JP2000012092A - Nonaqueous secondary battery - Google Patents

Nonaqueous secondary battery

Info

Publication number
JP2000012092A
JP2000012092A JP10179009A JP17900998A JP2000012092A JP 2000012092 A JP2000012092 A JP 2000012092A JP 10179009 A JP10179009 A JP 10179009A JP 17900998 A JP17900998 A JP 17900998A JP 2000012092 A JP2000012092 A JP 2000012092A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
negative electrode
active material
electrode active
positive electrode
compound
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP10179009A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4055254B2 (en
Inventor
Hiroshi Fujimoto
央 藤本
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.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP17900998A priority Critical patent/JP4055254B2/en
Publication of JP2000012092A publication Critical patent/JP2000012092A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4055254B2 publication Critical patent/JP4055254B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the amount of energy in a lithium secondary battery and prolong the cycle life by using a lithium-containing transition metal oxide as a positive electrode active material, using a compound containing silicon atoms and capable of inserting/discharging lithium as a negative electrode active material, and causing the weight of the positive electrode active material included in the battery to be larger than that of the negative electrode active material. SOLUTION: The total weight of a positive electrode active material included in a nonaqueous secondary battery is more than two times and less than 50 times the total weight of a negative electrode active material. A wound electrode group 2 made by successively laminating a positive electrode sheet, a microporous polyethylene film separator, a negative electrode sheet, and another separator, and winding these in a spiral manner, is stored in a nickel-plated, bottomed, cylindrical battery can 1 serving both as a negative electrode terminal, and further an upper insulating plate 3 is inserted therein. A cylindrical battery is made by injecting an electrolyte into the battery can 1, inserting therein a layered product comprising a positive-electrode terminal 6, an insulation ring, a PTC element 63, a current interrupt element 62, and a pressure-responsive valve element 61, and caulking the battery can 1 with a gasket 5 in-between.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、非水二次電池、特
に高容量でサイクル寿命の長いリチウム二次電池に関す
る。
The present invention relates to a non-aqueous secondary battery, and more particularly to a lithium secondary battery having a high capacity and a long cycle life.

【0002】[0002]

【従来の技術】リチウム金属を含まない負極材料とリチ
ウムを含有する正極活物質を用いるリチウム二次電池で
は、まず、正極活物質に含まれるリチウムを負極材料に
挿入して負極材料の活性を上げる。これが充電反応であ
り、その逆の負極材料からリチウムイオンを正極活物質
へ挿入させる反応が放電反応である。このタイプのリチ
ウム電池負極材料として、カーボンが用いられている。
カーボン(C6 Li)の理論容量は372mAh/gで
あり、さらなる高容量負極材料が望まれている。リチウ
ムと金属間化合物を形成するケイ素の理論容量は400
0mAh/gをこえ、カーボンのそれより大きいことは
よく知られている。例えば、特開平5−74463で
は、単結晶のケイ素を開示しており、特開平7−296
02では、非晶質ケイ素を開示している。また、ケイ素
を含んだ合金では、Li−Al合金にケイ素を含む例
が、特開昭63−66369(ケイ素が19重量%)、
同63−174275(ケイ素が0.05〜1.0重量
%)、同63−285865(ケイ素が1〜5重量%)
に開示されている。ただし、これらの合金特許出願はい
ずれもリチウムを主体としているため、正極活物質には
リチウムを含有しない化合物が用いられていた。また、
特開平4−109562では、ケイ素が0.05〜1.
0重量%の合金が開示されている。特開昭62−226
563では、リチウムと合金可能な金属と黒鉛粉末を混
合する方法が開示されている。しかし、いずれもサイク
ル寿命が劣り、実用されるには至っていない。ケイ素の
サイクル寿命が劣る理由として、その電子伝導性が低い
こと、リチウム挿入により体積が膨張し、粒子が微粉化
されることが推測されている。
2. Description of the Related Art In a lithium secondary battery using a negative electrode material containing no lithium metal and a positive electrode active material containing lithium, first, lithium contained in the positive electrode active material is inserted into the negative electrode material to increase the activity of the negative electrode material. . This is the charging reaction, and the reverse reaction of inserting lithium ions from the negative electrode material into the positive electrode active material is the discharging reaction. Carbon is used as this type of lithium battery negative electrode material.
The theoretical capacity of carbon (C 6 Li) is 372 mAh / g, and an even higher capacity negative electrode material is desired. The theoretical capacity of silicon forming an intermetallic compound with lithium is 400
It is well known that it exceeds 0 mAh / g and is larger than that of carbon. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-74463 discloses single-crystal silicon.
02 discloses amorphous silicon. Examples of alloys containing silicon include Li-Al alloys containing silicon as disclosed in JP-A-63-66369 (19% by weight of silicon),
63-174275 (0.05 to 1.0% by weight of silicon) and 63-285865 (1 to 5% by weight of silicon)
Is disclosed. However, since all of these alloy patent applications mainly use lithium, a compound containing no lithium was used as the positive electrode active material. Also,
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-109562, 0.05 to 1.
A 0% by weight alloy is disclosed. JP-A-62-226
No. 563 discloses a method of mixing a metal that can be alloyed with lithium and graphite powder. However, none of them has a poor cycle life and has not been put to practical use. It is presumed that the cycle life of silicon is inferior because the electron conductivity is low, the volume is expanded by lithium insertion, and the particles are pulverized.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、リチ
ウム二次電池のエネルギー量を高め、かつサイクル寿命
を高めることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to increase the energy amount and the cycle life of a lithium secondary battery.

【0004】[0004]

【課題を解決しようとする手段】本発明の課題は、正極
活物質を含む電極シートと、負極材料を含む電極シー
ト、及び非水電解質からなる非水二次電池に於いて、該
正極活物質がリチウム含有遷移金属酸化物であり、該負
極活物質がリチウムの挿入放出可能なケイ素原子を含む
化合物であり、かつ上記非水二次電池中に含まれる正極
活物質の全重量が該負極活物質の全重量よりも多いこと
を特徴とする非水二次電池により解決できた。
An object of the present invention is to provide a non-aqueous secondary battery comprising an electrode sheet containing a positive electrode active material, an electrode sheet containing a negative electrode material, and a non-aqueous electrolyte. Is a lithium-containing transition metal oxide, the anode active material is a compound containing a silicon atom capable of inserting and releasing lithium, and the total weight of the cathode active material contained in the nonaqueous secondary battery is the anode active material. The problem was solved by a non-aqueous secondary battery characterized by being larger than the total weight of the substance.

【0005】上記ケイ素を含む化合物はカーボンなどに
比べ、一原子当たりのリチウム吸蔵量が多いために負極
の活物質の使用量と正極活物質の使用量のバランスによ
ってサイクル寿命が大きく異なることがわかった。正極
と負極の使用量は同重量程度のバランスで組み込まれる
のが一般的であったが、本発明においては好ましくは正
極活物質の使用重量が負極のそれの2倍以上とかなり特
異な使用方法によって効果が現れることがわかった。
[0005] It is found that the above-mentioned compound containing silicon has a larger lithium storage capacity per atom than carbon or the like, so that the cycle life greatly differs depending on the balance between the usage of the negative electrode active material and the usage of the positive electrode active material. Was. In general, the amount of use of the positive electrode and the negative electrode is incorporated in a balance of about the same weight. It turned out that the effect appeared.

【0006】また負極シート中の合剤の膜厚は正極シー
ト中の膜厚よりも薄いことが好ましく、更には負極シー
ト中の合剤の膜厚は正極シート中の膜厚の1.2倍以上
5倍以下が好ましいことがわかった。これは負極活物質
に使用しているケイ素原子を含む化合物と正極活物質の
リチウムイオンの挿入放出速度に関係しているものと思
われるが、上記厚みの組み合わせでバランスをとること
で特異的にサイクル寿命が良化するのは特筆に価する。
The thickness of the mixture in the negative electrode sheet is preferably smaller than the thickness of the mixture in the positive electrode sheet. Further, the thickness of the mixture in the negative electrode sheet is 1.2 times the thickness in the positive electrode sheet. It was found that the value is preferably at least 5 times or less. This is thought to be related to the rate of insertion and release of the lithium-containing compound in the positive electrode active material and the silicon-containing compound used in the negative electrode active material. It is worth mentioning that the cycle life is improved.

【0007】更に、該ケイ素原子を含む化合物を負極活
物質に使用した場合には、負極合剤の重量に対して90
%以下で使用することが好ましい。即ち、該合剤中のケ
イ素原子を含む化合物以外にカーボンや微粉末金属等の
導電剤を含有させることが好ましい。但し該カーボンや
微粉末金属は電極の活物質として機能しても良い。より
好ましくはケイ素原子を含む化合物は負極合剤重量に対
して8重量%以上80重量%以下である。従来のSn系
負極などのカーボン以外の負極活物質の場合にも導電剤
は必要であったがそれらよりも比較的多い導電剤の使用
でサイクル性が良くなると言う予想外の結果であった。
Further, when the compound containing a silicon atom is used as a negative electrode active material, the compound has a weight of 90% based on the weight of the negative electrode mixture.
% Is preferably used. That is, it is preferable that a conductive agent such as carbon or fine powder metal is contained in addition to the compound containing a silicon atom in the mixture. However, the carbon or the fine powdered metal may function as an active material of the electrode. More preferably, the content of the compound containing a silicon atom is from 8% by weight to 80% by weight based on the weight of the negative electrode mixture. Even in the case of a conventional negative electrode active material other than carbon, such as a Sn-based negative electrode, a conductive agent was necessary, but an unexpected result was found that the use of a relatively large amount of the conductive agent improved cycleability.

【0008】また上記ケイ素原子を含む化合物の合剤を
負極集電体に塗設する際、集電体の厚みに対して特定の
範囲に設定することがサイクル性を特異的に良化できる
ことがわかった。該ケイ素原子を含む化合物の一部には
リチウムを挿入していった場合に体積の膨張が非常に大
きいものがあることが判明した。これによって負極合剤
の厚みが極端に薄いと、面方向にひび割れが入って集電
体がむき出しになったり、合剤がはがれ落ちたりしてサ
イクル性が悪化することがわかった。逆に、負極合剤の
集電体に対する厚みが大きすぎると、該膨張によって電
極シートそのものが歪んだり最悪の場合は集電体が切れ
たりすることがわかった。従って好ましくは集電体の厚
みに対して負極合剤の厚みは0.2倍以上20倍以下で
ある。
[0008] When the mixture of the compound containing a silicon atom is applied to the negative electrode current collector, setting the thickness in a specific range with respect to the thickness of the current collector can specifically improve cycleability. all right. It has been found that some of the compounds containing silicon atoms have a very large volume expansion when lithium is inserted. As a result, it was found that when the thickness of the negative electrode mixture was extremely thin, cracks were formed in the surface direction, the current collector was exposed, and the mixture was peeled off, thereby deteriorating the cyclability. Conversely, it was found that if the thickness of the negative electrode mixture with respect to the current collector was too large, the electrode sheet itself was distorted due to the expansion, or in the worst case, the current collector was cut. Therefore, the thickness of the negative electrode mixture is preferably 0.2 times or more and 20 times or less with respect to the thickness of the current collector.

【0009】上記の多くの特徴は特にシート状の電極に
よって巻回群を形成してなるシリンダー電池を作製し、
評価して始めて明らかになったことであり予想外のこと
であった。
[0009] Many of the above-mentioned features are particularly advantageous in producing a cylinder battery in which a winding group is formed by sheet-like electrodes.
It was first revealed and unexpected.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下に本発明の態様について説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 (1)正極活物質を含む電極シートと、負極活物質を含
む電極シート、及び非水電解質からなる非水二次電池に
於いて、該正極活物質がリチウム含有遷移金属酸化物で
あり、該負極材料活物質がリチウムの挿入放出可能なケ
イ素原子を含む化合物であり、かつ上記非水二次電池中
に含まれる正極活物質の全重量が該負極活物質の全重量
よりも多いことを特徴とする非水二次電池。 (2)上記非水二次電池中に含まれる正極活物質の全重
量が該負極材料の全重量の2倍以上50倍以下であるこ
とを特徴とする項1に記載の非水二次電池。 (3)上記非水二次電池中に含まれる正極活物質の全重
量が該負極活物質の全重量の4倍以上30倍以下である
ことを特徴とする項1に記載の非水二次電池。 (4)上記電極シートが、金属箔を集電体としてその両
面に上記正極活物質或いは負極活物質を含む合剤を塗設
してなる電極シートであって、該電極シートの正極の合
剤部分の膜厚みが負極の合剤部分の厚みよりも厚いこと
を特徴とする項1〜3のいずれかに記載の非水二次電
池。 (5)上記正極シートの合剤部分の厚みが負極シートの
合剤部分の厚みの1.2倍以上5倍以下であることを特
徴とする項4に記載の非水二次電池。 (6)上記正極合剤中の正極活物質の含有率が60重量
%以上99重量%以下で、負極合剤中の負極活物質の含
有率が1重量%以上90重量%以下であることを特徴と
する項1〜5のいずれかに記載の非水二次電池。 (7)上記正極合剤中の正極活物質の含有率が70重量
%以上98重量%以下で、負極合剤中の負極活物質の含
有率が8重量%以上80重量%以下であることを特徴と
する項6に記載の非水二次電池。 (8)上記負極シート中の負極集電体の厚みに対する負
極合剤の厚みが0.2倍以上20倍以下であることを特
徴とする項1〜7のいずれかに記載の非水二次電池。 (9)上記負極シート中の負極集電体の厚みに対する負
極合剤の厚みが0.5倍以上10倍以下であることを特
徴とする項8に記載の非水二次電池。 (10)項(1)〜(9)に記載のケイ素原子を含む化合
物の平均粒子サイズが0.01〜100μmである非水
二次電池。 (11)項(10)に記載のケイ素原子を含む化合物が、ケ
イ素とケイ素以外の金属を含む合金である非水二次電
池。 (12)該合金のケイ素以外の金属がアルカリ土類金属、
遷移金属、半金属から選ばれた少なくとも1種である項
(11)に記載の非水二次電池。 (13)項(11)または(12)に記載の金属の少なくとも
1種がGe、Be、Ag、Al、Au、Cd、Ga、I
n、Sb、Sn、Znである非水二次電池。 (14)項(1)〜(9)に記載のケイ素原子を含む化合
物が金属ケイ化物から金属を除去したケイ素である非水
二次電池。 (15)項(14)に記載の金属ケイ化物がリチウムケイ化
物である非水二次電池。 (16)項(15)に記載のリチウムケイ化物のリチウム含
量が、ケイ素に対して、100〜420原子%である非
水二次電池。 (17)項(1)〜(9)に記載のケイ素原子を含む化合
物がリチウムと反応しないセラミックと付着しているケ
イ素化合物である非水二次電池。 (18)項(17)に記載のセラミックがAl23、SiO
2、TiO2、Si34、SiCから選ばれる少なくとも
1種のセラミックである非水二次電池。 (19)項(1)〜(9)に記載のケイ素原子を含む化合
物が、少なくとも金属で被覆されている非水二次電池。 (20)項(19)に記載の金属で被覆させる方法が無電解
めっき法、蒸着法、スパッタリング法、化学気相成長法
である負極材料の製造方法。 (21)項(1)〜(9)に記載のケイ素原子を含む化合
物が、あらかじめ熱可塑性樹脂で被覆されている非水二
次電池。 (22)項(21)に記載の熱可塑性樹脂がポリフッ化ビニ
リデン、ポリテトラフルオロエチレンである非水二次電
池。 (23)項(1)〜(9)に記載のケイ素原子を含む化合
物に対して、炭素を重量比で5〜1900%共存させた
負極を用いる非水二次電池。 (24)項(23)に記載の炭素が鱗片状天然黒鉛である非
水二次電池。 (25)項(1)〜(9)に記載のケイ素原子を含む化合
物の充放電範囲が、ケイ素に挿入放出するリチウムの当
量比として、Lix Siで表すとxが0から4.2の範
囲内である非水二次電池。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these embodiments. (1) In a non-aqueous secondary battery comprising an electrode sheet containing a positive electrode active material, an electrode sheet containing a negative electrode active material, and a non-aqueous electrolyte, the positive electrode active material is a lithium-containing transition metal oxide; The negative electrode active material is a compound containing a silicon atom capable of inserting and releasing lithium, and the total weight of the positive electrode active material contained in the nonaqueous secondary battery is larger than the total weight of the negative electrode active material. Non-aqueous secondary battery. (2) The non-aqueous secondary battery according to item 1, wherein the total weight of the positive electrode active material contained in the non-aqueous secondary battery is 2 to 50 times the total weight of the negative electrode material. . (3) The non-aqueous secondary battery according to item 1, wherein the total weight of the positive electrode active material contained in the non-aqueous secondary battery is 4 to 30 times the total weight of the negative electrode active material. battery. (4) The electrode sheet, wherein a metal foil is used as a current collector and a mixture containing the positive electrode active material or the negative electrode active material is coated on both surfaces thereof, and the mixture of the positive electrode of the electrode sheet is provided. Item 4. The non-aqueous secondary battery according to any one of Items 1 to 3, wherein the film thickness of the portion is larger than the thickness of the mixture portion of the negative electrode. (5) The nonaqueous secondary battery according to item 4, wherein the thickness of the mixture portion of the positive electrode sheet is 1.2 to 5 times the thickness of the mixture portion of the negative electrode sheet. (6) The content of the positive electrode active material in the positive electrode mixture is 60% by weight or more and 99% by weight or less, and the content of the negative electrode active material in the negative electrode mixture is 1% by weight or more and 90% by weight or less. Item 6. The non-aqueous secondary battery according to any one of Items 1 to 5. (7) The content of the positive electrode active material in the positive electrode mixture is 70% by weight or more and 98% by weight or less, and the content of the negative electrode active material in the negative electrode mixture is 8% by weight or more and 80% by weight or less. Item 7. The non-aqueous secondary battery according to Item 6, wherein (8) The non-aqueous secondary according to any one of Items 1 to 7, wherein the thickness of the negative electrode mixture is 0.2 to 20 times the thickness of the negative electrode current collector in the negative electrode sheet. battery. (9) The nonaqueous secondary battery according to item 8, wherein the thickness of the negative electrode mixture is 0.5 to 10 times the thickness of the negative electrode current collector in the negative electrode sheet. (10) A non-aqueous secondary battery in which the compound containing a silicon atom according to any one of (1) to (9) has an average particle size of 0.01 to 100 μm. (11) A non-aqueous secondary battery in which the compound containing a silicon atom according to the item (10) is an alloy containing silicon and a metal other than silicon. (12) The metal other than silicon of the alloy is an alkaline earth metal,
The nonaqueous secondary battery according to item (11), which is at least one selected from transition metals and semimetals. (13) At least one of the metals described in (11) or (12) is Ge, Be, Ag, Al, Au, Cd, Ga, I
A non-aqueous secondary battery comprising n, Sb, Sn, and Zn. (14) A non-aqueous secondary battery in which the compound containing a silicon atom according to any one of (1) to (9) is silicon obtained by removing a metal from a metal silicide. (15) A nonaqueous secondary battery in which the metal silicide according to (14) is a lithium silicide. (16) A nonaqueous secondary battery according to item (15), wherein the lithium silicide has a lithium content of 100 to 420 atomic% with respect to silicon. (17) A nonaqueous secondary battery in which the compound containing a silicon atom according to any one of (1) to (9) is a silicon compound adhered to a ceramic that does not react with lithium. (18) The ceramic described in item (17) is made of Al 2 O 3 , SiO
2, TiO 2, Si 3 N 4, at least one ceramic in a non-aqueous secondary battery selected from SiC. (19) A non-aqueous secondary battery in which the compound containing a silicon atom according to any one of (1) to (9) is coated with at least a metal. (20) A method for producing a negative electrode material, wherein the method of coating with a metal according to item (19) is an electroless plating method, a vapor deposition method, a sputtering method, or a chemical vapor deposition method. (21) A non-aqueous secondary battery in which the compound containing a silicon atom according to any one of (1) to (9) is coated with a thermoplastic resin in advance. (22) A non-aqueous secondary battery in which the thermoplastic resin described in (21) is polyvinylidene fluoride or polytetrafluoroethylene. (23) A non-aqueous secondary battery using a negative electrode in which 5 to 1900% by weight of carbon coexists with the silicon atom-containing compound according to any one of the above items (1) to (9). (24) A nonaqueous secondary battery in which the carbon according to item (23) is flaky natural graphite. (25) When the charge / discharge range of the compound containing a silicon atom according to any one of the above items (1) to (9) is expressed by Li x Si as an equivalent ratio of lithium to be inserted into and released from silicon, x is from 0 to 4.2. Non-aqueous secondary batteries that are within range.

