JP2000331683A - Lithium secondary battery - Google Patents

Lithium secondary battery

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JP2000331683A
JP2000331683A JP11143230A JP14323099A JP2000331683A JP 2000331683 A JP2000331683 A JP 2000331683A JP 11143230 A JP11143230 A JP 11143230A JP 14323099 A JP14323099 A JP 14323099A JP 2000331683 A JP2000331683 A JP 2000331683A
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JP
Japan
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lithium
positive electrode
secondary battery
oxide
particle size
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Application number
JP11143230A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Miyamoto
宮本  慎一
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FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
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Publication date
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Publication of JP2000331683A publication Critical patent/JP2000331683A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium secondary battery capable of suppressing lowering of service capacity at a low temperature while lifetime thereof is long. SOLUTION: This lithium secondary battery is provided with a positive electrode 1 containing a complex oxide composed of Li and at least one element selected from Co and Ni, and the complex oxide has a specific surface area S (m2/g) calculated by the BET method is 0.45<=S<=0.8 and an average particle size D (μm) at measuring particle size distribution is 3.5<=D<=7.0, wherein the S and the D satisfy D>=9.0S-1.2 and an average pore diameter P (nm) at a pore distribution measurement is 8<=P<=10.

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、正極を改良したリ
チウム二次電池に関する。
The present invention relates to a lithium secondary battery having an improved positive electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電子機器の発達にともない、小型
で軽量、かつエネルギー密度が高く、更に繰り返し充放
電が可能なリチウム二次電池の開発が進められている。
このリチウム二次電池の正極活物質としては、Ti
2 、MoS2 、HbSe2 、V25 のようなリチウ
ムを含有しない酸化物、リチウムコバルト酸化物、リチ
ウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル酸化物のよ
うなリチウム複合酸化物が知られている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the development of electronic equipment, development of a lithium secondary battery that is small, lightweight, has a high energy density, and is capable of being repeatedly charged and discharged has been advanced.
As a positive electrode active material of this lithium secondary battery, Ti
Lithium-containing oxides such as S 2 , MoS 2 , HbSe 2 , and V 2 O 5 , and lithium composite oxides such as lithium cobalt oxide, lithium manganese composite oxide, and lithium nickel oxide are known. .

【0003】リチウムマンガン複合酸化物及びリチウム
ニッケル酸化物は、リチウムコバルト酸化物に比べて原
材料が資源的に豊富で、安価であることから注目されて
いる。しかしながら、リチウムマンガン複合酸化物は、
リチウムコバルト酸化物に比べて容量面で劣っており、
例えば4V領域(3.0〜4.3V)の作動範囲でリチ
ウムコバルト酸化物は理論容量が約280mAh/g、
実際には150〜160mAh/gであるのに対し、リ
チウムマンガン複合酸化物は理論容量が約150mAh
/g、実際には110〜120mAh/gである。ま
た、リチウムニッケル酸化物は、リチウムコバルト酸化
物に比べて容量を高くできるものの、過充電時の熱安定
性及び保存時の安定性がリチウムコバルト酸化物に比べ
てやや劣る。
[0003] Lithium manganese composite oxides and lithium nickel oxides have attracted attention because they are richer in resources and cheaper than lithium cobalt oxides. However, lithium manganese composite oxide is
Inferior in capacity compared to lithium cobalt oxide,
For example, in the operating range of the 4V region (3.0 to 4.3V), lithium cobalt oxide has a theoretical capacity of about 280 mAh / g,
While the actual capacity is 150 to 160 mAh / g, the theoretical capacity of the lithium manganese composite oxide is about 150 mAh / g.
/ G, actually 110-120 mAh / g. Further, although lithium nickel oxide can have a higher capacity than lithium cobalt oxide, thermal stability during overcharge and stability during storage are slightly inferior to lithium cobalt oxide.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、リチウムニ
ッケル酸化物またはリチウムコバルト酸化物を活物質と
して含む正極を備えたリチウム二次電池においては、充
放電サイクル寿命及び低温での放電特性を改善すること
が要望されている。充放電サイクル寿命の改善法として
は、活物質に他の元素を添加したり、あるいは活物質の
比表面積を小さくすることが知られている。しかしなが
ら、これらの方法によるとサイクル寿命が改善されるも
のの、容量が低くなるという問題点を生じる。更に、他
の元素を添加するのは、製造コストの上昇や、製造プロ
セスを複雑にする。また、低温放電特性の改善法として
は、活物質の粒径を小さくする方法が考えられるもの
の、サイクル寿命の低下を招く。このようにリチウム二
次電池において低温放電特性とサイクル寿命とを両立さ
せることは困難であった。
In a lithium secondary battery provided with a positive electrode containing lithium nickel oxide or lithium cobalt oxide as an active material, the charge / discharge cycle life and discharge characteristics at low temperatures are improved. Is required. As a method of improving the charge / discharge cycle life, it is known to add another element to the active material or to reduce the specific surface area of the active material. However, according to these methods, although the cycle life is improved, there is a problem that the capacity is reduced. Further, the addition of other elements increases the manufacturing cost and complicates the manufacturing process. As a method of improving the low-temperature discharge characteristics, a method of reducing the particle size of the active material can be considered, but the cycle life is reduced. Thus, it has been difficult to achieve both low-temperature discharge characteristics and cycle life in a lithium secondary battery.

【0005】本発明は、低温における放電容量の低下が
抑制され、かつ長寿命なリチウム二次電池を提供しよう
とするものである。
An object of the present invention is to provide a long-life lithium secondary battery in which a decrease in discharge capacity at a low temperature is suppressed.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明に係るリチウム二
次電池は、Co及びNiから選ばれる少なくとも1種類
の元素とLiとの複合酸化物を含む正極を具備したリチ
ウム二次電池であって、前記複合酸化物は、BET法に
よる比表面積S(m2 /g)が0.45≦S≦0.8
で、粒度分布測定における平均粒径D(μm)が3.5
≦D≦7.0で、前記S及び前記DがD≧9.0S−
1.2を満たし、かつ細孔分布測定における平均細孔直
径P(nm)が8≦P≦10であることを特徴とするも
のである。
A lithium secondary battery according to the present invention is a lithium secondary battery having a positive electrode including a composite oxide of Li and at least one element selected from Co and Ni. The composite oxide has a specific surface area S (m 2 / g) determined by the BET method of 0.45 ≦ S ≦ 0.8.
And the average particle size D (μm) in the particle size distribution measurement was 3.5.
≦ D ≦ 7.0, and S and D are D ≧ 9.0S−
1.2, and the average pore diameter P (nm) in the pore distribution measurement is 8 ≦ P ≦ 10.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るリチウム二次
電池の正極活物質について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a positive electrode active material of a lithium secondary battery according to the present invention will be described.

【0008】前記正極活物質は、Co及びNiから選ば
れる少なくとも1種類の元素とLiとの複合酸化物から
なる。前記複合酸化物は、BET法による比表面積S
(m2/g)が0.45≦S≦0.8で、粒度分布測定
における平均粒径D(μm)が3.5≦D≦7.0で、
前記S及び前記DがD≧9.0S−1.2を満たし、か
つ細孔分布測定における平均細孔直径P(nm)が8≦
P≦10である。
[0008] The positive electrode active material comprises a composite oxide of Li and at least one element selected from Co and Ni. The composite oxide has a specific surface area S by a BET method.
(M 2 / g) is 0.45 ≦ S ≦ 0.8, the average particle size D (μm) in the particle size distribution measurement is 3.5 ≦ D ≦ 7.0,
The S and D satisfy D ≧ 9.0S−1.2, and the average pore diameter P (nm) in the pore distribution measurement is 8 ≦
P ≦ 10.

【0009】前記複合酸化物は、一般式Lix MO
2 (但し、MはCo及び/またはNiであり、xは0.
03≦x≦1.02を示す)で表される組成を有するこ
とが望ましい。前記複合酸化物のリチウムの原子比x
は、二次電池が充電された状態にある時小さくなり、放
電状態において大きくなる。その変動幅が0.03〜
1.02である。
The composite oxide has the general formula Li x MO
2 (where M is Co and / or Ni and x is
03 ≦ x ≦ 1.02). Atomic ratio x of lithium in the composite oxide
Becomes smaller when the secondary battery is in a charged state, and becomes larger in a discharged state. The fluctuation range is 0.03 ~
1.02.

【0010】前記複合酸化物は、球状、あるいはほぼ球
状の形態をとることができる。
[0010] The composite oxide can take a spherical or nearly spherical form.

【0011】前記比表面積Sを前記範囲に規定するのは
次のような理由によるものである。比表面積Sを0.4
5m2 /g未満にすると、低温での放電容量を改善する
ことが困難になる。一方、比表面積Sが0.8m2 /g
を越えると、複合酸化物の粒成長が不十分であるため、
X線回折測定において未焼成物によるピークを示し、低
温での放電容量及びサイクル寿命の双方が劣ったものと
なる。比表面積Sのより好ましい範囲は、0.5〜0.
75m2 /gである。
The specific surface area S is defined in the above range for the following reason. 0.4 specific surface area
If it is less than 5 m 2 / g, it becomes difficult to improve the discharge capacity at low temperatures. On the other hand, the specific surface area S is 0.8 m 2 / g
Is exceeded, the grain growth of the composite oxide is insufficient.
In the X-ray diffraction measurement, a peak due to the unfired material is shown, and both the discharge capacity at low temperatures and the cycle life are inferior. A more preferable range of the specific surface area S is 0.5 to 0.1.
75 m 2 / g.

【0012】前記平均粒径Dは、粒度分布の体積累積頻
度50%の粒径D50を意味する。前記平均粒径Dを前
記範囲に規定するのは次のような理由によるものであ
る。平均粒径Dを3.5μm未満にすると、複合酸化物
の粒成長が不十分であるため、X線回折測定において未
焼成物によるピークを示し、低温での放電容量及びサイ
クル寿命の双方が劣ったものとなる。一方、平均粒径D
が7.0μmを越えると、低温での放電容量を改善する
ことが困難になる。平均粒径Dのより好ましい範囲は、
3.6〜6.5μmである。
The average particle diameter D means a particle diameter D50 having a volume accumulation frequency of 50% in the particle size distribution. The reason for defining the average particle diameter D in the above range is as follows. When the average particle diameter D is less than 3.5 μm, the grain growth of the composite oxide is insufficient, so that a peak due to the unfired material is shown in the X-ray diffraction measurement, and both the discharge capacity and the cycle life at low temperature are inferior. It will be. On the other hand, the average particle diameter D
Exceeds 7.0 μm, it becomes difficult to improve the discharge capacity at low temperatures. A more preferable range of the average particle diameter D is
It is 3.6 to 6.5 μm.

