JP2000173670A - Charging method for nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Charging method for nonaqueous electrolyte secondary battery

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JP2000173670A
JP2000173670A JP10342890A JP34289098A JP2000173670A JP 2000173670 A JP2000173670 A JP 2000173670A JP 10342890 A JP10342890 A JP 10342890A JP 34289098 A JP34289098 A JP 34289098A JP 2000173670 A JP2000173670 A JP 2000173670A
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tin
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a charging/discharging cycle life characteristic of a nonaqueous electrolyte secondary battery using tin for a negative electrode. SOLUTION: In charging a secondary battery provided with composite particles, in which the whole or a part of the circumference of a nucleus particle consisting of a solid phase A using tin is covered by a solid phase B, in a negative electrode, a constant current charging area, in which charging is carried out at a fixed current value I until a set voltage E is attained, and a constant voltage charging area, in which charging is carried out at the set voltage E after the set voltage E is attained, are combined together for charging, and a charging current value in the constant current charging area and the fixed voltage charging area is regulated to 5 mA/cm2 or less in the form of current density for a part in which the positive and negative electrodes face each other.

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、負極材料に、固相
Aからなる核粒子の周囲の全面または一部を、固相Bに
よって被覆した複合粒子で、前記固相Aは少なくともス
ズを構成元素として含み、前記固相Bは固相Aの構成元
素であるスズと、スズを除いて、周期表の2族元素、遷
移元素、12族、13族元素、ならびに炭素を除く14
族元素からなる群から選ばれた少なくとも一種の元素と
の固溶体、または金属間化合物である材料を用いたこと
を特徴とする非水電解質二次電池の、特に充電方法に関
するものである。
[0001] The present invention relates to composite particles in which the whole or a part of the periphery of a core particle composed of a solid phase A is coated with a solid phase B on a negative electrode material, wherein the solid phase A comprises at least tin. The solid phase B contains tin, which is a constituent element of the solid phase A, and excluding tin, except for Group 2 element, transition element, Group 12 and Group 13 element of the periodic table, and carbon.
The present invention relates to a nonaqueous electrolyte secondary battery, particularly a charging method, using a material that is a solid solution with at least one element selected from the group consisting of group elements or an intermetallic compound.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、移動体通信機器、携帯電子機器の
主電源として利用されているリチウム二次電池は、起電
力が高く、高エネルギー密度である特長を有している。
負極材料としてリチウム金属を用いたリチウム二次電池
は、エネルギー密度は高いが、充電時に負極にリチウム
がデンドライト状に析出し、充放電を繰り返すことによ
りセパレータを貫通して正極側に達し、内部短絡を起こ
す恐れがあった。また、析出したデンドライト状リチウ
ムは比表面積が大きいため反応活性度が高く、その表面
で電解液中の溶媒と反応して電子伝導性に欠いた固体電
解質的な界面皮膜を形成する。そのため電池の内部抵抗
が高くなったり、電子伝導のネットワークから孤立した
粒子が存在するようになり、これらが充放電効率を低下
させる要因となっている。これらの理由で負極材料とし
てリチウム金属を用いたリチウム二次電池は、信頼性が
低く、サイクル寿命特性が短いという問題があった。
2. Description of the Related Art In recent years, lithium secondary batteries used as main power sources for mobile communication devices and portable electronic devices have the characteristics of high electromotive force and high energy density.
A lithium secondary battery using lithium metal as the negative electrode material has a high energy density, but lithium precipitates in the negative electrode during charging in the form of dendrites, and repeats charging and discharging to reach the positive electrode side through the separator, causing an internal short circuit. There was a risk of causing. The precipitated dendrite-like lithium has a high specific activity because of its large specific surface area, and reacts with the solvent in the electrolytic solution on its surface to form a solid electrolyte interface film lacking electron conductivity. For this reason, the internal resistance of the battery is increased, and particles isolated from the electron conduction network are present, and these are factors that lower the charge / discharge efficiency. For these reasons, lithium secondary batteries using lithium metal as the negative electrode material have low reliability and short cycle life characteristics.

【0003】現在、リチウム金属に替わる負極材料とし
て、リチウムイオンを吸蔵・放出できる炭素材料を使用
し実用化に至っている。通常、炭素材料負極には金属リ
チウムが析出しないため、デンドライト状リチウムによ
る内部短絡の問題はない。しかし、炭素材料の一つであ
る黒鉛の理論容量は372mAh/gであり、Li金属単体の理論
容量の10分の1程度と少ない。この電池系は、特にリ
チウムイオン二次電池と称されている。
At present, a carbon material capable of occluding and releasing lithium ions is used as a negative electrode material instead of lithium metal, and has been put to practical use. Normally, metallic lithium does not precipitate on the carbon material negative electrode, so there is no problem of internal short circuit due to dendritic lithium. However, the theoretical capacity of graphite, which is one of the carbon materials, is 372 mAh / g, which is about one tenth of the theoretical capacity of Li metal alone. This battery system is particularly called a lithium ion secondary battery.

【0004】他の負極材料としては、リチウムと化合物
を形成する単体金属材料および単体非金属材料が知られ
ている。例えば、スズ(Sn)のリチウムを最も含む化合
物の組成式は、Li22Sn5であり、この範囲では金属リチ
ウムは通常析出しないため、デンドライト状リチウムに
よる内部短絡の問題はない。そして、これら化合物と各
単体材料との間の電気化学容量は、993mAh/gであり、黒
鉛の理論容量よりも大きい。
As other negative electrode materials, a simple metal material and a simple nonmetal material which form a compound with lithium are known. For example, the composition formula of the most compound including lithium tin (Sn) is a Li 22 Sn 5, the metal lithium in this range because they do not normally deposit, there is no problem of internal short circuit due to dendrite of lithium. The electrochemical capacity between these compounds and each single material is 993 mAh / g, which is larger than the theoretical capacity of graphite.

【0005】また、リチウムと化合物を形成する単体金
属材料および単体非金属材料の他に化合物負極材料とし
て、特開平7−240201号公報には遷移元素からな
る非鉄金属の珪化物が、特開平9−63651号公報に
は4B族元素及びP,Sbの少なくとも一つを含む金属
間化合物からなり、その結晶構造がCaF2型、ZnS型、AlL
iSi型のいずれかからなる負極材料などが提案されてい
る。
In addition to a simple metal material and a simple non-metal material forming a compound with lithium, as a compound negative electrode material, Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-240201 discloses a non-ferrous metal silicide comprising a transition element. JP-B-63651 discloses an intermetallic compound containing a group 4B element and at least one of P and Sb, and has a crystal structure of CaF 2 type, ZnS type, or AlL.
Negative electrode materials made of any of the iSi type have been proposed.

【0006】また、これらの電池を充電する方法として
は、リチウム二次電池を充電する際にはリチウム負極上
にデンドライト状にリチウムが析出することを抑制する
ために、例えば特開平6−98473号公報に示される
ように、パルス電流を加えて充電する方法が提案されて
いる。また、負極に炭素材料を用いたリチウムイオン二
次電池においても、炭素負極上にリチウムが析出するこ
とを防止するために、例えば特開平4−206479号
公報に示されるように定電圧充電時の充電電流値を一定
値以下に規制することが提案されている。
[0006] Further, as a method of charging these batteries, when charging a lithium secondary battery, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-98473 discloses a method for suppressing the deposition of lithium in the form of dendrites on a lithium negative electrode. As shown in the gazette, a method of charging by adding a pulse current has been proposed. Further, even in a lithium ion secondary battery using a carbon material for the negative electrode, in order to prevent lithium from being deposited on the carbon negative electrode, for example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. It has been proposed to regulate the charging current value to a certain value or less.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような炭素材料よりも高容量の負極材料には、それぞれ
以下に示すような課題がある。
However, the negative electrode materials having higher capacities than the above-mentioned carbon materials have the following problems, respectively.

【0008】リチウムと化合物を形成する単体金属材料
および単体非金属材料の負極材料は共通して、炭素負極
材料にくらべて充放電サイクル寿命特性が悪い。その理
由は定かでないが以下のように考えている。
[0008] A single metal material and a single nonmetallic negative electrode material which form a compound with lithium commonly have poorer charge / discharge cycle life characteristics than carbon negative electrode materials. The reason is not clear, but I think as follows.

