JP2002216759A - Lithium ion secondary battery - Google Patents

Lithium ion secondary battery

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JP2002216759A
JP2002216759A JP2001014892A JP2001014892A JP2002216759A JP 2002216759 A JP2002216759 A JP 2002216759A JP 2001014892 A JP2001014892 A JP 2001014892A JP 2001014892 A JP2001014892 A JP 2001014892A JP 2002216759 A JP2002216759 A JP 2002216759A
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JP
Japan
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positive electrode
secondary battery
active material
molar ratio
lithium ion
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JP2001014892A
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Japanese (ja)
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Hideyuki Kanai
秀之 金井
Motoi Kanda
基 神田
Koichi Kubo
光一 久保
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium ion secondary battery which has a stable crystal structure of an active material, and has high safety without burst ignition in nailing test, and has a long life. SOLUTION: In a lithium ion secondary battery equipped with a positive electrode 4 including an active material, an negative electrode 6, and a nonaqueous electrolyte, the active material includes a compound oxide having a composition which is expressed in the chemical formula: Lix(Nil-y-vCovMely) (O2-zXz). Here, Mel is at least one kind of element selected from a group of Cr, Hf and W, and X is at least one kind of halogen elements selected from a group of F, Cl, Br and I, and mole ratios x, y, z and v are given as 0.02<=x<=1.3, 0.005<=y<=0.3, 0.01<=z<=0.5, and 0.005<=v<=0.5.

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、リチウム含有ニッ
ケル酸化物を含む正極活物質を備えたリチウムイオン二
次電池に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithium ion secondary battery provided with a positive electrode active material containing a nickel oxide containing lithium.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯型パーソナルコンピュータ
や、携帯電話等が小型化・軽量化するのに伴い、これら
電子機器の電源である二次電池に対しても小型化・軽量
化が要求されている。
2. Description of the Related Art In recent years, as portable personal computers and mobile phones have become smaller and lighter, there has been a demand for smaller and lighter secondary batteries as power supplies for these electronic devices. I have.

【0003】かかる二次電池として、炭素材料のような
リチウムイオンを吸蔵・放出できる物質を負極材料に用
いたリチウムイオン二次電池が開発され、小型電子機器
用の電源として実用化されている。この二次電池は、従
来の鉛蓄電池やニッケル・カドミウム電池と比べて小型
・軽量で、かつ高エネルギー密度を有するという特徴が
あるため、需要が増大している。
As such a secondary battery, a lithium ion secondary battery using a material capable of occluding and releasing lithium ions, such as a carbon material, as a negative electrode material has been developed and has been put to practical use as a power source for small electronic devices. The demand for this secondary battery is increasing because it is smaller and lighter than conventional lead storage batteries and nickel-cadmium batteries and has a high energy density.

【0004】このリチウムイオン二次電池の正極活物質
として、高い放電電位が得られ、かつ高エネルギー密度
なリチウム含有コバルト酸化物(LiCoO2)が実用
化されている。しかしながら、この複合酸化物の原料で
あるコバルトは、資源的に希少であり、また商業的に利
用可能な鉱床が数少ない国に偏在しているため、高価で
価格変動が大きく、且つ将来的には供給不安の伴うもの
である。
As a positive electrode active material of this lithium ion secondary battery, a lithium-containing cobalt oxide (LiCoO 2 ) having a high discharge potential and a high energy density has been put to practical use. However, cobalt, which is a raw material for this composite oxide, is scarce as a resource and is ubiquitous in countries where commercially available mineral deposits are scattered in a few countries. It is accompanied by supply anxiety.

【0005】そこでリチウム含有コバルト酸化物以外の
正極活物質の研究が近年盛んに行われている。一例とし
て、各種マンガン原料とリチウム原料より合成されるリ
チウムとマンガンとの複合酸化物には数々の化合物が報
告されている。具体的には、スピネル型結晶構造を有す
るLiMn24で示されるリチウムマンガン複合酸化物
は、電気化学的な酸化によりリチウムに対して3Vの電
位を示し、148mAh/gの理論充放電容量を有す
る。
[0005] Therefore, researches on positive electrode active materials other than lithium-containing cobalt oxides have been actively conducted in recent years. As an example, various compounds have been reported as composite oxides of lithium and manganese synthesized from various manganese raw materials and lithium raw materials. Specifically, a lithium manganese composite oxide represented by LiMn 2 O 4 having a spinel-type crystal structure has a potential of 3 V with respect to lithium due to electrochemical oxidation, and has a theoretical charge / discharge capacity of 148 mAh / g. Have.

【0006】しかしながら、マンガン酸化物あるいはリ
チウムマンガン複合酸化物を正極活物質として用いたリ
チウムイオン二次電池は、室温以上の環境下で使用した
場合の容量劣化が著しく大きいという欠点がある。これ
は、高温によりマンガン酸化物やリチウムマンガン複合
酸化物が不安定化し、非水電解液中にMnが溶出するた
めである。特に近年、電気自動車用またはロードレベリ
ング用として大型リチウムイオン二次電池の開発が各方
面で行われている。この大型リチウムイオン二次電池で
は電池が大型化するほど使用時の発熱を無視することが
できなくなり、周囲の環境温度が室温温度付近であって
も電池内部が比較的高温になりやすい。また、小型携帯
機器用などとして使用される比較的小型の電池であって
も、真夏の自動車の車室内などの高温環境下で使用され
ることもあり、電池内部が比較的高温となる場合があ
る。このような問題からマンガンを原料とする正極活物
質の実用化は非常に難しい。
However, a lithium ion secondary battery using a manganese oxide or a lithium manganese composite oxide as a positive electrode active material has a disadvantage that the capacity is significantly deteriorated when used in an environment at room temperature or higher. This is because manganese oxide and lithium manganese composite oxide are destabilized by high temperature, and Mn is eluted in the non-aqueous electrolyte. Particularly in recent years, large-sized lithium ion secondary batteries for electric vehicles or road leveling have been developed in various fields. In this large-sized lithium ion secondary battery, heat generation during use cannot be ignored as the battery becomes larger, and the inside of the battery tends to become relatively high even when the ambient environmental temperature is around room temperature. In addition, even a relatively small battery used for a small portable device or the like may be used in a high-temperature environment such as a cabin of a car in the middle of summer, and the temperature inside the battery may be relatively high. is there. From such a problem, it is very difficult to put a positive electrode active material using manganese as a raw material into practical use.

【0007】ところでポストコバルト複合酸化物として
ニッケル複合酸化物の研究が盛んに行われている。例え
ばLiNiO2のようなニッケル複合酸化物は、理論容
量が180〜200mAh/gとLiCoO2系活物質
やLiMn24系活物質より大きくなり、かつ平均約
3.6Vの最適な放電電位を有するため、非常に有望な
正極活物質である。しかしながら、LiNiO2の結晶
構造が不安定なため、充放電サイクル試験において初期
の放電容量が充放電回数と共に大きく減少する問題や、
LiNiO2を用いて作製したリチウムイオン二次電池
の釘刺し試験では破裂・発火に至る安全性上の問題があ
る。
[0007] By the way, nickel composite oxides have been actively studied as post-cobalt composite oxides. For example, a nickel composite oxide such as LiNiO 2 has a theoretical capacity of 180 to 200 mAh / g, which is larger than that of a LiCoO 2 -based active material or a LiMn 2 O 4 -based active material, and has an optimum discharge potential of about 3.6 V on average. Therefore, it is a very promising cathode active material. However, since the crystal structure of LiNiO 2 is unstable, the initial discharge capacity in the charge / discharge cycle test decreases significantly with the number of times of charge / discharge,
In a nail penetration test of a lithium ion secondary battery manufactured using LiNiO 2 , there is a problem in safety leading to rupture and ignition.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、活物
質の結晶構造が安定で、釘刺し試験においても破裂発火
が皆無で、安全性が高く、かつ長寿命なリチウムイオン
二次電池を提供しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a lithium ion secondary battery having a stable active material crystal structure, no bursting and firing even in a nail penetration test, high safety and a long life. It is something to offer.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係る第1のリチ
ウムイオン二次電池は、活物質を含む正極と、負極と、
非水電解質とを備えたリチウムイオン二次電池におい
て、前記活物質は、下記の化学式(1)で表わされる組
成を有する複合酸化物を含むことを特徴とする。
The first lithium ion secondary battery according to the present invention comprises a positive electrode containing an active material, a negative electrode,
In a lithium ion secondary battery including a nonaqueous electrolyte, the active material includes a composite oxide having a composition represented by the following chemical formula (1).

【0010】 Lix(Ni1-y-vCovMe1y)(O2-zz) (1) 但し、前記Me1は、Cr、Hf及びWよりなる群から選
択される少なくとも1種類の元素で、前記Xは、F、C
l、Br及びIよりなる群から選ばれる少なくとも1種
類のハロゲン元素で、モル比x、y、z及びvは0.0
2≦x≦1.3、0.005≦y≦0.3、0.01≦
z≦0.5、0.005≦v≦0.5をそれぞれ示す。
[0010] Li x (Ni 1-yv Co v Me1 y) (O 2-z X z) (1) where said Me1 is, Cr, at least one element selected from the group consisting of Hf and W , The X is F, C
at least one halogen element selected from the group consisting of l, Br and I, wherein the molar ratios x, y, z and v are 0.0
2 ≦ x ≦ 1.3, 0.005 ≦ y ≦ 0.3, 0.01 ≦
z ≦ 0.5 and 0.005 ≦ v ≦ 0.5, respectively.

【0011】本発明に係る第2のリチウムイオン二次電
池は、活物質を含む正極と、負極と、非水電解質とを備
えたリチウムイオン二次電池において、前記活物質は、
下記の化学式(2)で表わされる組成を有する複合酸化
物を含むことを特徴とする。
[0011] A second lithium ion secondary battery according to the present invention is a lithium ion secondary battery comprising a positive electrode containing an active material, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte.
It is characterized by containing a composite oxide having a composition represented by the following chemical formula (2).

【0012】 Lix(Ni1-y-u-vCovMe1yMe2u)(O2-zz) (2) 但し、前記Me1は、Cr、Hf及びWよりなる群から選
択される少なくとも1種類の元素で、前記Me2は、Ti、
V、Zr、Nb、Mo及びTaよりなる群から選択され
る少なくとも1種類の元素で、前記Xは、F、Cl、B
r及びIよりなる群から選ばれる少なくとも1種類のハ
ロゲン元素で、モル比x、y、z、v及びuは0.02
≦x≦1.3、0.005≦y≦0.3、0.01≦z
≦0.5、0.005≦v≦0.5、0<u≦0.3を
それぞれ示す。
[0012] Li x (Ni 1-yuv Co v Me1 y Me2 u) (O 2-z X z) (2) where said Me1 is, Cr, at least one selected from the group consisting of Hf and W In the element, the Me2 is Ti,
At least one element selected from the group consisting of V, Zr, Nb, Mo and Ta, wherein X is F, Cl, B
at least one halogen element selected from the group consisting of r and I, wherein the molar ratios x, y, z, v and u are 0.02
≦ x ≦ 1.3, 0.005 ≦ y ≦ 0.3, 0.01 ≦ z
≤0.5, 0.005≤v≤0.5, and 0 <u≤0.3, respectively.

【0013】本発明に係る第3のリチウムイオン二次電
池は、活物質を含む正極と、負極と、非水電解質とを備
えたリチウムイオン二次電池において、前記活物質は、
下記の化学式(3)で表わされる組成を有する複合酸化
物を含むことを特徴とする。
A third lithium ion secondary battery according to the present invention is a lithium ion secondary battery including a positive electrode containing an active material, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, wherein the active material comprises:
It is characterized by containing a composite oxide having a composition represented by the following chemical formula (3).

【0014】 Lix(Ni1-v-s-tCovsMe3t)(O2-zz) (3) 但し、前記Me3は、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、T
a及びWよりなる群から選択される少なくとも1種類の
元素で、前記Xは、F、Cl、Br及びIよりなる群か
ら選ばれる少なくとも1種類のハロゲン元素で、モル比
x、v、s、t及びzは0.02≦x≦1.3、0.0
05≦v≦0.5、0.005≦s≦0.3、0<t≦
0.3、0.01≦z≦0.5をそれぞれ示す。
[0014] Li x (Ni 1-vst Co v V s Me3 t) (O 2-z X z) (3) where the Me3 is, Cr, Zr, Nb, Mo , Hf, T
X is at least one kind of element selected from the group consisting of F, Cl, Br and I, and is at least one kind of element selected from the group consisting of a and W, and has a molar ratio of x, v, s, t and z are 0.02 ≦ x ≦ 1.3, 0.0
05 ≦ v ≦ 0.5, 0.005 ≦ s ≦ 0.3, 0 <t ≦
0.3 and 0.01 ≦ z ≦ 0.5, respectively.

【0015】本発明に係る第4のリチウムイオン二次電
池は、活物質を含む正極と、負極と、非水電解質とを備
えたリチウムイオン二次電池において、前記活物質は、
下記の化学式(4)で表わされる組成を有する複合酸化
物を含むことを特徴とする。
A fourth lithium ion secondary battery according to the present invention is a lithium ion secondary battery including a positive electrode containing an active material, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, wherein the active material comprises:
It is characterized by including a composite oxide having a composition represented by the following chemical formula (4).

【0016】 Lix(Ni1-yMe1y)(O2-zz) (4) 但し、前記Me1は、Cr、Hf及びWよりなる群から選
択される少なくとも1種類の元素で、前記Xは、F、C
l、Br及びIよりなる群から選ばれる少なくとも1種
類のハロゲン元素で、モル比x、y及びzは0.02≦
x≦1.3、0.005≦y≦0.3、0.01≦z≦
0.5をそれぞれ示す。
Li x (Ni 1 -y Me1 y ) (O 2 -z X z ) (4) wherein Me 1 is at least one element selected from the group consisting of Cr, Hf and W; X is F, C
at least one halogen element selected from the group consisting of l, Br and I, wherein the molar ratios x, y and z are 0.02 ≦
x ≦ 1.3, 0.005 ≦ y ≦ 0.3, 0.01 ≦ z ≦
0.5 is indicated respectively.

【0017】本発明に係る第5のリチウムイオン二次電
池は、活物質を含む正極と、負極と、非水電解質とを備
えたリチウムイオン二次電池において、前記活物質は、
下記の化学式(5)で表わされる組成を有する複合酸化
物を含むことを特徴とする。
A fifth lithium ion secondary battery according to the present invention is a lithium ion secondary battery comprising a positive electrode containing an active material, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, wherein the active material comprises:
It is characterized by including a composite oxide having a composition represented by the following chemical formula (5).

【0018】 Lix(Ni1-y-uMe1yMe2u)(O2-zz) (5) 但し、前記Me1は、Cr、Hf及びWよりなる群から選
択される少なくとも1種類の元素で、前記Me2は、Ti、
V、Zr、Nb、Mo及びTaよりなる群から選択され
る少なくとも1種類の元素で、前記Xは、F、Cl、B
r及びIよりなる群から選ばれる少なくとも1種類のハ
ロゲン元素で、モル比x、y、u及びzは0.02≦x
≦1.3、0.005≦y≦0.3、0<u≦0.3、
0.01≦z≦0.5をそれぞれ示す。
Li x (Ni 1 -yu Me 1 y Me 2 u ) (O 2 -z X z ) (5) wherein Me 1 is at least one element selected from the group consisting of Cr, Hf and W , The Me2 is Ti,
At least one element selected from the group consisting of V, Zr, Nb, Mo and Ta, wherein X is F, Cl, B
at least one halogen element selected from the group consisting of r and I, wherein the molar ratios x, y, u and z are 0.02 ≦ x
≦ 1.3, 0.005 ≦ y ≦ 0.3, 0 <u ≦ 0.3,
0.01 ≦ z ≦ 0.5, respectively.

