JP2001176499A - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Nonaqueous electrolyte secondary battery

Info

Publication number
JP2001176499A
JP2001176499A JP2000304763A JP2000304763A JP2001176499A JP 2001176499 A JP2001176499 A JP 2001176499A JP 2000304763 A JP2000304763 A JP 2000304763A JP 2000304763 A JP2000304763 A JP 2000304763A JP 2001176499 A JP2001176499 A JP 2001176499A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
active material
positive electrode
weight
negative electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000304763A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Shizuki
隆弘 志築
Takao Fukunaga
福永  孝夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Storage Battery Co Ltd filed Critical Japan Storage Battery Co Ltd
Priority to JP2000304763A priority Critical patent/JP2001176499A/en
Publication of JP2001176499A publication Critical patent/JP2001176499A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase output power and improve high rate discharge characteristics. SOLUTION: Output power is increased by decreasing the application amount of an active material, instead of increasing the application amount of the active material for a greater density of capacity. Lithium manganate is used as a positive active material, and the weight of the positive electrode active material mixture applied on the single side of a collector is set at 0.8 g/100 cm2 or larger and 1.3 g/100 cm2 or less. Furthermore, hard carbon is used as the negative electrode active material.

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】本発明は高出力を要求される
用途に適した非水電解質二次電池に関する。
The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery suitable for applications requiring high output.

【0002】[0002]

【従来の技術】リチウム二次電池は軽量で高容量密度の
得られる電池であるため、携帯電話、パーソナルコンピ
ュータ等のポータブル機器用電池としてその需要が増大
している。また、容量密度が大きいことを利用して、電
気自動車用の電池としての開発も盛んに進められてい
る。このようなリチウム二次電池は、金属箔等の集電体
上に活物質合剤が塗布されてなる正極と負極とがセパレ
ータを介して巻回されてなる発電要素を電池容器に封入
した構造を有しており、通常、容量密度をできるだけ大
きくするために、一定の集電体面積上にできるだけ多く
の活物質合剤を塗布するようにして作製される。
2. Description of the Related Art Since a lithium secondary battery is a battery that is lightweight and has a high capacity density, its demand is increasing as a battery for portable equipment such as a cellular phone and a personal computer. Also, utilizing its high capacity density, development as batteries for electric vehicles has been actively pursued. Such a lithium secondary battery has a structure in which a power generation element in which a positive electrode formed by applying an active material mixture on a current collector such as a metal foil and a negative electrode is wound through a separator is enclosed in a battery container. It is usually manufactured by applying as much active material mixture as possible on a fixed current collector area in order to increase the capacity density as much as possible.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】近年、モーターとエン
ジンとを併用したハイブリッド電気自動車が注目を集め
るようになり、この用途のためのリチウム二次電池の開
発が盛んに行われるようになってきている。しかしなが
ら、リチウム二次電池をハイブリッド電気自動車用電池
として実用化するに際しては、非常に困難を極めている
のが現状である。これは、ハイブリッド電気自動車用の
電池には、これまでの用途においてリチウム二次電池に
求められてきたような高容量密度を有することに加え、
特に高出力密度を有するということが求められるためで
あって、本質的に導電率の小さい非水系の電解質を用い
るリチウム二次電池においては、十分な高率放電特性や
大きな出力が得られなかったからである。本発明は、こ
のような問題を解決し、高率放電特性や出力特性に優れ
た非水電解質二次電池を提供することを目的とする。
In recent years, a hybrid electric vehicle using a motor and an engine has attracted attention, and lithium secondary batteries for this purpose have been actively developed. I have. However, at present, it is extremely difficult to put a lithium secondary battery into practical use as a battery for a hybrid electric vehicle. This is because batteries for hybrid electric vehicles have the high capacity density required for lithium secondary batteries in previous applications,
In particular, because it is required to have a high output density, in a lithium secondary battery using a non-aqueous electrolyte having essentially small electrical conductivity, sufficient high-rate discharge characteristics and large output could not be obtained. It is. An object of the present invention is to solve such a problem and to provide a nonaqueous electrolyte secondary battery having excellent high-rate discharge characteristics and output characteristics.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】リチウム二次電池は高容
量密度を有することが特徴であり、この特徴を生かし、
これまではできるだけ多くの活物質を集電体の上に形成
することを目指して開発が進められてきた。このため、
大きな出力を得るために、電極厚さを大きくして電池容
量を大きくし、単位重量あたりの活物質にかかる負荷を
小さくする方法が採用されてきた。しかしながら、本発
明者らは、単位面積あたりの集電体上に形成する活物質
の量を少なくすることで、容量密度は低下するが、出力
密度を大きくし、高率放電特性を向上させることができ
ることを見いだし本発明に至った。
Means for Solving the Problems A lithium secondary battery is characterized by having a high capacity density.
Until now, development has been pursued with the aim of forming as much active material as possible on the current collector. For this reason,
In order to obtain a large output, a method of increasing the electrode thickness to increase the battery capacity and reducing the load applied to the active material per unit weight has been adopted. However, the present inventors have found that by reducing the amount of active material formed on the current collector per unit area, the capacity density is reduced, but the output density is increased and the high-rate discharge characteristics are improved. The present invention was found to be possible.

【0005】即ち、本発明は、マンガン酸リチウムを正
極活物質とし、該正極活物質を含んでなる正極活物質合
剤の集電体片面における塗布重量が0.8g/100c
2以上1.3g/100cm2 以下となっていること
を特徴とする非水電解質二次電池である。特に、この塗
布重量は、1.1g/100cm2 以上1.3g/10
0cm2 以下とするのが良い。これは、負極の塗工性を
良好に保ちつつ負極の塗布重量を減らし、電池の容量密
度を上げることができるからである。
That is, in the present invention, lithium manganate is used as a positive electrode active material, and a coating weight of a positive electrode active material mixture containing the positive electrode active material on one surface of the current collector is 0.8 g / 100 c.
A non-aqueous electrolyte secondary battery characterized by having a m 2 of not less than 1.3 g / 100 cm 2 or less. In particular, the coating weight is 1.1 g / 100 cm 2 or more and 1.3 g / 10
It is good to be 0 cm 2 or less. This is because the coating weight of the negative electrode can be reduced and the capacity density of the battery can be increased while maintaining good coatability of the negative electrode.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】例えば本発明の電池は、マンガン
酸リチウムを正極活物質とする正極と隔離体とリチウム
イオンを吸蔵放出する炭素材料を負極活物質とする負極
と非水電解質とを備えてなる非水電解質電池である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION For example, a battery of the present invention comprises a positive electrode using lithium manganate as a positive electrode active material, an isolator, a negative electrode using a carbon material capable of absorbing and releasing lithium ions as a negative electrode active material, and a non-aqueous electrolyte. A non-aqueous electrolyte battery.