【0011】本発明で用いられる正極(あるいは負極)
は、正極合剤(あるいは負極合剤)を集電体上に塗設、
成形して作ることができる。正極合剤(あるいは負極合
剤)には、正極活物質(あるいは負極材料)の他、導電
剤、結着剤、分散剤、フィラー、イオン導電剤、圧力増
強剤や各種添加剤を含むことができる。これらの電極
は、円盤状、板状であってもよいが、柔軟性のあるシー
ト状であることが好ましい。
The positive electrode (or negative electrode) used in the present invention
Applies the positive electrode mixture (or the negative electrode mixture) on the current collector,
It can be made by molding. The positive electrode mixture (or negative electrode mixture) may include a conductive agent, a binder, a dispersant, a filler, an ionic conductive agent, a pressure enhancer, and various additives in addition to the positive electrode active material (or the negative electrode material). it can. These electrodes may be disk-shaped or plate-shaped, but are preferably in the form of a flexible sheet.

【0012】以下に本発明の構成および材料について詳
述する。本発明の負極材料で用いられるリチウムの挿入
放出できるケイ素原子を含む化合物は、ケイ素単体、ケ
イ素合金、ケイ化物を意味する。ケイ素単体としては、
単結晶、多結晶、非晶質のいずれも使用することができ
る。単結晶の純度は85重量%以上が好ましく、特に、
95重量%以上が好ましい。さらに、99重量%以上が
特に好ましい。多結晶及び非結晶の場合はケイ素原子と
しての純度は99%以下が好ましく、更に95%以下が
より好ましく、90%以下60%以上が最も好ましい。
平均粒子サイズは0.01〜20μmが好ましい。特
に、0.02〜15μmが好ましい。さらに、0.05
〜10μmが好ましい。
Hereinafter, the constitution and material of the present invention will be described in detail. The compound containing a silicon atom capable of inserting and releasing lithium used in the negative electrode material of the present invention means a simple substance of silicon, a silicon alloy, or a silicide. As silicon alone,
Any of single crystal, polycrystal, and amorphous can be used. The purity of the single crystal is preferably 85% by weight or more.
It is preferably at least 95% by weight. Furthermore, 99% by weight or more is particularly preferable. In the case of polycrystal and non-crystal, the purity as a silicon atom is preferably 99% or less, more preferably 95% or less, most preferably 90% or less and 60% or more.
The average particle size is preferably from 0.01 to 20 μm. In particular, 0.02 to 15 μm is preferable. In addition, 0.05
-10 μm is preferred.

【0013】ケイ素合金は、リチウムを挿入放出した際
に生じるケイ素の膨張収縮による微粉化を抑制したり、
ケイ素の伝導性の低さを改良するので有効であると考え
られる。合金としては、アルカリ土類金属、遷移金属あ
るいは半金属との合金が好ましい。特に、固溶性合金や
共融性合金が好ましい。固溶性合金は固溶体を形成する
合金をいう。例えばGeの合金が固溶性合金である。共
融性合金とは、ケイ素とどんな割合でも共融するが、冷
却して得られる固体はケイ素と金属の混合体である合金
を言う。Be、Ag、Al、Au、Cd、Ga、In、
Sb、Sn、Znが共融性合金を形成する。これらの中
では、Ge、Be、Ag、Al、Au、Cd、Ga、I
n、Sb、Sn、Znの合金が更に好ましい。またこれ
らの2種以上の合金も好ましい。とくに、Ge、Ag、
Al、Cd、In、Sb、Sn、Znを含む合金が好ま
しい。これらの合金の混合比率は、ケイ素に対して5〜
70重量%が好ましい。とくに、10〜60重量%が好
ましい。この場合、電気伝導性が向上するが電池性能、
とくに、放電容量、ハイレート特性、サイクル寿命の点
で、比伝導度が合金前のケイ素またはケイ素化合物の比
伝導度の10倍以上になることが好ましい。合金の平均
粒子サイズは0.01〜40μmが好ましい。特に、
0.03〜5μmが好ましい。
The silicon alloy suppresses pulverization due to expansion and contraction of silicon generated when lithium is inserted and released,
It is considered to be effective in improving the low conductivity of silicon. As the alloy, an alloy with an alkaline earth metal, a transition metal or a metalloid is preferable. Particularly, a solid solution alloy or a eutectic alloy is preferable. A solid solution alloy is an alloy that forms a solid solution. For example, a Ge alloy is a solid solution alloy. A eutectic alloy is an alloy that eutectic in any proportion with silicon, but the solid obtained upon cooling is a mixture of silicon and metal. Be, Ag, Al, Au, Cd, Ga, In,
Sb, Sn, and Zn form a eutectic alloy. Among these, Ge, Be, Ag, Al, Au, Cd, Ga, I
An alloy of n, Sb, Sn, and Zn is more preferable. Also, two or more of these alloys are preferable. In particular, Ge, Ag,
An alloy containing Al, Cd, In, Sb, Sn, and Zn is preferable. The mixing ratio of these alloys is 5 to silicon.
70% by weight is preferred. In particular, 10 to 60% by weight is preferable. In this case, the electric conductivity is improved, but the battery performance,
In particular, in terms of discharge capacity, high rate characteristics, and cycle life, it is preferable that the specific conductivity be 10 times or more the specific conductivity of silicon or a silicon compound before alloying. The average particle size of the alloy is preferably 0.01 to 40 μm. In particular,
0.03-5 μm is preferred.

【0014】ケイ化物は、ケイ素と金属の化合物を言
う。ケイ化物としては、CaSi、CaSi2、Mg2
i、BaSi2、SrSi2、Cu5Si、FeSi、F
eSi2、CoSi2、Ni2Si、NiSi2、MnS
i、MnSi2、MoSi2、CrSi2、TiSi2、T
5Si3、Cr3Si、NbSi2、NdSi2、CeS
2、SmSi2、DySi2、ZrSi2、WSi2、W5
Si3、TaSi2、Ta5Si3、TmSi2、TbS
2、YbSi2、YSi2、YSi2、ErSi、ErS
2、GdSi2、 PtSi、V3Si、VSi2、HfS
2、PdSi、PrSi2、HoSi2、EuSi2、L
aSi、RuSi、ReSi、RhSi等が用いられ
る。
[0014] Silicide refers to a compound of silicon and a metal. As silicides, CaSi, CaSi 2 , Mg 2 S
i, BaSi 2 , SrSi 2 , Cu 5 Si, FeSi, F
eSi 2 , CoSi 2 , Ni 2 Si, NiSi 2 , MnS
i, MnSi 2 , MoSi 2 , CrSi 2 , TiSi 2 , T
i 5 Si 3 , Cr 3 Si, NbSi 2 , NdSi 2 , CeS
i 2 , SmSi 2 , DySi 2 , ZrSi 2 , WSi 2 , W 5
Si 3, TaSi 2, Ta 5 Si 3, TmSi 2, TbS
i 2 , YbSi 2 , YSi 2 , YSi 2 , ErSi, ErS
i 2 , GdSi 2, PtSi, V 3 Si, VSi 2 , HfS
i 2 , PdSi, PrSi 2 , HoSi 2 , EuSi 2 , L
aSi, RuSi, ReSi, RhSi and the like are used.

【0015】該ケイ素化合物として、金属ケイ化物から
金属を除去したケイ素を用いることができる。このケイ
素の形状としては、1μm以下の微粒子で多孔性のもの
や、微小粒子が凝集して多孔性の二次粒子を形成したも
のをあげることができる。このケイ素を用いるとサイク
ル寿命が改良される理由としては、微粉化されにくいと
考えられる。該金属ケイ化物の金属はアルカリ金属、ア
ルカリ土類金属であることが好ましい。なかでも、L
i、Ca、Mgであることが好ましい。とくに、Liが
好ましい。該リチウムケイ化物のリチウム含量は、ケイ
素に対して、100〜420モル%が好ましい。特に、
200〜420が好ましい。アルカリ金属やアルカリ土
類金属のケイ化物からアルカリ金属やアルカリ土類金属
を除去する方法は、アルカリ金属やアルカリ土類金属と
反応し、かつ、反応生成物が溶解させる溶媒で処理させ
ることが好ましい。溶媒としては、水、アルコール類が
好ましい。とくに、脱気し、かつ、脱水したアルコール
類が好ましい。アルコール類としては、メチルアルコー
ル、エチルアルコール、1−プロピルアルコール、2−
プロピルアルコール、1−ブチルアルコール、2−ブチ
ルアルコール、t−ブチルアルコール、1−ペンチルア
ルコール、2−ペンチルアルコール、3−ペンチルアル
コールが好ましい。とくに、1−プロピルアルコール、
2−プロピルアルコール、1−ブチルアルコール、2−
ブチルアルコール、t−ブチルアルコールが好ましい。
CaやMgの除去は、水が好ましい。中性付近に保つよ
うなpH緩衝剤を用いると更に好ましい。
As the silicon compound, silicon obtained by removing a metal from a metal silicide can be used. Examples of the shape of the silicon include porous particles having a particle size of 1 μm or less, and particles having fine secondary particles aggregated to form porous secondary particles. The reason that the cycle life is improved by using silicon is considered to be that it is difficult to pulverize. The metal of the metal silicide is preferably an alkali metal or an alkaline earth metal. Above all, L
Preferably, i, Ca, and Mg are used. In particular, Li is preferable. The lithium content of the lithium silicide is preferably 100 to 420 mol% based on silicon. In particular,
200 to 420 are preferred. The method of removing an alkali metal or an alkaline earth metal from a silicide of an alkali metal or an alkaline earth metal is preferably performed by reacting with an alkali metal or an alkaline earth metal, and using a solvent in which a reaction product is dissolved. . As the solvent, water and alcohols are preferable. In particular, degassed and dehydrated alcohols are preferred. As alcohols, methyl alcohol, ethyl alcohol, 1-propyl alcohol, 2-
Preferred are propyl alcohol, 1-butyl alcohol, 2-butyl alcohol, t-butyl alcohol, 1-pentyl alcohol, 2-pentyl alcohol, and 3-pentyl alcohol. In particular, 1-propyl alcohol,
2-propyl alcohol, 1-butyl alcohol, 2-
Butyl alcohol and t-butyl alcohol are preferred.
For removing Ca and Mg, water is preferable. It is more preferable to use a pH buffer that keeps the pH around neutral.

【0016】ケイ素化合物に付着させるセラミックはケ
イ素の微粉化の抑制に有効であると考えられる。セラミ
ックとしては、リチウムと原則的に反応しない化合物が
好ましい。とくに、Al23、SiO2、TiO2、Si
C、Si34が好ましい。ケイ素とセラミックを付着さ
せる方法としては、混合、加熱、蒸着、CVDが用いら
れるが、とくに、混合と加熱の併用が好ましい。とく
に、Al23やSiO2ゾルとケイ素を分散混合させた
後、加熱し、固溶した固まりを粉砕してケイ素とAl2
3やSiO2の付着物を得ることができる。この場合、
Al23やSiO2の付着物とは、Al23やSiO2
の表面がケイ素粉末に覆われていたり、Al23やSi
2等の固まりの内部に閉じこめられていたり、ケイ素
の表面がそれらが覆われていたりする状態を言う。混合
分散は、機械的撹拌、超音波、混練により達成できる。
加熱は不活性ガス中で300℃〜1300℃の範囲で行
うことが好ましいが、とくに500℃〜1200℃が好
ましい。不活性ガスはアルゴン、窒素、水素が上げられ
る。これらの混合ガスも用いられる。粉砕法はボールミ
ル、振動ミル、遊星ボールミル、ジェットミルなどよく
知られた方法が用いられる。この粉砕も不活性ガス中で
行われることが好ましい。ケイ素に対するセラミックス
の混合比は2〜50重量%の範囲が好ましいが、とくに
3〜40%が好ましい。ケイ素の電子顕微鏡観察から求
めた平均粒子サイズは、0.01〜40μmが好まし
い。とくに、0.03〜5μmが好ましい。
It is considered that the ceramic adhered to the silicon compound is effective in suppressing the pulverization of silicon. As the ceramic, a compound that does not basically react with lithium is preferable. In particular, Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 , Si
C and Si 3 N 4 are preferred. As a method for attaching silicon and ceramic, mixing, heating, vapor deposition, and CVD are used, and particularly, a combination of mixing and heating is preferable. In particular, after the Al 2 O 3 or SiO 2 sol and silicon are dispersed and mixed, the mixture is heated and the solid solution is pulverized to form silicon and Al 2.
Deposits of O 3 and SiO 2 can be obtained. in this case,
The Al 2 O 3 and SiO 2 deposits, or as Al 2 O 3 and the surface of SiO 2 or the like is covered with the silicon powder, as Al 2 O 3 or Si
It refers to a state in which the particles are trapped inside a mass of O 2 or the like, or the surface of silicon is covered with them. Mixing and dispersion can be achieved by mechanical stirring, ultrasonic waves, and kneading.
The heating is preferably performed in an inert gas at a temperature in the range of 300 to 1300 ° C, and particularly preferably 500 to 1200 ° C. Inert gases include argon, nitrogen and hydrogen. These mixed gases are also used. As the pulverizing method, a well-known method such as a ball mill, a vibration mill, a planetary ball mill, and a jet mill is used. This pulverization is also preferably performed in an inert gas. The mixing ratio of the ceramic to silicon is preferably in the range of 2 to 50% by weight, and particularly preferably 3 to 40%. The average particle size of the silicon determined by observation with an electron microscope is preferably 0.01 to 40 μm. In particular, it is preferably from 0.03 to 5 μm.

【0017】本発明のケイ素化合物の金属被覆として
は、電気めっき法、置換めっき法、無電解めっき法、抵
抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着、クラスターイオン蒸着
法などの蒸着法、スパッタリング法、化学気相成長法
(CVD法)により達成できる。とくに、無電解めっき
法、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着、クラスターイオ
ン蒸着法などの蒸着法、スパッタリング法、CVD法が
好ましい。さらに、無電解めっき法がとくに好ましい。
無電解めっき法は「無電解めっき 基礎と応用」電気鍍
金研究会編 日刊工業新聞社刊(1994)に記載され
ている。その還元剤はホスフィン酸塩、ホスホン酸塩、
水素化ホウ素化物、アルデヒド類、糖類、アミン類、金
属塩が好ましい。ホスフィン酸水素ナトリウム、ホスホ
ン酸水素ナトリウム、水素化ホウ素ナトリウム、ジメチ
ルアミンボラン、ホルムアルデヒド、蔗糖、デキストリ
ン、ヒドロキシルアミン、ヒドラジン、アスコルビン
酸、塩化チタンが好ましい。めっき液の中には還元剤の
他に、pH調節剤、錯形成剤を含ませることが好まし
い。これらについても上記「無電解めっき 基礎と応
用」に記載されている化合物が用いられる。めっき液の
pHはとくに限定されないが、4〜13が好ましい。液
の温度は10℃〜100℃が好ましいが、とくに、20
℃〜95℃がこのましい。めっき浴の他にSnCl2
酸水溶液からなる活性化浴、PdCl2塩酸水溶液から
なる核形成浴を用いたり、さらに濾過工程、水洗工程、
粉砕工程、乾燥工程が用いられる。
As the metal coating of the silicon compound of the present invention, there are electroplating, displacement plating, electroless plating, resistance heating evaporation, electron beam evaporation, cluster ion evaporation, etc., sputtering, chemical vapor deposition, and the like. This can be achieved by a phase growth method (CVD method). In particular, an electroless plating method, a resistance heating evaporation method, an electron beam evaporation method, an evaporation method such as a cluster ion evaporation method, a sputtering method, and a CVD method are preferable. Further, an electroless plating method is particularly preferable.
The electroless plating method is described in “Electroless Plating Basics and Applications”, edited by Electroplating Research Group, published by Nikkan Kogyo Shimbun (1994). The reducing agents are phosphinates, phosphonates,
Preferred are borohydrides, aldehydes, sugars, amines and metal salts. Preferred are sodium hydrogen phosphinate, sodium hydrogen phosphonate, sodium borohydride, dimethylamine borane, formaldehyde, sucrose, dextrin, hydroxylamine, hydrazine, ascorbic acid, and titanium chloride. The plating solution preferably contains a pH adjuster and a complexing agent in addition to the reducing agent. For these, the compounds described in the above “Electroless Plating Basics and Applications” are used. The pH of the plating solution is not particularly limited, but is preferably 4 to 13. The temperature of the solution is preferably from 10 ° C to 100 ° C,
C. to 95.degree. C. is preferred. In addition to the plating bath, an activation bath composed of an aqueous solution of SnCl 2 hydrochloric acid, a nucleation bath composed of an aqueous solution of PdCl 2 hydrochloric acid, a filtration step, a washing step,
A pulverizing step and a drying step are used.

