JP2002203560A - Non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Non-aqueous electrolyte secondary battery

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JP2002203560A
JP2002203560A JP2000403468A JP2000403468A JP2002203560A JP 2002203560 A JP2002203560 A JP 2002203560A JP 2000403468 A JP2000403468 A JP 2000403468A JP 2000403468 A JP2000403468 A JP 2000403468A JP 2002203560 A JP2002203560 A JP 2002203560A
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JP
Japan
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positive electrode
nickel
manganese
binder
lithium
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Application number
JP2000403468A
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Japanese (ja)
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Masanori Machida
昌紀 町田
Yoshikatsu Yamamoto
佳克 山本
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Sony Corp
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Sony Corp
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Filing date
Publication date
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    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-aqueous electrolyte secondary battery which is excellent in productivity and quality. SOLUTION: The non-aqueous electrolyte secondary battery is constituted of a positive electrode 1 which contains a manganese containing oxide, a nickel containing oxide, and a binder as a positive-electrode active material, a negative electrode 12 in which at least one or more kinds of materials of a lithium metal, a lithium alloy or the material, which can dope/de-dope lithium are possible, are contained as a negative-electrode active material, and a non- aqueous electrolyte, wherein the above binder is the mixed binder containing polyfluorobinylidene and hexafluoropropylene.

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、リチウム(Li)
及びマンガン(Mn)を含有するマンガン含有酸化物と
リチウム及びニッケル(Ni)を含有するニッケル含有
酸化物とを含む正極を備えた非水電解質二次電池に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to lithium (Li)
The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode including a manganese-containing oxide containing manganese and manganese (Mn) and a nickel-containing oxide containing lithium and nickel (Ni).

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電子技術の進歩に伴い、カメラ一
体型VTR(ビデオテープレコーダ)、携帯電話あるい
はラップトップコンピュータなどの小型ポータブル電子
機器が数多く普及し、それらの小型化及び軽量化が図ら
れている。そこで、それらに使用するポータブル電源と
して、小型且つ軽量で高エネルギー密度を有する電池、
特に二次電池の開発が進められている。中でも、非水電
解質を用いたリチウムイオン二次電池は従来の水を溶媒
とする液状電解質を用いた鉛電池又はニッケル・カドミ
ウム電池に比べて高いエネルギー密度が得られることか
ら大きく期待されている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the advance of electronic technology, many small portable electronic devices such as a camera-integrated VTR (video tape recorder), a mobile phone and a laptop computer have become widespread. Have been. Therefore, as a portable power supply used for them, a battery that is small and lightweight and has a high energy density,
In particular, the development of secondary batteries is underway. Above all, lithium ion secondary batteries using a non-aqueous electrolyte are greatly expected because they can obtain higher energy density than conventional lead batteries or nickel cadmium batteries using a liquid electrolyte using water as a solvent.

【0003】このリチウムイオン二次電池の正極材料と
しては、リチウム・コバルト複合酸化物、リチウム・マ
ンガン複合酸化物及びリチウム・ニッケル複合酸化物な
どが実用化されている。これらのうちリチウム・コバル
ト複合酸化物は、電池容量、コスト及び熱的安定性など
の各面でのバランスに最も優れており、現在広く利用さ
れている。これに対して、リチウム・マンガン複合酸化
物は、電池容量が低く高温保存特性が若干悪いなどの欠
点があり、リチウム・ニッケル複合酸化物は、熱的安定
性が若干低いなどの欠点があるものの、これらは原料の
価格及び安定供給の面において優れており、今後の活用
に向け研究が進められている。例えば、最近では、リチ
ウム・マンガン複合酸化物とリチウム・ニッケル複合酸
化物とを混合して用いることにより、両者の欠点を補完
するとともに、充放電における正極の膨張及び収縮を抑
制し、充放電サイクル特性を向上させる技術が提案され
ている(特開平8−45498号公報参照)。
As the positive electrode material of this lithium ion secondary battery, lithium-cobalt composite oxide, lithium-manganese composite oxide, lithium-nickel composite oxide and the like have been put to practical use. Among these, the lithium-cobalt composite oxide has the best balance in various aspects such as battery capacity, cost, and thermal stability, and is currently widely used. In contrast, lithium-manganese composite oxides have drawbacks such as low battery capacity and slightly poor high-temperature storage characteristics, while lithium-nickel composite oxides have drawbacks such as slightly lower thermal stability. These are excellent in terms of raw material price and stable supply, and research is being conducted for future utilization. For example, recently, by mixing and using a lithium-manganese composite oxide and a lithium-nickel composite oxide, the disadvantages of both are complemented, and expansion and contraction of the positive electrode during charging and discharging are suppressed, and the charge-discharge cycle is reduced. A technique for improving characteristics has been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-45498).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな非水電解質二次電池においては、正極は、通常、正
極活物質と結着剤とさらに必要に応じて導電材等を混合
して正極合剤を調製し、この正極合剤を正極集電体上に
塗布することにより形成される。そして、結着剤として
は、通常ポリフッ化ビニリデン(以下、PVdFと称す
る。)が用いられる。
In the above-mentioned non-aqueous electrolyte secondary battery, the positive electrode is usually prepared by mixing a positive electrode active material, a binder, and if necessary, a conductive material and the like. It is formed by preparing a mixture and applying the positive electrode mixture on a positive electrode current collector. As the binder, polyvinylidene fluoride (hereinafter referred to as PVdF) is usually used.

【0005】しかし、上述した正極材料を含む正極活物
質は、結着剤としてPVdFを用いて混合し正極合剤を
調製する場合においてゲル化し易いという問題がある。
ここで、正極合剤はゲル化すると流動性がなくなる。そ
の結果、正極合剤の正極集電体上への塗布が不可能とな
り正極合剤を再調製しなければならず生産性が低下す
る、又は正極合剤を正極集電体上に塗布する際に塗布む
らが生じてしまい正極の品質が低下する等の事態が生
じ、生産性及び品質に関して問題が生じている。
However, the positive electrode active material containing the above-described positive electrode material has a problem that it is easily gelled when preparing a positive electrode mixture by mixing PVdF as a binder.
Here, the gel of the positive electrode mixture loses its fluidity. As a result, it becomes impossible to apply the positive electrode mixture onto the positive electrode current collector, so that the positive electrode mixture must be re-prepared, resulting in reduced productivity, or when applying the positive electrode mixture onto the positive electrode current collector. In such a case, uneven coating occurs, and the quality of the positive electrode is degraded, which causes problems in productivity and quality.

【0006】したがって、本発明は、上述した従来の実
情に鑑みて創案されたものであり、生産性及び品質に優
れた非水電解質二次電池を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional circumstances, and has as its object to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery excellent in productivity and quality.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明に係る非水電解質二次電池は、リチウム
(Li)とマンガン(Mn)とマンガン以外の金属元素及
びホウ素(B)よりなる群から選ばれる少なくとも1種
の第1の元素と酸素(O)とを含んでなるとともにマン
ガンに対する第1の元素のモル比(第1の元素/マンガ
ン)が、0.01/1.99以上0.5/1.5以下の
範囲内であるマンガン含有酸化物と、リチウムとニッケ
ル(Ni)とニッケル以外の金属元素及びホウ素よりな
る群から選ばれる少なくとも1種の第2の元素と酸素と
を含んでなるとともにニッケルに対する第2の元素のモ
ル比(第2の元素/ニッケル)が0.01/0.99以
上0.5/0.5以下の範囲内であるニッケル含有酸化
物とを含有する正極活物質と、結着剤とを含有してなる
正極と、負極材料としてリチウム金属、リチウム合金、
又はリチウムをドープ・脱ドープ可能な材料のうち少な
くとも1種類以上を含有する負極と、非水電解質とを備
え、結着剤が、ポリフッ化ビニリデン(以下、PVdF
と称する。)及びヘキサフルオロプロピレン(以下、H
FPと称する。)を含有してなることを特徴とするもの
である。
In order to achieve the above object, a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention comprises lithium (Li), manganese (Mn), a metal element other than manganese, and boron (B). And at least one first element selected from the group consisting of oxygen (O) and a molar ratio of the first element to manganese (first element / manganese) of 0.01 / 1. A manganese-containing oxide in a range of 99 or more and 0.5 / 1.5 or less, at least one second element selected from the group consisting of lithium, nickel (Ni), metal elements other than nickel, and boron; A nickel-containing oxide containing oxygen and having a molar ratio of the second element to nickel (second element / nickel) in the range of 0.01 / 0.99 to 0.5 / 0.5. And containing An active material, a positive electrode comprising a binder, a lithium metal as a negative electrode material, a lithium alloy,
Alternatively, a negative electrode containing at least one or more materials capable of doping / dedoping lithium and a non-aqueous electrolyte are provided, and the binder is polyvinylidene fluoride (hereinafter referred to as PVdF).
Called. ) And hexafluoropropylene (hereinafter H
Called FP. ) Is contained.

【0008】以上のように構成された本発明に係る非水
電解質二次電池は、正極合剤の結着剤として上述したP
VdFとHFPとの混合結着剤を用いる。上述した正極
活物質を用いた場合には、正極合剤の結着剤としてPV
dFを用いると正極合剤がゲル化してしまい、正極の生
産性及び品質、すなわち非水電解質二次電池の生産性及
び品質に関して問題が生じてしまう。
[0008] The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention having the above-described structure is characterized in that the above-described P
A mixed binder of VdF and HFP is used. When the above-mentioned positive electrode active material is used, PV is used as a binder of the positive electrode mixture.
If dF is used, the positive electrode mixture gels, which causes a problem with respect to the productivity and quality of the positive electrode, that is, the productivity and quality of the nonaqueous electrolyte secondary battery.

【0009】しかしながら、結着剤として、PVdFと
HFPとの混合結着剤を用いることにより、正極合剤が
ゲル化することが防止される。これにより、正極活物質
としてマンガン含有酸化物とニッケル含有酸化物とを含
む正極活物質を用いた場合においても、正極合剤は良好
な流動性が保持される。その結果、正極合剤のゲル化に
起因した生産性及び品質に関する問題の発生が防止さ
れ、生産性及び品質に優れた正極が実現される。そし
て、この正極を用いることにより、生産性及び品質に優
れた非水電解質二次電池が実現される。
However, by using a mixed binder of PVdF and HFP as the binder, gelation of the positive electrode mixture is prevented. Thereby, even when a positive electrode active material containing a manganese-containing oxide and a nickel-containing oxide is used as the positive electrode active material, the positive electrode mixture maintains good fluidity. As a result, problems relating to productivity and quality due to gelling of the positive electrode mixture are prevented, and a positive electrode excellent in productivity and quality is realized. By using this positive electrode, a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent productivity and quality can be realized.

【0010】また、上述した目的を達成するために、本
発明に係る非水電解質二次電池は、リチウム(Li)と
マンガン(Mn)とマンガン以外の金属元素及びホウ素
(B)よりなる群から選ばれる少なくとも1種の第1の
元素と酸素(O)とを含んでなるとともにマンガンに対
する第1の元素のモル比(第1の元素/マンガン)が、
0.01/1.99以上0.5/1.5以下の範囲内で
あるマンガン含有酸化物と、リチウムとニッケル(N
i)とニッケル以外の金属元素及びホウ素よりなる群か
ら選ばれる少なくとも1種の第2の元素と酸素とを含ん
でなるとともにニッケルに対する第2の元素のモル比
(第2の元素/ニッケル)が0.01/0.99以上
0.5/0.5以下の範囲内であるニッケル含有酸化物
とを含有する正極活物質と、結着剤とを含有してなる正
極と、負極材料としてリチウム金属、リチウム合金、又
はリチウムをドープ・脱ドープ可能な材料のうち少なく
とも1種類以上を含有する負極と、非水電解質とを備
え、結着剤が、ポリフッ化ビニリデン及びスチレン−ブ
タジエン系ラテックス(以下、SBRと称する。)を含
有してなることを特徴とするものである。
[0010] In order to achieve the above-mentioned object, a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention comprises a lithium (Li), manganese (Mn), metal element other than manganese, and boron (B). It contains at least one selected first element and oxygen (O) and has a molar ratio of the first element to manganese (first element / manganese) of:
A manganese-containing oxide in the range of 0.01 / 1.99 or more and 0.5 / 1.5 or less, lithium and nickel (N
i) and at least one second element selected from the group consisting of boron and a metal element other than nickel and oxygen, and the molar ratio of the second element to nickel (second element / nickel) A positive electrode active material containing a nickel-containing oxide in the range of 0.01 / 0.99 or more and 0.5 / 0.5 or less, a positive electrode containing a binder, and lithium as a negative electrode material A negative electrode containing at least one of a metal, a lithium alloy, and a material capable of doping and undoping lithium, and a non-aqueous electrolyte, wherein the binder is polyvinylidene fluoride and a styrene-butadiene-based latex (hereinafter, referred to as a latex) , SBR).

【0011】以上のように構成された本発明に係る非水
電解質二次電池は、正極合剤の結着剤として上述したP
VdFとSBRとの混合結着剤を用いる。上述した正極
活物質を用いた場合には、正極合剤の結着剤としてPV
dFを用いると正極合剤がゲル化してしまい、正極の生
産性及び品質、すなわち非水電解質二次電池の生産性及
び品質に関して問題が生じてしまう。
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention having the above-described structure is characterized in that the above-described P
A mixed binder of VdF and SBR is used. When the above-mentioned positive electrode active material is used, PV is used as a binder of the positive electrode mixture.
If dF is used, the positive electrode mixture gels, which causes a problem with respect to the productivity and quality of the positive electrode, that is, the productivity and quality of the nonaqueous electrolyte secondary battery.

