JP2007103134A - Lithium ion secondary battery and its manufacturing method - Google Patents

Lithium ion secondary battery and its manufacturing method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium ion secondary battery having a high output and high reliability, as well as its manufacturing method. <P>SOLUTION: The lithium ion secondary battery 100 is provided with a cathode active substance 153 and a cathode 155 composed of a high specific surface area carbon material 154 having a specific surface area of 100m<SP>2</SP>/g or more. A surface of the high specific surface area carbon material 154 is covered by carbonate 158. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池、及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a lithium ion secondary battery and a method for manufacturing the same.

リチウムイオン二次電池は、ポータブル機器や携帯機器などの電源として、また、電気自動車やハイブリッド自動車などの電源として注目されている。ところが、リチウムイオン二次電池では、充放電の繰り返しや、過充電などを行った場合に、正極表面で電解液の分解反応が起こり、この反応により生成された化合物によって、正極表面が被覆されてしまう問題がある。この被膜により、電池のIV抵抗値(内部抵抗)が上昇して、電池の出力特性が低下してしまう。かかる問題を解決すべく、近年、様々なリチウムイオン二次電池やその製造方法が提案されている(例えば、特許文献1,2参照)。   Lithium ion secondary batteries are attracting attention as power sources for portable devices and portable devices, and as power sources for electric vehicles and hybrid vehicles. However, in a lithium ion secondary battery, when charging / discharging is repeated or overcharged, a decomposition reaction of the electrolytic solution occurs on the surface of the positive electrode, and the surface of the positive electrode is covered with a compound generated by this reaction. There is a problem. With this coating, the IV resistance value (internal resistance) of the battery increases, and the output characteristics of the battery deteriorate. In recent years, various lithium ion secondary batteries and manufacturing methods thereof have been proposed in order to solve such problems (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開平7−245107号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-245107 特開2003−92146号公報JP 2003-92146 A

特許文献1では、ニッケル酸リチウムの表面を炭酸リチウムで被覆した正極活物質を用いたリチウムイオン二次電池を提案している。ニッケル酸リチウムの表面を炭酸リチウムで被覆することで、ニッケル酸リチウムと電解液との接触面を低減して、電解液の分解反応によって生じる被膜の形成を抑制するようにしている。具体的には、焼成したニッケル酸リチウムを150℃の炭酸ガス雰囲気中に2〜3分放置することにより、または、ニッケル酸リチウムを200℃の空気中に10分間放置することにより、ニッケル酸リチウムの表面を炭酸リチウムで被覆するようにしている。   Patent Document 1 proposes a lithium ion secondary battery using a positive electrode active material in which the surface of lithium nickelate is coated with lithium carbonate. By covering the surface of the lithium nickelate with lithium carbonate, the contact surface between the lithium nickelate and the electrolytic solution is reduced, and the formation of a coating film caused by the decomposition reaction of the electrolytic solution is suppressed. Specifically, by leaving the baked lithium nickelate in a carbon dioxide gas atmosphere at 150 ° C. for 2 to 3 minutes, or by leaving the lithium nickelate in air at 200 ° C. for 10 minutes, The surface of is covered with lithium carbonate.

また、特許文献2では、スピネル型マンガン酸リチウムを正極活物質として用いると共に、電池ケース内に、炭酸ガスを溶存させた電解液を注液する。そして、注液後、スピネル型マンガン酸リチウムの表面に、電解液に溶存させた炭酸ガスと電解液との反応により生成された炭酸リチウムの被膜を設けるようにしている。これにより、スピネル型マンガン酸リチウムと電解液との接触面を低減して、電解液の分解反応を抑制するようにしている。   Moreover, in patent document 2, while using spinel type lithium manganate as a positive electrode active material, the electrolyte solution which dissolved the carbon dioxide gas is inject | poured in a battery case. And after pouring, the film of the lithium carbonate produced | generated by reaction of the carbon dioxide gas dissolved in electrolyte solution and electrolyte solution is provided on the surface of spinel type lithium manganate. As a result, the contact surface between the spinel type lithium manganate and the electrolytic solution is reduced to suppress the decomposition reaction of the electrolytic solution.

しかしながら、近年、リチウムイオン二次電池について、更なる高出力化の要請が高まっており、特許文献1及び特許文献2で提案されているリチウムイオン二次電池、及びその製造方法では、その要求に応えることができなかった。
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、高出力で信頼性の高いリチウムイオン二次電池、及び製造方法を提供することを目的とする。
However, in recent years, there has been an increasing demand for higher output for lithium ion secondary batteries, and the lithium ion secondary battery proposed in Patent Document 1 and Patent Document 2 and the manufacturing method thereof have met the demand. I couldn't respond.
This invention is made | formed in view of this present condition, Comprising: It aims at providing the high output and highly reliable lithium ion secondary battery, and a manufacturing method.

その解決手段は、正極活物質と、比表面積が100m2/g以上である高比表面積カーボン材と、を有する正極を備えるリチウムイオン二次電池であって、上記高比表面積カーボン材は、炭酸塩により、その表面が被覆されてなるリチウムイオン二次電池である。 The solution is a lithium ion secondary battery comprising a positive electrode having a positive electrode active material and a high specific surface area carbon material having a specific surface area of 100 m 2 / g or more, wherein the high specific surface area carbon material comprises carbonic acid. It is a lithium ion secondary battery whose surface is coated with a salt.

本発明のリチウムイオン二次電池の正極は、比表面積が100m2/g以上である高比表面積カーボン材を有している。このため、本発明のリチウムイオン二次電池は、高出力なリチウムイオン二次電池となる。 The positive electrode of the lithium ion secondary battery of the present invention has a high specific surface area carbon material having a specific surface area of 100 m 2 / g or more. For this reason, the lithium ion secondary battery of this invention turns into a high output lithium ion secondary battery.

しかも、高比表面積カーボン材は、炭酸塩により、その表面が被覆されている。このように、高比表面積カーボン材の表面を炭酸塩(炭酸リチウムなど)で被覆することで、高比表面積カーボン材と電解液との接触を抑制し、電解液の分解反応を抑制することができる。これにより、電解液の分解反応に伴うガスの発生を抑制できるので、信頼性の高い電池となる。さらには、正極表面に、電解液の分解反応により生成される化合物の被膜が形成されるのを抑制できる。これにより、電池のIV抵抗値(内部抵抗)の上昇を抑制することもできるので、電池の出力特性の低下をも抑制できる。
以上より、本発明のリチウムイオン二次電池は、高出力で信頼性の高いリチウムイオン二次電池となる。
Moreover, the surface of the high specific surface area carbon material is coated with carbonate. Thus, by covering the surface of the high specific surface area carbon material with a carbonate (such as lithium carbonate), the contact between the high specific surface area carbon material and the electrolytic solution can be suppressed, and the decomposition reaction of the electrolytic solution can be suppressed. it can. Thereby, since generation | occurrence | production of the gas accompanying the decomposition reaction of electrolyte solution can be suppressed, it becomes a reliable battery. Furthermore, it can suppress that the film of the compound produced | generated by the decomposition reaction of electrolyte solution is formed in the positive electrode surface. Thereby, since the raise of IV resistance value (internal resistance) of a battery can also be suppressed, the fall of the output characteristic of a battery can also be suppressed.
As described above, the lithium ion secondary battery of the present invention is a lithium ion secondary battery with high output and high reliability.

なお、正極活物質としては、LiNiO2系の正極活物質やLiCoO2系の正極活物質などを例示することができる。LiNiO2系の正極活物質としては、LiNiO2のほか、そのNiの一部をCo,Alで置換したLiNi0.81Co0.16Al0.032等を例示できる。その他、Niの一部を、Mg,Ti,Cr,Mn,Fe,Cu,Zn,Ga,Nbから選ばれた少なくとも1種の金属元素で置換した材料を例示することができる。また、LiCoO2系の正極活物質としては、LiCoO2のほか、LiとCoの比(Li/Co)が1よりも大きくなる組成の材料を例示することができる。
また、正極活物質として、LiMnO2をベースとした材料(LiMnO2系の正極活物質)を用いることもできる。
Examples of the positive electrode active material include a LiNiO 2 -based positive electrode active material and a LiCoO 2 -based positive electrode active material. Examples of the LiNiO 2 positive electrode active material include LiNiO 2 and LiNi 0.81 Co 0.16 Al 0.03 O 2 in which a part of Ni is substituted with Co and Al. In addition, a material in which a part of Ni is substituted with at least one metal element selected from Mg, Ti, Cr, Mn, Fe, Cu, Zn, Ga, and Nb can be exemplified. As the positive electrode active material LiCoO 2 system, in addition to LiCoO 2, the ratio of Li and Co (Li / Co) can be exemplified larger composition material than 1.
Also, as the positive electrode active material, it is also possible to use a material based on LiMnO 2 (positive electrode active material LiMnO 2 system).

また、高比表面積カーボン材は、正極活物質とは別に高比表面積カーボン材単体で正極中に混入していても良いし、正極活物質の表面を被覆する形態で含まれていても良い。また、正極活物質の表面が高比表面積カーボン材で被覆されていると共に、高比表面積カーボン材が別途、正極中に混在しているようにしても良い。   Further, the high specific surface area carbon material may be mixed in the positive electrode as a single high specific surface area carbon material separately from the positive electrode active material, or may be included in a form covering the surface of the positive electrode active material. Further, the surface of the positive electrode active material may be covered with a high specific surface area carbon material, and the high specific surface area carbon material may be separately mixed in the positive electrode.

さらに、上記のリチウムイオン二次電池であって、前記正極は、前記高比表面積カーボン材の少なくとも一部が、前記正極活物質の表面を被覆してなるリチウムイオン二次電池とすると良い。   Furthermore, in the above lithium ion secondary battery, the positive electrode may be a lithium ion secondary battery in which at least a part of the high specific surface area carbon material covers the surface of the positive electrode active material.

本発明のリチウムイオン二次電池の正極では、比表面積が100m2/g以上である高比表面積カーボン材の少なくとも一部により、正極活物質の表面が被覆されている。このように、正極活物質の表面を、比表面積が100m2/g以上の高比表面積カーボン材で被覆することで、特に、電池の出力特性を向上させることができる。 In the positive electrode of the lithium ion secondary battery of the present invention, the surface of the positive electrode active material is coated with at least a part of the high specific surface area carbon material having a specific surface area of 100 m 2 / g or more. Thus, by covering the surface of the positive electrode active material with the high specific surface area carbon material having a specific surface area of 100 m 2 / g or more, the output characteristics of the battery can be particularly improved.

