aqueous electrolyte storage element that generally has high AC resistance may cause heat generation and a decrease in output.

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、高温下における充放電サイクル後の交流抵抗の増加率が低く、かつ容量維持率が高い非水電解質蓄電素子を提供することである。 The present invention was made based on the above-mentioned circumstances, and its purpose is to provide a non-aqueous electrolyte energy storage element with a low rate of increase in AC resistance after charge/discharge cycles at high temperatures and a high capacity retention rate. It is to provide.

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、正極と、負極と、非水電解質とを備え、上記正極が、一次粒子径に対する二次粒子径の比が1以上3以下である正極活物質粒子を含有する正極活物質層を有し、上記非水電解質がオキサラト錯塩を含有する非水電解質蓄電素子である。 One aspect of the present invention made to solve the above problems includes a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, and the positive electrode has a ratio of secondary particle size to primary particle size of 1 or more and 3 or less. The present invention is a non-aqueous electrolyte storage element having a positive electrode active material layer containing positive electrode active material particles, and in which the non-aqueous electrolyte contains an oxalate complex salt.

本発明によれば、高温下における充放電サイクル後の交流抵抗の増加率が低く、かつ容量維持率が高い非水電解質蓄電素子を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a non-aqueous electrolyte storage element with a low rate of increase in AC resistance after charge/discharge cycles at high temperatures and a high capacity retention rate.

図1は非水電解質蓄電素子の一実施形態を示す透視斜視図である。FIG. 1 is a transparent perspective view showing one embodiment of a non-aqueous electrolyte storage element. 図2は非水電解質蓄電素子を複数個集合して構成した蓄電装置の一実施形態を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an embodiment of a power storage device configured by collecting a plurality of non-aqueous electrolyte power storage elements. 図3は実施例1に係る正極活物質粒子の走査型電子顕微鏡画像の一例である。FIG. 3 is an example of a scanning electron microscope image of positive electrode active material particles according to Example 1. 図4は比較例2に係る正極活物質粒子の走査型電子顕微鏡画像の一例である。FIG. 4 is an example of a scanning electron microscope image of positive electrode active material particles according to Comparative Example 2.

本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子は、正極と、負極と、非水電解質とを備え、上記正極が、一次粒子径に対する二次粒子径の比が1以上3以下である正極活物質粒子を含有する正極活物質層を有し、上記非水電解質がオキサラト錯塩を含有する非水電解質蓄電素子である。 A non-aqueous electrolyte storage device according to an embodiment of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, wherein the positive electrode has a ratio of a secondary particle size to a primary particle size of 1 or more and 3 or less. The present invention is a non-aqueous electrolyte storage element having a positive electrode active material layer containing active material particles, and in which the non-aqueous electrolyte contains an oxalato complex salt.

なお、本発明において「一次粒子径」とは、走査型電子顕微鏡(SEM)において観察される正極活物質粒子を構成する任意の10個の一次粒子の粒子径の算術平均値である。一次粒子の粒子径は、次のようにして求める。まず、測定対象とする正極を、下記の手順により準備する。非水電解質蓄電素子を組み立てる前の正極が準備できる場合には、そのまま用いる。組み立て後の非水電解質蓄電素子から準備する場合は、まず非水電解質蓄電素子を、0.1Cの電流で、通常使用時の放電終止電圧まで定電流放電し、放電された状態とする。この放電された状態の非水電解質蓄電素子を解体し、正極を取り出して、ジメチルカーボネートにより正極に付着した成分(電解質等)を十分に洗浄した後、室温にて24時間減圧乾燥を行う。非水電解質蓄電素子の解体から測定対象とする正極の準備までの作業は、露点-40℃以下の乾燥空気雰囲気中で行う。準備した測定対象とする正極を熱硬化性の樹脂で固定する。樹脂で固定された正極について、クロスセクション・ポリッシャを用いることで、断面を露出させ、測定用試料を作製する。SEM像の取得には、走査型電子顕微鏡としてJSM-7001F(日本電子株式会社製)を用いる。SEM像は、二次電子像を観察するものとする。加速電圧は、15kVとする。観察倍率は、一視野に現れる正極活物質粒子が3個以上15個以内となる倍率に設定する。得られたSEM像は、画像ファイルとして保存する。取得したSEM像において観察される一次粒子の最小外接円の中心を通り最も短い径を短径とし、上記中心を通り短径に直交する径を長径とする。長径と短径との算術平均値を一次粒子の粒子径とする。ただし、最も短い径が2本以上存在する場合は、直交する径が最も長いものを短径とする。「二次粒子径」とは、JIS-Z-8825(2013年)に準拠し、粒子を溶媒で希釈した希釈液に対しレーザ回折・散乱法により測定した粒径分布に基づき、JIS-Z-8819-2(2001年)に準拠し計算される体積基準積算分布が50%となるメジアン径(D50)である。「一次粒子」とは、正極活物質粒子を構成する形態的な構成要素のうち、外観から粒状物として識別できる最小単位を意味し、特に後述の二次粒子を構成する粒子をいう。「二次粒子」とは一定数の一次粒子が集合して形成された粒子を意味する。二次粒子は単一の一次粒子から構成されるものであってもよい。上記正極活物質粒子の一次粒子径に対する二次粒子径の比が1以上3以下であることは、上記正極活物質粒子が実質的に単一の一次粒子又は少数の一次粒子から構成されている粒子(以下、併せて「単粒子」ともいう)であることを意味する。 In the present invention, the "primary particle diameter" is the arithmetic mean value of the particle diameters of ten arbitrary primary particles constituting the positive electrode active material particles observed with a scanning electron microscope (SEM). The particle diameter of the primary particles is determined as follows. First, a positive electrode to be measured is prepared according to the following procedure. If a positive electrode can be prepared before assembling the non-aqueous electrolyte storage element, it can be used as is. When preparing an assembled non-aqueous electrolyte storage element, the non-aqueous electrolyte storage element is first discharged at a constant current of 0.1 C to the final discharge voltage during normal use to bring it into a discharged state. This discharged nonaqueous electrolyte storage element is disassembled, the positive electrode is taken out, and components (electrolyte, etc.) attached to the positive electrode are thoroughly washed with dimethyl carbonate, and then dried under reduced pressure at room temperature for 24 hours. The work from disassembling the nonaqueous electrolyte storage element to preparing the positive electrode to be measured is performed in a dry air atmosphere with a dew point of -40°C or lower. The prepared positive electrode to be measured is fixed with thermosetting resin. A cross-section polisher is used to expose the cross section of the positive electrode fixed with resin, and a sample for measurement is prepared. To obtain the SEM image, JSM-7001F (manufactured by JEOL Ltd.) is used as a scanning electron microscope. The SEM image is assumed to be a secondary electron image. The accelerating voltage is 15 kV. The observation magnification is set at a magnification such that the number of positive electrode active material particles appearing in one field of view is 3 or more and 15 or less. The obtained SEM image is saved as an image file. The shortest diameter passing through the center of the minimum circumscribed circle of the primary particle observed in the acquired SEM image is defined as the short axis, and the diameter passing through the center and perpendicular to the short axis is defined as the long axis. Let the arithmetic mean value of the major axis and the minor axis be the particle diameter of the primary particle. However, if there are two or more shortest diameters, the longest orthogonal diameter is defined as the shortest diameter. "Secondary particle size" is based on the particle size distribution measured by laser diffraction/scattering method on a diluted solution of particles diluted with a solvent, in accordance with JIS-Z-8825 (2013). This is the median diameter (D50) at which the volume-based integrated distribution calculated in accordance with 8819-2 (2001) is 50%. The term "primary particle" refers to the smallest unit that can be identified as a granular material from its appearance among the morphological constituent elements constituting the positive electrode active material particles, and particularly refers to particles constituting the secondary particles described below. "Secondary particles" means particles formed by aggregation of a certain number of primary particles. The secondary particles may be composed of a single primary particle. The ratio of the secondary particle diameter to the primary particle diameter of the positive electrode active material particles is 1 or more and 3 or less, which means that the positive electrode active material particles are substantially composed of a single primary particle or a small number of primary particles. It means a particle (hereinafter also referred to as a "single particle").

当該非水電解質蓄電素子は、正極が、一次粒子径に対する二次粒子径の比が1以上3以下である正極活物質粒子を含有する正極活物質層を有し、非水電解質がオキサラト錯塩を含有することで、高温下における充放電サイクル後の交流抵抗の増加率が低く、かつ容量維持率が高い。この理由は確かではないが、次のように考えられる。非水電解質蓄電素子の正極が有する正極活物質層が単粒子である正極活物質を含有する場合、充放電サイクル時に生じ得る一次粒子間の粒界解離に伴うリチウムイオンの伝導経路の断絶による容量維持率の低下を抑制することができる。一方、二次粒子は一次粒子が粒子間で物理的又は化学的に結合を形成することにより凝集した状態であるのに対して、単粒子は一次粒子が物理的又は化学的に結合していない又は結合が少ない状態である。単粒子は、粒子間の接触面積が二次粒子と比較して小さいため、粒子間の接触抵抗が二次粒子と比較して大きい。したがって、非水電解質蓄電素子の正極が有する正極活物質層が単粒子である正極活物質を含有する場合、高温環境下で充放電を繰り返すことにより正極活物質粒子間の導電経路が維持されなくなり、その交流抵抗が増大するものと考えられる。当該非水電解質蓄電素子では、その非水電解質がオキサラト錯塩を含有することにより、充放電時に負極上で分解されたオキサラト錯塩由来の分解物が、正極側に移動することによって、正極活物質粒子の表面に低抵抗のリチウムイオン伝導性被膜が形成されると推測される。単粒子として存在している正極活物質粒子の表面に被膜が形成されることで充放電時の正極活物質層の膨張収縮等による接触抵抗の増加を低減することが可能となるため、当該非水電解質蓄電素子は高温下における充放電サイクル後の交流抵抗の増加率が低く、かつ容量維持率が高くなると考えられる。 The non-aqueous electrolyte electricity storage element has a positive electrode having a positive electrode active material layer containing positive electrode active material particles having a ratio of secondary particle size to primary particle size of 1 or more and 3 or less, and wherein the non-aqueous electrolyte contains an oxalato complex salt. By containing it, the rate of increase in AC resistance after charge/discharge cycles at high temperatures is low and the capacity retention rate is high. Although the reason for this is not certain, it is thought to be as follows. When the positive electrode active material layer of the positive electrode of a non-aqueous electrolyte storage element contains a single particle positive electrode active material, the capacity decreases due to disruption of the lithium ion conduction path due to grain boundary dissociation between primary particles that may occur during charge/discharge cycles. Decrease in retention rate can be suppressed. On the other hand, secondary particles are a state in which primary particles are aggregated by forming physical or chemical bonds between particles, whereas single particles are primary particles that are not bonded physically or chemically. Or it is in a state where there is little bonding. Since the contact area between single particles is smaller than that of secondary particles, the contact resistance between particles is larger than that of secondary particles. Therefore, when the positive electrode active material layer of the positive electrode of a non-aqueous electrolyte storage element contains a single particle positive electrode active material, the conductive path between the positive electrode active material particles is no longer maintained due to repeated charging and discharging in a high temperature environment. , it is thought that the AC resistance increases. In the non-aqueous electrolyte storage element, since the non-aqueous electrolyte contains an oxalato complex salt, the decomposition products derived from the oxalato complex decomposed on the negative electrode during charging and discharging move to the positive electrode side, thereby causing the positive electrode active material particles to It is assumed that a low-resistance lithium ion conductive film is formed on the surface. By forming a film on the surface of the positive electrode active material particles that exist as single particles, it is possible to reduce the increase in contact resistance due to expansion and contraction of the positive electrode active material layer during charging and discharging. It is thought that a water electrolyte storage element has a low rate of increase in AC resistance after charge/discharge cycles at high temperatures and a high capacity retention rate.

当該非水電解質蓄電素子は、上記正極活物質粒子が、外観上に粒界が存在しない粒子であると好ましい。「粒界」とは、多結晶体における各結晶粒子間の境界面のことをいい、「外観上に粒界が存在しない」とは、実質的に単一の粒子として存在していることを意味する。このような非水電解質蓄電素子は、高温下における充放電サイクル後の容量維持率の低下をさらに抑制することができる。一方、粒子間の接触抵抗や電解質との界面抵抗がより大きくなり、高温下における充放電サイクル後の交流抵抗の増加率がより大きくなると考えられる。当該非水電解質蓄電素子は、本発明の利点を十分に享受し、このような交流抵抗の増加率が低く、かつ容量維持率がより高くなる。 In the non-aqueous electrolyte storage element, the positive electrode active material particles preferably have no grain boundaries in appearance. "Grain boundary" refers to the interface between each crystal grain in a polycrystalline body, and "no grain boundary exists in appearance" means that it exists as a substantially single grain. means. Such a nonaqueous electrolyte storage element can further suppress a decrease in capacity retention rate after charge/discharge cycles at high temperatures. On the other hand, it is thought that the contact resistance between particles and the interfacial resistance with the electrolyte become larger, and the rate of increase in AC resistance after charge/discharge cycles at high temperatures becomes larger. The non-aqueous electrolyte storage element fully enjoys the advantages of the present invention, has a low rate of increase in AC resistance, and has a higher capacity retention rate.