【0018】また、被覆されるケイ素化合物の形態とし
ては、粉体状、塊状、板状等のいずれもが用いられる。
被覆される金属は導電性の高い金属であれば何でもよい
が、とくに、Ni、Cu、Ag、Co、Fe、Cr、
W、Ti、Au、Pt、Pd、Sn、Znが好ましい。
とくに、Ni、Cu、Ag、Co、Fe、Cr、Au、
Pt、Pd、Sn、Znが好ましく、さらに、Ni、C
u、Ag、Pd、Sn、Znがとくに好ましい。被覆さ
れる金属量はとくに限定がないが、比伝導度が、素地で
あるケイ素化合物の比伝導度の10倍以上になるように
被覆することが好ましい。
The silicon compound to be coated may be in any form such as powder, lump, and plate.
The metal to be coated is not particularly limited as long as it is a metal having high conductivity. In particular, Ni, Cu, Ag, Co, Fe, Cr,
W, Ti, Au, Pt, Pd, Sn and Zn are preferred.
In particular, Ni, Cu, Ag, Co, Fe, Cr, Au,
Pt, Pd, Sn, and Zn are preferable, and Ni, C
u, Ag, Pd, Sn, and Zn are particularly preferred. The amount of the metal to be coated is not particularly limited, but it is preferable that the metal is coated so that the specific conductivity is at least 10 times the specific conductivity of the silicon compound as the base.

【0019】本発明で用いられるケイ素化合物を熱可塑
性樹脂で被覆することが好ましい。熱可塑性樹脂は含フ
ッ素高分子化合物、イミド系高分子、ビニル系高分子、
アクリレート系高分子、エステル系高分子、ポリアクリ
ロニトリルなどが用いられる。とくに、熱可塑性樹脂は
電解液に膨潤しにくい樹脂が好ましい。具体例として
は、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸Na、ポリビニル
フェノール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルア
ルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミ
ド、ポリヒドロキシ(メタ)アクリレート、スチレン−
マレイン酸共重合体等の水溶性ポリマー、ポリビニルク
ロリド、ポリテトラフルロロエチレン、ポリフッ化ビニ
リデン、テトラフロロエチレン−ヘキサフロロプロピレ
ン共重合体、ビニリデンフロライド−テトラフロロエチ
レン−ヘキサフロロプロピレン共重合体、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン−ジエンタ
ーポリマー(EPDM)、スルホン化EPDM、ポリビ
ニルアセタール樹脂、メチルメタアクリレート、2−エ
チルヘキシルアクリレート等の(メタ)アクリル酸エス
テルを含有する(メタ)アクリル酸エステル共重合体、
(メタ)アクリル酸エステル−アクリロニトリル共重合
体、ビニルアセテート等のビニルエステルを含有するポ
リビニルエステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重
合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリブ
タジエン、ネオプレンゴム、フッ素ゴム、ポリエチレン
オキシド、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエーテ
ルポリウレタン樹脂、ポリカーボネートポリウレタン樹
脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂
等のエマルジョン(ラテックス)あるいはサスペンジョ
ンを挙げることが出来る。特にポリアクリル酸エステル
系のラテックス、カルボキシメチルセルロース、ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンが挙げら
れる。これらの化合物は単独または混合して用いること
が出来る。とくに、含フッ素高分子化合物が好ましい。
なかでもポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニ
リデンが好ましい。あらかじめ被覆する方法としては、
熱可塑性樹脂を溶剤に溶解させておき、その溶液にケイ
素化合物を混合、混練する。その溶液を乾燥し、得られ
た固形物を粉砕する方法が好ましい。ケイ素化合物に対
する熱可塑性樹脂の使用量としては、2〜30重量%が
好ましい。とくに、3〜20重量%が好ましい。被覆率
は5〜100%が好ましいが、とくに、5〜90%が好
ましい。被覆された粒子の平均サイズは、0.01μm
〜40μmが好ましい。とくに、0.03〜5μmが好
ましい。
It is preferable to coat the silicon compound used in the present invention with a thermoplastic resin. Thermoplastic resin is a fluorine-containing polymer compound, imide polymer, vinyl polymer,
An acrylate polymer, an ester polymer, polyacrylonitrile, or the like is used. In particular, the thermoplastic resin is preferably a resin that does not easily swell in the electrolytic solution. Specific examples include polyacrylic acid, polyacrylic acid Na, polyvinyl phenol, polyvinyl methyl ether, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylamide, polyhydroxy (meth) acrylate, and styrene-
Water-soluble polymers such as maleic acid copolymer, polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, (Meth) acrylic acid ester containing (meth) acrylic acid ester such as polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, polyvinyl acetal resin, methyl methacrylate, and 2-ethylhexyl acrylate Coalescing,
(Meth) acrylate-acrylonitrile copolymer, polyvinyl ester copolymer containing vinyl ester such as vinyl acetate, styrene-butadiene copolymer, acrylonitrile-butadiene copolymer, polybutadiene, neoprene rubber, fluorine rubber, poly Emulsions (latex) or suspensions of ethylene oxide, polyester polyurethane resin, polyether polyurethane resin, polycarbonate polyurethane resin, polyester resin, phenol resin, epoxy resin and the like can be given. In particular, polyacrylate latex, carboxymethylcellulose, polytetrafluoroethylene, and polyvinylidene fluoride are exemplified. These compounds can be used alone or as a mixture. Particularly, a fluorine-containing polymer compound is preferable.
Among them, polytetrafluoroethylene and polyvinylidene fluoride are preferable. As a method of coating in advance,
A thermoplastic resin is dissolved in a solvent, and a silicon compound is mixed and kneaded in the solution. A method of drying the solution and pulverizing the obtained solid is preferable. The use amount of the thermoplastic resin to the silicon compound is preferably 2 to 30% by weight. Particularly, 3 to 20% by weight is preferable. The coverage is preferably from 5 to 100%, and particularly preferably from 5 to 90%. The average size of the coated particles is 0.01 μm
4040 μm is preferred. In particular, it is preferably from 0.03 to 5 μm.

【0020】本発明では、ケイ素化合物と炭素質化合物
を混合して用いることが好ましい。炭素質材料は導電剤
や負極材料で用いられる材料が用いられる。炭素質材料
としては、難黒鉛化炭素材料と黒鉛系炭素材料を挙げる
ことができる。具体的には、特開昭62−122066
号、特開平2−66856号、同3−245473号等
の各公報に記載される面間隔や密度、結晶子の大きさの
炭素材料、特開平5−290844号公報に記載の天然
黒鉛と人造黒鉛の混合物、特開昭63−24555号、
同63−13282号、同63−58763号、特開平
6−212617号公報に記載の気相成長炭素材料、特
開平5−182664号公報に記載の難黒鉛化炭素を2
400℃を超える温度で加熱焼成された材料であり、か
つ複数の002面に相当するX線回折のピークを持つ材
料、特開平5−307957号、同5−307958
号、同7−85862号、同8−315820号公報に
記載のピッチ焼成により合成されたメソフェース炭素材
料、特開平6−84516号公報に記載の被覆層を有す
る黒鉛、さらには、各種の粒状体、微小球体、平板状
体、微小繊維、ウィスカーの形状の炭素材料、フェノー
ル樹脂、アクリロニトリル樹脂、フルフリルアルコール
樹脂の焼成体、水素原子を含むポリアセン材料などの炭
素材料等を挙げることができる。さらに、導電剤として
の具体例としては、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土状黒鉛等
の天然黒鉛、石油コークス、石炭コークス、セルロース
類、糖類、メソフェーズピッチ等の高温焼成体、気相成
長黒鉛等の人工黒鉛等のグラファイト類、アセチレンブ
ラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、チ
ャンネルブラック、ランプブラック、サーマルブラック
等のカーボンブラック類、アスファルトピッチ、コール
タール、活性炭、メソフューズピッチ、ポリアセン等の
炭素材料が好ましい。これらは単独で用いても良いし、
混合物として用いても良い。
In the present invention, it is preferable to use a mixture of a silicon compound and a carbonaceous compound. As the carbonaceous material, a material used as a conductive agent or a negative electrode material is used. Examples of the carbonaceous material include a non-graphitizable carbon material and a graphite-based carbon material. Specifically, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-122066
, Japanese Unexamined Patent Publications Nos. 2-66856 and 3-245473, and carbon materials having plane spacing, density, and crystallite size, and natural graphite and artificial materials described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-290844. A mixture of graphite, JP-A-63-24555,
JP-A-63-13282, JP-A-63-58763, and the vapor-grown carbon material described in JP-A-6-212617, and the non-graphitizable carbon described in JP-A-5-182664 were used.
A material which is heated and fired at a temperature exceeding 400 ° C. and has X-ray diffraction peaks corresponding to a plurality of 002 planes, JP-A-5-307957 and JP-A-5-307958.
, A mesophase carbon material synthesized by pitch firing described in JP-A-7-85862 and JP-A-8-315820, a graphite having a coating layer described in JP-A-6-84516, and various granular materials And carbon materials such as microspheres, flat bodies, microfibers, whisker-shaped carbon materials, phenol resins, acrylonitrile resins, fired products of furfuryl alcohol resins, and polyacene materials containing hydrogen atoms. Further, specific examples of the conductive agent include flake graphite, flake graphite, natural graphite such as earth graphite, petroleum coke, coal coke, celluloses, sugars, high-temperature fired bodies such as mesophase pitch, vapor-grown graphite, etc. Carbon materials such as graphite such as artificial graphite, acetylene black, furnace black, Ketjen black, channel black, lamp black, thermal black, etc., and carbon materials such as asphalt pitch, coal tar, activated carbon, meso fuse pitch and polyacene. preferable. These may be used alone,
It may be used as a mixture.

【0021】とくに、特開平5−182664号公報に
記載の炭素材料や各種の粒状体、微小球体、平板状体、
繊維、ウィスカーの形状の炭素材料、また、メソフェー
ズピッチ、フェノール樹脂、アクリロニトリル樹脂の焼
成体、さらに、水素原子を含むポリアセン材料が好まし
い。なかでも、鱗片状天然黒鉛が合剤膜を強固にさせる
ため好ましい。混合比は、ケイ素化合物に対して、5〜
1900重量%が好ましい。とくに、20〜500重量
%が好ましい。さらに、30〜400重量%が好まし
い。
[0021] In particular, carbon materials and various granular materials, microspheres, flat plates, and the like described in JP-A-5-182664 are disclosed.
A carbon material in the form of a fiber or whisker, a mesophase pitch, a fired body of a phenol resin or an acrylonitrile resin, and a polyacene material containing a hydrogen atom are preferable. Above all, flaky natural graphite is preferable because it strengthens the mixture film. The mixing ratio is 5 to silicon compound.
1900% by weight is preferred. In particular, 20 to 500% by weight is preferable. Furthermore, 30 to 400% by weight is preferable.

【0022】導電剤としては、炭素の他金属を用いるこ
とができる。Ni、Cu、Ag、Feが好ましい。
As the conductive agent, other metals than carbon can be used. Ni, Cu, Ag, and Fe are preferred.

【0023】ケイ素化合物負極材料の充放電範囲として
は、挿入放出できるリチウムとケイ素原子の比をLix
Siで表すとき、x=0〜4.2が好ましい。ケイ素の
サイクル寿命改良を鋭意検討した結果、x=0〜3.7
の範囲に留めるとサイクル寿命が大きく改良することを
見いだした。充電電位では、リチウム金属対極に対し
て、x=4.2では、過電圧を含めて、0.0Vである
のに対し、x=3.7では、約0.05Vであった。こ
のとき、放電曲線の形状は変化し、0.0V充電折り返
しでは0.5V(対リチウム金属)付近に平坦な放電曲
線が得られるのに対し、0.05V以上、とくに0.0
8V以上(x=3.6)では、約0.4Vに平均電圧を
もつなだらかな曲線が得られる。即ち、充電終始電圧を
上げた方が放電電位が下がるという特異的な現象を見い
だし、かつ、充放電反応の可逆性もあがった現象を見い
だしたことを示している。
The charge / discharge range of the silicon compound negative electrode material is defined by the ratio of lithium and silicon atoms that can be inserted and released by Li x
When represented by Si, x = 0 to 4.2 is preferable. As a result of intensive studies on the improvement of the cycle life of silicon, x = 0 to 3.7.
It has been found that the cycle life is greatly improved when it is within the range. The charging potential was 0.0 V including the overvoltage at x = 4.2 with respect to the lithium metal counter electrode, whereas the charging potential was about 0.05 V at x = 3.7. At this time, the shape of the discharge curve changes, and a flat discharge curve is obtained around 0.5 V (vs. lithium metal) at the return of 0.0 V charge, whereas it is 0.05 V or more, in particular, 0.0 V or more.
At 8 V or more (x = 3.6), a smooth curve having an average voltage at about 0.4 V is obtained. In other words, it is found that a specific phenomenon in which the discharge potential decreases as the charging end voltage is increased is found, and a phenomenon in which the reversibility of the charge / discharge reaction is also increased.

【0024】ケイ素化合物の高容量を維持しつつ、サイ
クル寿命を改良する効果を持つ方法を個々に記述してき
たが、さらに好ましい態様は、上記方法の組み合わせに
よりさらに高い改良効果を得ることを見いだした。
Although a method having the effect of improving the cycle life while maintaining a high capacity of the silicon compound has been individually described, a more preferred embodiment has been found to achieve a higher improvement effect by a combination of the above methods. .

【0025】本発明では、負極材料として、本発明のケ
イ素化合物の他炭素質材料、酸化物材料、窒化物材料、
硫化物材料、リチウム金属、リチウム合金などリチウム
を挿入放出できる化合物と組み合わせることができる。
In the present invention, as the negative electrode material, in addition to the silicon compound of the present invention, a carbonaceous material, an oxide material, a nitride material,
It can be combined with a compound capable of inserting and releasing lithium, such as a sulfide material, lithium metal, and lithium alloy.

【0026】本発明で用いられる正極材料はリチウム含
有遷移金属酸化物である。好ましくはTi、V、Cr、
Mn、Fe、Co、Ni、Mo、Wから選ばれる少なく
とも1種の遷移金属元素とリチウムとを主として含有す
る酸化物であって、リチウムと遷移金属のモル比が0.
3乃至2.2の化合物である。より好ましくは、V、C
r、Mn、Fe、Co、Niから選ばれる少なくとも1
種の遷移金属元素とリチウムとを主として含有する酸化
物であって、リチウムと遷移金属のモル比が0.3乃至
2.2の化合物である。なお主として存在する遷移金属
に対し30モルパーセント未満の範囲でAl、Ga、I
n、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Si、P、Bなど
を含有していても良い。上記の正極活物質の中で、一般
式LixMO2(MはCo、Ni、Fe、Mnの少なくと
も1種、x=0〜1.2)、またはLiy24(Nは
少なくともMnを含む。y=0〜2)で表されるスピネ
ル構造を有する材料の少なくとも1種を用いることが好
ましい。
The cathode material used in the present invention is a lithium-containing transition metal oxide. Preferably Ti, V, Cr,
An oxide mainly containing lithium and at least one transition metal element selected from Mn, Fe, Co, Ni, Mo and W, and having a molar ratio of lithium to transition metal of 0.1.
3 to 2.2. More preferably, V, C
at least one selected from r, Mn, Fe, Co, and Ni
An oxide mainly containing various kinds of transition metal elements and lithium, and a compound in which the molar ratio of lithium to the transition metal is 0.3 to 2.2. It should be noted that Al, Ga, and I are present in a range of less than 30 mole percent based on the transition metal mainly present.
It may contain n, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Si, P, B, and the like. Among the positive electrode active materials described above, a general formula Li x MO 2 (M is at least one of Co, Ni, Fe, and Mn, x = 0 to 1.2), or Li y N 2 O 4 (N is at least It is preferable to use at least one kind of material having a spinel structure represented by y = 0 to 2).

【0027】さらに、正極活物質はLiya1-a 2
(MはCo、Ni、Fe、Mnの少なくとも1種 Dは
Co、Ni、Fe、Mn、Al、Zn、Cu、Mo、A
g、W、Ga、In、Sn、Pb、Sb、Sr、B、P
の中のM以外の少なくとも1種 y=0〜1.2、a=
0.5〜1)を含む材料、またはLiz(Nb1-b 2
4(NはMn EはCo、Ni、Fe、Mn、Al、
Zn、Cu、Mo、Ag、W、Ga、In、Sn、P
b、Sb、Sr、B、Pの少なくとも1種、b=1〜
0.2 z=0〜2)で表されるスピネル構造を有する
材料の少なくとも1種を用いることが特に好ましい。
Further, the positive electrode active material is LiyMaD1-aOTwo
(M is at least one of Co, Ni, Fe, and Mn.
Co, Ni, Fe, Mn, Al, Zn, Cu, Mo, A
g, W, Ga, In, Sn, Pb, Sb, Sr, B, P
At least one other than M y = 0 to 1.2, a =
0.5-1), or Liz(NbE1-b) Two
OFour(N is Mn E is Co, Ni, Fe, Mn, Al,
Zn, Cu, Mo, Ag, W, Ga, In, Sn, P
at least one of b, Sb, Sr, B, and P, b = 1 to
0.2 having a spinel structure represented by z = 0 to 2)
It is particularly preferred to use at least one of the materials.

【0028】具体的には、Lix CoO2、LixNiO
2、LixMnO2、LixCoaNi1 -a 2、LixCob
1-b z 、LixCobFe1-b 2、Lix Mn
24、LixMncCo2-c 4、LixMncNi
2-c 4、LixMnc2-c 4、LixMncFe2-c
4(ここでx=0.02〜1.2、a=0.1〜0.
9、b=0.8〜0.98、c=1.6〜1.96、z
=2.01〜2.3)があげられる。最も好ましいリチ
ウム含有遷移金属酸化物としては、LixCoO2、Li
xNiO2、LixMnO2、LixCoaNi1-a 2、L
xMn24、LixCob1 -b z(x=0.02〜
1.2、a=0.1〜0.9、b=0.9〜0.98、
z=2.01〜2.3)があげられる。なおxの値は充
放電開始前の値であり、充放電により増減する。
Specifically, Li x CoO 2 , Li x NiO
2 , Li x MnO 2 , Li x Co a Ni 1 -a O 2 , Li x Co b
V 1-b O z , Li x Co b Fe 1-b O 2 , Li x Mn
2 O 4, Li x Mn c Co 2-c O 4, Li x Mn c Ni
2-c O 4, Li x Mn c V 2-c O 4, Li x Mn c Fe 2-c O
4 (where x = 0.02 to 1.2, a = 0.1 to 0.
9, b = 0.8 to 0.98, c = 1.6 to 1.96, z
= 2.01-2.3). Most preferred lithium-containing transition metal oxides include Li x CoO 2 , Li
x NiO 2 , Li x MnO 2 , Li x Co a Ni 1-a O 2 , L
i x Mn 2 O 4, Li x Co b V 1 -b O z (x = 0.02~
1.2, a = 0.1 to 0.9, b = 0.9 to 0.98,
z = 2.01 to 2.3). The value of x is a value before the start of charge / discharge, and increases / decreases due to charge / discharge.