【0007】本発明におけるマンガン酸リチウムは、骨
格構造としてはLixMnOyで表されるものであっ
て、具体的にはLiMnO2 ,Li2 MnO3 、LiM
2 4 ,LiMn2 3 等であり、これらの中では特
に、LiMn2 4 ,LiMn 2 3 で表されるものが
好ましい。これらの基本的骨格構造においてMn成分の
一部を置換する場合には、アルカリ金属元素以外の少な
くとも一種の元素で置換するのが良く、例えば、Co、
Ni、V、Fe、Ti,Cr,Cu等の遷移金属元素、
Mg,Ca等のアルカリ土類金属元素、Al,In,G
a,B,Si等の元素により置換される。好ましくは、
Al、Mg、Cr、Bにより置換するのが良く、特に、
本発明の場合、寿命特性が改善できることからAlで置
換したものを用いるのが良い。
[0007] The lithium manganate in the present invention comprises
The case structure is represented by LixMnOy.
And specifically, LiMnOTwo, LiTwoMnOThree, LiM
nTwoO Four, LiMnTwoOThreeEtc.
LiMnTwoOFour, LiMn TwoOThreeIs represented by
preferable. In these basic skeleton structures,
When substituting a part, a small amount other than the alkali metal element
It is better to substitute at least one kind of element, for example, Co,
Transition metal elements such as Ni, V, Fe, Ti, Cr, and Cu;
Alkaline earth metal elements such as Mg and Ca, Al, In, G
It is replaced by elements such as a, B, and Si. Preferably,
Al, Mg, Cr, and B are preferably substituted.
In the case of the present invention, since the life characteristics can be improved,
It is better to use the changed one.

【0008】正極は、上記マンガン酸リチウムを正極活
物質として含む以外に他の活物質を混合して含んでいて
も良いし、遷移金属化合物等の添加剤が加えられて構成
されても良い。なお、本発明として好ましくは、マンガ
ン酸リチウムを主成分とするのが良い。また、添加物と
しての遷移金属化合物を添加する場合には、Mn量1に
対して0.005から0.03程度を添加するのが良
く、好ましくは、Co,Niの化合物を添加するのが良
い。
The positive electrode may contain other active materials in addition to the above-mentioned lithium manganate as a positive electrode active material, or may be constituted by adding an additive such as a transition metal compound. In the present invention, lithium manganate is preferably used as a main component. When adding a transition metal compound as an additive, it is preferable to add about 0.005 to 0.03 with respect to 1 of Mn, and preferably to add a compound of Co and Ni. good.

【0009】本発明において正極活物質合剤とは、正極
活物質と導電助剤と結着剤とを適当な比率で混合したも
のを意味する。この合剤を調整する場合、正極活物質の
二次粒子の平均径は、極板の塗工面の荒れを最小限に抑
えるといった、塗工性の観点から、15μm以下である
ことが好ましい。
In the present invention, the positive electrode active material mixture means a mixture of a positive electrode active material, a conductive additive, and a binder in an appropriate ratio. When adjusting this mixture, the average diameter of the secondary particles of the positive electrode active material is preferably 15 μm or less from the viewpoint of coatability such as minimizing the roughness of the coated surface of the electrode plate.

【0010】導電剤としては、炭素化合物、例えば、天
然黒鉛、人工黒鉛、チャンネルブラック、アセチレンブ
ラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック等の
カーボンブラック類、炭素繊維等を用いることができ、
結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド樹
脂、PTFE,スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム、
等の電解液に溶解しにくいものを用いることができる。
そして、この合剤をペーストとする場合には、例えば、
塗布液の組成は、活物質100重量部に対して、導電剤
1〜10重量部、結着剤2〜20重量部、および溶媒3
0〜300重量部とする。
As the conductive agent, carbon compounds such as natural graphite, artificial graphite, channel black, acetylene black, Ketjen black, furnace black, and other carbon blacks, and carbon fibers can be used.
As the binder, polyvinylidene fluoride, polyimide resin, PTFE, styrene butadiene rubber, fluoro rubber,
Or the like, which is difficult to dissolve in the electrolytic solution.
And when this mixture is used as a paste, for example,
The composition of the coating solution is such that 1 to 10 parts by weight of a conductive agent, 2 to 20 parts by weight of a binder, and 3
0 to 300 parts by weight.

【0011】集電体としては、アルミニウム、銅、ニッ
ケル、ステンレス鋼等の金属箔や、無機酸化物、有機高
分子材料、炭素等の導電性フィルムや金属蒸着フイルム
(例えばベースフィルムとして、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイドが、
蒸着金属として、金、銅、アルミニウム等があげられ
る。)を用いることができる。また、このような導電性
基材の形態は、連続シート、穴あきシート、網状シート
等のいろいろな形態とすることができるが、特に連続シ
ートとすることが好ましい。なお、このような集電体に
対する活物質の塗布は、両面とするのが好ましい。
Examples of the current collector include metal foils such as aluminum, copper, nickel, and stainless steel; conductive films such as inorganic oxides, organic polymer materials, and carbon; and metal-deposited films (for example, polyethylene terephthalate as a base film). , Polyimide, polyphenylene sulfide,
Examples of the metal to be deposited include gold, copper, and aluminum. ) Can be used. In addition, the form of such a conductive substrate can be various forms such as a continuous sheet, a perforated sheet, a mesh sheet, and the like, and particularly, a continuous sheet is preferable. Note that the active material is preferably applied to such a current collector on both surfaces.

【0012】負極は、その塗布重量に関して特に限定は
されず、正極の全充電電気量を受け入れることのできる
量の負極材料を、正極の対向面に配置するようにすれば
良く、例えば、正極と同様にして集電体上に形成し、炭
素材料を負極活物質とする場合には、0.25g/10
0cm2 以上0.5g/100cm2 以下と設定するこ
とができる。この場合、負極活物質の二次粒子の平均径
は、塗工面の荒れを最小限に抑えるといった、塗工性の
観点から15μm以下とすることが好ましい。
The negative electrode is not particularly limited with respect to its coating weight, and an amount of the negative electrode material capable of accepting the total charge electricity of the positive electrode may be disposed on the facing surface of the positive electrode. Similarly, when formed on a current collector and using a carbon material as a negative electrode active material, 0.25 g / 10
It can be set to 0 cm 2 or more and 0.5 g / 100 cm 2 or less. In this case, the average diameter of the secondary particles of the negative electrode active material is preferably 15 μm or less from the viewpoint of coatability such as minimizing the roughness of the coated surface.

【0013】本発明に用いられる負極活物質としては、
炭素材料が好ましい。炭素材料は、結晶構造がそろった
黒鉛系のものと、結晶構造が乱れた非黒鉛系のものに大
別され、前者には、天然黒鉛、人造黒鉛があり、後者に
は結晶構造が乱れてはいるものの、2000〜3000
℃の加熱によって黒鉛になりやすい易黒鉛化炭素(ソフ
トカーボン)と、黒鉛になりにくい難黒鉛化炭素(ハー
ドカーボン)がある。具体的には、例えば、黒鉛、コー
クス類(石油系コークス、ピッチコークス,ニードルコ
ークスなど)、樹脂膜焼成炭素、繊維焼成炭素、気相成
長炭素等が用いられる。
The negative electrode active material used in the present invention includes:
Carbon materials are preferred. Carbon materials are roughly divided into graphite materials with a uniform crystal structure and non-graphite materials with a disordered crystal structure.The former includes natural graphite and artificial graphite, and the latter has a disordered crystal structure. Yes, but 2000-3000
There are graphitizable carbon (soft carbon) that easily becomes graphite by heating at ℃ and hardly graphitizable carbon (hard carbon) that hardly becomes graphite. Specifically, for example, graphite, cokes (such as petroleum coke, pitch coke, and needle coke), resin film fired carbon, fiber fired carbon, and vapor grown carbon are used.

