JP2002358964A - Manufacturing method of lithium nickelate having porous polymer on particle surface and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same - Google Patents

Manufacturing method of lithium nickelate having porous polymer on particle surface and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same

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JP2002358964A
JP2002358964A JP2001325268A JP2001325268A JP2002358964A JP 2002358964 A JP2002358964 A JP 2002358964A JP 2001325268 A JP2001325268 A JP 2001325268A JP 2001325268 A JP2001325268 A JP 2001325268A JP 2002358964 A JP2002358964 A JP 2002358964A
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lithium nickelate
polymer
particles
porous polymer
solution
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Japan Storage Battery Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of lithium nickelate having a porous polymer on the particle surface that is used for a positive electrode of a non-aqueous secondary battery, which is superior in discharge performance and cycle performance at a high rate. SOLUTION: In the manufacturing method of lithium nickelate having a porous polymer on the particle surface, a process for mixing lithium nickelate particles and a polymer solution, a process for dipping the mixture of lithium nickelate particles and the polymer solution in the alcohol water solution having an alcohol concentration of 30 wt.% or more, and a process for drying the mixture so obtained are employed.

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】本発明はニッケル酸リチウム
の製造方法およびそれを用いた非水電解質二次電池に関
する。
The present invention relates to a method for producing lithium nickel oxide and a nonaqueous electrolyte secondary battery using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯用電子機器の急速な発展のため、そ
の電源用電池の高性能化が早急に求められている。その
電池の一つが金属リチウム二次電池である。リチウムは
金属の中で最も低い電位を示し、そしてその比重も小さ
いことから、その電池は高エネルギー密度となる。しか
しながら、充放電の繰り返しによって、リチウムのデン
トライトが析出するため、充分なサイクル寿命が得られ
なかった。さらに、そのデントライトが内部短絡の原因
となるため、安全性に問題があった。
2. Description of the Related Art Due to the rapid development of portable electronic devices, there is an urgent need for higher performance batteries for power supplies. One of the batteries is a metal lithium secondary battery. Lithium exhibits the lowest potential among metals and has a low specific gravity, so that the battery has a high energy density. However, the repetition of charge and discharge causes precipitation of lithium dendrites, so that a sufficient cycle life was not obtained. In addition, there is a problem in safety because the dentite causes an internal short circuit.

【0003】そこで、負極活物質にグラファイトやカー
ボンなどを適用したリチウムイオン二次電池が考案され
た。その正極活物質には、コバルト酸リチウムやニッケ
ル酸リチウムなどが使用されている。これらの正極活物
質は低い電子伝導性を示すことから、これらはアセチレ
ンブラックなどの導電剤とともにアルミニウム等の集電
体に塗布されている。したがって、その電池は活物質、
導電剤、結着剤、集電体およびセパレータなどの種々の
材料で構成される。しかしながら、電解液に対するこれ
らの材料の濡れやすさはそれぞれ異なることから、電解
液の分布が不均一になるという問題があった。これによ
って、電流分布が不均一になることから、特にそのサイ
クル性能が低下した。
Therefore, a lithium ion secondary battery in which graphite, carbon, or the like is used as a negative electrode active material has been devised. As the positive electrode active material, lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, or the like is used. Since these positive electrode active materials have low electron conductivity, they are applied to a current collector such as aluminum together with a conductive agent such as acetylene black. Therefore, the battery is an active material,
It is composed of various materials such as a conductive agent, a binder, a current collector, and a separator. However, there is a problem that the distribution of the electrolyte becomes non-uniform because the wettability of these materials with the electrolyte is different. As a result, the current distribution becomes non-uniform, and particularly the cycle performance thereof is lowered.

【0004】そこで、正・負極板の孔に有孔性ポリマー
電解質を存在させることによって電解液の分布を均一に
することが考えられた(特開平9−259923号)。
有孔性ポリマー電解質の特徴は、有孔性ポリマーに有機
電解液を含浸することにより、ポリマー部分が電解液で
湿潤または膨潤し、その結果、その孔中に存在する電解
液中だけでなく、そのポリマー中もリチウムイオンが速
やかに移動できるということである。従来、有孔性ポリ
マーを備えた極板をつぎのように製作していた。活物質
と導電剤と結着剤と有機溶媒とを混合することによっ
て、それをペースト状にし、そのペーストを集電体に塗
布・乾燥することによって、合剤層を備えた極板を製作
する。その後、ポリマー溶液にその極板を浸漬すること
によって、その合剤層に溶液を含浸する。しかしなが
ら、その溶液は層中に浸透しにくいことから、極板中の
ポリマーの分布が不均一となる。したがって、電解液の
分布を均一することが困難であった。
Therefore, it has been considered to make the distribution of the electrolytic solution uniform by allowing a porous polymer electrolyte to be present in the holes of the positive and negative electrode plates (JP-A-9-259923).
The characteristic of the porous polymer electrolyte is that by impregnating the porous polymer with the organic electrolyte, the polymer portion is wetted or swelled with the electrolyte, so that not only in the electrolyte present in the pores, That is, lithium ions can move quickly in the polymer. Conventionally, an electrode plate provided with a porous polymer has been manufactured as follows. The active material, the conductive agent, the binder, and the organic solvent are mixed to form a paste, and the paste is applied to a current collector and dried to produce an electrode plate having a mixture layer. . Thereafter, the electrode plate is immersed in the polymer solution to impregnate the mixture layer with the solution. However, since the solution hardly penetrates into the layer, the distribution of the polymer in the electrode plate becomes uneven. Therefore, it was difficult to make the distribution of the electrolyte solution uniform.

【0005】この問題を解決するために、活物質粒子の
表面にあらかじめ有孔性ポリマー電解質を適用する技術
が考案されている(EP1077498)。この方法で
は、活物質粒子の表面またはその孔にあらかじめ有孔性
ポリマーをつけてから、その活物質粉末と導電剤と結着
剤と有機溶媒とを混合することによって、それをペース
ト状にし、そのペーストを集電体に塗布・乾燥すること
によって、極板を製作している。したがって、極板中の
ポリマーの分布を均一にできる。
In order to solve this problem, a technique has been devised in which a porous polymer electrolyte is previously applied to the surface of the active material particles (EP 10774498). In this method, a porous polymer is attached to the surface of the active material particles or the pores thereof in advance, and then the active material powder, a conductive agent, a binder, and an organic solvent are mixed to form a paste, The electrode plate is manufactured by applying and drying the paste on a current collector. Therefore, the distribution of the polymer in the electrode plate can be made uniform.

【0006】この技術を適用した極板においては、活物
質粒子近傍の電解液の分布を著しく均一にできることか
ら、そのサイクル性能も向上するものと期待できる。従
来、その製造方法には、主に溶媒抽出法が使用されてい
る。
In the electrode plate to which this technique is applied, the distribution of the electrolyte in the vicinity of the active material particles can be remarkably uniformed, so that the cycle performance can be expected to be improved. Heretofore, a solvent extraction method has been mainly used for the production method.

【0007】粒子表面に有孔性ポリマーを適用した活物
質粉末の製造方法をつぎに述べる。はじめに、ポリマー
溶液に活物質粉末を分散することによって、活物質粒子
の表面にポリマー溶液を付着させる。つぎに、ポリマー
溶液を備えた活物質を抽出溶媒に浸漬し、その活物質粉
末を分散させる。最後に、その粉末を乾燥する。このと
き、ポリマー溶液の溶媒が抽出溶媒によって取り除かれ
るため、その部分が孔となる。その抽出溶媒としては、
ポリマーと非相溶性であり、そしてポリマー溶液の溶媒
と相溶性であるものが使用されている。
A method for producing an active material powder in which a porous polymer is applied to the particle surface will be described below. First, the polymer solution is attached to the surface of the active material particles by dispersing the active material powder in the polymer solution. Next, the active material provided with the polymer solution is immersed in an extraction solvent to disperse the active material powder. Finally, the powder is dried. At this time, since the solvent of the polymer solution is removed by the extraction solvent, the portion becomes a hole. As the extraction solvent,
Those that are incompatible with the polymer and that are compatible with the solvent of the polymer solution have been used.

