JP2005259378A - Carbon material for positive electrode activator of nonaqueous electrolytic solution secondary battery, positive electrode of nonaqueous electrolytic solution secondary battery and nonaqueous electrolytic solution secondary battery - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a carbon material for a positive electrode activator of a nonaqueous electrolytic solution secondary battery with high-density and high-capacity, a positive electrode of a nonaqueous electrolytic solution secondary battery including the carbon material, and a nonaqueous electrolytic solution secondary battery using the positive electrode. <P>SOLUTION: As to the carbon material for the positive electrolytic activator of the nonaqueous electrolytic solution secondary battery composed of at least a positive electrode to/from which mainly anion is inserted/separated; a negative electrode capable of storing and releasing metallic lithium or lithium ions; and a nonaqueous electrolytic solution made by dissolving a lithium salt into a nonaqueous solvent, the material having X-ray diffraction intensity ratio I<SB>2θ=22.3</SB>/I<SB>2θ=26.4</SB>by the CuKα-line of 0.15 or less, (wherein I<SB>2θ=22.3</SB>, I<SB>2θ=26.4</SB>represent diffraction intensities at 2θ=22.3°, 2θ=26.4°, respectively) is used. A carbonaceous material with ≤0.15 of I<SB>2θ=22.3</SB>/I<SB>2θ=26.4</SB>is one with a low content of amorphous carbon and the ratio of the amorphous carbon contained in the carbonaceous material is low, so that a high discharging-capacity positive electrode of a nonaqueous electrolytic solution secondary battery can be realized. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、非水電解液二次電池の正極活物質用炭素材料と、この炭素材料を含む非水電解液二次電池正極と、この正極を用いた非水電解液二次電池に関する。   The present invention relates to a carbon material for a positive electrode active material of a non-aqueous electrolyte secondary battery, a non-aqueous electrolyte secondary battery positive electrode including the carbon material, and a non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode.

近年の電気製品の軽量化、小型化に伴い、高いエネルギー密度を持つ非水電解液二次電池の開発が進められている。また、非水電解液二次電池の適用分野が拡大するにつれて、その電池特性の改善が要望されている。   In recent years, non-aqueous electrolyte secondary batteries having high energy density have been developed with the reduction in weight and size of electrical products. In addition, as the application field of non-aqueous electrolyte secondary batteries expands, improvements in battery characteristics are desired.

非水電解液二次電池は、正極及び負極と、非水溶媒にリチウム塩を溶解してなる非水電解液とから少なくとも構成され、その負極としては、金属リチウム、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な金属及び金属化合物(酸化物、リチウムとの合金などを含む)、炭素質材料が用いられている。   A non-aqueous electrolyte secondary battery is composed of at least a positive electrode and a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte obtained by dissolving a lithium salt in a non-aqueous solvent. The negative electrode can occlude and release metallic lithium and lithium ions. Metals, metal compounds (including oxides and alloys with lithium), and carbonaceous materials are used.

特に、炭素質材料について、例えばコークス、人造黒鉛、天然黒鉛等のリチウムを吸蔵・放出することが可能な炭素質材料を用いた非水系電解液二次電池が提案されている。このような非水系電解液二次電池では、リチウムが金属状態で存在しないためデンドライトの形成が抑制され、電池寿命と安全性を向上させることができる。特に、人造黒鉛、天然黒鉛等の黒鉛系炭素質材料を用いた非水系電解液二次電池は、高容量化の要求に応えるものとして注目されている。   In particular, as a carbonaceous material, for example, a nonaqueous electrolyte secondary battery using a carbonaceous material capable of inserting and extracting lithium such as coke, artificial graphite, and natural graphite has been proposed. In such a non-aqueous electrolyte secondary battery, since lithium does not exist in a metal state, dendrite formation is suppressed, and battery life and safety can be improved. In particular, non-aqueous electrolyte secondary batteries using graphite-based carbonaceous materials such as artificial graphite and natural graphite are attracting attention as meeting the demand for higher capacity.

一方、非水電解液二次電池の正極活物質としては、充放電時の反応の形態により、2種類の正極活物質が知られている。   On the other hand, as positive electrode active materials for non-aqueous electrolyte secondary batteries, two types of positive electrode active materials are known depending on the form of reaction during charging and discharging.

その1種類目は、結晶の層間等にリチウムイオンが脱離・挿入されることにより、充放電が行われるものであり、例えば、Fe、Co、Ni、Mn、V、Ti等の遷移金属の酸化物、これらの遷移金属とリチウムとの複合酸化物、硫化物等の無機化合物が知られている。具体的には、MnO、V、V13、TiO等の遷移金属酸化物、基本組成がLiNiOであるリチウムニッケル複合酸化物、LiCoOであるリチウムコバルト複合酸化物、LiMnO又はLiMnであるリチウムマンガン複合酸化物などのリチウムと遷移金属との複合酸化物、TiS、FeSなどの遷移金属硫化物が挙げられる。中でも、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムマンガン複合酸化物などのリチウムと遷移金属との複合酸化物は、高容量と高サイクル特性とを両立させることができることから好適に用いられている。 In the first type, lithium ions are desorbed and inserted between the crystal layers, and the charge / discharge is performed. For example, transition metals such as Fe, Co, Ni, Mn, V, and Ti are used. Inorganic compounds such as oxides, composite oxides of these transition metals and lithium, and sulfides are known. Specifically, MnO, V 2 O 5, V 6 O 13, TiO transition metal oxides such as 2, lithium-nickel composite oxide basic composition is LiNiO 2, lithium-cobalt complex oxide is LiCoO 2, LiMnO 2 or LiMn 2 O 4 , such as a lithium-manganese composite oxide, a composite oxide of lithium and a transition metal, and transition metal sulfides such as TiS 2 and FeS. Among them, lithium and transition metal composite oxides such as lithium nickel composite oxide, lithium cobalt composite oxide, and lithium manganese composite oxide are preferably used because they can achieve both high capacity and high cycle characteristics. ing.

その2種類目は、導電性高分子や炭素質材料のような、正極において、主としてアニオンのみが挿入・脱離されるものであり、例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、黒鉛等が使用できることが知られている。   The second type is a positive electrode such as a conductive polymer or carbonaceous material in which only anions are mainly inserted / extracted. For example, polyaniline, polypyrrole, polyparaphenylene, graphite, etc. can be used. Are known.