【0014】特に、炭素材料のなかでも、本発明の場
合、結晶構造の乱れた非黒鉛系の炭素材料が好ましく、
非黒鉛系の炭素材料を用いることにより、充電受入性を
高めることができる。非黒鉛系の炭素材料は、例えば、
石油ピッチ、ポリアセン、ポリパラフェニレン、ポリフ
ルフリルアルコール、ポリシロキサンなどを熱処理する
ことにより製造することが可能であり、焼成温度を変え
ることによって、ハードカーボンとしたり、ソフトカー
ボンとしたりすることが可能である。例えば、500℃
〜800℃程度の焼成温度はハードカーボンの製造に適
しており、800℃〜1000℃程度の焼成温度はソフ
トカーボンの製造に適している。
Particularly, among the carbon materials, in the case of the present invention, a non-graphite carbon material having a disordered crystal structure is preferable.
By using a non-graphite-based carbon material, charge acceptability can be improved. Non-graphite carbon materials, for example,
It can be manufactured by heat-treating petroleum pitch, polyacene, polyparaphenylene, polyfurfuryl alcohol, polysiloxane, etc., and can be made into hard carbon or soft carbon by changing the firing temperature. is there. For example, 500 ° C
A firing temperature of about 800 ° C. is suitable for manufacturing hard carbon, and a firing temperature of about 800 ° C. to 1000 ° C. is suitable for manufacturing soft carbon.

【0015】さらに、非黒鉛系の炭素材料の中でも、難
黒鉛化炭素が好ましく、高温時のサイクル寿命を良好な
ものとできる。特に、難黒鉛化炭素の中でも、X線回折
法により得られるC軸方向の面間隔d002 値が、0.3
6nm以上0.40nm以下である難黒鉛化炭素を用い
るのが好ましく、上記特定の正極活物質と正極塗布重量
との組み合わせにより、充電の受入性、高温でのサイク
ル寿命共に良好で、かつ、出力密度が大きく、高率放電
特性の優れた電池が実現される。なお、上記面間隔d
002 値が、0.36nm未満となると、充電の受入性が
顕著に低下し、上記面間隔d002 値が、0.40nmを
越えると、炭素材料の真密度が小さくなりすぎ、電池の
エネルギー密度が小さくなるので、好ましくない。
Further, among the non-graphitic carbon materials, non-graphitizable carbon is preferable, and the cycle life at high temperatures can be improved. In particular, among the non-graphitizable carbons, the value of the plane spacing d 002 in the C-axis direction obtained by the X-ray diffraction method is 0.3.
It is preferable to use a non-graphitizable carbon having a thickness of 6 nm or more and 0.40 nm or less, and the combination of the specific positive electrode active material and the positive electrode coating weight provides good charge acceptability and high cycle life at high temperatures, and also has a high output. A battery having a high density and excellent high-rate discharge characteristics is realized. In addition, the surface distance d
When the 002 value is less than 0.36 nm, the acceptability of charging is remarkably reduced. When the interplanar spacing d 002 value is more than 0.40 nm, the true density of the carbon material becomes too small, and the energy density of the battery increases. Is not preferred.

【0016】そして、このような材料を用いて作製され
る、マンガン酸リチウムを正極活物質とし、該正極活物
質を含んでなる正極活物質合剤の集電体片面における塗
布重量が0.8g/100cm2 以上1.3g/100
cm2 以下であって、X線回折法により得られるC軸方
向の面間隔d002 値が、0.36nm以上0.40nm
以下である難黒鉛化炭素を負極活物質とすることを特徴
とする非水電解質リチウム二次電池は、特にハイブリッ
ド電気自動車用電池としての用途に適した、ハイブリッ
ド電気自動車用電池としての良好な特性を備えた、すな
わち、高出力で、充電受入性が良好で、高温での寿命特
性の優れた電池となる。
Then, lithium manganate prepared using such a material is used as a positive electrode active material, and a coating weight of a positive electrode active material mixture containing the positive electrode active material on one surface of the current collector is 0.8 g. / 100cm 2 or more 1.3g / 100
cm 2 or less, and the plane spacing d 002 value in the C-axis direction obtained by the X-ray diffraction method is from 0.36 nm to 0.40 nm.
A non-aqueous electrolyte lithium secondary battery characterized by using the following non-graphitizable carbon as a negative electrode active material has good characteristics as a battery for a hybrid electric vehicle, particularly suitable for use as a battery for a hybrid electric vehicle. That is, a battery having high output, good charge acceptability, and excellent high-temperature life characteristics is provided.

【0017】炭素材料を負極活物質とする負極活物質合
剤は、通常、炭素材料と結着剤とからなり、結着剤とし
ては正極において用いられるのと同様のものが用いられ
る。そして、このような合剤をペーストとする場合に
は、例えば、炭素材料100重量部に対して、結着剤2
〜20重量部、および溶媒30〜300重量部を混合す
る。
A negative electrode active material mixture using a carbon material as a negative electrode active material usually comprises a carbon material and a binder, and the same binder as that used in the positive electrode is used. When such a mixture is used as a paste, for example, the binder 2 is added to 100 parts by weight of the carbon material.
~ 20 parts by weight and 30-300 parts by weight of the solvent are mixed.

【0018】隔離体としては、微多孔フィルム(例え
ば、材質:ポリエチレン、ポリプロピレン)セパレー
タ、有機高分子電解質(例えば、PEO等のポリエーテ
ルとアルカリ金属塩との錯体やポリフッ化ビニリデン、
PAN等の有機高分子に電解液を含ませたゲル状のもの
等)、無機固体電解質等を用いることができ、シート状
のものの他に、正極または負極シートの表面に直接形成
されてなる形態のもの等を用いることができる。
As the separator, a microporous film (for example, material: polyethylene, polypropylene) separator, an organic polymer electrolyte (for example, a complex of a polyether such as PEO and an alkali metal salt, polyvinylidene fluoride,
A gel-like material in which an electrolyte solution is contained in an organic polymer such as PAN), an inorganic solid electrolyte, or the like. In addition to a sheet-like material, a form directly formed on the surface of a positive electrode or a negative electrode sheet And the like can be used.

【0019】非水電解質としては、例えばプロピレンカ
ーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネ
ート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、
1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロキシフラン等
の非プロトン性有機溶媒の少なくとも1種以上に、種々
のリチウム塩、例えば、LiClO4 ,LiBF6 ,L
iPF6 ,LiCF3 SO3 ,LiCF3 CO2 ,Li
AsF6 等を溶解したものを用いることができる。
Examples of the non-aqueous electrolyte include propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone,
At least one kind of aprotic organic solvent such as 1,2-dimethoxyethane and tetrahydroxyfuran may be added to various lithium salts, for example, LiClO 4 , LiBF 6 , L
iPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , Li
It can be used a solution obtained by dissolving AsF 6 or the like.

