JP2005276604A - Electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode for a lithium secondary battery and the lithium secondary battery which are superior in short-time output characteristics at low temperatures in a simple and inexpensive way while maintaining a high energy density. <P>SOLUTION: The electrode for the lithium secondary battery is the electrode for the lithium battery having an active material capable of storing or releasing Li ions, at least one kind of material having an electric double layer capacitance or a pseudo-electric double layer capacitance in which a sudden discharge potential descent of the active material at the low temperatures is enabled to suppress, at least one kind of conductive agent, and at least one kind of water soluble organic compound, and a material having the electric double layer capacitance or a pseudo-electric double layer capacitance has an acidic surface functional group. The lithium secondary battery is the battery using this electrode as the positive electrode. With this electrode for the lithium secondary battery, the lithium secondary battery is obtained in which the short-time output at the low temperatures is improved and in which an environmental load is less in manufacturing, and which is inexpensive. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、リチウム二次電池用電極及びリチウム二次電池に関し、詳しくは、低温時に高出力を発揮するリチウム二次電池用電極及びこの電極を正極に用いたリチウム二次電池に関する。   The present invention relates to an electrode for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery, and more particularly to an electrode for a lithium secondary battery that exhibits high output at a low temperature and a lithium secondary battery using the electrode as a positive electrode.

近年、ノート型コンピューター、小型携帯機器、あるいは自動車のクリーンなエネルギー源として高性能なリチウム二次電池が開発されている。車載用の電源は、民生用途と比較して使用条件が厳しくなる。具体的には、車載用の電源には、高エネルギー密度の要求に加えて、室温下での出力特性が高いこと、更には寒冷地でのエンジン始動の必要性から低温下(−30℃程度)での数秒間の短時間出力特性まで要求されている。   In recent years, high-performance lithium secondary batteries have been developed as clean energy sources for notebook computers, small portable devices, or automobiles. The on-vehicle power supply has severer usage conditions compared to consumer applications. Specifically, in-vehicle power supplies require high energy density, have high output characteristics at room temperature, and need to start an engine in a cold region. ) For a short time output characteristic for several seconds.

例えば、室温での高出力化等の電池特性の改善を解決するために、電極薄膜化による低抵抗化等が試みられ、ある程度、特性が改善されたリチウム二次電池が提供されるようになっている。   For example, in order to solve the improvement in battery characteristics such as higher output at room temperature, attempts have been made to reduce the resistance by reducing the electrode thin film, and lithium secondary batteries with improved characteristics to some extent have been provided. ing.

しかしながら、上記従来技術のリチウム二次電池では、低温下においては、電池材料自体に起因した大きな内部抵抗増加(特に固液界面での電荷移動抵抗の増加が著しい)が生じるため、充分な短時間出力特性が得られず、要求される特性を満足することは非常に難しかった。   However, in the above-described prior art lithium secondary battery, a large increase in internal resistance due to the battery material itself (particularly a significant increase in charge transfer resistance at the solid-liquid interface) occurs at a low temperature. The output characteristics were not obtained, and it was very difficult to satisfy the required characteristics.

そこで、電気二重層容量を有する材料(例えば高比表面積のカーボン)、とLi含有遷移金属酸化物を正極に用い、リチウムイオンを吸蔵・脱離しうる炭素材料を含む負極と、リチウム塩を含む有機電解液を用いるリチウム二次電池が提案されている(例えば、特許文献1参照)。ここで、電気二重層容量を有する材料は、放電時に高速に充放電できるコンデンサ成分として機能するので、時定数増加に伴う電池電圧の降下スピードが鈍くなる。その結果、このリチウム二次電池用電極を用いたリチウム二次電池は、低温下での短時間出力特性を向上できる。   Therefore, a material having an electric double layer capacity (for example, carbon having a high specific surface area), a Li-containing transition metal oxide as a positive electrode, a negative electrode containing a carbon material capable of inserting and extracting lithium ions, and an organic containing a lithium salt A lithium secondary battery using an electrolytic solution has been proposed (see, for example, Patent Document 1). Here, the material having the electric double layer capacity functions as a capacitor component that can be charged / discharged at a high speed during discharge, so that the battery voltage drop speed with increasing time constant becomes slow. As a result, the lithium secondary battery using this lithium secondary battery electrode can improve short-time output characteristics at low temperatures.

通常、このようなリチウム電池用電極は、活物質と電気二重層容量を有する材料とバインダとを有機溶剤に溶解乃至は懸濁させたペーストを金属箔などからなる集電体の表面に塗布して作製している。しかし、有機溶剤は環境負荷が大きく、コストもかかる点が指摘されている。   Usually, such a lithium battery electrode is formed by applying a paste obtained by dissolving or suspending an active material, a material having an electric double layer capacity, and a binder in an organic solvent to the surface of a current collector made of a metal foil or the like. Are made. However, it has been pointed out that organic solvents have a large environmental impact and cost.

そこで、有機溶剤を、環境負荷がなく、低コストである水に変え、更に水にて分散可能なバインダを用いたペースト作製工程が開示されている(例えば、特許文献2参照)。しかし、水を用いて、活物質、電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する材料を分散させてペーストを作製することは困難であった。つまり、これらの材料は比表面積が大きく、かつ表面が親油性であり、水をはじくので、凝集が起こりやすい。そのために、ペースト化が充分ではなく、均一な電極を作製することが困難で所望の特性を得ることができないという課題があった。
特開2003−234099号公報 特開2002−42817号公報
Then, the paste preparation process using the binder which changes an organic solvent into the water which does not have an environmental impact and is low cost, and is further dispersible with water is disclosed (for example, refer patent document 2). However, it has been difficult to produce a paste by using water to disperse a material having an active material, an electric double layer capacity, or a pseudo electric double layer capacity. In other words, these materials have a large specific surface area, and the surface is lipophilic and repels water, so that aggregation is likely to occur. For this reason, there is a problem that pasting is not sufficient, it is difficult to produce a uniform electrode, and desired characteristics cannot be obtained.
JP 2003-234099 A JP 2002-42817 A

本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、高エネルギー密度を維持しながら、簡便かつ安価に、低温での短時間出力特性(以後、低温出力と称する)にすぐれたリチウム二次電池用電極及びリチウム二次電池を提供することを解決すべき課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a lithium secondary battery excellent in short-time output characteristics at low temperatures (hereinafter referred to as low-temperature output) simply and inexpensively while maintaining a high energy density. Providing an electrode for use and a lithium secondary battery is a problem to be solved.

本発明者らは上記課題を解決する目的で鋭意研究を重ねた結果、Liイオンを吸蔵・放出できる活物質と、電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する少なくとも一種の材料と、親水性の低い材料を分散させるための少なくとも一種の水溶性有機化合物と、を含む合材層を有するリチウム電池用電極であって、該電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する材料が酸性表面官能基を持つことを特徴とする。本発明のリチウム二次電池用電極をリチウム二次電池の電極に採用することにより、高エネルギー密度を維持しながら、簡便かつ安価に、低温出力を満足することができる。電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する材料は、活物質の低温時の急激な放電電位降下を抑制できる。   As a result of intensive studies for the purpose of solving the above problems, the present inventors have found that an active material capable of inserting and extracting Li ions, at least one material having an electric double layer capacity or a pseudo electric double layer capacity, and hydrophilicity An electrode for a lithium battery having a composite layer containing at least one water-soluble organic compound for dispersing a low-density material, wherein the material having the electric double layer capacity or pseudo electric double layer capacity is an acidic surface functional It is characterized by having a group. By employing the electrode for a lithium secondary battery of the present invention as an electrode of a lithium secondary battery, low temperature output can be satisfied easily and inexpensively while maintaining a high energy density. A material having an electric double layer capacity or a pseudo electric double layer capacity can suppress a rapid discharge potential drop at a low temperature of the active material.

本発明のリチウム二次電池用電極では、低温出力の向上する手段として、活物質に加え、電極合材内に電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する材料を含有させている。電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する材料は水に混合させるために酸性表面官能基を導入して親水性にしており、含有する水溶性有機化合物によっても分散性が向上する。その結果、活物質と電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する材料とは水に良く分散できるので、電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する材料を含有させた効果を充分に発揮できると共に、溶媒に水が採用できたことによる環境負荷及びコストの低減が実現できる。   In the electrode for a lithium secondary battery of the present invention, as a means for improving the low temperature output, a material having an electric double layer capacity or a pseudo electric double layer capacity is contained in the electrode mixture in addition to the active material. A material having an electric double layer capacity or a pseudo electric double layer capacity is made hydrophilic by introducing an acidic surface functional group so as to be mixed with water, and dispersibility is improved also by a water-soluble organic compound contained therein. As a result, the active material and the material having the electric double layer capacity or pseudo electric double layer capacity can be well dispersed in water, so that the effect of including the material having the electric double layer capacity or pseudo electric double layer capacity is sufficiently exhibited. In addition, the environmental load and cost can be reduced due to the fact that water can be used as the solvent.

また、本発明のリチウム二次電池は、Liイオンを吸蔵・放出できる活物質と、電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する少なくとも一種の材料と、少なくとも一種の水溶性有機化合物と、を含有する合材層を有するリチウム二次電池用電極を用いたリチウム二次電池であって、該電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する材料が酸性表面官能基を有することを特徴とする。   Further, the lithium secondary battery of the present invention comprises an active material capable of inserting and extracting Li ions, at least one material having an electric double layer capacity or a pseudo electric double layer capacity, and at least one water-soluble organic compound. A lithium secondary battery using an electrode for a lithium secondary battery having a composite material layer, wherein the material having an electric double layer capacity or pseudo electric double layer capacity has an acidic surface functional group .

なお、本明細書においては、電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する材料を、以下、「電気二重層材料」と称する。   In the present specification, a material having an electric double layer capacity or a pseudo electric double layer capacity is hereinafter referred to as an “electric double layer material”.

電気二重層材料は、酸性官能基を有することにより、電気二重層材料の表面を親水性にすることができ、水を溶媒としたペースト化が可能となって、電池特性の向上に寄与している。   The electric double layer material has an acidic functional group, so that the surface of the electric double layer material can be made hydrophilic and can be made into a paste using water as a solvent, contributing to the improvement of battery characteristics. Yes.

本発明のリチウム二次電池は、酸性表面官能基を持つ電気二重層材料をリチウム二次電池の正極に含有することにより、高エネルギー密度を維持しながら、簡便かつ安価に高い低温出力を有するリチウム二次電池である。   The lithium secondary battery of the present invention includes an electric double layer material having an acidic surface functional group in the positive electrode of the lithium secondary battery, so that lithium having a low temperature output easily and inexpensively while maintaining a high energy density. It is a secondary battery.

(リチウム二次電池用電極)
本発明のリチウム二次電池用電極は、Liイオンを吸蔵・放出できる活物質と、少なくとも1種の電気二重層材料と、少なくとも一種の水溶性有機化合物とを含有する合材層を有する。そして、電気二重層材料が酸性表面官能基を有することを特徴とする。酸性表面官能基は主に表面に導入された官能基であるが、内部に有することを除外しない。
(Electrode for lithium secondary battery)
The electrode for a lithium secondary battery of the present invention has a composite layer containing an active material capable of inserting and extracting Li ions, at least one electric double layer material, and at least one water-soluble organic compound. The electric double layer material has an acidic surface functional group. The acidic surface functional group is a functional group mainly introduced into the surface, but it does not exclude having inside.

電気二重層材料としては、炭素材料と導電性高分子材料とが挙げられる。炭素材料において実用的な電気二重層容量を得るには、高い比表面積と高い導電性を有することが求められる。高い比表面積を有する炭素材料としては、活性炭、カーボンブラックが例示できる。ここで、炭素材料の出発原料は有機化合物であり、何らかの官能基を有していることが多いが、通常の炭素材料は、高温で熱処理が行われているため、出発原料が有していた官能基はほとんど残存しておらず、親油性の表面を有している。また、導電性高分子材料において、親水性を発揮する酸性表面官能基は導電性への寄与が小さく、合成時に特別な処理をしなければ、酸性表面官能基を有することはない。   Examples of the electric double layer material include a carbon material and a conductive polymer material. In order to obtain a practical electric double layer capacity in a carbon material, it is required to have a high specific surface area and high conductivity. Examples of the carbon material having a high specific surface area include activated carbon and carbon black. Here, the starting material of the carbon material is an organic compound and often has some kind of functional group. However, since a normal carbon material is heat-treated at a high temperature, the starting material has Almost no functional group remains and has a lipophilic surface. Further, in the conductive polymer material, the acidic surface functional group that exhibits hydrophilicity has a small contribution to the conductivity, and does not have an acidic surface functional group unless special treatment is performed during synthesis.