【0013】前記複合酸化物においては、比表面積Sを
一定にして平均粒径Dを変化させるとサイクル寿命が変
動し、平均粒径Dを一定にして比表面積Sを変えると低
温放電容量が変動する傾向がある。平均粒径Dを(9.
0S−1.2)で表される値よりも小さくすると、低温
放電容量及びサイクル寿命のいずれかが低下する。
In the composite oxide, when the specific surface area S is kept constant and the average particle diameter D is changed, the cycle life fluctuates. When the average particle diameter D is kept constant and the specific surface area S is changed, the low-temperature discharge capacity fluctuates. Tend to. When the average particle size D is (9.
If the value is smaller than the value represented by (0S-1.2), one of the low-temperature discharge capacity and the cycle life decreases.

【0014】前記平均細孔直径Pを前記範囲に規定する
のは次のような理由によるものである。平均細孔直径P
を8nm未満にすると、活物質の非水電解液浸透度合い
が低下するため、低温での放電容量を改善することが困
難になる。一方、平均細孔直径Pが10nmを越える
と、活物質の反応面積が大きいため、低温で高い放電容
量が得られるものの、充放電サイクル寿命が低下する。
平均細孔直径Pのより好ましい範囲は、8.5〜9.3
nmである。
The reason why the average pore diameter P is defined in the above range is as follows. Average pore diameter P
Is less than 8 nm, the degree of permeation of the active material into the non-aqueous electrolyte decreases, so that it becomes difficult to improve the discharge capacity at low temperatures. On the other hand, when the average pore diameter P exceeds 10 nm, the reaction area of the active material is large, so that a high discharge capacity can be obtained at a low temperature, but the charge / discharge cycle life decreases.
A more preferable range of the average pore diameter P is 8.5 to 9.3.
nm.

【0015】前記正極活物質は、例えば、以下に説明す
る方法で作製される。Li,Ni及びCo各々の金属の
酸化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等を混合した後、空
気中または酸素雰囲気中で600〜900℃(より好ま
しくは680〜900℃)で仮焼きをする。この仮焼き
粉を溶媒と共に混合することにより仮焼き粉の組成を均
一にする。仮焼き粉の組成にむらがあると活物質表面に
微細孔が形成され難くなる。この混合粉末を乾燥させた
後、更にグラファイトを添加し、混合する。次いで、空
気中または酸素雰囲気中で600〜900℃(より好ま
しくは680〜900℃)で12〜48時間焼成する
と、混合粉末が溶融した後、グラファイトが蒸発して粒
子表面に微細孔が形成され、前述した複合酸化物が得ら
れる。なお、仮焼き並びに焼成における温度、時間及び
雰囲気と、混合粉末とグラファイトの配合比と、グラフ
ァイトの粒径は、複合酸化物が前述した条件を満足する
ように設定する。また、このような方法によると、通
常、前述した一般式で表される組成を有し、かつリチウ
ムの原子比xが0.95〜1.05の範囲内である複合
酸化物が得られる。なお、前述した一般式で表される組
成の複合酸化物を含む正極を備えた二次電池は、リチウ
ムの原子比xが前記範囲内である場合、放電状態にあ
る。
The positive electrode active material is produced, for example, by the method described below. After mixing the oxides, hydroxides, carbonates, nitrates, etc. of the respective metals of Li, Ni and Co, they are calcined at 600 to 900 ° C. (more preferably 680 to 900 ° C.) in air or an oxygen atmosphere. I do. The composition of the calcined powder is made uniform by mixing the calcined powder with a solvent. If the calcined powder composition is uneven, it becomes difficult to form fine pores on the surface of the active material. After drying the mixed powder, graphite is further added and mixed. Next, when calcined at 600 to 900 ° C. (more preferably 680 to 900 ° C.) for 12 to 48 hours in air or an oxygen atmosphere, graphite is evaporated after the mixed powder is melted, and fine pores are formed on the particle surface. Thus, the composite oxide described above is obtained. The temperature, time, and atmosphere in the calcination and firing, the mixing ratio of the mixed powder and graphite, and the particle size of graphite are set so that the composite oxide satisfies the above-described conditions. In addition, according to such a method, a composite oxide generally having the composition represented by the general formula described above and having an atomic ratio x of lithium in the range of 0.95 to 1.05 is obtained. In addition, the secondary battery including the positive electrode including the composite oxide having the composition represented by the general formula described above is in a discharged state when the atomic ratio x of lithium is within the above range.

【0016】以下、本発明に係るリチウム二次電池をポ
リマーリチウム二次電池に適用した例を説明する。
Hereinafter, an example in which the lithium secondary battery according to the present invention is applied to a polymer lithium secondary battery will be described.

【0017】図1に示すように、ポリマーリチウム二次
電池は、正極1と、負極2と、前記正極1及び前記負極
2の間に配置される電解質層3とが一体化されたものを
主体とする発電要素を備える。前記正極1は、多孔質集
電体4と、前記集電体4の両面に接着された正極層5と
からなる。一方、前記負極2は、多孔質集電体6と、前
記集電体6の両面に接着された負極層7とからなる。帯
状の正極端子8は、前記各正極1の集電体4を帯状に延
出したものである。一方、帯状の負極端子9は、前記負
極2の集電体6を帯状に延出したものである。例えば帯
状アルミニウム板からなる正極リード10は、前記2つ
の正極端子8と接続されている。例えば帯状銅板からな
る負極リード(図示しない)は、前記負極端子9と接続
されている。このような構成の発電要素は、水分や空気
等に対してバリア機能を有する外装材11内に前記正極
リード10及び前記負極リードが前記外装材11から延
出した状態で密封されている。
As shown in FIG. 1, a polymer lithium secondary battery mainly comprises a positive electrode 1, a negative electrode 2, and an electrolyte layer 3 disposed between the positive electrode 1 and the negative electrode 2. Power generating element. The positive electrode 1 includes a porous current collector 4 and a positive electrode layer 5 bonded to both surfaces of the current collector 4. On the other hand, the negative electrode 2 includes a porous current collector 6 and a negative electrode layer 7 bonded to both surfaces of the current collector 6. The band-shaped positive electrode terminal 8 is obtained by extending the current collector 4 of each of the positive electrodes 1 in a band shape. On the other hand, the strip-shaped negative electrode terminal 9 is obtained by extending the current collector 6 of the negative electrode 2 in a strip shape. For example, a positive electrode lead 10 made of a strip-shaped aluminum plate is connected to the two positive electrode terminals 8. For example, a negative electrode lead (not shown) made of a strip-shaped copper plate is connected to the negative electrode terminal 9. The power generation element having such a configuration is hermetically sealed in a state in which the positive electrode lead 10 and the negative electrode lead extend from the exterior material 11 in an exterior material 11 having a barrier function against moisture, air, and the like.

【0018】前記ポリマーリチウム二次電池の正極、負
極、電解質層及び外装材としては、例えば、以下に説明
するものを用いることができる。
As the positive electrode, the negative electrode, the electrolyte layer, and the package of the polymer lithium secondary battery, for example, those described below can be used.

【0019】(1)正極1 この正極1は、多孔質集電体4と、前記集電体4の両面
に接着され、正極活物質、非水電解液及びこの電解液を
保持するポリマーを含む正極層5とからなる。
(1) Positive Electrode 1 The positive electrode 1 includes a porous current collector 4, a positive electrode active material, a non-aqueous electrolyte, and a polymer holding the electrolyte, which are adhered to both surfaces of the current collector 4. And a positive electrode layer 5.

【0020】前記正極活物質としては、Co及びNiか
ら選ばれる少なくとも1種類の元素とLiとの複合酸化
物を用いる。前記複合酸化物は、BET法による比表面
積S(m2 /g)が0.45≦S≦0.8で、粒度分布
測定における平均粒径D(μm)が3.5≦D≦7.0
で、前記S及び前記DがD≧9.0S−1.2を満た
し、かつ細孔分布測定における平均細孔直径P(nm)
が8≦P≦10である。
As the positive electrode active material, a composite oxide of at least one element selected from Co and Ni and Li is used. The composite oxide has a specific surface area S (m 2 / g) determined by the BET method of 0.45 ≦ S ≦ 0.8 and an average particle diameter D (μm) in the particle size distribution measurement of 3.5 ≦ D ≦ 7. 0
Wherein the S and D satisfy D ≧ 9.0S-1.2, and the average pore diameter P (nm) in the pore distribution measurement.
Is 8 ≦ P ≦ 10.

【0021】前記非水電解液は、非水溶媒に電解質を溶
解することにより調製される。
The non-aqueous electrolyte is prepared by dissolving an electrolyte in a non-aqueous solvent.

【0022】前記非水溶媒としては、エチレンカーボネ
ート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチ
レンカーボネート(BC)、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)、γ−ブチロラクトン(γ−
BL)、スルホラン、アセトニトリル、1,2−ジメト
キシエタン、1,3−ジメトキシプロパン、ジメチルエ
ーテル、テトラヒドロフラン(THF)、2−メチルテ
トラヒドロフラン等を挙げることができる。前記非水溶
媒は、単独で使用しても、2種以上混合して使用しても
良い。
Examples of the non-aqueous solvent include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), and dimethyl carbonate (D
MC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), γ-butyrolactone (γ-
BL), sulfolane, acetonitrile, 1,2-dimethoxyethane, 1,3-dimethoxypropane, dimethyl ether, tetrahydrofuran (THF), 2-methyltetrahydrofuran and the like. The non-aqueous solvents may be used alone or as a mixture of two or more.

【0023】前記電解質としては、例えば、過塩素酸リ
チウム(LiClO4 )、六フッ化リン酸リチウム(L
iPF6 )、ホウ四フッ化リチウム(LiBF4 )、六
フッ化砒素リチウム(LiAsF6 )、トリフルオロメ
タンスルホン酸リチウム(LiCF3 SO3 )等のリチ
ウム塩を挙げることができる。
Examples of the electrolyte include lithium perchlorate (LiClO 4 ) and lithium hexafluorophosphate (L
iPF 6), boric tetrafluoride lithium (LiBF 4), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF 6), lithium salts such as lithium trifluoromethane sulfonate (LiCF 3 SO 3) may be mentioned.