【0020】本発明の電池は、以上のような構成要素を
備えてなり、例えば、正極、負極をシート状にし、これ
らの電極を隔離体であるセパレータを介して、例えば、
ロール状に巻回した渦巻状構造を採用することによって
好適に構成される。シート状極板は、例えば、ペースト
状の電極合剤をリバースロール式、ドクターブレード方
式等により銅、アルミニウム等の金属箔等の集電体シー
ト上に塗工することで製造され、電極合剤を塗布したシ
ート状電極は、熱風乾燥や真空乾燥した後ロールプレス
機により均一に加圧圧縮され、電極多孔度が約25〜5
0%の範囲に均一に調整される。そして、これらの方法
で製造されたシート状極板は、円筒形、長円筒形、角形
等の電池一個分の長さに裁断され、正極シート、セパレ
ータ、負極シートを順次積層した極板群が芯材を中心に
してロール状に巻回されて電池の容器に収納される。
The battery of the present invention comprises the above-mentioned components. For example, the positive electrode and the negative electrode are formed into a sheet shape, and these electrodes are separated through a separator as a separator, for example.
It is preferably configured by adopting a spiral structure wound in a roll shape. The sheet-shaped electrode plate is manufactured by, for example, applying a paste-like electrode mixture on a current collector sheet such as a metal foil such as copper or aluminum by a reverse roll method, a doctor blade method, or the like. The sheet-shaped electrode coated with is subjected to hot air drying or vacuum drying, and then uniformly pressed and compressed by a roll press machine, and has an electrode porosity of about 25 to 5
It is uniformly adjusted to a range of 0%. Then, the sheet-shaped electrode plates manufactured by these methods are cut into a length of one battery such as a cylinder, a long cylinder, and a square, and an electrode plate group in which a positive electrode sheet, a separator, and a negative electrode sheet are sequentially laminated is formed. It is wound in a roll around the core material and stored in a battery container.

【0021】[0021]

【実施例】(実施例1)電池サイズが同じで、活物質の
塗布重量の異なる長円筒形電池を4種類作製した。
EXAMPLES Example 1 Four types of long cylindrical batteries having the same battery size and different active material application weights were produced.

【0022】まず、正極シートを作製した。活物質とし
て平均粒径13μmのLiMn1.95Al0.054 を89
重量部(MnをAlで一部置換する場合、5%〜7%の
置換が好ましい。)、導電剤としてアセチレンブラック
を4重量部の割合でそれぞれ混合し、さらに、結着剤と
してポリフッ化ビニリデンを7重量部の割合で加え、溶
媒としてNメチル−2−ピロリドンを添加し、混練し
て、スラリー状の正極合剤塗布液を作製した。ついで、
この正極合剤塗布液を厚さ15μmのアルミニウム箔の
表裏両面に、同じ塗布重量となるように片面ずつ塗布し
た。尚、塗布重量による違いを比較するために、下記表
1に示すように塗布重量の異なる4種類の正極シートを
作製した。
First, a positive electrode sheet was prepared. 89 of LiMn 1.95 Al 0.05 O 4 having an average particle size of 13 μm was used as an active material.
Parts by weight (when Mn is partially replaced by Al, 5% to 7% is preferable), and acetylene black as a conductive agent is mixed in a ratio of 4 parts by weight, and further, polyvinylidene fluoride is used as a binder. Was added at a ratio of 7 parts by weight, N-methyl-2-pyrrolidone was added as a solvent, and the mixture was kneaded to prepare a slurry-type positive electrode mixture coating solution. Then
This positive electrode mixture coating solution was applied to both sides of an aluminum foil having a thickness of 15 μm so as to have the same application weight, one by one. In addition, in order to compare the differences depending on the application weight, four types of positive electrode sheets having different application weights were prepared as shown in Table 1 below.

【0023】次に、負極シートを作製した。活物質とし
て平均粒径11μmのソフトカーボンを94重量部、結
着剤としてポリフッ化ビニリデンを6重量部の割合で加
え、溶媒としてNメチル−2−ピロリドンを添加し、混
練して、スラリー状の正極合剤塗布液を作製した。つい
で、この負極合剤塗布液を厚さ10μmの銅箔の表裏両
面に、同じ塗布重量となるように片面ずつ塗布した。
尚、負極の利用率が各電池において同じになるように、
正極の容量に合わせて、下記表1に示すように塗布重量
の異なる4種類の負極シートを作製した。
Next, a negative electrode sheet was prepared. 94 parts by weight of soft carbon having an average particle diameter of 11 μm as an active material, 6 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder, N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent, kneading, and slurry formation A positive electrode mixture coating solution was prepared. Next, this negative electrode mixture coating solution was applied to both sides of a 10-μm-thick copper foil so as to have the same application weight, one surface at a time.
In addition, so that the utilization rate of the negative electrode is the same in each battery,
According to the capacity of the positive electrode, four types of negative electrode sheets having different application weights were prepared as shown in Table 1 below.

【0024】これらの正極シートおよび負極シートを熱
風乾燥し、ロールプレスにより圧縮加工した。多孔度は
正極で37%、負極で35%であった。
These positive and negative electrode sheets were dried with hot air and compressed by a roll press. The porosity was 37% for the positive electrode and 35% for the negative electrode.

【0025】ついで、正、負極シートを厚さ30μmの
ポリエチレン製セパレータを介して、ロール状に巻回
し、長円筒形の発電要素を作製し、これを高さ95m
m、幅60mm、厚み26mm、肉厚0.5mmのステ
ンレス製長円筒形状の容器に収容した後、電解液を注入
し、封口した。このようにして、電池A,B,C,Dを
作製した。なお、各電池の対向部電極面積は、電池A
で、4719cm2 、電池Bで、5564cm2 、電池
Cで6760cm2 、電池Dで7800cm2 である。
また、電解液は、ECとDECとを1:1の割合で混合
した溶媒に1M濃度のLiPF6 を溶解したものを用い
た。
Next, the positive and negative electrode sheets are wound in a roll shape through a polyethylene separator having a thickness of 30 μm to form a long cylindrical power generating element, which is 95 m in height.
m, width 60 mm, thickness 26 mm, and wall thickness 0.5 mm. After being accommodated in a stainless steel long cylindrical container, an electrolytic solution was injected and sealed. Thus, batteries A, B, C, and D were manufactured. The electrode area of the facing part of each battery is the same as that of battery A
In, 4719cm 2, the battery B, 5564cm 2, 6760cm 2 in cell C, a 7800Cm 2 battery D.
The electrolyte used was a solution obtained by dissolving 1M LiPF 6 in a solvent in which EC and DEC were mixed at a ratio of 1: 1.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】以上のようにして作製された電池につい
て、出力特性を比較するために、満充電状態(開放端子
電圧が4.1V)において25℃にて、5Aで10秒、
ついで、20Aで10秒、さらに50Aで10秒の放電
を行うことにより、電池電圧が2.5Vとなる電流値を
外挿して各電池の出力値を求めた。図1は、このように
して求められた各電池の出力値と正極の活物質合剤塗布
重量との関係を示す図である。
In order to compare the output characteristics of the batteries manufactured as described above, in a fully charged state (open terminal voltage is 4.1 V) at 25 ° C. and 5 A for 10 seconds,
Next, the battery was discharged for 10 seconds at 20 A and further for 10 seconds at 50 A, and the output value of each battery was obtained by extrapolating the current value at which the battery voltage became 2.5 V. FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the output value of each battery thus obtained and the applied weight of the active material mixture of the positive electrode.