電気二重層材料がもつ酸性表面官能基の量はイオン交換容量にて規定できる。例えば、0.30meq/g以上、好ましくは0.35meq/g以上、より好ましくは1.0meq/g以上であり、3.0meq/g以下が好ましい。0.30meq/g以上にすると容易にペースト化することができる。また、酸性表面官能基は、カチオンであるリチウムイオンをトラップする。従って、3.0meq/g以下にすることで、リチウムイオンのトラップが無視できる程度になり、リチウムイオンの移動への影響により発生する抵抗値の増加が抑制できる。   The amount of the acidic surface functional group possessed by the electric double layer material can be defined by the ion exchange capacity. For example, it is 0.30 meq / g or more, preferably 0.35 meq / g or more, more preferably 1.0 meq / g or more, and preferably 3.0 meq / g or less. When it is 0.30 meq / g or more, it can be easily pasted. The acidic surface functional group traps lithium ions that are cations. Therefore, by setting it to 3.0 meq / g or less, the trap of lithium ions becomes negligible, and an increase in resistance value caused by the influence on the movement of lithium ions can be suppressed.

電気二重層材料がもつ酸性表面官能基の量はO/C比(酸素/炭素比)によっても規定できる。例えば、0.05以上、好ましくは0.08以上である。0.05以上にすると容易にペースト化することができる。O/C比はX線光電子分光法(XPS)により測定した酸素由来のピークと炭素由来のピークとの面積比から算出される。イオン交換容量が0.6meq/gの実際の試料を用いてO/C比を測定したところ、0.089であった。   The amount of the acidic surface functional group possessed by the electric double layer material can also be defined by the O / C ratio (oxygen / carbon ratio). For example, it is 0.05 or more, preferably 0.08 or more. When it is 0.05 or more, a paste can be easily formed. The O / C ratio is calculated from the area ratio of the peak derived from oxygen and the peak derived from carbon measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). When the O / C ratio was measured using an actual sample having an ion exchange capacity of 0.6 meq / g, it was 0.089.

なお、イオン交換容量の範囲が上記好適な範囲に含まれない場合であっても、O/C比の範囲が上記好適な範囲に含まれる場合がある。反対に、イオン交換容量の範囲が上記好適な範囲に含まれる場合であっても、O/C比の範囲が上記好適な範囲に含まれない場合がある。本発明で採用する電気二重層材料においては、イオン交換容量及びO/C比のいずれかの値が好ましい範囲に含まれれば酸性表面官能基の量が好ましい範囲にあると判断する。双方の値が共に好ましい範囲に含まれることが、より好適であることはいうまでもない。   Even if the range of ion exchange capacity is not included in the preferable range, the range of O / C ratio may be included in the preferable range. On the contrary, even if the range of the ion exchange capacity is included in the preferable range, the range of the O / C ratio may not be included in the preferable range. In the electric double layer material employed in the present invention, if any value of the ion exchange capacity and the O / C ratio is within the preferred range, the amount of the acidic surface functional group is judged to be within the preferred range. Needless to say, it is more preferable that both values fall within the preferred range.

酸性表面官能基を導入する方法は特に限定しない。例えば、酸素の存在下、加熱することでカルボキシ基やフェノール性OH基などを導入することができる。また、低温プラズマ照射後に酸素雰囲気下で反応させたり、火炎に接触させることでも導入できる。化学的な方法が簡便であり好ましい。   The method for introducing the acidic surface functional group is not particularly limited. For example, a carboxy group or a phenolic OH group can be introduced by heating in the presence of oxygen. Moreover, it can introduce | transduce by making it react in oxygen atmosphere after low temperature plasma irradiation, or making it contact with a flame. A chemical method is simple and preferable.

電気二重層材料が炭素材料の場合、酸性表面官能基の量と種類はBOEHM法により求めることができる。BOEHM法は活性炭表面に存在する表面酸化物をアルカリにて中和し、中和で消費されたアルカリ量より酸性表面官能基の量と種類を求める方法である。酸性表面官能基の種類は、以下の分類がなされている。
I:カルボキシル基
II:ラクトン基
III:フェノール性水酸基
IV:カルボニル基
酸性官能基量はこれらI〜IVの官能基の量の総和より求めることができる。
When the electric double layer material is a carbon material, the amount and type of acidic surface functional groups can be determined by the BOEHM method. The BOEHM method is a method in which surface oxides present on the surface of activated carbon are neutralized with alkali, and the amount and type of acidic surface functional groups are determined from the amount of alkali consumed by neutralization. The types of acidic surface functional groups are classified as follows.
I: Carboxyl group
II: Lactone group
III: Phenolic hydroxyl group
IV: Carbonyl group The amount of the acidic functional group can be determined from the total amount of these functional groups I to IV.

電気二重層材料が導電性高分子材料の場合、導入した官能基が上記のものでない場合があるが、同様な中和滴定法により、官能基の量の総和を求めることができる。   When the electric double layer material is a conductive polymer material, the introduced functional group may not be the above, but the total amount of the functional group can be obtained by the same neutralization titration method.

電気二重層材料は、15.7MPa(160kgf/cmより換算)にて圧縮時の粉体圧縮抵抗が10Ωcm以下であることが望ましい。望ましくは、10Ωcm以下であることが望ましい。高い電気伝導性を有することにより、更に室温下で高い出力特性を有するようになる。 The electric double layer material desirably has a powder compression resistance of 10 7 Ωcm or less when compressed at 15.7 MPa (converted from 160 kgf / cm 2 ). Desirably, it is 10 6 Ωcm or less. By having high electrical conductivity, it has higher output characteristics at room temperature.

リチウム二次電池のエネルギー密度を充分な大きさに保つことができる電気二重層材料の添加量は、合材層全体を100質量%としたときに好ましくは20質量%以下、より好ましくは13.3質量%の添加量である。   The amount of the electric double layer material that can maintain the energy density of the lithium secondary battery at a sufficient level is preferably 20% by mass or less, more preferably 13. The amount added is 3% by mass.

電気二重層材料は、−30℃における静電容量が93F/g以上であることが好ましい。電気二重層材料が−30℃で93F/g以上の静電容量を有することで、高い低温出力を発揮できる。   The electric double layer material preferably has a capacitance at −30 ° C. of 93 F / g or more. When the electric double layer material has a capacitance of 93 F / g or more at −30 ° C., a high low-temperature output can be exhibited.

電気二重層材料は、比表面積1200m/g以上である炭素材料又は導電性高分子材料のいずれかであることが望ましい。比表面積は窒素ガスを用いたBET法にて測定できる。炭素材料において、比表面積が1200m2/g以上にすると、電解質イオンの充分な吸着が実現できるので、充分な電池特性が達成できる。更に、比表面積は3000m2/g以下にすることで、電極作成時の取り扱い性が向上する(かさ密度の向上など)。 The electric double layer material is desirably either a carbon material or a conductive polymer material having a specific surface area of 1200 m 2 / g or more. The specific surface area can be measured by the BET method using nitrogen gas. In the carbon material, when the specific surface area is 1200 m 2 / g or more, sufficient adsorption of electrolyte ions can be realized, so that sufficient battery characteristics can be achieved. Furthermore, when the specific surface area is 3000 m 2 / g or less, the handleability at the time of electrode preparation is improved (improvement of bulk density, etc.).

電気二重層材料がもつ細孔は、低温出力の向上のために細孔径が大きいことが好ましい。細孔径が大きいと、低温時の電解液粘度の増加によるイオン移動度の低下や電解液の濡れ性低下が効果的に防止できる結果、低温出力が向上する。   The pores of the electric double layer material preferably have a large pore diameter in order to improve low temperature output. When the pore diameter is large, a decrease in ion mobility and a decrease in wettability of the electrolyte due to an increase in the viscosity of the electrolyte at low temperatures can be effectively prevented, resulting in an improvement in low-temperature output.

電気二重層材料は、エネルギー密度と低温出力特性との両立のために、細孔径が2nm以上の(細孔径の上限として50nmを規定することが好ましい)細孔の細孔容積が0.418mL/g以上の電気二重層材料をリチウム二次電池用電極の合材層中に含有することが好ましい。なお、細孔容積は、窒素ガス吸着によって細孔分布を計算する方法であり、かつ2nm以上の細孔を解析するのに適するBJH(Barrett-Joyner-Halenda)法で測定できる。   In order to achieve both energy density and low temperature output characteristics, the electric double layer material has a pore diameter of 2 nm or more (preferably defining 50 nm as the upper limit of the pore diameter) and a pore volume of 0.418 mL / It is preferable to contain g or more electric double layer material in the composite layer of the electrode for lithium secondary battery. The pore volume is a method of calculating the pore distribution by nitrogen gas adsorption, and can be measured by a BJH (Barrett-Joyner-Halenda) method suitable for analyzing pores of 2 nm or more.

電気二重層材料としての導電性高分子材料は、電池作動電圧範囲の一部又は全てにおいてレドックス反応により擬似的な電気二重層容量を有する材料である。例えば、導電性高分子材料としては、ポリアニリン、ポリ(P−フェニレン)、ポリ(2,5−ピリジンジイル)、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキシド、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアセン、ポリアズレン、ポリフェニレンビニレン及びこれらの誘導体を挙げることができる。誘導体としては導電性を損なわない範囲で選択できる。好ましい導電性高分子材料は正極、負極にそれぞれに対して用いる場合によって異なる。正負極に採用した活物質との電圧マッチングの良好な(すなわち、高容量充放電の電位がLi系の電位に近い)ものを選択すればよい。   The conductive polymer material as the electric double layer material is a material having a pseudo electric double layer capacity by a redox reaction in part or all of the battery operating voltage range. For example, conductive polymer materials include polyaniline, poly (P-phenylene), poly (2,5-pyridinediyl), polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polythiophene, polypyrrole, polyacene, polyazulene, polyphenylene vinylene, and derivatives thereof. Can be mentioned. The derivative can be selected within a range that does not impair the conductivity. A preferable conductive polymer material differs depending on the case where it is used for the positive electrode and the negative electrode, respectively. What has good voltage matching with the active material adopted for the positive and negative electrodes (that is, the potential of high capacity charge / discharge is close to the Li-based potential) may be selected.

導電性高分子材料の酸性表面官能基として、例えば、カルボキシル基、水酸基、スルホン基、メトキシ基等を任意に導入して、親水性にすることができる。   As an acidic surface functional group of the conductive polymer material, for example, a carboxyl group, a hydroxyl group, a sulfone group, a methoxy group or the like can be arbitrarily introduced to make it hydrophilic.

度電気二重層材料は正負極のいずれかに採用するのみであっても充分な低温出力向上の効果が発揮できる。活物質の反応抵抗の大きい電極に採用することが好ましい。一般的には、正極に適用することが好ましい。正極、負極の両極に上記構成を適用すれば更に効果的であることはいうまでもない。   Even if the electric double layer material is only used for either the positive or negative electrode, a sufficient low-temperature output improvement effect can be exhibited. It is preferable to employ it for an electrode having a large reaction resistance of the active material. In general, it is preferably applied to the positive electrode. Needless to say, the above configuration is more effective when applied to both the positive electrode and the negative electrode.