【0029】本発明で用いる正極活物質は、リチウム化
合物と遷移金属化合物を混合、焼成する方法や溶液反応
により合成することができるが、特に焼成法が好まし
い。焼成の為の詳細は、特開平6−60,867号の段
落35、特開平7−14,579号等に記載されてお
り、これらの方法を用いることができる。焼成によって
得られた正極活物質は水、酸性水溶液、アルカリ性水溶
液、有機溶剤にて洗浄した後使用してもよい。更に、遷
移金属酸化物に化学的にリチウムイオンを挿入する方法
としては、リチウム金属、リチウム合金やブチルリチウ
ムと遷移金属酸化物と反応させることにより合成する方
法であっても良い。
The positive electrode active material used in the present invention can be synthesized by a method in which a lithium compound and a transition metal compound are mixed and fired, or a solution reaction, but a firing method is particularly preferable. Details of the firing are described in paragraph 35 of JP-A-6-60,867, JP-A-7-14,579 and the like, and these methods can be used. The positive electrode active material obtained by firing may be used after being washed with water, an acidic aqueous solution, an alkaline aqueous solution, or an organic solvent. Further, as a method of chemically inserting lithium ions into the transition metal oxide, a method of synthesizing lithium metal, a lithium alloy, or butyllithium by reaction with the transition metal oxide may be used.

【0030】本発明で用いる正極活物質の平均粒子サイ
ズは特に限定されないが、0.1〜50μmが好まし
い。0.5〜30μmの粒子の体積が95%以上である
ことが好ましい。粒径3μm以下の粒子群の占める体積
が全体積の18%以下であり、かつ15μm以上25μ
m以下の粒子群の占める体積が、全体積の18%以下で
あることが更に好ましい。比表面積としては特に限定さ
れないが、BET法で0.01〜50m2/gが好まし
く、特に0.2m2 /g〜1m2 /gが好ましい。また
正極活物質5gを蒸留水100mlに溶かした時の上澄
み液のpHとしては7以上12以下が好ましい。
The average particle size of the positive electrode active material used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 50 μm. It is preferable that the volume of the particles of 0.5 to 30 μm is 95% or more. The volume occupied by the particle group having a particle size of 3 μm or less is 18% or less of the total volume, and 15 μm or more and 25 μm or more
More preferably, the volume occupied by the particle group of m or less is 18% or less of the total volume. No particular limitation is imposed on the specific surface area is preferably 0.01 to 50 m 2 / g by the BET method, particularly preferably 0.2m 2 / g~1m 2 / g. Further, when 5 g of the positive electrode active material is dissolved in 100 ml of distilled water, the pH of the supernatant is preferably 7 or more and 12 or less.

【0031】本発明の正極活物質を焼成によって得る場
合、焼成温度としては500〜1500℃であることが
好ましく、さらに好ましくは700〜1200℃であ
り、特に好ましくは750〜1000℃である。焼成時
間としては4〜30時間が好ましく、さらに好ましくは
6〜20時間であり、特に好ましくは6〜15時間であ
る。
When the positive electrode active material of the present invention is obtained by firing, the firing temperature is preferably from 500 to 1500 ° C., more preferably from 700 to 1200 ° C., and particularly preferably from 750 to 1000 ° C. The firing time is preferably 4 to 30 hours, more preferably 6 to 20 hours, and particularly preferably 6 to 15 hours.

【0032】本発明の合剤に使用される導電剤は、構成
された電池において化学変化を起こさない電子伝導性材
料であれば何でもよい。具体例としては、鱗状黒鉛、鱗
片状黒鉛、土状黒鉛等の天然黒鉛、石油コークス、石炭
コークス、セルロース類、糖類、メソフェーズピッチ等
の高温焼成体、気相成長黒鉛等の人工黒鉛等のグラファ
イト類、アセチレンブラック、ファーネスブラック、ケ
ッチェンブラック、チャンネルブラック、ランプブラッ
ク、サーマルブラック等のカーボンブラック類、アスフ
ァルトピッチ、コールタール、活性炭、メソフューズピ
ッチ、ポリアセン等の炭素材料、金属繊維等の導電性繊
維類、銅、ニッケル、アルミニウム、銀等の金属粉類、
酸化亜鉛、チタン酸カリウム等の導電性ウィスカー類、
酸化チタン等の導電性金属酸化物等を挙げる事ができ
る。黒鉛では、アスペクト比が5以上の平板状のものを
用いると好ましい。これらの中では、グラファイトやカ
ーボンブラックが好ましく、粒子の大きさは、0.01
μm以上、20μm以下が好ましく、0.02μm以
上、10μm以下の粒子がより好ましい。これらは単独
で用いても良いし、2種以上を併用してもよい。併用す
る場合は、アセチレンブラック等のカーボンブラック類
と、1〜15μmの黒鉛粒子を併用すると好ましい。導
電剤の合剤層への添加量は、負極材料または正極材料に
対し1〜50重量%であることが好ましく、特に2〜3
0重量%であることが好ましい。カーボンブラックやグ
ラファイトでは、3〜20重量%であることが特に好ま
しい。
The conductive agent used in the mixture of the present invention may be any electronic conductive material which does not cause a chemical change in the constructed battery. Specific examples include flake graphite, flake graphite, natural graphite such as earth graphite, petroleum coke, coal coke, celluloses, sugars, high-temperature fired bodies such as mesophase pitch, and graphite such as artificial graphite such as vapor-grown graphite. , Carbon blacks such as acetylene black, furnace black, ketjen black, channel black, lamp black, and thermal black, asphalt pitch, coal tar, activated carbon, meso fuse pitch, carbon materials such as polyacene, and conductive materials such as metal fibers. Fibers, metal powders such as copper, nickel, aluminum, silver, etc.
Conductive whiskers such as zinc oxide and potassium titanate;
Examples thereof include conductive metal oxides such as titanium oxide. In the case of graphite, it is preferable to use a plate-like graphite having an aspect ratio of 5 or more. Among these, graphite and carbon black are preferable, and the particle size is 0.01%.
The particle size is preferably not less than μm and not more than 20 μm, more preferably not less than 0.02 μm and not more than 10 μm. These may be used alone or in combination of two or more. When used together, it is preferable to use carbon blacks such as acetylene black and graphite particles of 1 to 15 μm in combination. The amount of the conductive agent added to the mixture layer is preferably 1 to 50% by weight based on the negative electrode material or the positive electrode material, and more preferably 2 to 3% by weight.
It is preferably 0% by weight. For carbon black and graphite, the content is particularly preferably 3 to 20% by weight.

【0033】本発明では電極合剤を保持するために結着
剤を用いる。結着剤の例としては、多糖類、熱可塑性樹
脂及びゴム弾性を有するポリマー等が挙げられる。好ま
しい結着剤としては、でんぷん、カルボキシメチルセル
ロース、セルロース、ジアセチルセルロース、メチルセ
ルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプ
ロピルセルロース、アルギン酸Na、ポリアクリル酸、
ポリアクリル酸Na、ポリビニルフェノール、ポリビニ
ルメチルエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニル
ピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシ(メ
タ)アクリレート、スチレン−マレイン酸共重合体等の
水溶性ポリマー、ポリビニルクロリド、ポリテトラフル
ロロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフロロエ
チレン−ヘキサフロロプロピレン共重合体、ビニリデン
フロライド−テトラフロロエチレン−ヘキサフロロプロ
ピレン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチ
レン−プロピレン−ジエンターポリマー(EPDM)、
スルホン化EPDM、ポリビニルアセタール樹脂、メチ
ルメタアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート
等の(メタ)アクリル酸エステルを含有する(メタ)ア
クリル酸エステル共重合体、(メタ)アクリル酸エステ
ル−アクリロニトリル共重合体、ビニルアセテート等の
ビニルエステルを含有するポリビニルエステル共重合
体、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル
−ブタジエン共重合体、ポリブタジエン、ネオプレンゴ
ム、フッ素ゴム、ポリエチレンオキシド、ポリエステル
ポリウレタン樹脂、ポリエーテルポリウレタン樹脂、ポ
リカーボネートポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、
フェノール樹脂、エポキシ樹脂等のエマルジョン(ラテ
ックス)あるいはサスペンジョンを挙げることが出来
る。特にポリアクリル酸エステル系のラテックス、カル
ボキシメチルセルロース、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリフッ化ビニリデンが挙げられる。これらの結着
剤は、微小粉末を水に分散したものを用いるのが好まし
く、分散液中の粒子の平均サイズが0.01〜5μmの
ものを用いるのがより好ましく、0.05〜1μmのも
のを用いるのが特に好ましい。これらの結着剤は単独ま
たは混合して用いることが出来る。結着剤の添加量が少
ないと電極合剤の保持力・凝集力が弱い。多すぎると電
極体積が増加し電極単位体積あるいは単位重量あたりの
容量が減少する。このような理由で結着剤の添加量は1
〜30重量%が好ましく、特に2〜10重量%が好まし
い。
In the present invention, a binder is used to hold the electrode mixture. Examples of the binder include polysaccharides, thermoplastic resins, and polymers having rubber elasticity. Preferred binders include starch, carboxymethyl cellulose, cellulose, diacetyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, sodium alginate, polyacrylic acid,
Water-soluble polymers such as sodium polyacrylate, polyvinylphenol, polyvinylmethylether, polyvinylalcohol, polyvinylpyrrolidone, polyacrylamide, polyhydroxy (meth) acrylate, styrene-maleic acid copolymer, polyvinyl chloride, polytetrafluoroethylene, Polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM),
(Meth) acrylate copolymer containing (meth) acrylate such as sulfonated EPDM, polyvinyl acetal resin, methyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, etc., (meth) acrylate-acrylonitrile copolymer, vinyl Polyvinyl ester copolymer containing vinyl ester such as acetate, styrene-butadiene copolymer, acrylonitrile-butadiene copolymer, polybutadiene, neoprene rubber, fluorine rubber, polyethylene oxide, polyester polyurethane resin, polyether polyurethane resin, polycarbonate polyurethane Resin, polyester resin,
An emulsion (latex) such as a phenol resin or an epoxy resin or a suspension can be used. In particular, polyacrylate latex, carboxymethylcellulose, polytetrafluoroethylene, and polyvinylidene fluoride are exemplified. As these binders, it is preferable to use those obtained by dispersing fine powder in water, and it is more preferable to use those in which the average size of the particles in the dispersion is 0.01 to 5 μm, and 0.05 to 1 μm. It is particularly preferred to use one. These binders can be used alone or as a mixture. If the amount of the binder is small, the holding power and cohesive strength of the electrode mixture are weak. If it is too large, the electrode volume increases and the capacity per unit volume or unit weight of the electrode decreases. For these reasons, the amount of binder added is 1
It is preferably from 30 to 30% by weight, particularly preferably from 2 to 10% by weight.

【0034】充填剤は、構成された電池において、化学
変化を起こさない繊維状材料であれば何でも用いること
ができる。通常、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの
オレフィン系ポリマー、ガラス、炭素などの繊維が用い
られる。フィラーの添加量は特に限定されないが、0〜
30重量%が好ましい。イオン導電剤は、無機及び有機
の固体電解質として知られている物を用いることがで
き、詳細は電解液の項に記載されている。圧力増強剤
は、電池の内圧を上げる化合物であり、炭酸リチウム等
の炭酸塩が代表例である。
As the filler, any fibrous material that does not cause a chemical change in the constructed battery can be used. Usually, fibers such as olefin-based polymers such as polypropylene and polyethylene, glass, and carbon are used. Although the amount of the filler is not particularly limited,
30% by weight is preferred. As the ionic conductive agent, those known as inorganic and organic solid electrolytes can be used, and the details are described in the section of the electrolytic solution. The pressure booster is a compound for raising the internal pressure of the battery, and a carbonate such as lithium carbonate is a typical example.

【0035】本発明で使用できる集電体は正極はアルミ
ニウム、ステンレス鋼、ニッケル、チタン、またはこれ
らの合金であり、負極は銅、ステンレス鋼、ニッケル、
チタン、またはこれらの合金である。集電体の形態は
箔、エキスパンドメタル、パンチングメタル、もしくは
金網である。特に、正極にはアルミニウム箔、負極には
銅箔が好ましい。
In the current collector which can be used in the present invention, the positive electrode is aluminum, stainless steel, nickel, titanium or an alloy thereof, and the negative electrode is copper, stainless steel, nickel,
Titanium or their alloys. The form of the current collector is foil, expanded metal, punched metal, or wire mesh. In particular, an aluminum foil is preferable for the positive electrode, and a copper foil is preferable for the negative electrode.

【0036】箔の厚みとしては7μm〜100μmが好
ましく、さらに好ましくは7μm〜50μmであり、特
に好ましくは7μm〜20μmである。エキスパンドメ
タル、パンチングメタル、金網の厚みとしては7μm〜
200μmが好ましく、さらに好ましくは7μm〜15
0μmであり、特に好ましくは7μm〜100μmであ
る。集電体の純度としては98%以上が好ましく、さら
に好ましくは99%以上であり、特に好ましくは99.
3%以上である。集電体の表面は酸、アルカリ、有機溶
剤などにより洗浄してもよい。
The thickness of the foil is preferably from 7 μm to 100 μm, more preferably from 7 μm to 50 μm, particularly preferably from 7 μm to 20 μm. Expanded metal, punching metal, wire mesh thickness is 7μm ~
200 μm is preferred, and more preferably 7 μm to 15 μm.
0 μm, particularly preferably 7 μm to 100 μm. The purity of the current collector is preferably 98% or more, more preferably 99% or more, and particularly preferably 99.
3% or more. The surface of the current collector may be washed with an acid, an alkali, an organic solvent, or the like.

【0037】集電体は、厚さを薄くするため、プラスチ
ックシートの両面上に金属層を形成したものがさらに好
ましい。プラスチックは、延伸性及び耐熱性に優れたも
のが好ましく、例えばポリエチレンテレフタレートであ
る。金属だけでは、弾性がほとんどないので、外力に弱
い。プラスチック上に金属層を形成すれば、衝撃に強く
なる。より具体的には、集電体は、合成樹脂フィルムや
紙等の基材を電子伝導性の物質で被覆した複合集電体で
あっても良い。基材となる合成樹脂フィルムとしては、
フッ素樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボ
ネート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリアミド、セルロ
ース誘電体、ポリスルホンを挙げることができる。基材
を被覆する電子伝導性の物質としては、黒鉛やカーボン
ブラック等の炭素質材料、アルミニウム、銅、ニッケ
ル、クロム、鉄、モリブデン、金、銀等の金属元素及び
これらの合金を挙げることができる。特に好ましい電子
伝導性の物質は金属であり、アルミニウム、銅、ニッケ
ル、ステンレス鋼である。複合集電体は、基材のシート
と金属シートを張り合わせる形態であってもよいし、蒸
着等により金属層を形成してもよい。
The current collector is more preferably formed by forming a metal layer on both sides of a plastic sheet in order to reduce the thickness. The plastic is preferably excellent in stretchability and heat resistance, and is, for example, polyethylene terephthalate. Metals alone have little elasticity and are vulnerable to external forces. If a metal layer is formed on plastic, it will be resistant to impact. More specifically, the current collector may be a composite current collector in which a base material such as a synthetic resin film or paper is coated with an electron conductive material. As a synthetic resin film as a base material,
Examples include fluororesin, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyvinyl chloride, polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyimide, polyamide, cellulose dielectric, and polysulfone. Examples of the electron conductive material that coats the base material include carbonaceous materials such as graphite and carbon black, metal elements such as aluminum, copper, nickel, chromium, iron, molybdenum, gold, and silver and alloys thereof. it can. Particularly preferred electron conductive materials are metals, such as aluminum, copper, nickel and stainless steel. The composite current collector may be in a form in which a base sheet and a metal sheet are laminated, or a metal layer may be formed by vapor deposition or the like.

【0038】次に本発明における正負電極の構成につい
て説明する。正負電極は集電体の両面に電極合剤を塗布
した形態であることが好ましい。この場合、片面あたり
の層数は1層であっても2層以上から構成されていても
良い。片面あたりの層の数が2以上である場合、正極活
物質(もしくは負極材料)含有層が2層以上であっても
良い。より好ましい構成は、正極活物質(もしくは負極
材料)を含有する層と正極活物質(もしくは負極材料)
を含有しない層から構成される場合である。正極活物質
(もしくは負極材料)を含有しない層には、正極活物質
(もしくは負極材料)を含有する層を保護するための保
護層、分割された正極活物質(もしくは負極材料)含有
層の間にある中間層、正極活物質(もしくは負極材料)
含有層と集電体との間にある下塗り層等があり、本発明
においてはこれらを総称して補助層と言う。
Next, the structure of the positive and negative electrodes in the present invention will be described. The positive and negative electrodes preferably have a form in which an electrode mixture is applied to both surfaces of a current collector. In this case, the number of layers per side may be one or two or more. When the number of layers per side is two or more, the number of layers containing the positive electrode active material (or the negative electrode material) may be two or more. More preferably, the layer containing the positive electrode active material (or the negative electrode material) and the positive electrode active material (or the negative electrode material)
This is a case where it is composed of a layer containing no. The layer containing no positive electrode active material (or negative electrode material) includes a protective layer for protecting the layer containing the positive electrode active material (or negative electrode material), and a layer between the divided positive electrode active material (or negative electrode material) containing layer. Layer, positive electrode active material (or negative electrode material)
There is an undercoat layer between the containing layer and the current collector, and these are collectively referred to as an auxiliary layer in the present invention.

【0039】上記補助層における保護層は、正負電極の
少なくとも一方にあることが好ましい。リチウムを電池
内で負極材料に挿入する場合は負極に保護層を設けるこ
とは特に好ましい。また正極においても正極活物質中の
リチウムの放出量が多く電位が比較的高い状態で使用す
る場合は保護層を設けることが好ましい。該保護層は少
なくとも1層からなり、同種又は異種の復数層から構成
されていても良い。また集電体の両面に配置された合剤
層の片側面にのみ保護層を有する形態であっても良い。
これらの保護層は、水及び非水電解液に不溶性の粒子と
結着剤及び分散剤等から構成されている。水及び非水電
解液に不溶性の粒子としては、種々の導電性粒子あるい
は実質的に導電性を有さない有機及び無機の粒子を用い
ることができる。導電性粒子としては、金属、金属酸化
物、金属繊維、炭素繊維、カーボンブラックや黒鉛等の
炭素粒子を挙げることができる。好ましくはアルカリ金
属特にリチウムとの反応性が低い物が良く、金属粉末、
炭素粒子が良い。これらの粒子が形成する元素の20℃
における電気抵抗率としては5×109 Ω・m以下が好
ましい。
The protective layer in the auxiliary layer is preferably provided on at least one of the positive and negative electrodes. When lithium is inserted into a negative electrode material in a battery, it is particularly preferable to provide a protective layer on the negative electrode. When the positive electrode is used in a state where the amount of lithium released from the positive electrode active material is large and the potential is relatively high, it is preferable to provide a protective layer. The protective layer is composed of at least one layer and may be composed of the same or different layers. Further, a form in which a protective layer is provided only on one side of the mixture layer disposed on both sides of the current collector may be used.
These protective layers are composed of particles insoluble in water and a non-aqueous electrolyte, a binder, a dispersant, and the like. As the particles insoluble in water and the non-aqueous electrolyte, various conductive particles or organic and inorganic particles having substantially no conductivity can be used. Examples of the conductive particles include metals, metal oxides, metal fibers, carbon fibers, and carbon particles such as carbon black and graphite. Preferably, those having low reactivity with alkali metals, particularly lithium, are good, and metal powder,
Carbon particles are good. 20 ° C of the element formed by these particles
Is preferably 5 × 10 9 Ω · m or less.

