JP2003068365A - Secondary battery of nonaqueous electrolytic solution - Google Patents

Secondary battery of nonaqueous electrolytic solution

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JP2003068365A
JP2003068365A JP2001372566A JP2001372566A JP2003068365A JP 2003068365 A JP2003068365 A JP 2003068365A JP 2001372566 A JP2001372566 A JP 2001372566A JP 2001372566 A JP2001372566 A JP 2001372566A JP 2003068365 A JP2003068365 A JP 2003068365A
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賢治 中井
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健介 弘中
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a secondary battery of nonaqueous electrolytic solution, which is longer in service life and can restrain a drop in rate to keep capacity and output, caused by charging/discharging cycles. SOLUTION: A lithium manganate powder, a graphitic powder, AB and PVDF are mixed at a predetermined rate, to which NMP of a disperse solvent is added, and then the resultant matter is kneaded to produce slurry. The slurry was coated 20 μm thick with coating amount of P1 (gm<2> ) almost evenly on both faces of aluminum foil. Supposing that the total surface area of the lithium manganate powder, the graphitic powder and the AB contained in an admixture of 100 g for a positive electrode is S1 (m<2> ), and that mass of the PVDF contained in the admixture of 100 g for the positive electrode is B1 (g), the ratio of B1 /S1 was set to meet an expression of 1.00.P1 <=(B1 /S1 )×10000<=2.00.P1 . Peeling and removal of the admixture for the positive electrode adhered by coating are prevented and a reaction area of the electrode with the nonaqueous electrolytic solution can be secured.

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】本発明は非水電解液二次電池
に係り、特に、リチウム遷移金属複酸化物、炭素を用い
た導電材及びバインダを含む正極混合材を正極集電体に
塗着した正極と、負極と、セパレータと、を有する電極
群を非水電解液に浸潤させて電池容器内に収容した非水
電解液二次電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and more particularly, to a positive electrode current collector coated with a positive electrode mixture material containing a lithium transition metal complex oxide, a conductive material using carbon and a binder. The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery in which an electrode group having the positive electrode, the negative electrode, and a separator is soaked in a non-aqueous electrolyte and housed in a battery container.

【0002】[0002]

【従来の技術】非水電解液二次電池を代表するリチウム
イオン二次電池は、高エネルギー密度であるメリットを
活かして、主にVTRカメラやノートパソコン、携帯電
話等のポータブル機器の電源に使用されている。この電
池の内部構造は、通常以下に示されるような捲回式構造
とされている。電極は正極、負極共に活物質が金属箔に
塗着された帯状であり、セパレータを挟んで正極、負極
が直接接触しないように断面が渦巻状に捲回され、捲回
群を形成している。この捲回群が電池容器となる円筒状
の電池缶に収納され、電解液注液後、封口されている。
2. Description of the Related Art Lithium ion secondary batteries, which are representative of non-aqueous electrolyte secondary batteries, are mainly used for powering portable devices such as VTR cameras, laptop computers, and mobile phones by taking advantage of their high energy density. Has been done. The internal structure of this battery is usually a wound structure as shown below. Both the positive electrode and the negative electrode have a strip shape in which the active material is applied to the metal foil, and the cross section is spirally wound to form a winding group so that the positive electrode and the negative electrode do not come into direct contact with each other with the separator interposed therebetween. . This winding group is housed in a cylindrical battery can that serves as a battery container, and after the electrolytic solution is injected, it is sealed.

【0003】一般的な円筒形リチウムイオン二次電池の
寸法は、18650型と呼ばれる、直径が18mm、高
さ65mmであり、小形民生用リチウムイオン電池とし
て広く普及している。18650型リチウムイオン二次
電池の正極活物質には、高容量、長寿命を特徴とするコ
バルト酸リチウムが主として用いられており、電池容量
は、おおむね1.3Ah〜1.8Ah、出力はおよそ1
0W程度である。
The size of a general cylindrical lithium ion secondary battery is 18650 type and has a diameter of 18 mm and a height of 65 mm, and is widely used as a small-sized consumer lithium ion battery. Lithium cobalt oxide, which is characterized by high capacity and long life, is mainly used for the positive electrode active material of the 18650 type lithium ion secondary battery, and the battery capacity is about 1.3 Ah to 1.8 Ah, and the output is about 1.
It is about 0W.

【0004】一方、自動車産業界においては環境問題に
対応すべく、排出ガスのない、動力源を完全に電池のみ
にした電気自動車と、内燃機関エンジンと電池との両方
を動力源とするハイブリッド(電気)自動車の開発が加
速され、一部実用化の段階にきている。
On the other hand, in the automobile industry, in order to cope with environmental problems, an electric vehicle without exhaust gas, which uses only a battery as a power source, and a hybrid which uses both an internal combustion engine and a battery as power sources ( The development of electric vehicles has accelerated, and some of them are in the stage of practical application.

【0005】電気自動車の電源となる電池には当然高容
量、高出力や例えば、電池の内部抵抗の低減等の高エネ
ルギーが得られる特性が要求され、この要求にマッチし
た電池としてリチウムイオン電池が注目されている。電
気自動車の普及のためには、電池の低価格化が必須であ
り、そのためには、低コスト電池材料が求められ、例え
ば、正極活物質であれば、資源的に豊富なマンガンの酸
化物が特に注目され、電池の高性能化を狙った改善がな
されてきた。
Naturally, a battery serving as a power source for an electric vehicle is required to have characteristics such as high capacity and high output and high energy such as reduction of internal resistance of the battery, and a lithium ion battery is a battery which meets this requirement. Attention has been paid. In order to popularize electric vehicles, it is essential to reduce the price of batteries. For that purpose, low-cost battery materials are required. For example, in the case of positive electrode active materials, resource-rich manganese oxides are In particular, attention has been paid to improvements aimed at improving the performance of batteries.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、非水電
解液二次電池を電気自動車の電源として用いるには、高
容量だけではなく、加速性能などを左右する高出力化が
求められることは勿論のこと、電気自動車の長期の使用
期間に対応すべく電池の長寿命化が強く求められる。こ
こでいう長寿命化とは、電池容量のみならず、出力の維
持率の低下を抑制し、電気自動車を走行させるに必要な
電気エネルギー供給能力を長期の使用期間に亘って満足
することである。
However, in order to use the non-aqueous electrolyte secondary battery as a power source for an electric vehicle, it goes without saying that not only high capacity but also high output that influences acceleration performance and the like are required. Therefore, it is strongly demanded that the battery have a long life so that it can be used for a long period of time. The term “longer life” as used herein means that not only the battery capacity but also a reduction in the output maintenance rate is suppressed, and the electric energy supply capacity required to drive the electric vehicle is satisfied over a long period of use. .

【0007】本発明は上記事案に鑑み、充放電サイクル
に伴う容量や出力の維持率の低下を抑制でき、長寿命の
非水電解液二次電池を提供することを課題とする。
In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery having a long life and capable of suppressing a decrease in capacity and output retention rate due to charge / discharge cycles.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第1の態様は、リチウム遷移金属複酸化
物、炭素を用いた導電材及びバインダを含む正極混合材
を正極集電体に塗着した正極と、負極と、セパレータ
と、を有する電極群を非水電解液に浸潤させて電池容器
内に収容した非水電解液二次電池において、前記正極混
合材の単位質量(g)あたりに含有される前記バインダ
の質量をB(g)とし、前記正極混合材の単位質量あ
たりに含有される前記リチウム遷移金属複酸化物及び導
電材の合計表面積をS(m)とし、前記正極集電体
の片面単位面積(m)あたりの前記正極混合材の塗着
量をP(g/m)としたときに、前記合計表面積S
に対する前記質量Bの比B/Sが下記式(1)
を満たす。
In order to solve the above-mentioned problems, the first aspect of the present invention is to collect a positive electrode mixture containing a lithium-transition metal composite oxide, a carbon-based conductive material and a binder as a positive electrode current collector. In a non-aqueous electrolyte secondary battery in which a positive electrode coated on the body, a negative electrode, and a separator, the non-aqueous electrolytic solution is infiltrated with a non-aqueous electrolytic solution and housed in a battery container, a unit mass of the positive electrode mixture material ( The mass of the binder contained per g) is B 1 (g), and the total surface area of the lithium transition metal composite oxide and the conductive material contained per unit mass of the positive electrode mixture is S 1 (m 2). ) And the coating amount of the positive electrode mixture per unit surface area (m 2 ) of the positive electrode current collector is P 1 (g / m 2 ), the total surface area S
The mass B 1 ratio B 1 / S 1 is represented by the following formula for 1 (1)
Meet

【0009】[0009]

【数7】 [Equation 7]

【0010】充放電サイクルによるリチウムイオンの吸
蔵・放出に伴い、電極群の膨張・収縮が経時で繰り返さ
れると、正極混合材が剥離・脱落して容量や出力の低下
を招くが、バインダの量を多くすることで対処すること
ができる。逆に、バインダの量を多くすると正極混合材
の単位質量あたりに含有されるリチウム遷移金属複酸化
物及び導電材の量が相対的に減少して初期出力の低下を
招き、リチウム遷移金属複酸化物及び導電材の表面積が
小さくなり電極反応面積が小さくなるので、非水電解液
との反応が促進されず、初期の容量及び出力が低下す
る。本態様の式(1)は、合計表面積Sを大きくする
ためにはバインダの質量Bも大きくする必要のあるこ
とを示している。また、比B/Sが1.00・P
/10000を下回る場合には、バインダの量が少ない
ため、正極混合材の剥離・脱落を生じるので容量や出力
の維持率が低減し、逆に、2.00・P/10000
を超える場合には、バインダの量が多くなり、初期の容
量や出力が低減する。本態様では、比B/Sを塗着
量Pに対して式(1)の範囲内とすることで、塗着さ
れた正極混合材の剥離・脱落が防止され非水電解液との
電極反応面積を確保することができるので、充放電サイ
クルに伴う容量や出力の維持率の低下を抑制することが
でき、長寿命の非水電解液二次電池を実現することがで
きる。また、バインダに熱硬化性可塑化ポリビニルアル
コール樹脂を用いることにより、更に長寿命の非水電解
液二次電池を実現することができる。
When the expansion and contraction of the electrode group is repeated with the occluding / releasing of lithium ions due to the charging / discharging cycle, the positive electrode mixed material is peeled / dropped off, resulting in a decrease in capacity and output. It can be dealt with by increasing. On the contrary, when the amount of the binder is increased, the amounts of the lithium transition metal complex oxide and the conductive material contained per unit mass of the positive electrode mixture material are relatively reduced, which leads to a decrease in the initial output. Since the surface area of the material and the conductive material is small and the reaction area of the electrode is small, the reaction with the non-aqueous electrolyte is not promoted and the initial capacity and output are reduced. Formula (1) of the present embodiment shows that the mass B 1 of the binder also needs to be increased in order to increase the total surface area S 1 . Further, the ratio B 1 / S 1 is 1.00 · P 1
When it is less than / 10 000, the amount of the binder is small, so that the positive electrode mixture material is peeled off and dropped, so that the capacity and output retention rate is reduced, and conversely, 2.00 P 1 / 10,000.
If it exceeds, the amount of the binder is increased, and the initial capacity and output are reduced. In the present embodiment, the ratio B 1 / S 1 is set within the range of the formula (1) with respect to the coating amount P 1 , whereby peeling and dropping of the coated positive electrode mixture material is prevented, and Since it is possible to secure the electrode reaction area, it is possible to suppress a decrease in capacity and output retention rate due to charge / discharge cycles, and it is possible to realize a long-life non-aqueous electrolyte secondary battery. Further, by using the thermosetting plasticized polyvinyl alcohol resin as the binder, it is possible to realize a non-aqueous electrolyte secondary battery having a longer life.

【0011】本発明の第2の態様は、充放電によりリチ
ウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素材、バインダ及び選
択的に導電材を含む負極混合材を負極集電体に塗着した
負極と、正極と、セパレータと、を有する電極群を非水
電解液に浸潤させて電池容器内に収容した非水電解液二
次電池において、前記負極混合材の単位質量(g)あた
りに含有される前記バインダの質量をB(g)とし、
前記負極混合材の単位質量あたりに含有される前記炭素
材及び導電材の合計表面積をS(m)とし、前記負
極集電体の片面単位面積(m)あたりの前記負極混合
材の塗着量をP (g/m)としたときに、前記合計
表面積Sに対する前記質量Bの比B /Sが下記
式(3)を満たす。
A second aspect of the present invention is a charge / discharge method.
Carbon materials that can store and release um ions, binders and selection
Alternatively, the negative electrode mixture containing the conductive material was applied to the negative electrode current collector.
A non-aqueous electrode group having a negative electrode, a positive electrode, and a separator is used.
A non-aqueous electrolyte solution that was soaked in the electrolyte solution and stored in the battery container
In the secondary battery, the unit mass (g) of the negative electrode mixture material
The mass of the binder contained in BTwo(G),
The carbon contained per unit mass of the negative electrode mixture material
The total surface area of the material and conductive material is STwo(MTwo) And then the negative
One side unit area (m)Two) Per negative electrode mixture
The applied amount of material is P Two(G / mTwo) And then the total
Surface area STwoTo the mass BTwoRatio B of Two/ STwoIs the following
Formula (3) is satisfied.

【0012】[0012]

【数8】 [Equation 8]

【0013】本態様では、負極混合材について、比B
/Sを塗着量Pに対して式(3)の範囲内とする点
で負極について上述した第1の態様と同様の作用効果を
奏する。
In this embodiment, the ratio B 2
The same effect as the first aspect described above is obtained for the negative electrode in that / S 2 is within the range of the formula (3) with respect to the coating amount P 2 .

