JP2004235144A - Nonaqueous electrolyte secondary battery and negative electrode active substance therefor - Google Patents

Nonaqueous electrolyte secondary battery and negative electrode active substance therefor Download PDF

Info

Publication number
JP2004235144A
JP2004235144A JP2003429625A JP2003429625A JP2004235144A JP 2004235144 A JP2004235144 A JP 2004235144A JP 2003429625 A JP2003429625 A JP 2003429625A JP 2003429625 A JP2003429625 A JP 2003429625A JP 2004235144 A JP2004235144 A JP 2004235144A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode active
negative electrode
active material
secondary battery
electrolyte secondary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003429625A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuro Matsushita
卓朗 松下
Takako Sakamoto
貴子 坂本
Hiroyasu Eto
弘康 江藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nichia Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Nichia Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nichia Chemical Industries Ltd filed Critical Nichia Chemical Industries Ltd
Priority to JP2003429625A priority Critical patent/JP2004235144A/en
Publication of JP2004235144A publication Critical patent/JP2004235144A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a negative electrode active substance for a nonaqueous electrolyte secondary battery and a nonaqueous electrolyte secondary battery which have excellent battery characteristics even under more severe service environment. <P>SOLUTION: The negative electrode active substance for the nonaqueous electrolyte secondary battery comprises a lithium/transition metal complex oxide having a spinel structure containing an alkaline metal and/or an alkaline earth metal. The addition of the alkaline metal and/or the alkaline earth metal enables the diffusion resistance of lithium ions to decrease, and will improve the output characteristics. Further, it enables the crystalline structure of the lithium/transition metal complex oxide having the spinel structure to stabilize, and will improve the charge/discharge cycle characteristics. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

本発明は、携帯電話、パソコン、電気自動車等に好適に用いられるリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池および非水電解質二次電池用負極活物質(以下、単に「負極活物質」ともいう。)に関する。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery and a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery (hereinafter, simply referred to as a “negative electrode active material”), which are suitably used for mobile phones, personal computers, electric vehicles, and the like. Also referred to as).

非水電解質二次電池は、従来のニッケルカドミウム二次電池などに比べて作動電圧が高く、かつエネルギー密度が高いという特徴を有し、電子機器の電源として広く利用されている。この非水電解質二次電池の負極活物質としては、負極表面のデンドライトの析出が少ない等の理由から炭素材料が主流をなしている。これまでは負極活物質として炭素材料を用いた非水電解質二次電池で十分な電池特性が得られていた。   Non-aqueous electrolyte secondary batteries are characterized by higher operating voltage and higher energy density than conventional nickel cadmium secondary batteries and the like, and are widely used as power supplies for electronic devices. As a negative electrode active material of this nonaqueous electrolyte secondary battery, a carbon material is mainly used because of a small amount of dendrite deposition on the negative electrode surface. Until now, sufficient battery characteristics have been obtained with a nonaqueous electrolyte secondary battery using a carbon material as the negative electrode active material.

しかしながら、現在では、携帯電話、ノート型パソコン、デジタルカメラ等のモバイル機器は、さまざまな機能が付与される等の高機能化や、高温や低温での使用等のため、使用環境がより一層厳しいものとなっている。また、電気自動車用バッテリー等の電源への応用が期待されており、これまでの負極活物質として炭素材料を用いた非水電解質二次電池では、十分な電池特性が得られず、更なる改良が求められている。   However, at present, mobile devices such as mobile phones, notebook computers, digital cameras, and the like have more severe usage environments due to higher functions such as being provided with various functions and use at high and low temperatures. It has become something. In addition, application to power sources such as batteries for electric vehicles is expected, and non-aqueous electrolyte secondary batteries using a carbon material as the negative electrode active material have not been able to provide sufficient battery characteristics. Is required.

負極活物質として炭素材料を用いた場合、初回放電においてリチウムイオンが炭素材料中にトラップされ、以後の電池反応に寄与しなくなるというリテンション(不可逆容量)の問題が生じ、放電容量の低下を招く一因となっている。また、炭素材料の酸化/還元電位がLi/Liの電位に対して0.1Vと低いため負極活物質表面において非水電解質が分解し、リチウムと反応して負極活物質表面にリチウム化合物が生成される等の理由から充放電を繰り返すにつれて充放電に寄与するリチウムが失活し、サイクル充放電特性が劣悪となる。さらに負極表面に析出したデンドライトにより内部短絡を引き起こす可能性があり、十分な信頼性、安全性を有しているとはいえない。 When a carbon material is used as the negative electrode active material, a problem of retention (irreversible capacity) arises in that lithium ions are trapped in the carbon material in the first discharge and do not contribute to the subsequent battery reaction, resulting in a decrease in discharge capacity. Cause. Further, since the oxidation / reduction potential of the carbon material is as low as 0.1 V with respect to the potential of Li / Li + , the nonaqueous electrolyte is decomposed on the surface of the negative electrode active material, reacts with lithium, and a lithium compound is formed on the surface of the negative electrode active material. As charge / discharge is repeated for the reasons such as generation, lithium contributing to charge / discharge is deactivated, and cycle charge / discharge characteristics deteriorate. Further, dendrites deposited on the surface of the negative electrode may cause an internal short circuit, and cannot be said to have sufficient reliability and safety.

特許文献1には、一般式Li4/3Ti5/3−xFe(0<x≦0.2)で表されるチタン酸リチウムを負極活物質として使用することが記載されている。そして、チタン元素の一部を鉄元素で置換することにより、結晶中のTi元素の価数が変化して活物質の導電性が改善されるものと推定され、高エネルギー密度を有し、かつ、リチウムの析出反応が起こらず、安全性および信頼性が向上することが記載されている。
また、特許文献2には、一般式LiTi5/3−y(Lは1種以上の遷移金属で、Ti以外の元素、4/3≦x≦7/3,0≦y≦5/3)で表されるスピネル型構造を有する酸化物焼成体を負極活物質の主成分とすることが記載されている。そして、この負極活物質は、電解質との副反応が起こりにくいため保存特性に優れた非水電解質リチウム二次電池が得られることが記載されている。
Patent Document 1, the general formula Li 4/3 Ti 5/3-x Fe x O 4 , lithium titanate represented by (0 <x ≦ 0.2) which describes the use as a negative electrode active material I have. Then, it is estimated that by replacing a part of the titanium element with the iron element, the valence of the Ti element in the crystal is changed to improve the conductivity of the active material, and has a high energy density, and No precipitation reaction of lithium occurs, and safety and reliability are improved.
Patent Literature 2 discloses that a general formula Li x Ti 5 / 3-y L y O 4 (L is one or more transition metals and elements other than Ti, 4/3 ≦ x ≦ 7/3, 0 ≦ It describes that an oxide fired body having a spinel structure represented by y ≦ 5/3) is used as a main component of the negative electrode active material. Further, it is described that a non-aqueous electrolyte lithium secondary battery having excellent storage characteristics can be obtained because the negative electrode active material hardly causes a side reaction with an electrolyte.

しかしながら、これらの負極活物質では、サイクル特性を向上させることはできなかった。   However, these negative electrode active materials could not improve the cycle characteristics.

特開2001−185141号公報JP 2001-185141 A 特開2000−156229号公報JP 2000-156229 A

本発明の目的は、より一層厳しい使用環境下においても優れた電池特性を有する非水電解質二次電池用負極活物質および非水電解質二次電池を提供することにある。すなわち、優れたサイクル特性(サイクル充放電特性)を有する非水電解質二次電池用負極活物質および非水電解質二次電池を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery and a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent battery characteristics even in a more severe use environment. That is, it is to provide a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery and a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent cycle characteristics (cycle charge / discharge characteristics).

本発明に記載される非水電解質二次電池用負極活物質は、アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属を含むスピネル構造からなるリチウム遷移金属複合酸化物を有する非水電解質二次電池用負極活物質である。   The negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery described in the present invention is a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery having a lithium transition metal composite oxide having a spinel structure containing an alkali metal and / or an alkaline earth metal. Is a substance.

前記リチウム遷移金属複合酸化物の遷移金属は、二種類以上からなることが好ましい。   The transition metal of the lithium transition metal composite oxide is preferably composed of two or more kinds.

前記リチウム遷移金属複合酸化物は、アルミニウムが含まれることが好ましい。   Preferably, the lithium transition metal composite oxide contains aluminum.

前記リチウム遷移金属複合酸化物は、ホウ素が含まれることが好ましい。   The lithium transition metal composite oxide preferably contains boron.

前記リチウム遷移金属複合酸化物は、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素からなる群から選ばれる少なくとも1種が含まれることが好ましい。   The lithium transition metal composite oxide preferably contains at least one selected from the group consisting of fluorine, chlorine, bromine and iodine.

前記リチウム遷移金属複合酸化物は、硫黄が含まれることが好ましい。   The lithium transition metal composite oxide preferably contains sulfur.

前記リチウム遷移金属複合酸化物は、一般式LiTi4+c(aは0.8≦a≦1.5を満たす数を表し、bは1.5≦b≦2.2を満たす数を表し、cは−0.5≦c≦0.5を満たす数を表す。)で表されることが好ましい。 The number of the lithium transition metal composite oxide is represented by the general formula Li a Ti b O 4 + c (a is a number satisfying 0.8 ≦ a ≦ 1.5, b is satisfying 1.5 ≦ b ≦ 2.2 And c represents a number satisfying -0.5 ≦ c ≦ 0.5).

前記リチウム遷移金属複合酸化物は、一般式LiTi4+c(式中、Mはチタン以外の一種類以上の遷移金属、周期表の2族、13族および14族の元素、ハロゲン元素ならびに硫黄からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を表し、a+dは0.8≦a+d≦1.5を満たす数を表し、bは1.5≦b≦2.2を満たす数を表し、dは0≦d≦0.1を満たす数を表し、cは−0.5≦c≦0.5を満たす数を表す。)で表されることが好ましい。 The lithium transition metal composite oxide is represented by the general formula Li a Ti b M d O 4 + c (2 Group wherein, M is one or more transition metals other than titanium, of the periodic table, Group 13 and Group 14 elements, halogen Represents at least one element selected from the group consisting of elements and sulfur, a + d represents a number satisfying 0.8 ≦ a + d ≦ 1.5, and b represents a number satisfying 1.5 ≦ b ≦ 2.2 , D represents a number satisfying 0 ≦ d ≦ 0.1, and c represents a number satisfying −0.5 ≦ c ≦ 0.5).

前記リチウム遷移金属複合酸化物は、粒子であるとともに、少なくとも前記粒子の表面に硫酸根を有することが好ましい。   It is preferable that the lithium transition metal composite oxide is a particle and has a sulfate group at least on the surface of the particle.

本発明のいずれかに記載される非水電解質二次電池用負極活物質に用いられる前記リチウム遷移金属複合酸化物は、表面の少なくとも一部にAl及び/又はLiTiOを有することが好ましい。 The lithium transition metal composite oxide used for the negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of the present invention may have Al 2 O 3 and / or LiTiO 2 on at least a part of its surface. preferable.

本発明に記載される非水電解質二次電池は、本発明のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極活物質を用いる。   The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention uses the negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any of the present invention.

本発明に記載される非水電解質二次電池は、正極、負極、セパレータおよび非水電解質を有する非水電解質二次電池であって、本発明のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極活物質を負極の負極活物質として用いる。   Non-aqueous electrolyte secondary battery described in the present invention is a non-aqueous electrolyte secondary battery having a positive electrode, a negative electrode, a separator and a non-aqueous electrolyte, for the non-aqueous electrolyte secondary battery according to any of the present invention The negative electrode active material is used as the negative electrode active material of the negative electrode.

本発明に記載される非水電解質二次電池は、正極、負極、セパレータおよび非水電解質を有する非水電解質二次電池であって、下記Iを正極の正極活物質として、下記IIを負極の負極活物質として用いる。
I:一般式Li1+eMn2−e4+f(eは−0.2≦e≦0.2を満たす数を表し、fは−0.5≦f≦0.5を満たす数を表す。)、
LiWO(WはCo及び/又はMnを表し、gは0.8≦g≦1.2を満たす数を表し、hは1.8≦h≦2.2を満たす数を表す。)、
LiNiCo(1−j−k)(XはAlまたはMn、iは0.95≦i≦1.10を満たす数を表し、jは0.1≦j≦0.9を満たす数を表し、kは0.1≦k≦0.9を満たす数を表し、lは1.8≦l≦2.2を満たす数を表す。)、
LiMn3−m−n4+o(YはCo、Fe、Cu、CrおよびNiからなる群から選ばれる少なくとも1種を表し、mは0.8≦m≦1.2を満たす数を表し、nは0.5≦n≦1.5を満たす数を表し、oは−0.5≦o≦0.5を満たす数を表す。)、
およびLiPO4+r(ZはCo及び/又はFeを表し、pは0.8≦p≦1.2を満たす数を表し、qは0.9≦q≦1.1を満たす数を表し、rは−0.2≦r≦0.2を満たす数を表す。)
からなる群から選ばれる少なくとも1種のリチウム遷移金属複合酸化物を有する非水電解質二次電池用正極活物質。
II:本発明のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極活物質。
The non-aqueous electrolyte secondary battery described in the present invention is a non-aqueous electrolyte secondary battery having a positive electrode, a negative electrode, a separator and a non-aqueous electrolyte. Used as a negative electrode active material.
I: formula Li 1 + e Mn 2-e O 4 + f (e represents a number satisfying -0.2 ≦ e ≦ 0.2, f is a number satisfying -0.5 ≦ f ≦ 0.5.) ,
Li g WO h (W represents Co and / or Mn, g is a number satisfying 0.8 ≦ g ≦ 1.2, h is a number satisfying 1.8 ≦ h ≦ 2.2.) ,
Li i Ni j Co k X ( 1-j-k) O l (X is Al or Mn, i represents a number satisfying 0.95 ≦ i ≦ 1.10, j is 0.1 ≦ j ≦ 0. 9 represents a number that satisfies 9, 9 represents a number that satisfies 0.1 ≦ k ≦ 0.9, and 1 represents a number that satisfies 1.8 ≦ l ≦ 2.2.)
The number Li m Mn n Y 3-m -n O 4 + o (Y is at least one selected from the group consisting of Co, Fe, Cu, Cr and Ni, m is satisfying 0.8 ≦ m ≦ 1.2 And n represents a number satisfying 0.5 ≦ n ≦ 1.5, and o represents a number satisfying −0.5 ≦ o ≦ 0.5.)
And Li p Z q PO 4 + r (Z represents Co and / or Fe, p represents a number satisfying 0.8 ≦ p ≦ 1.2, and q represents a number satisfying 0.9 ≦ q ≦ 1.1. And r represents a number satisfying −0.2 ≦ r ≦ 0.2.)
A positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery having at least one lithium transition metal composite oxide selected from the group consisting of:
II: The negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any of the present invention.

アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属を含むことで、スピネル構造からなるリチウム遷移金属複合酸化物の結晶構造が安定化するため、サイクル特性が向上すると考えられる。   It is considered that by containing an alkali metal and / or an alkaline earth metal, the crystal structure of the lithium transition metal composite oxide having a spinel structure is stabilized, and thus the cycle characteristics are improved.

二種類以上の遷移金属が含まれることでリチウム遷移金属複合酸化物の遷移金属の一部が必ず他の遷移金属で置換され、より結晶構造が安定化しサイクル特性が改善されると考えられる。   It is considered that when two or more transition metals are contained, a part of the transition metal of the lithium transition metal composite oxide is always replaced with another transition metal, and the crystal structure is further stabilized and the cycle characteristics are improved.

アルミニウムが含まれることでリチウム遷移金属複合酸化物の遷移金属の一部がアルミニウムに置換され、より結晶構造が安定化しサイクル特性が改善されると考えられる。
また、アルミニウムを含む化合物がリチウム遷移金属の粒子表面を被覆し、電解液との反応を抑制すると考えられる。よって熱安定性が向上する。
It is considered that when aluminum is contained, a part of the transition metal of the lithium transition metal composite oxide is replaced by aluminum, whereby the crystal structure is further stabilized and the cycle characteristics are improved.
Further, it is considered that the compound containing aluminum covers the surface of the lithium transition metal particles and suppresses the reaction with the electrolytic solution. Therefore, thermal stability is improved.

