JP2003303592A - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Nonaqueous electrolyte secondary battery

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JP2003303592A
JP2003303592A JP2002107770A JP2002107770A JP2003303592A JP 2003303592 A JP2003303592 A JP 2003303592A JP 2002107770 A JP2002107770 A JP 2002107770A JP 2002107770 A JP2002107770 A JP 2002107770A JP 2003303592 A JP2003303592 A JP 2003303592A
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JP
Japan
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positive electrode
active material
lithium
electrode active
secondary battery
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002107770A
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Japanese (ja)
Inventor
Jo Sasaki
丈 佐々木
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Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Publication date
Application filed by Japan Storage Battery Co Ltd filed Critical Japan Storage Battery Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous electrolyte secondary battery having a high discharge capacity and excellent charging/discharging cycle characteristics. <P>SOLUTION: The nonaqueous electrolyte secondary battery 1 uses a positive electrode active material having a layered rock-salt structure. The positive electrode active material is a lithium-transition metal complex oxide represented by a general formula Li<SB>a</SB>Ni<SB>1-b-c</SB>Co<SB>b</SB>M<SB>c</SB>O<SB>2</SB>(wherein M is at least one element selected from the group consisting of Mg, Al, Ti, W, and Mo; and a, b, c and d respectively satisfy 0.2≤a≤1.05, 0.5≤1-b-c≤0.9, 0≤b≤0.47, and 0.03≤c≤0.1), in which the Ni concentration in the surface layer of the primary particle is lower than that in the inner layer of the primary particle. This allows the battery 1 to have a high discharge capacity and excellent charging/discharging cycle characteristics. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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
池に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】正極と、負極と、非水電解液とからな
り、充電により繰り返し使用可能な非水電解液二次電池
のうち、リチウムイオンと可逆的に電気化学的反応する
ことが可能な正極活物質を含む正極と、リチウムイオン
を可逆的に吸蔵・放出可能な負極活物質を含む負極と、
固体高分子電解質や有機溶媒を含む電解質とからなるリ
チウムイオン電池は、高電圧、高エネルギー密度を備え
ることから、携帯機器などの電源として広く用いられて
いる。
2. Description of the Related Art Among non-aqueous electrolyte secondary batteries which are composed of a positive electrode, a negative electrode and a non-aqueous electrolyte solution and can be repeatedly used by charging, they are capable of reversibly electrochemically reacting with lithium ions. A positive electrode containing a positive electrode active material, and a negative electrode containing a negative electrode active material capable of reversibly occluding and releasing lithium ions,
BACKGROUND ART A lithium ion battery including a solid polymer electrolyte and an electrolyte containing an organic solvent has a high voltage and a high energy density, and is therefore widely used as a power source for portable devices and the like.

【0003】前記正極活物質としては近年、LiNiO
が、高電圧、高エネルギー密度を備えることから広く
研究されている。
Recently, LiNiO has been used as the positive electrode active material.
2 has been widely studied because of its high voltage and high energy density.

【0004】しかし、前記LiNiOは結晶構造が不
安定なため、充放電サイクル時に結晶構造が変化して放
電容量が減少しやすいという問題点があった。また、L
iNiOは電解液との反応性が高いため、昇温時に熱
逸走を起こしやすく、充放電サイクル時にも内部抵抗の
上昇をもたらすという問題点もあった。
However, since the crystal structure of LiNiO 2 is unstable, there is a problem that the crystal structure changes during the charge / discharge cycle and the discharge capacity tends to decrease. Also, L
Since iNiO 2 has a high reactivity with the electrolytic solution, there is a problem that heat escape easily occurs at the time of temperature rise and the internal resistance also increases during the charge / discharge cycle.

【0005】上記の問題を解決するため、LiNiO
に異種金属を添加することにより、結晶構造の安定化、
及び電解液との反応性を抑制する試みが特開平10−1
34811号公報において提案されている。
In order to solve the above problems, LiNiO 2
Stabilization of crystal structure by adding different metals to
And an attempt to suppress reactivity with an electrolytic solution is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-1
It is proposed in Japanese Patent No. 34811.

【0006】前記特開平10−134811号公報にお
いては、Niと第三成分との共沈物を出発原料とするこ
とによりLiNiOの結晶格子中に第三成分を均一に
分散させた結果、結晶構造の安定化を実現している。
In Japanese Patent Laid-Open No. 10-134811, the coprecipitate of Ni and the third component is used as a starting material to uniformly disperse the third component in the crystal lattice of LiNiO 2. The structure is stabilized.

【0007】しかしながら上記手法によっては、結晶構
造を安定化させることはできたものの、電解液との反応
性を十分に抑制することはできなかった。これは以下の
理由によると考えられる。すなわち、第三成分を添加す
ることにより放電容量は低下してしまう。このため放電
容量を維持する必要から、電解液との反応性を十分に低
下させる程度にまで第三成分の添加量を増やすことはで
きなかったのである。
However, according to the above method, the crystal structure could be stabilized, but the reactivity with the electrolytic solution could not be sufficiently suppressed. This is considered to be due to the following reasons. That is, the discharge capacity is reduced by adding the third component. For this reason, since it was necessary to maintain the discharge capacity, it was not possible to increase the addition amount of the third component to such an extent that the reactivity with the electrolytic solution was sufficiently lowered.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
事情に基づいて完成されたものであって、大きな放電容
量と、優れた充放電サイクル特性とを備えた非水電解液
二次電池を提供することを目的とする。
The present invention was completed in view of the above circumstances, and is a non-aqueous electrolyte secondary battery having a large discharge capacity and excellent charge / discharge cycle characteristics. The purpose is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記の目
的を達成するための手段として、請求項1の発明は、一
次粒子が凝集した二次粒子からなる正極活物質を含有す
る正極と、負極と、非水電解液とからなる非水電解液二
次電池において、前記正極活物質は層状岩塩構造を有
し、一般式LiNi1−b−cCo(但し
Mは、Mg、Al、Ti、W、Moから選ばれる少なく
とも1種の元素であり、a、b、c、及びdはそれぞ
れ、0.2≦a≦1.05、0.5≦1−b−c≦0.
9、0≦b≦0.47、0.03≦c≦0.1)で示さ
れるリチウム遷移金属複合酸化物であり、前記一次粒子
の表層部における前記Niの濃度が前記一次粒子の内部
よりも低いことを特徴とする。
Means for Solving the Problems and Actions / Effects As a means for achieving the above object, the invention of claim 1 is a positive electrode containing a positive electrode active material comprising secondary particles in which primary particles are aggregated, In a non-aqueous electrolyte secondary battery including a negative electrode and a non-aqueous electrolyte, the positive electrode active material has a layered rock salt structure and has a general formula of Li a Ni 1-b-c Co b M c O 2 (however, M Is at least one element selected from Mg, Al, Ti, W, and Mo, and a, b, c, and d are 0.2 ≦ a ≦ 1.05 and 0.5 ≦ 1-b, respectively. −c ≦ 0.
9, 0 ≤ b ≤ 0.47, 0.03 ≤ c ≤ 0.1), wherein the concentration of Ni in the surface layer portion of the primary particles is from the inside of the primary particles. Is also low.