当該非水電解質蓄電素子は、上記オキサラト錯塩がホウ素含有オキサラト錯塩及びリン含有オキサラト錯塩のうち少なくとも1種であると好ましい。このような非水電解質蓄電素子は、高温下における充放電サイクル後の交流抵抗の増加率をより低くすることができる。上記オキサラト錯塩が、ホウ素含有オキサラト錯塩又はリン含有オキサラト錯塩である場合、その分子内に分極したB-O結合又はP-O結合が存在することで、負極で生成されたその分解物が正極側に移動しやすくなると考えられる。これによって、単粒子として存在している正極活物質粒子の表面に安定かつ界面抵抗の小さいリチウムイオン伝導性被膜を効率的に形成すると考えられる。 In the non-aqueous electrolyte storage device, the oxalato complex salt is preferably at least one of a boron-containing oxalato complex salt and a phosphorus-containing oxalato complex salt. Such a non-aqueous electrolyte storage element can lower the rate of increase in AC resistance after charge/discharge cycles at high temperatures. When the above-mentioned oxalato complex salt is a boron-containing oxalato complex salt or a phosphorus-containing oxalato complex salt, the presence of a polarized B-O bond or P-O bond in the molecule causes the decomposition product generated at the negative electrode to be transferred to the positive electrode side. It is thought that it will be easier to move. This is thought to efficiently form a stable lithium ion conductive film with low interfacial resistance on the surface of the positive electrode active material particles existing as single particles.

以下、本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子の構成、非水電解質蓄電装置の構成及び非水電解質蓄電素子の製造方法について詳述する。なお、各実施形態に用いられる各構成要素の名称は、背景技術に用いられる各構成要素の名称と異なる場合がある。適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。 Hereinafter, the configuration of a non-aqueous electrolyte power storage element, the configuration of a non-aqueous electrolyte power storage device, and the method for manufacturing a non-aqueous electrolyte power storage element according to an embodiment of the present invention will be described in detail. Note that the name of each component used in each embodiment may be different from the name of each component used in the background art. Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.

<非水電解質蓄電素子の構成>
本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子(以下、単に「蓄電素子」ともいう。)は、正極と、負極と、非水電解質とを備える。上記正極及び上記負極は、通常、セパレータを介して積層又は巻回された電極体を形成する。この電極体はケースに収納され、このケース内に非水電解質が充填される。上記ケースとしては、非水電解質二次電池のケースとして通常用いられる公知の金属ケース、樹脂ケース等を用いることができる。非水電解質は、正極と負極との間に介在する。非水電解質蓄電素子の一例として、非水電解質二次電池(以下、単に「二次電池」ともいう。)について説明する。
<Configuration of non-aqueous electrolyte storage element>
A nonaqueous electrolyte storage device (hereinafter also simply referred to as a “power storage device”) according to an embodiment of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, and a nonaqueous electrolyte. The above-mentioned positive electrode and the above-mentioned negative electrode usually form an electrode body that is laminated or wound with a separator interposed in between. This electrode body is housed in a case, and the case is filled with a nonaqueous electrolyte. As the case, a known metal case, resin case, etc. that are commonly used as cases for non-aqueous electrolyte secondary batteries can be used. A non-aqueous electrolyte is interposed between the positive electrode and the negative electrode. As an example of a non-aqueous electrolyte storage element, a non-aqueous electrolyte secondary battery (hereinafter also simply referred to as a "secondary battery") will be described.

(正極)
上記正極は、正極基材と、正極活物質層とを有する。上記正極活物質層は、上記正極基材の少なくとも一方の面に沿って直接又は中間層を介して積層される。
(positive electrode)
The positive electrode has a positive electrode base material and a positive electrode active material layer. The positive electrode active material layer is laminated along at least one surface of the positive electrode base material directly or via an intermediate layer.

上記正極基材は、導電性を有する基材である。「導電性」を有するとは、JIS-H-0505(1975年)に準拠して測定される体積抵抗率が10Ω・cm以下であることを意味し、「非導電性」とは、上記体積抵抗率が10Ω・cm超であることを意味する。上記正極基材の材質としては、アルミニウム、チタン、タンタル、ステンレス鋼等の金属又はこれらの合金が用いられる。これらの中でも耐電位性、導電性の高さ、及びコストの観点からアルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。上記正極基材の形状としては、箔、蒸着膜、メッシュ、多孔質材料等が挙げられ、コストの観点から箔が好ましい。したがって、上記正極基材としてはアルミニウム箔又はアルミニウム合金箔が好ましい。アルミニウム又はアルミニウム合金としては、JIS-H-4000(2014年)又はJIS-H-4160(2006年)に規定されるA1085、A3003、A1N30等が例示できる。 The positive electrode base material is a conductive base material. "Conductive" means that the volume resistivity measured in accordance with JIS-H-0505 (1975) is 10 7 Ω・cm or less, and "non-conductive" means that This means that the volume resistivity is more than 10 7 Ω·cm. As the material of the positive electrode base material, metals such as aluminum, titanium, tantalum, stainless steel, or alloys thereof are used. Among these, aluminum or aluminum alloy is preferred from the viewpoint of potential resistance, high conductivity, and cost. Examples of the shape of the positive electrode base material include foil, vapor deposited film, mesh, porous material, etc. Foil is preferable from the viewpoint of cost. Therefore, the positive electrode base material is preferably aluminum foil or aluminum alloy foil. Examples of aluminum or aluminum alloy include A1085, A3003, A1N30, etc. specified in JIS-H-4000 (2014) or JIS-H-4160 (2006).

上記正極基材の平均厚さは、3μm以上50μm以下が好ましく、5μm以上40μm以下がより好ましく、8μm以上30μm以下がさらに好ましく、10μm以上25μm以下が特に好ましい。上記正極基材の平均厚さを上記の範囲とすることで、上記正極基材の強度を高めつつ、二次電池の体積当たりのエネルギー密度を高めることができる。「平均厚さ」とは、所定の面積の基材を打ち抜いた際の打ち抜き質量を、基材の真密度及び打ち抜き面積で除した値をいう。後述する負極基材の「平均厚さ」も同様に定義される。 The average thickness of the positive electrode base material is preferably 3 μm or more and 50 μm or less, more preferably 5 μm or more and 40 μm or less, even more preferably 8 μm or more and 30 μm or less, and particularly preferably 10 μm or more and 25 μm or less. By setting the average thickness of the positive electrode base material within the above range, it is possible to increase the energy density per volume of the secondary battery while increasing the strength of the positive electrode base material. "Average thickness" refers to the value obtained by dividing the punching mass when punching a base material of a predetermined area by the true density and punching area of the base material. The "average thickness" of the negative electrode base material, which will be described later, is defined similarly.

上記中間層は、上記正極基材と上記正極活物質層との間に配される層である。上記中間層は、炭素粒子等の導電剤を含むことで上記正極基材と上記正極活物質層との接触抵抗を低減する。上記中間層の構成は特に限定されず、例えば、バインダ及び導電剤を含む。 The intermediate layer is a layer disposed between the positive electrode base material and the positive electrode active material layer. The intermediate layer reduces contact resistance between the positive electrode base material and the positive electrode active material layer by containing a conductive agent such as carbon particles. The structure of the intermediate layer is not particularly limited, and includes, for example, a binder and a conductive agent.

上記正極活物質層は、正極活物質を含むいわゆる正極合剤から形成される。上記正極活物質層は、必要に応じて、導電剤、バインダ(結着剤)、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。 The positive electrode active material layer is formed from a so-called positive electrode mixture containing a positive electrode active material. The positive electrode active material layer contains optional components such as a conductive agent, a binder, a thickener, and a filler, as necessary.

上記正極活物質としては、公知の正極活物質の中から適宜選択できる。リチウムイオン二次電池用の正極活物質としては、通常、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる材料が用いられる。このような正極活物質としては、例えば、α-NaFeO型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物、スピネル型結晶構造を有するリチウム遷移金属酸化物等、ポリアニオン化合物、カルコゲン化合物、硫黄等が挙げられる。α-NaFeO型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物として、例えば、Li[LiNi1-x]O(0≦x<0.5)、Li[LiNiγCo1-x-γ]O(0≦x<0.5、0<γ<1)、Li[LiCo1-x]O(0≦x<0.5)、Li[LiNiγMn1-x-γ]O(0≦x<0.5、0<γ<1)、Li[LiNiγMnβCo1-x-γ-β]O(0≦x<0.5、0<γ、0<β、0.5<γ+β<1)、Li[LiNiγCoβAl1-x-γ-β]O(0≦x<0.5、0<γ、0<β、0.5<γ+β<1)等が挙げられる。スピネル型結晶構造を有するリチウム遷移金属酸化物として、LiMn,LiNiγMn2-γ等が挙げられる。ポリアニオン化合物として、LiFePO、LiMnPO、LiNiPO、LiCoPO、Li(PO、LiMnSiO、LiCoPOF等が挙げられる。カルコゲン化合物として、二硫化チタン、二硫化モリブデン、二酸化モリブデン等が挙げられる。これらの材料中の原子又はポリアニオンは、他の元素からなる原子又はアニオン種で一部が置換されていてもよい。これらの材料は表面が他の材料で被覆されていてもよい。上記正極活物質層においては、これら材料の1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 The positive electrode active material can be appropriately selected from known positive electrode active materials. As a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery, a material that can insert and release lithium ions is usually used. Examples of such positive electrode active materials include lithium transition metal composite oxides having an α- NaFeO2 type crystal structure, lithium transition metal oxides having a spinel type crystal structure, polyanion compounds, chalcogen compounds, sulfur, and the like. It will be done. Examples of lithium transition metal composite oxides having α-NaFeO type 2 crystal structure include Li[Li x Ni 1-x ]O 2 (0≦x<0.5), Li[Li x Ni γ Co 1-x -γ ]O 2 (0≦x<0.5, 0<γ<1), Li[Li x Co 1-x ]O 2 (0≦x<0.5), Li[Li x Ni γ Mn 1 -x-γ ]O 2 (0≦x<0.5, 0<γ<1), Li[Li x Ni γ Mn β Co 1-x-γ-β ]O 2 (0≦x<0.5 , 0<γ, 0<β, 0.5<γ+β<1), Li[Li x Ni γ Co β Al 1-x-γ-β ]O 2 (0≦x<0.5, 0<γ, Examples include 0<β, 0.5<γ+β<1). Examples of lithium transition metal oxides having a spinel crystal structure include Li x Mn 2 O 4 and Li x Ni γ Mn 2-γ O 4 . Examples of the polyanion compound include LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiNiPO 4 , LiCoPO 4 , Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 , Li 2 MnSiO 4 , Li 2 CoPO 4 F, and the like. Examples of chalcogen compounds include titanium disulfide, molybdenum disulfide, molybdenum dioxide, and the like. Atoms or polyanions in these materials may be partially substituted with atoms or anion species of other elements. The surfaces of these materials may be coated with other materials. In the positive electrode active material layer, one type of these materials may be used alone, or two or more types may be used in combination.

上記正極活物質としては、α-NaFeO型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物が好ましく、下記式1で表される化合物がより好ましい。
Li1+αMe1-α ・・・1
ただし、上記式1中、Meはニッケル元素、コバルト元素、マンガン元素等の遷移金属元素又はアルミニウム元素である。Meは、1種又は2種以上の金属元素であってよい。また、0≦α<1である。このような正極活物質を用いることで、エネルギー密度をより高めることができる。
As the positive electrode active material, a lithium transition metal composite oxide having an α-NaFeO 2 type crystal structure is preferable, and a compound represented by the following formula 1 is more preferable.
Li 1+α Me 1-α O 2 ...1
However, in the above formula 1, Me is a transition metal element such as a nickel element, a cobalt element, or a manganese element, or an aluminum element. Me may be one or more metal elements. Further, 0≦α<1. By using such a positive electrode active material, energy density can be further increased.