【0012】しかしながら、結着剤として、PVdFと
SBRとの混合結着剤を用いることにより、正極合剤が
ゲル化することが防止される。これにより、正極活物質
としてマンガン含有酸化物とニッケル含有酸化物とを含
む正極活物質を用いた場合においても、正極合剤は良好
な流動性が保持される。その結果、正極合剤のゲル化に
起因した生産性及び品質に関する問題の発生が防止さ
れ、生産性及び品質に優れた正極が実現される。そし
て、この正極を用いることにより、生産性及び品質に優
れた非水電解質二次電池が実現される。
However, by using a mixed binder of PVdF and SBR as the binder, the positive electrode mixture is prevented from gelling. Thereby, even when a positive electrode active material containing a manganese-containing oxide and a nickel-containing oxide is used as the positive electrode active material, the positive electrode mixture maintains good fluidity. As a result, problems relating to productivity and quality due to gelling of the positive electrode mixture are prevented, and a positive electrode excellent in productivity and quality is realized. By using this positive electrode, a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent productivity and quality can be realized.

【0013】また、上述した目的を達成するために、本
発明に係る非水電解質二次電池は、リチウム(Li)と
マンガン(Mn)とマンガン以外の金属元素及びホウ素
(B)よりなる群から選ばれる少なくとも1種の第1の
元素と酸素(O)とを含んでなるとともにマンガンに対
する第1の元素のモル比(第1の元素/マンガン)が、
0.01/1.99以上0.5/1.5以下の範囲内で
あるマンガン含有酸化物と、リチウムとニッケル(N
i)とニッケル以外の金属元素及びホウ素よりなる群か
ら選ばれる少なくとも1種の第2の元素と酸素とを含ん
でなるとともにニッケルに対する第2の元素のモル比
(第2の元素/ニッケル)が0.01/0.99以上
0.5/0.5以下の範囲内であるニッケル含有酸化物
とを含有する正極活物質と、結着剤とを含有してなる正
極と、負極材料としてリチウム金属、リチウム合金、又
はリチウムをドープ・脱ドープ可能な材料のうち少なく
とも1種類以上を含有する負極と、非水電解質とを備
え、結着剤が、ポリフッ化ビニリデンとヘキサフルオロ
プロピレンとの共重合体であることを特徴とするもので
ある。
Further, in order to achieve the above-mentioned object, a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention comprises a lithium (Li), manganese (Mn), metal element other than manganese, and boron (B). It contains at least one selected first element and oxygen (O) and has a molar ratio of the first element to manganese (first element / manganese) of:
A manganese-containing oxide in the range of 0.01 / 1.99 or more and 0.5 / 1.5 or less, lithium and nickel (N
i) and at least one second element selected from the group consisting of boron and a metal element other than nickel and oxygen, and the molar ratio of the second element to nickel (second element / nickel) A positive electrode active material containing a nickel-containing oxide in the range of 0.01 / 0.99 or more and 0.5 / 0.5 or less, a positive electrode containing a binder, and lithium as a negative electrode material A negative electrode containing at least one of a metal, a lithium alloy, and a material capable of doping and undoping lithium; and a non-aqueous electrolyte, wherein the binder is a copolymer of polyvinylidene fluoride and hexafluoropropylene. It is characterized by being united.

【0014】以上のように構成された本発明に係る非水
電解質二次電池は、正極合剤の結着剤として上述したP
VdFとHFPとの共重合体を用いる。上述した正極活
物質を用いた場合には、正極合剤の結着剤としてPVd
Fを用いると正極合剤がゲル化してしまい、正極の生産
性及び品質、すなわち非水電解質二次電池の生産性及び
品質に関して問題が生じてしまう。
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention having the above-described structure is characterized in that the above-described P
A copolymer of VdF and HFP is used. When the above-described positive electrode active material is used, PVd is used as a binder of the positive electrode mixture.
When F is used, the positive electrode mixture gels, and a problem arises with respect to the productivity and quality of the positive electrode, that is, the productivity and quality of the nonaqueous electrolyte secondary battery.

【0015】しかしながら、結着剤として、PVdFと
HFPとの共重合体を用いることにより、正極合剤がゲ
ル化することが防止される。これにより、正極活物質と
してマンガン含有酸化物とニッケル含有酸化物とを含む
正極活物質を用いた場合においても、正極合剤は良好な
流動性が保持される。その結果、正極合剤のゲル化に起
因した生産性及び品質に関する問題の発生が防止され、
生産性及び品質に優れた正極が実現される。そして、こ
の正極を用いることにより、生産性及び品質に優れた非
水電解質二次電池が実現される。
However, by using a copolymer of PVdF and HFP as the binder, the positive electrode mixture is prevented from gelling. Thereby, even when a positive electrode active material containing a manganese-containing oxide and a nickel-containing oxide is used as the positive electrode active material, the positive electrode mixture maintains good fluidity. As a result, problems related to productivity and quality caused by gelation of the positive electrode mixture are prevented,
A positive electrode excellent in productivity and quality is realized. By using this positive electrode, a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent productivity and quality can be realized.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施例を
図面を参照して詳説する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0017】図1に本発明の一実施の形態に係る非水電
解質二次電池の断面構成を示す。この非水電解質二次電
池は、いわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空
円柱状の電池缶1の内部に、帯状の正極11と負極12
とがセパレータ13を介して巻回された巻回電極体10
を有している。電池缶1は、例えば、ニッケルの鍍金が
された鉄(Fe)により構成されており、一端部が閉鎖
され、他端部が開放されている。電池缶1の内部には、
巻回電極体10を挟むように巻回周面に対して垂直に一
対の絶縁板2,3がそれぞれ配置されている。
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a nonaqueous electrolyte secondary battery according to one embodiment of the present invention. This non-aqueous electrolyte secondary battery is a so-called cylindrical type, and has a band-shaped positive electrode 11 and a negative electrode 12 inside a substantially hollow cylindrical battery can 1.
Electrode body 10 wound with a separator 13
have. The battery can 1 is made of, for example, iron (Fe) plated with nickel, and has one end closed and the other end open. Inside the battery can 1,
A pair of insulating plates 2 and 3 are arranged perpendicular to the winding peripheral surface so as to sandwich the winding electrode body 10.

【0018】電池缶1の開放端部には、電池蓋4と、こ
の電池蓋4の内側に設けられた安全弁機構5及び熱感抵
抗素子(Positive Temperature Coefficient ;PTC
素子)6とが、ガスケット7を介してかしめられること
により取り付けられており、電池缶1の内部は密閉され
ている。電池蓋4は、例えば、電池缶1と同様の材料に
より構成されている。安全弁機構5は、熱感抵抗素子6
を介して電池蓋4と電気的に接続されており、内部短絡
あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以
上となった場合にディスク板5aが反転して電池蓋4と
巻回電極体10との電気的接続を切断するようになって
いる。熱感抵抗素子6は、温度が上昇すると抵抗値の増
大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止
するものであり、例えば、チタン酸バリウム系半導体セ
ラミックスにより構成されている。ガスケット7は、例
えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスフ
ァルトが塗布されている。
At the open end of the battery can 1, a battery cover 4, a safety valve mechanism 5 provided inside the battery cover 4, and a PTC (Positive Temperature Coefficient; PTC)
Element 6 is attached by caulking via a gasket 7, and the inside of the battery can 1 is sealed. The battery lid 4 is made of, for example, the same material as the battery can 1. The safety valve mechanism 5 includes a thermal resistance element 6
When the internal pressure of the battery becomes higher than a certain level due to an internal short circuit or external heating, the disk plate 5a is inverted and the battery lid 4 and the wound electrode body are electrically connected to each other. The electrical connection with 10 is cut off. The heat sensitive resistance element 6 limits the current by increasing the resistance value when the temperature rises, and prevents abnormal heat generation due to a large current, and is made of, for example, barium titanate-based semiconductor ceramics. The gasket 7 is made of, for example, an insulating material, and its surface is coated with asphalt.

【0019】巻回電極体10は、例えばセンターピン1
4を中心にして巻回されている。巻回電極体10の正極
11には、アルミニウム(Al)などよりなる正極リー
ド15が接続されており、負極12には、ニッケルなど
よりなる負極リード16が接続されている。正極リード
15は、安全弁機構5に溶接されることにより電池蓋4
と電気的に接続されており、負極リード16は、電池缶
1に溶接され電気的に接続されている。
The wound electrode body 10 includes, for example, the center pin 1
It is wound around 4. A positive electrode lead 15 made of aluminum (Al) or the like is connected to the positive electrode 11 of the wound electrode body 10, and a negative electrode lead 16 made of nickel or the like is connected to the negative electrode 12. The positive electrode lead 15 is welded to the safety valve mechanism 5 so that the battery cover 4
The negative electrode lead 16 is electrically connected to the battery can 1 by welding.

【0020】正極11は、例えば、正極合剤層と正極集
電体層とにより構成されており、正極集電体層の両面あ
るいは片面に正極合剤層が設けられた構造を有してい
る。正極集電体層は、例えば、アルミニウム箔,ニッケ
ル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成され
ている。正極合剤層は、以下に述べるマンガン含有酸化
物とニッケル含有酸化物とを含有する正極活物質と、結
着剤と、さらに必要に応じて黒鉛などの導電材を含んで
構成される。
The positive electrode 11 includes, for example, a positive electrode mixture layer and a positive electrode current collector layer, and has a structure in which a positive electrode mixture layer is provided on both surfaces or one surface of the positive electrode current collector layer. . The positive electrode current collector layer is made of, for example, a metal foil such as an aluminum foil, a nickel foil, or a stainless steel foil. The positive electrode mixture layer includes a positive electrode active material containing a manganese-containing oxide and a nickel-containing oxide described below, a binder, and, if necessary, a conductive material such as graphite.

【0021】マンガン含有酸化物は、リチウムと、マン
ガンと、マンガン以外の金属元素及びホウ素よりなる群
から選ばれた少なくとも1種の第1の元素と、酸素とを
含んでいる。このマンガン含有酸化物は例えば立方晶
(スピネル)構造あるいは正方晶構造を有しており、第
1の元素はマンガン原子のサイト一部にマンガン原子と
置換されて存在している。マンガン含有酸化物の化学式
は、第1の元素をMaで表すとLiMn2−yMa
で示される。ここで、xの値は、0.9≦x≦2の
範囲内であり、yの値は0.01≦y≦0.5の範囲内
である。すなわち、マンガンに対する第1の元素の組成
比Ma/Mnは、モル比で0.01/1.99以上0.
5/1.5以下の範囲である。
The manganese-containing oxide contains lithium, manganese, at least one first element selected from the group consisting of metal elements other than manganese and boron, and oxygen. The manganese-containing oxide has, for example, a cubic (spinel) structure or a tetragonal structure, and the first element is present at a part of the site of the manganese atom by being replaced with the manganese atom. Formula manganese-containing oxide, expressed the first element in Ma Li x Mn 2-y Ma y
Represented by the O 4. Here, the value of x is in the range of 0.9 ≦ x ≦ 2, and the value of y is in the range of 0.01 ≦ y ≦ 0.5. That is, the composition ratio of the first element to manganese, Ma / Mn, is not less than 0.01 / 1.99 and not more than 0.1 in terms of molar ratio.
The range is 5 / 1.5 or less.

【0022】ニッケル含有酸化物は、リチウムと、ニッ
ケルと、ニッケル以外の金属元素及びホウ素よりなる群
から選ばれた少なくとも1種の第2の元素と、酸素とを
含んでいる。このニッケル含有酸化物は、例えば層状構
造を有しており、第2の元素は、ニッケル原子のサイト
の一部にニッケル原子と置換されて存在している。ニッ
ケル含有酸化物の化学式は、第2の元素をMbで表す
と、代表的にはLiNi 1−zMbで示される。
なお、リチウムと酸素との組成比はLi:O=1:2で
なくても良く、zの値は0.01≦z≦0.5の範囲内
である。すなわち、ニッケルに対する第2の元素の組成
比Mb/Niは、モル比で0.01/0.99以上0.
5/0.5以下の範囲内である。
Nickel-containing oxides include lithium and nickel.
Group consisting of Kel, metal elements other than nickel, and boron
At least one second element selected from the group consisting of
Contains. This nickel-containing oxide has, for example, a layered structure.
And the second element is a nickel atom site
Is present by being replaced with a nickel atom. Ni
The chemical formula of the Kel-containing oxide represents the second element by Mb
And typically LiNi 1-zMbzO2Indicated by
The composition ratio of lithium and oxygen is Li: O = 1: 2.
The value of z may be within the range of 0.01 ≦ z ≦ 0.5
It is. That is, the composition of the second element with respect to nickel
The ratio Mb / Ni is 0.01 / 0.99 or more in a molar ratio of 0.1 to 0.9.
It is within the range of 5 / 0.5 or less.

【0023】これらマンガン含有酸化物及びニッケル含
有酸化物は、マンガン又はニッケルの一部を上述した他
の元素で置換することにより、結晶構造が安定化すると
考えられ、これにより、この非水電解質二次電池では、
高温保存特性を向上させることができるようになってい
る。マンガンに対する第1の元素の組成比Ma/Mnを
モル比で0.01/1.99以上0.5/1.5以下と
し、ニッケルに対する第2の元素の組成比Mb/Niを
モル比で0.01/0.99以上0.5/0.5以下と
するのは、これよりも置換量が少ないと十分な効果を得
ることができず、これよりも置換量が多いと高温保存後
の高負荷放電容量が低下してしまうからである。
These manganese-containing oxides and nickel-containing oxides are considered to stabilize the crystal structure by substituting a part of manganese or nickel with the other elements described above. In the next battery,
High temperature storage characteristics can be improved. The composition ratio Ma / Mn of the first element with respect to manganese is set to a molar ratio of 0.01 / 1.99 or more and 0.5 / 1.5 or less, and the composition ratio Mb / Ni of the second element with respect to nickel is set at a molar ratio. When the amount is 0.01 / 0.99 or more and 0.5 / 0.5 or less, a sufficient effect cannot be obtained if the amount of substitution is smaller than this, and if the amount of substitution is larger than this, after high temperature storage. This is because the high-load discharge capacity of the above is reduced.