【0009】例えば、スズは結晶学的な単位格子(正方
晶、空間群I41/amd)に4個のスズ原子を含んでいる。
格子定数a=0.5820nm、c=0.3175nmから換算して、単位格
子体積は0.1075nm3であり、スズ原子1個の占める体積
は26.9×10-3nm3である。スズ−リチウム二元系の相図
から判断して、室温におけるリチウムとの電気化学的な
化合物形成では、その反応の初期にスズと化合物Li2Sn5
との2相が共存しているものと考えられる。Li2Sn5の結
晶学的な単位格子(正方晶、空間群P4/mbm)には10個
のスズ原子が含まれている。その格子定数a=1.0274nm、
c=0.3125nmから換算して、単位格子体積は0.32986nm3
あり、スズ原子1個あたりの体積(単位格子体積を単位
格子中のスズ原子数で除した値)は33.0×10-3nm3であ
る。この値からすると、スズから化合物Li2Sn5になるに
あたって、材料の体積が1.23倍に膨張することになる。
更に電気化学的なリチウムとの化合物形成反応が進行す
ると、最終的に最もリチウムを多く含む化合物Li22Sn5
を生じる。Li22Sn5の結晶学的な単位格子(立方晶、空
間群F23)には80個のスズ原子が含まれている。その
格子定数a=1.978nmから換算して、単位格子体積は7.739
nm3であり、スズ原子1個あたりの体積(単位格子体積
を単位格子中のスズ原子数で除した値)は96.7×10-3nm
3である。この値は単体スズの3.59倍であり、材料は大
きく膨張する。
[0009] For example, tin contains four tin atoms in the crystallographic unit cell (tetragonal, space group I4 1 / amd).
Lattice constant a = 0.5820nm, in terms of c = 0.3175nm, unit cell volume is 0.1075nm 3, the volume occupied by one tin atom is 26.9 × 10 -3 nm 3. Judging from the tin-lithium binary system phase diagram, in the electrochemical compound formation with lithium at room temperature, tin and the compound Li 2 Sn 5
It is considered that these two phases coexist. The crystallographic unit cell of Li 2 Sn 5 (tetragonal, space group P4 / mbm) contains 10 tin atoms. Its lattice constant a = 1.0274 nm,
Converted from c = 0.3125 nm, the unit cell volume is 0.32986 nm 3 , and the volume per tin atom (the value obtained by dividing the unit cell volume by the number of tin atoms in the unit cell) is 33.0 × 10 −3 nm. 3 Based on this value, the volume of the material expands 1.23 times as the compound changes from tin to Li 2 Sn 5 .
Furthermore, when the electrochemical compound formation reaction with lithium proceeds, the lithium-rich compound Li 22 Sn 5
Is generated. The crystallographic unit cell (cubic, space group F23) of Li 22 Sn 5 contains 80 tin atoms. Converted from its lattice constant a = 1.978 nm, the unit cell volume is 7.739
nm 3 and the volume per tin atom (the value obtained by dividing the unit cell volume by the number of tin atoms in the unit cell) is 96.7 × 10 −3 nm
3 This value is 3.59 times that of simple tin, and the material expands significantly.

【0010】このように、スズは充放電反応による負極
材料の体積変化が大きく、また体積差の大きな2つの相
が共存する状態の変化を繰り返すことにより、材料に亀
裂を生じ、粒子が微細化するものと考えられる。微細化
した材料は、粒子間に空間が生じ、電子伝導ネットワー
クが分断され、電気化学的な反応に関与できない部分が
増加し、充放電容量が低下するものと考えられる。
As described above, tin has a large change in volume of the negative electrode material due to a charge / discharge reaction, and repeats a change in a state in which two phases having a large volume difference coexist, thereby causing cracks in the material and making the particles finer. It is thought to be. It is considered that in the miniaturized material, a space is generated between particles, the electron conduction network is divided, a portion that cannot participate in an electrochemical reaction increases, and the charge / discharge capacity decreases.

【0011】すなわち、大きな体積変化と、これによる
組織変化が、炭素負極材料にくらべて充放電サイクル寿
命特性が悪い理由であると推察している。
That is, it is presumed that a large change in volume and a change in structure due to the change in volume are the reason why the charge-discharge cycle life characteristics are poor as compared with the carbon anode material.

【0012】一方、上述のスズのような単体材料と異な
り、遷移元素からなる非鉄金属の珪化物や4B族元素及
びP,Sbの少なくとも一つを含む金属間化合物からな
り、その結晶構造がCaF2型、ZnS型、AlLiSi型のいずれ
かからなる負極材料などは、サイクル寿命特性の改善さ
れた負極材料としてそれぞれ特開平7−240201号
公報、特開平9−63651号公報に提案されている。
On the other hand, unlike a simple material such as tin described above, it is composed of a non-ferrous metal silicide composed of a transition element or an intermetallic compound containing at least one of a Group 4B element and P or Sb, and its crystal structure is CaF 2. A negative electrode material made of any of type 2 , ZnS type, and AlLiSi type has been proposed in JP-A-7-240201 and JP-A-9-63651, respectively, as anode materials having improved cycle life characteristics.

【0013】特開平7−240201号公報に示された
遷移元素からなる非鉄金属の珪化物負極材料を用いた電
池は実施例と比較例に示された1サイクル目、50サイ
クル目、100サイクル目の電池容量から、リチウム金
属負極材料と比較して充放電サイクル特性は改善されて
いるが、天然黒鉛負極材料と比較して電池容量は最大で
も12%程度しか増加していない。よって、その明細書に
は明言されていないが、遷移元素からなる非鉄金属の珪
化物負極材料は黒鉛負極材料に比べて大幅な容量増加は
実施されていないと思われる。
Batteries using a non-ferrous metal silicide negative electrode material comprising a transition element disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-240201 are the first cycle, the 50th cycle, and the 100th cycle shown in Examples and Comparative Examples. From the battery capacity, the charge-discharge cycle characteristics are improved as compared with the lithium metal anode material, but the battery capacity is increased by only about 12% at the maximum as compared with the natural graphite anode material. Therefore, although not explicitly stated in the specification, it is considered that the non-ferrous metal silicide negative electrode material composed of a transition element has not been significantly increased in capacity as compared with the graphite negative electrode material.

【0014】また、特開平9−63651号公報に示さ
れた材料は、その実施例と比較例にLi-Pb合金負極材料
よりも充放電サイクル寿命特性が改善されており、かつ
黒鉛負極材料よりも高容量であることが示されている。
しかし、10〜20サイクルまでの充放電サイクルで放
電容量の減少が著しく、最も良好と思われるMg2Snにお
いても約20サイクル後には初期容量の70%程度に減少
している。
The materials disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-63651 have improved charge-discharge cycle life characteristics as compared with the Li-Pb alloy negative electrode material in Examples and Comparative Examples, and have the same characteristics as the graphite negative electrode material. Are also shown to be of high capacity.
However, the discharge capacity is remarkably reduced in the charge / discharge cycles of 10 to 20 cycles, and even for Mg 2 Sn which is considered to be the best, the capacity is reduced to about 70% of the initial capacity after about 20 cycles.

【0015】さらには、電池の充電方法によっても充放
電サイクル寿命特性は異なる。これは、負極材料によっ
ては、充電時の酸化還元電位および電気化学反応時の過
電圧が異なるために、充電電流値もしくは充電電圧値が
許容範囲を超えると、電極反応が不均一に進行したり、
リチウム析出や皮膜形成、ガス発生などの副反応が起こ
るために充放電サイクル寿命特性が低下するからであ
る。
Further, the charge / discharge cycle life characteristics differ depending on the method of charging the battery. This is because, depending on the negative electrode material, since the oxidation-reduction potential during charging and the overvoltage during electrochemical reaction are different, if the charging current value or charging voltage value exceeds the allowable range, the electrode reaction proceeds unevenly,
This is because side reactions such as lithium deposition, film formation, and gas generation occur, and the charge-discharge cycle life characteristics deteriorate.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明は、固相Aからなる核粒子
の周囲の全面または一部を、固相Bによって被覆した複
合粒子で、前記固相Aは、少なくともスズを構成元素と
して含み、前記固相Bは固相Aの構成元素であるスズ
と、スズを除いて、周期表の2族元素、遷移元素、12
族元素、13族元素、ならびに炭素を除く14族元素か
らなる群から選ばれた少なくとも一種の元素との固溶体
または金属間化合物である材料を用いることで固相Aに
より高容量、かつ固相Bが固相Aの充放電で起きる膨張
・収縮を抑える役割を担うことで充放電サイクル特性の
優れた負極材料を提供し、更に、上記の負極材料を用い
た電池を充電する際に、設定電圧(E)に達するまで
は、充電を一定の電流値(I)で充電する定電流充電領
域と、前記設定電圧(E)に達した後、設定電圧(E)
で定電圧充電する定電圧充電領域とを組み合わせて充電
を行い、かつ、定電流充電領域および定電圧充電領域の
充電電流値を、正負極が対向する部分の電流密度として
5mA/cm2以下に規制することで、従来の課題を解
決し、高エネルギー密度でかつサイクル寿命特性に優れ
た非水電解質二次電池とその電池の充電方法を提供する
ことができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is a composite particle in which the whole or a part of the periphery of a core particle composed of a solid phase A is coated with a solid phase B, wherein the solid phase A contains at least tin as a constituent element. The solid phase B is composed of tin, which is a constituent element of the solid phase A, and a group 2 element of the periodic table, a transition element, and 12 excluding tin.
The solid-phase A has a higher capacity and a solid-phase B by using a material that is a solid solution or an intermetallic compound with at least one element selected from the group consisting of a group 13 element, a group 13 element, and a group 14 element excluding carbon. Provides a negative electrode material having excellent charge / discharge cycle characteristics by playing a role of suppressing expansion and contraction caused by charge / discharge of solid phase A. Further, when charging a battery using the above negative electrode material, a set voltage Until (E) is reached, a constant current charging region in which charging is performed at a constant current value (I), and after reaching the set voltage (E), the set voltage (E)
The charging is performed in combination with the constant voltage charging region where constant voltage charging is performed, and the charging current value in the constant current charging region and the constant voltage charging region is set to 5 mA / cm 2 or less as the current density of the portion where the positive and negative electrodes face each other. By regulating, a conventional problem can be solved, and a non-aqueous electrolyte secondary battery having high energy density and excellent cycle life characteristics and a method for charging the battery can be provided.