【0040】該金属粉末としては、リチウムと合金を作
りにくい金属が好ましく、具体的には銅、ニッケル、
鉄、クロム、モリブデン、チタン、タングステン、タン
タルが好ましい。これらの金属粉末の形状は、針状、柱
状、板状、塊状のいずれでもよく、最大径が0.02μ
m以上20μm以下が好ましく、0.1μm以上10μ
m以下がより好ましい。これらの金属粉末は、表面が過
度に酸化されていない物が好ましく、酸化されていると
きには還元雰囲気で熱処理することが好ましい。該炭素
粒子としては実質的に電極活物質が導電性でない場合に
併用する導電材料として用いられる耕地の炭素材料を用
いることが出来る。具体的には電極合剤を作る際に用い
られる導電剤が用いられる。これらの粒子の水への溶解
度は100ppm以下、より好ましくは10ppm以下であ
る。又保護層に含まれる粒子の割合は2.5重量%以上、9
6重量%以下が好ましく、5重量%以上、95重量%以下が
より好ましく、10重量%以上、93重量%以下が特に好ま
しい。
The metal powder is preferably a metal which does not easily form an alloy with lithium, specifically, copper, nickel,
Iron, chromium, molybdenum, titanium, tungsten and tantalum are preferred. The shape of these metal powders may be any of a needle shape, a column shape, a plate shape, and a lump shape, and the maximum diameter is 0.02 μm.
m to 20 μm, preferably 0.1 μm to 10 μm
m or less is more preferable. It is preferable that the surface of these metal powders is not excessively oxidized. When the surfaces are oxidized, it is preferable to perform heat treatment in a reducing atmosphere. As the carbon particles, arable carbon materials used as a conductive material to be used when the electrode active material is not substantially conductive can be used. Specifically, a conductive agent used when preparing an electrode mixture is used. The solubility of these particles in water is 100 ppm or less, more preferably 10 ppm or less. The proportion of particles contained in the protective layer is at least 2.5% by weight,
It is preferably 6% by weight or less, more preferably 5% by weight or more and 95% by weight or less, particularly preferably 10% by weight or more and 93% by weight or less.

【0041】次に、実質的に導電性を有さない有機及び
無機の粒子としては、テフロンの微粉末、SiC、窒化
アルミニウム、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、ム
ライト、フォルステライト、ステアタイトを挙げること
が出来る。これらの粒子は、導電性粒子と併用しても良
く、その場合は導電性粒子の0.01倍以上、50倍以下で使
うのが好ましい。
Next, examples of organic and inorganic particles having substantially no conductivity include fine powder of Teflon, SiC, aluminum nitride, alumina, zirconia, magnesia, mullite, forsterite, and steatite. I can do it. These particles may be used in combination with the conductive particles. In this case, it is preferable to use the conductive particles in an amount of 0.01 times or more and 50 times or less.

【0042】次に、補助層における中間層は、正極或い
は負極が多層構造を有する場合にその中間に配置される
のが好ましい。電極の活物質含有層は少なくとも2層で
構成され、それぞれの活物質の種類が異なっても良く、
また活物質の平均粒子サイズが異なっていても良く、ま
た電極合剤中の活物質含有率が異なっていても良い。上
記活物質含有層は集電体に近い層と遠い層に分けた場
合、目的に応じて使い分けるのが好ましい。特に集電体
に近い層は遠い層よりも活物質粒子径の小さいものや、
比表面積の大きいものを配するのが好ましい。或いは、
活物質の含有量の多い層やリチウムとの電極反応の比較
的速い活物質の含有する層を集電体に近く配するのが好
ましい。
Next, the intermediate layer in the auxiliary layer is preferably arranged in the middle of the case where the positive electrode or the negative electrode has a multilayer structure. The active material containing layer of the electrode is composed of at least two layers, and the type of each active material may be different,
Further, the average particle size of the active materials may be different, and the active material content in the electrode mixture may be different. When the active material-containing layer is divided into a layer close to the current collector and a layer far from the current collector, it is preferable to use the layer according to the purpose. In particular, the layer near the current collector has a smaller active material particle diameter than the layer far away,
It is preferable to arrange one having a large specific surface area. Or,
It is preferable to dispose a layer containing a large amount of the active material or a layer containing the active material having a relatively fast electrode reaction with lithium near the current collector.

【0043】上記2層以上の活物質含有層の間に配置さ
れる中間層は、電解液の保持量を調整したり、充放電に
よる電極の膨張収縮の緩衝材として機能したり、過充電
や電池の圧力破壊時の安全性を向上させる為の機能を有
する。
The intermediate layer disposed between the two or more active material-containing layers adjusts the amount of retained electrolyte, functions as a buffer for the expansion and contraction of the electrode due to charge / discharge, and controls overcharge and overcharge. It has a function to improve the safety at the time of pressure breakdown of the battery.

【0044】中間層は、上記保護層に使用されていると
同様の水及び非水電解液に不溶性の粒子と結着剤及び分
散剤、或いは導電剤等から構成されている。特に電子電
導性の高いカーボンや金属粉末の使用は好ましい。その
他に、電解液の保液機能のある高分子材料を含有させる
ことも好ましい。具体的にはポリエチレンオキサイド、
ポリプロピレンオキサイド及びそれらの共重合体、ポリ
フッ化ビニリデン、ポリシロキサン、ポリフォスファゼ
ン及びその共重合体である。
The intermediate layer is composed of the same particles as those used for the protective layer, which are insoluble in water and non-aqueous electrolyte, and a binder and a dispersant, or a conductive agent. Particularly, use of carbon or metal powder having high electron conductivity is preferable. In addition, it is also preferable to include a polymer material having a function of retaining the electrolytic solution. Specifically, polyethylene oxide,
Polypropylene oxide and their copolymers, polyvinylidene fluoride, polysiloxane, polyphosphazene and their copolymers.

【0045】更に、補助層における下塗り層は、正極或
いは負極の集電体とそれぞれの電極合剤層との間に設置
される層で、特に集電体に直接塗設されるものが好まし
い。該下塗り層は、電極合剤層と集電体との密着性を良
化する、集電体と電極合剤層との電気抵抗を安定に保つ
等の目的を有しており、上記保護層と同様の組成でもよ
いが、好ましくはカルボキシメチルセルロース類の薄膜
単独の層、或いはそれに導電剤や結着剤を混合した層、
或いは中間層に使用した高分子化合物の薄膜である。こ
れらの薄膜は導電性がなくてもよく、その場合には薄い
ことによって上層の合剤層を塗布後、加圧成形した際に
必要な導電性が付与される、或いは電子伝導には支障の
ない程度の薄さに塗布することが好ましい。
The undercoat layer in the auxiliary layer is a layer provided between the current collector of the positive electrode or the negative electrode and the respective electrode mixture layers, and is particularly preferably applied directly to the current collector. The undercoat layer has the purpose of improving the adhesion between the electrode mixture layer and the current collector, stably maintaining the electrical resistance between the current collector and the electrode mixture layer, and has the above-mentioned protective layer. May be the same composition, preferably a layer of a thin film of carboxymethylcellulose alone, or a layer mixed with a conductive agent or a binder thereto,
Alternatively, it is a thin film of a polymer compound used for the intermediate layer. These thin films need not have conductivity. In such a case, the thinness provides the necessary conductivity when the upper mixture layer is applied and then pressed and formed, or does not hinder electron conduction. It is preferable to apply it to such a small thickness.

【0046】正(負)の電極シートは正(負)極の合剤
を集電体の上に塗布、乾燥、圧縮する事により作成する
事ができる。合剤の調製は正極活物質(あるいは負極材
料)および導電剤を混合し、結着剤(樹脂粉体のサスペ
ンジョンまたはエマルジョン状のもの)、および分散媒
を加えて混練混合し、引続いて、ミキサー、ホモジナイ
ザー、ディゾルバー、プラネタリミキサー、ペイントシ
ェイカー、サンドミル等の攪拌混合機、分散機で分散し
て行うことが出来る。分散媒としては水もしくは有機溶
媒が用いられるが、水が好ましい。このほか、適宜充填
剤、イオン導電剤、圧力増強剤等の添加剤を添加しても
良い。分散液のpHは負極では5〜10、正極では7〜
12が好ましい。
The positive (negative) electrode sheet can be prepared by applying a positive (negative) electrode mixture on a current collector, drying and compressing. For the preparation of the mixture, a positive electrode active material (or a negative electrode material) and a conductive agent are mixed, a binder (a suspension or emulsion of resin powder), and a dispersion medium are added and kneaded and mixed. The dispersion can be carried out by a stirring mixer such as a mixer, a homogenizer, a dissolver, a planetary mixer, a paint shaker, a sand mill, or a disperser. Water or an organic solvent is used as the dispersion medium, but water is preferred. In addition, additives such as a filler, an ion conductive agent, and a pressure enhancer may be appropriately added. The pH of the dispersion is 5 to 10 for the negative electrode and 7 to 10 for the positive electrode.
12 is preferred.

【0047】塗布は種々の方法で行うことが出来るが、
例えば、リバースロール法、ダイレクトロール法、ブレ
ード法、ナイフ法、エクストルージョン法、スライド
法、カーテン法、グラビア法、バー法、ディップ法及び
スクイーズ法を挙げることが出来る。エクストルージョ
ンダイを用いる方法、スライドコーターを用いる方法が
特に好ましい。塗布は、0.1〜100m/分の速度で
実施されることが好ましい。この際、合剤ペーストの液
物性、乾燥性に合わせて、上記塗布方法を選定すること
により、良好な塗布層の表面状態を得ることが出来る。
電極層が複数の層である場合にはそれらの複数層を同時
に塗布することが、均一な電極の製造、製造コスト等の
観点から好ましい。その塗布層の厚み、長さや巾は、電
池の大きさにより決められる。典型的な塗布層の厚みは
乾燥後圧縮された状態で10〜1000μmである。塗
布後の電極シートは、熱風、真空、赤外線、遠赤外線、
電子線及び低湿風の作用により乾燥、脱水される。これ
らの方法は単独あるいは組み合わせて用いることが出来
る。乾燥温度は80〜350℃の範囲が好ましく、特に
100〜260℃の範囲が好ましい。乾燥後の含水量は
2000ppm以下が好ましく、500ppm以下がよ
り好ましい。電極シートの圧縮は、一般に採用されてい
るプレス方法を用いることが出来るが、特に金型プレス
法やカレンダープレス法が好ましい。プレス圧は、特に
限定されないが、10kg/cm2 〜3t/cm2 が好
ましい。カレンダープレス法のプレス速度は、0.1〜
50m/分が好ましい。プレス温度は、室温〜200℃
が好ましい。
The coating can be performed by various methods.
Examples of the method include a reverse roll method, a direct roll method, a blade method, a knife method, an extrusion method, a slide method, a curtain method, a gravure method, a bar method, a dip method, and a squeeze method. A method using an extrusion die and a method using a slide coater are particularly preferable. The coating is preferably performed at a speed of 0.1 to 100 m / min. At this time, by selecting the above-mentioned coating method in accordance with the liquid physical properties and drying properties of the mixture paste, a good surface state of the coating layer can be obtained.
When the electrode layer has a plurality of layers, it is preferable to apply the plurality of layers simultaneously from the viewpoint of uniform electrode production, production cost, and the like. The thickness, length and width of the coating layer are determined by the size of the battery. A typical thickness of the coating layer is 10 to 1000 μm in a compressed state after drying. The electrode sheet after application is hot air, vacuum, infrared, far infrared,
It is dried and dehydrated by the action of electron beams and low humidity air. These methods can be used alone or in combination. The drying temperature is preferably in the range of 80 to 350C, particularly preferably in the range of 100 to 260C. The water content after drying is preferably 2000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less. The compression of the electrode sheet can be performed by a commonly used pressing method, but a die pressing method and a calendar pressing method are particularly preferable. The press pressure is not particularly limited, but is preferably 10 kg / cm 2 to 3 t / cm 2 . The press speed of the calendar press method is 0.1 ~
50 m / min is preferred. Press temperature is from room temperature to 200 ℃
Is preferred.

【0048】本発明で使用できるセパレータは、イオン
透過度が大きく、所定の機械的強度を持ち、絶縁性の薄
膜であれば良く、材質として、オレフィン系ポリマー、
フッ素系ポリマー、セルロース系ポリマー、ポリイミ
ド、ナイロン、ガラス繊維、アルミナ繊維が用いられ、
形態として、不織布、織布、微孔性フィルムが用いられ
る。特に、材質として、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ポリプロピレンとポリエチレンの混合体、ポリプロ
ピレンとテフロンの混合体、ポリエチレンとテフロンの
混合体が好ましく、形態として微孔性フィルムであるも
のが好ましい。特に、孔径が0.01〜1μm、厚みが
5〜50μmの微孔性フィルムが好ましい。これらの微
孔性フィルムは単独の膜であっても、微孔の形状や密度
等や材質等の性質の異なる2層以上からなる複合フィル
ムであっても良い。例えば、ポリエチレンフィルムとポ
リプロピレンフィルムを張り合わせた複合フィルムを挙
げることができる。
The separator which can be used in the present invention may be any thin film having a high ion permeability, a predetermined mechanical strength and an insulating thin film.
Fluorine polymer, cellulose polymer, polyimide, nylon, glass fiber, alumina fiber is used,
As the form, a nonwoven fabric, a woven fabric, or a microporous film is used. In particular, the material is preferably polypropylene, polyethylene, a mixture of polypropylene and polyethylene, a mixture of polypropylene and Teflon, a mixture of polyethylene and Teflon, and the form is preferably a microporous film. In particular, a microporous film having a pore size of 0.01 to 1 μm and a thickness of 5 to 50 μm is preferable. These microporous films may be a single film or a composite film composed of two or more layers having different properties such as the shape, density, and material of the micropores. For example, a composite film obtained by laminating a polyethylene film and a polypropylene film can be used.

【0049】電解液は一般に支持塩と溶媒から構成され
る。リチウム二次電池における支持塩はリチウム塩が主
として用いられる。本発明で使用出来るリチウム塩とし
ては、例えば、LiClO4、LiBF4、LiPF6
LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiB10
Cl10、LiOSO2n2n+1で表されるフルオロスル
ホン酸(nは6以下の正の整数)、LiN(SO2n
2n+1)(SO2m2m+1)で表されるイミド塩(m、n
はそれぞれ6以下の正の整数)、LiC(SO2p
2p+1)(SO2 q2q+1)(SO2r2r+1)で表さ
れるメチド塩(p、q、rはそれぞれ6以下の正の整
数)、低級脂肪族カルボン酸リチウム、LiAlCl
4 、LiCl、LiBr、LiI、クロロボランリチウ
ム、四フェニルホウ酸リチウムなどのLi塩を上げるこ
とが出来、これらの一種または二種以上を混合して使用
することができる。なかでもLiBF4及び/あるいは
LiPF6を溶解したものが好ましい。支持塩の濃度
は、特に限定されないが、電解液1リットル当たり0.
2〜3モルが好ましい。
The electrolytic solution generally comprises a supporting salt and a solvent. As a supporting salt in a lithium secondary battery, a lithium salt is mainly used. Examples of the lithium salt that can be used in the present invention include LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 ,
LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiB 10
Cl 10 , a fluorosulfonic acid represented by LiOSO 2 C n F 2n + 1 (n is a positive integer of 6 or less), LiN (SO 2 C n F
2n + 1 ) (SO 2 C m F 2m + 1 ) (m, n
Is a positive integer of 6 or less), LiC (SO 2 C p F
2p + 1) (SO 2 C q F 2q + 1) (SO 2 C r F 2r + 1 methide salts (p represented by), q, r are each 6 or less positive integer), lower aliphatic carboxylic Lithium oxide, LiAlCl
4 , Li salts such as LiCl, LiBr, LiI, lithium chloroborane and lithium tetraphenylborate can be used, and one or more of these can be used in combination. Among them, those in which LiBF 4 and / or LiPF 6 are dissolved are preferable. The concentration of the supporting salt is not particularly limited, but may be 0.1 to 1 liter of the electrolytic solution.
2-3 moles are preferred.

【0050】本発明で使用できる溶媒としては、プロピ
レンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカ
ーボネート、クロロエチレンカーボネート、炭酸トリフ
ルオロメチルエチレン、炭酸ジフルオロメチルエチレ
ン、炭酸モノフルオロメチルエチレン、六フッ化メチル
アセテート、三フッ化メチルアセテート、ジメチルカー
ボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボ
ネート、γ−ブチロラクトン、ギ酸メチル、酢酸メチ
ル、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、
2−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシ
ド、1,3−ジオキソラン、2,2−ビス(トリフルオ
ロメチル)−1,3−ジオキソラン、ホルムアミド、ジ
メチルホルムアミド、ジオキソラン、ジオキサン、アセ
トニトリル、ニトロメタン、エチルモノグライム、リン
酸トリエステル、ホウ酸トリエステル、トリメトキシメ
タン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、3−メチル−
2−オキサゾリジノン、3−アルキルシドノン(アルキ
ル基はプロピル、イソプロピル、ブチル基等)、プロピ
レンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、
エチルエーテル、1,3−プロパンサルトンなどの非プ
ロトン性有機溶媒を挙げることができ、これらの一種ま
たは二種以上を混合して使用する。これらのなかでは、
カーボネート系の溶媒が好ましく、環状カーボネートと
非環状カーボネートを混合して用いるのが特に好まし
い。環状カーボネートとしてはエチレンカーボネート、
プロピレンカーボネートが好ましい。また、非環状カー
ボネートとしては、ジエチルカーボネート、ジメチルカ
ーボネート、メチルエチルカーボネートをが好ましい。
本発明で使用できる電解液としては、エチレンカーボネ
ート、プロピレンカーボネート、1,2−ジメトキシエ
タン、ジメチルカーボネートあるいはジエチルカーボネ
ートを適宜混合した電解液にLiCF3SO3、LiCl
4、LiBF4および/またはLiPF6を含む電解液
が好ましい。特にプロピレンカーボネートもしくはエチ
レンカーボネートの少なくとも一方とジメチルカーボネ
ートもしくはジエチルカーボネートの少なくとも一方の
混合溶媒に、LiCF3SO3、LiClO4、もしくは
LiBF4の中から選ばれた少なくとも一種の塩とLi
PF 6を含む電解液が好ましい。これら電解液を電池内
に添加する量は特に限定されず、正極材料や負極材料の
量や電池のサイズに応じて用いることができる。
[0050] Solvents usable in the present invention include propylene.
Lencarbonate, ethylene carbonate, butyleneca
-Carbonate, chloroethylene carbonate, trifcarbonate
Fluoromethylethylene, difluoromethylethylene carbonate
, Monofluoromethyl ethylene carbonate, methyl hexafluoride
Acetate, methyl trifluoride acetate, dimethyl car
Carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate
, Gamma-butyrolactone, methyl formate, methyl acetate
1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran,
2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxy
Do, 1,3-dioxolan, 2,2-bis (trifluoro
Romethyl) -1,3-dioxolan, formamide, di
Methylformamide, dioxolan, dioxane, ace
Tonitrile, nitromethane, ethyl monoglyme, phosphorus
Acid triester, boric acid triester, trimethoxymeth
Tan, dioxolane derivative, sulfolane, 3-methyl-
2-oxazolidinone, 3-alkylsydnone (alk
Propyl, isopropyl, butyl, etc.), propyl
Lencarbonate derivative, tetrahydrofuran derivative,
Non-prototypes such as ethyl ether and 1,3-propane sultone
And rotonic organic solvents.
Or a mixture of two or more. Among these,
Carbonate solvents are preferred, and cyclic carbonates and
It is particularly preferable to use a mixture of acyclic carbonates.
No. Ethylene carbonate as a cyclic carbonate,
Propylene carbonate is preferred. Also, non-annular cars
As carbonates, diethyl carbonate, dimethyl carbonate
Carbonate and methyl ethyl carbonate are preferred.
As the electrolytic solution that can be used in the present invention, ethylene carbonate
Salt, propylene carbonate, 1,2-dimethoxyethyl
Tan, dimethyl carbonate or diethyl carbonate
LiCF is added to the electrolyte solutionThreeSOThree, LiCl
OFour, LiBFFourAnd / or LiPF6Electrolyte containing
Is preferred. Especially propylene carbonate or ethyl
At least one of lencarbonate and dimethyl carbonate
And / or diethyl carbonate
LiCF in the mixed solventThreeSOThree, LiClOFourOr
LiBFFourLi and at least one salt selected from
PF 6An electrolytic solution containing Put these electrolytes in the battery
The amount added to the material is not particularly limited.
It can be used depending on the amount and the size of the battery.

