JP2003257419A - Nonaqueous secondary battery - Google Patents

Nonaqueous secondary battery

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JP2003257419A
JP2003257419A JP2002054609A JP2002054609A JP2003257419A JP 2003257419 A JP2003257419 A JP 2003257419A JP 2002054609 A JP2002054609 A JP 2002054609A JP 2002054609 A JP2002054609 A JP 2002054609A JP 2003257419 A JP2003257419 A JP 2003257419A
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negative electrode
battery
aluminum oxide
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electrode active
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Taira Saito
平 齋藤
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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous secondary battery with high cycle characteristics and high load characteristics. <P>SOLUTION: The surface of a carbon particle 221 is coated with a hydrate layer 221b of aluminum oxide. Fine roughness 221c is formed on the surface of the hydrate layer 221b of the aluminum oxide, and by the presence of the fine roughness 221c, lipophilic nature with an electrolyte is enhanced. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、非水系二次電池の
負極活物質の改良技術に関する。 【0002】 【従来の技術】近年、IC、LSI、ULSIへと進ん
できた半導体集積技術の進歩によってもたらされた電子
機器の発展とその小型化の進展がコードレス化への要求
を招き、機器の低消費電力化がこれに拍車をかけコード
レス電子機器のための電源として電池に対するニーズが
高まっている。 【0003】そして、コードレス機器の利便性を経験し
た結果、消費電力の大きい機器に対してもコードレス化
が要求されるようになった。全自動カメラや携帯用パソ
コンなどへの用途である。このように電池に対するニー
ズが高まる中、高性能な二次電池に対するニーズはとど
まるところがない。 【0004】そこで、本発明は、高性能な非水系二次電
池を提供することを目的としている。 【0005】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の非水系二次電池は、カーボン表面に酸化ア
ルミニウムの水和物が存在する負極を備えることを特徴
とする。このような構成によって、非水電解液に対する
負極活物質の親油性が向上することにより、負極への含
液性が向上する。そして、これに伴いサイクル特性や負
荷特性が向上される。 【0006】また、上記目的は、カーボン表面を酸化ア
ルミニウムでコーティングした後、温水処理により前記
コーティングした酸化アルミニウムを水和物に変換させ
ることを特徴とする非水系二次電池の製造方法によって
も達成することができる。この製造方法によれば、カー
ボン表面に酸化アルミニウムの水和物が存在する負極を
備える上記した各種性能を備えた非水系二次電池が得ら
れる。 【0007】 【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる実施形態
の非水系二次電池について、リチウムイオンポリマー電
池を例に挙げて説明する。 <電池の構成>図1は、実施形態のリチウムイオンポリ
マー電池1の構成を示す斜視図(一部切り欠き部を含
む)である。 【0008】この図1に示すように、リチウムイオンポ
リマー電池1は、外装体10と、その内部に収納された
電池素体20と、電池素体と外装体10との間及び電池
素体20内部に充填されたポリマー電解質(不図示)と
からなる。電池素体20は、正極板21と、負極板22
とがセパレータ23を介在させて捲き回した捲回体であ
る。電池素体20において、正極板21に正極集電板、
負極板22には負極集電板が取り付けられており、その
端部がそれぞれリード端子21a、22aとなって外装