【0010】正極活物質が層状岩塩構造を有し、一般式
LiNi1−b−cCo (但しMは、M
g、Al、Ti、W、Moから選ばれる少なくとも1種
の元素であり、a、b、c、及びdはそれぞれ、0.2
≦a≦1.05、0.5≦1−b−c≦0.9、0≦b
≦0.47、0.03≦c≦0.1)で示されるリチウ
ム遷移金属複合酸化物であることにより、高電圧、かつ
大きな放電容量を備えた非水電解液二次電池を得ること
ができる。
The positive electrode active material has a layered rock salt structure and has the general formula
LiaNi1-bcCobMcO Two(However, M is M
At least one selected from g, Al, Ti, W, and Mo
A, b, c, and d are each 0.2
≦ a ≦ 1.05, 0.5 ≦ 1-bc−0.9, 0 ≦ b
≦ 0.47, 0.03 ≦ c ≦ 0.1)
Since it is a transition metal complex oxide,
Obtaining a non-aqueous electrolyte secondary battery with a large discharge capacity
You can

【0011】正極活物質におけるNiの組成比を示す1
−b−cは、0.5≦1−b−c≦0.9であることが
好ましい。1−b−cが0.5未満であると、放電容量
が低下するので好ましくない。1−b−cが0.9を超
えると、結晶構造の安定性が保たれない結果、充放電サ
イクル特性が低下するので好ましくない。
1 showing the composition ratio of Ni in the positive electrode active material
-Bc is preferably 0.5≤1-bc≤0.9. If 1-bc is less than 0.5, the discharge capacity is reduced, which is not preferable. If 1-bc exceeds 0.9, the stability of the crystal structure is not maintained, and as a result, the charge / discharge cycle characteristics deteriorate, which is not preferable.

【0012】正極活物質におけるCoの組成比を示すb
は、0≦b≦0.47であることが好ましい。bが0.
47を超えると、相対的にNi濃度が低下する結果、放
電容量が低下するので好ましくない。
B representing the composition ratio of Co in the positive electrode active material
Is preferably 0 ≦ b ≦ 0.47. b is 0.
When it exceeds 47, the Ni concentration relatively decreases, and as a result, the discharge capacity decreases, which is not preferable.

【0013】正極活物質における第三成分Mの組成比を
示すcは、0.03≦c≦0.1であることが好まし
い。cが0.03未満であると、正極活物質の熱安定性
が低下するので好ましくない。cが0.1を超えると、
放電容量が大幅に低下するので好ましくない。
It is preferable that c representing the composition ratio of the third component M in the positive electrode active material is 0.03≤c≤0.1. When c is less than 0.03, the thermal stability of the positive electrode active material decreases, which is not preferable. When c exceeds 0.1,
It is not preferable because the discharge capacity is significantly reduced.

【0014】一次粒子の表層部におけるNi濃度が一次
粒子の内部よりも低いことにより、充放電に伴う電解液
の分解反応が抑制される。この結果、電池の内部抵抗の
上昇が抑制されるので充放電サイクル特性が向上する。
Since the concentration of Ni in the surface layer portion of the primary particles is lower than that in the inside of the primary particles, the decomposition reaction of the electrolytic solution due to charging and discharging is suppressed. As a result, an increase in internal resistance of the battery is suppressed, so that charge / discharge cycle characteristics are improved.

【0015】また、表層部のNi濃度のみが低減された
ことにより、Ni濃度の低下に伴って不可避的に生じる
放電容量の低下を最小限に抑制することができるので、
放電容量を維持したままで充放電サイクル特性を向上さ
せることができる。
Further, since only the Ni concentration in the surface layer portion is reduced, it is possible to minimize the reduction in discharge capacity that is inevitably caused by the reduction in Ni concentration.
The charge / discharge cycle characteristics can be improved while maintaining the discharge capacity.

【0016】請求項2の発明は、前記正極活物質の平均
粒子径が5μm以上30μm以下であることを特徴とす
る。
The invention of claim 2 is characterized in that the positive electrode active material has an average particle size of 5 μm or more and 30 μm or less.

【0017】正極活物質の平均粒子径が5μm以上30
μm以下であることにより、大きな放電容量と充放電サ
イクル特性とを備えた非水電解液二次電池を得ることが
できる。
The positive electrode active material has an average particle size of 5 μm or more 30
When the thickness is less than or equal to μm, a non-aqueous electrolyte secondary battery having a large discharge capacity and charge / discharge cycle characteristics can be obtained.

【0018】正極活物質の平均粒子径が5μm未満であ
ると、正極活物質の反応性が過度に向上するため、正極
活物質と電解液との反応性も上がる結果、充放電サイク
ル特性が低下するので好ましくない。30μmを超える
と、正極活物質の反応性が低下し、かつ活物質の充填密
度も低下するため、放電容量が低下するので好ましくな
い。
When the average particle diameter of the positive electrode active material is less than 5 μm, the reactivity of the positive electrode active material is excessively improved, and the reactivity between the positive electrode active material and the electrolytic solution is also increased, resulting in deterioration of charge / discharge cycle characteristics. Is not preferred. When it exceeds 30 μm, the reactivity of the positive electrode active material is lowered and the packing density of the active material is also lowered, so that the discharge capacity is lowered, which is not preferable.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態につ
いて図面を参照しつつ説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】図1は、本発明の一実施形態にかかる角形
非水電解液二次電池1の概略断面図である。図1におい
て、1は角形非水電解液二次電池、2は電極群、3は正
極、4は負極、5はセパレータ、6は電池ケース、7は
電池蓋、8は安全弁、9は負極端子、10は正極リー
ド、11は負極リードである。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a prismatic non-aqueous electrolyte secondary battery 1 according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a prismatic non-aqueous electrolyte secondary battery, 2 is an electrode group, 3 is a positive electrode, 4 is a negative electrode, 5 is a separator, 6 is a battery case, 7 is a battery lid, 8 is a safety valve, and 9 is a negative electrode terminal. Reference numeral 10 is a positive electrode lead, and 11 is a negative electrode lead.

【0021】この角形非水電解液二次電池1は、アルミ
ニウム箔からなる集電体に正極合剤を塗布してなる正極
3と、銅箔からなる集電体に負極合剤を塗布してなる負
極4と、非水電解液(図示せず)とを電池ケース6に収
納してなるものである。
In this prismatic non-aqueous electrolyte secondary battery 1, a positive electrode 3 is formed by applying a positive electrode mixture to a current collector made of aluminum foil, and a negative electrode mixture is applied to a current collector made of copper foil. The negative electrode 4 and a non-aqueous electrolyte (not shown) are housed in a battery case 6.

【0022】電池ケース6には、安全弁8を設けた電池
蓋7がレーザー溶接によって取り付けられ、負極端子9
は負極リード11を介して負極4と接続され、正極3は
正極リード10を介して電池容器6と電気的に接続され
ている。
A battery lid 7 provided with a safety valve 8 is attached to the battery case 6 by laser welding, and a negative electrode terminal 9 is attached.
Is connected to the negative electrode 4 via the negative electrode lead 11, and the positive electrode 3 is electrically connected to the battery container 6 via the positive electrode lead 10.

