JP2007194209A - Lithium secondary cell, and battery pack formed by connecting the plurality of it - Google Patents

Lithium secondary cell, and battery pack formed by connecting the plurality of it Download PDF

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孝之 中島
Hitoshi Suzuki
仁 鈴木
Hiroyuki Oshima
裕之 大島
Hidekazu Miyagi
秀和 宮城
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a safe lithium secondary cell which ensures the high capacity, good product cycle and high output and maintains gas generation at low level even when its size is increased. <P>SOLUTION: The lithium secondary cell has a set of electrodes constituting a positive electrode and a negative electrode via a porous membrane separator and employs a nonaqueous electrolyte including a compound of general formula (1) [in this formula, R<SP>1</SP>and R<SP>2</SP>represent organic groups each of which includes 1 to 12 carbons and n is an integer from 3 to 10], a compound of general formula (2) [in this formula, R<SP>3</SP>to R<SP>5</SP>represent organic groups each of which includes 1 to 12 carbons, x is an integer from 1 to 3 and p, q and r are integers from 0 to 3 which meet the requirement of 1≤p+q+r≤3], a compound of general formula (3) [in this formula, R<SP>6</SP>to R<SP>8</SP>represent organic groups each of which includes 1 to 12 carbons and A is a group consisting of H, C, N, O, F, S, Si and/or P], a compound having an S-F bonding, a nitrate, a nitrite salt, a monofluorophosphate, a difluorophosphate, an acetate, and/or a propionate. A battery pack is formed by connecting the lithium secondary cells, in which a cooling mechanism is prepared for keeping the temperature of the battery pack below a specific temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、リチウム二次電池に関するものであり、更に詳しくは、特定の成分を含有するリチウム二次電池用非水系電解液を用いることによる、長寿命、高出力で安全性の高い、大型のリチウム二次電池に関するものである。   The present invention relates to a lithium secondary battery, and more specifically, by using a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery containing a specific component, a long life, high output, high safety, and large size. The present invention relates to a lithium secondary battery.

リチウム二次電池は高容量の二次電池であることから種々の用途に利用されているが、携帯電話等比較的小型の電池での使用が主であり、今後は自動車用等の大型電池での利用の拡大が期待されている。   Lithium secondary batteries are high-capacity secondary batteries and are used in various applications. However, they are mainly used for relatively small batteries such as mobile phones. The use of is expected to expand.

大型電池では特に長寿命、高出力と高い安全性が要求されており、従来の小型電池を単純に大きくしただけでは性能として十分ではない。また、出力及び寿命を向上するための電池材料の改良も種々提案されている(例えば、特許文献1)が、大型電池の構造や使用状況は小型電池とは大きく異なるため、これらの改良が大型電池でも効果のあるものかどうかは明らかではなった。   Large batteries are particularly required to have a long life, high output and high safety, and simply increasing the size of a conventional small battery is not sufficient as performance. Various improvements of battery materials for improving output and life have been proposed (for example, Patent Document 1), but the structure and usage of large batteries are greatly different from those of small batteries. It has become clear whether batteries are effective.

更に、自動車用等の大型電池では軽量化が求められているが、外装材として軽量なラミネートフィルムを用いる場合、大型電池ではガス発生の影響を受けやすいため問題があった。
特開2005−306619号公報
Furthermore, a large battery for automobiles and the like is required to be lighter. However, when a lightweight laminate film is used as an exterior material, there is a problem because the large battery is easily affected by gas generation.
JP 2005-306619 A

本発明は、かかる背景技術に鑑みてなされたものであり、その課題は、より大型にした際にも、大きな容量と良好な寿命と高い出力とを有し、ガス発生が少なく、過充電の際にも安全性の向上したリチウム二次電池を提供することにある。   The present invention has been made in view of the background art, and the problem is that even when it is made larger, it has a large capacity, good life and high output, generates less gas, and is overcharged. In particular, it is to provide a lithium secondary battery with improved safety.

発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究の結果、特定の構造を有する電池において、特定の群から選ばれる化合物を含有する非水系電解液を用いることによって、長寿命、高出力であるだけでなくガス発生が少なく、安全性の高いリチウム二次電池が得られることを見出し、本発明を完成した。   As a result of diligent research to solve the above problems, the inventors have a long life and high output by using a non-aqueous electrolyte containing a compound selected from a specific group in a battery having a specific structure. In addition, the present inventors have found that a lithium secondary battery with low gas generation and high safety can be obtained, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、少なくとも、正極と負極とを微多孔膜セパレータを介して構成する電極群、並びに、非水溶媒にリチウム塩を含有してなる非水系電解液を備え、これらを電池外装に収納してなるリチウム二次電池であって、該正極及び該負極が、それぞれ集電体上にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な活物質を含有する活物質層を形成してなるものであり、該非水系電解液が、一般式(1)で表される環状シロキサン化合物、一般式(2)で表されるフルオロシラン化合物、一般式(3)で表される化合物、分子内にS−F結合を有する化合物、硝酸塩、亜硝酸塩、モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン酸塩、酢酸塩及びプロピオン酸塩からなる群より選ばれた少なくとも1種以上の化合物を、非水系電解液全体中に10ppm以上含有する非水系電解液であり、該電池外装を形成する外装材が、電池の内面側の少なくとも一部が熱可塑性樹脂を用いて形成されたシートからなり、該電極群を収納すると共に、該熱可塑性樹脂層同士をヒートシールすることで該電極群を密封することができる外装材であることを特徴とするリチウム二次電池を提供するものである。

Figure 2007194209
[一般式(1)中、R及びRは互いに同一であっても異なっていてもよい炭素数1〜12の有機基を表し、nは3〜10の整数を表す。]
Figure 2007194209
[一般式(2)中、R〜Rは互いに同一であっても異なっていてもよい炭素数1〜12の有機基を表し、xは1〜3の整数を表し、p、q及びrはそれぞれ0〜3の整数を表し、1≦p+q+r≦3である。]
Figure 2007194209
[一般式(3)中、R〜Rは互いに同一であっても異なっていてもよい炭素数1〜12の有機基を表し、AはH、C、N、O、F、S、Si及び/又はPから構成される基を表す。] That is, the present invention includes at least an electrode group in which a positive electrode and a negative electrode are interposed via a microporous membrane separator, and a non-aqueous electrolyte solution containing a lithium salt in a non-aqueous solvent, and these are provided on the battery exterior. A lithium secondary battery that is housed, wherein the positive electrode and the negative electrode are each formed by forming an active material layer containing an active material capable of inserting and extracting lithium ions on a current collector, The non-aqueous electrolyte includes a cyclic siloxane compound represented by the general formula (1), a fluorosilane compound represented by the general formula (2), a compound represented by the general formula (3), and an SF bond in the molecule. And at least one compound selected from the group consisting of nitrate, nitrite, monofluorophosphate, difluorophosphate, acetate and propionate in an amount of 10 ppm or more in the entire non-aqueous electrolyte The exterior material that forms the battery exterior is a non-aqueous electrolytic solution having a sheet formed by using at least a part of the inner surface of the battery using a thermoplastic resin, accommodates the electrode group, and The present invention provides a lithium secondary battery that is an exterior material capable of sealing the electrode group by heat-sealing the plastic resin layers.
Figure 2007194209
[In General Formula (1), R 1 and R 2 represent the same or different organic group having 1 to 12 carbon atoms, and n represents an integer of 3 to 10. ]
Figure 2007194209
[In General Formula (2), R 3 to R 5 represent an organic group having 1 to 12 carbon atoms which may be the same or different from each other, x represents an integer of 1 to 3, p, q and Each r represents an integer of 0 to 3, and 1 ≦ p + q + r ≦ 3. ]
Figure 2007194209
[In General Formula (3), R 6 to R 8 represent an organic group having 1 to 12 carbon atoms which may be the same as or different from each other, and A represents H, C, N, O, F, S, Represents a group composed of Si and / or P; ]

また、本発明は、上記のリチウム二次電池を直列に5個以上連結してなることを特徴とする組電池を提供するものである。   The present invention also provides an assembled battery comprising five or more lithium secondary batteries connected in series.

また、本発明は、上記のリチウム二次電池を複数個連結してなる組電池であって、電池を一定温度以下に保持するための冷却機構を有することを特徴とする組電池を提供するものである。   The present invention also provides an assembled battery comprising a plurality of lithium secondary batteries connected to each other, the battery having a cooling mechanism for maintaining the battery at a constant temperature or lower. It is.

本発明によれば、高容量、長寿命、高出力で、ガス発生が少なく、過充電の際にも安全性の高いリチウム二次電池が得られるため、例えば、自動車用途等の大型電池として、特に適したリチウム二次電池を提供できる。   According to the present invention, a lithium secondary battery with high capacity, long life, high output, less gas generation, and high safety even in overcharging can be obtained. A particularly suitable lithium secondary battery can be provided.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を超えない限り、これらの具体的内容に限定はされない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the description of the constituent elements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the gist of the present invention. The specific content of is not limited.

<リチウム二次電池用非水系電解液>
本発明の二次電池用非水系電解液は、常用の非水系電解液と同じく、電解質及びこれを溶解する非水溶媒を含有する。電解質としては、リチウム二次電池用非水系電解液の電解質として用い得ることが知られているリチウム塩であれば特に制限はないが、例えば、次のものが挙げられる。
<Non-aqueous electrolyte for lithium secondary battery>
The non-aqueous electrolyte solution for secondary batteries of the present invention contains an electrolyte and a non-aqueous solvent that dissolves the electrolyte, in the same manner as a normal non-aqueous electrolyte solution. The electrolyte is not particularly limited as long as it is known to be a lithium salt that can be used as an electrolyte for a non-aqueous electrolyte solution for a lithium secondary battery, and examples thereof include the following.

[リチウム塩]
無機リチウム塩:LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiSbF6等の無機フッ化物塩;LiClO4、LiBrO4、LiIO4等の過ハロゲン酸塩;LiAlCl4等の無機塩化物塩等。
含フッ素有機リチウム塩:LiCF3SO3等のパーフルオロアルカンスルホン酸塩;LiN(CF3SO22、LiN(CF3CF2SO22、LiN(CF3SO2)(C49SO2)等のパーフルオロアルカンスルホニルイミド塩;LiC(CF3SO23等のパーフルオロアルカンスルホニルメチド塩;Li[PF5(CF2CF2CF3)]、Li[PF4(CF2CF2CF32]、Li[PF3(CF2CF2CF33]、Li[PF5(CF2CF2CF2CF3)]、Li[PF4(CF2CF2CF2CF32]、Li[PF3(CF2CF2CF2CF33]等のフルオロアルキルフッ化リン酸塩等。
オキサラトボレート塩:リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムジフルオロオキサラトボレート等。
[Lithium salt]
Inorganic lithium salts: inorganic fluoride salts such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiSbF 6 ; perhalogenates such as LiClO 4 , LiBrO 4 , LiIO 4 ; inorganic chloride salts such as LiAlCl 4 .
Fluorine-containing organic lithium salt: perfluoroalkane sulfonate such as LiCF 3 SO 3 ; LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 CF 2 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 Perfluoroalkanesulfonylimide salts such as SO 2 ); Perfluoroalkanesulfonylmethide salts such as LiC (CF 3 SO 2 ) 3 ; Li [PF 5 (CF 2 CF 2 CF 3 )], Li [PF 4 ( CF 2 CF 2 CF 3 ) 2 ], Li [PF 3 (CF 2 CF 2 CF 3 ) 3 ], Li [PF 5 (CF 2 CF 2 CF 2 CF 3 )], Li [PF 4 (CF 2 CF 2 CF 2 CF 3 ) 2 ], Li [PF 3 (CF 2 CF 2 CF 2 CF 3 ) 3 ] and other fluoroalkyl fluorophosphates.
Oxalatoborate salt: lithium bis (oxalato) borate, lithium difluorooxalatoborate and the like.

これらは、1種を単独で使用しても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。これらのなかでも、非水溶媒に対する溶解性、二次電池とした場合の充放電特性、出力特性、サイクル特性等を総合的に判断すると、LiPF6が好ましい。 These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios. Among these, LiPF 6 is preferable when comprehensively judging solubility in a non-aqueous solvent, charge / discharge characteristics in the case of a secondary battery, output characteristics, cycle characteristics, and the like.