体10の上縁部から突出している。 【0009】正極板21は、正極活物質としてのリチウ
ム含有塩(具体例;LiCoO2、LiNiO2、LiM
nO2、LiFeO2)と導電剤としてのカーボン材料
(具体例;黒鉛粉末、コークス粉末)と結着剤(具体
例;PVdF(ポリフッ化ビニリデン))との混合物を
帯状に成形したものである。負極板22は、負極活物質
としての粒子表面に酸化アルミニウムの水和物によりコ
ーティング処理が施されたカーボン材料(具体例;黒鉛
粉末、コークス粉末)と、結着剤(具体例;PVdF
(ポリフッ化ビニリデン))とからなる混合物を帯状に
成形したものである。この詳細構成については後述す
る。 【0010】セパレータ23には、ポリオレフィン系の
多孔質フィルムを用い、一般に、正極板21及び負極板
22よりも幅広に規定される(図面上不図示)。正極と
負極との幅方向両端部における接触による電池内の内部
短絡を防止するためである。ポリマー電解質は、ポリマ
ーと電解液との混合物である。ポリマーは、イオン伝導
性を備え、電池内での電気化学的な酸化・還元反応を媒
介するものであれば何れの種類にも限定されないが、例
えば、ポリアルキレングリコールジアクリレート(具体
例;ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロ
ピレングリコールジアクリレート)、ポリアルキレング
リコールジメタクリレート(具体例;ポリエチレングリ
コールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジ
メタクリレート)といったものを主体とするものをプレ
ゲルとし、これらが重合・硬化したものを用いることが
できる。 【0011】電解液は、エチレンカーボネート、プロピ
レンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカ
ーボネート、1,2‐ジメトキシエタン、1,2‐ジエ
トキシエタン、エトキシメトキシエタンなどの非水系溶
媒に、LiPF6、LiClO4、LiCF3SO3などの
リチウム含有塩が溶解されたものである。上記の構成に
よって、下記化1に示す反応式によって、充放電が行わ
れる。 【0012】 【化1】 【0013】次に、負極の構成について詳細に説明す
る。 <負極の詳細構成>図2は、負極の主たる構成を示す拡
大模式図である。負極板22は、基板上にて上記したよ
うにカーボン粒子221(具体例;黒鉛粉末、コークス
粉末)からなる負極活物質が、結着剤222(具体例;
PVdF)とによって互いに結合した薄板である。 【0014】カーボン粒子221は、上記化1のように
充放電に伴ってリチウムを吸蔵・放出(出入り)するも
のである点では、従来からのものと何ら異なることはな
いが、本発明は、カーボン材料粒子表面に金属酸化物の
水和物が付加されている点に大きな特徴がある。 〔負極活物質表面構造及び作用・効果〕はじめに、上記
のように充放電反応を行う場合、負極活物質へのリチウ
ムイオンの吸蔵・放出が効率良く行われることがサイク
ル特性などの電池特性を向上させる上で重要な要素とな
る。そのために、従来から負極活物質の電解液に対する
親油性を高める工夫を凝らしてきた。例えば、最も簡便
な方法としては、負極活物質としてのカーボン粒子同士
の密着性を制御して(カーボン粒子を疎に充填して)負
極内に電解液が浸透する空間を多く設ける方法がある。
また、別な方法としては、負極活物質としてのカーボン
粒子の表面を機械的に処理することによって電解液に対
する親油性を高める方法である。 【0015】しかし、これらの方法においては、以下の
ような問題点がある。まず、前者のカーボン粒子を疎に
充填する技術では、電池容量の低下は避けることができ
ない。後者の機械的処理による方法では、カーボン粒子
材料の結晶構造が変化することから、リチウムイオンの
吸蔵・放出の効率が却って低下する恐れが残る。そこ
で、本発明では、負極活物質を構成するカーボン材料粒
子表面を酸化アルミニウムの水和物でコーティングした
構成とすることで、かかる問題を回避するとともに、電
解液に対する親油性を高めた。 【0016】すなわち、図2に示すように、カーボン粒
子221の各表面221aほぼ全域には、酸化アルミニ
ウムの水和物層221bが存在する構成とした。このよ
うに酸化アルミニウムの水和物層221bでコーティン
グされた表面状態とすることによって、負極活物質の電
解液に対する親油性を高めることが可能となる。これ
は、酸化アルミニウムの水和物層221bの表面状態に
より得られる効果であることが分かっている。すなわ
ち、表面に微細な凹凸(表面粗さRa=1.5〜3)が
存在していたことが電子顕微鏡で観察されたことから、
この微細な凹凸の存在により、電解液との親油性が向上
したものと考えられる。 【0017】従って、負極活物質を疎に充填したり、機
械的な処理を施す必要がないことから、上記した電池容
量の低下及びカーボン粒子材料の結晶構造の変化という
問題は生じない。図3は、この作用の詳細を示す模式図
である。この図のように、酸化アルミニウムの水和物層
221b表面には凹凸部221cが形成されている。こ
のため、電解液との接触面積が向上し、電解液に対する