この2種類目の正極活物質を使用する電池においては、電解液中から、正極に例えばPF 等のアニオンが、負極にLiが挿入されることにより充電が行われ、正極からPF 等、負極からLiが脱離することにより放電が行われる。このような電池の例として、正極に黒鉛、負極にピッチコークス、電解液にプロピレンカーボネートとエチルメチルカーボネートの混合溶媒に過塩素酸リチウムを溶解させたものを用いたものが、デュアルカーボンセルとして知られている。 In the battery using this second type of positive electrode active material, charging is performed by inserting an anion such as PF 6 into the positive electrode and Li + into the negative electrode from the electrolyte, and PF 6 from the positive electrode. The discharge is performed when Li + is desorbed from the negative electrode, such as . An example of such a battery is a dual carbon cell using graphite as the positive electrode, pitch coke as the negative electrode, and lithium perchlorate dissolved in a mixed solvent of propylene carbonate and ethyl methyl carbonate as the electrolyte. It has been.

非特許文献1には、正極活物質を黒鉛、参照極をリチウム金属とし、4.75Vまで充電、3.0Vまで放電した場合、正極活物質の放電容量として24mAh/gという値が報告されている。   Non-Patent Document 1 reports a value of 24 mAh / g as the discharge capacity of the positive electrode active material when the positive electrode active material is graphite and the reference electrode is lithium metal and charged to 4.75 V and discharged to 3.0 V. Yes.

また、非水電解液二次電池の非水電解液の溶媒としては、分解電圧が高い非プロトン性溶媒で高誘電率のものが使用され、例えば、プロピレンカーボネート、エチルメチルカーボネート等の混合溶媒が用いられる。
DENKI KAGAKU,48(8),438(1978)
In addition, as a solvent for the non-aqueous electrolyte of the non-aqueous electrolyte secondary battery, an aprotic solvent having a high decomposition voltage and a high dielectric constant is used. For example, a mixed solvent such as propylene carbonate and ethyl methyl carbonate is used. Used.
DENKI KAGAKU, 48 (8), 438 (1978)

非水電解液二次電池においては、より一層の高容量化のために、より高密度で高容量な正極材料が求められているが、従来、炭素材料を正極活物質とした場合、容量が不充分であるという課題があった。また、どのような物性を有する炭素材料が高い容量を有するのか明らかではなかった。   In a non-aqueous electrolyte secondary battery, a higher density and higher capacity positive electrode material is required for higher capacity. Conventionally, when a carbon material is used as a positive electrode active material, the capacity is increased. There was a problem of being insufficient. Moreover, it was not clear what kind of physical property the carbon material has a high capacity.

本発明は、高密度で高容量の非水電解液二次電池の正極活物質用炭素材料と、この炭素材料を含む非水電解液二次電池正極と、この正極を用いた非水電解液二次電池を提供することを目的とする。   The present invention relates to a carbon material for a positive electrode active material of a high-density, high-capacity non-aqueous electrolyte secondary battery, a non-aqueous electrolyte secondary battery positive electrode containing the carbon material, and a non-aqueous electrolyte using the positive electrode An object is to provide a secondary battery.

本発明者らは、主としてアニオンが挿入・脱離される正極と、金属リチウム又はリチウムイオンを吸蔵及び放出可能な負極と、非水溶媒にリチウム塩を溶解してなる非水電解液とから少なくとも構成される非水電解液二次電池の正極活物質用炭素材料について種々検討した結果、結晶性が高く、CuKα線によるX線回折強度比I2θ=22.3/I2θ=26.4(ただし、I2θ=22.3、I2θ=26.4は、それぞれ、2θ=22.3°、2θ=26.4°における回折強度を表す。)が所定の値以下であるものが、良好な性能を示すことを見出し、本発明を完成させた。 The present inventors at least comprise at least a positive electrode through which anions are inserted / desorbed, a negative electrode capable of inserting and extracting metallic lithium or lithium ions, and a non-aqueous electrolyte solution obtained by dissolving a lithium salt in a non-aqueous solvent. As a result of various studies on the carbon material for the positive electrode active material of the non-aqueous electrolyte secondary battery, the crystallinity is high, and the X-ray diffraction intensity ratio by CuKα ray is I 2θ = 22.3 / I 2θ = 26.4 (however, , I 2θ = 22.3 and I 2θ = 26.4 represent the diffraction intensity at 2θ = 22.3 ° and 2θ = 26.4 °, respectively. The present invention was completed by finding that it exhibits performance.

即ち、本発明は、主としてアニオンが挿入・脱離される正極と、金属リチウム又はリチウムイオンを吸蔵及び放出可能な負極と、非水溶媒にリチウム塩を溶解してなる非水電解液とから少なくとも構成される非水電解液二次電池に用いられる正極活物質用炭素材料において、CuKα線によるX線回折強度比I2θ=22.3/I2θ=26.4(ただし、I2θ=22.3、I2θ=26.4は、それぞれ、2θ=22.3°、2θ=26.4°における回折強度を表す。)が0.15以下であることを特徴とする非水電解液二次電池正極活物質用炭素材料を要旨とする。 That is, the present invention comprises at least a positive electrode in which anions are mainly inserted and desorbed, a negative electrode capable of inserting and extracting metallic lithium or lithium ions, and a non-aqueous electrolyte solution obtained by dissolving a lithium salt in a non-aqueous solvent. In the positive electrode active material carbon material used for the non-aqueous electrolyte secondary battery, the X-ray diffraction intensity ratio by CuKα ray I 2θ = 22.3 / I 2θ = 26.4 (where I 2θ = 22.3 , I 2θ = 26.4 represents the diffraction intensity at 2θ = 22.3 ° and 2θ = 26.4 °), respectively, and is 0.15 or less. The gist is the carbon material for the positive electrode active material.

本発明の非水電解液二次電池正極活物質用炭素材料の黒鉛結晶の002面の面間隔d(002)は、通常、3.34オングストローム以上3.38オングストローム以下とすることにより、更に良好な性能を示す。   The interplanar spacing d (002) of the 002 plane of the graphite crystal of the carbon material for the positive electrode active material of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is usually further improved by setting it to 3.34 angstroms or more and 3.38 angstroms or less. Performance.

本発明の非水電解液二次電池正極は、このような本発明の正極活物質用炭素材料を含むことを特徴とする。   The non-aqueous electrolyte secondary battery positive electrode of the present invention is characterized by including the carbon material for a positive electrode active material of the present invention.

本発明の非水電解液二次電池は、このような本発明の正極を有することを特徴とする。   The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention has such a positive electrode of the present invention.