ホウ素が含まれることで電解質との反応が抑制され、さらにサイクル特性が向上すると考えられる。
また、ホウ素を含む化合物がリチウム遷移金属複合酸化物の粒子表面を被覆し分極作用が低減されると考えられる。よって、粒子へのリチウムの挿入脱離反応が円滑に行われ、負荷特性が向上する。
It is considered that the inclusion of boron suppresses the reaction with the electrolyte and further improves the cycle characteristics.
In addition, it is considered that the boron-containing compound coats the particle surface of the lithium transition metal composite oxide to reduce the polarization action. Therefore, the insertion / desorption reaction of lithium into / from the particles is smoothly performed, and the load characteristics are improved.

フッ素、塩素、臭素およびヨウ素からなる群から選ばれる少なくとも1種のハロゲン元素が含まれることで電解質との反応が抑制され、さらにサイクル特性が向上すると考えられる。
また、ハロゲン元素を含む化合物がリチウム遷移金属複合酸化物の粒子表面を被覆し分極作用が低減されると考えられる。よって、粒子へのリチウムの挿入脱離反応が円滑に行われ、負荷特性が向上する。
It is considered that by containing at least one halogen element selected from the group consisting of fluorine, chlorine, bromine and iodine, the reaction with the electrolyte is suppressed and the cycle characteristics are further improved.
In addition, it is considered that the compound containing a halogen element covers the particle surface of the lithium transition metal composite oxide, and the polarization action is reduced. Therefore, the insertion / desorption reaction of lithium into / from the particles is smoothly performed, and the load characteristics are improved.

硫黄が含まれることにより電解質との反応が抑制され、さらにサイクル特性が改善されると考えられる。
また、硫黄を含む化合物がリチウム遷移金属の粒子表面を被覆し、電解液との反応を抑制すると考えられる。よって熱安定性が向上する。
さらに、硫黄を含む化合物がリチウム遷移金属複合酸化物の粒子表面を被覆し分極作用が低減されると考えられる。よって、粒子へのリチウムの挿入脱離反応が円滑に行われ、負荷特性が向上する。
It is considered that by containing sulfur, the reaction with the electrolyte is suppressed, and the cycle characteristics are further improved.
Further, it is considered that the compound containing sulfur covers the surface of the lithium transition metal particles and suppresses the reaction with the electrolytic solution. Therefore, thermal stability is improved.
Further, it is considered that the compound containing sulfur covers the particle surface of the lithium transition metal composite oxide, and the polarization action is reduced. Therefore, the insertion / desorption reaction of lithium into / from the particles is smoothly performed, and the load characteristics are improved.

一般式LiTi4+c(aは0.8≦a≦1.5を満たす数を表し、bは1.5≦b≦2.2を満たす数を表し、cは−0.5≦c≦0.5を満たす数を表す。)で表されるチタン酸リチウムであることでサイクル特性、安全性および信頼性が向上する。 Formula Li a Ti b O 4 + c (a is a number satisfying 0.8 ≦ a ≦ 1.5, b is a number satisfying 1.5 ≦ b ≦ 2.2, c is -0.5 ≦ The cycle characteristics, safety, and reliability are improved by using lithium titanate represented by the following formula: c ≦ 0.5.

一般式LiTi4+c(式中、Mはチタン以外の一種類以上の遷移金属、周期表の2族、13族および14族の元素、ハロゲン元素ならびに硫黄からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を表し、a+dは0.8≦a+d≦1.5を満たす数を表し、bは1.5≦b≦2.2を満たす数を表し、dは0≦d≦0.1を満たす数を表し、cは−0.5≦c≦0.5を満たす数を表す。)で表されるチタン酸リチウムであることでサイクル特性、安全性および信頼性が向上する。 In the general formula Li a Ti b M d O 4 + c ( wherein, M is selected from Group 2, Group 13 and Group 14 elements, the group consisting of halogen and sulfur one or more transition metals of the Periodic Table other than titanium A + d represents a number satisfying 0.8 ≦ a + d ≦ 1.5, b represents a number satisfying 1.5 ≦ b ≦ 2.2, and d represents 0 ≦ d ≦ 0. 1 represents a number that satisfies 1 and c represents a number that satisfies −0.5 ≦ c ≦ 0.5.) The cycle characteristics, safety, and reliability are improved by using lithium titanate represented by the formula:

硫酸根がリチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面に存在することにより、粒子の周りの電子を通しやすくし、さらにサイクル特性が向上すると考えられる。   It is considered that the presence of the sulfate group on the surface of the lithium transition metal composite oxide particles facilitates the passage of electrons around the particles, and further improves the cycle characteristics.

Alを被覆層とすることにより、リチウムイオンの易動度が上昇し、負荷特性、出力特性が改善されると考えられる。LiTiOを被覆層とすることにより、リチウムイオンの易動度が上昇し、負荷特性、出力特性が改善されると考えられる。 It is considered that by using Al 2 O 3 as the coating layer, the mobility of lithium ions is increased, and the load characteristics and output characteristics are improved. It is considered that the use of LiTiO 2 as the coating layer increases the mobility of lithium ions and improves load characteristics and output characteristics.

本発明のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極活物質を負極の負極活物質として用いることで、サイクル特性、安全性および信頼性に優れた非水電解質二次電池を得ることができる。   By using the negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of the present invention as a negative electrode active material of a negative electrode, it is possible to obtain a non-aqueous electrolyte secondary battery excellent in cycle characteristics, safety and reliability. it can.

正極活物質がLi1+eMn2−e4+fの場合、本発明に係る非水電解質二次電池用負極活物質を用いることでサイクル特性、安全性および信頼性に非常に優れた非水電解質二次電池を得ることができる。
正極活物質がLiCoOとLi1+eMn2−e4+fの混合物である場合、本発明に係る非水電解質二次電池用負極活物質を用いることでサイクル特性、安全性および信頼性だけでなく、負荷特性、出力特性にも優れた非水電解質二次電池を得ることができる。
正極活物質がLiNiCo(1−j−k)の場合、本発明に係る非水電解質二次電池用負極活物質を用いることでサイクル特性、安全性および信頼性だけでなく、放電容量、負荷特性、出力特性にも優れた非水電解質二次電池を得ることができる。
正極活物質がLiMn3−m−n4+oの場合、本発明に係る非水電解質二次電池用負極活物質を用いることでサイクル特性、安全性および信頼性だけでなく、高電位の非水電解質二次電池を得ることができる。
正極活物質がLiPO4+rの場合、本発明に係る非水電解質二次電池用負極活物質を用いることでサイクル特性、安全性および信頼性だけでなく、高電位の非水電解質二次電池を得ることができる。
When the positive electrode active material is Li 1 + e Mn 2-e O 4 + f , the use of the negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention allows the non-aqueous electrolyte to have very excellent cycle characteristics, safety and reliability. The following battery can be obtained.
If the positive electrode active material is a mixture of Li g CoO h and Li 1 + e Mn 2-e O 4 + f, the cycle characteristics by using a negative electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, only the safety and reliability In addition, a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent load characteristics and output characteristics can be obtained.
If the positive electrode active material is Li i Ni j Co k X ( 1-j-k) O l, cycle characteristics by using a negative electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, only the safety and reliability In addition, a nonaqueous electrolyte secondary battery having excellent discharge capacity, load characteristics, and output characteristics can be obtained.
If the positive electrode active material is Li m Mn n Y 3-m -n O 4 + o, the cycle characteristics by using a negative electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, not only the safety and reliability, high A non-aqueous electrolyte secondary battery with a potential can be obtained.
If the positive electrode active material is Li p Z q PO 4 + r , the cycle characteristics by using a negative electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, not only the safety and reliability, non-aqueous electrolyte of a high potential two The following battery can be obtained.

以下、本発明に係る非水電解質二次電池用負極活物質および非水電解質二次電池を、実施の形態、実施例及び図1〜図5を用いて説明する。ただし、本発明は、この実施の形態、実施例及び図1〜図5に限定されない。   Hereinafter, a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery and a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention will be described with reference to embodiments, examples, and FIGS. However, the present invention is not limited to the embodiment, the examples, and FIGS.

本発明の負極活物質は、スピネル構造からなるリチウム遷移金属複合酸化物を有する。「スピネル構造」とは、複酸化物でAB型の化合物(AとBは金属元素)にみられる代表的結晶構造型の一つである。
図1は、スピネル構造のリチウム遷移金属複合酸化物の結晶構造を示す模式図である。図1において、リチウム原子1は8aサイトの四面体サイトを占有し、酸素原子2は32eサイトを占有し、遷移金属原子3(および、場合により過剰のリチウム原子)は16dサイト3の八面体サイトを占有している。
The negative electrode active material of the present invention has a lithium transition metal composite oxide having a spinel structure. The “spinel structure” is one of typical crystal structure types observed in AB 2 O 4 type compounds (A and B are metal elements) as a double oxide.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a crystal structure of a lithium transition metal composite oxide having a spinel structure. In FIG. 1, lithium atom 1 occupies the tetrahedral site of the 8a site, oxygen atom 2 occupies the 32e site, and transition metal atom 3 (and possibly excess lithium atom) is the octahedral site of 16d site 3. Occupy.

スピネル構造のリチウム遷移金属複合酸化物としては、チタン酸リチウム、マンガン酸リチウム等が挙げられる。好ましくはチタン酸リチウムである。   Examples of the lithium transition metal composite oxide having a spinel structure include lithium titanate and lithium manganate. Preferred is lithium titanate.

アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウムおよびカルシウムからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。16dサイトにこれらの元素が入ることにより結晶構造の安定化が図られサイクル充放電特性が向上すると考えられる。より好ましくはマグネシウムおよび/またはカルシウムである。   The alkali metal and / or alkaline earth metal is preferably at least one selected from the group consisting of lithium, sodium, potassium, magnesium and calcium. It is considered that when these elements enter the 16d site, the crystal structure is stabilized and the cycle charge / discharge characteristics are improved. More preferably, it is magnesium and / or calcium.

本発明において、リチウム遷移金属複合酸化物の遷移金属は、二種類以上からなることが好ましい。二種類以上の遷移金属としては、チタン、鉄、コバルト、ジルコニウム、マンガンおよびニッケルからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。より好ましくはチタン、鉄、ジルコニウムおよびニッケルからなる群から選ばれる少なくとも1種である。   In the present invention, the transition metal of the lithium transition metal composite oxide is preferably composed of two or more types. As the two or more transition metals, at least one selected from the group consisting of titanium, iron, cobalt, zirconium, manganese and nickel is preferable. More preferably, it is at least one selected from the group consisting of titanium, iron, zirconium and nickel.

本発明において、リチウム遷移金属複合酸化物を構成するアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属と二種類以上の遷移金属の組み合わせとしては、マグネシウムと鉄とチタン、マグネシウムとコバルトとチタン、マグネシウムとジルコニウムとチタン、マグネシウムとマンガンとチタン、マグネシウムとニッケルとチタン、カルシウムと鉄とチタン、カルシウムとコバルトとチタン、カルシウムとジルコニウムとチタン、カルシウムとマンガンとチタン、カルシウムとニッケルとチタンなどが好適に挙げられる。   In the present invention, the combination of an alkali metal and / or an alkaline earth metal and two or more transition metals constituting the lithium transition metal composite oxide includes magnesium and iron and titanium, magnesium and cobalt and titanium, magnesium and zirconium. Preferable examples include titanium, magnesium and manganese and titanium, magnesium and nickel and titanium, calcium and iron and titanium, calcium and cobalt and titanium, calcium and zirconium and titanium, calcium and manganese and titanium, and calcium and nickel and titanium.

本発明において、リチウム遷移金属複合酸化物を構成するアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属、二種類以上の遷移金属およびアルミニウムの組み合わせとしては、マグネシウムと鉄とチタンとアルミニウム、マグネシウムとコバルトとチタンとアルミニウム、マグネシウムとジルコニウムとチタンとアルミニウム、マグネシウムとマンガンとチタンとアルミニウム、マグネシウムとニッケルとチタンとアルミニウム、カルシウムと鉄とチタンとアルミニウム、カルシウムとコバルトとチタンとアルミニウム、カルシウムとジルコニウムとチタンとアルミニウム、カルシウムとマンガンとチタンとアルミニウム、カルシウムとニッケルとチタンとアルミニウムなどが好適に挙げられる。   In the present invention, the alkali metal and / or alkaline earth metal constituting the lithium transition metal composite oxide, the combination of two or more transition metals and aluminum include magnesium, iron and titanium, aluminum, magnesium, cobalt and titanium. Aluminum, magnesium and zirconium and titanium and aluminum, magnesium and manganese and titanium and aluminum, magnesium and nickel and titanium and aluminum, calcium and iron and titanium and aluminum, calcium and cobalt and titanium and aluminum, calcium and zirconium and titanium and aluminum, Preferable examples include calcium, manganese, titanium, and aluminum, and calcium, nickel, titanium, and aluminum.

本発明において、リチウム遷移金属複合酸化物を構成するアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属、二種類以上の遷移金属およびホウ素の組み合わせとしては、マグネシウムと鉄とチタンとホウ素、マグネシウムとコバルトとチタンとホウ素、マグネシウムとジルコニウムとチタンとホウ素、マグネシウムとマンガンとチタンとホウ素、マグネシウムとニッケルとチタンとホウ素、カルシウムと鉄とチタンとホウ素、カルシウムとコバルトとチタンとホウ素、カルシウムとジルコニウムとチタンとホウ素、カルシウムとマンガンとチタンとホウ素、カルシウムとニッケルとチタンとホウ素などが好適に挙げられる。   In the present invention, the alkali metal and / or alkaline earth metal constituting the lithium transition metal composite oxide, the combination of two or more transition metals and boron include magnesium, iron, titanium, and boron, magnesium, cobalt, and titanium. Boron, magnesium, zirconium, titanium, boron, magnesium, manganese, titanium, boron, magnesium, nickel, titanium, boron, calcium, iron, titanium, boron, calcium, cobalt, titanium, boron, calcium, zirconium, titanium, boron, Preferable examples include calcium, manganese, titanium, and boron, and calcium, nickel, titanium, and boron.

本発明において、リチウム遷移金属複合酸化物は、少なくともその粒子の表面にホウ素を有することが好ましい。粒子の表面にホウ素を有することにより、さらに電解質との反応を抑制することができサイクル特性が向上する。本発明において、ホウ素はリチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面にどのような形で存在していても本発明の効果を発揮する。
例えば、ホウ素がリチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面の全体に被膜されている場合であっても、ホウ素がリチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面の一部に被覆されている場合であっても、サイクル特性および負荷特性が向上する。また、ホウ素は、少なくとも粒子の表面に存在していればよい。したがって、ホウ素の一部が粒子の内部に存在していてもよい。
In the present invention, the lithium transition metal composite oxide preferably has boron at least on the surface of the particle. By having boron on the surface of the particles, the reaction with the electrolyte can be further suppressed, and the cycle characteristics are improved. In the present invention, the effects of the present invention are exhibited regardless of the form of boron present on the surface of the particles of the lithium transition metal composite oxide.
For example, even when boron is coated on the entire surface of the particles of the lithium transition metal composite oxide, boron is coated on a part of the surface of the particles of the lithium transition metal composite oxide. Even so, cycle characteristics and load characteristics are improved. Further, boron only needs to be present at least on the surface of the particles. Therefore, some of the boron may be present inside the particles.

ホウ素がリチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面に存在しているかどうかは、種々の方法によって解析できる。例えば、オージェ電子分光法(AES:Auger Electron Spectroscopy)、X線光電子分光法(XPS:X−ray Photoelectron Spectroscopy)で解析することができる。   Whether boron is present on the surface of the lithium transition metal composite oxide particles can be analyzed by various methods. For example, analysis can be performed by Auger Electron Spectroscopy (AES) or X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS).