上記式1中、Meはニッケル元素、コバルト元素及びマンガン元素を含むことがさらに好ましい。すなわち、上記正極活物質としては、上記式1で表され、かつニッケル元素、コバルト元素及びマンガン元素を含むリチウム遷移金属複合酸化物であることが好ましい。このような正極活物質として、例えばLi[LiNiγMnβCo1-x-γ-β]O(0≦x<0.5、0<γ、0<β、0.5<γ+β<1)等が挙げられる。このような正極活物質を用いた非水電解質蓄電素子は、高いエネルギー密度と低コスト性を兼ね備えることができる。一方、正極活物質層が上記のようなリチウム遷移金属複合酸化物の単粒子を含むことで、正極活物質粒子間の導電経路が維持されなくなり、非水電解質蓄電素子の交流抵抗がより大きくなると考えられる。本発明に上記リチウム遷移金属複合酸化物を用いることで、このような交流抵抗増加の不都合を解消することができる。 In the above formula 1, it is more preferable that Me contains a nickel element, a cobalt element, and a manganese element. That is, the positive electrode active material is preferably a lithium-transition metal composite oxide represented by the above formula 1 and containing a nickel element, a cobalt element, and a manganese element. As such a positive electrode active material, for example, Li[Li x Ni γ Mn β Co 1-x-γ-β ]O 2 (0≦x<0.5, 0<γ, 0<β, 0.5<γ+β <1) etc. A nonaqueous electrolyte storage device using such a positive electrode active material can have both high energy density and low cost. On the other hand, when the positive electrode active material layer contains single particles of the lithium transition metal composite oxide as described above, the conductive path between the positive electrode active material particles is no longer maintained, and the AC resistance of the nonaqueous electrolyte storage element becomes larger. Conceivable. By using the above-mentioned lithium transition metal composite oxide in the present invention, it is possible to eliminate such a disadvantage of increased AC resistance.

後述する正極活物質粒子を容易に単粒子化する観点から、上記式1中、Meが実質的にコバルト元素のみから構成されていることも好ましい。すなわち、上記正極活物質としては、上記式1で表され、かつ実質的にコバルト元素のみを含むリチウム遷移金属複合酸化物であることも好ましい。このような正極活物質として、例えばLi[LiCo1-x]O(0≦x<0.5)等が挙げられる。 From the viewpoint of easily making the positive electrode active material particles described later into single particles, it is also preferable that Me in the above formula 1 is substantially composed only of the cobalt element. That is, it is also preferable that the positive electrode active material is a lithium transition metal composite oxide represented by the above formula 1 and containing substantially only the cobalt element. Examples of such positive electrode active materials include Li[Li x Co 1-x ]O 2 (0≦x<0.5).

上記正極活物質層における上記正極活物質の含有量は、50質量%以上99質量%以下が好ましく、70質量%以上98質量%以下がより好ましく、80質量%以上95質量%以下がさらに好ましい。上記正極活物質の含有量を上記の範囲とすることで、上記正極活物質層の高エネルギー密度化と製造性を両立できる。 The content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is preferably 50% by mass or more and 99% by mass or less, more preferably 70% by mass or more and 98% by mass or less, and even more preferably 80% by mass or more and 95% by mass or less. By setting the content of the positive electrode active material within the above range, it is possible to achieve both high energy density and manufacturability of the positive electrode active material layer.

上記正極活物質層における上記正極活物質は、粒子状である。すなわち、上記正極活物質層は正極活物質粒子を含有する。上記正極活物質粒子の一次粒子径に対する二次粒子径の比は1以上3以下である。上記正極活物質粒子の一次粒子径に対する二次粒子径の比を上記範囲とすることで、非水電解質蓄電素子の充放電サイクル時に生じうる粒子の粒界解離に係るリチウムイオンの伝導経路の断絶等を抑制し、充放電サイクル後の容量維持率の低下を抑制することができる。また、容量維持率の低下をより抑制するという観点からは、一次粒子径に対する二次粒子径の比は1以上2.5以下であるとより好ましく、1以上2以下であるとさらに好ましく、1以上1.5以下であるとよりさらに好ましい。 The positive electrode active material in the positive electrode active material layer is in the form of particles. That is, the positive electrode active material layer contains positive electrode active material particles. The ratio of the secondary particle diameter to the primary particle diameter of the positive electrode active material particles is 1 or more and 3 or less. By setting the ratio of the secondary particle diameter to the primary particle diameter of the positive electrode active material particles within the above range, the lithium ion conduction path associated with grain boundary dissociation of particles that may occur during charge/discharge cycles of the nonaqueous electrolyte storage element is interrupted. etc., and a decrease in capacity retention rate after charge/discharge cycles can be suppressed. Further, from the viewpoint of further suppressing a decrease in capacity retention rate, the ratio of the secondary particle size to the primary particle size is more preferably 1 or more and 2.5 or less, further preferably 1 or more and 2 or less, and 1 More preferably, it is 1.5 or less.

上記正極活物質粒子が、外観上に粒界が存在しない粒子であると好ましい。このような正極活物質粒子を用いた非水電解質蓄電素子は、充放電サイクル後の容量維持率の低下をさらに抑制することができる。例えば一次粒子径に対する二次粒子径の比が1以上2以下であると、上記正極活物質粒子の粒界が存在しない状態が外観上で確認される。一方、粒子間の接触抵抗や電解質との界面抵抗がより大きくなるため、このような不都合を解消する本発明の利点を十分に享受することができる。 The positive electrode active material particles preferably have no grain boundaries in appearance. A non-aqueous electrolyte storage element using such positive electrode active material particles can further suppress a decrease in capacity retention rate after charge/discharge cycles. For example, when the ratio of the secondary particle size to the primary particle size is 1 or more and 2 or less, it is visually confirmed that no grain boundaries exist in the positive electrode active material particles. On the other hand, since the contact resistance between the particles and the interfacial resistance with the electrolyte become larger, it is possible to fully enjoy the advantages of the present invention which eliminates such disadvantages.

上記正極活物質粒子の一次粒子径の下限は、0.1μmが好ましく、0.5μmがより好ましい。一方、上記正極活物質粒子の一次粒子径の上限は、20μmが好ましく、10μmがより好ましい。上記正極活物質粒子の一次粒子径を上記下限以上とすることで、上記正極活物質層の製造又は取り扱いが容易になる。また、上記正極活物質粒子の一次粒子径を上記上限以下とすることで、上記正極活物質層の電子伝導性が向上する。 The lower limit of the primary particle size of the positive electrode active material particles is preferably 0.1 μm, more preferably 0.5 μm. On the other hand, the upper limit of the primary particle diameter of the positive electrode active material particles is preferably 20 μm, more preferably 10 μm. By setting the primary particle diameter of the positive electrode active material particles to be equal to or larger than the above lower limit, the manufacturing or handling of the positive electrode active material layer becomes easy. Furthermore, by setting the primary particle diameter of the positive electrode active material particles to be equal to or less than the above upper limit, the electronic conductivity of the positive electrode active material layer is improved.

上記正極活物質粒子について、一次粒子径又は一次粒子径に対する二次粒子径の比を制御するためには、正極活物質粒子の製造工程において、焼成温度を高温にしたり焼成時間を長時間にしたりするなどして、複数の一次粒子を成長させて一次粒子径を大きくすることが可能である。あるいは、二次粒子を粉砕することにより一次粒子とすることが可能である。粉砕には、粉砕機や分級機等が用いられる。粉砕方法として、例えば、乳鉢、ボールミル、サンドミル、振動ボールミル、遊星ボールミル、ジェットミル、カウンタージェットミル、旋回気流型ジェットミル又は篩等を用いる方法が挙げられる。粉砕時には水、あるいはヘキサン等の有機溶剤を共存させた湿式粉砕を用いることもできる。分級方法としては、篩や風力分級機等が乾式、湿式ともに必要に応じて用いられる。また、単粒子である正極活物質粒子は、市販品を用いてもよい。 In order to control the primary particle size or the ratio of the secondary particle size to the primary particle size of the positive electrode active material particles, it is possible to increase the firing temperature or increase the firing time in the manufacturing process of the positive electrode active material particles. It is possible to increase the primary particle diameter by growing a plurality of primary particles. Alternatively, it is possible to obtain primary particles by crushing secondary particles. A crusher, a classifier, etc. are used for the crushing. Examples of the pulverization method include methods using a mortar, a ball mill, a sand mill, a vibrating ball mill, a planetary ball mill, a jet mill, a counter jet mill, a swirling jet mill, a sieve, and the like. At the time of pulverization, wet pulverization in which water or an organic solvent such as hexane is present can also be used. As for the classification method, a sieve, a wind classifier, etc. are used in both dry and wet methods as necessary. Moreover, a commercially available product may be used as the positive electrode active material particle which is a single particle.

上記導電剤は、導電性を有する材料であれば特に限定されない。このような導電剤としては、例えば、炭素質材料、金属、導電性セラミックス等が挙げられる。炭素質材料としては、黒鉛、非黒鉛質炭素、グラフェン系炭素等が挙げられる。非黒鉛質炭素としては、カーボンナノファイバー、ピッチ系炭素繊維、カーボンブラック等が挙げられる。カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等が挙げられる。グラフェン系炭素としては、グラフェン、カーボンナノチューブ(CNT)、フラーレン等が挙げられる。上記導電剤の形状としては、粉状、繊維状等が挙げられる。上記導電剤としては、これらの材料の1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。また、これらの材料を複合化して用いてもよい。例えば、カーボンブラックとCNTとを複合化した材料を用いてもよい。これらの中でも電子伝導性及び塗工性の観点よりカーボンブラックが好ましく、カーボンブラックの中でもアセチレンブラックが好ましい。 The conductive agent is not particularly limited as long as it is a conductive material. Examples of such conductive agents include carbonaceous materials, metals, conductive ceramics, and the like. Examples of the carbonaceous material include graphite, non-graphitic carbon, graphene-based carbon, and the like. Examples of non-graphitic carbon include carbon nanofibers, pitch-based carbon fibers, carbon black, and the like. Examples of carbon black include furnace black, acetylene black, Ketjen black, and the like. Examples of graphene-based carbon include graphene, carbon nanotubes (CNT), and fullerene. Examples of the shape of the conductive agent include powder, fiber, and the like. As the above-mentioned conductive agent, one type of these materials may be used alone, or two or more types may be used in combination. Further, these materials may be used in combination. For example, a composite material of carbon black and CNT may be used. Among these, carbon black is preferred from the viewpoint of electronic conductivity and coatability, and among carbon blacks, acetylene black is preferred.

上記正極活物質層における上記導電剤の含有量は、1質量%以上10質量%以下が好ましく、3質量%以上9質量%以下がより好ましい。上記導電剤の含有量を上記の範囲とすることで、二次電池のエネルギー密度を高めることができる。 The content of the conductive agent in the positive electrode active material layer is preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 3% by mass or more and 9% by mass or less. By setting the content of the conductive agent within the above range, the energy density of the secondary battery can be increased.

上記バインダとしては、例えば、フッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリル、ポリイミド等の熱可塑性樹脂;エチレン-プロピレン-ジエンゴム(EPDM)、スルホン化EPDM、スチレンブタジエンゴム(SBR)、フッ素ゴム等のエラストマー;多糖類高分子等が挙げられる。 Examples of the binder include fluororesins (polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), etc.), thermoplastic resins such as polyethylene, polypropylene, polyacrylic, polyimide, etc.; ethylene-propylene-diene rubber (EPDM); Examples include elastomers such as sulfonated EPDM, styrene butadiene rubber (SBR), and fluororubber; polysaccharide polymers, and the like.

上記正極活物質層における上記バインダの含有量は、1質量%以上10質量%以下が好ましく、3質量%以上9質量%以下がより好ましい。上記バインダの含有量を上記の範囲とすることで、活物質を安定して保持することができる。 The content of the binder in the positive electrode active material layer is preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 3% by mass or more and 9% by mass or less. By setting the content of the binder within the above range, the active material can be stably held.

上記増粘剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース(CMC)、メチルセルロース等の多糖類高分子が挙げられる。上記増粘剤がリチウム等と反応する官能基を有する場合、予めメチル化等によりこの官能基を失活させてもよい。 Examples of the thickener include polysaccharide polymers such as carboxymethylcellulose (CMC) and methylcellulose. When the thickener has a functional group that reacts with lithium or the like, this functional group may be deactivated in advance by methylation or the like.

上記フィラーは、特に限定されない。上記フィラーとしては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、二酸化ケイ素、アルミナ、二酸化チタン、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、アルミノケイ酸塩等の無機酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム等の水酸化物、炭酸カルシウム等の炭酸塩、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、硫酸バリウム等の難溶性のイオン結晶、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物、タルク、モンモリロナイト、ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン、ムライト、スピネル、オリビン、セリサイト、ベントナイト、マイカ等の鉱物資源由来物質又はこれらの人造物等が挙げられる。 The above filler is not particularly limited. The above fillers include polyolefins such as polypropylene and polyethylene, inorganic oxides such as silicon dioxide, alumina, titanium dioxide, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, magnesium oxide, and aluminosilicate, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, and water. Hydroxides such as aluminum oxide, carbonates such as calcium carbonate, poorly soluble ionic crystals such as calcium fluoride, barium fluoride, barium sulfate, nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride, talc, montmorillonite, boehmite, zeolite , apatite, kaolin, mullite, spinel, olivine, sericite, bentonite, mica, and other materials derived from mineral resources, or artificial products thereof.