本発明に係る回折強度は、各角度におけるX線強度から、その角度におけるバックグラウンド強度を差し引いた値を使用する。2θ=22.3°における回折強度は非晶質炭素に由来するものであり、2θ=26.4°における回折強度は黒鉛結晶に由来するものである。従って、I2θ=22.3/I2θ=26.4が0.15以下であるということは、本発明の炭素質材料中に含有される非晶質炭素の割合が少ないことを意味する。詳細な理由は不明であるものの、炭素質材料中に含有される非晶質炭素の割合が少ないことにより、充電によって正極活物質中に挿入されたアニオンがトラップされ、放電時に脱離不可能になる割合が減少し、高い放電容量が発現されるものと推察される。 As the diffraction intensity according to the present invention, a value obtained by subtracting the background intensity at the angle from the X-ray intensity at each angle is used. The diffraction intensity at 2θ = 22.3 ° is derived from amorphous carbon, and the diffraction intensity at 2θ = 26.4 ° is derived from graphite crystals. Therefore, I 2θ = 22.3 / I 2θ = 26.4 being 0.15 or less means that the proportion of amorphous carbon contained in the carbonaceous material of the present invention is small. Although the detailed reason is unknown, the small amount of amorphous carbon contained in the carbonaceous material traps anions inserted into the positive electrode active material by charging, making it impossible to desorb during discharge. It is surmised that the rate of

本発明に関わる黒鉛結晶の002面の面間隔d(002)は、CuKα2θが26〜27°付近のピークから、日本学術振興会117委員会が定めた方法(日本学術振興会、炭素、25,36,1963)に従って算出される。d(002)の値は、黒鉛の層間に対応する値であり、この値が3.34オングストローム以上3.38オングストローム以下であることが、黒鉛の層間へのアニオンの挿入・脱離に好適であると推察される。   The interplanar spacing d (002) of the 002 plane of the graphite crystal according to the present invention is determined by a method determined by the Japan Society for the Promotion of Science 117 (Japan Society for the Promotion of Science, carbon, 25, 36, 1963). The value of d (002) is a value corresponding to the graphite layer, and the value of 3.34 angstroms or more and 3.38 angstroms or less is suitable for insertion / extraction of anions between the graphite layers. It is assumed that there is.

本発明によれば、高容量の非水電解液二次電池が提供される。   According to the present invention, a high-capacity nonaqueous electrolyte secondary battery is provided.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を超えない限り、以下の内容に特定されるものではない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the description of the constituent elements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention. It is not specified in the contents of.

[非水電解液二次電池の構成]
(1)正極
本発明において、正極活物質として用いられる炭素質材料は、CuKα線を用いた粉末X線回折パターンにおいて、2θ=22.3°における回折強度I2θ=22.3と、2θ=26.4°における回折強度I2θ=26.4の強度比I2θ=22.3/I2θ=26.4が0.15以下の高い結晶性を有する。
[Configuration of non-aqueous electrolyte secondary battery]
(1) Positive electrode In the present invention, the carbonaceous material used as the positive electrode active material has a diffraction intensity I 2θ = 22.3 at 2θ = 22.3 ° and 2θ = 2θ in a powder X-ray diffraction pattern using CuKα rays. The intensity ratio I 2θ = 22.3 / I 2θ = 26.4 of the diffraction intensity I 2θ = 26.4 at 26.4 ° has high crystallinity of 0.15 or less.

前述の如く、CuKα線によるX線回折強度比I2θ=22.3/I2θ=26.4(以下単に「回折強度比I2θ=22.3/I2θ=26.4」と記す。)が0.15以下であるということは、非晶質炭素の含有割合が少ないことを意味するが、このように、非晶質炭素の含有割合が少ない炭素材料は、石炭ピッチコークス、石油ピッチコークス、ニードルコークス、メソフェーズピッチ系炭素繊維、メソカーボンマイクロビーズ、カーボンブラック、サーマルブラック、縮合性多環多核芳香族炭化水素などの中から選ばれた炭化物を、不活性雰囲気下又は真空中で約2500℃以上で熱処理することによって得られる人造黒鉛及び/又は天然黒鉛から選ばれる。また、これらの人造黒鉛及び/又は天然黒鉛を酸素含有雰囲気下で熱処理することにより非晶質炭素の含有割合を更に少なくしたものも用いることができる。 As described above, the X-ray diffraction intensity ratio I 2θ = 22.3 / I 2θ = 26.4 by CuKα rays (hereinafter simply referred to as “diffraction intensity ratio I 2θ = 22.3 / I 2θ = 26.4 ”). Of 0.15 or less means that the content ratio of amorphous carbon is small. As described above, carbon materials having a small content ratio of amorphous carbon are coal pitch coke, petroleum pitch coke. , A carbon selected from needle coke, mesophase pitch-based carbon fiber, mesocarbon microbead, carbon black, thermal black, condensable polycyclic polynuclear aromatic hydrocarbon, etc. It is selected from artificial graphite and / or natural graphite obtained by heat treatment at a temperature of 0 ° C. or higher. In addition, it is possible to use those artificial graphite and / or natural graphite that are further reduced in the content ratio of amorphous carbon by heat treatment in an oxygen-containing atmosphere.

また、本発明の非水電解液二次電池正極活物質用炭素材料は、黒鉛結晶の002面の面間隔d(002)を、通常3.34オングストローム以上、好ましくは3.341オングストローム以上、更に好ましくは3.342オングストローム以上で、通常3.38オングストローム以下、好ましくは3.375オングストローム以下、更に好ましくは3.37オングストローム以下とすることにより、更に良好な性能を示す。この原因は明らかではないが、上記で規定されるd(002)の値を有する炭素材料は、アニオンの挿入・脱離に際し、有効な黒鉛の層間を有するためであると推察される。   Further, the carbon material for the positive electrode active material of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention has an interplanar spacing d (002) of the 002 plane of the graphite crystal of usually 3.34 angstroms or more, preferably 3.341 angstroms or more, and Preferably, it is 3.342 angstroms or more, usually 3.38 angstroms or less, preferably 3.375 angstroms or less, more preferably 3.37 angstroms or less, and even better performance is exhibited. The reason for this is not clear, but it is presumed that the carbon material having the value of d (002) defined above has an effective graphite layer in the insertion / extraction of anions.

本発明の正極活物質用炭素材料はまた、アルゴンレーザー光を用いたラマンスペクトル分析で、1580〜1620cm−1の範囲で検出されるピークPの強度Iと、1350〜1370cm−1の範囲で検出されるピークPの強度Iとの強度比I/I(以下「ピーク強度比I/I」と記す。)が、0以上0.5以下であるものが好ましく、ピークPの半値幅は26cm−1以下、特に25cm−1以下であることが好ましい。 The positive electrode active material for a carbon material of the present invention may also be in the Raman spectrum analysis using argon laser beam, the intensity I A of the peak P A is detected in the range of 1580~1620Cm -1, range of 1350 -1 in intensity ratio I a / I B of the intensity I B of a peak P B detected (hereinafter referred to as "peak intensity ratio I a / I B.") is preferably not more than 0 and 0.5 or less, peak half-width of P a is 26cm -1 or less, and particularly preferably 25 cm -1 or less.