2種以上を併用する場合の好ましい一例は、LiPF6とLiBF4との併用であり、この場合には、両者の合計に占めるLiBF4の割合は、0.01質量%以上、20質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上、5質量%以下であるのが特に好ましい。また、他の一例は、無機フッ化物塩とパーフルオロアルカンスルホニルイミド塩との併用であり、この場合には、両者の合計に占める無機フッ化物塩の割合は、70質量%以上、99質量%以下であることが好ましく、80質量%以上、98質量%以下であることがより好ましい。この両者の併用は、高温保存による劣化を抑制する効果がある。 A preferable example in the case of using two or more types together is a combination use of LiPF 6 and LiBF 4. In this case, the ratio of LiBF 4 in the total of both is 0.01% by mass or more and 20% by mass or less. It is preferable that it is 0.1 mass% or more and 5 mass% or less especially. Another example is the combined use of an inorganic fluoride salt and a perfluoroalkanesulfonylimide salt. In this case, the proportion of the inorganic fluoride salt in the total of both is 70% by mass or more and 99% by mass. Or less, more preferably 80% by mass or more and 98% by mass or less. The combined use of both has the effect of suppressing deterioration due to high temperature storage.

非水系電解液中の上記リチウム塩の濃度は、特に制限はないが、通常0.5mol/L以上、好ましくは0.6mol/L以上、より好ましくは0.7mol/L以上である。また、その上限は、通常2mol/L以下、好ましくは1.8mol/L以下、より好ましくは1.7mol/L以下である。濃度が低すぎると、非水系電解液の電気伝導率が不十分の場合があり、一方、濃度が高すぎると、粘度上昇のため電気伝導度が低下する場合があり、リチウム二次電池の性能が低下する場合がある。   The concentration of the lithium salt in the nonaqueous electrolytic solution is not particularly limited, but is usually 0.5 mol / L or more, preferably 0.6 mol / L or more, more preferably 0.7 mol / L or more. Moreover, the upper limit is 2 mol / L or less normally, Preferably it is 1.8 mol / L or less, More preferably, it is 1.7 mol / L or less. If the concentration is too low, the electrical conductivity of the non-aqueous electrolyte may be insufficient. On the other hand, if the concentration is too high, the electrical conductivity may decrease due to an increase in viscosity. May decrease.

[非水溶媒]
非水溶媒としても従来から非水系電解液の溶媒として提案されているものの中から、適宜選択して用いることができる。例えば、次のものが挙げられる。
(1)環状カーボネート:
環状カーボネートを構成するアルキレン基の炭素数は2〜6が好ましく、特に好ましくは2〜4である。具体的には例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等が挙げられる。中でも、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートが好ましい。
(2)鎖状カーボネート:
鎖状カーボネートとしては、ジアルキルカーボネートが好ましく、構成するアルキル基の炭素数は、それぞれ、1〜5が好ましく、特に好ましくは1〜4である。具体的には例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−n−プロピルカーボネート等の対称鎖状カーボネート類;エチルメチルカーボネート、メチル−n−プロピルカーボネート、エチル−n−プロピルカーボネート等の非対称鎖状カーボネート類等のジアルキルカーボネート等が挙げられる。
(3)環状エステル:
具体的には例えば、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等が挙げられる。
(4)鎖状エステル:
具体的には例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル等が挙げられる。
(5)環状エーテル:
具体的には例えば、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等が挙げられる。
(6)鎖状エーテル:
具体的には例えば、ジメトキシエタン、ジメトキシメタン等が挙げられる。
(7)含硫黄有機溶媒:
具体的には例えば、スルフォラン、ジエチルスルホン等が挙げられる。
[Nonaqueous solvent]
As the non-aqueous solvent, it can be appropriately selected from those conventionally proposed as solvents for non-aqueous electrolyte solutions. For example, the following are mentioned.
(1) Cyclic carbonate:
As for carbon number of the alkylene group which comprises a cyclic carbonate, 2-6 are preferable, Most preferably, it is 2-4. Specific examples include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, and the like. Of these, ethylene carbonate and propylene carbonate are preferable.
(2) Chain carbonate:
As the chain carbonate, dialkyl carbonate is preferable, and the number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 to 5, and particularly preferably 1 to 4, respectively. Specifically, for example, symmetric chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and di-n-propyl carbonate; asymmetric chain carbonates such as ethyl methyl carbonate, methyl-n-propyl carbonate, and ethyl-n-propyl carbonate And the like, and the like.
(3) Cyclic ester:
Specific examples include γ-butyrolactone and γ-valerolactone.
(4) Chain ester:
Specific examples include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, and methyl propionate.
(5) Cyclic ether:
Specific examples include tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydropyran and the like.
(6) Chain ether:
Specific examples include dimethoxyethane and dimethoxymethane.
(7) Sulfur-containing organic solvent:
Specific examples include sulfolane and diethylsulfone.

これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもよいが、2種以上の化合物を併用するのが好ましい。例えば、環状カーボネート類や環状エステル類等の高誘電率溶媒と、鎖状カーボネート類や鎖状エステル類等の低粘度溶媒とを併用するのが好ましい。   These may be used alone or in combination of two or more, but it is preferable to use in combination of two or more. For example, it is preferable to use a high dielectric constant solvent such as cyclic carbonates and cyclic esters in combination with a low viscosity solvent such as chain carbonates and chain esters.

非水溶媒の好ましい組合せの一つは、環状カーボネート類と鎖状カーボネート類を主体とする組合せである。なかでも、非水溶媒に占める環状カーボネート類と鎖状カーボネート類との合計が、85容量%以上、好ましくは90容量%以上、より好ましくは95容量%以上である。また、環状カーボネート類と鎖状カーボネート類との合計に対する環状カーボネート類の容量が5%以上、好ましくは10%以上、より好ましくは15%以上であり、通常50%以下、好ましくは35%以下、より好ましくは30%以下のものである。非水溶媒全体に占めるカーボネート類の合計の上記好ましい容量範囲と、環状及び鎖状カーボネート類に対する環状カーボネート類の好ましい上記容量範囲は、組み合わされていることが特に好ましい。   One preferred combination of non-aqueous solvents is a combination mainly composed of cyclic carbonates and chain carbonates. Among them, the total of the cyclic carbonates and the chain carbonates in the nonaqueous solvent is 85% by volume or more, preferably 90% by volume or more, and more preferably 95% by volume or more. Further, the capacity of the cyclic carbonate with respect to the total of the cyclic carbonate and the chain carbonate is 5% or more, preferably 10% or more, more preferably 15% or more, usually 50% or less, preferably 35% or less, More preferably, it is 30% or less. It is particularly preferred that the above preferred volume range of the total amount of carbonates occupying the entire non-aqueous solvent is combined with the preferred above volume range of cyclic carbonates relative to cyclic and chain carbonates.

この混合溶媒に、リチウム塩と前記一般式(1)で表される環状シロキサン化合物、一般式(2)で表されるフルオロシラン化合物、一般式(3)で表される化合物、分子内にS−F結合を有する化合物、硝酸塩、亜硝酸塩、モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン酸塩、酢酸塩及びプロピオン酸塩からなる群より選ばれた少なくとも1種以上の化合物を含有する非水系電解液は、これを用いて作製された電池のサイクル特性と高温保存特性(特に、高温保存後の残存容量及び高負荷放電容量)及びガス発生抑制のバランスがよくなるので好ましい。   In this mixed solvent, a lithium salt and a cyclic siloxane compound represented by the general formula (1), a fluorosilane compound represented by the general formula (2), a compound represented by the general formula (3), and S in the molecule A non-aqueous electrolyte solution containing at least one compound selected from the group consisting of a compound having a -F bond, nitrate, nitrite, monofluorophosphate, difluorophosphate, acetate and propionate is This is preferable because the balance between cycle characteristics and high-temperature storage characteristics (particularly, remaining capacity and high-load discharge capacity after high-temperature storage) and suppression of gas generation of a battery manufactured using this is improved.

環状カーボネート類と鎖状カーボネート類の好ましい組み合わせの具体例としては、エチレンカーボネートとジメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジエチルカーボネート、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート等が挙げられる。これらのエチレンカーボネートと鎖状カーボネート類との組み合わせに、更にプロピレンカーボネートを加えた組み合わせも、好ましい組み合わせとして挙げられる。プロピレンカーボネートを含有する場合には、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートの容量比は、通常99:1〜40:60、好ましくは95:5〜50:50である。   Specific examples of preferred combinations of cyclic carbonates and chain carbonates include ethylene carbonate and dimethyl carbonate, ethylene carbonate and diethyl carbonate, ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate and dimethyl carbonate and diethyl carbonate, ethylene carbonate and dimethyl carbonate And ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate. A combination in which propylene carbonate is further added to the combination of these ethylene carbonates and chain carbonates is also a preferable combination. When propylene carbonate is contained, the volume ratio of ethylene carbonate to propylene carbonate is usually 99: 1 to 40:60, preferably 95: 5 to 50:50.

これらの中で、非対称鎖状カーボネート類を含有するものが更に好ましく、特に、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネートといったエチレンカーボネートと対称鎖状カーボネート類と非対称鎖状カーボネート類を含有するものが、サイクル特性と大電流放電特性のバランスが良いので好ましい。中でも、非対称鎖状カーボネート類がエチルメチルカーボネートであるのが好ましく、また、ジアルキルカーボネートを構成するアルキル基の炭素数は1〜2が好ましい。   Among these, those containing asymmetric chain carbonates are more preferable, particularly ethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl. Those containing ethylene carbonate such as methyl carbonate, symmetric chain carbonates, and asymmetric chain carbonates are preferred because of a good balance between cycle characteristics and large current discharge characteristics. Among them, the asymmetric chain carbonate is preferably ethyl methyl carbonate, and the alkyl group constituting the dialkyl carbonate preferably has 1 to 2 carbon atoms.

好ましい非水溶媒の他の例は、鎖状エステルを含有するものである。鎖状エステルとしては、酢酸メチル、酢酸エチル等が特に好ましい。非水溶媒に占める鎖状エステルの容量は、通常5%以上、好ましくは8%以上、より好ましくは15%以上であり、通常50%以下、好ましくは35%以下、より好ましくは30%以下、更に好ましくは25%以下である。特に、上記、環状カーボネート類と鎖状カーボネート類の混合溶媒に、鎖状エステルを含有するものが、電池の低温特性向上の観点から好ましい。   Other examples of preferred non-aqueous solvents are those containing chain esters. As the chain ester, methyl acetate, ethyl acetate and the like are particularly preferable. The capacity of the chain ester in the non-aqueous solvent is usually 5% or more, preferably 8% or more, more preferably 15% or more, usually 50% or less, preferably 35% or less, more preferably 30% or less, More preferably, it is 25% or less. In particular, those containing a chain ester in the mixed solvent of cyclic carbonates and chain carbonates are preferable from the viewpoint of improving the low-temperature characteristics of the battery.

他の好ましい非水溶媒の例は、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン及びγ−バレロラクトンよりなる群から選ばれた1種の有機溶媒、又は該群から選ばれた2以上の有機溶媒からなる混合溶媒を全体の60容量%以上を占めるものである。こうした混合溶媒は、引火点が50℃以上であるものが好ましく、中でも70℃以上であるものが特に好ましい。この溶媒を用いた非水系電解液は、高温で使用しても溶媒の蒸発や液漏れが少なくなる。中でも、非水溶媒に占めるγ−ブチロラクトンの量が60容量%以上であるものや、非水溶媒に占めるエチレンカーボネートとγ−ブチロラクトンとの合計が、80容量%以上、好ましくは90容量%以上であり、かつエチレンカーボネートとγ−ブチロラクトンとの容量比が5:95〜45:55であるもの、又は非水溶媒に占めるエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとの合計が、80容量%以上、好ましくは90容量%以上であり、かつエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートの容量比が30:70〜60:40であるものを用いると、一般にサイクル特性と大電流放電特性等のバランスがよくなる。   Examples of other preferable non-aqueous solvents include one organic solvent selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone and γ-valerolactone, or two or more organic solvents selected from the group. The mixed solvent becomes 60% by volume or more of the whole. Such a mixed solvent preferably has a flash point of 50 ° C. or higher, and particularly preferably has a flash point of 70 ° C. or higher. A non-aqueous electrolyte using this solvent reduces evaporation of the solvent and leakage even when used at high temperatures. Among them, the amount of γ-butyrolactone in the nonaqueous solvent is 60% by volume or more, and the total of ethylene carbonate and γ-butyrolactone in the nonaqueous solvent is 80% by volume or more, preferably 90% by volume or more. And the volume ratio of ethylene carbonate to γ-butyrolactone is 5:95 to 45:55, or the total of ethylene carbonate and propylene carbonate in the non-aqueous solvent is 80% by volume or more, preferably 90% When the ratio of ethylene carbonate to propylene carbonate is 30:70 to 60:40, the balance between cycle characteristics and large current discharge characteristics is generally improved.