【0023】本発明における正極活物質としては、層状
岩塩構造を有し、一般式LiNi 1−b−cCo
(但しMは、Mg、Al、Ti、W、Moから選
ばれる少なくとも1種の元素であり、a、b、c、及び
dはそれぞれ、0.2≦a≦1.05、0.5≦1−b
−c≦0.9、0≦b≦0.47、0.03≦c≦0.
1)で示されるリチウム遷移金属複合酸化物を用いるこ
とができる。
The positive electrode active material in the present invention is a layered material.
It has a rock salt structure and has the general formula LiaNi 1-bcCobM
cOTwo(However, M is selected from Mg, Al, Ti, W, and Mo.
At least one element, a, b, c, and
d is 0.2 ≦ a ≦ 1.05 and 0.5 ≦ 1-b, respectively.
-C≤0.9, 0≤b≤0.47, 0.03≤c≤0.
Use the lithium-transition metal composite oxide shown in 1).
You can

【0024】本発明における正極活物質は以下のように
して調製することができる。まず、水溶性ニッケル化合
物と、水溶性コバルト化合物と、第三成分の水溶性化合
物との混合水溶液を調製し、これをアルカリ化合物の水
溶液と反応させてニッケルと第三成分の共沈化合物を生
成させる。つぎにこの共沈物を乾燥し、得られた粉体又
はこれを焼成した粉体に、リチウム化合物の粉体を添加
して、酸素雰囲気で600℃〜850℃で焼成する。こ
のようにして得られた粉体の表面に、前記粉体と同一の
構成成分を備え、かつNi濃度が低いリチウム遷移金属
複合酸化物を被覆し、これを酸素雰囲気で600℃〜8
50℃で再び焼成することにより、一次粒子の表面のニ
ッケル濃度が、当該一次粒子の内部よりも低い正極活物
質を得ることができる。
The positive electrode active material in the present invention can be prepared as follows. First, a mixed aqueous solution of a water-soluble nickel compound, a water-soluble cobalt compound, and a water-soluble compound of the third component is prepared, and this is reacted with an aqueous solution of an alkali compound to form a co-precipitated compound of nickel and the third component. Let Next, this coprecipitate is dried, the powder of the lithium compound is added to the obtained powder or the powder obtained by firing the powder, and the powder is fired at 600 ° C. to 850 ° C. in an oxygen atmosphere. The surface of the powder thus obtained is coated with a lithium-transition metal composite oxide containing the same constituents as the powder and having a low Ni concentration, and this is coated in an oxygen atmosphere at 600 ° C to 8 ° C.
By baking again at 50 ° C., it is possible to obtain a positive electrode active material in which the nickel concentration on the surface of the primary particles is lower than that in the inside of the primary particles.

【0025】水溶性ニッケル化合物としては、例えば、
水酸化ニッケル、ニッケル酸化物、炭酸ニッケル、硝酸
ニッケル、塩化ニッケル、硫酸ニッケル、酢酸ニッケ
ル、オキシ水酸化ニッケルなどを例示することができ
る。
As the water-soluble nickel compound, for example,
Examples thereof include nickel hydroxide, nickel oxide, nickel carbonate, nickel nitrate, nickel chloride, nickel sulfate, nickel acetate and nickel oxyhydroxide.

【0026】水溶性コバルト化合物としては、例えば、
水酸化コバルト、コバルト酸化物、炭酸コバルト、硝酸
コバルト、塩化コバルト、硫酸コバルト、酢酸コバル
ト、オキシ水酸化コバルトなどを例示することができ
る。これらは単独で用いてもよく、また、組み合わせて
用いてもよい。
As the water-soluble cobalt compound, for example,
Examples thereof include cobalt hydroxide, cobalt oxide, cobalt carbonate, cobalt nitrate, cobalt chloride, cobalt sulfate, cobalt acetate, and cobalt oxyhydroxide. These may be used alone or in combination.

【0027】第三成分の水溶性化合物としては、その硝
酸塩、硫酸塩、塩酸塩、炭酸塩などを用いることができ
る。これらは単独で用いてもよく、また、組み合わせて
用いてもよい。
As the water-soluble compound as the third component, its nitrate, sulfate, hydrochloride, carbonate or the like can be used. These may be used alone or in combination.

【0028】リチウム化合物としては、例えば、硝酸リ
チウム、硫酸リチウム、塩化リチウム、臭化リチウム、
ヨウ化リチウム、水酸化リチウム、酸化リチウム、過酸
化リチウム、炭酸リチウム、蟻酸リチウム、酢酸リチウ
ム、安息香酸リチウム、クエン酸リチウム、シュウ酸リ
チウム、ピルビン酸リチウム、ステアリン酸リチウム、
酒石酸リチウムなどを例示することができる。これらは
単独で用いてもよく、また、組み合わせて用いてもよ
い。
Examples of the lithium compound include lithium nitrate, lithium sulfate, lithium chloride, lithium bromide,
Lithium iodide, lithium hydroxide, lithium oxide, lithium peroxide, lithium carbonate, lithium formate, lithium acetate, lithium benzoate, lithium citrate, lithium oxalate, lithium pyruvate, lithium stearate,
Examples thereof include lithium tartrate. These may be used alone or in combination.

【0029】アルカリ化合物としては、カリウム、ナト
リウム、又はアンモニアの水酸化物又は炭酸塩などを用
いることができる。ナトリウム又はカリウムを用いた場
合は、共沈殿物からナトリウム塩又はカリウム塩を濾
過、洗浄する必要がある。一方、アンモニアを用いた場
合、共沈殿物を濾過、洗浄する必要はないが、ニッケル
が錯イオンを形成して溶液中に一部溶解するため、スプ
レードライなどにより一気に乾燥させる必要がある。
As the alkali compound, hydroxide, carbonate or the like of potassium, sodium or ammonia can be used. When sodium or potassium is used, it is necessary to filter and wash sodium salt or potassium salt from the coprecipitate. On the other hand, when using ammonia, it is not necessary to filter and wash the coprecipitate, but since nickel forms complex ions and is partially dissolved in the solution, it is necessary to dry at once by spray drying or the like.

【0030】炭酸リチウム1モルと、水酸化ニッケル
0.7モルと、水酸化コバルト0.28モルと、硫酸チ
タン0.01モルと、水酸化ニオブ0.01モルとを混
合し、この混合物を、空気中、温度750℃で15時間
焼成することにより、LiNi 0.7Co0.28Ti
0.01Nb0.01と推察されるリチウム遷移金
属複合酸化物を得ることができる。
1 mol of lithium carbonate and nickel hydroxide
0.7 mol, 0.28 mol of cobalt hydroxide, and sodium sulfate.
Mixed with 0.01 mol of tan and 0.01 mol of niobium hydroxide.
And mix this mixture in air at a temperature of 750 ° C. for 15 hours.
By firing, LiNi 0.7Co0.28Ti
0.01Nb0.01OTwoInferred lithium transition gold
A metal complex oxide can be obtained.

【0031】炭酸リチウム1モルと、水酸化ニッケル
0.7モルと、水酸化コバルト0.28モルと、酸化モ
リブデン0.01モルと、酸化タングステン0.01モ
ルとを混合し、この混合物を、空気中、温度850℃で
15時間焼成することにより、LiNi0.7Co
0.28Mo0.010.01と推察されるリチ
ウム遷移金属複合酸化物を得ることができる。
1 mol of lithium carbonate, 0.7 mol of nickel hydroxide, 0.28 mol of cobalt hydroxide, 0.01 mol of molybdenum oxide and 0.01 mol of tungsten oxide were mixed, and this mixture was mixed. By firing in air at a temperature of 850 ° C. for 15 hours, LiNi 0.7 Co
A lithium transition metal composite oxide estimated to be 0.28 Mo 0.01 W 0.01 O 2 can be obtained.

【0032】上記のようにして得られたリチウム遷移金
属複合酸化物と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合
剤を調製し、この正極合剤を金属箔からなる正極集電体
に塗布ことにより正極を製造することができる。
The lithium-transition metal composite oxide obtained as described above is mixed with a conductive agent and a binder to prepare a positive electrode mixture, and this positive electrode mixture is used as a positive electrode current collector made of a metal foil. The positive electrode can be manufactured by applying it to the body.