【0008】これまで抽出溶媒としては、入手しやす
く、精製が簡単で、しかも安価であることから、主に水
が使用されてきた。また、EP1077498では、正
極活物質にニッケル酸リチウムを、そして抽出溶媒にア
ルコールを使用することが可能であることが述べられて
いる。しかしながら、内容が不充分であった。
Hitherto, water has been mainly used as an extraction solvent because it is easily available, easily purified, and inexpensive. EP 1077498 states that it is possible to use lithium nickelate as the positive electrode active material and alcohol as the extraction solvent. However, the content was insufficient.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】近年、リチウムイオン
二次電池の高エネルギー密度化がさらに要求されている
ことから、その正極活物質としてニッケル酸リチウムが
期待されている。なぜなら、その活物質は高容量であ
り、そして安価であるからである。しかしながら、従来
の抽出溶媒に水を使用する方法で、粒子表面に有孔性ポ
リマーを備えたニッケル酸リチウム粉末を製作したと
き、それを正極に使用した非水電解質二次電池の高率で
の放電性能が低下するという問題があった。
In recent years, since higher energy densities of lithium ion secondary batteries have been further required, lithium nickel oxide is expected as a positive electrode active material thereof. This is because the active material has a high capacity and is inexpensive. However, when a lithium nickelate powder having a porous polymer on the particle surface is manufactured by a conventional method using water as an extraction solvent, a non-aqueous electrolyte secondary battery using the same as a positive electrode at a high rate. There was a problem that the discharge performance deteriorated.

【0010】特開2000−149926号では、Li
Ni1−x(Mは金属、フッ素、リン、ホウ素
よりなる群から選ばれる元素を表し、0≦x≦0.5で
ある)を用いた極板をアルコール中に浸漬することによ
って、その放電容量の低下を抑制するという技術が公開
されている。その場合、LiNi1−xおよび
他のニッケル酸リチウムの正極板を水に浸漬した時に、
その高率での放電性能の低下を抑制するという記載がな
かった。しかしながら、ニッケル酸リチウム粉末の高率
での放電性能は低下するという問題があった。
In JP-A-2000-149926, Li
Immersing an electrode plate using Ni 1-x M x O 2 (M represents an element selected from the group consisting of metal, fluorine, phosphorus and boron, and satisfying 0 ≦ x ≦ 0.5) in alcohol; A technique has been disclosed that suppresses a decrease in the discharge capacity. In that case, when the positive plates of LiNi 1-x M x O 2 and other lithium nickelate are immersed in water,
There is no description that the reduction of the discharge performance at the high rate is suppressed. However, there has been a problem that the discharge performance of lithium nickel oxide powder at a high rate is reduced.

【0011】さらに、ニッケル酸リチウム正極板を製作
してから、その極板の孔に有孔性ポリマーを適用する方
法では、抽出溶媒にアルコールを使用したときでも、サ
イクル性能が充分に得られなかった。また、コバルト酸
リチウム粉末では、高率での放電性能の低下ような問題
は生じなかった。
Further, in a method in which a lithium nickelate positive electrode plate is manufactured and then a porous polymer is applied to the holes of the electrode plate, sufficient cycle performance cannot be obtained even when alcohol is used as an extraction solvent. Was. In addition, the lithium cobalt oxide powder did not cause a problem such as a decrease in discharge performance at a high rate.

【0012】本発明は、粒子表面に有孔性ポリマーを備
えたニッケル酸リチウム粉末を水のなかに浸漬すること
によって製作したときに、その粉末を使用した正極板の
高率での放電性能が低下するという上記問題点を解決す
るもので、非水電解質二次電池の放電性能を著しく向上
させるための粒子表面に有孔性ポリマーを備えたニッケ
ル酸リチウムの製造方法を提供することを目的とする。
According to the present invention, when a lithium nickelate powder having a porous polymer on the particle surface is manufactured by immersing the powder in water, the discharge performance of a positive electrode plate using the powder at a high rate is improved. In order to solve the above-described problem of lowering, an object of the present invention is to provide a method for producing lithium nickelate having a porous polymer on the particle surface for significantly improving the discharge performance of a nonaqueous electrolyte secondary battery. I do.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
粒子表面に有孔性ポリマーを備えたニッケル酸リチウム
の製造方法に関するもので、ニッケル酸リチウム粒子と
ポリマー溶液とを混合する工程と、前記ニッケル酸リチ
ウム粒子とポリマー溶液との混合物をアルコール濃度3
0wt%以上のアルコール水溶液中に浸漬する工程と、
得られた混合物を乾燥する工程とを経ることを特徴とす
る。
According to the first aspect of the present invention,
The present invention relates to a method for producing lithium nickelate having a porous polymer on the particle surface, comprising the steps of mixing lithium nickelate particles and a polymer solution, and mixing the mixture of the lithium nickelate particles and the polymer solution with an alcohol concentration of 3
A step of immersing in a 0 wt% or more aqueous alcohol solution;
And drying the obtained mixture.

【0014】請求項1の発明によって、粒子表面に有孔
性ポリマーを備えたニッケル酸リチウムを正極板に使用
した非水電解質二次電池の高率での放電性能とサイクル
性能とが著しく向上する。
According to the first aspect of the present invention, the high-rate discharge performance and cycle performance of a nonaqueous electrolyte secondary battery using lithium nickelate having a porous polymer on the particle surface for its positive electrode plate are remarkably improved. .

【0015】請求項2記載の発明は、請求項1記載の製
造方法の、ニッケル酸リチウム粒子とポリマー溶液とを
混合する工程において、ニッケル酸リチウム粉末をポリ
マー溶液中に分散させることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the method of the first aspect, in the step of mixing the lithium nickelate particles and the polymer solution, the lithium nickelate powder is dispersed in the polymer solution. .

【0016】請求項2の発明によって、ニッケル酸リチ
ウム粉末の粒子表面に均一に有孔性ポリマーを備えられ
ることから、これを正極に使用した非水電解質二次電池
の高率での放電性能とサイクル性能とが非常に向上する
請求項3の発明は、請求項1または2記載の製造方法
の、ニッケル酸リチウム粒子とポリマー溶液との混合物
をアルコール水溶液中に浸漬する工程において、ポリマ
ーを備えたニッケル酸リチウムをアルコール水溶液中に
分散させることを特徴とする。
According to the second aspect of the present invention, since the porous surface of the particles of the lithium nickel oxide powder can be uniformly provided with the porous polymer, the discharge performance of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the same as the positive electrode at a high rate can be improved. A third aspect of the present invention, in which the cycle performance is greatly improved, comprises a step of immersing a mixture of lithium nickelate particles and a polymer solution in an aqueous alcohol solution in the production method according to the first or second aspect. It is characterized in that lithium nickelate is dispersed in an aqueous alcohol solution.

【0017】請求項3の発明によって、表面に有孔性ポ
リマーを備えたニッケル酸リチウム粒子が凝集しにくく
なるため、これを正極に使用した非水電解質二次電池の
高率での放電性能とサイクル性能とが大幅に向上する。
According to the third aspect of the present invention, lithium nickelate particles having a porous polymer on the surface are less likely to agglomerate. Cycle performance is greatly improved.

【0018】請求項4の発明は、請求項1、2または3
記載の粒子表面に有孔性ポリマーを備えたニッケル酸リ
チウムが平均粒径0.1μm以上50μm以下の粉末で
あることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the invention according to claim 1, 2, or 3.
The above-described lithium nickelate having a porous polymer on the particle surface is a powder having an average particle size of 0.1 μm or more and 50 μm or less.

【0019】請求項4の発明によって、粒子表面に有孔
性ポリマーを備えたニッケル酸リチウムが集電体に均一
に塗布されるために、その極板を使用した非水電解質二
次電池の高率での放電性能とサイクル性能とが著しく向
上する。請求項5の発明は、請求項1、2、3または4
記載の製造方法において、アルコールがエチルアルコー
ルであることを特徴とする。
According to the fourth aspect of the present invention, since the lithium nickelate provided with the porous polymer on the particle surface is uniformly applied to the current collector, the height of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the electrode plate is increased. The discharge performance at the rate and the cycle performance are remarkably improved. The invention of claim 5 is the invention of claim 1, 2, 3, or 4.
In the above-mentioned production method, the alcohol is ethyl alcohol.