しかも、前述のように、高比表面積カーボン材の表面は、炭酸塩により被覆されている。すなわち、正極活物質を被覆していない高比表面積カーボン材の表面のみならず、正極活物質を被覆する高比表面積カーボン材の表面もが、炭酸塩により被覆されている。これにより、電解液の分解反応に伴うガスの発生を抑制できるので、信頼性の高い電池となる。さらには、正極表面に、電解液の分解反応により生成される化合物の被膜が形成されるのを抑制できる。これにより、電池のIV抵抗値(内部抵抗)の上昇を抑制することもできるので、電池の出力特性の低下をも抑制できる。
以上より、本発明のリチウムイオン二次電池は、さらに高出力で信頼性の高いリチウムイオン二次電池となる。
Moreover, as described above, the surface of the high specific surface area carbon material is coated with carbonate. That is, not only the surface of the high specific surface area carbon material that is not coated with the positive electrode active material but also the surface of the high specific surface area carbon material that covers the positive electrode active material is coated with the carbonate. Thereby, since generation | occurrence | production of the gas accompanying the decomposition reaction of electrolyte solution can be suppressed, it becomes a reliable battery. Furthermore, it can suppress that the film of the compound produced | generated by the decomposition reaction of electrolyte solution is formed in the positive electrode surface. Thereby, since the raise of IV resistance value (internal resistance) of a battery can also be suppressed, the fall of the output characteristic of a battery can also be suppressed.
As described above, the lithium ion secondary battery of the present invention is a lithium ion secondary battery with higher output and higher reliability.

さらに、上記のリチウムイオン二次電池であって、前記正極は、前記高比表面積カーボン材の重量を基準として、前記炭酸塩に含まれる炭酸イオンの重量が5wt%以上となる量の炭酸塩を含むリチウムイオン二次電池とすると良い。   Furthermore, in the above lithium ion secondary battery, the positive electrode includes carbonate in an amount such that the weight of carbonate ions contained in the carbonate is 5 wt% or more based on the weight of the high specific surface area carbon material. A lithium ion secondary battery is preferably included.

本発明のリチウムイオン二次電池では、高比表面積カーボン材の重量を基準として、炭酸イオンの重量が5wt%以上となる量の炭酸塩により、高比表面積カーボン材の表面を被覆している。これにより、適切に、高比表面積カーボン材と電解液との接触を抑制し、電解液の分解反応を抑制することができる。   In the lithium ion secondary battery of the present invention, the surface of the high specific surface area carbon material is covered with carbonate in an amount that makes the weight of the carbonate ions 5 wt% or more based on the weight of the high specific surface area carbon material. Thereby, contact with a high specific surface area carbon material and electrolyte solution can be suppressed appropriately, and decomposition reaction of electrolyte solution can be controlled.

さらに、上記のリチウムイオン二次電池であって、前記正極は、前記高比表面積カーボン材の重量を基準として、前記炭酸塩に含まれる炭酸イオンの重量が5wt%以上30wt%以下となる量の炭酸塩を含むリチウムイオン二次電池とすると良い。   Furthermore, in the above lithium ion secondary battery, the positive electrode has an amount such that the weight of carbonate ions contained in the carbonate is 5 wt% or more and 30 wt% or less based on the weight of the high specific surface area carbon material. A lithium ion secondary battery containing carbonate is preferable.

カーボン材を被覆する炭酸塩を増加させるほど、電解液の分解反応を抑制できるが、カーボン材を被覆する炭酸塩を増量し過ぎると、炭酸塩によりIV抵抗値(内部抵抗)が大きく上昇し、出力特性を低下させてしまう虞がある。これに対し、本発明のリチウムイオン二次電池では、高比表面積カーボン材を被覆する炭酸塩の量を、その炭酸イオンが高比表面積カーボン材の重量の30wt%以下となる量に抑制している。これにより、炭酸塩によるIV抵抗値(内部抵抗)の上昇を抑制できる。
従って、本発明のリチウムイオン二次電池は、高出力で信頼性の高いリチウムイオン二次電池となる。
As the carbonate covering the carbon material is increased, the decomposition reaction of the electrolytic solution can be suppressed. However, if the amount of the carbonate covering the carbon material is excessively increased, the IV resistance value (internal resistance) is greatly increased by the carbonate, There is a risk of deteriorating the output characteristics. On the other hand, in the lithium ion secondary battery of the present invention, the amount of carbonate covering the high specific surface area carbon material is suppressed to an amount where the carbonate ion is 30 wt% or less of the weight of the high specific surface area carbon material. Yes. Thereby, the raise of IV resistance value (internal resistance) by carbonate can be suppressed.
Therefore, the lithium ion secondary battery of the present invention is a lithium ion secondary battery with high output and high reliability.

さらに、上記のリチウムイオン二次電池であって、前記正極は、前記高比表面積カーボン材の重量を基準として、前記炭酸塩に含まれる炭酸イオンの重量が10wt%以上25wt%以下となる量の炭酸塩を含むリチウムイオン二次電池とするのが好ましい。   Furthermore, in the above lithium ion secondary battery, the positive electrode has an amount such that the weight of carbonate ions contained in the carbonate is 10 wt% or more and 25 wt% or less based on the weight of the high specific surface area carbon material. A lithium ion secondary battery containing carbonate is preferable.

本発明のリチウムイオン二次電池では、高比表面積カーボン材の重量を基準として、炭酸イオンの重量が10wt%以上となる量の炭酸塩により、高比表面積カーボン材の表面を被覆している。これにより、より一層、高比表面積カーボン材と電解液との接触を抑制し、電解液の分解反応を抑制することができる。
しかも、高比表面積カーボン材を被覆する炭酸塩の量を、その炭酸イオンが高比表面積カーボン材の重量の25wt%以下となる量に抑制している。これにより、炭酸塩によるIV抵抗値(内部抵抗)の上昇を、より一層抑制できる。
従って、本発明のリチウムイオン二次電池は、特に高出力で信頼性の高いリチウムイオン二次電池となる。
In the lithium ion secondary battery of the present invention, the surface of the high specific surface area carbon material is coated with carbonate in an amount that makes the weight of the carbonate ions 10 wt% or more based on the weight of the high specific surface area carbon material. Thereby, contact with a high specific surface area carbon material and electrolyte solution can be suppressed further, and decomposition reaction of electrolyte solution can be controlled.
In addition, the amount of carbonate covering the high specific surface area carbon material is suppressed to an amount such that the carbonate ions are 25 wt% or less of the weight of the high specific surface area carbon material. Thereby, the raise of IV resistance value (internal resistance) by carbonate can be suppressed further.
Therefore, the lithium ion secondary battery of the present invention is a lithium ion secondary battery that is particularly high output and highly reliable.

他の解決手段は、リチウムイオン二次電池の製造方法であって、正極活物質、比表面積が100m2/g以上である高比表面積カーボン材、及び水系バインダ樹脂を含む正極材と、水とを混練して、上記正極活物質と水との反応により生成されたアルカリ化合物を含むペーストを作製するペースト作製工程と、上記ペーストまたは上記ペーストを乾燥硬化させた硬化物を、CO2を含むガス雰囲気に晒すことにより、上記アルカリ化合物とCO2とを反応させて、上記正極材の表面に炭酸塩を生成させる炭酸塩生成工程を備えるリチウムイオン二次電池の製造方法である。 Another solution is a method for manufacturing a lithium ion secondary battery, which is a positive electrode active material, a high specific surface area carbon material having a specific surface area of 100 m 2 / g or more, a positive electrode material containing an aqueous binder resin, water, A paste preparation step for preparing a paste containing an alkali compound generated by the reaction of the positive electrode active material and water, and a paste containing a cured product obtained by drying and curing the paste or a gas containing CO 2 This is a method for producing a lithium ion secondary battery comprising a carbonate production step in which the alkali compound and CO 2 are reacted by being exposed to an atmosphere to produce carbonate on the surface of the positive electrode material.

本発明の製造方法では、ペースト作製工程において、正極活物質、比表面積が100m2/g以上である高比表面積カーボン材、及び水系バインダ樹脂を含む正極材と、水とを混練して、ペーストを作製する。このとき、正極活物質と水との反応により、アルカリ化合物、例えば、金属水酸化物(LiOHなど)が生成されるので、ペースト中には、アルカリ化合物(LiOHなど)が含まれることとなる。 In the manufacturing method of the present invention, in the paste preparation step, a positive electrode active material, a high specific surface area carbon material having a specific surface area of 100 m 2 / g or more, and a positive electrode material containing an aqueous binder resin and water are kneaded, and paste Is made. At this time, an alkaline compound, for example, a metal hydroxide (LiOH or the like) is generated by the reaction between the positive electrode active material and water, and therefore the alkali compound (LiOH or the like) is contained in the paste.

さらに、炭酸塩生成工程において、上記ペーストを、CO2を含むガス雰囲気に晒すことにより、ペースト中のアルカリ化合物(LiOHなど)とCO2とを反応させ、炭酸塩(Li2CO3など)を生成することができる。これにより、正極材(正極活物質や高比表面積カーボン材)の表面を、炭酸塩で被覆することができる。 Furthermore, the carbonate generating step, the paste, by exposure to a gas atmosphere containing CO 2, an alkaline compound in paste (LiOH, etc.) is reacted with CO 2, (such as Li 2 CO 3) carbonate Can be generated. Thereby, the surface of a positive electrode material (a positive electrode active material or a high specific surface area carbon material) can be coat | covered with carbonate.

しかも、ペーストは、正極材と水とを混練したものであるから、アルカリ化合物(LiOHなど)は、正極材の表面の全体にわたって存在する。特に、比表面積の大きな高比表面積カーボン材の表面に、多くのアルカリ化合物(LiOHなど)が付着することとなる。このようなペーストをCO2を含むガス雰囲気に晒すことにより、正極材(正極活物質や高比表面積カーボン材)の表面の全体を、特に、高比表面積カーボン材の表面を、炭酸塩で被覆することができる。 Moreover, since the paste is obtained by kneading the positive electrode material and water, the alkali compound (LiOH or the like) exists over the entire surface of the positive electrode material. In particular, many alkali compounds (such as LiOH) adhere to the surface of a high specific surface area carbon material having a large specific surface area. By exposing such paste to a gas atmosphere containing CO 2 , the entire surface of the positive electrode material (positive electrode active material or high specific surface area carbon material), especially the surface of the high specific surface area carbon material, is covered with carbonate. can do.