【0017】本発明では、負極材料の固相Aは高容量の
スズを構成元素として含むことから主として充放電容量
の高容量化に寄与しているものと考えられる。また固相
Aからなる核粒子の周囲の全面または一部を被覆してい
る固相Bは含有されるリチウム量が少なく粒子の膨張・
収縮を抑える役割をすることで集電性の低下を抑制し、
充放電サイクル寿命特性を改善している。さらに、定電
流充電領域および定電圧充電領域の充電電流値を、正負
極が対向する部分の電流密度として5mA/cm2以下
に規制することで、負極の充電時に起こる電解液との副
反応を抑制し充放電サイクル寿命特性が向上する。
In the present invention, since the solid phase A of the negative electrode material contains high-capacity tin as a constituent element, it is considered that the solid-phase A mainly contributes to increasing the charge / discharge capacity. Further, the solid phase B covering the whole or a part of the periphery of the core particle composed of the solid phase A contains a small amount of lithium and expands and expands the particles.
By suppressing shrinkage, it suppresses the decrease in current collection,
The charge-discharge cycle life characteristics have been improved. Furthermore, by limiting the charging current value in the constant current charging region and the constant voltage charging region to 5 mA / cm 2 or less as the current density of the portion where the positive and negative electrodes face each other, side reactions with the electrolytic solution that occur during charging of the negative electrode can be prevented. It suppresses the charge and discharge cycle life characteristics.

【0018】以下に本発明を実施するにあたり、可能な
実施の形態について述べる。本発明に用いられる正極及
び負極は、リチウムイオンを電気化学的かつ可逆的に挿
入・放出できる正極活物質や負極材料に導電剤、結着剤
等を含む合剤層を集電体の表面に塗着して作製されたも
のである。
Hereinafter, possible embodiments for implementing the present invention will be described. The positive electrode and the negative electrode used in the present invention have a mixture layer containing a conductive agent, a binder and the like in a positive electrode active material or a negative electrode material capable of electrochemically and reversibly inserting and releasing lithium ions on the surface of the current collector. It was produced by coating.

【0019】本発明で用いられる負極材料は、固相Aか
らなる核粒子の周囲の全面または一部を、固相Bによっ
て被覆した複合粒子で、前記固相Aは少なくともスズを
構成元素として含み、前記固相Bは固相Aの構成元素で
あるスズと、スズを除いて、周期表の2族元素、遷移元
素、12族、13族元素、ならびに炭素を除く14族元
素からなる群から選ばれた少なくとも一種の元素との固
溶体、または金属間化合物である材料(以下、“複合粒
子”と称する)である。
The negative electrode material used in the present invention is a composite particle in which the whole or a part of the periphery of the core particle composed of the solid phase A is coated with the solid phase B, and the solid phase A contains at least tin as a constituent element. The solid phase B is composed of tin, which is a constituent element of the solid phase A, and a group 2 element, a transition element, a group 12, a group 13 element, and a group 14 element excluding carbon except for tin. A material that is a solid solution with at least one selected element or an intermetallic compound (hereinafter, referred to as “composite particles”).

【0020】本発明に用いられる複合粒子の製造方法の
一つとしては、複合粒子を構成する各元素の仕込み組成
分の溶融物を、乾式噴霧法、湿式噴霧法、ロール急冷法
及び回転電極法などで急冷、凝固させ、その凝固物を、
仕込み組成から決まる固溶体または金属間化合物の固相
線温度より低い温度で熱処理するという方法がある。溶
融物の急冷凝固により、核粒子として固相A粒子、そし
てその固相A粒子の周囲の全面または一部を被覆する固
相Bを析出させ、その後の熱処理により、各固相A,B
の均一性を高めることを目的にしているが熱処理をしな
い場合でも、請求項1記載の複合粒子を得ることができ
る。また上記冷却方法以外の方法においても十分に冷却
可能な方法であれば用いることができる。
As one of the methods for producing composite particles used in the present invention, a melt having a charged composition of each element constituting the composite particles is prepared by a dry spray method, a wet spray method, a roll quenching method and a rotating electrode method. Rapid cooling and solidification by such as
There is a method of performing heat treatment at a temperature lower than the solidus temperature of the solid solution or the intermetallic compound determined by the charged composition. By rapid solidification of the melt, solid phase A particles as core particles and solid phase B covering the entire surface or a part of the periphery of the solid phase A particles are precipitated.
The purpose of the present invention is to increase the uniformity of the composite particles, but the composite particles according to claim 1 can be obtained even without heat treatment. In addition, any method other than the above-mentioned cooling method can be used as long as it can sufficiently cool.

【0021】その他の製造方法としては、固相Aの粉末
の表面に、固相Bを形成するのに必要な固相Aに含まれ
る元素以外の元素からなる付着層を形成させ、それを、
仕込み組成から決まる固溶体または金属間化合物の固相
線温度より低い温度で熱処理するという方法がある。こ
の熱処理により、固相A中の成分元素が付着層に拡散し
て、被覆層として固相Bが形成される。この付着層の形
成方法としては、メッキ法またはメカニカルアロイング
法などによって行うことができる。メカニカルアロイン
グ法においては熱処理を必要としなくても良い。その
他、付着層を形成可能な方法であれば用いることができ
る。
As another manufacturing method, an adhesion layer made of an element other than the elements contained in the solid phase A necessary for forming the solid phase B is formed on the surface of the powder of the solid phase A,
There is a method of performing heat treatment at a temperature lower than the solidus temperature of the solid solution or the intermetallic compound determined by the charged composition. By this heat treatment, the component elements in the solid phase A diffuse into the adhesion layer, and the solid phase B is formed as a coating layer. The adhesion layer can be formed by a plating method or a mechanical alloying method. In the mechanical alloying method, heat treatment may not be required. In addition, any method capable of forming an adhesion layer can be used.

【0022】本発明に用いられる負極用導電剤は、電子
伝導性材料であれば何でもよい。例えば、天然黒鉛(鱗
片状黒鉛など)、人造黒鉛、膨張黒鉛などのグラファイ
ト類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャ
ンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラッ
ク、サーマルブラック等のカ−ボンブラック類、炭素繊
維、金属繊維などの導電性繊維類、銅、ニッケル等の金
属粉末類およびポリフェニレン誘導体などの有機導電性
材料などを単独又はこれらの混合物として含ませること
ができる。これらの導電剤のなかで、人造黒鉛、アセチ
レンブラック、炭素繊維が特に好ましい。導電剤の添加
量は、特に限定されないが、負極材料に対して1〜50
重量%が好ましく、特に1〜30重量%が好ましい。ま
た本発明の負極材料はそれ自身電子伝導性を有するた
め、導電材を添加しなくても電池として機能させること
は可能である。
The conductive agent for the negative electrode used in the present invention may be any material as long as it is an electron conductive material. For example, graphites such as natural graphite (flaky graphite etc.), artificial graphite, expanded graphite, carbon blacks such as acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, thermal black, carbon fibers, Conductive fibers such as metal fibers, metal powders such as copper and nickel, and organic conductive materials such as polyphenylene derivatives can be included alone or as a mixture thereof. Among these conductive agents, artificial graphite, acetylene black and carbon fiber are particularly preferred. The addition amount of the conductive agent is not particularly limited, but may be 1 to 50 with respect to the negative electrode material.
% By weight, and particularly preferably 1 to 30% by weight. Further, since the negative electrode material of the present invention has electronic conductivity itself, it can function as a battery without adding a conductive material.