【0019】本発明に係る第6のリチウムイオン二次電
池は、活物質を含む正極と、負極と、非水電解質とを備
えたリチウムイオン二次電池において、前記活物質は、
下記の化学式(6)で表わされる組成を有する複合酸化
物を含むことを特徴とするものである。
A sixth lithium ion secondary battery according to the present invention is a lithium ion secondary battery including a positive electrode containing an active material, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte.
It is characterized by including a composite oxide having a composition represented by the following chemical formula (6).

【0020】 Lix(Ni1-s-tsMe3t)(O2-zz) (6) 但し、前記Me3は、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、T
a及びWよりなる群から選択される少なくとも1種類の
元素で、前記Xは、F、Cl、Br及びIよりなる群か
ら選ばれる少なくとも1種類のハロゲン元素で、モル比
x、s、t及びzは0.02≦x≦1.3、0.005
≦s≦0.3、0.005≦t≦0.3、0.01≦z
≦0.5をそれぞれ示す。
Li x (Ni 1-st V s Me3 t ) (O 2 -z X z ) (6) where Me 3 is Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, T
X is at least one element selected from the group consisting of a and W, and X is at least one type of halogen element selected from the group consisting of F, Cl, Br and I, and has a molar ratio of x, s, t and z is 0.02 ≦ x ≦ 1.3, 0.005
≦ s ≦ 0.3, 0.005 ≦ t ≦ 0.3, 0.01 ≦ z
≤0.5 is indicated.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】本発明に係るリチウムイオン二次
電池は、活物質を含む正極と、負極と、非水電解質とを
具備する。前記活物質は、後述する第1の正極活物質〜
第6の正極活物質のうち少なくとも1種類を含む。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A lithium ion secondary battery according to the present invention includes a positive electrode containing an active material, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte. The active material is a first positive electrode active material to be described later.
At least one of the sixth positive electrode active materials is included.

【0022】前記非水電解質としては、例えば、非水溶
媒に電解質を溶解させることにより調製される液体状非
水電解質(非水電解液)、高分子材料に非水溶媒と電解
質を保持させた高分子ゲル状非水電解質、電解質を主成
分とする高分子固体電解質、リチウムイオン伝導性を有
する無機固体非水電解質等を挙げることができる。な
お、各非水電解質に含有される非水溶媒及び電解質に
は、後述する液状非水電解質において説明するものを使
用することができる。
As the non-aqueous electrolyte, for example, a liquid non-aqueous electrolyte (non-aqueous electrolyte) prepared by dissolving an electrolyte in a non-aqueous solvent, and a non-aqueous solvent and an electrolyte held in a polymer material Examples thereof include a polymer gel nonaqueous electrolyte, a solid polymer electrolyte mainly composed of an electrolyte, and an inorganic solid nonaqueous electrolyte having lithium ion conductivity. As the non-aqueous solvent and the electrolyte contained in each non-aqueous electrolyte, those described in a liquid non-aqueous electrolyte described later can be used.

【0023】前記ゲル状非水電解質に含まれる高分子材
料としては、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリアク
リレート、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリエ
チレンオキシド(PEO)、あるいはアクリロニトリ
ル、アクリレート、フッ化ビニリデンもしくはエチレン
オキシドを単量体として含むポリマー等を挙げることが
できる。また、前記高分子固体電解質に含有される高分
子材料としては、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリ
フッ化ビニリデン(PVdF)、ポリエチレンオキシド
(PEO)、あるいはアクリロニトリル、フッ化ビニリ
デンもしくはエチレンオキシドを単量体として含むポリ
マー等を挙げることができる。一方、前記無機固体非水
電解質としては、例えば、リチウムを含有したセラミッ
ク材料を挙げることができる。具体的には、Li3N、
Li3PO4−Li2S−SiSガラス等を挙げることが
できる。
Examples of the polymer material contained in the gelled nonaqueous electrolyte include polyacrylonitrile, polyacrylate, polyvinylidene fluoride (PVdF), polyethylene oxide (PEO), or acrylonitrile, acrylate, vinylidene fluoride or ethylene oxide. Examples of the polymer include monomers. Examples of the polymer material contained in the polymer solid electrolyte include polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride (PVdF), polyethylene oxide (PEO), and polymers containing acrylonitrile, vinylidene fluoride, or ethylene oxide as a monomer. And the like. On the other hand, examples of the inorganic solid nonaqueous electrolyte include a ceramic material containing lithium. Specifically, Li 3 N,
It can be mentioned Li 3 PO 4 -Li 2 S- SiS glass.

【0024】以下、本発明に係るリチウムイオン二次電
池の一例を説明する。
Hereinafter, an example of the lithium ion secondary battery according to the present invention will be described.

【0025】このリチウムイオン二次電池は、第1の正
極活物質〜第6の正極活物質のうち少なくとも1種類を
含む正極と、負極と、前記正極及び前記負極の間に配置
されるセパレータと、少なくとも前記セパレータに含浸
される液状非水電解質とを具備する。
This lithium ion secondary battery comprises a positive electrode containing at least one of the first to sixth positive electrode active materials, a negative electrode, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode. And a liquid non-aqueous electrolyte impregnated in at least the separator.

【0026】前記正極、セパレータ、負極及び液状非水
電解質について詳しく説明する。
The positive electrode, separator, negative electrode and liquid non-aqueous electrolyte will be described in detail.

【0027】1)正極 この正極は、集電体と、前記集電体に担持され、第1の
正極活物質〜第6の正極活物質のうち少なくとも1種類
を含む正極層とを有する。
1) Positive electrode This positive electrode has a current collector and a positive electrode layer supported on the current collector and containing at least one of the first to sixth positive electrode active materials.

【0028】(第1の正極活物質)第1の正極活物質
は、下記の化学式(1)で表わされる組成を有する複合
酸化物である。
(First Positive Electrode Active Material) The first positive electrode active material is a composite oxide having a composition represented by the following chemical formula (1).

【0029】 Lix(Ni1-y-vCovMe1y)(O2-zz) (1) 但し、前記Me1は、Cr、Hf及びWよりなる群から選
択される少なくとも1種類の元素で、前記Xは、F、C
l、Br及びIよりなる群から選ばれる少なくとも1種
類のハロゲン元素で、モル比x、y、z及びvは0.0
2≦x≦1.3、0.005≦y≦0.3、0.01≦
z≦0.5、0.005≦v≦0.5をそれぞれ示す。
[0029] Li x (Ni 1-yv Co v Me1 y) (O 2-z X z) (1) where said Me1 is, Cr, at least one element selected from the group consisting of Hf and W , The X is F, C
at least one halogen element selected from the group consisting of l, Br and I, wherein the molar ratios x, y, z and v are 0.0
2 ≦ x ≦ 1.3, 0.005 ≦ y ≦ 0.3, 0.01 ≦
z ≦ 0.5 and 0.005 ≦ v ≦ 0.5, respectively.

【0030】Liのモル比xについて説明する。モル比
xを0.02未満にすると、複合酸化物の結晶構造が非
常に不安定になるため、二次電池のサイクル特性が劣化
すると共に、安全性が低下する。一方、モル比xが1.
3を超えると、二次電池の放電容量並びに安全性が低下
する。モル比xのより好ましい範囲は、0.05≦x≦
1.2である。
The molar ratio x of Li will be described. If the molar ratio x is less than 0.02, the crystal structure of the composite oxide becomes extremely unstable, so that the cycle characteristics of the secondary battery are deteriorated and the safety is reduced. On the other hand, when the molar ratio x is 1.
If it exceeds 3, the discharge capacity and safety of the secondary battery decrease. A more preferable range of the molar ratio x is 0.05 ≦ x ≦
1.2.

【0031】Me1のモル比yについて説明する。モル比
yを0.005未満にすると、二次電池の安全性を向上
させることが困難になる。一方、モル比yが0.3を超
えると、充放電サイクル特性および放電容量が大きく低
下する。モル比yのより好ましい範囲は、0.01≦y
≦0.25である。また、元素Me1の中でも、Crが好
ましい。
The molar ratio y of Me1 will be described. If the molar ratio y is less than 0.005, it becomes difficult to improve the safety of the secondary battery. On the other hand, when the molar ratio y exceeds 0.3, the charge / discharge cycle characteristics and the discharge capacity are significantly reduced. A more preferable range of the molar ratio y is 0.01 ≦ y
≦ 0.25. Further, among the elements Me1, Cr is preferable.

【0032】ハロゲン元素Xのモル比zについて説明す
る。モル比zを0.01未満にすると、二次電池の充放
電サイクル特性並びに安全性を向上させることが困難に
なる。一方、モル比zが0.5を超えると、放電容量が
大きく低下する。モル比zのより好ましい範囲は、0.
02≦z≦0.3である。また、ハロゲン元素Xは、F
であることが好ましい。
The molar ratio z of the halogen element X will be described. When the molar ratio z is less than 0.01, it becomes difficult to improve the charge / discharge cycle characteristics and safety of the secondary battery. On the other hand, when the molar ratio z exceeds 0.5, the discharge capacity is significantly reduced. A more preferred range of the molar ratio z is 0.1.
02 ≦ z ≦ 0.3. The halogen element X is represented by F
It is preferred that

【0033】Coのモル比vについて説明する。モル比
vを0.005未満にすると、二次電池の安全性を向上
させることが困難になる。一方、モル比yが0.5を超
えると、充放電サイクル特性および放電容量が大きく低
下する。モル比vのより好ましい範囲は、0.01≦v
≦0.35である。
The molar ratio v of Co will be described. When the molar ratio v is less than 0.005, it is difficult to improve the safety of the secondary battery. On the other hand, when the molar ratio y exceeds 0.5, the charge / discharge cycle characteristics and the discharge capacity are significantly reduced. A more preferred range of the molar ratio v is 0.01 ≦ v
≤ 0.35.

【0034】前記複合酸化物のうち好ましい組成の一つ
は、ハロゲン元素XがFであり、モル比x、y、z及び
vが0.05≦x≦1.2、0.01≦y≦0.25、
0.02≦z≦0.3、0.01≦v≦0.35で示さ
れるものである。このような組成の複合酸化物を含む正
極を備えた二次電池は、安全性及びサイクル寿命をより
一層向上することができる。
One of the preferable compositions of the composite oxide is that the halogen element X is F, and the molar ratios x, y, z and v are 0.05 ≦ x ≦ 1.2, 0.01 ≦ y ≦ 0.25,
It is represented by 0.02 ≦ z ≦ 0.3 and 0.01 ≦ v ≦ 0.35. A secondary battery provided with a positive electrode containing the composite oxide having such a composition can further improve safety and cycle life.

【0035】前記複合酸化物は、例えば、固相法、共沈
法または水熱合成法で作製される。共沈法もしくは水熱
合成法で合成すると、組成の均一性を向上させることが
できると共に、Li層と、Ni、Co及びMe1を含む層
と、Fのようなハロゲン原子及び酸素原子を含む層とを
規則配列させることができるため、充放電容量、サイク
ル特性及び安全性をさらに向上させることができる。特
に、水熱合成で前記複合酸化物を合成すると、固相法に
比較して特性を大きく向上することができる。
The composite oxide is produced, for example, by a solid phase method, a coprecipitation method or a hydrothermal synthesis method. When synthesized by a coprecipitation method or a hydrothermal synthesis method, the uniformity of the composition can be improved, and a layer containing a Li atom, a layer containing Ni, Co and Me1, and a layer containing a halogen atom and an oxygen atom such as F can be obtained. Can be arranged regularly, so that the charge / discharge capacity, cycle characteristics and safety can be further improved. In particular, when the composite oxide is synthesized by hydrothermal synthesis, the characteristics can be greatly improved as compared with the solid phase method.

【0036】(第2の正極活物質)第2の正極活物質
は、下記の化学式(2)で表わされる組成を有する複合
酸化物である。
(Second Positive Electrode Active Material) The second positive electrode active material is a composite oxide having a composition represented by the following chemical formula (2).

【0037】 Lix(Ni1-y-u-vCovMe1yMe2u)(O2-zz) (2) 但し、前記Me1は、Cr、Hf及びWよりなる群から選
択される少なくとも1種類の元素で、前記Me2は、Ti、
V、Zr、Nb、Mo及びTaよりなる群から選択され
る少なくとも1種類の元素で、前記Xは、F、Cl、B
r及びIよりなる群から選ばれる少なくとも1種類のハ
ロゲン元素で、モル比x、y、z、v及びuは0.02
≦x≦1.3、0.005≦y≦0.3、0.01≦z
≦0.5、0.005≦v≦0.5、0<u≦0.3を
それぞれ示す。
[0037] Li x (Ni 1-yuv Co v Me1 y Me2 u) (O 2-z X z) (2) where said Me1 is, Cr, at least one selected from the group consisting of Hf and W In the element, the Me2 is Ti,
At least one element selected from the group consisting of V, Zr, Nb, Mo and Ta, wherein X is F, Cl, B
at least one halogen element selected from the group consisting of r and I, wherein the molar ratios x, y, z, v and u are 0.02
≦ x ≦ 1.3, 0.005 ≦ y ≦ 0.3, 0.01 ≦ z
≤0.5, 0.005≤v≤0.5, and 0 <u≤0.3, respectively.

【0038】Liのモル比xを前記範囲に規定するの
は、前述した第1の正極活物質で説明したのと同様な理
由によるものである。モル比xのより好ましい範囲は、
0.05≦x≦1.2である。
The reason why the molar ratio x of Li is set in the above range is for the same reason as described in the first positive electrode active material. A more preferred range of the molar ratio x is:
0.05 ≦ x ≦ 1.2.

【0039】元素Me1のモル比yを前記範囲に規定する
のは、前述した第1の正極活物質で説明したのと同様な
理由によるものである。モル比yのより好ましい範囲
は、0.01≦y≦0.25である。また、元素Me1の
中でも、Crが好ましい。
The reason why the molar ratio y of the element Me1 is defined in the above range is for the same reason as described in the first positive electrode active material. A more preferable range of the molar ratio y is 0.01 ≦ y ≦ 0.25. Further, among the elements Me1, Cr is preferable.

【0040】元素Me2のモル比uについて説明する。モ
ル比uが0.3を超えると、充放電サイクル特性および
放電容量が大きく低下する。また、モル比uを0.00
5未満にすると、二次電池の安全性を十分に向上させる
ことが困難になる恐れがあることから、モル比uは0.
005以上、0.3以下にすることが望ましい。モル比
uのさらに好ましい範囲は、0.01≦u≦0.25で
ある。また、元素Me2の中でも、Nb、Taが好まし
い。
The molar ratio u of the element Me2 will be described. When the molar ratio u exceeds 0.3, the charge / discharge cycle characteristics and the discharge capacity are significantly reduced. Further, the molar ratio u is 0.00
If the ratio is less than 5, it may be difficult to sufficiently improve the safety of the secondary battery.
It is desirable to be 005 or more and 0.3 or less. A more preferable range of the molar ratio u is 0.01 ≦ u ≦ 0.25. Further, among the elements Me2, Nb and Ta are preferable.

【0041】ハロゲン元素Xのモル比zを前記範囲に規
定するのは、前述した第1の正極活物質で説明したのと
同様な理由によるものである。モル比zのより好ましい
範囲は、0.02≦z≦0.3である。また、ハロゲン
元素Xは、Fであることが好ましい。
The reason why the molar ratio z of the halogen element X is defined in the above range is for the same reason as described in the first positive electrode active material. A more preferable range of the molar ratio z is 0.02 ≦ z ≦ 0.3. The halogen element X is preferably F.