【0024】前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量
は、0.2mol/l〜2mol/lとすることが望ま
しい。
The amount of the electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent is desirably 0.2 mol / l to 2 mol / l.

【0025】前記ポリマーは、非水電解液を保持する機
能の他に結着機能を有していることが望ましい。かかる
ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンオキサイド誘
導体、ポリプロピレンオキサイド誘導体、前記誘導体を
含むポリマー、ポリテトラフルオロプロピレン、ビニリ
デンフロライド(VdF)とヘキサフルオロプロピレン
(HFP)との共重合体、ポリビニリデンフロライド
(PVdF)等を用いることができる。中でも、VdF
―HFP共重合体が好ましい。
The polymer desirably has a binding function in addition to the function of holding the non-aqueous electrolyte. Examples of such a polymer include a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a polymer containing the derivative, a polytetrafluoropropylene, a copolymer of vinylidene fluoride (VdF) and hexafluoropropylene (HFP), and a polyvinylidene fluoride ( PVdF) or the like can be used. Among them, VdF
—HFP copolymers are preferred.

【0026】前記正極は、導電性を向上する観点から導
電性材料を含んでいてもよい。前記導電性材料として
は、例えば、人造黒鉛、カーボンブラック(例えばアセ
チレンブラックなど)、ニッケル粉末等を挙げることが
できる。
The positive electrode may include a conductive material from the viewpoint of improving conductivity. Examples of the conductive material include artificial graphite, carbon black (eg, acetylene black), nickel powder, and the like.

【0027】多孔質集電体としては、例えば、アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金からなるメッシュ、エキス
パンドメタル、パンチドメタル等を用いることができ
る。
As the porous current collector, for example, a mesh made of aluminum or an aluminum alloy, an expanded metal, a punched metal, or the like can be used.

【0028】(2)負極2 この負極2は、多孔質集電体6と、前記集電体6の両面
に積層され、活物質、非水電解液及びこの電解液を保持
するポリマーを含む負極層7とからなる。
(2) Negative Electrode 2 The negative electrode 2 has a porous current collector 6 and a negative electrode which is laminated on both surfaces of the current collector 6 and contains an active material, a non-aqueous electrolyte and a polymer holding the electrolyte. And a layer 7.

【0029】前記負極活物質としては、リチウムイオン
を吸蔵・放出する炭素質材料を挙げることができる。か
かる炭素質材料としては、例えば、有機高分子化合物
(例えば、フェノール樹脂、ポリアクリロニトリル、セ
ルロース等)を焼成することにより得られるもの、コー
クスや、メソフェーズピッチを焼成することにより得ら
れるもの、人造グラファイト、天然グラファイト等に代
表される炭素質材料を挙げることができる。中でも、ア
ルゴンガスや窒素ガスのような不活性ガス雰囲気におい
て、500℃〜3000℃の温度で、常圧または減圧下
にて前記メソフェーズピッチを焼成して得られる炭素質
材料を用いるのが好ましい。
Examples of the negative electrode active material include carbonaceous materials that occlude and release lithium ions. Such carbonaceous materials include, for example, those obtained by firing organic polymer compounds (eg, phenolic resin, polyacrylonitrile, cellulose, etc.), those obtained by firing coke and mesophase pitch, and those made by artificial graphite. And carbonaceous materials represented by natural graphite and the like. Among them, it is preferable to use a carbonaceous material obtained by firing the mesophase pitch at a temperature of 500 ° C. to 3000 ° C. in an inert gas atmosphere such as an argon gas or a nitrogen gas under normal pressure or reduced pressure.

【0030】前記非水電解液としては、前述した正極で
説明したものと同様なものが用いられる。
As the non-aqueous electrolyte, those similar to those described above for the positive electrode are used.

【0031】前記ポリマーは、非水電解液を保持する機
能の他に結着機能を有していることが望ましい。かかる
ポリマーとしては、前述した正極で説明したものと同様
な種類のポリマーを用いることができ、中でもVdF―
HFP共重合体が好ましい。
The polymer desirably has a binding function in addition to the function of holding the non-aqueous electrolyte. As such a polymer, the same type of polymer as that described for the above-described positive electrode can be used.
HFP copolymers are preferred.

【0032】多孔質集電体には、例えば、銅または銅合
金からなるメッシュ、エキスパンドメタル、パンチドメ
タル等を用いることができる。
As the porous current collector, for example, a mesh made of copper or a copper alloy, an expanded metal, a punched metal, or the like can be used.

【0033】(3)電解質層3 この電解質層3は、非水電解液及びこの電解液を保持す
るポリマーを含む。
(3) Electrolyte Layer 3 The electrolyte layer 3 contains a non-aqueous electrolyte and a polymer holding the electrolyte.

【0034】前記電解質層は、強度を更に向上させる観
点から、有機フィラー、あるいは酸化硅素粉末のような
無機フィラーを添加しても良い。
From the viewpoint of further improving the strength, the electrolyte layer may contain an organic filler or an inorganic filler such as silicon oxide powder.

【0035】前記ポリマーは、非水電解液を保持する機
能の他に結着機能を有していることが望ましい。かかる
ポリマーとしては、前述した正極で説明したものと同様
な種類のポリマーを用いることができ、中でもVdF―
HFP共重合体が好ましい。
The polymer desirably has a binding function in addition to the function of holding the non-aqueous electrolyte. As such a polymer, the same type of polymer as that described for the above-described positive electrode can be used.
HFP copolymers are preferred.

【0036】(4)外装材11 この外装材11は、例えば、シール面に熱融着性樹脂が
配され、中間にアルミニウム(Al)のような金属薄膜
を介在させたラミネートフィルムからなることが好まし
い。具体的には、シール面側から外面に向けて積層した
酸変性ポリプロピレン(PP)/ポリエチレンテレフタ
レート(PET)/Al箔/PETのラミネートフィル
ム;酸変性PE/ナイロン/Al箔/PETのラミネー
トフィルム;アイオノマー/Ni箔/PE/PETのラ
ミネートフィルム;エチレンビニルアセテート(EV
A)/PE/Al箔/PETのラミネートフィルム;ア
イオノマー/PET/Al箔/PETのラミネートフィ
ルム等を用いることができる。ここで、シール面側の酸
変性PE、酸変性PP、アイオノマー、EVA以外のフ
ィルムは防湿性、耐通気性、耐薬品性を担っている。
(4) Exterior material 11 The exterior material 11 may be formed of a laminated film in which a heat-fusible resin is disposed on the sealing surface and a thin metal film such as aluminum (Al) is interposed therebetween. preferable. Specifically, a laminated film of acid-modified polypropylene (PP) / polyethylene terephthalate (PET) / Al foil / PET laminated from the sealing surface side to the outer surface; a laminated film of acid-modified PE / nylon / Al foil / PET; Laminated film of ionomer / Ni foil / PE / PET; ethylene vinyl acetate (EV
A) A laminated film of / PE / Al foil / PET; an ionomer / PET / Al foil / PET laminated film or the like can be used. Here, the film other than the acid-modified PE, the acid-modified PP, the ionomer, and the EVA on the sealing surface has moisture resistance, air resistance, and chemical resistance.

【0037】なお、前述した図1においては、負極の集
電体として多孔質構造を有するものを用いる例を説明し
たが、銅もしくは銅合金からなる金属薄膜を用いてもよ
い。
In FIG. 1 described above, an example in which the current collector of the negative electrode has a porous structure is described, but a metal thin film made of copper or a copper alloy may be used.

【0038】また、前述した図1においては、正極、電
解質層、負極、電解質層及び正極がこの順番に積層され
た5層構造の発電要素を用いる例を説明したが、これに
限らず、例えば、正極、電解質層及び負極からなる3層
構造の発電要素を用いても良い。3層構造の発電要素
は、多孔質集電体の両面に正極層が担持された構造の正
極と、多孔質集電体の両面に負極層が担持された構造の
負極と、前記正負極の間に接着された電解質層とからな
る構造を有するか、もしくは金属薄膜(アルミニウムも
しくはアルミニウム合金からなる)の片面に正極層が担
持された構造の正極と、銅もしくは銅合金からなる金属
薄膜の片面に負極層が担持された構造の負極と、前記正
負極層の間に接着された電解質層とからなる構造を有す
ることができる。
Further, in FIG. 1 described above, an example in which a power generating element having a five-layer structure in which a positive electrode, an electrolyte layer, a negative electrode, an electrolyte layer, and a positive electrode are stacked in this order has been described. Alternatively, a power generating element having a three-layer structure including a positive electrode, an electrolyte layer, and a negative electrode may be used. The power generating element having a three-layer structure includes a positive electrode having a structure in which a positive electrode layer is supported on both surfaces of a porous current collector, a negative electrode having a structure in which a negative electrode layer is supported on both surfaces of the porous current collector, and a positive electrode and a negative electrode. A positive electrode having a structure consisting of an electrolyte layer adhered between them, or a structure in which a positive electrode layer is supported on one side of a metal thin film (made of aluminum or aluminum alloy), and one side of a metal thin film made of copper or copper alloy A negative electrode having a structure in which a negative electrode layer is supported thereon, and an electrolyte layer bonded between the positive and negative electrode layers.

【0039】また、前述した図1においては、ポリマー
リチウム二次電池に適用した例を説明したが、非水電解
液が溶液の状態で存在するコイン形、円筒形もしくは角
形リチウムイオン二次電池にも適用することができる。
In FIG. 1 described above, an example in which the present invention is applied to a polymer lithium secondary battery has been described. Can also be applied.

【0040】以上詳述したように本発明に係わるリチウ
ム二次電池によれば、正極活物質の比表面積、平均粒径
及び平均細孔直径を規制することにより、室温付近での
充放電サイクル寿命を損なうことなく、低温での放電容
量低下を抑制することができる。
As described in detail above, according to the lithium secondary battery of the present invention, the specific surface area, the average particle diameter and the average pore diameter of the positive electrode active material are regulated so that the charge / discharge cycle life near room temperature can be attained. Without lowering the discharge capacity at low temperatures.

【0041】[0041]

【実施例】以下、本発明に係わる実施例を詳細に説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below in detail.