【0023】本発明に用いられる負極用結着剤として
は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれであってもよ
い。本発明において好ましい結着剤は、例えば、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン
(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ス
チレンブタジエンゴム、テトラフルオロエチレン−ヘキ
サフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テト
ラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエー
テル共重合体(PFA)、フッ化ビニリデン−ヘキサフ
ルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−クロロ
トリフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフル
オロエチレン共重合体(ETFE樹脂)、ポリクロロト
リフルオロエチレン(PCTFE)、フッ化ビニリデン
−ペンタフルオロプロピレン共重合体、プロピレン−テ
トラフルオロエチレン共重合体、エチレン−クロロトリ
フルオロエチレン共重合体(ECTFE)、フッ化ビニ
リデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエ
チレン共重合体、フッ化ビニリデン−パーフルオロメチ
ルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体、
エチレン−アクリル酸共重合体または前記材料の(Na
+)イオン架橋体、エチレン−メタクリル酸共重合体ま
たは前記材料の(Na+)イオン架橋体、エチレン−ア
クリル酸メチル共重合体または前記材料の(Na+)イ
オン架橋体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体ま
たは前記材料の(Na+)イオン架橋体を挙げる事がで
き、これらの材料を単独又は混合物として用いることが
できる。またこれらの材料の中でより好ましい材料は、
スチレンブタジエンゴム、ポリフッ化ビニリデン、エチ
レン−アクリル酸共重合体または前記材料の(Na+
イオン架橋体、エチレン−メタクリル酸共重合体または
前記材料の(Na+)イオン架橋体、エチレン−アクリ
ル酸メチル共重合体または前記材料の(Na+)イオン
架橋体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体または
前記材料の(Na+)イオン架橋体である。
The binder for the negative electrode used in the present invention may be either a thermoplastic resin or a thermosetting resin. Preferred binders in the present invention include, for example, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), styrene butadiene rubber, tetrafluoroethylene-hexafluoroethylene copolymer, tetrafluoroethylene-hexa Fluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene copolymer, ethylene-tetra Fluoroethylene copolymer (ETFE resin), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), vinylidene fluoride-pentafluoropropylene copolymer, propylene-tetrafluoroethylene Polymer, ethylene - chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), vinylidene fluoride - hexafluoropropylene - tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride - perfluoromethyl vinyl ether - tetrafluoroethylene copolymer,
Ethylene-acrylic acid copolymer or (Na
+ ) Ion crosslinked product, ethylene-methacrylic acid copolymer or (Na + ) ion crosslinked product of the above material, ethylene-methyl acrylate copolymer or (Na + ) ion crosslinked product of the above material, ethylene-methyl methacrylate Copolymers or (Na + ) ion crosslinked products of the above materials can be mentioned, and these materials can be used alone or as a mixture. Further, a more preferable material among these materials is
Styrene butadiene rubber, polyvinylidene fluoride, ethylene-acrylic acid copolymer or (Na + )
Ion crosslinked product, ethylene-methacrylic acid copolymer or (Na + ) ion crosslinked product of the above material, ethylene-methyl acrylate copolymer or (Na + ) ion crosslinked product of the above material, ethylene-methyl methacrylate copolymer It is a combined or (Na + ) ion crosslinked product of the above materials.

【0024】本発明に用いられる負極用集電体として
は、構成された電池において化学変化を起こさない電子
伝導体であれば何でもよい。例えば、材料としてステン
レス鋼、ニッケル、銅、チタン、炭素、導電性樹脂など
の他に、銅やステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル
あるいはチタンを処理させたものなどが用いられる。特
に、銅あるいは銅合金が好ましい。これらの材料の表面
を酸化して用いることもできる。また、表面処理により
集電体表面に凹凸を付けることが望ましい。形状は、フ
ォイルの他、フィルム、シート、ネット、パンチングさ
れたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の成形体
などが用いられる。厚みは、特に限定されないが、1〜
500μmのものが用いられる。
As the current collector for the negative electrode used in the present invention, any collector may be used as long as it does not cause a chemical change in the constructed battery. For example, in addition to stainless steel, nickel, copper, titanium, carbon, conductive resin, and the like, a material obtained by treating the surface of copper or stainless steel with carbon, nickel, or titanium is used. Particularly, copper or a copper alloy is preferable. The surface of these materials can be oxidized and used. In addition, it is desirable to make the current collector surface uneven by surface treatment. As the shape, in addition to a foil, a film, a sheet, a net, a punched material, a lath body, a porous body, a foamed body, a molded body of a fiber group, and the like are used. The thickness is not particularly limited, but 1 to
Those having a size of 500 μm are used.

【0025】本発明に用いられる正極材料には、リチウ
ム含有または非含有の化合物を用いることができる。例
えば、Lix CoO2 、Lix NiO2、Lix MnO2
、Lix Coy Ni1-y2、Lix Coy
1-yz、LixNi1-yMyOz、Lix Mn24
Lix Mn2-yy4 (M=Na、Mg、Sc、Y、
Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Cr、P
b、Sb、Bのうち少なくとも一種)、(ここでx=0
〜1.2、y=0〜0.9、z=2.0〜2.3)があ
げられる。ここで、上記のx値は、充放電開始前の値で
あり、充放電により増減する。ただし、遷移金属カルコ
ゲン化物、バナジウム酸化物およびそのリチウム化合
物、ニオブ酸化物およびそのリチウム化合物、有機導電
性物質を用いた共役系ポリマー、シェブレル相化合物等
の他の正極材料を用いることも可能である。また、複数
の異なった正極材料を混合して用いることも可能であ
る。正極活物質粒子の平均粒径は、特に限定はされない
が、1〜30μmであることが好ましい。
As the positive electrode material used in the present invention, a compound containing or not containing lithium can be used. For example, Li x CoO 2 , Li x NiO 2 , Li x MnO 2
, Li x Co y Ni 1-y O 2 , Li x Co y M
1-y O z, Li x Ni 1-y MyO z, Li x Mn 2 O 4,
Li x Mn 2-y M y O 4 (M = Na, Mg, Sc, Y,
Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al, Cr, P
b, Sb, B) (where x = 0)
-1.2, y = 0-0.9, z = 2.0-2.3). Here, the above-mentioned x value is a value before the start of charge / discharge, and increases / decreases due to charge / discharge. However, it is also possible to use other positive electrode materials such as transition metal chalcogenides, vanadium oxides and lithium compounds thereof, niobium oxides and lithium compounds thereof, conjugated polymers using organic conductive substances, and Chevrel phase compounds. . It is also possible to use a mixture of a plurality of different positive electrode materials. The average particle size of the positive electrode active material particles is not particularly limited, but is preferably 1 to 30 μm.

【0026】本発明で使用される正極用導電剤は、用い
る正極材料の充放電電位において、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。例えば、天然黒
鉛(鱗片状黒鉛など)、人造黒鉛などのグラファイト
類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャン
ネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、
サーマルブラック等のカ−ボンブラック類、炭素繊維、
金属繊維などの導電性繊維類、フッ化カーボン、アルミ
ニウム等の金属粉末類、酸化亜鉛、チタン酸カリウムな
どの導電性ウィスカー類、酸化チタンなどの導電性金属
酸化物あるいはポリフェニレン誘導体などの有機導電性
材料などを単独又はこれらの混合物として含ませること
ができる。これらの導電剤のなかで、人造黒鉛、アセチ
レンブラックが特に好ましい。導電剤の添加量は、特に
限定されないが、正極材料に対して1〜50重量%が好
ましく、特に1〜30重量%が好ましい。カーボンやグ
ラファイトでは、2〜15重量%が特に好ましい。
The conductive agent for the positive electrode used in the present invention may be any electronic conductive material which does not cause a chemical change at the charge / discharge potential of the positive electrode material used. For example, graphites such as natural graphite (flaky graphite, etc.), artificial graphite, acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black,
Carbon blacks such as thermal black, carbon fiber,
Conductive fibers such as metal fibers, metal powders such as carbon fluoride and aluminum, conductive whiskers such as zinc oxide and potassium titanate, conductive metal oxides such as titanium oxide and organic conductive materials such as polyphenylene derivatives Materials and the like can be included alone or as a mixture thereof. Among these conductive agents, artificial graphite and acetylene black are particularly preferred. The addition amount of the conductive agent is not particularly limited, but is preferably 1 to 50% by weight, and particularly preferably 1 to 30% by weight based on the positive electrode material. For carbon and graphite, 2 to 15% by weight is particularly preferred.

【0027】本発明に用いられる正極用結着剤として
は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれであってもよ
い。本発明に於いて好ましい結着剤は、例えば、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン
(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ス
チレンブタジエンゴム、テトラフルオロエチレン−ヘキ
サフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン
−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テト
ラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエー
テル共重合体(PFA)、フッ化ビニリデン−ヘキサフ
ルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−クロロ
トリフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフル
オロエチレン共重合体(ETFE樹脂)、ポリクロロト
リフルオロエチレン(PCTFE)、フッ化ビニリデン
−ペンタフルオロプロピレン共重合体、プロピレン−テ
トラフルオロエチレン共重合体、エチレン−クロロトリ
フルオロエチレン共重合体(ECTFE)、フッ化ビニ
リデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエ
チレン共重合体、フッ化ビニリデン−パーフルオロメチ
ルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体、
エチレン−アクリル酸共重合体または前記材料の(Na
+)イオン架橋体、エチレン−メタクリル酸共重合体ま
たは前記材料の(Na+)イオン架橋体、エチレン−ア
クリル酸メチル共重合体または前記材料の(Na+)イ
オン架橋体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体ま
たは前記材料の(Na+)イオン架橋体を挙げる事がで
き、これらの材料を単独又は混合物として用いることが
できる。またこれらの材料の中でより好ましい材料はポ
リフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロ
エチレン(PTFE)である。
The binder for the positive electrode used in the present invention may be either a thermoplastic resin or a thermosetting resin. Preferred binders in the present invention include, for example, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), styrene butadiene rubber, tetrafluoroethylene-hexafluoroethylene copolymer, tetrafluoroethylene -Hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer (PFA), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene copolymer, ethylene -Tetrafluoroethylene copolymer (ETFE resin), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), vinylidene fluoride-pentafluoropropylene copolymer, propylene-tetrafluoroethylene Polymer, ethylene - chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), vinylidene fluoride - hexafluoropropylene - tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride - perfluoromethyl vinyl ether - tetrafluoroethylene copolymer,
Ethylene-acrylic acid copolymer or (Na
+ ) Ion crosslinked product, ethylene-methacrylic acid copolymer or (Na + ) ion crosslinked product of the above material, ethylene-methyl acrylate copolymer or (Na + ) ion crosslinked product of the above material, ethylene-methyl methacrylate Copolymers or (Na + ) ion crosslinked products of the above materials can be mentioned, and these materials can be used alone or as a mixture. Among these materials, more preferred materials are polyvinylidene fluoride (PVDF) and polytetrafluoroethylene (PTFE).