【0033】導電剤の種類は特に制限されず、金属であ
っても非金属であってもよい。金属の導電剤としては、
CuやNiなどの金属元素から構成される材料を挙げる
ことができる。また、非金属の導電剤としては、グラフ
ァイト、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッ
チェンブラックなどの炭素材料を挙げることができる。
The type of conductive agent is not particularly limited, and may be a metal or a nonmetal. As a metal conductive agent,
Examples thereof include materials composed of metal elements such as Cu and Ni. Examples of the non-metal conductive agent include carbon materials such as graphite, carbon black, acetylene black and Ketjen black.

【0034】結着剤は、電極製造時に使用する溶媒や電
解液に対して安定な材料であれば特にその種類は制限さ
れない。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリエチレンテレフタレート、芳香族ポリアミド、セル
ロース等の樹脂系高分子、スチレン−ブタジエンゴム、
イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレ
ンゴム等のゴム状高分子、スチレン−ブタジエン−スチ
レンブロック共重合体およびその水素添加物、スチレン
−エチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体お
よびその水素添加物、スチレン−イソプレン−スチレン
ブロック共重合体およびその水素添加物等の熱可塑性エ
ラストマー状高分子、シンジオタクチック1,2−ポリ
ブタジエン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、プロピレ
ン−α−オレフィン(炭素数2〜12)共重合体等の軟
質樹脂状高分子、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフ
ルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン−エチレ
ン共重合体等のフッ素系高分子などを用いることができ
る。
The type of binder is not particularly limited as long as it is a material that is stable with respect to the solvent and electrolytic solution used in the production of electrodes. Specifically, polyethylene, polypropylene,
Resin-based polymers such as polyethylene terephthalate, aromatic polyamide, cellulose, styrene-butadiene rubber,
Rubber-like polymers such as isoprene rubber, butadiene rubber, ethylene-propylene rubber, styrene-butadiene-styrene block copolymers and hydrogenated products thereof, styrene-ethylene-butadiene-styrene block copolymers and hydrogenated products thereof, styrene -Isoprene-styrene block copolymer and thermoplastic elastomeric polymers such as hydrogenated products thereof, syndiotactic 1,2-polybutadiene, ethylene-vinyl acetate copolymer, propylene-α-olefin (having 2 to 12 carbon atoms) ) A soft resin-like polymer such as a copolymer, a fluoropolymer such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, a polytetrafluoroethylene-ethylene copolymer, or the like can be used.

【0035】また、結着剤として特にリチウムイオンな
どのアルカリ金属イオン伝導性を有する高分子組成物を
使用することもできる。そのようなイオン伝導性を有す
る高分子としては、ポリエチレンオキシド、ポリプロピ
レンオキシド等のポリエーテル系高分子化合物、ポリエ
ーテルの架橋高分子化合物、ポリエピクロルヒドリン、
ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリビニルピロ
リドン、ポリビニリデンカーボネート、ポリアクリロニ
トリル等の高分子化合物にリチウム塩またはリチウムを
主体とするアルカリ金属塩を複合させた系、あるいはこ
れにプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、
γ−ブチロラクトン等の高い誘電率を有する有機化合物
を配合した系を用いることができる。これらの材料は組
み合わせて使用してもよい。
As the binder, a polymer composition having an alkali metal ion conductivity such as lithium ion can also be used. Examples of the polymer having such ion conductivity include polyether polymer compounds such as polyethylene oxide and polypropylene oxide, cross-linked polymer compounds of polyether, polyepichlorohydrin,
Polyphosphazene, polysiloxane, polyvinylpyrrolidone, polyvinylidene carbonate, a system in which a lithium salt or an alkali metal salt mainly composed of lithium is combined with a polymer compound such as polyacrylonitrile, or propylene carbonate, ethylene carbonate,
A system containing an organic compound having a high dielectric constant such as γ-butyrolactone can be used. These materials may be used in combination.

【0036】正極集電体には、例えば、Al、Ta、N
b、Ti、Hf、Zr、Zn、W、Bi、およびこれら
の金属を含む合金などを例示することができる。これら
の金属は、電解液中での陽極酸化によって表面に不動態
被膜を形成する。そのため、正極集電体と電解液との接
液部分において非水電解質が酸化分解するのを有効に防
止することができる。その結果、非水系二次電池のサイ
クル特性を有効に高めることができる。上記の金属のう
ち、Al、Ti、Taおよびこれらの金属を含む合金を
好適に使用することができる。特にAlおよびその合金
は低密度であるために他の金属を用いた場合と比べて正
極集電体の質量を小さくすることができる。そのため、
電池のエネルギー密度を向上させることができるので、
特に好ましい。
Examples of the positive electrode current collector include Al, Ta and N.
Examples thereof include b, Ti, Hf, Zr, Zn, W, Bi, and alloys containing these metals. These metals form a passivation film on the surface by anodic oxidation in an electrolytic solution. Therefore, it is possible to effectively prevent the non-aqueous electrolyte from oxidatively decomposing at the liquid contact portion between the positive electrode current collector and the electrolytic solution. As a result, the cycle characteristics of the non-aqueous secondary battery can be effectively improved. Among the above metals, Al, Ti, Ta and alloys containing these metals can be preferably used. In particular, Al and its alloys have a low density, so that the mass of the positive electrode current collector can be reduced as compared with the case of using other metals. for that reason,
Since the energy density of the battery can be improved,
Particularly preferred.

【0037】上記のようにして得られた正極合剤を正極
集電体へ塗布する場合、公知の手段によって行うことが
できる。混合物がスラリー状である場合は、例えばドク
ターブレードなどを用いて集電体上に塗布することがで
きる。また、混合物がペースト状である場合は、例えば
ローラーコーティングなどによって集電体上に塗布する
ことができる。溶媒を使用している場合は乾燥して溶媒
を除去することによって、電極を作製することができ
る。
When the positive electrode mixture obtained as described above is applied to the positive electrode current collector, it can be carried out by a known means. When the mixture is in the form of a slurry, it can be applied onto the current collector using, for example, a doctor blade. When the mixture is in the form of paste, it can be applied onto the current collector by, for example, roller coating. If a solvent is used, the electrode can be prepared by drying to remove the solvent.

【0038】負極活物質としては、リチウム金属、リチ
ウムを吸臓・放出可能な物質であるリチウム−アルミニ
ウム合金、リチウム−鉛合金、リチウム−錫合金などの
リチウム合金、Li(LiN)などの窒化リチウ
ム、黒鉛、コークス、有機物焼成体などの炭素材料、W
、MoO、SnO、SnO、TiO、NbO
などの遷移金属酸化物を用いることができる。これら
の負極活物質は、一種類だけを選択して使用しても良い
し、二種類以上を組み合わせて使用しても良い。
As the negative electrode active material, lithium metal, lithium
Lithium-aluminium, a substance that can inhale and release um
Um alloy, lithium-lead alloy, lithium-tin alloy, etc.
Lithium alloy, Li5(LiThreeN) Lithium nitride
Carbon materials such as aluminum, graphite, coke, and organic fired materials, W
OTwo, MoOTwo, SnOTwo, SnO, TiOTwo, NbO
ThreeTransition metal oxides such as these
Only one type of negative electrode active material may be selected and used.
However, two or more kinds may be used in combination.

【0039】負極集電体の材質は、銅、ニッケル、ステ
ンレス等の金属であるのが好ましく、これらの中では薄
膜に加工しやすく安価であることから銅箔を使用するが
より好ましい。
The material of the negative electrode current collector is preferably a metal such as copper, nickel or stainless steel. Among them, a copper foil is more preferable because it can be easily processed into a thin film and is inexpensive.