水溶性有機化合物は、アニオン性又はHLBが4以上のノニオン性であることが望ましく、バインダとしても機能する高分子材料から選択することが好ましい。HLBは親水性親油性バランスを意味し、親水基や親油基毎に定められるDavisの基数に基づき算出される値である〔HLB=7+Σ(親水性基の基数)+Σ(親油性基の基数)〕。水溶性有機化合物としての高分子材料としては、メチルセルロース(MC)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、エチルセルロース(EC)、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、ヒドロキシエチルメチルセルロース(HEMC)等のセルロース類、ポリアクリル酸塩、ポリエチレンオキサイド(PEO)、ポリビニルアルコール(PVA)が例示できる。その他、各種アニオン系分散剤、各種ノニオン系分散剤等をあげることができる。これら材料を一種類以上あわせて使用することが望ましい。   The water-soluble organic compound is desirably anionic or nonionic with an HLB of 4 or more, and is preferably selected from a polymer material that also functions as a binder. HLB means the hydrophilic / lipophilic balance, and is a value calculated based on the number of Davis groups determined for each hydrophilic group or lipophilic group [HLB = 7 + Σ (the number of hydrophilic groups) + Σ (the number of lipophilic groups) ]]. Examples of the polymer material as the water-soluble organic compound include celluloses such as methylcellulose (MC), carboxymethylcellulose (CMC), ethylcellulose (EC), hydroxyethylcellulose (HEC), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), and hydroxyethylmethylcellulose (HEMC). And polyacrylates, polyethylene oxide (PEO), and polyvinyl alcohol (PVA). In addition, various anionic dispersants, various nonionic dispersants, and the like can be given. It is desirable to use one or more of these materials.

リチウム電池用電極の製造方法は特に限定しない。例えば、活物質と電気二重層材料と水溶性有機化合物と必要に応じて含有する導電剤やバインダとを水系の溶媒(水など)に溶解乃至は懸濁させた合材ペーストを作製し、その合材ペーストを適正な集電体などの表面に塗布・乾燥させることで製造することができる。   The manufacturing method of the electrode for lithium batteries is not specifically limited. For example, a composite paste is prepared by dissolving or suspending an active material, an electric double layer material, a water-soluble organic compound, and a conductive agent or binder contained as necessary in an aqueous solvent (such as water). It can be produced by applying and drying the composite paste on the surface of an appropriate current collector or the like.

(正極への適用)
本発明のリチウム二次電池用電極が正極に用いられる場合には、活物質としては正極活物質を採用する。
(Application to positive electrode)
When the electrode for a lithium secondary battery of the present invention is used for a positive electrode, a positive electrode active material is employed as the active material.

正極は、正極活物質、電気二重層材料、導電剤、バインダより構成させる。本発明のリチウム二次電池用電極が正極に用いられる場合には、電気二重層材料としては、活性炭、カーボンエアロジェル、膨張化炭素、発泡炭素、ハードカーボン等の炭素質材料、また導電性高分子材料において電池材料との電圧マッチングが良好なポリアニリン及びその誘導体、等を用いることができる。電気二重層材料は、容易かつ低コストで高比表面積な細孔構造を得る事のできる活性炭が好ましい。   The positive electrode is composed of a positive electrode active material, an electric double layer material, a conductive agent, and a binder. When the electrode for the lithium secondary battery of the present invention is used for a positive electrode, the electric double layer material includes activated carbon, carbon aerogel, expanded carbon, expanded carbon, hard carbon, and other carbonaceous materials, As the molecular material, polyaniline, a derivative thereof, and the like having good voltage matching with the battery material can be used. The electric double layer material is preferably activated carbon capable of easily obtaining a pore structure having a high specific surface area at low cost.

活性炭の賦活方法としては特に限定されるものではない。水蒸気賦活、CO賦活、薬品賦活等が挙げることができる。また、これらの賦活方法を2種類以上組み合わせてもよい。しかしながら、効率よい(肥大したマクロ孔の存在が少なくてすみ、体積効率が良好である)薬品賦活が少なくとも施されることが好ましい。また、賦活する薬品としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、塩化亜鉛等を用いると原料の一部を侵食溶解する作用があるため、低温で高電気二重層容量を有するメソ孔以上の細孔を作りやすく好ましい。中でも高比表面積かつメソ孔容積を多くする点で、水酸化カリウムを用いることが望ましい。 The activated carbon activation method is not particularly limited. Water vapor activation, CO 2 activation, chemical activation and the like can be mentioned. Two or more of these activation methods may be combined. However, it is preferable that chemical activation (at least, the presence of enlarged macropores is small and volumetric efficiency is good) is performed at least. In addition, as chemicals to be activated, potassium hydroxide, sodium hydroxide, lithium hydroxide, zinc chloride and the like have the effect of eroding and dissolving a part of the raw material, so that mesopores having a high electric double layer capacity at low temperature The above pores are preferable because they are easy to make. Of these, potassium hydroxide is preferably used in terms of increasing the specific surface area and the mesopore volume.

活性炭の原料は、特に限定されるものではない。例えば、フェノール系、木質(木屑、ヤシ殻等のセルロース質あるいは栗等の澱粉質等)を挙げることができる。木質材料は、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、塩化亜鉛等の薬品が浸透しやすくメソ孔を作るため好ましい。   The raw material for the activated carbon is not particularly limited. For example, phenolic materials and woody materials (cellulosic materials such as wood chips and coconut shells, and starch materials such as chestnuts) can be mentioned. A woody material is preferable because chemicals such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, lithium hydroxide, and zinc chloride are easily penetrated to form mesopores.

細孔の大きさは、IUPAC(International Union of Pure and Applied Chemistry)によって、主に以下の分類がなされている。   The size of the pores is mainly classified as follows according to IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry).

ミクロ孔 :2nm以下(従来の電気二重層キャパシタ用の材料として主に注目されている領域)
メソ孔 :2nm〜50nm(本発明において細孔容積を規定した領域)
マクロ孔 :50nm以上
正極活物質は、式LixNi1-yy2(MはCo、Mn、Al、B、Ti、Mg、Feの中から選ばれる少なくとも一種の元素、0<x≦1.2、0<y≦0.25)で表される化合物からなる正極活物質を用いることが好ましい。更には、X線回折を用いた結晶構造解析による006面に起因する回折強度I006と102面に起因する回折強度I102との和を101面に起因する回折強度I101で除した値(I006+I102)/ I101が0.36〜0.42である正極活物質を用いることが好ましい。活物質合成時の原材料の配合比、焼成温度、雰囲気(酸素濃度、露点、CO2含有量等)を変えることにより、この強度比(I006+I102)/I101のみを変えたLiNi0.82Co0.15Al0.032を作製した結果、強度比が0.42よりも大きくなると、サイクル評価後の内部抵抗が急激に増加した。これは初期における結晶欠陥が、リチウムイオンの拡散を阻害し抵抗成分となることや、更に充放電サイクルに伴う不純物層の生成や、活物質の膨張収縮による歪みの増加によると考えられる。また、ピーク強度比(I006+I102)/ I101が0.36よりも小さくなると結晶欠陥が少なくなり、リチウムイオンの拡散の阻害は小さくなると考えられるが、内部抵抗増加率は大きくなった。この原因は定かではないが、少量の結晶欠陥は歪みのピン止め効果のような状態で活物質の結晶構造変化をある程度抑制しているとためと思われる。また、正極活物質として、他のリチウム酸化物等の正極活物質を任意の割合で混合して、リチウム二次電池としても、この効果が損なわれるものではない。
Micropores: 2 nm or less (regions that are mainly attracting attention as materials for conventional electric double layer capacitors)
Mesopore: 2 nm to 50 nm (region in which pore volume is defined in the present invention)
Macropores: 50 nm or more positive electrode active material, at least one element formula Li x Ni 1-y M y O 2 (M is Co, Mn, Al, B, Ti, Mg, selected from among Fe, 0 <x It is preferable to use a positive electrode active material made of a compound represented by ≦ 1.2, 0 <y ≦ 0.25). Furthermore, a value obtained by dividing the sum of the diffraction intensity I 006 attributed to the 006 plane and the diffraction intensity I 102 attributed to the 102 plane by the crystal structure analysis using X-ray diffraction by the diffraction intensity I 101 attributed to the 101 plane ( It is preferable to use a positive electrode active material in which I 006 + I 102 ) / I 101 is 0.36 to 0.42. LiNi 0.82 Co in which only the intensity ratio (I 006 + I 102 ) / I 101 was changed by changing the mixing ratio of raw materials at the time of active material synthesis, firing temperature, and atmosphere (oxygen concentration, dew point, CO 2 content, etc.) As a result of producing 0.15 Al 0.03 O 2 , when the strength ratio was larger than 0.42, the internal resistance after cycle evaluation increased rapidly. This is thought to be due to the fact that crystal defects in the initial stage inhibit diffusion of lithium ions to become a resistance component, further generation of an impurity layer accompanying charge / discharge cycles, and increase in strain due to expansion and contraction of the active material. Further, when the peak intensity ratio (I 006 + I 102 ) / I 101 is smaller than 0.36, it is considered that the number of crystal defects decreases and the inhibition of lithium ion diffusion decreases, but the rate of increase in internal resistance increases. The reason for this is not clear, but it seems that a small amount of crystal defects suppresses the change in the crystal structure of the active material to some extent in a state like a pinning effect of strain. Moreover, this effect is not impaired even if it mixes positive electrode active materials, such as another lithium oxide, in arbitrary ratios as a positive electrode active material, and it is a lithium secondary battery.

正極活物質は、平均粒径が2〜15μmであることが望ましい。平均粒径が2μm以下では電解液との反応性が高くなり、充放電サイクルでの放電容量劣化や内部抵抗増加が大きくなることがある。また、平均粒径が15μm以上では電極への充填性が悪く、電池容量の低下を招くことがある。   The positive electrode active material desirably has an average particle size of 2 to 15 μm. When the average particle size is 2 μm or less, the reactivity with the electrolytic solution increases, and the discharge capacity deterioration and the internal resistance increase in the charge / discharge cycle may increase. On the other hand, when the average particle size is 15 μm or more, the filling property to the electrode is poor and the battery capacity may be reduced.

正極活物質は、窒素ガス吸着により測定されるBET比表面積が0.2m2/g〜1.5m2/gであることが望ましい。BET比表面積が0.2m2/g以下の場合は電解液との濡れ性が悪く、実効放電容量の低下を招く。また、BET比表面積が1.5m2/g以上の場合は電解液との反応性が高くなり、充放電サイクルでの放電容量劣化や内部抵抗増加が大きくなる。 The positive electrode active material is preferably a BET specific surface area measured by nitrogen gas adsorption is 0.2m 2 /g~1.5m 2 / g. When the BET specific surface area is 0.2 m 2 / g or less, the wettability with the electrolytic solution is poor and the effective discharge capacity is reduced. Further, when the BET specific surface area is 1.5 m 2 / g or more, the reactivity with the electrolytic solution is increased, and the discharge capacity deterioration and the internal resistance increase in the charge / discharge cycle are increased.

活性炭などの電気二重層材料が正極合材層中に占める量は、リチウム二次電池の充分なエネルギー密度を達成するために13.3質量%以下にすることが好ましい。これ以上添加すると、電極密度の低下により室温でのリチウム二次電池のエネルギー密度が低下する。   The amount of the electric double layer material such as activated carbon in the positive electrode mixture layer is preferably 13.3% by mass or less in order to achieve a sufficient energy density of the lithium secondary battery. If added more than this, the energy density of the lithium secondary battery at room temperature decreases due to the decrease in electrode density.

導電剤としては、BET法による比表面積が30m/g以上のカーボンブラックを用いることが望ましい。500m/g以上、更には700m/g以上であるのが好ましく、3000m/g以下、更には2000m/g以下であるのが好ましい。このような高比表面積のカーボンブラックとしては、特に限定されるものではないが、例えば、特殊ファーネスブラック(例えば、ケッチェンブラックインターナショナル社製「ケッチェンブラック」)等が挙げられる。 As the conductive agent, it is desirable to use carbon black having a specific surface area of 30 m 2 / g or more by the BET method. It is preferably 500 m 2 / g or more, more preferably 700 m 2 / g or more, and preferably 3000 m 2 / g or less, more preferably 2000 m 2 / g or less. Such a high specific surface area carbon black is not particularly limited, and examples thereof include special furnace black (for example, “Ketjen Black” manufactured by Ketjen Black International).