【0014】そして、本発明の第3の態様は、リチウム
遷移金属複酸化物、炭素を用いた導電材及びバインダを
含む正極混合材を正極集電体に塗着した正極と、充放電
によりリチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素材、バイ
ンダ及び選択的に導電材を含む負極混合材を負極集電体
に塗着した負極と、セパレータと、を有する電極群を非
水電解液に浸潤させて電池容器内に収容した非水電解液
二次電池において、前記正極混合材の単位質量(g)あ
たりに含有される前記バインダの質量をB(g)と
し、前記正極混合材の単位質量あたりに含有される前記
リチウム遷移金属複酸化物及び導電材の合計表面積をS
(m2)とし、前記正極集電体の片面単位面積
(m)あたりの前記正極混合材の塗着量をP(g/
)とし、かつ、前記負極混合材の単位質量(g)あ
たりに含有される前記バインダの質量をB (g)と
し、前記負極混合材の単位質量あたりに含有される前記
炭素材及び導電材の合計表面積をS(m)とし、前
記負極集電体の片面単位面積(m)あたりの前記負極
混合材の塗着量をP(g/m)としたときに、前記
合計表面積Sに対する前記質量Bの比B/S
下記式(5−1)を満たし、かつ前記合計表面積S
対する前記質量Bの比B/Sが下記式(5−2)
を満たす。
A third aspect of the present invention is lithium
Transition metal complex oxide, conductive material and binder using carbon
Charge and discharge the positive electrode with the positive electrode mixture material coated on the positive electrode current collector.
Carbon material that can store and release lithium ions by
And a negative electrode mixture containing a conductive material, and a negative electrode current collector.
A negative electrode coated on the
Non-aqueous electrolyte that is immersed in a water electrolyte and stored in a battery container
In the secondary battery, the unit mass (g) of the positive electrode mixture is
B is the mass of the binder contained in1(G)
, And the positive electrode mixture is contained per unit mass.
The total surface area of the lithium transition metal complex oxide and the conductive material is S
1(M2), one side unit area of the positive electrode current collector
(MTwo) Is the coating amount of the positive electrode mixed material per P1(G /
mTwo) And the unit mass (g) of the negative electrode mixture material.
B is the mass of the binder contained in Two(G)
The content contained per unit mass of the negative electrode mixture material
The total surface area of carbon material and conductive material is STwo(MTwo) And before
One-sided unit area of negative electrode current collector (mTwo) Per negative electrode
The coating amount of the mixed material is PTwo(G / mTwo) When the above
Total surface area S1To the mass B1Ratio B of1/ S1But
The following formula (5-1) is satisfied, and the total surface area S isTwoTo
To the mass BTwoRatio B ofTwo/ STwoIs the following formula (5-2)
Meet

【0015】[0015]

【数9】 [Equation 9]

【0016】本態様では、正極及び負極について上述し
た第1の態様及び第2の態様の作用効果を同時に奏する
ので、充放電サイクルに伴う容量及び出力の維持率の低
下をより抑制することができ、更に長寿命の非水電解液
二次電池を実現することができる。
In this mode, the positive electrode and the negative electrode simultaneously exhibit the effects of the first mode and the second mode described above, so that it is possible to further suppress the decrease in the capacity and the output maintenance rate due to the charge / discharge cycle. Further, it is possible to realize a non-aqueous electrolyte secondary battery having a longer life.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の非
水電解液二次電池をハイブリッド電気自動車用の電源と
なる円筒形リチウムイオン電池に適用した第1の実施の
形態について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment in which the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is applied to a cylindrical lithium ion battery as a power source for a hybrid electric vehicle will be described below with reference to the drawings. .

【0018】<第1実施形態> (正極の作製)所定の比表面積を有するリチウム遷移金
属複酸化物としてのマンガン酸リチウム(LiMn
)粉末又はコバルト酸リチウム(LiCoO)(日
本化学工業(株)製、商品名セルシード)、所定の比表
面積を有する導電材としての黒鉛粉末(日本黒鉛工業
(株)製、商品名J−SP)及びアセチレンブラック
(以下、ABと略称する。)(電気化学工業(株)製、
商品名デンカブラック)並びにバインダ(結着材)とし
てのポリフッ化ビニリデン(PVDF)または、熱硬化
性可塑化ポリビニルアルコール樹脂のNMP溶液を所定
の割合で混合して、正極混合材とした。これに必要に応
じて分散溶媒のN−メチル−2−ピロリドン(NMP)
を添加、混練したスラリを厚さ20μmのアルミニウム
箔(正極集電体)の両面に、塗着量P(g/m)と
なるようにほぼ均等に塗布した。このとき、正極長寸方
向の一方の側縁に幅30mmの未塗布部を残した。
<First Embodiment> (Production of Positive Electrode) Lithium manganate (LiMn 2 O) as a lithium transition metal composite oxide having a predetermined specific surface area.
4 ) Powder or lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) (Nippon Kagaku Kogyo KK, trade name Cell Seed), graphite powder having a specific surface area as a conductive material (Nippon Graphite Kogyo KK, trade name J-) SP) and acetylene black (hereinafter abbreviated as AB) (manufactured by Denki Kagaku Kogyo KK,
Trade name Denka Black) and polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder (binder) or NMP solution of thermosetting plasticized polyvinyl alcohol resin were mixed at a predetermined ratio to prepare a positive electrode mixture. If necessary, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a dispersion solvent may be added.
Was added and kneaded on both surfaces of an aluminum foil (positive electrode current collector) having a thickness of 20 μm so that the applied amount P 1 (g / m 2 ) was applied substantially evenly. At this time, an uncoated portion having a width of 30 mm was left on one side edge in the lengthwise direction of the positive electrode.

【0019】各材料を混合した正極混合材100g中に
含有されるマンガン酸リチウム粉末又はコバルト酸リチ
ウムの表面積と、黒鉛粉末及びABの表面積との合計表
面積をS(m)とし、正極混合材100g中に含有
されるバインダの質量をB(g)としたとき、比B
/Sが下記式(1)を満たすようにした。なお、各材
料の比表面積は窒素吸着法(BET法)により測定する
ことができる。
The total surface area of the surface area of the lithium manganate powder or lithium cobalt oxide and the surface area of the graphite powder and AB contained in 100 g of the positive electrode mixture containing the respective materials was set to S 1 (m 2 ), and the positive electrode mixture was obtained. When the mass of the binder contained in 100 g of the material is B 1 (g), the ratio B 1
/ S 1 is set to satisfy the following formula (1). The specific surface area of each material can be measured by the nitrogen adsorption method (BET method).

【0020】[0020]

【数10】 [Equation 10]

【0021】その後乾燥、プレス、裁断して、幅82m
m、所定長さ、正極混合材塗布部所定厚さの正極を得
た。正極混合材層のかさ密度は2.65g/cmとし
た。上記未塗布部に切り欠きを入れ、切り欠き残部を正
極リード片とした。隣り合う正極リード片を50mm間
隔とし、正極リード片の幅を5mmとした。
After that, it is dried, pressed and cut to a width of 82 m.
A positive electrode having m, a predetermined length, and a predetermined thickness of the positive electrode mixture applying portion was obtained. The bulk density of the positive electrode mixed material layer was 2.65 g / cm 3 . A notch was made in the uncoated portion, and the remaining notch was used as a positive electrode lead piece. Adjacent positive electrode lead pieces were spaced 50 mm apart, and the width of the positive electrode lead pieces was 5 mm.

【0022】(負極の作製)所定の比表面積を有する非
晶質炭素粉末(呉羽化学工業(株)製、商品名カーボト
ロン)、黒鉛粉末、塊状黒鉛(日立化成工業(株)製)
(以下、MAGと略称する。)、メソフェーズ系球状黒
鉛(川崎製鉄(株)製、商品名KMFC)(以下、KM
FCと略称する。)のいずれかの負極活物質、導電材の
気相成長炭素繊維(昭和電工(株)製、商品名VGC
F)(以下、VGCFと略称する。)又はAB及びバイ
ンダのPVDFまたは、熱硬化性可塑化ポリビニルアル
コール樹脂のNMP溶液を所定の割合で混合して、負極
混合材とした。これに必要に応じて分散溶媒のNMPを
添加、混練したスラリを厚さ10μmの圧延銅箔(負極
集電体)の両面に、塗着量P(g/m)となるよう
にほぼ均等に塗布した。このとき、負極長寸方向の一方
の側縁に幅30mmの未塗布部を残した。
(Production of Negative Electrode) Amorphous carbon powder having a specific surface area (produced by Kureha Chemical Industry Co., Ltd., trade name: CARBOTRON), graphite powder, massive graphite (produced by Hitachi Chemical Co., Ltd.)
(Hereinafter, abbreviated as MAG), mesophase spheroidal graphite (Kawasaki Steel Co., Ltd., trade name KMFC) (hereinafter KM
It is abbreviated as FC. ) Any of the negative electrode active materials, vapor-grown carbon fibers of conductive material (Showa Denko KK, trade name VGC
F) (hereinafter abbreviated as VGCF) or PVDF of AB and binder, or NMP solution of thermosetting plasticized polyvinyl alcohol resin was mixed at a predetermined ratio to prepare a negative electrode mixture material. If necessary, NMP as a dispersion solvent was added, and the kneaded slurry was applied to both sides of a rolled copper foil (negative electrode current collector) having a thickness of 10 μm so that the coating amount was P 2 (g / m 2 ). It was applied evenly. At this time, an uncoated portion having a width of 30 mm was left on one side edge in the longitudinal direction of the negative electrode.

【0023】各材料を混合した負極混合材100g中に
含有される炭素材の表面積と、VGCF又はABの表面
積との合計表面積をS(m2)とし、負極混合材10
0g中に含有されるPVDFの質量をB(g)とし
た。なお、各材料の比表面積は窒素吸着法(BET法)
により測定することができる。
The total surface area of the surface area of the carbonaceous material and the surface area of VGCF or AB contained in 100 g of the negative electrode mixture material 100 in which the respective materials are mixed is defined as S 2 (m2).
The mass of PVDF contained in 0 g was defined as B 2 (g). The specific surface area of each material is the nitrogen adsorption method (BET method).
Can be measured by

【0024】その後乾燥、プレス、裁断して、幅86m
m、所定長さ、混合材塗布部所定厚さの負極を得た。負
極混合材層の空隙率が約35%となるように負極を圧縮
した。バインダに熱硬化性可塑化ポリビニルアルコール
樹脂を用いた負極は、この後、熱硬化させるために15
0゜Cで16時間の真空乾燥・熱処理を施した。上記未
塗布部に正極と同様に切り欠きを入れ、切り欠き残部を
負極リード片とした。隣り合う負極リード片を50mm
間隔とし、負極リード片の幅を5mmとした。
Thereafter, it is dried, pressed and cut to have a width of 86 m.
A negative electrode having m, a predetermined length, and a predetermined thickness of the mixed material application portion was obtained. The negative electrode was compressed so that the porosity of the negative electrode mixture layer was about 35%. A negative electrode using a thermosetting plasticized polyvinyl alcohol resin as a binder is then subjected to 15
Vacuum drying and heat treatment were performed at 0 ° C for 16 hours. A notch was made in the uncoated portion similarly to the positive electrode, and the remaining notch was used as a negative electrode lead piece. 50 mm between adjacent negative electrode lead pieces
The gap was set and the width of the negative electrode lead piece was set to 5 mm.

【0025】(熱硬化性可塑化ポリビニルアルコール樹
脂の作製)熱硬化性可塑化ポリビニルアルコール樹脂
は、熱硬化性ポリビニルアルコール系樹脂からなる第一
の樹脂成分と、アクリル樹脂系可塑剤からなる第二の樹
脂成分とが、適当な溶媒中(本実施例では、N−メチル
−2−ピロリドン、以下NMPという。)に混合溶解さ
れているものを用いた。第一の樹脂成分である熱硬化性
ポリビニルアルコール系樹脂は、平均重合度約2000
程度のポリビニルアルコール系樹脂に、例えばコハク酸
無水物等の環状酸無水物を、NMP等の有機溶剤中、ト
リエチルアミン等の触媒存在下で実質的に無水の状態で
反応させて得られる。ポリビニルアルコール系樹脂と環
状酸無水物の反応割合は、ポリビニルアルコール系樹脂
のアルコール性ヒドロキシル基1当量に対し、環状酸無
水物の無水物基が、約0.1当量とするのがよい。
(Production of Thermosetting Plasticized Polyvinyl Alcohol Resin) The thermosetting plasticized polyvinyl alcohol resin comprises a first resin component made of a thermosetting polyvinyl alcohol resin and a second resin component made of an acrylic resin plasticizer. The resin component was mixed and dissolved in an appropriate solvent (N-methyl-2-pyrrolidone, hereinafter referred to as NMP) in a suitable solvent. The thermosetting polyvinyl alcohol resin, which is the first resin component, has an average degree of polymerization of about 2000.
It can be obtained by reacting a polyvinyl alcohol resin of a certain degree with a cyclic acid anhydride such as succinic anhydride in an organic solvent such as NMP in a substantially anhydrous state in the presence of a catalyst such as triethylamine. The reaction ratio between the polyvinyl alcohol-based resin and the cyclic acid anhydride is preferably about 0.1 equivalent of the anhydride group of the cyclic acid anhydride to 1 equivalent of the alcoholic hydroxyl group of the polyvinyl alcohol-based resin.

【0026】第二の樹脂成分であるアクリル樹脂系可塑
剤は、ラウリルアクリレート/アクリル酸共重合物と二
官能型エポキシ樹脂との反応物が相応しい。
As the acrylic resin type plasticizer as the second resin component, a reaction product of a lauryl acrylate / acrylic acid copolymer and a bifunctional epoxy resin is suitable.

【0027】以下、本実施形態で用いた熱硬化性可塑化
ポリビニルアルコール樹脂組成物は、次のようにして合
成したものである。
Hereinafter, the thermosetting plasticized polyvinyl alcohol resin composition used in this embodiment was synthesized as follows.