【0028】本発明に用いられる正極用集電体として
は、用いる正極材料の充放電電位において化学変化を起
こさない電子伝導体であれば何でもよい。例えば、材料
としてステンレス鋼、アルミニウム、チタン、炭素、導
電性樹脂などの他に、アルミニウムやステンレス鋼の表
面にカーボンあるいはチタンを処理させたものが用いら
れる。特に、アルミニウムあるいはアルミニウム合金が
好ましい。これらの材料の表面を酸化して用いることも
できる。また、表面処理により集電体表面に凹凸を付け
ることが望ましい。形状は、フォイルの他、フィルム、
シート、ネット、パンチされたもの、ラス体、多孔質
体、発泡体、繊維群、不織布体の成形体などが用いられ
る。厚みは、特に限定されないが、1〜500μmのも
のが用いられる。
The current collector for the positive electrode used in the present invention may be any electronic conductor that does not cause a chemical change in the charge and discharge potential of the positive electrode material used. For example, in addition to stainless steel, aluminum, titanium, carbon, conductive resin, and the like, a material obtained by treating the surface of aluminum or stainless steel with carbon or titanium is used. Particularly, aluminum or an aluminum alloy is preferable. The surface of these materials can be oxidized and used. In addition, it is desirable to make the current collector surface uneven by surface treatment. The shape is a foil, a film,
A sheet, a net, a punched material, a lath body, a porous body, a foamed body, a fiber group, a molded body of a nonwoven fabric, and the like are used. The thickness is not particularly limited, but a thickness of 1 to 500 μm is used.

【0029】電極合剤には、導電剤や結着剤の他、フィ
ラー、分散剤、イオン伝導体、圧力増強剤及びその他の
各種添加剤を用いることができる。フィラーは、構成さ
れた電池において、化学変化を起こさない繊維状材料で
あれば何でも用いることができる。通常、ポリプロピレ
ン、ポリエチレンなどのオレフィン系ポリマー、ガラ
ス、炭素などの繊維が用いられる。フィラーの添加量は
特に限定されないが、電極合剤に対して0〜30重量%
が好ましい。
As the electrode mixture, a filler, a dispersant, an ion conductor, a pressure enhancer, and other various additives can be used in addition to the conductive agent and the binder. As the filler, any fibrous material that does not cause a chemical change in the configured battery can be used. Usually, fibers such as olefin-based polymers such as polypropylene and polyethylene, glass, and carbon are used. The addition amount of the filler is not particularly limited, but is 0 to 30% by weight based on the electrode mixture.
Is preferred.

【0030】本発明における負極板と正極板の構成は、
少なくとも正極合剤面の対向面に負極合剤面が存在して
いることが好ましい。
The structure of the negative electrode plate and the positive electrode plate in the present invention is as follows.
It is preferable that the negative electrode mixture surface exists at least on the surface opposite to the positive electrode mixture surface.

【0031】本発明に用いられる非水電解質は、溶媒
と、その溶媒に溶解するリチウム塩とから構成されてい
る。非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネ−ト
(EC)、プロピレンカ−ボネ−ト(PC)、ブチレン
カーボネート(BC)、ビニレンカーボネート(VC)
などの環状カーボネート類、ジメチルカーボネート(D
MC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチ
ルカーボネート(EMC)、ジプロピルカーボネート
(DPC)などの鎖状カーボネート類、ギ酸メチル、酢
酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルな
どの脂肪族カルボン酸エステル類、γ−ブチロラクトン
等のγ−ラクトン類、1,2−ジメトキシエタン(DM
E)、1,2−ジエトキシエタン(DEE)、エトキシ
メトキシエタン(EME)等の鎖状エーテル類、テトラ
ヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン等の環状
エーテル類、ジメチルスルホキシド、1,3−ジオキソ
ラン、ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルホルムア
ミド、ジオキソラン、アセトニトリル、プロピルニトリ
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、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、ス
ルホラン、メチルスルホラン、1,3−ジメチル−2−
イミダゾリジノン、3−メチル−2−オキサゾリジノ
ン、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、アニソール、ジメチルスルホキシド、N−メチルピ
ロリドン、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。なかでも環状カーボネートと鎖状カーボネートとの
混合系または環状カーボネートと鎖状カーボネート及び
脂肪族カルボン酸エステルとの混合系が好ましい。
The non-aqueous electrolyte used in the present invention comprises a solvent and a lithium salt dissolved in the solvent. Examples of the non-aqueous solvent include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), and vinylene carbonate (VC).
Cyclic carbonates such as dimethyl carbonate (D
MC), linear carbonates such as diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC) and dipropyl carbonate (DPC), and aliphatic carboxylic esters such as methyl formate, methyl acetate, methyl propionate and ethyl propionate. , Γ-lactones such as γ-butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane (DM
E), chain ethers such as 1,2-diethoxyethane (DEE) and ethoxymethoxyethane (EME), cyclic ethers such as tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,3-dioxolan, formamide, Acetamide, dimethylformamide, dioxolan, acetonitrile, propylnitrile, nitromethane, ethyl monoglyme, phosphoric acid triester, trimethoxymethane, dioxolane derivative, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl-2-
Aprotic organic solvents such as imidazolidinone, 3-methyl-2-oxazolidinone, propylene carbonate derivative, tetrahydrofuran derivative, ethyl ether, 1,3-propanesultone, anisole, dimethylsulfoxide, N-methylpyrrolidone; Can be used alone or in combination of two or more. Among them, a mixed system of a cyclic carbonate and a chain carbonate or a mixed system of a cyclic carbonate, a chain carbonate and an aliphatic carboxylic acid ester is preferable.

【0032】これらの溶媒に溶解するリチウム塩として
は、例えばLiClO4 、LiBF 4 、LiPF6 、L
iAlCl4、LiSbF6、LiSCN、LiCl、L
iCF3 SO3 、LiCF3 CO2 、Li(CF3
22、LiAsF6 、LiN(CF3SO22、Li
10Cl10、低級脂肪族カルボン酸リチウム、LiC
l、LiBr、LiI、クロロボランリチウム、四フェ
ニルホウ酸リチウム、イミド類等を挙げることができ、
これらを使用する電解液等に単独又は二種以上を組み合
わせて使用することができるが、特にLiPF6 を含ま
せることがより好ましい。
As a lithium salt dissolved in these solvents,
Is, for example, LiClOFour , LiBF Four , LiPF6 , L
iAlClFour, LiSbF6, LiSCN, LiCl, L
iCFThree SOThree , LiCFThree COTwo , Li (CFThreeS
OTwo)Two, LiAsF6 , LiN (CFThreeSOTwo)Two, Li
BTenClTen, Lithium lower aliphatic carboxylate, LiC
1, LiBr, LiI, lithium chloroborane,
Lithium nylborate, imides and the like,
These may be used alone or in combination of two or more
It is possible to use6 Contains
More preferably.

【0033】本発明における特に好ましい非水電解質
は、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネート
を少なくとも含み、支持塩としてLiPF6 を含む電解
液である。これら電解質を電池内に添加する量は、特に
限定されないが、正極材料や負極材料の量や電池のサイ
ズによって必要量を用いることができる。支持電解質の
非水溶媒に対する溶解量は、特に限定されないが、0.
2〜2mol/lが好ましい。特に、0.5〜1.5m
ol/lとすることがより好ましい。
A particularly preferred non-aqueous electrolyte in the present invention is an electrolyte containing at least ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate, and LiPF 6 as a supporting salt. The amount of these electrolytes to be added to the battery is not particularly limited, but a required amount can be used depending on the amounts of the positive electrode material and the negative electrode material and the size of the battery. The amount of the supporting electrolyte dissolved in the nonaqueous solvent is not particularly limited.
2-2 mol / l is preferred. In particular, 0.5-1.5m
ol / l is more preferable.