[特定化合物]
本発明のリチウム二次電池に用いられる非水系電解液は、一般式(1)で表される環状シロキサン化合物、一般式(2)で表されるフルオロシラン化合物、一般式(3)で表される化合物、分子内にS−F結合を有する化合物、硝酸塩、亜硝酸塩、モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン酸塩、酢酸塩及びプロピオン酸塩からなる群より選ばれた少なくとも1種以上の化合物(以下、これらを「特定化合物」と略記することがある)を含有すること、或いは添加したことを特徴とする。
[Specific compounds]
The non-aqueous electrolyte used for the lithium secondary battery of the present invention is represented by the cyclic siloxane compound represented by the general formula (1), the fluorosilane compound represented by the general formula (2), and the general formula (3). A compound having an SF bond in the molecule, at least one compound selected from the group consisting of nitrate, nitrite, monofluorophosphate, difluorophosphate, acetate and propionate ( Hereinafter, these may be abbreviated as “specific compounds”) or added.

これら特定化合物は正極活物質表面や金属材料表面に吸着することで、電解液等との副反応を抑制することができる。この正極活物質表面での副反応の抑制によりガス発生が少なく、シート状の外装材を用いても電池の変形あるいは内圧の上昇が起こりにくく好ましい。また正極活物質表面での副反応の抑制により、電池の寿命、出力、過充電時の安全性が向上することが大型電池での利用に好ましい。また、この金属材料表面での副反応の抑制により、集電タブと端子との接続に、抵抗が小さく簡易な溶接方法を用いた場合にも長期の使用に際して直流抵抗成分の増加が抑制されることから大型電池での利用に好ましい。また正極の反応抵抗を下げることが、電池形状や正極面積等を高出力用に設計した電池において、さらに出力を向上させるために効果的であり好ましい。   By adsorbing these specific compounds to the surface of the positive electrode active material or the surface of the metal material, side reactions with the electrolytic solution or the like can be suppressed. By suppressing side reactions on the surface of the positive electrode active material, gas generation is small, and even when a sheet-like exterior material is used, it is preferable that the battery is not deformed or the internal pressure is not increased. Further, it is preferable for use in a large battery that the side life on the surface of the positive electrode active material is suppressed to improve the battery life, output, and safety during overcharge. In addition, the suppression of side reactions on the surface of the metal material suppresses an increase in the DC resistance component during long-term use even when a simple welding method with low resistance is used to connect the current collecting tab and the terminal. Therefore, it is preferable for use in a large battery. Further, lowering the reaction resistance of the positive electrode is effective and preferable in order to further improve the output in a battery designed for high output such as the battery shape and the positive electrode area.

[[一般式(1)で表される環状シロキサン化合物]]
一般式(1)で表される環状シロキサン化合物におけるR及びRは互いに同一であっても異なっていてもよい炭素数1〜12の有機基であるが、R及びRとしては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等の鎖状アルキル基;シクロヘキシル基、ノルボルニル基等の環状アルキル基;ビニル基、1−プロペニル基、アリル基、ブテニル基、1,3−ブタジエニル基等のアルケニル基;エチニル基、プロピニル基、ブチニル基等のアルキニル基;トリフルオロメチル基等のハロゲン化アルキル基;3−ピロリジノプロピル基等の飽和複素環基を有するアルキル基;アルキル置換基を有していてもよいフェニル基等のアリール基;フェニルメチル基、フェニルエチル基等のアラルキル基;トリメチルシリル基等のトリアルキルシリル基;トリメチルシロキシ基等のトリアルキルシロキシ基等が挙げられる。中でも、炭素数が少ないものの方が特性を発現しやすく、炭素数1〜6の有機基が好ましい。また、アルケニル基は非水系電解液や電極表面の被膜に作用して入出力特性を向上させ、アリール基は充放電時に電池内で発生するラジカルを捕捉して電池性能全般を向上させる作用を有するので好ましい。従って、R及びRとしては、メチル基、ビニル基又はフェニル基が特に好ましい。
[[Cyclic Siloxane Compound Represented by General Formula (1)]]
R 1 and although R 2 are identical there may be different even if an organic group having 1 to 12 carbon atoms with each other, as R 1 and R 2 in the general formula (1) cyclic siloxane compound represented by, Chain alkyl groups such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group and t-butyl group; cyclic alkyl groups such as cyclohexyl group and norbornyl group; vinyl group, Alkenyl groups such as 1-propenyl group, allyl group, butenyl group, 1,3-butadienyl group; alkynyl groups such as ethynyl group, propynyl group, butynyl group; halogenated alkyl groups such as trifluoromethyl group; 3-pyrrolidino An alkyl group having a saturated heterocyclic group such as a propyl group; an aryl group such as a phenyl group optionally having an alkyl substituent; a phenylmethyl group; Examples thereof include aralkyl groups such as nylethyl group; trialkylsilyl groups such as trimethylsilyl group; trialkylsiloxy groups such as trimethylsiloxy group. Among these, those having a small number of carbon atoms tend to exhibit characteristics, and organic groups having 1 to 6 carbon atoms are preferable. Alkenyl groups act on non-aqueous electrolytes and coatings on electrode surfaces to improve input / output characteristics, and aryl groups have the effect of capturing radicals generated in the battery during charge and discharge to improve overall battery performance. Therefore, it is preferable. Accordingly, R 1 and R 2 are particularly preferably a methyl group, a vinyl group, or a phenyl group.

一般式(1)中、nは3〜10の整数を表すが、3〜6の整数が好ましく、3又は4が特に好ましい。   In general formula (1), n represents an integer of 3 to 10, but an integer of 3 to 6 is preferable, and 3 or 4 is particularly preferable.

一般式(1)で表される環状シロキサン化合物の例としては、例えば、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、ヘキサエチルシクロトリシロキサン、ヘキサフェニルシクロトリシロキサン、1,3,5−トリメチル−1,3,5−トリビニルシクロトリシロキサン等のシクロトリシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン等のシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン等のシクロペンタシロキサン等が挙げられる。このうち、シクロトリシロキサンが特に好ましい。   Examples of the cyclic siloxane compound represented by the general formula (1) include, for example, hexamethylcyclotrisiloxane, hexaethylcyclotrisiloxane, hexaphenylcyclotrisiloxane, 1,3,5-trimethyl-1,3,5. -Cyclotrisiloxane such as trivinylcyclotrisiloxane, cyclotetrasiloxane such as octamethylcyclotetrasiloxane, cyclopentasiloxane such as decamethylcyclopentasiloxane, and the like. Of these, cyclotrisiloxane is particularly preferred.

[[一般式(2)で表されるフルオロシラン化合物]]
一般式(2)で表されるフルオロシラン化合物におけるR〜Rは、互いに同一であっても異なっていてもよい炭素数1〜12の有機基であるが、一般式(1)におけるR及びRの例として挙げた鎖状アルキル基、環状アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ハロゲン化アルキル基、飽和複素環基を有するアルキル基、アルキル基を有していてもよいフェニル基等のアリール基、アラルキル基、トリアルキルシリル基、トリアルキルシロキシ基に加え、エトキシカルボニルエチル基等のカルボニル基;アセトキシ基、アセトキシメチル基、トリフルオロアセトキシ基等のカルボキシル基;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、フェノキシ基、アリロキシ基等のオキシ基;アリルアミノ基等のアミノ基;ベンジル基等を挙げることができる。
[[Fluorosilane compound represented by general formula (2)]]
R 3 to R 5 in the fluorosilane compound represented by the general formula (2) are organic groups having 1 to 12 carbon atoms which may be the same as or different from each other, but R in the general formula (1) Examples of the chain alkyl group, cyclic alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, halogenated alkyl group, alkyl group having a saturated heterocyclic group, phenyl group optionally having an alkyl group, etc. mentioned as examples of 1 and R 2 In addition to aryl groups, aralkyl groups, trialkylsilyl groups, trialkylsiloxy groups, carbonyl groups such as ethoxycarbonylethyl groups; carboxyl groups such as acetoxy groups, acetoxymethyl groups, trifluoroacetoxy groups; methoxy groups, ethoxy groups, Oxy group such as propoxy group, butoxy group, phenoxy group, allyloxy group; amino group such as allylamino group; Mention may be made of the group, and the like.

一般式(2)中、xは1〜3の整数を表し、p、q及びrはそれぞれ0〜3の整数を表し、1≦p+q+r≦3である。また必然的に、x+p+q+r=4である。   In general formula (2), x represents an integer of 1 to 3, p, q, and r each represents an integer of 0 to 3, and 1 ≦ p + q + r ≦ 3. Inevitably, x + p + q + r = 4.

一般式(2)で表されるフルオロシラン化合物の例としては、トリメチルフルオロシラン、トリエチルフルオロシラン、トリプロピルフルオロシラン、フェニルジメチルフルオロシラン、トリフェニルフルオロシラン、ビニルジメチルフルオロシラン、ビニルジエチルフルオロシラン、ビニルジフェニルフルオロシラン、トリメトキシフルオロシラン、トリエトキシフルオロシラン等のモノフルオロシラン類の他、ジメチルジフルオロシラン、ジエチルジフルオロシラン、ジビニルジフルオロシラン、エチルビニルジフルオロシラン等のジフルオロシラン類;メチルトリフルオロシラン、エチルトリフルオロシラン等のトリフルオロシラン類も挙げられる。   Examples of the fluorosilane compound represented by the general formula (2) include trimethylfluorosilane, triethylfluorosilane, tripropylfluorosilane, phenyldimethylfluorosilane, triphenylfluorosilane, vinyldimethylfluorosilane, vinyldiethylfluorosilane, In addition to monofluorosilanes such as vinyldiphenylfluorosilane, trimethoxyfluorosilane, and triethoxyfluorosilane, difluorosilanes such as dimethyldifluorosilane, diethyldifluorosilane, divinyldifluorosilane, and ethylvinyldifluorosilane; methyltrifluorosilane, Also included are trifluorosilanes such as ethyltrifluorosilane.

一般式(2)で表されるフルオロシラン化合物は、沸点が低いと、揮発してしまうため非水系電解液に所定量含有させるのが難しくなる場合がある。また、非水系電解液に含有させた後も、充放電による電池の発熱や外部環境が高温になる様な条件下で揮発してしまう可能性がある。よって、1気圧で、50℃以上の沸点を持つものが好ましく、中でも60℃以上の沸点を持つものが特に好ましい。   If the boiling point of the fluorosilane compound represented by the general formula (2) is low, it will volatilize, and therefore it may be difficult to contain a predetermined amount in the non-aqueous electrolyte. Moreover, even if it is made to contain in a non-aqueous electrolyte solution, there exists a possibility that it may volatilize on the conditions that the heat_generation | fever of a battery by charging / discharging or external environment becomes high temperature. Accordingly, those having a boiling point of 50 ° C. or higher at 1 atm are preferable, and those having a boiling point of 60 ° C. or higher are particularly preferable.

