JP2001266893A - Non-aqueous electrolytic solution secondary battery - Google Patents

Non-aqueous electrolytic solution secondary battery

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JP2001266893A
JP2001266893A JP2000082943A JP2000082943A JP2001266893A JP 2001266893 A JP2001266893 A JP 2001266893A JP 2000082943 A JP2000082943 A JP 2000082943A JP 2000082943 A JP2000082943 A JP 2000082943A JP 2001266893 A JP2001266893 A JP 2001266893A
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lithium
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aqueous electrolyte
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正樹 長谷川
Junichi Yamaura
純一 山浦
Yoji Sakurai
庸司 櫻井
So Arai
創 荒井
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a decomposition on a lithium containing compound nitride of non-aqueous electrolytic solution or the like at a high temperature storage, and prevent the generation of gas and the reduction of battery capacity by self-discharge in a battery which uses lithium containing composite nitride for a negative electrode. SOLUTION: This is equipped with a positive electrode, negative electrode and nonaqueous electrolytic solution, and the negative electrode which is composed of lithium containing compound nitride expressed in a general formula Lix, Mv, N (M: transition metal, 0<=x<=3, 0.1<=y<=0.8), and, is configured from particulate materials having a phase that contains Li2CO3 in a surface layer part or a phase in which the content of M is smaller than that of inside in the surface layer part.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は負極材料にリチウム
含有複合窒化物を用いる非水電解質二次電池に関する。
The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery using a lithium-containing composite nitride as a negative electrode material.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、正極にコバルト酸リチウム、負極
に炭素材料を用いたリチウムイオン電池がポータブル機
器の電源として広く用いられている。これらの電池は、
電子機器の小型、軽量化に伴い、さらに高エネルギー密
度化が望まれている。そこで、電池の高容量化を図るた
め、リチウム含有複合窒化物を非水電解質二次電池等の
電気化学素子の電極材料として用いることが特開平7−
78609号公報で提案されている。このリチウム含有
複合窒化物は、その作動電極電位がLi電位基準で約0
〜2Vにあり、負極材料としての利用も考えられてい
る。リチウム含有複合窒化物を負極として用いた場合の
可逆容量は極めて大きく、高エネルギー密度の電池が実
現できる。
2. Description of the Related Art In recent years, lithium ion batteries using lithium cobalt oxide for a positive electrode and a carbon material for a negative electrode have been widely used as power supplies for portable equipment. These batteries are
As electronic devices become smaller and lighter, higher energy densities are desired. Therefore, in order to increase the capacity of a battery, it has been proposed to use a lithium-containing composite nitride as an electrode material for an electrochemical element such as a non-aqueous electrolyte secondary battery.
78609. This lithium-containing composite nitride has an operating electrode potential of about 0 with respect to the Li potential.
22 V, and its use as a negative electrode material is also considered. When the lithium-containing composite nitride is used as the negative electrode, the reversible capacity is extremely large, and a battery with a high energy density can be realized.

【0003】なかでも一般式LixyNで表されるリチ
ウム含有複合窒化物であって、Mにコバルトを用い、y
=0.4とした組成の材料では、700〜800mAh
/gの可逆容量が得られる。なお、前記式中、x値は、
活物質中のLiの含有量を示し、充放電で変化する変数
である。この値は、通常のリチウムイオン電池の負極材
料として用いられる炭素材料の理論容量(約370mA
h/g)に比べて非常に大きい。したがって、リチウム
含有複合窒化物を用いると、電池容量を飛躍的に向上さ
せることができ、エネルギー密度の極めて大きなリチウ
ム二次電池を得ることができる。
[0003] Among them, a lithium-containing composite nitride represented by the general formula Li x M y N, wherein cobalt is used for M and y
= 0.4 to 700 mAh for a material with a composition of 0.4
/ G of reversible capacity. In the above equation, the value x is
Indicates the content of Li in the active material, and is a variable that changes with charging and discharging. This value is the theoretical capacity (about 370 mA) of a carbon material used as a negative electrode material of a normal lithium ion battery.
h / g). Therefore, when a lithium-containing composite nitride is used, the battery capacity can be dramatically improved, and a lithium secondary battery with extremely high energy density can be obtained.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】リチウム含有複合窒化
物を負極に用いた電池の容量は、炭素材料を用いた電池
に比べて極めて大きくなるが、高温で保存した場合に、
自己放電による容量低下やガス発生による電池の膨れが
見られるという問題がある。本発明は、これらの問題を
解決し、保存特性に優れ、簡便に得られ、製造コストの
安い非水電解質二次電池を提供することを目的とする。
The capacity of a battery using a lithium-containing composite nitride as a negative electrode is much larger than that of a battery using a carbon material.
There is a problem that the capacity is reduced due to self-discharge and the battery is swollen due to gas generation. An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery which solves these problems, has excellent storage characteristics, is easily obtained, and has a low production cost.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、正極、負極お
よび非水電解質を具備し、前記負極が、一般式Lixy
N(M:遷移金属、0≦x≦3、0.1≦y≦0.8)
で表されるリチウム含有複合窒化物からなり、かつ、表
層部にLi2CO3を含む相を有する粒子状材料からなる
ことを特徴とする非水電解質二次電池に関する。前記粒
子状材料を用いることにより、非水電解質二次電池の保
存特性を向上させることができる。前記Li2CO3を含
む相は、粒子状材料の表面から深さ30nmまでの領域
に存在することが好ましい。また、前記粒子状材料にお
けるLi2CO3の含有量は、0.01〜20重量%であ
ることが好ましい。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises a positive electrode, a negative electrode and a nonaqueous electrolyte, wherein the negative electrode has the general formula Li x M y
N (M: transition metal, 0 ≦ x ≦ 3, 0.1 ≦ y ≦ 0.8)
And a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a particulate material having a phase containing Li 2 CO 3 in a surface portion thereof. By using the particulate material, the storage characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be improved. The phase containing Li 2 CO 3 is preferably present in a region from the surface of the particulate material to a depth of 30 nm. The content of Li 2 CO 3 in the particulate material is preferably 0.01 to 20% by weight.

【0006】本発明は、さらに、正極、負極および非水
電解質を具備し、前記負極が、一般式LixyN(M:
遷移元素、0≦x≦3、0.1≦y≦0.8)で表され
るリチウム含有複合窒化物からなり、かつ、表層部に内
部よりもMの含有量が少ない相を有する粒子状材料から
なることを特徴とする非水電解質二次電池に関する。前
記粒子状材料を用いても、非水電解質二次電池の保存特
性を向上させることができる。
[0006] The present invention further includes a positive electrode, a negative electrode and a nonaqueous electrolyte, wherein the negative electrode has the general formula Li x M y N (M:
A transition element, composed of a lithium-containing composite nitride represented by 0 ≦ x ≦ 3, 0.1 ≦ y ≦ 0.8), and having a phase in which the amount of M is smaller than that of the inside in the surface layer portion The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a material. Even when the particulate material is used, the storage characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery can be improved.

【0007】前記粒子状材料のうち、前記一般式中のM
が元素番号21のSc〜元素番号30のZnまでの元素
であるものにおいては、例えばXPS分析において、粒
子の最表面を測定したときのMの2pスペクトルに基づ
くピーク強度(Ia)と、粒子をアルゴンイオン照射に
よりエッチングして表面から深さ50nmの内部を測定
したときのMの2pスペクトルに基づくピーク強度(I
50)とが、Ia<I50の関係を有するものが挙げられ
る。また、粒子の最表面を測定したときのMの2pスペ
クトルに基づくピーク強度(Ia)と、粒子をアルゴン
イオン照射によりエッチングして表面から深さ50nm
の内部を測定したときのMの2pスペクトルに基づくピ
ーク強度(I50)とが、(Ia)/(I50)≦0.3の
関係を有することが好ましい。
[0007] Of the particulate materials, M in the above general formula
Is an element from Sc of element number 21 to Zn of element number 30, for example, in XPS analysis, the peak intensity (I a ) based on the 2p spectrum of M when the outermost surface of the particle is measured, and the particle Was etched by argon ion irradiation, and the peak intensity (I based on the 2p spectrum of M when the inside of a depth of 50 nm was measured from the surface was measured.
50 ) have a relationship of I a <I 50 . The peak intensity (I a ) based on the 2p spectrum of M when measuring the outermost surface of the particle, and the depth of 50 nm from the surface by etching the particle by irradiating with argon ions.
Preferably has a relationship of (I a ) / (I 50 ) ≦ 0.3 with the peak intensity (I 50 ) based on the 2p spectrum of M when the inside of the sample is measured.

【0008】前記一般式中、Mは、それぞれコバルト、
鉄、マンガン、銅およびニッケルよりなる群から選択さ
れた少なくとも1種であることが好ましい。
In the above general formula, M is cobalt,
It is preferably at least one selected from the group consisting of iron, manganese, copper and nickel.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明の非水電解質二次電池に用
いられる負極は、一般式LixyN(M:遷移金属、0
≦x≦3、0.1≦y≦0.8)で表されるリチウム含
有複合窒化物からなる粒子状材料から構成されている。
The negative electrode used in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the embodiment of the present invention have the general formula Li x M y N (M: transition metal, 0
.Ltoreq.x.ltoreq.3, and 0.1.ltoreq.y.ltoreq.0.8).