【0028】表1に示されるように、塗布重量の多い電
池程、電池の容量が大きく、電池の体積あたりの容量密
度も大きい。しかしながら、電池の出力は図1から分か
るように、塗布重量が少なくなるにつれて大きくなって
いる。このことから、出力を大きくするためには、集電
体単位面積当たりの塗布重量を少なくするのが良いこと
が分かり、1.3g/100cm2 以下とすることによ
り確実に大きな出力が得られることが分かる。また、塗
布重量が0.8gよりも少なくなると、出力が下がり始
めることが分かり、集電体単位面積当たりの塗布重量は
一定の値よりも多くしておく必要のあることが分かり、
0.8g/100cm2 以上とすることで大きな出力を
確保できることが分かる。
As shown in Table 1, as the weight of the battery increases, the capacity of the battery increases, and the capacity density per volume of the battery increases. However, as can be seen from FIG. 1, the output of the battery increases as the application weight decreases. From this, it can be seen that in order to increase the output, it is better to reduce the coating weight per unit area of the current collector, and by setting it to 1.3 g / 100 cm 2 or less, a large output can be reliably obtained. I understand. Also, when the coating weight is less than 0.8 g, it is understood that the output starts to decrease, and it is understood that the coating weight per unit area of the current collector needs to be larger than a certain value,
It can be seen that a large output can be secured by setting it to 0.8 g / 100 cm 2 or more.

【0029】さらに、高率放電時のWh容量維持率を比
較するために、1,5,10,16,20Cでの連続放
電を行った結果、高率放電時のWh容量維持率も、塗布
重量に対し出力と同様の相関を有していることが分か
り、塗布重量を0.8g/100cm2 以上1.3g/
100cm2 以下とするのが良いことがわかった。そし
て、このような範囲とすることによって、例えば、これ
まで5C放電時に1C放電時の80%の放電容量も確保
できなかったのが、20C放電時でも1C放電時の80
%以上の放電容量を確保することが可能となった。
Further, in order to compare the Wh capacity retention rate at the time of high rate discharge, continuous discharge at 1,5,10,16,20C was performed. It was found that the weight had the same correlation as the output with respect to the weight, and the coating weight was 0.8 g / 100 cm 2 or more and 1.3 g /
It has been found that it is better to be 100 cm 2 or less. By setting such a range, for example, the discharge capacity of 80% of the 1C discharge at the time of the 5C discharge cannot be ensured.
% Of discharge capacity can be secured.

【0030】図2は、満充電状態における交流インピー
ダンスを測定して得られた電池CのCole−Cole
プロットを示す図である。また、下記表2は、各電池の
電極対向面積と1kHzにおける交流内部抵抗と直流内
部抵抗を示す表である。なお、SOCは充電状態を示
し、0%は開放端子電圧が2.7Vの状態、100%は
開放端子電圧が4.1Vの状態である。直流抵抗は、
5,20,50Aの電流で放電したときの10秒目の電
圧から算出している。また、交流インピーダンスの測定
条件は、印可電圧10mV、周波数0.001〜100
0Hz、周囲温度25℃である。
FIG. 2 shows the Cole-Cole of the battery C obtained by measuring the AC impedance in the fully charged state.
It is a figure showing a plot. Table 2 below shows the electrode facing area of each battery, and the AC internal resistance and DC internal resistance at 1 kHz. Note that SOC indicates a charged state, where 0% is a state where the open terminal voltage is 2.7V, and 100% is a state where the open terminal voltage is 4.1V. DC resistance is
It is calculated from the voltage at the 10th second when discharging at a current of 5, 20, and 50A. The measurement conditions of the AC impedance were an applied voltage of 10 mV and a frequency of 0.001 to 100.
0 Hz, ambient temperature 25 ° C.

【0031】[0031]

【表2】 [Table 2]

【0032】Cole−Coleプロットは、電池Cの
ものしか示していないが、各電池での測定から、実数軸
との切片の値は、塗布重量の小さい電池ほど小さくな
り、半円の直径が大きくなっていることがわかった。こ
のことは、表2の交流抵抗および直流抵抗の変化と対応
しており、塗布重量が小さくなればなるほど溶液抵抗等
の固定抵抗成分が小さくなり、一方で電極の反応面積の
減少による界面抵抗の増大が生じていることを示してい
る。このことからも、塗布重量を少なくすることで出力
が増大し、高率放電特性が改善されることが分かり、一
方で、塗布重量が減りすぎた場合に、固定抵抗成分の減
少が界面抵抗の増大によってうち消されてしまうため
に、塗布重量の低減が効果を発揮できる境界値のあるこ
とが分かる。
Although the Cole-Cole plot shows only that of the battery C, the value of the intercept with the real axis becomes smaller as the application weight becomes smaller and the diameter of the semicircle becomes larger from the measurement of each battery. It turned out that it was. This corresponds to the change in the AC resistance and the DC resistance in Table 2. The smaller the coating weight, the smaller the fixed resistance component such as the solution resistance, and on the other hand, the lower the reaction area of the electrode, the lower the interface resistance. This indicates that an increase has occurred. From this, it can be seen that the output increases by reducing the coating weight, and the high-rate discharge characteristics are improved. On the other hand, when the coating weight decreases too much, the decrease in the fixed resistance component decreases the interface resistance. It can be seen that there is a boundary value at which the effect of reducing the applied weight can be exerted because it is eliminated by the increase.

【0033】(実施例2)電池サイズが同じで、活物質
の塗布重量の異なる長円筒形電池を5種類作製した。
Example 2 Five types of long cylindrical batteries having the same battery size and different active material application weights were produced.

【0034】まず、正極シートを作製した。活物質とし
て平均粒径13μmのLiMn1.95Al0.054 を89
重量部(MnをAlで一部置換する場合、5%〜7%の
置換が好ましい。)、導電剤としてアセチレンブラック
を4重量部の割合でそれぞれ混合し、さらに、結着剤と
してポリフッ化ビニリデンを7重量部の割合で加え、溶
媒としてNメチル−2−ピロリドンを添加し、混練し
て、スラリー状の正極合剤塗布液を作製した。ついで、
この正極合剤塗布液を厚さ15μmのアルミニウム箔の
表裏両面に、同じ塗布重量となるように片面ずつ塗布し
た。尚、塗布重量による違いを比較するために、下記表
3に示すように塗布重量の異なる4種類の正極シートを
作製した。
First, a positive electrode sheet was prepared. 89 of LiMn 1.95 Al 0.05 O 4 having an average particle size of 13 μm was used as an active material.
Parts by weight (when Mn is partially replaced by Al, 5% to 7% is preferable), and acetylene black as a conductive agent is mixed in a ratio of 4 parts by weight, and further, polyvinylidene fluoride is used as a binder. Was added at a ratio of 7 parts by weight, N-methyl-2-pyrrolidone was added as a solvent, and the mixture was kneaded to prepare a slurry-type positive electrode mixture coating solution. Then
This positive electrode mixture coating solution was applied to both sides of an aluminum foil having a thickness of 15 μm so as to have the same application weight, one by one. In addition, in order to compare differences depending on the application weight, four types of positive electrode sheets having different application weights were prepared as shown in Table 3 below.