これにより、正極材と電解液との接触、特に、高比表面積カーボン材と電解液との接触を抑制でき、電解液の分解反応を抑制できる。このため、電解液の分解反応に伴うガスの発生を抑制できる。さらには、正極表面に、電解液の分解反応に伴う化合物の被膜が形成されるのを抑制できるので、電池のIV抵抗値(内部抵抗)の上昇を抑制することもできる。
従って、本発明の製造方法によれば、高出力で信頼性の高いリチウムイオン二次電池を製造することができる。
Thereby, a contact with a positive electrode material and electrolyte solution, especially a contact with a high specific surface area carbon material and electrolyte solution can be suppressed, and the decomposition reaction of electrolyte solution can be suppressed. For this reason, generation | occurrence | production of the gas accompanying the decomposition reaction of electrolyte solution can be suppressed. Furthermore, since it can suppress that the film of the compound accompanying the decomposition reaction of the electrolytic solution is formed on the positive electrode surface, an increase in the IV resistance value (internal resistance) of the battery can also be suppressed.
Therefore, according to the manufacturing method of the present invention, a lithium ion secondary battery with high output and high reliability can be manufactured.

なお、ペーストは、正極基材の表面に塗布した状態(その後、乾燥硬化しても良い)で、CO2を含むガス雰囲気に晒すようにしても良いし、正極基材の表面に塗布する前に、ペースト単体でCO2を含むガス雰囲気に晒すようにしても良い。
また、高比表面積カーボン材は、正極活物質とは別に高比表面積カーボン材単体でペースト中に混入していても良いし、正極活物質の表面を被覆する形態で含まれていても良い。また、正極活物質の表面が高比表面積カーボン材で被覆されていると共に、高比表面積カーボン材単体が別途、ペースト中に混在しているようにしても良い。
In addition, the paste may be exposed to a gas atmosphere containing CO 2 in a state of being applied to the surface of the positive electrode substrate (which may be dried and cured thereafter), or before being applied to the surface of the positive electrode substrate. In addition, the paste alone may be exposed to a gas atmosphere containing CO 2 .
Moreover, the high specific surface area carbon material may be mixed in the paste as a single high specific surface area carbon material separately from the positive electrode active material, or may be included in a form covering the surface of the positive electrode active material. Further, the surface of the positive electrode active material may be coated with a high specific surface area carbon material, and a single high specific surface area carbon material may be separately mixed in the paste.

さらに、上記のリチウムイオン二次電池の製造方法であって、前記ペーストを正極基材に塗布する塗布工程を有し、前記炭酸塩生成工程において、上記正極基材に塗布された上記ペースト、または上記正極基材に塗布された上記ペーストを乾燥硬化させた硬化物を、CO2を含むガス雰囲気に晒すリチウムイオン二次電池の製造方法とすると良い。 Furthermore, it is a manufacturing method of said lithium ion secondary battery, Comprising: It has the application | coating process which apply | coats the said paste to a positive electrode base material, The said paste apply | coated to the said positive electrode base material in the said carbonate production | generation process, or A cured product obtained by drying and curing the paste applied to the positive electrode substrate may be a method for producing a lithium ion secondary battery in which the cured product is exposed to a gas atmosphere containing CO 2 .

本発明の製造方法では、炭酸塩生成工程において、正極基材に塗布されたペースト、または正極基材に塗布されたペーストを乾燥硬化させた硬化物を、CO2を含むガス雰囲気に晒すようにしている。これにより、適切且つ効率良く、高比表面積カーボン材の表面が炭酸塩で被覆されてなる正極を作製することができる。 In the production method of the present invention, in the carbonate production step, the paste applied to the positive electrode substrate or the cured product obtained by drying and curing the paste applied to the positive electrode substrate is exposed to a gas atmosphere containing CO 2. ing. Thereby, the positive electrode by which the surface of a high specific surface area carbon material is coat | covered with carbonate can be produced appropriately and efficiently.

あるいは、前記のリチウムイオン二次電池の製造方法であって、前記炭酸塩生成工程において、前記ペーストを、CO2を含むガス雰囲気に晒すことにより、前記アルカリ化合物とCO2とを反応させて、前記正極材の表面に炭酸塩を生成させ、上記正極材の表面に上記炭酸塩を生成させてなるペーストを、正極基材に塗布する塗布工程を備えるリチウムイオン二次電池の製造方法とすると良い。 Alternatively, a method of preparing the lithium ion secondary battery, in the carbonate production step, the paste, by exposure to a gas atmosphere containing CO 2, by reacting with the alkali compound and CO 2, A method for producing a lithium ion secondary battery comprising a coating step in which a carbonate formed on the surface of the positive electrode material and a paste formed on the surface of the positive electrode material is applied to the positive electrode substrate is preferable. .

本発明の製造方法では、炭酸塩生成工程において、ペーストを、CO2を含むガス雰囲気に晒し、正極材の表面に炭酸塩を生成させた後、塗布工程において、正極材の表面に炭酸塩を生成させてなるペーストを、正極基材に塗布するようにしている。このような手順で正極を作製することで、正極基材(例えばアルミニウム箔)の腐食を抑制することができる。 In the production method of the present invention, in the carbonate generation step, the paste is exposed to a gas atmosphere containing CO 2 to generate carbonate on the surface of the positive electrode material, and then in the coating step, carbonate is applied to the surface of the positive electrode material. The produced paste is applied to the positive electrode substrate. By producing the positive electrode in such a procedure, corrosion of the positive electrode substrate (for example, aluminum foil) can be suppressed.

すなわち、ペースト作製工程において作製したペーストは、アルカリ化合物(LiOHなど)を多く含んでいることから、アルカリ性(pH10〜11程度)となる。従って、アルカリ性のペーストを正極基材に塗布した場合には、正極基材が腐食してしまう虞がある。これに対し、本発明の製造方法のように、ペーストを正極基材に塗布する前に、ペーストのみをCO2を含むガスに晒すことで、アルカリ性であったペーストを中和することができる。このため、その後、このペーストを正極基材(アルミニウム箔など)に塗布するようにすれば、正極基材の腐食を防ぐことができる。 That is, since the paste produced in the paste production process contains a large amount of alkali compounds (such as LiOH), it becomes alkaline (pH of about 10 to 11). Therefore, when an alkaline paste is applied to the positive electrode substrate, the positive electrode substrate may be corroded. In contrast, the alkaline paste can be neutralized by exposing only the paste to a gas containing CO 2 before applying the paste to the positive electrode substrate as in the production method of the present invention. For this reason, if this paste is subsequently applied to a positive electrode substrate (such as an aluminum foil), corrosion of the positive electrode substrate can be prevented.

さらに、上記いずれかのリチウムイオン二次電池の製造方法であって、前記正極は、前記高比表面積カーボン材の少なくとも一部が、前記正極活物質の表面を被覆してなり、前記炭酸塩生成工程において、上記高比表面積カーボン材の表面を、前記炭酸塩で被覆するリチウムイオン二次電池の製造方法とすると良い。   Furthermore, in any one of the above-described methods for producing a lithium ion secondary battery, the positive electrode is formed by covering at least a part of the high specific surface area carbon material with a surface of the positive electrode active material, and generating the carbonate. In the process, a method for producing a lithium ion secondary battery in which the surface of the high specific surface area carbon material is coated with the carbonate may be used.

本発明の製造方法で用いる正極活物質は、高比表面積カーボン材により、その表面が被覆されている。このように、高比表面積カーボン材に被覆された正極活物質を用いることで、電池の出力特性を向上させることができる。   The surface of the positive electrode active material used in the production method of the present invention is coated with a high specific surface area carbon material. Thus, the output characteristic of a battery can be improved by using the positive electrode active material coat | covered with the high specific surface area carbon material.

その上、炭酸塩生成工程において、前述のように、正極材と水とを混練してなるペースト、またはその硬化物を、CO2を含むガス雰囲気に晒すようにしている。これにより、正極活物質の表面を被覆していない高比表面積カーボン材の表面のみならず、正極活物質の表面を被覆している高比表面積カーボン材の表面をも、適切に、炭酸塩で被覆することができる。これにより、高比表面積カーボン材と電解液との接触を抑制できるので、電解液の分解反応を抑制できる。
従って、本発明の製造方法によれば、特に、高出力で、信頼性の高いリチウムイオン二次電池を製造することができる。
In addition, in the carbonate generation step, as described above, the paste formed by kneading the positive electrode material and water, or the cured product thereof, is exposed to a gas atmosphere containing CO 2 . As a result, not only the surface of the high specific surface area carbon material that does not cover the surface of the positive electrode active material but also the surface of the high specific surface area carbon material that covers the surface of the positive electrode active material are appropriately coated with carbonate. Can be coated. Thereby, since contact with a high specific surface area carbon material and electrolyte solution can be controlled, decomposition reaction of electrolyte solution can be controlled.
Therefore, according to the manufacturing method of the present invention, a lithium ion secondary battery with high output and high reliability can be manufactured.

さらに、上記いずれかのリチウムイオン二次電池の製造方法であって、前記正極活物質は、LiNiO2系の正極活物質、及びLiCoO2系の正極活物質の少なくともいずれかを含むリチウムイオン二次電池の製造方法とすると良い。 Furthermore, in any one of the above-described methods for manufacturing a lithium ion secondary battery, the positive electrode active material includes at least one of a LiNiO 2 -based positive electrode active material and a LiCoO 2 -based positive electrode active material. A battery manufacturing method is preferable.

LiNiO2系の正極活物質及びLiCoO2系の正極活物質は、特に、水との反応によりLiOHを生成し易い。従って、LiNiO2系の正極活物質及びLiCoO2系の正極活物質の少なくともいずれかを含む正極活物質を用いることで、ペースト中の正極材の表面に、適切に、LiOHを付着させることができる。これにより、炭酸塩生成工程において、正極材の表面にLi2CO3を被覆させることができる。 The LiNiO 2 -based positive electrode active material and the LiCoO 2 -based positive electrode active material are particularly likely to generate LiOH by reaction with water. Therefore, by using a positive electrode active material containing at least one of a LiNiO 2 -based positive electrode active material and a LiCoO 2 -based positive electrode active material, LiOH can be appropriately attached to the surface of the positive electrode material in the paste. . Thus, in the carbonate production step, it is possible to coat the Li 2 CO 3 to the surface of the cathode material.