なお、カーボンブラックの平均粒子径は、一次粒子径として、製造上の面から、通常1nm以上で、5nm以上であるのが好ましく、電極活物質含有組成物に導電性を付与する面から、通常500nm以下で、100nm以下であるのが好ましい。   In addition, the average particle diameter of carbon black is preferably 1 nm or more and preferably 5 nm or more from the viewpoint of production as a primary particle diameter, and usually from the aspect of imparting conductivity to the electrode active material-containing composition. It is preferably 500 nm or less and 100 nm or less.

本発明におけるカーボンブラックの比表面積が30m/g範囲未満では、低温出力の向上効果が低下する傾向となり、一方、3000m/g以上では、電極活物質含有層としての嵩密度が低下し、体積当たりの容量が小さくなってしまう。 If the specific surface area of the carbon black in the present invention is less than 30 m 2 / g, the effect of improving the low-temperature output tends to be reduced, whereas if it is 3000 m 2 / g or more, the bulk density as the electrode active material-containing layer is reduced, The capacity per volume becomes small.

水溶性有機化合物としては、本発明における電極を構成する水溶性有機化合物であるアニオン性又はHLBが4以上のノニオン性の高分子から選ればれる、分散剤としての機能に優れ、かつ接着性の高いCMC、PEOが望ましい。CMC及びPEOはバインダとしての作用も発揮する。   As the water-soluble organic compound, an anionic or HLB which is a water-soluble organic compound constituting the electrode in the present invention is selected from nonionic polymers having 4 or more, and has an excellent function as a dispersant and has an adhesive property. High CMC and PEO are desirable. CMC and PEO also function as a binder.

更に、可撓性を有し、かつ耐電解液性に優れている水性ディスパージョン樹脂をバインダとして加えることが望ましい。該水性ディスパージョン樹脂を加えることにより、製造時において、電極が可とう性を有するため、取り扱い時やシート状の正極を捲回させるときの合材層のひび割れや脱落等による電極の損傷を防止することができる。   Furthermore, it is desirable to add an aqueous dispersion resin having flexibility and excellent electrolytic solution resistance as a binder. By adding the aqueous dispersion resin, the electrode has flexibility at the time of manufacture, so that the electrode layer is prevented from being damaged due to cracking or dropping off of the composite layer when handling or winding the sheet-like positive electrode. can do.

また、耐電解液性に優れることで、電解液に対して膨潤や溶解を防止し、電極としてもその損傷を防止することができる。   Moreover, by being excellent in electrolytic solution resistance, swelling and dissolution with respect to the electrolytic solution can be prevented, and damage to the electrode can also be prevented.

この水性ディスパージョン樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレンーヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフロオロエチレン−エチレン共重合体(ETFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(EPE)等のフッ素樹脂系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエチレン、ポリオレフィン等のオレフィン類、ポリイミド樹脂等の耐有機溶媒性に優れる水分散タイプの樹脂を挙げることができる。特に耐電解液性に優れるPTFEを用いることが望ましい。   Examples of the aqueous dispersion resin include polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), and tetrafluoroethylene. Fluorine resin resins such as ethylene-ethylene copolymer (ETFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (EPE), acrylic resins, olefins such as polyethylene and polyolefin, polyimide resins, etc. And water-dispersed resin having excellent organic solvent resistance. In particular, it is desirable to use PTFE excellent in electrolytic solution resistance.

(負極への適用)
本発明のリチウム二次電池用電極が負極に用いられる場合には、活物質としては負極活物質を採用する。
(Application to negative electrode)
When the electrode for a lithium secondary battery of the present invention is used for a negative electrode, a negative electrode active material is employed as the active material.

本発明のリチウム二次電池用電極が負極に用いられる場合には、電気二重層材料としては、Liイオンがインターカレートせず、負極電位で還元されない、擬似電気二重層容量をもつ導電性高分子材料を採用することが好ましい。Liイオンがインターカレートする活性炭等の炭素材料では、不可逆容量が大きくなる傾向があるからである。特に還元され難いn型導電性高分子材料であるポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリ(2,5−ピリジンジイル)、ポリ−p−フェニレン等が好ましい。   When the electrode for a lithium secondary battery of the present invention is used for a negative electrode, the electric double layer material may be a conductive high-capacity material having a pseudo electric double layer capacity, in which Li ions do not intercalate and are not reduced at the negative electrode potential. It is preferable to employ a molecular material. This is because an irreversible capacity tends to increase in a carbon material such as activated carbon in which Li ions are intercalated. In particular, polythiophene, polyacetylene, poly (2,5-pyridinediyl), poly-p-phenylene and the like, which are n-type conductive polymer materials that are not easily reduced, are preferable.

負極活物質は、リチウムイオンを吸蔵・放出することができる材料であれば特に限定されない。例えば、リチウム金属、グラファイト、非晶質炭素等の炭素質材料等をあげることができる。そして、リチウムをショート不良等の発生原因となるデンドライト状リチウムの析出を生じさせることなく、電気化学的に吸蔵・放出し得るインターカレート材料である炭素質材料がより好ましい。炭素質材料は比表面積が比較的大きく、リチウムイオンの吸蔵・放出速度が速いため、特に室温での出力・回生密度を向上させる効果を示す。   The negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a material that can occlude and release lithium ions. Examples thereof include carbonaceous materials such as lithium metal, graphite, and amorphous carbon. A carbonaceous material that is an intercalating material that can be occluded / released electrochemically without causing precipitation of dendritic lithium that causes lithium to be short-circuited or the like is more preferable. Since the carbonaceous material has a relatively large specific surface area and a high rate of occlusion / release of lithium ions, it has the effect of improving the output / regeneration density particularly at room temperature.

負極活物質は、BET比表面積が3.5m2/g以下であることが好ましい。負極活物質のBET比表面積は、3.0m2/g以下であることがより好ましい。負極活物質の比表面積を3.5m2/g以下とすることで、負極活物質と電解液による副反応を抑制することができる。この結果、リチウム二次電池の長寿命化が可能となる。 The negative electrode active material preferably has a BET specific surface area of 3.5 m 2 / g or less. The BET specific surface area of the negative electrode active material is more preferably 3.0 m 2 / g or less. By setting the specific surface area of the negative electrode active material to 3.5 m 2 / g or less, side reactions caused by the negative electrode active material and the electrolytic solution can be suppressed. As a result, the life of the lithium secondary battery can be extended.

負極活物質の製造方法は、特に制限されるものではない。比表面積は原材料の比表面積に大きく影響をうけるため、所定の条件で原材料を粉砕及び/又は分級した後に焼成することが好ましい。また、焼成した後に粉砕及び/又は分級してもよい。   The method for producing the negative electrode active material is not particularly limited. Since the specific surface area greatly affects the specific surface area of the raw material, the raw material is preferably fired after being pulverized and / or classified under predetermined conditions. Moreover, you may grind | pulverize and / or classify | categorize after baking.

(リチウム二次電池)
本発明のリチウム二次電池は、上記リチウム電池用電極を正極又は負極に用いたリチウム二次電池である。特に正極に対して適用することが効果的であり好ましい。本発明のリチウム電池用電極については前述した通りなので更なる説明は省略する。本発明のリチウム電池用電極を採用しない電極については公知の電極がそのまま採用できる。更に、前述の本発明の正負極から電気二重層材料を省略した電極を採用することもできる。
(Lithium secondary battery)
The lithium secondary battery of the present invention is a lithium secondary battery using the lithium battery electrode as a positive electrode or a negative electrode. In particular, application to the positive electrode is effective and preferable. Since the lithium battery electrode of the present invention is as described above, further description is omitted. For electrodes not employing the lithium battery electrode of the present invention, known electrodes can be employed as they are. Furthermore, an electrode in which the electric double layer material is omitted from the above-described positive and negative electrodes of the present invention can be employed.

本発明のリチウム二次電池は、上記リチウム二次電池用電極を採用した電池であり、それ以外の要素例えば、電解液及びセパレータには、従来公知のものを用いることができる。また、本発明のリチウム二次電池は、その形状には特に制限を受けず、コイン型、円筒型、角型等、種々の形状の電池とすることができる。   The lithium secondary battery of the present invention is a battery that employs the above-mentioned electrode for a lithium secondary battery, and conventionally known ones can be used for other elements such as an electrolytic solution and a separator. Further, the lithium secondary battery of the present invention is not particularly limited in its shape, and can be batteries having various shapes such as a coin shape, a cylindrical shape, and a square shape.

電解液は、支持塩を溶媒に溶解させてなることが好ましい。溶媒としては、例えば、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどの単独又は2種以上の混合溶媒が挙げられる。支持塩としては、LiCF3SO3、LiC49SO3、LiClO4、LiPF6、LiBF4、LiN(CF3SO2)(CF3SO2)、LiN(C49SO2)(CF3SO2)、LiN(C25SO2)(C25SO2)などの支持塩を単独又は2種以上混合したものが例示できる。 The electrolytic solution is preferably obtained by dissolving a supporting salt in a solvent. Examples of the solvent include 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, propylene carbonate, ethylene carbonate, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and the like. Single or 2 or more types of mixed solvents are mentioned. Examples of the supporting salt include LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiClO 4 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiN (CF 3 SO 2 ) (CF 3 SO 2 ), LiN (C 4 F 9 SO 2 ) ( CF 3 SO 2 ), LiN (C 2 F 5 SO 2 ) (C 2 F 5 SO 2 ) and other supporting salts may be used alone or in combination of two or more.

セパレータは、厚さ10〜50(μm)で、開孔率30〜70%の微多孔性ポリプロピレンフィルム、微多孔性ポリエチレンフィルム又はポリメチルペンテン不織布セパレータなどを用いることができる。   As the separator, a microporous polypropylene film, a microporous polyethylene film, a polymethylpentene nonwoven fabric separator or the like having a thickness of 10 to 50 (μm) and a porosity of 30 to 70% can be used.

本発明のリチウム二次電池の1つの形態として、円筒型のリチウム二次電池の構成をあげる。   As one form of the lithium secondary battery of the present invention, a configuration of a cylindrical lithium secondary battery is given.

円筒型のリチウム二次電池は、正極及び負極をシート形状として両者をセパレータを介して積層し渦巻き型に多数回巻き回した巻回体と空隙を満たす電解液とともに所定の円筒状ケース内に収納したものである。また、正極とケースの正極端子部とについて、そして負極とケースの負極端子部とについては、それぞれ電気的に接合されている。   Cylindrical lithium secondary batteries are housed in a predetermined cylindrical case together with a wound body in which a positive electrode and a negative electrode are formed into a sheet shape, stacked together via a separator and wound in a spiral shape, and an electrolyte filling the gap. It is a thing. Further, the positive electrode and the positive electrode terminal portion of the case, and the negative electrode and the negative electrode terminal portion of the case are electrically joined to each other.

本発明のリチウム二次電池の製造方法は、特に限定されない。例えば、上記円筒形リチウム二次電池においては、シート状の正負極を製造し、その正極及び負極をセパレータを介した状態で巻回して電極体を製造した後、あらかじめ調製しておいた電解液とともにケース内に封入する。このような手順により円筒形リチウム二次電池を製造することができる。   The method for producing the lithium secondary battery of the present invention is not particularly limited. For example, in the above cylindrical lithium secondary battery, a sheet-like positive and negative electrode is manufactured, the positive electrode and the negative electrode are wound with a separator interposed therebetween, and an electrode body is manufactured. And enclosed in a case. A cylindrical lithium secondary battery can be manufactured by such a procedure.

本発明のリチウム二次電池は、時定数増加に伴う電池電圧の降下スピードが鈍くなっており、本発明のリチウム二次電池用電極を用いたリチウム二次電池は、低温下での短時間出力が向上したリチウム二次電池となる効果を示す。本発明のリチウム電池は、低温出力特性に優れたリチウム二次電池であり、車載用電源として好適に用いることができる。   The lithium secondary battery of the present invention has a slow battery voltage drop speed with an increase in time constant, and the lithium secondary battery using the lithium secondary battery electrode of the present invention has a short-time output at a low temperature. Shows the effect of obtaining an improved lithium secondary battery. The lithium battery of the present invention is a lithium secondary battery having excellent low-temperature output characteristics, and can be suitably used as an in-vehicle power source.