【0051】また、電解液の他に次の様な固体電解質も
併用することができる。固体電解質としては、無機固体
電解質と有機固体電解質に分けられる。無機固体電解質
には、Liの窒化物、ハロゲン化物、酸素酸塩などがよ
く知られている。なかでも、Li3N、LiI、Li5
I2、Li3N−LiI−LiOH、Li4SiO4、Li4
SiO4−LiI−LiOH、xLi3PO4(1-x) Li
4SiO4、Li2SiS3、硫化リン化合物などが有効で
ある。
In addition to the electrolytic solution, the following solid electrolyte can be used in combination. Solid electrolytes are classified into inorganic solid electrolytes and organic solid electrolytes. Well-known inorganic solid electrolytes include nitrides, halides, and oxyacid salts of Li. Among them, Li 3 N, LiI, Li 5 N
I2, Li 3 N-LiI- LiOH, Li 4 SiO 4, Li 4
SiO 4 -LiI-LiOH, x Li 3 PO 4 - (1-x) Li
4 SiO 4 , Li 2 SiS 3 , phosphorus sulfide compounds and the like are effective.

【0052】有機固体電解質では、ポリエチレンオキサ
イド誘導体か該誘導体を含むポリマー、ポリプロピレン
オキサイド誘導体あるいは該誘導体を含むポリマー、イ
オン解離基を含むポリマー、イオン解離基を含むポリマ
ーと上記非プロトン性電解液の混合物、リン酸エステル
ポリマー、非プロトン性極性溶媒を含有させた高分子マ
トリックス材料が有効である。さらに、ポリアクリロニ
トリルを電解液に添加する方法もある。また、無機と有
機固体電解質を併用する方法も知られている。
As the organic solid electrolyte, a polyethylene oxide derivative or a polymer containing the derivative, a polypropylene oxide derivative or a polymer containing the derivative, a polymer containing an ion dissociating group, a mixture of the polymer containing an ion dissociating group and the above aprotic electrolyte , A phosphate matrix polymer, and a polymer matrix material containing an aprotic polar solvent are effective. Furthermore, there is a method of adding polyacrylonitrile to the electrolytic solution. In addition, a method of using an inorganic and an organic solid electrolyte in combination is also known.

【0053】また、放電や充放電特性を改良する目的
で、他の化合物を電解質に添加しても良い。例えば、ピ
リジン、ピロリン、ピロール、トリフェニルアミン、フ
ェニルカルバゾール、トリエチルフォスファイト、トリ
エタノールアミン、環状エーテル、エチレンジアミン、
n−グライム、ヘキサリン酸トリアミド、ニトロベンゼ
ン誘導体、硫黄、キノンイミン染料、N−置換オキサゾ
リジノンとN, N’−置換イミダリジノン、エチレング
リコールジアルキルエーテル、第四級アンモニウム塩、
ポリエチレングリコ−ル、ピロール、2−メトキシエタ
ノール、AlCl 3、導電性ポリマー電極活物質のモノ
マー、トリエチレンホスホルアミド、トリアルキルホス
フィン、モルホリン、カルボニル基を持つアリール化合
物、12−クラウン−4のようなクラウンエーテル類、
ヘキサメチルホスホリックトリアミドと4−アルキルモ
ルホリン、二環性の三級アミン、オイル、四級ホスホニ
ウム塩、三級スルホニウム塩などを挙げることができ
る。特に好ましいのはトリフェニルアミン、フェニルカ
ルバゾールを単独もしくは組み合わせて用いた場合であ
る。
Also, the purpose of improving discharge and charge / discharge characteristics
Then, another compound may be added to the electrolyte. For example,
Lysine, pyrroline, pyrrole, triphenylamine,
Phenyl carbazole, triethyl phosphite, tri
Ethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine,
n-glyme, hexaphosphoric triamide, nitrobenze
Derivatives, sulfur, quinone imine dyes, N-substituted oxazones
Lizinone and N, N'-substituted imidaridinone, ethylene glycol
Recall dialkyl ether, quaternary ammonium salt,
Polyethylene glycol, pyrrole, 2-methoxy eta
Knoll, AlCl Three, Conductive polymer electrode active material
Mer, triethylene phosphoramide, trialkyl phos
Aryl compounds having fin, morpholine and carbonyl groups
, Crown ethers such as 12-crown-4,
Hexamethylphosphoric triamide and 4-alkylmo
Ruphorin, bicyclic tertiary amine, oil, quaternary phosphoni
And tertiary sulfonium salts.
You. Particularly preferred are triphenylamine, phenylca
When using rubazole alone or in combination
You.

【0054】また、電解液を不燃性にするために含ハロ
ゲン溶媒、例えば、四塩化炭素、三弗化塩化エチレンを
電解液に含ませることができる。また、高温保存に適性
をもたせるために電解液に炭酸ガスを含ませることがで
きる。
In order to make the electrolyte nonflammable, a halogen-containing solvent such as carbon tetrachloride or ethylene trifluoride chloride can be contained in the electrolyte. In addition, carbon dioxide gas can be included in the electrolytic solution in order to provide suitability for high-temperature storage.

【0055】電解液は、水分及び遊離酸分をできるだけ
含有しないことが望ましい。このため、電解液の原料は
充分な脱水と精製をしたものが好ましい。また、電解液
の調整は、露点がマイナス30℃以下の乾燥空気中もし
くは不活性ガス中が好ましい。電解液中の水分及び遊離
酸分の量は、0.1〜500ppm、より好ましくは
0.2〜100ppmである。
It is desirable that the electrolyte contains as little water and free acid as possible. For this reason, it is preferable that the raw material of the electrolytic solution is sufficiently dehydrated and purified. The adjustment of the electrolytic solution is preferably performed in dry air or an inert gas having a dew point of −30 ° C. or less. The amount of water and free acid in the electrolytic solution is 0.1 to 500 ppm, more preferably 0.2 to 100 ppm.

【0056】電解液は、全量を1回で注入してもよい
が、2回以上に分けて注入することが好ましい。2回以
上に分けて注入する場合、それぞれの液は同じ組成で
も、違う組成(例えば、非水溶媒あるいは非水溶媒にリ
チウム塩を溶解した溶液を注入した後、前記溶媒より粘
度の高い非水溶媒あるいは非水溶媒にリチウム塩を溶解
した溶液を注入)でも良い。また、電解液の注入時間の
短縮等のために、電池缶を減圧したり、電池缶に遠心力
や超音波をかけることを行ってもよい。
The entire amount of the electrolytic solution may be injected at one time, but it is preferable to inject it in two or more portions. In the case of injecting two or more times, each liquid may have the same composition but different compositions (for example, after injecting a non-aqueous solvent or a solution in which a lithium salt is dissolved in a non-aqueous solvent, a non-aqueous solution having a higher viscosity than the solvent may be used). A solution in which a lithium salt is dissolved in a solvent or a non-aqueous solvent is injected). Further, in order to shorten the injection time of the electrolyte solution, the pressure of the battery can may be reduced, or a centrifugal force or an ultrasonic wave may be applied to the battery can.

【0057】本発明で使用できる電池缶および電池蓋は
材質としてニッケルメッキを施した鉄鋼板、ステンレス
鋼板(SUS304、SUS304L、SUS304
N、SUS316、SUS316L、SUS430、S
US444等)、ニッケルメッキを施したステンレス鋼
板(同上)、アルミニウムまたはその合金、ニッケル、
チタン、銅であり、形状として、真円形筒状、楕円形筒
状、正方形筒状、長方形筒状である。特に、外装缶が負
極端子を兼ねる場合は、ステンレス鋼板、ニッケルメッ
キを施した鉄鋼板が好ましく、外装缶が正極端子を兼ね
る場合は、ステンレス鋼板、アルミニウムまたはその合
金が好ましい。電池缶の形状はボタン、コイン、シー
ト、シリンダー、角などのいずれでも良い。電池缶の内
圧上昇の対策として封口板に安全弁を用いることができ
る。この他、電池缶やガスケット等の部材に切り込みを
いれる方法も利用することが出来る。この他、従来から
知られている種々の安全素子(例えば、過電流防止素子
として、ヒューズ、バイメタル、PTC素子等)を備え
つけても良い。
The battery can and the battery lid that can be used in the present invention are made of nickel-plated iron steel plate or stainless steel plate (SUS304, SUS304L, SUS304).
N, SUS316, SUS316L, SUS430, S
US444, etc.), nickel-plated stainless steel plate (same as above), aluminum or its alloy, nickel,
They are titanium and copper, and have a shape of a perfect circular cylinder, an elliptical cylinder, a square cylinder, or a rectangular cylinder. In particular, when the outer can also serves as the negative electrode terminal, a stainless steel plate or a nickel-plated iron steel plate is preferable, and when the outer can also serves as the positive electrode terminal, a stainless steel plate, aluminum or an alloy thereof is preferable. The shape of the battery can may be any of buttons, coins, sheets, cylinders, corners, and the like. A safety valve can be used for the sealing plate as a measure against the rise in the internal pressure of the battery can. In addition, a method of cutting a member such as a battery can or a gasket can also be used. In addition, various conventionally known safety elements (for example, a fuse, a bimetal, a PTC element, or the like as an overcurrent prevention element) may be provided.

【0058】本発明で使用するリード板には、電気伝導
性をもつ金属(例えば、鉄、ニッケル、チタン、クロ
ム、モリブデン、銅、アルミニウム等)やそれらの合金
を用いることが出来る。電池蓋、電池缶、電極シート、
リード板の溶接法は、公知の方法(例、直流又は交流の
電気溶接、レーザー溶接、超音波溶接)を用いることが
出来る。封口用シール剤は、アスファルト等の従来から
知られている化合物や混合物を用いることが出来る。
For the lead plate used in the present invention, a metal having electrical conductivity (for example, iron, nickel, titanium, chromium, molybdenum, copper, aluminum, etc.) or an alloy thereof can be used. Battery lid, battery can, electrode sheet,
As a method for welding the lead plate, a known method (eg, DC or AC electric welding, laser welding, ultrasonic welding) can be used. A conventionally known compound or mixture such as asphalt can be used as the sealing agent for sealing.

【0059】本発明で使用できるガスケットは、材質と
して、オレフィン系ポリマー、フッ素系ポリマー、セル
ロース系ポリマー、ポリイミド、ポリアミドであり、耐
有機溶媒性及び低水分透過性から、オレフィン系ポリマ
ーが好ましく、特にプロピレン主体のポリマーが好まし
い。さらに、プロピレンとエチレンのブロック共重合ポ
リマーであることが好ましい。
The gaskets usable in the present invention are olefin polymers, fluorine polymers, cellulosic polymers, polyimides and polyamides, and olefin polymers are preferred in view of organic solvent resistance and low moisture permeability. Propylene-based polymers are preferred. Further, it is preferably a block copolymer of propylene and ethylene.

【0060】以上のようにして組み立てられた電池は、
エージング処理を施すのが好ましい。エージング処理に
は、前処理、活性化処理及び後処理などがあり、これに
より高い充放電容量とサイクル性に優れた電池を製造す
ることができる。前処理は、電極内のリチウムの分布を
均一化するための処理で、例えば、リチウムの溶解制
御、リチウムの分布を均一にするための温度制御、揺動
及び/または回転処理、充放電の任意の組み合わせが行
われる。活性化処理は電池本体の負極に対してリチウム
を挿入させるための処理で、電池の実使用充電時のリチ
ウム挿入量の50〜120%を挿入するのが好ましい。
後処理は活性化処理を十分にさせるための処理であり、
電池反応を均一にするための保存処理と、判定のための
充放電処理当があり、任意に組み合わせることができ
る。
The battery assembled as described above is
It is preferable to perform an aging treatment. The aging treatment includes a pretreatment, an activation treatment, and a post-treatment, whereby a battery having high charge / discharge capacity and excellent cycleability can be manufactured. The pre-treatment is a treatment for making the distribution of lithium in the electrode uniform, such as a control of dissolution of lithium, a temperature control for making the distribution of lithium uniform, a swing and / or rotation treatment, and an optional charge and discharge. Are performed. The activation process is a process for inserting lithium into the negative electrode of the battery body, and it is preferable to insert 50 to 120% of the amount of lithium inserted when the battery is actually used and charged.
The post-processing is a process for sufficiently activating the activation process,
There are a preservation process for making the battery reaction uniform and a charge / discharge process for determination, and these can be arbitrarily combined.

【0061】本発明の活性化前の好ましいエージング条
件(前処理条件)は次の通りである。温度は30℃以上
70℃以下が好ましく、30℃以上60℃以下がより好
ましく、40℃以上60℃以下がさらに好ましい。ま
た、開路電圧は2.5V以上3.8V以下が好ましく、
2.5V以上3.5V以下がより好ましく、2.8V以
上3.3V以下がさらに好ましい。エージング期間は1
日以上20日以下が好ましく、1日以上15日以下が特
に好ましい。活性化の充電電圧は4.0V以上が好まし
く、4.05V以上4.3V以下がより好ましく、4.
1V以上4.2V以下が更に好ましい。活性化後のエー
ジング条件としては、開路電圧が3.9V以上4.3V
以下が好ましく、4.0V以上4.2V以下が特に好ま
しく、温度は30℃以上70℃以下が好ましく、40℃
以上60℃以下が特に好ましい。エージング期間は0.
2日以上20日以下が好ましく、0.5日以上5日以下
が特に好ましい。
Preferred aging conditions (pretreatment conditions) before activation of the present invention are as follows. The temperature is preferably from 30 ° C. to 70 ° C., more preferably from 30 ° C. to 60 ° C., and even more preferably from 40 ° C. to 60 ° C. The open circuit voltage is preferably 2.5 V or more and 3.8 V or less,
2.5 V or more and 3.5 V or less are more preferable, and 2.8 V or more and 3.3 V or less are more preferable. Aging period is 1
It is preferably from 20 days to 20 days, particularly preferably from 1 day to 15 days. The charging voltage for activation is preferably 4.0 V or more, more preferably 4.05 V or more and 4.3 V or less, and 4.0 V or more.
The voltage is more preferably from 1 V to 4.2 V. As the aging condition after activation, the open circuit voltage is 3.9 V or more and 4.3 V.
The temperature is preferably from 4.0 V to 4.2 V, and the temperature is preferably from 30 ° C. to 70 ° C.
A temperature of at least 60 ° C is particularly preferred. The aging period is 0.
It is preferably from 2 days to 20 days, particularly preferably from 0.5 days to 5 days.

【0062】本発明の電池は必要に応じて外装材で被覆
される。外装材としては、熱収縮チューブ、粘着テー
プ、金属フィルム、紙、布、塗料、プラスチックケース
等がある。また、外装の少なくとも一部に熱で変色する
部分を設け、使用中の熱履歴がわかるようにしても良
い。
[0062] The battery of the present invention is covered with an exterior material if necessary. Examples of the exterior material include a heat-shrinkable tube, an adhesive tape, a metal film, paper, cloth, paint, a plastic case, and the like. Further, at least a part of the exterior may be provided with a portion that changes color by heat so that the heat history during use can be recognized.

【0063】本発明の電池は必要に応じて複数本を直列
及び/または並列に組み電池パックに収納される。電池
パックには正温度係数抵抗体、温度ヒューズ、ヒューズ
及び/または電流遮断素子等の安全素子の他、安全回路
(各電池及び/または組電池全体の電圧、温度、電流等
をモニターし、必要なら電流を遮断する機能を有す回
路)を設けても良い。また電池パックには、組電池全体
の正極及び負極端子以外に、各電池の正極及び負極端
子、組電池全体及び各電池の温度検出端子、組電池全体
の電流検出端子等を外部端子として設けることもでき
る。また電池パックには、電圧変換回路(DC−DCコ
ンバータ等)を内蔵しても良い。また各電池の接続は、
リード板を溶接することで固定しても良いし、ソケット
等で容易に着脱できるように固定しても良い。さらに
は、電池パックに電池残存容量、充電の有無、使用回数
等の表示機能を設けても良い。
The batteries of the present invention are assembled in series and / or in parallel as necessary and stored in a battery pack. In addition to safety elements such as positive temperature coefficient resistors, thermal fuses, fuses and / or current interrupting elements, battery packs have safety circuits (voltage, temperature, current, etc. of each battery and / or assembled battery as a whole, Then, a circuit having a function of interrupting the current may be provided. In addition to the positive and negative terminals of the whole battery pack, the positive and negative terminals of each battery, the temperature detection terminals of the whole battery pack and each battery, the current detection terminals of the whole battery pack, etc. shall be provided as external terminals on the battery pack. Can also. The battery pack may have a built-in voltage conversion circuit (such as a DC-DC converter). In addition, connection of each battery
The lead plate may be fixed by welding, or may be fixed with a socket or the like so as to be easily detachable. Further, the battery pack may be provided with a display function of the remaining battery capacity, the presence or absence of charging, the number of times of use, and the like.