また、一般式(1)の化合物と同様に、有機基としては炭素数の少ないものの方が効果が発現しやすく、炭素数1〜6のアルケニル基は非水系電解液や電極表面の被膜に作用して入出力特性を向上させ、アリール基は充放電時に電池内で発生するラジカルを捕捉して電池性能全般を向上させる作用を有する。従って、この観点からは有機基としては、メチル基、ビニル基又はフェニル基が好ましく、化合物の例としては、トリメチルフルオロシラン、ビニルジメチルフルオロシラン、フェニルジメチルフルオロシラン、ビニルジフェニルフルオロシラン等が特に好ましい。   Further, like the compound of the general formula (1), the organic group having a smaller number of carbon atoms is more effective, and the alkenyl group having 1 to 6 carbon atoms acts on the non-aqueous electrolyte solution or the electrode surface coating. Thus, the input / output characteristics are improved, and the aryl group has the effect of capturing radicals generated in the battery during charge / discharge and improving the overall battery performance. Therefore, from this viewpoint, the organic group is preferably a methyl group, a vinyl group, or a phenyl group, and examples of the compound include trimethylfluorosilane, vinyldimethylfluorosilane, phenyldimethylfluorosilane, and vinyldiphenylfluorosilane. .

[[一般式(3)で表される化合物]]
一般式(3)で表される化合物におけるR〜Rは、互いに同一であっても異なっていてもよい炭素数1〜12の有機基であるが、その例としては、一般式(2)のR〜Rの例として挙げた鎖状アルキル基、環状アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ハロゲン化アルキル基、飽和複素環基を有するアルキル基、アルキル基を有していてもよいフェニル基等のアリール基、アラルキル基、トリアルキルシリル基、トリアルキルシロキシ基、カルボニル基、カルボキシル基、オキシ基、アミノ基、ベンジル基等を同様に挙げることができる。
[[Compound represented by formula (3)]]
R 6 to R 8 in the compound represented by the general formula (3) are organic groups having 1 to 12 carbon atoms which may be the same as or different from each other. A chain alkyl group, a cyclic alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a halogenated alkyl group, an alkyl group having a saturated heterocyclic group, or an alkyl group, which are mentioned as examples of R 3 to R 5 Aryl groups such as phenyl groups, aralkyl groups, trialkylsilyl groups, trialkylsiloxy groups, carbonyl groups, carboxyl groups, oxy groups, amino groups, benzyl groups, and the like can be similarly exemplified.

一般式(3)で表される化合物におけるAは、H、C、N、O、F、S、Si及び/又はPから構成される基であれば特に制限はないが、一般式(3)中の酸素原子に直接結合する元素としては、C、S、Si又はPが好ましい。これら原子の存在形態としては、例えば、鎖状アルキル基、環状アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ハロゲン化アルキル基、カルボニル基、スルホニル基、トリアルキルシリル基、ホスホリル基、ホスフィニル基等に含まれるものが好ましい。また、一般式(3)で表される化合物の分子量は、1000以下が好ましく、中でも800以下が特に好ましく、500以下が更に好ましい。   A in the compound represented by the general formula (3) is not particularly limited as long as A is a group composed of H, C, N, O, F, S, Si and / or P, but the general formula (3) C, S, Si or P is preferable as the element directly bonded to the oxygen atom therein. Examples of the existence form of these atoms include a chain alkyl group, a cyclic alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a halogenated alkyl group, a carbonyl group, a sulfonyl group, a trialkylsilyl group, a phosphoryl group, and a phosphinyl group. Those are preferred. The molecular weight of the compound represented by the general formula (3) is preferably 1000 or less, particularly preferably 800 or less, and more preferably 500 or less.

一般式(3)で表される化合物の例としては、ヘキサメチルジシロキサン、1,3−ジエチルテトラメチルジシロキサン、ヘキサエチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン等のシロキサン化合物類;メトキシトリメチルシラン、エトキシトリメチルシラン等のアルコキシシラン類;ビス(トリメチルシリル)パーオキサイド等の過酸化物類;酢酸トリメチルシリル、酢酸トリエチルシリル、プロピオン酸トリメチルシリル、メタクリル酸トリメチルシリル、トリフルオロ酢酸トリメチルシリル等のカルボン酸エステル類;メタンスルホン酸トリメチルシリル、エタンスルホン酸トリメチルシリル、メタンスルホン酸トリエチルシリル、フルオロメタンスルホン酸トリメチルシリル等のスルホン酸エステル類;ビス(トリメチルシリル)スルフェート等の硫酸エステル類;トリス(トリメチルシロキシ)ボロン等のホウ酸エステル類;トリス(トリメチルシリル)ホスフェート、トリス(トリメチルシリル)ホスファイト等のリン酸若しくは亜リン酸エステル類等が挙げられる。   Examples of the compound represented by the general formula (3) include siloxane compounds such as hexamethyldisiloxane, 1,3-diethyltetramethyldisiloxane, hexaethyldisiloxane, and octamethyltrisiloxane; methoxytrimethylsilane, ethoxy Alkoxysilanes such as trimethylsilane; peroxides such as bis (trimethylsilyl) peroxide; carboxylic acid esters such as trimethylsilyl acetate, triethylsilyl acetate, trimethylsilyl propionate, trimethylsilyl methacrylate, trimethylsilyl trifluoroacetate; methanesulfonic acid Sulfonic acid esters such as trimethylsilyl, trimethylsilyl ethanesulfonate, triethylsilyl methanesulfonate, trimethylsilyl fluoromethanesulfonate; bis (trimethylsilyl) Sulfuric esters such as sulfates; tris (trimethylsiloxy) borate esters such as boron; tris (trimethylsilyl) phosphate, tris (trimethylsilyl) phosphite phosphoric acid or phosphorous acid esters such as phosphite and the like.

このうち、シロキサン化合物類、スルホン酸エステル類、硫酸エステル類が好ましく、スルホン酸エステル類が特に好ましい。シロキサン化合物類としては、ヘキサメチルジシロキサンが好ましく、スルホン酸エステル類としては、メタンスルホン酸トリメチルシリルが好ましく、硫酸エステル類としては、ビス(トリメチルシリル)スルフェートが好ましい。   Of these, siloxane compounds, sulfonic acid esters, and sulfuric acid esters are preferable, and sulfonic acid esters are particularly preferable. The siloxane compound is preferably hexamethyldisiloxane, the sulfonic acid ester is preferably trimethylsilyl methanesulfonate, and the sulfuric acid ester is preferably bis (trimethylsilyl) sulfate.

[[分子内にS−F結合を有する化合物]]
分子内にS−F結合を有する化合物としては特に限定はないが、スルホニルフルオライド類、フルオロスルホン酸エステル類が好ましい。例えば、メタンスルホニルフルオライド、エタンスルホニルフルオライド、メタンビス(スルホニルフルオライド)、エタン−1,2−ビス(スルホニルフルオライド)、プロパン−1,3−ビス(スルホニルフルオライド)、ブタン−1,4−ビス(スルホニルフルオライド)、ジフルオロメタンビス(スルホニルフルオライド)、1,1,2,2−テトラフルオロエタン−1,2−ビス(スルホニルフルオライド)、1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン−1,3−ビス(スルホニルフルオライド)、フルオロスルホン酸メチル、フルオロスルホン酸エチル等が挙げられる。中でも、メタンスルホニルフルオライド、メタンビス(スルホニルフルオライド)又はフルオロスルホン酸メチルが好ましい。
[[Compound with SF bond in molecule]]
The compound having an S—F bond in the molecule is not particularly limited, but sulfonyl fluorides and fluorosulfonic acid esters are preferred. For example, methanesulfonyl fluoride, ethanesulfonyl fluoride, methanebis (sulfonyl fluoride), ethane-1,2-bis (sulfonyl fluoride), propane-1,3-bis (sulfonyl fluoride), butane-1,4 -Bis (sulfonyl fluoride), difluoromethane bis (sulfonyl fluoride), 1,1,2,2-tetrafluoroethane-1,2-bis (sulfonyl fluoride), 1,1,2,2,3 Examples include 3-hexafluoropropane-1,3-bis (sulfonyl fluoride), methyl fluorosulfonate, ethyl fluorosulfonate, and the like. Of these, methanesulfonyl fluoride, methanebis (sulfonyl fluoride) or methyl fluorosulfonate is preferable.

[[硝酸塩、亜硝酸塩、モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩]]
硝酸塩、亜硝酸塩、モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩のカウンターカチオンとしては特に限定はないが、Li、Na、K、Mg、Ca、Fe、Cu等の金属元素の他、NR9101112(式中、R9〜R12は、各々独立に、水素原子又は炭素数1〜12の有機基を表わす。)で表現されるアンモニウム、4級アンモニウムが挙げられる。ここで、R9〜R12の炭素数1〜12の有機基としては、ハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもよいシクロアルキル基、ハロゲン原子で置換されていてもよいアリール基、窒素原子含有複素環基等が挙げられる。R9〜R12としては、それぞれ、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、窒素原子含有複素環基等が好ましい。これらのカウンターカチオン中でも、リチウム二次電池に用いたときの電池特性の点から、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム又はNR9101112が好ましく、リチウムが特に好ましい。また、中でも、硝酸塩又はジフルオロリン酸塩が、出力特性向上率やサイクル特性の点で好ましく、ジフルオロリン酸リチウムが特に好ましい。また、これらの化合物は非水溶媒中で合成されたものを実質的にそのまま用いてもよく、別途合成して実質的に単離されたものを非水溶媒中又は非水系電解液中に添加してもよい。
[[Nitrate, nitrite, monofluorophosphate, difluorophosphate, acetate, propionate]]
The counter cation of nitrate, nitrite, monofluorophosphate, difluorophosphate, acetate, propionate is not particularly limited, but metal elements such as Li, Na, K, Mg, Ca, Fe, Cu, etc. In addition, ammonium or quaternary ammonium represented by NR 9 R 10 R 11 R 12 (wherein R 9 to R 12 each independently represents a hydrogen atom or an organic group having 1 to 12 carbon atoms). Is mentioned. Here, the organic group having 1 to 12 carbon atoms of R 9 to R 12 is an alkyl group which may be substituted with a halogen atom, a cycloalkyl group which may be substituted with a halogen atom, or a halogen atom. An aryl group which may be present, a nitrogen atom-containing heterocyclic group, and the like. R 9 to R 12 are each preferably a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, a nitrogen atom-containing heterocyclic group, or the like. Among these counter cations, lithium, sodium, potassium, magnesium, calcium or NR 9 R 10 R 11 R 12 is preferable, and lithium is particularly preferable from the viewpoint of battery characteristics when used in a lithium secondary battery. Of these, nitrates or difluorophosphates are preferred from the standpoint of improving output characteristics and cycle characteristics, and lithium difluorophosphate is particularly preferred. These compounds synthesized in a non-aqueous solvent may be used as they are, or those synthesized separately and substantially isolated are added in a non-aqueous solvent or a non-aqueous electrolyte. May be.

特定化合物、すなわち、一般式(1)で表される環状シロキサン化合物、一般式(2)で表されるフルオロシラン化合物、一般式(3)で表される化合物、分子内にS−F結合を有する化合物、硝酸塩、亜硝酸塩、モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン酸塩、酢酸塩又はプロピオン酸塩は、1種を単独で用いてもよく、2種類以上の化合物を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。また、特定化合物で、上記それぞれに分類される化合物の中であっても、1種を単独で用いてもよく、2種類以上の化合物を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   A specific compound, that is, a cyclic siloxane compound represented by the general formula (1), a fluorosilane compound represented by the general formula (2), a compound represented by the general formula (3), and an SF bond in the molecule. Compound, nitrate, nitrite, monofluorophosphate, difluorophosphate, acetate or propionate may be used alone, or two or more compounds may be used in any combination and ratio May be. Moreover, even if it is a compound classified into said each with a specific compound, 1 type may be used independently and 2 or more types of compounds may be used together by arbitrary combinations and ratios.

非水系電解液中のこれら特定化合物の割合は、全非水系電解液に対して、合計で10ppm以上(0.001質量%以上)が必須であるが、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、更に好ましくは0.1質量%以上である。また、上限は、好ましくは5質量%以下、より好ましくは4質量%以下、更に好ましくは3質量%以下である。   The ratio of these specific compounds in the non-aqueous electrolyte solution is essential to be 10 ppm or more (0.001 mass% or more) in total with respect to the total non-aqueous electrolyte solution, but is preferably 0.01 mass% or more. Preferably it is 0.05 mass% or more, More preferably, it is 0.1 mass% or more. The upper limit is preferably 5% by mass or less, more preferably 4% by mass or less, and still more preferably 3% by mass or less.