【0010】前記一般式中、遷移金属Mには、元素番号
21のScから元素番号30のZn、元素番号39のY
から元素番号48のCdおよび元素番号57のLaから
元素番号80のHgが含まれる。遷移金属Mは、コバル
ト、鉄、マンガン、銅およびニッケルよりなる群から選
択された少なくとも1種であることが好ましく、なかで
もコバルトが特に好ましい。これらの遷移金属を用いる
のは、高容量の電極材料を得ることができるからであ
る。
In the above general formula, the transition metal M includes, from Sc of element number 21 to Zn of element number 30 and Y of element number 39.
To Cd of element number 48 and Hg of element number 80 to La from element number 57. The transition metal M is preferably at least one selected from the group consisting of cobalt, iron, manganese, copper and nickel, with cobalt being particularly preferred. These transition metals are used because a high-capacity electrode material can be obtained.

【0011】前記リチウム含有複合窒化物粉末は、例え
ば出発物質であるLi3Nの粉末と、置換種である遷移
金属の粉末とを所定量混合し、高純度の窒素雰囲気中で
焼成する方法により得ることができる。
The lithium-containing composite nitride powder is prepared by, for example, mixing a predetermined amount of a starting material, Li 3 N powder, and a transition metal powder, which is a substitute species, and firing the mixture in a high-purity nitrogen atmosphere. Obtainable.

【0012】前記粒子状材料は、表層部にLi2CO3
含む相を有するものである。すなわち、前記粒子状材料
は、Li2CO3を含む相が前記リチウム含有複合窒化物
粒子の表層部に形成されたものであり、その表層部が保
護膜層としての機能を有している。このような構造にす
ることで、高温保存時のガス発生の原因と考えられるリ
チウム含有複合窒化物と有機電解液との反応を抑制する
ことが可能となる。これは、Li2CO3が有機電解液お
よびリチウム含有複合窒化物と全く反応しない極めて安
定な物質であり、表面保護膜層の成分として効果的だか
らである。Li 2CO3を含む相からなる保護膜層は、安
定性の高いLi2CO3が主成分であればよく、他にLi
2O、LiOH等が含まれていてもよい。さらに、その
構造は、結晶質および非晶質のいずれでもかまわない。
The above-mentioned particulate material has Li on its surface layer.TwoCOThreeTo
It has a phase containing. That is, the particulate material
Is LiTwoCOThreeWherein the phase containing
It is formed on the surface layer of the particles, and the surface layer is
It has a function as a protective film layer. Such a structure
Can cause gas generation during high-temperature storage.
Suppresses the reaction between titanium-containing composite nitride and organic electrolyte
It becomes possible. This is LiTwoCOThreeIs the organic electrolyte
And very low reaction with lithium-containing composite nitride
Is it a stable substance and effective as a component of the surface protective film layer?
It is. Li TwoCOThreeProtective layer consisting of a phase containing
High qualitative LiTwoCOThreeIs the main component, and Li
TwoO, LiOH and the like may be contained. In addition,
The structure may be either crystalline or amorphous.

【0013】本発明の効果を得るためには、リチウム含
有複合窒化物粒子表面の30%以上、さらには50%以
上の面積がLi2CO3を含む相で覆われていることが好
ましい。さらに望ましくは、前記粒子表面の全体にLi
2CO3を含む相を形成することが好ましい。ここで、L
2CO3を含む相で覆われている面積は、電子顕微鏡、
電子線回折などを用いて求められる。
In order to obtain the effect of the present invention, it is preferable that at least 30%, more preferably at least 50%, of the surface of the lithium-containing composite nitride particles is covered with a phase containing Li 2 CO 3 . More preferably, Li is applied to the entire surface of the particles.
It is preferred to form a phase containing 2 CO 3 . Where L
The area covered with the phase containing i 2 CO 3 was determined by electron microscopy,
It is determined using electron beam diffraction or the like.

【0014】前記Li2CO3を含む相は、粒子状材料の
表面から深さ30nmまでの領域に存在することが好ま
しい。すなわち、Li2CO3はリチウム含有複合窒化物
粒子の表面から30nmの深さの範囲に存在しているこ
とが望ましい。表面から30nmを超える深さにLi2
CO3が多く存在すると、充放電できない部分が増加
し、電池特性が低下する傾向がある。一方、表面から深
さ30nmまでの領域にLi2CO3が存在しても、電池
の充放電特性に影響を与えることがなく、保存特性を向
上させることが可能となる。ここで、Li2CO3が表面
からどのくらいの深さにまで存在しているかを調べる方
法としては、XPSによる分析が望ましい。
The phase containing Li 2 CO 3 is preferably present in a region from the surface of the particulate material to a depth of 30 nm. That is, it is desirable that Li 2 CO 3 be present at a depth of 30 nm from the surface of the lithium-containing composite nitride particles. Li 2 to a depth exceeding 30 nm from the surface
If there is a large amount of CO 3, the portion that cannot be charged or discharged increases, and battery characteristics tend to decrease. On the other hand, even when Li 2 CO 3 is present in a region from the surface to a depth of 30 nm, the storage characteristics can be improved without affecting the charge / discharge characteristics of the battery. Here, as a method of examining how deep Li 2 CO 3 exists from the surface, analysis by XPS is preferable.

【0015】前記粒子状材料におけるLi2CO3の含有
量は、0.01〜20重量%であることが好ましい。L
2CO3の含有量が0.01重量%未満になると、本発
明の効果が得られず、20重量%を超えると、電池容量
が減少するからである。ここで、Li2CO3の重量割合
は、熱分析による重量減少や、化学分析による炭酸根の
定量等の分析により求められる。
The content of Li 2 CO 3 in the particulate material is preferably 0.01 to 20% by weight. L
If the content of i 2 CO 3 is less than 0.01% by weight, the effect of the present invention cannot be obtained. If the content exceeds 20% by weight, the battery capacity decreases. Here, the weight ratio of Li 2 CO 3 can be determined by analysis such as weight reduction by thermal analysis or quantification of carbonate by chemical analysis.

【0016】前記粒子状材料の平均粒径(50%粒径:
重量分布でちょうど粗粒と細粒とを50%ずつに分割す
る粒径)は、1〜50μm、さらには2〜30μmであ
ることが好ましい。ここで、前記平均粒径は、レーザー
回折式粒度分布測定装置による測定により求められる。
The average particle size of the particulate material (50% particle size:
In the weight distribution, the particle size that just divides coarse particles and fine particles into 50% each) is preferably 1 to 50 μm, more preferably 2 to 30 μm. Here, the average particle size is determined by measurement using a laser diffraction type particle size distribution analyzer.

【0017】本発明の非水電解質二次電池に用いられる
別の負極も、一般式LixyN(M:遷移金属、0≦x
≦3、0.1≦y≦0.8)で表されるリチウム含有複
合窒化物からなる粒子状材料から構成されている。そし
て、前記粒子状材料は、表層部に内部よりもMの含有量
が少ない相を有するものである。リチウム含有複合窒化
物粒子の表層部の遷移金属含有量を、内部の遷移金属含
有量よりも低くすることにより、電解液、結着剤等の有
機物を分解する活性点が少なくなり、粒子表面での電解
液等の分解を抑制することができるからである。なお、
リチウム含有複合窒化物を負極材料として用いた非水電
解質二次電池における高温時の劣化反応機構の解明は不
充分であるが、リチウム含有複合窒化物に固溶させた遷
移金属が、有機物を分解する活性点になっていると考え
られる。
[0017] Another negative electrode used in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention also, the general formula Li x M y N (M: transition metal, 0 ≦ x
.Ltoreq.3, 0.1.ltoreq.y.ltoreq.0.8). And, the particulate material has a phase in which the content of M is smaller in the surface layer portion than in the inside. By making the transition metal content of the surface layer portion of the lithium-containing composite nitride particles lower than the internal transition metal content, the number of active sites for decomposing organic substances such as an electrolyte solution and a binder decreases, and the particle surface has This is because the decomposition of the electrolytic solution or the like can be suppressed. In addition,
The elucidation of the degradation reaction mechanism at high temperatures in non-aqueous electrolyte secondary batteries using lithium-containing composite nitride as the anode material is insufficient, but the transition metal dissolved in the lithium-containing composite nitride decomposes organic matter. It is considered that this is the active point.

【0018】表層部の遷移金属含有量が内部より少ない
リチウム含有複合窒化物からなる粒子状材料は、例え
ば、前記のようにリチウム含有複合窒化物粒子の表層部
にLi 2CO3の保護膜層を形成すれば得ることができる
が、この方法には限られない。他の様々な表面処理によ
り、粒子の表層部をLi2O、LiOH、Li3N等の単
独または混合相に改質してもよい。また、別の表面処理
により、遷移金属含有量が少ないかまたは遷移金属を全
く含まない単相または混合相を粒子に被覆してもよい。
さらに、粒子表面から内部に向かうに従って遷移金属の
量が増加するような遷移金属濃度に傾斜のある粒子に改
質してもよい。
The transition metal content in the surface layer is smaller than that in the interior
For example, particulate materials composed of lithium-containing composite nitrides
For example, as described above, the surface portion of the lithium-containing composite nitride particles
To Li TwoCOThreeCan be obtained by forming a protective film layer of
However, it is not limited to this method. Various other surface treatments
The surface layer of the particles is LiTwoO, LiOH, LiThreeSimple such as N
It may be modified to a single or mixed phase. Also, another surface treatment
Low transition metal content or total transition metal
The particles may be coated with a single phase or a mixed phase that does not contain much.
In addition, the transition metal
Change to particles with a gradient in transition metal concentration so that the amount increases
May be quality.