上記正極活物質層は、B、N、P、F、Cl、Br、I等の典型非金属元素、Li、Na、Mg、Al、K、Ca、Zn、Ga、Ge、Sn、Sr、Ba等の典型金属元素、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Zr、Nb、W等の遷移金属元素を正極活物質、導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー以外の成分として含有してもよい。 The positive electrode active material layer includes typical nonmetallic elements such as B, N, P, F, Cl, Br, and I, Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Zn, Ga, Ge, Sn, Sr, and Ba. Typical metal elements such as Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Zr, Nb, W and other transition metal elements are used as positive electrode active materials, conductive agents, binders, thickeners, It may be contained as a component other than filler.

(負極)
上記負極は、負極基材と、負極活物質層とを有する。上記負極活物質層は、負極活物質を含有する。上記負極活物質層は、上記負極基材の少なくとも一方の面に沿って直接又は中間層を介して積層される。中間層の構成は特に限定されず、例えば上記正極で例示した構成から選択することができる。
(Negative electrode)
The negative electrode has a negative electrode base material and a negative electrode active material layer. The negative electrode active material layer contains a negative electrode active material. The negative electrode active material layer is laminated along at least one surface of the negative electrode base material directly or via an intermediate layer. The configuration of the intermediate layer is not particularly limited, and can be selected from, for example, the configurations exemplified for the positive electrode.

上記負極基材は、導電性を有する。上記負極基材の材質としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼、アルミニウム等の金属又はこれらの合金が用いられる。これらの中でも銅又は銅合金が好ましい。上記負極基材としては、箔、蒸着膜、メッシュ、多孔質材料等が挙げられ、コストの観点から箔が好ましい。したがって、上記負極基材としては銅箔又は銅合金箔が好ましい。銅箔の例としては、圧延銅箔、電解銅箔等が挙げられる。 The negative electrode base material has electrical conductivity. As the material of the negative electrode base material, metals such as copper, nickel, stainless steel, nickel-plated steel, aluminum, or alloys thereof are used. Among these, copper or copper alloy is preferred. Examples of the negative electrode base material include foil, vapor deposited film, mesh, porous material, etc. Foil is preferred from the viewpoint of cost. Therefore, copper foil or copper alloy foil is preferable as the negative electrode base material. Examples of copper foil include rolled copper foil, electrolytic copper foil, and the like.

上記負極基材の平均厚さは、2μm以上35μm以下が好ましく、3μm以上30μm以下がより好ましく、4μm以上25μm以下がさらに好ましく、5μm以上20μm以下が特に好ましい。上記負極基材の平均厚さを上記の範囲とすることで、負極基材の強度を高めつつ、二次電池の体積当たりのエネルギー密度を高めることができる。 The average thickness of the negative electrode base material is preferably 2 μm or more and 35 μm or less, more preferably 3 μm or more and 30 μm or less, even more preferably 4 μm or more and 25 μm or less, and particularly preferably 5 μm or more and 20 μm or less. By setting the average thickness of the negative electrode base material within the above range, it is possible to increase the energy density per volume of the secondary battery while increasing the strength of the negative electrode base material.

上記負極活物質層は、負極活物質を含む。上記負極活物質層は、必要に応じて導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー等の任意成分は、上記正極で例示した材料から選択できる。 The negative electrode active material layer includes a negative electrode active material. The negative electrode active material layer contains optional components such as a conductive agent, a binder, a thickener, and a filler, as necessary. Optional components such as a conductive agent, a binder, a thickener, and a filler can be selected from the materials exemplified for the positive electrode.

上記負極活物質層は、B、N、P、F、Cl、Br、I等の典型非金属元素、Li、Na、Mg、Al、K、Ca、Zn、Ga、Ge、Sn、Sr、Ba等の典型金属元素、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Zr、Ta、Hf、Nb、W等の遷移金属元素を負極活物質、導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー以外の成分として含有してもよい。 The negative electrode active material layer contains typical nonmetallic elements such as B, N, P, F, Cl, Br, and I, Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Zn, Ga, Ge, Sn, Sr, and Ba. Typical metal elements such as Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Zr, Ta, Hf, Nb, W and other transition metal elements are used as negative electrode active materials, conductive agents, binders, It may be contained as a component other than the thickener and filler.

上記負極活物質としては、公知の負極活物質の中から適宜選択できる。リチウムイオン二次電池用の負極活物質としては、通常、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる材料が用いられる。上記負極活物質としては、例えば、金属Li;Si、Sn等の金属又は半金属;Si酸化物、Ti酸化物、Sn酸化物等の金属酸化物又は半金属酸化物;LiTi12、LiTiO、TiNb等のチタン含有酸化物;ポリリン酸化合物;炭化ケイ素;黒鉛(グラファイト)、非黒鉛質炭素(易黒鉛化性炭素又は難黒鉛化性炭素)等の炭素材料等が挙げられる。これらの材料の中でも、黒鉛又は非黒鉛質炭素を含む負極活物質を用いると好ましい。なお、上記負極活物質層においては、これら材料の1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 The negative electrode active material can be appropriately selected from known negative electrode active materials. As a negative electrode active material for a lithium ion secondary battery, a material that can insert and release lithium ions is usually used. Examples of the negative electrode active material include metal Li; metals or semimetals such as Si and Sn; metal oxides or semimetal oxides such as Si oxide, Ti oxide, and Sn oxide; Li 4 Ti 5 O 12 , LiTiO 2 , TiNb 2 O 7 and other titanium-containing oxides; polyphosphoric acid compounds; silicon carbide; carbon materials such as graphite, non-graphitizable carbon (easily graphitizable carbon or non-graphitizable carbon), etc. Can be mentioned. Among these materials, it is preferable to use a negative electrode active material containing graphite or non-graphitic carbon. In addition, in the negative electrode active material layer, one type of these materials may be used alone, or two or more types may be used in combination.

「黒鉛」とは、充放電前又は放電状態において、X線回折法により決定される(002)面の平均格子面間隔(d002)が0.33nm以上0.34nm未満の炭素材料をいう。黒鉛としては、天然黒鉛、人造黒鉛が挙げられる。安定した物性の材料を入手できるという観点で、人造黒鉛が好ましい。 "Graphite" refers to a carbon material having an average lattice spacing (d 002 ) of the (002) plane of 0.33 nm or more and less than 0.34 nm before charging and discharging or in a discharge state, as determined by X-ray diffraction. Examples of graphite include natural graphite and artificial graphite. Artificial graphite is preferred from the viewpoint of being able to obtain a material with stable physical properties.

「非黒鉛質炭素」とは、充放電前又は放電状態においてX線回折法により決定される(002)面の平均格子面間隔(d002)が0.34nm以上0.42nm以下の炭素材料をいう。非黒鉛質炭素としては、難黒鉛化性炭素や、易黒鉛化性炭素が挙げられる。非黒鉛質炭素としては、例えば、樹脂由来の材料、石油ピッチまたは石油ピッチ由来の材料、石油コークスまたは石油コークス由来の材料、植物由来の材料、アルコール由来の材料等が挙げられる。 "Non-graphitic carbon" refers to a carbon material whose average lattice spacing (d 002 ) of the (002) plane is 0.34 nm or more and 0.42 nm or less, as determined by X-ray diffraction before charging and discharging or in a discharge state. say. Examples of non-graphitic carbon include non-graphitizable carbon and easily graphitizable carbon. Examples of the non-graphitic carbon include resin-derived materials, petroleum pitch or petroleum pitch-derived materials, petroleum coke or petroleum coke-derived materials, plant-derived materials, alcohol-derived materials, and the like.

ここで、「放電状態」とは、負極活物質である炭素材料から、充放電に伴い吸蔵放出可能なリチウムイオンが十分に放出されるように放電された状態を意味する。例えば、負極活物質として炭素材料を含む負極を作用極として、金属Liを対極として用いた単極電池において、開回路電圧が0.7V以上である状態である。 Here, the term "discharged state" refers to a state in which the carbon material, which is the negative electrode active material, is discharged such that lithium ions that can be intercalated and released are sufficiently released during charging and discharging. For example, in a monopolar battery using a negative electrode containing a carbon material as a negative electrode active material as a working electrode and metal Li as a counter electrode, the open circuit voltage is 0.7 V or more.

「難黒鉛化性炭素」とは、上記d002が0.36nm以上0.42nm以下の炭素材料をいう。 "Non-graphitizable carbon" refers to a carbon material in which the above d 002 is 0.36 nm or more and 0.42 nm or less.

「易黒鉛化性炭素」とは、上記d002が0.34nm以上0.36nm未満の炭素材料をいう。 "Graphitizable carbon" refers to a carbon material in which the above d 002 is 0.34 nm or more and less than 0.36 nm.

上記負極活物質は、通常、粒子(粉体)である。上記負極活物質の平均粒径は、例えば、1nm以上100μm以下とすることができる。上記負極活物質が例えば炭素材料、チタン含有酸化物又はポリリン酸化合物である場合、その平均粒径は1μm以上100μm以下が好ましい場合がある。上記負極活物質が、Si、Sn、Si酸化物、又は、Sn酸化物等である場合、その平均粒径は、1nm以上1μm以下が好ましい場合がある。上記負極活物質の平均粒径を上記下限以上とすることで、上記負極活物質の製造又は取り扱いが容易になる。上記負極活物質の平均粒径を上記上限以下とすることで、上記負極活物質層の電子伝導性が向上する。粉体を所定の粒径で得るためには粉砕機や分級機等が用いられる。粉砕方法及び分級方法は、例えば、上記正極で例示した方法から選択できる。負極活物質が金属Li等の金属である場合、負極活物質は、箔状であってもよい。 The negative electrode active material is usually particles (powder). The average particle size of the negative electrode active material can be, for example, 1 nm or more and 100 μm or less. When the negative electrode active material is, for example, a carbon material, a titanium-containing oxide, or a polyphosphoric acid compound, the average particle size may preferably be 1 μm or more and 100 μm or less. When the negative electrode active material is Si, Sn, Si oxide, Sn oxide, or the like, the average particle size may preferably be 1 nm or more and 1 μm or less. By setting the average particle size of the negative electrode active material to be equal to or larger than the lower limit, the negative electrode active material can be manufactured or handled easily. By setting the average particle size of the negative electrode active material to be equal to or less than the above upper limit, the electronic conductivity of the negative electrode active material layer is improved. A pulverizer, classifier, etc. are used to obtain powder with a predetermined particle size. The pulverization method and classification method can be selected from, for example, the methods exemplified for the positive electrode. When the negative electrode active material is a metal such as metal Li, the negative electrode active material may be in the form of a foil.

上記負極活物質層における上記負極活物質の含有量は、60質量%以上99質量%以下が好ましく、90質量%以上98質量%以下がより好ましい。上記負極活物質の含有量を上記の範囲とすることで上記負極活物質層の高エネルギー密度化と製造性を両立できる。 The content of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer is preferably 60% by mass or more and 99% by mass or less, more preferably 90% by mass or more and 98% by mass or less. By setting the content of the negative electrode active material within the above range, it is possible to achieve both high energy density and manufacturability of the negative electrode active material layer.

(セパレータ)
上記セパレータは、公知のセパレータの中から適宜選択できる。上記セパレータとして、例えば、基材層のみからなるセパレータ、基材層の一方の面又は双方の面に耐熱粒子とバインダとを含む耐熱層が形成されたセパレータ等を使用することができる。上記セパレータの基材層の形状としては、例えば、織布、不織布、多孔質樹脂フィルム等が挙げられる。これらの形状の中でも、強度の観点から多孔質樹脂フィルムが好ましく、非水電解質の保液性の観点から不織布が好ましい。上記セパレータの基材層の材料としては、シャットダウン機能の観点から例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンが好ましく、耐酸化分解性の観点から例えばポリイミドやアラミド等が好ましい。上記セパレータの基材層として、これらの樹脂を複合した材料を用いてもよい。
(Separator)
The separator can be appropriately selected from known separators. As the separator, for example, a separator consisting of only a base material layer, a separator in which a heat resistant layer containing heat resistant particles and a binder is formed on one or both surfaces of the base material layer, etc. can be used. Examples of the shape of the base material layer of the separator include woven fabric, nonwoven fabric, porous resin film, and the like. Among these shapes, a porous resin film is preferred from the viewpoint of strength, and a nonwoven fabric is preferred from the viewpoint of liquid retention of the nonaqueous electrolyte. As the material for the base layer of the separator, polyolefins such as polyethylene and polypropylene are preferred from the viewpoint of shutdown function, and polyimide, aramid, etc. are preferred from the viewpoint of oxidative decomposition resistance. A composite material of these resins may be used as the base material layer of the separator.