親油性が向上したものと考えられる。 【0018】なお、酸化アルミニウムの水和物でカーボ
ン粒子表面をコーティングすることで、その膜の存在に
より電解液とカーボン粒子との間のリチウムの透過性が
低下することも思料されるが、上記のようにコーティン
グ層の表面を凸凹とすることにより得られる親油性の向
上による効果の方が高く、結果としては、電池諸特性の
向上が図られる。このことは、以下の実施例からも窺い
知ることができる。 【0019】<負極の製法>図4は、負極板22の作製
工程を示す工程図である。この図4に示すように、負極
板22は、主として負極活物質粒子(カーボン粒子)準
備工程と、圧延工程とを経て作製される。圧延工程で
は、準備した負極活物質粒子と結着剤との混合ペースト
を導電性の基板上に塗布した後、帯状の薄板に圧延す
る。 【0020】負極活物質粒子準備工程は、以下のサブ工
程を経て行う。図5は、この負極活物質粒子準備工程を
示す工程図である。この図に示すように、まず、カーボ
ン粉末をアルミニウムアルコキシドのアルコール溶液に
含浸する(ステップS1)。この含浸物を所定温度(例
えば、500℃)で、熱処理することで、カーボン粒子
表面に酸化アルミニウムのコーティング層を形成する
(ステップS2)。 【0021】次いで、所定温度(例えば、80℃)の温
水に漬けることによって、酸化アルミニウムコーティン
グ層を酸化アルミニウムの水和物層に変換させる(ステ
ップS3)。上記ステップS2の段階では、金属酸化物
が溶融する程度の高温で加工することから、表面が平坦
なものしか得られないが、ステップ3の段階で結晶構造
が変化することによって表面に凹凸が付与される。 【0022】<電池の作製>上記のようにして作製した
負極板と予め準備しておいた正極板とをセパレータを介
在させて捲回して電池素体を作製し、その後、外装体に
収納する。そして、封口に先立って、プレゲルを充填
し、重合反応させてポリマー電解質を備えたポリマー電
池が作製される。 【0023】 【実施例】以下に、本発明の実施例について具体的に説
明する。粒子の大きさが10μm〜35μmの黒鉛粉末
をペレット状に成形し、上記したようにカーボン粉末を
アルミニウムトリセカンダリーブトキシドのイソプロパ
ノール溶液(濃度30質量%)に含浸した。ここで、ア
ルミニウムトリセカンダリーブトキシドの量は、ベーマ
イト(酸化アルミニウムの一水和物(AlOOH))に
換算して、炭素の2質量%に調整した。この含浸物に5
00℃で3時間熱処理を施すことによって、黒鉛粒子表
面にアルミナの表面コーティングを施した。次いで、8
0℃の温水に浸漬することにより、アルミナをベーマイ
トに変換し、黒鉛粒子表面をベーマイトでコーティング
した。 【0024】このようにして得られたベーマイト被覆黒
鉛粒子を分級後、PVdFと90:10の比率(質量
比)で混合し、厚み10μmの銅箔に塗布する。これを
乾燥後、圧延して厚み120μmの負極板を得た。ま
た、コバルト酸リチウム:黒鉛:PVdF=90:5:
5(質量比)の割合で添加混合したものを、厚み20μ
mのアルミホイルに塗布して乾燥した後、厚み125μ
mの正極板を得た。 【0025】セパレータには厚み20μmのポリエチレ
ン微多孔膜を使用し、電解液にはエチレンカーボネー
ト:プロピレンカーボネート:ジエチレンカーボネート
=10:10:80(体積比)よりなる混合溶媒に、電
解質塩としてLiPF6を1.0mol/Lになるように
調整したものを用いた。そして、ポリエチレングリコー
ルジアクリレート:電解液=10:90(質量比)とな
るようにプレゲルを作製した。 【0026】上述のようにして作製した正極板と負極板
とをセパレータを間に介在させ、かつ、各極板の幅方向
の中心線を一致させて重ね合わせ、捲き取り機により捲
回することにより、電池素体を作製した。このようにし
て作製した電池素体を、ラミネートにより構成された外
装体に挿入した後、封口前に、前記プレゲルを注入し、
封口した後に、重合反応を行いポリマー電池を作製し
た。 【0027】比較例1:負極活物質に全く表面コーティ
ングを行っていない黒鉛粉末を用いて、実施例1と同様
の方法で電池を作製した。 比較例2;負極活物質にアルミナ系コーティングを行っ
たが、温水での処理を行わず、ベーマイトに改質してい
ない黒鉛粉末を用いて、実施例1と同様の方法で電池を
作製した。 【0028】比較例3;負極活物質に機械的処理(メカ
ノケミカル処理)により表面改質した黒鉛粉末を用い
て、実施例1と同様の方法で電池を作製した。これらの
実施例及び比較例の電池を用いて、600mAの電流で
4.2Vまで充電し、4.2V到達後から充電電流値が
30mA以下になるまで4.2V定電圧充電し、10分
間休止した後、600mAの電流で2.75Vに達する
まで放電するという充放電を繰り返してサイクル特性を
調べた。また、負荷特性を、充電は、600mAの電流
で4.2Vまで充電し、4.2V到達後から充電電流値
が30mA以下になるまで4.2V定電圧充電し、10
分間休止した後、放電は、120mA(0.2It)、
1200mA(2It),1800mA(3It)の各
放電電流値で2.75Vに達するまで放電するという条