かかる特定化合物の濃度が低すぎると、以下のような問題点が生じる場合がある。すなわち、長期間の使用においてガスが発生し、電池内圧の上昇または電池外装の変形が生じる可能性があるため、本発明における後記する特定の外装材を用いることによる、電池の軽量化と電池形状の自由度の高さという効果が発揮できない場合がある。また、リチウム二次電池の電池容量が3アンペアアワー(Ah)以上になると、過充電時に極板での電解液の分解反応を抑制できず電池の破裂、発火に至る場合があり、直流抵抗成分が、20ミリオーム(mΩ)以下であっても、反応抵抗が大きいため高出力が得られない場合がある。また、後記する(2×S/T)の値を100以上にしたリチウム二次電池を形成した場合でも、極板の反応抵抗が大きく過充電等の異常時に発熱が大きくなるため、「破裂」や「発火」という危険な状態になる場合がある。また、(L/(2×S))の値を1以下にしてリチウム二次電池を形成した場合でも、極板の反応抵抗が大きいため高出力が得られない場合がある。更に、集電体と電流を外部に取りだす導電体を、スポット溶接、高周波溶接又は超音波溶接の何れかで接合した場合、長期間の使用に際して溶接部分の劣化が進行し、直流抵抗成分が増加し出力が低下する場合がある。また、電池出力が向上する効果又は電池寿命が向上する効果が得られ難い場合がある。一方、かかる特定化合物の濃度が高すぎると、充放電効率の低下を招く場合がある。 If the concentration of the specific compound is too low, the following problems may occur. That is, since gas may be generated during long-term use and the battery internal pressure may increase or the battery exterior may be deformed, the weight of the battery and the battery shape can be reduced by using a specific exterior material described later in the present invention. The effect of high degree of freedom may not be exhibited. In addition, if the battery capacity of the lithium secondary battery exceeds 3 ampere hours (Ah), the decomposition reaction of the electrolyte solution on the electrode plate may not be suppressed during overcharging, and the battery may burst or ignite. However, even if it is 20 milliohms (mΩ) or less, a high output may not be obtained due to a large reaction resistance. In addition, even when a lithium secondary battery having a value of (2 × S 1 / T), which will be described later, is set to 100 or more, the reaction resistance of the electrode plate is large, and heat is generated during an abnormality such as overcharge. ”Or“ fire ”. Even when a lithium secondary battery is formed with a value of (L / (2 × S 2 )) of 1 or less, a high output may not be obtained due to the large reaction resistance of the electrode plate. Furthermore, when a current collector and a conductor that draws current to the outside are joined by either spot welding, high-frequency welding or ultrasonic welding, the welded portion will deteriorate over a long period of use, and the DC resistance component will increase. However, the output may decrease. Moreover, it may be difficult to obtain the effect of improving the battery output or the effect of improving the battery life. On the other hand, if the concentration of the specific compound is too high, the charge / discharge efficiency may be reduced.

また、これら特定化合物は、非水系電解液として実際に二次電池作製に供すると、その電池を解体して再び非水系電解液を取り出しても、その中の含有量が著しく低下している場合が多い。そのため、電池から抜き出した非水系電解液から、少なくとも上記特定化合物が検出できるものは本発明に含まれるとみなされる。   In addition, when these specific compounds are actually used in the production of secondary batteries as non-aqueous electrolytes, the content of the specific compounds is significantly reduced even if the battery is disassembled and the non-aqueous electrolyte is taken out again. There are many. Therefore, what can detect the said specific compound at least from the non-aqueous electrolyte solution extracted from the battery is considered to be included in this invention.

本発明における非水系電解液は、非水溶媒に電解質リチウム塩、特定化合物及び必要に応じて他の化合物を溶解することにより調製することができる。非水系電解液の調製に際して、各原料は予め脱水しておくのが好ましく、水分含有量が通常50ppm以下、好ましくは30ppm以下、特に好ましくは10ppm以下とするのがよい。   The nonaqueous electrolytic solution in the present invention can be prepared by dissolving an electrolyte lithium salt, a specific compound, and other compounds as required in a nonaqueous solvent. In preparing the non-aqueous electrolyte, each raw material is preferably dehydrated in advance, and the water content is usually 50 ppm or less, preferably 30 ppm or less, particularly preferably 10 ppm or less.

[他の化合物]
本発明における非水系電解液は、非水溶媒に、電解質であるリチウム塩及び特定化合物を必須成分として含有するが、必要に応じて他の化合物を、本発明の効果を損なわない範囲で、任意の量で含有させることができる。このような他の化合物としては、具体的には例えば、
(1)ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の芳香族化合物;2−フルオロビフェニル、o−シクロヘキシルフルオロベンゼン、p−シクロヘキシルフルオロベンゼン等の前記芳香族化合物の部分フッ素化物;2,4−ジフルオロアニソール、2,5−ジフルオロアニソール、2,6−ジフルオロアニソール、3,5−ジフルオロアニソール等の含フッ素アニソール化合物等の過充電防止剤;
(2)ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、トリフルオロプロピレンカーボネート、無水コハク酸、無水グルタル酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水グルタコン酸、無水イタコン酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物等の負極被膜形成剤;
(3)亜硫酸エチレン、亜硫酸プロピレン、亜硫酸ジメチル、プロパンスルトン、ブタンスルトン、メタンスルホン酸メチル、ブスルファン、トルエンスルホン酸メチル、硫酸ジメチル、硫酸エチレン、スルホラン、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、テトラメチレンスルホキシド、ジフェニルスルフィド、チオアニソール、ジフェニルジスルフィド、ジピリジニウムジスルフィド等の正極保護剤;
等が挙げられる。
[Other compounds]
The non-aqueous electrolyte solution in the present invention contains a lithium salt that is an electrolyte and a specific compound as essential components in a non-aqueous solvent, but other compounds are optionally added within the range that does not impair the effects of the present invention. Can be contained in an amount of. Specific examples of such other compounds include:
(1) Aromatic compounds such as biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, partially hydrogenated terphenyl, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, dibenzofuran; 2-fluorobiphenyl, o-cyclohexylfluoro Partially fluorinated products of the above-mentioned aromatic compounds such as benzene and p-cyclohexylfluorobenzene; fluorinated anisole such as 2,4-difluoroanisole, 2,5-difluoroanisole, 2,6-difluoroanisole, and 3,5-difluoroanisole Overcharge inhibitors such as compounds;
(2) vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, fluoroethylene carbonate, trifluoropropylene carbonate, succinic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride, citraconic anhydride, glutaconic anhydride, itaconic anhydride, cyclohexanedicarboxylic anhydride, etc. Negative electrode film-forming agent;
(3) Ethylene sulfite, propylene sulfite, dimethyl sulfite, propane sultone, butane sultone, methyl methanesulfonate, busulfan, methyl toluenesulfonate, dimethyl sulfate, ethylene sulfate, sulfolane, dimethyl sulfone, diethyl sulfone, dimethyl sulfoxide, diethyl sulfoxide, tetra Positive electrode protecting agents such as methylene sulfoxide, diphenyl sulfide, thioanisole, diphenyl disulfide, dipyridinium disulfide;
Etc.

過充電防止剤としては、ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の芳香族化合物が好ましい。これらは2種類以上併用して用いてもよい。2種以上併用する場合は、特に、シクロヘキシルベンゼンやターフェニル(又はその部分水素化体)と、t−ブチルベンゼンやt−アミルベンゼンを併用することが好ましい。   As the overcharge inhibitor, aromatic compounds such as biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, partially hydrogenated terphenyl, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, and dibenzofuran are preferable. Two or more of these may be used in combination. When using 2 or more types together, it is particularly preferable to use cyclohexylbenzene or terphenyl (or a partially hydrogenated product thereof) together with t-butylbenzene or t-amylbenzene.

負極被膜形成剤としては、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、無水コハク酸、無水マレイン酸が好ましい。これらは2種類以上併用して用いてもよい。2種類以上を併用する場合は、ビニレンカーボネート、及び、ビニルエチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、無水コハク酸若しくは無水マレイン酸が好ましい。正極保護剤としては、亜硫酸エチレン、亜硫酸プロピレン、プロパンスルトン、ブタンスルトン、メタンスルホン酸メチル、ブスルファンが好ましい。これらは2種類以上併用して用いてもよい。また、負極皮膜形成剤と正極保護剤との併用や、過充電防止剤と負極皮膜形成剤と正極保護剤との併用が特に好ましい。   As the negative electrode film forming agent, vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, fluoroethylene carbonate, succinic anhydride, and maleic anhydride are preferable. Two or more of these may be used in combination. When using 2 or more types together, vinylene carbonate and vinyl ethylene carbonate, fluoroethylene carbonate, succinic anhydride, or maleic anhydride are preferable. As the positive electrode protective agent, ethylene sulfite, propylene sulfite, propane sultone, butane sultone, methyl methanesulfonate, and busulfan are preferable. Two or more of these may be used in combination. Moreover, the combined use of a negative electrode film forming agent and a positive electrode protective agent, or the combined use of an overcharge inhibitor, a negative electrode film forming agent, and a positive electrode protective agent is particularly preferable.

非水系電解液中におけるこれら他の化合物の含有割合は特に限定されないが、非水系電解液全体に対し、それぞれ、通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは0.2質量%以上であり、上限は、通常5質量%以下、好ましくは3質量%以下、更に好ましくは2質量%以下である。これらの化合物を添加することにより、過充電による異常時に電池の破裂・発火を抑制したり、高温保存後の容量維持特性やサイクル特性を向上させたりすることができる。   The content ratio of these other compounds in the non-aqueous electrolyte solution is not particularly limited, but is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 0% with respect to the whole non-aqueous electrolyte solution. The upper limit is usually 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, and more preferably 2% by mass or less. By adding these compounds, it is possible to suppress rupture / ignition of the battery at the time of abnormality due to overcharge, and to improve the capacity maintenance characteristic and cycle characteristic after high-temperature storage.

本発明における非水系電解液の調製方法については特に限定はなく、非水溶媒に、常法に従って、リチウム塩、特定化合物、必要に応じて他の化合物を溶解させて調製することができる。   The method for preparing the non-aqueous electrolyte solution in the present invention is not particularly limited, and can be prepared by dissolving a lithium salt, a specific compound, and, if necessary, other compounds in a non-aqueous solvent according to a conventional method.

<リチウム二次電池>
以下に、本発明のリチウム二次電池について詳細に記す。
<Lithium secondary battery>
The lithium secondary battery of the present invention will be described in detail below.

[電池構成]
本発明の充放電可能なリチウム二次電池は、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極及び負極、前述の非水系電解液、正極と負極の間に配設される微多孔膜セパレータ、集電端子、及び外装ケース等によって少なくとも構成される。要すれば、電池の内部及び/又は電池の外部に保護素子を装着してもよい。
[Battery configuration]
The rechargeable lithium secondary battery of the present invention includes a positive electrode and a negative electrode capable of occluding and releasing lithium ions, the above-described non-aqueous electrolyte, a microporous membrane separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, a current collecting terminal, And an exterior case or the like. If necessary, a protective element may be mounted inside the battery and / or outside the battery.

[電池外装]
本発明においては、電池外装を形成する外装材は、電池の内面側の少なくとも一部が熱可塑性樹脂を用いて形成されたシートからなり、該電極群を収納すると共に、該熱可塑性樹脂層同士をヒートシールすることで該電極群を密封することができるものであることを特徴とする。
[Battery exterior]
In the present invention, the exterior material forming the battery exterior is made of a sheet in which at least a part of the inner surface side of the battery is formed using a thermoplastic resin, houses the electrode group, and the thermoplastic resin layers The electrode group can be sealed by heat sealing.

電池外装の材質は電池軽量化のため、軽量で、用いられる非水系電解液に対して安定な材質であり、電極群を容易かつ確実に密封する必要から、電池の内面側の少なくとも一部が熱可塑性樹脂を用いて形成されたシートからなることが必須である。   The battery exterior material is lightweight for battery weight reduction and is stable with respect to the non-aqueous electrolyte used, and it is necessary to seal the electrode group easily and reliably. It is essential to consist of a sheet formed using a thermoplastic resin.