【0064】本発明の電池は様々な機器に使用される。
特に、ビデオムービー、モニター内蔵携帯型ビデオデッ
キ、モニター内蔵ムービーカメラ、デジタルカメラ、コ
ンパクトカメラ、一眼レフカメラ、レンズ付きフィル
ム、ノート型パソコン、ノート型ワープロ、電子手帳、
携帯電話、コードレス電話、ヒゲソリ、電動工具、電動
ミキサー、自動車等に使用されることが好ましい。
The battery of the present invention is used for various devices.
In particular, video movies, portable VCRs with built-in monitors, movie cameras with built-in monitors, digital cameras, compact cameras, SLR cameras, film with lenses, notebook computers, notebook word processors, electronic organizers,
It is preferably used for mobile phones, cordless phones, razors, electric tools, electric mixers, automobiles and the like.

【0065】[0065]

【実施例】以下に具体例をあげ、本発明をさらに詳しく
説明するが、発明の主旨を越えない限り、本発明は実施
例に限定されるものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to specific examples, but the present invention is not limited to the examples unless it exceeds the gist of the invention.

【0066】実施例1 負極材料として多結晶ケイ素単体(化合物1)、冶金学
的に合成した以下の合金化合物として、Si−Ag合金
(化合物2 重量比40−60)、Si−Al(化合物
3 重量比40−60)、Si−Ag−Cd(化合物4
重量比40−50−10)、Si−Zn(化合物5
重量40−60)、Si−Au(化合物6 重量比20
−80)、Si−Ag−In(化合物7 重量比40−
50−10)、Si−Ge(化合物8 重量比40−6
0)、Si−Ag−Sn(化合物9 重量比40−50
−10)、Si−Ag−Sb(化合物10 重量比40
−50−10)、冶金学的に合成したLi4 Siからイ
ソプロピルアルコールを用いてLiを溶出させたケイ素
をアルゴンガス中で粉砕して得られたケイ素(化合物1
1)、多結晶ケイ素とコロイダルシリカを混合し、10
00℃で加熱して得られた固形物をアルゴンガス中で振
動ミルにて粉体にしたSi−SiO2(化合物12 重
量比90−10)、同様の方法で得られたSi−Al2
3(化合物13 重量比90−10)、無電解めっき
法にて多結晶ケイ素表面にめっきした化合物、Agめっ
きしたSi(化合物14 Si−Agの重量比 40−
60)、同じくNiめっきしたケイ素(化合物15 S
i−Niの重量比 20−80)を準備した。上記負極
材料(化合物1〜15)の平均粒子サイズはいずれも
0.05〜4μmの範囲の粒子を用いた。これらを重量
比でケイ素と鱗片状天然黒鉛が40−60になるように
混合して得られた粉体を200g、結着剤としてポリ沸
化ビニリデン10gをカルボキシメチルセルロース(C
MC)の2%水溶液100gに分散させたものを使用
し、該分散液600gを上記粉体と混合し、出来上がり
のペーストの粘度が塗布に適する程度になるまでゆっく
り水を添加しながら撹拌、分散して塗布液を調整した。
Example 1 Polycrystalline silicon alone (compound 1) as a negative electrode material, Si-Ag alloy (compound 2 weight ratio 40-60), Si-Al (compound 3) Weight ratio 40-60), Si-Ag-Cd (compound 4
Weight ratio 40-50-10), Si-Zn (compound 5
Weight 40-60), Si-Au (compound 6 weight ratio 20)
-80), Si-Ag-In (compound 7 weight ratio 40-
50-10), Si-Ge (compound 8 weight ratio 40-6)
0), Si-Ag-Sn (compound 9 at a weight ratio of 40-50)
-10), Si-Ag-Sb (compound 10 at a weight ratio of 40)
-50-10), silicon obtained by pulverizing silicon in which Li was eluted from metallurgically synthesized Li 4 Si using isopropyl alcohol in argon gas (Compound 1).
1) mixing polycrystalline silicon and colloidal silica,
Si-SiO 2 (compound 12 weight ratio 90-10) was obtained by heating a solid obtained by heating at 00 ° C. in a vibrating mill in an argon gas, and Si-Al 2 obtained by the same method.
O 3 (compound 13 weight ratio 90-10), compound plated on polycrystalline silicon surface by electroless plating method, Ag-plated Si (compound 14 Si-Ag weight ratio 40-
60), also Ni-plated silicon (compound 15 S
i-Ni weight ratio 20-80) was prepared. The average particle size of each of the negative electrode materials (compounds 1 to 15) used was in the range of 0.05 to 4 μm. 200 g of a powder obtained by mixing silicon and flaky natural graphite in a weight ratio of 40-60, and 10 g of polyvinylidene fluoride as a binder were added to carboxymethyl cellulose (C).
MC) was dispersed in 100 g of a 2% aqueous solution, and 600 g of the dispersion was mixed with the above powder, and the mixture was stirred and dispersed while slowly adding water until the viscosity of the resulting paste became suitable for coating. To prepare a coating solution.

【0067】同様に比較化合物として、先ずSnOを6
7.4g、B23を17.4g、Sn227を10
2.8gの3種を混合し、自動乳鉢で充分に粉砕後、ア
ルミナルツボにセットしてアルゴンガス雰囲気下で10
00℃で10時間焼成を行った。焼成後100℃/10
分の速度で急冷し、黄色透明のガラス状の負極材料Sn
0.5 0.5 3 を得た。(これを比較化合物1とす
る。)上記と同様に重量比で該比較化合物1と鱗片状天
然黒鉛が40−60になるように混合して得られた粉体
を200g、結着剤としてポリ沸化ビニリデン10gを
カルボキシメチルセルロース(CMC)の2%水溶液1
00gに分散させたものを使用し、該分散液600gを
上記粉体と混合し、出来上がりのペーストの粘度が塗布
に適する程度になるまでゆっくり水を添加しながら撹
拌、分散して塗布液を調整した。
Similarly, as a comparative compound, first, SnO was added to 6
7.4 g, and B 2 O 3 17.4g, the Sn 2 P 2 O 7 10
2.8 g of the three types were mixed, sufficiently crushed in an automatic mortar, set in an alumina crucible, and placed in an argon gas atmosphere under an argon gas atmosphere.
Baking was performed at 00 ° C. for 10 hours. 100 ° C / 10 after firing
Quenched at a speed of 1 min, and a transparent glassy negative electrode material Sn
B 0.5 P 0.5 O 3 was obtained. (This is referred to as Comparative Compound 1.) 200 g of a powder obtained by mixing Comparative Compound 1 and scaly natural graphite in a weight ratio of 40-60 in the same manner as described above, 10 g of vinylidene fluoride in 2% aqueous solution of carboxymethylcellulose (CMC) 1
Using a dispersion prepared by dispersing the dispersion in an amount of 00 g, 600 g of the dispersion was mixed with the above powder, and the mixture was stirred and dispersed while slowly adding water until the viscosity of the resulting paste became suitable for coating to prepare a coating liquid. did.

【0068】正極活物質LiCoO2を200gとアセ
チレンブラック10gとをホモジナイザーで混合し、続
いて結着剤としてポリ沸化ビニリデン5gを混合し、N
−メチル−2−ピロリドン 500mlを加え混練混合
し、正極合剤ペーストを作成した。
200 g of the positive electrode active material LiCoO 2 and 10 g of acetylene black were mixed with a homogenizer, followed by 5 g of polyvinylidene fluoride as a binder.
-Methyl-2-pyrrolidone (500 ml) was added and kneaded and mixed to prepare a positive electrode mixture paste.

【0069】上記で作成した正極合剤ペーストをブレー
ドコーターで厚さ30μmのアルミニウム箔集電体の両
面に塗布、150℃乾燥後ローラープレス機で圧縮成型
し所定の大きさに裁断し、帯状の正極シートを作成し
た。さらにドライボックス(露点;−50℃以下の乾燥
空気)中で遠赤外線ヒーターにて充分脱水乾燥し、正極
シートを作成した。同様に、負極合剤ペーストを20μ
mの銅箔集電体に塗布し、上記正極シート作成と同様の
方法で負極シートを作成した。この時、正極と負極の塗
布量を表1に従って変更し、それぞれの組み合わせにて
正極と負極のペアリングを決定した。各電極の長さは、
直径18mm、最大高65mmの円筒形電池の内径に合
わせて、電池缶内部の空間を占める電極群の体積比がい
ずれの電極群も同じになるようにした。また正極活物質
使用量と負極活物質(化合物1〜15及比較化合物1)
の使用量を重量比で負極を基準に表1に示すように変更
した。
The positive electrode mixture paste prepared above was applied to both sides of a 30 μm-thick aluminum foil current collector with a blade coater, dried at 150 ° C., compression-molded with a roller press, cut into a predetermined size, and strip-shaped. A positive electrode sheet was prepared. Further, in a dry box (dew point; dry air having a temperature of -50 ° C. or lower), dehydration and drying were sufficiently performed with a far-infrared heater to prepare a positive electrode sheet. Similarly, paste the negative electrode mixture
m of the copper foil current collector, and a negative electrode sheet was prepared in the same manner as in the preparation of the positive electrode sheet. At this time, the coating amounts of the positive electrode and the negative electrode were changed according to Table 1, and the pairing of the positive electrode and the negative electrode was determined for each combination. The length of each electrode is
In accordance with the inner diameter of a cylindrical battery having a diameter of 18 mm and a maximum height of 65 mm, the volume ratio of the electrode group occupying the space inside the battery can was made the same for all the electrode groups. The amount of the positive electrode active material used and the negative electrode active material (Compounds 1 to 15 and Comparative Compound 1)
Was changed as shown in Table 1 based on the weight of the negative electrode.

【0070】次に電解液は次のようにして作成した。ア
ルゴン雰囲気で、200ccの細口のポリプロピレン容器
に65.3gの炭酸ジエチルをいれ、これに液温が30
℃を越えないように注意しながら、22.2gの炭酸エ
チレンを少量ずつ溶解した。次に、0.4gのLiBF
4 、12.1gのLiPF6 を液温が30℃を越えない
ように注意しながら、それぞれ順番に、上記ポリプロピ
レン容器に少量ずつ溶解した。得られた電解液は比重
1.135で無色透明の液体であった。水分は18pp
m(京都電子製 商品名MKC−210型カールフィシ
ャー水分測定装置で測定)、遊離酸分は24ppm(ブ
ロムチモールブルーを指示薬とし、0.1規定NaOH
水溶液を用いて中和滴定して測定)であった。
Next, an electrolytic solution was prepared as follows. In an argon atmosphere, 65.3 g of diethyl carbonate was placed in a 200 cc narrow-neck polypropylene container, and the liquid temperature was reduced to 30%.
22.2 g of ethylene carbonate were dissolved in small portions, taking care not to exceed ℃. Next, 0.4 g of LiBF
4 and 12.1 g of LiPF 6 were sequentially dissolved in the above polypropylene container in small amounts, each being careful not to exceed a liquid temperature of 30 ° C. The obtained electrolyte was a colorless and transparent liquid having a specific gravity of 1.135. 18 pp water
m (measured with a Karl Fischer moisture meter, product name: MKC-210, manufactured by Kyoto Electronics Co., Ltd.), and the free acid content is 24 ppm (using bromthymol blue as an indicator, 0.1 N NaOH
Neutralization titration using an aqueous solution and measured).

【0071】シリンダー電池は次のようにして作成し
た。図1に従い電池の作り方を説明する。上記で作成し
た正極シート、微孔性ポリエチレンフィルム製セパレー
ター、負極シートさらにセパレーターを順に積層し、こ
れを渦巻き状に巻回した。この巻回した電極群(2)を
負極端子を兼ねるニッケルめっきを施した鉄製の有底円
筒型電池缶(1)に収納し、上部絶縁板(3)を更に挿
入した。この電池缶内に上記電解液を注入した後、正極
端子(6)、絶縁リング、PTC素子(63)、電流遮
断体(62)、圧力感応弁体(61)を積層したものを
ガスケット(5)を介してかしめて円筒型電池を作成し
た。
A cylinder battery was prepared as follows. A method of manufacturing a battery will be described with reference to FIG. The positive electrode sheet, the microporous polyethylene film separator, the negative electrode sheet, and the separator prepared above were sequentially laminated, and the resultant was spirally wound. The wound electrode group (2) was housed in a nickel-plated iron bottomed cylindrical battery can (1) also serving as a negative electrode terminal, and an upper insulating plate (3) was further inserted. After injecting the electrolytic solution into the battery can, a positive electrode terminal (6), an insulating ring, a PTC element (63), a current interrupter (62), and a pressure-sensitive valve (61) are laminated on a gasket (5). ) To form a cylindrical battery.

【0072】上記の円筒形電池を充放電機にセットし、
各電池に充填した電極群中の正極電位が対リチウム電位
で4.2Vになる電気量まで充電したときの電池電圧に
合わせて充電電圧を決定し、1.5Aで充電を開始し
た。この場合、充電は該所定の電圧まで定電流で充電
し、充電開始から2.5時間が経過するまで電圧を一定
に保つように充電電流を制御した。放電は0.2C電流
にて3.0Vまで定電流で実施した。この充放電を50
回繰り返して、第1放電時の放電容量に対する50回目
の放電容量の維持率を計算した。結果を表1に示した。
The above cylindrical battery was set in a charging / discharging machine,
The charging voltage was determined in accordance with the battery voltage when the positive electrode potential in the electrode group filled in each battery was charged to an amount of electricity at which the potential with respect to lithium became 4.2 V, and charging was started at 1.5 A. In this case, the charging was performed at a constant current up to the predetermined voltage, and the charging current was controlled so that the voltage was kept constant until 2.5 hours had elapsed from the start of charging. Discharging was performed at a constant current up to 3.0 V with a 0.2 C current. This charge / discharge is 50
Iterative repetition was performed, and the maintenance ratio of the 50th discharge capacity to the discharge capacity at the time of the first discharge was calculated. The results are shown in Table 1.

【0073】 (表1) 電池 負極活物質 正極/負極 初期容量 放電容量 備考 番号 番号 重量比 維持率 1 化合物1 6.0 1800mAh 75% 本発明 2 化合物2 6.0 1700mAh 78% 本発明 3 化合物3 6.0 1900mAh 79% 本発明 4 化合物4 6.0 1800mAh 80% 本発明 5 化合物5 6.0 1700mAh 77% 本発明 6 化合物1 20 2300mAh 80% 本発明 7 化合物2 20 2250mAh 82% 本発明 8 化合物3 20 2300mAh 81% 本発明 9 化合物1 40 1820mAh 77% 本発明 10 化合物2 40 1750mAh 78% 本発明 11 化合物3 40 1850mAh 77% 本発明 12 化合物1 60 1650mAh 72% 本発明 13 化合物2 60 1680mAh 71% 本発明 14 化合物3 60 1690mAh 70% 本発明 15 化合物1 0.8 1200mAh 54% 比較例 16 化合物2 0.8 1000mAh 52% 比較例 17 化合物3 0.8 1000mAh 50% 比較例 18 比較化合物1 0.8 980mAh 60% 比較例 19 同上 6.0 1200mAh 90% 比較例 20 同上 20 1000mAh 80% 比較例 21 同上 40 880mAh 58% 比較例 22 化合物6 15 2100mAh 82% 本発明 23 化合物7 15 2200mAh 81% 本発明 24 化合物8 15 2300mAh 83% 本発明 25 化合物9 15 2000mAh 82% 本発明 26 化合物10 15 2100mAh 83% 本発明 27 化合物11 15 2200mAh 79% 本発明 28 化合物12 15 2000mAh 80% 本発明 29 化合物13 15 1980mAh 84% 本発明 30 化合物14 15 2000mAh 81% 本発明 31 化合物15 15 2100mAh 80% 本発明(Table 1) Battery Negative electrode active material Positive electrode / negative electrode Initial capacity Discharge capacity Remark No. No. Weight ratio Retention 1 Compound 1 6.0 1800 mAh 75% Invention 2 Compound 2 6.0 1700 mAh 78% Invention 3 Compound 3 6.0 1900 mAh 79% Invention 4 Compound 4 6.0 1800 mAh 80% Invention 5 Compound 5 6.0 1700 mAh 77% Invention 6 Compound 1 20 2300 mAh 80% Invention 7 Compound 2 20 2250 mAh 82% Invention 8 Compound 3 20 2300 mAh 81% Invention 9 Compound 1 40 1820 mAh 77% Invention 10 Compound 2 40 1750 mAh 78% Invention 11 Compound 3 40 1850 mAh 77% Invention 12 Compound 160 60 1650 mAh 72% Invention 13 Compound 2 60 1680 mAh 71% Invention 14 Compound 3 60 1690 mAh 70% Invention 15 Compound 1 0.8 1200 mAh 54% Comparative Example 16 Compound 2 0.8 1000 mAh 52 Comparative Example 17 Compound 3 0.8 1000 mAh 50% Comparative Example 18 Comparative Compound 1 0.8 980 mAh 60% Comparative Example 19 Same as above 6.0 1200 mAh 90% Comparative Example 20 Same as above 20 1000 mAh 80% Comparative Example 21 Same as above 40 880 mAh 58% Compare Example 22 Compound 6 15 2100 mAh 82% Invention 23 Compound 7 15 2200 mAh 81% Invention 24 Compound 8 15 2300 mAh 83% Invention 25 Compound 9 15 2000 mAh 82% Invention 26 Compound 10 15 2100 mAh 83% Invention 27 Compound 11 15 2200 mAh 79% Invention 28 Compound 12 15 2000 mAh 80% Invention 29 Compound 13 15 1980 mAh 84% Invention 30 Compound 14 15 2000 mAh 81% Invention 31 Compound 15 15 2100 mAh 80% Invention

【0074】表1から明らかなように、本発明の負極材
料を使用し、正極と負極の使用量のバランスを本発明の
範囲内にして充放電を行った場合に限り、充分な電池容
量を有しつつ良好なサイクル性が得られることがわか
る。
As is clear from Table 1, a sufficient battery capacity can be obtained only when the negative electrode material of the present invention is used and the charge and discharge are performed with the balance between the usage of the positive electrode and the negative electrode within the range of the present invention. It can be seen that good cyclability can be obtained while having.

【0075】実施例2 実施例1の化合物1、2、3、4、11、12、14、
15について、正極活物質重量と負極活物質重量の比及
び、正極合剤と負極合剤の膜厚比が表2に示したように
なるように負極合剤中の活物質と燐片状黒鉛の使用量或
いは正極合剤中の活物質とアセチレンブラックの量を変
更した。その他は実施例1と同様にシリンダー電池を作
製した。結果を表2に示す。
Example 2 Compounds 1, 2, 3, 4, 11, 12, 14,
For No. 15, the active material in the negative electrode mixture and the flake graphite were such that the ratio of the weight of the positive electrode active material to the weight of the negative electrode active material and the ratio of the thickness of the positive electrode mixture to the thickness of the negative electrode mixture were as shown in Table 2. Or the amounts of the active material and acetylene black in the positive electrode mixture were changed. Otherwise, a cylinder battery was produced in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the results.