【0042】Coのモル比vを前記範囲に規定するの
は、前述した第1の正極活物質で説明したのと同様な理
由によるものである。モル比vのより好ましい範囲は、
0.01≦v≦0.35である。
The reason why the molar ratio v of Co is defined in the above range is for the same reason as described in the first positive electrode active material. A more preferred range of the molar ratio v is
0.01 ≦ v ≦ 0.35.

【0043】前記複合酸化物のうち好ましい組成の一つ
は、ハロゲン元素XがFであり、モル比x、y、z、v
及びuが0.05≦x≦1.2、0.01≦y≦0.2
5、0.02≦z≦0.3、0.01≦v≦0.35、
0.01≦u≦0.25で示されるものである。このよ
うな組成の複合酸化物を含む正極を備えた二次電池は、
安全性及びサイクル寿命をより一層向上することができ
る。
One of the preferable compositions of the composite oxide is that the halogen element X is F and the molar ratio x, y, z, v
And u is 0.05 ≦ x ≦ 1.2, 0.01 ≦ y ≦ 0.2
5, 0.02 ≦ z ≦ 0.3, 0.01 ≦ v ≦ 0.35,
It is represented by 0.01 ≦ u ≦ 0.25. A secondary battery provided with a positive electrode containing a composite oxide having such a composition,
Safety and cycle life can be further improved.

【0044】前記複合酸化物は、例えば、固相法、共沈
法または水熱合成法で作製される。共沈法もしくは水熱
合成法で合成すると、組成の均一性を向上させることが
できると共に、Li層と、Ni、Co、Me1及びMe2を含
む層と、Fのようなハロゲン原子及び酸素原子を含む層
とを規則配列させることができるため、充放電容量、サ
イクル特性及び安全性をさらに向上させることができ
る。特に、水熱合成で前記複合酸化物を合成すると、固
相法に比較して特性を大きく向上することができる。
The composite oxide is produced by, for example, a solid phase method, a coprecipitation method or a hydrothermal synthesis method. When synthesized by a coprecipitation method or a hydrothermal synthesis method, uniformity of the composition can be improved, and a Li layer, a layer containing Ni, Co, Me1, and Me2, and a halogen atom and an oxygen atom such as F can be formed. Since the layers including the layers can be regularly arranged, the charge / discharge capacity, cycle characteristics, and safety can be further improved. In particular, when the composite oxide is synthesized by hydrothermal synthesis, the characteristics can be greatly improved as compared with the solid phase method.

【0045】(第3の正極活物質)この第3の正極活物
質は、下記の化学式(3)で表わされる組成を有する複
合酸化物である。
(Third Positive Electrode Active Material) The third positive electrode active material is a composite oxide having a composition represented by the following chemical formula (3).

【0046】 Lix(Ni1-v-s-tCovsMe3t)(O2-zz) (3) 但し、前記Me3は、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、T
a及びWよりなる群から選択される少なくとも1種類の
元素で、前記Xは、F、Cl、Br及びIよりなる群か
ら選ばれる少なくとも1種類のハロゲン元素で、モル比
x、v、s、t及びzは0.02≦x≦1.3、0.0
05≦v≦0.5、0.005≦s≦0.3、0<t≦
0.3、0.01≦z≦0.5をそれぞれ示す。
[0046] Li x (Ni 1-vst Co v V s Me3 t) (O 2-z X z) (3) where the Me3 is, Cr, Zr, Nb, Mo , Hf, T
X is at least one kind of element selected from the group consisting of F, Cl, Br and I, and is at least one kind of element selected from the group consisting of a and W, and has a molar ratio of x, v, s, t and z are 0.02 ≦ x ≦ 1.3, 0.0
05 ≦ v ≦ 0.5, 0.005 ≦ s ≦ 0.3, 0 <t ≦
0.3 and 0.01 ≦ z ≦ 0.5, respectively.

【0047】Liのモル比xを前記範囲に規定するの
は、前述した第1の正極活物質で説明したのと同様な理
由によるものである。モル比xのより好ましい範囲は、
0.05≦x≦1.2である。
The reason why the molar ratio x of Li is defined in the above range is for the same reason as described in the first positive electrode active material. A more preferred range of the molar ratio x is:
0.05 ≦ x ≦ 1.2.

【0048】Coのモル比vを前記範囲に規定するの
は、前述した第1の正極活物質で説明したのと同様な理
由によるものである。モル比vのより好ましい範囲は、
0.01≦v≦0.35である。
The reason why the molar ratio v of Co is defined in the above range is for the same reason as described in the first positive electrode active material. A more preferred range of the molar ratio v is
0.01 ≦ v ≦ 0.35.

【0049】Vのモル比sについて説明する。モル比s
を0.005未満にすると、二次電池の安全性を向上さ
せることが困難になる。一方、モル比sが0.3を超え
ると、充放電サイクル特性および放電容量が大きく低下
する。モル比sのより好ましい範囲は、0.01≦s≦
0.25である。
The molar ratio s of V will be described. Molar ratio s
Is less than 0.005, it is difficult to improve the safety of the secondary battery. On the other hand, when the molar ratio s exceeds 0.3, the charge / discharge cycle characteristics and the discharge capacity are significantly reduced. A more preferred range of the molar ratio s is 0.01 ≦ s ≦
0.25.

【0050】元素Me3のモル比tについて説明する。モ
ル比tが0.3を超えると、充放電サイクル特性および
放電容量が大きく低下する。また、モル比tを0.00
5未満にすると、二次電池の安全性を十分に向上させる
ことが困難になる恐れがあることから、モル比tは0.
005以上、0.3以下にすることが望ましい。モル比
tのさらに好ましい範囲は、0.01≦t≦0.25で
ある。また、元素Me3の中でも、Nb、Taが好まし
い。
The molar ratio t of the element Me3 will be described. When the molar ratio t exceeds 0.3, the charge / discharge cycle characteristics and the discharge capacity are significantly reduced. Further, the molar ratio t is 0.00
If the ratio is less than 5, it may be difficult to sufficiently improve the safety of the secondary battery.
It is desirable to be 005 or more and 0.3 or less. A more preferred range of the molar ratio t is 0.01 ≦ t ≦ 0.25. Further, among the elements Me3, Nb and Ta are preferable.

【0051】ハロゲン元素Xのモル比zを前記範囲に規
定するのは、前述した第1の正極活物質で説明したのと
同様な理由によるものである。モル比zのより好ましい
範囲は、0.02≦z≦0.3である。また、ハロゲン
元素Xは、Fであることが好ましい。
The reason why the molar ratio z of the halogen element X is defined in the above range is for the same reason as described for the first positive electrode active material. A more preferable range of the molar ratio z is 0.02 ≦ z ≦ 0.3. The halogen element X is preferably F.

【0052】前記複合酸化物のうち好ましい組成の一つ
は、ハロゲン元素XがFであり、モル比x、v、s、t
及びzは0.05≦x≦1.2、0.01≦v≦0.3
5、0.01≦s≦0.25、0.01≦t≦0.2
5、0.02≦z≦0.3で示されるものである。この
ような組成の複合酸化物を含む正極を備えた二次電池
は、安全性及びサイクル寿命をより一層向上することが
できる。
One of the preferable compositions of the composite oxide is that the halogen element X is F and the molar ratio x, v, s, t
And z are 0.05 ≦ x ≦ 1.2, 0.01 ≦ v ≦ 0.3
5, 0.01 ≦ s ≦ 0.25, 0.01 ≦ t ≦ 0.2
5, 0.02 ≦ z ≦ 0.3. A secondary battery provided with a positive electrode containing the composite oxide having such a composition can further improve safety and cycle life.

【0053】前記複合酸化物は、例えば、固相法、共沈
法または水熱合成法で作製される。共沈法もしくは水熱
合成法で合成すると、組成の均一性を向上させることが
できると共に、Li層と、Ni、Co、V及びMe3を含
む層と、Fのようなハロゲン原子及び酸素原子を含む層
とを規則配列させることができるため、充放電容量、サ
イクル特性及び安全性をさらに向上させることができ
る。特に、水熱合成で前記複合酸化物を合成すると、固
相法に比較して特性を大きく向上することができる。
The composite oxide is prepared, for example, by a solid phase method, a coprecipitation method or a hydrothermal synthesis method. When synthesized by a coprecipitation method or a hydrothermal synthesis method, uniformity of the composition can be improved, and a Li layer, a layer containing Ni, Co, V, and Me3, and a halogen atom and an oxygen atom such as F are formed. Since the layers including the layers can be regularly arranged, the charge / discharge capacity, cycle characteristics, and safety can be further improved. In particular, when the composite oxide is synthesized by hydrothermal synthesis, the characteristics can be greatly improved as compared with the solid phase method.

【0054】(第4の正極活物質)この第4の正極活物
質は、下記の化学式(4)で表わされる組成を有する複
合酸化物である。
(Fourth Positive Electrode Active Material) The fourth positive electrode active material is a composite oxide having a composition represented by the following chemical formula (4).

【0055】 Lix(Ni1-yMe1y)(O2-zz) (4) 但し、前記Me1は、Cr、Hf及びWよりなる群から選
択される少なくとも1種類の元素で、前記Xは、F、C
l、Br及びIよりなる群から選ばれる少なくとも1種
類のハロゲン元素で、モル比x、y及びzは0.02≦
x≦1.3、0.005≦y≦0.3、0.01≦z≦
0.5をそれぞれ示す。
Li x (Ni 1 -y Me1 y ) (O 2 -z X z ) (4) wherein Me 1 is at least one element selected from the group consisting of Cr, Hf and W; X is F, C
at least one halogen element selected from the group consisting of l, Br and I, wherein the molar ratios x, y and z are 0.02 ≦
x ≦ 1.3, 0.005 ≦ y ≦ 0.3, 0.01 ≦ z ≦
0.5 is indicated respectively.

【0056】Liのモル比xを前記範囲に規定するの
は、前述した第1の正極活物質で説明したのと同様な理
由によるものである。モル比xのより好ましい範囲は、
0.05≦x≦1.2である。
The reason why the molar ratio x of Li is defined in the above range is for the same reason as described in the first positive electrode active material. A more preferred range of the molar ratio x is:
0.05 ≦ x ≦ 1.2.

【0057】元素Me1のモル比yを前記範囲に規定する
のは、前述した第1の正極活物質で説明したのと同様な
理由によるものである。モル比yのより好ましい範囲
は、0.01≦y≦0.25である。また、元素Me1の
中でも、Crが好ましい。
The reason that the molar ratio y of the element Me1 is defined in the above range is for the same reason as described in the first positive electrode active material. A more preferable range of the molar ratio y is 0.01 ≦ y ≦ 0.25. Further, among the elements Me1, Cr is preferable.

【0058】ハロゲン元素Xのモル比zを前記範囲に規
定するのは、前述した第1の正極活物質で説明したのと
同様な理由によるものである。モル比zのより好ましい
範囲は、0.02≦z≦0.3である。また、ハロゲン
元素Xは、Fであることが好ましい。
The reason why the molar ratio z of the halogen element X is defined in the above range is for the same reason as described in the first positive electrode active material. A more preferable range of the molar ratio z is 0.02 ≦ z ≦ 0.3. The halogen element X is preferably F.

【0059】前記複合酸化物のうち好ましい組成の一つ
は、ハロゲン元素XがFであり、かつモル比x、y及び
zが0.05≦x≦1.2、0.01≦y≦0.25、
0.02≦z≦0.3で示されるものである。このよう
な組成の複合酸化物を含む正極を備えた二次電池は、安
全性及びサイクル寿命をより一層向上することができ
る。
One of the preferable compositions of the composite oxide is that the halogen element X is F and the molar ratios x, y and z are 0.05 ≦ x ≦ 1.2, 0.01 ≦ y ≦ 0. .25,
0.02 ≦ z ≦ 0.3. A secondary battery provided with a positive electrode containing the composite oxide having such a composition can further improve safety and cycle life.

【0060】前記複合酸化物は、例えば、固相法、共沈
法または水熱合成法で作製される。共沈法もしくは水熱
合成法で合成すると、組成の均一性を向上させることが
できると共に、Li層と、Ni及びMe1を含む層と、F
のようなハロゲン原子及び酸素原子を含む層とを規則配
列させることができるため、充放電容量、サイクル特性
及び安全性をさらに向上させることができる。特に、水
熱合成で前記複合酸化物を合成すると、固相法に比較し
て特性を大きく向上することができる。
The composite oxide is produced by, for example, a solid phase method, a coprecipitation method or a hydrothermal synthesis method. When synthesized by a coprecipitation method or a hydrothermal synthesis method, uniformity of composition can be improved, and a Li layer, a layer containing Ni and Me1,
And a layer containing a halogen atom and an oxygen atom as described above can be regularly arranged, so that the charge / discharge capacity, cycle characteristics and safety can be further improved. In particular, when the composite oxide is synthesized by hydrothermal synthesis, the characteristics can be greatly improved as compared with the solid phase method.

【0061】(第5の正極活物質)この第5の正極活物
質は、下記の化学式(5)で表わされる組成を有する複
合酸化物である。
(Fifth Positive Electrode Active Material) The fifth positive electrode active material is a composite oxide having a composition represented by the following chemical formula (5).

【0062】 Lix(Ni1-y-uMe1yMe2u)(O2-zz) (5) 但し、前記Me1は、Cr、Hf及びWよりなる群から選
択される少なくとも1種類の元素で、前記Me2は、Ti、
V、Zr、Nb、Mo及びTaよりなる群から選択され
る少なくとも1種類の元素で、前記Xは、F、Cl、B
r及びIよりなる群から選ばれる少なくとも1種類のハ
ロゲン元素で、モル比x、y、u及びzは0.02≦x
≦1.3、0.005≦y≦0.3、0<u≦0.3、
0.01≦z≦0.5をそれぞれ示す。
Li x (Ni 1 -yu Me 1 y Me 2 u ) (O 2 -z X z ) (5) where Me 1 is at least one element selected from the group consisting of Cr, Hf and W , The Me2 is Ti,
At least one element selected from the group consisting of V, Zr, Nb, Mo and Ta, wherein X is F, Cl, B
at least one halogen element selected from the group consisting of r and I, wherein the molar ratios x, y, u and z are 0.02 ≦ x
≦ 1.3, 0.005 ≦ y ≦ 0.3, 0 <u ≦ 0.3,
0.01 ≦ z ≦ 0.5, respectively.

【0063】Liのモル比xを前記範囲に規定するの
は、前述した第1の正極活物質で説明したのと同様な理
由によるものである。モル比xのより好ましい範囲は、
0.05≦x≦1.2である。
The reason why the molar ratio x of Li is defined in the above range is for the same reason as described for the first positive electrode active material. A more preferred range of the molar ratio x is:
0.05 ≦ x ≦ 1.2.

【0064】元素Me1のモル比yを前記範囲に規定する
のは、前述した第1の正極活物質で説明したのと同様な
理由によるものである。モル比yのより好ましい範囲
は、0.01≦y≦0.25である。また、元素Me1の
中でも、Crが好ましい。
The reason why the molar ratio y of the element Me1 is specified in the above range is for the same reason as described in the first positive electrode active material. A more preferable range of the molar ratio y is 0.01 ≦ y ≦ 0.25. Further, among the elements Me1, Cr is preferable.

【0065】元素Me2のモル比uを前記範囲に規定する
のは、前述した第2の正極活物質で説明したのと同様な
理由によるものである。モル比uのより好ましい範囲は
0.005≦u≦0.3で、さらに好ましい範囲は0.
01≦u≦0.25である。また、元素Me2の中でも、
Nb、Taが好ましい。
The reason that the molar ratio u of the element Me2 is defined in the above range is for the same reason as described in the second positive electrode active material. The more preferable range of the molar ratio u is 0.005 ≦ u ≦ 0.3, and the more preferable range is 0.1.
01 ≦ u ≦ 0.25. Also, among the elements Me2,
Nb and Ta are preferred.