件で行った。 【0029】その結果を下記表1に示す。 【0030】 【表1】 【0031】表1に示す結果より明らかなように、比較
例と実施例とではサイクル特性・負荷特性に大きな相違
があり、実施例にかかる電池の方がサイクル特性・負荷
特性は顕著に優れていた。つまり、実施例の電池では、
500サイクル後の容量維持率は82%であった。負荷
特性については2It及び3Itの0.2Itに対する
容量比がそれぞれ96%、80%であった。これに対し
て比較例1の電池では、500サイクル後の容量維持率
は77%であった。負荷特性については2It及び3I
tの0.2Itに対する容量比がそれぞれ94%、72
%であった。比較例2の電池では、500サイクル後の
容量維持率は71%であった。負荷特性については2I
t及び3Itの0.2Itに対する容量比がそれぞれ9
1%、64%であった。比較例3の電池では、500サ
イクル後の容量維持率は77%であった。負荷特性につ
いては2It及び3Itの0.2Itに対する容量比が
それぞれ93%、69%であった。 【0032】<変形例>本発明は、上記した構成に限ら
ず例えば、以下のような変形した実施が可能である。 (1)上記電池構成では、電池素体は、捲回体であった
が、セパレータを介在させて正極板と負極板とが交互に
積層したタイプのものでも同様に実施可能である。 (2)上記電池は、ポリマー電解質であったが、これに
限らず通常の電解質でも同様に実施可能である。 (3)上記電池はリチウムイオン電池であったが、これ
に限らず、非水系二次電池であれば、何れのタイプでも
同様に実施することができる。 【0033】 【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の非水
系二次電池によれば、カーボン表面に酸化アルミニウム
の水和物が存在する負極を備えることを特徴とするの
で、非水電解液に対する負極活物質の親油性が向上する
ことにより、負極への含液性が向上する。そして、これ
に伴いサイクル特性や負荷特性が向上される。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for improving a negative electrode active material of a non-aqueous secondary battery. 2. Description of the Related Art In recent years, the development of electronic devices and the downsizing of electronic devices brought about by the progress of semiconductor integrated technologies that have progressed to ICs, LSIs, and ULSIs have led to a demand for cordless devices. The low power consumption has spurred this, and the need for batteries as power sources for cordless electronic devices has increased. [0003] As a result of experiencing the convenience of cordless devices, cordless devices have been required even for devices with large power consumption. It is used for fully automatic cameras and portable personal computers. As the need for batteries has increased, the need for high-performance secondary batteries has never stopped. Accordingly, an object of the present invention is to provide a high performance non-aqueous secondary battery. In order to achieve the above object, a non-aqueous secondary battery according to the present invention is provided with a negative electrode in which a hydrate of aluminum oxide is present on a carbon surface. . With such a configuration, the lipophilicity of the negative electrode active material with respect to the non-aqueous electrolyte is improved, so that the liquid content of the