【0024】第1の元素としては、具体的には、鉄(F
e),コバルト(Co),ニッケル(Ni),銅(C
u),亜鉛(Zn),アルミニウム(Al),スズ(S
n),クロム(Cr),バナジウム(V),チタン(T
i),マグネシウム(Mg),カルシウム(Ca),ス
トロンチウム(Sr)、ホウ素(B)、ガリウム(G
a)、インジウム(In)、シリコン(Si)及びゲル
マニウム(Ge)よりなる群から選ばれた少なくとも1
種が好ましく、第2の元素としては、具体的には、鉄,
コバルト,マンガン,銅,亜鉛,アルミニウム,スズ,
ホウ素,ガリウム,クロム,バナジウム,チタン,マグ
ネシウム,カルシウム,ストロンチウム、インジウム,
シリコン及びゲルマニウムよりなる群から選ばれた少な
くとも1種が好ましい。これらを第1の元素又は第2の
元素とするマンガン含有酸化物又はニッケル含有酸化物
は、比較的容易に得ることができ、化学的にも安定だか
らである。
As the first element, specifically, iron (F
e), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (C
u), zinc (Zn), aluminum (Al), tin (S
n), chromium (Cr), vanadium (V), titanium (T
i), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), boron (B), gallium (G
a), at least one selected from the group consisting of indium (In), silicon (Si), and germanium (Ge)
Species are preferred, and as the second element, specifically, iron,
Cobalt, manganese, copper, zinc, aluminum, tin,
Boron, gallium, chromium, vanadium, titanium, magnesium, calcium, strontium, indium,
At least one selected from the group consisting of silicon and germanium is preferred. This is because a manganese-containing oxide or a nickel-containing oxide containing these as the first element or the second element can be obtained relatively easily and is chemically stable.

【0025】正極11におけるマンガン含有酸化物とニ
ッケル含有酸化物との混合比は、質量比で、マンガン含
有酸化物10〜80に対してニッケル含有酸化物90〜
20であることが好ましい。マンガン含有酸化物は、高
温雰囲気において後述する電解質中で著しく劣化してし
まうので、これよりもマンガン含有酸化物の含有量が多
いと、高温保存後に内部抵抗が増大してしまい、容量が
低下してしまうからである。また、ニッケル含有酸化物
は、放電電位が低いので、これよりもニッケル含有酸化
物の含有量が多いと、高温保存後における高電位カット
オフでの高負荷放電容量が低くなってしまうからであ
る。
The mixing ratio of the manganese-containing oxide and the nickel-containing oxide in the positive electrode 11 is, by mass ratio, 10 to 80 of the manganese-containing oxide and 90 to 90 of the nickel-containing oxide.
It is preferably 20. Since the manganese-containing oxide is significantly deteriorated in the electrolyte described later in a high-temperature atmosphere, if the content of the manganese-containing oxide is larger than this, the internal resistance increases after high-temperature storage, and the capacity decreases. It is because. Further, since the nickel-containing oxide has a low discharge potential, if the content of the nickel-containing oxide is larger than this, the high-load discharge capacity at a high-potential cutoff after high-temperature storage becomes low. .

【0026】マンガン含有酸化物及びニッケル含有酸化
物の平均粒径は、それぞれ30μm以下であることが好
ましい。これよりも平均粒径が大きいと、充放電に伴う
正極11の膨張及び収縮を十分に抑制することができ
ず、常温において十分な充放電サイクル特性を得ること
ができないからである。
The average particle size of the manganese-containing oxide and the nickel-containing oxide is preferably 30 μm or less. If the average particle diameter is larger than this, expansion and contraction of the positive electrode 11 due to charge and discharge cannot be sufficiently suppressed, and sufficient charge and discharge cycle characteristics cannot be obtained at room temperature.

【0027】なお、これらマンガン含有酸化物及びニッ
ケル含有酸化物は、例えば、リチウム化合物,マンガン
化合物及び第1の元素を含む化合物、又はリチウム化合
物,ニッケル化合物及び第2の元素を含む化合物をそれ
ぞれ用意し、それらを所望の比で混合したのち、酸素存
在雰囲気中において600℃〜1000℃の温度で加熱
焼成することにより得ることができる。その際、原料の
化合物としては、炭酸塩,水酸化物,酸化物,硝酸塩あ
るいは有機酸塩などがそれぞれ用いられる。
As the manganese-containing oxide and the nickel-containing oxide, for example, a compound containing a lithium compound, a manganese compound and a first element, or a compound containing a lithium compound, a nickel compound and a second element are prepared. After mixing them at a desired ratio, they can be obtained by heating and firing at a temperature of 600 ° C. to 1000 ° C. in an atmosphere containing oxygen. At that time, as a compound of a raw material, a carbonate, a hydroxide, an oxide, a nitrate, an organic acid salt or the like is used.

【0028】また、この非水電解質二次電池において
は、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(以下PVdF
と称する。)と、ヘキサフルオロプロピレン(以下、H
FPと称する。)及び/又はスチレン−ブタジエン系ラ
テックス(以下、SBRと称する。)とを混合した混合
結着剤を用いる。すなわち、この非水電解質二次電池で
は、正極合剤層は、上述したマンガン含有酸化物とニッ
ケル含有酸化物とを含む正極活物質と、PVdFとHF
P及び/又はSBRとの混合結着剤とを含有して構成さ
れている。
In this non-aqueous electrolyte secondary battery, polyvinylidene fluoride (hereinafter referred to as PVdF) is used as a binder.
Called. ) And hexafluoropropylene (hereinafter H
Called FP. ) And / or a styrene-butadiene-based latex (hereinafter referred to as SBR). That is, in this nonaqueous electrolyte secondary battery, the positive electrode mixture layer includes the positive electrode active material containing the manganese-containing oxide and the nickel-containing oxide described above, PVdF and HF.
It is configured to contain a mixed binder with P and / or SBR.

【0029】上述したマンガン含有酸化物とニッケル含
有酸化物とを含む正極活物質に対して結着剤としてPV
dFを用いた場合には、正極活物質と結着剤とを混合し
て正極合剤を調製する際に、正極合剤がゲル化し易いと
いう問題がある。ここで、正極合剤はゲル化すると流動
性がなくなるため、正極合剤の正極集電体層上への塗布
が不可能となり正極合剤を再調製しなければならず生産
性が低下する、又は正極合剤を正極集電体層上に塗布す
る際に塗布むらが生じてしまい正極の品質が低下する等
の事態が生じ、生産性及び品質に関して問題が生じる。
The positive electrode active material containing manganese-containing oxide and nickel-containing oxide described above is used as a binder as PVA.
When dF is used, there is a problem that the positive electrode mixture is easily gelled when a positive electrode mixture is prepared by mixing the positive electrode active material and the binder. Here, since the positive electrode mixture loses its fluidity when gelled, it becomes impossible to apply the positive electrode mixture on the positive electrode current collector layer, and the positive electrode mixture must be re-prepared, thereby lowering productivity. Alternatively, when the positive electrode mixture is applied on the positive electrode current collector layer, uneven coating may occur, and the quality of the positive electrode may be degraded, thereby causing a problem in productivity and quality.

【0030】そこで、本発明においては、正極活物質と
結着剤とを混合して正極合剤を調製する際に、結着剤と
してPVdFとHFP及び/又はSBRとの混合結着剤
を用いる。結着剤として、PVdFとHFP及び/又は
SBRとの混合結着剤を用いることにより、正極合剤が
ゲル化することを防止することができる。これにより、
正極活物質としてマンガン含有酸化物とニッケル含有酸
化物とを含む正極活物質を用いた場合においても、正極
合剤は良好な流動性を保持することが可能となる。その
結果、正極合剤の正極集電体層上への塗布が不可能とな
り正極合剤を再調製しなければならず生産性が低下す
る、又は正極合剤を正極集電体層上に塗布する際に塗布
むらが生じてしまい正極の品質が低下する等の問題の発
生を防止することができるため、生産性及び品質に優れ
た正極が実現される。そして、この正極を用いることに
より、生産性及び品質に優れた非水電解質二次電池が実
現される。
Therefore, in the present invention, when a positive electrode mixture is prepared by mixing a positive electrode active material and a binder, a mixed binder of PVdF and HFP and / or SBR is used as the binder. . By using a mixed binder of PVdF and HFP and / or SBR as the binder, it is possible to prevent the positive electrode mixture from gelling. This allows
Even when a positive electrode active material containing a manganese-containing oxide and a nickel-containing oxide is used as the positive electrode active material, the positive electrode mixture can maintain good fluidity. As a result, it is impossible to apply the positive electrode mixture on the positive electrode current collector layer, so that the positive electrode mixture has to be re-prepared, and the productivity is reduced, or the positive electrode mixture is applied on the positive electrode current collector layer. In this case, it is possible to prevent problems such as uneven coating and deterioration of the quality of the positive electrode, thereby realizing a positive electrode excellent in productivity and quality. By using this positive electrode, a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent productivity and quality can be realized.

【0031】ここで、上述した混合結着剤を調製する際
のPVdFとHFPとの混合比は、質量比でPVdF9
5〜50%に対してHFP5〜50%であることが好ま
しい。上述した混合結着剤においてHFPの混合比が多
すぎる場合には、後述する非水電解液の膨潤による正極
活物質の正極集電体からの剥離を引き起こし、非水電解
質二次電池のサイクル特性、負荷特性に影響を与える虞
がある。
Here, the mixing ratio of PVdF and HFP when preparing the above-mentioned mixed binder is PVdF9 by mass ratio.
It is preferable that HFP is 5 to 50% with respect to 5 to 50%. If the mixing ratio of HFP is too large in the mixed binder described above, the positive electrode active material is separated from the positive electrode current collector due to swelling of the nonaqueous electrolyte solution described below, and the cycle characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery are reduced. This may affect load characteristics.

【0032】また、上述した混合結着剤を調製する際の
PVdFとSBRとの混合比は、質量比でPVdF95
〜50%に対してSBR5〜50%であることが好まし
い。上述した混合結着剤においてSBRの混合比が多す
ぎる場合には、非水電解質二次電池の放電容量を低下さ
せてしまう。
When preparing the above-mentioned mixed binder, the mixing ratio of PVdF and SBR is expressed by mass ratio of PVdF95.
It is preferable that SBR is 5 to 50% with respect to 5050%. If the mixing ratio of SBR is too large in the above-mentioned mixed binder, the discharge capacity of the non-aqueous electrolyte secondary battery is reduced.

【0033】したがって、混合結着剤において、PVd
Fと、HFP又はSBRとの混合比を上記の範囲とする
ことにより確実に上述した効果を得ることができる。
Therefore, in the mixed binder, PVd
By setting the mixing ratio of F to HFP or SBR within the above range, the above-described effects can be surely obtained.

【0034】また、混合結着剤としてPVdFにHFP
とSBRとの両方を混合させて混合結着剤を調製し用い
ても良い。係る場合においても、上記と同様の効果を得
ることができる。
As a mixed binder, PVdF is mixed with HFP.
And SBR may be mixed to prepare a mixed binder. In such a case, the same effect as above can be obtained.

【0035】さらに、PVdFとHFPとを共重合させ
たポリマーを結着剤として用いても上記と同様の効果を
得ることができる。この場合においても、PVdFとH
FPとの混合比は、質量比でPVdF95〜50%に対
してHFP5〜50%であることが好ましい。PVdF
とHFPとの比率をこのような範囲とすることにより、
上述した効果を確実に得ることができる。
Further, the same effect as described above can be obtained by using a polymer obtained by copolymerizing PVdF and HFP as a binder. Also in this case, PVdF and H
The mixing ratio with FP is preferably such that the mass ratio of PVdF is 95 to 50% and HFP is 5 to 50%. PVdF
By setting the ratio of HFP to HFP in such a range,
The above-described effects can be reliably obtained.

【0036】負極12は、例えば、正極11と同様に、
負極集電体層の両面あるいは片面に負極合剤層がそれぞ
れ設けられた構造を有している。負極集電体層は、例え
ば、銅箔,ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属
箔により構成されている。負極合剤層は、例えば、リチ
ウム金属、又はリチウム金属電位を基準として例えば2
V以下の電位でリチウムを吸蔵及び離脱することが可能
な、すなわちドープ・脱ドープ可能な負極材料のいずれ
か1種又は2種以上を含んで構成されており、必要に応
じてさらに、ポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含ん
でいる。
The negative electrode 12 is, for example, similar to the positive electrode 11,
The negative electrode current collector layer has a structure in which negative electrode mixture layers are respectively provided on both surfaces or one surface. The negative electrode current collector layer is made of, for example, a metal foil such as a copper foil, a nickel foil, and a stainless steel foil. The negative electrode mixture layer is, for example, lithium metal or, for example, 2
It is capable of absorbing and desorbing lithium at a potential of V or less, that is, it comprises one or more of the negative electrode materials capable of doping and undoping. Contains a binder such as vinylidene.