以下、実施例を用いて本発明を説明する。   Hereinafter, the present invention will be described using examples.

本発明の実施例として、リチウム二次電池用電極及びリチウム二次電池を作製した。なお、リチウム二次電池の正極において電気二重層材料として用いられた活性炭の表面官能基、静電容量、粒径、比表面積、及び細孔分布の測定は、以下に示した手順により行われた。   As an example of the present invention, an electrode for a lithium secondary battery and a lithium secondary battery were produced. The measurement of the surface functional group, capacitance, particle size, specific surface area, and pore distribution of the activated carbon used as the electric double layer material in the positive electrode of the lithium secondary battery was performed according to the following procedure. .

《酸性表面官能基測定:BOEHM法》
電気二重層材料1gを3つの50ml遠沈管のそれぞれに正確に量り入れた。それぞれの遠沈管に以下の3種のアルカリ溶液のうちの1種を30mL加え、6時間振とうした。
(1)0.1mol/L水酸化ナトリウム水溶液
(2)0.05mol/L炭酸ナトリウム水溶液
(3)0.01mol/L炭酸水素ナトリウム水溶液
振とう後、遠心分離機で電気二重層材料と水相とを分離し、上澄み液をメンブランフィルター(0.45μm)でろ過した。このろ液20mlについて、以下の条件で滴定した。(1)〜(3)アルカリ溶液におけるそれぞれの滴定値の合計から酸性表面官能基の量を算出した。
・装置:COM−2500型 平沼自動滴定装置 平沼産業株式会社
・電極:GR−501
・滴定液:0.1mol/L塩酸水溶液
・最大滴下量:30mL
《静電容量測定》
電気化学キャパシタを作製し、作製された電気化学キャパシタを−30℃の一定温度中で、ポテンショ・ガルバノスタット(北斗電工株式会社製HA−501G)を用いて印加電圧2.0Vで5分間充電、2分間の休止時間の後、0.3mAにて放電した。静電容量は充電電圧から1.0Vにおいて、図1に示す放電カーブの電圧と時間の関係から図中に示す傾きdV/dtを最小二乗法によって求め、下記式数1より単極の活性炭質量当たりの静電容量を求めた。
<< Measurement of acidic surface functional groups: BOEHM method >>
1 g of electric double layer material was accurately weighed into each of three 50 ml centrifuge tubes. 30 mL of one of the following three types of alkaline solutions was added to each centrifuge tube and shaken for 6 hours.
(1) 0.1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution (2) 0.05 mol / L sodium carbonate aqueous solution (3) 0.01 mol / L sodium hydrogen carbonate aqueous solution After shaking, the electric double layer material and the aqueous phase are centrifuged. And the supernatant was filtered through a membrane filter (0.45 μm). 20 ml of this filtrate was titrated under the following conditions. (1) to (3) The amount of the acidic surface functional group was calculated from the sum of the titration values in the alkaline solution.
・ Apparatus: COM-2500 type Hiranuma automatic titration apparatus Hiranuma Sangyo Co., Ltd.
・ Titration solution: 0.1 mol / L hydrochloric acid aqueous solution ・ Maximum dropping amount: 30 mL
<Capacitance measurement>
An electrochemical capacitor was produced, and the produced electrochemical capacitor was charged at a constant temperature of −30 ° C. using a potentio galvanostat (HA-501G manufactured by Hokuto Denko Corporation) at an applied voltage of 2.0 V for 5 minutes. After a rest time of 2 minutes, the battery was discharged at 0.3 mA. The electrostatic capacity is 1.0 V from the charging voltage, and the slope dV / dt shown in the figure is obtained by the least square method from the relationship between the voltage and time of the discharge curve shown in FIG. The electrostatic capacity per unit was determined.

Figure 2005276604
Figure 2005276604

ここで、Cは活性炭質量当たりの静電容量、Iは電流、dV/dtは図1中の傾き、Wは単極当たりの活性炭質量である。   Here, C is the capacitance per activated carbon mass, I is the current, dV / dt is the slope in FIG. 1, and W is the activated carbon mass per single electrode.

《粒径の測定》
日機装株式会社製「HRA9320−X100型マイクロトラック」を用いて、粒度分布を測定し、平均粒径D50を求めた。
<Measurement of particle size>
The particle size distribution was measured using “HRA9320-X100 type microtrack” manufactured by Nikkiso Co., Ltd., and the average particle size D50 was determined.

《比表面積の測定》
カンタークローム社製「NOVA2000型BET比表面積測定装置」を用いて窒素吸着BET法による比表面積を測定した。
<< Measurement of specific surface area >>
The specific surface area by nitrogen adsorption BET method was measured using “NOVA2000 type BET specific surface area measuring device” manufactured by Canterchrome.

《細孔分布測定》
日本ベル株式会社製「BELSORP 36 高精度全自動ガス吸着装置」を用いて、下記条件にて測定した。吸着ガス:N2、死容積:He、吸着温度:液体窒素温度(77K)、測定前処理:150℃真空脱気、測定モード:等温での吸着・脱離、測定範囲:相対圧(P/P0)=0.00〜0.99、平衡時間:各平衡相対圧につき180sec、解析法:BJH法、細孔径範囲:20.0Å〜400Å(P/P0の最小変化幅0.05のため下限20.0Åは19.2Å或は21.6Åとなるためより近い19.2Åとした)。
<< Measurement of pore distribution >>
The measurement was performed under the following conditions using a “BELSORP 36 high-precision fully automatic gas adsorption device” manufactured by Nippon Bell Co., Ltd. Adsorption gas: N2, dead volume: He, adsorption temperature: liquid nitrogen temperature (77K), pretreatment for measurement: vacuum degassing at 150 ° C, measurement mode: adsorption / desorption at isothermal, measurement range: relative pressure (P / P0) ) = 0.00 to 0.99, Equilibrium time: 180 sec for each equilibrium relative pressure, Analytical method: BJH method, Pore diameter range: 20.0 mm to 400 mm (Because the minimum change width of P / P0 is 0.05, the lower limit is 20) .0Å was 19.2Å or 21.6Å, so it was closer to 19.2Å).

《剥離強度測定》
電極を長さ55mm、幅30mmで打ち抜いた後、打ち抜いた電極の幅中央に長さ100mm、幅6mmのポリエステルテープ(株式会社 寺岡製作所製 612S)を、7kg重のロールにて充分付着させる。これにより、テープ部が45mm長さ方向にでた、剥離強度測定用電極(図2参照)が得られる。
<Measurement of peel strength>
After the electrode is punched out with a length of 55 mm and a width of 30 mm, a polyester tape (612S manufactured by Teraoka Seisakusho Co., Ltd., 612S) having a length of 100 mm and a width of 6 mm is sufficiently adhered to the center of the width of the punched electrode. Thereby, the peel strength measuring electrode (see FIG. 2) with the tape portion extending in the 45 mm length direction is obtained.

得られた前記テープつき電極において、テープが付着していない電極部分を治具にて固定し、長さ方向に電極よりはみ出たテープ部をロードセルによりはさむ。図2に示す−X方向、速さ200mm/minにてロードセルを移動させることにより、剥離強度を測定した。   In the obtained electrode with tape, an electrode portion to which no tape is attached is fixed with a jig, and a tape portion protruding from the electrode in the length direction is sandwiched between load cells. The peel strength was measured by moving the load cell at −200 mm / min in the −X direction shown in FIG.

(実施例1)
(活性炭)
まず、電気二重層材料としての活性炭を、ヤシ殻を原料として炭化した後、アルカリ溶液を含ませて、水蒸気賦活法を施し、その後、酸性官能基を付与するため酸素雰囲気にて熱処理を施すことによって製造した。得られた活性炭の酸性官能基量は1.15meq/g、BJH法による細孔径20Å以上の細孔容量は1.501mL/g、BET比表面積は1900m2/gであった。
(静電容量測定用正極)
製造された活性炭を35質量部、導電剤として比表面積40m2/gのアセチレンブラック(電気化学工業製:HS−100)50質量部、バインダとしてポリフッ化ビニリデン15質量部からなる混合物にN−メチル−2−ピロリドンを加えて混練し、15μmのアルミ箔上に塗布した後、60℃にて3時間大気中で乾燥した。乾燥後、このシートを直径15mmに打ち抜き、打ち抜いたシートをプレスし、アルミ箔を除いた厚さが50μm(アルミ箔を含むシート全体の厚さが65μm)、アルミ箔を除いた質量が2.0mgの分極性電極を得た。
(静電容量測定用負極)
鱗片状グラファイトを98質量部、2質量部濃度のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩水溶液をアニオン性の水溶性有機化合物としてのカルボキシメチルセルロースナトリウムの固形分が1質量部となるように混合し、更に水性ディスパージョン樹脂としてSBR1質量部からなる混合物に水を加えて混練し、10μmの銅箔上に塗布した後、60℃にて3時間大気中で乾燥した。乾燥後、このシートを直径15mmに打ち抜き、打ち抜いたシートをプレスし、銅箔を除いた厚さが50μm(アルミ箔を含むシート全体の厚さが65μm)、銅箔を除いた質量が2.0mgの負極を得た。
(Example 1)
(Activated carbon)
First, activated carbon as an electric double layer material is carbonized using coconut shell as a raw material, then an alkali solution is included, a water vapor activation method is performed, and then heat treatment is performed in an oxygen atmosphere to impart an acidic functional group. Manufactured by. The amount of the acidic functional group of the obtained activated carbon was 1.15 meq / g, the pore volume with a pore diameter of 20 mm or more by the BJH method was 1.501 mL / g, and the BET specific surface area was 1900 m 2 / g.
(Positive electrode for capacitance measurement)
N-methyl was added to a mixture comprising 35 parts by mass of the activated carbon, 50 parts by mass of acetylene black (HS-100, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) having a specific surface area of 40 m 2 / g as a conductive agent, and 15 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a binder. -2-Pyrrolidone was added and kneaded, coated on a 15 μm aluminum foil, and then dried in the air at 60 ° C. for 3 hours. After drying, the sheet is punched to a diameter of 15 mm, the punched sheet is pressed, the thickness excluding the aluminum foil is 50 μm (the total thickness of the sheet including the aluminum foil is 65 μm), and the mass excluding the aluminum foil is 2. 0 mg of polarizable electrode was obtained.
(Negative electrode for capacitance measurement)
98 parts by weight of flaky graphite and 2 parts by weight of carboxymethylcellulose sodium salt aqueous solution are mixed so that the solid content of sodium carboxymethylcellulose as an anionic water-soluble organic compound is 1 part by weight, and further an aqueous dispersion resin As follows, water was added to a mixture consisting of 1 part by mass of SBR, kneaded, applied onto a 10 μm copper foil, and then dried in the air at 60 ° C. for 3 hours. After drying, the sheet is punched to a diameter of 15 mm, the punched sheet is pressed, the thickness excluding the copper foil is 50 μm (the total thickness of the sheet including the aluminum foil is 65 μm), and the mass excluding the copper foil is 2. 0 mg of negative electrode was obtained.