【0034】また、電解液の他に次の様な固体電解質も
用いることができる。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、Li4 SiO4 、Li4 Si
4 −LiI−LiOH、x Li3 PO4(1-x)Li 4
SiO4、Li2 SiS3 、Li3 PO4 −Li2S−S
iS2、硫化リン化合物などが有効である。有機固体電
解質では、例えば、ポリエチレンオキサイド、ポリプロ
ピレンオキサイド、ポリホスファゼン、ポリアジリジ
ン、ポリエチレンスルフィド、ポリビニルアルコール、
ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレン
などやこれらの誘導体、混合物、複合体などのポリマー
材料が有効である。
In addition to the electrolyte, the following solid electrolyte is also used.
Can be used. As solid electrolyte, inorganic solid electrolyte
It can be divided into decomposition and organic solid electrolyte. For inorganic solid electrolyte
Is often Li nitride, halide, oxyacid salt, etc.
Are known. Above all, LiFour SiOFour , LiFour Si
OFour -LiI-LiOH,x LiThree POFour −(1-x)Li Four 
SiOFour, LiTwo SiSThree , LiThree POFour −LiTwoSS
iSTwoAnd phosphorus sulfide compounds are effective. Organic solid state
In degrading, for example, polyethylene oxide, polypropylene
Pyrene oxide, polyphosphazene, polyaziridi
, Polyethylene sulfide, polyvinyl alcohol,
Polyvinylidene fluoride, polyhexafluoropropylene
And polymers such as their derivatives, mixtures, and composites
The material is effective.

【0035】さらに、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することも有効である。
例えば、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、ピリジン、ヘキサリン酸トリアミド、ニトロベンゼ
ン誘導体、クラウンエーテル類、第四級アンモニウム
塩、エチレングリコールジアルキルエーテル等を挙げる
ことができる。
It is also effective to add another compound to the electrolyte for the purpose of improving the discharge and charge / discharge characteristics.
For example, triethyl phosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylene diamine, n-glyme, pyridine, hexaphosphoric triamide, nitrobenzene derivative, crown ethers, quaternary ammonium salt, ethylene glycol dialkyl ether and the like can be mentioned.

【0036】本発明に用いられるセパレータとしては、
大きなイオン透過度を持ち、所定の機械的強度を持ち、
絶縁性の微多孔性薄膜が用いられる。また、一定温度以
上で孔を閉塞し、抵抗をあげる機能を持つことが好まし
い。耐有機溶剤性と疎水性からポリプロピレン、ポリエ
チレンなどの単独又は組み合わせたオレフィン系ポリマ
ーあるいはガラス繊維などからつくられたシートや不織
布または織布が用いられる。セパレータの孔径は、電極
シートより脱離した正負極材料、結着剤、導電剤が通過
しない範囲であることが望ましく、例えば、0.01〜
1μmであるものが望ましい。セパレータの厚みは、一
般的には、10〜300μmが用いられる。また、空孔
率は、電子やイオンの透過性と素材や膜厚に応じて決定
されるが、一般的には30〜80%であることが望まし
い。
The separator used in the present invention includes:
Has a large ion permeability, has a predetermined mechanical strength,
An insulating microporous thin film is used. Further, it is preferable to have a function of closing a hole at a certain temperature or higher to increase resistance. Sheets, nonwoven fabrics or woven fabrics made from olefin polymers such as polypropylene and polyethylene alone or in combination or glass fibers are used because of their organic solvent resistance and hydrophobicity. The pore diameter of the separator is desirably in a range in which the positive and negative electrode materials detached from the electrode sheet, the binder, and the conductive agent do not pass.
A thickness of 1 μm is desirable. Generally, the thickness of the separator is 10 to 300 μm. The porosity is determined according to the electron and ion permeability, the material and the film thickness, but is generally preferably 30 to 80%.

【0037】また、ポリマー材料に、溶媒とその溶媒に
溶解するリチウム塩とから構成される有機電解液を吸収
保持させたものを正極合剤、負極合剤に含ませ、さらに
有機電解液を吸収保持するポリマーからなる多孔性のセ
パレータを正極、負極と一体化した電池を構成すること
も可能である。このポリマー材料としては、有機電解液
を吸収保持できるものであればよいが、特にフッ化ビニ
リデンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体が好まし
い。
Further, a mixture of a polymer material and an organic electrolyte composed of a solvent and a lithium salt dissolved in the solvent is absorbed and held in the positive electrode mixture and the negative electrode mixture. It is also possible to configure a battery in which a porous separator made of a retained polymer is integrated with a positive electrode and a negative electrode. As the polymer material, any material can be used as long as it can absorb and hold an organic electrolytic solution, and a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene is particularly preferable.

【0038】電池の形状はコイン型、ボタン型、シート
型、積層型、円筒型、偏平型、角型、電気自動車等に用
いる大型のものなどいずれにも適用できる。
The shape of the battery can be any of a coin type, a button type, a sheet type, a laminated type, a cylindrical type, a flat type, a square type, and a large type used for electric vehicles.

【0039】また、本発明の非水電解質二次電池の充電
方法は、携帯情報端末、携帯電子機器、家庭用小型電力
貯蔵装置、自動二輪車、電気自動車、ハイブリッド電気
自動車等に用いることができるが、特にこれらに限定さ
れるわけではない。
The method for charging a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention can be used for a portable information terminal, a portable electronic device, a small household power storage device, a motorcycle, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, and the like. However, the present invention is not particularly limited to these.

【0040】[0040]

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明する。ただし、本発明はこれらの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 the following examples. However, the present invention is not limited to these examples.

【0041】負極材料の製造方法 (表1)に本実施例で用いた負極材料(材料A〜材料
G)の固相Aと固相Bの成分(単体元素,金属間化合
物,固溶体)、仕込み時の元素比率、溶融温度、および
固相線温度を示す。本実施例で以下に具体的な製造方法
を示す。
Method of manufacturing negative electrode material (Table 1) Components (solid element, intermetallic compound, solid solution) of solid phase A and solid phase B of negative electrode material (material A to material G) used in this example Show the element ratio, melting temperature, and solidus temperature at the time. In this embodiment, a specific manufacturing method will be described below.

【0042】負極材料を構成する各元素の粉体またはブ
ロックを、(表1)に示す仕込み比率で溶解槽に投入
し、(表1)に示す溶融温度で溶解し、その溶融物をロ
ール急冷法で急冷、凝固させ、凝固物を得た。続いて、
その凝固物を(表1)に示す仕込み組成から決まる固溶
体または金属間化合物の固相線温度より10℃〜50℃
程度低い温度で不活性雰囲気下で20時間熱処理を行っ
た。この熱処理品をボールミルで粉砕し、篩で分級する
ことにより45μm以下の粒子にした材料A〜材料Gを
得た。これらの材料は電子顕微鏡観察結果から固相A粒
子の周囲の全面または一部が固相Bによって被覆さてい
ることが確認できた。
Powders or blocks of each element constituting the negative electrode material are charged into a melting tank at a charging ratio shown in (Table 1), melted at a melting temperature shown in (Table 1), and the melt is rapidly cooled by a roll. The mixture was quenched and solidified by a method to obtain a solidified product. continue,
The solidified product is 10 ° C. to 50 ° C. higher than the solid solution temperature of the solid solution or intermetallic compound determined by the charged composition shown in (Table 1).
The heat treatment was performed at a low temperature in an inert atmosphere for 20 hours. The heat-treated product was pulverized by a ball mill and classified by a sieve to obtain materials A to G in particles of 45 μm or less. From these electron microscopic observation results, it was confirmed that the entire surface or a part of the periphery of the solid phase A particles was covered with the solid phase B.

【0043】[0043]

【表1】 [Table 1]