【0066】ハロゲン元素Xのモル比zを前記範囲に規
定するのは、前述した第1の正極活物質で説明したのと
同様な理由によるものである。モル比zのより好ましい
範囲は、0.02≦z≦0.3である。また、ハロゲン
元素Xは、Fであることが好ましい。
The reason why the molar ratio z of the halogen element X is defined in the above range is for the same reason as described in the first positive electrode active material. A more preferable range of the molar ratio z is 0.02 ≦ z ≦ 0.3. The halogen element X is preferably F.

【0067】前記複合酸化物のうち好ましい組成の一つ
は、ハロゲン元素XがFであり、かつモル比x、y、u
及びzは0.05≦x≦1.2、0.01≦y≦0.2
5、0.01≦u≦0.25、0.02≦z≦0.3で
示されるものである。このような組成の複合酸化物を含
む正極を備えた二次電池は、安全性及びサイクル寿命を
より一層向上することができる。
One of the preferred compositions of the composite oxide is that the halogen element X is F and the molar ratio x, y, u
And z are 0.05 ≦ x ≦ 1.2, 0.01 ≦ y ≦ 0.2
5, 0.01 ≦ u ≦ 0.25, 0.02 ≦ z ≦ 0.3. A secondary battery provided with a positive electrode containing the composite oxide having such a composition can further improve safety and cycle life.

【0068】前記複合酸化物は、例えば、固相法、共沈
法または水熱合成法で作製される。共沈法もしくは水熱
合成法で合成すると、組成の均一性を向上させることが
できると共に、Li層と、Ni、Me1及びMe2を含む層
と、Fのようなハロゲン原子及び酸素原子を含む層とを
規則配列させることができるため、充放電容量、サイク
ル特性及び安全性をさらに向上させることができる。特
に、水熱合成で前記複合酸化物を合成すると、固相法に
比較して特性を大きく向上することができる。
The composite oxide is produced, for example, by a solid phase method, a coprecipitation method or a hydrothermal synthesis method. When synthesized by a coprecipitation method or a hydrothermal synthesis method, the uniformity of the composition can be improved, and a layer containing a Li atom, a layer containing Ni, Me1 and Me2, and a layer containing a halogen atom and an oxygen atom such as F can be obtained. Can be arranged regularly, so that the charge / discharge capacity, cycle characteristics and safety can be further improved. In particular, when the composite oxide is synthesized by hydrothermal synthesis, the characteristics can be greatly improved as compared with the solid phase method.

【0069】(第6の正極活物質)この第6の正極活物
質は、下記の化学式(6)で表わされる組成を有する複
合酸化物である。
(Sixth Positive Electrode Active Material) The sixth positive electrode active material is a composite oxide having a composition represented by the following chemical formula (6).

【0070】 Lix(Ni1-s-tsMe3t)(O2-zz) (6) 但し、前記Me3は、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、T
a及びWよりなる群から選択される少なくとも1種類の
元素で、前記Xは、F、Cl、Br及びIよりなる群か
ら選ばれる少なくとも1種類のハロゲン元素で、モル比
x、s、t及びzは0.02≦x≦1.3、0.005
≦s≦0.3、0.005≦t≦0.3、0.01≦z
≦0.5をそれぞれ示す。
Li x (Ni 1-st V s Me3 t ) (O 2 -z X z ) (6) where Me 3 is Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, T
X is at least one element selected from the group consisting of a and W, and X is at least one type of halogen element selected from the group consisting of F, Cl, Br and I, and has a molar ratio of x, s, t and z is 0.02 ≦ x ≦ 1.3, 0.005
≦ s ≦ 0.3, 0.005 ≦ t ≦ 0.3, 0.01 ≦ z
≤0.5 is indicated.

【0071】Liのモル比xを前記範囲に規定するの
は、前述した第1の正極活物質で説明したのと同様な理
由によるものである。モル比xのより好ましい範囲は、
0.05≦x≦1.2である。
The reason why the molar ratio x of Li is set in the above range is for the same reason as described for the first positive electrode active material. A more preferred range of the molar ratio x is:
0.05 ≦ x ≦ 1.2.

【0072】Vのモル比sについて説明する。モル比s
を0.005未満にすると、二次電池の安全性を向上さ
せることが困難になる。一方、モル比sが0.3を超え
ると、充放電サイクル特性および放電容量が大きく低下
する。モル比sのより好ましい範囲は、0.01≦s≦
0.25である。
The molar ratio s of V will be described. Molar ratio s
Is less than 0.005, it is difficult to improve the safety of the secondary battery. On the other hand, when the molar ratio s exceeds 0.3, the charge / discharge cycle characteristics and the discharge capacity are significantly reduced. A more preferred range of the molar ratio s is 0.01 ≦ s ≦
0.25.

【0073】元素Me3のモル比tについて説明する。モ
ル比tを0.005未満にすると、二次電池の安全性を
向上させることが困難になる。一方、モル比tが0.3
を超えると、充放電サイクル特性および放電容量が大き
く低下する。モル比tのより好ましい範囲は、0.01
≦t≦0.25である。また、元素Me3の中でも、N
b、Taが好ましい。
The molar ratio t of the element Me3 will be described. If the molar ratio t is less than 0.005, it becomes difficult to improve the safety of the secondary battery. On the other hand, when the molar ratio t is 0.3
If it exceeds, the charge / discharge cycle characteristics and the discharge capacity are significantly reduced. A more preferred range of the molar ratio t is 0.01
≦ t ≦ 0.25. Also, among the elements Me3, N
b and Ta are preferred.

【0074】ハロゲン元素Xのモル比zを前記範囲に規
定するのは、前述した第1の正極活物質で説明したのと
同様な理由によるものである。モル比zのより好ましい
範囲は、0.02≦z≦0.3である。また、ハロゲン
元素Xは、Fであることが好ましい。
The reason why the molar ratio z of the halogen element X is defined in the above range is for the same reason as described in the first positive electrode active material. A more preferable range of the molar ratio z is 0.02 ≦ z ≦ 0.3. The halogen element X is preferably F.

【0075】前記複合酸化物のうち好ましい組成の一つ
は、ハロゲン元素XがFであり、かつモル比x、s、t
及びzが0.05≦x≦1.2、0.01≦s≦0.2
5、0.01≦t≦0.25、0.02≦z≦0.3で
示されるものである。このような組成の複合酸化物を含
む正極を備えた二次電池は、安全性及びサイクル寿命を
より一層向上することができる。
One of the preferable compositions of the composite oxide is that the halogen element X is F and the molar ratio x, s, t
And z are 0.05 ≦ x ≦ 1.2, 0.01 ≦ s ≦ 0.2
5, 0.01 ≦ t ≦ 0.25 and 0.02 ≦ z ≦ 0.3. A secondary battery provided with a positive electrode containing the composite oxide having such a composition can further improve safety and cycle life.

【0076】前記複合酸化物は、例えば、固相法、共沈
法または水熱合成法で作製される。共沈法もしくは水熱
合成法で合成すると、組成の均一性を向上させることが
できると共に、Li層と、Ni、V及びMe3を含む層
と、Fのようなハロゲン原子及び酸素原子を含む層とを
規則配列させることができるため、充放電容量、サイク
ル特性及び安全性をさらに向上させることができる。特
に、水熱合成で前記複合酸化物を合成すると、固相法に
比較して特性を大きく向上することができる。
The composite oxide is produced by, for example, a solid phase method, a coprecipitation method or a hydrothermal synthesis method. When synthesized by a coprecipitation method or a hydrothermal synthesis method, the uniformity of the composition can be improved, and a layer containing Li atoms, a layer containing Ni, V and Me3, and a layer containing halogen atoms and oxygen atoms such as F can be obtained. Can be arranged regularly, so that the charge / discharge capacity, cycle characteristics and safety can be further improved. In particular, when the composite oxide is synthesized by hydrothermal synthesis, the characteristics can be greatly improved as compared with the solid phase method.

【0077】これら第1の正極活物質〜第6の正極活物
質を、安全性及びサイクル特性が優れている順番に列記
すると、第1の正極活物質>第2の正極活物質>第3の
正極活物質>第6の正極活物質>第4、第5の正極活物
質となる。
The first to sixth positive electrode active materials are listed in the order of excellent safety and cycle characteristics. First positive electrode active material> second positive electrode active material> third positive electrode active material Positive electrode active material> Sixth positive electrode active material> Fourth and fifth positive electrode active materials.

【0078】前記正極は、例えば、前記第1の正極活物
質〜第6の正極活物質のうち少なくとも1種類、電気伝
導助剤および結着剤を混合し、集電体に圧着することに
より作製されるか、もしくは前記正極活物質、電気伝導
助剤および結着剤を適当な溶媒に懸濁させ、この懸濁物
を集電体に塗布し、乾燥することにより作製される。
The positive electrode is manufactured by, for example, mixing at least one of the first to sixth positive electrode active materials, an electric conduction aid and a binder, and pressing the mixture on a current collector. Alternatively, the positive electrode active material, the electric conduction aid and the binder are suspended in an appropriate solvent, and the suspension is applied to a current collector and dried.

【0079】前記電気伝導助剤としては、例えばアセチ
レンブラック、カーボンブラック、黒鉛等をあげること
ができる。
Examples of the electric conduction aid include acetylene black, carbon black, graphite and the like.

【0080】前記結着剤としては、例えばポリテトラフ
ルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVd
F)、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPD
M)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)等を用いること
ができる。
Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyvinylidene fluoride (PVd).
F), ethylene-propylene-diene copolymer (EPD
M), styrene-butadiene rubber (SBR) and the like can be used.

【0081】前記正極活物質、電気伝導助剤および結着
剤の配合割合は、正極活物質80〜95重量%、電気伝
導助剤3〜20重量%、結着剤2〜7重量%の範囲にす
ることが好ましい。前記集電体としては、多孔質構造の
導電性基板か、あるいは無孔の導電性基板を用いること
ができる。前記集電体を構成する材料としては、例え
ば、アルミニウム、ステンレス、ニッケル等を挙げるこ
とができる。
The mixing ratio of the positive electrode active material, the electric conduction aid and the binder ranges from 80 to 95% by weight of the positive electrode active material, 3 to 20% by weight of the electric conduction aid and 2 to 7% by weight of the binder. Is preferable. As the current collector, a conductive substrate having a porous structure or a non-porous conductive substrate can be used. Examples of the material constituting the current collector include aluminum, stainless steel, and nickel.

【0082】2)セパレータ 前記セパレータとしては、例えば、合成樹脂製不織布、
ポリエチレン多孔質フィルム、ポリプロピレン多孔質フ
ィルム等を用いることができる。
2) Separator As the separator, for example, a synthetic resin nonwoven fabric,
A polyethylene porous film, a polypropylene porous film, or the like can be used.

【0083】3)負極 この負極は、リチウムを吸蔵(ドープ)・放出(脱ドー
プ)することが可能な材料を含む。
3) Negative Electrode This negative electrode contains a material capable of occluding (doping) and releasing (undoping) lithium.

【0084】かかる材料としては、例えば、リチウム金
属、リチウムを吸蔵・放出することが可能なLi含有合
金、リチウムを吸蔵・放出することが可能な金属酸化
物、リチウムを吸蔵・放出することが可能な金属硫化
物、リチウムを吸蔵・放出することが可能な金属窒化
物、リチウムを吸蔵・放出することが可能なカルコゲン
化合物、リチウムイオンを吸蔵・放出することが可能な
炭素材料等を挙げることができる。特に、前記カルコゲ
ン化合物あるいは前記炭素材料を含む負極は、安全性が
高く、かつ二次電池のサイクル寿命を向上できるため、
望ましい。
Examples of such a material include lithium metal, a Li-containing alloy capable of inserting and extracting lithium, a metal oxide capable of inserting and extracting lithium, and an oxide storing and releasing lithium. Metal sulfides, metal nitrides capable of storing and releasing lithium, chalcogen compounds capable of storing and releasing lithium, and carbon materials capable of storing and releasing lithium ions. it can. In particular, the negative electrode containing the chalcogen compound or the carbon material has high safety, and can improve the cycle life of the secondary battery,
desirable.

【0085】前記リチウムイオンを吸蔵・放出する炭素
材料としては、たとえば、コークス、炭素繊維、熱分解
気相炭素物、黒鉛、樹脂焼成体、メソフェーズピッチ系
炭素繊維、メソフェーズピッチ球状カーボン等を挙げる
ことができる。前述した種類の炭素材料は、電極容量を
高くすることができるため、望ましい。
Examples of the carbon material that occludes / releases lithium ions include coke, carbon fiber, pyrolytic gas phase carbon material, graphite, resin fired body, mesophase pitch-based carbon fiber, mesophase pitch spherical carbon, and the like. Can be. Carbon materials of the type described above are desirable because they can increase the electrode capacity.

【0086】前記カルコゲン化合物としては、二硫化チ
タン、二硫化モリブデン、セレン化ニオブ、酸化スズ等
を挙げることができる。このようなカルコゲン化合物を
負極に用いると電池電圧は低下するものの前記負極の容
量が増加するため、前記二次電池の容量が向上される。
Examples of the chalcogen compound include titanium disulfide, molybdenum disulfide, niobium selenide, tin oxide and the like. When such a chalcogen compound is used for the negative electrode, the capacity of the negative electrode is increased although the battery voltage is reduced, so that the capacity of the secondary battery is improved.

【0087】前記炭素材料を含む負極は、例えば、前記
炭素材料と結着剤とを溶媒の存在下で混練し、得られた
懸濁物を集電体に塗布し、乾燥することにより作製され
る。
The negative electrode containing the carbon material is produced, for example, by kneading the carbon material and the binder in the presence of a solvent, applying the obtained suspension to a current collector, and drying. You.

【0088】この場合、結着剤としては、例えばポリテ
トラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン
(PVdF)、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EP
DM)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)等を用いるこ
とができる。さらに、炭素材料および結着剤の配合割合
は、炭素材料90〜98重量%、結着剤2〜10重量%
の範囲にすることが好ましい。また、前記集電体として
は、例えばアルミニウム、ステンレス、ニッケル等の導
電性基板を用いることができる。前記集電体は、多孔質
構造にしても、無孔にしても良い。
In this case, examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), ethylene-propylene-diene copolymer (EP
DM), styrene-butadiene rubber (SBR) and the like can be used. Further, the mixing ratio of the carbon material and the binder is 90 to 98% by weight of the carbon material and 2 to 10% by weight of the binder.
It is preferable to be within the range. Further, as the current collector, for example, a conductive substrate of aluminum, stainless steel, nickel, or the like can be used. The current collector may have a porous structure or a non-porous structure.

【0089】4)液状非水電解質(非水電解液) この液状非水電解質は、非水溶媒に電解質を溶解するこ
とにより調製される。
4) Liquid Non-Aqueous Electrolyte (Non-Aqueous Electrolyte) This liquid non-aqueous electrolyte is prepared by dissolving the electrolyte in a non-aqueous solvent.