【0028】第一の樹脂成分は、次のように合成した。
攪拌機、温度計、冷却管、留出留、窒素ガス導入管を装
備したセパラブルフラスコに、けん化度約98%のポリ
ビニルアルコール51gとNMP650g、及びトルエ
ン10gを投入し、窒素バブリングと撹拌をしながら約
30分かけて195゜Cに昇温した。同温度で2時間保
温し、トルエンを還流させることによって水分を共沸さ
せ、フラスコ内の水分を留去させた。次いでトルエンを
留去して120゜Cまで冷却し、同温度で保温しなが
ら、コハク酸無水物7.7gを添加、1時間反応させた
(ポリビニルアルコールのアルコール性ヒドロキシル基
1当量に対し、酸無水物基が、約0.07当量)。室温
まで冷却し、第一の樹脂成分が約8質量%のNMP溶液
を得た。
The first resin component was synthesized as follows.
To a separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling pipe, a distilling distillate, and a nitrogen gas introduction pipe, 51 g of polyvinyl alcohol having a saponification degree of about 98%, 650 g of NMP, and 10 g of toluene were charged, and nitrogen bubbling and stirring were performed. The temperature was raised to 195 ° C over about 30 minutes. The temperature was kept at the same temperature for 2 hours, and toluene was refluxed to azeotropically distill the water, and the water in the flask was distilled off. Then, toluene was distilled off, the mixture was cooled to 120 ° C, and while maintaining the temperature at the same temperature, 7.7 g of succinic anhydride was added and reacted for 1 hour (for 1 equivalent of alcoholic hydroxyl group of polyvinyl alcohol, acid Anhydrous groups are about 0.07 eq.). It cooled to room temperature and obtained the NMP solution whose 1st resin component is about 8 mass%.

【0029】第二の樹脂成分は、次のように合成した。
攪拌機、温度計、冷却管、留出留、窒素ガス導入管を装
備したセパラブルフラスコに、重量平均分子量約310
0の無溶剤型ラウリルアクリレート/アクリル酸共重合
体を110gと、ビスフェノールA型エポキシ樹脂71
g(無溶剤型ラウリルアクリレート/アクリル酸共重合
体のカルボキシル基1当量に対し、エポキシ基として約
2当量)を投入し、窒素バブリングと撹拌をしながら約
15分間かけて150゜Cに昇温した。同温度で2時間
保温して反応を進めた後、ここにNMP78gを添加、
室温まで冷却させて、第二の樹脂成分約70重量%のN
MP溶液を得た。
The second resin component was synthesized as follows.
In a separable flask equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling pipe, a distilling distillate, and a nitrogen gas introducing pipe, a weight average molecular weight of about 310
0, 110 g of solventless lauryl acrylate / acrylic acid copolymer, and bisphenol A type epoxy resin 71
g (about 2 equivalents as an epoxy group to 1 equivalent of a carboxyl group of a solvent-free lauryl acrylate / acrylic acid copolymer) was added, and the temperature was raised to 150 ° C over about 15 minutes while nitrogen bubbling and stirring were performed. did. After incubating for 2 hours at the same temperature to proceed the reaction, add 78 g of NMP here,
When cooled to room temperature, the second resin component contains about 70% by weight of N 2.
An MP solution was obtained.

【0030】第一の樹脂成分8質量%のNMP溶液と第
二の樹脂成分約70重量%のNMP溶液とを、それぞれ
の樹脂成分の質量換算で100:10の割合で混合し、
熱硬化性可塑化ポリビニルアルコール樹脂組成物のNM
P溶液を得た。
An NMP solution containing 8% by weight of the first resin component and an NMP solution containing about 70% by weight of the second resin component were mixed at a ratio of 100: 10 in terms of the weight of each resin component,
NM of thermosetting plasticized polyvinyl alcohol resin composition
A P solution was obtained.

【0031】(電池の作製)図1に示すように、上記作
製した正極と負極とを、これら両極が直接接触しないよ
うに幅90mm、厚さ40μmのポリエチレン製セパレ
ータW5と共に捲回した。捲回の中心には、ポリプロピ
レン製の中空円筒状の軸芯1を用いた。このとき、正極
リード片2と負極リード片3とが、それぞれ捲回群(電
極群)6の互いに反対側の両端面に位置するようにし
た。また、正極、負極、セパレータの長さを調整し、捲
回群6の直径を38±0.1mmとした。
(Production of Battery) As shown in FIG. 1, the positive electrode and the negative electrode produced as described above were wound together with a polyethylene separator W5 having a width of 90 mm and a thickness of 40 μm so as not to directly contact these electrodes. A hollow cylindrical shaft core 1 made of polypropylene was used as the center of winding. At this time, the positive electrode lead piece 2 and the negative electrode lead piece 3 were positioned on opposite end surfaces of the winding group (electrode group) 6, respectively. Further, the lengths of the positive electrode, the negative electrode, and the separator were adjusted so that the winding group 6 had a diameter of 38 ± 0.1 mm.

【0032】正極リード片2を変形させ、その全てを、
捲回群6の軸芯1のほぼ延長線上にある正極集電リング
4の周囲から一体に張り出している鍔部周辺付近に集
合、接触させた後、正極リード片2と鍔部周辺とを超音
波溶接して正極リード片2を鍔部周面に接続した。一
方、負極集電リング5と負極リード片3との接続操作
も、正極集電リング4と正極リード片2との接続操作と
同様に実施した。
The positive electrode lead piece 2 is deformed, and all of them are
After gathering and contacting in the vicinity of the flange portion that integrally projects from the periphery of the positive electrode current collecting ring 4 that is almost on the extension of the axis 1 of the winding group 6, the positive electrode lead piece 2 and the periphery of the flange portion are superposed. The positive electrode lead piece 2 was connected to the peripheral surface of the flange by sonic welding. On the other hand, the operation of connecting the negative electrode current collecting ring 5 and the negative electrode lead piece 3 was performed in the same manner as the operation of connecting the positive electrode current collecting ring 4 and the positive electrode lead piece 2.

【0033】その後、正極集電リング4の鍔部周面全周
に絶縁被覆を施した。この絶縁被覆には、基材がポリイ
ミドで、その片面にヘキサメタアクリレートからなる粘
着剤を塗布した粘着テープを用いた。この粘着テープを
鍔部周面から捲回群6外周面に亘って一重以上巻いて絶
縁被覆とし、捲回群6をニッケルメッキが施されたスチ
ール製の電池容器7内に挿入した。電池容器7の外径は
40mm、内径は39mmである。
After that, an insulating coating was applied to the entire circumference of the flange portion of the positive electrode current collecting ring 4. For this insulating coating, an adhesive tape was used in which the base material was polyimide, and one surface of which was coated with an adhesive consisting of hexamethacrylate. The adhesive tape was wound over the outer peripheral surface of the winding group 6 from the flange peripheral surface to form an insulating coating, and the winding group 6 was inserted into a nickel-plated steel battery container 7. The battery container 7 has an outer diameter of 40 mm and an inner diameter of 39 mm.

【0034】負極集電リング5には予め電気的導通のた
めの負極リード板8が溶接されており、電池容器7に捲
回群6を挿入後、電池容器7の底部と負極リード板8と
を溶接した。
A negative electrode lead plate 8 for electrical conduction is welded to the negative electrode current collecting ring 5 in advance. After the winding group 6 is inserted into the battery container 7, the bottom portion of the battery container 7 and the negative electrode lead plate 8 are joined together. Welded.

【0035】一方、正極集電リング4には、予め複数枚
のアルミニウム製のリボンを重ね合わせて構成した正極
リード9を溶接しておき、正極リード9の他端を、電池
容器7を封口するための電池蓋の下面に溶接した。電池
蓋には、円筒形リチウムイオン電池20の内圧上昇に応
じて開裂する内圧開放機構として開裂弁11が設けられ
ている。開裂弁11の開裂圧は、約9×10Paに設
定した。電池蓋は、蓋ケース12と、蓋キャップ13
と、気密を保つ弁押え14と、開裂弁(内部ガス排出
弁)11とで構成されており、これらが積層されて蓋ケ
ース12の周縁をカシメることによって組立てられてい
る。
On the other hand, the positive electrode current collector ring 4 is previously welded with a positive electrode lead 9 formed by stacking a plurality of aluminum ribbons, and the other end of the positive electrode lead 9 seals the battery container 7. Welded to the underside of the battery lid for. The battery lid is provided with a cleaving valve 11 as an internal pressure releasing mechanism that cleaves in response to an increase in the internal pressure of the cylindrical lithium ion battery 20. The cleavage pressure of the cleavage valve 11 was set to about 9 × 10 5 Pa. The battery lid includes a lid case 12 and a lid cap 13.
It is composed of a valve retainer 14 for keeping airtightness and a cleaving valve (internal gas discharge valve) 11, which are laminated and assembled by caulking the peripheral edge of the lid case 12.

【0036】非水電解液を所定量電池容器7内に注入
し、その後、正極リード9を折りたたむようにして電池
蓋で電池容器7に蓋をし、EPDM樹脂製ガスケット1
0を介してカシメて密封することにより円筒形リチウム
イオン電池20を完成させた。
A predetermined amount of the non-aqueous electrolyte is injected into the battery container 7, and then the battery container 7 is covered with the battery cover so that the positive electrode lead 9 is folded, and the EPDM resin gasket 1
The cylindrical lithium-ion battery 20 was completed by caulking and sealing through 0.

【0037】非水電解液には、エチレンカーボネートと
ジメチルカーボネートとジエチルカーボネートの体積比
1:1:1の混合溶液中へ6フッ化リン酸リチウム(L
iPF6)を1モル/リットル溶解したものを用いた。
なお、円筒形リチウムイオン電池20には、電池温度の
上昇に応じて電気的に作動する、例えば、PTC(Posi
tive Temperature Coefficient)素子や、電池内圧の
上昇に応じて正極あるいは負極の電気的リードが切断さ
れる電流遮断機構は設けられていない。
For the non-aqueous electrolyte, lithium hexafluorophosphate (L) was added to a mixed solution of ethylene carbonate, dimethyl carbonate and diethyl carbonate at a volume ratio of 1: 1: 1.
A solution obtained by dissolving 1 mol / l of iPF6) was used.
It should be noted that the cylindrical lithium-ion battery 20 is electrically operated in accordance with an increase in battery temperature, for example, a PTC (Posi
Neither a tive temperature coefficient (COT) element nor a current interruption mechanism for cutting the electric lead of the positive electrode or the negative electrode according to the increase of the internal pressure of the battery is provided.

【0038】本実施形態では、正極混合材中に含有され
るマンガン酸リチウム粉末又はコバルト酸リチウムの表
面積と、黒鉛粉末及びABの表面積との合計表面積S
に対するバインダの質量Bの比B/Sを上記式
(1)の範囲内とすることにより、作製した円筒形リチ
ウムイオン電池20は、塗着された正極混合材の剥離・
脱落が防止され非水電解液との電極反応面積を確保する
ことができる。円筒形リチウムイオン電池20は、充放
電サイクルによるリチウムイオンの吸蔵・放出に伴い、
捲回群6の膨張・収縮が経時で繰り返されると、正極混
合材が剥離・脱落して容量や出力が低下するため、バイ
ンダの量を増やして正極混合材の剥離・脱落を防止する
必要がある。しかし、バインダの量を多くすると正極混
合材の塗着量P中の単位質量あたりに含有されるマン
ガン酸リチウム粉末又はコバルト酸リチウム、黒鉛粉末
及びABの量が相対的に減少して、初期出力の低下を招
く。また、マンガン酸リチウム粉末又はコバルト酸リチ
ウム、黒鉛粉末及びABの表面積Sが小さくなり電極
反応面積が小さくなるので、非水電解液との反応が促進
されず、初期の容量や出力が低下する。比B/S
上記式(1)の範囲内とすることで、十分な電極反応面
積を確保しつつ、含有させたバインダにより正極混合材
の剥離・脱落を防止することが可能となる。従って、こ
のように作製した円筒形リチウムイオン電池20は、容
量や出力の維持率の低下を抑制することができ、長寿命
の電池である。比B/Sが上記式(1)の範囲を下
回る場合には、バインダの量が少ないため、正極混合材
の剥離・脱落を生じるので好ましくなく、逆に上記式
(1)の範囲を超える場合には、バインダの量が多くな
り、電極反応面積が小さくなるので好ましくない。この
場合において、比B/Sが下記式(2)を満たすよ
うにすれば、容量、出力共にバランスよく維持でき、長
寿命の円筒形リチウムイオン電池20を得ることができ
る。
In the present embodiment, the total surface area S 1 of the surface area of the lithium manganate powder or lithium cobalt oxide and the surface area of the graphite powder and AB contained in the positive electrode mixture material.
By setting the ratio B 1 / S 1 of the mass B 1 of the binder to that within the range of the above formula (1), the manufactured cylindrical lithium ion battery 20 has
It can be prevented from falling off and the electrode reaction area with the non-aqueous electrolyte can be secured. The cylindrical lithium-ion battery 20 is occluded / desorbed by lithium ions during charge / discharge cycles.
When the expansion and contraction of the winding group 6 is repeated over time, the positive electrode mixed material peels and falls off, and the capacity and output decrease. Therefore, it is necessary to increase the amount of binder to prevent the positive electrode mixed material from peeling off and falling off. is there. However, when the amount of the binder is increased, the amounts of the lithium manganate powder or lithium cobalt oxide, the graphite powder and AB contained per unit mass in the coating amount P 1 of the positive electrode mixture relatively decrease, and It causes a decrease in output. Further, since the surface area S 1 of lithium manganate powder or lithium cobalt oxide, graphite powder and AB is small and the electrode reaction area is small, the reaction with the non-aqueous electrolyte is not promoted and the initial capacity and output are reduced. . By setting the ratio B 1 / S 1 within the range of the above formula (1), it becomes possible to prevent the peeling and dropping of the positive electrode mixture material by the contained binder while securing a sufficient electrode reaction area. . Therefore, the cylindrical lithium-ion battery 20 manufactured in this manner is a battery having a long life, which can suppress a decrease in capacity and output retention rate. When the ratio B 1 / S 1 is less than the range of the above formula (1), the amount of the binder is small, so that the positive electrode mixed material may be peeled or dropped off, which is not preferable. When it exceeds the above range, the amount of the binder increases and the electrode reaction area decreases, which is not preferable. In this case, if the ratio B 1 / S 1 is set to satisfy the following formula (2), both capacity and output can be maintained in a well-balanced manner, and a long-life cylindrical lithium ion battery 20 can be obtained.

【0039】[0039]

【数11】 [Equation 11]

【0040】<第2実施形態>次に、本発明の非水電解
液二次電池をハイブリッド電気自動車用の電源となる円
筒形リチウムイオン電池に適用した第2の実施の形態に
ついて説明する。なお、本実施形態以下の実施形態にお
いて第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付して
その説明を省略し、異なる箇所のみ説明する。
<Second Embodiment> Next, a second embodiment in which the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is applied to a cylindrical lithium ion battery as a power source for a hybrid electric vehicle will be described. In this embodiment and the following embodiments, the same members as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, the description thereof will be omitted, and only different portions will be described.