上記耐熱層に含まれる耐熱粒子は、1気圧の空気雰囲気下で室温から500℃まで昇温したときの質量減少が5%以下であるものが好ましく、1気圧の空気雰囲気下で室温から800℃まで昇温したときの質量減少が5%以下であるものがさらに好ましい。質量減少が所定以下である材料として無機化合物が挙げられる。このような無機化合物として、例えば、酸化鉄、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、アルミノケイ酸塩等の酸化物;水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム等の水酸化物;窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物;炭酸カルシウム等の炭酸塩;硫酸バリウム等の硫酸塩;フッ化カルシウム、フッ化バリウム、チタン酸バリウム等の難溶性のイオン結晶;シリコン、ダイヤモンド等の共有結合性結晶;タルク、モンモリロナイト、ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン、ムライト、スピネル、オリビン、セリサイト、ベントナイト、マイカ等の鉱物資源由来物質又はこれらの人造物等が挙げられる。このような無機化合物として、これらの物質の単体又は複合体を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。これらの無機化合物の中でも、非水電解質蓄電素子の安全性の観点から、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、又はアルミノケイ酸塩が好ましい。 The heat-resistant particles contained in the heat-resistant layer are preferably those whose mass decreases by 5% or less when the temperature is raised from room temperature to 500°C in an air atmosphere of 1 atm, and when heated from room temperature to 800°C in an air atmosphere of 1 atm. It is more preferable that the mass decrease when the temperature is increased to 5% or less. Inorganic compounds are examples of materials whose mass loss is less than a predetermined value. Such inorganic compounds include, for example, oxides such as iron oxide, silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, magnesium oxide, aluminosilicate; magnesium hydroxide, hydroxide; Hydroxides such as calcium and aluminum hydroxide; Nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride; Carbonates such as calcium carbonate; Sulfates such as barium sulfate; Hardly soluble such as calcium fluoride, barium fluoride, and barium titanate. ionic crystals; covalent crystals such as silicon and diamond; substances derived from mineral resources such as talc, montmorillonite, boehmite, zeolite, apatite, kaolin, mullite, spinel, olivine, sericite, bentonite, mica, etc., or artificial products thereof, etc. can be mentioned. As such inorganic compounds, these substances may be used alone or in combination, or two or more types may be used in combination. Among these inorganic compounds, silicon oxide, aluminum oxide, or aluminosilicate is preferred from the viewpoint of safety of the nonaqueous electrolyte storage device.

上記セパレータの空孔率は、強度の観点から80体積%以下が好ましく、放電性能の観点から20体積%以上が好ましい。ここで、「空孔率」とは、体積基準の値であり、水銀ポロシメータでの測定値を意味する。 The porosity of the separator is preferably 80% by volume or less from the viewpoint of strength, and preferably 20% by volume or more from the viewpoint of discharge performance. Here, "porosity" is a value based on volume, and means a value measured with a mercury porosimeter.

上記セパレータとして、ポリマーと非水電解質とで構成されるポリマーゲルを用いてもよい。ポリマーとして、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリメチルメタアクリレート、ポリビニルアセテート、ポリビニルピロリドン、ポリフッ化ビニリデン等が挙げられる。ポリマーゲルを用いると、漏液を抑制する効果がある。上記セパレータとして、上述したような多孔質樹脂フィルム又は不織布等とポリマーゲルを併用してもよい。 A polymer gel composed of a polymer and a non-aqueous electrolyte may be used as the separator. Examples of the polymer include polyacrylonitrile, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polymethyl methacrylate, polyvinyl acetate, polyvinylpyrrolidone, polyvinylidene fluoride, and the like. Use of polymer gel has the effect of suppressing liquid leakage. As the separator, a porous resin film or nonwoven fabric as described above and a polymer gel may be used in combination.

(非水電解質)
上記非水電解質は、非水溶媒と、この非水溶媒に溶解されている電解質塩と添加剤とを含む。上記非水電解質は、上記添加剤としてオキサラト錯塩を含有する。
(Nonaqueous electrolyte)
The nonaqueous electrolyte includes a nonaqueous solvent, an electrolyte salt dissolved in the nonaqueous solvent, and an additive. The non-aqueous electrolyte contains an oxalate complex salt as the additive.

上記非水溶媒としては、公知の非水溶媒の中から適宜選択できる。上記非水溶媒としては、環状カーボネート、鎖状カーボネート、カルボン酸エステル、リン酸エステル、スルホン酸エステル、エーテル、アミド、ニトリル等が挙げられる。上記非水溶媒として、これらの化合物に含まれる水素原子の一部がハロゲンに置換されたものを用いてもよい。 The non-aqueous solvent can be appropriately selected from known non-aqueous solvents. Examples of the non-aqueous solvent include cyclic carbonates, chain carbonates, carboxylic esters, phosphoric esters, sulfonic esters, ethers, amides, nitriles, and the like. As the above-mentioned non-aqueous solvent, compounds in which some of the hydrogen atoms contained in these compounds are replaced with halogens may be used.

環状カーボネートとしては、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、ビニレンカーボネート(VC)、ビニルエチレンカーボネート(VEC)、クロロエチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート(FEC)、ジフルオロエチレンカーボネート(DFEC)、スチレンカーボネート、1-フェニルビニレンカーボネート、1,2-ジフェニルビニレンカーボネート等が挙げられる。これらの中でもEC又はPCが好ましい。 Examples of cyclic carbonates include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), vinylene carbonate (VC), vinylethylene carbonate (VEC), chloroethylene carbonate, fluoroethylene carbonate (FEC), and difluoroethylene carbonate. (DFEC), styrene carbonate, 1-phenylvinylene carbonate, 1,2-diphenylvinylene carbonate, and the like. Among these, EC or PC is preferred.

鎖状カーボネートとしては、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジフェニルカーボネート、トリフルオロエチルメチルカーボネート、ビス(トリフルオロエチル)カーボネート等が挙げられる。これらの中でもEMCが好ましい。 Examples of chain carbonates include diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), ethylmethyl carbonate (EMC), diphenyl carbonate, trifluoroethylmethyl carbonate, bis(trifluoroethyl) carbonate, and the like. Among these, EMC is preferred.

上記非水溶媒として、環状カーボネート又は鎖状カーボネートを用いることが好ましく、環状カーボネートと鎖状カーボネートとを併用することがより好ましい。環状カーボネートを用いることで、電解質塩の解離を促進して非水電解質のイオン伝導度を向上させることができる。鎖状カーボネートを用いることで、非水電解質の粘度を低く抑えることができる。環状カーボネートと鎖状カーボネートとを併用する場合、環状カーボネートと鎖状カーボネートとの体積比率(環状カーボネート:鎖状カーボネート)としては、例えば、5:95から50:50の範囲が好ましい。 As the non-aqueous solvent, it is preferable to use a cyclic carbonate or a chain carbonate, and it is more preferable to use a cyclic carbonate and a chain carbonate together. By using a cyclic carbonate, it is possible to promote the dissociation of the electrolyte salt and improve the ionic conductivity of the nonaqueous electrolyte. By using chain carbonate, the viscosity of the nonaqueous electrolyte can be kept low. When a cyclic carbonate and a chain carbonate are used together, the volume ratio of the cyclic carbonate to the chain carbonate (cyclic carbonate: chain carbonate) is preferably in the range of, for example, 5:95 to 50:50.

上記電解質塩としては、公知の電解質塩から適宜選択できる。上記電解質塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、オニウム塩等が挙げられる。これらの中でもリチウム塩が好ましい。 The electrolyte salt can be appropriately selected from known electrolyte salts. Examples of the electrolyte salts include lithium salts, sodium salts, potassium salts, magnesium salts, onium salts, and the like. Among these, lithium salts are preferred.

リチウム塩としては、LiPF、LiPO、LiBF、LiClO、LiN(SOF)等の無機リチウム塩、LiSOCF、LiN(SOCF、LiN(SO、LiN(SOCF)(SO)、LiC(SOCF、LiC(SO等のハロゲン化炭化水素基を有するリチウム塩等が挙げられる。これらの中でも無機リチウム塩が好ましく、LiPFがより好ましい。 Examples of lithium salts include inorganic lithium salts such as LiPF 6 , LiPO 2 F 2 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiN(SO 2 F) 2 , LiSO 3 CF 3 , LiN(SO 2 CF 3 ) 2 , LiN(SO 2 Halogenated hydrocarbon groups such as C2F5 ) 2 , LiN( SO2CF3 )( SO2C4F9 ), LiC ( SO2CF3 ) 3 , LiC( SO2C2F5 ) 3, etc. Examples include lithium salts with Among these, inorganic lithium salts are preferred, and LiPF 6 is more preferred.

上記非水電解質における電解質塩の含有量は、0.1mol/dm以上2.5mol/dm以下であると好ましく、0.3mol/dm以上2.0mol/dm以下であるとより好ましく、0.5mol/dm以上1.7mol/dm以下であるとさらに好ましく、0.7mol/dm以上1.5mol/dm以下であると特に好ましい。上記電解質塩の含有量を上記の範囲とすることで、上記非水電解質のイオン伝導度を高めることができる。なお、上記非水電解質における電解質塩の含有量には、後述するオキサラト錯塩の含有量を含まない。 The content of the electrolyte salt in the nonaqueous electrolyte is preferably 0.1 mol/dm 3 or more and 2.5 mol/dm 3 or less, more preferably 0.3 mol/dm 3 or more and 2.0 mol/dm 3 or less. , more preferably 0.5 mol/dm 3 or more and 1.7 mol/dm 3 or less, particularly preferably 0.7 mol/dm 3 or more and 1.5 mol/dm 3 or less. By setting the content of the electrolyte salt within the above range, the ionic conductivity of the non-aqueous electrolyte can be increased. Note that the content of electrolyte salt in the non-aqueous electrolyte does not include the content of oxalate complex salt, which will be described later.

(オキサラト錯塩)
上記非水電解質は、オキサラト錯塩を含有する。オキサラト錯塩とは、少なくとも一つのシュウ酸イオン(C 2-)が中心元素と配位結合して形成されるオキサラト錯体の塩をいう。上記中心元素としては、例えば、ホウ素元素、リン元素、ケイ素元素等の非金属元素又は半金属元素や鉄元素、コバルト元素、マンガン元素、アルミニウム元素、クロム元素等の金属元素が例示される。上記非水電解質が上記オキサラト錯塩を含有することで、当該非水電解質蓄電素子は、高温下における充放電サイクル後の交流抵抗の増加率を低くすることができる。上記オキサラト錯塩は、充放電時に負極上で分解した後、その分解物が正極側に移動して単粒子として存在している正極活物質粒子の表面に安定かつ界面抵抗の小さいリチウムイオン伝導性被膜を形成すると考えられる。粒子表面に被膜が形成されることで充放電時の正極活物質層の膨張収縮等による接触抵抗の増加を低減することが可能となり、当該非水電解質蓄電素子は高温下における充放電サイクル後の交流抵抗の増加率を低くすることができると考えられる。
(Oxalate complex salt)
The non-aqueous electrolyte contains an oxalate complex salt. The oxalato complex salt refers to a salt of an oxalato complex formed by coordinate bonding of at least one oxalate ion (C 2 O 4 2- ) with a central element. Examples of the central element include nonmetallic elements or metalloid elements such as boron, phosphorus, and silicon, and metallic elements such as iron, cobalt, manganese, aluminum, and chromium. Since the non-aqueous electrolyte contains the oxalate complex salt, the non-aqueous electrolyte storage element can reduce the rate of increase in AC resistance after charge/discharge cycles at high temperatures. After the oxalate complex salt decomposes on the negative electrode during charging and discharging, the decomposed products migrate to the positive electrode side, forming a stable lithium ion conductive coating with low interfacial resistance on the surface of the positive electrode active material particles existing as single particles. It is thought that the formation of By forming a film on the particle surface, it is possible to reduce the increase in contact resistance due to expansion and contraction of the positive electrode active material layer during charging and discharging, and the non-aqueous electrolyte storage element can be It is considered that the rate of increase in AC resistance can be lowered.

上記オキサラト錯塩における、錯塩を形成するオキサラト錯体の対カチオンについては、特に制限はなく、例えば、リチウムカチオン、ナトリウムカチオン、カリウムカチオン、ルビジウムカチオン、セシウムカチオン、マグネシウムカチオン、カルシウムカチオン、バリウムカチオン、銀カチオン等の金属カチオン、テトラアルキルアンモニウムカチオン、テトラアルキルホスホニウムカチオン、イミダゾリウム誘導体カチオン等のオニウムカチオンが挙げられる。この中でも、リチウムカチオン、ナトリウムカチオン、カリウムカチオンが好ましく、リチウムカチオンがより好ましい。上記オキサラト錯体の対カチオンは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 The counter cation of the oxalato complex forming the complex salt in the above oxalato complex salt is not particularly limited, and examples include lithium cation, sodium cation, potassium cation, rubidium cation, cesium cation, magnesium cation, calcium cation, barium cation, silver cation. metal cations such as, tetraalkylammonium cations, tetraalkylphosphonium cations, and onium cations such as imidazolium derivative cations. Among these, lithium cations, sodium cations, and potassium cations are preferred, and lithium cations are more preferred. The counter cation of the oxalato complex may be used alone or in combination of two or more.