【0040】負極の製造方法は特に制限されず、上記の
正極の製造方法と同様の方法により製造することができ
る。
The method for producing the negative electrode is not particularly limited, and the negative electrode can be produced by the same method as the above-mentioned method for producing the positive electrode.

【0041】非水電解液の非水溶媒としては、例えば、
エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチ
レンカーボネート等の環状カーボネート類、ジメチルカ
ーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカー
ボネート等の鎖状カーボネート類、γ−ブチロラクト
ン、γ−バレロラクトン等の環状エステル類、酢酸メチ
ル、プロピオン酸メチル等の鎖状エステル類、テトラヒ
ドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒ
ドロピラン等の環状エーテル類、ジメトキシエタン、ジ
メトキシメタン等の鎖状エーテル類、リン酸エチレンメ
チル、リン酸エチルエチレン等の環状リン酸エステル、
リン酸トリメチル、リン酸トリエチル等の鎖状リン酸エ
ステル、これらの化合物のハロゲン化物などを使用する
ことができる。これらの有機溶媒は、一種類だけを選択
して使用してもよいし、二種類以上を組み合わせて用い
てもよい。
Examples of the non-aqueous solvent for the non-aqueous electrolyte include:
Cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate and butylene carbonate, chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethylmethyl carbonate, cyclic esters such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone, methyl acetate and methyl propionate. Chain esters such as tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, cyclic ethers such as tetrahydropyran, chain ethers such as dimethoxyethane and dimethoxymethane, ethylene methyl phosphate, cyclic phosphate such as ethyl ethylene phosphate,
Chain phosphoric acid esters such as trimethyl phosphate and triethyl phosphate, and halides of these compounds can be used. Only one kind of these organic solvents may be selected and used, or two or more kinds thereof may be used in combination.

【0042】非水電解液の溶質としては、LiCl
、LiPF、LiBF等の無機リチウム塩や、
LiCFSO、LiN(CFSO、Li
N(CF CFSO 、LiN(CFCO)
、およびLiC(CFSO等の含フッ素有機
リチウム塩等を挙げることができる。これらの溶質は、
一種類だけを選択して使用してもよいし、二種類以上を
組み合わせて用いてもよい。
The solute of the non-aqueous electrolyte is LiCl
OFour, LiPF6, LiBFFourInorganic lithium salts such as
LiCFThreeSOThree, LiN (CFThreeSOTwo)Two, Li
N (CF ThreeCFTwoSOTwo )Two , LiN (CFThreeCO)
Two, And LiC (CFThreeSOTwo)ThreeFluorine-containing organic such as
Examples thereof include lithium salts. These solutes are
You may select and use only one type, or use two or more types.
You may use it in combination.

【0043】電解質としては、上記電解液以外にも固体
状またはゲル状の電解質を用いることができる。このよ
うな電解質としては、無機固体電解質のほか、ポリエチ
レンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドまたはこれ
らの誘導体などが例示できる。
As the electrolyte, a solid or gel electrolyte can be used in addition to the above-mentioned electrolyte solution. Examples of such an electrolyte include an inorganic solid electrolyte, polyethylene oxide, polypropylene oxide, or a derivative thereof.

【0044】セパレータとしては、絶縁性のポリエチレ
ン微多孔膜に電解液を含浸したものや、高分子固体電解
質または高分子固体電解質に電解液を含有させたゲル状
電解質などが使用できる。また、絶縁性の微多孔膜と高
分子固体電解質などを組み合わせて使用してもよい。さ
らに、高分子固体電解質として有孔性高分子固体電解質
膜を使用する場合、高分子中に含有させる電解液と、細
孔中に含有させる電解液とが異なっていてもよい。
As the separator, an insulating polyethylene microporous membrane impregnated with an electrolytic solution, a polymer solid electrolyte, or a gel electrolyte in which a polymer solid electrolyte contains an electrolytic solution can be used. Also, an insulating microporous membrane and a polymer solid electrolyte may be used in combination. Furthermore, when a porous solid polymer electrolyte membrane is used as the solid polymer electrolyte, the electrolytic solution contained in the polymer may be different from the electrolytic solution contained in the pores.

【0045】これらの電池について、温度25℃で、充
電は1CmA定電流で4.1Vまで、さらに4.1V定
電圧で、合計3時間、放電は1CmA定電流で、終止電
圧を2.75Vとすることにより、充放電サイクル試験
を行うことができる。
With respect to these batteries, at a temperature of 25 ° C., charging was performed at a constant current of 1 CmA up to 4.1 V, and a constant voltage of 4.1 V was further applied for a total of 3 hours, and discharge was performed at a constant current of 1 CmA with a final voltage of 2.75 V. By doing so, a charge / discharge cycle test can be performed.

【0046】以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明
する。なお、本発明は下記実施例により何ら限定される
ものではない。
The present invention will be described in detail below based on examples. The present invention is not limited to the following examples.

【0047】<実施例1>水酸化ニッケルNi(OH)
1.14モルと、水酸化コバルトCo(OH) 0.
78モルとを水に溶解し(原子比Ni:Co=0.5
7:0.39)、2リットルの水酸化ニッケルと水酸化
コバルトとの混合水溶液(A液)を調製した。他方、N
CO3.0モルを水に溶解し、1.8リットルの
炭酸ナトリウム水溶液(B液)を調製した。A液とB液
とを、80℃の熱水1リットル中に、撹拌下、同時に一
定速度で加えた。この時、溶液の温度は80℃を保持し
た。溶液の添加が終了した後、撹拌下、80℃で60分
間、沈殿の熟成を行った。このようにして得られた沈殿
を濾過し、水洗した。その後、120℃で16時間乾燥
することにより、ニッケルと、コバルトとの塩基性炭酸
塩の共沈殿物を得た。この粉体を空気流中、400℃に
て、COの発生が認められなくなるまで加熱し、酸化
物とした。この酸化物粉体88.5重量部と硫酸アルミ
ニウムAl(SO6.8重量部と、LiOH2
3.9重量部とを混合し(原子比で、Ni:Co:A
l:Li=0.57:0.39:0.04:1)、これ
を酸素流中、700℃、10時間焼成してLiNi0.57
Co0.39Al0.04を得た。得られた粒子の
平均粒子径は10μmであった。
Example 1 Nickel hydroxide Ni (OH)
Two1.14 mol and cobalt hydroxide Co (OH) Two0.
78 mol and dissolved in water (atomic ratio Ni: Co = 0.5
7: 0.39) 2 liters of nickel hydroxide and hydroxide
A mixed aqueous solution (liquid A) with cobalt was prepared. On the other hand, N
aTwoCOThreeDissolve 3.0 moles in water and add 1.8 liters
An aqueous sodium carbonate solution (solution B) was prepared. Solution A and solution B
And in 1 liter of hot water at 80 ° C under stirring at the same time.
It was added at a constant rate. At this time, keep the temperature of the solution at 80 ° C.
It was After the addition of the solution is completed, the mixture is stirred at 80 ° C for 60 minutes.
During that period, the precipitate was aged. The precipitate thus obtained
Was filtered and washed with water. Then dried at 120 ° C for 16 hours
The basic carbon dioxide of nickel and cobalt
A salt co-precipitate was obtained. This powder was heated to 400 ° C in an air stream.
COTwoAnd oxidize
It was a thing. 88.5 parts by weight of this oxide powder and aluminum sulfate
Ni AlTwo(SOFour)Three6.8 parts by weight and LiOH2
3.9 parts by weight (mixed in atomic ratio: Ni: Co: A
l: Li = 0.57: 0.39: 0.04: 1), which
Is baked in an oxygen stream at 700 ° C. for 10 hours to obtain LiNi.0.57
Co0.39Al0.04OTwoGot Of the obtained particles
The average particle size was 10 μm.