【0041】本実施形態では、正極には、所定の比表面
積を有するリチウム遷移金属複酸化物のマンガン酸リチ
ウム(LiMn)粉末又はコバルト酸リチウム
(LiCoO)(日本化学工業(株)製、商品名セル
シード)、所定の比表面積を有する導電材の黒鉛粉末
(日本黒鉛工業(株)製、商品名J−SP)及びAB
(電気化学工業(株)製、商品名デンカブラック)並び
にバインダを所定の割合で混合した正極混合材を用い
た。負極には、所定の比表面積を有する非晶質炭素粉末
(呉羽化学工業(株)製、商品名カーボトロン)、黒鉛
粉末、MAG、KMFCのいずれかの炭素材、所定の比
表面積を有する導電材としてのVGCF又はAB及びバ
インダ(結着材)としてのPVDFまたは熱硬化性可塑
化ポリビニルアルコール樹脂を所定の割合で混合した負
極混合材を用い、合計表面積Sに対するバインダの質
量Bの比B/Sが下記式(3)を満たすようにし
た。
In the present embodiment, the positive electrode has a lithium transition metal composite oxide lithium manganate (LiMn 2 O 4 ) powder or lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) having a predetermined specific surface area (Nippon Kagaku Kogyo Co., Ltd.). Manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd., trade name J-SP, and AB by a conductive material having a predetermined specific surface area.
A positive electrode mixture material obtained by mixing Denka Black (trade name, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and a binder in a predetermined ratio was used. For the negative electrode, an amorphous carbon powder having a predetermined specific surface area (Kureha Chemical Industry Co., Ltd., trade name: CARBOTRON), graphite powder, a carbon material of MAG or KMFC, and a conductive material having a predetermined specific surface area. VGCF or AB as a binder and PVDF or a thermosetting plasticized polyvinyl alcohol resin as a binder (binder) at a predetermined ratio, and the ratio B of the mass B 2 of the binder to the total surface area S 2 is used. 2 / S 2 is set to satisfy the following formula (3).

【0042】[0042]

【数12】 [Equation 12]

【0043】本実施形態では、比B/Sを上記式
(3)の範囲内とすることにより、作製した円筒形リチ
ウムイオン電池20は、塗着された負極混合材の剥離・
脱落が防止され非水電解液との電極反応面積を確保する
ことができる。円筒形リチウムイオン電池20は、上述
した正極と同様に、バインダの量を増やすことで負極混
合材の剥離・脱落を防止し、容量や出力の低下を抑える
必要がある。しかし、バインダの量を多くすると負極混
合材の塗着量P中の単位質量あたりに含有される炭素
材、VGCF又はABの量が相対的に減少して、初期出
力の低下を招く。また、炭素材、VGCF又はABの表
面積Sが小さくなり電極反応面積が小さくなるので、
非水電解液との反応が促進されず、初期の容量や出力が
低下する。比B/Sを上記式(3)の範囲内とする
ことで、十分な電極反応面積を確保しつつ、含有させた
PVDFにより負極混合材の剥離・脱落を防止すること
が可能となる。従って、このように作製した円筒形リチ
ウムイオン電池20は、容量や出力の維持率の低下を抑
制することができ、長寿命の電池である。比B/S
が上記式(3)の範囲を下回る場合には、バインダの量
が少ないため、負極混合材の剥離・脱落を生じるので好
ましくなく、逆に上記式(3)の範囲を超える場合に
は、バインダの量が多くなり、電極反応面積が小さくな
るので好ましくない。この場合において、比B/S
が下記式(4)を満たすようにすれば、容量、出力共に
バランスよく維持でき、長寿命の円筒形リチウムイオン
電池20を得ることができる。
In this embodiment, the ratio BTwo/ STwoThe above formula
By making it within the range of (3), the produced cylindrical lithium
The um-ion battery 20 is designed to remove the coated negative electrode mixture material.
Prevents falling off and secures electrode reaction area with non-aqueous electrolyte
be able to. The cylindrical lithium ion battery 20 is described above.
In the same way as the positive electrode
Prevents peeling / falling of composite materials and suppresses reduction in capacity and output
There is a need. However, if the amount of binder is increased, the negative electrode mixture
Coating material amount PTwoCarbon contained per unit mass in
The amount of wood, VGCF or AB decreases relatively,
It causes a decrease in power. Also, a table of carbon material, VGCF or AB
Area STwoBecomes smaller and the electrode reaction area becomes smaller,
The reaction with the non-aqueous electrolyte is not promoted and the initial capacity and output
descend. Ratio BTwo/ STwoBe within the range of the above formula (3)
By doing so, it was contained while ensuring a sufficient electrode reaction area.
Use PVDF to prevent the negative electrode mixture from peeling off
Is possible. Therefore, the cylindrical lithi
The um-ion battery 20 suppresses the decrease in the capacity and the maintenance rate of the output.
It is a long-life battery that can be controlled. Ratio BTwo/ S Two
Is less than the range of the above formula (3), the amount of binder
It is preferable because the negative electrode mixed material may peel off or fall off.
If it is not good and conversely exceeds the range of the above formula (3),
Causes the amount of binder to increase and the electrode reaction area to decrease.
It is not preferable because In this case, the ratio BTwo/ STwo
If the following equation (4) is satisfied, both capacity and output are
Well-balanced and long-life cylindrical lithium ion
The battery 20 can be obtained.

【0044】[0044]

【数13】 [Equation 13]

【0045】<第3実施形態>次に、本発明の非水電解
液二次電池をハイブリッド電気自動車用の電源となる円
筒形リチウムイオン電池に適用した第3の実施の形態に
ついて説明する。本実施形態では、正極混合材について
の合計表面積Sに対するバインダの質量Bの比B
/Sを第1実施形態と同じ範囲内とすることに加え、
負極混合材についての合計表面積Sに対するバインダ
の質量Bの比B/Sを第2実施形態と同じ範囲内
としたものである。すなわち、比B/Sが下記式
(5−1)を満たし、かつ比B/Sが下記式(5−
2)を満たすようにする。
<Third Embodiment> Next, a third embodiment in which the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is applied to a cylindrical lithium ion battery as a power source for a hybrid electric vehicle will be described. In the present embodiment, the ratio B 1 of the mass B 1 of the binder to the total surface area S 1 of the positive electrode mixture material
In addition to keeping / S 1 within the same range as in the first embodiment,
The ratio B 2 / S 2 of the mass B 2 of the binder to the total surface area S 2 of the negative electrode mixture is set within the same range as in the second embodiment. That is, the ratio B 1 / S 1 satisfies the following formula (5-1), and the ratio B 2 / S 2 is the following formula (5-).
2) be satisfied.

【0046】[0046]

【数14】 [Equation 14]

【0047】両式を満たすことで、上述した第1実施形
態及び第2実施形態の作用を同時に奏するので、円筒形
リチウムイオン電池20は、充放電サイクルに伴う容量
や出力の維持率の低下をより抑制することができ、更に
長寿命の電池とすることができる。この場合において、
比B/Sが下記式(6−1)を満たし、かつ比B
/Sが下記式(6−2)を満たすようにすれば、容
量、出力共にバランスよく維持でき、長寿命の円筒形リ
チウムイオン20電池を得ることができる。
By satisfying both expressions, the above-described first embodiment
Since the state and the operation of the second embodiment are simultaneously achieved, the cylindrical shape
The lithium-ion battery 20 has a capacity according to charge / discharge cycles.
It is possible to further suppress the deterioration of the output maintenance ratio and
The battery can have a long life. In this case,
Ratio B1/ S1Satisfies the following formula (6-1), and the ratio B Two
/ STwoBy satisfying the following formula (6-2),
A long-life cylindrical refill that can maintain both quantity and output in good balance.
It is possible to obtain a lithium ion 20 battery.

【0048】[0048]

【数15】 [Equation 15]

【0049】[0049]

【実施例】次に、以上の実施形態に従って作製した円筒
形リチウムイオン電池20の実施例について説明する。
なお、比較のために作製した比較例の電池についても併
記する。
EXAMPLES Next, examples of the cylindrical lithium ion battery 20 manufactured according to the above-described embodiment will be described.
The battery of the comparative example prepared for comparison is also shown.

【0050】(実施例1)下表1に示すように、実施例
1は第2実施形態に従い、正極は、正極混合材100g
中に、比表面積0.98g/mのマンガン酸リチウム
(MN1)89g、比表面積9m/gの黒鉛粉末4.
95g、比表面積40m/gのAB0.75g、PV
DF5.3gを含有させた正極混合材をアルミニウム箔
に塗着量P=345g/mで塗着し、負極は、負極
混合材100g中に、比表面積3.5g/mの非晶質
炭素(A1)88g、比表面積14m/gのVGCF
3g、PVDF9gを含有させた負極混合材を銅箔に塗
着量P=90g/mで塗着した(以下の実施例及び
比較例において表1乃至表3の読み方は同じ。)。正極
側の計算値(比B/S×10000)を塗着量P
で除した数値をPの係数値とし、負極側の計算値(比
/S×10000)を塗着量Pで除した数値を
の係数値としたとき、Pの係数値は0.95であ
り、Pの係数値は2.86であった。従って、P
係数値は式(1)、式(2)、式(5−1)、式(6−
1)のPに掛けられる係数の値を意味し、Pの係数
値は式(3)、式(4)、式(5−2)、式(6−2)
のPに掛けられる係数の値を意味している。また、導
電材に用いた各材料の比表面積は、黒鉛粉末:9m
g、AB:40m/g、VGCF:14m/gであ
り、負極炭素材に用いた各材料の比表面積は、黒鉛粉
末:4.5m/g、MAG:3m/g、KMFC:
1.5m/gであった(以下に述べる実施例及び比較
例においても同じ)。
(Example 1) As shown in Table 1 below, Example 1 is according to the second embodiment, and the positive electrode is 100 g of the positive electrode mixture material.
3. 89 g of lithium manganate (MN1) having a specific surface area of 0.98 g / m 2 and graphite powder having a specific surface area of 9 m 2 / g.
95 g, AB 0.75 g with specific surface area 40 m 2 / g, PV
A positive electrode mixture containing DF5.3g was applied to an aluminum foil with a coating amount of P 1 = 345g / m 2 , and the negative electrode was 100 g of the negative electrode mixture and was amorphous with a specific surface area of 3.5g / m 2 . Quality carbon (A1) 88g, specific surface area 14m 2 / g VGCF
A negative electrode mixture containing 3 g of PVDF and 9 g of PVDF was applied to a copper foil at an applied amount of P 2 = 90 g / m 2 (in the following examples and comparative examples, the readings in Tables 1 to 3 are the same). The calculated value on the positive electrode side (ratio B 1 / S 1 × 10000) is the applied amount P 1
In divided by a number and coefficient values of P 1, when the calculated value of the negative electrode side of the value obtained by dividing by the coating weight P 2 (the ratio B 2 / S 2 × 10000) was coefficient values of P 2, the P 1 The coefficient value was 0.95 and the coefficient value of P 2 was 2.86. Therefore, the coefficient value of P 1 is expressed by the equation (1), the equation (2), the equation (5-1), and the equation (6-
1) means the value of the coefficient by which P 1 is multiplied, and the coefficient value of P 2 is equation (3), equation (4), equation (5-2), equation (6-2)
Means the value of the coefficient to be multiplied by P 2 . The specific surface area of each material used for the conductive material is graphite powder: 9 m 2 /
g, AB: 40 m 2 / g, VGCF: 14 m 2 / g, and the specific surface area of each material used for the negative electrode carbon material is graphite powder: 4.5 m 2 / g, MAG: 3 m 2 / g, KMFC:
It was 1.5 m 2 / g (the same applies to Examples and Comparative Examples described below).

【0051】なお、表1乃至表3において、各材料の配
合量は、正極又は負極混合材100g中に含有させるグ
ラム数(g)で示している。また、MN1は遷移金属が
マンガンで比表面積が0.98m/gのマンガン酸リ
チウムを、MN2は比表面積が0.4m/gのマンガ
ン酸リチウムを、MN3は比表面積が0.7m/gの
マンガン酸リチウムを、COは遷移金属がコバルトで比
表面積が0.55m/gのコバルト酸リチウムをそれ
ぞれ示している。更に、A1は比表面積が3.5m
gの非晶質炭素を、A2は比表面積が6m/gの非晶
質炭素をそれぞれ示している。
In Tables 1 to 3, the blending amount of each material is shown by the number of grams (g) contained in 100 g of the positive electrode or negative electrode mixed material. Further, MN1 is lithium manganate having a transition metal of manganese and a specific surface area of 0.98 m 2 / g, MN2 is lithium manganate having a specific surface area of 0.4 m 2 / g, and MN3 is 0.7 m 2 of specific surface area. / G of lithium manganate, and CO represents a transition metal of cobalt and a specific surface area of 0.55 m 2 / g of lithium cobalt oxide. Furthermore, A1 has a specific surface area of 3.5 m 2 /
g of amorphous carbon, and A2 represents amorphous carbon having a specific surface area of 6 m 2 / g.

【0052】(実施例2〜実施例4)下表1に示すよう
に、実施例2〜実施例4は第1実施形態に従い、P
係数値を、実施例2では1.00、実施例3では1.6
0、実施例4では1.99とし、Pの係数値を、実施
例2〜実施例4共に3.91とした。
(Examples 2 to 4) As shown in Table 1 below, in Examples 2 to 4, the coefficient value of P 1 is set to 1.00 in Example 2 according to the first embodiment. 1.6 in example 3
0, in Example 4, it was set to 1.99, and the coefficient value of P 2 was set to 3.91 in Examples 2 to 4.

【0053】(実施例3−A)下表1に示すように、実
施例3−Aは、正極のバインダに熱硬化性可塑化ポリビ
ニルアルコールを用いた以外は、実施例3と同様に作製
した電池である。
(Example 3-A) As shown in Table 1 below, Example 3-A was prepared in the same manner as in Example 3 except that thermosetting plasticized polyvinyl alcohol was used as the binder of the positive electrode. It is a battery.