このように酸性表面官能基の影響がない負極を用いることにより、正確に正極のみの静電容量を測定することができる。これら正極、負極を120℃で真空乾燥した後、アルゴン雰囲気のグローブボックス中に移し、微多孔性セパレータ(商品名:UP3025、宇部興産製)を介して対向させて素子を形成し、1mol/LのLiPF6を含むエチレンカーボネート30質量部、エチルメチルカーボネート30質量部、及びジメチルカーボネート40質量部からなる混合溶液を含浸させてセルを作製した。これをステンレス(SUS316)とポリプロピレン製絶縁ガスケットからなるコイン型ケースの中に上記セルを挿入し、上記コイン型ケースをかしめ封口し、コイン型電気化学キャパシタを得た。得られた電気化学キャパシタの−30℃における静電容量を測定したところ、110F/gであった。すなわち、製造された活性炭の−30℃における静電容量は110F/gであった。   Thus, by using the negative electrode which is not affected by the acidic surface functional group, the capacitance of only the positive electrode can be accurately measured. These positive and negative electrodes were vacuum-dried at 120 ° C., then transferred into a glove box in an argon atmosphere, and faced through a microporous separator (trade name: UP3025, manufactured by Ube Industries) to form an element, 1 mol / L A cell was prepared by impregnating a mixed solution composed of 30 parts by mass of ethylene carbonate containing 30 parts by mass of ethyl carbonate, 30 parts by mass of ethyl methyl carbonate, and 40 parts by mass of dimethyl carbonate. The cell was inserted into a coin type case made of stainless steel (SUS316) and an insulating gasket made of polypropylene, and the coin type case was caulked and sealed to obtain a coin type electrochemical capacitor. It was 110 F / g when the electrostatic capacitance in -30 degreeC of the obtained electrochemical capacitor was measured. That is, the produced activated carbon had a capacitance at −30 ° C. of 110 F / g.

この電気二重層材料を用いてリチウム二次電池を、以下の手順で作製した。   Using this electric double layer material, a lithium secondary battery was produced by the following procedure.

(正極の製造)
正極活物質としてのリチウムニッケル酸化物87質量部、導電剤としてのケッチェンブラック(ケッチェンブラックインターナショナル製:ECP−600JD)2.6質量部、電気二重層材料としての上記活性炭4質量部に、2質量%濃度のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩水溶液をアニオン性の水溶性有機化合物としてのカルボキシメチルセルロースナトリウムの固形分が1質量部となるように混合し、更にノニオン性の水溶性有機化合物としてのポリエチレンオキサイド粉末(HLB20)1質量部と所定量の水を混合し、循環型攪拌機にて30分間攪拌した。その後、水性ディスパージョン樹脂としての固形分比率約50%のPTFEをPTFEの固形分が1質量部となるように添加し、循環型撹拌機を使い10分間攪拌した。なお、正極の製造時の固形分の合計は97.6質量部であった。このようにして得られたペーストをコンマコータにてアルミ箔上に片面あたり目付量4.92(mg/cm2)で両面塗布した。次にこの電極をロールプレス機を通し、電極密度を2.10(g/cm3)まで上げた。次にこの電極を幅5.4(cm)、長さ90(cm)にカットし、電流取り出し用のリードタブ溶接部として長さ2.5(cm)分の電極合材を掻き取った。この電極の有効反応面積は5.4(cm)×87.5(cm)×2=945(cm2)である。また、電極の剥離強度は119mNであった。
(Manufacture of positive electrode)
To 87 parts by mass of lithium nickel oxide as a positive electrode active material, 2.6 parts by mass of Ketjen black (manufactured by Ketjen Black International: ECP-600JD) as a conductive agent, and 4 parts by mass of the activated carbon as an electric double layer material, 2% by weight carboxymethylcellulose sodium salt aqueous solution is mixed so that the solid content of sodium carboxymethylcellulose as an anionic water-soluble organic compound is 1 part by mass, and further polyethylene oxide powder as a nonionic water-soluble organic compound (HLB20) 1 part by mass and a predetermined amount of water were mixed and stirred for 30 minutes with a circulating stirrer. Thereafter, PTFE having a solid content ratio of about 50% as an aqueous dispersion resin was added so that the solid content of PTFE was 1 part by mass, and the mixture was stirred for 10 minutes using a circulating stirrer. The total solid content at the time of manufacturing the positive electrode was 97.6 parts by mass. The paste thus obtained was applied onto both sides of an aluminum foil with a comma coater at a basis weight of 4.92 (mg / cm 2 ) per side. Next, this electrode was passed through a roll press to increase the electrode density to 2.10 (g / cm 3 ). Next, this electrode was cut into a width of 5.4 (cm) and a length of 90 (cm), and an electrode mixture for a length of 2.5 (cm) was scraped off as a lead tab weld for extracting current. The effective reaction area of this electrode is 5.4 (cm) × 87.5 (cm) × 2 = 945 (cm 2 ). The peel strength of the electrode was 119 mN.

(負極の製造)
負極は、負極活物質としての鱗片状グラファイト98質量部、2質量%濃度のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩水溶液をアニオン性の水溶性有機化合物としてのカルボキシメチルセルロースナトリウムの固形分が1質量部となるように混合し、更に水性ディスパージョン樹脂としてのSBR1質量部と所定量の水と混合し、グラファイトを分散させたペーストを正極と同様にコンマコータを使い銅箔上に片面あたりの目付量3.36(mg/cm2)で両面塗布した。その後ロールプレス機を通し、電極密度を1.28(g/cm3)まで上げた電極を作製した。次にこの電極を幅5.6(cm)、長さ94(cm)にカットし、電極取り出し用のリードタブ溶接部として長さ0.5(cm)分の電極合材を掻き取った。この電極の有効反応面積は、5.6(cm)×93.5(cm)×2=1047.2(cm2)である。
(Manufacture of negative electrode)
In the negative electrode, 98 parts by mass of flaky graphite as a negative electrode active material and a 2% by weight carboxymethylcellulose sodium salt aqueous solution are mixed so that the solid content of sodium carboxymethylcellulose as an anionic water-soluble organic compound is 1 part by mass. Further, 1 part by mass of SBR as an aqueous dispersion resin and a predetermined amount of water were mixed, and a paste in which graphite was dispersed was applied to a copper foil on a copper foil using a comma coater in the same manner as the positive electrode 3.36 mg / mg cm 2 ). Thereafter, an electrode having an electrode density increased to 1.28 (g / cm 3 ) was produced through a roll press. Next, this electrode was cut into a width of 5.6 (cm) and a length of 94 (cm), and an electrode mixture for a length of 0.5 (cm) was scraped off as a lead tab weld for taking out the electrode. The effective reaction area of this electrode is 5.6 (cm) × 93.5 (cm) × 2 = 1047.2 (cm 2 ).

(電池の組立)
以上で得られたシート状正極及びシート状負極を、セパレータを介した状態で巻回して、巻回型電極体を形成した。セパレ−タにはポリエチレン製厚み25μmのものを用いた。得られた巻回型電極体は、ケースの内部に挿入し、ケース内に保持した。このとき、シート状正極及びシート状負極のリードタブ溶接部に一端が溶接された集電リードは、ケースの正極端子あるいは負極端子に接合した。その後、巻回型電極体が保持されたケース内に電解液を注入した後に、ケースを密閉、封止した。
(Battery assembly)
The sheet-like positive electrode and the sheet-like negative electrode obtained above were wound with a separator interposed therebetween to form a wound electrode body. A separator made of polyethylene having a thickness of 25 μm was used. The obtained wound electrode body was inserted into the case and held in the case. At this time, the current collecting lead having one end welded to the lead tab weld portion of the sheet-like positive electrode and the sheet-like negative electrode was joined to the positive electrode terminal or the negative electrode terminal of the case. Then, after inject | pouring electrolyte solution in the case where the winding type electrode body was hold | maintained, the case was sealed and sealed.

以上の手順により、φ18mm、軸方向の長さ65mmの本実施例の円筒形リチウム二次電池を製造した。   The cylindrical lithium secondary battery of this example having a diameter of 18 mm and an axial length of 65 mm was manufactured by the above procedure.

(比較例1)
酸素雰囲気にて熱処理を施さない以外は、実施例1と同様に活性炭を製造した。酸性官能基量は0.22meq/gであり、BJH法による細孔径20Å以上の細孔容量は1.360mL/g、BET比表面積は1900m2/g、−30℃における静電容量は110F/gであった。
(Comparative Example 1)
Activated carbon was produced in the same manner as in Example 1 except that heat treatment was not performed in an oxygen atmosphere. The amount of the acidic functional group is 0.22 meq / g, the pore volume with a pore diameter of 20 mm or more by the BJH method is 1.360 mL / g, the BET specific surface area is 1900 m 2 / g, and the capacitance at −30 ° C. is 110 F / g.

この活性炭を用いて、実施例1と同様に正極を作製しようとしたが、ペースト作製時に凝集が多発し、充分に分散したペーストができず、電池作製できなかった。   Using this activated carbon, an attempt was made to produce a positive electrode in the same manner as in Example 1. However, agglomeration occurred frequently at the time of producing the paste, a sufficiently dispersed paste could not be produced, and a battery could not be produced.

(実施例2)
電気二重層材料としての活性炭を、木屑原料を炭化と同時に薬品賦活を施すことによって得られた活性炭を用いた以外は、実施例1と同様なリチウム二次電池である。
(Example 2)
The lithium secondary battery is the same as that of Example 1 except that activated carbon obtained by subjecting activated carbon as an electric double layer material to chemical activation simultaneously with carbonization of a wood chip material is used.

なお、本実施例において用いられた木屑より製造された活性炭の酸性官能基量は0.68meq/g、細孔径20Å以上の細孔容量は1.464mL/g、BET比表面積は1800m2/g、−30℃における静電容量は108F/g、電極の剥離強度は87mNであった。 In addition, the amount of acidic functional groups of the activated carbon produced from the wood chips used in this example is 0.68 meq / g, the pore volume of pore diameters of 20 mm or more is 1.464 mL / g, and the BET specific surface area is 1800 m 2 / g. The electrostatic capacity at −30 ° C. was 108 F / g, and the peel strength of the electrode was 87 mN.

(実施例3)
電気二重層材料として、木屑を原料として水蒸気賦活法によって得られた活性炭を用いた以外は、実施例1と同様なリチウム二次電池である。
(Example 3)
The lithium secondary battery is the same as that of Example 1 except that activated carbon obtained by a steam activation method using wood chips as a raw material is used as the electric double layer material.

なお、本実施例において用いられた活性炭の酸性官能基量は0.39meq/g、細孔径20Å以上の細孔容量は0.418mL/g、BET比表面積は1200m2/g、−30℃における静電容量は93F/g、電極の剥離強度は64mNであった。 In addition, the acidic functional group amount of the activated carbon used in this example is 0.39 meq / g, the pore volume of pore diameter 20 mm or more is 0.418 mL / g, the BET specific surface area is 1200 m 2 / g, at −30 ° C. The capacitance was 93 F / g, and the peel strength of the electrode was 64 mN.

(実施例4)
電気二重層材料として、ポリフッ化ビニリデンを超臨界乾燥によりカーボンエアロジェル(MarkeTech International Inc.)を原料として炭化、水蒸気賦活、酸素雰囲気にて熱処理を施すことによって得られた炭素材料を用いた以外は、実施例1と同様なリチウム二次電池である。
Example 4
Except for the use of carbon materials obtained by carbonization, steam activation, and heat treatment in an oxygen atmosphere using carbon aerogel (MarkeTech International Inc.) as a raw material by supercritical drying of polyvinylidene fluoride as the electric double layer material A lithium secondary battery similar to that of Example 1.

なお、本実施例において用いられた炭素材料の酸性官能基量は0.36meq/g、BJH法による細孔径20Å以上の細孔容量は1.650mL/g、BET比表面積は1200m2/g、−30℃における静電容量は105F/g、電極の剥離強度は57mNであった。 The amount of acidic functional groups of the carbon material used in this example is 0.36 meq / g, the pore volume with a pore diameter of 20 mm or more by the BJH method is 1.650 mL / g, the BET specific surface area is 1200 m 2 / g, The capacitance at −30 ° C. was 105 F / g, and the peel strength of the electrode was 57 mN.

(実施例5)
電気二重層材料として、導電性高分子材料であるスルホン基を導入したポリアニリンを用いた以外は、実施例1と同様なリチウム二次電池である。
(Example 5)
The lithium secondary battery is the same as that of Example 1 except that polyaniline having a sulfone group introduced therein is used as the electric double layer material.

なお、本実施例において用いられたポリアニリンの酸性官能基量は1.0meq/g、−30℃における静電容量は105F/g、電極の剥離強度は210mNであった。   The amount of acidic functional groups of the polyaniline used in this example was 1.0 meq / g, the capacitance at −30 ° C. was 105 F / g, and the peel strength of the electrode was 210 mN.