【0048】上記のようにして得られたLiNi0.57
0.39Al0.04100重量部と水酸化リチ
ウム3.78重量部と、水酸化ニッケル1.46重量部
と、水酸化コバルト11.90重量部と、硫酸アルミニ
ウム0.09重量部とを混合した後、酸素流中、700
℃、8時間焼成して、一次粒子の表層部と内部とでニッ
ケル濃度の異なる、平均粒径10.5μmの正極活物質
LiNi0.50Co 0.45Al0.05を得
た。
LiNi obtained as described above0.57C
o0.39Al0.04OTwo100 parts by weight and lithium hydroxide
3.78 parts by weight of um and 1.46 parts by weight of nickel hydroxide
And 11.90 parts by weight of cobalt hydroxide and aluminum sulfate
After mixing with 0.09 part by weight of um, in an oxygen flow, 700
After firing at ℃ for 8 hours, the surface layer of the primary particles and the inside
Positive electrode active material with different average concentration and particle size of 10.5 μm
LiNi0.50Co 0.45Al0.05OTwoGot
It was

【0049】上記のようにして得られた正極活物質92
重量部と、導電剤のアセチレンブラック3重量部と、結
着剤のポリフッ化ビニリデン5重量部とを混合し、N−
メチル−2−ピロリドンを適宜加えて分散させ、スラリ
ーを調製した。このスラリーを、厚さが20μmのアル
ミ製の正極集電体の両面に均一に塗布、乾燥させた後、
ロールプレスで圧縮成形することにより正極4を作製し
た。
Positive electrode active material 92 obtained as described above
Parts by weight, 3 parts by weight of acetylene black as a conductive agent, and 5 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder are mixed, and N-
Methyl-2-pyrrolidone was appropriately added and dispersed to prepare a slurry. After uniformly applying the slurry to both surfaces of a positive electrode current collector made of aluminum having a thickness of 20 μm and drying the slurry,
The positive electrode 4 was produced by compression molding with a roll press.

【0050】黒鉛90重量部と、ポリフッ化ビニリデン
10重量部とを混合し、N−メチル−2−ピロリドンを
適宜加えて分散させ、スラリーを調製した。このスラリ
ーを厚さ10μmの銅製の負極集電体に均一に塗布、乾
燥させた後、ロールプレスで圧縮成形することにより負
極3を作製した。
90 parts by weight of graphite and 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride were mixed and N-methyl-2-pyrrolidone was appropriately added and dispersed to prepare a slurry. The slurry was uniformly applied to a copper negative electrode current collector having a thickness of 10 μm, dried, and compression-molded with a roll press to prepare a negative electrode 3.

【0051】セパレータ5には、厚さ25μmの微多孔
性ポリエチレンフィルムを用いた。
For the separator 5, a microporous polyethylene film having a thickness of 25 μm was used.

【0052】上述の構成要素を用いて、定格容量100
0mAhで幅34mm、高さ67mm、厚み6.2mm
の角形非水電解液二次電池を作製した。
Using the above components, a rated capacity of 100
Width 34 mm, Height 67 mm, Thickness 6.2 mm at 0 mAh
A prismatic non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured.

【0053】非水電解質としては、エチレンカーボネー
ト(EC)とジエチルカーボネート(DEC)とを容積
比4:6で混合し、この溶液にLiPFを1.0モル
/リットル溶解したものを用いた。
As the non-aqueous electrolyte, ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) were mixed in a volume ratio of 4: 6, and LiPF 6 was dissolved in this solution at 1.0 mol / liter.

【0054】<実施例2ないし7>正極活物質粒子の内
部を構成するLiNi0.57Co0.39Al0.04
の代わりに表1に示すリチウム遷移金属複合酸化物を
用いたこと、及び、水酸化リチウム等の添加量を変える
ことにより正極活物質粒子の表層部の組成を表1に示す
ように変えたこと以外は、実施例1と同様にして実施例
2ないし7の非水電解液二次電池を作製した。また、正
極活物質全体の組成、平均粒子径のついても、表1にま
とめて示す。
Examples 2 to 7 LiNi 0.57 Co 0.39 Al 0.04 O constituting the inside of the positive electrode active material particles
The composition of the surface layer portion of the positive electrode active material particles was changed as shown in Table 1 by using the lithium-transition metal composite oxide shown in Table 1 instead of 2 , and changing the addition amount of lithium hydroxide or the like. Except for the above, nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 2 to 7 were produced in the same manner as in Example 1. Table 1 also shows the composition of the whole positive electrode active material and the average particle size.

【0055】<実施例8ないし11> 正極活物質粒子の
内部を構成するLiNi0.57Co0.39Al0.04
の代わりに表1に示すリチウム遷移金属複合酸化物
を用いたこと、及び、水酸化リチウム等の添加量を変え
ることにより正極活物質粒子の表層部の組成を表1に示
すように変えたこと、正極活物質粒子の内部を構成する
粒子として表1に示すような平均粒子径を有するリチウ
ム遷移金属複合酸化物を用いたこと以外は、実施例1と
同様にして、実施例8ないし11の非水電解液二次電池
を作製した。また、正極活物質全体の組成、平均粒子径
についても、表1にまとめて示す。
<Examples 8 to 11> Of positive electrode active material particles
LiNi forming the inside0.57Co0.39Al0.04
OTwoInstead of lithium, lithium transition metal composite oxides shown in Table 1
Was used, and the amount of lithium hydroxide added was changed.
Table 1 shows the composition of the surface layer of the positive electrode active material particles.
The inside of the positive electrode active material particles
Lithium having average particle size as shown in Table 1 as particles
Example 1 except that the transition metal complex oxide was used.
Similarly, non-aqueous electrolyte secondary batteries of Examples 8 to 11
Was produced. In addition, the composition of the entire positive electrode active material and the average particle size
The results are also summarized in Table 1.

【0056】<比較例1>Ni(OH)を湿式粉砕器
にて水を溶媒として粉砕し、平均粒径1μmの粒子を得
た。この粒子のスラリーをスプレードライヤーで乾燥、
造粒し、平均粒径10.5μmの粒子を得た。このNi
(OH)75.7重量部とLiOH23.9重量部と
を混合し(原子比Ni:Li=1:1)、これを酸素流
中、700℃、10時間焼成することにより、LiNi
を得た。
Comparative Example 1 Ni (OH) 2 was pulverized with a wet pulverizer using water as a solvent to obtain particles having an average particle size of 1 μm. Dry this particle slurry with a spray dryer,
Granulation was performed to obtain particles having an average particle size of 10.5 μm. This Ni
75.7 parts by weight of (OH) 2 and 23.9 parts by weight of LiOH were mixed (atomic ratio Ni: Li = 1: 1), and the mixture was fired in an oxygen flow at 700 ° C. for 10 hours to obtain LiNi.
O 2 was obtained.