本発明において、リチウム遷移金属複合酸化物は、さらにフッ素、塩素、臭素およびヨウ素からなる群から選ばれる少なくとも1種が含まれることが好ましい。フッ素、塩素、臭素およびヨウ素から選ばれる少なくとも1種としては、フッ素、塩素およびヨウ素からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。より好ましくはフッ素である。   In the present invention, the lithium transition metal composite oxide preferably further contains at least one selected from the group consisting of fluorine, chlorine, bromine and iodine. As at least one selected from fluorine, chlorine, bromine and iodine, at least one selected from the group consisting of fluorine, chlorine and iodine is preferable. More preferably, it is fluorine.

本発明において、リチウム遷移金属複合酸化物を構成するアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属、二種類以上の遷移金属ならびにフッ素、塩素、臭素およびヨウ素からなる群から選ばれる少なくとも1種の組み合わせとしては、マグネシウムと鉄とチタンとフッ素、マグネシウムとコバルトとチタンとフッ素、マグネシウムとジルコニウムとチタンとフッ素、マグネシウムとマンガンとチタンとフッ素、マグネシウムとニッケルとチタンとフッ素、カルシウムと鉄とチタンとフッ素、カルシウムとコバルトとチタンとフッ素、カルシウムとジルコニウムとチタンとフッ素、カルシウムとマンガンとチタンとフッ素、カルシウムとニッケルとチタンとフッ素などが好適に挙げられる。   In the present invention, the alkali metal and / or alkaline earth metal constituting the lithium transition metal composite oxide, two or more transition metals, and at least one combination selected from the group consisting of fluorine, chlorine, bromine and iodine are as follows. Magnesium, iron, titanium, fluorine, magnesium, cobalt, titanium, fluorine, magnesium, zirconium, titanium, fluorine, magnesium, manganese, titanium, fluorine, magnesium, nickel, titanium, fluorine, calcium, iron, titanium, fluorine, calcium And cobalt and titanium and fluorine, calcium and zirconium and titanium and fluorine, calcium and manganese and titanium and fluorine, and calcium and nickel and titanium and fluorine.

本発明において、リチウム遷移金属複合酸化物は、少なくともその粒子の表面にフッ素、塩素、臭素およびヨウ素からなる群から選ばれる少なくとも1種を有することが好ましい。粒子の表面にフッ素、塩素、臭素およびヨウ素からなる群から選ばれる少なくとも1種を有することにより、さらに電解質との反応を抑制することができサイクル特性が向上する。本発明において、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素からなる群から選ばれる少なくとも1種はリチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面にどのような形で存在していても本発明の効果を発揮する。例えば、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素からなる群から選ばれる少なくとも1種がリチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面の全体に被膜されている場合であっても、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素からなる群から選ばれる少なくとも1種がリチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面の一部に被覆されている場合であっても、サイクル特性および負荷特性が向上する。また、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素からなる群から選ばれる少なくとも1種は、少なくとも粒子の表面に存在していればよい。したがって、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素からなる群から選ばれる少なくとも1種の一部が粒子の内部に存在していてもよい。   In the present invention, the lithium transition metal composite oxide preferably has at least one selected from the group consisting of fluorine, chlorine, bromine and iodine on at least the surface of the particles. By having at least one selected from the group consisting of fluorine, chlorine, bromine and iodine on the surface of the particles, the reaction with the electrolyte can be further suppressed and the cycle characteristics are improved. In the present invention, at least one selected from the group consisting of fluorine, chlorine, bromine, and iodine exerts the effects of the present invention regardless of the form present on the surface of the lithium transition metal composite oxide particles. For example, even when at least one selected from the group consisting of fluorine, chlorine, bromine and iodine is coated on the entire surface of the particles of the lithium transition metal composite oxide, fluorine, chlorine, bromine and iodine Even when at least one selected from the group is coated on a part of the surface of the lithium transition metal composite oxide particles, the cycle characteristics and the load characteristics are improved. At least one selected from the group consisting of fluorine, chlorine, bromine and iodine may be present at least on the surface of the particles. Therefore, at least one part selected from the group consisting of fluorine, chlorine, bromine and iodine may be present inside the particles.

フッ素、塩素、臭素およびヨウ素からなる群から選ばれる少なくとも1種がリチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面に存在しているかどうかは、種々の方法によって解析できる。例えば、オージェ電子分光法(AES)、X線光電子分光法(XPS)で解析することができる。   Whether or not at least one selected from the group consisting of fluorine, chlorine, bromine and iodine is present on the surface of the lithium transition metal composite oxide particles can be analyzed by various methods. For example, it can be analyzed by Auger electron spectroscopy (AES) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).

本発明において、リチウム遷移金属複合酸化物を構成するアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属、二種類以上の遷移金属および硫黄の組み合わせとしては、マグネシウムと鉄とチタンと硫黄、マグネシウムとコバルトとチタンと硫黄、マグネシウムとジルコニウムとチタンと硫黄、マグネシウムとマンガンとチタンと硫黄、マグネシウムとニッケルとチタンと硫黄、カルシウムと鉄とチタンと硫黄、カルシウムとコバルトとチタンと硫黄、カルシウムとジルコニウムとチタンと硫黄、カルシウムとマンガンとチタンと硫黄、カルシウムとニッケルとチタンと硫黄などが好適に挙げられる。   In the present invention, the alkali metal and / or alkaline earth metal constituting the lithium transition metal composite oxide, the combination of two or more transition metals and sulfur include magnesium, iron, titanium, and sulfur, magnesium, cobalt, and titanium. Sulfur, magnesium and zirconium and titanium and sulfur, magnesium and manganese and titanium and sulfur, magnesium and nickel and titanium and sulfur, calcium and iron and titanium and sulfur, calcium and cobalt and titanium and sulfur, calcium and zirconium and titanium and sulfur, Preferable examples include calcium, manganese, titanium, and sulfur, and calcium, nickel, titanium, and sulfur.

本発明において、リチウム遷移金属複合酸化物を構成する元素の組み合わせとしては、マグネシウムと鉄とチタンと硫黄とアルミニウム、マグネシウムと鉄とチタンと硫黄とホウ素、マグネシウムと鉄とチタンと硫黄とフッ素、マグネシウムとコバルトとチタンと硫黄とアルミニウム、マグネシウムとコバルトとチタンと硫黄とホウ素、マグネシウムとコバルトとチタンと硫黄とフッ素、マグネシウムとジルコニウムとチタンと硫黄とアルミニウム、マグネシウムとジルコニウムとチタンと硫黄とホウ素、マグネシウムとジルコニウムとチタンと硫黄とフッ素、マグネシウムとマンガンとチタンと硫黄とアルミニウム、マグネシウムとマンガンとチタンと硫黄とホウ素、マグネシウムとマンガンとチタンと硫黄とフッ素、マグネシウムとニッケルとチタンと硫黄とアルミニウム、マグネシウムとニッケルとチタンと硫黄とホウ素、マグネシウムとニッケルとチタンと硫黄とフッ素、カルシウムと鉄とチタンと硫黄とアルミニウム、カルシウムと鉄とチタンと硫黄とホウ素、カルシウムと鉄とチタンと硫黄と硫黄、カルシウムとコバルトとチタンと硫黄とアルミニウム、カルシウムとコバルトとチタンと硫黄とホウ素、カルシウムとコバルトとチタンと硫黄とフッ素、カルシウムとジルコニウムとチタンと硫黄とアルミニウム、カルシウムとジルコニウムとチタンと硫黄とホウ素、カルシウムとジルコニウムとチタンと硫黄とフッ素、カルシウムとマンガンとチタンと硫黄とアルミニウム、カルシウムとマンガンとチタンと硫黄とホウ素、カルシウムとマンガンとチタンと硫黄とフッ素、カルシウムとニッケルとチタンと硫黄とアルミニウム、カルシウムとニッケルとチタンと硫黄とホウ素、カルシウムとニッケルとチタンと硫黄とフッ素などが好適に挙げられる。   In the present invention, as a combination of elements constituting the lithium transition metal composite oxide, magnesium, iron, titanium, sulfur and aluminum, magnesium and iron and titanium and sulfur and boron, magnesium and iron and titanium and sulfur and fluorine, magnesium And cobalt and titanium and sulfur and aluminum; magnesium and cobalt and titanium and sulfur and boron; magnesium and cobalt and titanium and sulfur and fluorine; magnesium and zirconium and titanium and sulfur and aluminum; magnesium and zirconium and titanium and sulfur and boron and magnesium. And zirconium and titanium and sulfur and fluorine, magnesium and manganese and titanium and sulfur and aluminum, magnesium and manganese and titanium and sulfur and boron, magnesium and manganese and titanium and sulfur and fluorine, magnesium and nickel Metal, titanium, sulfur, aluminum, magnesium, nickel, titanium, sulfur, boron, magnesium, nickel, titanium, sulfur, fluorine, calcium, iron, titanium, sulfur, aluminum, calcium, iron, titanium, sulfur, boron, calcium, Iron and titanium and sulfur and sulfur, calcium and cobalt and titanium and sulfur and aluminum, calcium and cobalt and titanium and sulfur and boron, calcium and cobalt and titanium and sulfur and fluorine, calcium and zirconium and titanium and sulfur and aluminum, calcium and Zirconium and titanium and sulfur and boron, calcium and zirconium and titanium and sulfur and fluorine, calcium and manganese and titanium and sulfur and aluminum, calcium and manganese and titanium and sulfur and boron, calcium and manganese and titanium and sulfur and fluorine. , Calcium and nickel, titanium and sulfur and aluminum, calcium and nickel, titanium, sulfur and boron, calcium, nickel, and titanium and sulfur and fluorine are preferably exemplified.

本発明において、リチウム遷移金属複合酸化物は、一般式LiTi4+c(aは0.8≦a≦1.5を満たす数を表し、bは1.5≦b≦2.2を満たす数を表し、cは−0.5≦c≦0.5を満たす数を表す。)で表されるのが好ましい。
aは、1.0以上であるのが好ましく、また、1.4以下であるのが好ましい。bは、1.6以上であるのが好ましく、また、2.0以下であるのが好ましい。
In the present invention, a lithium transition metal composite oxide is represented by the general formula Li a Ti b O 4 + c (a is a number satisfying 0.8 ≦ a ≦ 1.5, b is a 1.5 ≦ b ≦ 2.2 Represents a number that satisfies, and c represents a number that satisfies −0.5 ≦ c ≦ 0.5.)
a is preferably 1.0 or more, and more preferably 1.4 or less. b is preferably 1.6 or more, and more preferably 2.0 or less.

本発明において、リチウム遷移金属複合酸化物は、一般式LiTi4+w(式中、Mはチタン以外の一種類以上の遷移金属、周期表の2族、13族および14族の元素ならびにハロゲン元素からなる群から選ばれる少なくとも1種を表し、x+zは0.8≦x+z≦1.5を満たす数を表し、yは1.5≦y≦2.2を満たす数を表し、zは0<z≦0.1を満たす数を表し、wは−0.5≦w≦0.5を満たす数を表す。)で表されるのが好ましい。
x+zは、1.0以上であるのが好ましく、また、1.4以下であるのが好ましい。yは、1.6以上であるのが好ましく、また、2.0以下であるのが好ましい。
In the present invention, the lithium transition metal composite oxide is a compound represented by the general formula Li x Ti y M z O 4 + w (wherein M is one or more transition metals other than titanium, and a group 2 or 13 or 14 group of the periodic table). Represents at least one selected from the group consisting of an element and a halogen element, x + z represents a number satisfying 0.8 ≦ x + z ≦ 1.5, y represents a number satisfying 1.5 ≦ y ≦ 2.2, z represents a number satisfying 0 <z ≦ 0.1, and w represents a number satisfying −0.5 ≦ w ≦ 0.5).
x + z is preferably 1.0 or more, and more preferably 1.4 or less. y is preferably 1.6 or more, and more preferably 2.0 or less.

本発明において、リチウム遷移金属複合酸化物は、粒子の形態で存在する。具体的には、上記リチウム遷移金属複合酸化物が、一次粒子およびその凝集体である二次粒子の一方または両方からなる粒子の形態で存在する。即ち、リチウム遷移金属複合酸化物は、粒子の形態で存在し、その粒子は、一次粒子のみからなっていてもよく、一次粒子の凝集体である二次粒子のみからなっていてもよく、一次粒子と二次粒子の両者からなっていてもよい。   In the present invention, the lithium transition metal composite oxide exists in the form of particles. Specifically, the lithium transition metal composite oxide exists in the form of particles composed of one or both of primary particles and secondary particles that are aggregates thereof. That is, the lithium transition metal composite oxide exists in the form of particles, and the particles may be composed of only primary particles, or may be composed of only secondary particles that are aggregates of primary particles. It may be composed of both particles and secondary particles.

本発明において、リチウム遷移金属複合酸化物は、少なくともその粒子の表面に硫酸根を有することが好ましい。本発明において、硫酸根はリチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面にどのような形で存在していても本発明の効果を発揮する。例えば、硫酸根がリチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面の全体に被膜されている場合であっても、硫酸根がリチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面の一部に被覆されている場合であっても、さらにサイクル特性が向上する。また、硫酸根は、少なくとも粒子の表面に存在していればよい。したがって、硫酸根の一部が粒子の内部に存在していてもよい。   In the present invention, the lithium transition metal composite oxide preferably has a sulfate group at least on the surface of the particle. In the present invention, the effect of the present invention is exhibited regardless of the form of the sulfate group on the surface of the particles of the lithium transition metal composite oxide. For example, even when the sulfate is coated on the entire surface of the particles of the lithium transition metal composite oxide, when the sulfate is coated on a part of the surface of the particles of the lithium transition metal composite oxide. However, the cycle characteristics are further improved. Further, the sulfate group may be present at least on the surface of the particles. Therefore, some of the sulfate groups may be present inside the particles.

硫酸根がリチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面に存在しているかどうかは、種々の方法によって解析できる。例えば、オージェ電子分光法(AES)、X線光電子分光法(XPS)で解析することができる。   Whether or not sulfate is present on the surface of the lithium transition metal composite oxide particles can be analyzed by various methods. For example, it can be analyzed by Auger electron spectroscopy (AES) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).

本発明に用いられる硫酸根は、アルカリ金属の硫酸塩、アルカリ土類金属の硫酸塩、遷移金属の硫酸塩および有機化合物の硫酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1種に基づくのが好ましい。
中でもアルカリ金属の硫酸塩およびアルカリ土類金属の硫酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1種に基づくのが好ましく、アルカリ金属の硫酸塩に基づくのがより好ましい。これらは、強酸強塩基の結合からなるため、化学的に安定だからである。
具体的には、無機塩として、例えば、硫酸鉄、硫酸コバルト、硫酸ニッケル、硫酸亜鉛、硫酸銅、硫酸リチウム、および、硫酸カリウムが挙げられる。中でも、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、および、硫酸カルシウムが好ましく、硫酸リチウム、および、硫酸ナトリウムがより好ましい。
また、有機塩として、例えば、硫酸水素テトラブチルアンモニウム、トリフルオロメタンスルホン酸、1−ナフチルアミン−2−スルホン酸、6−ジスルホン酸が挙げられる。
これらの硫酸塩は、無水物であってもよく、水和物であってもよい。
The sulfate group used in the present invention is preferably based on at least one selected from the group consisting of alkali metal sulfate, alkaline earth metal sulfate, transition metal sulfate and organic compound sulfate.
In particular, it is preferably based on at least one selected from the group consisting of alkali metal sulfates and alkaline earth metal sulfates, and more preferably based on alkali metal sulfates. This is because these are chemically stable because they consist of a strong acid-strong base bond.
Specifically, examples of the inorganic salt include iron sulfate, cobalt sulfate, nickel sulfate, zinc sulfate, copper sulfate, lithium sulfate, and potassium sulfate. Among them, lithium sulfate, sodium sulfate, magnesium sulfate and calcium sulfate are preferred, and lithium sulfate and sodium sulfate are more preferred.
Examples of the organic salt include tetrabutylammonium hydrogen sulfate, trifluoromethanesulfonic acid, 1-naphthylamine-2-sulfonic acid, and 6-disulfonic acid.
These sulfates may be anhydrous or hydrated.