なお、LiNiO2系の正極活物質としては、LiNiO2のほか、そのNiの一部をCo,Alで置換したLiNi0.81Co0.16Al0.032等を例示できる。その他、Niの一部を、Mg,Ti,Cr,Mn,Fe,Cu,Zn,Ga,Nbから選ばれた少なくとも1種の金属元素で置換した材料を例示することができる。また、LiCoO2系の正極活物質としては、LiCoO2のほか、LiとCoの比(Li/Co)が1よりも大きくなる組成の材料を例示することができる。 Examples of the LiNiO 2 positive electrode active material include LiNiO 2 and LiNi 0.81 Co 0.16 Al 0.03 O 2 in which a part of Ni is substituted with Co and Al. In addition, a material in which a part of Ni is substituted with at least one metal element selected from Mg, Ti, Cr, Mn, Fe, Cu, Zn, Ga, and Nb can be exemplified. As the positive electrode active material LiCoO 2 system, in addition to LiCoO 2, the ratio of Li and Co (Li / Co) can be exemplified larger composition material than 1.

次に、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(実施例)
まず、本実施例にかかるリチウムイオン二次電池100について説明する。リチウムイオン二次電池100は、図1に示すように、直方体形状の電池ケース110と、正極端子120と、負極端子130とを備える角形密閉式電池である。
電池ケース110は、金属からなり、直方体形状の収容空間をなす角形収容部111と、金属製の蓋部112とを有している。電池ケース110(角形収容部111)の内部には、捲回体150、正極集電部材122、負極集電部材132などが収容されている。正極集電部材122及び負極集電部材132は、細長板形状の金属部材であり、それぞれ、正極端子120及び負極端子130に接続されている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Example)
First, the lithium ion secondary battery 100 according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the lithium ion secondary battery 100 is a rectangular sealed battery including a rectangular parallelepiped battery case 110, a positive electrode terminal 120, and a negative electrode terminal 130.
The battery case 110 is made of metal, and includes a rectangular housing portion 111 that forms a rectangular parallelepiped housing space, and a metal lid portion 112. A wound body 150, a positive current collecting member 122, a negative current collecting member 132, and the like are accommodated in the battery case 110 (rectangular accommodation portion 111). The positive electrode current collecting member 122 and the negative electrode current collecting member 132 are elongated metal members, and are connected to the positive electrode terminal 120 and the negative electrode terminal 130, respectively.

捲回体150は、断面長円状をなし、シート状の正極155、負極156、及びセパレータ157を捲回してなる扁平型の捲回体である。この捲回体150は、その軸線方向(図1において左右方向)の一方端部(図1において右端部)に位置し、正極155の一部のみが渦巻状に重なる正極捲回部155bと、他方端部(図1において左端部)に位置し、負極156の一部のみが渦巻状に重なる負極捲回部156bとを有している。正極155には、正極捲回部155bを除く部位に、正極活物質を含む正極合材が塗工されている。同様に、負極156には、負極捲回部156bを除く部位に、負極活物質を含む負極合材が塗工されている。   The wound body 150 is an oblong cross-section, and is a flat wound body formed by winding a sheet-like positive electrode 155, negative electrode 156, and separator 157. The wound body 150 is positioned at one end portion (right end portion in FIG. 1) in the axial direction (left and right direction in FIG. 1), and a positive electrode wound portion 155b in which only a part of the positive electrode 155 overlaps in a spiral shape, It is located at the other end (left end in FIG. 1), and has a negative electrode winding portion 156b in which only a part of the negative electrode 156 overlaps in a spiral shape. A positive electrode mixture containing a positive electrode active material is applied to the positive electrode 155 at a portion other than the positive electrode winding portion 155b. Similarly, the negative electrode 156 is coated with a negative electrode mixture containing a negative electrode active material at portions other than the negative electrode winding portion 156b.

ここで、正極155について、図2を参照して詳細に説明する。正極155は、図2に示すように、アルミニウム箔からなる正極基材151と、この正極基材151の表面に塗布された正極合材152とを有している。正極合材152中には、正極活物質153(本実施例では、LiNi0.81Co0.16Al0.032)が含まれている。この正極活物質153の表面は、高比表面積カーボン材154(本実施例では、ケッチェンブラック、比表面積1370m2/g)で被覆されている。さらに、この高比表面積カーボン材154の表面は、炭酸塩158(Li2CO3など)で被覆されている。 Here, the positive electrode 155 will be described in detail with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the positive electrode 155 includes a positive electrode base material 151 made of an aluminum foil, and a positive electrode mixture 152 applied to the surface of the positive electrode base material 151. The positive electrode mixture 152 contains a positive electrode active material 153 (in this embodiment, LiNi 0.81 Co 0.16 Al 0.03 O 2 ). The surface of the positive electrode active material 153 is covered with a high specific surface area carbon material 154 (in this embodiment, ketjen black, specific surface area 1370 m 2 / g). Further, the surface of the high specific surface area carbon material 154 is covered with a carbonate 158 (Li 2 CO 3 or the like).

さらに、正極合材152は、正極活物質153を被覆していない高比表面積カーボン材160(本実施例では活性炭、比表面積1000m2/g)と、低比表面積カーボン材159(本実施例では、アセチレンブラック、比表面積40m2/g)と、図示しないバインダ樹脂(本実施例では、CMC,PTFE)とを有している。これらの表面も、炭酸塩158(Li2CO3など)で被覆されている。このように、本実施例の正極155は、これに含まれる高比表面積カーボン材154,160が、炭酸塩(Li2CO3など)で被覆された正極となっている。 Further, the positive electrode mixture 152 includes a high specific surface area carbon material 160 (active carbon in this example, specific surface area 1000 m 2 / g) and a low specific surface area carbon material 159 (in this example) that do not cover the positive electrode active material 153. Acetylene black, specific surface area of 40 m 2 / g) and a binder resin (not shown) (CMC, PTFE in this embodiment). These surfaces are also coated with carbonate 158 (such as Li 2 CO 3 ). Thus, the positive electrode 155 of the present example is a positive electrode in which the high specific surface area carbon materials 154 and 160 included therein are coated with a carbonate (Li 2 CO 3 or the like).

次に、本実施例のリチウムイオン二次電池100の製造方法について説明する。
(正極の製作)
まず、正極活物質153(LiNi0.81Co0.16Al0.032)84wt%と、高比表面積カーボン材154(ケッチェンブラック、比表面積1370m2/g)4wt%と、高比表面積カーボン材160(活性炭、比表面積1000m2/g)3wt%と、低比表面積カーボン材159(アセチレンブラック、比表面積40m2/g)6wt%と、CMC(バインダ樹脂)2wt%と、PTFE(バインダ樹脂)1wt%とからなる、正極材を作製した。
Next, the manufacturing method of the lithium ion secondary battery 100 of a present Example is demonstrated.
(Production of positive electrode)
First, positive electrode active material 153 (LiNi 0.81 Co 0.16 Al 0.03 O 2 ) 84 wt%, high specific surface area carbon material 154 (Ketjen Black, specific surface area 1370 m 2 / g) 4 wt%, high specific surface area carbon material 160 (activated carbon) Specific surface area 1000 m 2 / g) 3 wt%, low specific surface area carbon material 159 (acetylene black, specific surface area 40 m 2 / g) 6 wt%, CMC (binder resin) 2 wt%, PTFE (binder resin) 1 wt% The positive electrode material which consists of was produced.

具体的には、まず、図3に示すように、カーボン被覆工程において、4wt%分の高比表面積カーボン材154を用いて、正極活物質153の表面に高比表面積カーボン材154を被覆形成した。詳細には、公知のメカノフュージョン装置を用いたメカノケミカル処理により、正極活物質153の表面を、高比表面積カーボン材154で被覆した。次いで、高比表面積カーボン材154で被覆した正極活物質153と、3wt%分の高比表面積カーボン材160と、6wt%分の低比表面積カーボン材159と、2wt%分のCMCと、1wt%分のPTFEとを混合して、正極材を得た。   Specifically, as shown in FIG. 3, first, in the carbon coating step, the high specific surface area carbon material 154 was formed on the surface of the positive electrode active material 153 by using the high specific surface area carbon material 154 for 4 wt%. . Specifically, the surface of the positive electrode active material 153 was coated with the high specific surface area carbon material 154 by mechanochemical treatment using a known mechanofusion apparatus. Next, the positive electrode active material 153 coated with the high specific surface area carbon material 154, the high specific surface area carbon material 160 for 3 wt%, the low specific surface area carbon material 159 for 6 wt%, the CMC for 2 wt%, and 1 wt% Mineral PTFE was mixed to obtain a positive electrode material.

次いで、ペースト作製工程に進み、上述のようにして得た正極材と、水とを混練し、ペーストを作製した。次いで、塗布工程に進み、このペーストを、正極基材151(アルミニウム箔)の表面に塗布した。   Subsequently, it progressed to the paste preparation process, the positive electrode material obtained as mentioned above and water were knead | mixed, and the paste was produced. Subsequently, it progressed to the application | coating process and this paste was apply | coated to the surface of the positive electrode base material 151 (aluminum foil).

ところで、ペースト中には、正極活物質153(LiNi0.81Co0.16Al0.032)と水との反応により生成されたアルカリ化合物(LiOHなど)が含まれている。特に、このペーストは、正極材と水とを混練したものであるから、アルカリ化合物(LiOHなど)は、正極材の表面の全体にわたって存在することとなる。特に、本実施例では、正極活物質として、LiNiO2系の正極活物質(具体的には、LiNi0.81Co0.16Al0.032)を用いている。LiNiO2系の正極活物質は、水との反応によりLiOHを生成し易いので、本実施例では、ペースト中の正極材の表面に、十分な量の、LiOHを付着させることができる。 By the way, the paste contains an alkali compound (LiOH or the like) generated by a reaction between the positive electrode active material 153 (LiNi 0.81 Co 0.16 Al 0.03 O 2 ) and water. In particular, since this paste is obtained by kneading a positive electrode material and water, an alkali compound (such as LiOH) is present over the entire surface of the positive electrode material. In particular, in this example, a LiNiO 2 positive electrode active material (specifically, LiNi 0.81 Co 0.16 Al 0.03 O 2 ) is used as the positive electrode active material. Since the LiNiO 2 positive electrode active material easily generates LiOH by reaction with water, in this embodiment, a sufficient amount of LiOH can be attached to the surface of the positive electrode material in the paste.