【0037】リチウムをドープ・脱ドープ可能な負極材
料としては、リチウム金属、リチウム合金化合物が挙げ
られる。ここでいうリチウム合金化合物とは、例えば化
学式DLiで表されるものである。この化学式
において、Dはリチウムと合金あるいは化合物を形成可
能な金属元素及び半導体元素のうちの少なくとも1種を
表し、Eはリチウム及びD以外の金属元素及び半導体元
素のうち少なくとも1種を表す。また、s、t及びuの
値は、それぞれs>0、t≧0、u≧0である。
Examples of the negative electrode material capable of doping / dedoping lithium include lithium metal and lithium alloy compounds. The lithium alloy compound here, for example, those represented by the chemical formula D s E t Li u. In this chemical formula, D represents at least one of a metal element and a semiconductor element capable of forming an alloy or a compound with lithium, and E represents at least one of a metal element and a semiconductor element other than lithium and D. The values of s, t, and u are s> 0, t ≧ 0, and u ≧ 0, respectively.

【0038】ここで、リチウムと合金あるいは化合物を
形成可能な金属元素あるいは半導体元素としては、4B
族の金属元素あるいは半導体元素が好ましく、特に好ま
しくは、ケイ素あるいはスズであり、最も好ましくはケ
イ素である。リチウムと合金あるいは化合物を形成可能
な金属あるいは半導体としては、Mg、B、Al、G
a、In、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、C
d、Ag、Zn、Hf、Zr、Yの各金属とそれらの合
金化合物、例えばLi−Al、Li−Al−M(式中、
Mは2A、3B、4B遷移金属元素のうち1つ以上から
なる。)AlSb、CuMgSb等を挙げることができ
る。また、これらの合金あるいは化合物も好ましく、例
えばMSi(式中、MはSiを除く1つ以上の金属元
素であり、xは、0<xである。)やMSn(式中、
MはSnを除く1つ以上の金属元素であり、xは、0<
xである。)が挙げられる。具体的には、SiB、S
iB、MgSi、MgSn、NiSi、TiS
、MoSi、CoSi、NiSi、CaSi
、CrSi、CuSi、FeSi、MnS
、NbSi、TaSi、VSi、WSi
るいはZnSiなどが挙げられる。
Here, as a metal element or a semiconductor element capable of forming an alloy or a compound with lithium, 4B
Group metal elements or semiconductor elements are preferred, particularly preferably silicon or tin, and most preferably silicon. Examples of metals or semiconductors that can form alloys or compounds with lithium include Mg, B, Al, and G.
a, In, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, C
d, Ag, Zn, Hf, Zr, Y and their alloy compounds, for example, Li-Al, Li-Al-M (wherein,
M is composed of one or more of 2A, 3B and 4B transition metal elements. ) AlSb, CuMgSb and the like. In addition, these alloys or compounds are also preferable. For example, M x Si (where M is one or more metal elements excluding Si and x is 0 <x) or M x Sn (where
M is one or more metal elements except Sn, and x is 0 <
x. ). Specifically, SiB 4 , S
iB 6 , Mg 2 Si, Mg 2 Sn, Ni 2 Si, TiS
i 2 , MoSi 2 , CoSi 2 , NiSi 2 , CaSi
2, CrSi 2, Cu 5 Si , FeSi 2, MnS
i 2, NbSi 2, TaSi 2 , VSi 2, such as WSi 2 or ZnSi 2 and the like.

【0039】さらに、負極材料としては、上記に示し
た、リチウムと合金化又は化合物化し得る元素、又は化
合物も用いることができる。すなわち、本材料中には、
1種類以上の4B族元素が含まれていても良く、リチウ
ムを含む4B族以外の金属元素が含まれていても良い。
このような材料としては、SiC、Si、Si
O、GeO、SiO(式中、xは0<x≦
2である。)、SnO(式中、xは0<x≦2であ
る。)、LiSiO、LiSnO等を例示することがで
きる。
Further, as the anode material, the above-mentioned elements or compounds which can be alloyed or compounded with lithium can also be used. That is, in this material,
One or more kinds of group 4B elements may be contained, and metal elements other than group 4B containing lithium may be contained.
Such materials include SiC, Si 3 N 4 , Si 2
N 2 O, Ge 2 N 2 O, SiO x (where x is 0 <x ≦
2. ), SnO x (where x is 0 <x ≦ 2), LiSiO, LiSnO and the like.

【0040】さらに、負極材料としては、上記に示し
た、リチウムと合金化又は化合物化し得る元素、又は化
合物も用いることができる。すなわち、本材料中には、
1種類以上の4B族元素が含まれていても良く、リチウ
ムを含む4B族以外の金属元素が含まれていても良い。
このような材料としては、SiC、Si3N4、Si2
N2O、Ge2N2O、SiOx(式中、xは0<x≦
2である。)、SnOx(式中、xは0<x≦2であ
る。)、LiSiO、LiSnO等を例示することがで
きる。
Further, as the negative electrode material, the above-mentioned elements or compounds which can be alloyed or compounded with lithium can also be used. That is, in this material,
One or more kinds of group 4B elements may be contained, and metal elements other than group 4B containing lithium may be contained.
Such materials include SiC, Si3N4, Si2
N2O, Ge2N2O, SiOx (where x is 0 <x ≦
2. ), SnOx (where x is 0 <x ≦ 2), LiSiO, LiSnO, and the like.

【0041】リチウムをドープ・脱ドープ可能な負極材
料としては、また、炭素材料,金属酸化物あるいは高分
子材料なども挙げられる。炭素材料としては、例えば、
難黒鉛化性炭素,人造黒鉛,コークス類,グラファイト
類,ガラス状炭素類,有機高分子化合物焼成体,炭素繊
維,活性炭あるいはカーボンブラック類などが挙げられ
る。このうち、コークス類には、ピッチコークス,ニー
ドルコークスあるいは石油コークスなどがあり、有機高
分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン
樹脂などの高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化し
たものをいう。また、金属酸化物としては、酸化鉄,酸
化ルテニウム,酸化モリブデンあるいは酸化スズなどが
挙げられ、高分子材料としてはポリアセチレンあるいは
ポリピロールなどが挙げられる。
Examples of the negative electrode material capable of doping and undoping lithium include a carbon material, a metal oxide, and a polymer material. As a carbon material, for example,
Examples include non-graphitizable carbon, artificial graphite, cokes, graphites, glassy carbons, fired organic polymer compounds, carbon fibers, activated carbon, and carbon blacks. Among them, cokes include pitch coke, needle coke, petroleum coke, etc. An organic polymer compound fired body is obtained by firing a polymer material such as phenol resin or furan resin at an appropriate temperature to carbonize. Means what you do. Examples of the metal oxide include iron oxide, ruthenium oxide, molybdenum oxide and tin oxide, and examples of the polymer material include polyacetylene and polypyrrole.

【0042】セパレータ13は、例えば、ポリプロピレ
ンあるいはポリエチレンなどのポリオレフィン系の材料
よりなる多孔質膜、又はセラミックス性の不織布などの
無機材料よりなる多孔質膜により構成されており、これ
ら2種以上の多孔質膜を積層した構造とされていても良
い。
The separator 13 is made of, for example, a porous film made of a polyolefin-based material such as polypropylene or polyethylene, or a porous film made of an inorganic material such as a ceramic nonwoven fabric. It may have a structure in which porous films are stacked.

【0043】このセパレータ13には、液状の非水電解
質である非水電解液が含浸されている。この非水電解液
は、非水溶媒に電解質塩として例えばリチウム塩が溶解
されたものである。非水溶媒としては、例えば、プロピ
レンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカ
ーボネート、ジメチルカーボネート、1,2−ジメトキ
シエタン、1,2−ジエトキシエタン、γ−ブチルラク
トン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフ
ラン、1,3−ジオキソラン、4−メチルー1,3−ジ
オキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルス
ルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル、アニソ
ール、酢酸エステル、酪酸エステルあるいはプロピオン
酸エステルなどが好ましく、これらのうちのいずれか1
種又は2種以上を混合して用いられている。
The separator 13 is impregnated with a non-aqueous electrolyte which is a liquid non-aqueous electrolyte. The non-aqueous electrolyte is a non-aqueous solvent in which, for example, a lithium salt is dissolved as an electrolyte salt. Examples of the non-aqueous solvent include propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, γ-butyllactone, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3 -Dioxolan, 4-methyl-1,3-dioxolan, diethyl ether, sulfolane, methylsulfolane, acetonitrile, propionitrile, anisole, acetate, butyrate or propionate, and the like.
Seeds or a mixture of two or more kinds is used.

【0044】リチウム塩としては、例えばLiCl
,LiAsF,LiPF,LiBF,LiB
(C),LiCHSO,LiCFSO
LiCl,LiBrなどがあり、これらのうちのいずれ
か1種又は2種以上が混合して用いられている。
As the lithium salt, for example, LiCl
O 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiB
(C 6 H 5 ), LiCH 3 SO 3 , LiCF 3 SO 3 ,
There are LiCl, LiBr, and the like, and one or more of these are used in combination.

【0045】以上のように構成された非水電解質二次電
池は次のように作用する。
The non-aqueous electrolyte secondary battery configured as described above operates as follows.

【0046】この非水電解質二次電池では、充電を行う
と、例えば、正極11からリチウムイオンが離脱し、セ
パレータ13に含浸された電解質を介して負極12に吸
蔵される。放電を行うと、例えば負極12からリチウム
イオンが離脱し、セパレータ13に含浸された電解質を
介して正極11に吸蔵される。ここでは、正極11に第
1の元素を含むマンガン含有酸化物と第2の元素を含む
ニッケル含有酸化物とを含有しているので、高温保存後
においても電池容量が低下せず、高い容量維持率が得ら
れるとともに、例えば3.3Vの高電位カットオフ条件
下において高負荷放電を行っても大きな放電エネルギー
が得られる。この非水電解質二次電池は、例えば、次の
ようにして製造することができる。
In this non-aqueous electrolyte secondary battery, when charged, for example, lithium ions are separated from the positive electrode 11 and occluded in the negative electrode 12 through the electrolyte impregnated in the separator 13. When the discharge is performed, for example, lithium ions are released from the negative electrode 12 and occluded in the positive electrode 11 via the electrolyte impregnated in the separator 13. Here, since the positive electrode 11 contains the manganese-containing oxide containing the first element and the nickel-containing oxide containing the second element, the battery capacity does not decrease even after storage at a high temperature, and the high capacity is maintained. And a large discharge energy can be obtained even when a high-load discharge is performed under a high potential cutoff condition of, for example, 3.3 V. This non-aqueous electrolyte secondary battery can be manufactured, for example, as follows.

【0047】まず、例えば、マンガン含有酸化物と、ニ
ッケル含有酸化物と、必要に応じて導電剤及び結着剤と
を混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をN−メチ
ルー2−ピロリドンなどの溶剤に分散してペースト状の
正極合剤スラリーとする。この正極合剤スラリーを正極
集電体層に塗布し溶剤を乾燥させたのち、ローラープレ
ス機などにより圧縮成型して正極合剤層を形成し、正極
11を作製する。
First, for example, a manganese-containing oxide, a nickel-containing oxide, and, if necessary, a conductive agent and a binder are mixed to prepare a positive electrode mixture. -Disperse in a solvent such as pyrrolidone to obtain a paste-like positive electrode mixture slurry. The positive electrode mixture slurry is applied to the positive electrode current collector layer, the solvent is dried, and then compression molded by a roller press or the like to form a positive electrode mixture layer, and the positive electrode 11 is manufactured.

【0048】次いで、例えば、負極材料と、必要に応じ
て結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤
をN−メチルー2−ピロリドンなどの溶剤に分散してペ
ースト状の負極合剤スラリーとする。この負極合剤スラ
リーを負極集電体層に塗布し溶剤を乾燥させたのち、ロ
ーラープレス機などにより圧縮成型して負極合剤層を形
成し、負極12を作製する。
Next, for example, a negative electrode mixture is prepared by mixing a negative electrode material and a binder as necessary, and this negative electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to form a paste. Negative electrode mixture slurry. The negative electrode mixture slurry is applied to the negative electrode current collector layer, the solvent is dried, and then compression-molded by a roller press or the like to form a negative electrode mixture layer, and the negative electrode 12 is manufactured.

【0049】続いて、正極集電体層に正極リード15を
溶接などにより取り付けるとともに、負極集電体層に負
極リード16を溶接などにより取り付ける。その後、正
極11と負極12とをセパレータ13を介して巻回し、
正極リード15の先端部を安全弁機構5に溶接するとと
もに、負極リード16の先端部を電池缶1に溶接して、
巻回した正極11及び負極12を一対の絶縁板2,3で
挟み電池缶1の内部に収納する。正極11及び負極12
を電池缶1の内部に収納したのち、非水電解液を電池缶
1の内部に注入し、セパレータ13に含浸させる。
Subsequently, the positive electrode lead 15 is attached to the positive electrode current collector layer by welding or the like, and the negative electrode lead 16 is attached to the negative electrode current collector layer by welding or the like. Thereafter, the positive electrode 11 and the negative electrode 12 are wound via the separator 13,
The distal end of the positive electrode lead 15 was welded to the safety valve mechanism 5 and the distal end of the negative electrode lead 16 was welded to the battery can 1.
The wound positive electrode 11 and negative electrode 12 are sandwiched between a pair of insulating plates 2 and 3 and housed inside the battery can 1. Positive electrode 11 and negative electrode 12
Is stored in the battery can 1 and then a non-aqueous electrolyte is injected into the battery can 1 and impregnated in the separator 13.

【0050】その後、電池缶1の開口端部に電池蓋4,
安全弁機構5及び熱感抵抗素子6をガスケット7を介し
てかしめることにより固定する。これにより、図1に示
した非水電解質二次電池が形成される。
Thereafter, the battery cover 4 is attached to the open end of the battery can 1.
The safety valve mechanism 5 and the thermal resistance element 6 are fixed by caulking via the gasket 7. Thus, the non-aqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 1 is formed.

【0051】以上、実施の形態及び実施例を挙げて本発
明を説明したが、本発明は上述の記載に限定されること
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変
更可能である。
The present invention has been described with reference to the embodiment and the examples. However, the present invention is not limited to the above description, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.