本発明において、非水電解質二次電池用負極活物質に用いられるリチウム遷移金属複合酸化物は、表面の少なくとも一部にAl及び/又はLiTiOを有することが好ましい。Al及び/又はLiTiOは、リチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面にどのような形で存在していても本発明の効果を発揮する。例えば、Al及び/又はLiTiOがリチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面の全体に被膜されている場合であっても、Al及び/又はLiTiOがリチウム遷移金属複合酸化物の粒子の一部に被覆されている場合であっても、サイクル充放電特性、保存特性、安全性が向上する。また、Al及び/又はLiTiOは、少なくとも粒子の表面に存在していればよい。したがって、Al及び/又はLiTiOの一部が粉末本体の内部に存在していてもよい。 In the present invention, the lithium transition metal composite oxide used for the negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery preferably has Al 2 O 3 and / or LiTiO 2 on at least a part of its surface. Al 2 O 3 and / or LiTiO 2 exert the effects of the present invention regardless of the form of the particles on the surface of the lithium transition metal composite oxide particles. For example, even when Al 2 O 3 and / or LiTiO 2 is coated on the entire surface of the particles of the lithium transition metal composite oxide, the Al 2 O 3 and / or LiTiO 2 are converted to the lithium transition metal composite oxide. The cycle charge / discharge characteristics, storage characteristics, and safety are improved even when a part of the particles of the substance are coated. Further, Al 2 O 3 and / or LiTiO 2 may be present at least on the surface of the particles. Therefore, part of Al 2 O 3 and / or LiTiO 2 may be present inside the powder body.

Al及び/又はLiTiOがリチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面に存在しているかどうかは、種々の方法によって解析できる。例えば、オージェ電子分光法(AES)、X線光電子分光法(XPS)で解析することができる。 Whether Al 2 O 3 and / or LiTiO 2 is present on the surface of the lithium transition metal composite oxide particles can be analyzed by various methods. For example, it can be analyzed by Auger electron spectroscopy (AES) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).

Alとしては、特に限定されず、酸化アルミニウム、低温アルミナ、高温アルミナ等が挙げられる。
LiTiOとしては、特に限定されず、空間群Fm3mに属するLiTiO、層状のLiTiO等が挙げられる。中でも、空間群Fm3mに属するLiTiOであるのが好ましい。種々のチタン酸リチウムの中でも、空間群Fm3mに属するLiTiOを用いると、負荷特性を向上させる効果が実現される。
Al 2 O 3 is not particularly limited, and examples thereof include aluminum oxide, low-temperature alumina, and high-temperature alumina.
The LiTiO 2 is not particularly limited, and includes LiTiO 2 belonging to the space group Fm3m, layered LiTiO 2, and the like. Among them, LiTiO 2 belonging to the space group Fm3m is preferable. Among various lithium titanates, when LiTiO 2 belonging to the space group Fm3m is used, an effect of improving load characteristics is realized.

Alの大きさは、特に限定されないが、中心粒子径が0.3μm以下であることが好ましく、0.1μm以下であることがより好ましい。大きすぎると被覆部分が不均一になり効果を発現できないからである。
LiTiOの大きさは、特に限定されないが、中心粒子径が3μm以下であることが好ましく、1μm以下であることがより好ましい。この範囲であればリチウム遷移金属複合酸化物を容易に被覆することができ、また大きすぎると放電容量が低下するからである。Al及び/又はLiTiOの形状は、粉末の球状に限定されない。
The size of Al 2 O 3 is not particularly limited, but the center particle diameter is preferably 0.3 μm or less, more preferably 0.1 μm or less. If the size is too large, the coated portion becomes uneven and the effect cannot be exhibited.
The size of LiTiO 2 is not particularly limited, but the central particle diameter is preferably 3 μm or less, more preferably 1 μm or less. This is because a lithium transition metal composite oxide can be easily coated in this range, and a discharge capacity lowers if it is too large. The shape of Al 2 O 3 and / or LiTiO 2 is not limited to the spherical shape of the powder.

Alの製造方法は、特に限定されないが、例えば、バイヤー法を用いることができる。原料としてボーキサイトを用い、これを粉砕し、水酸化ナトリウムの熱溶液で処理して、アルミン酸ナトリウムを溶出させる。アルミン酸ナトリウム液を適当にうすめ、適当な温度でギブス石の種子を加えてかき混ぜるとギブス石が析出する。ろ過、水洗、乾燥後、ギブス石をロータリーキルンで焼成するとAlを得ることができる。 The method for producing Al 2 O 3 is not particularly limited, but for example, a Bayer method can be used. Bauxite is used as a raw material, crushed and treated with a hot solution of sodium hydroxide to elute sodium aluminate. The sodium aluminate solution is diluted appropriately, and the cast of gibbsite is added at an appropriate temperature and stirred to precipitate gibbsite. After filtration, washing and drying, the Gibbs stone is calcined in a rotary kiln to obtain Al 2 O 3 .

LiTiOの製造方法は、特に限定されないが、例えば、原料としてLiCOとTiOとを用い、これらを混合して若干の還元雰囲気中で焼成を行うと、Tiを3価で存在させることができ、LiTiOを得ることができる。 The method for producing LiTiO 2 is not particularly limited. For example, when Li 2 CO 3 and TiO 2 are used as raw materials and they are mixed and fired in a slight reducing atmosphere, Ti is present in a trivalent state. And LiTiO 2 can be obtained.

上記粉末本体に、Al及び/又はLiTiOを被覆させる方法は特に限定されず、一般に用いられている混合機を用いることができる。中でも、微量添加を行うため、高速でせん断性の高い高速流動式混合機が好ましい。 The method for coating the powder main body with Al 2 O 3 and / or LiTiO 2 is not particularly limited, and a commonly used mixer can be used. Among them, a high-speed flow mixer with high speed and high shearing property is preferable for adding a small amount.

本発明の負極活物質は、製造方法を特に限定されないが、例えば、以下の(1)および(2)のようにして製造することができる。   Although the production method of the negative electrode active material of the present invention is not particularly limited, it can be produced, for example, as in the following (1) and (2).

(1)原料混合物の作製
後述する化合物を各構成元素が所定の組成比となるように混合して、原料混合物を得る。原料混合物に用いられる化合物は、目的とする組成を構成する元素に応じて選択される。
混合の方法は、特に限定されず、例えば、粉末状の化合物をそのまま混合して原料混合物とする方法;水および/または有機溶媒を用いてスラリー状として混合した後、乾燥させて原料混合物とする方法;上述した化合物の水溶液を混合して沈殿させ、得られた沈殿物を乾燥させて原料混合物とする方法;これらを併用する方法が挙げられる。
(1) Preparation of Raw Material Mixture Compounds described below are mixed so that each constituent element has a predetermined composition ratio, to obtain a raw material mixture. The compound used in the raw material mixture is selected according to the elements constituting the desired composition.
The method of mixing is not particularly limited. For example, a method in which a powdery compound is directly mixed to form a raw material mixture; mixed in a slurry using water and / or an organic solvent, and then dried to obtain a raw material mixture. Method: a method in which an aqueous solution of the above-described compound is mixed and precipitated, and the obtained precipitate is dried to form a raw material mixture;

以下に、原料混合物に用いられる化合物を例示する。
リチウム化合物は、特に限定されないが、例えば、LiCO、LiOH、LiOH・HO、LiO、LiCl、LiNO、LiSO、LiHCO、Li(CHCOO)、フッ化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム、過酸化リチウムが挙げられる。中でも、LiCO、LiOH、LiOH・HO、LiO、LiNO、LiHCO、Li(CHCOO)が好ましい。
Hereinafter, the compounds used in the raw material mixture will be exemplified.
Although the lithium compound is not particularly limited, for example, Li 2 CO 3 , LiOH, LiOH.H 2 O, Li 2 O, LiCl, LiNO 3 , Li 2 SO 4 , LiHCO 3 , Li (CH 3 COO), fluoride Lithium, lithium bromide, lithium iodide, and lithium peroxide. Among them, Li 2 CO 3 , LiOH, LiOH · H 2 O, Li 2 O, LiNO 3 , LiHCO 3 , and Li (CH 3 COO) are preferable.

チタン化合物は、特に限定されないが、例えば、TiO、TiO、Ti、TiCl、Ti(SO、フッ化チタン、塩化チタン、臭化チタン、ヨウ化チタン、酸化チタン、硫化チタン、硫酸チタンが挙げられる。中でもTiO、TiO、Ti、TiCl、Ti(SOが好ましい。 Although the titanium compound is not particularly limited, for example, TiO, TiO 2 , Ti 2 O 3 , TiCl 2 , Ti (SO 4 ) 2 , titanium fluoride, titanium chloride, titanium bromide, titanium iodide, titanium oxide, sulfide Titanium and titanium sulfate are exemplified. Among them, TiO, TiO 2 , Ti 2 O 3 , TiCl 2 , and Ti (SO 4 ) 2 are preferable.

マグネシウム化合物は特に限定されないが、例えば、MgO、MgCO、Mg(OH)、MgCl、MgSO、Mg(NO、Mg(CHCOO)、フッ化マグネシウム、塩化マグネシウム、臭化マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウムが挙げられる。中でもMgO、MgCO、Mg(OH)、MgCl、MgSO、Mg(NO、Mg(CHCOO)が好ましい。 Although the magnesium compound is not particularly limited, for example, MgO, MgCO 3 , Mg (OH) 2 , MgCl 2 , MgSO 4 , Mg (NO 3 ) 2 , Mg (CH 3 COO) 2 , magnesium fluoride, magnesium chloride, odor Magnesium oxide, magnesium oxide, magnesium hydroxide, magnesium carbonate, and magnesium hydroxide. Among them, MgO, MgCO 3 , Mg (OH) 2 , MgCl 2 , MgSO 4 , Mg (NO 3 ) 2 , and Mg (CH 3 COO) 2 are preferable.

ジルコニウム化合物としては、特に限定されないが、例えば、ZrF、ZrCl、ZrCl、ZrBr、ZrI、ZrO、ZrO、ZrS、Zr(OH)、フッ化ジルコニウム、塩化ジルコニウム、臭化ジルコニウム、ヨウ化ジルコニウム、酸化ジルコニウム、硫化ジルコニウム、炭酸ジルコニウムが挙げられる。中でもZrF、ZrCl、ZrCl、ZrBr、ZrI、ZrO、ZrO、ZrS、Zr(OH)が好ましい。 The zirconium compound is not particularly limited, for example, ZrF 2, ZrCl, ZrCl 2 , ZrBr 2, ZrI 2, ZrO, ZrO 2, ZrS 2, Zr (OH) 3, zirconium fluoride, zirconium chloride, zirconium bromide , Zirconium iodide, zirconium oxide, zirconium sulfide, and zirconium carbonate. Among them, ZrF 2 , ZrCl, ZrCl 2 , ZrBr 2 , ZrI 2 , ZrO, ZrO 2 , ZrS 2 , and Zr (OH) 3 are preferable.

アルミニウム化合物としては、特に限定されないが、例えば、Al、Al(NO、Al(SO、Al(CO、Al(CHCOO)、フッ化アルミニウム、塩化アルミニウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、アルミン酸塩、炭酸アルミニウム、ケイ酸アルミニウムが挙げられる。中でもAl、Al(NO、Al(SO、Al(CO、Al(CHCOO)が好ましい。 The aluminum compound is not particularly limited, but for example, Al 2 O 3 , Al (NO 3 ) 3 , Al 2 (SO 4 ) 3 , Al 2 (CO 3 ) 3 , Al (CH 3 COO) 3 , fluoride Examples include aluminum, aluminum chloride, aluminum oxide, aluminum hydroxide, aluminate, aluminum carbonate, and aluminum silicate. Among them, Al 2 O 3 , Al (NO 3 ) 3 , Al 2 (SO 4 ) 3 , Al 2 (CO 3 ) 3 , and Al (CH 3 COO) 3 are preferable.

ホウ素化合物としては、特に限定されないが、例えば、B、HBO、LiBO、ホウ化物、酸化ホウ素、リン酸ホウ素、ホウ酸リチウムが挙げられる。中でもB、HBO、LiBOが好ましい。 The boron compound is not particularly limited, for example, B 2 O 3, H 3 BO 3, LiBO 2, borides, boron oxide, boron phosphate, and lithium borate. Among them, B 2 O 3 , H 3 BO 3 , and LiBO 2 are preferable.

ハロゲン元素を含む化合物は特に限定されないが、例えば、NHF、NHCl、NHBr、NHI、LiF、LiCl、LiBr、LiI、MnF、MnCl、MnBr、MnI、フッ化水素、フッ化酸素、フッ化水素酸、塩化水素、塩酸、酸化塩素、フッ化酸化塩素、酸化臭素、フルオロ硫酸臭素、ヨウ化水素、酸化ヨウ素、過ヨウ素酸が挙げられる。中でもNHF、NHCl、NHBr、NHI、LiF、LiCl、LiBr、LiI、MnF、MnCl、MnBr、MnIが好ましい。 The compound containing a halogen element is not particularly limited, but for example, NH 4 F, NH 4 Cl, NH 4 Br, NH 4 I, LiF, LiCl, LiBr, LiI, MnF 2 , MnCl 2 , MnBr 2 , MnI 2 , Examples include hydrogen fluoride, oxygen fluoride, hydrofluoric acid, hydrogen chloride, hydrochloric acid, chlorine oxide, chlorine fluoride oxide, bromine oxide, bromine fluorosulfate, hydrogen iodide, iodine oxide, and periodic acid. Among them, NH 4 F, NH 4 Cl, NH 4 Br, NH 4 I, LiF, LiCl, LiBr, LiI, MnF 2 , MnCl 2 , MnBr 2 , and MnI 2 are preferable.

硫黄含有化合物は特に限定されないが、例えば、LiSO、MnSO、(NHSO、Al(SO、MgSO、硫化物、ヨウ化硫黄、硫化水素、硫酸とその塩、硫化窒素等が挙げられる。中でもLiSO、MnSO、(NHSO、Al(SO、MgSOが好ましい。
また、上述した各元素の2種以上を含有する化合物を用いてもよい。
Although the sulfur-containing compound is not particularly limited, for example, Li 2 SO 4 , MnSO 4 , (NH 4 ) 2 SO 4 , Al 2 (SO 4 ) 3 , MgSO 4 , sulfide, sulfur iodide, hydrogen sulfide, and sulfuric acid And salts thereof and nitrogen sulfide. Among them, Li 2 SO 4 , MnSO 4 , (NH 4 ) 2 SO 4 , Al 2 (SO 4 ) 3 , and MgSO 4 are preferable.
Further, a compound containing two or more of the above-described elements may be used.

(2)原料混合物の焼成および粉砕
ついで、原料混合物を焼成する。焼成の温度、時間、雰囲気等は、特に限定されず、目的に応じて適宜決定することができる。
焼成温度は、650℃以上であるのが好ましく、750℃以上であるのがより好ましい。焼成温度が低すぎると、未反応の原料が負極活物質中に残留し、負極活物質の本来の特徴を生かせない場合がある。また、焼成温度は、960℃以下であるのが好ましく、940℃以下であるのがより好ましい。焼成温度が高すぎると、相転移を起こしラムステライド型のLiTi等が生成されるため好ましくない。単位重量当たりの放電容量の低下、サイクル特性の低下、作動電圧の低下を招く。
焼成時間は、一般に1〜24時間であるのが好ましく、6〜12時間であるのがより好ましい。焼成時間が短すぎると、原料粒子間の拡散反応が進行しない。焼成時間が長すぎると、焼結により粗大粒子が形成され、好ましくない。
(2) Firing and grinding the raw material mixture Next, the raw material mixture is fired. The firing temperature, time, atmosphere, and the like are not particularly limited, and can be appropriately determined depending on the purpose.
The firing temperature is preferably at least 650 ° C, more preferably at least 750 ° C. If the firing temperature is too low, unreacted raw materials remain in the negative electrode active material, and the original characteristics of the negative electrode active material may not be utilized. Further, the firing temperature is preferably 960 ° C or lower, more preferably 940 ° C or lower. If the firing temperature is too high, it is not preferable because phase transition occurs and ramsteride-type Li 2 Ti 3 O 7 or the like is generated. This causes a decrease in discharge capacity per unit weight, a decrease in cycle characteristics, and a decrease in operating voltage.
Generally, the firing time is preferably from 1 to 24 hours, and more preferably from 6 to 12 hours. If the firing time is too short, the diffusion reaction between the raw material particles does not proceed. If the firing time is too long, coarse particles are formed by sintering, which is not preferable.