【0019】前記粒子状材料としては、例えば、前記一
般式中のMが元素番号21のScから元素番号30のZ
nまでの元素のものであって、XPS分析において、粒
子の最表面を測定したときのMの2pスペクトルに基づ
くピーク強度(Ia)と、粒子の内部を測定したときの
Mの2pスペクトルに基づくピーク強度(Ib)とが、
a<Ibの関係を有するもの、さらには粒子の最表面を
測定したときのMの2pスペクトルに基づくピーク強度
(Ia)と、粒子をアルゴンイオン照射によりエッチン
グして表面から深さ50nmの内部を測定したときのM
の2pスペクトルに基づくピーク強度(I50)とが、I
a<I50の関係を有するものが挙げられる。I50は、例
えば加速電圧500V、角度90度、イオン電流密度3
2μA/cm2、エッチングレート約10Å/min
(SiO2換算)の条件でアルゴンイオンによるエッチ
ングを50分間行い、表層部を50nm除去した後の粒
子内部を測定したときの遷移金属Mの2pスペクトルに
基づくピーク強度を用いればよい。
As the particulate material, for example, in the above general formula, M is from element number 21 Sc to element number 30 Z
n, and in the XPS analysis, the peak intensity (I a ) based on the M 2p spectrum when the outermost surface of the particle is measured and the M 2p spectrum when the inside of the particle is measured. And the peak intensity (I b ) based on
I a <those having a relationship of I b, more M between the peak intensity based on 2p spectrum (I a), the depth 50nm from the surface of the particles were etched by argon ion irradiation when measuring the top surface of the particle M when measuring the inside of
And the peak intensity (I 50 ) based on the 2p spectrum of
a <I 50 . I 50 is, for example, an acceleration voltage of 500 V, an angle of 90 degrees, and an ion current density of 3
2 μA / cm 2 , etching rate about 10 ° / min
Etching with argon ions is performed for 50 minutes under the conditions of (SiO 2 conversion), and the peak intensity based on the 2p spectrum of the transition metal M when measuring the inside of the particle after removing the surface layer by 50 nm may be used.

【0020】前記XPS分析において、例えばMがコバ
ルトのときは810〜770eV、鉄のときは740〜
700eV、マンガンのときは662〜631eV、銅
のときは975〜925eV、ニッケルのときは888
〜848eVの範囲内にそれぞれ現れる2pスペクトル
のピーク強度を比較すればよい。
In the XPS analysis, for example, when M is cobalt, it is 810-770 eV, and when M is iron, it is 740-770 eV.
700 eV, 662 to 631 eV for manganese, 975 to 925 eV for copper, 888 for nickel
What is necessary is just to compare the peak intensities of the 2p spectra appearing within the range of 8848 eV.

【0021】表層部の遷移金属含有量が内部よりも少な
ければ本発明の効果は得られるが、なかでも前記一般式
中のMが元素番号21のScから元素番号30のZnま
での元素のものであって、粒子の最表面を測定したとき
のMの2pスペクトルに基づくピーク強度(Ia)と、
粒子をアルゴンイオン照射によりエッチングして表面か
ら深さ50nmの内部を測定したときのMの2pスペク
トルに基づくピーク強度(I50)とが、(Ia)/(I
50)≦0.3の関係を有することが好ましい。
The effect of the present invention can be obtained if the transition metal content of the surface layer is smaller than that of the inside. Among them, M in the above general formula is an element from Sc of element number 21 to Zn of element number 30. And a peak intensity (I a ) based on a 2p spectrum of M when measuring the outermost surface of the particle;
The peak intensity (I 50 ) based on the 2p spectrum of M when the particles were etched by irradiation with argon ions and the inside at a depth of 50 nm from the surface was measured was (I a ) / (I a ).
50 ) It is preferable to have a relationship of ≦ 0.3.

【0022】本発明の非水電解質二次電池に用いられる
正極および負極は、例えばリチウムイオンを電気化学的
かつ可逆的に挿入・放出できる正極材料や負極材料、導
電剤、結着剤等を含む電極合剤を集電体の表面に塗着し
て作製することができる。ここで、前記負極材料として
は、前記粒子状材料を使用する。
The positive electrode and the negative electrode used in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention include, for example, a positive electrode material and a negative electrode material capable of electrochemically and reversibly inserting and releasing lithium ions, a conductive agent, a binder and the like. It can be produced by applying an electrode mixture to the surface of the current collector. Here, the particulate material is used as the negative electrode material.

【0023】本発明に用いられる負極用導電剤は、電子
伝導性材料であれば何でもよい。例えば、天然黒鉛(鱗
片状黒鉛など)、人造黒鉛、膨張黒鉛などのグラファイ
ト類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャ
ンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラッ
ク、サーマルブラック等のカーボンブラック類、炭素繊
維、金属繊維などの導電性繊維類、銅、ニッケル等の金
属粉末類、ポリフェニレン誘導体などの有機導電性材料
などを、単独でまたはこれらの混合物として用いること
ができる。これらのうちでは、人造黒鉛、アセチレンブ
ラック、炭素繊維が特に好ましい。
The conductive agent for a negative electrode used in the present invention may be any material as long as it is an electron conductive material. For example, graphites such as natural graphite (flaky graphite, etc.), artificial graphite, expanded graphite, carbon blacks such as acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, thermal black, carbon fibers, metal fibers Conductive fibers such as copper, nickel and the like, and organic conductive materials such as a polyphenylene derivative can be used alone or as a mixture thereof. Among them, artificial graphite, acetylene black and carbon fiber are particularly preferred.

【0024】前記負極導電剤の添加量は、特に限定され
ないが、負極材料に対して1〜50重量%、さらには1
〜30重量%が好ましい。また、本発明に係る前記粒子
状材料は、それ自身が電子伝導性を有するため、導電剤
を添加しなくても電極として機能させることが可能であ
る。
The amount of the negative electrode conductive agent is not particularly limited, but is 1 to 50% by weight, and more preferably 1 to 50% by weight, based on the negative electrode material.
~ 30% by weight is preferred. Further, since the particulate material according to the present invention itself has electronic conductivity, it can function as an electrode without adding a conductive agent.

【0025】本発明に用いられる負極用結着剤として
は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれを用いてもよ
い。本発明に好ましい結着剤としては、例えばポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、
ポリフッ化ビニリデン、スチレンブタジエンゴム、テト
ラフルオロエチレン−ヘキサフルオロエチレン共重合
体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレ
ン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロア
ルキルビニルエーテル共重合体、フッ化ビニリデン−ヘ
キサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−
クロロトリフルオロエチレン共重合体、エチレン−テト
ラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロ
エチレン、フッ化ビニリデン−ペンタフルオロプロピレ
ン共重合体、プロピレン−テトラフルオロエチレン共重
合体、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合
体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テ
トラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−パ
ーフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチ
レン共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体またはそ
の(Na+)イオン架橋体、エチレン−メタクリル酸共
重合体またはその(Na+)イオン架橋体、エチレン−
アクリル酸メチル共重合体またはその(Na+)イオン
架橋体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体または
その(Na+)イオン架橋体を挙げることができる。こ
れらは単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いて
もよい。これらのうちでは、スチレンブタジエンゴム、
ポリフッ化ビニリデン、エチレン−アクリル酸共重合体
またはその(Na+)イオン架橋体、エチレン−メタク
リル酸共重合体またはその(Na+)イオン架橋体、エ
チレン−アクリル酸メチル共重合体またはその(N
+)イオン架橋体、エチレン−メタクリル酸メチル共
重合体またはその(Na+)イオン架橋体が好ましい。
As the binder for the negative electrode used in the present invention, either a thermoplastic resin or a thermosetting resin may be used. Preferred binders in the present invention, for example, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene,
Polyvinylidene fluoride, styrene butadiene rubber, tetrafluoroethylene-hexafluoroethylene copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer Polymer, vinylidene fluoride
Chlorotrifluoroethylene copolymer, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, polychlorotrifluoroethylene, vinylidene fluoride-pentafluoropropylene copolymer, propylene-tetrafluoroethylene copolymer, ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer Polymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-perfluoromethylvinyl ether-tetrafluoroethylene copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer or its (Na + ) ion crosslinked product , An ethylene-methacrylic acid copolymer or its (Na + ) ion crosslinked product, ethylene-
Examples thereof include a methyl acrylate copolymer or a (Na + ) ion crosslinked product thereof, and an ethylene-methyl methacrylate copolymer or a (Na + ) ion crosslinked product thereof. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, styrene butadiene rubber,
Polyvinylidene fluoride, ethylene-acrylic acid copolymer or its (Na + ) ion crosslinked product, ethylene-methacrylic acid copolymer or its (Na + ) ion crosslinked product, ethylene-methyl acrylate copolymer or its (N
a + ) ion crosslinked product, ethylene-methyl methacrylate copolymer or its (Na + ) ion crosslinked product is preferred.