【0035】次に、負極シートを作製した。活物質とし
て平均粒径11μmのハードカーボンを94重量部、結
着剤としてポリフッ化ビニリデンを6重量部の割合で加
え、溶媒としてNメチル−2−ピロリドンを添加し、混
練して、スラリー状の正極合剤塗布液を作製した。つい
で、この負極合剤塗布液を厚さ10μmの銅箔の表裏両
面に、同じ塗布重量となるように片面ずつ塗布した。用
いたハードカーボンは、Cu−kα線を用いたX線回折
法により得られたC軸方向の面間隔d002 値が、0.3
8nmのものであり、石油ピッチを800℃程度で熱処
理して得られたものである。尚、負極の利用率が各電池
において同じになるように、正極の容量に合わせて、下
記表3に示すように塗布重量の異なる4種類の負極シー
トを作製した。さらに、活物質として、上記ハードカー
ボンに替えて平均粒径11μmの人造黒鉛を用い、上記
と同様にして別種の負極シートを作製した。
Next, a negative electrode sheet was prepared. 94 parts by weight of hard carbon having an average particle diameter of 11 μm as an active material, 6 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder, N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent are added, and the mixture is kneaded to form a slurry. A positive electrode mixture coating solution was prepared. Next, this negative electrode mixture coating solution was applied to both sides of a 10-μm-thick copper foil so as to have the same application weight, one surface at a time. The hard carbon used had a surface spacing d 002 value in the C-axis direction obtained by an X-ray diffraction method using Cu-kα radiation of 0.3.
8 nm and obtained by heat-treating petroleum pitch at about 800 ° C. In addition, according to the capacity of the positive electrode, four types of negative electrode sheets having different application weights were prepared as shown in Table 3 below so that the utilization rate of the negative electrode was the same in each battery. Further, another type of negative electrode sheet was produced in the same manner as described above, except that artificial graphite having an average particle size of 11 μm was used instead of the hard carbon as the active material.

【0036】これらの正極シートおよび負極シートを熱
風乾燥し、ロールプレスにより圧縮加工した。多孔度は
正極で37%、負極で35%であった。
The positive and negative electrode sheets were dried with hot air and compressed by a roll press. The porosity was 37% for the positive electrode and 35% for the negative electrode.

【0037】ついで、正、負極シートを厚さ30μmの
ポリエチレン製セパレータを介して、ロール状に巻回
し、長円筒形の発電要素を作製し、これを高さ95m
m、幅60mm、厚み26mm、肉厚0.5mmのステ
ンレス製の長円筒形状の容器に収容した後、電解液を注
入し、封口した。このようにして、電池E,F,G,
H,Iを作製した。なお、各電池の対向部電極面積は、
電池Eで、4719cm2 、電池Fで、5564c
2 、電池GとIで6760cm2 、電池Hで7800
cm2 である。また、電解液は、ECとDECとを1:
1の割合で混合した溶媒に1M濃度のLiPF6 を溶解
したものを用いた。
Next, the positive and negative electrode sheets were wound in a roll shape through a polyethylene separator having a thickness of 30 μm to produce a long cylindrical power generating element, which was 95 m in height.
m, a width of 60 mm, a thickness of 26 mm, and a wall thickness of 0.5 mm were placed in a stainless steel container having a long cylindrical shape, and then an electrolyte was injected and sealed. Thus, the batteries E, F, G,
H and I were produced. The facing electrode area of each battery is:
Battery E, 4719 cm 2 , Battery F, 5564c
m 2, 6760cm 2 in cell G and I, 7800 battery H
cm 2 . Further, the electrolytic solution is a mixture of EC and DEC at 1:
1M LiPF 6 dissolved in a solvent mixed at a ratio of 1 was used.

【0038】[0038]

【表3】 [Table 3]

【0039】以上のようにして作製された電池につい
て、出力特性を比較するために、満充電状態(開放端子
電圧が4.1V)において25℃にて、5Aで10秒、
ついで、20Aで10秒、さらに50Aで10秒の放電
を行うことにより、電池電圧が2.5Vとなる電流値を
外挿して各電池の出力値を求めた。図3は、このように
して求められた各電池の出力値と正極の活物質合剤塗布
重量との関係を示す図である。尚、図3および表3に
は、比較のため、実施例1で作製した電池Cについても
併せて記載している。
In order to compare the output characteristics of the batteries manufactured as described above, in a fully charged state (open terminal voltage is 4.1 V), the battery was manufactured at 25 ° C. and 5 A for 10 seconds.
Next, the battery was discharged for 10 seconds at 20 A and further for 10 seconds at 50 A, and the output value of each battery was obtained by extrapolating the current value at which the battery voltage became 2.5 V. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the output value of each battery thus obtained and the applied weight of the active material mixture of the positive electrode. Note that FIG. 3 and Table 3 also show the battery C manufactured in Example 1 for comparison.

【0040】表3に示されるように、塗布重量の多い電
池程、電池の容量が大きく、電池の体積あたりのエネル
ギー密度も大きい。しかしながら、電池の出力は図3か
ら分かるように、塗布重量が少なくなるにつれて大きく
なっている。このことから、出力を大きくするために
は、集電体単位面積当たりの塗布重量を少なくするのが
良いことが分かり、1.3g/100cm2 以下とする
ことにより従来より大きな出力が得られることが分か
る。また、塗布重量が0.8gよりも少なくなると、出
力が下がり始めることが分かり、エネルギー密度等が低
下することを考えると、これより少なくするのは良くな
いことがわかる。このため、集電体単位面積当たりの塗
布重量は、0.8g/100cm2 以上とするのが良
い。
As shown in Table 3, as the weight of the battery increases, the capacity of the battery increases, and the energy density per volume of the battery increases. However, as can be seen from FIG. 3, the output of the battery increases as the application weight decreases. Therefore, in order to increase the output, that it is better to reduce the coating weight per collector unit area know, larger output than the conventional by a 1.3 g / 100 cm 2 or less can be obtained I understand. Further, it is understood that when the coating weight is less than 0.8 g, the output starts to decrease, and it is understood that it is not good to reduce the output in consideration of the decrease in the energy density and the like. For this reason, the coating weight per unit area of the current collector is preferably 0.8 g / 100 cm 2 or more.