【0090】前記非水溶媒としては、例えば、環状カー
ボネートや、鎖状カーボネート(例えば、エチレンカー
ボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネ
ート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネー
ト等)、環状エーテルや鎖状エーテル(例えば、1,2−
ジメトキシエタン、2−メチルテトラヒドロフラン
等)、環状エステルや鎖状エステル(例えば、γ−ブチ
ロラクトン,γ−バレロラクトン,σ−バレロラクト
ン,酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプ
ロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロ
ピオン酸プロピル等)などを挙げることができる。非水
溶媒には、前述した種類の中から選ばれる1種または2
〜5種の混合溶媒が用いることができるが、必ずしもこ
れらに限定されるものではない。
Examples of the non-aqueous solvent include cyclic carbonates and chain carbonates (eg, ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, etc.), cyclic ethers and chain ethers (eg, , 2−
Dimethoxyethane, 2-methyltetrahydrofuran, etc.), cyclic ester or chain ester (for example, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, σ-valerolactone, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, methyl propionate, propion) Ethylate, propyl propionate, etc.). The non-aqueous solvent includes one or two selected from the types described above.
Up to five types of mixed solvents can be used, but the present invention is not necessarily limited to these.

【0091】前記電解質としては、例えば、過塩素酸リ
チウム(LiClO4),六フッ化リン酸リチウム(Li
PF6)、ホウフッ化リチウム(LiBF4)、六フッ化砒
素リチウム(LiAsF6)、トリフルオロメチルスルホ
ニルイミドリチウム(LiCF3SO3)、ビストリフル
オロメチルスルホニルイミドリチウム[LiN(CF3
SO22]などのリチウム塩が挙げられる。かかる電解
質としては、これから選ばれる1種又は2〜3種のリチ
ウム塩を用いることができるが、これらに限定されるも
のではない。
Examples of the electrolyte include lithium perchlorate (LiClO 4 ) and lithium hexafluorophosphate (Li
PF 6 ), lithium borofluoride (LiBF 4 ), lithium arsenic hexafluoride (LiAsF 6 ), lithium trifluoromethylsulfonylimide (LiCF 3 SO 3 ), lithium bistrifluoromethylsulfonylimide [LiN (CF 3
SO 2 ) 2 ]. As such an electrolyte, one or two or three lithium salts selected therefrom can be used, but the electrolyte is not limited to these.

【0092】前記電解質の前記非水溶媒に対する溶解量
は、0.5〜2mol/Lの範囲内にすることが望まし
い。
The amount of the electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent is desirably in the range of 0.5 to 2 mol / L.

【0093】本発明に係るリチウムイオン二次電池の一
例を図1〜図3に示す。
One example of the lithium ion secondary battery according to the present invention is shown in FIGS.

【0094】図1は、本発明に係るリチウムイオン二次
電池の一例である円筒形リチウムイオン二次電池を示す
部分切欠斜視図で、図2は、本発明に係るリチウムイオ
ン二次電池の一例である薄型リチウムイオン二次電池を
示す断面図で、図3は、図2のA部を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a cylindrical lithium ion secondary battery which is an example of the lithium ion secondary battery according to the present invention. FIG. 2 is an example of the lithium ion secondary battery according to the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a portion A of FIG. 2.

【0095】図1に示すように、例えばステンレスから
なる有底円筒状の容器1は、底部に絶縁体2が配置され
ている。電極群3は、前記容器1内に収納されている。
前記電極群3は、正極4、セパレ―タ5及び負極6をこ
の順序で積層した帯状物を渦巻き状に巻回した構造にな
っている。
As shown in FIG. 1, a bottomed cylindrical container 1 made of, for example, stainless steel has an insulator 2 disposed at the bottom. The electrode group 3 is housed in the container 1.
The electrode group 3 has a structure in which a band formed by laminating a positive electrode 4, a separator 5 and a negative electrode 6 in this order is spirally wound.

【0096】前記容器1内には、非水電解液が収容され
ている。中央部に孔が開口されたPTC素子7、前記P
TC素子7上に配置された安全弁8及び前記安全弁8に
配置された帽子形状の正極端子9は、前記容器1の上部
開口部に絶縁ガスケット10を介してかしめ固定されて
いる。なお、前記正極端子9には、ガス抜き孔(図示し
ない)となる安全機構が組み込まれている。正極リ―ド
11の一端は、前記正極4に、他端は前記PTC素子7
にそれぞれ接続されている。前記負極6は、図示しない
負極リ―ドを介して負極端子である前記容器1に接続さ
れている。
The container 1 contains a non-aqueous electrolyte. A PTC element 7 having an opening in the center,
A safety valve 8 disposed on the TC element 7 and a hat-shaped positive terminal 9 disposed on the safety valve 8 are caulked and fixed to an upper opening of the container 1 via an insulating gasket 10. The positive electrode terminal 9 has a built-in safety mechanism serving as a gas vent hole (not shown). One end of a positive electrode lead 11 is connected to the positive electrode 4 and the other end is connected to the PTC element 7.
Connected to each other. The negative electrode 6 is connected to the container 1 as a negative terminal via a negative lead (not shown).

【0097】図2に示すように、例えばフィルム材から
なる収納容器21内には、電極群22が収納されてい
る。フィルム材としては、例えば、金属フィルム、熱可
塑性樹脂などの樹脂製シート、金属層の片面または両面
に熱可塑性樹脂のような樹脂層が被覆されているシート
等を挙げることができる。電極群22は、正極、セパレ
ータ及び負極からなる積層物が偏平形状に捲回された構
造を有する。前記積層物は、図3の下側から、セパレー
タ23、正極層24と正極集電体25と正極層24を備
えた正極26、セパレータ23、負極層27と負極集電
体28と負極層27を備えた負極29、セパレータ2
3、正極層24と正極集電体25と正極層24を備えた
正極26、セパレータ23、負極層27と負極集電体2
8を備えた負極29がこの順番に積層された構造を有す
る。前記電極群22の最外周は、負極集電体28が位置
している。帯状の正極リード30は、一端が電極群22
の正極集電体25に接続され、かつ他端が収納容器21
から延出されている。一方、帯状の負極リード31は、
一端が電極群22の負極集電体28に接続され、かつ他
端が収納容器21から延出されている。
As shown in FIG. 2, an electrode group 22 is housed in a housing 21 made of, for example, a film material. Examples of the film material include a metal film, a resin sheet such as a thermoplastic resin, and a sheet in which one or both surfaces of a metal layer are covered with a resin layer such as a thermoplastic resin. The electrode group 22 has a structure in which a laminate including a positive electrode, a separator, and a negative electrode is wound into a flat shape. The laminate includes, from the lower side in FIG. 3, a separator 23, a positive electrode 26 including a positive electrode layer 24, a positive electrode current collector 25, and a positive electrode layer 24, a separator 23, a negative electrode layer 27, a negative electrode current collector 28, and a negative electrode layer 27. Negative electrode 29 provided with the separator 2
3, positive electrode layer 24, positive electrode current collector 25, positive electrode 26 including positive electrode layer 24, separator 23, negative electrode layer 27, and negative electrode current collector 2
A negative electrode 29 provided with a negative electrode 8 is laminated in this order. A negative electrode current collector 28 is located at the outermost periphery of the electrode group 22. One end of the strip-shaped positive electrode lead 30 is
Is connected to the positive electrode current collector 25 of the
Has been extended from. On the other hand, the strip-shaped negative electrode lead 31
One end is connected to the negative electrode current collector 28 of the electrode group 22, and the other end extends from the storage container 21.

【0098】以上説明した本発明に係るリチウムイオン
二次電池は、前述した第1の正極活物質〜第6の正極活
物質のうち少なくとも1種類を含む正極と、負極と、非
水電解質とを備える。このような二次電池によれば、優
れたサイクル特性を維持しつつ、釘刺し試験などにより
短絡状態に陥って瞬間的に大電流が流れた際の急激な温
度上昇を抑制することができる。本発明によると安全性
が向上されるメカニズムは、明らかでないものの、前述
した化学式(1)〜(2)で表わされる組成を有する複
合酸化物を用いる場合には、以下に説明するような作用
によるものと推測される。
The lithium ion secondary battery according to the present invention described above comprises a positive electrode containing at least one of the above-described first to sixth positive electrode active materials, a negative electrode, and a nonaqueous electrolyte. Prepare. According to such a secondary battery, while maintaining excellent cycle characteristics, it is possible to suppress a rapid temperature rise when a large current flows instantaneously due to a short circuit state caused by a nail penetration test or the like. According to the present invention, although the mechanism of improving safety is not clear, when a composite oxide having the composition represented by the above-mentioned chemical formulas (1) and (2) is used, the mechanism described below is used. It is supposed to be.

【0099】すなわち、LiNiO2を活物質として含
む正極を備えたリチウムイオン二次電池を例えば釘刺し
試験などにより短絡状態にし、瞬間的に大電流を流す
と、大電流により二次電池が発熱すると同時に、LiN
iO2の結晶構造が破壊して結晶を構成する酸素原子が
放出されるため、破裂や発火に至る。本願発明に係わる
化学式(1)〜(2)で表わされる組成を有する複合酸
化物は、Cr、Hf及びWよりなる群から選択される少
なくとも1種類の元素Me1を含有する。元素Me1は、電気
陰性度がNiより小さいため、フッ素原子のようなハロ
ゲン原子や酸素原子と強く結びつく。その結果、複合酸
化物の結晶構造の安定性が向上されるため、複合酸化物
の直流抵抗が低くなるか、もしくは短絡等により瞬間的
に大電流が流れた際に複合酸化物の結晶構造が崩壊する
のが抑制され、二次電池の安全性を向上することができ
る。また、複合酸化物の結晶構造の安定性が向上された
ことから、二次電池の充放電サイクル特性も向上され
る。
That is, when a lithium ion secondary battery provided with a positive electrode containing LiNiO 2 as an active material is short-circuited by, for example, a nail penetration test, and a large current is instantaneously applied, the secondary battery generates heat due to the large current. At the same time, LiN
Since the crystal structure of iO 2 is broken and oxygen atoms constituting the crystal are released, it may explode or ignite. The composite oxide having the composition represented by the chemical formulas (1) and (2) according to the present invention contains at least one element Me1 selected from the group consisting of Cr, Hf and W. Since the element Me1 has a lower electronegativity than Ni, it is strongly linked to a halogen atom such as a fluorine atom or an oxygen atom. As a result, since the stability of the crystal structure of the composite oxide is improved, the DC resistance of the composite oxide is reduced, or the crystal structure of the composite oxide is changed when a large current flows instantaneously due to a short circuit or the like. Collapse is suppressed, and safety of the secondary battery can be improved. In addition, since the stability of the crystal structure of the composite oxide is improved, the charge / discharge cycle characteristics of the secondary battery are also improved.

【0100】[0100]

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を詳細に説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail.

【0101】(実施例1〜9及び比較例1〜6) <正極の作製>出発原料としてLiの水酸化物、フッ化
物、塩化物、臭化物と、Ni(OH)2と、Co(O
H)2と、Me1の酸化物、水酸化物、炭酸化物、硝酸化物
とを用意し、これら化合物を組成がLi1.1(Ni1-y-v
CovMe1y)(O1.90.1)になるように選択し、調合
後、ヘンシェルミキサで30分混合することにより混合
粉を作製した。この混合粉をアルミナサヤに入れて焼成
を行った。焼成は5リットル/分の酸素をフローさせな
がら480℃で10時間保持した後、700℃で20時
間行い、下記表1に示す組成を有するリチウム含有複合
酸化物を得た。
(Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 6) <Preparation of Positive Electrode> Li hydroxide, fluoride, chloride and bromide, Ni (OH) 2 , Co (O
H) 2, and oxides, hydroxides, carbonates, and nitrates of Me 1 were prepared, and these compounds were prepared using Li 1.1 (Ni 1-yv
Co v Me1 y) (O 1.9 X 0.1) selected so that, after preparation, to prepare a mixed powder by mixing for 30 minutes in a Henschel mixer. This mixed powder was placed in an alumina sheath and fired. The calcination was carried out at 480 ° C. for 10 hours while flowing oxygen at 5 liter / min, and then at 700 ° C. for 20 hours to obtain a lithium-containing composite oxide having the composition shown in Table 1 below.

【0102】ポリフッ化ビニリデンをN−メチル−2−
ピロリドンに溶解させた溶液に、正極活物質としてリチ
ウム含有複合酸化物粉末と、導電剤としてのアセチレン
ブラックおよび人造黒鉛を加えて撹拌混合し、正極活物
質92.2重量%、アセチレンブラック1.8重量%、
人造黒鉛2.2重量%、ポリフッ化ビニリデン3.8重
量%からなる正極合剤を調製した。この正極合剤をアル
ミニウム箔(厚さ20μm)の両面に塗布し、乾燥した
後、ローラープレス機を用いて加圧成形して正極を作製
した。
Polyvinylidene fluoride was converted to N-methyl-2-
To a solution dissolved in pyrrolidone, a lithium-containing composite oxide powder as a positive electrode active material, acetylene black and artificial graphite as a conductive agent were added and mixed with stirring. weight%,
A positive electrode mixture comprising 2.2% by weight of artificial graphite and 3.8% by weight of polyvinylidene fluoride was prepared. This positive electrode mixture was applied to both surfaces of an aluminum foil (thickness: 20 μm), dried, and then pressure-formed using a roller press to produce a positive electrode.

【0103】<負極の作製>メソフェーズピッチを原料
としたメソフェーズピッチ炭素繊維をアルゴン雰囲気
下、1000℃で炭素化した後、平均繊維長30μm、
平均繊維径11μm、粒度1〜80μmに90体積%が
存在するように、かつ粒径0.5μm以下の粒子が少な
く(5%以下)なるように適度に粉砕した後、アルゴン
雰囲気下で3000℃にて黒鉛化することにより炭素質
物を製造した。
<Preparation of Negative Electrode> After carbonizing mesophase pitch carbon fiber from mesophase pitch as a raw material at 1000 ° C. in an argon atmosphere, the average fiber length was 30 μm.
After appropriately pulverizing so that 90 volume% is present in an average fiber diameter of 11 μm and a particle diameter of 1 to 80 μm, and particles having a particle diameter of 0.5 μm or less are reduced (5% or less), 3000 ° C. in an argon atmosphere To produce a carbonaceous material.

【0104】ポリフッ化ビニリデンをN−メチル−2−
ピロリドンに溶解させた溶液に前記炭素質物と人造黒鉛
を加えて撹拌混合し、合剤組成が炭素質物86.5重量
%、人造黒鉛9.5重量%、ポリフッ化ビニリデン4重
量%からなる負極合剤を調製した。これを銅箔(厚さ1
5μm)の両面に塗布し、乾燥した後、ローラープレス
機で加圧成形することにより負極を作製した。この際、
成形後の正極の設計容量に対する負極の設計容量の比
(容量バランス)が、1.03以上、1.1以下になる
ように充填密度と電極長さを調節した。
The polyvinylidene fluoride was converted to N-methyl-2-
The carbonaceous material and artificial graphite are added to the solution dissolved in pyrrolidone, and the mixture is stirred and mixed. The negative electrode mixture is composed of 86.5% by weight of carbonaceous material, 9.5% by weight of artificial graphite, and 4% by weight of polyvinylidene fluoride. An agent was prepared. This is copper foil (thickness 1
(5 μm), dried and then pressed under a roller press to produce a negative electrode. On this occasion,
The packing density and the electrode length were adjusted such that the ratio (capacity balance) of the designed capacity of the negative electrode to the designed capacity of the positive electrode after molding was 1.03 or more and 1.1 or less.

【0105】<非水電解液(液状非水電解質)の調製>
エチレンカーボネート(EC)とメチルエチルカーボネ
ート(MEC)を体積比が1:2になるように混合した
非水溶媒に六フッ化リン酸リチウム(LiPF 6)を1
M溶解させることにより非水電解液を調製した。
<Preparation of non-aqueous electrolyte (liquid non-aqueous electrolyte)>
Ethylene carbonate (EC) and methyl ethyl carbonate
(MEC) was mixed such that the volume ratio was 1: 2.
Lithium hexafluorophosphate (LiPF) 6) To 1
By dissolving M, a non-aqueous electrolyte was prepared.