また、本発明の正極活物質用炭素材料のBET法比表面積は、通常1m/g以上、100m/g以下であり、レーザー回折・散乱法により求めたメジアン径は、通常0.1μm以上、100μm以下であることが好ましい。 The BET specific surface area of the carbon material for positive electrode active material of the present invention is usually 1 m 2 / g or more and 100 m 2 / g or less, and the median diameter determined by the laser diffraction / scattering method is usually 0.1 μm or more. 100 μm or less is preferable.

このような炭素材料を用いて正極を製造する方法については、特に限定されない。例えば、上述の炭素材料に、必要に応じて結着剤、増粘剤、導電材、溶媒等を加えてスラリー状とし、集電体の基板に塗布し、乾燥することにより製造することができる。また、該炭素材料をそのままロール成形してシート電極としたり、圧縮成形によりペレット電極とすることもできる。   The method for producing the positive electrode using such a carbon material is not particularly limited. For example, it can be manufactured by adding a binder, a thickener, a conductive material, a solvent or the like to the above-described carbon material as necessary to form a slurry, applying the slurry to a substrate of a current collector, and drying. . Further, the carbon material can be roll-formed as it is to obtain a sheet electrode, or a pellet electrode by compression molding.

結着剤については、電極製造時に使用する溶媒や電解液に対して安定な材料であれば、特に限定されず、具体例として、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム等を挙げることができる。   The binder is not particularly limited as long as it is a material that is stable with respect to the solvent and electrolyte used in electrode production. Specific examples include polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, styrene / butadiene rubber, and isoprene rubber. And butadiene rubber.

増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン等が挙げられる。   Examples of the thickener include carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxymethylcellulose, ethylcellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, and casein.

導電材としては、銅やニッケル等の金属材料、グラファイト、カーボンブラック等のような炭素質材料が挙げられる。特に正極については導電材を含有させるのが好ましい。   Examples of the conductive material include metal materials such as copper and nickel, and carbonaceous materials such as graphite and carbon black. In particular, the positive electrode preferably contains a conductive material.

正極の製造に用いる溶媒としては、水系でも有機系でも良い。水系溶媒としては、水、アルコール等が挙がられ、有機系溶媒としては、N−メチルピロリドン(NMP)、トルエン等が挙げられる。   The solvent used for the production of the positive electrode may be aqueous or organic. Examples of the aqueous solvent include water and alcohol, and examples of the organic solvent include N-methylpyrrolidone (NMP) and toluene.

正極用集電体の材質としては、アルミニウム、チタン、タンタル等の金属が使用され、これらの中で薄膜に加工しやすいという点とコストの点からアルミニウム箔が好ましい。   As a material for the current collector for the positive electrode, metals such as aluminum, titanium, and tantalum are used. Among these, aluminum foil is preferable from the viewpoint of easy processing into a thin film and cost.

(2)負極
負極材料(負極活物質)としては、金属リチウム又はリチウムイオンを吸蔵及び放出可能なものが用いられる。例えば、
(1) 金属リチウム
(2) 炭素質材料
(3) リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な金属及び金属化合物
が挙げられる。このうち、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な金属及び金属化合物としては、より具体的には次のようなものが挙げられる。
(3)-1 酸化錫、酸化アンチモン錫、一酸化珪素、酸化バナジウム等のリチウムを吸蔵・放出可能な金属酸化物
(3)-2 アルミニウム、珪素、錫、アンチモン、鉛、ヒ素、亜鉛、ビスマス、銅、カドミウム、銀、金、白金、パラジウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウム等のリチウムと合金化可能な金属
(3)-3 前記金属を含む合金(金属間化合物を含む)
(3)-4 リチウムと合金化可能な金属及び該金属を含む合金とリチウムとの複合合金化合物
(3)-5 窒化コバルトリチウム等の窒化金属リチウム
これらの負極材料は1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
(2) Negative electrode As the negative electrode material (negative electrode active material), metal lithium or a material capable of inserting and extracting lithium ions is used. For example,
(1) Lithium metal
(2) Carbonaceous material
(3) Examples include metals and metal compounds capable of inserting and extracting lithium ions. Among these, specific examples of metals and metal compounds capable of inserting and extracting lithium ions include the following.
(3) -1 Metal oxide capable of occluding and releasing lithium, such as tin oxide, antimony tin oxide, silicon monoxide, vanadium oxide
(3) -2 Metals that can be alloyed with lithium such as aluminum, silicon, tin, antimony, lead, arsenic, zinc, bismuth, copper, cadmium, silver, gold, platinum, palladium, magnesium, sodium, potassium
(3) -3 Alloys containing the above metals (including intermetallic compounds)
(3) -4 Metal that can be alloyed with lithium and a composite alloy compound of lithium and an alloy containing the metal
(3) -5 Lithium metal nitride such as cobalt lithium nitride These negative electrode materials may be used alone or in combination of two or more.

負極材料としては、中でも炭素質材料が、安全性、コストの点で好ましい。   As the negative electrode material, a carbonaceous material is preferable in terms of safety and cost.

炭素質材料としては、人造黒鉛、天然黒鉛等の黒鉛(グラファイト)や、様々な熱分解条件での有機物の熱分解物などを用いることができる。   As the carbonaceous material, graphite (graphite) such as artificial graphite and natural graphite, pyrolyzate of organic matter under various pyrolysis conditions, and the like can be used.

負極材料として用いられる黒鉛材料等の炭素質材料のBET法比表面積は、通常0.5m/g以上、25.0m/g以下であり、レーザー回折・散乱法により求めたメジアン径は、通常1μm以上、100μm以下であることが好ましい。 The BET specific surface area of carbonaceous materials such as graphite materials used as the negative electrode material is usually 0.5 m 2 / g or more and 25.0 m 2 / g or less, and the median diameter determined by the laser diffraction / scattering method is Usually, it is preferably 1 μm or more and 100 μm or less.

このような負極材料を用いて負極を製造する方法は特に限定されない。例えば、上記負極材料に、必要に応じて結着剤、増粘剤、導電材、溶媒等を加えてスラリー状とし、集電体の基板に塗布し、乾燥することにより負極を製造することができる。この場合には、上述するような正極の製造方法と同様に製造することができる。   A method for producing a negative electrode using such a negative electrode material is not particularly limited. For example, a negative electrode can be produced by adding a binder, a thickener, a conductive material, a solvent, and the like to the negative electrode material as necessary to form a slurry, which is applied to a substrate of a current collector and dried. it can. In this case, it can be manufactured in the same manner as the positive electrode manufacturing method described above.