本発明においては、熱可塑性樹脂層同士をヒートシールすることで該電極群を密封するが、ここで、「ヒートシール」とは、熱可塑性樹脂層同士を密着させた上で該熱可塑性樹脂の融点以上の温度とし、該熱可塑性樹脂層同士を接着することをいう。帯状の発熱部を有し加圧しながら加熱できるシーラーを用いることが好ましい。また、電池の内面側の少なくとも一部に熱可塑性樹脂が用いられるが、ここで、「少なくとも一部」とは、シートの外周部分で該電極群を密封できるだけの部分を含む領域を意味し、ヒートシールされる部分のみに熱可塑性樹脂が用いられていてもよい。電池の内面側のシート全面が熱可塑性樹脂層で覆われていることが、シート作成工程の効率からは好ましい。   In the present invention, the electrode group is hermetically sealed by heat-sealing the thermoplastic resin layers. Here, the “heat seal” means that the thermoplastic resin layers are brought into close contact with each other. The temperature is equal to or higher than the melting point, and the thermoplastic resin layers are bonded together. It is preferable to use a sealer that has a belt-like heat generating portion and can be heated while being pressurized. Further, a thermoplastic resin is used for at least a part of the inner surface side of the battery. Here, "at least a part" means a region including a part that can seal the electrode group at the outer peripheral part of the sheet, A thermoplastic resin may be used only in a portion to be heat sealed. It is preferable from the efficiency of a sheet | seat preparation process that the sheet | seat whole surface of the inner surface side of a battery is covered with the thermoplastic resin layer.

更に、後述の微多孔膜セパレータが加熱により孔が閉塞する性質を有する場合、外装材は、電池の内面側の少なくとも一部が該微多孔膜セパレータの孔の閉塞開始温度に比べて高い融点を有する熱可塑性樹脂を用いて形成されたシートからなることが、過充電等の異常時の安全性の点から好ましい。すなわち、過充電等で異常発熱が生じた場合に電池温度が上昇し外装材の熱可塑性樹脂の融点を超えると電池外装が破裂したり、電解液の漏洩が生じ発火に至る場合があるが、微多孔膜セパレータが加熱により孔が閉塞する性質を有すると、外装材からの電解液の漏洩が生じる前に微多孔膜セパレータの孔が閉塞するため、それ以上の発熱を抑制できるため、破裂、発火に至らない場合があり好ましい。ここで、融点とは、JIS K7121で測定されるような融解温度をいう。   Further, when the microporous membrane separator described later has a property that the pores are clogged by heating, at least a part of the inner surface side of the battery has a melting point higher than the clogging start temperature of the pores of the microporous membrane separator. It is preferable from the point of safety at the time of abnormality, such as an overcharge, to consist of a sheet | seat formed using the thermoplastic resin which has. That is, when abnormal heat generation occurs due to overcharge or the like, the battery temperature rises and exceeds the melting point of the thermoplastic resin of the exterior material, the battery exterior may rupture or electrolyte leakage may result in ignition, If the microporous membrane separator has the property that the pores are closed by heating, the pores of the microporous membrane separator are closed before leakage of the electrolyte from the exterior material occurs, so that further heat generation can be suppressed. It may not lead to ignition, which is preferable. Here, melting | fusing point means melting temperature as measured by JISK7121.

熱可塑性樹脂としては特に限定はないが、好ましくは、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリオレフィン、ポリオレフィン共重合体等のポリオレフィン類;ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル類;ナイロン等のポリアミド類等が挙げられる。熱可塑性樹脂は、1種類を用いても2種類以上を用いてもよい。   Although there is no limitation in particular as a thermoplastic resin, Preferably, polyolefins, such as polyethylene, a polypropylene, a modified polyolefin, and a polyolefin copolymer; Polyesters, such as a polyethylene terephthalate; Polyamides, such as nylon, etc. are mentioned. One type of thermoplastic resin may be used, or two or more types may be used.

このような「外装材の少なくとも一部」としては、熱可塑性樹脂だけを用いることもできるが、熱可塑性樹脂と、熱硬化性樹脂、エラストマー、金属材料、ガラス繊維、炭素繊維等との複合材を用いることも好ましい。また、フィラー等の充填材が含有されていても良い。複合材としては熱可塑性樹脂層と、アルミニウム、鉄、銅、ニッケル、チタン、モリブデン、金等の単体金属や、ステンレス、ハステロイ等の合金との積層シートが特に好ましく、加工性に優れたアルミニウム金属との積層シートが更に好ましい。すなわち、外装材が、少なくとも、アルミニウム層と熱可塑性樹脂層とを含んで積層された積層シートからなることが更に好ましい。これら金属若しくは合金は、金属等の箔として用いても、金属蒸着膜として用いてもよい。   As such “at least part of the exterior material”, only a thermoplastic resin can be used, but a composite material of a thermoplastic resin and a thermosetting resin, an elastomer, a metal material, glass fiber, carbon fiber, or the like. It is also preferable to use. Moreover, fillers, such as a filler, may contain. As the composite material, a laminated sheet of a thermoplastic resin layer and a single metal such as aluminum, iron, copper, nickel, titanium, molybdenum, and gold, or an alloy such as stainless steel or hastelloy is particularly preferable, and an aluminum metal excellent in workability. And a laminated sheet is more preferable. That is, it is more preferable that the exterior material is composed of a laminated sheet that is laminated including at least an aluminum layer and a thermoplastic resin layer. These metals or alloys may be used as a metal foil or a metal vapor deposition film.

前記外装材を用いる外装ケースでは、樹脂層同士を熱融着することにより封止密閉構造とするもの等が挙げられる。シール性を上げるために、前記樹脂層の間に外装材に用いられる樹脂と異なる樹脂を介在させてもよい。特に、集電端子を介して樹脂層を熱融着して密閉構造とする場合には、金属と樹脂との接合になるので、介在する樹脂として極性基を有する樹脂や極性基を導入した変成樹脂が好適に用いられる。   Examples of the exterior case using the exterior material include those having a sealed and sealed structure by thermally fusing the resin layers together. In order to improve sealing performance, a resin different from the resin used for the exterior material may be interposed between the resin layers. In particular, when a resin layer is heat-sealed through a current collecting terminal to form a sealed structure, a metal and a resin are joined, so that a resin having a polar group or a modified group having a polar group introduced as an intervening resin is used. Resins are preferably used.

外装材の厚さは特に限定はないが、0.03mm以上であることが好ましく、0.04mm以上であることが特に好ましく、0.05mm以上であることが更に好ましい。また上限は、0.5mm以下であることが好ましく、0.3mm以下であることが特に好ましく、0.2mm以下あることが更に好ましい。外装材がこの範囲よりも薄いと、強度が小さくなり、変形、破損等を受けやすくなる場合がある。一方、外装材がこの範囲よりも厚いと、外装ケースの質量が増加するため電池軽量化の目的を達せられない場合がある。   The thickness of the exterior material is not particularly limited, but is preferably 0.03 mm or more, particularly preferably 0.04 mm or more, and further preferably 0.05 mm or more. The upper limit is preferably 0.5 mm or less, particularly preferably 0.3 mm or less, and further preferably 0.2 mm or less. If the exterior material is thinner than this range, the strength may be reduced, and deformation, breakage, and the like may occur. On the other hand, if the exterior material is thicker than this range, the mass of the exterior case increases, so the purpose of reducing the battery weight may not be achieved.

上記の外装材を用いた電池は、軽量で形状の自由度が高いという長所がある一方で、電池内部でガスが生じると内圧が高まり、外装材が変形しやすい場合がある。本発明におけるリチウム二次電池では、非水系電解液中の特定化合物が、正極活物質表面に吸着されることにより、正極の副反応が抑制され、ガス成分の生成が抑制されるため、上記の外装材を用いても上記短所が発現されず、かかる外装材の上記長所のみが発現される点で好ましい。   A battery using the above-described exterior material has an advantage that it is lightweight and has a high degree of freedom in shape. On the other hand, when gas is generated inside the battery, the internal pressure increases and the exterior material may be easily deformed. In the lithium secondary battery according to the present invention, the specific compound in the non-aqueous electrolyte is adsorbed on the surface of the positive electrode active material, thereby suppressing the side reaction of the positive electrode and suppressing the generation of gas components. Even when an exterior material is used, the above disadvantages are not manifested, and only the above advantages of the exterior material are manifested.

[微多孔膜セパレータ]
本発明で用いられる微多孔膜セパレータは、両極間を電子的に絶縁する所定の機械的強度を有し、イオン透過度が大きく、正極と接する側における酸化性と負極側における還元性への耐性を兼ね備えるものであれば特に限定されるものではない。このような特性を有する微多孔膜セパレータの材質としては、樹脂、無機物、ガラス繊維等が用いられる。
[Microporous membrane separator]
The microporous membrane separator used in the present invention has a predetermined mechanical strength that electrically insulates both electrodes, has a high ion permeability, and is resistant to oxidation on the side in contact with the positive electrode and reducibility on the negative electrode side. There is no particular limitation as long as it has both. As a material of the microporous membrane separator having such characteristics, a resin, an inorganic material, glass fiber, or the like is used.

前記樹脂としては特に限定はないが、例えば、オレフィン系ポリマー、フッ素系ポリマー、セルロース系ポリマー、ポリイミド、ナイロン等が挙げられる。具体的には、非水系電解液に対して安定で、保液性の優れた材料の中から選ぶのが好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類を原料とする多孔性シート又は不織布等を用いるのが好ましい。前記無機物としては特に限定はないが、例えば、アルミナ、二酸化珪素等の酸化物類;窒化アルミニウムや窒化珪素等の窒化物類;硫酸バリウム、硫酸カルシウム等の硫酸塩類等が用いられる。形状については、粒子形状若しくは繊維形状のものが用いられる。   Although it does not specifically limit as said resin, For example, an olefin polymer, a fluorine-type polymer, a cellulose polymer, a polyimide, nylon etc. are mentioned. Specifically, it is preferable to select from materials that are stable with respect to non-aqueous electrolytes and have excellent liquid retention properties, and porous sheets or nonwoven fabrics made from polyolefins such as polyethylene and polypropylene are used. Is preferred. The inorganic material is not particularly limited, and for example, oxides such as alumina and silicon dioxide; nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride; sulfates such as barium sulfate and calcium sulfate are used. As the shape, a particle shape or a fiber shape is used.

形態としては、不織布、織布、微多孔性フィルム等の薄膜形状のものが好ましい。薄膜形状では、孔径が0.01〜1μm、厚さが5〜50μmのものが好適に用いられる。前記の独立した薄膜形状以外に、樹脂製の結着剤を用いて前記無機物の粒子を含有する複合多孔層を、正極及び/又は負極の表層に形成させてなる形態のものを用いることができる。このような形態のものとしては、例えば、正極の両面に、90%粒径が1μm以下のアルミナ粒子を、フッ素樹脂を結着剤として形成された多孔層が挙げられる。   As a form, thin-film-shaped things, such as a nonwoven fabric, a woven fabric, and a microporous film, are preferable. In the thin film shape, those having a pore diameter of 0.01 to 1 μm and a thickness of 5 to 50 μm are preferably used. In addition to the independent thin film shape, a composite porous layer containing inorganic particles using a resin binder can be used on the surface layer of the positive electrode and / or the negative electrode. . Examples of such a form include a porous layer in which alumina particles having a 90% particle diameter of 1 μm or less are formed on both surfaces of a positive electrode using a fluororesin as a binder.

本発明で用いられる微多孔膜セパレータは、加熱により孔が閉塞する性質を有していることが好ましい。かかる微多孔膜セパレータと、外装材として、電池の内面側の少なくとも一部が該微多孔膜セパレータの孔閉塞開始温度より高い融点を有する熱可塑性樹脂を用いて形成されたものとを組み合わせて使用すれば、過充電等の異常発熱に際して、電池外装が破裂したり、電解液が漏洩したりする前に発熱を停止できるという効果がある。また、ここで、「加熱により孔が閉塞する性質」とは、電解液が正負極を移動できるように形成されている多孔層が熱可塑性樹脂からなり、該熱可塑性樹脂の融点付近まで加熱された場合に該多孔層が閉塞し、正負極間を電解液が移動できくなる性質をいう。   The microporous membrane separator used in the present invention preferably has a property that the pores are closed by heating. A combination of such a microporous membrane separator and an exterior material formed by using at least a part of the inner surface side of the battery using a thermoplastic resin having a melting point higher than the pore closing start temperature of the microporous membrane separator In this case, when abnormal heat generation such as overcharge occurs, the heat generation can be stopped before the battery exterior ruptures or the electrolyte leaks. In addition, here, “the property that the pores are blocked by heating” means that the porous layer formed so that the electrolyte can move between the positive and negative electrodes is made of a thermoplastic resin and is heated to near the melting point of the thermoplastic resin. In this case, the porous layer is blocked, and the electrolyte solution can move between the positive and negative electrodes.