【0106】<電池の組立て>前記正極および前記負極
に、それぞれ、アルミニウム製の正極リード、ニッケル
製の負極リードを溶接した後、前記正極、ポリエチレン
製多孔質フィルムからなるセパレータおよび前記負極を
それぞれこの順序で積層し、前記負極が外側に位置する
ように渦巻き状に捲回して電極群を作製した。
<Assembly of Battery> After welding a positive electrode lead made of aluminum and a negative electrode lead made of nickel to the positive electrode and the negative electrode, respectively, the positive electrode, a separator made of a porous film made of polyethylene and the negative electrode were respectively attached. The electrodes were stacked in this order, and spirally wound so that the negative electrode was located outside, to produce an electrode group.

【0107】この電極群を有底円筒状容器内に収納し、
前記負極リードを前記有底円筒状容器の底部に、前記正
極リードを前記有底円筒状容器の開口部に配置する安全
弁にそれぞれ溶接した。つづいて、前記有底円筒状容器
内に非水電解液を4mL注液し、前記電極群に前記非水
電解液を十分に含浸させた。そして、前記安全弁上に正
極端子を配置した後、かしめ固定した。以上のようにし
て、設計定格容量1700mAhの円筒形のリチウムイ
オン二次電池(18650サイズ)を組み立てた。
This electrode group is housed in a bottomed cylindrical container,
The negative electrode lead was welded to the bottom of the bottomed cylindrical container, and the positive electrode lead was welded to a safety valve arranged at the opening of the bottomed cylindrical container. Subsequently, 4 mL of a non-aqueous electrolyte was injected into the bottomed cylindrical container, and the electrode group was sufficiently impregnated with the non-aqueous electrolyte. After the positive electrode terminal was arranged on the safety valve, it was fixed by caulking. As described above, a cylindrical lithium ion secondary battery (18650 size) having a designed rated capacity of 1700 mAh was assembled.

【0108】得られた実施例1〜9及び比較例1〜6の
二次電池について、釘刺し試験を行った。まず、これら
の二次電池に充電を施した。充電は、各二次電池の設計
定格容量の0.2Cに相当する電流値で4.2Vまで行
った後、4.2Vの定電圧で保持し、計8時間行った。
4.2V充電後、釘刺し試験で安全性を検討した。試験
に用いた釘は直径2mmで、釘速度が135mm/sで
あった。また、釘刺し試験での電池の温度上昇は、電池
外面に張り付けられている熱電対により測定した。釘刺
し試験による破裂・発火の有無と、釘刺し試験による電
池温度を下記表1に示す。
The obtained secondary batteries of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 6 were subjected to a nail penetration test. First, these secondary batteries were charged. Charging was performed at a current value corresponding to the designed rated capacity of each secondary battery of 0.2 C up to 4.2 V, and then maintained at a constant voltage of 4.2 V for a total of 8 hours.
After charging at 4.2 V, safety was examined by a nail penetration test. The nail used in the test had a diameter of 2 mm and a nail speed of 135 mm / s. The temperature rise of the battery in the nail penetration test was measured using a thermocouple attached to the outer surface of the battery. Table 1 below shows the presence or absence of rupture / ignition in the nail penetration test and the battery temperature in the nail penetration test.

【0109】また、実施例1〜9及び比較例1〜6の二
次電池について、室温で充放電サイクル試験を実施し、
100サイクル後の放電容量の低下率を求め、その結果
を下記表1に示す。充放電サイクル試験での充電は、設
計定格容量の0.5Cに相当する電流値で4.2Vまで
行った後、4.2Vの定電圧で保持し、計5時間行っ
た。放電は、同じ電流値で2.7Vまで行った。放電と
充電の問に30分の休止時間を設けた。
Further, the secondary batteries of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 6 were subjected to a charge / discharge cycle test at room temperature.
The rate of decrease in discharge capacity after 100 cycles was determined, and the results are shown in Table 1 below. The charging in the charge / discharge cycle test was performed at a current value corresponding to the design rated capacity of 0.5 C up to 4.2 V, and then maintained at a constant voltage of 4.2 V for a total of 5 hours. Discharge was performed up to 2.7 V at the same current value. There was a 30-minute pause between charging and discharging.

【0110】[0110]

【表1】 [Table 1]

【0111】表1から明らかなように、前述した化学式
(1)で表わされる組成を有する複合酸化物を正極活物
質として含む実施例1〜9の二次電池は、釘刺し試験に
おいて破裂、発火がなく、温度上昇を抑制でき、安全性
に優れていることがわかる。また、実施例1〜9の二次
電池は、100サイクル後の放電容量低下率が、比較例
1〜6に比べて小さいことがわかる。
As is clear from Table 1, the secondary batteries of Examples 1 to 9 containing the composite oxide having the composition represented by the above-mentioned chemical formula (1) as the positive electrode active material burst or fired in the nail penetration test. It can be seen that the temperature rise can be suppressed and the safety is excellent. In addition, it can be seen that the secondary batteries of Examples 1 to 9 have a smaller discharge capacity reduction rate after 100 cycles than Comparative Examples 1 to 6.

【0112】これに対し、Me1のモル比yが0.005
未満である比較例1,3,5の二次電池は、釘刺し試験
により破裂発火に至ることがわかる。一方、Me1のモル
比yが0.3を超える比較例2,4,6の二次電池は、
釘刺し試験により破裂発火には至らないものの、100
サイクル後の容量低下率が大きいことがわかる。
On the other hand, the molar ratio y of Me1 is 0.005.
It can be seen that the secondary batteries of Comparative Examples 1, 3, and 5, which are less than 1, lead to burst ignition by nail penetration test. On the other hand, the secondary batteries of Comparative Examples 2, 4, and 6 in which the molar ratio y of Me1 exceeds 0.3 are as follows:
Although it did not lead to explosion and ignition in the nail penetration test, it was 100
It can be seen that the capacity reduction rate after the cycle is large.

【0113】(実施例10〜59及び比較例7〜16)
出発原料としてLiの水酸化物、フッ化物、塩化物、臭化
物と、Ni(OH)2と、Co(OH)2と、Me1の酸化
物、水酸化物、炭酸化物、硝酸化物と、Me2の酸化物、
水酸化物、炭酸化物、硝酸化物とを用意し、これら化合
物を組成がLi 1.1(Ni1-y-v-uCovMe1yMe2u)(O
1.90.1)になるように選択し、調合後、ヘンシェルミ
キサで30分混合することにより混合粉を作製した。こ
の混合粉をアルミナサヤに入れて焼成を行った。焼成は
5リットル/分の酸素をフローさせながら480℃で1
0時間保持した後、700℃で20時間行い、下記表2
〜表4に示す組成を有するリチウム含有複合酸化物を得
た。
(Examples 10 to 59 and Comparative Examples 7 to 16)
Li hydroxide, fluoride, chloride, bromide as starting material
Object and Ni (OH)TwoAnd Co (OH)TwoAnd oxidation of Me1
Substances, hydroxides, carbonates, nitrates and oxides of Me2,
Prepare hydroxides, carbonates and nitrates, and combine these
The composition is Li 1.1(Ni1-yvuCovMe1yMe2u) (O
1.9X0.1), And mix it, then add Henschelmi
A mixed powder was prepared by mixing with a mixer for 30 minutes. This
Was put in an alumina sheath and fired. Firing
At 480 ° C while flowing oxygen at 5 L / min.
After holding for 0 hours, the reaction was carried out at 700 ° C. for 20 hours.
~ Obtaining a lithium-containing composite oxide having the composition shown in Table 4
Was.

【0114】かかるリチウム含有複合酸化物を正極活物
質として用いること以外は、前述した実施例1と同様に
して円筒形リチウムイオン二次電池を製造した。
A cylindrical lithium ion secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the lithium-containing composite oxide was used as a positive electrode active material.

【0115】得られた実施例10〜59及び比較例7〜
16の二次電池について、前述した実施例1で説明した
のと同様にして釘刺し試験を行い、釘刺し試験による破
裂・発火の有無と、釘刺し試験による電池温度を下記表
2〜表4に示す。
The obtained Examples 10 to 59 and Comparative Examples 7 to
A nail penetration test was performed on the 16 secondary batteries in the same manner as described in Example 1 above, and the presence or absence of rupture / ignition in the nail penetration test and the battery temperature in the nail penetration test were shown in Tables 2 to 4 below. Shown in

【0116】また、実施例10〜59及び比較例7〜1
6の二次電池について、前述した実施例1で説明したの
と同様にして充放電サイクル試験を実施し、100サイ
クル後の放電容量の低下率を求め、その結果を下記表2
〜表4に示す。
Examples 10 to 59 and Comparative Examples 7-1
The secondary battery of No. 6 was subjected to a charge / discharge cycle test in the same manner as described in Example 1 described above, and the rate of decrease in discharge capacity after 100 cycles was obtained.
To Table 4 below.

【0117】[0117]

【表2】 [Table 2]

【0118】[0118]

【表3】 [Table 3]

【0119】[0119]

【表4】 [Table 4]

【0120】表2〜表4から明らかなように、前述した
化学式(2)で表わされる組成を有する複合酸化物を正
極活物質として含む実施例10〜59の二次電池は、釘
刺し試験において破裂、発火がなく、温度上昇を抑制で
き、安全性に優れていることがわかる。また、実施例1
0〜59の二次電池は、100サイクル後の容量低下率
が比較例7〜16に比べて小さいことがわかる。特に、
Me2のモル比uが0.005以上である実施例10〜5
4の二次電池は、釘刺し試験による温度上昇を70℃〜
73℃の範囲内に抑えることができる。
As is clear from Tables 2 to 4, the secondary batteries of Examples 10 to 59 containing the composite oxide having the composition represented by the chemical formula (2) as the positive electrode active material in the nail penetration test It can be seen that there is no rupture or ignition, temperature rise can be suppressed, and safety is excellent. Example 1
It can be seen that the secondary batteries Nos. 0 to 59 have smaller capacity reduction rates after 100 cycles than Comparative Examples 7 to 16. In particular,
Examples 10 to 5 in which the molar ratio u of Me2 is 0.005 or more
The secondary battery of No. 4 has a temperature rise of 70 ° C.
It can be kept within the range of 73 ° C.

【0121】これに対し、Me1のモル比yおよびMe2のモ
ル比uが0.005未満である比較例7,9,11,1
3,15の二次電池は、釘刺し試験により破裂発火に至
ることがわかる。一方、Me2のモル比uが0.3を超え
る比較例8,10,12,14,16の二次電池は、破
裂発火には至らないものの、100サイクル後の容量が
大幅に低下することがわかる。
On the other hand, Comparative Examples 7, 9, 11, and 1 in which the molar ratio y of Me1 and the molar ratio u of Me2 were less than 0.005.
It can be seen that the secondary batteries of Nos. 3 and 15 lead to explosion and ignition by nail penetration test. On the other hand, in the secondary batteries of Comparative Examples 8, 10, 12, 14, and 16 in which the molar ratio u of Me2 exceeds 0.3, although the burst ignition does not occur, the capacity after 100 cycles is significantly reduced. Understand.

【0122】(実施例60〜73及び比較例17〜3
0)出発原料としてリチウムの水酸化物、フッ化物と、
Ni(OH)2と、Co(OH)2と、バナジウムの酸化
物、水酸化物、炭酸化物、硝酸化物と、Me3の酸化物、
水酸化物、炭酸化物、硝酸化物とを用意し、これら化合
物を組成がLi1.1(Ni1-v-s-tCovsMe3t)(O
1.90.1)になるように選択し、調合後、ヘンシェルミ
キサで30分混合することにより混合粉を作製した。こ
の混合粉をアルミナサヤに入れて焼成を行った。焼成は
5リットル/分の酸素をフローさせながら480℃で1
0時間保持した後、700℃で20時間行い、下記表5
〜表6に示す組成を有するリチウム含有複合酸化物を得
た。
(Examples 60 to 73 and Comparative Examples 17 to 3)
0) lithium hydroxide and fluoride as starting materials;
Ni (OH) 2 , Co (OH) 2 , oxides of vanadium, hydroxides, carbonates, nitrates and oxides of Me 3,
Hydroxides, hydrides carbonate, prepared and nitrates, the composition of these compounds is Li 1.1 (Ni 1-vst Co v V s Me3 t) (O
1.9 X 0.1 ), and after mixing, mixed with a Henschel mixer for 30 minutes to produce a mixed powder. This mixed powder was placed in an alumina sheath and fired. Calcination is performed at 480 ° C for 1 while flowing oxygen at 5 L / min.
After holding for 0 hours, the reaction was performed at 700 ° C. for 20 hours.
~ A lithium-containing composite oxide having the composition shown in Table 6 was obtained.

【0123】かかるリチウム含有複合酸化物を正極活物
質として用いること以外は、前述した実施例1と同様に
して円筒形リチウムイオン二次電池を製造した。
A cylindrical lithium ion secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that this lithium-containing composite oxide was used as a positive electrode active material.

【0124】得られた実施例60〜73及び比較例17
〜30の二次電池について、前述した実施例1で説明し
たのと同様にして釘刺し試験を行い、釘刺し試験による
破裂・発火の有無と、釘刺し試験による電池温度を下記
表5〜表6に示す。
Examples 60 to 73 obtained and Comparative Example 17
For the secondary batteries of Nos. To 30, a nail penetration test was performed in the same manner as described in Example 1 above, and the presence or absence of rupture / ignition in the nail penetration test and the battery temperature in the nail penetration test were shown in Tables 5 to 5 below. 6 is shown.

【0125】また、実施例60〜73及び比較例17〜
30の二次電池について、前述した実施例1で説明した
のと同様にして充放電サイクル試験を実施し、100サ
イクル後の放電容量の低下率を求め、その結果を下記表
5〜表6に示す。
Examples 60 to 73 and Comparative Examples 17 to
For the secondary battery of No. 30, a charge / discharge cycle test was performed in the same manner as described in Example 1 above, and the rate of decrease in the discharge capacity after 100 cycles was obtained. The results are shown in Tables 5 to 6 below. Show.

【0126】[0126]

【表5】 [Table 5]

【0127】[0127]

【表6】 [Table 6]

【0128】表5〜表6から明らかなように、前述した
化学式(3)で表わされる組成を有する複合酸化物を正
極活物質として含む実施例60〜73の二次電池は、釘
刺し試験において破裂、発火がなく、温度上昇を抑制で
き、安全性に優れていることがわかる。また、実施例6
0〜73の二次電池は、100サイクル後の容量低下率
が比較例17〜30に比べて小さいことがわかる。特
に、Me3のモル比tが0.005以上である実施例6
1,63,65,67,69,71,73の二次電池
は、釘刺し試験による温度上昇を71℃〜73℃の範囲
内に抑えることができる。
As is clear from Tables 5 and 6, the secondary batteries of Examples 60 to 73 containing the composite oxide having the composition represented by the above chemical formula (3) as a positive electrode active material were subjected to a nail penetration test. It can be seen that there is no rupture or ignition, temperature rise can be suppressed, and safety is excellent. Example 6
It can be seen that the secondary batteries of Nos. 0 to 73 have smaller capacity reduction rates after 100 cycles than those of Comparative Examples 17 to 30. In particular, Example 6 where the molar ratio t of Me3 is 0.005 or more.
In the secondary batteries of 1, 63, 65, 67, 69, 71, and 73, the temperature rise due to the nail penetration test can be suppressed within the range of 71 ° C to 73 ° C.