焼成の雰囲気は、例えば、大気、酸素ガス、これらと窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスとの混合ガス、酸素濃度(酸素分圧)を制御した雰囲気、弱酸化雰囲気が挙げられる。   The firing atmosphere includes, for example, air, oxygen gas, a mixed gas thereof with an inert gas such as nitrogen gas and argon gas, an atmosphere in which the oxygen concentration (oxygen partial pressure) is controlled, and a weakly oxidizing atmosphere.

焼成後、所望により、らいかい乳鉢、ボールミル、振動ミル、ピンミル、ジェットミル等を用いて粉砕し、目的とする粒度の粉体とすることもできる。   After firing, if desired, the powder can be pulverized using a mortar, ball mill, vibration mill, pin mill, jet mill, or the like to obtain a powder having a desired particle size.

以下に、負極活物質を得る好適な方法を、具体的に説明する。   Hereinafter, a preferred method for obtaining the negative electrode active material will be specifically described.

リチウム化合物、チタン化合物およびマグネシウム化合物を各構成元素が所定の組成比となるように混合する。
次に、原料混合物を空気中または弱酸化雰囲気にて、810℃の温度で12時間焼成を行い、本発明に係るリチウム遷移金属複合酸化物を合成する。
得られた焼成物に、所定量の硫酸塩を添加する。この方法によれば、簡単に粒子の表面に硫酸根を存在させることができる。硫酸塩の添加は、市販の混合機を使用できる。
また、原料混合時に所定量の硫酸塩を添加し、その後、硫酸塩を含有する原料混合物を焼成することもできる。
以上の製造方法を使用することにより、Li1.28Ti1.7Mg0.02の粒子表面にリチウム遷移金属複合酸化物に対して0.03mol%の硫酸根を有する非水電解質二次電池用負極活物質を得ることができる。
A lithium compound, a titanium compound, and a magnesium compound are mixed so that each constituent element has a predetermined composition ratio.
Next, the raw material mixture is fired in air or a weakly oxidizing atmosphere at a temperature of 810 ° C. for 12 hours to synthesize a lithium transition metal composite oxide according to the present invention.
A predetermined amount of sulfate is added to the obtained fired product. According to this method, a sulfate group can be easily present on the surface of the particle. A commercially available mixer can be used for the addition of sulfate.
Alternatively, a predetermined amount of sulfate may be added at the time of mixing the raw materials, and then the raw material mixture containing the sulfate may be fired.
By using the above production method, the non-aqueous electrolyte having a sulfate group of 0.03 mol% with respect to the lithium transition metal composite oxide on the surface of the particles of Li 1.28 Ti 1.7 Mg 0.02 O 4 is obtained. A negative electrode active material for a secondary battery can be obtained.

上述した製造方法により、本発明の負極活物質を得ることができる。   The negative electrode active material of the present invention can be obtained by the above-described manufacturing method.

本発明の負極活物質は、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池等の非水電解質二次電池に好適に用いられる。
即ち、本発明の非水電解質二次電池は、本発明の負極活物質を用いた非水電解質二次電池である。本発明の非水電解質二次電池は、その負極活物質の少なくとも一部として本発明の負極活物質を用いていればよい。
The negative electrode active material of the present invention is suitably used for a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery and a lithium ion polymer secondary battery.
That is, the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is a nonaqueous electrolyte secondary battery using the negative electrode active material of the present invention. The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention may use the negative electrode active material of the present invention as at least a part of the negative electrode active material.

本発明の非水電解質二次電池に用いられる負極の好ましい製造方法を以下に説明する。
本発明の非水電解質二次電池に用いられる負極は、本発明の負極活物質の粉末と、導電剤、結着剤および分散剤とを混合させ、スラリーを形成させ、このスラリーを銅箔等の集電体に塗布し、または担時させ、プレス圧延して負極活物質層を集電体に形成させることにより得られる。
図2は、負極の模式的な断面図である。図2に示されているように、負極13は、負極活物質5を結着剤4により集電体12上に保持させてなる。
A preferred method for producing the negative electrode used in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention will be described below.
The negative electrode used in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is obtained by mixing a powder of the negative electrode active material of the present invention, a conductive agent, a binder and a dispersant to form a slurry, and forming the slurry into a copper foil or the like. Of the negative electrode active material layer formed on the current collector.
FIG. 2 is a schematic sectional view of the negative electrode. As shown in FIG. 2, the negative electrode 13 has the negative electrode active material 5 held on the current collector 12 by the binder 4.

負極板に用いられる導電剤としては、例えば、天然黒鉛、鱗片状黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛等のグラファイト類;アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック類;炭素繊維等の導電性繊維類等を単独でまたはこれらの混合物として用いることができる。   Examples of the conductive agent used for the negative electrode plate include graphites such as natural graphite, flaky graphite, artificial graphite, and expanded graphite; carbon blacks such as acetylene black and Ketjen black; conductive fibers such as carbon fibers. Can be used alone or as a mixture thereof.

結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド、アクリル樹脂等が挙げられる。
中でも、ポリフッ化ビニリデンが好ましい。本発明の負極活物質は、ポリフッ化ビニリデンとなじみやすく、スラリー性状に優れるため、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを用いると、サイクル特性が更に優れたものとなる。
なお、結着剤および分散剤の代わりに、溶媒中の結着剤を用いてもよい。
Examples of the binder include polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyamide, and acrylic resin.
Among them, polyvinylidene fluoride is preferable. The negative electrode active material of the present invention is easily compatible with polyvinylidene fluoride and has excellent slurry properties. Therefore, when polyvinylidene fluoride is used as a binder, cycle characteristics are further improved.
Note that a binder in a solvent may be used instead of the binder and the dispersant.

本発明の負極活物質は導電剤との混合性がよいため、本発明の非水電解質二次電池は、電池の内部抵抗が小さいと考えられる。これにより、サイクル特性および負荷特性、特に負荷特性が向上すると考えられる。
また、本発明の負極活物質は結着剤と混合する際にもスラリー性状に優れる。 更に、本発明の負極活物質が粗大粒子を含まない場合には、得られる負極の塗膜面の表面が平滑性に優れたものとなる。このため、充放電に伴う塗膜面の表面におけるリチウムイオンの出入りが均一に行われるようになるため、サイクル特性が極めて優れたものとなる。
Since the negative electrode active material of the present invention has good miscibility with the conductive agent, the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is considered to have low internal resistance of the battery. This is considered to improve cycle characteristics and load characteristics, particularly load characteristics.
Further, the negative electrode active material of the present invention also has excellent slurry properties when mixed with a binder. Furthermore, when the negative electrode active material of the present invention does not contain coarse particles, the surface of the coating surface of the obtained negative electrode has excellent smoothness. For this reason, lithium ions enter and exit uniformly on the surface of the coating film surface due to charge and discharge, so that the cycle characteristics are extremely excellent.

本発明の非水電解質二次電池は、従来公知の非水電解質二次電池において、負極活物質として、本発明の負極活物質を用いればよく、他の構成は特に限定されない。   The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention may use the negative electrode active material of the present invention as a negative electrode active material in a conventionally known nonaqueous electrolyte secondary battery, and other configurations are not particularly limited.

正極活物質にはコバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、コバルトマンガン酸リチウム、ニッケルマンガン酸リチウム、ニッケルコバルトアルミン酸リチウム、ニッケルコバルトマンガン酸リチウムなどが使用できる。一般式は上記Iのように表される。コバルト酸リチウムはLiCoOが、マンガン酸リチウムはLiMnが、ニッケル酸リチウムはLiNiOが、コバルトマンガン酸リチウムはLiCoMnOが、ニッケルマンガン酸リチウムはLiNiMnが、ニッケルコバルトアルミン酸リチウムはLiNi0.65Co0.2Al0.15が、ニッケルコバルトマンガン酸リチウムはLiNi1/3Co1/3Mn1/3が挙げられる。 As the positive electrode active material, lithium cobaltate, lithium manganate, lithium nickelate, lithium cobalt manganate, lithium nickel manganate, nickel cobalt lithium aluminate, nickel cobalt lithium manganate and the like can be used. The general formula is represented as I above. LiCoO 2 for lithium cobaltate, LiMn 2 O 4 for lithium manganate, LiNiO 2 for lithium nickelate, LiCoMnO 4 for lithium cobalt manganate, Li 2 NiMn 3 O 8 for lithium nickel manganate, nickel cobalt Examples of the lithium aluminate include LiNi 0.65 Co 0.2 Al 0.15 O 2 , and examples of the lithium nickel cobalt manganate include LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 .

正極活物質は、少なくともリチウム遷移金属複合酸化物を有する非水電解質二次電池用正極活物質(以下、単に「正極活物質」ともいう。)であることが好ましい。リチウム遷移金属複合酸化物の好適な態様として、以下の(i)〜(v)が挙げられる。   The positive electrode active material is preferably a positive electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery having at least a lithium transition metal composite oxide (hereinafter, also simply referred to as “positive electrode active material”). Preferred embodiments of the lithium transition metal composite oxide include the following (i) to (v).

(i)リチウム遷移金属複合酸化物が、一般式LiCo1−x (MはAlまたはTiを表し、MはMgおよび/またはBaを表し、vは0.95≦v≦1.05を満たす数を表し、wは0またはMがAlであるとき0<w≦0.10を満たし、MがTiであるとき0<w≦0.05を満たす数を表し、xは0<x≦0.10を満たす数を表し、yは1≦y≦2.5を満たす数を表し、zは0<z≦0.015を満たす数を表す。)で表される態様。 (I) a lithium transition metal composite oxide represented by the general formula Li v Co 1-x M 1 w M 2 x O y S z (M 1 represents Al or Ti, M 2 represents Mg and / or Ba, v is a number satisfying 0.95 ≦ v ≦ 1.05, w is 0 or 0 <w ≦ 0.10 when M 1 is Al, and 0 <w ≦ 0 when M 1 is Ti. X represents a number satisfying 0 <x ≦ 0.10, y represents a number satisfying 1 ≦ y ≦ 2.5, and z represents a number satisfying 0 <z ≦ 0.015. Represents an aspect.).

このリチウム遷移金属複合酸化物を有する正極活物質と本発明の負極活物質を組み合わせることにより、サイクル特性が更に向上し、電池のガス発生を低減させることもできる。   By combining the positive electrode active material having the lithium transition metal composite oxide with the negative electrode active material of the present invention, cycle characteristics can be further improved, and gas generation of the battery can be reduced.

(ii)リチウム遷移金属複合酸化物が、一般式LiCo1−b(MはTi、Al、V、Zr、Mg、CaおよびSrからなる群から選ばれる少なくとも1種を表し、Xはハロゲン元素から選ばれる少なくとも1種を表し、aは0.95≦a≦1.05を満たす数を表し、bは0<b≦0.10を満たす数を表し、cは1≦c≦2.5を満たす数を表し、dは0<d≦0.1を満たす数を表し、eは0<e≦0.015を満たす数を表す。)で表される態様。 At least (ii) the lithium-transition metal composite oxide represented by the general formula Li a Co 1-b M b O c X d S e (M is Ti, Al, V, Zr, Mg, selected from the group consisting of Ca and Sr Represents one kind, X represents at least one kind selected from halogen elements, a represents a number satisfying 0.95 ≦ a ≦ 1.05, b represents a number satisfying 0 <b ≦ 0.10, c represents a number satisfying 1 ≦ c ≦ 2.5, d represents a number satisfying 0 <d ≦ 0.1, and e represents a number satisfying 0 <e ≦ 0.015.) Aspects.

このリチウム遷移金属複合酸化物を有する正極活物質と本発明の負極活物質を組み合わせることにより、サイクル特性が更に向上し、電池のガス発生を低減させることもできる。   By combining the positive electrode active material having the lithium transition metal composite oxide with the negative electrode active material of the present invention, cycle characteristics can be further improved, and gas generation of the battery can be reduced.

(iii)リチウム遷移金属複合酸化物が、コバルト酸リチウム、ニッケルコバルト酸リチウム、ニッケルコバルトアルミン酸リチウムおよびニッケルコバルトマンガン酸リチウムからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、粒子であるとともに、前記粒子の表面におけるジルコニウムの存在割合が20%以上である態様。   (Iii) the lithium transition metal composite oxide is at least one member selected from the group consisting of lithium cobaltate, lithium nickel cobaltate, lithium nickel cobalt aluminate and lithium nickel cobalt manganate; The embodiment in which the proportion of zirconium present on the surface of is 20% or more.

このリチウム遷移金属複合酸化物を有する正極活物質と本発明の負極活物質を組み合わせることにより、サイクル特性が更に向上し、負荷特性、低温特性を向上させることもできる。   By combining the positive electrode active material having the lithium transition metal composite oxide with the negative electrode active material of the present invention, cycle characteristics can be further improved, and load characteristics and low-temperature characteristics can be improved.

この正極活物質においては、上記粒子の表面におけるジルコニウムの存在割合が20%以上である。以下、詳細に説明する。
本発明において、「リチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面におけるジルコニウムの存在割合」は、以下のようにして求められる。
まず、波長分散型X線分光装置(WDX)を装備した電子線マイクロアナライザ(EPMA)によって、リチウム遷移金属複合酸化物の粒子群について、粒子の表面のジルコニウムの存在状態を観察する。ついで、観察視野中、単位面積あたりのジルコニウム量が最も多い部分(ジルコニウムのピークが大きい部分)を選択し、この部分を通過する線分(例えば、長さ300μmの線分)に沿ってライン分析を行う。ライン分析において、上記単位面積あたりのジルコニウム量が最も多い部分におけるピークの値を100%としたときのピークが4%以上の部分の長さの合計を、上記線分の長さで除した商を、「リチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面におけるジルコニウムの存在割合」とする。なお、ライン分析を複数回(例えば、10回)行うことによって、「リチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面におけるジルコニウムの存在割合」の平均値を用いるのが好ましい。
上記方法においては、ジルコニウムのピークが4%未満の部分は、ジルコニウム量が最も多い部分との差が大きいため、ジルコニウムが存在しない部分とみなす。
In the positive electrode active material, the proportion of zirconium on the surface of the particles is 20% or more. The details will be described below.
In the present invention, “the existing ratio of zirconium on the surface of the lithium transition metal composite oxide particles” is determined as follows.
First, the presence of zirconium on the surface of particles of a lithium transition metal composite oxide is observed by an electron beam microanalyzer (EPMA) equipped with a wavelength dispersive X-ray spectrometer (WDX). Then, in the observation visual field, a portion having the largest zirconium amount per unit area (a portion having a large zirconium peak) is selected, and line analysis is performed along a line segment passing through this portion (for example, a line segment having a length of 300 μm). I do. In the line analysis, the quotient obtained by dividing the sum of the lengths of the portions where the peak was 4% or more when the value of the peak in the portion having the largest amount of zirconium per unit area as 100% was divided by the length of the line segment. Is defined as “the abundance ratio of zirconium on the surface of the lithium transition metal composite oxide particles”. In addition, it is preferable to use the average value of “the presence ratio of zirconium on the surface of the lithium transition metal composite oxide particles” by performing the line analysis a plurality of times (for example, 10 times).
In the above method, a portion where the peak of zirconium is less than 4% has a large difference from a portion where the amount of zirconium is the largest, and is regarded as a portion where zirconium does not exist.

上述した「リチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面におけるジルコニウムの存在割合」により、リチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面において、ジルコニウムが均一に存在しているか、偏って存在しているかを表すことができる。   The above-mentioned “amount of zirconium present on the surface of the lithium transition metal composite oxide particles” indicates whether zirconium is present uniformly or unevenly on the surface of the lithium transition metal composite oxide particles. be able to.