また、該負極材料に結着剤や導電材などを加えたものをそのままロール成形してシート電極としたり、圧縮成形によりペレット電極としたり、蒸着・スパッタ・メッキ等の手法で集電体上に負極材料の薄膜を形成することもできる。   In addition, the negative electrode material added with a binder or a conductive material is roll-formed as it is to form a sheet electrode, a pellet electrode by compression molding, or deposition, sputtering, plating, etc. on the current collector A thin film of negative electrode material can also be formed.

負極用集電体の材質としては、銅、ニッケル、ステンレス等の金属が使用され、これらの中で薄膜に加工しやすいという点とコストの点から銅箔が好ましい。   As the material for the current collector for the negative electrode, metals such as copper, nickel, and stainless steel are used, and among these, copper foil is preferable from the viewpoint of easy processing into a thin film and cost.

(3)非水電解液
非水電解液の溶媒としては、非プロトン性有機溶媒が使用され、例えばカーボネート類、エーテル類、ケトン類、スルホラン系化合物、ラクトン類、ニトリル類、塩素化炭化水素類、エーテル類、アミン類、エステル類、アミド類、リン酸エステル化合物等を使用することができる。これらの代表的なものを列挙すると、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、エチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、メチルホルメート、ジメチルスルホキシド、プロピレンカーボネート、アセトニトリル、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、スルホラン、エチルメチルカーボネート、1,4−ジオキサン、4−メチル−2−ペンタノン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、プロピオニトリル、ベンゾニトリル、ブチロニトリル、バレロニトリル、1,2−ジクロロエタン、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル等が挙げられる。これらの溶媒は1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良いが、比誘電率が20以上である高誘電率溶媒を含むことが好ましい。
(3) Non-aqueous electrolyte As the solvent of the non-aqueous electrolyte, an aprotic organic solvent is used. For example, carbonates, ethers, ketones, sulfolane compounds, lactones, nitriles, chlorinated hydrocarbons , Ethers, amines, esters, amides, phosphate ester compounds, and the like can be used. Listed as representative of these are 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, ethylene carbonate, vinylene carbonate, methyl formate, dimethyl sulfoxide, propylene carbonate, acetonitrile, γ-butyrolactone, dimethylformamide, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, sulfolane, ethyl methyl carbonate, 1,4-dioxane, 4-methyl-2-pentanone, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, diethyl Examples include ether, sulfolane, methylsulfolane, propionitrile, benzonitrile, butyronitrile, valeronitrile, 1,2-dichloroethane, trimethyl phosphate, and triethyl phosphate. It is. These solvents may be used alone or in combination of two or more, but preferably contain a high dielectric constant solvent having a relative dielectric constant of 20 or more.

溶媒としては、特に、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートを混合したもの等を用いることが好ましく、通常その混合割合はエチレンカーボネート:ジメチルカーボネート=1:1〜1:10(容量比)である。   As the solvent, it is particularly preferable to use a mixture of ethylene carbonate and dimethyl carbonate, and the mixing ratio is usually ethylene carbonate: dimethyl carbonate = 1: 1 to 1:10 (volume ratio).

溶質としてのリチウム塩としては、LiClO、LiPF、LiBF、LiCFSO、LiAsF、LiB(C
、LiCl、LiBr、CHSOLi、CFSOLi、LiN(SOCF、LiN(SO、LiC(SOCF、LiN(SOCF等を使用することができ、これらの電解質も1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いても良い。
Lithium salts as solutes include LiClO 4 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiAsF 6 , LiB (C 6 H 5 ) 4
LiCl, LiBr, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiN (SO 3 CF 3 ) 2 or the like can be used, and these electrolytes may be used alone or in combination of two or more.

充電により電解液中の溶質濃度が低下し、溶質濃度が0になると、それ以上充電ができなくなるため、正極、負極の容量に見合う量の溶質を電解液中に含有させておく必要がある。溶質濃度が低い場合、電池中に多量の電解液が必要となるため、電解液中の溶質濃度は高い方が好ましい。場合によっては、放電状態において溶質が溶媒中に析出した状態とすることも可能である。このような点から、非水電解液中のリチウム塩の濃度の下限は通常0.05mol/L以上、好ましくは0.5mol/L以上、特に好ましくは1mol/L以上で、上限は通常5mol/L以下、好ましくは4mol/L以下、特に好ましくは3mol/L以下である。この下限を下回ると、伝導度が低下したり、正極、負極の容量に見合う溶質を確保するために多量の電解液を必要とするため、電池の重量当たり又は体積当たりのエネルギー密度が低下しやすい。また、上限を上回ると、溶質が析出したり、伝導度が低下する可能性がある。   When the solute concentration in the electrolytic solution is reduced by charging and the solute concentration becomes 0, charging cannot be performed any more. Therefore, it is necessary to contain an amount of solute corresponding to the capacity of the positive electrode and the negative electrode in the electrolytic solution. When the solute concentration is low, a large amount of electrolyte solution is required in the battery. Therefore, it is preferable that the solute concentration in the electrolyte solution is high. In some cases, the solute can be deposited in the solvent in the discharged state. From such points, the lower limit of the concentration of the lithium salt in the non-aqueous electrolyte is usually 0.05 mol / L or more, preferably 0.5 mol / L or more, particularly preferably 1 mol / L or more, and the upper limit is usually 5 mol / L. L or less, preferably 4 mol / L or less, particularly preferably 3 mol / L or less. Below this lower limit, the conductivity decreases or a large amount of electrolyte is required to secure a solute suitable for the capacity of the positive and negative electrodes, so the energy density per weight or volume of the battery tends to decrease. . On the other hand, when the upper limit is exceeded, there is a possibility that a solute precipitates or the conductivity decreases.

(4) セパレータ
本発明の非水電解液二次電池においては、通常、電極同士の短絡を防止するために、正極と負極との間にセパレータが介装される。本発明の非水電解液二次電池に使用するセパレータの材質や形状は特に限定されないが、上述した非水電解液に対して安定で、保液性の優れた材料の中から選ぶのが好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンを原料とする多孔性シート又は不織布等を用いるのが好ましい。
(4) Separator In the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, a separator is usually interposed between the positive electrode and the negative electrode in order to prevent a short circuit between the electrodes. The material and shape of the separator used in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention are not particularly limited, but it is preferable to select from materials that are stable with respect to the non-aqueous electrolyte described above and excellent in liquid retention. It is preferable to use a porous sheet or a nonwoven fabric made of a polyolefin such as polyethylene or polypropylene.