[放電容量]
本発明における二次電池用非水系電解液を用いる場合、二次電池の1個の電池外装に収納される電池要素のもつ電気容量(電池を満充電状態から放電状態まで放電したときの電気容量)が、3アンペアアワー(Ah)以上であると、出力特性の向上効果が大きくなるため好ましい。そのため、正極板は、放電容量が満充電で、3アンペアアワー(Ah)以上20アンペアアワー(Ah)以下になるように設計することが好ましく、更に、4Ah以上10Ah以下がより好ましい。3Ah未満では、大電流の取り出し時に電極反応抵抗による電圧低下が大きくなり電力効率が悪くなる場合がある。20Ah以上では、電極反応抵抗が小さくなり電力効率は良くなるが、パルス充放電時の電池内部発熱による温度分布が大きく、充放電繰り返しの耐久性が劣り、また、過充電や内部短絡等の異常時の急激な発熱に対して放熱効率も悪くなり、内圧が上昇してガス放出弁が作動する現象(以下「弁作動」と略記する)に止まらずに、電池内容物が外に激しく噴出する現象(破裂)に至る確率が上がる場合がある。
[Discharge capacity]
When the non-aqueous electrolyte for secondary battery in the present invention is used, the electric capacity of the battery element housed in one battery exterior of the secondary battery (electric capacity when the battery is discharged from the fully charged state to the discharged state) ) Is 3 ampere hours (Ah) or more, since the effect of improving output characteristics is increased. Therefore, the positive electrode plate is preferably designed such that the discharge capacity is fully charged and is 3 ampere hours (Ah) or more and 20 ampere hours (Ah) or less, and more preferably 4 Ah or more and 10 Ah or less. If it is less than 3 Ah, the voltage drop due to the electrode reaction resistance becomes large when taking out a large current, and the power efficiency may deteriorate. Above 20 Ah, the electrode reaction resistance decreases and the power efficiency improves, but the temperature distribution due to the internal heat generation of the battery during pulse charge / discharge is large, the durability of repeated charge / discharge is inferior, and abnormalities such as overcharge and internal short circuit The heat dissipation efficiency also deteriorates due to sudden heat generation, and the battery contents erupt violently without stopping the phenomenon that the internal pressure rises and the gas release valve operates (hereinafter abbreviated as “valve operation”). The probability of reaching a phenomenon (burst) may increase.

上述のような電池容量の電池は体積が大きくなるため、電池の使用環境から電池形状が制約される場合がある。本発明のシート状の外装では電池形状の自由度が高く、金属缶等の外装材と比較して電池形状の制約に対応することが容易であり、好ましい。また後述の組電池で、使用環境から2種類以上の形状の電池を組み合わせる必要がある場合に、金属缶等の外装材では複数の形状の缶を用意する必要がありその作成にかかるコストは大きいが、本発明のシート状の外装では切り出すサイズを変更するだけで良い場合があり、より低コストで用意できるため好ましい。   Since the battery having the above-described battery capacity has a large volume, the battery shape may be restricted depending on the usage environment of the battery. The sheet-shaped exterior of the present invention is preferable because it has a high degree of freedom in battery shape and can easily cope with the restrictions on the battery shape as compared with exterior materials such as metal cans. In addition, when it is necessary to combine two or more types of batteries in the assembled battery described later, it is necessary to prepare a plurality of cans for exterior materials such as metal cans, and the cost of creating them is high. However, in the sheet-like exterior of the present invention, it may be sufficient to change the size to be cut out, which is preferable because it can be prepared at a lower cost.

[集電構造]
集電構造は特に限定されるものではないが、本発明の非水系電解液による出力特性の向上をより効果的に実現するには、配線部分や接合部分の抵抗を低減する構造にする必要がある。こうした内部抵抗が小さい場合、本発明の非水系電解液を使用した効果は特に良好に発揮される。
[Current collection structure]
The current collecting structure is not particularly limited, but in order to more effectively realize the output characteristics improvement by the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, it is necessary to make the structure to reduce the resistance of the wiring part and the joint part. is there. When such an internal resistance is small, the effect of using the nonaqueous electrolytic solution of the present invention is exhibited particularly well.

電極群が後述の積層構造のものでは、各電極層の集電タブを束ねて端子に接続して形成される構造が好適に用いられる。一枚の電極面積が大きくなる場合には、内部抵抗が大きくなるので、電極内に複数の集電タブを設けて抵抗を低減することも好適に用いられる。電極群が後述の捲回構造のものでは、正極及び負極にそれぞれ複数の集電タブを設け、端子に束ねることにより、内部抵抗を低くすることができる。   When the electrode group has a laminated structure described later, a structure formed by bundling current collecting tabs of each electrode layer and connecting them to terminals is preferably used. When the area of one electrode increases, the internal resistance increases. Therefore, it is also preferable to reduce the resistance by providing a plurality of current collecting tabs in the electrode. When the electrode group has a wound structure described later, the internal resistance can be lowered by providing a plurality of current collecting tabs on the positive electrode and the negative electrode, respectively, and bundling the terminals.

前述の集電構造を最適化することにより、内部抵抗をできるだけ小さくすることができる。大電流で用いられる電池では、10kHz交流法で測定されるインピーダンス(以下、「直流抵抗成分」と略記する)を20ミリオーム(mΩ)以下にすることが好ましく、10ミリオーム(mΩ)以下にすることがより好ましく、5ミリオーム(mΩ)以下にすることが更に好ましい。一方、下限については、直流抵抗成分を0.1ミリオーム未満にすると高出力特性が向上するが、用いられる集電構造材の占める比率が増え、電池容量が減少する場合がある。本発明のシート状の外装を用いた電池では電池形状の自由度が高く、集電構造材の形状に対する制約が少なくて済むため、電池設計が容易になる場合があり好ましい。   By optimizing the current collecting structure described above, the internal resistance can be made as small as possible. In a battery used at a high current, the impedance measured by the 10 kHz AC method (hereinafter abbreviated as “DC resistance component”) is preferably 20 milliohms (mΩ) or less, and preferably 10 milliohms (mΩ) or less. Is more preferable, and it is still more preferable to set it as 5 milliohm (mohm) or less. On the other hand, regarding the lower limit, when the direct current resistance component is less than 0.1 milliohm, the high output characteristics are improved, but the ratio of the current collecting structure used increases and the battery capacity may decrease. The battery using the sheet-shaped outer casing of the present invention is preferable because the degree of freedom of the battery shape is high and there are few restrictions on the shape of the current collecting structure material.

インピーダンスの測定は、測定装置としてソーラートロン社製電池測定装置1470とソーラートロン社製周波数応答アナライザ1255Bを用い、10kHzの交流を5mVのバイアスで印加した時の抵抗を測定し、直流抵抗成分とした。   The impedance is measured by using a solartron battery measuring device 1470 and a solartron frequency response analyzer 1255B as measuring devices, and measuring the resistance when a 10 kHz alternating current is applied with a bias of 5 mV to obtain a direct current resistance component. .

本発明における上記非水系電解液は、電極活物質に対するリチウムの脱挿入に係わる反応抵抗の低減に効果があり、それが良好な出力特性を実現できる要因になっていると考えられる。しかし、通常の直流抵抗が大きな電池では、直流抵抗に阻害されて反応抵抗低減の効果を出力特性に100%反映できないことがわかった。直流抵抗成分の小さな電池を用いることでこれを改善し、本発明の効果を充分に発揮できるようになる。   The non-aqueous electrolyte in the present invention is effective in reducing reaction resistance related to lithium insertion / extraction with respect to the electrode active material, which is considered to be a factor that can realize good output characteristics. However, it was found that a battery having a large direct current resistance is inhibited by the direct current resistance, and the effect of reducing the reaction resistance cannot be reflected 100% on the output characteristics. This can be improved by using a battery having a small direct current resistance component, and the effects of the present invention can be sufficiently exhibited.

また、非水系電解液の効果を引き出し、高い出力特性をもつ電池を作製するという観点からは、この要件と前述した、二次電池の1個の電池外装に収納される電池要素のもつ電気容量(電池を満充電状態から放電状態まで放電したときの電気容量)(電池容量)が、3アンペアアワー(Ah)以上である、という要件を同時に満たすことが特に好ましい。   Moreover, from the viewpoint of drawing out the effect of the non-aqueous electrolyte and producing a battery having high output characteristics, this requirement and the above-described electric capacity of the battery element housed in one battery exterior of the secondary battery are described. It is particularly preferable to satisfy the requirement that (electric capacity when the battery is discharged from a fully charged state to a discharged state) (battery capacity) is 3 ampere hours (Ah) or more at the same time.

前述の集電タブと端子の接続は、スポット溶接、高周波溶接又は超音波溶接の何れかで接合されている事が好ましい。これらの溶接方法は、従来、抵抗が小さく簡易な溶接方法であるが、長期間の使用により溶接部分が非水系電解液中の不純物や副生成物等と反応して劣化し直流抵抗が増加するとされていた。しかしながら、特定化合物を含有する上記非水系電解液を用いる場合には、溶接部分に安定な被膜を形成することができ、また、非水系電解液の正極での副反応が抑制されることから、長期間の使用に際しても溶接部分の劣化が進行しにくい。   The connection between the current collecting tab and the terminal is preferably performed by spot welding, high frequency welding or ultrasonic welding. Conventionally, these welding methods are simple welding methods with low resistance, but if the welded part reacts with impurities or by-products in the non-aqueous electrolyte and deteriorates due to long-term use, the DC resistance increases. It had been. However, when using the non-aqueous electrolyte containing the specific compound, a stable coating can be formed on the welded portion, and side reactions at the positive electrode of the non-aqueous electrolyte are suppressed. Deterioration of the welded portion is unlikely to progress even during long-term use.

[電池形状]
電池形状は特に限定されるものではないが、有底筒型形状、有底角型形状、薄型形状、シート形状、ペーパー形状等が挙げられる。システムや機器に組み込まれる際に、容積効率を高めて収納性を上げるために、電池周辺に配置される周辺システムへの収まりを考慮した馬蹄形、櫛型形状等の異型のものであってもよい。電池内部の熱を効率よく外部に放出する観点から、比較的平らで大面積の面を少なくとも一つを有する角型形状が好ましい。
[Battery shape]
The battery shape is not particularly limited, and examples thereof include a bottomed cylindrical shape, a bottomed square shape, a thin shape, a sheet shape, and a paper shape. When incorporating into a system or device, in order to increase the volumetric efficiency and improve the storage capacity, it may be of a different shape such as a horseshoe shape or a comb shape considering the fit in the peripheral system arranged around the battery. . From the viewpoint of efficiently releasing the heat inside the battery to the outside, a rectangular shape having at least one surface that is relatively flat and has a large area is preferable.

有底筒型形状の電池では、充填される発電素子に対する外表面積が小さくなるので、充電や放電時に内部抵抗による発生するジュール発熱を効率よく外部に逃げる設計にすることが好ましい。また、熱伝導性の高い物質の充填比率を高め、内部での温度分布が小さくなるように設計することが好ましい。   In a battery having a bottomed cylindrical shape, since the outer surface area with respect to the power generating element to be filled becomes small, it is preferable to design so that Joule heat generated by the internal resistance at the time of charging and discharging efficiently escapes to the outside. Moreover, it is preferable to design so that the filling ratio of the substance having high thermal conductivity is increased and the temperature distribution inside is reduced.