【0052】したがって、上記においては、巻回構造を
有する円筒型の非水電解質二次電池について一例を具体
的に挙げて説明したが、本発明は他の構成を有する円筒
型の非水電解質二次電池についても適用することができ
る。また、電池の形状についても円筒形に限定されるこ
とはなく、円筒型以外のコイン型,ボタン型,角型ある
いはラミネートフィルムの内部に電極素子が封入された
型などの種々の形状を有する非水電解質二次電池につい
ても同様に適用することができる。
Therefore, in the above description, an example of a cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery having a wound structure has been specifically described. However, the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to a secondary battery. Also, the shape of the battery is not limited to a cylindrical shape, and non-cylindrical non-cylindrical batteries having various shapes such as a coin type, a button type, a square type, or a type in which an electrode element is sealed inside a laminated film other than the cylindrical type. The same can be applied to a water electrolyte secondary battery.

【0053】また、上記においては、非水電解質として
電解質塩を非水溶媒に溶解してなる非水電解液を用いた
場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定され
るものではなく、非水電解質として、電解質塩と膨潤溶
媒とマトリクス高分子とからなるゲル電解質、イオン伝
導性高分子と電解質塩とを複合化させてなる高分子固体
電解質、イオン伝導性無機セラミックス,ガラス,イオ
ン性結晶等を主成分とする無機固体電解質と非水電解液
とを混合してなる非水電解質材料等を用いた場合にも適
用可能である。
In the above description, the case where a non-aqueous electrolyte obtained by dissolving an electrolyte salt in a non-aqueous solvent is used as an example of the non-aqueous electrolyte has been described, but the present invention is not limited to this. Rather, as a non-aqueous electrolyte, a gel electrolyte composed of an electrolyte salt, a swelling solvent, and a matrix polymer, a solid polymer electrolyte composed of a composite of an ion conductive polymer and an electrolyte salt, an ion conductive inorganic ceramic, glass Also, the present invention can be applied to a case where a non-aqueous electrolyte material or the like obtained by mixing an inorganic solid electrolyte mainly containing ionic crystals or the like and a non-aqueous electrolyte is used.

【0054】例えば非水電解質としてゲル電解質を用い
る場合、ゲル電解質のイオン伝導度が1mS/cm以上
であれば、ゲル電解質の組成及びゲル電解質を構成する
マトリクス高分子の構造はいかなるものであっても構わ
ない。
For example, when a gel electrolyte is used as the non-aqueous electrolyte, the composition of the gel electrolyte and the structure of the matrix polymer constituting the gel electrolyte are not limited as long as the ionic conductivity of the gel electrolyte is 1 mS / cm or more. No problem.

【0055】具体的なマトリクス高分子としては、ポリ
アクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化
ビニリデンとポリヘキサフルオロプロピレンとの共重合
体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロ
プロピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレン
オキサイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポ
リ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル
酸メチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレ
ン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、ポリ
スチレン、ポリカーボネート等を用いることが可能であ
る。特に電気化学的な安定性を考慮すると、ポリアクリ
ロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオ
ロプロピレン、ポリエチレンオキサイド等を用いること
が好ましい。
Specific examples of the matrix polymer include polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, a copolymer of polyvinylidene fluoride and polyhexafluoropropylene, polytetrafluoroethylene, polyhexafluoropropylene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, and polypropylene. Sphazen, polysiloxane, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, styrene-butadiene rubber, nitrile-butadiene rubber, polystyrene, polycarbonate, and the like can be used. In particular, in consideration of electrochemical stability, it is preferable to use polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polyhexafluoropropylene, polyethylene oxide, or the like.

【0056】また、ゲル電解質を作製するために必要な
マトリクス高分子の重量は、マトリクス高分子と非水電
解液との相溶性により異なることから一概に規定するこ
とは困難であるが、非水電解液に対して5重量%〜50
重量%とすることが好ましい。
Further, the weight of the matrix polymer required for producing the gel electrolyte is difficult to specify unequivocally because it depends on the compatibility between the matrix polymer and the non-aqueous electrolyte. 5% by weight to 50% of electrolyte
It is preferable to set the weight%.

【0057】[0057]

【実施例】以下、本発明を具体的な実験結果に基づいて
説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on specific experimental results.

【0058】<サンプル3>実施例では、図1に示した
円筒型の非水電解質二次電池を作製した。
<Sample 3> In the example, the cylindrical nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 1 was manufactured.

【0059】まず、炭酸リチウム(LiCO)と二
酸化マンガン(MnO)と三酸化ニクロム(Cr
)とを混合し、空気中において850℃の温度で5
時間焼成してリチウムとマンガンと第1の元素(Ma)
としてクロムとを含むマンガン含有酸化物LiMn
1.9Cr0.1を作製した。
First, lithium carbonate (Li 2 CO 3 ), manganese dioxide (MnO 2 ) and nichrome trioxide (Cr
O 3 ) and 5 in air at a temperature of 850 ° C.
Lithium, manganese and first element (Ma)
Containing chromium as a manganese-containing oxide LiMn
1.9 Cr 0.1 O 4 was produced.

【0060】次いで、得られたマンガン含有酸化物を粉
砕し、平均粒径を20μmとした。平均粒径の測定はレ
ーザ回折法により行った。また、水酸化リチウム(LiO
H)と一酸化ニッケル(NiO)と一酸化コバルト(C
oO)とを混合し、空気中において750℃の温度で5
時間焼成してリチウムとニッケルと第2の元素(Mb)
としてコバルトを含むニッケル含有酸化物LiNi
0.8Co0.2を作製した。
Next, the obtained manganese-containing oxide was pulverized to have an average particle size of 20 μm. The measurement of the average particle size was performed by a laser diffraction method. In addition, lithium hydroxide (LiO
H), nickel monoxide (NiO) and cobalt monoxide (C
oO) in air at a temperature of 750.degree.
Lithium, nickel and second element (Mb)
-Containing oxide LiNi containing cobalt as the material
0.8 Co 0.2 O 2 was produced.

【0061】次いで、得られたニッケル含有酸化物を粉
砕し、平均粒径を10μmとした。平均粒径の測定は同
様にレーザ回折法により行った。
Next, the obtained nickel-containing oxide was pulverized to an average particle size of 10 μm. The measurement of the average particle size was similarly performed by the laser diffraction method.

【0062】次いで、結着剤としてHFPとPVdFと
の混合結着剤を調製した。ここで、HFPとPVdFと
の混合比は、質量比でHFP:PVdF=5:95とし
た。
Next, a mixed binder of HFP and PVdF was prepared as a binder. Here, the mixing ratio of HFP and PVdF was HFP: PVdF = 5: 95 by mass ratio.

【0063】続いて、得られたマンガン含有酸化物とニ
ッケル含有酸化物とを重量比が2:8の割合で混合した
のち、この混合粉末91重量部に対して導電剤としてグ
ラファイト6重量部及び上記において調製した混合結着
剤3重量部を混合して正極合剤を調製した。ここで、マ
ンガン含有酸化物とニッケル含有酸化物との混合比は、
本発明に係る本発明で規定する結着剤の混合比におい
て、正極合剤が最もゲル化し易い混合比に設定した。正
極合剤を調整したのち、この正極合剤を溶剤であるN−
メチルピロリドンに分散して正極合剤スラリーとし、厚
さ20μmの帯状のアルミニウム箔よりなる正極集電体
層の両面に均一に塗布して乾燥させ、圧縮成型して正極
合剤層を形成し、正極11を作製した。その後、正極集
電体層の一端部にアルミニウム製の正極リード15を取
り付けた。
Subsequently, the obtained manganese-containing oxide and nickel-containing oxide were mixed at a weight ratio of 2: 8, and then 91 parts by weight of the mixed powder and 6 parts by weight of graphite as a conductive agent and 3 parts by weight of the mixed binder prepared above was mixed to prepare a positive electrode mixture. Here, the mixing ratio between the manganese-containing oxide and the nickel-containing oxide is
In the mixing ratio of the binder specified in the present invention according to the present invention, the mixing ratio was set so that the positive electrode mixture was most likely to gel. After preparing the positive electrode mixture, this positive electrode mixture was mixed with N-
Dispersed in methylpyrrolidone to form a positive electrode mixture slurry, uniformly coated on both sides of a positive electrode current collector layer composed of a 20 μm-thick strip-shaped aluminum foil, dried, compression molded to form a positive electrode mixture layer, The positive electrode 11 was produced. Thereafter, a positive electrode lead 15 made of aluminum was attached to one end of the positive electrode current collector layer.

【0064】次いで、フィラーとしての石炭系コークス
100重量部にバインダとしてのコールタール系ピッチ
を30重量部を加え、約100℃で混合した後、プレス
機により圧縮成型し、1000℃以下の温度で熱処理す
ることにより炭素成型体を作製した。続いて、この炭素
成型体に200℃以下で溶融させたコールタール系ピッ
チを含浸し、1000℃以下で熱処理する、ピッチ含浸
/熱処理工程を数回繰り返したのち、不活性雰囲気申に
おいて2700℃で熱処理し、黒鉛化成型体を作製し
た。その後、この黒鉛化成型体を粉砕分級し、粉末状と
した。
Next, 30 parts by weight of coal tar pitch as a binder was added to 100 parts by weight of coal-based coke as a filler, mixed at about 100 ° C., and then compression-molded by a press machine, and then pressed at a temperature of 1000 ° C. or less. A carbon molded body was produced by heat treatment. Subsequently, the carbon molded body is impregnated with a coal tar pitch melted at a temperature of 200 ° C. or less, and a heat treatment is performed at a temperature of 1000 ° C. or less. Heat treatment was performed to produce a graphitized molded body. Thereafter, the graphitized molded product was pulverized and classified to obtain a powder.

【0065】得られた黒鉛化粉末について、X線回折法
により構造解析を行ったところ、(002)面の面間隔
は0.337nmであり、(002)面のC軸結晶子厚
みは50.0nmであった。また、ピクノメータ法によ
り求めた真密度は2.23g/cmであり、嵩密度は
0.83g/cmであり、平均形状パラメータは10
であった。さらに、BET(Brunauer,Emmett,Telle
r)法により求めた比表面積は4.4m/gであり、
レーザ回折法により求めた粒度分布は、平均粒径が3
1.2μm,累積10%粒径が12.3μm,累積50
%粒径が29.5μm,累計90%粒径が53.7μm
であった。加えて、島津微少圧縮試験機(島津製作所
製)を用いて求めた黒鉛化粒子の破壊強度は、平均値で
7.0×10Paであった。
Structural analysis of the obtained graphitized powder by X-ray diffraction revealed that the (002) plane spacing was 0.337 nm and the (002) plane C-axis crystallite thickness was 50. It was 0 nm. The true density determined by the pycnometer method is 2.23 g / cm 3 , the bulk density is 0.83 g / cm 3 , and the average shape parameter is 10
Met. In addition, BET (Brunauer, Emmett, Telle
The specific surface area determined by the r) method is 4.4 m 2 / g,
The particle size distribution obtained by the laser diffraction method is as follows.
1.2 μm, cumulative 10% particle size is 12.3 μm, cumulative 50
% Particle size is 29.5 μm, cumulative 90% particle size is 53.7 μm
Met. In addition, the breaking strength of the graphitized particles determined using a Shimadzu micro compression tester (manufactured by Shimadzu Corporation) was 7.0 × 10 7 Pa on average.

【0066】黒鉛化粉末を得たのち、この混合粉末90
重量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン10重量
部とを混合して負極合剤を調製し、溶剤であるN−メチ
ルピロリドンに分散して負極合剤スラリーとした。負極
合剤スラリーを作製した後、この負極合剤スラリーを厚
さ10μmの帯状の銅箔よりなる負極集電体層の両面に
均一に塗布して乾燥させ、圧縮成型して負極合剤層を形
成し、負極12を作製した。その後、負極集電体層の一
端部に銅製の負極リード16を取り付けた。
After obtaining the graphitized powder, the mixed powder 90
By weight, a negative electrode mixture was prepared by mixing 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder and then dispersed in N-methylpyrrolidone as a solvent to obtain a negative electrode mixture slurry. After preparing the negative electrode mixture slurry, this negative electrode mixture slurry is uniformly applied to both surfaces of a negative electrode current collector layer made of a 10-μm-thick strip-shaped copper foil, dried, compression-molded to form a negative electrode mixture layer. The negative electrode 12 was formed. Thereafter, a copper negative electrode lead 16 was attached to one end of the negative electrode current collector layer.

【0067】正極11及び負極12をそれぞれ作製した
後、厚さ25μmの微多孔性ポリプロピレンフィルムよ
りなるセパレータ13を用意し、負極12,セパレータ
13,正極11,セパレータ13の順に積層して直径
4.0mmの芯に渦巻き状に多数巻回し、最外周部を接
着テープで固定して巻回電極体10を作製した。
After producing the positive electrode 11 and the negative electrode 12, respectively, a separator 13 made of a microporous polypropylene film having a thickness of 25 μm is prepared, and the negative electrode 12, the separator 13, the positive electrode 11, and the separator 13 are laminated in this order to have a diameter of 4. A number of spirals were wound around a 0 mm core, and the outermost periphery was fixed with an adhesive tape to produce a wound electrode body 10.