上記オキサラト錯塩の具体例としては、ホウ素含有オキサラト錯塩、リン含有オキサラト錯塩、シュウ酸第二鉄塩、トリス(オキサラト)酸コバルト(III)塩等が挙げられる。上記オキサラト錯塩は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 Specific examples of the above-mentioned oxalato complex salts include boron-containing oxalato complex salts, phosphorus-containing oxalato complex salts, ferric oxalate salts, tris(oxalato) acid cobalt (III) salts, and the like. The above-mentioned oxalate complex salts may be used alone or in combination of two or more.

上記オキサラト錯塩は、ホウ素含有オキサラト錯塩及びリン含有オキサラト錯塩のうち少なくとも1種であると好ましい。ホウ素含有オキサラト錯塩とは上記オキサラト錯塩のうち、オキサラト錯体の中心元素がホウ素元素であるオキサラト錯塩である。リン含有オキサラト錯塩とは上記オキサラト錯塩のうち、オキサラト錯体の中心元素がリン元素であるオキサラト錯塩である。上記非水電解質がホウ素含有オキサラト錯塩及びリン含有オキサラト錯塩のうち少なくとも1種を含有することで、非水電解質蓄電素子の高温下における充放電サイクル後の交流抵抗の増加率をより低くすることができる。上記オキサラト錯塩が、ホウ素含有オキサラト錯塩又はリン含有オキサラト錯塩である場合、正極活物質層において単粒子として存在している正極活物質粒子の表面に安定かつ界面抵抗の小さいリチウムイオン伝導性被膜を効率的に形成すると考えられる。 The oxalato complex salt is preferably at least one of a boron-containing oxalato complex salt and a phosphorus-containing oxalato complex salt. The boron-containing oxalato complex salt is one of the above-mentioned oxalato complex salts, in which the central element of the oxalato complex is boron element. The phosphorus-containing oxalato complex salt is an oxalato complex salt among the above-mentioned oxalato complex salts, in which the central element of the oxalato complex is a phosphorus element. When the non-aqueous electrolyte contains at least one of a boron-containing oxalato complex salt and a phosphorus-containing oxalato complex salt, it is possible to further reduce the rate of increase in AC resistance of the non-aqueous electrolyte storage element after charge/discharge cycles at high temperatures. can. When the above-mentioned oxalato complex salt is a boron-containing oxalato complex salt or a phosphorus-containing oxalato complex salt, a stable lithium ion conductive coating with low interfacial resistance is efficiently applied to the surface of the positive electrode active material particles existing as single particles in the positive electrode active material layer. It is thought that the formation of

上記ホウ素含有オキサラト錯塩としては、中心原子としてのホウ素(B)原子に少なくとも一つのシュウ酸イオン(C 2-)が配位した4配位の構造部分を有する化合物、例えば、リチウムビス(オキサラト)ボレート(Li[B(C];LiBOB)、リチウムジフルオロオキサラトボレート(Li[BF(C)];LiFOB)、リチウムビス(トリフルオロエトキシ)オキサラトボレート(Li[B(CO)(C)])等が挙げられる。上記リン含有オキサラト錯塩としては、中心原子としてのリン(P)原子に少なくとも一つのシュウ酸イオン(C 2-)が配位した6配位の構造部分を有する化合物、例えば、リチウムトリス(オキサラト)ホスフェート(Li[P(C])、リチウムジフルオロビス(オキサラト)ホスフェート(Li[PF(CO4)];LiFOP)、リチウムテトラフルオロオキサラトホスフェート(Li[BF(C)])等が挙げられる。なお、上述したオキサラト錯塩の中でも、正極活物質粒子の表面により耐久性の高い皮膜を形成することができるという観点から、ホウ素含有オキサラト錯塩が好ましく、LiBOB、LiFOBがより好ましい。 The boron-containing oxalato complex salt is a compound having a four-coordinated structural moiety in which at least one oxalate ion (C 2 O 4 2- ) is coordinated to the boron (B) atom as the central atom, such as lithium bis (oxalato)borate (Li[B(C 2 O 4 ) 2 ]; LiBOB), lithium difluorooxalatoborate (Li[BF 2 (C 2 O 4 )]; LiFOB), lithium bis(trifluoroethoxy)oxalato Examples include borate (Li[B(C 2 H 2 F 3 O) 2 (C 2 O 4 )]). The above-mentioned phosphorus-containing oxalato complex salt is a compound having a six-coordinated structural moiety in which at least one oxalate ion (C 2 O 4 2- ) is coordinated to a phosphorus (P) atom as a central atom, such as lithium tris. (oxalato)phosphate (Li[P( C2O4 ) 3 ]) , lithium difluorobis(oxalato)phosphate (Li[ PF2 ( C2O4 ) 2 ]; LiFOP), lithium tetrafluorooxalatophosphate (Li[ BF 4 (C 2 O 4 )]) and the like. Note that among the above-mentioned oxalato complex salts, boron-containing oxalato complex salts are preferred, and LiBOB and LiFOB are more preferred, from the viewpoint of being able to form a more durable film on the surface of the positive electrode active material particles.

上記非水電解質における上記オキサラト錯塩の含有量の下限としては、0.01質量%が好ましく、0.02質量%がより好ましく、0.1質量%がさらに好ましい。一方、この含有量の上限としては、5.0質量%が好ましく、3.0質量%がより好ましく、2.0質量%がさらに好ましい。上記オキサラト錯塩の含有量が上記範囲であることで、非水電解質蓄電素子の高温下における充放電サイクル後の交流抵抗の増加率に対する低減効果をより向上できる。ここで、上記オキサラト錯塩化合物の含有量とは、非水電解質を構成する非水溶媒と電解質塩との合計質量に対する上記オキサラト錯塩の質量を意味する。複数の種類の上記オキサラト錯塩が含まれる場合、上記オキサラト錯塩の含有量とは、非水電解質を構成する非水溶媒と電解質塩との合計質量に対する複数の上記オキサラト錯塩の総質量を意味する。 The lower limit of the content of the oxalate complex salt in the nonaqueous electrolyte is preferably 0.01% by mass, more preferably 0.02% by mass, and even more preferably 0.1% by mass. On the other hand, the upper limit of this content is preferably 5.0% by mass, more preferably 3.0% by mass, and even more preferably 2.0% by mass. When the content of the oxalato complex salt is within the above range, the effect of reducing the rate of increase in AC resistance of the nonaqueous electrolyte storage element after charge/discharge cycles at high temperatures can be further improved. Here, the content of the oxalato complex compound means the mass of the oxalato complex salt relative to the total mass of the nonaqueous solvent and electrolyte salt that constitute the nonaqueous electrolyte. When a plurality of types of the oxalato complex salts are included, the content of the oxalato complex salts means the total mass of the plurality of oxalato complex salts relative to the total mass of the nonaqueous solvent and electrolyte salt that constitute the nonaqueous electrolyte.

(その他の添加剤)
非水電解質は、上述したオキサラト錯塩以外にその他の添加剤を含んでもよい。このようなその他の添加剤としては、例えばビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t-ブチルベンゼン、t-アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の芳香族化合物;2-フルオロビフェニル、o-シクロヘキシルフルオロベンゼン、p-シクロヘキシルフルオロベンゼン等の上記芳香族化合物の部分ハロゲン化物;2,4-ジフルオロアニソール、2,5-ジフルオロアニソール、2,6-ジフルオロアニソール、3,5-ジフルオロアニソール等のハロゲン化アニソール化合物;無水コハク酸、無水グルタル酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水グルタコン酸、無水イタコン酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物;亜硫酸エチレン、亜硫酸プロピレン、亜硫酸ジメチル、硫酸ジメチル、硫酸エチレン、スルホラン、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、テトラメチレンスルホキシド、ジフェニルスルフィド、4,4’-ビス(2,2-ジオキソ-1,3,2-ジオキサチオラン)、4-メチルスルホニルオキシメチル-2,2-ジオキソ-1,3,2-ジオキサチオラン、チオアニソール、ジフェニルジスルフィド、ジピリジニウムジスルフィド、パーフルオロオクタン、ホウ酸トリストリメチルシリル、リン酸トリストリメチルシリル、チタン酸テトラキストリメチルシリル等が挙げられる。上記その他の添加剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。これらのその他の添加剤の含有量としては、5質量%以下が好ましく、1質量%以下がより好ましい。
(Other additives)
The non-aqueous electrolyte may contain other additives in addition to the above-mentioned oxalate complex salt. Examples of such other additives include aromatic compounds such as biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, partially hydrogenated products of terphenyl, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, and dibenzofuran; - Partial halides of the above aromatic compounds such as fluorobiphenyl, o-cyclohexylfluorobenzene, p-cyclohexylfluorobenzene; 2,4-difluoroanisole, 2,5-difluoroanisole, 2,6-difluoroanisole, 3,5 - Halogenated anisole compounds such as difluoroanisole; succinic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride, citraconic anhydride, glutaconic anhydride, itaconic anhydride, cyclohexanedicarboxylic anhydride; ethylene sulfite, propylene sulfite, dimethyl sulfite, sulfuric acid Dimethyl, ethylene sulfate, sulfolane, dimethyl sulfone, diethyl sulfone, dimethyl sulfoxide, diethyl sulfoxide, tetramethylene sulfoxide, diphenyl sulfide, 4,4'-bis(2,2-dioxo-1,3,2-dioxathiolane), 4- Methylsulfonyloxymethyl-2,2-dioxo-1,3,2-dioxathiolane, thioanisole, diphenyl disulfide, dipyridinium disulfide, perfluorooctane, tristrimethylsilyl borate, tristrimethylsilyl phosphate, tetrakistrimethylsilyl titanate, etc. It will be done. The other additives mentioned above may be used alone or in combination of two or more. The content of these other additives is preferably 5% by mass or less, more preferably 1% by mass or less.

本実施形態の非水電解質蓄電素子の形状については特に限定されるものではなく、例えば、円筒型電池、角型電池、扁平型電池、コイン型電池、ボタン型電池等が挙げられる。図1に角型電池の一例としての非水電解質蓄電素子1を示す。なお、同図は、ケース内部を透視した図としている。セパレータを挟んで巻回された正極及び負極を有する電極体2が角型のケース3に収納される。正極は正極リード41を介して正極端子4と電気的に接続されている。負極は負極リード51を介して負極端子5と電気的に接続されている。 The shape of the nonaqueous electrolyte storage element of this embodiment is not particularly limited, and examples include a cylindrical battery, a square battery, a flat battery, a coin battery, a button battery, and the like. FIG. 1 shows a non-aqueous electrolyte storage element 1 as an example of a square battery. Note that this figure is a transparent view of the inside of the case. An electrode body 2 having a positive electrode and a negative electrode wound with a separator in between is housed in a rectangular case 3. The positive electrode is electrically connected to the positive electrode terminal 4 via a positive electrode lead 41. The negative electrode is electrically connected to the negative electrode terminal 5 via a negative electrode lead 51.

<非水電解質蓄電装置の構成>
本実施形態の非水電解質蓄電素子は、電気自動車(EV)、ハイブリッド自動車(HEV)、プラグインハイブリッド自動車(PHEV)等の自動車用電源、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器用電源、又は電力貯蔵用電源等に、複数の非水電解質蓄電素子1を集合して構成した蓄電ユニット(バッテリーモジュール)として搭載することができる。この場合、蓄電装置に含まれる少なくとも一つの非水電解質蓄電素子に対して、本発明の技術が適用されていればよい。図2に、電気的に接続された二以上の非水電解質蓄電素子1が集合した蓄電ユニット20をさらに集合した蓄電装置30の一例を示す。蓄電装置30は、二以上の非水電解質蓄電素子1を電気的に接続するバスバ(図示せず)、二以上の蓄電ユニット20を電気的に接続するバスバ(図示せず)等を備えていてもよい。蓄電ユニット20又は蓄電装置30は、一以上の非水電解質蓄電素子の状態を監視する状態監視装置(図示せず)を備えていてもよい。
<Configuration of non-aqueous electrolyte power storage device>
The non-aqueous electrolyte storage element of this embodiment can be used as a power source for automobiles such as electric vehicles (EVs), hybrid vehicles (HEVs), and plug-in hybrid vehicles (PHEVs), power sources for electronic devices such as personal computers and communication terminals, or electric power sources. It can be installed in a storage power source or the like as a power storage unit (battery module) configured by collecting a plurality of non-aqueous electrolyte power storage elements 1. In this case, the technology of the present invention may be applied to at least one non-aqueous electrolyte power storage element included in the power storage device. FIG. 2 shows an example of a power storage device 30 in which a power storage unit 20 in which two or more electrically connected non-aqueous electrolyte power storage elements 1 are assembled is further assembled. The power storage device 30 includes a bus bar (not shown) that electrically connects two or more non-aqueous electrolyte power storage elements 1, a bus bar (not shown) that electrically connects two or more power storage units 20, and the like. Good too. The power storage unit 20 or the power storage device 30 may include a state monitoring device (not shown) that monitors the state of one or more non-aqueous electrolyte power storage elements.