【0026】本発明に用いられる負極用集電体として
は、構成された電池において化学変化を起こさない電子
伝導体であれば何でもよい。集電体の材料としては、例
えばステンレス鋼、ニッケル、銅、チタン、炭素、導電
性樹脂、銅やステンレス鋼の表面をカーボン、ニッケ
ル、チタン等で処理したものなどが用いられる。これら
のうちでは、特に銅または銅合金が好ましい。また、こ
れらの材料の表面を酸化して用いてもよく、表面処理に
より集電体表面に凹凸を付けてもよい。集電体の形態と
しては、例えばフォイル、フィルム、シート、ネット、
パンチングされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊
維群の成形体などが挙げられる。集電体の厚さは、特に
限定されないが、1〜500μmのものが用いられる。
As the current collector for the negative electrode used in the present invention, any collector may be used as long as it does not cause a chemical change in the constructed battery. As the material of the current collector, for example, stainless steel, nickel, copper, titanium, carbon, conductive resin, or a material obtained by treating the surface of copper or stainless steel with carbon, nickel, titanium, or the like is used. Among these, copper or a copper alloy is particularly preferable. Further, the surfaces of these materials may be oxidized and used, or the surface of the current collector may be made uneven by surface treatment. As a form of the current collector, for example, a foil, a film, a sheet, a net,
Punched materials, lath bodies, porous bodies, foams, molded articles of a fiber group, and the like can be given. The thickness of the current collector is not particularly limited, but a thickness of 1 to 500 μm is used.

【0027】本発明に用いられる正極材料には、一般的
なリチウム含有遷移金属酸化物を用いることができ、例
えばLipCoO2、LipNiO2、LipMnO2、Li
pCoqNi1-q2、LipCoq1-qr、LipNi1-q
qr、LipMn24、LipMn2-qq4(ただ
し、MはNa、Mg、Sc、Y、Mn、Fe、Co、N
i、Cu、Zn、Al、Cr、Pb、SbまたはB、0
≦p≦1.2、0≦q≦0.9、2≦z≦2.3)があ
げられる。ここで、前記p値は、充放電開始前の値であ
り、充放電により増減する。ただし、遷移金属カルコゲ
ン化物、バナジウム酸化物およびそのリチウム化合物、
ニオブ酸化物およびそのリチウム化合物、有機導電性物
質を用いた共役系ポリマー、シェブレル相化合物等、他
の正極材料を用いることも可能である。また、複数の異
なった正極材料を混合して用いることも可能である。正
極活物質粒子の平均粒径は、特に限定はされないが、1
〜30μmであることが好ましい。
[0027] For the positive electrode material used in the present invention, it is possible to use a general lithium-containing transition metal oxides, for example Li p CoO 2, Li p NiO 2, Li p MnO 2, Li
p Co q Ni 1-q O 2, Li p Co q M 1-q O r, Li p Ni 1-q
M q O r, Li p Mn 2 O 4, Li p Mn 2-q M q O 4 ( provided that, M is Na, Mg, Sc, Y, Mn, Fe, Co, N
i, Cu, Zn, Al, Cr, Pb, Sb or B, 0
≦ p ≦ 1.2, 0 ≦ q ≦ 0.9, 2 ≦ z ≦ 2.3). Here, the p value is a value before the start of charge / discharge, and increases / decreases due to charge / discharge. However, transition metal chalcogenide, vanadium oxide and its lithium compound,
It is also possible to use other positive electrode materials such as niobium oxide and its lithium compound, a conjugated polymer using an organic conductive substance, and a Chevrel phase compound. It is also possible to use a mixture of a plurality of different positive electrode materials. Although the average particle diameter of the positive electrode active material particles is not particularly limited,
It is preferably from 30 to 30 μm.

【0028】本発明に使用される正極用導電剤は、用い
られる正極材料の充放電電位において化学変化を起こさ
ない電子伝導性材料であれば何でもよい。例えば、天然
黒鉛(鱗片状黒鉛など)、人造黒鉛などのグラファイト
類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャン
ネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、
サーマルブラック等のカーボンブラック類、炭素繊維、
金属繊維などの導電性繊維類、フッ化カーボン、アルミ
ニウム等の金属粉末類、酸化亜鉛、チタン酸カリウムな
どの導電性ウィスカー類、酸化チタンなどの導電性金属
酸化物、ポリフェニレン誘導体などの有機導電性材料な
どが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以
上を混合して用いてもよい。これらのうちでは、人造黒
鉛、アセチレンブラックが特に好ましい。導電剤の添加
量は、特に限定されないが、正極材料に対して1〜50
重量%、さらには1〜30重量%が好ましい。また、カ
ーボンやグラファイトの場合は、2〜15重量%が特に
好ましい。
The conductive agent for the positive electrode used in the present invention may be any electronic conductive material which does not cause a chemical change in the charge and discharge potential of the positive electrode material used. For example, graphites such as natural graphite (flaky graphite, etc.), artificial graphite, acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black,
Carbon blacks such as thermal black, carbon fiber,
Conductive fibers such as metal fibers, metal powders such as carbon fluoride and aluminum, conductive whiskers such as zinc oxide and potassium titanate, conductive metal oxides such as titanium oxide, and organic conductive materials such as polyphenylene derivatives Materials. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, artificial graphite and acetylene black are particularly preferred. The addition amount of the conductive agent is not particularly limited, but is 1 to 50 with respect to the positive electrode material.
% By weight, more preferably 1 to 30% by weight. In the case of carbon or graphite, 2 to 15% by weight is particularly preferable.

【0029】本発明に用いられる正極用結着剤として
は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれであってもよ
い。本発明に好ましい結着剤としては、例えばポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、
ポリフッ化ビニリデン、スチレンブタジエンゴム、テト
ラフルオロエチレン−ヘキサフルオロエチレン共重合
体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレ
ン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロア
ルキルビニルエーテル共重合体、フッ化ビニリデン−ヘ
キサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−
クロロトリフルオロエチレン共重合体、エチレン−テト
ラフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロ
エチレン、フッ化ビニリデン−ペンタフルオロプロピレ
ン共重合体、プロピレン−テトラフルオロエチレン共重
合体、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合
体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テ
トラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−パ
ーフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチ
レン共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体またはそ
の(Na+)イオン架橋体、エチレン−メタクリル酸共
重合体またはその(Na+)イオン架橋体、エチレン−
アクリル酸メチル共重合体またはその(Na+)イオン
架橋体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体または
その(Na+)イオン架橋体を挙げることができる。こ
れらは単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いて
もよい。これらのうちでは、ポリフッ化ビニリデン、ポ
リテトラフルオロエチレンが好ましい。
The binder for the positive electrode used in the present invention may be either a thermoplastic resin or a thermosetting resin. Preferred binders in the present invention, for example, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene,
Polyvinylidene fluoride, styrene butadiene rubber, tetrafluoroethylene-hexafluoroethylene copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer Polymer, vinylidene fluoride
Chlorotrifluoroethylene copolymer, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, polychlorotrifluoroethylene, vinylidene fluoride-pentafluoropropylene copolymer, propylene-tetrafluoroethylene copolymer, ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer Polymer, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-perfluoromethylvinyl ether-tetrafluoroethylene copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer or its (Na + ) ion crosslinked product , An ethylene-methacrylic acid copolymer or its (Na +) ion crosslinked product, ethylene-
Examples thereof include a methyl acrylate copolymer or its (Na +) ion crosslinked product, and an ethylene-methyl methacrylate copolymer or its (Na +) ion crosslinked product. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene are preferred.

【0030】本発明に用いられる正極用集電体として
は、用いられる正極材料の充放電電位において化学変化
を起こさない電子伝導体であれば何でもよい。集電体の
材料としては、例えばステンレス鋼、アルミニウム、チ
タン、炭素、導電性樹脂、アルミニウムやステンレス鋼
の表面をカーボンまたはチタンで処理したものなどが用
いられる。これらのうちでは、特に、アルミニウムまた
はアルミニウム合金が好ましい。また、これらの材料の
表面を酸化して用いてもよく、表面処理により集電体表
面に凹凸を付けることが望ましい。集電体の形態として
は、例えばフォイル、フィルム、シート、ネット、パン
チングされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維
群、不織布の成形体などが挙げられる。集電体の厚さ
は、特に限定されないが、1〜500μmのものが用い
られる。
The current collector for the positive electrode used in the present invention may be any electronic conductor that does not cause a chemical change in the charge and discharge potential of the positive electrode material used. As the material of the current collector, for example, stainless steel, aluminum, titanium, carbon, a conductive resin, a material obtained by treating the surface of aluminum or stainless steel with carbon or titanium, or the like is used. Among these, aluminum or an aluminum alloy is particularly preferable. Further, the surface of these materials may be oxidized and used, and it is desirable to make the current collector surface uneven by surface treatment. Examples of the form of the current collector include a foil, a film, a sheet, a net, a punched material, a lath body, a porous body, a foam, a fiber group, and a non-woven fabric. The thickness of the current collector is not particularly limited, but a thickness of 1 to 500 μm is used.