【0068】巻回電極体10を作製した後、巻回電極体
10を一対の絶縁板2,3で挟み、負極リード16を電
池缶1に溶接するとともに、正極リード15を安全弁機
構5に溶接して、巻回電極体10をニッケル鍍金した鉄
製の電池缶1の内部に収納した。なお、電池缶1には、
外径18.0mm,内径17.38mm,缶肉厚0.3
1mm,高さ65mmのものを用いた。巻回電極体10
を電池缶1の内部に収納した後、電池缶1の内部に非水
電解液を注入した。非水電解液には、プロピレンカーボ
ネートと1,2−ジメトキシエタンとを等容量混合した
溶媒に電解質塩としてLiPFを1.0mol/lの
割合で溶解させたものを用いた。その後、表面にアスフ
ァルトを塗布したガスケット7を介して電池蓋4を電池
缶1にかしめることにより、図1に示した円筒型の非水
電解質二次電池を作製した。
After the wound electrode body 10 is manufactured, the wound electrode body 10 is sandwiched between a pair of insulating plates 2 and 3, the negative electrode lead 16 is welded to the battery can 1, and the positive electrode lead 15 is welded to the safety valve mechanism 5. Then, the wound electrode body 10 was housed inside the nickel-plated iron battery can 1. In addition, in the battery can 1,
Outer diameter 18.0mm, inner diameter 17.38mm, can thickness 0.3
1 mm and a height of 65 mm were used. Wound electrode body 10
Was stored in the battery can 1, and then a non-aqueous electrolyte was injected into the battery can 1. As the non-aqueous electrolyte, one obtained by dissolving LiPF 6 as an electrolyte salt at a ratio of 1.0 mol / l in a solvent obtained by mixing propylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane in equal volumes was used. Thereafter, the battery lid 4 was caulked to the battery can 1 via a gasket 7 coated with asphalt on the surface, thereby producing the cylindrical nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIG.

【0069】<サンプル1>結着剤としてPVdFのみ
を用いたこと以外はサンプル3と同様にして円筒型の非
水電解質二次電池を作製した。
<Sample 1> A cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery was prepared in the same manner as in Sample 3, except that only PVdF was used as the binder.

【0070】<サンプル2>混合結着剤を調製する際
に、HFPとPVdFとの混合比を、質量比でHFP:
PVdF=3:97としたこと以外はサンプル3と同様
にして円筒型の非水電解質二次電池を作製した。
<Sample 2> In preparing the mixed binder, the mixing ratio of HFP and PVdF was changed to HFP:
A cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Sample 3, except that PVdF was set to 3:97.

【0071】<サンプル4>混合結着剤を調製する際
に、HFPとPVdFとの混合比を、質量比でHFP:
PVdF=50:50としたこと以外はサンプル3と同
様にして円筒型の非水電解質二次電池を作製した。
<Sample 4> In preparing the mixed binder, the mixing ratio of HFP and PVdF was changed to HFP:
A cylindrical nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Sample 3, except that PVdF was set to 50:50.

【0072】<サンプル5>混合結着剤を調製する際
に、HFPとPVdFとの混合比を、質量比でHFP:
PVdF=60:40としたこと以外はサンプル3と同
様にして円筒型の非水電解質二次電池を作製した。
<Sample 5> In preparing the mixed binder, the mixing ratio of HFP and PVdF was changed to HFP:
A cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Sample 3, except that PVdF was set to 60:40.

【0073】<サンプル6>結着剤として、HFPのみ
を用いたこと以外はサンプル3と同様にして円筒型の非
水電解質二次電池を作製した。
<Sample 6> A cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Sample 3, except that only HFP was used as the binder.

【0074】以上のようにして作製したサンプル1〜サ
ンプル6の非水電解質二次電池について、電池特性とし
て放電容量を以下の手法により調べた。
With respect to the non-aqueous electrolyte secondary batteries of Samples 1 to 6 manufactured as described above, the discharge capacity as a battery characteristic was examined by the following method.

【0075】放電容量 充電電圧を4.2Vに設定し、400mAで8時間定電
流−定電圧充電を行った後、200mAで終止電圧2.
5Vまで放電を行うことにより、放電容量を測定した。
After setting the discharge capacity charging voltage to 4.2 V and performing constant current-constant voltage charging at 400 mA for 8 hours, the final voltage was set at 200 mA.
The discharge capacity was measured by discharging to 5V.

【0076】その結果を表1に示す。なお、表1におい
ては、上述のようにして調製され、正極合剤に含有され
る結着剤を結着剤1と総称する。
Table 1 shows the results. In Table 1, the binder prepared as described above and contained in the positive electrode mixture is generally referred to as binder 1.

【0077】また、各非水電解質二次電池を作製する際
の正極合剤の性状、及び正極合剤層の正極集電体からの
剥離状態を目視で観察して評価した。その結果を表1に
併せて示す。また、表1において、「塗膜特性」の欄に
おける◎は、面積密度が設計から±5%以内で塗布でき
ることを、○は、面積密度が設計から±5〜10%の範
囲で塗布できることを、△は、面積密度が設計から10
%以上外れることがあり、また、塗膜に穴が空く場合が
あることを意味する。また、表1において、「剥離」の
欄における○は、剥離強度が1kgf/mm以上である
ことを、△は、剥離強度が0.1kgf/mm〜1kg
f/mmであることを、×は、剥離強度が0.1kgf
/mm未満であることを意味する。
Further, the properties of the positive electrode mixture and the state of peeling of the positive electrode mixture layer from the positive electrode current collector at the time of producing each nonaqueous electrolyte secondary battery were visually evaluated. The results are shown in Table 1. In Table 1, in the column of “coating film characteristics”, ◎ indicates that the area density can be applied within ± 5% from the design, and ○ indicates that the area density can be applied within the range of ± 5 to 10% from the design. , △ means that the area density is 10
% Or more, which means that a hole may be formed in the coating film. In Table 1, in the column of “peeling”, “○” indicates that the peeling strength is 1 kgf / mm or more, and “△” indicates that the peeling strength is 0.1 kgf / mm to 1 kg.
x means that the peel strength is 0.1 kgf
/ Mm.

【0078】[0078]

【表1】 [Table 1]

【0079】表1から、正極合剤の結着剤1として、H
FPとPVdFとを混合して調製した混合結着剤を用い
てなるサンプル2〜サンプル5の非水電解質二次電池で
は、所望の放電容量が得られることがわかる。また、正
極合剤層の剥離強度および塗膜特性に関して実用可能な
基準に達成されていることがわかる。
From Table 1, it can be seen that as binder 1 of the positive electrode mixture, H
It can be seen that the desired discharge capacity can be obtained in the nonaqueous electrolyte secondary batteries of Samples 2 to 5 using the mixed binder prepared by mixing FP and PVdF. In addition, it can be seen that the peel strength of the positive electrode mixture layer and the coating film characteristics have been achieved to practical standards.

【0080】特に、HFPとPVdFとの混合比が5:
95及び50:50であるサンプル3及びサンプル4の
非水電解質二次電池では、良好な放電容量が得られてい
る。また、正極合剤の性状も良好であり、正極活物質層
の正極集電体からの剥離も認められなかった。
In particular, when the mixing ratio of HFP and PVdF is 5:
In the nonaqueous electrolyte secondary batteries of Sample 3 and Sample 4, which have a ratio of 95 and 50:50, good discharge capacity is obtained. The properties of the positive electrode mixture were also good, and no peeling of the positive electrode active material layer from the positive electrode current collector was observed.

【0081】これに対して、正極合剤の結着剤として、
PVdFのみを用いたサンプル1の非水電解質二次電池
では、放電容量は良好な値を得られており、正極活物質
層の正極集電体からの剥離も認められなかった。しかし
ながら、正極合剤を調製する際に正極合剤がゲル化して
しまい、正極合剤の性状が良好なものとはいえない状態
であった。
On the other hand, as a binder for the positive electrode mixture,
In the non-aqueous electrolyte secondary battery of Sample 1 using only PVdF, a favorable value was obtained for the discharge capacity, and peeling of the positive electrode active material layer from the positive electrode current collector was not observed. However, when preparing the positive electrode mixture, the positive electrode mixture gelled, and the properties of the positive electrode mixture could not be said to be good.

【0082】また、正極合剤の結着剤として、PVdF
のみを用いたサンプル6の非水電解質二次電池では、放
電容量は良好な値を得られており、正極合剤の性状も良
好であった。しかしながら、正極活物質層の正極集電体
層からの剥離が認められた。
As a binder for the positive electrode mixture, PVdF
In the non-aqueous electrolyte secondary battery of Sample 6 using only the above, a good value was obtained for the discharge capacity, and the properties of the positive electrode mixture were also good. However, peeling of the positive electrode active material layer from the positive electrode current collector layer was observed.

【0083】したがって、これらのことより、正極合剤
の結着剤としてHFPとPVdFとを混合して調製した
混合結着剤を用いることにより、正極合剤の性状が良好
であり、正極活物質層の正極集電体層から剥離がなく、
良好な放電容量を有する非水電解質二次電池を構成する
ことができるといえる。
Accordingly, by using a mixed binder prepared by mixing HFP and PVdF as the binder for the positive electrode mixture, the properties of the positive electrode mixture are good, and the positive electrode active material No separation from the positive electrode current collector layer
It can be said that a nonaqueous electrolyte secondary battery having a good discharge capacity can be configured.

【0084】特に、HFPとPVdFとの混合比を5:
95〜50:50の範囲、すなわちHFPの混合率を5
wt%〜50wt%の範囲とすることにより、正極合剤
の性状が最良であり、正極活物質層の正極集電体層から
剥離がなく、非常に良好な放電容量を有する非水電解質
二次電池を構成することができるといえる。
In particular, when the mixing ratio of HFP and PVdF is 5:
95-50: 50, that is, the mixing ratio of HFP is 5
By setting the content in the range of wt% to 50 wt%, the properties of the positive electrode mixture are the best, and the nonaqueous electrolyte secondary material having a very good discharge capacity without peeling off the positive electrode active material layer from the positive electrode current collector layer. It can be said that a battery can be configured.

【0085】<サンプル7>混合結着剤を調製する際
に、SBRとPVdFとを混合して混合結着剤を調製
し、SBRとPVdFとの混合比を、質量比でSBR:
PVdF=3:97としたこと以外はサンプル3と同様
にして円筒型の非水電解質二次電池を作製した。
<Sample 7> When preparing a mixed binder, SBR and PVdF were mixed to prepare a mixed binder, and the mixing ratio of SBR and PVdF was determined by the mass ratio of SBR:
A cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Sample 3, except that PVdF was set to 3:97.

【0086】<サンプル8>混合結着剤を調製する際
に、SBRとPVdFとを混合して混合結着剤を調製
し、SBRとPVdFとの混合比を、質量比でSBR:
PVdF=10:90としたこと以外はサンプル3と同
様にして円筒型の非水電解質二次電池を作製した。
<Sample 8> When preparing the mixed binder, SBR and PVdF were mixed to prepare a mixed binder, and the mixing ratio of SBR and PVdF was determined by the mass ratio of SBR:
A cylindrical nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Sample 3, except that PVdF was set to 10:90.

【0087】<サンプル9>混合結着剤を調製する際
に、SBRとPVdFとを混合して混合結着剤を調製
し、SBRとPVdFとの混合比を、質量比でSBR:
PVdF=50:50としたこと以外はサンプル3と同
様にして円筒型の非水電解質二次電池を作製した。
<Sample 9> When preparing a mixed binder, SBR and PVdF were mixed to prepare a mixed binder, and the mixing ratio of SBR and PVdF was determined by the mass ratio of SBR:
A cylindrical nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Sample 3, except that PVdF was set to 50:50.

【0088】<サンプル10>混合結着剤を調製する際
に、SBRとPVdFとを混合して混合結着剤を調製
し、SBRとPVdFとの混合比を、質量比でSBR:
PVdF=60:40としたこと以外はサンプル3と同
様にして円筒型の非水電解質二次電池を作製した。
<Sample 10> In preparing the mixed binder, SBR and PVdF were mixed to prepare a mixed binder, and the mixing ratio of SBR and PVdF was determined by the mass ratio of SBR:
A cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Sample 3, except that PVdF was set to 60:40.

【0089】<サンプル11>結着剤としてSBRのみ
を用いたこと以外はサンプル3と同様にして円筒型の非
水電解質二次電池を作製した。
<Sample 11> A cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured in the same manner as in Sample 3, except that only SBR was used as the binder.

【0090】以上のようにして作製したサンプル7〜サ
ンプル11の非水電解質二次電池について、電池特性と
して放電容量を上記と同様にして調べた。その結果を表
1に併せて示す。また、表1においては、SBRとPV
dFとを混合して調製した混合結着剤を結着剤2と総称
する。なお、表1における記号の意味は上記に準ずるも
のとする。
With respect to the non-aqueous electrolyte secondary batteries of Samples 7 to 11 manufactured as described above, the discharge capacity as a battery characteristic was examined in the same manner as described above. The results are shown in Table 1. In Table 1, SBR and PV
The mixed binder prepared by mixing with dF is generally referred to as Binder 2. In addition, the meaning of the symbol in Table 1 shall conform to the above.

【0091】表1から、正極合剤の結着剤2として、S
BRとPVdFとを混合して調製した混合結着剤を用い
てなるサンプル7〜サンプル10の非水電解質二次電池
では、所望の放電容量が得られていることがわかる。ま
た、正極合剤層の剥離強度および塗膜特性に関して実用
可能な基準に達成されていることがわかる。
From Table 1, it can be seen that as binder 2 of the positive electrode mixture, S
It can be seen that in the nonaqueous electrolyte secondary batteries of Samples 7 to 10 using the mixed binder prepared by mixing BR and PVdF, a desired discharge capacity was obtained. In addition, it can be seen that the peel strength of the positive electrode mixture layer and the coating film characteristics have been achieved to practical standards.