(iv)リチウム遷移金属複合酸化物が、スピネル構造のマンガン酸リチウムであり、アルミニウムおよび/またはマグネシウムと、チタンおよび/またはジルコニウムと、含む態様。   (Iv) An embodiment in which the lithium transition metal composite oxide is spinel-structured lithium manganate and contains aluminum and / or magnesium, and titanium and / or zirconium.

このリチウム遷移金属複合酸化物を有する正極活物質と本発明の負極活物質を組み合わせることにより、サイクル特性が更に向上し、電池のガス発生を低減させることもできる。   By combining the positive electrode active material having the lithium transition metal composite oxide with the negative electrode active material of the present invention, cycle characteristics can be further improved, and gas generation of the battery can be reduced.

(v)リチウム遷移金属複合酸化物が、スピネル構造のマンガン酸リチウムであり、粒子であるとともに、前記粒子の表面におけるマグネシウムの存在割合が20%以上である態様。   (V) An embodiment in which the lithium transition metal composite oxide is spinel-structured lithium manganate, is a particle, and has a magnesium content of 20% or more on the surface of the particle.

このリチウム遷移金属複合酸化物を有する正極活物質と本発明の負極活物質を組み合わせることにより、サイクル特性が更に向上し、保存特性を向上させることもできる。   By combining the positive electrode active material having the lithium transition metal composite oxide with the negative electrode active material of the present invention, the cycle characteristics can be further improved, and the storage characteristics can be improved.

この正極活物質においては、上記粒子の表面におけるマグネシウムの存在割合が20%以上である。以下、詳細に説明する。
本発明において、「リチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面におけるマグネシウムの存在割合」は、以下のようにして求められる。
まず、波長分散型X線分光装置(WDX)を装備した電子線マイクロアナライザ(EPMA)によって、リチウム遷移金属複合酸化物の粒子群について、粒子の表面のマグネシウムの存在状態を観察する。ついで、観察視野中、単位面積あたりのマグネシウム量が最も多い部分(マグネシウムのピークが大きい部分)を選択し、この部分を通過する線分(例えば、長さ300μmの線分)に沿ってライン分析を行う。ライン分析において、上記単位面積あたりのマグネシウム量が最も多い部分におけるピークの値を100%としたときのピークが4%以上の部分の長さの合計を、上記線分の長さで除した商を、「リチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面におけるマグネシウムの存在割合」とする。なお、ライン分析を複数回(例えば、10回)行うことによって、「リチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面におけるマグネシウムの存在割合」の平均値を用いるのが好ましい。
上記方法においては、マグネシウムのピークが4%未満の部分は、マグネシウム量が最も多い部分との差が大きいため、マグネシウムが存在しない部分とみなす。
In the positive electrode active material, the proportion of magnesium on the surface of the particles is 20% or more. The details will be described below.
In the present invention, the “magnesium content on the surface of the lithium transition metal composite oxide particles” is determined as follows.
First, the presence state of magnesium on the surface of particles of a lithium transition metal composite oxide is observed using an electron beam microanalyzer (EPMA) equipped with a wavelength dispersive X-ray spectrometer (WDX). Then, in the observation visual field, a portion having the largest amount of magnesium per unit area (a portion having a large magnesium peak) is selected, and line analysis is performed along a line segment (for example, a line segment having a length of 300 μm) passing through this portion. I do. In the line analysis, the quotient obtained by dividing the total length of the portion where the peak was 4% or more when the value of the peak in the portion having the largest amount of magnesium per unit area as 100% was divided by the length of the line segment. Is defined as “the ratio of magnesium present on the surface of the lithium transition metal composite oxide particles”. Note that it is preferable to use the average value of “the ratio of magnesium present on the surface of the lithium transition metal composite oxide particles” by performing the line analysis a plurality of times (for example, 10 times).
In the above method, a portion where the peak of magnesium is less than 4% has a large difference from a portion where the amount of magnesium is the largest, and thus is regarded as a portion where magnesium does not exist.

上述した「リチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面におけるマグネシウムの存在割合」により、リチウム遷移金属複合酸化物の粒子の表面において、マグネシウムが均一に存在しているか、偏って存在しているかを表すことができる。   The above-mentioned “magnesium abundance ratio on the surface of the lithium transition metal composite oxide particles” indicates whether magnesium is uniformly present or unevenly present on the surface of the lithium transition metal composite oxide particles. be able to.

上記Iのリチウム遷移金属複合酸化物を主成分とする正極活物質を使用する正極は、好ましくは次のように製造される。
上記Iのリチウム遷移金属複合酸化物の粉末と、導電剤、結着剤および分散剤とを混合させ、スラリーを形成させ、このスラリーをアルミニウム箔等の集電体に塗布し、または担時させ、プレス圧延して正極活物質層を集電体に形成させることにより得られる。
The positive electrode using the positive electrode active material containing the lithium transition metal composite oxide of I as a main component is preferably produced as follows.
The powder of the lithium transition metal composite oxide of the above I, a conductive agent, a binder and a dispersant are mixed to form a slurry, and the slurry is applied to a current collector such as an aluminum foil or supported. And press-rolling to form a positive electrode active material layer on the current collector.

電解質としては、作動電圧で変質したり、分解したりしない化合物であれば特に限定されない。
溶媒としては、例えば、ジメトキシエタン,ジエトキシエタン,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,エチルメチルカーボネート,メチルホルメート,γ−ブチロラクトン,2−メチルテトラヒドロフラン,ジメチルスルホキシド,スルホラン等の有機溶媒が挙げられる。これらは単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。
中でも、高沸点溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートが好ましく、低沸点溶媒としては、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が好ましい。特に、エチレンカーボネートと、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートおよびエチルメチルカーボネートからなる群から選ばれる少なくとも1種との組み合わせが好ましい。この場合、重量比で、(エチレンカーボネート)/(ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートおよびエチルメチルカーボネートからなる群から選ばれる少なくとも1種)=20/80〜40/60であるのが好ましい。
The electrolyte is not particularly limited as long as it is a compound that does not deteriorate or decompose at the operating voltage.
Examples of the solvent include organic solvents such as dimethoxyethane, diethoxyethane, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl formate, γ-butyrolactone, 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, and sulfolane. Is mentioned. These can be used alone or in combination of two or more.
Among them, ethylene carbonate and propylene carbonate are preferable as the high boiling point solvent, and dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate are preferable as the low boiling point solvent. Particularly, a combination of ethylene carbonate and at least one selected from the group consisting of dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate is preferred. In this case, the weight ratio is preferably (ethylene carbonate) / (at least one selected from the group consisting of dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate) = 20/80 to 40/60.

電解質としては、例えば、過塩素酸リチウム,四フッ化ホウ酸リチウム,六フッ化リン酸リチウム,トリフルオロメタン酸リチウム等のリチウム塩が挙げられる。
中でも、六フッ化リン酸リチウムが好ましい。
Examples of the electrolyte include lithium salts such as lithium perchlorate, lithium tetrafluoroborate, lithium hexafluorophosphate, and lithium trifluoromethane.
Among them, lithium hexafluorophosphate is preferable.

本発明の負極活物質は、電解質の分解が抑制され、その結果、サイクル特性が優れたものとなる。
本発明の非水電解質二次電池が、溶媒としてエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとの混合物、電解質として六フッ化リン酸リチウムと用いた電解質を用いている場合、負荷特性および保存特性が優れたものとなる。
In the negative electrode active material of the present invention, the decomposition of the electrolyte is suppressed, and as a result, the cycle characteristics are excellent.
When the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention uses a mixture of ethylene carbonate and dimethyl carbonate as a solvent, and an electrolyte using lithium hexafluorophosphate as an electrolyte, it has excellent load characteristics and storage characteristics. Become.

上述した溶媒と電解質とを混合して電解質とする。ここで、ゲル化剤等を添加し、ゲル状として使用してもよい。また、吸湿性ポリマーに吸収させて使用してもよい。更に、無機系または有機系のリチウムイオンの導電性を有する固体電解質を使用してもよい。   The above-mentioned solvent and electrolyte are mixed to form an electrolyte. Here, a gelling agent or the like may be added and used as a gel. Further, it may be used after being absorbed by a hygroscopic polymer. Further, a solid electrolyte having inorganic or organic lithium ion conductivity may be used.

セパレータとしては、例えば、ポリエチレン製、ポリプロピレン製等の多孔性膜等が挙げられる。中でも、ポリエチレン製の多孔性膜が好ましい。   Examples of the separator include a porous film made of polyethylene or polypropylene. Among them, a porous film made of polyethylene is preferable.

更に要すれば、端子、絶縁板等の部品を用いて非水電解質二次電池が構成される。
本発明の負極活物質と、上述した負極活物質、電解質、セパレータおよび結着剤を用いて、定法に従い、本発明の非水電解質二次電池を得ることができる。これにより、従来達成することができなかった優れた電池特性が実現される。
If necessary, a non-aqueous electrolyte secondary battery is formed using components such as terminals and insulating plates.
The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be obtained according to a standard method using the negative electrode active material of the present invention, the above-described negative electrode active material, electrolyte, separator and binder. Thereby, excellent battery characteristics that could not be achieved conventionally are realized.

本発明の非水電解質二次電池の好適な態様として、本発明の負極活物質を負極活物質として用いた負極活物質層を帯状負極集電体の両面にそれぞれ形成させることにより構成した帯状負極と、上記Iの正極活物質を正極活物質として用いた正極活物質層を帯状正極集電体の両面にそれぞれ形成させることにより構成した帯状正極と、帯状セパレータとを具備し、前記帯状負極と前記帯状正極とを前記帯状セパレータを介して積層した状態で複数回巻回させて、前記帯状負極と前記帯状正極との間に前記帯状セパレータが介在している渦巻型の巻回体を構成してなる非水電解質二次電池が挙げられる。
このような非水電解質二次電池は、製造工程が簡単であるとともに、負極活物質層および正極活物質層の割れや、これらの帯状セパレータからの剥離が生じにくい。また、電池容量が大きく、エネルギー密度が高い。
As a preferred embodiment of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, a band-shaped negative electrode constituted by forming a negative electrode active material layer using the negative electrode active material of the present invention as a negative electrode active material on both surfaces of a band-shaped negative electrode current collector, respectively. And a band-shaped positive electrode formed by forming a positive electrode active material layer using the positive electrode active material of I as a positive electrode active material on both surfaces of a band-shaped positive electrode current collector, and a band-shaped separator, and the band-shaped negative electrode, The band-shaped positive electrode is wound a plurality of times in a stacked state with the band-shaped separator interposed therebetween to form a spiral wound body in which the band-shaped separator is interposed between the band-shaped negative electrode and the band-shaped positive electrode. Non-aqueous electrolyte secondary batteries.
Such a non-aqueous electrolyte secondary battery has a simple manufacturing process and is less likely to crack the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer and to be separated from the strip separator. Also, the battery capacity is large and the energy density is high.

非水電解質二次電池の形状としては、円筒型でも、コイン型でも、角型等でもよい。
図3は、円筒型電池の模式的な断面図である。図3に示されるように、円筒型電池20においては、集電体12上に正極活物質層を形成させた正極13と、集電体12上に負極活物質層を形成させた負極11とがセパレーター14を介して、繰り返し積層されている。
図4は、コイン型電池の模式的な部分断面図である。図4に示されるように、コイン型電池30においては、集電体12上に正極活物質層を形成させた正極13と、負極11とが、セパレーター14を介して、積層されている。
図5は、角型電池の模式的な斜視図である。図5に示されるように、角型電池40においては、集電体12上に正極活物質層を形成させた正極13と、集電体12上に負極活物質層を形成させた負極11とが、セパレーター14を介して、繰り返し積層されている。
The shape of the nonaqueous electrolyte secondary battery may be a cylindrical shape, a coin shape, a square shape, or the like.
FIG. 3 is a schematic sectional view of a cylindrical battery. As shown in FIG. 3, in the cylindrical battery 20, the positive electrode 13 in which the positive electrode active material layer is formed on the current collector 12 and the negative electrode 11 in which the negative electrode active material layer is formed on the current collector 12 Are repeatedly laminated via the separator 14.
FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view of the coin-type battery. As shown in FIG. 4, in the coin-type battery 30, a positive electrode 13 in which a positive electrode active material layer is formed on a current collector 12 and a negative electrode 11 are stacked via a separator 14.
FIG. 5 is a schematic perspective view of a prismatic battery. As shown in FIG. 5, in the prismatic battery 40, the positive electrode 13 in which the positive electrode active material layer is formed on the current collector 12, and the negative electrode 11 in which the negative electrode active material layer is formed on the current collector 12 Are repeatedly laminated via the separator 14.

本発明の負極活物質を用いた非水電解質二次電池の用途は特に限定されない。例えばノートパソコン、ペン入力パソコン、ポケットパソコン、ノート型ワープロ、ポケットワープロ、電子ブックプレーヤ、携帯電話、コードレスフォン子機、電子手帳、電卓、液晶テレビ、電気シェーバ、電動工具、電子翻訳機、自動車電話、携帯プリンタ、トランシーバ、ページャ、ハンディターミナル、携帯コピー、音声入力機器、メモリカード、バックアップ電源、テープレコーダ、ラジオ、ヘッドホンステレオ、ハンディクリーナ、ポータブルコンパクトディスク(CD)プレーヤ、ビデオムービ、ナビゲーションシステム等の機器の電源として用いることができる。
また、照明機器、エアコン、テレビ、ステレオ、温水器、冷蔵庫、オーブン電子レンジ、食器洗浄器、洗濯機、乾燥器、ゲーム機器、玩具、ロードコンディショナ、医療機器、自動車、電気自動車、ゴルフカート、電動カート、電力貯蔵システム等の電源として用いることができる。
さらに、用途は、民生用に限定されず、軍需用または宇宙用とすることもできる。
本発明の非水電解質二次電池は、特に電気自動車、ハイブリッドカーの電源として優れており、このとき優れたサイクル特性、安全性を発揮する。
電気自動車、ハイブリッドカーにおいては、エンジンあるいはモーターが熱をもち電池が発火する危険性があるだけでなく、外気によって高温になった場合に電池が発火する危険性もある。本発明の非水電解質二次電池を使用することによりこのような危険性を回避することができる。
The use of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the negative electrode active material of the present invention is not particularly limited. For example, notebook PC, pen input PC, pocket PC, notebook type word processor, pocket word processor, e-book player, mobile phone, cordless phone handset, electronic notebook, calculator, LCD TV, electric shaver, electric tool, electronic translator, car phone , Portable printer, transceiver, pager, handy terminal, portable copy, voice input device, memory card, backup power supply, tape recorder, radio, headphone stereo, handy cleaner, portable compact disc (CD) player, video movie, navigation system, etc. It can be used as a power source for equipment.
In addition, lighting equipment, air conditioners, TVs, stereos, water heaters, refrigerators, microwave ovens, dishwashers, washing machines, dryers, game machines, toys, road conditioners, medical equipment, automobiles, electric vehicles, golf carts, It can be used as a power source for electric carts, power storage systems, and the like.
Further, the application is not limited to civilian use, but may also be for military use or space use.
The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is particularly excellent as a power source for electric vehicles and hybrid cars, and at this time, exhibits excellent cycle characteristics and safety.
In electric vehicles and hybrid cars, there is a danger that not only the engine or the motor will heat up and the battery will ignite, but also the battery will ignite when it becomes hot due to outside air. Such a danger can be avoided by using the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention.

以下に実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限られるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.

1.負極活物質の作製
〔実施例1〕
リチウム化合物、チタン化合物およびマグネシウム化合物を各構成元素が所定の組成比となるように混合した。得られた混合物を大気中にて810℃で12時間焼成した。こうして負極活物質を得た。
得られた負極活物質のICP分光分析法による組成はLi1.26Ti1.72Mg0.02であった。
1. Preparation of negative electrode active material [Example 1]
A lithium compound, a titanium compound, and a magnesium compound were mixed such that each constituent element had a predetermined composition ratio. The obtained mixture was calcined at 810 ° C. for 12 hours in the atmosphere. Thus, a negative electrode active material was obtained.
The composition of the obtained negative electrode active material determined by ICP spectroscopy was Li 1.26 Ti 1.72 Mg 0.02 O 4 .