【0031】各電極合剤には、導電剤や結着剤の他、フ
ィラー、分散剤、イオン伝導体、圧力増強剤、その他各
種添加剤を用いることができる。フィラーは、構成され
た電池において、化学変化を起こさない繊維状材料であ
れば何でも用いることができる。通常、ポリプロピレ
ン、ポリエチレンなどのオレフィン系ポリマー、ガラ
ス、炭素などの繊維が用いられる。フィラーの添加量は
特に限定されないが、電極合剤に対して0〜30重量%
が好ましい。
For each electrode mixture, a filler, a dispersant, an ion conductor, a pressure enhancer, and other various additives can be used in addition to a conductive agent and a binder. As the filler, any fibrous material that does not cause a chemical change in the configured battery can be used. Usually, fibers such as olefin-based polymers such as polypropylene and polyethylene, glass, and carbon are used. The addition amount of the filler is not particularly limited, but is 0 to 30% by weight based on the electrode mixture.
Is preferred.

【0032】本発明における負極板と正極板とは、正極
合剤面の対向面に負極合剤面が存在するように備えられ
ることが好ましい。
In the present invention, the negative electrode plate and the positive electrode plate are preferably provided such that the negative electrode mixture surface is present on the surface opposite to the positive electrode mixture surface.

【0033】本発明に用いられる非水電解質は、溶媒
と、それに溶解するリチウム塩とから構成されている。
前記溶媒としては、例えばエチレンカーボネート、プロ
ピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレン
カーボネートなどの環状カーボネート類、ジメチルカー
ボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボ
ネート、ジプロピルカーボネートなどの鎖状カーボネー
ト類、ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、
プロピオン酸エチルなどの脂肪族カルボン酸エステル
類、γ−ブチロラクトン等のγ−ラクトン類、1,2−
ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、エトキ
シメトキシエタン等の鎖状エーテル類、テトラヒドロフ
ラン、2−メチルテトラヒドロフラン等の環状エーテル
類、ジメチルスルホキシド、1,3−ジオキソラン、ホ
ルムアミド、アセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジ
オキソラン、アセトニトリル、プロピルニトリル、ニト
ロメタン、エチルモノグライム、リン酸トリエステル、
トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラ
ン、メチルスルホラン、1,3−ジメチル−2−イミダ
ゾリジノン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、プロ
ピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導
体、エチルエーテル、1,3−プロパンサルトン、アニ
ソール、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン
などの非プロトン性有機溶媒を挙げることができる。こ
れらは単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いて
もよい。なかでも環状カーボネートと鎖状カーボネート
との混合物または環状カーボネートと鎖状カーボネート
と脂肪族カルボン酸エステルとの混合物が好ましい。
The non-aqueous electrolyte used in the present invention comprises a solvent and a lithium salt dissolved therein.
Examples of the solvent include cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate and vinylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, chain carbonates such as dipropyl carbonate, methyl formate, methyl acetate, and propion. Methyl acid,
Aliphatic carboxylic acid esters such as ethyl propionate, γ-lactones such as γ-butyrolactone, 1,2-
Chain ethers such as dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane and ethoxymethoxyethane, cyclic ethers such as tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,3-dioxolan, formamide, acetamide, dimethylformamide, dioxolan , Acetonitrile, propyl nitrile, nitromethane, ethyl monoglyme, phosphate triester,
Trimethoxymethane, dioxolane derivative, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 3-methyl-2-oxazolidinone, propylene carbonate derivative, tetrahydrofuran derivative, ethyl ether, 1,3-propane sultone, Aprotic organic solvents such as anisole, dimethylsulfoxide, N-methylpyrrolidone and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, a mixture of a cyclic carbonate and a chain carbonate or a mixture of a cyclic carbonate, a chain carbonate and an aliphatic carboxylic acid ester is preferable.

【0034】前記溶媒に溶解するリチウム塩(支持塩)
としては、例えばLiClO4、LiBF4、LiP
6、LiAlCl4、LiSbF6、LiSCN、Li
Cl、LiCF3SO3、LiCF3CO2、Li(CF3
SO22、LiAsF6、LiN(CF3SO22、Li
10Cl10、低級脂肪族カルボン酸リチウム、LiC
l、LiBr、LiI、クロロボランリチウム、四フェ
ニルホウ酸リチウム、イミド類等を挙げることができ
る。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わ
せて用いてもよい。これらのうちでは、特に、LiPF
6が好ましい。
Lithium salt (supporting salt) dissolved in the above-mentioned solvent
For example, LiClO 4 , LiBF 4 , LiP
F 6 , LiAlCl 4 , LiSbF 6 , LiSCN, Li
Cl, LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , Li (CF 3
SO 2 ) 2 , LiAsF 6 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , Li
B 10 Cl 10 , lithium lower aliphatic carboxylate, LiC
1, LiBr, LiI, lithium chloroborane, lithium tetraphenylborate, imides and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, in particular, LiPF
6 is preferred.

【0035】本発明において特に好ましい非水電解質
は、少なくともエチレンカーボネートとエチルメチルカ
ーボネートを含み、支持塩としてLiPF6を含むもの
である。これら電解質の電池内に注入する量は、特に限
定されないが、正極材料や負極材料の量、電池のサイズ
に合わせて必要量を用いる。支持塩の溶媒に対する溶解
量は、特に限定されないが、0.2〜2mol/リット
ル、さらには0.5〜1.5mol/リットルとするこ
とが好ましい。
A particularly preferred nonaqueous electrolyte in the present invention contains at least ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate, and contains LiPF 6 as a supporting salt. The amount of these electrolytes to be injected into the battery is not particularly limited, but a required amount is used according to the amounts of the positive electrode material and the negative electrode material and the size of the battery. The amount of the supporting salt dissolved in the solvent is not particularly limited, but is preferably 0.2 to 2 mol / L, and more preferably 0.5 to 1.5 mol / L.

【0036】前記非水電解質の他に、固体電解質も用い
ることができる。固体電解質は、無機固体電解質と有機
固体電解質とに分けられる。無機固体電解質には、Li
の窒化物、ハロゲン化物、酸素酸塩などがよく知られて
いる。なかでも、Li4SiO4、Li4SiO4−LiI
−LiOH、xLi3PO4−(1−x)Li4SiO 4
Li2SiS3、Li3PO4−Li2S−SiS2、硫化リ
ン化合物などが有効である。有機固体電解質では、例え
ばポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイ
ド、ポリホスファゼン、ポリアジリジン、ポリエチレン
スルフィド、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリ
デン、ポリヘキサフルオロプロピレンならびにこれらの
誘導体、混合物、複合体などのポリマー材料が有効であ
る。
In addition to the non-aqueous electrolyte, a solid electrolyte is also used.
Can be Solid electrolytes consist of inorganic solid electrolytes and organic
It is divided into solid electrolytes. Li is used as the inorganic solid electrolyte.
Well-known nitrides, halides, oxyacid salts, etc.
I have. Above all, LiFourSiOFour, LiFourSiOFour-LiI
-LiOH, xLiThreePOFour-(1-x) LiFourSiO Four,
LiTwoSiSThree, LiThreePOFour−LiTwoS-SiSTwo, Sulfide
Compounds are effective. For organic solid electrolytes, for example
Polyethylene oxide, polypropylene oxide
, Polyphosphazene, polyaziridine, polyethylene
Sulfide, polyvinyl alcohol, polyvinyl fluoride
Den, polyhexafluoropropylene and their
Polymer materials such as derivatives, mixtures, and composites are effective.
You.

【0037】さらに、放電容量や充放電特性を改良する
目的で、他の化合物を電解質に添加することも有効であ
る。前記他の化合物としては、例えばトリエチルフォス
ファイト、トリエタノールアミン、環状エーテル、エチ
レンジアミン、n−グライム、ピリジン、ヘキサリン酸
トリアミド、ニトロベンゼン誘導体、クラウンエーテル
類、第四級アンモニウム塩、エチレングリコールジアル
キルエーテル等を挙げることができる。
It is also effective to add another compound to the electrolyte for the purpose of improving the discharge capacity and charge / discharge characteristics. Examples of the other compounds include triethyl phosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, n-glyme, pyridine, hexaphosphoric triamide, nitrobenzene derivatives, crown ethers, quaternary ammonium salts, ethylene glycol dialkyl ether and the like. Can be mentioned.