【0129】これに対し、Me3のモル比tが0.005
未満である比較例17,19,21,23,25、2
7,29の二次電池は、釘刺し試験により破裂発火に至
ることがわかる。一方、Me3のモル比tが0.3を超え
る比較例18,20,22,24,26、28,30の
二次電池は、破裂発火には至らないものの、100サイ
クル後の容量が大幅に低下することがわかる。
On the other hand, the molar ratio t of Me3 is 0.005.
Comparative Examples 17, 19, 21, 23, 25, 2
It can be seen that the secondary batteries of Nos. 7 and 29 lead to explosion and ignition by nail penetration test. On the other hand, the secondary batteries of Comparative Examples 18, 20, 22, 24, 26, 28, and 30 in which the molar ratio t of Me3 exceeds 0.3 did not lead to burst and ignition, but had a large capacity after 100 cycles. It turns out that it falls.

【0130】(実施例74〜82及び比較例31〜3
6)出発原料としてLiの水酸化物、フッ化物、塩化物、
臭化物と、Ni(OH)2と、Me1の酸化物、水酸化物、
炭酸化物、硝酸化物とを用意し、これら化合物を組成が
Li1.1(Ni1-yMe1y)(O1.90.1)になるように選
択し、調合後、ヘンシェルミキサで30分混合すること
により混合粉を作製した。この混合粉をアルミナサヤに
入れて焼成を行った。焼成は5リットル/分の酸素をフ
ローさせながら480℃で10時間保持した後、700
℃で20時間行い、下記表7に示す組成を有するリチウ
ム含有複合酸化物を得た。
(Examples 74 to 82 and Comparative Examples 31 to 3)
6) hydroxides, fluorides, chlorides of Li as starting materials,
Oxides and hydroxides of bromide, Ni (OH) 2 and Me1,
A carbonate and a nitrate are prepared, and these compounds are selected so that the composition becomes Li 1.1 (Ni 1-y Me1 y ) (O 1.9 X 0.1 ). After blending, they are mixed with a Henschel mixer for 30 minutes. A mixed powder was prepared. This mixed powder was placed in an alumina sheath and fired. After sintering at 480 ° C. for 10 hours while flowing oxygen at 5 L / min, 700
C. for 20 hours to obtain a lithium-containing composite oxide having the composition shown in Table 7 below.

【0131】かかるリチウム含有複合酸化物を正極活物
質として用いること以外は、前述した実施例1と同様に
して円筒形リチウムイオン二次電池を製造した。
A cylindrical lithium ion secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the lithium-containing composite oxide was used as a positive electrode active material.

【0132】得られた実施例74〜82及び比較例31
〜36の二次電池について、前述した実施例1で説明し
たのと同様にして釘刺し試験を行い、釘刺し試験による
破裂・発火の有無と、釘刺し試験による電池温度を下記
表7に示す。
Examples 74 to 82 and Comparative Example 31
For the secondary batteries of Nos. 36 to 36, a nail penetration test was performed in the same manner as described in Example 1 above, and the presence or absence of rupture / ignition in the nail penetration test and the battery temperature in the nail penetration test are shown in Table 7 below. .

【0133】また、実施例74〜82及び比較例31〜
36の二次電池について、前述した実施例1で説明した
のと同様にして充放電サイクル試験を実施し、100サ
イクル後の放電容量の低下率を求め、その結果を下記表
7に示す。
Examples 74 to 82 and Comparative Examples 31 to
A charge / discharge cycle test was performed on the secondary battery No. 36 in the same manner as described in Example 1 above, and the rate of decrease in the discharge capacity after 100 cycles was obtained. The results are shown in Table 7 below.

【0134】[0134]

【表7】 [Table 7]

【0135】表7から明らかなように、前述した化学式
(4)で表わされる組成を有する複合酸化物を正極活物
質として含む実施例74〜82の二次電池は、釘刺し試
験において破裂、発火がなく、温度上昇を抑制でき、安
全性に優れていることがわかる。また、実施例74〜8
2の二次電池は、100サイクル後の容量低下率が比較
例31〜36に比べて小さいことがわかる。
As is clear from Table 7, the secondary batteries of Examples 74 to 82 containing the composite oxide having the composition represented by the above-mentioned chemical formula (4) as a positive electrode active material burst or fired in a nail penetration test. It can be seen that the temperature rise can be suppressed and the safety is excellent. Examples 74 to 8
It can be seen that the secondary battery of No. 2 has a smaller capacity reduction rate after 100 cycles than Comparative Examples 31 to 36.

【0136】これに対し、Me1のモル比yが0.005
未満である比較例31,33,35の二次電池は、釘刺
し試験により破裂発火に至ることがわかる。一方、Me1
のモル比yが0.3を超える比較例32,34,36の
二次電池は、破裂発火には至らないものの、100サイ
クル後の容量が大幅に低下することがわかる。
On the other hand, when the molar ratio y of Me1 is 0.005
It can be seen that the secondary batteries of Comparative Examples 31, 33, and 35, which are less than the above, lead to rupture and ignition by a nail penetration test. On the other hand, Me1
It can be seen that the secondary batteries of Comparative Examples 32, 34, and 36 in which the molar ratio y exceeds 0.3 did not cause burst ignition, but the capacity after 100 cycles was significantly reduced.

【0137】(実施例83〜132及び比較例37〜6
6)出発原料としてLiの水酸化物、フッ化物、塩化物、
臭化物と、Ni(OH)2と、Me1の酸化物、水酸化物、
炭酸化物、硝酸化物と、Me2の酸化物、水酸化物、炭酸
化物、硝酸化物とを用意し、これら化合物を組成がLi
1.1(Ni1-y-uMe1yMe2u)(O1.90.1)になるように
選択し、調合後、ヘンシェルミキサで30分混合するこ
とにより混合粉を作製した。この混合粉をアルミナサヤ
に入れて焼成を行った。焼成は5リットル/分の酸素を
フローさせながら480℃で10時間保持した後、70
0℃で20時間行い、下記表8〜表11に示す組成を有
するリチウム含有複合酸化物を得た。
(Examples 83 to 132 and Comparative Examples 37 to 6)
6) hydroxides, fluorides, chlorides of Li as starting materials,
Oxides and hydroxides of bromide, Ni (OH) 2 and Me1,
Prepare carbonates and nitrates and oxides, hydroxides, carbonates and nitrates of Me2, and prepare these compounds with a composition of Li
1.1 (Ni 1-yu Me1 y Me2 u ) (O 1.9 X 0.1 ) was selected, mixed, and mixed with a Henschel mixer for 30 minutes to prepare a mixed powder. This mixed powder was placed in an alumina sheath and fired. After sintering at 480 ° C. for 10 hours while flowing oxygen at 5 liter / min,
The reaction was performed at 0 ° C. for 20 hours to obtain a lithium-containing composite oxide having a composition shown in Tables 8 to 11.

【0138】かかるリチウム含有複合酸化物を正極活物
質として用いること以外は、前述した実施例1と同様に
して円筒形リチウムイオン二次電池を製造した。
A cylindrical lithium ion secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that this lithium-containing composite oxide was used as a positive electrode active material.

【0139】得られた実施例83〜132及び比較例3
7〜66の二次電池について、前述した実施例1で説明
したのと同様にして釘刺し試験を行い、釘刺し試験によ
る破裂・発火の有無と、釘刺し試験による電池温度を下
記表8〜表11に示す。
Examples 83 to 132 obtained and Comparative Example 3
For the secondary batteries of Nos. 7 to 66, a nail penetration test was performed in the same manner as described in Example 1 above, and the presence or absence of rupture / ignition in the nail penetration test and the battery temperature in the nail penetration test were shown in Tables 8 to 8 below. It is shown in Table 11.

【0140】また、実施例83〜132及び比較例37
〜66の二次電池について、前述した実施例1で説明し
たのと同様にして充放電サイクル試験を実施し、100
サイクル後の放電容量の低下率を求め、その結果を下記
表8〜表11に示す。
Examples 83 to 132 and Comparative Example 37
A charge / discharge cycle test was performed on the secondary batteries of Nos. To 66 in the same manner as described in Example 1 above,
The rate of decrease in the discharge capacity after the cycle was determined, and the results are shown in Tables 8 to 11 below.

【0141】[0141]

【表8】 [Table 8]

【0142】[0142]

【表9】 [Table 9]

【0143】[0143]

【表10】 [Table 10]

【0144】[0144]

【表11】 [Table 11]

【0145】表8〜表11から明らかなように、前述し
た化学式(5)で表わされる組成を有する複合酸化物を
正極活物質として含む実施例83〜132の二次電池
は、釘刺し試験において破裂、発火がなく、温度上昇を
抑制でき、安全性に優れていることがわかる。また、実
施例83〜132の二次電池は、100サイクル後の容
量低下率が比較例37〜66に比べて小さいことがわか
る。特に、Me2のモル比uが0.005以上である実施
例83〜85,87〜128の二次電池は、釘刺し試験
による温度上昇を90℃台に抑えることができる。
As is clear from Tables 8 to 11, the secondary batteries of Examples 83 to 132 containing the composite oxide having the composition represented by the chemical formula (5) as the positive electrode active material in the nail penetration test It can be seen that there is no rupture or ignition, temperature rise can be suppressed, and safety is excellent. Further, it can be seen that the secondary batteries of Examples 83 to 132 have smaller capacity reduction rates after 100 cycles than those of Comparative Examples 37 to 66. In particular, in the secondary batteries of Examples 83 to 85 and 87 to 128 in which the molar ratio u of Me2 is 0.005 or more, the temperature rise due to the nail penetration test can be suppressed to the order of 90 ° C.

【0146】これに対し、Me1のモル比yおよびMe2のモ
ル比uが0.005未満である比較例37,39,4
1,43,45、47,49,51,53,55,5
7,59,61,63,65の二次電池は、釘刺し試験
により破裂発火に至ることがわかる。一方、Me2のモル
比uが0.3を超える比較例38,40,42,44,
46、48,50,52,54,56,58,60,6
2,64,66の二次電池は、破裂発火には至らないも
のの、100サイクル後に容量が大幅に低下することが
わかる。
On the other hand, Comparative Examples 37, 39, and 4 in which the molar ratio y of Me1 and the molar ratio u of Me2 are less than 0.005.
1,43,45,47,49,51,53,55,5
It can be seen that the secondary batteries of 7, 59, 61, 63 and 65 are ruptured and fired by the nail penetration test. On the other hand, Comparative Examples 38, 40, 42, 44, where the molar ratio u of Me2 exceeds 0.3,
46, 48, 50, 52, 54, 56, 58, 60, 6
It can be seen that the capacity of the 2, 64, 66 secondary batteries does not lead to burst ignition, but the capacity is significantly reduced after 100 cycles.

【0147】(実施例133〜139及び比較例67〜
80)出発原料としてリチウムの水酸化物、フッ化物
と、Ni(OH)2と、バナジウムの酸化物、水酸化
物、炭酸化物、硝酸化物と、Me3の酸化物、水酸化物、
炭酸化物、硝酸化物とを用意し、これら化合物を組成が
Li1.1(Ni1-s-tsMe3 t)(O1.90.1)になるよ
うに選択し、調合後、ヘンシェルミキサで30分混合す
ることにより混合粉を作製した。この混合粉をアルミナ
サヤに入れて焼成を行った。焼成は5リットル/分の酸
素をフローさせながら480℃で10時間保持した後、
700℃で20時間行い、下記表12に示す組成を有す
るリチウム含有複合酸化物を得た。
(Examples 133 to 139 and Comparative Examples 67 to 139)
80) Lithium hydroxide and fluoride as starting materials
And Ni (OH)TwoAnd vanadium oxide, hydroxide
Substances, carbonates, nitrates and oxides and hydroxides of Me3,
Prepare carbonate and nitrate, and these compounds have the composition
Li1.1(Ni1-stVsMe3 t) (O1.9X0.1)
After mixing, mix with a Henschel mixer for 30 minutes.
Thus, a mixed powder was prepared. This mixed powder is alumina
It was put in a sheath and fired. Baking is 5 liter / min acid
After holding at 480 ° C for 10 hours while flowing the element,
Performed at 700 ° C. for 20 hours and have the composition shown in Table 12 below
Thus, a lithium-containing composite oxide was obtained.

【0148】かかるリチウム含有複合酸化物を正極活物
質として用いること以外は、前述した実施例1と同様に
して円筒形リチウムイオン二次電池を製造した。
A cylindrical lithium ion secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the lithium-containing composite oxide was used as a positive electrode active material.

【0149】得られた実施例133〜139及び比較例
67〜80の二次電池について、前述した実施例1で説
明したのと同様にして釘刺し試験を行い、釘刺し試験に
よる破裂・発火の有無と、釘刺し試験による電池温度を
下記表12に示す。
The obtained secondary batteries of Examples 133 to 139 and Comparative Examples 67 to 80 were subjected to a nail piercing test in the same manner as described in Example 1 above, and the rupture and ignition of the batteries by the nail piercing test were performed. Table 12 below shows the presence / absence and the battery temperature obtained by the nail penetration test.

【0150】また、実施例133〜139及び比較例6
7〜80の二次電池について、前述した実施例1で説明
したのと同様にして充放電サイクル試験を実施し、10
0サイクル後の放電容量の低下率を求め、その結果を下
記表12に示す。
Examples 133 to 139 and Comparative Example 6
For the secondary batteries of Nos. 7 to 80, a charge / discharge cycle test was performed in the same manner as described in Example 1 described above.
The rate of decrease in the discharge capacity after 0 cycles was determined, and the results are shown in Table 12 below.

【0151】[0151]

【表12】 [Table 12]

【0152】表12から明らかなように、前述した化学
式(6)で表わされる組成を有する複合酸化物を正極活
物質として含む実施例133〜139の二次電池は、釘
刺し試験において破裂、発火がなく、温度上昇を抑制で
き、安全性に優れていることがわかる。また、実施例1
33〜139の二次電池は、100サイクル後の容量低
下率が比較例67〜80に比べて小さいことがわかる。
As is clear from Table 12, the secondary batteries of Examples 133 to 139 containing the composite oxide having the composition represented by the above-mentioned chemical formula (6) as a positive electrode active material burst or ignited in a nail penetration test. It can be seen that the temperature rise can be suppressed and the safety is excellent. Example 1
It can be seen that the secondary batteries of Nos. 33 to 139 have smaller capacity reduction rates after 100 cycles than those of Comparative Examples 67 to 80.

【0153】これに対し、Me3のモル比tが0.005
未満である比較例67,69,71,73,75、7
7,79の二次電池は、釘刺し試験により破裂発火に至
ることがわかる。一方、Me3のモル比tが0.3を超え
る比較例68,70,72,74,76、78,80の
二次電池は、破裂発火には至らないものの、100サイ
クル後の容量が大幅に低下することがわかる。
On the other hand, the molar ratio t of Me3 is 0.005.
Comparative Examples 67, 69, 71, 73, 75, 7
It can be seen that the secondary batteries of No. 7, 79 are ruptured and ignited by the nail penetration test. On the other hand, in the secondary batteries of Comparative Examples 68, 70, 72, 74, 76, 78, and 80 in which the molar ratio t of Me3 exceeds 0.3, the capacities after 100 cycles were greatly increased, although the burst batteries did not cause ignition. It turns out that it falls.