【0020】請求項5の発明によって、エチルアルコー
ルの取り扱いが容易であることから、製造コストの低減
が可能となり、これを正極に使用した非水電解質二次電
池の高率での放電性能とサイクル性能とが良好となる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the handling of ethyl alcohol is easy, the production cost can be reduced, and the discharge performance and cycle of a non-aqueous electrolyte secondary battery using this as a positive electrode at a high rate. The performance is good.

【0021】請求項6記載の発明は、請求項1、2、
3、4または5記載の粒子表面に有孔性ポリマーを備え
たニッケル酸リチウムを非水電解質二次電池用正極板に
使用したことを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the first and second aspects.
A lithium nickelate provided with a porous polymer on the particle surface according to 3, 4 or 5 is used for a positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery.

【0022】請求項6の発明によって、非水電解質二次
電池用正極板の高率での放電性能とサイクル性能とが著
しく向上する。
According to the sixth aspect of the invention, the high-rate discharge performance and cycle performance of the positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery are significantly improved.

【0023】請求項7記載の発明は、請求項6記載の正
極板を使用したことを特徴とする非水電解質二次電池で
ある。請求項7の発明によって、非水電解質二次電池の
高率での放電性能とサイクル性能とが著しく向上する。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode plate according to the sixth aspect. According to the invention of claim 7, the discharge performance and the cycle performance at a high rate of the nonaqueous electrolyte secondary battery are significantly improved.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】本発明の粒子表面に有孔性ポリマ
ーを備えたニッケル酸リチウムの製造方法は、ニッケル
酸リチウム粒子とポリマー溶液とを混合する工程(混合
工程)と、前記ニッケル酸リチウム粒子とポリマー溶液
との混合物をアルコール濃度30wt%以上のアルコー
ル水溶液中に浸漬する工程(抽出工程)と、得られた混
合物を乾燥する工程(乾燥工程)とを経ることを特徴と
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The method for producing lithium nickelate having a porous polymer on the particle surface according to the present invention comprises the steps of mixing lithium nickelate particles with a polymer solution (mixing step); It is characterized by passing through a step of immersing a mixture of particles and a polymer solution in an aqueous alcohol solution having an alcohol concentration of 30 wt% or more (extraction step) and a step of drying the obtained mixture (drying step).

【0025】混合工程としては、1)ポリマー溶液にニ
ッケル酸リチウム粒子を浸漬する方法、2)ニッケル酸
リチウム粒子にポリマー溶液を散布する方法、3)ニッ
ケル酸リチウム粒子とポリマー溶液とを混合する方法が
ある。
As the mixing step, 1) a method of immersing lithium nickelate particles in the polymer solution, 2) a method of spraying the polymer solution on the lithium nickelate particles, 3) a method of mixing the lithium nickelate particles and the polymer solution There is.

【0026】ニッケル酸リチウム粒子とポリマー溶液と
を混合する工程(混合工程)において、ポリマー溶液と
ニッケル酸リチウム粒子とを攪拌することや、ニッケル
酸リチウム粒子を含むポリマー溶液を振動または流動さ
せることにより、ニッケル酸リチウム粉末をポリマー溶
液中に分散させることが好ましい。この分散時に、ニッ
ケル酸リチウム粒子の平均粒径を1mm以下にすること
が好ましく、さらに100μm以下にすることが好まし
い。また、ポリマー溶液、ニッケル酸リチウム粒子を加
温してもよい。さらに、混合工程の後、ニッケル酸リチ
ウム粒子とポリマー溶液との混合物からポリマー溶液を
濾過することが好ましい。
In the step of mixing the lithium nickelate particles and the polymer solution (mixing step), the polymer solution and the lithium nickelate particles are stirred, or the polymer solution containing the lithium nickelate particles is vibrated or fluidized. Preferably, lithium nickelate powder is dispersed in the polymer solution. At the time of this dispersion, the average particle size of the lithium nickelate particles is preferably 1 mm or less, and more preferably 100 μm or less. Further, the polymer solution and the lithium nickelate particles may be heated. Further, after the mixing step, it is preferable to filter the polymer solution from the mixture of the lithium nickelate particles and the polymer solution.

【0027】また、ニッケル酸リチウム粒子とポリマー
溶液との混合物をアルコール水溶液中に浸漬する工程
(抽出工程)においては、ニッケル酸リチウム粒子とポ
リマー溶液との混合物と、アルコール水溶液とを混合す
る。混合方法としては、例えば、1)ポリマー溶液とニ
ッケル酸リチウム粒子との混合物をアルコール水溶液に
浸漬する方法、2)ポリマー溶液とニッケル酸リチウム
粒子との混合物にアルコール水溶液を散布する方法を用
いることができる。
In the step of immersing the mixture of the lithium nickelate particles and the polymer solution in an aqueous alcohol solution (extraction step), the mixture of the lithium nickelate particles and the polymer solution is mixed with the aqueous alcohol solution. As the mixing method, for example, 1) a method in which a mixture of a polymer solution and lithium nickelate particles is immersed in an aqueous alcohol solution, and 2) a method in which an aqueous alcohol solution is sprayed on a mixture of the polymer solution and lithium nickelate particles are used. it can.

【0028】ここで、アルコール水溶液のアルコール濃
度を、30wt%以上、100wt%以下とすることが
好ましく、さらに、50wt%以上100wt%以下と
することが好ましく、さらに、70wt%以上100w
t%以下とすることが好ましい。なお「アルコール濃度
30wt%以上のアルコール水溶液」には、水を含まな
い純粋なアルコール(アルコール100wt%)を含む
ものとする。ここで、アルコール水溶液のアルコール濃
度は、(アルコールの重量/(アルコールの重量+水の
重量))×100(wt%)で定義する。本発明では、
安価な水をアルコールに添加することによって、抽出溶
媒のコストを低減することができる。
Here, the alcohol concentration of the aqueous alcohol solution is preferably 30 wt% or more and 100 wt% or less, more preferably 50 wt% or more and 100 wt% or less, and more preferably 70 wt% or more and 100 wt% or less.
It is preferably set to t% or less. The “alcohol aqueous solution having an alcohol concentration of 30 wt% or more” includes pure water-free alcohol (alcohol 100 wt%). Here, the alcohol concentration of the alcohol aqueous solution is defined as (weight of alcohol / (weight of alcohol + weight of water)) × 100 (wt%). In the present invention,
By adding inexpensive water to the alcohol, the cost of the extraction solvent can be reduced.

【0029】この抽出工程において、ニッケル酸リチウ
ム粒子とポリマー溶液との混合物とアルコール水溶液と
を攪拌することや、ニッケル酸リチウム粒子とポリマー
溶液との混合物を含むアルコール水溶液を振動または流
動させることにより、ポリマー溶液を備えたニッケル酸
リチウムをアルコール水溶液中に分散させることが好ま
しい。この分散時に、ニッケル酸リチウム粒子の平均粒
径を1mm以下にすることが好ましく、さらに100μ
m以下にすることが好ましい。
In the extraction step, the mixture of lithium nickelate particles and the polymer solution and the aqueous alcohol solution are stirred, or the alcohol aqueous solution containing the mixture of the lithium nickelate particles and the polymer solution is vibrated or fluidized, It is preferable to disperse lithium nickelate provided with a polymer solution in an aqueous alcohol solution. At the time of this dispersion, the average particle size of the lithium nickelate particles is preferably set to 1 mm or less.
m or less.

【0030】また、アルコール水溶液、ニッケル酸リチ
ウム粒子を加温してもよい。さらに、抽出工程の後、ニ
ッケル酸リチウム粒子とポリマー溶液との混合物からア
ルコール水溶液を濾過することが好ましい。
The alcohol aqueous solution and the lithium nickelate particles may be heated. Further, after the extraction step, it is preferable to filter the aqueous alcohol solution from the mixture of the lithium nickelate particles and the polymer solution.