【0092】特に、SBRとPVdFとの混合比が1
0:90及び50:50であるサンプル8及びサンプル
9の非水電解質二次電池では、良好な放電容量が得ら
れ、正極合剤の性状も良好であった。また、正極活物質
層の正極集電体層からの剥離も認められなかった。
In particular, when the mixing ratio of SBR and PVdF is 1
In the nonaqueous electrolyte secondary batteries of Samples 8 and 9 at 0:90 and 50:50, good discharge capacity was obtained, and the properties of the positive electrode mixture were also good. Further, no peeling of the positive electrode active material layer from the positive electrode current collector layer was observed.

【0093】これに対して、正極合剤の結着剤として、
SBRのみを用いたサンプル11の非水電解質二次電池
では、正極合剤の性状は良好であり、正極活物質層の正
極集電体層から剥離も認められなかった。しかしなが
ら、放電容量は十分な値が得られなかった。
On the other hand, as a binder for the positive electrode mixture,
In the nonaqueous electrolyte secondary battery of Sample 11 using only SBR, the properties of the positive electrode mixture were good, and no separation was observed from the positive electrode current collector layer of the positive electrode active material layer. However, a sufficient discharge capacity was not obtained.

【0094】したがって、これらのことより、正極合剤
の結着剤としてSBRとPVdFとを混合して調製した
混合結着剤を用いることにより、正極合剤の性状が良好
であり、正極活物質層の正極集電体層から剥離がなく、
良好な放電容量を有する非水電解質二次電池を構成する
ことができるといえる。
Therefore, from the above, by using a mixed binder prepared by mixing SBR and PVdF as a binder for the positive electrode mixture, the properties of the positive electrode mixture are good and the positive electrode active material No separation from the positive electrode current collector layer
It can be said that a nonaqueous electrolyte secondary battery having a good discharge capacity can be configured.

【0095】特に、SBRとPVdFとの混合比を5:
95〜50:50の範囲、すなわちHFPの混合率を5
wt%〜50wt%の範囲とすることにより、正極合剤
の性状が最良であり、正極活物質層の正極集電体層から
剥離がなく、非常に良好な放電容量を有する非水電解質
二次電池を構成することができるといえる。
In particular, when the mixing ratio of SBR and PVdF is 5:
95-50: 50, that is, the mixing ratio of HFP is 5
By setting the content in the range of wt% to 50 wt%, the properties of the positive electrode mixture are the best, and the nonaqueous electrolyte secondary material having a very good discharge capacity without peeling off the positive electrode active material layer from the positive electrode current collector layer. It can be said that a battery can be configured.

【0096】<サンプル12>HFPとPVdFとが、
質量比でHFP:PVdF=3:97として重合されて
なるコポリマーを、正極合剤の結着剤として用いたこと
以外はサンプル3と同様にして円筒型の非水電解質二次
電池を作製した。
<Sample 12> HFP and PVdF are
A cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Sample 3, except that a copolymer obtained by polymerizing HFP: PVdF at a mass ratio of 3:97 was used as a binder for the positive electrode mixture.

【0097】<サンプル13>HFPとPVdFとが、
質量比でHFP:PVdF=5:95として重合されて
なるコポリマーを、正極合剤の結着剤として用いたこと
以外はサンプル3と同様にして円筒型の非水電解質二次
電池を作製した。
<Sample 13> HFP and PVdF are
A cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Sample 3, except that a copolymer obtained by polymerizing HFP: PVdF = 5: 95 by mass ratio was used as a binder for the positive electrode mixture.

【0098】<サンプル14>HFPとPVdFとが、
質量比でHFP:PVdF=50:50として重合され
てなるコポリマーを、正極合剤の結着剤として用いたこ
と以外はサンプル3と同様にして円筒型の非水電解質二
次電池を作製した。
<Sample 14> HFP and PVdF are
A cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Sample 3, except that a copolymer obtained by polymerizing HFP: PVdF = 50: 50 by mass ratio was used as a binder for the positive electrode mixture.

【0099】<サンプル15>HFPとPVdFとが、
質量比でHFP:PVdF=60:40として重合され
てなるコポリマーを、正極合剤の結着剤として用いたこ
と以外はサンプル3と同様にして円筒型の非水電解質二
次電池を作製した。
<Sample 15> HFP and PVdF are
A cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Sample 3, except that a copolymer obtained by polymerization at a mass ratio of HFP: PVdF = 60: 40 was used as a binder for a positive electrode mixture.

【0100】以上のようにして作製したサンプル12〜
サンプル15の非水電解質二次電池について、電池特性
として放電容量を上記と同様にして調べた。
Samples 12-
For the non-aqueous electrolyte secondary battery of Sample 15, the discharge capacity was examined as the battery characteristics in the same manner as described above.

【0101】その結果を表1に示す。なお、表1におい
ては、HFPとPVdFとのコポリマーを結着剤3と総
称する。なお、表1における記号の意味は上記に準ずる
ものとする。
Table 1 shows the results. In Table 1, a copolymer of HFP and PVdF is generally referred to as a binder 3. In addition, the meaning of the symbol in Table 1 shall conform to the above.

【0102】表1から、正極合剤の結着剤3として、H
FPとPVdFとのコポリマーを用いてなるサンプル1
2〜サンプル15の非水電解質二次電池では、所望の放
電容量が得られることがわかす。また、正極合剤層の剥
離強度および塗膜特性に関して実用可能な基準に達成さ
れていることがわかる。
As shown in Table 1, as binder 3 of the positive electrode mixture, H
Sample 1 using a copolymer of FP and PVdF
It can be seen that in the non-aqueous electrolyte secondary batteries of Samples 2 to 15, a desired discharge capacity can be obtained. In addition, it can be seen that the peel strength and coating film characteristics of the positive electrode mixture layer are achieved to practical standards.

【0103】特に、HFPとPVdFとが、重量比で
5:95及び50:50として重合されてなるコポリマ
ーを用いたサンプル13及びサンプル14の非水電解質
二次電池では、良好な放電容量が得られ、正極合剤の性
状も良好であった。また、正極活物質層の正極集電体層
からの剥離も認められなかった。
In particular, in the nonaqueous electrolyte secondary batteries of Samples 13 and 14 using copolymers obtained by polymerizing HFP and PVdF at a weight ratio of 5:95 and 50:50, a good discharge capacity was obtained. The properties of the positive electrode mixture were also good. Further, no peeling of the positive electrode active material layer from the positive electrode current collector layer was observed.

【0104】したがって、これらのことより、正極合剤
の結着剤として、HFPとPVdFとが、重量比で5:
95〜50:50の割合で重合されてなるコポリマーを
用いることにより、正極合剤の性状が非常に良好であ
り、正極活物質層の正極集電体から剥離がなく、非常に
良好な放電容量を有する非水電解質二次電池を構成する
ことができるといえる。
Therefore, based on these facts, HFP and PVdF were used as binders for the positive electrode mixture in a weight ratio of 5: 5.
By using a copolymer polymerized at a ratio of 95 to 50:50, the properties of the positive electrode mixture are very good, the positive electrode active material layer does not peel off from the positive electrode current collector, and the discharge capacity is very good. It can be said that a non-aqueous electrolyte secondary battery having

【0105】[0105]

【発明の効果】本発明に係る非水電解質二次電池は、リ
チウム(Li)とマンガン(Mn)とマンガン以外の金属
元素及びホウ素(B)よりなる群から選ばれる少なくと
も1種の第1の元素と酸素(O)とを含んでなるととも
にマンガンに対する第1の元素のモル比(第1の元素/
マンガン)が、0.01/1.99以上0.5/1.5
以下の範囲内であるマンガン含有酸化物と、リチウムと
ニッケル(Ni)とニッケル以外の金属元素及びホウ素
よりなる群から選ばれる少なくとも1種の第2の元素と
酸素とを含んでなるとともにニッケルに対する第2の元
素のモル比(第2の元素/ニッケル)が0.01/0.
99以上0.5/0.5以下の範囲内であるニッケル含
有酸化物とを含有する正極活物質と、結着剤とを含有し
てなる正極と、負極材料としてリチウム金属、リチウム
合金、又はリチウムをドープ・脱ドープ可能な材料のう
ち少なくとも1種類以上を含有する負極と、非水電解質
とを備え、結着剤が、ポリフッ化ビニリデン(以下、P
VdFと称する。)及びヘキサフルオロプロピレン(以
下、HFPと称する。)を含有してなるものである。
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention has at least one first element selected from the group consisting of lithium (Li), manganese (Mn), a metal element other than manganese, and boron (B). And a molar ratio of the first element to manganese (first element / oxygen (O)).
Manganese) is 0.01 / 1.99 or more and 0.5 / 1.5
A manganese-containing oxide in the following range, at least one second element selected from the group consisting of lithium, nickel (Ni), a metal element other than nickel, and boron, and oxygen, and The molar ratio of the second element (second element / nickel) is 0.01 / 0.
A positive electrode active material containing a nickel-containing oxide in the range of 99 or more and 0.5 / 0.5 or less, a positive electrode containing a binder, and lithium metal, a lithium alloy, or A negative electrode containing at least one or more materials capable of doping and undoping lithium is provided, and a non-aqueous electrolyte is used, wherein a binder is polyvinylidene fluoride (hereinafter referred to as P
VdF. ) And hexafluoropropylene (hereinafter referred to as HFP).

【0106】以上のように構成された本発明に係る非水
電解質二次電池は、結着剤として、PVdFとHFPと
の混合結着剤を用いるため、正極合剤のゲル化を防止す
ることができる。これにより、正極活物質としてマンガ
ン含有酸化物とニッケル含有酸化物とを含む正極活物質
を用いた場合においても、正極合剤は良好な流動性を保
持することが可能となる。その結果、正極合剤のゲル化
に起因した生産性及び品質に関する問題の発生を防止す
ることができ、生産性及び品質に優れた正極及び非水電
解質二次電池を実現することができる。
In the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention having the above-described structure, since the mixed binder of PVdF and HFP is used as the binder, the positive electrode mixture is prevented from gelling. Can be. Thereby, even when a positive electrode active material containing a manganese-containing oxide and a nickel-containing oxide is used as the positive electrode active material, the positive electrode mixture can maintain good fluidity. As a result, it is possible to prevent problems relating to productivity and quality due to gelation of the positive electrode mixture, and to realize a positive electrode and a nonaqueous electrolyte secondary battery excellent in productivity and quality.

【0107】また、本発明に係る非水電解質二次電池
は、リチウム(Li)とマンガン(Mn)とマンガン以外
の金属元素及びホウ素(B)よりなる群から選ばれる少
なくとも1種の第1の元素と酸素(O)とを含んでなる
とともにマンガンに対する第1の元素のモル比(第1の
元素/マンガン)が、0.01/1.99以上0.5/
1.5以下の範囲内であるマンガン含有酸化物と、リチ
ウムとニッケル(Ni)とニッケル以外の金属元素及び
ホウ素よりなる群から選ばれる少なくとも1種の第2の
元素と酸素とを含んでなるとともにニッケルに対する第
2の元素のモル比(第2の元素/ニッケル)が0.01
/0.99以上0.5/0.5以下の範囲内であるニッ
ケル含有酸化物とを含有する正極活物質と、結着剤とを
含有してなる正極と、負極材料としてリチウム金属、リ
チウム合金、又はリチウムをドープ・脱ドープ可能な材
料のうち少なくとも1種類以上を含有する負極と、非水
電解質とを備え、結着剤が、ポリフッ化ビニリデン及び
スチレン−ブタジエン系ラテックス(以下、SBRと称
する。)を含有してなることを特徴とするものである。
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention has at least one first element selected from the group consisting of lithium (Li), manganese (Mn), a metal element other than manganese, and boron (B). And a molar ratio of the first element to manganese (first element / manganese) is not less than 0.01 / 1.99 and not more than 0.5 /
A manganese-containing oxide in a range of 1.5 or less, and at least one second element selected from the group consisting of lithium, nickel (Ni), a metal element other than nickel, and boron; and oxygen. And the molar ratio of the second element to nickel (second element / nickel) is 0.01
A positive electrode active material containing a nickel-containing oxide in the range of /0.99 or more and 0.5 / 0.5 or less, a positive electrode containing a binder, and lithium metal or lithium as a negative electrode material An alloy or a negative electrode containing at least one kind of material capable of doping / dedoping lithium and a non-aqueous electrolyte, wherein a binder is polyvinylidene fluoride and a styrene-butadiene-based latex (hereinafter, referred to as SBR) ) Is contained.

【0108】以上のように構成された本発明に係る非水
電解質二次電池は、結着剤として、PVdFとSBRと
の混合結着剤を用いるため、正極合剤のゲル化を防止す
ることができる。これにより、正極活物質としてマンガ
ン含有酸化物とニッケル含有酸化物とを含む正極活物質
を用いた場合においても、正極合剤は良好な流動性を保
持することが可能となる。その結果、正極合剤のゲル化
に起因した生産性及び品質に関する問題の発生を防止す
ることができ、生産性及び品質に優れた正極及び非水電
解質二次電池を実現することができる。
In the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention having the above-described structure, since a mixed binder of PVdF and SBR is used as the binder, it is possible to prevent the positive electrode mixture from gelling. Can be. Thereby, even when a positive electrode active material containing a manganese-containing oxide and a nickel-containing oxide is used as the positive electrode active material, the positive electrode mixture can maintain good fluidity. As a result, it is possible to prevent problems relating to productivity and quality due to gelation of the positive electrode mixture, and to realize a positive electrode and a nonaqueous electrolyte secondary battery excellent in productivity and quality.