次いで、ペーストを塗布した正極基材151にプレス加工を施し、押圧成形して正極シートを得た。次いで、この正極シートを、120℃で8時間真空乾燥し、その後冷却した。次いで、炭酸塩生成工程に進み、この正極シートを、CO2を含むガス(具体的には、CO2とN2との混合ガス)を充填したチャンバ内に、1時間放置した。これにより、正極材(高比表面積カーボン材など)の表面に、炭酸塩158(Li2CO3など)を生成することができる。具体的には、正極材の表面の全体にわたって存在するアルカリ化合物(LiOHなど)をCO2と反応させることにより、正極材(高比表面積カーボン材など)の表面の全体を、炭酸塩158で被覆することができる。 Next, the positive electrode base material 151 to which the paste was applied was pressed and pressed to obtain a positive electrode sheet. Subsequently, this positive electrode sheet was vacuum-dried at 120 ° C. for 8 hours, and then cooled. Next, the process proceeds to a carbonate production step, and this positive electrode sheet was left for 1 hour in a chamber filled with a gas containing CO 2 (specifically, a mixed gas of CO 2 and N 2 ). This makes it possible to the surface of the cathode material (such as high specific surface area carbon material), to generate a carbonate 158 (such as Li 2 CO 3). Specifically, the entire surface of the positive electrode material (such as a high specific surface area carbon material) is covered with carbonate 158 by reacting an alkali compound (such as LiOH) existing over the entire surface of the positive electrode material with CO 2. can do.

なお、本実施例では、CO2濃度を、0.03%、3%、10%、50%、99%の5種類に異ならせたチャンバ内に、それぞれ、正極シートを配置し、1時間放置した。このようにして、炭酸塩158の生成量(被覆量)の異なる5種類の正極155(正極サンプルA1〜A5とする)を得た。ここで、CO2濃度0.03%は、空気(大気)と同等のCO2濃度である。従って、CO2濃度を0.03%としたチャンバ内に1時間放置して得た正極(正極サンプルA1)は、空気(大気)中に1時間放置して得た正極と同等品である。すなわち、正極サンプルA1は、CO2を含むガスを充填したチャンバ内に配置することなく(炭酸塩生成工程を施すことなく)作製した正極と同等品である。 In this example, the positive electrode sheet was placed in each of the chambers in which the CO 2 concentration was changed to five types of 0.03%, 3%, 10%, 50%, and 99%, and left for 1 hour. did. In this manner, five types of positive electrodes 155 (referred to as positive electrode samples A1 to A5) with different production amounts (covering amounts) of carbonate 158 were obtained. Here, the CO 2 concentration of 0.03% is a CO 2 concentration equivalent to air (atmosphere). Therefore, the positive electrode (positive electrode sample A1) obtained by leaving in a chamber with a CO 2 concentration of 0.03% for 1 hour is equivalent to the positive electrode obtained by leaving in air (atmosphere) for 1 hour. That is, the positive electrode sample A1 is equivalent to the positive electrode manufactured without being placed in a chamber filled with a gas containing CO 2 (without performing a carbonate generation step).

(電池の作製)
また、負極活物質(カーボン粉末)とバインダ樹脂とを混合したペーストを、負極基材(銅箔)の表面に塗布し、プレス加工を施して、負極156を作製した。次いで、正極155、負極156、及びセパレータ157を積層し、これを捲回して断面長円状の扁平捲回体150を形成した。次いで、この扁平捲回体150を外部端子(正極端子120と負極端子130)と接続させると共に、角形収容部111内に収容した。その後、図1に示すように、角形収容部111と蓋体112とを溶接して、電池ケース110を封止した。次いで、蓋体112に設けられている注液口(図示しない)を通じて電解液を注液した後、注液口を封止することで、本実施例のリチウムイオン二次電池100が完成する。なお、本実施例では、正極として、それぞれ正極サンプルA1〜A5を備える5種類のリチウムイオン二次電池(電池サンプルB1〜B5とする)を作製した。
(Production of battery)
Moreover, the paste which mixed the negative electrode active material (carbon powder) and binder resin was apply | coated to the surface of a negative electrode base material (copper foil), the press work was performed, and the negative electrode 156 was produced. Subsequently, the positive electrode 155, the negative electrode 156, and the separator 157 were laminated | stacked, this was wound, and the flat winding body 150 with a cross-sectional oval shape was formed. Next, the flat wound body 150 was connected to the external terminals (the positive electrode terminal 120 and the negative electrode terminal 130) and was accommodated in the rectangular accommodating portion 111. Thereafter, as shown in FIG. 1, the rectangular housing part 111 and the lid body 112 were welded to seal the battery case 110. Next, after pouring an electrolyte through a liquid injection port (not shown) provided in the lid 112, the liquid injection port is sealed, whereby the lithium ion secondary battery 100 of this embodiment is completed. In this example, five types of lithium ion secondary batteries (referred to as battery samples B1 to B5) each including positive electrode samples A1 to A5 were manufactured as positive electrodes.

次に、正極サンプルA1〜A5に含まれる炭酸塩の炭酸イオン(CO3 2-)の割合を検出した。具体的には、正極サンプルA1〜A5から正極合材0.1gを掻き取り、これを0.1リットルの純水に溶解させた。次いで、この水溶液を、孔径0.22μmのメンブランフィルタでろ過し、ろ液100mlをイオンクロマトグラフィ装置に注入し、炭酸イオン(CO3 2-)濃度を測定した。 Next, the ratio of carbonate ions (CO 3 2− ) of carbonate contained in the positive electrode samples A1 to A5 was detected. Specifically, 0.1 g of the positive electrode mixture was scraped from the positive electrode samples A1 to A5 and dissolved in 0.1 liter of pure water. Next, this aqueous solution was filtered through a membrane filter having a pore size of 0.22 μm, 100 ml of the filtrate was injected into an ion chromatography apparatus, and the carbonate ion (CO 3 2− ) concentration was measured.

さらに、測定した炭酸イオン濃度に基づいて、高比表面積カーボン材の重量を基準とした炭酸イオン(CO3 2-)の重量割合を算出し、これを炭酸イオン量x(wt%)とした。具体的には、正極サンプルA1〜A5の正極合材は、いずれも高比表面積カーボン材を7wt%含んでいることから、正極合材の重量を基準とした炭酸イオンの重量割合を算出し、この値を0.07で除して、炭酸イオン量x(wt%)を得ることができる。この結果を表1に示す。 Further, based on the measured carbonate ion concentration, the weight ratio of carbonate ions (CO 3 2− ) based on the weight of the high specific surface area carbon material was calculated, and this was defined as the carbonate ion amount x (wt%). Specifically, since the positive electrode mixtures of the positive electrode samples A1 to A5 all contain 7 wt% of the high specific surface area carbon material, the weight ratio of carbonate ions based on the weight of the positive electrode mixture is calculated. By dividing this value by 0.07, the carbonate ion amount x (wt%) can be obtained. The results are shown in Table 1.

Figure 2007103134
Figure 2007103134

なお、本実施例では、イオンクロマトグラフィ装置として、ダイオネクス社のDX−320を使用した。カラムは弱酸性のカラムを使用し、検出器は電気伝導度検出器を使用した。また、溶解液として0.3mmol/リットルのオクタンスルホン酸を使用した。再生液として、0.5mmol/リットルの水酸化テトラブチルアンモニウムと50mmol/リットルのホウ酸との混合液を使用した。   In this example, DX-320 manufactured by Dionex was used as the ion chromatography apparatus. The column used was a weakly acidic column and the detector used was an electrical conductivity detector. Moreover, 0.3 mmol / liter octanesulfonic acid was used as a solution. As a regenerating solution, a mixed solution of 0.5 mmol / liter tetrabutylammonium hydroxide and 50 mmol / liter boric acid was used.

表1に示すように、正極サンプルA2〜A5(本発明にかかる正極)では、正極サンプルA1(炭酸塩生成工程を施さない従来と同等の正極)に比べて、炭酸イオン量x(wt%)を大きく増大させることができた。具体的には、正極サンプルA1では、炭酸イオン量xが2.9wt%と小さかったのに対し、正極サンプルA2〜A5では、それぞれ、10.0wt%,14.3wt%,21.4wt%,35.7wt%と大きくすることができた。この結果より、正極サンプルA2〜A5では、正極サンプルA1に比べて、高比表面積カーボン材の表面に多くの炭酸塩を生成することができたといえる。従って、本実施例の炭酸塩生成工程によれば、適切に、高比表面積カーボン材の表面を、炭酸塩で被覆することができるといえる。   As shown in Table 1, in the positive electrode samples A2 to A5 (the positive electrode according to the present invention), the amount of carbonate ions x (wt%) compared to the positive electrode sample A1 (the conventional positive electrode not subjected to the carbonate generation step). Can be greatly increased. Specifically, in the positive electrode sample A1, the carbonate ion amount x was as small as 2.9 wt%, whereas in the positive electrode samples A2 to A5, 10.0 wt%, 14.3 wt%, 21.4 wt%, It could be increased to 35.7 wt%. From this result, it can be said that in the positive electrode samples A2 to A5, more carbonates could be generated on the surface of the high specific surface area carbon material than in the positive electrode sample A1. Therefore, according to the carbonate production | generation process of a present Example, it can be said that the surface of a high specific surface area carbon material can be coat | covered with carbonate appropriately.

また、表1に示すように、炭酸塩生成工程においてCO2濃度の高いガス雰囲気に晒したサンプルほど、正極合材中の炭酸イオン濃度は高くなり、炭酸イオン量x(wt%)も大きくなることが確認できた。この結果より、本実施例の製造方法によれば、炭酸塩生成工程においてCO2濃度を調整することにより、炭酸塩の生成量(被覆量)を調整することができるといえる。 Moreover, as shown in Table 1, the sample exposed to the gas atmosphere having a higher CO 2 concentration in the carbonate production step has a higher carbonate ion concentration in the positive electrode mixture and a larger carbonate ion amount x (wt%). I was able to confirm. From this result, it can be said that according to the production method of this example, the amount of carbonate produced (the amount of coating) can be adjusted by adjusting the CO 2 concentration in the carbonate production step.