(5)電池の製造法
本発明の非水電解液二次電池は、上述した正極、負極及び非水電解液と、必要に応じて用いられるセパレータとを、適切な形状に組み立てることにより製造される。更に、必要に応じて外装ケース等の他の構成要素を用いることも可能である。電池を組み立てる方法は特に限定されず、通常採用されている方法の中から適宜選択すれば良い。
(5) Battery manufacturing method The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is manufactured by assembling the positive electrode, the negative electrode, and the non-aqueous electrolyte described above and a separator used as necessary into an appropriate shape. The Furthermore, other components such as an outer case can be used as necessary. The method for assembling the battery is not particularly limited, and may be appropriately selected from methods usually employed.

本発明の非水電解液二次電池の形状は特に限定されず、一般的に採用されている各種形状の中から、その用途に応じて適宜選択することができる。形状としては、例えば、シート電極及びセパレータをスパイラル状にしたシリンダータイプ、ペレット電極及びセパレータを組み合わせたインサイドアウト構造のシリンダータイプ、ペレット電極及びセパレータを積層したコインタイプ等が挙げられる。非水電解液二次電池は、目的とする電池の形状に合わせ公知の方法により組み立てれば良い。   The shape of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited, and can be appropriately selected from various commonly employed shapes according to the application. Examples of the shape include a cylinder type in which a sheet electrode and a separator are spiral, a cylinder type having an inside-out structure in which a pellet electrode and a separator are combined, a coin type in which a pellet electrode and a separator are stacked, and the like. The nonaqueous electrolyte secondary battery may be assembled by a known method in accordance with the shape of the target battery.

[非水電解液二次電池の充電方法]
本発明の非水電解液二次電池を充電する場合、リチウムを参照電極として正極の充電終止電圧を表した場合に、通常4.3V以上、好ましくは4.5V以上、特に好ましくは4.6V以上で、通常5.6V以下、好ましくは5.55V以下、特に好ましくは5.5V以下と表される電圧まで充電することが好ましい。充電終止電圧がこの下限を下回ると、高容量が得ることができず、上限を上回ると、非水電解液の溶媒が分解しやすくなり、好ましくない。
[Charging method of non-aqueous electrolyte secondary battery]
When charging the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, when the charge end voltage of the positive electrode is expressed using lithium as a reference electrode, it is usually 4.3 V or higher, preferably 4.5 V or higher, particularly preferably 4.6 V. In the above manner, it is preferable to charge to a voltage expressed as 5.6 V or less, preferably 5.55 V or less, particularly preferably 5.5 V or less. If the end-of-charge voltage is below this lower limit, a high capacity cannot be obtained, and if it exceeds the upper limit, the solvent of the non-aqueous electrolyte solution is likely to decompose, which is not preferable.

充電は、正極に対し、リチウムを参照電極として上記の状態まで行うことが好ましいが、負極に黒鉛やシリコン等を使用した場合の電池の充電終止電圧は上記より0.1V程度低い値とすることが好ましい。これは、以下の理由による。即ち、黒鉛やシリコン等は充電端において、リチウムに対し0.1V程度の電圧を有する。従って、正極と、黒鉛やシリコン等の負極を使用した電池の充電終止電圧は、上記の正極に対し、リチウムを参照電極として充電した場合より0.1V程度低くすることにより、正極の充電状態をリチウムを参照電極とした場合と同等とすることができる。   Charging is preferably performed up to the above state with lithium as a reference electrode with respect to the positive electrode, but the end-of-charge voltage of the battery when graphite or silicon is used for the negative electrode is about 0.1 V lower than the above. Is preferred. This is due to the following reason. That is, graphite, silicon or the like has a voltage of about 0.1 V with respect to lithium at the charging end. Therefore, the charge termination voltage of a battery using a positive electrode and a negative electrode such as graphite or silicon is about 0.1 V lower than that in the case where lithium is used as a reference electrode with respect to the positive electrode, so that the charged state of the positive electrode is reduced. This can be equivalent to the case where lithium is used as a reference electrode.

上述した充電方法は正極への充電方法であるが、正極、負極からなる電池への充電の場合には、負極の種類によって充電終止電圧を変え、正極へのリチウムを参照電極とした場合の充電終止電圧を所定の電圧とし、充電端における正極の充電状態を所定の状態とするための充電方法を規定することにより、同様な効果が得られる。   The charging method described above is a method for charging a positive electrode. However, in the case of charging a battery composed of a positive electrode and a negative electrode, the charge termination voltage is changed depending on the type of the negative electrode, and charging is performed when lithium to the positive electrode is used as a reference electrode. A similar effect can be obtained by defining a charging method for setting the end voltage to a predetermined voltage and setting the state of charge of the positive electrode at the charging end to a predetermined state.

充電速度(レート)は速すぎると、正極、負極に充分に充電される前に充電終止電圧に到達するため、充分な容量が得られない。このため、定電流で充電する場合は、通常1C(1Cは、1時間率の放電容量による定格容量を1時間で放電する電流値である。)以下の充電速度で充電を行うことが好ましい。ただし、充電速度は過度に遅いと充電に長時間を要すため、定電流充電の場合0.01C以上とすることが好ましい。なお、充電終止電圧到達後、定電圧で保持しながら充電することも可能である。   If the charging rate (rate) is too high, the battery reaches the charge end voltage before the positive electrode and the negative electrode are sufficiently charged, so that a sufficient capacity cannot be obtained. For this reason, when charging with a constant current, it is preferable to charge at a charging rate of 1C or less (1C is a current value for discharging a rated capacity with a discharge capacity of 1 hour in 1 hour) or less. However, if the charging speed is excessively slow, it takes a long time for charging. Therefore, in the case of constant current charging, it is preferably 0.01C or more. It is also possible to charge the battery while maintaining a constant voltage after reaching the end-of-charge voltage.

充電時に、電池の温度が過度に高温であると非水電解液の分解が起こりやすくなり、低温であると正極、負極への充電が不充分となりやすいため、通常、充電は室温近辺で行なわれる。   At the time of charging, if the battery temperature is excessively high, the non-aqueous electrolyte is likely to be decomposed. If the temperature is low, charging to the positive electrode and the negative electrode is likely to be insufficient. .

このようにして充電して得られる本発明の非水電解液二次電池は、放電速度、使用する負極によっても変わるが、通常、充電状態から1C以下の放電速度で、2〜3V程度の値を放電終止電圧として使用することにより、ほぼ定格の放電容量が得られ、例えば、リチウムを参照電極として正極の充電終止電圧を4.9Vとした場合で、正極活物質当たりの放電容量で25mAh/g以上、特に30〜70mAh/g程度の高放電容量を得ることができる。   The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention obtained by charging in this way varies depending on the discharge rate and the negative electrode used, but usually a value of about 2 to 3 V at a discharge rate of 1 C or less from the charged state. Is used as the end-of-discharge voltage to obtain a nearly rated discharge capacity. For example, when lithium is used as a reference electrode and the end-of-charge voltage of the positive electrode is 4.9 V, the discharge capacity per positive electrode active material is 25 mAh / It is possible to obtain a high discharge capacity of g or more, particularly about 30 to 70 mAh / g.