negative electrode is improved. Accordingly, the cycle characteristics and the load characteristics are improved. The above object is also achieved by a method for manufacturing a non-aqueous secondary battery, which comprises coating a carbon surface with aluminum oxide, and then converting the coated aluminum oxide into a hydrate by hot water treatment. can do. According to this manufacturing method, a non-aqueous secondary battery having the above-described various performances and including the negative electrode having the hydrate of aluminum oxide on the carbon surface can be obtained. Hereinafter, a non-aqueous secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described with reference to a lithium ion polymer battery as an example. <Structure of Battery> FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a lithium ion polymer battery 1 according to an embodiment (including a cut-away portion). As shown in FIG. 1, the lithium ion polymer battery 1 has an exterior body 10, a battery body 20 housed therein, a space between the battery body and the exterior body 10, and a battery body 20. And a polymer electrolyte (not shown) filled therein. The battery body 20 includes a positive electrode plate 21 and a negative electrode plate 22.
Are wound bodies wound with the separator 23 interposed therebetween. In the battery body 20, the positive electrode plate 21 has a positive current collector plate,
A negative electrode current collector plate is attached to the negative electrode plate 22, and its ends serve as lead terminals 21 a and 22 a, which protrude from the upper edge of the outer package 10. The positive electrode plate 21 is made of a lithium-containing salt as a positive electrode active material (specific examples: LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiM
A mixture of nO 2 , LiFeO 2 ), a carbon material (a specific example; graphite powder, coke powder) as a conductive agent, and a binder (a specific example; PVdF (polyvinylidene fluoride)) is formed into a belt shape. The negative electrode plate 22 includes a carbon material (specific examples: graphite powder, coke powder) obtained by coating the surfaces of particles as negative electrode active materials with aluminum oxide hydrate, and a binder (specific examples: PVdF).