(比較例)
また、比較例として、炭酸塩生成工程を施す代わりに、正極合材にLi2CO3の粉末を混合した正極を備えるリチウムイオン二次電池(電池サンプルB6とする)を作製した。具体的には、実施例と同様にして正極材を調整した後、これに20wt%の割合でLi2CO3の粉末を混合した。次いで、実施例と同様に、この混合物をペーストにし、正極基材(アルミニウム箔)の表面に塗布した。その後、プレス加工を施し、押圧成形して正極シートとし、この正極シートを120℃で8時間真空乾燥した後冷却し、炭酸塩生成工程を施すことなく、本比較例の正極(正極サンプルA6とする)を得た。本比較例では、この正極サンプルA6を用い、実施例と同様にして、リチウムイオン二次電池(電池サンプルB6)を作製した。
(Comparative example)
In addition, as a comparative example, a lithium ion secondary battery (referred to as battery sample B6) including a positive electrode in which Li 2 CO 3 powder was mixed in the positive electrode mixture instead of performing the carbonate generation step was manufactured. Specifically, a positive electrode material was prepared in the same manner as in the Examples, and then Li 2 CO 3 powder was mixed at a rate of 20 wt%. Next, as in the example, this mixture was made into a paste and applied to the surface of the positive electrode substrate (aluminum foil). Thereafter, press working is performed to form a positive electrode sheet by pressing, and this positive electrode sheet is vacuum-dried at 120 ° C. for 8 hours and then cooled, and the positive electrode of this comparative example (with positive electrode sample A6 and Obtained). In this comparative example, this positive electrode sample A6 was used to produce a lithium ion secondary battery (battery sample B6) in the same manner as in the example.

(電池の評価)
次に、電池サンプルB1〜B6について、それぞれ、IV抵抗値を測定した。
具体的には、所定の初期充放電を行った各電池サンプルを、25℃で10日間放置した後、電池電圧が4.1Vになるまで、定電流−定電圧で1.5時間充電を施した。その後、電池電圧が3Vになるまで、1Cの電流値で放電を行った。このときの放電容量を電池容量としたところ、いずれのサンプルも約7Ahであった。
(Battery evaluation)
Next, IV resistance values were measured for battery samples B1 to B6, respectively.
Specifically, after each battery sample that had been subjected to predetermined initial charge / discharge was allowed to stand at 25 ° C. for 10 days, it was charged with constant current-constant voltage for 1.5 hours until the battery voltage reached 4.1V. did. Thereafter, discharging was performed at a current value of 1 C until the battery voltage reached 3V. When the discharge capacity at this time was defined as the battery capacity, all the samples were about 7 Ah.

次いで、各電池サンプルを、電池電圧が3.72Vになるまで、1Cの定電流−定電圧で1.5時間充電を施して、SOC(State Of Charge)を調整した。その後、1C,2C,3C,5C,15Cの各電流値で、10秒間ずつ、充電及び放電を行うと共に、電圧低下量を測定した。このときの、電流値(X軸)と電圧(Y軸)との関係を、IV線図として表し、このIV線図に基づいて、各電池サンプルのIV抵抗値(内部抵抗)を算出した。   Next, each battery sample was charged with a constant current-constant voltage of 1 C for 1.5 hours until the battery voltage reached 3.72 V, and SOC (State Of Charge) was adjusted. Thereafter, charging and discharging were performed for 10 seconds at each current value of 1C, 2C, 3C, 5C, and 15C, and the amount of voltage drop was measured. The relationship between the current value (X axis) and the voltage (Y axis) at this time is represented as an IV diagram, and the IV resistance value (internal resistance) of each battery sample was calculated based on this IV diagram.

そして、電池サンプルB1のIV抵抗値を基準として、電池サンプルB2〜B6の各IV抵抗値について、電池サンプルB1のIV抵抗値との比を、IV抵抗比として算出した。電池サンプルB2〜B6にかかるIV抵抗比は、順に、0.95,0.92,0.93,1.02,0.98となった。この結果に基づいて作製した、炭酸イオン量xとIV抵抗比との関係図を図4に示す。なお、上述した一連の試験は、25℃の恒温槽内で行っている。   Then, with respect to the IV resistance value of the battery sample B1, the ratio of the IV resistance value of the battery sample B2 to B6 with the IV resistance value of the battery sample B1 was calculated as the IV resistance ratio. The IV resistance ratios of the battery samples B2 to B6 were 0.95, 0.92, 0.93, 1.02, and 0.98 in this order. FIG. 4 shows a relationship diagram between the carbonate ion amount x and the IV resistance ratio produced based on this result. The series of tests described above is performed in a constant temperature bath at 25 ° C.

ここで、図4に示す、炭酸イオン量x(wt%)とIV抵抗比との関係について検討する。実施例の結果からわかるように、電池サンプルB1(炭酸イオン量x=2.9wt%)を基準として、炭酸イオン量xが増大するにしたがってIV抵抗比が小さくなるが、所定の炭酸イオン量x(18wt%程度)を超えるとIV抵抗値が上昇し、炭酸イオン量xが大きくなり過ぎると逆にIV抵抗比が大きくなってしまう。すなわち、高比表面積カーボン材の表面を炭酸塩で被覆することで、IV抵抗値を低減させて電池の出力を向上させることができるが、炭酸塩の被覆量を増大し過ぎると、かえってIV抵抗値が上昇し、出力特性を低下させてしまうことがわかる。   Here, the relationship between the carbonate ion amount x (wt%) and the IV resistance ratio shown in FIG. 4 will be examined. As can be seen from the results of the examples, the IV resistance ratio decreases as the carbonate ion amount x increases with reference to the battery sample B1 (carbonate ion amount x = 2.9 wt%), but the predetermined carbonate ion amount x If it exceeds (about 18 wt%), the IV resistance value increases, and if the carbonate ion amount x becomes too large, the IV resistance ratio increases. That is, by covering the surface of the high specific surface area carbon material with carbonate, the IV resistance value can be reduced and the output of the battery can be improved. However, if the coating amount of the carbonate is increased too much, the IV resistance is rather increased. It can be seen that the value increases and the output characteristics deteriorate.

これは、高比表面積カーボン材の表面を被覆する炭酸塩量を増大するほど、高比表面積カーボン材と電解液との接触を抑制でき、電解液の分解反応を抑制することができるが、高比表面積カーボン材を被覆する炭酸塩量を増大し過ぎると、炭酸塩によりIV抵抗値(内部抵抗)が大きく上昇し、かえって出力特性を低下させてしまうためと考えられる。   As the amount of carbonate covering the surface of the high specific surface area carbon material increases, the contact between the high specific surface area carbon material and the electrolytic solution can be suppressed, and the decomposition reaction of the electrolytic solution can be suppressed. It is considered that if the amount of carbonate covering the specific surface area carbon material is excessively increased, the IV resistance value (internal resistance) is greatly increased by the carbonate, and the output characteristics are deteriorated.

また、電池サンプルB6(比較例)では、IV抵抗比が0.98となり、電池サンプルB1(炭酸塩生成工程を施さない従来と同等の電池)に比べて、IV抵抗値が小さくなることがわかる。これに対し、実施例において、IV抵抗比を0.98以下とするには、図4に示すように、炭酸イオン量xを5wt%以上30wt%以下にすれば良いことがわかる。すなわち、本実施例において、炭酸イオン量xを5wt%以上30wt%以下とすることで、比較例の電池(正極中にLi2CO3粉末を混合した電池)に比べて、出力の高いリチウムイオン二次電池にできるといえる。
従って、高比表面積カーボン材の重量を基準として、炭酸塩に含まれる炭酸イオンの重量が5wt%以上30wt%以下となる量の炭酸塩で、高比表面積カーボン材の表面を被覆することで、高出力なリチウムイオン二次電池になるといえる。
In addition, in the battery sample B6 (comparative example), the IV resistance ratio is 0.98, which indicates that the IV resistance value is smaller than that in the battery sample B1 (a battery equivalent to the conventional battery not subjected to the carbonate generation step). . On the other hand, in the examples, in order to make the IV resistance ratio 0.98 or less, as shown in FIG. 4, it is understood that the carbonate ion amount x should be 5 wt% or more and 30 wt% or less. That is, in this example, by setting the carbonate ion amount x to 5 wt% or more and 30 wt% or less, lithium ions having higher output than the battery of the comparative example (battery in which Li 2 CO 3 powder is mixed in the positive electrode). It can be said that a secondary battery can be made.
Therefore, by coating the surface of the high specific surface area carbon material with an amount of carbonate in which the weight of carbonate ions contained in the carbonate is 5 wt% or more and 30 wt% or less, based on the weight of the high specific surface area carbon material, It can be said that it becomes a high output lithium ion secondary battery.

さらに、図4からわかるように、炭酸イオン量xを10wt%以上25wt%以下とすることで、IV抵抗比を0.95以下に低減することができる。すなわち、炭酸イオン量xを10wt%以上25wt%以下とすることで、電池サンプルB1(炭酸塩生成工程を施さない従来と同等の電池)に比べて、5%以上もIV抵抗値を低減することができる。 従って、高比表面積カーボン材の重量を基準として、炭酸塩に含まれる炭酸イオンの重量が10wt%以上25wt%以下となる量の炭酸塩で、高比表面積カーボン材の表面を被覆することで、特に、高出力なリチウムイオン二次電池になるといえる。   Furthermore, as can be seen from FIG. 4, the IV resistance ratio can be reduced to 0.95 or less by setting the carbonate ion amount x to 10 wt% or more and 25 wt% or less. That is, by setting the carbonate ion amount x to 10 wt% or more and 25 wt% or less, the IV resistance value can be reduced by 5% or more compared to the battery sample B1 (battery equivalent to the conventional battery not subjected to the carbonate generation step). Can do. Therefore, by coating the surface of the high specific surface area carbon material with an amount of carbonate in which the weight of carbonate ions contained in the carbonate is 10 wt% or more and 25 wt% or less, based on the weight of the high specific surface area carbon material, In particular, it can be said to be a high-power lithium ion secondary battery.