【0038】本発明に用いられるセパレータとしては、
大きなイオン透過度および所定の機械的強度を有し、絶
縁性の微多孔性薄膜が用いられる。また、一定温度以上
で孔を閉塞し、抵抗をあげる機能を有することが好まし
い。セパレータの材料としては、耐有機溶剤性、疎水性
の観点から、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのオレ
フィン系ポリマー、ガラス繊維などからなるシート、不
織布、織布などが用いられる。セパレータの孔径は、電
極シートより脱離した正極材料、負極材料、結着剤およ
び導電剤が透過しない大きさであることが望ましく、例
えば0.01〜1μmであることが望ましい。セパレー
タの厚さは、一般的には10〜300μmである。ま
た、空孔率は、電子やイオンの透過性、素材、膜圧等に
応じて決定されるが、一般的には30〜80%であるこ
とが望ましい。
As the separator used in the present invention,
An insulating microporous thin film having high ion permeability and predetermined mechanical strength is used. Further, it is preferable to have a function of closing a hole at a certain temperature or higher to increase resistance. As the material of the separator, a sheet, a nonwoven fabric, a woven fabric, or the like made of an olefin polymer such as polypropylene or polyethylene, glass fiber, or the like is used from the viewpoint of organic solvent resistance and hydrophobicity. The pore diameter of the separator is desirably a size that does not allow the passage of the positive electrode material, the negative electrode material, the binder, and the conductive agent detached from the electrode sheet, and is desirably, for example, 0.01 to 1 μm. The thickness of the separator is generally from 10 to 300 μm. In addition, the porosity is determined according to the electron and ion permeability, the material, the film pressure, and the like, but is generally preferably 30 to 80%.

【0039】ポリマー材料に、非水電解質を吸収保持さ
せたものを正極合剤や負極合剤に含ませたり、非水電解
質を吸収保持させたポリマーからなる多孔性セパレータ
を正極および負極と一体化させた電池を構成することも
可能である。
A positive electrode mixture or a negative electrode mixture containing a non-aqueous electrolyte absorbed and retained in a polymer material, or a porous separator made of a polymer having a non-aqueous electrolyte absorbed and retained is integrated with the positive and negative electrodes. It is also possible to configure a battery that has been turned off.

【0040】本発明の非水電解質二次電池の形態として
は、特に限定はなく、例えばコイン型、ボタン型、シー
ト型、積層型、円筒型、偏平型、角型、電気自動車等に
用いる大型のものなどが挙げられる。また、本発明の非
水電解質二次電池は、携帯情報端末、携帯電子機器、家
庭用小型電力貯蔵装置、自動二輪車、電気自動車、ハイ
ブリッド電気自動車等に用いることができるが、特にこ
れらに限定されるわけではない。
The form of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited. For example, coin type, button type, sheet type, laminated type, cylindrical type, flat type, square type, large type used for electric vehicles, etc. And the like. In addition, the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be used for portable information terminals, portable electronic devices, home small power storage devices, motorcycles, electric vehicles, hybrid electric vehicles, and the like, but is not particularly limited thereto. Not necessarily.

【0041】[0041]

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳し
く説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples.

【0042】《実施例1》まず、負極に用いる粒子状材
料を以下のように製造した。出発物質としては窒化リチ
ウム(Li3N)の粉末とコバルト(Co)粉末を用い
た。これら粉末をLiとCoとの比が2.6:0.4と
なるようにして充分に混合した後、これを坩堝に入れ、
高純度(99.9%以上)の窒素雰囲気中700℃で8
時間焼成し、組成式がLi2.6Co0.4Nのリチウム含有
複合窒化物粉末を得た。得られた粉末を、露点−5℃に
した炭酸ガス中で5分間撹拌することにより、Li2
3を含む相を粒子表層部に形成し、負極用粒子状材料
とした。
Example 1 First, a particulate material used for a negative electrode was produced as follows. As starting materials, lithium nitride (Li 3 N) powder and cobalt (Co) powder were used. After sufficiently mixing these powders so that the ratio of Li to Co becomes 2.6: 0.4, the mixture is put into a crucible,
8 at 700 ° C in nitrogen atmosphere of high purity (99.9% or more)
After firing for a time, a lithium-containing composite nitride powder having a composition formula of Li 2.6 Co 0.4 N was obtained. The resulting powder was stirred for 5 minutes in carbon dioxide gas with a dew point of -5 ° C to obtain Li 2 C
A phase containing O 3 was formed on the surface layer of the particles to obtain a particulate material for a negative electrode.

【0043】前記負極用粒子状材料の最表面をXPSに
より分析したところ、290eV付近と532eV付近
に、炭酸塩に帰属されるピークが観測された。ここでX
PS分析には、理学電気工業社製のXPS−7000を
使用し、X線源がMg−Kα、電圧10kV、電流10
mAの条件で測定した。帯電補正については、試料表面
に吸着しているごく微量の炭化水素の炭素に基づく1s
電子(285.0eV)、金を蒸着して金の4f7/2
子(83.8eV)、イオンエッチングに用いたアルゴ
ンの2p電子(242.3eV)等の結合エネルギーを
基準に行った。
When the outermost surface of the particulate material for a negative electrode was analyzed by XPS, peaks attributed to carbonate were observed around 290 eV and 532 eV. Where X
For the PS analysis, XPS-7000 manufactured by Rigaku Denki Kogyo was used, and the X-ray source was Mg-Kα, voltage 10 kV, current 10
It was measured under the condition of mA. The charge correction was performed for 1 s based on a very small amount of hydrocarbon carbon adsorbed on the sample surface.
Electrons (285.0 eV), gold were deposited, and the bonding energies of 4f 7/2 electrons (83.8 eV) of gold and 2p electrons (242.3 eV) of argon used for ion etching were used as a reference.

【0044】また、加速電圧500V、角度90度、イ
オン電流密度32μA/cm2、エッチングレート(S
iO2換算:前記条件でSiO2をエッチングした場合に
換算した値)約10Å/minの条件でアルゴンイオン
エッチングを行い、同様の測定を行った。炭酸塩に帰属
するピークが、エッチングをそれぞれ2分間、4分間、
10分間および28分間行った後の測定では観測された
が、30分間および50分間行った後の測定では観測さ
れなかった。従って、Li2CO3を含む相は、表面から
深さ28〜30nmまでの領域に存在すると推定され
る。また、同様の条件で778eV付近と791eV付
近に現れるCoの2pに帰属されるピークを観測したと
ころ、最表面ではピークは観測されず、50分間のエッ
チングを行った後の測定では観測された。従って、ピー
ク強度IaおよびI5 0は、(Ia)/(I50)=0の関係
を有する。なお、負極用粒子状材料は炭酸ガス中での撹
拌の工程を除き、高純度の窒素雰囲気中で取り扱った。
An acceleration voltage of 500 V, an angle of 90 °, an ion current density of 32 μA / cm 2 , an etching rate (S
(Io 2 conversion: value converted when SiO 2 was etched under the above conditions) Argon ion etching was performed under the condition of about 10 ° / min, and the same measurement was performed. The peaks attributed to the carbonates show the etching for 2 minutes and 4 minutes, respectively.
It was observed in the measurements after 10 and 28 minutes, but not in the measurements after 30 and 50 minutes. Therefore, it is presumed that the phase containing Li 2 CO 3 exists in a region from the surface to a depth of 28 to 30 nm. Further, under the same conditions, when peaks attributed to 2p of Co appearing around 778 eV and around 791 eV were observed, no peak was observed on the outermost surface, but was observed in the measurement after etching for 50 minutes. Accordingly, the peak intensity I a and I 5 0 has a relationship of (I a) / (I 50 ) = 0. The particulate material for the negative electrode was handled in a high-purity nitrogen atmosphere except for the step of stirring in carbon dioxide gas.

【0045】次に、前記負極用粒子状材料の性能評価に
用いたコイン形電池の製造法を、図1に示すコイン形電
池の縦断面図を参照しながら説明する。前記負極用粒子
状材料と、導電剤である黒鉛および結着剤であるスチレ
ンブタジエンゴム(SBR)とを、重量比100:2
5:5で混合し、適当な粘度になるように脱水トルエン
に分散・溶解させてスラリーを調製した。これを厚さ2
0μmの集電体の銅箔にドクターブレードを用いて塗布
し、乾燥させた後、圧延を行った。このようにして作製
した電極シートを、直径15mmの円盤状に打ち抜き、
試験電極3とした。
Next, a method of manufacturing a coin-shaped battery used for evaluating the performance of the particulate material for a negative electrode will be described with reference to a longitudinal sectional view of the coin-shaped battery shown in FIG. A weight ratio of the particulate material for negative electrode, graphite as a conductive agent and styrene butadiene rubber (SBR) as a binder was 100: 2.
The mixture was mixed at a ratio of 5: 5 and dispersed and dissolved in dehydrated toluene so as to have an appropriate viscosity to prepare a slurry. This is thickness 2
It was applied to a 0 μm current collector copper foil using a doctor blade, dried, and then rolled. The electrode sheet thus produced was punched into a disk having a diameter of 15 mm,
Test electrode 3 was used.

【0046】試験電極3をケース1の内面に溶接したス
テンレス鋼のメッシュ2上に圧着し、電解液を注入し
た。その上にポリプロピレン製のセパレータ4を被せ、
さらに、封口板6をガスケット7を介して被せ、ケース
端をかしめて封口し、評価用コイン形電池とした。な
お、封口板6の内面には、集電体8が備えられ、そこに
対極となる円盤状の金属リチウム極5が圧着されてい
る。電解液には、エチレンカーボネートとエチルメチル
カーボネート(EMC)の混合溶媒に、電解質として六
フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を1モル/リット
ルの濃度で溶解したものを用いた。
The test electrode 3 was pressed on a stainless steel mesh 2 welded to the inner surface of the case 1 and an electrolyte was injected. Put a polypropylene separator 4 on it,
Further, the sealing plate 6 was covered with a gasket 7 interposed therebetween, and the end of the case was swaged and sealed to obtain a coin-type battery for evaluation. Note that a current collector 8 is provided on the inner surface of the sealing plate 6, and a disk-shaped metal lithium electrode 5 serving as a counter electrode is crimped thereto. The electrolyte used was a mixture of ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate (EMC) in which lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved at a concentration of 1 mol / liter as an electrolyte.