【0042】(実施例1)Li2 CO3 及びCoCO3
をリチウムとコバルトのモル比が1.02:1.0にな
るように秤量し、アルミナ乳鉢で良く混合した後、68
0℃で12時間仮焼きをした。この仮焼き粉をエタノー
ルと共にボールミルで10時間混合した。次いで、この
混合粉末を乾燥させた後、混合粉末とグラファイトとの
重量比が1:0.15になるように秤量し、ボールミル
で6時間混合した。更に空気中において900℃で24
時間焼成することによりリチウムコバルト酸化物を合成
した。
Example 1 Li 2 CO 3 and CoCO 3
Was weighed so that the molar ratio of lithium to cobalt was 1.02: 1.0, and mixed well in an alumina mortar.
Calcination was performed at 0 ° C. for 12 hours. This calcined powder was mixed with ethanol in a ball mill for 10 hours. Next, after the mixed powder was dried, it was weighed so that the weight ratio of the mixed powder to graphite was 1: 0.15, and mixed in a ball mill for 6 hours. 24 hours at 900 ° C in air
Lithium cobalt oxide was synthesized by firing for an hour.

【0043】得られたリチウムコバルト酸化物は、Li
xCoO2 で表され(xは0.03≦x≦1.02の範
囲内である)、BET法による比表面積Sが0.53m
2 /gで、粒度分布測定における平均粒径Dが3.6μ
mで、細孔分布測定における平均細孔直径Pが9.29
nmであった。前記Sから(9.0S−1.2)の値を
算出したところ、3.57であった。よって、前記酸化
物は、D≧9.0S−1.2を満足する。
The obtained lithium cobalt oxide is Li
x CoO 2 (x is in the range of 0.03 ≦ x ≦ 1.02), and the specific surface area S by the BET method is 0.53 m
2 / g, and the average particle size D in the particle size distribution measurement is 3.6 μm.
m, the average pore diameter P in the pore distribution measurement is 9.29
nm. The value of (9.0S-1.2) was calculated from S, and found to be 3.57. Therefore, the oxide satisfies D ≧ 9.0S-1.2.

【0044】次いで、得られたリチウムコバルト酸化物
の室温でのサイクル特性及び低温での放電容量を測定す
るため、試験セルを組み立てた。
Next, a test cell was assembled to measure the cycle characteristics at room temperature and the discharge capacity at low temperature of the obtained lithium cobalt oxide.

【0045】まず、前記リチウムコバルト酸化物(正極
活物質)80重量部と導電材としてのアセチレンブラッ
ク17重量部と結着剤としてのポリテトラフルオロエチ
レン粉末3重量部とを秤量した。正極活物質及びアセチ
レンブラックを自動乳鉢を用いて混合した後、ポリテト
ラフルオロエチレン粉末を添加し、ポリテトラフルオロ
エチレンが十分に繊維化するまで混合した。更に、この
混合物をロールプレス機により0.25〜0.27mm
のシート状に延ばし、集電体であるステンレス網体に圧
着した。その後、チタンリードを溶接することにより正
極を作製した。
First, 80 parts by weight of the lithium cobalt oxide (positive electrode active material), 17 parts by weight of acetylene black as a conductive material, and 3 parts by weight of polytetrafluoroethylene powder as a binder were weighed. After mixing the positive electrode active material and acetylene black using an automatic mortar, polytetrafluoroethylene powder was added and mixed until the polytetrafluoroethylene was sufficiently fiberized. Further, the mixture was rolled with a roll press to form a mixture of 0.25 to 0.27 mm.
, And pressure-bonded to a stainless steel net as a current collector. Thereafter, a positive electrode was prepared by welding a titanium lead.

【0046】ひきつづき、ニッケルリードが溶接された
ニッケル網体にリチウム金属箔を圧着した負極及び得ら
れた正極の間にガラス質のセパレータを配置し、これら
を照合電極と共に非水電解液が収容されたガラス製容器
に浸漬し、試験セルを組み立てた。なお、前記照合電極
は、ステンレス製網体にリチウム金属箔を圧着した構造
を有し、前記容器内に前記正極と近接して浸漬した。ま
た、非水電解液としては、六フッ化リン酸リチウム(L
iPF6 )をエチレンカーボネート及びエチルメチルカ
ーボネートの混合溶媒(混合体積比率1:1)に1.0
モル/l溶解した組成のものを使用した。
Subsequently, a vitreous separator was placed between a negative electrode obtained by pressing a lithium metal foil on a nickel mesh body to which a nickel lead was welded and a positive electrode obtained, and these were stored together with a reference electrode in a nonaqueous electrolyte. The test cell was immersed in a glass container. The reference electrode had a structure in which a lithium metal foil was pressure-bonded to a stainless steel mesh, and was immersed in the container in proximity to the positive electrode. As the non-aqueous electrolyte, lithium hexafluorophosphate (L
iPF 6 ) in a mixed solvent of ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate (mixing volume ratio 1: 1)
A solution having a composition of mol / l dissolved was used.

【0047】(実施例2)Li2 CO3 及びCoCO3
をリチウムとコバルトのモル比が0.96:1.0にな
るように秤量し、アルミナ乳鉢で良く混合した後、65
0℃で12時間仮焼きをした。この仮焼き粉をエタノー
ルと共にボールミルで10時間混合した。次いで、この
混合粉末を乾燥させた後、混合粉末とグラファイトとの
重量比が1:0.10になるように秤量し、ボールミル
で6時間混合した。更に空気中において870℃で24
時間焼成することによりリチウムコバルト酸化物を合成
した。
Example 2 Li 2 CO 3 and CoCO 3
Was weighed so that the molar ratio of lithium to cobalt was 0.96: 1.0, and mixed well in an alumina mortar.
Calcination was performed at 0 ° C. for 12 hours. This calcined powder was mixed with ethanol in a ball mill for 10 hours. Next, after the mixed powder was dried, it was weighed so that the weight ratio of the mixed powder and graphite became 1: 0.10, and mixed in a ball mill for 6 hours. 24 hours at 870 ° C in air
Lithium cobalt oxide was synthesized by firing for an hour.

【0048】得られたリチウムコバルト酸化物は、Li
xCoO2 で表され(xは0.03≦x≦1.02の範
囲内である)、BET法による比表面積Sが0.79m
2 /gで、粒度分布測定における平均粒径Dが6.1μ
mで、細孔分布測定における平均細孔直径Pが8.53
nmであった。前記Sから(9.0S−1.2)の値を
算出したところ、5.91であった。よって、前記酸化
物はD≧9.0S−1.2を満足する。
The obtained lithium cobalt oxide is Li
x CoO 2 (x is in the range of 0.03 ≦ x ≦ 1.02), and the specific surface area S by the BET method is 0.79 m
2 / g, and the average particle size D in the particle size distribution measurement is 6.1 μm.
m, the average pore diameter P in the pore distribution measurement is 8.53.
nm. The value of (9.0S-1.2) was calculated from S, and found to be 5.91. Therefore, the oxide satisfies D ≧ 9.0S-1.2.

【0049】このようなリチウムコバルト酸化物を用い
ること以外は、前述した実施例1と同様にして試験セル
を組み立てた。
A test cell was assembled in the same manner as in Example 1 except that such a lithium cobalt oxide was used.

【0050】(実施例3)Li2 CO3 及びCoCO3
をリチウムとコバルトのモル比が0.99:1.0にな
るように秤量し、アルミナ乳鉢で良く混合した後、60
0℃で12時間仮焼きをした。この仮焼き粉をエタノー
ルと共にボールミルで10時間混合した。次いで、この
混合粉末を乾燥させた後、混合粉末とグラファイトとの
重量比が1:0.08になるように秤量し、ボールミル
で4時間混合した。更に酸素雰囲気中において850℃
で24時間焼成することによりリチウムコバルト酸化物
を合成した。
Example 3 Li 2 CO 3 and CoCO 3
Was weighed so that the molar ratio of lithium to cobalt was 0.99: 1.0, and mixed well in an alumina mortar.
Calcination was performed at 0 ° C. for 12 hours. This calcined powder was mixed with ethanol in a ball mill for 10 hours. Next, after the mixed powder was dried, it was weighed so that the weight ratio of the mixed powder and graphite became 1: 0.08, and mixed with a ball mill for 4 hours. 850 ° C in an oxygen atmosphere
For 24 hours to synthesize lithium cobalt oxide.

【0051】得られたリチウムコバルト酸化物は、Li
xCoO2 で表され(xは0.03≦x≦1.02の範
囲内である)、BET法による比表面積Sが0.66m
2 /gで、粒度分布測定における平均粒径Dが7.0μ
mで、細孔分布測定における平均細孔直径Pが8.09
nmであった。前記Sから(9.0S−1.2)の値を
算出したところ、4.74であった。よって、前記酸化
物はD≧9.0S−1.2を満足する。
The obtained lithium cobalt oxide is Li
x CoO 2 (x is in the range of 0.03 ≦ x ≦ 1.02), and the specific surface area S by the BET method is 0.66 m
2 / g, and the average particle size D in the particle size distribution measurement is 7.0 μm.
m, the average pore diameter P in the pore distribution measurement is 8.09
nm. The value of (9.0S-1.2) was calculated from S, and found to be 4.74. Therefore, the oxide satisfies D ≧ 9.0S-1.2.

【0052】このようなリチウムコバルト酸化物を用い
ること以外は、前述した実施例1と同様にして試験セル
を組み立てた。
A test cell was assembled in the same manner as in Example 1 except that such a lithium cobalt oxide was used.

【0053】(比較例1)Li2 CO3 及びCoCO3
をリチウムとコバルトのモル比が0.96:1.0にな
るように秤量し、アルミナ乳鉢で良く混合した後、60
0℃で12時間仮焼きをした。この仮焼き粉を空気中に
おいて850℃で24時間焼成することによりリチウム
コバルト酸化物を合成した。
Comparative Example 1 Li 2 CO 3 and CoCO 3
Was weighed so that the molar ratio of lithium to cobalt was 0.96: 1.0, and mixed well in an alumina mortar.
Calcination was performed at 0 ° C. for 12 hours. This calcined powder was fired in air at 850 ° C. for 24 hours to synthesize lithium cobalt oxide.