【0054】(実施例5)下表1に示すように、実施例
5は第2実施形態に従い、Pの係数値を0.96と
し、Pの係数値を3.16とした。
Example 5 As shown in Table 1 below, in Example 5, the coefficient value of P 1 was set to 0.96 and the coefficient value of P 2 was set to 3.16 according to the second embodiment.

【0055】(実施例5−A)下表1に示すように、実
施例5−Aは、負極のバインダに熱硬化性可塑化ポリビ
ニルアルコールを用いた以外は、実施例5と同様に作製
した電池である。
(Example 5-A) As shown in Table 1 below, Example 5-A was prepared in the same manner as in Example 5 except that thermosetting plasticized polyvinyl alcohol was used as the binder of the negative electrode. It is a battery.

【0056】(実施例6〜実施例8)下表1に示すよう
に、実施例6〜実施例8は第1実施形態に従い、P
係数値を、実施例6では1.00、実施例7では1.6
9、実施例8では2.00とし、Pの係数値を、実施
例6〜実施例8共に3.91とした。
(Example 6 to Example 8) As shown in Table 1 below, in Example 6 to Example 8, the coefficient value of P 1 was set to 1.00 in Example 6 according to the first embodiment. 1.6 in Example 7
In Example 9 and Example 8, it was set to 2.00, and the coefficient value of P 2 was set to 3.91 in Examples 6 to 8.

【0057】(実施例7−A)下表1に示すように、実
施例7−Aは、正極のバインダに熱硬化性可塑化ポリビ
ニルアルコールを用いた以外は、実施例7と同様に作製
した電池である。
(Example 7-A) As shown in Table 1 below, Example 7-A was prepared in the same manner as in Example 7 except that a thermosetting plasticized polyvinyl alcohol was used as the binder of the positive electrode. It is a battery.

【0058】(実施例9〜実施例11)下表1に示すよ
うに、実施例9〜実施例11は第2実施形態に従い、P
の係数値を、実施例9〜実施例11共に2.11と
し、Pの係数値を、実施例9では2.10、実施例1
0では2.86、実施例11では3.80とした。
(Examples 9 to 11) As shown in Table 1 below, Examples 9 to 11 are P-type according to the second embodiment.
The coefficient value of 1 is 2.11 in all of the ninth to eleventh embodiments, and the coefficient value of P 2 is 2.10 in the ninth embodiment and the first embodiment.
0 was set to 2.86, and Example 11 was set to 3.80.

【0059】(実施例9−A)下表1に示すように、実
施例9−Aは、負極のバインダに熱硬化性可塑化ポリビ
ニルアルコールを用いた以外は、実施例9と同様に作製
した電池である。
(Example 9-A) As shown in Table 1 below, Example 9-A was prepared in the same manner as in Example 9 except that thermosetting plasticized polyvinyl alcohol was used as the binder of the negative electrode. It is a battery.

【0060】(実施例10−A)下表1に示すように、
実施例10−Aは、負極のバインダに熱硬化性可塑化ポ
リビニルアルコールを用いた以外は、実施例10と同様
に作製した電池である。
(Example 10-A) As shown in Table 1 below,
Example 10-A is a battery produced in the same manner as in Example 10 except that thermosetting plasticized polyvinyl alcohol was used as the binder of the negative electrode.

【0061】[0061]

【表1】 [Table 1]

【0062】(実施例12)表1に示すように、実施例
12は第1実施形態に従い、Pの係数値を1.60と
し、Pの係数値を2.00とした。
Example 12 As shown in Table 1, in Example 12, according to the first embodiment, the coefficient value of P 1 was 1.60 and the coefficient value of P 2 was 2.00.

【0063】(実施例12−A)表1に示すように、実
施例12−Aは、正極のバインダに熱硬化性可塑化ポリ
ビニルアルコールを用いた以外は、実施例12と同様に
作製した電池である。
(Example 12-A) As shown in Table 1, in Example 12-A, a battery prepared in the same manner as in Example 12 except that thermosetting plasticized polyvinyl alcohol was used as the binder of the positive electrode. Is.

【0064】(実施例13〜実施例15)表1に示すよ
うに、実施例13〜実施例15は第2実施形態に従い、
の係数値を、実施例13〜実施例15共に2.15
とし、Pの係数値を、実施例13では2.10、実施
例14では3.16、実施例15では3.80とした。
Examples 13 to 15 As shown in Table 1, Examples 13 to 15 are in accordance with the second embodiment.
The coefficient value of P 1 is set to 2.15 in each of Examples 13 to 15.
The coefficient value of P 2 is 2.10 in Example 13, 3.16 in Example 14, and 3.80 in Example 15.

【0065】(実施例16〜実施例17)表1に示すよ
うに、実施例16〜実施例17は第1実施形態に従い、
の係数値を、実施例16〜実施例17共に1.69
とし、Pの係数値を、実施例16では2.06、実施
例17では2.01とした。
(Examples 16 to 17) As shown in Table 1, Examples 16 to 17 are in accordance with the first embodiment.
The coefficient value of P 1 is 1.69 for both Example 16 and Example 17.
The coefficient value of P 2 was set to 2.06 in Example 16 and 2.01 in Example 17.

【0066】(実施例16−A)表1に示すように、実
施例16−Aは、正極のバインダに熱硬化性可塑化ポリ
ビニルアルコールを用いた以外は、実施例16と同様に
作製した電池である。
(Example 16-A) As shown in Table 1, in Example 16-A, a battery produced in the same manner as in Example 16 except that thermosetting plasticized polyvinyl alcohol was used as the binder of the positive electrode. Is.

【0067】(実施例17−A)表1に示すように、実
施例17−Aは、正極のバインダに熱硬化性可塑化ポリ
ビニルアルコールを用いた以外は、実施例17と同様に
作製した電池である。
(Example 17-A) As shown in Table 1, in Example 17-A, a battery prepared in the same manner as in Example 17 except that thermosetting plasticized polyvinyl alcohol was used as the binder of the positive electrode. Is.

【0068】(実施例18〜実施例20)表1に示すよ
うに、実施例18〜実施例20は第2実施形態に従い、
の係数値を、実施例18〜実施例20共に2.15
とし、Pの係数値を、実施例18では2.10、実施
例19では2.94、実施例20では3.80とした。
(Examples 18 to 20) As shown in Table 1, Examples 18 to 20 are in accordance with the second embodiment.
The coefficient value of P 1 is set to 2.15 in each of Examples 18 to 20.
The coefficient value of P 2 is 2.10 in Example 18, 2.94 in Example 19 and 3.80 in Example 20.

【0069】(実施例21)下表2に示すように、実施
例21は第1実施形態に従い、Pの係数値を1.69
とし、Pの係数値を3.91とした。
(Example 21) As shown in Table 2 below, in Example 21, the coefficient value of P 1 was 1.69 according to the first embodiment.
And the coefficient value of P 2 was set to 3.91.

【0070】(実施例21−A)表2に示すように、実
施例21−Aは、正極のバインダに熱硬化性可塑化ポリ
ビニルアルコールを用いた以外は、実施例21と同様に
作製した電池である。
(Example 21-A) As shown in Table 2, in Example 21-A, a battery prepared in the same manner as in Example 21 except that thermosetting plasticized polyvinyl alcohol was used as the binder of the positive electrode. Is.

【0071】[0071]

【表2】 [Table 2]

【0072】(実施例22〜実施例30)表2に示すよ
うに、実施例22〜実施例30は第3実施形態に従い、
の係数値を、実施例22では1.00、実施例23
では1.60、実施例24では1.99、実施例25で
は1.00、実施例26では1.69、実施例27では
2.00、実施例28では1.00、実施例29では
1.69、実施例30では2.00とした。Pの係数
値を、実施例22では2.10、実施例23では2.8
6、実施例24では3.80、実施例25では2.1
0、実施例26では3.16、実施例27では3.8
0、実施例28では2.10、実施例29では2.9
4、実施例30では3.80とした。
(Examples 22 to 30) As shown in Table 2, Examples 22 to 30 are in accordance with the third embodiment.
The coefficient value of P 1 is 1.00 in Example 22,
1.60, Example 24 is 1.99, Example 25 is 1.00, Example 26 is 1.69, Example 27 is 2.00, Example 28 is 1.00, and Example 29 is 1. .69, and in Example 30 it was set to 2.00. The coefficient value of P 2 is 2.10 in Example 22 and 2.8 in Example 23.
6, 3.80 in Example 24, 2.1 in Example 25
0, 3.26 in Example 26, 3.8 in Example 27.
0, Example 28 2.10, Example 29 2.9.
4. In Example 30, it was set to 3.80.

【0073】(実施例22−A)表2に示すように、実
施例22−Aは、正極及び負極のバインダに熱硬化性可
塑化ポリビニルアルコールを用いた以外は、実施例22
と同様に作製した電池である。
(Example 22-A) As shown in Table 2, Example 22-A is the same as Example 22-A except that thermosetting plasticized polyvinyl alcohol was used as the binder for the positive electrode and the negative electrode.
It is a battery manufactured in the same manner as.

【0074】(実施例23−A)表2に示すように、実
施例23−Aは、正極及び負極のバインダに熱硬化性可
塑化ポリビニルアルコールを用いた以外は、実施例23
と同様に作製した電池である。
(Example 23-A) As shown in Table 2, in Example 23-A, except that thermosetting plasticized polyvinyl alcohol was used as the binder of the positive electrode and the negative electrode.
It is a battery manufactured in the same manner as.

【0075】(実施例26−A)表2に示すように、実
施例26−Aは、正極及び負極のバインダに熱硬化性可
塑化ポリビニルアルコールを用いた以外は、実施例26
と同様に作製した電池である。
(Example 26-A) As shown in Table 2, in Example 26-A, except that thermosetting plasticized polyvinyl alcohol was used as the binder for the positive electrode and the negative electrode.
It is a battery manufactured in the same manner as.

【0076】(実施例28−A)表2に示すように、実
施例28−Aは、正極及び負極のバインダに熱硬化性可
塑化ポリビニルアルコールを用いた以外は、実施例28
と同様に作製した電池である。
(Example 28-A) As shown in Table 2, in Example 28-A, except that thermosetting plasticized polyvinyl alcohol was used as the binder for the positive electrode and the negative electrode.
It is a battery manufactured in the same manner as.

【0077】(実施例29−A)表2に示すように、実
施例29−Aは、正極及び負極のバインダに熱硬化性可
塑化ポリビニルアルコールを用いた以外は、実施例29
と同様に作製した電池である。
(Example 29-A) As shown in Table 2, in Example 29-A, except that a thermosetting plasticized polyvinyl alcohol was used as the binder of the positive electrode and the negative electrode.
It is a battery manufactured in the same manner as.

【0078】(実施例31)表2に示すように、実施例
30は第2実施形態に従い、Pの係数値を0.92と
し、Pの係数値を2.98とした。
(Example 31) As shown in Table 2, in Example 30, according to the second embodiment, the coefficient value of P 1 was set to 0.92 and the coefficient value of P 2 was set to 2.98.

【0079】(実施例31−A)表2に示すように、実
施例31−Aは、負極のバインダに熱硬化性可塑化ポリ
ビニルアルコールを用いた以外は、実施例31と同様に
作製した電池である。
Example 31-A As shown in Table 2, in Example 31-A, a battery prepared in the same manner as in Example 31 except that thermosetting plasticized polyvinyl alcohol was used as the binder of the negative electrode. Is.

【0080】(実施例32〜実施例34)表2に示すよ
うに、実施例32〜実施例34は第3実施形態に従い、
の係数値を、実施例32では1.00、実施例33
では1.48、実施例34では2.00とした。P
係数値を、実施例32では2.10、実施例33では
2.98、実施例34では3.80とした。
(Examples 32 to 34) As shown in Table 2, Examples 32 to 34 are in accordance with the third embodiment.
The coefficient value of P 1 is 1.00 in Example 32 and 33 in Example 33.
Was 1.48 and in Example 34, it was 2.00. The coefficient value of P 2 was 2.10 in Example 32, 2.98 in Example 33, and 3.80 in Example 34.

【0081】(実施例32−A)表2に示すように、実
施例32−Aは、正極及び負極のバインダに熱硬化性可
塑化ポリビニルアルコールを用いた以外は、実施例32
と同様に作製した電池である。
(Example 32-A) As shown in Table 2, in Example 32-A, except that thermosetting plasticized polyvinyl alcohol was used as the binder of the positive electrode and the negative electrode.
It is a battery manufactured in the same manner as.

【0082】(実施例33−A)表2に示すように、実
施例33−Aは、正極及び負極のバインダに熱硬化性可
塑化ポリビニルアルコールを用いた以外は、実施例33
と同様に作製した電池である。
(Example 33-A) As shown in Table 2, in Example 33-A, except that a thermosetting plasticized polyvinyl alcohol was used as the binder of the positive electrode and the negative electrode,
It is a battery manufactured in the same manner as.

【0083】(実施例34−A)表2に示すように、実
施例34−Aは、正極及び負極のバインダに熱硬化性可
塑化ポリビニルアルコールを用いた以外は、実施例34
と同様に作製した電池である。
(Example 34-A) As shown in Table 2, in Example 34-A, except that thermosetting plasticized polyvinyl alcohol was used as the binder of the positive electrode and the negative electrode, Example 34-A was used.
It is a battery manufactured in the same manner as.

【0084】(実施例35)表2に示すように、実施例
35は第2実施形態に従い、Pの係数値を2.16と
し、Pの係数値を2.98とした。
Example 35 As shown in Table 2, in Example 35, according to the second embodiment, the coefficient value of P 1 was 2.16 and the coefficient value of P 2 was 2.98.

【0085】(実施例35−A)表2に示すように、実
施例35−Aは、負極のバインダに熱硬化性可塑化ポリ
ビニルアルコールを用いた以外は、実施例35と同様に
作製した電池である。
(Example 35-A) As shown in Table 2, in Example 35-A, a battery prepared in the same manner as in Example 35 except that thermosetting plasticized polyvinyl alcohol was used as the binder of the negative electrode. Is.