【0041】さらに、高率放電時のWh容量維持率を比
較するために、1,5,10,16,20Cでの連続放
電を行った結果、高率放電時のWh容量維持率も、塗布
重量に対し出力と同様の相関を有していることが分か
り、塗布重量を0.8g/100cm2 以上1.3g/
100cm2 以下とするのが良いことがわかった。そし
て、このような範囲とすることによって、例えば、これ
まで5C放電時に1C放電時の80%の放電容量も確保
できなかったのが、20C放電時でも1C放電時の80
%以上の放電容量を確保することが可能となった。
Further, in order to compare the Wh capacity retention rate at the time of high rate discharge, continuous discharge was performed at 1, 5, 10, 16, and 20C. It was found that the weight had the same correlation as the output with respect to the weight, and the coating weight was 0.8 g / 100 cm 2 or more and 1.3 g /
It has been found that it is better to be 100 cm 2 or less. By setting such a range, for example, the discharge capacity of 80% of the 1C discharge at the time of the 5C discharge cannot be ensured.
% Of discharge capacity can be secured.

【0042】下記表4は、各電池の電極対向面積と1k
Hzにおける交流内部抵抗と直流内部抵抗を示す表であ
る。なお、SOCは充電状態を示し、0%は開放端子電
圧が2.75Vの状態、100%は開放端子電圧が4.
1Vの状態である。直流抵抗は、5,20,50Aの電
流で放電したときの10秒目の電圧から算出している。
また、交流インピーダンスの測定条件は、印可電圧10
mV、周波数0.001〜1000Hz、周囲温度25
℃である。
Table 4 below shows the electrode facing area and 1 k of each battery.
It is a table | surface which shows AC internal resistance and DC internal resistance in Hz. SOC indicates the state of charge, 0% indicates a state where the open terminal voltage is 2.75V, and 100% indicates a state where the open terminal voltage is 4.75V.
It is a state of 1V. The DC resistance is calculated from the voltage at the 10th second when discharging at a current of 5, 20, 50 A.
The measurement conditions of the AC impedance are as follows.
mV, frequency 0.001 to 1000 Hz, ambient temperature 25
° C.

【0043】[0043]

【表4】 [Table 4]

【0044】本実施例の電池についてのCole−Co
leプロットは、実施例1の場合と同様、実数軸との切
片の値は、塗布重量の小さい電池ほど小さくなり、半円
の直径が大きくなっていることがわかった。このこと
は、表4の交流抵抗および直流抵抗の変化と対応してお
り、塗布重量が小さくなればなるほど溶液抵抗等の固定
抵抗成分が小さくなり、一方で電極の反応面積の減少に
よる界面抵抗の増大が生じていることを示している。塗
布重量を少なくすることで出力が増大し、高率放電特性
が改善されることが分かり、一方で、塗布重量が減りす
ぎた場合に、固定抵抗成分の減少が界面抵抗の増大によ
ってうち消されてしまうために、塗布重量の低減が効果
を発揮できる境界値のあることが分かる。
Cole-Co for the battery of this embodiment
In the le plot, as in the case of Example 1, it was found that the value of the intercept with respect to the real number axis became smaller as the weight of the applied battery became smaller, and the diameter of the semicircle became larger. This corresponds to the changes in the AC resistance and the DC resistance in Table 4. The smaller the coating weight, the smaller the fixed resistance component such as the solution resistance, while the smaller the reaction area of the electrode. This indicates that an increase has occurred. It can be seen that the output is increased by reducing the coating weight and the high-rate discharge characteristics are improved.On the other hand, when the coating weight is reduced too much, the decrease in the fixed resistance component is offset by the increase in the interface resistance. Therefore, it can be seen that there is a boundary value at which the effect of reducing the application weight can be exerted.

【0045】さらに、電池の充電受入性を示す入力特性
を比較するために、完全放電(開放端子電圧が2.75
V)において25℃にて、5Aで10秒、ついで、10
Aで10秒、さらに30Aで10秒の充電を行うことに
より、電池電圧が4.2Vとなる電流値を外挿して各電
池の入力値を求めた。下記表5に、このようにして求め
られた電池G、電池C、電池Iの入力値を示す。
Further, in order to compare the input characteristics indicating the charge acceptability of the battery, the battery was completely discharged (the open terminal voltage was 2.75).
V) at 25 ° C. and 5 A for 10 seconds, then 10
By charging for 10 seconds at A and further for 10 seconds at 30 A, the input value of each battery was determined by extrapolating the current value at which the battery voltage was 4.2 V. Table 5 below shows the input values of Battery G, Battery C, and Battery I obtained in this manner.

【0046】[0046]

【表5】 [Table 5]

【0047】表5から分かるように、負極材料に人造黒
鉛を用いた電池Iにおいては、電極対向面積が同じで負
極材料にハードカーボンやソフトカーボンを使用した電
池G、Cよりも小さい入力値を示していることが分か
る。これは、結晶構造がそろった人造黒鉛よりも、結晶
構造の乱れたハードカーボン等の非黒鉛系の炭素材料の
方がリチウムイオンを吸蔵する部位が多いために、大電
流で充電を行った際にも、速やかにリチウムイオンが炭
素の結晶構造中に吸蔵されることに起因しており、本発
明の電池において、さらに充電受入特性を向上させる場
合には、非黒鉛系の炭素材料を用いるのがよいことを示
している。
As can be seen from Table 5, in battery I using artificial graphite as the negative electrode material, input values smaller than those of batteries G and C using the same electrode facing area and using hard carbon or soft carbon as the negative electrode material were obtained. It turns out that it shows. This is because non-graphitic carbon materials such as hard carbon with a disordered crystal structure have more sites to absorb lithium ions than artificial graphite with a uniform crystal structure, so when charged with a large current. In addition, because the lithium ions are quickly absorbed into the crystal structure of carbon, in the battery of the present invention, in order to further improve the charge receiving characteristics, a non-graphite-based carbon material is used. Is good.

【0048】さらに、電池の高温でのサイクル寿命特性
を比較するために、電池温度を45℃とし、1CA、
4.1Vでの定電流・定電圧充電を3時間行い、この
後、1CAの定電流で端子電圧が2.75Vになるまで
放電を行い、これを1サイクルとして、電池G、電池
C、電池Iについてサイクル数と容量保持率の関係を調
べた。この結果を図4に示す。
Further, in order to compare the cycle life characteristics of the battery at a high temperature, the battery temperature was set to 45 ° C., and 1CA,
The battery is charged at a constant current and a constant voltage of 4.1 V for 3 hours, and then discharged at a constant current of 1 CA until the terminal voltage becomes 2.75 V. For I, the relationship between the number of cycles and the capacity retention was examined. The result is shown in FIG.