【0057】<比較例2> LiNi0.57Co0.39
0.04の代わりにLiNi0.70Co
0.25Al0.05を用い、正極活物質粒子の表
層部を形成する物質を添加しなかった以外は実施例1と
同様にして、比較例2の非水電解液二次電池を作製し
た。正極活物質の平均粒径は10.5μmであり、組成
はLiNi0.70Co0.25Al0.05だっ
た。
<Comparative Example 2> LiNi0.57Co0.39A
l0.04OTwoInstead of LiNi0.70Co
0.25Al0.05OTwoTable of positive electrode active material particles
As in Example 1 except that the layer-forming material was not added.
Similarly, a non-aqueous electrolyte secondary battery of Comparative Example 2 was prepared.
It was The average particle size of the positive electrode active material is 10.5 μm, and the composition
Is LiNi0.70Co0.25Al0.05OTwoWas
It was

【0058】<比較例3>正極活物質粒子の内部を構成
するLiNi0.57Co0.39Al0.04の代わ
りに表1に示すリチウム遷移金属複合酸化物を用いたこ
と、及び、水酸化リチウム等の添加量を変えることによ
り正極活物質粒子の表層部の組成を表1に示すように変
えたこと以外は、実施例1と同様にして比較例3の非水
電解液二次電池を作製した。
Comparative Example 3 The lithium transition metal composite oxide shown in Table 1 was used in place of LiNi 0.57 Co 0.39 Al 0.04 O 2 forming the inside of the positive electrode active material particles, and water was used. Non-aqueous electrolyte secondary battery of Comparative Example 3 in the same manner as in Example 1 except that the composition of the surface layer portion of the positive electrode active material particles was changed as shown in Table 1 by changing the addition amount of lithium oxide or the like. Was produced.

【0059】[0059]

【表1】 [Table 1]

【0060】<測定> (X線マイクロ分析)正極活物質の被覆の状態について
は、X線マイクロ分析(XMA)によって測定した。正
極活物質とエポキシ樹脂とを混合した後、エポキシ樹脂
を硬化させ、任意の面を研磨することにより、活物質の
断面を露出させた。当該断面に対してX線マイクロ分析
を行った。正極活物質の表層部、及び内部におけるNi
濃度については、Ni、Co、及びMの原子数の和に対
するNi原子の比として、表2にまとめた。
<Measurement> (X-ray microanalysis) The state of the coating of the positive electrode active material was measured by X-ray microanalysis (XMA). After mixing the positive electrode active material and the epoxy resin, the epoxy resin was cured and an arbitrary surface was polished to expose the cross section of the active material. X-ray microanalysis was performed on the cross section. Ni in the surface layer and inside of the positive electrode active material
The concentrations are summarized in Table 2 as the ratio of Ni atoms to the sum of the numbers of Ni, Co and M atoms.

【0061】(粒子径測定)粉体の平均粒子径について
は、日機装製マイクロトラックUPAおよびHRAを用
い、レーザー回折・散乱法により測定した。
(Measurement of Particle Diameter) The average particle diameter of the powder was measured by a laser diffraction / scattering method using Nikkiso Microtrac UPA and HRA.

【0062】(充放電サイクル特性測定試験)実施例1
ないし11、及び比較例1ないし3の非水系二次電池に
ついて、ポテンシオガルバノスタットを用いて、充放電
サイクル特性を測定した。充電は、1000mA定電流
で4.10Vまで、さらに4.10V定電圧で、合計3
時間行った。放電は1000mA定電流で行い、終止電
圧2.75Vまで行った。1〜5サイクル目の平均放電
容量を初期放電容量とし、放電容量が初期放電容量の8
0%まで低下した時のサイクル数をサイクル寿命として
結果を表2にまとめた。
(Charge / Discharge Cycle Characteristics Measurement Test) Example 1
11 to 11 and the non-aqueous secondary batteries of Comparative Examples 1 to 3, the charge / discharge cycle characteristics were measured using a potentiogalvanostat. Charging is up to 4.10V at a constant current of 1000mA, and at a constant voltage of 4.10V, a total of 3
I went on time. The discharge was performed at a constant current of 1000 mA, and the final voltage was 2.75V. The average discharge capacity in the 1st to 5th cycles is defined as the initial discharge capacity, and the discharge capacity is 8 times the initial discharge capacity.
The results are summarized in Table 2 with the cycle life when the number of cycles when it decreased to 0%.

【0063】(放電容量測定試験)実施例1ないし1
1、及び比較例1ないし3の非水系二次電池について、
ポテンシオガルバノスタットを用いて、放電容量を測定
した。充電は、1000mA定電流で4.10Vまで、
さらに4.10V定電圧で、合計3時間行った。放電は
1000mA定電流で行い、終止電圧2.75Vまでの
放電時間から放電容量を計算し、表2にまとめた。
(Discharge Capacity Measurement Test) Examples 1 to 1
1 and the non-aqueous secondary batteries of Comparative Examples 1 to 3,
The discharge capacity was measured using a potentiogalvanostat. Charging up to 4.10V at 1000mA constant current,
Further, it was carried out at a constant voltage of 4.10 V for a total of 3 hours. The discharge was performed at a constant current of 1000 mA, and the discharge capacity was calculated from the discharge time up to a final voltage of 2.75 V and summarized in Table 2.

【0064】[0064]

【表2】 [Table 2]

【0065】<結果> (X線マイクロ分析)X線マイクロ分析の結果、本発明
により得られた実施例1ないし11において、正極活物
質を構成する一次粒子の表層部におけるNi濃度は0.
33以下であったのに対し、内部におけるNi濃度は
0.57以上であった。このように、実施例1ないし1
1においては、粒子の表層部と内部とでNi濃度に有意
差が認められた。
<Results> (X-ray microanalysis) As a result of X-ray microanalysis, in Examples 1 to 11 obtained by the present invention, the Ni concentration in the surface layer portion of the primary particles constituting the positive electrode active material was 0.
While it was 33 or less, the internal Ni concentration was 0.57 or more. Thus, Examples 1 to 1
In No. 1, a significant difference was found in the Ni concentration between the surface layer part and the inside of the particle.

【0066】一方、比較例1においては、表層部のNi
濃度は1.00、内部のNi濃度も1.00であり、両
者に有意差は認められなかった。また比較例2において
も、表層部のNi濃度は0.70、内部のNi濃度も
0.70であり、有意差は認められなかった。
On the other hand, in Comparative Example 1, Ni in the surface layer portion was
The concentration was 1.00 and the internal Ni concentration was 1.00, and no significant difference was observed between the two. Also in Comparative Example 2, the Ni concentration in the surface layer portion was 0.70 and the Ni concentration in the inside was 0.70 as well, and no significant difference was observed.

【0067】(放電容量及び充放電サイクル特性)ま
ず、充放電サイクル特性については、比較例2では、3
23サイクルであったのに対し、実施例2においては5
03サイクルと著しく高い値を示した。これは、実施例
2では、一次粒子の表層部におけるNi濃度が内部より
も低いため、充放電に伴う電解液の分解反応が抑制され
る結果、電池の内部抵抗の増加が抑制されることによる
と考えられる。
(Discharge Capacity and Charging / Discharging Cycle Characteristics) First, regarding charging / discharging cycle characteristics, in Comparative Example 2, 3
In contrast to 23 cycles, in Example 2, it was 5
It showed a remarkably high value of 03 cycles. This is because in Example 2, since the Ni concentration in the surface layer portion of the primary particles was lower than that in the inside, the decomposition reaction of the electrolytic solution due to charge / discharge was suppressed, and as a result, the increase in internal resistance of the battery was suppressed. it is conceivable that.