(Polyvinylidene fluoride)) in a belt shape. This detailed configuration will be described later. The separator 23 is made of a polyolefin porous film and is generally wider than the positive electrode plate 21 and the negative electrode plate 22 (not shown in the drawing). This is for preventing an internal short circuit in the battery due to contact at both ends in the width direction of the positive electrode and the negative electrode. A polymer electrolyte is a mixture of a polymer and an electrolyte. The polymer is not limited to any kind as long as it has ionic conductivity and mediates an electrochemical oxidation / reduction reaction in a battery. Examples of the polymer include polyalkylene glycol diacrylate (specific examples: polyethylene glycol). It is possible to use a pre-gel composed mainly of diacrylate, polypropylene glycol diacrylate), polyalkylene glycol dimethacrylate (specific examples: polyethylene glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate), and use a polymerized and cured product of these. it can. The electrolytic solution is prepared by adding a non-aqueous solvent such as ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane or ethoxymethoxyethane to LiPF 6 , LiClO 4 , It is a solution in which a lithium-containing salt such as LiCF 3 SO 3 is dissolved. With the above configuration, charging and discharging are performed according to the reaction formula shown in the following Chemical Formula 1. ## STR1 ## Next, the structure of the negative electrode will be described in detail. <Detailed Configuration of Negative Electrode> FIG. 2 is an enlarged schematic diagram showing a main configuration of the negative electrode. As described above, the negative electrode plate 22 is formed on the substrate by the negative electrode active material composed of the carbon particles 221 (specific examples; graphite powder, coke powder) and the binder 222 (specific examples;
(PVdF). The carbon particles 221 do not differ from the conventional ones in that they absorb and release (exit and enter) lithium during charge / discharge as in Chemical Formula 1, but the present invention provides: A significant feature is that a hydrate of a metal oxide is added to the surface of the carbon material particles. [Negative electrode active material surface structure and functions / effects] First, when the charge / discharge reaction is performed as described above, the efficient absorption and release of lithium ions from the negative electrode active material improves battery characteristics such as cycle characteristics. It is an important factor in making For this purpose, various attempts have been made to increase the lipophilicity of the negative electrode active material with respect to the electrolytic solution. For example, as the simplest method, there is a method of controlling the adhesion between carbon particles as the negative electrode active material (sparsely filling the carbon particles) and providing a large space for the electrolyte to penetrate into the negative electrode.
Another method is to increase the lipophilicity to the electrolyte by mechanically treating the surface of the carbon particles as the negative electrode active material. However, these methods have the following problems. First, in the former technique of sparsely filling carbon particles, a decrease in battery capacity cannot be avoided. In the latter method using a mechanical treatment, the crystal structure of the carbon particle material changes, so that the efficiency of occlusion / release of lithium ions may be reduced. Therefore, in the present invention, such a problem is avoided and the lipophilicity to the electrolyte is increased by adopting a structure in which the surface of the carbon material particles constituting the negative electrode active material is coated with a hydrate of aluminum oxide. That is, as shown in FIG. 2, the hydrate layer 221b of aluminum oxide exists on almost the entire surface 221a of the carbon particles 221. By making the surface state coated with the hydrate layer 221b of aluminum oxide in this manner, it is possible to increase the lipophilicity of the negative electrode active material with respect to the electrolytic solution. It has been found that this is an effect obtained by the surface state of the aluminum oxide hydrate layer 221b. That is, since it was observed by an electron microscope that fine irregularities (surface roughness Ra = 1.5 to 3) were present on the surface,
It is considered that the presence of the fine irregularities improved the lipophilicity with the electrolytic solution. Therefore, since there is no need to sparsely fill the negative electrode active material or perform a mechanical treatment, the above-described problems of a decrease in battery capacity and a change in the crystal structure of the carbon particle material do not occur. FIG. 3 is a schematic diagram showing details of this operation. As shown in this figure, an uneven portion 221c is formed on the surface of the aluminum oxide hydrate layer 221b. Therefore, it is considered that the contact area with the electrolytic solution was improved, and the lipophilicity to the electrolytic solution was improved. By coating the surface of the carbon particles with the hydrate of aluminum oxide, it is considered that the permeability of lithium between the electrolytic solution and the carbon particles is reduced by the presence of the film. As described above, the effect of improving