(比較例2)
電気二重層材料として、フェノールを原料として水蒸気賦活法によって得られた活性炭を用いた。
(Comparative Example 2)
As the electric double layer material, activated carbon obtained by a steam activation method using phenol as a raw material was used.

なお、本実施例において用いられた活性炭の酸性官能基量は0.26meq/g、細孔径20Å以上の細孔容量は0.153mL/g、BET比表面積は2000m2/g、−30℃における静電容量は63F/gであった。 In addition, the acidic functional group amount of the activated carbon used in this example is 0.26 meq / g, the pore volume of pore diameter 20 mm or more is 0.153 mL / g, the BET specific surface area is 2000 m 2 / g, at −30 ° C. The capacitance was 63 F / g.

この活性炭を用いて、実施例1と同様に正極を作製しようとしたが、ペースト作製時に凝集が多発し、充分に分散したペーストができず、電池作製できなかった。   Using this activated carbon, an attempt was made to produce a positive electrode in the same manner as in Example 1. However, agglomeration occurred frequently at the time of producing the paste, a sufficiently dispersed paste could not be produced, and a battery could not be produced.

(比較例3)
電気二重層材料として、フェノールを原料としてアルカリ賦活法によって得られた活性炭を用いた。
(Comparative Example 3)
As the electric double layer material, activated carbon obtained by an alkali activation method using phenol as a raw material was used.

なお、本実施例において用いられた活性炭の活性炭の酸性官能基量は0.20meq/g、細孔径20Å以上の細孔容量は0.167mL/g、BET比表面積は2300m2/g、−30℃における静電容量は80F/gであった。 In addition, the acidic functional group amount of the activated carbon of the activated carbon used in this example is 0.20 meq / g, the pore volume of pore diameter 20 mm or more is 0.167 mL / g, the BET specific surface area is 2300 m 2 / g, −30 The capacitance at 0 ° C. was 80 F / g.

この活性炭を用いて、実施例1と同様に正極を作製しようとしたが、ペースト作製時に凝集が多発し、充分に分散したペーストができず、電池作製できなかった。   Using this activated carbon, an attempt was made to produce a positive electrode in the same manner as in Example 1. However, agglomeration occurred frequently at the time of producing the paste, a sufficiently dispersed paste could not be produced, and a battery could not be produced.

(実施例6)
電気二重層材料としての活性炭を5質量部にした以外は実施例1と同様にリチウム二次電池を製造した。なお、正極の製造時の固形分の合計は98.6質量部であり、目付け量は4.96(mg/cm2)とした。
(Example 6)
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the activated carbon as the electric double layer material was changed to 5 parts by mass. The total solid content at the time of producing the positive electrode was 98.6 parts by mass, and the basis weight was 4.96 (mg / cm 2 ).

(実施例7)
電気二重層材料としての活性炭を10質量部にし、剥離強度を向上するためPTFEの固形分が4質量部となるように添加した以外は実施例1と同様にリチウム二次電池を製造した。なお、正極の製造時の固形分の合計は105.6質量部であり、目付け量は5.31(mg/cm2)とした。
(Example 7)
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that 10 parts by mass of activated carbon as the electric double layer material was added so that the solid content of PTFE was 4 parts by mass in order to improve the peel strength. In addition, the total of solid content at the time of manufacture of a positive electrode was 105.6 mass parts, and the fabric weight was 5.31 (mg / cm < 2 >).

(実施例8)
電気二重層材料としての活性炭を15質量部にし、剥離強度を向上するためPTFEの固形分が6質量部となるように添加した以外は実施例1と同様にリチウム二次電池を製造した。なお、正極の製造時の固形分の合計は112.6質量部であり、目付け量は5.67(mg/cm2)とした。
(Example 8)
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the active carbon as an electric double layer material was added in an amount of 15 parts by mass and the solid content of PTFE was 6 parts by mass in order to improve the peel strength. The total solid content at the time of manufacturing the positive electrode was 112.6 parts by mass, and the basis weight was 5.67 (mg / cm 2 ).

(実施例9)
電気二重層材料としての活性炭を20質量部にし、剥離強度を向上するためPTFEの固形分が11質量部となるように添加した以外は実施例1と同様にリチウム二次電池を製造した。なお、正極の製造時の固形分の合計は119.6質量部であり、目付け量は60.2(mg/cm2)とした。
Example 9
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the active carbon as an electric double layer material was 20 parts by mass and that the solid content of PTFE was 11 parts by mass in order to improve the peel strength. The total solid content at the time of manufacturing the positive electrode was 119.6 parts by mass, and the basis weight was 60.2 (mg / cm 2 ).

(実施例10)
実施例9は、以下に示した正極を用いた以外は、実施例1と同様に製造したリチウム二次電池である。正極活物質としてのリチウムニッケル酸化物86.9質量部、導電剤としてのケッチェンブラック(品番:ECP−600JD)4.1質量部を用いて、正極活物質に導電剤を被覆した。
(Example 10)
Example 9 is a lithium secondary battery manufactured in the same manner as in Example 1 except that the positive electrode shown below was used. The positive electrode active material was coated with 86.9 parts by mass of the lithium nickel oxide as the positive electrode active material and 4.1 parts by mass of Ketjen black (product number: ECP-600JD) as the conductive agent.

活物質に導電剤を被覆する方法として、図3に示すメカノケミカル反応を利用する皮膜形成装置を用いて行った。この皮膜形成装置は、内部空間10をもつ回転ドラム1を有し、その内部空間10に、押圧剪断ヘッド3と固定軸2と第1アーム4と爪5と第2アーム6とが内設されている。   As a method for coating the active material with the conductive agent, a film forming apparatus using a mechanochemical reaction shown in FIG. 3 was used. This film forming apparatus has a rotating drum 1 having an internal space 10, and a press shear head 3, a fixed shaft 2, a first arm 4, a claw 5, and a second arm 6 are provided in the internal space 10. ing.

押圧剪断ヘッド3は回転ドラム1の内周面に対して僅かな隙間を介して設けられている。押圧剪断ヘッド3は、回転ドラム1の半径方向外方に向けて設けられ且つ回転ドラム1の内周面よりも曲率の大きい面をもち、その面と反対側が第1アーム4の先端部に固定されている。第1アーム4の他端部は回転ドラム1内部の固定軸2に固定されている。   The pressing shear head 3 is provided with a slight gap with respect to the inner peripheral surface of the rotary drum 1. The pressure shearing head 3 has a surface that is provided outwardly in the radial direction of the rotating drum 1 and has a larger curvature than the inner peripheral surface of the rotating drum 1, and the side opposite to the surface is fixed to the tip of the first arm 4. Has been. The other end of the first arm 4 is fixed to a fixed shaft 2 inside the rotary drum 1.

固定軸2は、回転ドラム1を回転したとき際の第1アーム4の回転後方(つまり、回転ドラム1は図2上で時計回りに回転している)に、所定角度を隔てて第2アーム6の一端部が固定されている。第2アーム6の他端部には回転ドラム1の内周面近くにまで延びる爪5が固定されている。   The fixed shaft 2 has a second arm at a predetermined angle behind the first arm 4 when the rotary drum 1 is rotated (that is, the rotary drum 1 rotates clockwise in FIG. 2). One end of 6 is fixed. A claw 5 extending to the vicinity of the inner peripheral surface of the rotary drum 1 is fixed to the other end of the second arm 6.

この皮膜形成装置の内部空間10に、上記混合粉を入れ、回転ドラム1を所定回転数で所定時間(処理時間)回転させた。回転ドラム1内では押圧剪断ヘッド3と回転ドラム1の内周面との間の押圧剪断力により混合粉にメカノケミカル作用が生じてリチウムニッケル酸化物の各粒子の表面にケッチェンブラックを被覆することができた。回転ドラム1内部では爪5により混合粉を適宜描き落としているので、混合粉は全体的に被覆作用が進行した。   The mixed powder was put into the internal space 10 of the film forming apparatus, and the rotary drum 1 was rotated at a predetermined rotation speed for a predetermined time (processing time). In the rotary drum 1, a mechanochemical action is produced on the mixed powder by the press shear force between the press shear head 3 and the inner peripheral surface of the rotary drum 1, and the surface of each particle of lithium nickel oxide is coated with ketjen black. I was able to. Since the mixed powder was appropriately drawn off by the claw 5 inside the rotating drum 1, the coating action of the mixed powder proceeded as a whole.

以上のケッチェンブラックで被覆された活物質に、3質量部の活性炭(実施例2使用と同じ)、6質量部の導電剤として比表面積40m/gの電気化学製アセチレンブラック(HS-100)、2質量部濃度のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩水溶液をアニオン性の水溶性有機化合物としてのカルボキシメチルセルロースナトリウムの固形分が1質量部となるように混合し、更にノニオン性の水溶性有機化合物としてのポリエチレンオキサイド粉末1質量部と所定量の水を混合し、循環型攪拌機にて30分間攪拌する。その後、水性ディスパージョン樹脂としての固形分比率約50%のPTFEをPTFEの固形分が1質量部となるように添加し、循環型撹拌機を使い10分間攪拌する。なお、正極の製造時の固形分の合計は97.6質量部である。このようにして得られたペーストをコンマコータにてアルミ箔上に片面あたり目付量4.92(mg/cm2)で両面塗布した。 On the active material coated with the above ketjen black, 3 parts by mass of activated carbon (same as used in Example 2) and 6 parts by mass of a conductive agent as electrochemical acetylene black (HS-100) having a specific surface area of 40 m 2 / g ) A carboxymethylcellulose sodium salt aqueous solution with a concentration of 2 parts by mass is mixed so that the solid content of sodium carboxymethylcellulose as an anionic water-soluble organic compound is 1 part by mass, and further polyethylene as a nonionic water-soluble organic compound 1 part by mass of oxide powder and a predetermined amount of water are mixed and stirred for 30 minutes with a circulating stirrer. Thereafter, PTFE having a solid content ratio of about 50% as an aqueous dispersion resin is added so that the solid content of PTFE is 1 part by mass, and the mixture is stirred for 10 minutes using a circulation type stirrer. In addition, the sum total of the solid content at the time of manufacture of a positive electrode is 97.6 mass parts. The paste thus obtained was applied onto both sides of an aluminum foil with a comma coater at a basis weight of 4.92 (mg / cm 2 ) per side.

(実施例11)
実施例10は、以下に示した負極を用いた以外は、実施例1と同様に製造したリチウム二次電池である。
(Example 11)
Example 10 is a lithium secondary battery produced in the same manner as in Example 1 except that the negative electrode shown below was used.

(負極の製造)
負極活物質として鱗片状グラファイト98質量部、擬似電気二重層材料としての1.3質量%のポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸水溶液を固形分が2質量部となるように混合した。つづいて、2質量%のカルボキシメチルセルロースナトリウム塩水溶液をアニオン性の水溶性有機化合物としてのカルボキシメチルセルロースナトリウムの固形分が1質量部となるように混合し、更に水性ディスパージョン樹脂としてSBR1質量部を所定量の水と混合して、グラファイトを分散させたペーストを調製した。調製されたペーストをコンマコータを使い銅箔上に片面あたりの目付量3.37(mg/cm2)で両面塗布し、その後ロールプレス機を通し、電極密度を1.28(g/cm3)まで上げた電極を作製した。なお、負極の製造時の固形分の合計は102質量部であった。
(Manufacture of negative electrode)
As a negative electrode active material, 98 parts by mass of flaky graphite and 1.3% by mass of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / polystyrenesulfonic acid aqueous solution as a pseudo electric double layer material so that the solid content becomes 2 parts by mass. Mixed. Subsequently, a 2% by mass aqueous solution of sodium carboxymethylcellulose was mixed so that the solid content of sodium carboxymethylcellulose as an anionic water-soluble organic compound was 1 part by mass, and further 1 part by mass of SBR was added as an aqueous dispersion resin. A paste in which graphite was dispersed was prepared by mixing with a fixed amount of water. The prepared paste was coated on a copper foil with a basis weight of 3.37 (mg / cm 2 ) on a copper foil using a comma coater, then passed through a roll press machine, and the electrode density was 1.28 (g / cm 3 ). An electrode raised up to 2 mm was produced. In addition, the sum total of the solid content at the time of manufacture of a negative electrode was 102 mass parts.