【0068】(平均粒子径の影響)平均粒子径が5μm
以上30μm以下である実施例2、9、及び10では、
充放電サイクル特性が450サイクル以上であったのに
対し、平均粒子径が0.9μmであった実施例8では、
400サイクルであった。これは、実施例8では平均粒
子径が1μm未満であるため、電解液との反応性が上昇
し、内部抵抗の上昇したためと考えられる。
(Influence of Average Particle Diameter) Average particle diameter is 5 μm
In Examples 2, 9 and 10 in which the thickness is 30 μm or less,
In Example 8 in which the average particle size was 0.9 μm, while the charge / discharge cycle characteristics were 450 cycles or more,
It was 400 cycles. It is considered that this is because in Example 8, the average particle size was less than 1 μm, so the reactivity with the electrolytic solution increased and the internal resistance increased.

【0069】他方、実施例2、9、及び10では、放電
容量が1100mAh以上であったのに対し、平均粒子
径が43μmである実施例11では、1010mAhで
あった。これは、平均粒子径が30μmを超えたため
に、正極活物質とリチウムイオンとの反応性が低下した
ことによると考えられる。
On the other hand, in Examples 2, 9 and 10, the discharge capacity was 1100 mAh or more, whereas in Example 11 in which the average particle size was 43 μm, it was 1010 mAh. It is considered that this is because the reactivity of the positive electrode active material with the lithium ions was lowered because the average particle diameter exceeded 30 μm.

【0070】以上より、非水電解液二次電池において、
正極活物質が層状岩塩構造を有し、一般式LiNi
1−b−cCo(但しMは、Mg、Al、T
i、W、Moから選ばれる少なくとも1種の元素であ
り、a、b、c、及びdはそれぞれ、0.2≦a≦1.
05、0.5≦1−b−c≦0.9、0≦b≦0.4
7、0.03≦c≦0.1)で示されるリチウム遷移金
属複合酸化物であり、一次粒子の表層部におけるNiの
濃度が一次粒子の内部よりも低くすることにより、大き
な放電容量と、優れた充放電サイクル特性とを備えた非
水電解液二次電池を得ること胃ができる。
From the above, in the non-aqueous electrolyte secondary battery,
The positive electrode active material has a layered rock salt structure and has the general formula Li a Ni
1-b-c Co b M c O 2 ( where M is, Mg, Al, T
i, W, and Mo are at least one element selected from a, b, c, and d, and 0.2 ≦ a ≦ 1.
05, 0.5 ≦ 1-bc−0.9, 0 ≦ b ≦ 0.4
7, 0.03 ≤ c ≤ 0.1), and by setting the concentration of Ni in the surface layer portion of the primary particles to be lower than that in the interior of the primary particles, a large discharge capacity and It is possible to obtain a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent charge / discharge cycle characteristics.

【0071】上記結果は、正極活物質粒子の内部100
重量部に対して、正極活物質粒子の表層部15.8重量
部を添加した場合についてものであるが、別の試験で正
極活物質粒子の内部100重量部に対して、正極活物質
粒子の表層部33.1重量部を添加した場合についても
同様な結果が確かめられた。
The above results show that the inside 100 of the positive electrode active material particles are
Regarding the case where 15.8 parts by weight of the surface layer of the positive electrode active material particles were added to the parts by weight, in another test, 100 parts by weight of the inside of the positive electrode active material particles were added to the positive electrode active material particles. Similar results were confirmed when 33.1 parts by weight of the surface layer was added.

【0072】<他の実施形態>本発明は上記記述及び図
面によって説明した実施形態に限定されるものではな
く、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に
含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内
で種々変更して実施することができる。
<Other Embodiments> The present invention is not limited to the embodiments described above and illustrated in the drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention. In addition to the above, various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

【0073】上記した実施形態では、角形非水電解液二
次電池1として説明したが、電池構造は特に限定され
ず、円筒形、袋状、リチウムポリマー電池等としてもよ
いことは勿論である。
In the above-described embodiment, the prismatic non-aqueous electrolyte secondary battery 1 has been described, but the battery structure is not particularly limited, and needless to say, it may be a cylindrical, bag-shaped, lithium polymer battery or the like.

【0074】[0074]

【発明の効果】本発明により、大きな放電容量と、優れ
た充放電サイクル特性とを備えた非水電解液二次電池を
得ることができる。
According to the present invention, a non-aqueous electrolyte secondary battery having a large discharge capacity and excellent charge / discharge cycle characteristics can be obtained.

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

【図1】本発明の一実施形態の角形非水電解液二次電池
の縦断面図
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a prismatic non-aqueous electrolyte secondary battery according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…角形非水電解液二次電池 2…電極群 3…正極 4…負極 5…セパレータ 6…電池ケース 7…電池蓋 8…安全弁 9…負極端子 10…正極リード 11…負極リード 1. Square non-aqueous electrolyte secondary battery 2 ... Electrode group 3 ... Positive electrode 4 ... Negative electrode 5 ... Separator 6 ... Battery case 7 ... Battery lid 8 ... Safety valve 9 ... Negative electrode terminal 10 ... Positive electrode lead 11 ... Negative electrode lead

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H029 AJ03 AJ05 AK03 AL01 AL02 AL06 AL07 AL12 AL18 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 AM11 AM16 BJ02 BJ14 BJ27 DJ12 DJ16 DJ17 EJ04 EJ12 HJ02 HJ05 5H050 AA07 AA08 BA16 BA17 CA08 CB01 CB02 CB07 CB08 CB12 FA12 FA17 FA19 HA02 HA05   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 5H029 AJ03 AJ05 AK03 AL01 AL02                       AL06 AL07 AL12 AL18 AM02                       AM03 AM04 AM05 AM07 AM11                       AM16 BJ02 BJ14 BJ27 DJ12                       DJ16 DJ17 EJ04 EJ12 HJ02                       HJ05                 5H050 AA07 AA08 BA16 BA17 CA08                       CB01 CB02 CB07 CB08 CB12                       FA12 FA17 FA19 HA02 HA05

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一次粒子が凝集した二次粒子からなる正
極活物質を含有する正極と、負極と、非水電解液とから
なる非水電解液二次電池において、前記正極活物質は層
状岩塩構造を有し、一般式LiNi1−b−cCo
(但し、Mは、Mg、Al、Ti、W、Moか
ら選ばれる少なくとも1種の元素であり、a、b、c、
及びdはそれぞれ、0.2≦a≦1.05、0.5≦1
−b−c≦0.9、0≦b≦0.47、0.03≦c≦
0.1)で示されるリチウム遷移金属複合酸化物であ
り、前記一次粒子の表層部における前記Niの濃度が前
記一次粒子の内部よりも低いことを特徴とする非水電解
液二次電池。
1. A nonaqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode containing a positive electrode active material composed of secondary particles in which primary particles are aggregated, a negative electrode, and a nonaqueous electrolytic solution, wherein the positive electrode active material is layered rock salt. Having a structure of the general formula Li a Ni 1-bc Co b
M c O 2 (where M is at least one element selected from Mg, Al, Ti, W and Mo, and a, b, c,
And d are 0.2 ≦ a ≦ 1.05 and 0.5 ≦ 1 respectively.
−b−c ≦ 0.9, 0 ≦ b ≦ 0.47, 0.03 ≦ c ≦
0.1) The lithium-transition metal composite oxide represented by 0.1), wherein the concentration of Ni in the surface layer portion of the primary particles is lower than that in the interior of the primary particles.
【請求項2】 前記正極活物質の二次粒子の平均粒子径
が5μm以上30μm以下であることを特徴とする非水
電解液二次電池。
2. A non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the secondary particles of the positive electrode active material have an average particle size of 5 μm or more and 30 μm or less.
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