次に、各サンプル電池について耐久試験を施し、耐久試験において発生したガス量を測定した。具体的には、各サンプル電池に圧力センサを取付け、各電池サンプルをSOC80%まで充電した後、60℃で60日間放置した。その後、各電池サンプルについて、圧力センサの示す値から圧力上昇値を算出し、これに基づいてガス発生量(ml)を算出した。この結果に基づいて作製した、炭酸イオン量x(wt%)とガス発生量(ml)との関係図を図5に示す。   Next, each sample battery was subjected to a durability test, and the amount of gas generated in the durability test was measured. Specifically, a pressure sensor was attached to each sample battery, and each battery sample was charged to SOC 80% and then left at 60 ° C. for 60 days. Thereafter, for each battery sample, a pressure increase value was calculated from a value indicated by the pressure sensor, and a gas generation amount (ml) was calculated based on the pressure increase value. FIG. 5 shows a relationship diagram between the carbonate ion amount x (wt%) and the gas generation amount (ml) produced based on this result.

図5に示す、実施例(電池サンプルB1〜B5)の結果より、炭酸イオン量x(wt%)が増大するにしたがって、ガス発生量が減少することがわかる。具体的には、電池サンプルB1(炭酸イオン量x=2.9)では、ガス発生量が11mlと多かったのに対し、電池サンプルB2〜B5(炭酸イオン量x=10.0〜35.7)では、それぞれ、6ml,5.5ml,5ml,5mlと大きく低減することができた。すなわち、電池サンプルB2〜B5(本発明にかかる電池)では、電池サンプルB1(炭酸塩生成工程を施さない従来と同等の電池)に比べて、ガス発生量を大きく低減することができた。この結果より、炭酸塩生成工程を施して高比表面積カーボン材の表面に炭酸塩を被覆させることにより、適切に、ガス発生量を低減することができるといえる。従って、本発明のリチウムイオン二次電池(電池サンプルB2〜B5)は、信頼性の高いリチウムイオン二次電池といえる。   From the results of the examples (battery samples B1 to B5) shown in FIG. 5, it can be seen that the gas generation amount decreases as the carbonate ion amount x (wt%) increases. Specifically, in the battery sample B1 (carbonate ion amount x = 2.9), the gas generation amount was as large as 11 ml, whereas in the battery sample B2 to B5 (carbonate ion amount x = 10.0-35.7). ) Can be greatly reduced to 6 ml, 5.5 ml, 5 ml, and 5 ml, respectively. That is, in the battery samples B2 to B5 (battery according to the present invention), the amount of gas generated could be greatly reduced as compared with the battery sample B1 (battery equivalent to the conventional battery not subjected to the carbonate generation step). From this result, it can be said that the amount of gas generation can be appropriately reduced by applying a carbonate generation step to coat the surface of the high specific surface area carbon material with carbonate. Therefore, the lithium ion secondary batteries (battery samples B2 to B5) of the present invention can be said to be highly reliable lithium ion secondary batteries.

また、電池サンプルB6(比較例)では、ガスの発生量が9mlであった。本実施例において、ガスの発生量を9ml以下とするには、図5に示すように、炭酸イオン量xを5wt%以上にすれば良いことがわかる。すなわち、炭酸イオン量xを5wt%以上とすることで、比較例の電池(正極中にLi2CO3粉末を混合した電池)に比べて、ガス発生量の少ないリチウムイオン二次電池となるといえる。この結果より、高比表面積カーボン材の重量を基準として、炭酸塩に含まれる炭酸イオンの重量が5wt%以上となる量の炭酸塩で、高比表面積カーボン材の表面を被覆することで、信頼性の高いリチウムイオン二次電池となるといえる。 Further, in the battery sample B6 (comparative example), the amount of gas generated was 9 ml. In this example, it can be seen that in order to reduce the amount of gas generated to 9 ml or less, the carbonate ion amount x should be 5 wt% or more as shown in FIG. That is, by setting the carbonate ion amount x to 5 wt% or more, it can be said that a lithium ion secondary battery with less gas generation is obtained as compared with the battery of the comparative example (battery in which Li 2 CO 3 powder is mixed in the positive electrode). . From this result, based on the weight of the high specific surface area carbon material, by covering the surface of the high specific surface area carbon material with an amount of carbonate in which the weight of the carbonate ions contained in the carbonate is 5 wt% or more, It can be said that the lithium ion secondary battery has high performance.

さらに、図5に示すように、炭酸イオン量x(wt%)を増大させるにしたがって、ガス発生量を減少させることができるが、炭酸イオン量xを10wt%以上とした場合には、特に、ガス発生量を大きく低減することができることがわかる。すなわち、炭酸イオン量xを10wt%以上とすることで、特に、ガス発生量の少ない信頼性の高いリチウムイオン二次電池となるといえる。従って、炭酸塩に含まれる炭酸イオンを、高比表面積カーボン材の重量を基準として10wt%以上とするのが、より好ましいといえる。   Furthermore, as shown in FIG. 5, the gas generation amount can be decreased as the carbonate ion amount x (wt%) is increased, but when the carbonate ion amount x is 10 wt% or more, in particular, It can be seen that the amount of gas generation can be greatly reduced. That is, by setting the carbonate ion amount x to 10 wt% or more, it can be said that a lithium ion secondary battery with particularly low gas generation amount and high reliability can be obtained. Therefore, it can be said that the carbonate ion contained in the carbonate is more preferably 10 wt% or more based on the weight of the high specific surface area carbon material.

以上より、本実施例の製造方法によれば、高出力で信頼性の高いリチウムイオン二次電池を製造することができるといえる。特に、高比表面積カーボン材の重量を基準として、炭酸塩に含まれる炭酸イオンの重量が5wt%以上、好ましくは、5wt%以上30wt%以下、さらに好ましくは10wt%以上25wt%以下となる量の炭酸塩で、高比表面積カーボン材の表面を被覆することで、高出力で信頼性の高いリチウムイオン二次電池となるといえる。   As described above, according to the manufacturing method of this example, it can be said that a lithium ion secondary battery with high output and high reliability can be manufactured. In particular, based on the weight of the high specific surface area carbon material, the amount of carbonate ions contained in the carbonate is 5 wt% or more, preferably 5 wt% or more and 30 wt% or less, more preferably 10 wt% or more and 25 wt% or less. By covering the surface of the high specific surface area carbon material with carbonate, it can be said that a lithium ion secondary battery with high output and high reliability can be obtained.

(変形例)
上述の実施例では、図3に示したように、カーボン被覆工程、ペースト作製工程、塗布工程、炭酸塩生成工程の順で、正極を作製した。しかしながら、図6に示す本変形例のように、カーボン被覆工程、ペースト作製工程、炭酸塩生成工程、塗布工程の順で、正極を作製するようにしても良い。すなわち、ペーストを正極基材(アルミニウム箔)に塗布する前に、ペーストのみをCO2を含むガスに晒し、その後、このペーストを正極基材(アルミニウム箔)に塗布するようにしても良い。
(Modification)
In the above-described example, as shown in FIG. 3, the positive electrode was manufactured in the order of the carbon coating process, the paste manufacturing process, the coating process, and the carbonate generating process. However, as in this modification shown in FIG. 6, the positive electrode may be manufactured in the order of the carbon coating step, the paste preparation step, the carbonate generation step, and the coating step. That is, before applying the paste to the positive electrode substrate (aluminum foil), only the paste may be exposed to a gas containing CO 2 and then the paste may be applied to the positive electrode substrate (aluminum foil).

このような手順で正極を作製することで、正極基材であるアルミニウム箔の腐食を抑制することができる。すなわち、ペースト作製工程において作製したペーストは、LiOHなどを多く含んでいることから、アルカリ性(pHは約11)となる。従って、このペーストをアルミニウム箔に塗布した場合には、アルミニウム箔が腐食してしまう虞がある。これに対し、本変形例のように、ペーストを正極基材(アルミニウム箔)に塗布する前に、ペーストのみをCO2を含むガスに晒すことで、アルカリ性であったペーストを中和することができる。このため、その後、このペーストを正極基材(アルミニウム箔)に塗布するようにすれば、アルミニウム箔の腐食を防ぐことができる。 By producing a positive electrode in such a procedure, corrosion of the aluminum foil which is a positive electrode base material can be suppressed. That is, since the paste produced in the paste production process contains a large amount of LiOH and the like, it becomes alkaline (pH is about 11). Therefore, when this paste is applied to an aluminum foil, the aluminum foil may be corroded. On the other hand, as in this modification, before applying the paste to the positive electrode substrate (aluminum foil), the paste that was alkaline can be neutralized by exposing only the paste to a gas containing CO 2. it can. For this reason, if this paste is subsequently applied to the positive electrode substrate (aluminum foil), corrosion of the aluminum foil can be prevented.

以上において、本発明を実施例及び変形例に即して説明したが、本発明は上記実施例等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。   In the above, the present invention has been described with reference to the embodiments and the modified examples. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the like, and it can be applied as appropriate without departing from the gist thereof. Not too long.

実施例にかかるリチウムイオン二次電池100の断面図である。It is sectional drawing of the lithium ion secondary battery 100 concerning an Example. リチウムイオン二次電池100の正極155の拡大断面図である。3 is an enlarged cross-sectional view of a positive electrode 155 of a lithium ion secondary battery 100. FIG. 実施例にかかる正極の製作工程の流れを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the flow of the manufacturing process of the positive electrode concerning an Example. 炭酸イオン量xとIV抵抗比との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between carbonate ion amount x and IV resistance ratio. 炭酸イオン量xとガス発生量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between carbonate ion amount x and gas generation amount. 変形例にかかる正極の製作工程の流れを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the flow of the manufacturing process of the positive electrode concerning a modification.