【0054】得られたリチウムコバルト酸化物は、Li
xCoO2 で表され(xは0.03≦x≦1.02の範
囲内である)、BET法による比表面積Sが0.40m
2 /gで、粒度分布測定における平均粒径Dが7.3μ
mで、細孔分布測定における平均細孔直径Pが7.56
nmであった。前記Sから(9.0S−1.2)の値を
算出したところ、2.4であった。よって、前記酸化物
はD≧9.0S−1.2を満足する。
The obtained lithium cobalt oxide is Li
x CoO 2 (x is in the range of 0.03 ≦ x ≦ 1.02) and the specific surface area S by the BET method is 0.40 m
2 / g, the average particle size D in the particle size distribution measurement is 7.3 μm.
m, the average pore diameter P in the pore distribution measurement is 7.56
nm. The value of (9.0S-1.2) calculated from S was 2.4. Therefore, the oxide satisfies D ≧ 9.0S-1.2.

【0055】このようなリチウムコバルト酸化物を用い
ること以外は、前述した実施例1と同様にして試験セル
を組み立てた。
A test cell was assembled in the same manner as in Example 1 except that such a lithium cobalt oxide was used.

【0056】(比較例2)Li2 CO3 及びCoCO3
をリチウムとコバルトのモル比が1.01:1.0にな
るように秤量し、アルミナ乳鉢で良く混合した後、60
0℃で3時間仮焼きをした。この仮焼き粉を酸素雰囲気
中において780℃で12時間焼成することによりリチ
ウムコバルト酸化物を合成した。
Comparative Example 2 Li 2 CO 3 and CoCO 3
Was weighed so that the molar ratio of lithium to cobalt was 1.01: 1.0 and mixed well in an alumina mortar.
Calcination was performed at 0 ° C. for 3 hours. This calcined powder was fired at 780 ° C. for 12 hours in an oxygen atmosphere to synthesize lithium cobalt oxide.

【0057】得られたリチウムコバルト酸化物は、Li
xCoO2 で表され(xは0.03≦x≦1.02の範
囲内である)、BET法による比表面積Sが0.30m
2 /gで、粒度分布測定における平均粒径Dが7.8μ
mで、細孔分布測定における平均細孔直径Pが6.24
nmであった。前記Sから(9.0S−1.2)の値を
算出したところ、1.5であった。よって、前記酸化物
はD≧9.0S−1.2を満足する。
The obtained lithium cobalt oxide is Li
x CoO 2 (x is in the range of 0.03 ≦ x ≦ 1.02), and the specific surface area S by the BET method is 0.30 m
2 / g, and the average particle size D in the particle size distribution measurement is 7.8 μm.
m, the average pore diameter P in the pore distribution measurement is 6.24.
nm. The value of (9.0S-1.2) was calculated from S and found to be 1.5. Therefore, the oxide satisfies D ≧ 9.0S-1.2.

【0058】このようなリチウムコバルト酸化物を用い
ること以外は、前述した実施例1と同様にして試験セル
を組み立てた。
A test cell was assembled in the same manner as in Example 1 except that such a lithium cobalt oxide was used.

【0059】(比較例3)Li2 CO3 及びCoCO3
をリチウムとコバルトのモル比が1.05:1.0にな
るように秤量し、アルミナ乳鉢で良く混合した後、68
0℃で6時間仮焼きをした。この仮焼き粉をエタノール
と共にボールミルで6時間混合した。次いで、この混合
粉末を乾燥させた後、混合粉末とグラファイトとの重量
比が1:0.2になるように秤量し、ボールミルで6時
間混合した。更に酸素雰囲気中において870℃で12
時間焼成することによりリチウムコバルト酸化物を合成
した。
Comparative Example 3 Li 2 CO 3 and CoCO 3
Was weighed so that the molar ratio of lithium to cobalt was 1.05: 1.0, and mixed well in an alumina mortar.
Calcination was performed at 0 ° C. for 6 hours. The calcined powder was mixed with ethanol in a ball mill for 6 hours. Next, after the mixed powder was dried, it was weighed so that the weight ratio of the mixed powder to graphite was 1: 0.2, and mixed by a ball mill for 6 hours. Further, at 870 ° C. in an oxygen atmosphere, 12
Lithium cobalt oxide was synthesized by firing for an hour.

【0060】得られたリチウムコバルト酸化物は、Li
xCoO2 で表され(xは0.03≦x≦1.02の範
囲内である)、BET法による比表面積Sが0.60m
2 /gで、粒度分布測定における平均粒径Dが8.0μ
mで、細孔分布測定における平均細孔直径Pが9.67
nmであった。前記Sから(9.0S−1.2)の値を
算出したところ、4.2であった。よって、前記酸化物
はD≧9.0S−1.2を満足する。
The obtained lithium cobalt oxide is Li
x CoO 2 (x is in the range of 0.03 ≦ x ≦ 1.02), and the specific surface area S by the BET method is 0.60 m
2 / g, and the average particle size D in the particle size distribution measurement is 8.0 μm.
m, the average pore diameter P in the pore distribution measurement is 9.67
nm. The value of (9.0S-1.2) calculated from S was 4.2. Therefore, the oxide satisfies D ≧ 9.0S-1.2.

【0061】このようなリチウムコバルト酸化物を用い
ること以外は、前述した実施例1と同様にして試験セル
を組み立てた。
A test cell was assembled in the same manner as in Example 1 except that such a lithium cobalt oxide was used.

【0062】(比較例4)Li2 CO3 及びCoCO3
をリチウムとコバルトのモル比が0.99:1.0にな
るように秤量し、アルミナ乳鉢で良く混合した後、68
0℃で3時間仮焼きをした。この仮焼き粉を酸素雰囲気
中において900℃で12時間焼成することによりリチ
ウムコバルト酸化物を合成した。
Comparative Example 4 Li 2 CO 3 and CoCO 3
Was weighed so that the molar ratio of lithium to cobalt was 0.99: 1.0, and mixed well in an alumina mortar.
Calcination was performed at 0 ° C. for 3 hours. This calcined powder was fired in an oxygen atmosphere at 900 ° C. for 12 hours to synthesize lithium cobalt oxide.

【0063】得られたリチウムコバルト酸化物は、Li
xCoO2 で表され(xは0.03≦x≦1.02の範
囲内である)、BET法による比表面積Sが0.47m
2 /gで、粒度分布測定における平均粒径Dが6.6μ
mで、細孔分布測定における平均細孔直径Pが10.1
4nmであった。前記Sから(9.0S−1.2)の値
を算出したところ、3.03であった。よって、前記酸
化物はD≧9.0S−1.2を満足する。
The obtained lithium cobalt oxide is Li
x CoO 2 (x is in the range of 0.03 ≦ x ≦ 1.02), and the specific surface area S by the BET method is 0.47 m
2 / g, and the average particle size D in the particle size distribution measurement is 6.6 μm.
m, the average pore diameter P in the pore distribution measurement is 10.1
4 nm. When the value of (9.0S-1.2) was calculated from S, it was 3.03. Therefore, the oxide satisfies D ≧ 9.0S-1.2.

【0064】このようなリチウムコバルト酸化物を用い
ること以外は、前述した実施例1と同様にして試験セル
を組み立てた。
A test cell was assembled in the same manner as in Example 1 except that such a lithium cobalt oxide was used.

【0065】(室温でのサイクル試験)得られた実施例
1〜3及び比較例1〜4の試験セルを20℃に保持した
恒温室内にて1.0mA/cm2 の定電流密度で充電
し、電圧が4.3Vに達した時点で充電を終了し、10
分間の休止後、1.0mA/cm2 の定電流密度で放電
を行い、電圧が3.0Vに達した時点で放電を終了し、
次の充電に切り替わる前に10分間の休止を行うサイク
ル試験を行った。このようなサイクル試験の結果を図2
に示す。但し、図2においては、横軸がサイクル数、縦
軸が1サイクル目の放電容量に対する容量維持率(%)
を示す。
(Cycle test at room temperature) The test cells obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 were charged at a constant current density of 1.0 mA / cm 2 in a constant temperature room maintained at 20 ° C. When the voltage reaches 4.3 V, charging is terminated and
After a pause of 1 minute, discharge was performed at a constant current density of 1.0 mA / cm 2 , and when the voltage reached 3.0 V, the discharge was terminated.
A cycle test was performed in which a 10-minute pause was performed before switching to the next charge. Figure 2 shows the results of such a cycle test.
Shown in However, in FIG. 2, the horizontal axis represents the number of cycles, and the vertical axis represents the capacity retention ratio (%) with respect to the discharge capacity in the first cycle.
Is shown.

【0066】(低温での容量測定)実施例1〜3及び比
較例1〜4の試験セルを20℃に保持した恒温室内にて
1.0mA/cm2 の定電流密度で充電し、電圧が4.
3Vに達した時点で定電圧充電を行い、電流が10μm
A/cm2 以下になったところで充電を終了した。次い
で、―10℃に保たれた恒温槽内で1.0mA/cm2
の定電流密度で放電を行い、電圧が3.0Vに達した時
点で放電を終了し、その放電容量と室温での充電容量と
の比を求めた。その結果を下記表1に示す。
(Capacity Measurement at Low Temperature) The test cells of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 were charged at a constant current density of 1.0 mA / cm 2 in a constant temperature room maintained at 20 ° C. 4.
When the voltage reaches 3 V, constant voltage charging is performed, and the current is 10 μm
The charge was terminated when the charge / discharge rate reached A / cm 2 or less. Next, in a thermostat kept at −10 ° C., 1.0 mA / cm 2
Was discharged at a constant current density of 3.0 V. When the voltage reached 3.0 V, the discharge was terminated, and the ratio of the discharge capacity to the charge capacity at room temperature was determined. The results are shown in Table 1 below.