【0031】乾燥工程においては、ポリマーを含むニッ
ケル酸リチウム粒子を乾燥する。乾燥温度は60℃以上
が好ましく、さらに好ましくは80℃以上、さらに好ま
しくは100℃以上がよい。また、乾燥室内の気体が流
動していることが好ましい。さらに、減圧雰囲気で乾燥
することが好ましい。また、乾燥工程の後、粒子表面に
有孔性ポリマーを備えたニッケル酸リチウムをふるいに
かけることが好ましく、粉末状にすることが好ましい。
In the drying step, the lithium nickelate particles containing the polymer are dried. The drying temperature is preferably 60 ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or higher, and further preferably 100 ° C. or higher. Further, it is preferable that the gas in the drying chamber is flowing. Further, drying in a reduced pressure atmosphere is preferred. After the drying step, it is preferable to sieve lithium nickelate having a porous polymer on the surface of the particles, and it is preferable to form the particles into a powder.

【0032】また、本発明は、粒子表面に有孔性ポリマ
ーを備えたニッケル酸リチウムが平均粒径0.1μm以
上50μm以下の粉末であることを特徴とする。0.1
μmより小さい平均粒径のニッケル酸リチウムを使用し
た正極板を製作したとき、導電剤および結着剤を多量に
使用するために、その正極板の放電容量が低下する。ま
た、50μmより大きい平均粒径のニッケル酸リチウム
を使用した正極板を製作したとき、活物質が集電体に均
一に塗布されないために、その正極板の高率での放電性
能が低下する。本発明では、その正極板の放電容量およ
び高率での放電性能を良好なものとするために、その平
均粒径を1μm以上20μm以下とすることが好まし
い。平均粒径の測定はレーザー回折・散乱式粒度分布測
定装置でおこなう。
Further, the present invention is characterized in that the lithium nickelate having a porous polymer on the particle surface is a powder having an average particle diameter of 0.1 μm or more and 50 μm or less. 0.1
When a positive electrode plate using lithium nickelate having an average particle size smaller than μm is manufactured, the discharge capacity of the positive electrode plate is reduced because a large amount of a conductive agent and a binder are used. Further, when a positive electrode plate using lithium nickelate having an average particle size of more than 50 μm is manufactured, the active material is not uniformly applied to the current collector, so that the high-rate discharge performance of the positive electrode plate is reduced. In the present invention, in order to improve the discharge capacity of the positive electrode plate and the discharge performance at a high rate, it is preferable that the average particle diameter is 1 μm or more and 20 μm or less. The average particle size is measured by a laser diffraction / scattering type particle size distribution analyzer.

【0033】ニッケル酸リチウム粒子の表面に存在する
有孔性ポリマーの量は、これらの各工程を繰り返すこと
によって、またはポリマー溶液の濃度を制御することに
よって、調節することができる。
[0033] The amount of porous polymer present on the surface of the lithium nickelate particles can be adjusted by repeating each of these steps or by controlling the concentration of the polymer solution.

【0034】ここで、粒子表面に有孔性ポリマーを備え
たニッケル酸リチウムにおける有孔性ポリマーの含有率
を、(有孔性ポリマーの重量/(有孔性ポリマーの重量
+ニッケル酸リチウムの重量))×100(単位:wt
%)で定義する。
Here, the content of the porous polymer in the lithium nickelate provided with the porous polymer on the particle surface is represented by (weight of the porous polymer / (weight of the porous polymer + weight of the lithium nickelate) )) × 100 (unit: wt)
%).

【0035】ニッケル酸リチウム粒子の表面に存在する
有孔性ポリマーの含有率が低くすぎる時、有孔性ポリマ
ーが電解液を充分に吸収することができないので、粒子
表面に有孔性ポリマーを備えたニッケル酸リチウムを電
池に使用したとき、充放電サイクル性能がほとんど改善
されない。また、有孔性ポリマーの含有率が高すぎる
時、有孔性ポリマーがリチウムイオンの移動を阻害する
ため、充分な高率での放電性能を得ることができない。
したがって、ニッケル酸リチウム粒子の表面に存在する
有孔性ポリマーの含有率を0.01wt%〜5wt%と
することが好ましい。
When the content of the porous polymer present on the surface of the lithium nickelate particles is too low, the porous polymer cannot sufficiently absorb the electrolytic solution. When the lithium nickelate is used for the battery, the charge / discharge cycle performance is hardly improved. Also, when the content of the porous polymer is too high, the porous polymer inhibits the movement of lithium ions, so that a sufficiently high discharge performance cannot be obtained.
Therefore, the content of the porous polymer present on the surface of the lithium nickelate particles is preferably set to 0.01 wt% to 5 wt%.

【0036】さらに、ニッケル酸リチウム粒子の表面に
均一に有孔性ポリマーを備えるためには、活物質の粒子
間にポリマー溶液が均一に保持される必要がある。たと
えば、ポリマー溶液の粘度が高いとき、活物質粒子およ
びその粉末に溶液が浸入しにくいため、その表面または
孔がポリマーで均一に被覆されない。したがって、活物
質近傍の電解液の分布が均一にならないことから、サイ
クル性能の向上に対する充分な効果が得られない。そこ
で、ポリマー溶液の粘度が20mPa・s以下であるこ
とが望ましく、さらに、それが10mPa・s以下であ
ることが好ましい。
Further, in order to provide a porous polymer uniformly on the surface of lithium nickelate particles, it is necessary to maintain a uniform polymer solution between particles of the active material. For example, when the viscosity of the polymer solution is high, the solution hardly penetrates into the active material particles and the powder thereof, so that the surface or pores thereof are not uniformly coated with the polymer. Therefore, since the distribution of the electrolyte near the active material is not uniform, a sufficient effect on improving the cycle performance cannot be obtained. Therefore, the viscosity of the polymer solution is desirably 20 mPa · s or less, and more desirably 10 mPa · s or less.

【0037】さらに、ニッケル酸リチウム粒子の表面に
ポリマー溶液を均一に保持させるために、ある圧力の中
にポリマー溶液を備えたニッケル酸リチウム粒子を置い
てから、その圧力を大きくする工程を含むことが好まし
い。たとえば、圧力50Torr以下、好ましくは圧力
1Torr以下の場所にポリマー溶液を備えたニッケル
酸リチウム粒子を放置してから、大気圧に戻す工程が好
ましい。
Further, in order to uniformly maintain the polymer solution on the surface of the lithium nickelate particles, the method further includes a step of placing the lithium nickelate particles having the polymer solution at a certain pressure and then increasing the pressure. Is preferred. For example, it is preferable to leave lithium nickelate particles provided with the polymer solution at a pressure of 50 Torr or less, preferably 1 Torr or less, and then return the pressure to atmospheric pressure.

【0038】なお、本発明においては、有孔性ポリマー
は、ニッケル酸リチウム粒子の表面のみだけではなく、
粒子内部の細孔中に保持されていてもよい。
In the present invention, the porous polymer is used not only on the surface of the lithium nickelate particles but also on the surface thereof.
It may be held in pores inside the particles.

【0039】本発明の抽出工程で使用するアルコールと
しては、具体的には、メチルアルコール、エチルアルコ
ール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコー
ル、n−ブチルアルコール、エチレングリコールなどが
挙げられる。このなかでも、高率での放電性能がとくに
良好となり、そして、取り扱いが比較的容易であること
から、エチルアルコールがとくに好ましい。
Specific examples of the alcohol used in the extraction step of the present invention include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol and ethylene glycol. Among them, ethyl alcohol is particularly preferred because the discharge performance at a high rate becomes particularly good and handling is relatively easy.