【0109】また、本発明に係る非水電解質二次電池
は、リチウム(Li)とマンガン(Mn)とマンガン以外
の金属元素及びホウ素(B)よりなる群から選ばれる少
なくとも1種の第1の元素と酸素(O)とを含んでなる
とともにマンガンに対する第1の元素のモル比(第1の
元素/マンガン)が、0.01/1.99以上0.5/
1.5以下の範囲内であるマンガン含有酸化物と、リチ
ウムとニッケル(Ni)とニッケル以外の金属元素及び
ホウ素よりなる群から選ばれる少なくとも1種の第2の
元素と酸素とを含んでなるとともにニッケルに対する第
2の元素のモル比(第2の元素/ニッケル)が0.01
/0.99以上0.5/0.5以下の範囲内であるニッ
ケル含有酸化物とを含有する正極活物質と、結着剤とを
含有してなる正極と、負極材料としてリチウム金属、リ
チウム合金、又はリチウムをドープ・脱ドープ可能な材
料のうち少なくとも1種類以上を含有する負極と、非水
電解質とを備え、結着剤が、ポリフッ化ビニリデンとヘ
キサフルオロプロピレンとの共重合体であることを特徴
とするものである。
Further, the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention has at least one first element selected from the group consisting of lithium (Li), manganese (Mn), a metal element other than manganese, and boron (B). And a molar ratio of the first element to manganese (first element / manganese) is not less than 0.01 / 1.99 and not more than 0.5 /
A manganese-containing oxide in a range of 1.5 or less, and at least one second element selected from the group consisting of lithium, nickel (Ni), metal elements other than nickel, and boron, and oxygen. And the molar ratio of the second element to nickel (second element / nickel) is 0.01
A positive electrode active material containing a nickel-containing oxide in the range of /0.99 or more and 0.5 / 0.5 or less, a positive electrode containing a binder, and lithium metal or lithium as a negative electrode material An alloy, or a negative electrode containing at least one or more materials capable of doping / dedoping lithium and a non-aqueous electrolyte, wherein the binder is a copolymer of polyvinylidene fluoride and hexafluoropropylene. It is characterized by the following.

【0110】以上のように構成された本発明に係る非水
電解質二次電池は、結着剤として、PVdFとHFPと
の共重合体を用いるため、正極合剤のゲル化を防止する
ことができる。これにより、正極活物質としてマンガン
含有酸化物とニッケル含有酸化物とを含む正極活物質を
用いた場合においても、正極合剤は良好な流動性を保持
することが可能となる。その結果、正極合剤のゲル化に
起因した生産性及び品質に関する問題の発生を防止する
ことができ、生産性及び品質に優れた正極及び非水電解
質二次電池を実現することができる。
In the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention having the above-described structure, a copolymer of PVdF and HFP is used as a binder, so that the positive electrode mixture can be prevented from gelling. it can. Thereby, even when a positive electrode active material containing a manganese-containing oxide and a nickel-containing oxide is used as the positive electrode active material, the positive electrode mixture can maintain good fluidity. As a result, it is possible to prevent problems relating to productivity and quality due to gelation of the positive electrode mixture, and to realize a positive electrode and a nonaqueous electrolyte secondary battery excellent in productivity and quality.

【0111】したがって、本発明によれば、生産性及び
品質に優れた非水電解質二次電池を提供することが可能
となる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery excellent in productivity and quality.

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

【図1】本発明を適用した非水電解質二次電池の一構成
例を示す縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration example of a nonaqueous electrolyte secondary battery to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電池缶、2,3 絶縁板、4 電池蓋、5 安全弁
機構、6 熱感抵抗素子、7 ガスケット、10 巻回
電極体、11 正極、12 負極、13 セパレータ、
14 センターピン、15 正極リード、16 負極リ
ード
1 battery can, 2, 3 insulating plate, 4 battery lid, 5 safety valve mechanism, 6 thermal resistance element, 7 gasket, 10 wound electrode body, 11 positive electrode, 12 negative electrode, 13 separator,
14 Center pin, 15 Positive lead, 16 Negative lead

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H029 AJ14 AK03 AK19 AL07 AL12 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 DJ08 EJ12 EJ14 HJ01 HJ02 5H050 AA19 BA17 CA08 CA09 CA29 CB08 DA11 EA23 EA24 FA05 HA01 HA02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H029 AJ14 AK03 AK19 AL07 AL12 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 DJ08 EJ12 EJ14 HJ01 HJ02 5H050 AA19 BA17 CA08 CA09 CA29 CB08 DA11 EA23 EA24 FA05 HA01 HA02

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リチウム(Li)とマンガン(Mn)とマ
ンガン以外の金属元素及びホウ素(B)よりなる群から
選ばれる少なくとも1種の第1の元素と酸素(O)とを
含んでなるとともに上記マンガンに対する上記第1の元
素のモル比(第1の元素/マンガン)が、0.01/
1.99以上0.5/1.5以下の範囲内であるマンガ
ン含有酸化物と、リチウムとニッケル(Ni)とニッケ
ル以外の金属元素及びホウ素よりなる群から選ばれる少
なくとも1種の第2の元素と酸素とを含んでなるととも
に上記ニッケルに対する上記第2の元素のモル比(第2
の元素/ニッケル)が0.01/0.99以上0.5/
0.5以下の範囲内であるニッケル含有酸化物とを含有
する正極活物質と、結着剤とを含有してなる正極と、 負極材料としてリチウム金属、リチウム合金、又はリチ
ウムをドープ・脱ドープ可能な材料のうち少なくとも1
種類以上を含有する負極と、 非水電解質とを備え、 上記結着剤が、ポリフッ化ビニリデン及びヘキサフルオ
ロプロピレンを含有してなる混合結着剤であることを特
徴とする非水電解質二次電池。
At least one first element selected from the group consisting of lithium (Li), manganese (Mn), a metal element other than manganese, and boron (B), and oxygen (O). The molar ratio of the first element to the manganese (first element / manganese) is 0.01 /
A manganese-containing oxide in the range of 1.99 to 0.5 / 1.5, and at least one second element selected from the group consisting of lithium, nickel (Ni), metal elements other than nickel, and boron; And a molar ratio of the second element to the nickel (second element).
Element / nickel) is 0.01 / 0.99 or more and 0.5 /
A positive electrode containing a nickel-containing oxide in a range of 0.5 or less, a positive electrode containing a binder, and lithium metal, a lithium alloy, or lithium as a negative electrode material. At least one of the possible materials
A non-aqueous electrolyte secondary battery, comprising: a negative electrode containing at least one kind; and a non-aqueous electrolyte, wherein the binder is a mixed binder containing polyvinylidene fluoride and hexafluoropropylene. .
【請求項2】 上記結着剤は、上記ポリフッ化ビニリデ
ンとヘキサフルオロプロピレンとの混合比が質量比で、
上記ポリフッ化ビニリデン95〜50に対して上記ヘキ
サフルオロプロピレン5〜50である混合結着剤である
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 binder according to claim 1, wherein a mixing ratio of the polyvinylidene fluoride and hexafluoropropylene is a mass ratio,
2. The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the binder is a mixture of the polyvinylidene fluoride 95 to 50 and the hexafluoropropylene 5 to 50. 5.
【請求項3】 上記正極における上記マンガン含有酸化
物と上記ニッケル含有酸化物との混合比は、質量比で、
上記マンガン含有酸化物10〜80に対して上記ニッケ
ル含有酸化物90〜20であ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。
3. The mixing ratio of the manganese-containing oxide and the nickel-containing oxide in the positive electrode is expressed by mass ratio,
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the nickel-containing oxide is 90 to 20 with respect to the manganese-containing oxide 10 to 80.
【請求項4】 リチウム(Li)とマンガン(Mn)とマ
ンガン以外の金属元素及びホウ素(B)よりなる群から
選ばれる少なくとも1種の第1の元素と酸素(O)とを
含んでなるとともに上記マンガンに対する上記第1の元
素のモル比(第1の元素/マンガン)が、0.01/
1.99以上0.5/1.5以下の範囲内であるマンガ
ン含有酸化物と、リチウムとニッケル(Ni)とニッケ
ル以外の金属元素及びホウ素よりなる群から選ばれる少
なくとも1種の第2の元素と酸素とを含んでなるととも
に上記ニッケルに対する上記第2の元素のモル比(第2
の元素/ニッケル)が0.01/0.99以上0.5/
0.5以下の範囲内であるニッケル含有酸化物とを含有
する正極活物質と、結着剤とを含有してなる正極と、 負極材料としてリチウム金属、リチウム合金、又はリチ
ウムをドープ・脱ドープ可能な材料のうち少なくとも1
種類以上を含有する負極と、 非水電解質とを備え、 上記結着剤が、ポリフッ化ビニリデン及びスチレン−ブ
タジエン系ラテックスを含有してなる混合結着剤である
ことを特徴とする非水電解質二次電池。
4. It comprises oxygen (O) and at least one first element selected from the group consisting of lithium (Li), manganese (Mn), metal elements other than manganese, and boron (B). The molar ratio of the first element to the manganese (first element / manganese) is 0.01 /
A manganese-containing oxide in the range of 1.99 to 0.5 / 1.5, and at least one second element selected from the group consisting of lithium, nickel (Ni), metal elements other than nickel, and boron; And a molar ratio of the second element to the nickel (second element).
Element / nickel) is 0.01 / 0.99 or more and 0.5 /
A positive electrode containing a nickel-containing oxide in a range of 0.5 or less, a positive electrode containing a binder, and lithium metal, a lithium alloy, or lithium as a negative electrode material. At least one of the possible materials
A non-aqueous electrolyte comprising: a negative electrode containing at least one of a plurality of types; and a non-aqueous electrolyte, wherein the binder is a mixed binder containing polyvinylidene fluoride and a styrene-butadiene-based latex. Next battery.
【請求項5】 上記結着剤は、上記ポリフッ化ビニリデ
ンとスチレン−ブタジエン系ラテックスとの混合比が、
質量比で、上記ポリフッ化ビニリデン95〜50に対し
て上記スチレン−ブタジエン系ラテックス5〜50であ
る混合結着剤であることを特徴とする請求項4記載の非
水電解質二次電池。
5. The binder according to claim 1, wherein the mixing ratio of the polyvinylidene fluoride and the styrene-butadiene-based latex is:
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 4, wherein the binder is a mixed binder in which the styrene-butadiene latex (5 to 50) is mixed with the polyvinylidene fluoride (95 to 50) in mass ratio.
【請求項6】 上記正極における上記マンガン含有酸化
物と上記ニッケル含有酸化物との混合比は、質量比で、
上記マンガン含有酸化物10〜80に対して上記ニッケ
ル含有酸化物90〜20であることを特徴とする請求項
4記載の非水電解質二次電池。
6. The mixing ratio of the manganese-containing oxide and the nickel-containing oxide in the positive electrode is expressed by mass ratio,
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 4, wherein the nickel-containing oxide is 90 to 20 with respect to the manganese-containing oxide 10 to 80.
【請求項7】 リチウム(Li)とマンガン(Mn)とマ
ンガン以外の金属元素及びホウ素(B)よりなる群から
選ばれる少なくとも1種の第1の元素と酸素(O)とを
含んでなるとともに上記マンガンに対する上記第1の元
素のモル比(第1の元素/マンガン)が、0.01/
1.99以上0.5/1.5以下の範囲内であるマンガ
ン含有酸化物と、リチウムとニッケル(Ni)とニッケ
ル以外の金属元素及びホウ素よりなる群から選ばれる少
なくとも1種の第2の元素と酸素とを含んでなるととも
に上記ニッケルに対する上記第2の元素のモル比(第2
の元素/ニッケル)が0.01/0.99以上0.5/
0.5以下の範囲内であるニッケル含有酸化物とを含有
する正極活物質と、結着剤とを含有してなる正極と、 負極材料としてリチウム金属、リチウム合金、又はリチ
ウムをドープ・脱ドープ可能な材料のうち少なくとも1
種類以上を含有する負極と、 非水電解質とを備え、 上記結着剤が、ポリフッ化ビニリデンとヘキサフルオロ
プロピレンとの共重合体であることを特徴とする非水電
解質二次電池。
7. It comprises oxygen (O) and at least one first element selected from the group consisting of lithium (Li), manganese (Mn), metal elements other than manganese, and boron (B). The molar ratio of the first element to the manganese (first element / manganese) is 0.01 /
A manganese-containing oxide in the range of 1.99 to 0.5 / 1.5, and at least one second element selected from the group consisting of lithium, nickel (Ni), metal elements other than nickel, and boron; And a molar ratio of the second element to the nickel (second element).
Element / nickel) is 0.01 / 0.99 or more and 0.5 /
A positive electrode containing a nickel-containing oxide in a range of 0.5 or less, a positive electrode containing a binder, and lithium metal, a lithium alloy, or lithium as a negative electrode material. At least one of the possible materials
A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising: a negative electrode containing at least one of the following types; and a non-aqueous electrolyte, wherein the binder is a copolymer of polyvinylidene fluoride and hexafluoropropylene.
【請求項8】 上記共重合体は、上記ポリフッ化ビニリ
デンとヘキサフルオロプロピレンとの混合比が質量比
で、上記ポリフッ化ビニリデン95〜50に対して上記
ヘキサフルオロプロピレン5〜50であることを特徴と
する請求項7記載の非水電解質二次電池。
8. The copolymer is characterized in that the mixing ratio of the polyvinylidene fluoride and hexafluoropropylene is in a mass ratio of 95 to 50 of the polyvinylidene fluoride and 5 to 50 of the hexafluoropropylene. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 7, wherein
【請求項9】 上記正極における上記マンガン含有酸化
物と上記ニッケル含有酸化物との混合比が質量比で、上
記マンガン含有酸化物10〜80に対して上記ニッケル
含有酸化物90〜20であることを特徴とする請求項7
記載の非水電解質二次電池。
9. The mixing ratio of the manganese-containing oxide and the nickel-containing oxide in the positive electrode is by mass ratio, that is, the manganese-containing oxide is 10 to 80 and the nickel-containing oxide is 90 to 20. 7. The method according to claim 7, wherein
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the above.
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