【0067】[0067]

【表1】 [Table 1]

【0068】図2から明らかなように、BET法による
比表面積S(m2 /g)が0.45≦S≦0.8で、粒
度分布測定における平均粒径D(μm)が3.5≦D≦
7.0で、前記S及び前記DがD≧9.0S−1.2を
満たし、かつ細孔分布測定における平均細孔直径P(n
m)が8≦P≦10であるリチウムコバルト酸化物を含
む正極を備えた実施例1〜3の二次電池は、比表面積
S、平均粒径D及び平均細孔直径Pのいずれかが前述し
た条件を満たさない複合酸化物を備えた比較例1〜4の
二次電池に比べて室温でのサイクル寿命が長いことがわ
かる。
As apparent from FIG. 2, the specific surface area S (m 2 / g) by the BET method is 0.45 ≦ S ≦ 0.8, and the average particle diameter D (μm) in the particle size distribution measurement is 3.5. ≦ D ≦
At 7.0, the S and the D satisfy D ≧ 9.0S-1.2, and the average pore diameter P (n
m) The secondary batteries of Examples 1 to 3 provided with a positive electrode including a lithium cobalt oxide in which 8 ≦ P ≦ 10, wherein any one of the specific surface area S, the average particle diameter D, and the average pore diameter P is as described above. It can be seen that the cycle life at room temperature is longer than those of the secondary batteries of Comparative Examples 1 to 4 including the composite oxides that do not satisfy the above conditions.

【0069】また、表1から明らかなように、実施例1
〜3の二次電池は、比較例1〜3の二次電池に比べて低
温での放電容量が高いことがわかる。
As is clear from Table 1, Example 1
It can be seen that the secondary batteries of Nos. 1 to 3 have higher discharge capacities at low temperatures than the secondary batteries of Comparative Examples 1 to 3.

【0070】従って、図2及び表1から実施例1〜3の
二次電池は、室温でのサイクル特性を確保しつつ、低温
放電特性を改善できることがわかる。
Therefore, it can be seen from FIG. 2 and Table 1 that the low-temperature discharge characteristics of the secondary batteries of Examples 1 to 3 can be improved while maintaining the cycle characteristics at room temperature.

【0071】(実施例4)LiNO3及びNiCO3をリ
チウムとニッケルのモル比が1.01:1になるように
秤量し、アルミナ乳鉢で良く混合した後、600℃で1
2時間仮焼きをした。この仮焼き粉をエタノールと共に
ボールミルで6時間混合した。次いで、この混合粉末を
乾燥させた後、混合粉末とグラファイトとの重量比が
1:0.1になるように秤量し、ボールミルで4時間混
合した。更に酸素雰囲気中において780℃で24時間
焼成することによりリチウムニッケル酸化物を合成し
た。
Example 4 LiNO 3 and NiCO 3 were weighed so that the molar ratio of lithium to nickel was 1.01: 1 and mixed well in an alumina mortar.
It was calcined for 2 hours. The calcined powder was mixed with ethanol in a ball mill for 6 hours. Next, after the mixed powder was dried, it was weighed so that the weight ratio of the mixed powder and graphite became 1: 0.1, and mixed with a ball mill for 4 hours. Further, by baking at 780 ° C. for 24 hours in an oxygen atmosphere, lithium nickel oxide was synthesized.

【0072】得られたリチウムニッケル酸化物は、Li
xNiO2 で表され(xは0.03≦x≦1.02の範
囲内である)、BET法による比表面積Sが0.79m
2 /gで、粒度分布測定における平均粒径Dが6.8μ
mで、細孔分布測定における平均細孔直径Pが8.50
nmであった。前記Sから(9.0S−1.2)の値を
算出したところ、5.91であった。よって、前記酸化
物はD≧9.0S−1.2を満足する。
The obtained lithium nickel oxide is Li
x NiO 2 (x is in the range of 0.03 ≦ x ≦ 1.02) and the specific surface area S by the BET method is 0.79 m
2 / g, and the average particle size D in the particle size distribution measurement is 6.8 μm.
m, the average pore diameter P in the pore distribution measurement is 8.50
nm. The value of (9.0S-1.2) was calculated from S, and found to be 5.91. Therefore, the oxide satisfies D ≧ 9.0S-1.2.

【0073】このようなリチウムニッケル酸化物を用い
ること以外は、前述した実施例1と同様にして試験セル
を組み立てた。
A test cell was assembled in the same manner as in Example 1 except that such a lithium nickel oxide was used.

【0074】(実施例5)Li2CO3及びNiCO3
リチウムとニッケルのモル比が1.01:1になるよう
に秤量し、アルミナ乳鉢で良く混合した後、600℃で
12時間仮焼きをした。この仮焼き粉をエタノールと共
にボールミルで6時間混合した。次いで、この混合粉末
を乾燥させた後、混合粉末とグラファイトとの重量比が
1:0.08になるように秤量し、ボールミルで4時間
混合した。更に酸素雰囲気中において820℃で24時
間焼成することによりリチウムニッケル酸化物を合成し
た。
Example 5 Li 2 CO 3 and NiCO 3 were weighed so that the molar ratio of lithium to nickel was 1.01: 1, mixed well in an alumina mortar, and calcined at 600 ° C. for 12 hours. Did. The calcined powder was mixed with ethanol in a ball mill for 6 hours. Next, after the mixed powder was dried, it was weighed so that the weight ratio of the mixed powder and graphite became 1: 0.08, and mixed with a ball mill for 4 hours. Further, by baking at 820 ° C. for 24 hours in an oxygen atmosphere, lithium nickel oxide was synthesized.

【0075】得られたリチウムニッケル酸化物は、Li
xNiO2 で表され(xは0.03≦x≦1.02の範
囲内である)、BET法による比表面積Sが0.68m
2 /gで、粒度分布測定における平均粒径Dが6.5μ
mで、細孔分布測定における平均細孔直径Pが9.23
nmであった。前記Sから(9.0S−1.2)の値を
算出したところ、4.92であった。よって、前記酸化
物はD≧9.0S−1.2を満足する。
The obtained lithium nickel oxide is Li
x NiO 2 (x is in the range of 0.03 ≦ x ≦ 1.02), and the specific surface area S by the BET method is 0.68 m
2 / g, and the average particle size D in the particle size distribution measurement is 6.5 μm.
m, the average pore diameter P in the pore distribution measurement is 9.23
nm. The value of (9.0S-1.2) calculated from S was 4.92. Therefore, the oxide satisfies D ≧ 9.0S-1.2.

【0076】このようなリチウムニッケル酸化物を用い
ること以外は、前述した実施例1と同様にして試験セル
を組み立てた。
A test cell was assembled in the same manner as in Example 1 except that such a lithium nickel oxide was used.

【0077】(実施例6)Li2CO3及びNiCO3
リチウムとニッケルのモル比が1.02:1になるよう
に秤量し、アルミナ乳鉢で良く混合した後、600℃で
12時間仮焼きをした。この仮焼き粉をエタノールと共
にボールミルで6時間混合した。次いで、この混合粉末
を乾燥させた後、混合粉末とグラファイトとの重量比が
1:0.10になるように秤量し、ボールミルで4時間
混合した。更に酸素雰囲気中おいて800℃で24時間
焼成することによりリチウムニッケル酸化物を合成し
た。
Example 6 Li 2 CO 3 and NiCO 3 were weighed so that the molar ratio of lithium to nickel was 1.02: 1, mixed well in an alumina mortar, and calcined at 600 ° C. for 12 hours. Did. The calcined powder was mixed with ethanol in a ball mill for 6 hours. Next, after the mixed powder was dried, it was weighed so that the weight ratio of the mixed powder to graphite was 1: 0.10, and mixed in a ball mill for 4 hours. Further, by baking at 800 ° C. for 24 hours in an oxygen atmosphere, lithium nickel oxide was synthesized.

【0078】得られたリチウムニッケル酸化物は、Li
xNiO2 で表され(xは0.03≦x≦1.02の範
囲内である)、BET法による比表面積Sが0.75m
2 /gで、粒度分布測定における平均粒径Dが6.2μ
mで、細孔分布測定における平均細孔直径Pが8.34
nmであった。前記Sから(9.0S−1.2)の値を
算出したところ、5.55であった。よって、前記酸化
物はD≧9.0S−1.2を満足する。
The obtained lithium nickel oxide is composed of Li
x NiO 2 (x is in the range of 0.03 ≦ x ≦ 1.02), and the specific surface area S by the BET method is 0.75 m
2 / g, and the average particle size D in the particle size distribution measurement is 6.2 μm.
m, the average pore diameter P in the pore distribution measurement is 8.34
nm. When the value of (9.0S-1.2) was calculated from S, it was 5.55. Therefore, the oxide satisfies D ≧ 9.0S-1.2.

【0079】このようなリチウムニッケル酸化物を用い
ること以外は、前述した実施例1と同様にして試験セル
を組み立てた。
A test cell was assembled in the same manner as in Example 1 except that such a lithium nickel oxide was used.

【0080】(比較例5)Li2CO3及びNiCO3
リチウムとニッケルのモル比が1:1になるように秤量
し、アルミナ乳鉢で良く混合した後、600℃で12時
間仮焼きをした。この仮焼き粉をエタノールと共にボー
ルミルで3時間混合した。次いで、この混合粉末を乾燥
させた後、混合粉末とグラファイトとの重量比が1:
0.10になるように秤量し、ボールミルで4時間混合
した。更に酸素雰囲気中において870℃で24時間焼
成することによりリチウムニッケル酸化物を合成した。
Comparative Example 5 Li 2 CO 3 and NiCO 3 were weighed so that the molar ratio of lithium to nickel was 1: 1 and mixed well in an alumina mortar, and then calcined at 600 ° C. for 12 hours. . This calcined powder was mixed with ethanol in a ball mill for 3 hours. Next, after the mixed powder was dried, the weight ratio of the mixed powder to graphite was 1: 1.
It was weighed so as to be 0.10 and mixed by a ball mill for 4 hours. Further, by baking at 870 ° C. for 24 hours in an oxygen atmosphere, lithium nickel oxide was synthesized.

【0081】得られたリチウムニッケル酸化物は、Li
xNiO2 で表され(xは0.03≦x≦1.02の範
囲内である)、BET法による比表面積Sが0.52m
2 /gで、粒度分布測定における平均粒径Dが14.7
μmで、細孔分布測定における平均細孔直径Pが6.3
2nmであった。前記Sから(9.0S−1.2)の値
を算出したところ、3.48であった。よって、前記酸
化物はD≧9.0S−1.2を満足する。
The obtained lithium nickel oxide is Li
x NiO 2 (x is in the range of 0.03 ≦ x ≦ 1.02), and the specific surface area S by the BET method is 0.52 m
2 / g, and the average particle size D in the particle size distribution measurement is 14.7.
μm, the average pore diameter P in the pore distribution measurement is 6.3.
It was 2 nm. The value of (9.0S-1.2) was calculated from S and found to be 3.48. Therefore, the oxide satisfies D ≧ 9.0S-1.2.