次に、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited to description of a following example, unless the summary is exceeded.

なお、以下において、リチウムを参照電極とする正極の充電終止電圧を「充電終止電圧(vs.Li)」と称す。   Hereinafter, the charge end voltage of the positive electrode using lithium as a reference electrode is referred to as “charge end voltage (vs. Li)”.

実施例1
正極活物質として、以下の物性の市販の黒鉛粉末Aを使用した。この黒鉛粉末のCuKα線を使用した粉末X線回折パターンにおいて、2θ=22.3°における回折強度I2θ=22.3と、2θ=26.4°における回折強度I2θ=26.4の回折強度比I2θ=22.3/I2θ=26.4は0.02であった。また、面間隔d(002)の値は3.342オングストロームであった。アルゴンレーザー光を用いたラマンスペクトル分析で、ピーク強度比I/Iは0.14であった。また、カタログ値によると、窒素吸着により測定したBET比表面積は20m/g、レーザー回折粒度分布計により測定したメジアン径は3.4μmであった。
Example 1
As the positive electrode active material, commercially available graphite powder A having the following physical properties was used. In the powder X-ray diffraction pattern using CuKα ray of the graphite powder, the diffraction intensity I 2 [Theta] = 22.3 at 2 [Theta] = 22.3 °, a diffraction of the diffraction intensity I 2 [Theta] = 26.4 at 2 [Theta] = 26.4 ° The intensity ratio I 2θ = 22.3 / I 2θ = 26.4 was 0.02. The value of the surface separation d (002) was 3.3342 angstrom. In Raman spectrum analysis using argon laser beam, the peak intensity ratio I A / I B was 0.14. Further, according to the catalog value, the BET specific surface area measured by nitrogen adsorption was 20 m 2 / g, and the median diameter measured by a laser diffraction particle size distribution meter was 3.4 μm.

この黒鉛粉末70重量部と、アセチレンブラック95重量%、ポリテトラフルオロエチレン5重量%からなる導電材30重量部とをエタノールを加えて混合したものをステンレスメッシュに圧着して正極とした。ステンレスメッシュ上に圧着された混合物は20mg、黒鉛粉末は14mgであった。このものは電池の組み立て前に、200℃で4時間乾燥した。   A mixture of 70 parts by weight of the graphite powder and 30 parts by weight of a conductive material composed of 95% by weight of acetylene black and 5% by weight of polytetrafluoroethylene with ethanol added thereto was pressure-bonded to a stainless steel mesh to form a positive electrode. The mixture pressed on the stainless steel mesh was 20 mg, and the graphite powder was 14 mg. This was dried at 200 ° C. for 4 hours before assembling the battery.

負極として金属リチウム、電解液としてEC(エチレンカーボネート):DMC(ジメチルカーボネート)=1:1(容量比)の混合溶媒にLiPFを1mol/Lで溶解した溶液を用い、ポリプロピレン製多孔質シートをセパレータとして、アルゴンドライボックス中にて半開放型セル型電池を作製した。 Metallic lithium as the negative electrode, EC (ethylene carbonate): DMC (dimethyl carbonate) = 1: 1 (volume ratio) mixed solution of LiPF 6 in a 1 mol / L mixed solvent, and a polypropylene porous sheet as the negative electrode As a separator, a semi-open cell type battery was produced in an argon dry box.

室温において、この電池に対して1mA(約0.6C)の定電流で充電終止電圧(vs.Li)4.9Vまで充電した後、1mAの定電流で3.5Vまで放電した場合の正極活物質当たりの放電容量(以下「可逆容量」と称す。)は40mAh/gであった。   At room temperature, the battery was charged with a constant current of 1 mA (about 0.6 C) to a charge end voltage (vs. Li) of 4.9 V, and then discharged to 3.5 V with a constant current of 1 mA. The discharge capacity per substance (hereinafter referred to as “reversible capacity”) was 40 mAh / g.

実施例2
実施例1において、正極活物質として以下の物性の市販の黒鉛粉末Bを使用した以外は同様に半開放型セルを作製し、同様に充放電を行った結果、可逆容量は35mAh/gであった。
Example 2
In Example 1, a semi-open cell was prepared in the same manner except that the commercially available graphite powder B having the following physical properties was used as the positive electrode active material, and charge / discharge was performed similarly. As a result, the reversible capacity was 35 mAh / g. It was.

なお、この黒鉛粉末の回折強度比I2θ=22.3/I2θ=26.4は0.08であった。また、面間隔d(002)の値は3.373オングストロームであった。また、カタログ値によると、窒素吸着により測定したBET比表面積は90m/g、レーザー回折粒度分布計により測定したメジアン径は13.2μmであった。 The graphite powder had a diffraction intensity ratio I 2θ = 22.3 / I 2θ = 26.4 of 0.08. The value of the surface separation d (002) was 3.373 angstroms. According to the catalog values, the BET specific surface area measured by nitrogen adsorption was 90 m 2 / g, and the median diameter measured by a laser diffraction particle size distribution meter was 13.2 μm.

実施例3
実施例1において、正極活物質として以下の物性の市販の黒鉛粉末Cを使用した以外は同様に半開放型セルを作製し、同様に充放電を行った結果、可逆容量は28mAh/gであった。
Example 3
In Example 1, a semi-open cell was prepared in the same manner except that the commercially available graphite powder C having the following physical properties was used as the positive electrode active material, and charge / discharge was performed in the same manner. As a result, the reversible capacity was 28 mAh / g. It was.

なお、この黒鉛粉末の回折強度比I2θ=22.3/I2θ=26.4は0.10であった。また、面間隔d(002)の値は3.380オングストロームであった。 The diffraction intensity ratio I 2θ = 22.3 / I 2θ = 26.4 of this graphite powder was 0.10. The value of the surface separation d (002) was 3.380 angstroms.

比較例1
実施例1において、正極活物質として以下の物性の市販の気相法炭素繊維Dを使用した以外は同様に半開放型セルを作製し、同様に充放電を行った結果、可逆容量は18mAh/gであった。
Comparative Example 1
In Example 1, a semi-open cell was prepared in the same manner except that a commercially available vapor-grown carbon fiber D having the following physical properties was used as the positive electrode active material, and charge / discharge was performed similarly. As a result, the reversible capacity was 18 mAh / g.