符号の説明Explanation of symbols

100 リチウムイオン二次電池
153 正極活物質
154,160 高比表面積カーボン材
155 正極
158 炭酸塩
100 Lithium ion secondary battery 153 Positive electrode active material 154,160 High specific surface area carbon material 155 Positive electrode 158 Carbonate

Claims (9)

正極活物質と、
比表面積が100m2/g以上である高比表面積カーボン材と、
を有する正極
を備えるリチウムイオン二次電池であって、
上記高比表面積カーボン材は、炭酸塩により、その表面が被覆されてなる
リチウムイオン二次電池。
A positive electrode active material;
A high specific surface area carbon material having a specific surface area of 100 m 2 / g or more;
A lithium ion secondary battery comprising a positive electrode having
The high specific surface area carbon material is a lithium ion secondary battery whose surface is coated with carbonate.
請求項1に記載のリチウムイオン二次電池であって、
前記正極は、
前記高比表面積カーボン材の少なくとも一部が、前記正極活物質の表面を被覆してなる
リチウムイオン二次電池。
The lithium ion secondary battery according to claim 1,
The positive electrode is
A lithium ion secondary battery in which at least a part of the high specific surface area carbon material covers the surface of the positive electrode active material.
請求項2に記載のリチウムイオン二次電池であって、
前記正極は、
前記高比表面積カーボン材の重量を基準として、前記炭酸塩に含まれる炭酸イオンの重量が5wt%以上となる量の炭酸塩を含む
リチウムイオン二次電池。
The lithium ion secondary battery according to claim 2,
The positive electrode is
A lithium ion secondary battery comprising carbonate in an amount such that the weight of carbonate ions contained in the carbonate is 5 wt% or more based on the weight of the high specific surface area carbon material.
請求項3に記載のリチウムイオン二次電池であって、
前記正極は、
前記高比表面積カーボン材の重量を基準として、前記炭酸塩に含まれる炭酸イオンの重量が5wt%以上30wt%以下となる量の炭酸塩を含む
リチウムイオン二次電池。
The lithium ion secondary battery according to claim 3,
The positive electrode is
A lithium ion secondary battery comprising carbonate in an amount such that the weight of carbonate ions contained in the carbonate is 5 wt% to 30 wt% based on the weight of the high specific surface area carbon material.
リチウムイオン二次電池の製造方法であって、
正極活物質、比表面積が100m2/g以上である高比表面積カーボン材、及び水系バインダ樹脂を含む正極材と、水とを混練して、上記正極活物質と水との反応により生成されたアルカリ化合物を含むペーストを作製するペースト作製工程と、
上記ペーストまたは上記ペーストを乾燥硬化させた硬化物を、CO2を含むガス雰囲気に晒すことにより、上記アルカリ化合物とCO2とを反応させて、上記正極材の表面に炭酸塩を生成させる炭酸塩生成工程を備える
リチウムイオン二次電池の製造方法。
A method for producing a lithium ion secondary battery, comprising:
A positive electrode active material, a high specific surface area carbon material having a specific surface area of 100 m 2 / g or more, and a positive electrode material containing an aqueous binder resin and water are kneaded and produced by reaction of the positive electrode active material and water. A paste preparation step of preparing a paste containing an alkali compound;
The cured product obtained by drying and curing said paste or the paste, by exposure to a gas atmosphere containing CO 2, is reacted with the CO 2 the alkaline compounds, carbonates to produce a carbonate on the surface of the cathode material The manufacturing method of a lithium ion secondary battery provided with a production | generation process.
請求項5に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法であって、
前記ペーストを正極基材に塗布する塗布工程を有し、
前記炭酸塩生成工程において、
上記正極基材に塗布された上記ペースト、または上記正極基材に塗布された上記ペーストを乾燥硬化させた硬化物を、CO2を含むガス雰囲気に晒す
リチウムイオン二次電池の製造方法。
It is a manufacturing method of the lithium ion secondary battery according to claim 5,
An application step of applying the paste to the positive electrode substrate;
In the carbonate production step,
A method for producing a lithium ion secondary battery, wherein the paste applied to the positive electrode substrate or a cured product obtained by drying and curing the paste applied to the positive electrode substrate is exposed to a gas atmosphere containing CO 2 .
請求項5に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法であって、
前記炭酸塩生成工程において、
前記ペーストを、CO2を含むガス雰囲気に晒すことにより、前記アルカリ化合物とCO2とを反応させて、前記正極材の表面に炭酸塩を生成させ、
上記正極材の表面に上記炭酸塩を生成させてなるペーストを、正極基材に塗布する塗布工程を備える
リチウムイオン二次電池の製造方法。
It is a manufacturing method of the lithium ion secondary battery according to claim 5,
In the carbonate production step,
By exposing the paste to a gas atmosphere containing CO 2 , the alkali compound and CO 2 are reacted to generate carbonate on the surface of the positive electrode material,
The manufacturing method of a lithium ion secondary battery provided with the application | coating process which apply | coats the paste formed on the surface of the said positive electrode material to the positive electrode base material.
請求項5〜請求項7のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法であって、
前記正極は、前記高比表面積カーボン材の少なくとも一部が、前記正極活物質の表面を被覆してなり、
前記炭酸塩生成工程において、上記高比表面積カーボン材の表面を、前記炭酸塩で被覆する
リチウムイオン二次電池の製造方法。
It is a manufacturing method of the lithium ion secondary battery as described in any one of Claims 5-7,
The positive electrode comprises at least a part of the high specific surface area carbon material covering the surface of the positive electrode active material,
The manufacturing method of the lithium ion secondary battery which coat | covers the surface of the said high specific surface area carbon material with the said carbonate in the said carbonate production | generation process.
請求項5〜請求項8のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池の製造方法であって、
前記正極活物質は、LiNiO2系の正極活物質、及びLiCoO2系の正極活物質の少なくともいずれかを含む
リチウムイオン二次電池の製造方法。
It is a manufacturing method of the lithium ion secondary battery as described in any one of Claims 5-8,
The method for manufacturing a lithium ion secondary battery, wherein the positive electrode active material includes at least one of a LiNiO 2 positive electrode active material and a LiCoO 2 positive electrode active material.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009051212A1 (en) * 2007-10-18 2009-04-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Coated positive electrode active material, positive electrode for nonaqueous secondary battery, nonaqueous secondary battery, and their production methods
JP2009245954A (en) * 2009-07-28 2009-10-22 Toyota Motor Corp Coated positive electrode active material, positive electrode for non-aqueous secondary battery, and non-aqueous secondary battery
JP2009259604A (en) * 2008-04-17 2009-11-05 Toyota Motor Corp Lithium secondary battery and its manufacturing method
JP2010129332A (en) * 2008-11-27 2010-06-10 Toyota Motor Corp Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2010171020A (en) * 2010-03-15 2010-08-05 Toyota Motor Corp Lithium secondary battery and method of manufacturing the same
US9023537B2 (en) 2010-04-09 2015-05-05 Sony Corporation Battery
US9350049B2 (en) 2013-11-28 2016-05-24 Gs Yuasa International Ltd. Electric storage device and electric storage apparatus
JP2016103411A (en) * 2014-11-28 2016-06-02 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. Lithium ion secondary battery
CN111509190A (en) * 2019-01-30 2020-08-07 丰田自动车株式会社 Positive electrode active material and nonaqueous electrolyte secondary battery provided with same

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0869791A (en) * 1994-08-30 1996-03-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of nonaqueous electrolytic secondary battery
JPH0992265A (en) * 1995-09-22 1997-04-04 Denso Corp Positive active material of secondary battery, its manufacture, and positive electrode
JP2002110251A (en) * 2000-09-27 2002-04-12 Mitsubishi Cable Ind Ltd Lithium ion secondary battery
JP2003086174A (en) * 2001-06-25 2003-03-20 Hosokawa Micron Corp Composite particle material for electrode, electrode plate, and method of manufacturing
JP2003123764A (en) * 2001-10-09 2003-04-25 Hitachi Maxell Ltd Nonaqueous secondary battery
JP2003187787A (en) * 2001-12-20 2003-07-04 Denso Corp Method for manufacturing lithium battery positive electrode
JP2005267966A (en) * 2004-03-17 2005-09-29 Sanyo Electric Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0869791A (en) * 1994-08-30 1996-03-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of nonaqueous electrolytic secondary battery
JPH0992265A (en) * 1995-09-22 1997-04-04 Denso Corp Positive active material of secondary battery, its manufacture, and positive electrode
JP2002110251A (en) * 2000-09-27 2002-04-12 Mitsubishi Cable Ind Ltd Lithium ion secondary battery
JP2003086174A (en) * 2001-06-25 2003-03-20 Hosokawa Micron Corp Composite particle material for electrode, electrode plate, and method of manufacturing
JP2003123764A (en) * 2001-10-09 2003-04-25 Hitachi Maxell Ltd Nonaqueous secondary battery
JP2003187787A (en) * 2001-12-20 2003-07-04 Denso Corp Method for manufacturing lithium battery positive electrode
JP2005267966A (en) * 2004-03-17 2005-09-29 Sanyo Electric Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009099462A (en) * 2007-10-18 2009-05-07 Toyota Motor Corp Coated positive active material, positive electrode for nonaqueous secondary battery, nonaqueous secondary battery, and manufacturing methods thereof
WO2009051212A1 (en) * 2007-10-18 2009-04-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Coated positive electrode active material, positive electrode for nonaqueous secondary battery, nonaqueous secondary battery, and their production methods
US9023531B2 (en) 2007-10-18 2015-05-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Coated positive electrode active material, positive electrode for nonaqueous secondary battery, nonaqueous secondary battery, and their production methods
CN104377343A (en) * 2008-04-17 2015-02-25 丰田自动车株式会社 Lithium secondary battery and production method thereof
US9531033B2 (en) 2008-04-17 2016-12-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Lithium secondary battery and manufacturing method therefor
JP2009259604A (en) * 2008-04-17 2009-11-05 Toyota Motor Corp Lithium secondary battery and its manufacturing method
JP4636341B2 (en) * 2008-04-17 2011-02-23 トヨタ自動車株式会社 Lithium secondary battery and manufacturing method thereof
CN102007623A (en) * 2008-04-17 2011-04-06 丰田自动车株式会社 Lithium secondary battery and manufacturing method therefor
JP2010129332A (en) * 2008-11-27 2010-06-10 Toyota Motor Corp Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2009245954A (en) * 2009-07-28 2009-10-22 Toyota Motor Corp Coated positive electrode active material, positive electrode for non-aqueous secondary battery, and non-aqueous secondary battery
JP2010171020A (en) * 2010-03-15 2010-08-05 Toyota Motor Corp Lithium secondary battery and method of manufacturing the same
US9023537B2 (en) 2010-04-09 2015-05-05 Sony Corporation Battery
US9350049B2 (en) 2013-11-28 2016-05-24 Gs Yuasa International Ltd. Electric storage device and electric storage apparatus
JP2016103411A (en) * 2014-11-28 2016-06-02 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. Lithium ion secondary battery
CN111509190A (en) * 2019-01-30 2020-08-07 丰田自动车株式会社 Positive electrode active material and nonaqueous electrolyte secondary battery provided with same
CN111509190B (en) * 2019-01-30 2023-03-28 丰田自动车株式会社 Positive electrode active material and nonaqueous electrolyte secondary battery provided with same

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