【0044】円筒型電池の製造方法 図1に本発明における円筒型電池の縦断面図を示す。正
極板5及び負極板6がセパレーター7を介して複数回渦
巻状に巻回されて電池ケース1内に収納されている。そ
して、上記正極板5からは正極リード5aが引き出され
て封口板2に接続され、負極板6からは負極リード6a
が引き出されて電池ケース1の底部に接続されている。
電池ケースやリード板は、耐有機電解液性の電子伝導性
をもつ金属や合金を用いることができる。例えば、鉄、
ニッケル、チタン、クロム、モリブデン、銅、アルミニ
ウムなどの金属あるいはそれらの合金が用いられる。特
に、電池ケースはステンレス鋼板、Al−Mn合金板を
加工したもの、正極リードはアルミニウム、負極リード
はニッケルが最も好ましい。また、電池ケースには、軽
量化を図るため各種エンジニアリングプラスチックス及
びこれと金属の併用したものを用いることも可能であ
る。8は絶縁リングで極板群4の上下部にそれぞれ設け
られている。そして、電解液を注入し、封口板を用いて
電池缶を形成する。このとき、安全弁を封口板として用
いることができる。安全弁の他、従来から知られている
種々の安全素子を備えつけても良い。例えば、過電流防
止素子として、ヒューズ、バイメタル、PTC素子など
が用いられる。また、安全弁のほかに電池ケースの内圧
上昇の対策として、電池ケースに切込を入れる方法、ガ
スケット亀裂方法あるいは封口板亀裂方法あるいはリー
ド板との切断方法を利用することができる。また、充電
器に過充電や過放電対策を組み込んだ保護回路を具備さ
せるか、あるいは、独立に接続させてもよい。また、過
充電対策として、電池内圧の上昇により電流を遮断する
方式を具備することができる。このとき、内圧を上げる
化合物を合剤の中あるいは電解質の中に含ませることが
できる。内圧を上げる化合物としてはLi2CO3 、L
iHCO3、Na2CO3 、NaHCO3、CaCO3
MgCO3 などの炭酸塩などがあげられる。キャップ、
電池ケース、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)を用いることができる。封口用シール剤は、アス
ファルトなどの従来から知られている化合物や混合物を
用いることができる。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a cylindrical battery according to the present invention. The positive electrode plate 5 and the negative electrode plate 6 are spirally wound a plurality of times via a separator 7 and housed in the battery case 1. Then, a positive electrode lead 5 a is pulled out from the positive electrode plate 5 and connected to the sealing plate 2, and a negative electrode lead 6 a is connected from the negative electrode plate 6.
Is pulled out and connected to the bottom of the battery case 1.
The battery case and the lead plate can be made of a metal or an alloy having an organic electrolyte resistance and electron conductivity. For example, iron,
Metals such as nickel, titanium, chromium, molybdenum, copper, and aluminum or alloys thereof are used. In particular, the battery case is preferably made of a stainless steel plate or an Al-Mn alloy plate, and the positive electrode lead is most preferably aluminum and the negative electrode lead is preferably nickel. Further, as the battery case, various types of engineering plastics and a combination thereof with a metal can be used to reduce the weight. Reference numeral 8 denotes an insulating ring provided on the upper and lower portions of the electrode plate group 4, respectively. Then, an electrolytic solution is injected, and a battery can is formed using the sealing plate. At this time, the safety valve can be used as a sealing plate. In addition to the safety valve, various conventionally known safety elements may be provided. For example, a fuse, a bimetal, a PTC element, or the like is used as the overcurrent prevention element. In addition to the safety valve, as a countermeasure against an increase in the internal pressure of the battery case, a method of making a cut in the battery case, a gasket cracking method, a sealing plate cracking method, or a cutting method with a lead plate can be used. Further, the charger may be provided with a protection circuit incorporating measures for overcharging and overdischarging, or may be connected independently. As a measure against overcharging, a method of interrupting the current by increasing the internal pressure of the battery can be provided. At this time, a compound for increasing the internal pressure can be contained in the mixture or the electrolyte. Compounds that increase the internal pressure include Li 2 CO 3 and L
iHCO 3 , Na 2 CO 3 , NaHCO 3 , CaCO 3 ,
Carbonates such as MgCO 3 . cap,
Known methods (eg, DC or AC electric welding, laser welding, ultrasonic welding) can be used for welding the battery case, sheet, and lead plate. A conventionally known compound or mixture such as asphalt can be used as the sealing agent for closing.

【0045】負極板6は、得られた前記負極材料75重
量%に対し、導電剤である炭素粉末20重量%と結着剤
のポリフッ化ビニリデン樹脂5重量%を混合し、これら
を脱水N−メチルピロリジノンに分散させてスラリーを
作製し、銅箔からなる負極集電体上に塗布し、乾燥後、
圧延して作製した。
The negative electrode plate 6 was prepared by mixing 20% by weight of a carbon powder as a conductive agent and 5% by weight of a polyvinylidene fluoride resin as a binder with respect to 75% by weight of the obtained negative electrode material, and dehydrating the mixture. A slurry is prepared by dispersing in methylpyrrolidinone, coated on a negative electrode current collector made of copper foil, dried,
It was produced by rolling.

【0046】一方、正極板5は、コバルト酸リチウム粉
末85重量%に対し、導電剤の炭素粉末10重量%と結
着剤のポリフッ化ビニリデン樹脂5重量%を混合し、こ
れらを脱水N−メチルピロリジノンに分散させてスラリ
ーを作製し、アルミ箔からなる正極集電体上に塗布し、
乾燥後、圧延して作製した。
On the other hand, the positive electrode plate 5 was prepared by mixing 10% by weight of a carbon powder as a conductive agent and 5% by weight of a polyvinylidene fluoride resin as a binder with respect to 85% by weight of a lithium cobalt oxide powder, and dehydrated N-methyl. A slurry is prepared by dispersing in pyrrolidinone and applied on a positive electrode current collector made of aluminum foil,
After drying, it was produced by rolling.

【0047】また、有機電解液には、エチレンカーボネ
ートとエチルメチルカーボネートの体積比1:1の混合
溶媒に、LiPF6を1.5モル/リットルとなるよう
に溶解したものを使用した。
As the organic electrolyte, a solution prepared by dissolving LiPF6 in a mixed solvent of ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate at a volume ratio of 1: 1 to 1.5 mol / l was used.

【0048】以上のようにして、表2に示す材料A〜G
を負極に用いた電池A〜Gを作製した。尚、作製した円
筒型電池は直径18mm、高さ650mmである。
As described above, the materials A to G shown in Table 2
Were used as negative electrodes to produce batteries A to G. The manufactured cylindrical battery had a diameter of 18 mm and a height of 650 mm.

【0049】電池の充電方法 これらの電池を用いて本発明による充電を行った。以
下、本発明の充電方法について詳しく述べる。図2に本
発明の実施例の充電電流および充電電圧の概略図を示
す。設定電圧(E)に達するまでは、充電を一定の電流
値(I)で充電する定電流充電領域(CC)と、前記設
定電圧(E)に達した後、設定電圧(E)で定電圧充電
する定電圧充電領域(CV)とを組み合わせて充電を行
った。充電の終止は定電圧領域(E)で充電電流値が1
00mAに到達した時点を充電終了とした。充電電流値
(I)は正負極の対向する面積あたりの電流密度で1,
3,5,7mA/cm2とし、設定電圧(E)を4.1
Vとした。放電は100mAの定電流で行い放電終止電
圧は2.0Vとした。また、充放電サイクル寿命試験は
20℃の環境下で行った。
Battery Charging Method These batteries were used for charging according to the present invention. Hereinafter, the charging method of the present invention will be described in detail. FIG. 2 shows a schematic diagram of the charging current and the charging voltage of the embodiment of the present invention. A constant current charging area (CC) in which charging is performed at a constant current value (I) until reaching the set voltage (E), and a constant voltage in the set voltage (E) after reaching the set voltage (E). Charging was performed in combination with the constant voltage charging area (CV) to be charged. Termination of charging is performed when the charging current value is 1 in the constant voltage region (E).
The point in time at which the current reached 00 mA was regarded as charging. The charging current value (I) is a current density per area where the positive and negative electrodes face each other.
3, 5, 7 mA / cm 2 , and the set voltage (E) was 4.1.
V. The discharge was performed at a constant current of 100 mA, and the discharge end voltage was set to 2.0 V. The charge / discharge cycle life test was performed in an environment at 20 ° C.

【0050】(比較例)負極材料を鱗片状の人造黒鉛
(平均粒子径25μm)とした以外は実施例と同様にし
て作成した電池Hを用い、電流密度を3mA/cm2
した以外は実施例と同様にして試験を行った。
(Comparative Example) A battery H prepared in the same manner as in the Example except that the negative electrode material was made of scale-like artificial graphite (average particle diameter 25 μm) was used, and the current density was changed to 3 mA / cm 2. The test was performed in the same manner as in the example.

【0051】(表2)に電池の初期の放電容量と、30
0サイクル時点の放電容量および初期の放電容量に対す
る300サイクル時点の放電容量の比を容量維持率とし
て示した。
Table 2 shows the initial discharge capacity of the battery and 30
The ratio of the discharge capacity at the 300th cycle to the discharge capacity at the 0th cycle and the initial discharge capacity was shown as a capacity retention ratio.

【0052】[0052]

【表2】 [Table 2]

【0053】(表2)から明らかなように、本発明の実
施例の電池A〜Gは、いずれも、負極材料に黒鉛を用い
た比較例の電池Hよりも初期容量が高く、充放電サイク
ル寿命特性については充電時の電流密度を5mA/cm
2以下とすることで容量維持率が70%以上と比較例の
電池Hよりも優れた特性を示した。
As is clear from Table 2, all of the batteries A to G of the examples of the present invention have a higher initial capacity than the battery H of the comparative example using graphite as the negative electrode material, and have a higher charge / discharge cycle. Regarding the life characteristics, the current density during charging was 5 mA / cm.
By setting it to 2 or less, the capacity retention ratio was 70% or more, which is superior to the battery H of the comparative example.

【0054】300サイクル時点の電池A〜Gを分解
し、正極、負極、セパレータ、電解液の状態を目視観察
したところ、容量維持率が70%以下であった電池は負
極表面およびセパレータに電解液の分解生成物と思われ
る物質が付着していた。この分解生成物が電極反応を阻
害し、放電容量が低下したものと考えられる。分解生成
物は、充電時の電流密度が高くなることによって負極電
位が卑な方向に分極して、副反応である電解液の分解反
応が起こり生成したものと考えられる。
The batteries A to G at the time of 300 cycles were disassembled, and the state of the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the electrolytic solution was visually observed. A substance thought to be a decomposition product of was adhered. It is considered that this decomposition product hindered the electrode reaction and reduced the discharge capacity. It is considered that the decomposition product was generated by the fact that the negative electrode potential was polarized in a negative direction due to an increase in the current density at the time of charging, and a decomposition reaction of the electrolytic solution as a side reaction occurred.