【0086】(実施例36)表2に示すように、実施例
36は第1実施形態に従い、Pの係数値を1.61と
し、Pの係数値を2.01とした。
Example 36 As shown in Table 2, in Example 36, the coefficient value of P 1 was set to 1.61 and the coefficient value of P 2 was set to 2.01 according to the first embodiment.

【0087】(実施例37〜実施例39)表2に示すよ
うに、実施例37〜実施例39は第3実施形態に従い、
の係数値を、実施例37では1.00、実施例38
では1.61、実施例39では2.00とした。P
係数値を、実施例37では2.12、実施例38では
2.90、実施例39では3.80とした。
(Examples 37 to 39) As shown in Table 2, Examples 37 to 39 are in accordance with the third embodiment.
The coefficient value of P 1 is 1.00 in Example 37 and 38 in Example.
Was 1.61 and that of Example 39 was 2.00. The coefficient value of P 2 was 2.12 in Example 37, 2.90 in Example 38, and 3.80 in Example 39.

【0088】(実施例38−A)表2に示すように、実
施例38−Aは、負極のバインダに熱硬化性可塑化ポリ
ビニルアルコールを用いた以外は、実施例38と同様に
作製した電池である。
(Example 38-A) As shown in Table 2, in Example 38-A, a battery prepared in the same manner as in Example 38 except that thermosetting plasticized polyvinyl alcohol was used as the binder of the negative electrode. Is.

【0089】(実施例39−A)表2に示すように、実
施例39−Aは、正極及び負極のバインダに熱硬化性可
塑化ポリビニルアルコールを用いた以外は、実施例39
と同様に作製した電池である。
(Example 39-A) As shown in Table 2, in Example 39-A, except that thermosetting plasticized polyvinyl alcohol was used as the binder for the positive electrode and the negative electrode, Example 39-A was used.
It is a battery manufactured in the same manner as.

【0090】(実施例40)表2に示すように、実施例
40は第1実施形態に従い、Pの係数値を1.61と
し、Pの係数値を3.88とした。
(Example 40) As shown in Table 2, in Example 40, the coefficient value of P 1 was set to 1.61 and the coefficient value of P 2 was set to 3.88 according to the first embodiment.

【0091】(実施例40−A)表2に示すように、実
施例40−Aは、正極のバインダに熱硬化性可塑化ポリ
ビニルアルコールを用いた以外は、実施例40と同様に
作製した電池である。
(Example 40-A) As shown in Table 2, in Example 40-A, a battery prepared in the same manner as in Example 40 except that thermosetting plasticized polyvinyl alcohol was used as the binder of the positive electrode. Is.

【0092】(比較例1〜比較例2)下表3に示すよう
に、比較例1〜比較例2では、正極はいずれも実施例1
と同じ正極を用い、負極は、比較例1では実施例12と
同じ負極を、比較例2では実施例2と同じ負極をそれぞ
れ用いた。Pの係数値を、比較例1〜比較例2共に
0.95とし、Pの係数値を、比較例1では2.0
0、比較例2では3.91とした。
(Comparative Examples 1 and 2) As shown in Table 3 below, in Comparative Examples 1 and 2, the positive electrode was used as in Example 1
In Comparative Example 1, the same negative electrode as in Example 12 was used, and in Comparative Example 2, the same negative electrode as in Example 2 was used. The coefficient value of P 1 is set to 0.95 in Comparative Examples 1 and 2 , and the coefficient value of P 2 is set to 2.0 in Comparative Example 1.
0, and in Comparative Example 2 it was 3.91.

【0093】[0093]

【表3】 [Table 3]

【0094】(比較例3〜比較例4)表3に示すよう
に、比較例3〜比較例4では、正極はいずれも実施例9
と同じ正極を用い、負極は、比較例3では実施例12と
同じ負極を、比較例4では実施例2と同じ負極をそれぞ
れ用いた。Pの係数値を、比較例3〜比較例共に2.
11とし、Pの係数値を、比較例3では2.00、比
較例4では3.91とした。
Comparative Example 3 to Comparative Example 4 As shown in Table 3, in Comparative Example 3 to Comparative Example 4, the positive electrode was used in Example 9
In Comparative Example 3, the same negative electrode as in Example 12 was used, and in Comparative Example 4, the same negative electrode as in Example 2 was used. The coefficient value of P 1 is set to 2.
11, the coefficient value of P 2 was 2.00 in Comparative Example 3 and 3.91 in Comparative Example 4.

【0095】(比較例5〜比較例6)表3に示すよう
に、比較例5〜比較例6では、正極はいずれも実施例5
と同じ正極を用い、負極は、比較例5では実施例16と
同じ負極を、比較例6では実施例6と同じ負極をそれぞ
れ用いた。Pの係数値を、比較例5〜比較例6共に
0.96とし、Pの係数値を、比較例5では2.0
6、比較例6では3.91とした。
Comparative Example 5 to Comparative Example 6 As shown in Table 3, in Comparative Example 5 to Comparative Example 6, the positive electrode is used in Example 5
In Comparative Example 5, the same negative electrode as in Example 16 was used, and in Comparative Example 6, the same negative electrode as in Example 6 was used. The coefficient value of P 1 is set to 0.96 in Comparative Examples 5 to 6, and the coefficient value of P 2 is set to 2.0 in Comparative Example 5.
6 and Comparative Example 6 was set to 3.91.

【0096】(比較例7〜比較例8)表3に示すよう
に、比較例7〜比較例8では、正極はいずれも実施例1
3と同じ正極を用い、負極は、比較例7では実施例16
と同じ負極を、比較例8では実施例6と同じ負極をそれ
ぞれ用いた。Pの係数値を、比較例7〜比較例8共に
2.15とし、Pの係数値は、比較例7では2.0
6、比較例8では3.91とした。
(Comparative Examples 7 to 8) As shown in Table 3, in Comparative Examples 7 to 8, the positive electrode was used as in Example 1.
The same positive electrode as in Example 3 was used, and the negative electrode was used in Comparative Example 7 as Example 16
In Comparative Example 8, the same negative electrode as in Example 6 was used. The coefficient value of P 1 is set to 2.15 in Comparative Examples 7 to 8 and the coefficient value of P 2 is 2.0 in Comparative Example 7.
6 and Comparative Example 8 was set to 3.91.

【0097】(比較例9〜比較例10)表3に示すよう
に、比較例9〜比較例10では、正極はいずれも実施例
5と同じ正極を用い、負極は、比較例9では実施例17
と同じ負極を、比較例10では実施例21と同じ負極を
それぞれ用いた。Pの係数値を、比較例9〜比較例1
0共に0.96とし、Pの係数値を、比較例9では
2.01、比較例10では3.91とした。
(Comparative Examples 9 to 10) As shown in Table 3, in Comparative Examples 9 to 10, the same positive electrode as in Example 5 was used as the positive electrode, and the negative electrode in Comparative Example 9 was the same as in Example 5. 17
In Comparative Example 10, the same negative electrode as in Example 21 was used. The coefficient value of P 1 is set as Comparative Example 9 to Comparative Example 1.
0 was 0.96, and the coefficient value of P 2 was 2.01 in Comparative Example 9 and 3.91 in Comparative Example 10.

【0098】(比較例11〜比較例12)表3に示すよ
うに、比較例11〜比較例12では、正極はいずれも実
施例13と同じ正極を用い、負極は、比較例11では実
施例17と同じ負極を、比較例12では実施例21と同
じ負極をそれぞれ用いた。Pの係数値を、比較例11
〜比較例12共に2.15とし、Pの係数値を、比較
例11では2.01、比較例12では3.91とした。
(Comparative Examples 11 to 12) As shown in Table 3, in Comparative Examples 11 to 12, the same positive electrode as that of Example 13 was used as the positive electrode, and the negative electrode of Comparative Example 11 was the same as that of Example 13. The same negative electrode as in Example 17 was used in Comparative Example 12, and the same negative electrode as in Example 21 was used in Comparative Example 12. The coefficient value of P 1 is set as Comparative Example 11
And - Comparative Example 12 both 2.15, the coefficient values of P 2, in Comparative Example 11 2.01 was Comparative Example 12, 3.91.

【0099】(比較例13〜比較例14)表3に示すよ
うに、比較例13〜比較例14では、正極はいずれも実
施例31と同じ正極を用い、負極は、比較例13では実
施例17と同じ負極を、比較例14では実施例21と同
じ負極をそれぞれ用いた。Pの係数値を、比較例13
〜比較例14共に0.92とし、Pの係数値を、比較
例13では2.01、比較例14では3.91とした。
(Comparative Examples 13 to 14) As shown in Table 3, in Comparative Examples 13 to 14, the same positive electrode as in Example 31 was used as the positive electrode, and the negative electrode in Comparative Example 13 was as in Example 13. The same negative electrode as in Example 17 was used in Comparative Example 14, and the same negative electrode as in Example 21 was used in Comparative Example 14. The coefficient value of P 1 is set to Comparative Example 13
And - Comparative Example 14 both 0.92, the coefficient values of P 2, in Comparative Example 13 2.01, was 3.91 in Comparative Example 14.

【0100】(比較例15〜比較例16)表3に示すよ
うに、比較例15〜比較例16では、正極はいずれも実
施例35と同じ正極を用い、負極は、比較例15では実
施例17と同じ負極を、比較例16では実施例21と同
じ負極をそれぞれ用いた。Pの係数値を、比較例15
〜比較例16共に2.16とし、Pの係数値を、比較
例15では2.01、比較例16では3.91とした。
(Comparative Examples 15 to 16) As shown in Table 3, in Comparative Examples 15 to 16, the same positive electrode as in Example 35 was used as the positive electrode, and the negative electrode in Comparative Example 15 was the same as that in Example 35. The same negative electrode as in Example 17 was used, and in Comparative Example 16, the same negative electrode as in Example 21 was used. The coefficient value of P 1 is set as Comparative Example 15
And - Comparative Example 16 both 2.16, the coefficient values of P 2, in Comparative Example 15 2.01, was 3.91 in Comparative Example 16.

【0101】(比較例17〜比較例18)表3に示すよ
うに、比較例17〜比較例18では、負極は、比較例1
7では実施例36と同じ負極を、比較例18では実施例
40と同じ負極をそれぞれ用いた。Pの係数値を、比
較例17〜比較例18共に0.92とし、Pの係数値
を、比較例17では2.01、比較例18では3.88
とした。
Comparative Examples 17 to 18 As shown in Table 3, in Comparative Examples 17 to 18, the negative electrode was Comparative Example 1
In Comparative Example 18, the same negative electrode as in Example 36 was used, and in Comparative Example 18, the same negative electrode as in Example 40 was used. The coefficient value of P 1 is set to 0.92 in Comparative Examples 17 to 18, and the coefficient value of P 2 is 2.01 in Comparative Example 17 and 3.88 in Comparative Example 18.
And

【0102】(比較例19〜比較例20)表3に示すよ
うに、比較例19〜比較例20では、負極は、比較例1
9では比較例17と同じ負極を、比較例20では比較例
18と同じ負極をそれぞれ用いた。Pの係数値を、比
較例19〜比較例20共に2.12とし、Pの係数値
を、比較例19では2.01、比較例20では3.88
とした。
Comparative Examples 19 to 20 As shown in Table 3, in Comparative Examples 19 to 20, the negative electrode was Comparative Example 1
In Comparative Example 9, the same negative electrode as in Comparative Example 17 was used, and in Comparative Example 20, the same negative electrode as in Comparative Example 18 was used. The coefficient value of P 1 is 2.12 in Comparative Examples 19 to 20 and the coefficient value of P 2 is 2.01 in Comparative Example 19 and 3.88 in Comparative Example 20.
And

【0103】<試験・評価>次に、以上のようにして作
製した実施例及び比較例の各電池について、以下の一連
の試験を行った。
<Test / Evaluation> Next, the following series of tests were performed on each of the batteries of Examples and Comparative Examples produced as described above.

【0104】実施例及び比較例の各電池を充電した後放
電し、放電容量を測定した。充電条件は、4.2V定電
圧、制限電流5A、4.5時間とした。放電条件は、5
A定電流、終止電圧2.7Vとした。
The batteries of Examples and Comparative Examples were charged and then discharged to measure the discharge capacity. The charging conditions were a constant voltage of 4.2 V, a limiting current of 5 A, and 4.5 hours. Discharge condition is 5
A constant current and final voltage were 2.7V.

【0105】また、上記条件で充電状態の電池の放電出
力を測定した。測定条件は、1A、3A、6A、各放電
電流で5秒目の電圧を読み取り、横軸電流値に対して縦
軸にプロットし、3点を結ぶ近似直線が、2.7Vと交
差するところの電流値と、2.7Vとの積を出力とし
た。
Further, the discharge output of the battery in the charged state was measured under the above conditions. The measurement conditions are 1A, 3A, 6A, reading the voltage at the 5th second at each discharge current, plotting the current value on the horizontal axis on the vertical axis, and the approximate straight line connecting the three points intersects 2.7V. The product of the current value of V and 2.7 V was used as the output.

【0106】更に、実施例及び比較例の各電池を、上記
条件で充放電を100回繰り返した後、同様にして出力
及び放電容量を測定し、初期の出力及び放電容量に対す
る維持率をそれぞれ百分率で示した。当然のことなが
ら、この維持率が高いほうが、寿命特性がよいことにな
る。
Further, the batteries of Examples and Comparative Examples were repeatedly charged and discharged 100 times under the above-mentioned conditions, and then the output and the discharge capacity were measured in the same manner. Indicated by. As a matter of course, the higher the maintenance rate, the better the life characteristics.

【0107】これら充放電、放電容量及び出力の測定
は、いずれも環境温度25±1°Cの雰囲気で行った。
試験結果を下表4及び下表5に示した。
The charging / discharging, the discharge capacity and the output were measured in an atmosphere having an ambient temperature of 25 ± 1 ° C.
The test results are shown in Tables 4 and 5 below.