【0040】本発明のニッケル酸リチウムは特に限定さ
れない。代表的なものとして、LiNiO2およびニッ
ケルの一部を他の元素に置換したものがある。具体的に
は、LiNi0.80Co0.20、 LiNi
0.80Al0.20、LiNi0.80Co
0.17Al0.03が挙げられる。さらに、これ
らのニッケル酸リチウムが他の活物質に含まれていて
も、本発明は効果的である。たとえば、コバルト酸リチ
ウム、マンガン酸リチウムなどとの混合物が挙げられ
る。
The lithium nickelate of the present invention is not particularly limited. As a typical example, there is one obtained by partially replacing LiNiO 2 and nickel with another element. Specifically, LiNi 0.80 Co 0.20 O 2 , LiNi
0.80 Al 0.20 O 2 , LiNi 0.80 Co
0.17 Al 0.03 O 2 . Further, the present invention is effective even if these lithium nickelates are contained in other active materials. For example, a mixture with lithium cobaltate, lithium manganate and the like can be mentioned.

【0041】本発明の有孔性ポリマーは、有機電解液を
含有することによって有孔性ポリマー電解質となる。有
孔性ポリマー電解質では、その孔の部分の有機電解液中
だけでなく、ポリマー部分が有機電解液で湿潤または膨
潤することによって、ポリマー部分もリチウムイオンが
移動できる。また、有孔性ポリマーが網目状構造を形成
していること、さらに、それが三次元網目状構造を形成
していることが好ましい。また、本発明の有孔性ポリマ
ーの多孔度が40〜90%であること、さらに、50〜
75%であることが望ましい。
The porous polymer of the present invention becomes a porous polymer electrolyte by containing an organic electrolyte. In the case of the porous polymer electrolyte, lithium ions can move not only in the organic electrolytic solution in the pore portion but also in the polymer portion when the polymer portion wets or swells with the organic electrolytic solution. Further, it is preferable that the porous polymer forms a network structure, and that the porous polymer forms a three-dimensional network structure. In addition, the porosity of the porous polymer of the present invention is 40 to 90%.
Desirably, it is 75%.

【0042】本発明の有孔性ポリマーとしては、充放電
による活物質の体積の膨張・収縮に対応できる柔軟性が
あるものが好ましく、さらに、ポリマーが電解液で湿潤
または膨潤する必要がある。具体的には、ポリビニリデ
ンフルオライド(PVdF)、ポリアクリロニトリル
(PAN)、ポリエチレンオキシド(PEO)、ポリプ
ロピレンオキシド(PPO)、ポリメチルメタクリレー
ト(PMMA)、ポリビニルフルオライド、ポリ塩化ビ
ニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリメチルアクリレート、
ポリメタクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリ
ビニルピロリドン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
ヘキサメチレンアジパミド、ポリカプロラクタム、ポリ
ビニルアルコール、ポリウレタン、ポリエチレンイミ
ン、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエチレン、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリ
スチレン、ポリイソプレン、カルボキシメチルセルロー
ス、メチルセルロースおよびこれらの誘導体を単独であ
るいは混合して用いることができる。また、これらのポ
リマーを構成するモノマーを組み合わせたものを用いる
ことができる。具体的には、ビニリデンフルオライド/
ヘキサフルオロプロピレンコポリマー(P(VdF/H
FP))、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレ
ンゴム、スチレン系エラストマー、フッ素系エラストマ
ー、オレフィン系エラストマーなどを用いることをでき
る。これらのなかで、PVdF、 P(VdF/HF
P)、PAN、PEO、PPO、PMMAおよびこれら
の誘導体を単独あるいは混合して使用することが好まし
い。さらに、フッ素を含むポリマーがもっとも好まし
い。PVdFやP(VdF/HFP)などのフッ素を含
むポリマーは他のポリマーと比較すると電気化学的に安
定であるため、それを備えたニッケル酸リチウムをリチ
ウムイオン二次電池に適用したとき、その性能が著しく
向上する。
As the porous polymer of the present invention, those having flexibility capable of coping with expansion and contraction of the volume of the active material due to charge and discharge are preferable, and the polymer needs to be wetted or swelled with the electrolytic solution. Specifically, polyvinylidene fluoride (PVdF), polyacrylonitrile (PAN), polyethylene oxide (PEO), polypropylene oxide (PPO), polymethyl methacrylate (PMMA), polyvinyl fluoride, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, Polymethyl acrylate,
Polymethacrylonitrile, polyvinyl acetate, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene terephthalate, polyhexamethylene adipamide, polycaprolactam, polyvinyl alcohol, polyurethane, polyethylene imine, polycarbonate, polytetrafluoroethylene,
Polyethylene, polypropylene, polybutadiene, polystyrene, polyisoprene, carboxymethylcellulose, methylcellulose and derivatives thereof can be used alone or in combination. Further, a combination of monomers constituting these polymers can be used. Specifically, vinylidene fluoride /
Hexafluoropropylene copolymer (P (VdF / H
FP)), styrene-butadiene rubber, ethylene propylene rubber, styrene-based elastomer, fluorine-based elastomer, olefin-based elastomer, and the like. Among these, PVdF, P (VdF / HF
It is preferable to use P), PAN, PEO, PPO, PMMA and derivatives thereof alone or in combination. Furthermore, polymers containing fluorine are most preferred. Polymers containing fluorine, such as PVdF and P (VdF / HFP), are more electrochemically stable than other polymers, so when lithium nickelate with the same is applied to a lithium ion secondary battery, its performance Is significantly improved.

【0043】本発明で使用するポリマー溶液の溶媒とし
ては、ポリマーが溶解できるものであればよい。具体的
には、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネー
ト、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エ
チルメチルカーボネートなどの炭酸エステル、ジメチル
エーテル、ジエチルエーテル、エチルメチルエーテル、
テトラヒドロフランなどのエーテル、メチルエチルケト
ン、アセトンなどのケトン、ジメチルホルムアミド、ジ
メチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、1
−メチル−ピロリジノンなどが挙げられる。
The solvent for the polymer solution used in the present invention may be any solvent that can dissolve the polymer. Specifically, propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, carbonates such as ethyl methyl carbonate, dimethyl ether, diethyl ether, ethyl methyl ether,
Ethers such as tetrahydrofuran, ketones such as methyl ethyl ketone and acetone, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone,
-Methyl-pyrrolidinone and the like.

【0044】本発明の非水電解質二次電池の電解液の溶
媒としては、非プロトン性溶媒が好ましい。具体的に
は、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、
ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチ
ルカーボネート、エチルメチルカーボネート、γ−ブチ
ロラクトン、スルホラン、ジメチルスルホキシド、アセ
トニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトア
ミド、1、2−ジメトキシエタン、1、2−ジエトキシ
エタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロ
フラン、1、3−ジオキソラン、メチルアセテート、N
−メチル−2−ピロリドン、4−メチル−1、3−ジオ
キソラン、N−メチルピロリジン、エチルメチルケト
ン、メチルプロピオネート、アセトン、ジエチルエーテ
ル、エチルメチルエーテル、ジメチルエーテルなど、ま
たははこれらの混合物を使用してもよい。
As a solvent for the electrolytic solution of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, an aprotic solvent is preferable. Specifically, ethylene carbonate, propylene carbonate,
Butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, γ-butyrolactone, sulfolane, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, dimethylformamide, dimethylacetamide, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyl Tetrahydrofuran, 1,3-dioxolan, methyl acetate, N
-Methyl-2-pyrrolidone, 4-methyl-1,3-dioxolane, N-methylpyrrolidine, ethyl methyl ketone, methyl propionate, acetone, diethyl ether, ethyl methyl ether, dimethyl ether or the like, or a mixture thereof is used May be.

【0045】さらに、その電解液に含有させる塩として
は、LiPF、LiBF、LiAsF、LiCl
、LiSCN、LiI、LiCFSO、 Li
SO、 Li(CFSON、LiC
l、LiBr、LiCFCOなどのリチウム塩、も
しくはこれらの混合物が好ましい。
Further, as a salt to be contained in the electrolytic solution, LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiCl
O 4 , LiSCN, LiI, LiCF 3 SO 3 , Li
C 4 F 9 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC
1, lithium salts such as LiBr and LiCF 3 CO 2 , or mixtures thereof are preferred.