【0082】このようなリチウムニッケル酸化物を用い
ること以外は、前述した実施例1と同様にして試験セル
を組み立てた。
A test cell was assembled in the same manner as in Example 1 except that such a lithium nickel oxide was used.

【0083】(比較例6)LiOH及びNi(OH)2
をリチウムとニッケルのモル比が1.05:1になるよ
うに秤量し、アルミナ乳鉢で良く混合した後、600℃
で6時間仮焼きをした。この仮焼き粉をエタノールと共
にボールミルで3時間混合した後、酸素雰囲気中におい
て850℃で12時間焼成することによりリチウムニッ
ケル酸化物を合成した。
Comparative Example 6 LiOH and Ni (OH) 2
Was weighed so that the molar ratio of lithium to nickel was 1.05: 1, and mixed well in an alumina mortar.
For 6 hours. This calcined powder was mixed with ethanol in a ball mill for 3 hours, and then calcined at 850 ° C. for 12 hours in an oxygen atmosphere to synthesize lithium nickel oxide.

【0084】得られたリチウムニッケル酸化物は、Li
xNiO2 で表され(xは0.03≦x≦1.02の範
囲内である)、BET法による比表面積Sが0.47m
2 /gで、粒度分布測定における平均粒径Dが11.2
μmで、細孔分布測定における平均細孔直径Pが7.8
5nmであった。前記Sから(9.0S−1.2)の値
を算出したところ、3.03であった。よって、前記酸
化物はD≧9.0S−1.2を満足する。
The obtained lithium nickel oxide is composed of Li
x NiO 2 (x is in the range of 0.03 ≦ x ≦ 1.02) and the specific surface area S by the BET method is 0.47 m
2 / g, the average particle size D in the particle size distribution measurement is 11.2
μm, the average pore diameter P in the pore distribution measurement is 7.8.
It was 5 nm. When the value of (9.0S-1.2) was calculated from S, it was 3.03. Therefore, the oxide satisfies D ≧ 9.0S-1.2.

【0085】このようなリチウムニッケル酸化物を用い
ること以外は、前述した実施例1と同様にして試験セル
を組み立てた。
A test cell was assembled in the same manner as in Example 1 except that such a lithium nickel oxide was used.

【0086】(比較例7)LiOH及びNi(OH)2
をリチウムとニッケルのモル比が1.02:1になるよ
うに秤量し、アルミナ乳鉢で良く混合した後、600℃
で3時間仮焼きをした。この仮焼き粉をエタノールと共
にボールミルで3時間混合した。次いで、この混合粉末
を乾燥させた後、混合粉末とグラファイトとの重量比が
1:0.15になるように秤量し、ボールミルで4時間
混合した。更に空気中において750℃で24時間焼成
することによりリチウムニッケル酸化物を合成した。
Comparative Example 7 LiOH and Ni (OH) 2
Was weighed so that the molar ratio of lithium to nickel was 1.02: 1, and mixed well in an alumina mortar.
Was calcined for 3 hours. This calcined powder was mixed with ethanol in a ball mill for 3 hours. Next, after the mixed powder was dried, it was weighed so that the weight ratio of the mixed powder and graphite became 1: 0.15, and mixed with a ball mill for 4 hours. Further, by baking in air at 750 ° C. for 24 hours, lithium nickel oxide was synthesized.

【0087】得られたリチウムニッケル酸化物は、Li
xNiO2 で表され(xは0.03≦x≦1.02の範
囲内である)、BET法による比表面積Sが1.3m2
/gで、粒度分布測定における平均粒径Dが6.5μm
で、細孔分布測定における平均細孔直径Pが11.56
nmであった。前記Sから(9.0S−1.2)の値を
算出したところ、10.5であった。
The obtained lithium nickel oxide is composed of Li
x NiO 2 (x is in the range of 0.03 ≦ x ≦ 1.02), and the specific surface area S by the BET method is 1.3 m 2.
/ G, the average particle size D in the particle size distribution measurement is 6.5 μm
And the average pore diameter P in the pore distribution measurement is 11.56.
nm. When the value of (9.0S-1.2) was calculated from S, it was 10.5.

【0088】このようなリチウムニッケル酸化物を用い
ること以外は、前述した実施例1と同様にして試験セル
を組み立てた。
A test cell was assembled in the same manner as in Example 1 except that such a lithium nickel oxide was used.

【0089】(比較例8)Li2NO3及びNiCO3
リチウムとニッケルのモル比が1:1になるように秤量
し、アルミナ乳鉢で良く混合した後、600℃で6時間
仮焼きをした。この仮焼き粉を空気中において700℃
で12時間焼成することによりリチウムニッケル酸化物
を合成した。
Comparative Example 8 Li 2 NO 3 and NiCO 3 were weighed so that the molar ratio of lithium to nickel was 1: 1 and mixed well in an alumina mortar, and then calcined at 600 ° C. for 6 hours. . This calcined powder is heated at 700 ° C in air.
For 12 hours to synthesize lithium nickel oxide.

【0090】得られたリチウムニッケル酸化物は、Li
xNiO2 で表され(xは0.03≦x≦1.02の範
囲内である)、BET法による比表面積Sが0.88m
2 /gで、粒度分布測定における平均粒径Dが8.6μ
mで、細孔分布測定における平均細孔直径Pが7.5n
mであった。前記Sから(9.0S−1.2)の値を算
出したところ、6.72であった。よって、前記酸化物
はD≧9.0S−1.2を満足する。
The obtained lithium nickel oxide is composed of Li
x NiO 2 (x is in the range of 0.03 ≦ x ≦ 1.02), and the specific surface area S by the BET method is 0.88 m
2 / g, and the average particle size D in the particle size distribution measurement is 8.6 μm.
m, the average pore diameter P in the pore distribution measurement is 7.5 n
m. The value of (9.0S-1.2) was calculated from the above S and found to be 6.72. Therefore, the oxide satisfies D ≧ 9.0S-1.2.

【0091】このようなリチウムニッケル酸化物を用い
ること以外は、前述した実施例1と同様にして試験セル
を組み立てた。
A test cell was assembled in the same manner as in Example 1 except that such a lithium nickel oxide was used.

【0092】得られた実施例4〜6及び比較例5〜8の
二次電池について、充放電サイクル特性及び低温放電特
性を前述したのと同様にして測定し、サイクル試験の結
果を図3に、低温放電試験の結果を表2に示す。但し、
図3においては、横軸がサイクル数、縦軸が1サイクル
目の放電容量に対する容量維持率(%)を示す。
The charge / discharge cycle characteristics and low-temperature discharge characteristics of the obtained secondary batteries of Examples 4 to 6 and Comparative Examples 5 to 8 were measured in the same manner as described above, and the results of the cycle test were shown in FIG. Table 2 shows the results of the low-temperature discharge test. However,
In FIG. 3, the horizontal axis indicates the number of cycles, and the vertical axis indicates the capacity retention ratio (%) with respect to the discharge capacity in the first cycle.

【0093】[0093]

【表2】 [Table 2]

【0094】図3から明らかなように、BET法による
比表面積S(m2 /g)が0.45≦S≦0.8で、粒
度分布測定における平均粒径D(μm)が3.5≦D≦
7.0で、前記S及び前記DがD≧9.0S−1.2を
満たし、かつ細孔分布測定における平均細孔直径P(n
m)が8≦P≦10であるリチウムニッケル酸化物を含
む正極を備えた実施例4〜6の二次電池は、比表面積
S、平均粒径D及び平均細孔直径Pのいずれかが前述し
た条件を満たさない複合酸化物を備えた比較例5〜8の
二次電池に比べて室温でのサイクル寿命が長いことがわ
かる。
As is clear from FIG. 3, the specific surface area S (m 2 / g) by the BET method is 0.45 ≦ S ≦ 0.8, and the average particle diameter D (μm) in the particle size distribution measurement is 3.5. ≦ D ≦
At 7.0, the S and the D satisfy D ≧ 9.0S-1.2, and the average pore diameter P (n
m) The secondary batteries of Examples 4 to 6 provided with a positive electrode containing a lithium nickel oxide in which 8 ≦ P ≦ 10 have any one of the specific surface area S, the average particle diameter D, and the average pore diameter P described above. It can be seen that the cycle life at room temperature is longer than those of the secondary batteries of Comparative Examples 5 to 8 provided with composite oxides that do not satisfy the above conditions.

【0095】また、表2から明らかなように、実施例4
〜6の二次電池は、比較例5〜7の二次電池に比べて低
温での放電容量が高いことがわかる。
Further, as is apparent from Table 2, Example 4
6 shows that the secondary batteries of Comparative Examples 5 to 7 have higher discharge capacities at low temperatures than the secondary batteries of Comparative Examples 5 to 7.

【0096】従って、図3及び表2から実施例4〜6の
二次電池は、室温でのサイクル特性を確保しつつ、低温
放電特性を改善できることがわかる。
Accordingly, it can be seen from FIG. 3 and Table 2 that the secondary batteries of Examples 4 to 6 can improve the low-temperature discharge characteristics while securing the cycle characteristics at room temperature.

【0097】(実施例7) <非水電解液未含浸の正極の作製>活物質として前述し
た実施例1で説明したのと同様なリチウムコバルト酸化
物56重量%と、カーボンブラックを5重量%と、非水
電解液を保持する機能を有するポリマーとしてビニリデ
ンフロライド−ヘキサフルオロプロピレン(VdF−H
FP)の共重合体粉末を17重量%と、フタル酸ジブチ
ル(DBP)22重量%をアセトン中で混合し、ペース
トを調製した。得られたペーストをPETフィルム上に
塗布し、非水電解液未含浸の正極シートを作製した。得
られた正極シートをアルミニウム製エキスパンドメタル
からなる集電体の両面に熱ロールで加熱圧着後、裁断す
ることにより非水電解液未含浸の正極を作製した。
(Example 7) <Preparation of positive electrode not impregnated with non-aqueous electrolyte> As an active material, 56% by weight of lithium cobalt oxide and 5% by weight of carbon black as described in Example 1 were used. And vinylidene fluoride-hexafluoropropylene (VdF-H) as a polymer having a function of retaining a non-aqueous electrolyte.
A paste was prepared by mixing 17% by weight of the copolymer powder of FP) and 22% by weight of dibutyl phthalate (DBP) in acetone. The obtained paste was applied on a PET film to prepare a positive electrode sheet not impregnated with a non-aqueous electrolyte. The obtained positive electrode sheet was heated and pressed on both surfaces of a current collector made of expanded metal made of aluminum with a hot roll, and then cut to prepare a positive electrode not impregnated with a nonaqueous electrolyte.