the lipophilicity obtained by making the surface of the coating layer uneven is higher, and as a result, various battery characteristics are improved. This can be understood from the following examples. <Method for Manufacturing Negative Electrode> FIG. 4 is a process diagram showing a process for manufacturing the negative electrode plate 22. As shown in FIG. 4, the negative electrode plate 22 is produced mainly through a negative electrode active material particle (carbon particle) preparation step and a rolling step. In the rolling step, the prepared mixed paste of the negative electrode active material particles and the binder is applied on a conductive substrate, and then rolled into a strip-shaped thin plate. The negative electrode active material particle preparation step is performed through the following sub-steps. FIG. 5 is a process chart showing this negative electrode active material particle preparation step. As shown in this figure, first, carbon powder is impregnated with an alcohol solution of aluminum alkoxide (step S1). The impregnated material is heat-treated at a predetermined temperature (for example, 500 ° C.) to form a coating layer of aluminum oxide on the surface of the carbon particles (Step S2). Next, the aluminum oxide coating layer is converted into an aluminum oxide hydrate layer by immersing it in hot water at a predetermined temperature (for example, 80 ° C.) (step S3). In the step S2, processing is performed at such a high temperature that the metal oxide is melted, so that only a flat surface can be obtained. However, the crystal structure changes in the step 3 to impart irregularities to the surface. Is done. <Preparation of Battery> A negative electrode plate prepared as described above and a previously prepared positive electrode plate are wound with a separator interposed therebetween to prepare a battery element body, and then housed in an exterior body. . Then, prior to the sealing, the pre-gel is filled and a polymerization reaction is performed to produce a polymer battery provided with a polymer electrolyte. Examples of the present invention will be specifically described below. Graphite powder having a particle size of 10 μm to 35 μm was formed into a pellet, and the carbon powder was impregnated with an aluminum trisecondary butoxide solution in isopropanol (concentration: 30% by mass) as described above. Here, the amount of aluminum trisecondary butoxide was adjusted to 2% by mass of carbon in terms of boehmite (aluminum oxide monohydrate (AlOOH)). 5
By performing heat treatment at 00 ° C. for 3 hours, the surface of the graphite particles was coated with alumina. Then 8
The alumina was converted to boehmite by immersion in warm water at 0 ° C., and the surface of the graphite particles was coated with boehmite. The thus obtained boehmite-coated graphite particles are classified, mixed with PVdF at a ratio (mass ratio) of 90:10, and applied to a copper foil having a thickness of 10 μm. After drying, this was rolled to obtain a negative electrode plate having a thickness of 120 μm. Also, lithium cobaltate: graphite: PVdF = 90: 5:
5 (mass ratio) and mixed at a ratio of 20 μm
m after drying on aluminum foil
m of the positive electrode plate was obtained. A 20 μm-thick polyethylene microporous membrane is used for the separator. The electrolyte is a mixed solvent of ethylene carbonate: propylene carbonate: diethylene carbonate = 10: 10: 80 (volume ratio) and LiPF 6 is used as an electrolyte salt. Was adjusted to be 1.0 mol / L. Then, a pregel was prepared so that polyethylene glycol diacrylate: electrolyte solution = 10: 90 (mass ratio). The positive electrode plate and the negative electrode plate manufactured as described above are overlapped with a separator interposed therebetween, and centered in the width direction of each electrode plate, and wound by a winding machine. As a result, a battery body was produced. After inserting the battery element body thus manufactured into an exterior body configured by lamination, before sealing, the pregel was injected,
After sealing, a polymerization reaction was performed to prepare a polymer battery. Comparative Example 1 A battery was produced in the same manner as in Example 1, except that graphite powder having no surface coating applied to the negative electrode active material was used. Comparative Example 2 A battery was produced in the same manner as in Example 1, except that the negative electrode active material was coated with an alumina-based material, but was not treated with warm water, and using graphite powder not modified into boehmite. Comparative Example 3 A battery was produced in the same manner as in Example 1, except that a graphite powder whose surface was modified by mechanical treatment (mechanochemical treatment) was used as the negative electrode active material. Using the batteries of these Examples and Comparative Examples, the battery was charged to 4.2 V with a current of 600 mA, and after reaching 4.2 V, was charged at a constant voltage of 4.2 V until the charging current value became 30 mA or less, and was suspended for 10 minutes. After that, charging and discharging were repeated at a current of 600 mA until the voltage reached 2.75 V, and cycle characteristics were examined. The load characteristics were as follows: charging was performed at a current of 600 mA to 4.2 V, and after reaching 4.2 V, constant voltage charging at 4.2 V was performed until the charging current value became 30 mA or less.