【0049】図4に示される結果から、高温でのサイク
ル寿命特性は、ハードカーボンを用いた電池が最も良
く、次いで、黒鉛を用いた電池、ソフトカーボンを用い
た電池となっているのが分かる。このことから、本発明
の電池において、負極活物質をハードカーボンとするこ
とにより、充電受入性が良好で、かつ、高温でのサイク
ル寿命特性に優れた電池を作製することが可能であるこ
とが分かる。
From the results shown in FIG. 4, it can be seen that the battery using hard carbon has the best cycle life characteristics at high temperature, followed by the battery using graphite and the battery using soft carbon. . Thus, in the battery of the present invention, by using hard carbon as the negative electrode active material, it is possible to produce a battery having good charge acceptability and excellent cycle life characteristics at high temperatures. I understand.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明の電池によれば、出力が大きく高
率放電特性に優れた電池を実用化する事ができる。ま
た、負極にハードカーボンを用いることにより、入力特
性、高温でのサイクル特性に優れた電池を実用化するこ
とができる。
According to the battery of the present invention, a battery having a large output and excellent high-rate discharge characteristics can be put to practical use. In addition, by using hard carbon for the negative electrode, a battery having excellent input characteristics and high-temperature cycle characteristics can be put to practical use.

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

【図1】 電池の出力値と正極の活物質合剤塗布重量と
の関係を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the output value of a battery and the active material mixture application weight of a positive electrode.

【図2】 電池CのCole−Coleプロットを示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing a Cole-Cole plot of a battery C.

【図3】 電池の出力値と正極の活物質合剤塗布重量と
の関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an output value of a battery and a weight of an active material mixture applied to a positive electrode.

【図4】 サイクル数と容量保持率の関係を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the number of cycles and the capacity retention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H029 AJ02 AJ05 AK03 AL06 AL07 AM01 AM03 AM07 BJ02 HJ01 HJ13 5H050 AA02 BA17 CA09 CB07 DA04 GA22 HA01 HA12 HA13  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H029 AJ02 AJ05 AK03 AL06 AL07 AM01 AM03 AM07 BJ02 HJ01 HJ13 5H050 AA02 BA17 CA09 CB07 DA04 GA22 HA01 HA12 HA13

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マンガン酸リチウムを正極活物質とし、
該正極活物質を含んでなる正極活物質合剤の集電体片面
における塗布重量が0.8g/100cm2以上1.3
g/100cm2 以下となっていることを特徴とする非
水電解質二次電池。
Claims: 1. A lithium manganate is used as a positive electrode active material,
The coating weight of the positive electrode active material mixture containing the positive electrode active material on one surface of the current collector is 0.8 g / 100 cm 2 or more and 1.3.
g / 100 cm 2 or less.
【請求項2】 負極活物質として、非黒鉛系炭素材料が
用いられていることを特徴とする請求項1記載の非水電
解質二次電池。
2. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein a non-graphite carbon material is used as the negative electrode active material.
【請求項3】 上記非黒鉛系炭素材料が、X線回折法に
より得られるC軸方向の面間隔d002 値が、0.36n
m以上0.40nm以下である難黒鉛化炭素であること
を特徴とする請求項2記載の非水電解質二次電池。
3. The non-graphite carbon material has a C-axis plane spacing d 002 value of 0.36 n obtained by an X-ray diffraction method.
3. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 2, wherein the non-aqueous electrolyte secondary battery is a non-graphitizable carbon having a diameter of not less than m and not more than 0.40 nm.
JP2000304763A 1999-10-04 2000-10-04 Nonaqueous electrolyte secondary battery Pending JP2001176499A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000304763A JP2001176499A (en) 1999-10-04 2000-10-04 Nonaqueous electrolyte secondary battery

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28285899 1999-10-04
JP11-282858 1999-10-04
JP2000304763A JP2001176499A (en) 1999-10-04 2000-10-04 Nonaqueous electrolyte secondary battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001176499A true JP2001176499A (en) 2001-06-29

Family

ID=26554805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000304763A Pending JP2001176499A (en) 1999-10-04 2000-10-04 Nonaqueous electrolyte secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001176499A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002151157A (en) * 2000-11-13 2002-05-24 Japan Storage Battery Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2006079859A (en) * 2004-09-07 2006-03-23 Nissan Motor Co Ltd Anode plate for secondary battery, secondary battery using the anode, and manufacturing method of the anode plate for secondary battery
JP2006252834A (en) * 2005-03-09 2006-09-21 Hitachi Vehicle Energy Ltd Lithium secondary battery
JP2007103065A (en) * 2005-09-30 2007-04-19 Dainippon Printing Co Ltd Electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery, and evaluation method
KR100709840B1 (en) 2005-08-17 2007-04-23 삼성에스디아이 주식회사 Lithium rechargeable battery and Hybrid cell using the same
JP2010135190A (en) * 2008-12-05 2010-06-17 Hitachi Vehicle Energy Ltd Lithium ion secondary battery

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002151157A (en) * 2000-11-13 2002-05-24 Japan Storage Battery Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2006079859A (en) * 2004-09-07 2006-03-23 Nissan Motor Co Ltd Anode plate for secondary battery, secondary battery using the anode, and manufacturing method of the anode plate for secondary battery
JP2006252834A (en) * 2005-03-09 2006-09-21 Hitachi Vehicle Energy Ltd Lithium secondary battery
JP4688527B2 (en) * 2005-03-09 2011-05-25 日立ビークルエナジー株式会社 Lithium secondary battery
KR100709840B1 (en) 2005-08-17 2007-04-23 삼성에스디아이 주식회사 Lithium rechargeable battery and Hybrid cell using the same
JP2007103065A (en) * 2005-09-30 2007-04-19 Dainippon Printing Co Ltd Electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery, and evaluation method
JP2010135190A (en) * 2008-12-05 2010-06-17 Hitachi Vehicle Energy Ltd Lithium ion secondary battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5716093B2 (en) Positive electrode active material for lithium ion capacitor and method for producing the same
US20070111102A1 (en) Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary batteries, non-aqueous electrolyte secondary battery having the electrode, and method for producing negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary batteries
US20090004566A1 (en) Negative Electrode for Non-Aqueous Electrolyte Secondary Batteries, and Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery Having the Same
JP5590424B2 (en) Lithium ion secondary battery
WO2013080379A1 (en) Lithium secondary battery and method for manufacturing same
WO2020111201A1 (en) Lithium ion secondary battery positive electrode composition, lithium ion secondary battery positive electrode, and lithium ion secondary battery
JP2009026514A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2009200043A (en) Battery
JP2003217667A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
KR102358446B1 (en) Negative electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary battery comprising the same
JP2012084426A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2019175657A (en) Lithium ion secondary battery
JP2010272380A (en) Negative electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary battery using the same
CN113574702A (en) Negative electrode active material for secondary battery, method for producing same, negative electrode for secondary battery comprising same, and lithium secondary battery
JP2010225366A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
KR102244194B1 (en) Anode Active Maeterial including Graphene-Silicon Composite, Manufacturing method of the Same and Lithium Secondary Battery Comprising the Same
JP2023538082A (en) Negative electrode and secondary battery containing the same
JP2004234977A (en) Positive electrode material for lithium secondary battery, manufacturing method of same, and lithium secondary battery using same
JP2008305688A (en) Negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery using the negative electrode
JP2002151157A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP5234373B2 (en) Lithium ion secondary battery
JP2000173666A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP4120439B2 (en) Lithium ion secondary battery
JP2001176499A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2019169346A (en) Lithium ion secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20051213

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20060119