なお、本実施例において用いられたポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)の酸性官能基量は0.36meq/g、−30℃における静電容量は105F/gであった。   The amount of acidic functional groups of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) used in this example was 0.36 meq / g, and the capacitance at −30 ° C. was 105 F / g.

(評価)
実施例及び比較例の各電池の評価として、電池初期容量、室温出力及び低温出力を測定した。測定結果を表1及び2に示した。それぞれの容量及び出力の測定は、以下に示した測定手順により行った。
(Evaluation)
As evaluation of each battery of the examples and comparative examples, the initial battery capacity, room temperature output and low temperature output were measured. The measurement results are shown in Tables 1 and 2. Each capacity and output were measured by the following measurement procedure.

《電池初期容量》
初回は充電電流250(mA)で4.1(V)までCC−CV充電し、放電電流333(mA)で3.0(V)までCC放電を行った。次に充電電流1000(mA)で4.1(V)までCC−CV充電、放電電流1000(mA)で3.0(V)までCC放電を4回行った後、充電電流1000(mA)で4.1(V)までCC−CV充電、放電電流333(mA)で3.0(V)までCC放電し、この時の放電容量を電池初期容量とした。なお、測定は25℃の雰囲気で行った。
《Battery initial capacity》
The first time, CC-CV charge was performed to 4.1 (V) with a charge current of 250 (mA), and CC discharge was performed to 3.0 (V) with a discharge current of 333 (mA). Next, CC-CV charge is performed to 4.1 (V) at a charge current of 1000 (mA), and CC discharge is performed four times to 3.0 (V) at a discharge current of 1000 (mA), and then a charge current of 1000 (mA). CC-CV charge up to 4.1 (V) and CC discharge to 3.0 (V) at a discharge current 333 (mA), and the discharge capacity at this time was defined as the battery initial capacity. The measurement was performed in an atmosphere at 25 ° C.

《室温出力》
初期放電容量測定後、25℃に保ち、充電電流1000mAで3.750V(SOC60%)までCC−CV充電した。その後、300mA、900mA、2.7A、5.4A、8.1Aの順にそれぞれ10秒間放電、10秒間充電を繰り返し、それぞれの電流値及び閉回路電池電圧を直線近似し、その直線が3.0Vと交差する点の電流値を読み取り、その電流値に3Vを乗ずることにより出力を求めた。なお、測定はすべて25℃で行った。
《Room temperature output》
After the initial discharge capacity measurement, the temperature was kept at 25 ° C., and the battery was CC-CV charged to 3.750 V (SOC 60%) at a charging current of 1000 mA. After that, 300 mA, 900 mA, 2.7 A, 5.4 A, and 8.1 A were each discharged for 10 seconds and charged for 10 seconds in order, and each current value and closed circuit battery voltage were approximated to a straight line, and the straight line was 3.0 V. The output was obtained by reading the current value at the point of crossing and multiplying the current value by 3V. All measurements were performed at 25 ° C.

《低温出力》
初期放電容量測定後、25℃に保ち、充電電流1000mAで3.618V(SOC40%)までCC−CV充電した。
<Low temperature output>
After the initial discharge capacity measurement, the temperature was kept at 25 ° C., and the battery was CC-CV charged to 3.618 V (SOC 40%) at a charging current of 1000 mA.

その後、100mA、200mA、300mA、400mA、600mA、1000mAの順に2点をそれぞれ2秒間放電、2秒間充電を繰り返し、それぞれの点の電流値、閉回路電池電圧を測定し、3.0V前後の2点を結んだ直線が3.0Vと交差する点の電流値を読み取り、その電流値に3Vを乗ずることにより出力を求めた。なお、測定はすべて−30℃で行った。   Thereafter, discharging the two points in the order of 100 mA, 200 mA, 300 mA, 400 mA, 600 mA, and 1000 mA for 2 seconds each, repeating the charging for 2 seconds, measuring the current value and the closed circuit battery voltage at each point, The current value at the point where the straight line connecting the points crossed 3.0V was read, and the output was obtained by multiplying the current value by 3V. All measurements were performed at -30 ° C.

表1及び表2に結果を示す。   Tables 1 and 2 show the results.

Figure 2005276604
Figure 2005276604

Figure 2005276604
Figure 2005276604

表1及び表2より、各実施例の電池は、電池容量、低温及び室温での出力にすぐれた電池であることが明らかになった。特に、各比較例は、活性炭の分散状態が悪いため、剥離強度がほとんどないことが明らかになった。   From Table 1 and Table 2, it was revealed that the batteries of each Example were excellent in battery capacity, output at low temperature and room temperature. In particular, each comparative example was found to have almost no peel strength due to poor dispersion of activated carbon.

各実施例のリチウム二次電池は、−30℃の低温においても充分な出力特性を有することから、電気自動車などの車載用の二次電池として用いることが可能となることが明らかになった。   Since the lithium secondary battery of each Example has sufficient output characteristics even at a low temperature of −30 ° C., it has been clarified that the lithium secondary battery can be used as an in-vehicle secondary battery such as an electric vehicle.

静電容量の測定における放電カーブの電圧と時間の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the voltage of the discharge curve, and time in the measurement of an electrostatic capacitance. 実施例において剥離強度を測定する様子を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed a mode that peel strength was measured in an Example. 実施例で用いた皮膜形成装置の構成の概略を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the outline of the structure of the film forming apparatus used in the Example.

符号の説明Explanation of symbols

1…回転ドラム 10…内部空間
2…固定軸
3…押圧剪断ヘッド
4…第1アーム
5…爪
6…第2アーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotary drum 10 ... Internal space 2 ... Fixed axis | shaft 3 ... Pressing shear head 4 ... 1st arm 5 ... Claw 6 ... 2nd arm

Claims (16)

Liイオンを吸蔵・放出できる活物質と、電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する少なくとも一種の材料と、少なくとも一種の水溶性有機化合物と、を含む合材層を有するリチウム電池用電極であって、
該電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する材料は、酸性表面官能基を持つことを特徴とするリチウム二次電池用電極。
An electrode for a lithium battery having a composite layer including an active material capable of inserting and extracting Li ions, at least one material having electric double layer capacity or pseudo electric double layer capacity, and at least one water-soluble organic compound. There,
The electrode for a lithium secondary battery, wherein the material having the electric double layer capacity or the pseudo electric double layer capacity has an acidic surface functional group.
前記電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する材料は、0.30meq/g以上の酸性表面官能基を有する請求項1記載のリチウム二次電池用電極。   The electrode for a lithium secondary battery according to claim 1, wherein the material having the electric double layer capacity or pseudo electric double layer capacity has an acidic surface functional group of 0.30 meq / g or more. 前記電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する材料は、O/C比が0.05以上である請求項1記載のリチウム二次電池用電極。   The electrode for a lithium secondary battery according to claim 1, wherein the material having the electric double layer capacity or the pseudo electric double layer capacity has an O / C ratio of 0.05 or more. 前記電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する材料は、15.7MPa(160kgf/cm)にて圧縮時の粉体圧縮抵抗が10Ωcm以下である請求項1に記載のリチウム二次電池用電極。 2. The lithium secondary material according to claim 1, wherein the material having the electric double layer capacity or the pseudo electric double layer capacity has a powder compression resistance of 10 7 Ωcm or less when compressed at 15.7 MPa (160 kgf / cm 2 ). Battery electrode. 前記電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する材料の含有量は、前記合材層全体を100質量%としたときに、13.3質量%以下である請求項1に記載のリチウム二次電池用電極。   2. The lithium secondary according to claim 1, wherein the content of the material having the electric double layer capacity or the pseudo electric double layer capacity is 13.3 mass% or less when the entire composite material layer is 100 mass%. Battery electrode. 前記電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する材料は、比表面積1200m/g以上である炭素材料及び導電性高分子材料の少なくとも一方である請求項1に記載のリチウム二次電池用電極。 2. The electrode for a lithium secondary battery according to claim 1, wherein the material having the electric double layer capacity or the pseudo electric double layer capacity is at least one of a carbon material and a conductive polymer material having a specific surface area of 1200 m 2 / g or more. . 前記電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する材料は、細孔径が2nm以上の細孔容積が0.418mL/g以上の細孔を有する炭素材料である請求項6に記載のリチウム二次電池用電極。   The lithium secondary material according to claim 6, wherein the material having the electric double layer capacity or the pseudo electric double layer capacity is a carbon material having pores having a pore diameter of 2 nm or more and a pore volume of 0.418 mL / g or more. Battery electrode. 前記水溶性有機化合物は、アニオン性又はHLBが4以上のノニオン性である請求項1記載のリチウム二次電池用電極。   The electrode for a lithium secondary battery according to claim 1, wherein the water-soluble organic compound is anionic or nonionic with an HLB of 4 or more. Liイオンを吸蔵・放出できる活物質と、電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する少なくとも一種の材料と、少なくとも一種の水溶性有機化合物と、を含む合材層を有するリチウム二次電池用電極を用いたリチウム二次電池であって、
該電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する材料は、酸性表面官能基を持つことを特徴とするリチウム二次電池。
For a lithium secondary battery having a composite layer including an active material capable of inserting and extracting Li ions, at least one material having electric double layer capacity or pseudo electric double layer capacity, and at least one water-soluble organic compound A lithium secondary battery using an electrode,
The lithium secondary battery, wherein the material having the electric double layer capacity or the pseudo electric double layer capacity has an acidic surface functional group.
前記電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する材料は、0.30meq/g以上の酸性表面官能基を有する請求項9に記載のリチウム二次電池。   The lithium secondary battery according to claim 9, wherein the material having the electric double layer capacity or the pseudo electric double layer capacity has an acidic surface functional group of 0.30 meq / g or more. 前記電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する材料は、O/C比が0.05以上である請求項9に記載のリチウム二次電池。   The lithium secondary battery according to claim 9, wherein the material having the electric double layer capacity or the pseudo electric double layer capacity has an O / C ratio of 0.05 or more. 前記電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する材料は、15.7MPa(160kgf/cm)にて圧縮時の粉体圧縮抵抗において10Ωcm以下である請求項9に記載のリチウム二次電池。 The lithium secondary material according to claim 9, wherein the material having the electric double layer capacity or the pseudo electric double layer capacity has a powder compression resistance of 10 7 Ωcm or less when compressed at 15.7 MPa (160 kgf / cm 2 ). battery. 前記電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する材料の含有量は、前記合材層全体を100質量%としたときに、13.3質量%以下である請求項9に記載のリチウム二次電池。   10. The lithium secondary according to claim 9, wherein a content of the material having the electric double layer capacity or the pseudo electric double layer capacity is 13.3 mass% or less when the entire composite material layer is 100 mass%. battery. 前記電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する材料は、比表面積1200m/g以上である炭素材料及び導電性高分子材料の少なくとも一方である請求項9に記載のリチウム二次電池。 The lithium secondary battery according to claim 9, wherein the material having the electric double layer capacity or the pseudo electric double layer capacity is at least one of a carbon material and a conductive polymer material having a specific surface area of 1200 m 2 / g or more. 前記電気二重層容量又は擬似電気二重層容量を有する材料は、細孔径が2nm以上の細孔容積が0.418mL/g以上の細孔を有する炭素材料である請求項9に記載のリチウム二次電池用電極。   The lithium secondary material according to claim 9, wherein the material having the electric double layer capacity or the pseudo electric double layer capacity is a carbon material having pores having a pore diameter of 2 nm or more and a pore volume of 0.418 mL / g or more. Battery electrode. 前記水溶性有機化合物は、アニオン性又はHLBが4以上のノニオン性である請求項9に記載のリチウム二次電池用電極。   The electrode for a lithium secondary battery according to claim 9, wherein the water-soluble organic compound is anionic or nonionic with an HLB of 4 or more.
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