After a pause of one minute, the discharge was 120 mA (0.2 It),
The discharge was performed under the condition that the discharge was performed at 2.75 V at each discharge current value of 1200 mA (2 It) and 1800 mA (3 It). The results are shown in Table 1 below. [Table 1] As is clear from the results shown in Table 1, there is a great difference in the cycle characteristics and load characteristics between the comparative example and the examples, and the batteries according to the examples have remarkably excellent cycle characteristics and load characteristics. Was. That is, in the battery of the embodiment,
The capacity retention rate after 500 cycles was 82%. Regarding the load characteristics, the capacity ratios of 2It and 3It to 0.2It were 96% and 80%, respectively. On the other hand, in the battery of Comparative Example 1, the capacity retention after 500 cycles was 77%. For load characteristics, 2It and 3I
The capacitance ratio of t to 0.2It is 94% and 72%, respectively.
%Met. In the battery of Comparative Example 2, the capacity retention after 500 cycles was 71%. 2I for load characteristics
The capacitance ratio of t and 3It to 0.2It is 9
1% and 64%. In the battery of Comparative Example 3, the capacity retention after 500 cycles was 77%. Regarding the load characteristics, the capacity ratio of 2It and 3It to 0.2It was 93% and 69%, respectively. <Modifications> The present invention is not limited to the above-described configuration, and can be modified as follows, for example. (1) In the above battery configuration, the battery body is a wound body. However, the battery body can be similarly implemented by a type in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are alternately stacked with a separator interposed therebetween. (2) Although the battery is a polymer electrolyte, the present invention is not limited to this and can be similarly implemented using a normal electrolyte. (3) Although the above-mentioned battery is a lithium ion battery, the present invention is not limited to this, and any type of non-aqueous secondary battery can be similarly used. As described above, according to the non-aqueous secondary battery of the present invention, since the negative electrode having the aluminum oxide hydrate on the carbon surface is provided, By improving the lipophilicity of the negative electrode active material with respect to the water electrolyte, the liquid content of the negative electrode is improved. Accordingly, the cycle characteristics and the load characteristics are improved.

【図面の簡単な説明】 【図1】実施形態のリチウムイオンポリマー電池1の構
成を示す斜視図(一部切り欠き部を含む)である。 【図2】負極の主たる構成を示す拡大模式図である。 【図3】負極活物質粒子と電解液との親油性を高める作
用の詳細を示す模式図である。 【図4】負極板の作製工程を示す工程図である。 【図5】負極板の作製工程における負極活物質粒子準備
工程を示す工程図である。 【符号の説明】 1 リチウムイオンポリマー電池 22 負極板 221 カーボン粒子 221a カーボン粒子表面 221b 酸化アルミニウムの水和物層 221c 酸化アルミニウムの水和物層の表面に存在す
る凹凸
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a lithium ion polymer battery 1 according to an embodiment (including a partly cutaway portion). FIG. 2 is an enlarged schematic diagram illustrating a main configuration of a negative electrode. FIG. 3 is a schematic diagram showing details of an action of enhancing lipophilicity between the negative electrode active material particles and the electrolytic solution. FIG. 4 is a process diagram showing a process for producing a negative electrode plate. FIG. 5 is a process chart showing a negative electrode active material particle preparing step in a negative electrode plate manufacturing step. [Description of Signs] 1 Lithium ion polymer battery 22 Negative electrode plate 221 Carbon particles 221a Carbon particle surface 221b Hydrate layer of aluminum oxide 221c Irregularities existing on the surface of hydrate layer of aluminum oxide

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】カーボン表面に酸化アルミニウムの水和物
が存在する負極を備えることを特徴とする非水系二次電
池。
1. A non-aqueous secondary battery comprising a negative electrode having a hydrate of aluminum oxide on a carbon surface.
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