なお、この気相法炭素繊維の回折強度比I2θ=22.3/I2θ=26.4は0.19であった。また、面間隔d(002)の値は3.380オングストロームであった。カタログ値によると、この気相法炭素繊維は、繊維径150nm、繊維長10〜20μm、比表面積13m/gであった。 The diffraction intensity ratio I 2θ = 22.3 / I 2θ = 26.4 of this vapor grown carbon fiber was 0.19. The value of the surface separation d (002) was 3.380 angstroms. According to the catalog value, this vapor grown carbon fiber had a fiber diameter of 150 nm, a fiber length of 10 to 20 μm, and a specific surface area of 13 m 2 / g.

比較例2
実施例1において、正極活物質として以下の物性の市販のカーボンブラックEを使用した以外は同様に半開放型セルを作製し、同様の充放電を行った結果、可逆容量は7mAh/gであった。
Comparative Example 2
In Example 1, a semi-open cell was prepared in the same manner except that the commercially available carbon black E having the following physical properties was used as the positive electrode active material. As a result of the same charge and discharge, the reversible capacity was 7 mAh / g. It was.

なお、このカーボンブラックの回折強度比I2θ=22.3/I2θ=26.4は0.64であった。 The carbon black had a diffraction intensity ratio I 2θ = 22.3 / I 2θ = 26.4 of 0.64.

実施例5
実施例1で用いた黒鉛粉末を、酸素雰囲気下500℃にて3時間熱処理した。得られた黒鉛粉末の回折強度比I2θ=22.3/I2θ=26.4は0.01であった。また、面間隔d(002)の値は3.348オングストロームであった。この黒鉛粉末を正極活物質とした以外は実施例1と同様に半開放型セルを作製し、同様に充放電を行った結果、可逆容量は67mAh/gであった。
Example 5
The graphite powder used in Example 1 was heat-treated at 500 ° C. for 3 hours in an oxygen atmosphere. The resulting graphite powder had a diffraction intensity ratio I 2θ = 22.3 / I 2θ = 26.4 of 0.01. In addition, the value of the interplanar spacing d (002) was 3.348 angstroms. A semi-open cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that this graphite powder was used as the positive electrode active material, and charge / discharge was performed in the same manner. As a result, the reversible capacity was 67 mAh / g.

上記実施例及び比較例の結果から、回折強度比I2θ=22.3/I2θ=26.4が0.15以下の炭素材料を正極活物質として用いることにより、高容量の非水電解液二次電池を得ることができることが分かる。 From the results of the above examples and comparative examples, a carbon material having a diffraction intensity ratio I 2θ = 22.3 / I 2θ = 26.4 of 0.15 or less is used as the positive electrode active material, whereby a high-capacity non-aqueous electrolyte solution is used. It can be seen that a secondary battery can be obtained.

本発明の非水電解液二次電池の用途は特に限定されず、公知の各種の用途に用いることが可能である。具体例としては、ノートパソコン、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニディスク、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、モーター、照明器具、玩具、ゲーム機器、時計、ストロボ、カメラ等を挙げることができる。   The application of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited, and can be used for various known applications. Specific examples include notebook computers, pen input computers, mobile computers, electronic book players, mobile phones, mobile faxes, mobile copy, mobile printers, headphone stereos, video movies, LCD TVs, handy cleaners, portable CDs, minidiscs, and transceivers. Electronic notebooks, calculators, memory cards, portable tape recorders, radios, backup power supplies, motors, lighting equipment, toys, game machines, watches, strobes, cameras, etc.

Claims (4)

主としてアニオンが挿入・脱離される正極と、金属リチウム又はリチウムイオンを吸蔵及び放出可能な負極と、非水溶媒にリチウム塩を溶解してなる非水電解液とから少なくとも構成される非水電解液二次電池に用いられる正極活物質用炭素材料において、
CuKα線によるX線回折強度比I2θ=22.3/I2θ=26.4(ただし、I2θ=22.3、I2θ=26.4は、それぞれ、2θ=22.3°、2θ=26.4°における回折強度を表す。)が0.15以下であることを特徴とする非水電解液二次電池正極活物質用炭素材料。
A non-aqueous electrolyte comprising at least a positive electrode in which anions are mainly inserted / desorbed, a negative electrode capable of inserting and extracting metallic lithium or lithium ions, and a non-aqueous electrolyte obtained by dissolving a lithium salt in a non-aqueous solvent In the carbon material for the positive electrode active material used for the secondary battery,
X-ray diffraction intensity ratio by CuKα ray I 2θ = 22.3 / I 2θ = 26.4 (where I 2θ = 22.3 and I 2θ = 26.4 are 2θ = 22.3 °, 2θ = The carbon material for a positive electrode active material of a non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the diffraction intensity at 26.4 ° is 0.15 or less.
002面の面間隔d(002)が3.34オングストローム以上、3.38オングストローム以下であることを特徴とする請求項1に記載の非水電解液二次電池正極活物質用炭素材料。   2. The carbon material for a positive electrode active material of a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein an inter-surface distance d (002) of the 002 surface is 3.34 angstroms or more and 3.38 angstroms or less. 主としてアニオンが挿入・脱離される正極と、金属リチウム又はリチウムイオンを吸蔵及び放出可能な負極と、非水溶媒にリチウム塩を溶解してなる非水電解液とから少なくとも構成される非水電解液二次電池の正極において、請求項1又は2に記載の正極活物質用炭素材料を含むことを特徴とする非水電解液二次電池正極。   A non-aqueous electrolyte comprising at least a positive electrode in which anions are mainly inserted / desorbed, a negative electrode capable of inserting and extracting metallic lithium or lithium ions, and a non-aqueous electrolyte obtained by dissolving a lithium salt in a non-aqueous solvent A positive electrode of a secondary battery, comprising the carbon material for a positive electrode active material according to claim 1 or 2, wherein the positive electrode is a non-aqueous electrolyte secondary battery positive electrode. 主としてアニオンが挿入・脱離される正極と、金属リチウム又はリチウムイオンを吸蔵及び放出可能な負極と、非水溶媒にリチウム塩を溶解してなる非水電解液とから少なくとも構成される非水電解液二次電池において、請求項3に記載の正極を有することを特徴とする非水電解液二次電池。   A non-aqueous electrolyte comprising at least a positive electrode in which anions are mainly inserted / desorbed, a negative electrode capable of inserting and extracting metallic lithium or lithium ions, and a non-aqueous electrolyte obtained by dissolving a lithium salt in a non-aqueous solvent A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the positive electrode according to claim 3 in a secondary battery.
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