【0046】本発明の非水電解質二次電池の負極活物質
としては、たとえばAl、Si、Pb、Sn、Zn、C
dなどとリチウムとの合金、LiFeなどの遷移
金属複合酸化物、WO、MoOなどの遷移金属酸化
物、グラファイト、カーボンなどの炭素材料、Li
3−xN(ただし、Mは遷移金属、0≦x≦0.
8)などの窒化リチウム、もしくは金属リチウムなどが
挙げられ、またこれらの混合物を用いてもよい。さら
に、炭素材料としては、コークス、メソカーボンマイク
ロビーズ(MCMB)、メソフェーズピッチ系炭素繊
維、熱分解気相成長炭素繊維などの易黒鉛化性炭素、フ
ェノール樹脂焼成体、ポリアクリロニトリル系炭素繊
維、擬等方性炭素、フルフリルアルコール樹脂焼成体な
どの難黒鉛化性炭素、天然黒鉛、人造黒鉛、黒鉛化MC
MB、黒鉛化メソフェーズピッチ系炭素繊維、黒鉛ウイ
スカーなどの黒鉛質材料、またはこれらの混合物があ
る。
As the negative electrode active material of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, for example, Al, Si, Pb, Sn, Zn, C
alloys of lithium with d, etc., transition metal composite oxides such as LiFe 2 O 3 , transition metal oxides such as WO 2 and MoO 2 , carbon materials such as graphite and carbon, Li
3-x M x N (provided that, M is a transition metal, 0 ≦ x ≦ 0.
8) and the like, and lithium metal and the like, and a mixture thereof may be used. Examples of carbon materials include coke, mesocarbon microbeads (MCMB), mesophase pitch-based carbon fibers, easily graphitizable carbon such as pyrolytic vapor-grown carbon fibers, phenol resin fired bodies, polyacrylonitrile-based carbon fibers, Isotropic carbon, non-graphitizable carbon such as fired furfuryl alcohol resin, natural graphite, artificial graphite, graphitized MC
There is a graphitic material such as MB, graphitized mesophase pitch-based carbon fiber, graphite whisker, or a mixture thereof.

【0047】正極板および負極板の集電体としては、
鉄、銅、アルミニウム、ステンレス、ニッケル等のいず
れでもよい。また、その形状としては、シート、発泡
体、焼結多孔体、エキスパンド格子等のいずれでもよ
く、さらに、前記集電体に任意の形状で穴を開けたもの
でもよい。
The current collectors of the positive electrode plate and the negative electrode plate
Any of iron, copper, aluminum, stainless steel, nickel and the like may be used. Further, the shape may be any of a sheet, a foam, a sintered porous body, an expanded lattice, and the like, and furthermore, a hole having an arbitrary shape in the current collector may be formed.

【0048】[0048]

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を用いて説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described.

【0049】[実施例1]はじめに、10gのP(Vd
F/HFP)を990gのN―メチル−2−ピロリドン
(NMP)に溶解したポリマー溶液を製作した。この溶
液の粘度は6.4mPa・sであった。ここで、このP
(VdF/HFP)のVdFとHFPとのモル比はVd
F:HFP=95:5であり、実施例中では、特に断り
のない限りこのポリマーを使用した。つぎに、粒子表面
に有孔性ポリマーを備えたニッケル酸リチウムを製作し
た。800gのニッケル酸リチウム(LiNi0.85
Co0.15、平均粒径11.51μm)と400
gの上記ポリマー溶液とを混合した。その後、これらを
0.1Torrの減圧状態で混合することによって、ニ
ッケル酸リチウム粒子の間にポリマー溶液を保持させた
(混合工程)。つぎに、吸引濾過によって、余分なPV
dF溶液をその混合物から除去した。
Example 1 First, 10 g of P (Vd
F / HFP) was dissolved in 990 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to prepare a polymer solution. The viscosity of this solution was 6.4 mPa · s. Here, this P
(VdF / HFP) The molar ratio between VdF and HFP is Vd
F: HFP = 95: 5, and this polymer was used in Examples unless otherwise specified. Next, lithium nickelate having a porous polymer on the particle surface was manufactured. 800 g of lithium nickelate (LiNi 0.85
Co 0.15 O 2 , average particle size 11.51 μm) and 400
g of the above polymer solution. Thereafter, these were mixed under a reduced pressure of 0.1 Torr to hold the polymer solution between the lithium nickelate particles (mixing step). Next, the excess PV is filtered by suction filtration.
The dF solution was removed from the mixture.

【0050】さらに、ポリマー溶液を備えたニッケル酸
リチウムをエチルアルコールに浸漬した(抽出工程)。
そして、それを攪拌することによって、ポリマーを備え
たニッケル酸リチウム粉末を分散させた後、混合物から
アルコールをろ過した。その後、100℃で乾燥をおこ
ない(乾燥工程)、粒子表面に有孔性ポリマーを備えた
ニッケル酸リチウム粒子を得た。そのニッケル酸リチウ
ムは粉末状であった。また、その平均粒径は11.58
μmであった。出発時と、乾燥工程終了後の、ニッケル
酸リチウム粒子の重量の変化から計算したところ、有孔
性ポリマー電解質の含有率は0.1wt%であった。
Further, lithium nickelate provided with the polymer solution was immersed in ethyl alcohol (extraction step).
Then, the mixture was stirred to disperse the lithium nickelate powder provided with the polymer, and then, the alcohol was filtered from the mixture. Thereafter, drying was performed at 100 ° C. (drying step) to obtain lithium nickelate particles having a porous polymer on the particle surface. The lithium nickelate was in powder form. The average particle size is 11.58.
μm. Calculated from the change in the weight of the lithium nickel oxide particles at the start and after the drying step, the content of the porous polymer electrolyte was 0.1 wt%.

【0051】つぎに、粒子表面に有孔性ポリマーを備え
たニッケル酸リチウムを正極に使用した非水電解質二次
電池を10個製作した。
Next, ten nonaqueous electrolyte secondary batteries using lithium nickelate having a porous polymer on the particle surface as a positive electrode were manufactured.

【0052】正極板は、つぎのようにして製作した。粒
子表面に有孔性ポリマーを備えたニッケル酸リチウム5
5wt%、アセチレンブラック2wt%、PVdF4w
t%、NMP39wt%を混合してペーストとし、この
ペーストを幅100mm、長さ600mm、厚さ20μ
mのアルミニウム箔の両面に塗布し、そして100℃で
乾燥した。その後、プレスをおこなうことによって、極
板の厚さを270μmから165μmまで薄くしてか
ら、幅26mm、長さ495mmのサイズに切断した。
The positive electrode plate was manufactured as follows. Lithium nickelate with porous polymer on particle surface 5
5 wt%, acetylene black 2 wt%, PVdF4w
t% and NMP39wt% are mixed to form a paste, and the paste is 100 mm wide, 600 mm long, and 20 μm thick.
m of aluminum foil on both sides and dried at 100 ° C. Thereafter, the thickness of the electrode plate was reduced from 270 μm to 165 μm by pressing, and then cut into a size of 26 mm in width and 495 mm in length.

【0053】負極板は、グラファイト50wt%、PV
dF5wt%、NMP45wt%を混合してペーストと
し、このペーストを幅100mm、長さ600mm、厚
さ10μmの銅箔の両面に塗布し、そして100℃で乾
燥した。その後、プレスをおこなうことによって、極板
の厚さを250μmから195μmまで薄くしてから、
幅27mm、長さ450mmのサイズに切断した。
The negative electrode plate was made of graphite 50 wt%, PV
A paste was prepared by mixing 5 wt% of dF and 45 wt% of NMP, and this paste was applied to both sides of a copper foil having a width of 100 mm, a length of 600 mm and a thickness of 10 μm, and dried at 100 ° C. After that, the thickness of the electrode plate was reduced from 250 μm to 195 μm by pressing,
It was cut to a size of 27 mm in width and 450 mm in length.