【0154】(実施例140) <正極の作製>前述した実施例1で説明したのと同様な
組成のリチウム含有複合酸化物粉末91重量%をアセチ
レンブラック2.5重量%、グラファイト3重量%、ポ
リフッ化ビニリデン(PVdF)4重量%と、N−メチ
ルピロリドン(NMP)溶液を加えて混合し、厚さ15
μmのアルミニウム箔の集電体に塗布し、乾燥後、プレ
スすることにより電極密度3.0g/cm3の帯状の正
極を作製した。
Example 140 <Preparation of Positive Electrode> 91% by weight of a lithium-containing composite oxide powder having the same composition as that described in Example 1 was added to 2.5% by weight of acetylene black, 3% by weight of graphite, 4% by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF) and an N-methylpyrrolidone (NMP) solution were added and mixed to obtain a thickness of 15%.
The resultant was applied to a current collector of aluminum foil having a thickness of μm, dried, and pressed to produce a band-shaped positive electrode having an electrode density of 3.0 g / cm 3 .

【0155】<負極の作製>3000℃で熱処理したメ
ソフェーズピッチ系炭素繊維(平均粒径25μm、平均
繊維長30μm)の粉末94重量%と、ポリフッ化ビニ
リデン(PVdF)6重量%と、N−メチルピロリドン
(NMP)溶液を加えて混合し、厚さ12μmの銅箔に
塗布し、乾燥後、プレスすることにより電極密度1.4
g/cm3の帯状の負極を作製した。
<Preparation of Negative Electrode> 94% by weight of powder of mesophase pitch-based carbon fiber (average particle diameter 25 μm, average fiber length 30 μm) heat-treated at 3000 ° C., 6% by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF), and N-methyl A pyrrolidone (NMP) solution was added and mixed, applied to a copper foil having a thickness of 12 μm, dried, and pressed to obtain an electrode density of 1.4.
A strip-shaped negative electrode of g / cm 3 was produced.

【0156】<電極群の作製>前記正極、厚さ16μm
で、多孔度50%で、空気透過率200秒/100cm
3のポリエチレン製多孔質フィルムからなるセパレー
タ、前記負極、前記セパレータの順序に積層した後、渦
巻き状に捲回した。これを90℃で加熱プレスすること
により、幅30mmで、厚さ3.0mmの偏平状電極群
を作製した。得られた電極群を、厚さが40μmのアル
ミニウム箔と、前記アルミニウム箔の両面に形成された
ポリプロピレン層とから構成された厚さが0.1mmの
ラミネートフィルムパックに収納し、80℃で24時間
真空乾燥を施した。
<Preparation of Electrode Group> The positive electrode, thickness 16 μm
With a porosity of 50% and an air permeability of 200 seconds / 100 cm
After laminating in order of the separator made of the polyethylene porous film of No. 3, the negative electrode, and the separator, they were spirally wound. This was hot-pressed at 90 ° C. to produce a flat electrode group having a width of 30 mm and a thickness of 3.0 mm. The obtained electrode group was housed in a 0.1 mm-thick laminated film pack composed of an aluminum foil having a thickness of 40 μm and polypropylene layers formed on both sides of the aluminum foil. Vacuum drying was performed for hours.

【0157】<非水電解液(液状非水電解質)の調製>
エチレンカーボネート(EC)、γ−ブチロラクトン
(BL)及びビニレンカーボネート(VC)の混合溶媒
(体積比率24:75:1)に電解質としての四フッ化
ホウ酸リチウム(LiBF4)を1.5mol/L溶解
することにより非水電解液を調製した。
<Preparation of non-aqueous electrolyte (liquid non-aqueous electrolyte)>
1.5 mol / L lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ) as an electrolyte in a mixed solvent (volume ratio 24: 75: 1) of ethylene carbonate (EC), γ-butyrolactone (BL) and vinylene carbonate (VC) A non-aqueous electrolyte was prepared by dissolving.

【0158】前記電極群が収納されたラミネートフィル
ムパック内に前記非水電解液を注入した後、前記ラミネ
ートフィルムパックをヒートシールにより完全密閉し、
前述した図2、3に示す構造を有し、幅35mm、厚さ
3.2mm、高さ65mmの薄型リチウムイオン二次電
池を製造した。
After injecting the non-aqueous electrolyte into the laminate film pack containing the electrode group, the laminate film pack was completely sealed by heat sealing.
A thin lithium ion secondary battery having the structure shown in FIGS. 2 and 3 described above and having a width of 35 mm, a thickness of 3.2 mm, and a height of 65 mm was manufactured.

【0159】(実施例141)前述した実施例10で説
明したのと同様な組成のリチウム含有複合酸化物を正極
活物質として用いること以外は、前述した実施例140
で説明したのと同様にして薄型リチウムイオン二次電池
を製造した。
(Example 141) Example 140 was repeated except that a lithium-containing composite oxide having the same composition as that described in Example 10 was used as the positive electrode active material.
In the same manner as described above, a thin lithium ion secondary battery was manufactured.

【0160】(実施例142)前述した実施例60で説
明したのと同様な組成のリチウム含有複合酸化物を正極
活物質として用いること以外は、前述した実施例140
で説明したのと同様にして薄型リチウムイオン二次電池
を製造した。
Example 142 The procedure of Example 140 was repeated except that a lithium-containing composite oxide having the same composition as that described in Example 60 was used as the positive electrode active material.
In the same manner as described above, a thin lithium ion secondary battery was manufactured.

【0161】(実施例143)前述した実施例74で説
明したのと同様な組成のリチウム含有複合酸化物を正極
活物質として用いること以外は、前述した実施例140
で説明したのと同様にして薄型リチウムイオン二次電池
を製造した。
(Example 143) Example 140 was repeated except that a lithium-containing composite oxide having the same composition as that described in Example 74 was used as the positive electrode active material.
In the same manner as described above, a thin lithium ion secondary battery was manufactured.

【0162】(実施例144)前述した実施例83で説
明したのと同様な組成のリチウム含有複合酸化物を正極
活物質として用いること以外は、前述した実施例140
で説明したのと同様にして薄型リチウムイオン二次電池
を製造した。
(Example 144) Example 140 was repeated except that a lithium-containing composite oxide having the same composition as that described in Example 83 was used as the positive electrode active material.
In the same manner as described above, a thin lithium ion secondary battery was manufactured.

【0163】(実施例145)前述した実施例133で
説明したのと同様な組成のリチウム含有複合酸化物を正
極活物質として用いること以外は、前述した実施例14
0で説明したのと同様にして薄型リチウムイオン二次電
池を製造した。
(Example 145) The same as in Example 14 except that a lithium-containing composite oxide having the same composition as that described in Example 133 was used as the positive electrode active material.
0, a thin lithium ion secondary battery was manufactured.

【0164】得られた実施例140〜145の二次電池
について、釘刺し試験を行った。まず、これらの二次電
池に充電を施した。充電は、各二次電池の設計定格容量
の0.2Cに相当する電流値で4.2Vまで行った後、
4.2Vの定電圧で保持し、計8時間行った。4.2V
充電後、釘刺し試験で安全性を検討した。試験に用いた
釘は直径2mmで、釘速度が135mm/sであった。
また、釘刺し試験での電池の温度上昇は、電池外面に張
り付けられている熱電対により測定した。釘刺し試験に
よる破裂・発火の有無と、釘刺し試験による電池温度を
下記表13に示す。
A nail penetration test was performed on the obtained secondary batteries of Examples 140 to 145. First, these secondary batteries were charged. After charging was performed up to 4.2 V at a current value corresponding to the design rated capacity of 0.2 C of each secondary battery,
The measurement was performed at a constant voltage of 4.2 V for a total of 8 hours. 4.2V
After charging, safety was examined by a nail penetration test. The nail used in the test had a diameter of 2 mm and a nail speed of 135 mm / s.
The temperature rise of the battery in the nail penetration test was measured using a thermocouple attached to the outer surface of the battery. Table 13 below shows the presence or absence of rupture / ignition in the nail penetration test and the battery temperature in the nail penetration test.

【0165】また、実施例140〜145の二次電池に
ついて、室温で充放電サイクル試験を実施し、100サ
イクル後の放電容量の低下率を求め、その結果を下記表
13に示す。充放電サイクル試験での充電は、設計定格
容量の0.5Cに相当する電流値で4.2Vまで行った
後、4.2Vの定電圧で保持し、計5時間行った。放電
は、同じ電流値で2.7Vまで行った。放電と充電の問
に30分の休止時間を設けた。
Further, the secondary batteries of Examples 140 to 145 were subjected to a charge / discharge cycle test at room temperature, and the rate of decrease in discharge capacity after 100 cycles was determined. The results are shown in Table 13 below. The charging in the charge / discharge cycle test was performed at a current value corresponding to the design rated capacity of 0.5 C up to 4.2 V, and then maintained at a constant voltage of 4.2 V for a total of 5 hours. Discharge was performed up to 2.7 V at the same current value. There was a 30-minute pause between charging and discharging.

【0166】[0166]

【表13】 [Table 13]

【0167】表13から明らかなように、前述した化学
式(1)〜(6)で表わされる組成を有するリチウム含
有複合酸化物を活物質として含む実施例140〜145
の薄型二次電池は、釘刺し試験において破裂、発火がな
く、温度上昇を抑制でき、安全性に優れていることがわ
かる。また、実施例140〜145の薄型二次電池は、
優れたサイクル特性を有することがわかる。
As is clear from Table 13, Examples 140 to 145 each containing, as an active material, a lithium-containing composite oxide having a composition represented by the aforementioned chemical formulas (1) to (6).
It can be seen that the thin secondary battery of No. 1 does not rupture or ignite in a nail penetration test, can suppress a temperature rise, and is excellent in safety. Further, the thin secondary batteries of Examples 140 to 145 are:
It turns out that it has excellent cycle characteristics.

【0168】[0168]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、充
放電サイクル特性及び安全性が向上されたリチウムイオ
ン二次電池を提供することができる。
As described above in detail, according to the present invention, a lithium ion secondary battery having improved charge / discharge cycle characteristics and safety can be provided.

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

【図1】本発明に係るリチウムイオン二次電池の一例で
ある円筒形リチウムイオン二次電池を示す部分切欠斜視
図。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a cylindrical lithium ion secondary battery which is an example of a lithium ion secondary battery according to the present invention.

【図2】本発明に係るリチウムイオン二次電池の一例で
ある薄型リチウムイオン二次電池を示す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a thin lithium ion secondary battery which is an example of the lithium ion secondary battery according to the present invention.

【図3】図2のA部を示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing a portion A in FIG. 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…容器、 2…絶縁体、 3…電極群、 4…正極、 5…セパレータ、 6…負極。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Container, 2 ... Insulator, 3 ... Electrode group, 4 ... Positive electrode, 5 ... Separator, 6 ... Negative electrode.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 光一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Fターム(参考) 4G048 AA04 AA06 AB05 AC06 AE05 5H029 AJ05 AJ12 AK03 AL02 AL04 AL06 AL07 AL08 AL12 BJ02 BJ14 HJ02 5H050 AA07 AA15 BA16 BA17 CA08 CB02 CB05 CB07 CB08 CB09 CB12 HA02  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Koichi Kubo 1-term, Komukai Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa F-term in Toshiba R & D Center (reference) 4G048 AA04 AA06 AB05 AC06 AE05 5H029 AJ05 AJ12 AK03 AL02 AL04 AL06 AL07 AL08 AL12 BJ02 BJ14 HJ02 5H050 AA07 AA15 BA16 BA17 CA08 CB02 CB05 CB07 CB08 CB09 CB12 HA02

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 活物質を含む正極と、負極と、非水電解
質とを備えたリチウムイオン二次電池において、 前記活物質は、下記の化学式(1)で表わされる組成を
有する複合酸化物を含むことを特徴とするリチウムイオ
ン二次電池。 Lix(Ni1-y-vCovMe1y)(O2-zz) (1) 但し、前記Me1は、Cr、Hf及びWよりなる群から選
択される少なくとも1種類の元素で、前記Xは、F、C
l、Br及びIよりなる群から選ばれる少なくとも1種
類のハロゲン元素で、モル比x、y、z及びvは0.0
2≦x≦1.3、0.005≦y≦0.3、0.01≦
z≦0.5、0.005≦v≦0.5をそれぞれ示す。
1. A lithium ion secondary battery comprising a positive electrode containing an active material, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, wherein the active material comprises a composite oxide having a composition represented by the following chemical formula (1). A lithium ion secondary battery comprising: Li x (Ni 1-yv Co v Me1 y) (O 2-z X z) (1) where said Me1 is, Cr, at least one element selected from the group consisting of Hf and W, wherein X Is F, C
at least one halogen element selected from the group consisting of l, Br and I, wherein the molar ratios x, y, z and v are 0.0
2 ≦ x ≦ 1.3, 0.005 ≦ y ≦ 0.3, 0.01 ≦
z ≦ 0.5 and 0.005 ≦ v ≦ 0.5, respectively.
【請求項2】 活物質を含む正極と、負極と、非水電解
質とを備えたリチウムイオン二次電池において、 前記活物質は、下記の化学式(2)で表わされる組成を
有する複合酸化物を含むことを特徴とするリチウムイオ
ン二次電池。 Lix(Ni1-y-u-vCovMe1yMe2u)(O2-zz) (2) 但し、前記Me1は、Cr、Hf及びWよりなる群から選
択される少なくとも1種類の元素で、前記Me2は、Ti、
V、Zr、Nb、Mo及びTaよりなる群から選択され
る少なくとも1種類の元素で、前記Xは、F、Cl、B
r及びIよりなる群から選ばれる少なくとも1種類のハ
ロゲン元素で、モル比x、y、z、v及びuは0.02
≦x≦1.3、0.005≦y≦0.3、0.01≦z
≦0.5、0.005≦v≦0.5、0<u≦0.3を
それぞれ示す。
2. A lithium ion secondary battery comprising a positive electrode containing an active material, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, wherein the active material comprises a composite oxide having a composition represented by the following chemical formula (2). A lithium ion secondary battery comprising: Li x (Ni 1-yuv Co v Me1 y Me2 u) (O 2-z X z) (2) where said Me1 is, Cr, at least one element selected from the group consisting of Hf and W, The Me2 is Ti,
At least one element selected from the group consisting of V, Zr, Nb, Mo and Ta, wherein X is F, Cl, B
at least one halogen element selected from the group consisting of r and I, wherein the molar ratios x, y, z, v and u are 0.02
≦ x ≦ 1.3, 0.005 ≦ y ≦ 0.3, 0.01 ≦ z
≤0.5, 0.005≤v≤0.5, and 0 <u≤0.3, respectively.
【請求項3】 活物質を含む正極と、負極と、非水電解
質とを備えたリチウムイオン二次電池において、 前記活物質は、下記の化学式(3)で表わされる組成を
有する複合酸化物を含むことを特徴とするリチウムイオ
ン二次電池。 Lix(Ni1-v-s-tCovsMe3t)(O2-zz) (3) 但し、前記Me3は、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、T
a及びWよりなる群から選択される少なくとも1種類の
元素で、前記Xは、F、Cl、Br及びIよりなる群か
ら選ばれる少なくとも1種類のハロゲン元素で、モル比
x、v、s、t及びzは0.02≦x≦1.3、0.0
05≦v≦0.5、0.005≦s≦0.3、0<t≦
0.3、0.01≦z≦0.5をそれぞれ示す。
3. A lithium ion secondary battery comprising a positive electrode containing an active material, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, wherein the active material comprises a composite oxide having a composition represented by the following chemical formula (3). A lithium ion secondary battery comprising: Li x (Ni 1-vst Co v V s Me3 t) (O 2-z X z) (3) where the Me3 is, Cr, Zr, Nb, Mo , Hf, T
X is at least one kind of element selected from the group consisting of F, Cl, Br and I, and is at least one kind of element selected from the group consisting of a and W, and has a molar ratio of x, v, s, t and z are 0.02 ≦ x ≦ 1.3, 0.0
05 ≦ v ≦ 0.5, 0.005 ≦ s ≦ 0.3, 0 <t ≦
0.3 and 0.01 ≦ z ≦ 0.5, respectively.
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