【0076】 (表2) 電池 負極活物 正極活物 負極活物 膜厚比 重量比 放電容量 備考 番号 質番号 質含有率 質含有率 正/負 正/負 維持率 1 化合物1 90% 20% 1.5 3.8 79% 本発明 2 化合物2 90% 20% 1.5 3.8 80% 本発明 3 化合物3 90% 20% 1.6 3.8 80% 本発明 4 化合物1 90% 60% 2.3 7.0 83% 本発明 5 化合物2 90% 60% 2.4 7.0 83% 本発明 6 化合物3 90% 60% 2.3 7.0 82% 本発明 7 化合物1 90% 80% 3.8 8.5 81% 本発明 8 化合物2 90% 80% 3.5 8.5 80% 本発明 9 化合物3 90% 80% 3.6 8.5 83% 本発明 10 化合物1 90% 0.8% 0.5 1.2 67% 本発明 11 化合物2 90% 0.8% 0.4 1.3 68% 本発明 12 化合物1 90% 93% 5.1 8.4 70% 本発明 13 化合物2 90% 93% 5.1 8.4 70% 本発明 14 化合物1 60% 60% 0.8 0.9 51% 比較例 15 化合物1 60% 85% 0.8 0.8 50% 比較例 16 化合物1 55% 85% 1.2 0.9 60% 比較例 17 化合物1 75% 75% 3.5 5.8 81% 本発明 18 化合物1 65% 75% 4.5 5.5 73% 本発明 19 化合物1 75% 91% 5.5 6.6 70% 本発明 20 化合物4 80% 60% 1.3 5.5 82% 本発明 21 化合物11 80% 60% 1.3 5.5 81% 本発明 22 化合物12 80% 60% 1.3 5.5 82% 本発明 23 化合物14 80% 60% 1.3 5.5 80% 本発明 24 化合物15 80% 60% 1.3 5.5 82% 本発明(Table 2) Battery Negative electrode active material Positive electrode active material Negative electrode active material Thickness ratio Weight ratio Discharge capacity Remark No. Quality number Quality content Quality content Positive / negative Positive / negative Maintenance rate 1 Compound 1 90% 20% 1 5.5 3.8 79% Invention 2 Compound 2 90% 20% 1.5 3.8 80% Invention 3 Compound 3 90% 20% 1.6 3.8 80% Invention 4 Compound 1 90% 60% 2.3 7.0 83% Invention 5 Compound 2 90% 60% 2.4 7.0 83% Invention 6 Compound 3 90% 60% 2.3 7.0 82% Invention 7 Compound 1 90% 80 % 3.8 8.5 81% Invention 8 Compound 2 90% 80% 3.5 8.5 80% Invention 9 Compound 3 90% 80% 3.6 8.5 83% Invention 10 Compound 1 90% 0.8% 0.5 1.2 67% The present invention 11 Compound 2 90% 0.8% 1.4 1.3 68% The present invention 12 Compound 1 90% 93% 5.1 8.4 70% The present invention 13 Compound 2 90% 93% 5.1 8.4 70% The present invention 14 Compound 1 60% 60% 0.8 0.9 51% Comparative Example 15 Compound 1 60% 85% 0.8 0.8 50% Comparative Example 16 Compound 1 55% 85% 1.2 0.9 60% Comparative Example 17 Compound 1 75% 75 % 3.5 5.8 81% The present invention 18 compound 1 65% 75% 4.5 5.5 73% The present invention 19 Compound 1 75% 91% 5.5 6.6 70% The present invention 20 Compound 4 80% 60% 1.3 5.5 82% Invention 21 Compound 11 80% 60% 1.3 5.5 81% Invention 22 Compound 12 80% 60% 1.3 5.5 82% Invention 23 Compound 14 80 % 60% 1.3 5.5 80% The present invention 2 Compound 15 80% 60% 1.3 5.5 82% present invention

【0077】表2からわかるように本発明の態様に従え
ば良好な結果が得られる。特に正極合剤層の厚みが、負
極の合剤層の厚みよりも大きい場合に好ましい結果が得
られる。更に、正極合剤中の活物質含有率と負極合剤中
の活物質含有率が、本発明の請求項6及び7で示した範
囲にある場合は、より好ましい結果が得られることがわ
かる。
As can be seen from Table 2, good results are obtained according to the embodiments of the present invention. Particularly, a preferable result is obtained when the thickness of the positive electrode mixture layer is larger than the thickness of the negative electrode mixture layer. Further, it can be seen that more preferable results are obtained when the active material content in the positive electrode mixture and the active material content in the negative electrode mixture are in the ranges shown in claims 6 and 7 of the present invention.

【0078】実施例3 実施例1で使用した化合物1〜5及び比較化合物1にお
いて負極の集電体(18μm厚)に塗布した合剤の膜厚
を表3のように変更して実施例1と同様に電池を作製
し、50サイクルまで充放電を行い容量の維持率を算出
した。結果を表3に示す。なお上記合剤の厚みは集電体
の両面の合計厚みとする。
Example 3 In the compounds 1 to 5 and the comparative compound 1 used in Example 1, the film thickness of the mixture applied to the current collector (18 μm thick) of the negative electrode was changed as shown in Table 3 A battery was prepared in the same manner as described above, and charged and discharged up to 50 cycles to calculate a capacity retention ratio. Table 3 shows the results. The thickness of the mixture is the total thickness of both surfaces of the current collector.

【0079】 (表3) 電池 負極活物質 合剤/銅箔 初期容量 放電容量 備考 番号 番号 厚み比 維持率 1 化合物1 0.4 1750mAh 77% 本発明 2 化合物2 0.4 1720mAh 74% 本発明 3 化合物9 0.4 1710mAh 75% 本発明 4 化合物1 2.0 1920mAh 85% 本発明 5 化合物2 2.0 1950mAh 86% 本発明 6 化合物9 2.0 1950mAh 83% 本発明 7 化合物1 10 2100mAh 84% 本発明 8 化合物2 10 2200mAh 84% 本発明 9 化合物9 10 2000mAh 83% 本発明 10 化合物1 25 2500mAh 75% 本発明 11 化合物2 25 2300mAh 73% 本発明 12 化合物9 25 2300mAh 72% 本発明 13 化合物1 0.1 1000mAh 71% 本発明 14 化合物2 0.1 1150mAh 70% 本発明 15 化合物9 0.1 1100mAh 70% 本発明(Table 3) Battery Negative electrode active material mixture / copper foil Initial capacity Discharge capacity Remark No. No. Thickness ratio Retention 1 Compound 1 0.4 1750 mAh 77% Invention 2 Compound 2 0.4 1720 mAh 74% Invention 3 Compound 9 0.4 1710 mAh 75% Invention 4 Compound 1 2.0 1920 mAh 85% Invention 5 Compound 2 2.0 1950 mAh 86% Invention 6 Compound 9 2.0 1950 mAh 83% Invention 7 Compound 1 10 2100 mAh 84% The present invention 8 Compound 2 10 2200 mAh 84% The present invention 9 Compound 9 10 2000 mAh 83% The present invention 10 Compound 1 25 2500 mAh 75% The present invention 11 Compound 2 25 2300 mAh 73% The present invention 12 Compound 9 25 2300 mAh 72% The present invention 13 Compound 1 0.1 1000 mAh 71% invention 14 compound 2 0.1 1150 mAh 70% invention 15 compound 9 0.1 1100 mAh 70% invention

【0080】表3からわかるように集電体の厚みに対し
て本発明の請求項8及び9の内容に従えば本発明のケイ
素原子を含んだ化合物を活物質として使用した場合には
容量が比較化合物に比べて高くかつサイクル性能が特異
的に依存性を有し好ましい結果になることがわかる。
As can be seen from Table 3, according to the contents of claims 8 and 9 of the present invention, when the compound containing a silicon atom of the present invention is used as an active material, the capacity is increased. It can be seen that the result is higher than that of the comparative compound, and the cycle performance is specifically dependent on the results.

【0081】[0081]

【発明の効果】本発明により、高容量でかつサイクル寿
命の向上した非水二次電池を得ることができる。
According to the present invention, a non-aqueous secondary battery having a high capacity and an improved cycle life can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例に使用したシリンダー電池の断面図を示
したものである。
FIG. 1 is a sectional view of a cylinder battery used in Examples.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 負極を兼ねる電池缶 2 巻回電極群 3 上部絶縁板 4 正極リード 5 ガスケット 6 正極端子を兼ねる電池蓋 61 圧力感応弁体 62 電流遮断素子(スイッチ) 63 PTC素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery can also serve as a negative electrode 2 Wound electrode group 3 Upper insulating plate 4 Positive electrode lead 5 Gasket 6 Battery lid also serving as a positive electrode terminal 61 Pressure sensitive valve element 62 Current cutoff element (switch) 63 PTC element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H003 AA02 AA04 BB01 BB02 BB05 BD02 BD04 5H014 AA02 AA04 EE05 EE10 HH01 HH06 5H029 AJ03 AJ05 AK03 AL01 AL11 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 CJ22 DJ07 EJ01 HJ01 HJ04  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference)

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正極活物質を含む電極シートと、負極活
物質を含む電極シート、及び非水電解質からなる非水二
次電池に於いて、該正極活物質がリチウム含有遷移金属
酸化物であり、該負極材料活物質がリチウムの挿入放出
可能なケイ素原子を含む化合物であり、かつ上記非水二
次電池中に含まれる正極活物質の全重量が該負極活物質
の全重量よりも多いことを特徴とする非水二次電池。
In a non-aqueous secondary battery comprising an electrode sheet containing a positive electrode active material, an electrode sheet containing a negative electrode active material, and a non-aqueous electrolyte, the positive electrode active material is a lithium-containing transition metal oxide. The negative electrode active material is a compound containing a silicon atom capable of inserting and releasing lithium, and the total weight of the positive electrode active material contained in the nonaqueous secondary battery is larger than the total weight of the negative electrode active material. Non-aqueous secondary battery characterized by the following.
【請求項2】 上記非水二次電池中に含まれる正極活物
質の全重量が該負極材料の全重量の2倍以上50倍以下
であることを特徴とする請求項1に記載の非水二次電
池。
2. The non-aqueous non-aqueous battery according to claim 1, wherein the total weight of the positive electrode active material contained in the non-aqueous secondary battery is at least twice and at most 50 times the total weight of the negative electrode material. Rechargeable battery.
【請求項3】 上記非水二次電池中に含まれる正極活物
質の全重量が該負極活物質の全重量の4倍以上30倍以
下であることを特徴とする請求項1に記載の非水二次電
池。
3. The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the total weight of the positive electrode active material contained in the non-aqueous secondary battery is 4 to 30 times the total weight of the negative electrode active material. Water secondary battery.
【請求項4】 上記電極シートが、金属箔を集電体とし
てその両面に上記正極活物質或いは負極活物質を含む合
剤を塗設してなる電極シートであって、該電極シートの
正極の合剤部分の膜厚みが負極の合剤部分の厚みよりも
厚いことを特徴とする請求項1に記載の非水二次電池。
4. The electrode sheet, wherein a metal foil is used as a current collector and a mixture containing the positive electrode active material or the negative electrode active material is coated on both surfaces thereof, and the positive electrode of the electrode sheet is The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the film thickness of the mixture portion is larger than the thickness of the mixture portion of the negative electrode.
【請求項5】 上記正極シートの合剤部分の厚みが負極
シートの合剤部分の厚みの1.2倍以上5倍以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の非水二次電池。
5. The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the thickness of the mixture portion of the positive electrode sheet is 1.2 to 5 times the thickness of the mixture portion of the negative electrode sheet. .
【請求項6】 上記正極合剤中の正極活物質の含有率が
60重量%以上99重量%以下で、負極合剤中の負極活
物質の含有率が1重量%以上90重量%以下であること
を特徴とする請求項2に記載の非水二次電池。
6. The content of the positive electrode active material in the positive electrode mixture is 60% by weight or more and 99% by weight or less, and the content of the negative electrode active material in the negative electrode mixture is 1% by weight or more and 90% by weight or less. The non-aqueous secondary battery according to claim 2, wherein:
【請求項7】 上記正極合剤中の正極活物質の含有率が
70重量%以上98重量%以下で、負極合剤中の負極活
物質の含有率が8重量%以上80重量%以下であること
を特徴とする請求項2に記載の非水二次電池。
7. The content of the positive electrode active material in the positive electrode mixture is 70% by weight or more and 98% by weight or less, and the content of the negative electrode active material in the negative electrode mixture is 8% by weight or more and 80% by weight or less. The non-aqueous secondary battery according to claim 2, wherein:
【請求項8】 上記負極シート中の負極集電体の厚みに
対する負極合剤の厚みが0.2倍以上20倍以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の非水二次電池。
8. The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the thickness of the negative electrode mixture is 0.2 to 20 times the thickness of the negative electrode current collector in the negative electrode sheet.
【請求項9】 上記負極シート中の負極集電体の厚みに
対する負極合剤の厚みが0.5倍以上10倍以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の非水二次電池。
9. The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the thickness of the negative electrode mixture is at least 0.5 and at most 10 times the thickness of the negative electrode current collector in the negative electrode sheet.
JP17900998A 1998-06-25 1998-06-25 Non-aqueous secondary battery Expired - Lifetime JP4055254B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17900998A JP4055254B2 (en) 1998-06-25 1998-06-25 Non-aqueous secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17900998A JP4055254B2 (en) 1998-06-25 1998-06-25 Non-aqueous secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000012092A true JP2000012092A (en) 2000-01-14
JP4055254B2 JP4055254B2 (en) 2008-03-05

Family

ID=16058529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17900998A Expired - Lifetime JP4055254B2 (en) 1998-06-25 1998-06-25 Non-aqueous secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4055254B2 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000077102A (en) * 1998-08-28 2000-03-14 Sony Corp Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2004146253A (en) * 2002-10-25 2004-05-20 Sony Corp Negative electrode and battery, and manufacturing method of these
JP2007141666A (en) * 2005-11-18 2007-06-07 Sony Corp Negative electrode material, negative electrode and battery
JP2008016446A (en) * 2006-06-09 2008-01-24 Canon Inc Powder material, electrode structure using powder material, power storage device having the electrode structure, and manufacturing method of powder material
CN100454650C (en) * 2003-11-28 2009-01-21 松下电器产业株式会社 Energy device and method for producing the same
JP2009164104A (en) * 2007-09-06 2009-07-23 Canon Inc Electrode material for negative electrode, its manufacturing method, electrode structure using the same material, and electricity storage device
US7883798B2 (en) 2001-07-19 2011-02-08 Samsung Sdi Co., Ltd. Active material for battery and method of preparing the same
US9450245B2 (en) 2001-04-09 2016-09-20 Sony Corporation Negative material for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery using the negative material
CN111180739A (en) * 2018-11-12 2020-05-19 丰田自动车株式会社 Negative electrode

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07130358A (en) * 1993-11-04 1995-05-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery
JPH0997625A (en) * 1995-09-29 1997-04-08 Seiko Instr Inc Nonaqueous electrolytic secondary battery and manufacture thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07130358A (en) * 1993-11-04 1995-05-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery
JPH0997625A (en) * 1995-09-29 1997-04-08 Seiko Instr Inc Nonaqueous electrolytic secondary battery and manufacture thereof

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000077102A (en) * 1998-08-28 2000-03-14 Sony Corp Nonaqueous electrolyte secondary battery
US9972831B2 (en) 2001-04-09 2018-05-15 Murata Manufacturing Co., Ltd Negative material for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery using the negative material
US9450245B2 (en) 2001-04-09 2016-09-20 Sony Corporation Negative material for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery using the negative material
US7883798B2 (en) 2001-07-19 2011-02-08 Samsung Sdi Co., Ltd. Active material for battery and method of preparing the same
JP2004146253A (en) * 2002-10-25 2004-05-20 Sony Corp Negative electrode and battery, and manufacturing method of these
US7754381B2 (en) 2002-10-25 2010-07-13 Sony Corporation Anode and battery, and manufacturing methods thereof
CN100454650C (en) * 2003-11-28 2009-01-21 松下电器产业株式会社 Energy device and method for producing the same
US7816032B2 (en) 2003-11-28 2010-10-19 Panasonic Corporation Energy device and method for producing the same
JP4666155B2 (en) * 2005-11-18 2011-04-06 ソニー株式会社 Lithium ion secondary battery
US9742036B2 (en) 2005-11-18 2017-08-22 Sony Corporation Anode material, anode and battery
JP2007141666A (en) * 2005-11-18 2007-06-07 Sony Corp Negative electrode material, negative electrode and battery
JP2008016446A (en) * 2006-06-09 2008-01-24 Canon Inc Powder material, electrode structure using powder material, power storage device having the electrode structure, and manufacturing method of powder material
JP2009164104A (en) * 2007-09-06 2009-07-23 Canon Inc Electrode material for negative electrode, its manufacturing method, electrode structure using the same material, and electricity storage device
CN111180739A (en) * 2018-11-12 2020-05-19 丰田自动车株式会社 Negative electrode

Also Published As

Publication number Publication date
JP4055254B2 (en) 2008-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3941235B2 (en) Non-aqueous secondary battery
JP3661417B2 (en) Non-aqueous secondary battery
JP4085473B2 (en) Non-aqueous secondary battery charging method
JP4329743B2 (en) Non-aqueous secondary battery and manufacturing method thereof
JP4728458B2 (en) Non-aqueous secondary battery
US6235427B1 (en) Nonaqueous secondary battery containing silicic material
JP5637257B2 (en) Non-aqueous secondary battery
JP3945023B2 (en) Non-aqueous secondary battery
JP2000012091A (en) Nonaqoeus secondary battery and its manufacture
JP4078714B2 (en) Non-aqueous secondary battery charging or discharging method
JP4844550B2 (en) Non-aqueous secondary battery
JP5229239B2 (en) Non-aqueous secondary battery
JP3627516B2 (en) Non-aqueous secondary battery
JPH11339771A (en) Nonaqueous secondary battery
JP2005166684A (en) Non-aqueous secondary battery
JP5000979B2 (en) Non-aqueous secondary battery
JP3899684B2 (en) Non-aqueous secondary battery
JP4003298B2 (en) Non-aqueous secondary battery
JP4055254B2 (en) Non-aqueous secondary battery
JP4967839B2 (en) Non-aqueous secondary battery
JP4725489B2 (en) Non-aqueous secondary battery
JP4725562B2 (en) Non-aqueous secondary battery
JPH1167212A (en) Secondary battery
JP4702321B2 (en) Non-aqueous secondary battery
JPH11167918A (en) Negative electrode material for nonaqueous secondary battery and manufacture thereof, and the battery

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040213

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070306

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070710

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070906

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20071120

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071203

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101221

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101221

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111221

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111221

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121221

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121221

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121221

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131221

Year of fee payment: 6

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

EXPY Cancellation because of completion of term