【0098】<非水電解液未含浸の負極の作製>活物質
としてメソフェーズピッチ炭素繊維を粉砕後、2800
℃で熱処理した粉末を用意した。この粉末58重量%
と、VdF−HFP共重合体粉末を17重量%と、フタ
ル酸ジブチル(DBP)25重量%をアセトン中で混合
し、ペーストを調製した。得られたペーストをPETフ
ィルム上に塗布し、非水電解液未含浸の負極シートを作
製した。得られた負極シートを銅製エキスパンドメタル
からなる集電体の両面に熱ロールで加熱圧着後、裁断す
ることにより非水電解液未含浸の負極を作製した。
<Preparation of Negative Electrode Impregnated with Nonaqueous Electrolyte> Mesophase pitch carbon fiber was pulverized as an active material,
A powder heat-treated at ℃ was prepared. 58% by weight of this powder
And 17% by weight of VdF-HFP copolymer powder and 25% by weight of dibutyl phthalate (DBP) were mixed in acetone to prepare a paste. The obtained paste was applied on a PET film to produce a non-aqueous electrolyte-unimpregnated negative electrode sheet. The obtained negative electrode sheet was heated and pressed on both surfaces of a current collector made of copper expanded metal with a hot roll, and then cut to prepare a non-aqueous electrolyte-unimpregnated negative electrode.

【0099】<非水電解液未含浸の電解質層の作製>酸
化硅素粉末を33.3重量部と、VdF−HFP共重合
体粉末を22.2重量部と、フタル酸ジブチル(DB
P)44.5重量部をアセトン中で混合し、ペースト状
にした。得られたペーストをPETフィルム上に塗布
し、シート化し、裁断することにより非水電解液未含浸
の電解質層を作製した。
<Preparation of electrolyte layer not impregnated with nonaqueous electrolyte> 33.3 parts by weight of silicon oxide powder, 22.2 parts by weight of VdF-HFP copolymer powder, and dibutyl phthalate (DB)
P) 44.5 parts by weight were mixed in acetone to form a paste. The obtained paste was applied on a PET film, formed into a sheet, and cut to form an electrolyte layer not impregnated with a non-aqueous electrolyte.

【0100】<非水電解液の調製>エチレンカーボネー
ト(EC)とジメチルカーボネート(DMC)が体積比
で2:1の割合で混合された非水溶媒に電解質としての
LiPF6 をその濃度が1mol/lになるように溶解
させて非水電解液を調製した。
<Preparation of Nonaqueous Electrolyte> A nonaqueous solvent in which ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DMC) were mixed at a volume ratio of 2: 1 was mixed with LiPF 6 as an electrolyte at a concentration of 1 mol / mol. 1 to prepare a non-aqueous electrolyte.

【0101】<電池組立>非水電解液未含浸の正極を2
枚、非水電解液未含浸の負極を1枚及び非水電解液未含
浸の電解質層を2枚用意し、これらを前記正極及び前記
負極の間に前記電解質層が介在されるように積層し、加
熱した剛性ロールで加熱圧着することにより、非水電解
液未含浸の発電要素を作製した。
<Battery assembly> A positive electrode not impregnated with a non-aqueous electrolyte was
Sheets, one non-aqueous electrolyte impregnated negative electrode and two non-aqueous electrolyte non-impregnated electrolyte layers were prepared, and these were laminated so that the electrolyte layer was interposed between the positive electrode and the negative electrode. Then, by heating and pressing with a heated rigid roll, a power generating element not impregnated with a non-aqueous electrolyte was produced.

【0102】このような発電要素をn―デカン中に浸漬
し、マグネチックスターラーで攪拌しながら放置した。
この操作をガスクロマトグラフィーによるメタノール中
のDBPの濃度が20ppm以下になるまで繰り返し行
うことにより前記発電要素中の可塑剤を除去した。前記
発電要素を乾燥させた後、前記発電要素に前記組成の非
水電解液を注液し、最外層からポリエチレンテレフタレ
ート(PET)フィルム、アルミニウム箔及び熱融着性
樹脂フィルムの順番に積層されたラミネートフィルムか
らなる外装材で密封することにより、前述した図1に示
す構造を有し、理論容量が86mAhのポリマーリチウ
ム二次電池を製造した。
[0102] Such a power generating element was immersed in n-decane, and left with stirring with a magnetic stirrer.
This operation was repeated until the concentration of DBP in methanol by gas chromatography became 20 ppm or less, whereby the plasticizer in the power generating element was removed. After the power generating element was dried, a non-aqueous electrolyte having the above composition was injected into the power generating element, and a polyethylene terephthalate (PET) film, an aluminum foil, and a heat-fusible resin film were laminated in this order from the outermost layer. A polymer lithium secondary battery having the above-described structure shown in FIG. 1 and having a theoretical capacity of 86 mAh was manufactured by sealing with a packaging material made of a laminate film.

【0103】(比較例9)正極活物質として前述した比
較例1で説明したのと同様なリチウムコバルト酸化物を
用いること以外は、前述した実施例7で説明したのと同
様にしてポリマーリチウム二次電池を製造した。
Comparative Example 9 A polymer lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 7 except that the same lithium cobalt oxide as that described in Comparative Example 1 was used as the positive electrode active material. A secondary battery was manufactured.

【0104】得られた実施例7及び比較例9の二次電池
について、20℃に保持した恒温室内で86mAの定電
流で4.5Vまで充電した後、86mAの定電流で3.
0Vまで放電する充放電サイクルを施した。この時の1
00サイクル目の容量維持率(初期容量に対する)を測
定したところ、実施例7の二次電池は85%であるのに
対し、比較例9の二次電池は70%であった。
The obtained secondary batteries of Example 7 and Comparative Example 9 were charged at a constant current of 86 mA to 4.5 V in a constant temperature room maintained at 20 ° C., and then charged at a constant current of 86 mA.
A charge / discharge cycle of discharging to 0 V was performed. 1 at this time
When the capacity retention ratio (relative to the initial capacity) at the 00th cycle was measured, the secondary battery of Example 7 was 85%, while the secondary battery of Comparative Example 9 was 70%.

【0105】また、実施例7及び比較例9の二次電池に
ついて、20℃に保持した恒温室内で86mAの定電流
で4.5Vまで充電した後、―10℃に保たれた恒温槽
内で86mAの定電流で3.0Vまで放電し、その放電
容量と室温での充電容量との比を求めたところ、実施例
7の二次電池は73%であるのに対し、比較例9の二次
電池は35%であった。
The secondary batteries of Example 7 and Comparative Example 9 were charged at a constant current of 86 mA to 4.5 V in a constant temperature chamber maintained at 20 ° C., and then charged in a constant temperature chamber maintained at −10 ° C. The battery was discharged to 3.0 V at a constant current of 86 mA, and the ratio of the discharge capacity to the charge capacity at room temperature was determined. The ratio of the secondary battery of Example 7 was 73%, while that of Comparative Example 9 was 73%. The secondary battery was 35%.

【0106】なお、前述した実施例においては、Coも
しくはNiとLiとの複合酸化物に適用した例を説明し
たが、Co及びNiとLiとの複合酸化物についても同
様な効果が得られることを確認した。
In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a composite oxide of Co or Ni and Li has been described. However, a similar effect can be obtained with a composite oxide of Co, Ni and Li. It was confirmed.

【0107】[0107]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、長
寿命を維持しつつ、低温放電特性を向上することが可能
なリチウム二次電池を提供することができる。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a lithium secondary battery capable of improving low-temperature discharge characteristics while maintaining a long life.

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

【図1】本発明に係るリチウム二次電池の一例であるポ
リマーリチウム二次電池を示す断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a polymer lithium secondary battery which is an example of a lithium secondary battery according to the present invention.

【図2】実施例1〜3及び比較例1〜4のリチウム二次
電池におけるサイクル数と容量維持率との関係を示す特
性図。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of cycles and the capacity retention in the lithium secondary batteries of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4.

【図3】実施例4〜6及び比較例5〜8のリチウム二次
電池におけるサイクル数と容量維持率との関係を示す特
性図。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of cycles and the capacity retention in the lithium secondary batteries of Examples 4 to 6 and Comparative Examples 5 to 8.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…正極、 2…負極、 3…電解質層、 4…正極集電体、 5…正極層、 6…負極集電体、 7…負極層、 11…外装材。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Positive electrode, 2 ... Negative electrode, 3 ... Electrolyte layer, 4 ... Positive electrode collector, 5 ... Positive electrode layer, 6 ... Negative electrode current collector, 7 ... Negative electrode layer, 11 ... Exterior material.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Co及びNiから選ばれる少なくとも1
種類の元素とLiとの複合酸化物を含む正極を具備した
リチウム二次電池であって、 前記複合酸化物は、BET法による比表面積S(m2
g)が0.45≦S≦0.8で、粒度分布測定における
平均粒径D(μm)が3.5≦D≦7.0で、前記S及
び前記DがD≧9.0S−1.2を満たし、かつ細孔分
布測定における平均細孔直径P(nm)が8≦P≦10
であることを特徴とするリチウム二次電池。
1. At least one selected from Co and Ni
A lithium secondary battery including a positive electrode including a composite oxide of a kind of element and Li, wherein the composite oxide has a specific surface area S (m 2 /
g) is 0.45 ≦ S ≦ 0.8, the average particle diameter D (μm) in the particle size distribution measurement is 3.5 ≦ D ≦ 7.0, and the S and D are D ≧ 9.0S−1. .2 and the average pore diameter P (nm) in the pore distribution measurement is 8 ≦ P ≦ 10
A lithium secondary battery characterized by the following.
【請求項2】 前記複合酸化物は、一般式Lix MO2
(但し、MはCo及び/またはNiであり、xは0.0
3≦x≦1.02を示す)で表される組成を有すること
を特徴とする請求項1記載のリチウム二次電池。
2. The composite oxide of the general formula Li x MO 2
(Where M is Co and / or Ni and x is 0.0
The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the lithium secondary battery has a composition represented by the following formula: 3 ≦ x ≦ 1.02).
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