〔実施例2〕
リチウム化合物、チタン化合物、マグネシウム化合物およびアルミニウム化合物を各構成元素が所定の組成比となるように混合した。得られた混合物を大気中にて810℃で12時間焼成した。こうして負極活物質を得た。
得られた負極活物質のICP分光分析法による組成はLi1.26Ti1.73Mg0.02Al0.011であった。
[Example 2]
A lithium compound, a titanium compound, a magnesium compound, and an aluminum compound were mixed such that each constituent element had a predetermined composition ratio. The obtained mixture was calcined at 810 ° C. for 12 hours in the atmosphere. Thus, a negative electrode active material was obtained.
Composition by ICP spectrometry of the negative electrode active material thus obtained was Li 1.26 Ti 1.73 Mg 0.02 Al 0.011 O 4.

〔実施例3〕
リチウム化合物、チタン化合物、マグネシウム化合物およびホウ素化合物を各構成元素が所定の組成比となるように混合した。得られた混合物を大気中にて810℃で12時間焼成した。こうして負極活物質を得た。
得られた負極活物質のICP分光分析法による組成はLi1.20Ti1.58Mg0.020.004であった。
[Example 3]
A lithium compound, a titanium compound, a magnesium compound, and a boron compound were mixed such that each constituent element had a predetermined composition ratio. The obtained mixture was calcined at 810 ° C. for 12 hours in the atmosphere. Thus, a negative electrode active material was obtained.
The composition of the obtained negative electrode active material determined by ICP spectroscopy was Li 1.20 Ti 1.58 Mg 0.02 B 0.004 O 4 .

〔実施例4〕
リチウム化合物、チタン化合物、マグネシウム化合物およびフッ素化合物を各構成元素が所定の組成比となるように混合した。得られた混合物を大気中にて810℃で12時間焼成した。こうして負極活物質を得た。
得られた負極活物質のICP分光分析法による組成はLi1.29Ti1.80Mg0.020.006であった。
[Example 4]
A lithium compound, a titanium compound, a magnesium compound, and a fluorine compound were mixed so that each constituent element had a predetermined composition ratio. The obtained mixture was calcined at 810 ° C. for 12 hours in the atmosphere. Thus, a negative electrode active material was obtained.
The composition of the obtained negative electrode active material determined by ICP spectroscopy was Li 1.29 Ti 1.80 Mg 0.02 F 0.006 O 4 .

〔実施例5〕
リチウム化合物、チタン化合物、マグネシウム化合物および硫黄化合物を各構成元素が所定の組成比となるように混合した。得られた混合物を大気中にて810℃で12時間焼成した。こうして負極活物質を得た。
得られた負極活物質のICP分光分析法による組成はLi1.27Ti1.81Mg0.020.014であった。
[Example 5]
A lithium compound, a titanium compound, a magnesium compound, and a sulfur compound were mixed so that each constituent element had a predetermined composition ratio. The obtained mixture was calcined at 810 ° C. for 12 hours in the atmosphere. Thus, a negative electrode active material was obtained.
The composition of the obtained negative electrode active material by ICP spectroscopy was Li 1.27 Ti 1.81 Mg 0.02 S 0.014 O 4 .

〔実施例6〕
リチウム化合物、チタン化合物、マグネシウム化合物およびジルコニウム化合物を各構成元素が所定の組成比となるように混合した。得られた混合物を大気中にて810℃で12時間焼成した。こうして負極活物質を得た。
得られた負極活物質の組成はLi1.17Ti1.66Mg0.02Zr0.008であった。
[Example 6]
A lithium compound, a titanium compound, a magnesium compound, and a zirconium compound were mixed such that each constituent element had a predetermined composition ratio. The obtained mixture was calcined at 810 ° C. for 12 hours in the atmosphere. Thus, a negative electrode active material was obtained.
The composition of the obtained negative electrode active material was Li 1.17 Ti 1.66 Mg 0.02 Zr 0.008 O 4 .

〔比較例1〕
リチウム化合物およびチタン化合物を各構成元素が所定の組成比となるように混合した。得られた混合物を大気中にて810℃で12時間焼成した。こうして負極活物質を得た。
得られた負極活物質の組成はLi1.27Ti1.58であった。
[Comparative Example 1]
A lithium compound and a titanium compound were mixed such that each constituent element had a predetermined composition ratio. The obtained mixture was calcined at 810 ° C. for 12 hours in the atmosphere. Thus, a negative electrode active material was obtained.
The composition of the obtained negative electrode active material was Li 1.27 Ti 1.58 O 4 .

2.負極活物質の評価
上記で得られた各負極活物質を用いて、試験用二次電池を作製して、以下のようにして評価した。
試験用二次電池は以下のように作製した。
負極活物質の粉末90重量部と、導電剤となる炭素粉末5重量部と、ポリフッ化ビニリデンのノルマルメチルピロリドン溶液(ポリフッ化ビニリデン量として5重量部)とを混練してペーストを調製し、これを集電体に塗布し乾燥させて極板とした。得られた極板を用い、対極がリチウムである試験用二次電池を作製した。
なお、本発明の評価は、負極活物質へのリチウムの挿入反応を充電、リチウムの脱離反応を放電と定義して行った。
2. Evaluation of Negative Electrode Active Material Using each of the negative electrode active materials obtained above, a test secondary battery was prepared and evaluated as follows.
The test secondary battery was manufactured as follows.
A paste was prepared by kneading 90 parts by weight of the negative electrode active material powder, 5 parts by weight of carbon powder to be a conductive agent, and a normal methylpyrrolidone solution of polyvinylidene fluoride (5 parts by weight as polyvinylidene fluoride amount). Was applied to a current collector and dried to obtain an electrode plate. Using the obtained electrode plate, a test secondary battery whose counter electrode was lithium was produced.
In the evaluation of the present invention, the reaction of inserting lithium into the negative electrode active material was defined as charging, and the reaction of desorbing lithium was defined as discharging.

(1)負荷放電容量
充電電位1.0V、放電電位3.0V、放電負荷2.0Cの条件で、負極がリチウム金属である試験用二次電池を放電させた。このときの放電容量を負荷放電容量とした。この値が高いほど負荷特性が良い。
(1) Load Discharge Capacity Under the conditions of a charge potential of 1.0 V, a discharge potential of 3.0 V, and a discharge load of 2.0 C, a test secondary battery whose negative electrode was lithium metal was discharged. The discharge capacity at this time was defined as a load discharge capacity. The higher the value, the better the load characteristics.

(2)発熱開始温度
定電流による充放電を行いなじませた。その後、試験用二次電池を一定電流の下で電池電圧が1.0Vになるまで充電を行った。充電が完了した後、試験用二次電池から正極を取り出し、洗浄して乾燥し、負極から負極活物質を削り取った。電解質に使用するエチレンカーボネートをAlセルに約2mgと、正極から削り取った正極活物質約5mgを秤量し、示差走査熱量を測定した。
示差走査熱量分析は、物質及び基準物質の温度をプログラムに従って変化させながら、その物質と基準物質に対するエネルギー入力の差を温度の関数として測定する方法で、低温部では温度が上昇しても示差走査熱量は変化しないが、ある温度以上では示差走査熱量が大きく増大する。この時の温度を発熱開始温度とし、この温度が高いほど熱安定性が良い。
(2) Heating start temperature Charging / discharging with a constant current was carried out to make it fit. Thereafter, the test secondary battery was charged under a constant current until the battery voltage reached 1.0 V. After the charging was completed, the positive electrode was taken out of the test secondary battery, washed and dried, and the negative electrode active material was scraped off from the negative electrode. About 2 mg of ethylene carbonate used for the electrolyte and about 5 mg of a positive electrode active material scraped from the positive electrode were weighed in an Al cell, and the differential scanning calorimetry was measured.
Differential scanning calorimetry is a method of measuring the difference between the energy input of a substance and a reference substance as a function of the temperature while changing the temperature of the substance and the reference substance according to a program. Although the calorific value does not change, the differential scanning calorific value greatly increases at a certain temperature or higher. The temperature at this time is defined as the heat generation start temperature, and the higher the temperature, the better the thermal stability.

結果を第1表に示す。なお、表中、「−」は、該当する項目を測定していないことを示す。
第1表から明らかなように、実施例3、実施例4,実施例5および実施例6で得られた負極活物質は、負荷特性に優れていた。また、実施例1および実施例5で得られた負極活物質は、熱安定性に優れていた。
また、本発明の負極活物質は、サイクル特性に優れている。
The results are shown in Table 1. In the table, "-" indicates that the corresponding item was not measured.
As is clear from Table 1, the negative electrode active materials obtained in Example 3, Example 4, Example 5, and Example 6 were excellent in load characteristics. Further, the negative electrode active materials obtained in Example 1 and Example 5 were excellent in thermal stability.
Further, the negative electrode active material of the present invention has excellent cycle characteristics.

Figure 2004235144
Figure 2004235144

本発明の非水電解質二次電池用負極活物質は、非水電解質二次電池に利用することができる。
本発明の非水電解質二次電池は、携帯電話、ノート型パソコン、デジタルカメラ等のモバイル機器および電気自動車用バッテリー等の電源等に利用することができる。
The negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be used for a non-aqueous electrolyte secondary battery.
The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be used as a power source for mobile devices such as mobile phones, notebook computers, digital cameras, and the like, and for batteries for electric vehicles and the like.

図1は、スピネル構造のリチウム遷移金属複合酸化物の結晶構造を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a crystal structure of a lithium transition metal composite oxide having a spinel structure. 図2は、負極の模式的な断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of the negative electrode. 図3は、円筒型電池の模式的な断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view of a cylindrical battery. 図4は、コイン型電池の模式的な部分断面図である。FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view of the coin-type battery. 図5は、角型電池の模式的な斜視断面図である。FIG. 5 is a schematic perspective sectional view of a prismatic battery.

符号の説明Explanation of reference numerals

1 8aサイト
2 32eサイト
3 16dサイト
4 結着剤
5 負極活物質
11 負極
12 集電体
13 正極
14 セパレータ
20 円筒型電池
30 コイン型電池
40 角型電池

1 8a site 2 32e site 3 16d site 4 Binder 5 Negative electrode active material 11 Negative electrode 12 Current collector 13 Positive electrode 14 Separator 20 Cylindrical battery 30 Coin battery 40 Square battery

Claims (12)

アルカリ金属および/またはアルカリ土類金属
を含むスピネル構造からなるリチウム遷移金属複合酸化物を有する非水電解質二次電池用負極活物質。
A negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery having a lithium transition metal composite oxide having a spinel structure containing an alkali metal and / or an alkaline earth metal.
前記リチウム遷移金属複合酸化物の遷移金属は、二種類以上からなる請求項1に記載の非水電解質二次電池用負極活物質。 The negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the transition metal of the lithium transition metal composite oxide comprises two or more types. 前記リチウム遷移金属複合酸化物は、アルミニウムが含まれる請求項1または2に記載の非水電解質二次電池用負極活物質。 The negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the lithium transition metal composite oxide contains aluminum. 前記リチウム遷移金属複合酸化物は、ホウ素が含まれる請求項1〜3のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極活物質。 The negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the lithium transition metal composite oxide contains boron. 前記リチウム遷移金属複合酸化物は、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素からなる群から選ばれる少なくとも1種が含まれる請求項1〜4のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極活物質。 The negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the lithium transition metal composite oxide includes at least one selected from the group consisting of fluorine, chlorine, bromine, and iodine. 前記リチウム遷移金属複合酸化物は、硫黄が含まれる請求項1〜5のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極活物質。 The negative electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the lithium transition metal composite oxide contains sulfur. 前記リチウム遷移金属複合酸化物は、一般式LiTi4+c(aは0.8≦a≦1.5を満たす数を表し、bは1.5≦b≦2.2を満たす数を表し、cは−0.5≦c≦0.5を満たす数を表す。)で表される請求項1〜6のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極活物質。 The number of the lithium transition metal composite oxide is represented by the general formula Li a Ti b O 4 + c (a is a number satisfying 0.8 ≦ a ≦ 1.5, b is satisfying 1.5 ≦ b ≦ 2.2 And c represents a number satisfying -0.5 ≦ c ≦ 0.5.) The negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 6. 前記リチウム遷移金属複合酸化物は、一般式LiTi4+c(式中、Mはチタン以外の一種類以上の遷移金属、周期表の2族、13族および14族の元素、ハロゲン元素ならびに硫黄からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を表し、a+dは0.8≦a+d≦1.5を満たす数を表し、bは1.5≦b≦2.2を満たす数を表し、dは0≦d≦0.1を満たす数を表し、cは−0.5≦c≦0.5を満たす数を表す。)で表される請求項1〜7のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極活物質。 The lithium transition metal composite oxide is represented by the general formula Li a Ti b M d O 4 + c (2 Group wherein, M is one or more transition metals other than titanium, of the periodic table, Group 13 and Group 14 elements, halogen Represents at least one element selected from the group consisting of elements and sulfur, a + d represents a number satisfying 0.8 ≦ a + d ≦ 1.5, and b represents a number satisfying 1.5 ≦ b ≦ 2.2 , D represents a number that satisfies 0 ≦ d ≦ 0.1, and c represents a number that satisfies −0.5 ≦ c ≦ 0.5.) Negative electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary batteries. 前記リチウム遷移金属複合酸化物は、粒子であるとともに、少なくとも前記粒子の表面に硫酸根を有する請求項1〜8のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極活物質。 The negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 8, wherein the lithium transition metal composite oxide is a particle and has a sulfate group on at least the surface of the particle. 請求項1〜9のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極活物質に用いられるリチウム遷移金属複合酸化物は、
表面の少なくとも一部にAl及び/又はLiTiOを有する非水電解質二次電池用負極活物質。
The lithium transition metal composite oxide used for the negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 9,
A negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery having Al 2 O 3 and / or LiTiO 2 on at least a part of its surface.
請求項1〜10のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極活物質を用いる非水電解質二次電池。 A non-aqueous electrolyte secondary battery using the negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1. 正極、負極、セパレータおよび非水電解質を有する非水電解質二次電池であって、下記Iを正極の正極活物質として、下記IIを負極の負極活物質として用いる非水電解質二次電池。
I:一般式Li1+eMn2−e4+f(eは−0.2≦e≦0.2を満たす数を表し、fは−0.5≦f≦0.5を満たす数を表す。)、
LiWO(WはCo及び/又はMnを表し、gは0.8≦g≦1.2を満たす数を表し、hは1.8≦h≦2.2を満たす数を表す。)、
LiNiCo(1−j−k)(XはAlまたはMn、iは0.95≦i≦1.10を満たす数を表し、jは0.1≦j≦0.9を満たす数を表し、kは0.1≦k≦0.9を満たす数を表し、lは1.8≦l≦2.2を満たす数を表す。)、
LiMn3−m−n4+o(YはCo、Fe、Cu、CrおよびNiからなる群から選ばれる少なくとも1種を表し、mは0.8≦m≦1.2を満たす数を表し、nは0.5≦n≦1.5を満たす数を表し、oは−0.5≦o≦0.5を満たす数を表す。)、
およびLiPO4+r(ZはCo及び/又はFeを表し、pは0.8≦p≦1.2を満たす数を表し、qは0.9≦q≦1.1を満たす数を表し、rは−0.2≦r≦0.2を満たす数を表す。)
からなる群から選ばれる少なくとも1種のリチウム遷移金属複合酸化物を有する非水電解質二次電池用正極活物質。
II:請求項1〜10のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極活物質。
A non-aqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte, wherein the following I is used as a positive electrode active material of the positive electrode, and the following II is used as a negative electrode active material of the negative electrode.
I: formula Li 1 + e Mn 2-e O 4 + f (e represents a number satisfying -0.2 ≦ e ≦ 0.2, f is a number satisfying -0.5 ≦ f ≦ 0.5.) ,
Li g WO h (W represents Co and / or Mn, g is a number satisfying 0.8 ≦ g ≦ 1.2, h is a number satisfying 1.8 ≦ h ≦ 2.2.) ,
Li i Ni j Co k X ( 1-j-k) O l (X is Al or Mn, i represents a number satisfying 0.95 ≦ i ≦ 1.10, j is 0.1 ≦ j ≦ 0. 9 represents a number that satisfies 9, 9 represents a number that satisfies 0.1 ≦ k ≦ 0.9, and 1 represents a number that satisfies 1.8 ≦ l ≦ 2.2.)
The number Li m Mn n Y 3-m -n O 4 + o (Y is at least one selected from the group consisting of Co, Fe, Cu, Cr and Ni, m is satisfying 0.8 ≦ m ≦ 1.2 And n represents a number satisfying 0.5 ≦ n ≦ 1.5, and o represents a number satisfying −0.5 ≦ o ≦ 0.5.)
And Li p Z q PO 4 + r (Z represents Co and / or Fe, p represents a number satisfying 0.8 ≦ p ≦ 1.2, and q represents a number satisfying 0.9 ≦ q ≦ 1.1. And r represents a number satisfying −0.2 ≦ r ≦ 0.2.)
A positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery having at least one lithium transition metal composite oxide selected from the group consisting of:
II: The negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 10.
JP2003429625A 2003-01-10 2003-12-25 Nonaqueous electrolyte secondary battery and negative electrode active substance therefor Pending JP2004235144A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003429625A JP2004235144A (en) 2003-01-10 2003-12-25 Nonaqueous electrolyte secondary battery and negative electrode active substance therefor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003005009 2003-01-10
JP2003429625A JP2004235144A (en) 2003-01-10 2003-12-25 Nonaqueous electrolyte secondary battery and negative electrode active substance therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004235144A true JP2004235144A (en) 2004-08-19