【0047】《実施例2》炭酸ガス中での撹拌に代え、
リチウム含有複合窒化物粒子を露点−5℃の乾燥空気雰
囲気中で30分放置した以外は実施例1と同様に負極用
粒子状材料を得、コイン型電池を作製した。前記負極用
粒子状材料を実施例1と同様にXPSにより分析したと
ころ、炭酸塩のピークが確認された。また、炭酸塩に帰
属するピークは、エッチングを2分間行った後の測定で
は観測されたが、それぞれ4分間および50分間行った
後の測定では観測されなかった。従って、Li2CO3
含む相は、表面から深さ2〜4nmまでの領域に存在す
ると推定される。さらに、実施例1と同様に、Coにつ
いてXPS測定を行い、ピーク強度比(Ia)/
(I50)を求めたところ、その値は0.27であった。
Example 2 Instead of stirring in carbon dioxide gas,
Except that the lithium-containing composite nitride particles were allowed to stand for 30 minutes in a dry air atmosphere at a dew point of -5 ° C, a particulate material for a negative electrode was obtained in the same manner as in Example 1 to produce a coin-type battery. When the particulate material for a negative electrode was analyzed by XPS in the same manner as in Example 1, a peak of carbonate was confirmed. The peak attributed to carbonate was observed in the measurement after etching for 2 minutes, but was not observed in the measurement after 4 minutes and 50 minutes, respectively. Therefore, it is estimated that the phase containing Li 2 CO 3 exists in a region from the surface to a depth of 2 to 4 nm. Further, XPS measurement was performed on Co in the same manner as in Example 1, and the peak intensity ratio (I a ) /
When (I 50 ) was determined, the value was 0.27.

【0048】《比較例1》炭酸ガス中での撹拌を行わな
いこと以外は、実施例1と同様に負極用粒子状材料を
得、コイン形電池を作製した。すなわち、リチウム含有
複合窒化物粒子を炭酸ガスを含まない高純度の窒素雰囲
気中でのみ取り扱った。前記負極用粒子状材料を実施例
1と同様にXPSにより分析したところ、リチウム含有
複合窒化物粒子の最表面に炭酸塩のピークは観測され
ず、Li2CO3を含む相の存在は確認されなかった。ま
た、実施例1と同様に、CoについてXPS測定を行
い、ピーク強度比(Ia)/(I50)を求めたところ、
その値は1であった。
Comparative Example 1 A negative electrode particulate material was obtained in the same manner as in Example 1 except that stirring in carbon dioxide gas was not performed, and a coin-type battery was manufactured. That is, the lithium-containing composite nitride particles were handled only in a high-purity nitrogen atmosphere containing no carbon dioxide gas. When the particulate material for a negative electrode was analyzed by XPS in the same manner as in Example 1, no carbonate peak was observed on the outermost surface of the lithium-containing composite nitride particles, and the presence of a phase containing Li 2 CO 3 was confirmed. Did not. Further, XPS measurement was performed on Co in the same manner as in Example 1 to determine the peak intensity ratio (I a ) / (I 50 ).
Its value was 1.

【0049】《実施例3》炭酸ガス中での撹拌に代え、
炭酸ガスを含む室温20℃の空気中(大気中)で5時間
放置した以外は実施例1と同様に負極用粒子状材料を
得、コイン型電池を作製した。前記負極用粒子状材料を
実施例1と同様にXPSにより分析したところ、炭酸塩
のピークが確認された。しかし、エッチングをそれぞれ
20分間および40分間行った後の測定においても炭酸
塩に帰属するピークが観測された。従って、Li2CO3
を含む相は、表面からの深さが40nm以上の領域にも
存在すると推定される。
Example 3 Instead of stirring in carbon dioxide gas,
A particulate material for a negative electrode was obtained in the same manner as in Example 1 except that the battery was left in the air (atmosphere) containing carbon dioxide at room temperature of 20 ° C. for 5 hours, to produce a coin-type battery. When the particulate material for a negative electrode was analyzed by XPS in the same manner as in Example 1, a peak of carbonate was confirmed. However, peaks attributed to carbonate were also observed in the measurements after etching for 20 minutes and 40 minutes, respectively. Therefore, Li 2 CO 3
Is presumed to exist also in a region whose depth from the surface is 40 nm or more.

【0050】実施例1、2および比較例1、2のコイン
形電池について、上限カット電圧1.5V(対リチウ
ム)、下限カット電圧0.1Vの条件で、1mAの定電
流で充放電試験を行った。ここでは、リチウム含有複合
窒化物にリチウムを挿入する方向に進む反応を充電、リ
チウムを放出する方向に進む反応を放電と表記する。
For the coin-shaped batteries of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, a charge / discharge test was performed at a constant current of 1 mA under the conditions of an upper limit cut voltage of 1.5 V (for lithium) and a lower limit cut voltage of 0.1 V. went. Here, the reaction proceeding in the direction of inserting lithium into the lithium-containing composite nitride is referred to as charging, and the reaction proceeding in the direction of releasing lithium is referred to as discharging.

【0051】負極用粒子状材料の放電容量は、実施例
1、2が、それぞれ810mAh/g、805mAh/
g、比較例1が815mAh/gであり、ほぼ同等であ
った。このことから、負極用粒子状材料として、実施例
1、実施例2におけるLi2CO3を含むことによる容量
低下はほとんどないことが確認できた。しかし、比較例
2の負極用粒子状材料の放電容量は505mAh/gで
あり、Li2CO3を含む保護膜が厚すぎると、電池容量
の低下が大きくなることが確認できた。
The discharge capacities of the particulate materials for negative electrodes were 810 mAh / g and 805 mAh / g in Examples 1 and 2, respectively.
g and Comparative Example 1 were 815 mAh / g, which were almost the same. From this, it was confirmed that there was almost no capacity reduction due to the inclusion of Li 2 CO 3 in Example 1 and Example 2 as the particulate material for the negative electrode. However, the discharge capacity of the particulate material for a negative electrode of Comparative Example 2 was 505 mAh / g, and it was confirmed that when the protective film containing Li 2 CO 3 was too thick, the battery capacity was significantly reduced.

【0052】次に、実施例1、2およびび比較例1のコ
イン形電池を、それぞれ10セル作製し、前記試験条件
で3サイクル充放電させ、充電状態(リチウム挿入状
態)にした後、85℃の恒温槽中で3日間保存した。保
存前と保存直後の放電容量の平均値および容量維持率を
表1に示す。
Next, 10 coin-type batteries of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 were prepared and charged / discharged for 3 cycles under the above-described test conditions to be charged (lithium inserted). It was stored for 3 days in a thermostat at ℃. Table 1 shows the average value of the discharge capacity and the capacity retention ratio immediately before storage and immediately after storage.

【0053】[0053]

【表1】 [Table 1]

【0054】また、保存前と保存直後の電池の総高の平
均値を表2に示す。
Table 2 shows the average values of the total heights of the batteries before storage and immediately after storage.

【0055】[0055]

【表2】 [Table 2]

【0056】表1から明らかなように、保存後の電池の
放電容量維持率は、比較例1の電池よりも実施例1、2
の電池の方が大きい。また、表2から明らかなように、
保存後の電池総高は、比較例1の電池が2.12mmで
あり、ガス発生による膨れが大きいのに対し、実施例1
の電池では1.71mmであり、大幅に電池の膨れが抑
制されていることがわかる。
As is clear from Table 1, the discharge capacity retention rate of the battery after storage was higher in Examples 1 and 2 than in the battery of Comparative Example 1.
Batteries are larger. Also, as is clear from Table 2,
The total height of the battery after storage was 2.12 mm for the battery of Comparative Example 1, and the swelling due to gas generation was large.
It is 1.71 mm in the battery of No. 3, which indicates that the swelling of the battery is greatly suppressed.

【0057】なお、本実施例ではリチウム含有複合窒化
物としてLi2.6Co0.4Nを用いた電池について述べた
が、同様の試験を一般式LixyN(M:コバルト、
鉄、マンガン、銅、ニッケルよりなる群から選択された
少なくとも1種の遷移金属、0≦x≦3、0.1≦y≦
0.8)で表される様々な組成のリチウム含有複合窒化
物で行ったところ、同様の効果が得られた。
[0057] Incidentally, although this embodiment described the cell using the Li 2.6 Co 0.4 N lithium-containing composite nitride represented by the general formula The same test Li x M y N (M: cobalt,
At least one transition metal selected from the group consisting of iron, manganese, copper, and nickel, 0 ≦ x ≦ 3, 0.1 ≦ y ≦
The same effect was obtained when the test was performed with lithium-containing composite nitrides having various compositions represented by 0.8).