【0054】つぎに、これらの正・負極板と、厚さ25
μm、幅29.5mmのポリエチレンセパレータとを巻
回してから、高さ48.0mm、幅29.2mm、厚さ
5.0mmのアルミニウムケースに挿入した。さらに、
体積比1:1のエチレンカーボネートとジエチルカーボ
ネートとの混合液に1mol/lのLiPFを加えた
電解液を注入した。この時点で、ニッケル酸リチウム粒
子表面の有孔性ポリマーは、有孔性ポリマー電解質とな
る。このようにして、公称容量740mAhの本発明の
電池(A)を製作した。なお、電池ケースには非復帰式
の安全弁を備えた。
Next, these positive / negative electrode plates and a thickness of 25
A polyethylene separator having a thickness of 2 μm and a width of 29.5 mm was wound, and then inserted into an aluminum case having a height of 48.0 mm, a width of 29.2 mm, and a thickness of 5.0 mm. further,
An electrolyte obtained by adding 1 mol / l of LiPF 6 to a mixture of ethylene carbonate and diethyl carbonate at a volume ratio of 1: 1 was injected. At this point, the porous polymer on the surface of the lithium nickelate particles becomes a porous polymer electrolyte. Thus, the battery (A) of the present invention having a nominal capacity of 740 mAh was manufactured. The battery case was provided with a non-return type safety valve.

【0055】つぎに、上記抽出工程において、エチルア
ルコールのかわりにエチルアルコール水溶液を使用する
ことによって、粒子表面に有孔性ポリマーを備えたニッ
ケル酸リチウムを製作した。このとき、10、20、3
0、40、50、60、70、80および90wt%の
エチルアルコール濃度の水溶液を使用した。得られたニ
ッケル酸リチウムにおいて、有孔性ポリマーの含有率は
0.1wt%であった。また、それらの平均粒径は1
1.56〜11.65μmであった。これらのニッケル
酸リチウム粉末を使用して、上記方法と同様に電池を製
作した。
Next, in the above extraction step, lithium nickelate having a porous polymer on the particle surface was produced by using an ethyl alcohol aqueous solution instead of ethyl alcohol. At this time, 10, 20, 3
Aqueous solutions with ethyl alcohol concentrations of 0, 40, 50, 60, 70, 80 and 90 wt% were used. In the obtained lithium nickelate, the content of the porous polymer was 0.1% by weight. Their average particle size is 1
It was 1.56-11.165 μm. Using these lithium nickelate powders, batteries were manufactured in the same manner as in the above method.

【0056】さらに、比較例として、上記抽出工程にお
いて、抽出溶媒として脱イオン水を使用することによっ
て、粒子表面に有孔性ポリマーを備えたニッケル酸リチ
ウムを製作し、そのニッケル酸リチウムを使用して従来
から公知の電池(B)を製作した。
Further, as a comparative example, lithium nickelate having a porous polymer on the particle surface was manufactured by using deionized water as the extraction solvent in the above extraction step, and the lithium nickelate was used. Thus, a conventionally known battery (B) was manufactured.

【0057】つぎに、これらの電池の試験をつぎのよう
な条件で実施した。25℃で、740mAの電流で4.
2Vの電圧まで充電してから、続いて4.2Vの電圧で
2時間充電した。つぎに、1480mAの定電流で2.
75Vの電圧まで放電した。この放電電流は高率放電に
相当するものである。図1に、抽出工程における抽出溶
媒のエチルアルコールの濃度と電池の放電容量との関係
を示した。なお、図1の各セルのデータは、10セルの
平均値とした。
Next, these batteries were tested under the following conditions. 3. At 25 ° C. and 740 mA current.
After charging to a voltage of 2 V, the battery was subsequently charged at a voltage of 4.2 V for 2 hours. Next, at a constant current of 1480 mA, 2.
Discharged to a voltage of 75V. This discharge current corresponds to high-rate discharge. FIG. 1 shows the relationship between the concentration of ethyl alcohol as the extraction solvent in the extraction step and the discharge capacity of the battery. The data of each cell in FIG. 1 was an average value of 10 cells.

【0058】図1から、抽出溶媒のエチルアルコールの
濃度を30wt%以上とすることによって、高率での放
電性能が向上することがわかった。さらに、その濃度を
70wt%以上とすることによって、高率での放電性能
が著しく良好となることがわかった。
FIG. 1 shows that the discharge performance at a high rate is improved by setting the concentration of ethyl alcohol as the extraction solvent to 30 wt% or more. Further, it was found that the discharge performance at a high rate was significantly improved by setting the concentration to 70 wt% or more.

【0059】[比較例1]つぎに、正極板の孔のみに有
孔性ポリマーを備えた非水電解質二次電池を比較用電池
として製作した。はじめに、粒子表面に有孔性ポリマー
を備えないニッケル酸リチウムを使用して、実施例1と
同様にして、正極板を製作した。その後、プレスをおこ
なう前に、正極板の孔に有孔性ポリマーをつぎのような
方法で適用した。まず、6wt%のP(VdF/HF
P)のNMP溶液中に正極板を浸漬することによって、
極板の孔中にポリマー溶液を含浸した。その後、その極
板をローラーの間に通すことによって、極板の表面の余
分なポリマー溶液を取り除いた。さらに、正極板をエチ
ルアルコールに浸漬することによって、NMPの抽出を
おこない、極板の孔中に有孔性ポリマー電解質を形成し
た。その後、プレスをおこなうことによって、極板の厚
さを270μmから165μmまで薄くしてから、幅2
6mm、長さ495mmのサイズに切断した。
Comparative Example 1 Next, a non-aqueous electrolyte secondary battery having a porous polymer only in the holes of the positive electrode plate was manufactured as a comparative battery. First, a positive electrode plate was manufactured in the same manner as in Example 1 using lithium nickelate having no porous polymer on the particle surface. Thereafter, before pressing, a porous polymer was applied to the holes of the positive electrode plate by the following method. First, 6 wt% of P (VdF / HF
By immersing the positive electrode plate in the NMP solution of P),
The polymer solution was impregnated into the holes of the electrode plate. Thereafter, excess polymer solution on the surface of the plate was removed by passing the plate between rollers. Furthermore, NMP was extracted by immersing the positive electrode plate in ethyl alcohol to form a porous polymer electrolyte in the holes of the electrode plate. After that, the thickness of the electrode plate was reduced from 270 μm to 165 μm by pressing, and then the width 2
It was cut into a size of 6 mm and length of 495 mm.

【0060】この正極板を使用して、実施例1と同様の
方法で公称容量740mAhの従来から公知の電池
(C)を製作した。つぎに、この電池と、実施例1でエ
チルアルコールを使用して製作した本発明による電池
(A)とのサイクル性能を比較した。その試験をつぎの
ような条件で実施した。25℃で、740mAの電流値
で4.2Vの電圧値まで充電してから、4.2Vの電圧
値で2時間充電した。つぎに、740mAの電流値で
2.75Vの電圧値まで放電した。これを300回繰り
返した。その結果を図2に示す。図2から明らかなよう
に、本発明の電池(A)は、従来から公知の電池(C)
と比較して、サイクル性能が優れていることがわかっ
た。
Using this positive electrode plate, a conventionally known battery (C) having a nominal capacity of 740 mAh was manufactured in the same manner as in Example 1. Next, the cycle performance of this battery and the battery (A) according to the present invention manufactured using ethyl alcohol in Example 1 were compared. The test was performed under the following conditions. At 25 ° C., the battery was charged at a current value of 740 mA to a voltage value of 4.2 V, and then charged at a voltage value of 4.2 V for 2 hours. Next, the battery was discharged at a current value of 740 mA to a voltage value of 2.75 V. This was repeated 300 times. The result is shown in FIG. As is clear from FIG. 2, the battery (A) of the present invention is different from the conventionally known battery (C).
It was found that the cycle performance was superior to that of.