【0055】以上のように、負極材料として固相Aから
なる核粒子の周囲の全面または一部を、固相Bによって
被覆した複合粒子で、前記固相Aは少なくともスズを構
成元素として含み、前記固相Bは固相Aの構成元素であ
るスズと、スズを除いて、周期表の2族元素、遷移元
素、12族、13族元素、ならびに炭素を除く14族元
素からなる群から選ばれた少なくとも一種の元素との固
溶体、または金属間化合物である材料を用いたことを特
徴とする非水電解液二次電池とし、さらには、前記二次
電池を充電する際に、設定電圧(E)に達するまでは、
充電を一定の電流値(I)で充電する定電流充電領域
と、前記設定電圧(E)に達した後、設定電圧(E)で
定電圧充電する定電圧充電領域とを組み合わせて充電を
行い、かつ、定電流充電領域および定電圧充電領域の充
電電流値を、正負極が対向する部分の電流密度として5
mA/cm2以下に規制したことを特徴とする本発明の
充電方法により充電することによって、高エネルギー密
度でかつ充放電サイクル寿命特性に優れた電池を提供す
ることができる。
As described above, a composite particle in which the entire surface or a part of the core particle composed of the solid phase A as the negative electrode material is coated with the solid phase B, the solid phase A contains at least tin as a constituent element, The solid phase B is selected from the group consisting of tin, which is a constituent element of the solid phase A, and a group 2 element, a transition element, a group 12, a group 13 element, and a group 14 element except carbon except for tin. A non-aqueous electrolyte secondary battery characterized by using a material that is a solid solution with at least one type of element or an intermetallic compound, and further, when charging the secondary battery, a set voltage ( Until you reach E)
Charging is performed by combining a constant current charging region in which charging is performed at a constant current value (I) and a constant voltage charging region in which constant voltage charging is performed at a predetermined voltage (E) after reaching the set voltage (E). And the charging current value in the constant current charging region and the constant voltage charging region is defined as the current density of the portion where the positive and negative electrodes face each other.
By charging the battery according to the charging method of the present invention, which is regulated to not more than mA / cm 2, a battery having high energy density and excellent charge-discharge cycle life characteristics can be provided.

【0056】なお、本実施例では充電時の電流密度の下
限を1mA/cm2としたが、これより小さい値でもか
まわない。ただし、完全に充電するまでの時間が長くな
る。従って、要求される充電時間に対して、5mA/c
2の範囲内で電流値を設定すればよい。また、電池の
設計面から電極面積を変えても良いことは明らかであ
る。
In the present embodiment, the lower limit of the current density during charging is 1 mA / cm 2 , but a lower value may be used. However, the time until the battery is fully charged becomes longer. Therefore, for the required charging time, 5 mA / c
The current value may be set within the range of m 2 . It is clear that the electrode area may be changed from the viewpoint of battery design.

【0057】なお、本実施例で用いた負極材料を構成す
る元素は、固相AがSnの場合、2族元素としてMg、
遷移元素としてFeおよびMo、12族元素としてZn
およびCd、13族元素としてIn、14族元素として
Pbを用いたが、これら以外の各族の元素を用いても同
様な効果が得られた。
The element constituting the negative electrode material used in the present embodiment is, when the solid phase A is Sn, Mg as a Group 2 element,
Fe and Mo as transition elements, Zn as Group 12 element
In addition, although In was used as Cd and a Group 13 element and Pb was used as a Group 14 element, similar effects were obtained by using other Group elements.

【0058】また、負極材料構成元素の仕込み比率につ
いては、特に限定されたものではなく、相が2相にな
り、1相(固相A)が主にSnを主体とした相で、もう
一つ別の相(固相B)がその周りを一部または全部を被
覆するような状態になればよく、仕込み組成を特に限定
するものではない。さらに、相Aは、Snのみからだけ
ではなく、各元素以外の元素、例えば、O,C,N,
S,Ca,Mg,Al,Fe,W,V,Ti,Cu,C
r,Co,P等の元素が微量存在している場合も含まれ
る。相Bは(表1)に示した固溶体,金属間化合物のみ
からなるだけではなく、それぞれの各固溶体,金属間化
合物を構成している元素やそれ以外の元素、例えば、
O,C,N,S,Ca,Mg,Al,Fe,W,V,T
i,Cu,Cr,Co,P等の元素が微量存在している
場合も含まれる。
The charge ratio of the constituent elements of the negative electrode material is not particularly limited, and two phases are formed, one phase (solid phase A) is mainly composed of Sn, and the other phase is mainly composed of Sn. It is sufficient that another phase (solid phase B) partially or entirely covers the periphery thereof, and the charged composition is not particularly limited. Further, the phase A is formed not only from Sn but also from elements other than the respective elements, for example, O, C, N,
S, Ca, Mg, Al, Fe, W, V, Ti, Cu, C
This includes the case where trace elements such as r, Co, and P are present. The phase B is not only composed of the solid solution and the intermetallic compound shown in (Table 1), but also the element constituting each solid solution and the intermetallic compound and other elements, for example,
O, C, N, S, Ca, Mg, Al, Fe, W, V, T
This includes the case where trace elements such as i, Cu, Cr, Co, and P are present.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来の炭
素材料を負極材料としたものよりも高エネルギー密度の
非水電解質二次電池の充放電サイクル寿命特性を向上さ
せることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to improve the charge / discharge cycle life characteristics of a non-aqueous electrolyte secondary battery having a higher energy density than a conventional carbon material using a negative electrode material.

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

【図1】本実施例における円筒型電池の縦断面図FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a cylindrical battery according to an embodiment.

【図2】本発明の充電方法における充電電流および充電
電圧の概略図
FIG. 2 is a schematic diagram of a charging current and a charging voltage in the charging method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電池ケース 2 封口板 3 絶縁パッキング 4 極板群 5 正極板 5a 正極リード 6 負極板 6a 負極リード 7 セパレータ 8 絶縁リング DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery case 2 Sealing plate 3 Insulating packing 4 Electrode plate group 5 Positive electrode plate 5a Positive electrode lead 6 Negative electrode plate 6a Negative electrode lead 7 Separator 8 Insulating ring

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02J 7/10 H02J 7/10 B (72)発明者 島村 治成 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 新田 芳明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5G003 AA01 BA01 CA03 5H003 AA04 BB01 5H014 AA02 EE05 EE10 5H029 AJ05 AK03 AL01 AL11 AM03 AM04 AM05 AM07 5H030 AA03 AA10 AS11 AS14 BB02 FF42 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification FI FI Theme Court II (Reference) H02J 7/10 H02J 7/10 B (72) Inventor: Harima Shimamura 1006, Ojimon, Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Yoshiaki Nitta 1006 Kadoma, Kazuma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.F-term (reference) AA10 AS11 AS14 BB02 FF42

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リチウムの吸蔵・放出が可能な正極材料
と負極材料を備え、前記負極材料が、固相Aからなる核
粒子の周囲の全面または一部を、固相Bによって被覆し
た複合粒子で、前記固相Aは少なくともスズを構成元素
として含み、前記固相Bは固相Aの構成元素であるスズ
と、スズを除いて、周期表の2族元素、遷移元素、12
族、13族元素、ならびに炭素を除く14族元素からな
る群から選ばれた少なくとも一種の元素との固溶体、ま
たは金属間化合物である材料を用いたことを特徴とする
非水電解質二次電池を充電する際に、設定電圧に達する
までは、充電を一定の電流値で充電する定電流充電領域
と、前記設定電圧に達した後、設定電圧で定電圧充電す
る定電圧充電領域とを組み合わせて充電を行い、かつ、
定電流充電領域および定電圧充電領域の充電電流値を、
正負極が対向する部分の電流密度として5mA/cm2
以下に規制したことを特徴とする非水電解質二次電池の
充電方法。
A composite particle comprising a positive electrode material and a negative electrode material capable of inserting and extracting lithium, wherein the negative electrode material covers the whole or a part of a core particle composed of a solid phase A with a solid phase B. The solid phase A contains at least tin as a constituent element, and the solid phase B contains tin, which is a constituent element of the solid phase A, and a group 2 element of the periodic table, a transition element, excluding tin.
Non-aqueous electrolyte secondary battery using a material that is a solid solution with at least one element selected from the group consisting of Group 13 elements, Group 13 elements, and Group 14 elements excluding carbon, or an intermetallic compound When charging, a constant current charging region in which charging is performed at a constant current value until the set voltage is reached, and a constant voltage charging region in which constant voltage charging is performed at the set voltage after reaching the set voltage. Charge, and
The charging current value in the constant current charging region and the constant voltage charging region
The current density at the portion where the positive and negative electrodes face each other is 5 mA / cm 2
A method for charging a non-aqueous electrolyte secondary battery characterized by the following restrictions.
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