【0108】[0108]

【表4】 [Table 4]

【0109】[0109]

【表5】 [Table 5]

【0110】表4及び表5に示すように、実施例1〜実
施例40の電池では、容量維持率及び出力維持率が共に
高い電池が得られた。比較例1〜比較例20の電池で
は、P の係数値が、1.00を下回るか、2.00を
超え、かつPの係数値が、2.10を下回るか、3.
80を超えているため、容量維持率、出力維持率が共に
低い電池、又はいずれかが著しく低い電池となった。
As shown in Tables 4 and 5, Examples 1 to 1
In the battery of Example 40, both the capacity maintenance ratio and the output maintenance ratio were
A high battery was obtained. With the batteries of Comparative Example 1 to Comparative Example 20
Is P 1Coefficient value of is less than 1.00 or 2.00
Exceed and PTwoThe coefficient value of is less than 2.10 or 3.
Since it exceeds 80, both capacity maintenance ratio and output maintenance ratio are
Low battery, or either battery was significantly low.

【0111】これに対して、Pの係数値が1.00以
上、2.00以下の第1実施形態に従って作製した実施
例2〜実施例4、実施例6〜実施例8、実施例12、実
施例16、実施例17、実施例21、実施例36及び実
施例40の電池では、容量維持率、出力維持率のうち少
なくとも一方が比較例の電池と比較して高い値を示し
た。中でも、Pの係数値が1.69以上、2.00以
下の実施例4、実施例7、実施例8及び実施例21は、
容量維持率と出力維持率がバランスよく高い値を示し
た。
On the other hand, Examples 2 to 4, Example 6 to Example 8 and Example 12 produced according to the first embodiment in which the coefficient value of P 1 is 1.00 or more and 2.00 or less. In the batteries of Example 16, Example 17, Example 21, Example 36, and Example 40, at least one of the capacity retention rate and the output retention rate was higher than that of the battery of Comparative Example. Among them, Example 4, Example 7, Example 8 and Example 21 in which the coefficient value of P 1 is 1.69 or more and 2.00 or less,
The capacity retention rate and the output retention rate were high in a well-balanced manner.

【0112】また、第1実施形態に従って作製した電池
の中では、Pの係数値が2.10を下回る実施例1
2、実施例16、実施例17及び実施例36の電池は、
容量維持率が若干低い値を示し、逆に、Pの係数値が
3.80を超える実施例2〜4、実施例6〜8、実施例
21及び実施例40の電池は、出力維持率が若干低い値
を示した。
In addition, among the batteries manufactured according to the first embodiment, Example 1 in which the coefficient value of P 2 is less than 2.10.
The batteries of 2, Example 16, Example 17, and Example 36 are
The capacity retention rate shows a slightly low value, and conversely, the batteries of Examples 2 to 4, Examples 6 to 8, Example 21 and Example 40 in which the coefficient value of P 2 exceeds 3.80 are output retention rates. Showed a slightly lower value.

【0113】Pの係数値が2.10以上、3.80以
下の第2実施形態に従って作製した実施例1、実施例
5、実施例9〜実施例11、実施例13〜実施例15、
実施例18〜実施例20、実施例31及び実施例35の
電池では、容量維持率、出力維持率のうち少なくとも一
方が比較例の電池と比較して高い値を示した。中でも、
の係数値が2.86以上、3.80以下の実施例1
0、実施例11、実施例14、実施例15、実施例19
及び実施例20は、容量維持率と出力維持率がバランス
よく高い値を示した。
Example 1, Example 5, Example 9 to Example 11, Example 13 to Example 15, produced according to the second embodiment in which the coefficient value of P 2 is 2.10 or more and 3.80 or less,
In the batteries of Examples 18 to 20, Example 31, and Example 35, at least one of the capacity retention rate and the output retention rate was higher than that of the battery of Comparative Example. Above all,
Example 1 in which the coefficient value of P 2 is 2.86 or more and 3.80 or less
0, Example 11, Example 14, Example 15, Example 19
Also, in Example 20, the capacity retention ratio and the output retention ratio were high values in a well-balanced manner.

【0114】また、第2実施形態に従って作製した電池
の中では、Pの係数値が1.00を下回る実施例1、
実施例5及び実施例31の電池は、容量維持率が若干低
い値を示し、逆に、Pの係数値が2.00を超える実
施例9〜実施例11、実施例13〜実施例15、実施例
18〜実施例20及び実施例35の電池は、出力維持率
が若干低い値を示した。
In the battery manufactured according to the second embodiment, the coefficient value of P 1 is less than 1.00.
The batteries of Examples 5 and 31 exhibited a slightly lower capacity retention rate, and conversely, Examples 9 to 11 and Examples 13 to 15 in which the coefficient of P 1 exceeded 2.00. The batteries of Examples 18 to 20 and Example 35 had slightly lower output retention rates.

【0115】Pの係数値が1.00以上、2.00以
下で、かつPの係数値が2.10以上、3.80以下
の第3実施形態に従って作製した実施例22〜実施例3
0、実施例32〜実施例34、実施例37〜39の電池
では、容量維持率及び出力維持率が共に極めて高い値を
示した。中でも、Pの係数値が1.69以上、2.0
0以下で、かつPの係数値が2.94以上、3.80
以下の実施例26、実施例27、実施例29、実施例3
0及び実施例34は、容量維持率及び出力維持率のバラ
ンスがよく極めて高い値を示した。
Examples 22 to Examples produced according to the third embodiment in which the coefficient value of P 1 is 1.00 or more and 2.00 or less and the coefficient value of P 2 is 2.10 or more and 3.80 or less. Three
In the batteries of No. 0, Examples 32 to 34, and Examples 37 to 39, both the capacity retention rate and the output retention rate were extremely high values. Above all, the coefficient value of P 1 is 1.69 or more, 2.0
0 or less, and the coefficient value of P 2 is 2.94 or more and 3.80
Example 26, Example 27, Example 29, and Example 3 below
In Example 0 and Example 34, the capacity retention rate and the output retention rate were well balanced and exhibited extremely high values.

【0116】上記いずれの実施形態にかかわらず、バイ
ンダに熱硬化性可塑化ポリビニルアルコールを用いた実
施例3−A、5−A、7−A、9−A、10−A、12
−A、16−A、17−A、21−A、22−A、23
−A、26−A、28−A、29−A、32−A、33
−A、34−A、35−A、38−A、39−A、40
−Aにおいては、バインダにPVDFを用いたそれぞれ
に対応する実施例の電池に比べて、出力維持率、容量維
持率ともに高い値を示した。
Regardless of any of the above embodiments, Examples 3-A, 5-A, 7-A, 9-A, 10-A, 12 using thermosetting plasticized polyvinyl alcohol as a binder.
-A, 16-A, 17-A, 21-A, 22-A, 23
-A, 26-A, 28-A, 29-A, 32-A, 33
-A, 34-A, 35-A, 38-A, 39-A, 40
In the case of -A, both the output retention rate and the capacity retention rate were higher than those of the batteries of Examples corresponding to PVDF binders.

【0117】以上、多数の実施例、比較例から明らかな
ように、第1実施形態によれば、リチウム遷移金属複酸
化物の種類、正極混合材の組成や塗着量によらず、上述
した式(1)を満たすことにより容量維持率、出力維持
率の少なくとも一方が優れた長寿命の円筒形リチウムイ
オン電池20を得ることができる。この場合において、
上述した式(2)を満たすようにすれば、容量及び出力
をバランスよく維持させることができる。また、第2実
施形態によれば、負極の炭素材や導電材の種類、負極混
合材の組成や塗着量によらず、上述した式(3)を満た
すことにより容量維持率、出力維持率の少なくとも一方
が優れた長寿命の円筒形リチウムイオン電池20を得る
ことができる。この場合において、上述した式(4)を
満たすようにすれば、容量及び出力をバランスよく維持
させることができる。更に、第3実施形態によれば、第
1実施形態及び第2実施形態の作用効果を同時に奏し、
容量維持率、出力維持率が共に極めて優れた更に長寿命
の円筒形リチウムイオン電池20を得ることができる。
またこの作用効果は、電極のバインダに熱硬化性可塑化
ポリビニルアルコールを用いたことによってより顕著に
現れる。このような長寿命のリチウムイオン電池は、使
用期間の長い特に電気自動車の電源に適している。
As is apparent from a number of examples and comparative examples, according to the first embodiment, regardless of the type of lithium-transition metal composite oxide, the composition of the positive electrode mixture, and the coating amount, the above-mentioned matters are given. By satisfying the expression (1), it is possible to obtain the long-life cylindrical lithium-ion battery 20 excellent in at least one of the capacity retention rate and the output retention rate. In this case,
If the above equation (2) is satisfied, the capacity and the output can be maintained in a well-balanced manner. Further, according to the second embodiment, the capacity maintenance ratio and the output maintenance ratio are satisfied by satisfying the above formula (3) regardless of the types of the negative electrode carbon material and conductive material, the composition of the negative electrode mixture material, and the coating amount. It is possible to obtain a long-life cylindrical lithium-ion battery 20 in which at least one of them is excellent. In this case, if the above-mentioned formula (4) is satisfied, the capacity and the output can be maintained in a well-balanced manner. Furthermore, according to the third embodiment, the operational effects of the first embodiment and the second embodiment are simultaneously achieved,
It is possible to obtain the cylindrical lithium-ion battery 20 having a further long life, which is extremely excellent in both the capacity retention rate and the output retention rate.
Further, this function and effect are more remarkably exhibited by using the thermosetting plasticized polyvinyl alcohol as the binder of the electrode. Such a long-life lithium-ion battery is suitable for a power source of an electric vehicle, which has a long usage period.

【0118】なお、上記実施形態では、ハイブリッド電
気自動車用電源に用いられるリチウムイオン電池につい
て例示したが、電池の大きさ、電池容量には限定され
ず、電池容量としておおむね3〜30Ah乃至は100
Ah程度の電池に対して本発明は効果を著しく発揮する
ことが確認されている。また、上記実施形態では円筒形
電池について例示したが、本発明は電池の形状について
も限定されず、角形、その他の多角形の電池や積層タイ
プの電池にも適用可能である。更に、本発明の適用可能
な形状としては、上述した有底筒状容器(缶)に電池上
蓋がカシメによって封口されている構造の電池以外であ
っても構わない。このような構造の一例として正負外部
端子が電池蓋を貫通し電池容器内で軸芯を介して正負外
部端子が押し合っている状態の電池を挙げることができ
る。
In the above embodiment, the lithium ion battery used as the power source for the hybrid electric vehicle is exemplified, but the size and the battery capacity of the battery are not limited, and the battery capacity is generally 3 to 30 Ah to 100.
It has been confirmed that the present invention exerts a remarkable effect on a battery of about Ah. Further, although the cylindrical battery is exemplified in the above embodiment, the present invention is not limited to the shape of the battery, and can be applied to a prismatic battery or other polygonal battery or a stack type battery. Furthermore, the applicable shape of the present invention may be other than the above-mentioned battery having a structure in which the battery upper lid is closed by caulking in the bottomed cylindrical container (can). An example of such a structure is a battery in which the positive and negative external terminals penetrate the battery lid and the positive and negative external terminals are pressed against each other via the shaft core in the battery container.

【0119】また、上記実施形態では、リチウムイオン
電池の正極にマンガン酸リチウムやコバルト酸リチウ
ム、負極に非晶質炭素や黒鉛、非水電解液にエチレンカ
ーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネ
ートの体積比1:1:1の混合溶液中へ6フッ化リン酸
リチウムを1モル/リットル溶解したものを用いたが、
本発明の電池には特に制限はなく、また、導電材、バイ
ンダも通常用いられているいずれのものも使用可能であ
る。なお、一般に、マンガン酸リチウムは、炭酸リチウ
ム等適当なリチウム塩と二酸化マンガン等、酸化マンガ
ンとを混合、焼成して合成することができるが、リチウ
ム塩と酸化マンガンの仕込み比を制御することによって
所望のLi/Mn比とすることができる。
Further, in the above embodiment, lithium manganate or lithium cobalt oxide is used for the positive electrode of the lithium ion battery, amorphous carbon or graphite is used for the negative electrode, and the volume ratio of ethylene carbonate, dimethyl carbonate and diethyl carbonate is 1 for the non-aqueous electrolyte. A mixture of 1: 1 and 1 mol / liter of lithium hexafluorophosphate was used.
The battery of the present invention is not particularly limited, and any of commonly used conductive materials and binders can be used. In general, lithium manganate can be synthesized by mixing a suitable lithium salt such as lithium carbonate with manganese dioxide such as manganese dioxide and firing the mixture, but by controlling the charging ratio of the lithium salt and manganese oxide. A desired Li / Mn ratio can be obtained.

【0120】更に、上記実施形態以外で用いることので
きる非水電解液二次電池用のバインダ(結着材)として
は、テフロン(登録商標)、ポリエチレン、ポリスチレ
ン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチ
レン/ブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロ−
ス、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリ
ロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化
プロピレン、フッ化クロロプレン等の重合体及びこれら
の混合体などがあるが、本実施例で示したとおり、熱硬
化性可塑化ポリビニルアルコール樹脂組成物を用いる
と、高温充放電サイクルを繰り返した後でも、容量及び
出力維持率が極めて高い電池を得ることができる。
Further, as the binder (binding material) for the non-aqueous electrolyte secondary battery which can be used in the other embodiments, Teflon (registered trademark), polyethylene, polystyrene, polybutadiene, butyl rubber, nitrile rubber, styrene are used. / Butadiene rubber, polysulfide rubber, nitrocellulose
, Cyanoethyl cellulose, various latexes, acrylonitrile, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, propylene fluoride, polymers such as chloroprene fluoride and mixtures thereof, but as shown in this example, thermosetting By using the plasticized polyvinyl alcohol resin composition, it is possible to obtain a battery having an extremely high capacity and an extremely high output retention rate even after repeated high temperature charge / discharge cycles.