【0058】以上の結果が示すように、負極に用いられ
るリチウム含有複合窒化物粒子の表層部に、炭酸リチウ
ムを含む相、あるいは内部よりも遷移金属の含有量が小
さい相を形成することにより、ガス発生による電池の膨
れを抑え、高温保存時における容量維持率の高い非水電
解質二次電池となることがわかる。
As can be seen from the above results, by forming a phase containing lithium carbonate or a phase having a lower transition metal content than the inside in the surface layer of the lithium-containing composite nitride particles used for the negative electrode, It can be seen that the battery is prevented from swelling due to gas generation and has a high capacity retention rate during high-temperature storage.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明によれば、リチウム含有複合窒化
物と有機電解液との反応による電解液の分解が抑制さ
れ、自己放電やガス発生が少なく、高温保存特性に優れ
た信頼性の高い非水電解質二次電池を提供することがで
きる。
According to the present invention, the decomposition of the electrolytic solution due to the reaction between the lithium-containing composite nitride and the organic electrolytic solution is suppressed, the self-discharge and gas generation are small, and the high-temperature storage characteristics are excellent and the reliability is high. A non-aqueous electrolyte secondary battery can be provided.

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

【図1】本発明の実施例に用いた評価用コイン形電池の
縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an evaluation coin-shaped battery used in an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ケース 2 ステンレス鋼のメッシュ 3 試験電極 4 セパレータ 5 金属リチウム極 6 封口板 7 ガスケット 8 集電体 1 Case 2 Stainless steel mesh 3 Test electrode 4 Separator 5 Metal lithium electrode 6 Sealing plate 7 Gasket 8 Current collector

フロントページの続き (72)発明者 長谷川 正樹 大阪府守口市松下町1番1号 松下電池工 業株式会社内 (72)発明者 山浦 純一 大阪府守口市松下町1番1号 松下電池工 業株式会社内 (72)発明者 櫻井 庸司 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 荒井 創 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 5H029 AJ04 AK03 AL03 AM03 AM04 AM05 AM07 AM12 AM16 DJ08 DJ16 EJ03 HJ01 HJ02 HJ13 5H050 AA10 BA17 CA08 CA09 CB03 DA03 EA01 FA17 FA18 HA01 HA02 HA13 Continued on the front page (72) Inventor Masaki Hasegawa 1-1, Matsushita-cho, Moriguchi-shi, Osaka Matsushita Battery Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Junichi Yamaura 1-1-1, Matsushita-cho, Moriguchi-shi, Osaka Matsushita Battery Industrial Inside the company (72) Inventor Yoji Sakurai 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Sou Arai 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph Telephone Co., Ltd F-term (reference) 5H029 AJ04 AK03 AL03 AM03 AM04 AM05 AM07 AM12 AM16 DJ08 DJ16 EJ03 HJ01 HJ02 HJ13 5H050 AA10 BA17 CA08 CA09 CB03 DA03 EA01 FA17 FA18 HA01 HA02 HA13

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正極、負極および非水電解質を具備し、
前記負極が、一般式LixyN(M:遷移金属、0≦x
≦3、0.1≦y≦0.8)で表されるリチウム含有複
合窒化物からなり、かつ、表層部にLi2CO3を含む相
を有する粒子状材料からなることを特徴とする非水電解
質二次電池。
1. A battery comprising a positive electrode, a negative electrode and a non-aqueous electrolyte,
The negative electrode, the general formula Li x M y N (M: transition metal, 0 ≦ x
≦ 3, 0.1 ≦ y ≦ 0.8), and a particulate material having a phase containing Li 2 CO 3 in the surface layer portion. Water electrolyte secondary battery.
【請求項2】 前記Li2CO3を含む相が、粒子状材料
の表面から深さ30nmまでの領域に存在する請求項1
記載の非水電解質二次電池。
2. The method according to claim 1, wherein the phase containing Li 2 CO 3 exists in a region from the surface of the particulate material to a depth of 30 nm.
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the above.
【請求項3】 前記粒子状材料におけるLi2CO3の含
有量が0.01〜20重量%である請求項1記載の非水
電解質二次電池。
3. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the content of Li 2 CO 3 in the particulate material is 0.01 to 20% by weight.
【請求項4】 正極、負極および非水電解質を具備し、
前記負極が、一般式LixyN(M:遷移金属、0≦x
≦3、0.1≦y≦0.8)で表されるリチウム含有複
合窒化物からなり、かつ、表層部に内部よりもMの含有
量が少ない相を有する粒子状材料からなることを特徴と
する非水電解質二次電池。
4. It comprises a positive electrode, a negative electrode and a non-aqueous electrolyte,
The negative electrode, the general formula Li x M y N (M: transition metal, 0 ≦ x
≦ 3, 0.1 ≦ y ≦ 0.8), and a particulate material having a phase in which the M content is smaller than the inside in the surface layer. Non-aqueous electrolyte secondary battery.
【請求項5】 前記粒子状材料(ただし、前記一般式
中、Mは元素番号21のSc〜元素番号30のZnまで
の遷移元素)のXPS分析において、粒子の最表面を測
定したときのMの2pスペクトルに基づくピーク強度
(Ia)と、粒子をアルゴンイオン照射によりエッチン
グして表面から深さ50nmの内部を測定したときのM
の2pスペクトルに基づくピーク強度(I50)とが、I
a<I50の関係を有する請求項4記載の非水電解質二次
電池。
5. The XPS analysis of the particulate material (wherein, in the general formula, M is a transition element from Sc of the element number 21 to Zn of the element number 30), the M.P. And the peak intensity (I a ) based on the 2p spectrum and the M in the case where the particles were etched by irradiation with argon ions to measure the inside at a depth of 50 nm from the surface.
And the peak intensity (I 50 ) based on the 2p spectrum of
a <Non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 4, further comprising a relation of I 50.
【請求項6】 前記粒子状材料のXPS分析において、
(Ia)/(I50)≦0.3の関係を有する請求項5記
載の非水電解質二次電池。
6. In the XPS analysis of the particulate material,
6. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 5, having a relationship of (I a ) / (I 50 ) ≦ 0.3.
【請求項7】 Mが、コバルト、鉄、マンガン、銅およ
びニッケルよりなる群から選択された少なくとも1種で
ある請求項1〜6のいずれかに記載の非水電解質二次電
池。
7. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein M is at least one selected from the group consisting of cobalt, iron, manganese, copper, and nickel.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016154122A (en) * 2015-02-20 2016-08-25 旭化成株式会社 Negative electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, negative electrode, and nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2021200398A1 (en) * 2020-03-30 2021-10-07 マクセルホールディングス株式会社 Flat battery and method for manufacturing same

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01211856A (en) * 1988-02-19 1989-08-25 Sanyo Electric Co Ltd Lithium cell and manufacture thereof
JPH06124700A (en) * 1992-10-08 1994-05-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Non-aqueous electrolytic solution secondary battery and manufacturing method thereof
JPH07176323A (en) * 1993-12-21 1995-07-14 Mitsubishi Cable Ind Ltd Electrolytic solution and negative electrode for li secondary battery
JPH07245105A (en) * 1994-03-04 1995-09-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery and positive electrode active material thereof
JPH0945327A (en) * 1995-08-01 1997-02-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Lithium secondary battery
JPH09102313A (en) * 1995-10-03 1997-04-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Manufacture of negative active material holder
JPH09147864A (en) * 1995-11-24 1997-06-06 Sanyo Electric Co Ltd Nonaqueous electrolyte battery and its manufacture
JPH1167208A (en) * 1997-08-13 1999-03-09 Ricoh Co Ltd Electrode for secondary battery and its manufacture
JP2000067859A (en) * 1998-08-18 2000-03-03 Matsushita Battery Industrial Co Ltd Lithium secondary battery

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01211856A (en) * 1988-02-19 1989-08-25 Sanyo Electric Co Ltd Lithium cell and manufacture thereof
JPH06124700A (en) * 1992-10-08 1994-05-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Non-aqueous electrolytic solution secondary battery and manufacturing method thereof
JPH07176323A (en) * 1993-12-21 1995-07-14 Mitsubishi Cable Ind Ltd Electrolytic solution and negative electrode for li secondary battery
JPH07245105A (en) * 1994-03-04 1995-09-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery and positive electrode active material thereof
JPH0945327A (en) * 1995-08-01 1997-02-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Lithium secondary battery
JPH09102313A (en) * 1995-10-03 1997-04-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Manufacture of negative active material holder
JPH09147864A (en) * 1995-11-24 1997-06-06 Sanyo Electric Co Ltd Nonaqueous electrolyte battery and its manufacture
JPH1167208A (en) * 1997-08-13 1999-03-09 Ricoh Co Ltd Electrode for secondary battery and its manufacture
JP2000067859A (en) * 1998-08-18 2000-03-03 Matsushita Battery Industrial Co Ltd Lithium secondary battery

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016154122A (en) * 2015-02-20 2016-08-25 旭化成株式会社 Negative electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, negative electrode, and nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2021200398A1 (en) * 2020-03-30 2021-10-07 マクセルホールディングス株式会社 Flat battery and method for manufacturing same

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