<非水電解質蓄電素子の製造方法>
本実施形態の非水電解質蓄電素子の製造方法は、公知の方法から適宜選択できる。上記製造方法は、例えば一次粒子径に対する二次粒子径の比が1以上3以下である正極活物質粒子を含有する正極を準備することと、負極を準備することと、オキサラト錯塩を含有する非水電解質を準備することとを備える。以下、各工程について詳説する。
<Method for manufacturing non-aqueous electrolyte storage element>
A method for manufacturing the non-aqueous electrolyte storage element of this embodiment can be appropriately selected from known methods. The above manufacturing method includes, for example, preparing a positive electrode containing positive electrode active material particles having a ratio of secondary particle size to primary particle size of 1 or more and 3 or less, preparing a negative electrode, and non-alcoholic material containing an oxalate complex salt. and preparing a water electrolyte. Each step will be explained in detail below.

上記正極を準備することにおいては、上記正極活物質粒子を含有する正極合剤ペーストを用いた公知の方法により上記正極を準備することができる。上記正極は、正極基材に直接又は中間層を介して正極活物質層を積層することにより得ることができる。上記正極活物質層の積層は、例えば、正極基材に上記正極合剤ペーストを塗工することにより行う。上記正極合剤ペーストは分散媒を含んでいてもよい。この分散媒としては、例えば、N-メチルピロリドン、アセトン、エタノール、トルエン等の有機溶媒を用いることができる。上記正極合剤ペーストの塗工方法は特に限定されず、ローラーコーティング、スクリーンコーティング、スピンコーティング等の公知の方法により行うことができる。 In preparing the positive electrode, the positive electrode can be prepared by a known method using a positive electrode mixture paste containing the positive electrode active material particles. The above-mentioned positive electrode can be obtained by laminating a positive electrode active material layer on a positive electrode base material directly or via an intermediate layer. Lamination of the positive electrode active material layer is performed, for example, by applying the positive electrode mixture paste to the positive electrode base material. The positive electrode mixture paste may contain a dispersion medium. As this dispersion medium, for example, organic solvents such as N-methylpyrrolidone, acetone, ethanol, and toluene can be used. The method for applying the positive electrode mixture paste is not particularly limited, and can be performed by any known method such as roller coating, screen coating, or spin coating.

上記負極を準備することにおいては、負極活物質を含有する負極合剤ペーストを用いた公知の方法により、負極を準備することができる。上記負極は、負極基材に直接又は中間層を介して負極合剤層を積層することにより得ることができる。上記負極合剤層の積層は、例えば、負極基材に上記負極合剤ペーストを塗工することにより行う。上記負極合剤ペーストは分散媒を含んでいてもよい。この分散媒としては、例えば、水や水を主体とする混合溶媒等の水系溶媒や、N-メチルピロリドン、アセトン、エタノール、トルエン等の有機溶媒を用いることができる。 In preparing the negative electrode, the negative electrode can be prepared by a known method using a negative electrode mixture paste containing a negative electrode active material. The above negative electrode can be obtained by laminating a negative electrode mixture layer on a negative electrode base material directly or via an intermediate layer. Lamination of the negative electrode mixture layer is performed, for example, by applying the negative electrode mixture paste to the negative electrode base material. The negative electrode mixture paste may contain a dispersion medium. As the dispersion medium, for example, an aqueous solvent such as water or a mixed solvent mainly composed of water, or an organic solvent such as N-methylpyrrolidone, acetone, ethanol, or toluene can be used.

上記非水電解質を準備することにおいては、例えば、非水溶媒に、オキサラト錯塩を溶解させることにより、オキサラト錯塩を含有する非水電解質を準備することができる。この非水電解質を準備することにおいては、電解質塩等の他の成分をさらに溶解させてもよい。この溶解は、公知の方法により行うことができる。 In preparing the above non-aqueous electrolyte, for example, a non-aqueous electrolyte containing an oxalato complex salt can be prepared by dissolving the oxalato complex salt in a non-aqueous solvent. In preparing this non-aqueous electrolyte, other components such as an electrolyte salt may be further dissolved. This dissolution can be performed by a known method.

上記製造方法は、上記正極を準備すること、上記負極を準備すること及び上記非水電解質を準備することの他、以下の工程を有していてもよい。すなわち、当該非水電解質蓄電素子の製造方法は、例えば、上記正極及び上記負極を、セパレータを介して積層又は巻回することにより交互に重畳された電極体を形成すること、上記正極及び上記負極をケースに収容すること、並びに上記非水電解質を上記ケースに注液することを備えることができる。これらの工程の後、注液口を封止することにより非水電解質蓄電素子を得ることができる。また、上記注入口の封止後、初回の充放電を行ってもよい。 In addition to preparing the positive electrode, the negative electrode, and the nonaqueous electrolyte, the manufacturing method may include the following steps. That is, the method for manufacturing the non-aqueous electrolyte energy storage device includes, for example, forming an electrode body in which the positive electrode and the negative electrode are stacked or wound alternately with a separator interposed therebetween; The nonaqueous electrolyte may be placed in a case, and the nonaqueous electrolyte may be injected into the case. After these steps, a non-aqueous electrolyte storage element can be obtained by sealing the injection port. Further, after the injection port is sealed, the first charging and discharging may be performed.

上記製造方法によって得られる非水電解質蓄電素子を構成する各要素についての詳細は上述したとおりである。上記製造方法によれば、高温下における充放電サイクル後の交流抵抗の増加率が低く、かつ容量維持率が高い非水電解質蓄電素子を製造することができる。 The details of each element constituting the non-aqueous electrolyte storage device obtained by the above manufacturing method are as described above. According to the above manufacturing method, it is possible to manufacture a non-aqueous electrolyte storage element that has a low rate of increase in AC resistance after charge/discharge cycles at high temperatures and a high capacity retention rate.

<その他の実施形態>
本発明に係る非水電解質蓄電素子は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成又は周知技術に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。また、ある実施形態の構成に対して周知技術を付加することができる。
<Other embodiments>
The non-aqueous electrolyte storage device according to the present invention is not limited to the above embodiments, and various changes may be made without departing from the gist of the present invention. For example, the configuration of one embodiment can be added to the configuration of another embodiment, and a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment or a known technique. Additionally, some of the configurations of certain embodiments may be deleted. Furthermore, well-known techniques can be added to the configuration of a certain embodiment.

上記実施形態では、非水電解質蓄電素子が充放電可能な非水電解質二次電池(例えばリチウムイオン二次電池)である場合について説明したが、非水電解質蓄電素子の種類、形状、寸法、容量等は任意である。本発明は、種々の二次電池、電気二重層キャパシタ又はリチウムイオンキャパシタ等のキャパシタにも適用できる。 In the above embodiment, the case where the non-aqueous electrolyte storage element is a chargeable/dischargeable non-aqueous electrolyte secondary battery (for example, a lithium ion secondary battery) has been described. etc. are optional. The present invention can also be applied to capacitors such as various secondary batteries, electric double layer capacitors, and lithium ion capacitors.

以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

[実施例1]
(正極活物質)
正極活物質として、α―NaFeO型結晶構造を有し、LiNi0.5Mn0.3Co0.2で表されるリチウム遷移金属複合化合物を用いた。上記正極活物質粒子の一次粒子径は4.0μm、二次粒子径は4.0μm、一次粒子径に対する二次粒子径の比は1であった(以下、このような正極活物質粒子の形態を「単粒子形態」ともいう)。実施例1の正極活物質粒子の走査型電子顕微鏡(SEM)画像を図3に示す。一次粒子が凝集することなく存在しており、正極活物質粒子の外観上に粒界は確認されなかった。
[Example 1]
(Cathode active material)
As the positive electrode active material, a lithium transition metal composite compound having an α-NaFeO 2 type crystal structure and represented by LiNi 0.5 Mn 0.3 Co 0.2 O 2 was used. The primary particle size of the positive electrode active material particles was 4.0 μm, the secondary particle size was 4.0 μm, and the ratio of the secondary particle size to the primary particle size was 1. (also called “single particle form”). A scanning electron microscope (SEM) image of the positive electrode active material particles of Example 1 is shown in FIG. The primary particles existed without agglomeration, and no grain boundaries were observed in the appearance of the positive electrode active material particles.

(正極)
N-メチルピロリドン(NMP)を分散媒とし、上記正極活物質、導電剤であるアセチレンブラック(AB)、及びバインダであるポリフッ化ビニリデン(PVDF)を94:3:3(固形分換算)の質量比率で含有する正極合剤ペーストを作製した。正極基材であるアルミニウム箔の両面に、上記正極合剤ペーストを塗布し、乾燥後プレスした。これにより、正極基材の両面に正極活物質層が積層された正極を得た。
(positive electrode)
Using N-methylpyrrolidone (NMP) as a dispersion medium, the positive electrode active material, acetylene black (AB) as a conductive agent, and polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder were mixed in a mass ratio of 94:3:3 (solid content equivalent). A positive electrode mixture paste containing the following ratios was prepared. The positive electrode mixture paste was applied to both sides of an aluminum foil serving as a positive electrode base material, dried, and then pressed. Thereby, a positive electrode was obtained in which positive electrode active material layers were laminated on both sides of the positive electrode base material.

(負極)
負極活物質である黒鉛(Gr)、バインダであるスチレン-ブタジエンゴム(SBR)、増粘剤であるカルボキシメチルセルロース(CMC)並びに分散媒である水を混合した負極合剤ペーストを調製した。なお、Gr、SBR及びCMCの質量比率は98:1:1(固形分換算)とした。負極基材である銅箔の両面に負極合剤ペーストを塗布し、乾燥後プレスした。これにより、負極を得た。
(Negative electrode)
A negative electrode mixture paste was prepared by mixing graphite (Gr) as a negative electrode active material, styrene-butadiene rubber (SBR) as a binder, carboxymethyl cellulose (CMC) as a thickener, and water as a dispersion medium. Note that the mass ratio of Gr, SBR, and CMC was 98:1:1 (in terms of solid content). A negative electrode mixture paste was applied to both sides of a copper foil serving as a negative electrode base material, dried, and then pressed. In this way, a negative electrode was obtained.

(非水電解質)
エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、エチルメチルカーボネート(EMC)を25:5:70の体積比で混合した混合溶媒にLiPFを1.0mol/dmの濃度で溶解させ、ベース電解質を作製した。さらに、ベース電解質100質量%に対して、オキサラト錯塩としてのリチウムジフルオロオキサラトボレート(LiFOB)を含有量0.3質量%、並びにビニレンカーボネート(VC)を含有量0.3質量%、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド(LiFSI)を含有量2.0質量%、1,3,2-ジオキサチオラン-2,2-ジオキサイド(DTD)を含有量1.0質量%でそれぞれ溶解することにより非水電解質を調製した。
(Nonaqueous electrolyte)
LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1.0 mol/dm 3 in a mixed solvent of ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), and ethyl methyl carbonate (EMC) in a volume ratio of 25:5:70 to form a base electrolyte. was created. Furthermore, with respect to 100% by mass of the base electrolyte, the content of lithium difluorooxalatoborate (LiFOB) as an oxalate complex salt is 0.3% by mass, the content of vinylene carbonate (VC) is 0.3% by mass, and the content of lithium bis( A non-aqueous electrolyte is created by dissolving fluorosulfonyl)imide (LiFSI) in a content of 2.0% by mass and 1,3,2-dioxathiolane-2,2-dioxide (DTD) in a content of 1.0% by mass. was prepared.

(非水電解質蓄電素子の作製)
ポリオレフィン製のセパレータを介して、上記正極と上記負極とを積層することにより電極体を作製した。この電極体をケースに収納し、ケース内部に上記非水電解質を注入した。その後封入し、実施例1の非水電解質蓄電素子を得た。
(Production of non-aqueous electrolyte storage element)
An electrode body was produced by laminating the above positive electrode and the above negative electrode with a polyolefin separator interposed therebetween. This electrode body was housed in a case, and the nonaqueous electrolyte was injected into the case. Thereafter, it was sealed to obtain the non-aqueous electrolyte storage element of Example 1.

[実施例2から4]
非水電解質におけるLiFOBの含有量を表1に示す通りとしたこと以外は、実施例1と同様にして実施例2から実施例4の非水電解質蓄電素子を得た。
[Examples 2 to 4]
Non-aqueous electrolyte storage elements of Examples 2 to 4 were obtained in the same manner as in Example 1, except that the content of LiFOB in the non-aqueous electrolyte was as shown in Table 1.