Family

ID=32964706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003429625A Pending JP2004235144A (en) 2003-01-10 2003-12-25 Nonaqueous electrolyte secondary battery and negative electrode active substance therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004235144A (en)

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005302601A (en) * 2004-04-14 2005-10-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Negative electrode active material for battery, its manufacturing method, and nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2006075684A1 (en) * 2005-01-14 2006-07-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte secondary battery
WO2006106700A1 (en) * 2005-03-30 2006-10-12 Gs Yuasa Corporation ACTIVE MATERIAL FOR LITHIUM ION BATTERY COMPOSED OF Al-CONTAINING LITHIUM TITANATE AND LITHIUM ION BATTERY
WO2006106701A1 (en) * 2005-03-30 2006-10-12 Gs Yuasa Corporation ACTIVE MATERIAL FOR LITHIUM ION BATTERY COMPOSED OF LITHIUM TITANATE CONTAINING Mg AND LITHIUM ION BATTERY
JP2006286599A (en) * 2005-03-31 2006-10-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Anode for nonaqueous secondary battery
JP2009032704A (en) * 2005-05-18 2009-02-12 Toshiba Corp Nonaqueous electrolyte battery, and lithium-titanium composite oxide
JP2009152200A (en) * 2007-12-18 2009-07-09 Samsung Sdi Co Ltd Anode including surface-treated anode active material and lithium battery adopting the same
JP2010027377A (en) * 2008-07-18 2010-02-04 Toshiba Corp Active material for battery, nonaqueous electrolyte battery, and battery pack
WO2010084654A1 (en) * 2009-01-21 2010-07-29 株式会社 東芝 Negative electrode active material for battery, nonaqueous electrolyte battery, and battery pack
JP2011086464A (en) * 2009-10-14 2011-04-28 Toyota Central R&D Labs Inc Negative electrode active material for lithium secondary battery, lithium secondary battery using the same, and method of manufacturing the negative electrode active material for lithium secondary battery
EP2328213A1 (en) 2009-11-26 2011-06-01 Nippon Chemical Industrial Company Limited Method for manufacturing lithium titanate for lithium secondary battery active material
JP2011105593A (en) * 2009-11-18 2011-06-02 Samsung Sdi Co Ltd Superconductive nanoparticle, powder of the superconductive nanoparticle and lithium battery equipped with the same
WO2011065401A1 (en) * 2009-11-26 2011-06-03 日本化学工業株式会社 Active material for lithium secondary battery, and lithium secondary battery using same
JP2011154928A (en) * 2010-01-28 2011-08-11 Gs Yuasa Corp Active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2011181222A (en) * 2010-02-26 2011-09-15 Hitachi Ltd Lithium ion battery
WO2012029697A1 (en) 2010-08-31 2012-03-08 戸田工業株式会社 Lithium titanate particulate powder and production method for same, mg-containing lithium titanate particulate powder and production method for same, negative electrode active material particulate powder for non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2012221953A (en) * 2011-04-05 2012-11-12 Samsung Sdi Co Ltd Negative electrode active material, method for manufacturing the same, and lithium secondary battery containing the same
US8318351B2 (en) 2005-05-13 2012-11-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonaqueous electrolyte battery containing a negative electrode of lithium-titanium composite oxide, battery pack and vehicle
JP2013041844A (en) * 2012-10-18 2013-02-28 Toshiba Corp Active material for battery, nonaqueous electrolyte battery and battery pack
US8431272B2 (en) 2007-03-28 2013-04-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Active material, nonaqueous electrolyte battery, battery pack and vehicle
US8920976B2 (en) 2011-04-20 2014-12-30 Panasonic Corporation Nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2015030192A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 宇部興産株式会社 Lithium titanate powder, active material, and electricity storage device using same
JP5790894B1 (en) * 2014-05-21 2015-10-07 宇部興産株式会社 Lithium titanate powder for electrode of power storage device, active material, and power storage device using the same
TWI575803B (en) * 2013-11-19 2017-03-21 Asahi Chemical Ind Non-aqueous lithium type storage element
JP2017530499A (en) * 2014-09-30 2017-10-12 エルジー・ケム・リミテッド Negative electrode active material for lithium secondary battery, method for producing the same, negative electrode for lithium secondary battery including the same, and lithium secondary battery
JP2017216225A (en) * 2016-05-27 2017-12-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 Electrochemical device
WO2018110708A1 (en) 2016-12-16 2018-06-21 宇部興産株式会社 Lithium titanate powder and active material ingredient for electrode of power storage device, and electrode sheet and power storage device using same
JP2018525787A (en) * 2015-11-30 2018-09-06 エルジー・ケム・リミテッド Negative electrode active material including titanium-based composite, manufacturing method thereof, and lithium secondary battery including the same
JP2020514970A (en) * 2016-12-22 2020-05-21 ポスコPosco Positive electrode active material, method for producing the same, and lithium secondary battery including the same

Cited By (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005302601A (en) * 2004-04-14 2005-10-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Negative electrode active material for battery, its manufacturing method, and nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2006075684A1 (en) * 2005-01-14 2006-07-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte secondary battery
US8343666B2 (en) 2005-01-14 2013-01-01 Panasonic Corporation Nonaqueous electrolyte secondary battery
US8053115B2 (en) 2005-03-30 2011-11-08 Gs Yuasa International Ltd. Active material for lithium ion battery having Mg-containing lithium titanate and lithium ion battery
JP4957911B2 (en) * 2005-03-30 2012-06-20 株式会社Gsユアサ Lithium ion battery active material and lithium ion battery comprising Al-containing lithium titanate
JP4957912B2 (en) * 2005-03-30 2012-06-20 株式会社Gsユアサ Lithium ion battery active material and lithium ion battery comprising Mg-containing lithium titanate
WO2006106700A1 (en) * 2005-03-30 2006-10-12 Gs Yuasa Corporation ACTIVE MATERIAL FOR LITHIUM ION BATTERY COMPOSED OF Al-CONTAINING LITHIUM TITANATE AND LITHIUM ION BATTERY
US7879265B2 (en) 2005-03-30 2011-02-01 Gs Yuasa Corporation Active material for lithium ion battery having Al-containing lithium titanate and lithium ion battery
WO2006106701A1 (en) * 2005-03-30 2006-10-12 Gs Yuasa Corporation ACTIVE MATERIAL FOR LITHIUM ION BATTERY COMPOSED OF LITHIUM TITANATE CONTAINING Mg AND LITHIUM ION BATTERY
JP2006286599A (en) * 2005-03-31 2006-10-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Anode for nonaqueous secondary battery
US8318351B2 (en) 2005-05-13 2012-11-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonaqueous electrolyte battery containing a negative electrode of lithium-titanium composite oxide, battery pack and vehicle
US8541137B2 (en) 2005-05-13 2013-09-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Nonaqueous electrolyte battery containing a negative electrode of lithium-titanium composite oxide, battery pack and vehicle
JP2009032704A (en) * 2005-05-18 2009-02-12 Toshiba Corp Nonaqueous electrolyte battery, and lithium-titanium composite oxide
US8431272B2 (en) 2007-03-28 2013-04-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Active material, nonaqueous electrolyte battery, battery pack and vehicle
US8999579B2 (en) 2007-12-18 2015-04-07 Samsung Sdi Co., Ltd. Surface treated anode active material and method of making the same, anode including the same, and lithium battery including the same
JP2009152200A (en) * 2007-12-18 2009-07-09 Samsung Sdi Co Ltd Anode including surface-treated anode active material and lithium battery adopting the same
JP2010027377A (en) * 2008-07-18 2010-02-04 Toshiba Corp Active material for battery, nonaqueous electrolyte battery, and battery pack
US8247101B2 (en) 2008-07-18 2012-08-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Active material for battery, non-aqueous electrolyte battery and battery pack
KR101350004B1 (en) 2009-01-21 2014-01-13 가부시끼가이샤 도시바 Negative electrode active material for battery, nonaqueous electrolyte battery, and battery pack
JP2010170799A (en) * 2009-01-21 2010-08-05 Toshiba Corp Negative electrode active material for battery, nonaqueous electrolyte battery, and battery pack
WO2010084654A1 (en) * 2009-01-21 2010-07-29 株式会社 東芝 Negative electrode active material for battery, nonaqueous electrolyte battery, and battery pack
US8211566B2 (en) 2009-01-21 2012-07-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Negative electrode active material for batteries, non-aqueous electrolyte battery and battery pack
JP2011086464A (en) * 2009-10-14 2011-04-28 Toyota Central R&D Labs Inc Negative electrode active material for lithium secondary battery, lithium secondary battery using the same, and method of manufacturing the negative electrode active material for lithium secondary battery
JP2011105593A (en) * 2009-11-18 2011-06-02 Samsung Sdi Co Ltd Superconductive nanoparticle, powder of the superconductive nanoparticle and lithium battery equipped with the same
EP2328213A1 (en) 2009-11-26 2011-06-01 Nippon Chemical Industrial Company Limited Method for manufacturing lithium titanate for lithium secondary battery active material
WO2011065401A1 (en) * 2009-11-26 2011-06-03 日本化学工業株式会社 Active material for lithium secondary battery, and lithium secondary battery using same
US20110133117A1 (en) * 2009-11-26 2011-06-09 Nippon Chemical Industrial Co., Ltd. Method for manufacturing lithium titanate for lithium secondary battery active material
JP2011154928A (en) * 2010-01-28 2011-08-11 Gs Yuasa Corp Active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2011181222A (en) * 2010-02-26 2011-09-15 Hitachi Ltd Lithium ion battery
WO2012029697A1 (en) 2010-08-31 2012-03-08 戸田工業株式会社 Lithium titanate particulate powder and production method for same, mg-containing lithium titanate particulate powder and production method for same, negative electrode active material particulate powder for non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery
US9847526B2 (en) 2010-08-31 2017-12-19 Toda Kogyo Corporation Lithium titanate particles and process for producing the lithium titanate particles, Mg-containing lithium titanate particles and process for producing the Mg-containing lithium titanate particles, negative electrode active substance particles for non-aqueous electrolyte secondary batteries, and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2012221953A (en) * 2011-04-05 2012-11-12 Samsung Sdi Co Ltd Negative electrode active material, method for manufacturing the same, and lithium secondary battery containing the same
US8920976B2 (en) 2011-04-20 2014-12-30 Panasonic Corporation Nonaqueous electrolyte secondary battery
US10103382B2 (en) 2011-04-20 2018-10-16 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2013041844A (en) * 2012-10-18 2013-02-28 Toshiba Corp Active material for battery, nonaqueous electrolyte battery and battery pack
WO2015030192A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 宇部興産株式会社 Lithium titanate powder, active material, and electricity storage device using same
JP2016000681A (en) * 2013-08-30 2016-01-07 宇部興産株式会社 Lithium titanate powder, active material, and electricity storage device using the same
US9771273B2 (en) 2013-08-30 2017-09-26 Ube Industries, Ltd. Lithium titanate powder, active material, and energy storage device using the same
JP5690029B1 (en) * 2013-08-30 2015-03-25 宇部興産株式会社 Lithium titanate powder for electrode of power storage device, active material, and power storage device using the same
TWI575803B (en) * 2013-11-19 2017-03-21 Asahi Chemical Ind Non-aqueous lithium type storage element
US10242809B2 (en) 2013-11-19 2019-03-26 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Non-aqueous lithium-type power storage element
JP5790894B1 (en) * 2014-05-21 2015-10-07 宇部興産株式会社 Lithium titanate powder for electrode of power storage device, active material, and power storage device using the same
WO2015178457A1 (en) * 2014-05-21 2015-11-26 宇部興産株式会社 Lithium titanate powder for electrode of power storage device, active substance material, and power storage device using same.
JP2016001591A (en) * 2014-05-21 2016-01-07 宇部興産株式会社 Lithium titanate powder for electrode of power storage device, active substance material, and power storage device using the active substance material
US9850139B2 (en) 2014-05-21 2017-12-26 Ube Industries, Ltd. Lithium titanate powder for electrode of energy storage device, active material, and energy storage device using the same
JP2017530499A (en) * 2014-09-30 2017-10-12 エルジー・ケム・リミテッド Negative electrode active material for lithium secondary battery, method for producing the same, negative electrode for lithium secondary battery including the same, and lithium secondary battery
US10205169B2 (en) 2014-09-30 2019-02-12 Lg Chem, Ltd. Anode active material for lithium secondary battery, manufacturing method there-for, anode for lithium secondary battery comprising same, and lithium secondary battery
JP2018525787A (en) * 2015-11-30 2018-09-06 エルジー・ケム・リミテッド Negative electrode active material including titanium-based composite, manufacturing method thereof, and lithium secondary battery including the same
US10516186B2 (en) 2015-11-30 2019-12-24 Lg Chem, Ltd. Negative electrode active material including titanium-based composite, method of preparing the same and lithium secondary battery including the same
JP2017216225A (en) * 2016-05-27 2017-12-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 Electrochemical device
WO2018110708A1 (en) 2016-12-16 2018-06-21 宇部興産株式会社 Lithium titanate powder and active material ingredient for electrode of power storage device, and electrode sheet and power storage device using same
JP2020514970A (en) * 2016-12-22 2020-05-21 ポスコPosco Positive electrode active material, method for producing the same, and lithium secondary battery including the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2004235144A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery and negative electrode active substance therefor
EP1463132B1 (en) Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP5382025B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery, positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, and positive electrode mixture for nonaqueous electrolyte secondary battery
JP4096754B2 (en) Cathode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2005251716A (en) Cathode active substance for nonaqueous electrolyte secondary battery, cathode mixture for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2004193115A (en) Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2006012433A (en) Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2004311408A (en) Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2004103566A (en) Positive active substance for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2004227790A (en) Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte solution secondary battery
JP2006012426A (en) Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2005044743A (en) Positive electrode activator of nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP4259393B2 (en) Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2005222956A (en) Nonaqueous electrolytic solution secondary battery
JP4876371B2 (en) Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, positive electrode mixture for non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2005044722A (en) Cathode active substance for nonaqueous electrolyte solution secondary battery and nonaqueous electrolyte solution secondary battery
JP4626141B2 (en) Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP3856015B2 (en) Positive electrode secondary active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2004327309A (en) Anode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery
JP4940530B2 (en) Cathode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery
JP4492058B2 (en) Cathode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2005071680A (en) Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2004047448A (en) Positive electrode activator for nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2005158612A (en) Positive-electrode subsidiary active material for nonaqueous electrolytic secondary battery, positive-electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery, and manufacturing method for nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2005190900A (en) Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, and the nonaqueous electrolyte secondary battery