【0061】[比較例2]従来から公知の電池(C)を
製作するとき、エチルアルコールのかわりに脱イオン水
を使用し、従来から公知の電池(D)を製作した。電池
(A)、(B)、(C)および(D)の試験をつぎのよ
うな条件で実施した。25℃で、740mAの電流で
4.2Vの電圧まで充電してから、続いて4.2Vの電
圧で2時間充電した。つぎに、1480mAの定電流で
2.75Vの電圧まで放電した。この放電電流は高率放
電に相当するものである。図3に、これらの放電曲線を
示す。本発明による電池(A)は優れた高率放電性能を
示すことがわかった。
Comparative Example 2 A conventionally known battery (C) was manufactured by using deionized water instead of ethyl alcohol when a conventionally known battery (C) was manufactured. The tests of the batteries (A), (B), (C) and (D) were performed under the following conditions. At 25 ° C., the battery was charged with a current of 740 mA to a voltage of 4.2 V, and subsequently charged with a voltage of 4.2 V for 2 hours. Next, the battery was discharged to a voltage of 2.75 V at a constant current of 1480 mA. This discharge current corresponds to high-rate discharge. FIG. 3 shows these discharge curves. It was found that the battery (A) according to the present invention exhibited excellent high rate discharge performance.

【0062】[実施例2]つぎに、エチルアルコール以
外のアルコールの効果を検討した。ここでは、メチルア
ルコール、イソプロピルアルコール、エチレングリコー
ルを使用した。実施例1と同様の方法で、粒子表面に有
孔性ポリマーを備えたニッケル酸リチウム粉末を製作
し、これらを使用した非水電解質電池をそれぞれ10個
づつ製作した。それらの平均粒径は11.58〜11.
70μmであった。
Example 2 Next, the effects of alcohols other than ethyl alcohol were examined. Here, methyl alcohol, isopropyl alcohol, and ethylene glycol were used. In the same manner as in Example 1, lithium nickel oxide powder having a porous polymer on the particle surface was produced, and ten non-aqueous electrolyte batteries using these powders were produced. Their average particle size is 11.58-11.
It was 70 μm.

【0063】つぎに、これらの電池の試験を実施例1と
同じ条件で実施した。その結果を表1に示す。なお、表
1の各セルのデータも、10セルの平均値とした。その
結果、抽出溶媒に種々のアルコールを使用することによ
って、その性能が著しく向上することがわかった。とく
に、エチルアルコールがその向上に対して効果的であっ
た。
Next, these batteries were tested under the same conditions as in Example 1. Table 1 shows the results. Note that the data of each cell in Table 1 was also an average value of 10 cells. As a result, it was found that the use of various alcohols as the extraction solvent significantly improved the performance. In particular, ethyl alcohol was effective for the improvement.

【0064】[0064]

【表1】 [Table 1]

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明は、粒子表面に有孔性ポリマーを
備えたニッケル酸リチウムの製造方法において、30w
t%以上のアルコール濃度の水溶液を使用するものであ
る。この製造方法によって得られた、粒子表面に有孔性
ポリマーを備えたニッケル酸リチウムを正極に使用した
非水電解質二次電池においては、高率での放電性能とサ
イクル性能とが従来のものと比較して著しく良好とな
る。
According to the present invention, there is provided a method for producing lithium nickelate having a porous polymer on the surface of a particle.
An aqueous solution having an alcohol concentration of t% or more is used. In a non-aqueous electrolyte secondary battery obtained by this manufacturing method and using lithium nickelate having a porous polymer on the particle surface as a positive electrode, the discharge performance and the cycle performance at a high rate are different from those of the conventional one. It is significantly better in comparison.

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

【図1】エチルアルコールの濃度と非水電解質二次電池
の放電容量との関係を示す図。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the concentration of ethyl alcohol and the discharge capacity of a non-aqueous electrolyte secondary battery.

【図2】本発明による電池(A)と従来から公知の電池
(C)とのサイクル性能を比較した図。
FIG. 2 is a diagram comparing the cycle performance of a battery (A) according to the present invention and a conventionally known battery (C).

【図3】本発明による電池(A)と従来から公知の電池
(B)、(C)および(D)との高率放電性能を比較し
た図。
FIG. 3 is a diagram comparing the high-rate discharge performance of a battery (A) according to the present invention and conventionally known batteries (B), (C) and (D).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G048 AA04 AA08 AB02 AC06 AD04 AE05 AE08 5H029 AJ02 AJ05 AK03 AK19 AL03 AL06 AL07 AL11 AL19 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 CJ02 CJ08 CJ23 DJ08 DJ13 EJ11 EJ12 HJ05 5H050 AA02 AA07 BA17 CA08 CA09 CA30 CB07 CB08 CB11 DA09 EA22 EA23 FA13 FA17 FA18 GA02 GA10 GA13 HA05 HA10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4G048 AA04 AA08 AB02 AC06 AD04 AE05 AE08 5H029 AJ02 AJ05 AK03 AK19 AL03 AL06 AL07 AL11 AL19 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 CJ02 CJ08 CJ23 DJ08 DJ13 EJ11 EJ12 HJ05 A07 CA17 CA0217 CB07 CB08 CB11 DA09 EA22 EA23 FA13 FA17 FA18 GA02 GA10 GA13 HA05 HA10

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ニッケル酸リチウム粒子とポリマー溶液
とを混合する工程と、前記ニッケル酸リチウム粒子とポ
リマー溶液との混合物をアルコール濃度30wt%以上
のアルコール水溶液中に浸漬する工程と、得られた混合
物を乾燥する工程とを経ることを特徴とする粒子表面に
有孔性ポリマーを備えたニッケル酸リチウムの製造方
法。
1. A step of mixing lithium nickelate particles and a polymer solution, a step of immersing the mixture of the lithium nickelate particles and the polymer solution in an aqueous alcohol solution having an alcohol concentration of 30% by weight or more, and the obtained mixture. And a step of drying the powder. The method for producing lithium nickelate having a porous polymer on the surface of particles.
【請求項2】 ニッケル酸リチウム粒子とポリマー溶液
とを混合する工程において、前記ニッケル酸リチウム粉
末をポリマー溶液中に分散させることを特徴とする請求
項1記載の粒子表面に有孔性ポリマーを備えたニッケル
酸リチウムの製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein, in the step of mixing the lithium nickelate particles and the polymer solution, the lithium nickelate powder is dispersed in the polymer solution. Of producing lithium nickelate.
【請求項3】 ニッケル酸リチウム粒子とポリマー溶液
との混合物をアルコール水溶液中に浸漬する工程におい
て、ポリマーを備えたニッケル酸リチウムをアルコール
水溶液中に分散させることを特徴とする請求項1または
2記載の粒子表面に有孔性ポリマーを備えたニッケル酸
リチウムの製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein in the step of immersing the mixture of the lithium nickelate particles and the polymer solution in an aqueous alcohol solution, lithium nickelate provided with a polymer is dispersed in the aqueous alcohol solution. A method for producing lithium nickelate having a porous polymer on the surface of particles.
【請求項4】 平均粒径0.1μm以上50μm以下の
粉末であることを特徴とする請求項1、2または3記載
の粒子表面に有孔性ポリマーを備えたニッケル酸リチウ
ム。
4. The lithium nickelate according to claim 1, wherein the powder has an average particle diameter of 0.1 μm or more and 50 μm or less.
【請求項5】 アルコールがエチルアルコールであるこ
とを特徴とする請求項1、2、3または4記載の粒子表
面に有孔性ポリマーを備えたニッケル酸リチウムの製造
方法。
5. The method for producing lithium nickelate according to claim 1, wherein the alcohol is ethyl alcohol.
【請求項6】 請求項1、2、3、4または5記載の粒
子表面に有孔性ポリマーを備えたニッケル酸リチウムを
使用したことを特徴とする非水電解質二次電池用正極
板。
6. A positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery, comprising using lithium nickelate having a porous polymer on the particle surface according to claim 1, 2, 3, 4, or 5.
【請求項7】 請求項6記載の正極板を使用したことを
特徴とする非水電解質二次電池。
7. A non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode plate according to claim 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012009401A (en) * 2010-06-28 2012-01-12 Toyota Motor Corp Lithium secondary battery

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