[比較例2]
正極活物質粒子の一次粒子径が0.535μm、二次粒子径が7.9μm、一次粒子径に対する二次粒子径の比が14.8である正極活物質粒子を用いたこと以外は、実施例1と同様にして比較例2の非水電解質蓄電素子を得た。(以下、このような正極活物質粒子の形態を「二次粒子形態」ともいう)。比較例2の正極活物質粒子の走査型電子顕微鏡(SEM)画像を図4に示す。一次粒子が凝集して二次粒子を形成しており、正極活物質粒子の外観上に粒界が確認された。
[Comparative example 2]
Except that positive electrode active material particles were used in which the primary particle size of the positive electrode active material particles was 0.535 μm, the secondary particle size was 7.9 μm, and the ratio of the secondary particle size to the primary particle size was 14.8. A nonaqueous electrolyte storage element of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as Example 1. (Hereinafter, such a form of positive electrode active material particles is also referred to as a "secondary particle form"). A scanning electron microscope (SEM) image of the positive electrode active material particles of Comparative Example 2 is shown in FIG. Primary particles aggregated to form secondary particles, and grain boundaries were confirmed on the appearance of the positive electrode active material particles.

[比較例1]
LiFOBを含有させずに非水電解質を調製したこと以外は、比較例2と同様にして比較例1の非水電解質蓄電素子を得た。
[Comparative example 1]
A nonaqueous electrolyte storage element of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as Comparative Example 2, except that the nonaqueous electrolyte was prepared without containing LiFOB.

[比較例3から5]
非水電解質におけるLiFOBの含有量を表2に示す通りとしたこと以外は、比較例2と同様にして比較例3から比較例5の非水電解質蓄電素子を得た。
[Comparative Examples 3 to 5]
Nonaqueous electrolyte storage elements of Comparative Examples 3 to 5 were obtained in the same manner as Comparative Example 2, except that the content of LiFOB in the nonaqueous electrolyte was as shown in Table 2.

[比較例6]
LiFOBを含有させずに非水電解質を調製したこと以外は、実施例1と同様にして比較例6の非水電解質蓄電素子を得た。
[Comparative example 6]
A non-aqueous electrolyte storage element of Comparative Example 6 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the non-aqueous electrolyte was prepared without containing LiFOB.

[評価]
(初回充放電)
得られた各非水電解質蓄電素子について、25℃の下、以下の要領で初回充放電を行った。
充電電流0.1C、充電終止電圧4.25Vとして定電流定電圧充電を行った。充電の終了条件は、充電電流が0.05Cとなるまでとした。10分間の休止を設けた後に、放電電流0.2C、放電終止電圧2.75Vとして定電流放電を行った。
(初期交流抵抗)
上記初回充放電後、各非水電解質蓄電素子について、25℃の下、1kHzの交流抵抗(ACR)を測定し、「初期ACR」とした。交流抵抗の測定は既知の方法により行った。
[evaluation]
(Initial charge/discharge)
Each of the obtained non-aqueous electrolyte storage devices was subjected to initial charging and discharging at 25° C. in the following manner.
Constant current and constant voltage charging was performed with a charging current of 0.1 C and a charge end voltage of 4.25 V. The charging termination condition was until the charging current reached 0.05C. After a 10-minute break, constant current discharge was performed at a discharge current of 0.2C and a discharge end voltage of 2.75V.
(Initial AC resistance)
After the initial charging and discharging, the AC resistance (ACR) at 1 kHz was measured at 25° C. for each nonaqueous electrolyte storage element, and the result was defined as "initial ACR." AC resistance was measured by a known method.

(初期放電容量)
次いで、各非水電解質蓄電素子について、25℃の下、以下の要領で初期放電容量を確認した。
充電電流0.1C、充電終止電圧4.25Vとして定電流定電圧充電を行った。充電の終了条件は、充電電流が0.05Cとなるまでとした。10分間の休止を設けた後に、放電電流0.2C、放電終止電圧2.75Vとして定電流放電を行った。このときの放電容量を「初期放電容量」とした。
(Initial discharge capacity)
Next, the initial discharge capacity of each nonaqueous electrolyte storage element was confirmed at 25° C. in the following manner.
Constant current and constant voltage charging was performed with a charging current of 0.1 C and a charge end voltage of 4.25 V. The charging termination condition was until the charging current reached 0.05C. After a 10-minute break, constant current discharge was performed at a discharge current of 0.2C and a discharge end voltage of 2.75V. The discharge capacity at this time was defined as the "initial discharge capacity".

(45℃充放電サイクル試験)
上記初期放電容量の確認後、各非水電解質蓄電素子について、45℃の恒温槽内において、以下の要領で充放電サイクル試験を行った。
充電電流1.0C、充電終止電圧4.25Vとして、定電流定電圧充電を行った。充電の終了条件は、充電電流が0.05Cとなるまでとした。その後、10分間の休止期間を設けた。さらに、放電電流1.0C、放電終止電圧2.75Vとして定電流放電を行い、その後、10分間の休止期間を設けた。この充放電を500サイクル実施した。
(45℃ charge/discharge cycle test)
After confirming the initial discharge capacity, each non-aqueous electrolyte storage element was subjected to a charge/discharge cycle test in a constant temperature bath at 45° C. as follows.
Constant current and constant voltage charging was performed with a charging current of 1.0 C and a charging end voltage of 4.25 V. The charging termination condition was until the charging current reached 0.05C. Thereafter, a rest period of 10 minutes was provided. Furthermore, constant current discharge was performed with a discharge current of 1.0 C and a discharge end voltage of 2.75 V, followed by a rest period of 10 minutes. This charging and discharging was performed for 500 cycles.

(45℃充放電サイクル試験後ACR増加率)
上記45℃充放電サイクル試験後、各非水電解質蓄電素子について、25℃の下、1kHzの交流抵抗(ACR)を測定し、「45℃充放電サイクル試験後ACR」とした。交流抵抗の測定は既知の方法により行った。
「初期ACR」に対する「45℃充放電サイクル試験後ACR」のACRの割合を百分率で表した値を「45℃充放電サイクル試験後ACR増加率」として求めた。実施例1から実施例4及び比較例1から比較例6の各非水電解質蓄電素子における45℃充放電サイクル試験後ACR増加率(以下、「ACR増加率」ともいう)を表1及び表2に示す。
(ACR increase rate after 45°C charge/discharge cycle test)
After the 45° C. charge/discharge cycle test, the alternating current resistance (ACR) at 1 kHz was measured at 25° C. for each nonaqueous electrolyte storage element, and the result was defined as “ACR after 45° C. charge/discharge cycle test.” AC resistance was measured by a known method.
The ratio of ACR of "ACR after 45°C charge/discharge cycle test" to "initial ACR" expressed as a percentage was determined as "ACR increase rate after 45°C charge/discharge cycle test". Tables 1 and 2 show the ACR increase rate (hereinafter also referred to as "ACR increase rate") after the 45°C charge/discharge cycle test in each of the non-aqueous electrolyte storage elements of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 6. Shown below.

(容量維持率)
上記45℃充放電サイクル試験後ACRの測定後、各非水電解質蓄電素子について上記初期放電容量と同様の条件で充放電を行った。このときの放電容量を「45℃充放電サイクル試験後放電容量」とした。
「初期放電容量」に対する「45℃充放電サイクル試験後放電容量」の割合を百分率で表した値を「45℃充放電サイクル試験後容量維持率」とした。実施例1から実施例4及び比較例1から比較例6の各非水電解質蓄電素子における45℃充放電サイクル試験後容量維持率の値(以下、「容量維持率」ともいう)を表1及び表2に示す。
(Capacity maintenance rate)
After measuring the ACR after the 45°C charge/discharge cycle test, each nonaqueous electrolyte storage element was charged and discharged under the same conditions as the initial discharge capacity. The discharge capacity at this time was defined as "discharge capacity after 45°C charge/discharge cycle test."
The value expressed as a percentage of the "discharge capacity after 45°C charge/discharge cycle test" to "initial discharge capacity" was defined as "capacity retention rate after 45°C charge/discharge cycle test". Table 1 and Table 1 show the values of capacity retention rates after 45°C charge/discharge cycle tests (hereinafter also referred to as "capacity retention rates") for each of the non-aqueous electrolyte storage elements of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 6. It is shown in Table 2.

Figure 2023168034000002
Figure 2023168034000002

Figure 2023168034000003
Figure 2023168034000003

正極活物質層に含まれる正極活物質粒子が単粒子形態であり、かつ非水電解質がオキサラト錯塩を含まない比較例6の非水電解質蓄電素子は、正極活物質層に含まれる正極活物質粒子が二次粒子形態であり、かつ非水電解質がオキサラト錯塩を含まない比較例1の非水電解質蓄電素子と比べて、容量維持率が高い一方でACR増加率が高かった。一方、正極活物質層に含まれる正極活物質粒子が単粒子形態であり、かつ非水電解質がオキサラト錯塩を含む実施例1から実施例4の非水電解質蓄電素子は、比較例6の非水電解質蓄電素子と同等の高い容量維持率を示し、かつ比較例6の非水電解質蓄電素子に比べACR増加率が低かった。非水電解質がオキサラト錯塩を含むことによるACR増加率の低減は、正極活物質層に含まれる正極活物質粒子が二次粒子形態であり、かつ非水電解質がオキサラト錯塩を含む比較例2から比較例5の非水電解質蓄電素子では確認されなかった。 The non-aqueous electrolyte energy storage element of Comparative Example 6 in which the positive electrode active material particles contained in the positive electrode active material layer are in the form of single particles and the non-aqueous electrolyte does not contain an oxalato complex salt is characterized in that the positive electrode active material particles contained in the positive electrode active material layer are Compared to the nonaqueous electrolyte storage element of Comparative Example 1 in which the nonaqueous electrolyte was in the form of secondary particles and the nonaqueous electrolyte did not contain an oxalate complex salt, the capacity retention rate was high and the ACR increase rate was high. On the other hand, the non-aqueous electrolyte energy storage elements of Examples 1 to 4 in which the positive electrode active material particles contained in the positive electrode active material layer are in the form of single particles and the non-aqueous electrolyte contains an oxalato complex salt are It exhibited a high capacity retention rate equivalent to that of the electrolyte storage element, and had a lower ACR increase rate than the non-aqueous electrolyte storage element of Comparative Example 6. The reduction in ACR increase rate due to the non-aqueous electrolyte containing an oxalato complex salt was compared with Comparative Example 2 in which the positive electrode active material particles contained in the positive electrode active material layer were in the form of secondary particles and the non-aqueous electrolyte contained an oxalato complex salt. This was not confirmed in the non-aqueous electrolyte storage device of Example 5.

以上のように、当該非水電解質蓄電素子は、高温下における充放電サイクル後の交流抵抗の増加率が低く、かつ充放電サイクル後の容量維持率も高いことが示された。 As described above, the non-aqueous electrolyte storage element was shown to have a low rate of increase in AC resistance after charge/discharge cycles at high temperatures and a high capacity retention rate after charge/discharge cycles.

本発明は、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車などの電源として使用される非水電解質二次電池をはじめとした非水電解質蓄電素子として好適に用いられる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention is suitably used as a non-aqueous electrolyte storage element including the non-aqueous electrolyte secondary battery used as a power supply of electronic devices, such as a personal computer and a communication terminal, and an automobile.

1 非水電解質蓄電素子
2 電極体
3 ケース
4 正極端子
41 正極リード
5 負極端子
51 負極リード
20 蓄電ユニット
30 蓄電装置

1 Nonaqueous electrolyte energy storage element 2 Electrode body 3 Case 4 Positive electrode terminal 41 Positive electrode lead 5 Negative electrode terminal 51 Negative electrode lead 20 Energy storage unit 30 Energy storage device

Claims (3)

正極と、負極と、非水電解質とを備え、
上記正極が、一次粒子径に対する二次粒子径の比が1以上3以下である正極活物質粒子を含有する正極活物質層を有し、
上記非水電解質がオキサラト錯塩を含有する非水電解質蓄電素子。
Comprising a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte,
The positive electrode has a positive electrode active material layer containing positive electrode active material particles having a ratio of secondary particle size to primary particle size of 1 or more and 3 or less,
A non-aqueous electrolyte storage device, wherein the non-aqueous electrolyte contains an oxalate complex salt.
上記正極活物質粒子が、外観上に粒界が存在しない粒子である請求項1に記載の非水電解質蓄電素子。 The non-aqueous electrolyte storage element according to claim 1, wherein the positive electrode active material particles have no grain boundaries in their appearance. 上記オキサラト錯塩がホウ素含有オキサラト錯塩及びリン含有オキサラト錯塩のうち少なくとも1種である請求項1又は請求項2に記載の非水電解質蓄電素子。 3. The non-aqueous electrolyte storage device according to claim 1, wherein the oxalato complex salt is at least one of a boron-containing oxalato complex salt and a phosphorus-containing oxalato complex salt.
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