【0121】また、本発明で用いるリチウム遷移金属複
酸化物としては、リチウムを挿入・脱離可能な材料であ
り、予め十分な量のリチウムを挿入したリチウムマンガ
ン複酸化物が好ましく、スピネル構造を有したマンガン
酸リチウムや、結晶中のマンガンやリチウムの一部をそ
れら以外の例えば、Fe、Co、Ni、Cr、A1、M
g、等の元素で置換あるいはドープした材料、結晶中の
酸素の一部をS、P等の元素で置換あるいはドープした
材料を使用するようにしてもよい。これら以外に、電池
電圧として5V級が可能な、リチウムマンガン複酸化物
を用いても、本発明の効果には変わりない。
The lithium-transition metal composite oxide used in the present invention is preferably a material capable of inserting and releasing lithium, and is preferably a lithium-manganese composite oxide in which a sufficient amount of lithium has been inserted in advance, and has a spinel structure. Lithium manganate having a part of manganese and lithium in the crystal other than them, for example, Fe, Co, Ni, Cr, A1, M
It is also possible to use a material which is substituted or doped with an element such as g or a material in which a part of oxygen in the crystal is substituted or doped with an element such as S or P. Other than these, the effect of the present invention is not changed even if a lithium manganese composite oxide capable of a battery voltage of 5 V is used.

【0122】更に、本発明で用いる負極の炭素材として
も、上記特許請求の範囲に記載した事項以外に特に制限
はない。例えば、天然黒鉛や、人造の各種黒鉛材、コー
クス、非晶質炭素などの炭素質材料等でよく、その粒子
形状においても、鱗片状、球状、繊維状、塊状等、特に
制限されるものではない。
Further, the carbon material for the negative electrode used in the present invention is not particularly limited, except for the matters described in the above claims. For example, natural graphite, various artificial graphite materials, coke, and carbonaceous materials such as amorphous carbon may be used, and the particle shape thereof is not particularly limited, such as scaly, spherical, fibrous, and lumpy. Absent.

【0123】また、上記実施形態では、各材料の表面積
を窒素吸着法により求めたが、他の方法、例えば、湿潤
熱法等により表面積を求めるようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the surface area of each material was obtained by the nitrogen adsorption method, but the surface area may be obtained by another method, for example, the wet heat method.

【0124】また更に、非水電解液としては、一般的な
リチウム塩を電解質とし、これを有機溶媒に溶解した電
解液が用いられる。用いられるリチウム塩や有機溶媒は
特に制限されない。例えば、電解質としては、LiCl
、LiAsF、LiPF、LiBF、LiB
(C、CHS0Li、CFS0Li
等やこれらの混合物を用いることができる。非水電解液
有機溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレン
カーボネート、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジ
エトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフ
ラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジ
オキソラン、ジエチルエ−テル、スルホラン、メチルス
ルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル等または
これら2種類以上の混合溶媒を用いるようにしてもよ
く、混合配合比についても限定されるものではない。
Furthermore, as the non-aqueous electrolyte, an electrolyte in which a general lithium salt is used as an electrolyte and this is dissolved in an organic solvent is used. The lithium salt and organic solvent used are not particularly limited. For example, as the electrolyte, LiCl
0 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiB
(C 6 H 5 ) 4 , CH 3 S0 3 Li, CF 3 S0 3 Li
Etc. and mixtures thereof can be used. As the non-aqueous electrolyte organic solvent, propylene carbonate, ethylene carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3- Dioxolane, diethyl ether, sulfolane, methylsulfolane, acetonitrile, propionitrile, etc., or a mixed solvent of two or more kinds of these may be used, and the mixing ratio is not limited.

【0125】また、上記実施形態では、絶縁被覆に、基
材がポリイミドで、その片面にヘキサメタアクリレート
からなる粘着剤を塗布した粘着テープを用いた例を示し
たが、例えば、基材がポリプロピレンやポリエチレン等
のポリオレフィンで、その片面又は両面にヘキサメタア
クリレートやブチルアクリレート等のアクリル系粘着剤
を塗布した粘着テープや、粘着剤を塗布しないポリオレ
フィンやポリイミドからなるテープ等も好適に使用する
ことができる。
Further, in the above-described embodiment, an example is shown in which the base material is polyimide and the adhesive tape having a hexamethacrylate adhesive applied to one surface thereof is used for the insulating coating. However, for example, the base material is polypropylene. Adhesive tapes made of polyolefins such as polyethylene and polyethylene with acrylic adhesives such as hexamethacrylate and butyl acrylate coated on one or both sides, and tapes made of polyolefins or polyimides without adhesives, etc. can also be preferably used. it can.

【0126】[0126]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
比B/Sを塗着量Pに対して式(1)の範囲内と
することで、塗着された正極混合材の剥離・脱落が防止
され非水電解液との電極反応面積を確保することができ
るので、充放電サイクルに伴う容量や出力の維持率の低
下を抑制することができ、長寿命の非水電解液二次電池
を実現することができる、という効果を得ることができ
る。
As described above, according to the present invention,
By setting the ratio B 1 / S 1 within the range of the formula (1) with respect to the coating amount P 1 , peeling and dropping of the coated positive electrode mixture material are prevented, and the electrode reaction area with the non-aqueous electrolyte solution is prevented. It is possible to obtain the effect that it is possible to suppress the decrease in capacity and output retention rate due to charge and discharge cycles, and to realize a long-life non-aqueous electrolyte secondary battery. You can

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

【図1】本発明が適用可能な実施形態の円筒形リチウム
イオン電池の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a cylindrical lithium-ion battery of an embodiment to which the present invention can be applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 軸芯 2 正極リード片 3 負極リード片 4 正極集電リング 5 負極集電リング 6 捲回群(電極群) 7 電池容器 8 負極リード板 9 正極リード 10 ガスケット 11 開裂弁 12 蓋ケース 13 蓋キャップ 14 弁押え 20 円筒形リチウムイオン電池(非水電解液二次電
池) W1 正極集電体 W2 正極混合剤層 W3 負極集電体 W4 負極混合剤層 W5 セパレータ
1 Shaft Core 2 Positive Electrode Lead Piece 3 Negative Electrode Lead Piece 4 Positive Electrode Current Collection Ring 5 Negative Current Collection Ring 6 Winding Group (Electrode Group) 7 Battery Container 8 Negative Electrode Lead Plate 9 Positive Electrode Lead 10 Gasket 11 Cleavage Valve 12 Lid Case 13 Lid Cap 14 Valve retainer 20 Cylindrical lithium ion battery (non-aqueous electrolyte secondary battery) W1 Positive electrode current collector W2 Positive electrode mixture layer W3 Negative electrode current collector W4 Negative electrode mixture layer W5 Separator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H029 AJ02 AJ03 AJ05 AK03 AL06 AL07 AL08 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 CJ22 DJ07 DJ08 EJ12 HJ00 HJ01 HJ07 5H050 AA02 AA07 AA08 BA17 CA08 CA09 CB07 CB08 CB09 DA04 DA10 DA11 EA08 EA23 GA22 HA00 HA01 HA07    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 5H029 AJ02 AJ03 AJ05 AK03 AL06                       AL07 AL08 AM02 AM03 AM04                       AM05 AM07 BJ02 CJ22 DJ07                       DJ08 EJ12 HJ00 HJ01 HJ07                 5H050 AA02 AA07 AA08 BA17 CA08                       CA09 CB07 CB08 CB09 DA04                       DA10 DA11 EA08 EA23 GA22                       HA00 HA01 HA07

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リチウム遷移金属複酸化物、炭素を用い
た導電材及びバインダを含む正極混合材を正極集電体に
塗着した正極と、負極と、セパレータと、を有する電極
群を非水電解液に浸潤させて電池容器内に収容した非水
電解液二次電池において、前記正極混合材の単位質量
(g)あたりに含有される前記バインダの質量をB
(g)とし、前記正極混合材の単位質量あたりに含有
される前記リチウム遷移金属複酸化物及び導電材の合計
表面積をS(m)とし、前記正極集電体の片面単位
面積(m)あたりの前記正極混合材の塗着量をP
(g/m )としたときに、前記合計表面積Sに対
する前記質量Bの比B/Sが下記式(1)を満た
すことを特徴とする非水電解液二次電池。 【数1】
1. A lithium-transition metal complex oxide and carbon are used.
Positive electrode mixture containing conductive material and binder as positive electrode current collector
An electrode having a coated positive electrode, a negative electrode, and a separator
Non-water stored in the battery container by immersing the group in non-aqueous electrolyte
In the electrolyte secondary battery, the unit mass of the positive electrode mixture material
The mass of the binder contained per (g) is B
1(G) and contained per unit mass of the positive electrode mixture
Sum of the lithium transition metal complex oxide and the conductive material
Surface area is S1(MTwo) And a single-sided unit of the positive electrode current collector
Area (mTwo) Is the coating amount of the positive electrode mixed material per P
1(G / m Two), The total surface area S1Against
Mass B1Ratio B of1/ S1Satisfies the following formula (1)
A non-aqueous electrolyte secondary battery characterized in that [Equation 1]
【請求項2】 前記比B/Sが下記式(2)を満た
すことを特徴とする請求項1に記載の非水電解液二次電
池。 【数2】
2. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the ratio B 1 / S 1 satisfies the following formula (2). [Equation 2]
【請求項3】 充放電によりリチウムイオンを吸蔵・放
出可能な炭素材、バインダ及び選択的に導電材を含む負
極混合材を負極集電体に塗着した負極と、正極と、セパ
レータと、を有する電極群を非水電解液に浸潤させて電
池容器内に収容した非水電解液二次電池において、前記
負極混合材の単位質量(g)あたりに含有される前記バ
インダの質量をB(g)とし、前記負極混合材の単位
質量あたりに含有される前記炭素材及び導電材の合計表
面積をS(m)とし、前記負極集電体の片面単位面
積(m)あたりの前記負極混合材の塗着量をP(g
/m)としたときに、前記合計表面積Sに対する前
記質量Bの比B/S が下記式(3)を満たすこと
を特徴とする非水電解液二次電池。 【数3】
3. Lithium ion storage / release by charge / discharge
Negative containing carbon material, binder and optionally conductive material
The negative electrode in which the negative electrode current collector is coated with the electrode mixture material, the positive electrode, and the separator.
And the electrode group having
In the non-aqueous electrolyte secondary battery housed in the pond container,
The bar contained per unit mass (g) of the negative electrode mixture material
Inda mass is BTwo(G) is the unit of the negative electrode mixture
Total table of the carbon material and the conductive material contained per mass
Area is STwo(MTwo) And one side of the negative electrode current collector
Product (mTwo), The coating amount of the negative electrode mixture material perTwo(G
/ MTwo), The total surface area STwoBefore
Mass BTwoRatio B ofTwo/ S TwoSatisfies the following formula (3)
A non-aqueous electrolyte secondary battery characterized by: [Equation 3]
【請求項4】 前記比B/Sが下記式(4)を満た
すことを特徴とする請求項3に記載の非水電解液二次電
池。 【数4】
4. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 3, wherein the ratio B 2 / S 2 satisfies the following formula (4). [Equation 4]
【請求項5】 リチウム遷移金属複酸化物、炭素を用い
た導電材及びバインダを含む正極混合材を正極集電体に
塗着した正極と、充放電によりリチウムイオンを吸蔵・
放出可能な炭素材、バインダ及び選択的に導電材を含む
負極混合材を負極集電体に塗着した負極と、セパレータ
と、を有する電極群を非水電解液に浸潤させて電池容器
内に収容した非水電解液二次電池において、前記正極混
合材の単位質量(g)あたりに含有される前記バインダ
の質量をB(g)とし、前記正極混合材の単位質量あ
たりに含有される前記リチウム遷移金属複酸化物及び導
電材の合計表面積をS(m)とし、前記正極集電体
の片面単位面積(m2)あたりの前記正極混合材の塗着
量をP(g/m)とし、かつ、前記負極混合材の単
位質量(g)あたりに含有される前記バインダの質量を
(g)とし、前記負極混合材の単位質量あたりに含
有される前記炭素材及び導電材の合計表面積をS(m
)とし、前記負極集電体の片面単位面積(m)あた
りの前記負極混合材の塗着量をP(g/m)とした
ときに、前記合計表面積Sに対する前記質量Bの比
/Sが下記式(5−1)を満たし、かつ前記合計
表面積Sに対する前記質量Bの比B/Sが下記
式(5−2)を満たすことを特徴とする非水電解液二次
電池。 【数5】
5. A positive electrode having a positive electrode current collector coated with a positive electrode mixture containing a lithium-transition metal complex oxide, a conductive material using carbon, and a binder, and occluding lithium ions by charging and discharging.
A negative electrode in which a negative electrode mixture material containing a releasable carbon material, a binder and a conductive material is coated on a negative electrode current collector, and a separator, and an electrode group having a non-aqueous electrolyte is soaked into a battery container. In the accommodated non-aqueous electrolyte secondary battery, the mass of the binder contained per unit mass (g) of the positive electrode mixture is B 1 (g), and contained per unit mass of the positive electrode mixture. The total surface area of the lithium transition metal complex oxide and the conductive material is S 1 (m 2 ), and the amount of the positive electrode mixture applied per unit surface area (m 2 ) of the positive electrode current collector is P 1 (g / g / m 2 ), and the mass of the binder contained per unit mass (g) of the negative electrode mixture material is B 2 (g), and the carbon material contained per unit mass of the negative electrode mixture material, The total surface area of the conductive material is S 2 (m
2 ) and the coating amount of the negative electrode mixture material per unit surface area (m 2 ) of the negative electrode current collector is P 2 (g / m 2 ), the mass B with respect to the total surface area S 1 wherein the 1 ratio B 1 / S 1 is to satisfy the following formula (5-1), and the mass ratio B 2 / S 2 of the B 2 with respect to the total surface area S 2 satisfies the following equation (5-2) And a non-aqueous electrolyte secondary battery. [Equation 5]
【請求項6】 前記比B/Sが下記式(6−1)を
満たし、かつ前記比B/Sが下記式(6−2)を満
たすことを特徴とする請求項5に記載の非水電解液二次
電池。 【数6】
6. The ratio B 1 / S 1 satisfies the following formula (6-1), and the ratio B 2 / S 2 satisfies the following formula (6-2). The non-aqueous electrolyte secondary battery described. [Equation 6]
【請求項7】 前記バインダが、ポリビニルアルコール
を主体とし変性された熱硬化性可塑化ポリビニルアルコ
ール樹脂であることを特徴とする請求項1乃至請求項6
のいずれか1項に記載の非水電解液二次電池。
7. The binder according to claim 1, wherein the binder is a thermosetting plasticized polyvinyl alcohol resin mainly composed of polyvinyl alcohol and modified.
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of 1.
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