有底角型形状では、一番大きい面の面積S(端子部を除く外形寸法の幅と高さとの積、単位cm2)の2倍と電池外形の厚さT(単位cm)との比(2×S/T)が100以上であることが好ましく、200以上であることが更に好適である。最大面を大きくすることにより、高出力かつ大容量の電池であってもサイクル性や高温保存等の特性を向上させると共に、異常発熱時の放熱効率を上げることができ、「破裂」や「発火」という危険な状態になることを抑制することができる。なお、上記面積を「S」、上記厚さを「T」と単に略記することがある。 In the bottomed square shape, the area S 1 of the largest surface (the product of the width and height of the outer dimensions excluding the terminal portion, unit cm 2 ) is twice the thickness T (unit cm) of the battery outer shape. The ratio (2 × S 1 / T) is preferably 100 or more, and more preferably 200 or more. By increasing the maximum surface, it is possible to improve characteristics such as cycle performance and high-temperature storage, even for high-power and large-capacity batteries, and increase the heat dissipation efficiency during abnormal heat generation. Can be prevented from becoming a dangerous state. The area may be simply abbreviated as “S 1 ” and the thickness as “T”.

[電極群]
電極群は、後述の正極板と負極板とを後述の微多孔膜セパレータを介して積層構造にしたもの、又は、後述の正極板と負極板とを後述の微多孔膜セパレータを介して渦巻き状に捲回して捲回構造にしたもの何れでもよい。
[Electrode group]
The electrode group is formed by laminating a positive electrode plate and a negative electrode plate, which will be described later, with a microporous membrane separator, which will be described later, or a spiral shape, with a positive electrode plate and a negative electrode plate, which will be described later, being interposed with a microporous membrane separator, which will be described later. Any of those wound in a wound structure may be used.

また電極群は、積層構造の場合、正極及び負極が、電極周辺長さの総和L(単位cm)と電極面積S(単位cm)の2倍との比(L/(2×S))が1以下であることが好ましく、0.5以下がより好ましく、0.3以下が更に好ましい。また下限は、0.02以上であることが好ましく、0.03以上であることがより好ましく、0.05以上であることが更に好ましい。積層構造の場合電極の周囲に近い部分は、残留応力や裁断による衝撃で電極膜の密着性が劣る場合があるため、L/(2×S)が前述の範囲より大きい場合、出力特性が低下する場合がある。また、L/(2×S)が前述の範囲より小さいと、電池面積が大きくなりすぎて実用的でない場合がある。なお、上記長さの総和を「L」、上記面積を「S」と単に略記することがある。 In the case where the electrode group has a laminated structure, the positive electrode and the negative electrode have a ratio (L / (2 × S 2 ) between the total electrode peripheral length L (unit cm) and twice the electrode area S 2 (unit cm 2 ). )) Is preferably 1 or less, more preferably 0.5 or less, and even more preferably 0.3 or less. The lower limit is preferably 0.02 or more, more preferably 0.03 or more, and still more preferably 0.05 or more. In the case of a laminated structure, the electrode film adhesion may be inferior due to residual stress or impact due to cutting in a portion close to the periphery of the electrode. Therefore, when L / (2 × S 2 ) is larger than the above range, the output characteristics are May decrease. On the other hand, if L / (2 × S 2 ) is smaller than the above range, the battery area may be too large to be practical. The sum of the lengths may be simply abbreviated as “L” and the area as “S 2 ”.

また電極群は、捲回構造の場合、該正極の短尺方向の長さに対する長尺方向の長さの比率が15以上200以下であることが好ましい。この比率が前記範囲より小さいと、電池外装の有底筒型形状が底面積に対し高さが大き過ぎ、バランスが悪くなり実用的でないか、正極活物質層が厚くなり高出力が得られない場合がある。また、この比率が前記範囲未満であると、電池外装の有底筒型形状が底面積に対し高さが小さ過ぎ、バランスが悪くなり実用的でないか、集電体の占める割合が大きくなり、電池容量が小さくなる場合がある。   In the case where the electrode group has a wound structure, it is preferable that the ratio of the length in the long direction to the length in the short direction of the positive electrode is 15 or more and 200 or less. If this ratio is smaller than the above range, the bottomed cylindrical shape of the battery exterior is too high with respect to the bottom area, and the balance becomes poor and impractical, or the positive electrode active material layer becomes thick and high output cannot be obtained. There is a case. Also, if this ratio is less than the above range, the bottomed cylindrical shape of the battery exterior is too small relative to the bottom area, the balance becomes worse and impractical, or the proportion of the current collector increases, Battery capacity may be reduced.

[正極電極面積]
本発明において、上記の非水系電解液を用いる場合、高出力かつ高温時の安定性を高める観点から、正極活物質層の面積は、電池外装ケースの外表面積に対して大きくすることが好ましい。具体的には、二次電池の外装の表面積に対する前記正極の電極面積の総和が、面積比で15倍以上とすることが、出力の向上と、充放電に伴う発熱を集電体を介して効率良く放熱できる点の点で好ましく、更に、20倍以上とすることがより好ましい。外装ケースの外表面積とは、有底角型形状の場合には、端子の突起部分を除いた発電要素が充填されたケース部分の縦と横と厚さの寸法から計算で求める総面積をいう。有底円筒形状の場合には、端子の突起部分を除いた発電要素が充填されたケース部分を円筒として近似する幾何表面積である。正極の電極面積の総和とは、負極活物質を含む合材層に対向する正極合材層の幾何表面積であり、集電体箔を介して両面に正極合材層を形成してなる構造では、それぞれの面を別々に算出する面積の総和をいう。本発明のシート状の外装を用いた電池では外装材の厚みを薄くすることができ、同じサイズの発電要素であれば金属缶等を用いた電池よりも電池表面積を小さくできるため、好ましい。
[Positive electrode area]
In the present invention, when the above non-aqueous electrolyte is used, the area of the positive electrode active material layer is preferably larger than the outer surface area of the battery outer case from the viewpoint of increasing the stability at high output and high temperature. Specifically, the sum of the electrode areas of the positive electrode with respect to the surface area of the exterior of the secondary battery should be 15 times or more in terms of area ratio, which improves output and generates heat generated by charging and discharging via the current collector. It is preferable in terms of efficient heat dissipation, and more preferably 20 times or more. The outer surface area of the outer case is the total area obtained by calculation from the vertical, horizontal, and thickness dimensions of the case part filled with the power generation element excluding the protruding part of the terminal in the case of a bottomed square shape. . In the case of a bottomed cylindrical shape, the geometric surface area approximates the case portion filled with the power generation element excluding the protruding portion of the terminal as a cylinder. The total electrode area of the positive electrode is the geometric surface area of the positive electrode mixture layer facing the mixture layer containing the negative electrode active material, and in the structure in which the positive electrode mixture layer is formed on both sides via the current collector foil. , The sum of the areas where each surface is calculated separately. In the battery using the sheet-shaped exterior of the present invention, the thickness of the exterior material can be reduced, and a power generation element of the same size is preferable because the battery surface area can be made smaller than a battery using a metal can or the like.

[正極]
以下に本発明のリチウム二次電池に使用される正極について説明する。
[[正極活物質]]
以下に正極に使用される正極活物質について述べる。
[[[組成]]]
正極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出可能なものであれば特に制限はない。リチウムと少なくとも1種の遷移金属を含有する物質が好ましく、例えば、リチウム遷移金属複合酸化物、リチウム含有遷移金属リン酸化合物が挙げられる。
[Positive electrode]
The positive electrode used for the lithium secondary battery of the present invention will be described below.
[[Positive electrode active material]]
The positive electrode active material used for the positive electrode is described below.
[[[composition]]]
The positive electrode active material is not particularly limited as long as it can electrochemically occlude and release lithium ions. A substance containing lithium and at least one transition metal is preferable, and examples thereof include a lithium transition metal composite oxide and a lithium-containing transition metal phosphate compound.

リチウム遷移金属複合酸化物の遷移金属としてはV、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等が好ましく、具体例としては、LiCoO2等のリチウム・コバルト複合酸化物、LiNiO2等のリチウム・ニッケル複合酸化物、LiMnO2、LiMn、Li2MnO3等のリチウム・マンガン複合酸化物、これらのリチウム遷移金属複合酸化物の主体となる遷移金属原子の一部をAl、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Si等の他の金属で置換したもの等が挙げられる。置換されたものの具体例としては、例えば、LiNi0.5Mn0.52、LiNi0.85Co0.10Al0.052、LiNi0.33Co0.33Mn0.332、LiMn1.8Al0.24、LiMn1.5Ni0.54等が挙げられる。 The transition metal of the lithium transition metal composite oxide is preferably V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu or the like, and specific examples include lithium / cobalt composite oxide such as LiCoO 2 or LiNiO 2 . Lithium / nickel composite oxide, LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , Li 2 MnO 3 and other lithium / manganese composite oxides, Al, Ti , V, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, and those substituted with other metals such as Si. Specific examples of the substituted ones include, for example, LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 , LiNi 0.85 Co 0.10 Al 0.05 O 2 , LiNi 0.33 Co 0.33 Mn 0.33 O 2 , LiMn 1.8 Al 0.2 O 4 , LiMn 1.5 Ni 0.5 O 4, etc. Is mentioned.

リチウム含有遷移金属リン酸化合物の遷移金属としては、V、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等が好ましく、具体例としては、例えば、LiFePO、Li3Fe2(PO3、LiFeP27等のリン酸鉄類、LiCoPO4等のリン酸コバルト類、これらのリチウム遷移金属リン酸化合物の主体となる遷移金属原子の一部をAl、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Nb、Si等の他の金属で置換したもの等が挙げられる。 As the transition metal of the lithium-containing transition metal phosphate compound, V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu and the like are preferable, and specific examples include, for example, LiFePO 4 , Li 3 Fe 2 (PO 4 ). 3 , iron phosphates such as LiFeP 2 O 7 , cobalt phosphates such as LiCoPO 4 , and some of the transition metal atoms that are the main components of these lithium transition metal phosphate compounds are Al, Ti, V, Cr, Mn , Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, Nb, Si and the like substituted with other metals.

[[[表面被覆]]]
また、これら正極活物質の表面に、正極活物質の主体を構成する物質とは異なる組成の物質が付着したものを用いることが好ましい。表面付着物質としては酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマス等の酸化物、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩、炭素等が挙げられる。
[[[Surface coating]]]
In addition, it is preferable to use a material in which a material having a composition different from the material constituting the main body of the positive electrode active material is attached to the surface of the positive electrode active material. Surface adhering substances include aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, boron oxide, antimony oxide, bismuth oxide, lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate, calcium sulfate And sulfates such as aluminum sulfate, carbonates such as lithium carbonate, calcium carbonate, and magnesium carbonate, and carbon.

これら表面付着物質は、例えば、溶媒に溶解又は懸濁させて正極活物質に含浸添加、乾燥する方法、表面付着物質前駆体を溶媒に溶解又は懸濁させて正極活物質に含浸添加後、加熱等により反応させる方法、正極活物質前駆体に添加して同時に焼成する方法等により正極活物質表面に付着させることができる。なお、炭素を付着させる場合には、炭素質を、例えば、活性炭などの形で後から機械的に付着させる方法を用いることもできる。   These surface adhering substances are, for example, a method of dissolving or suspending in a solvent and impregnating and drying the positive electrode active material, and a method of dissolving or suspending a surface adhering substance precursor in a solvent and impregnating and adding to the positive electrode active material, followed by heating. It can be made to adhere to the positive electrode active material surface by the method of making it react by the method etc., the method of adding to a positive electrode active material precursor, and baking simultaneously. In addition, when making carbon adhere, the method of making carbonaceous adhere mechanically later in the form of activated carbon etc. can also be used, for example.

表面付着物質の量としては、正極活物質に対して質量で、下限として好ましくは0.1ppm以上、より好ましくは1ppm以上、更に好ましくは10ppm以上、上限として好ましくは20%以下、より好ましくは10%以下、更に好ましくは5%以下で用いられる。表面付着物質により、正極活物質表面での非水系電解液の酸化反応を抑制することができ、電池寿命を向上させることができるが、その付着量が少なすぎる場合その効果は十分に発現せず、多すぎる場合には、リチウムイオンの出入りを阻害するため抵抗が増加する場合がある。   The amount of the surface adhering substance is by mass with respect to the positive electrode active material, preferably 0.1 ppm or more, more preferably 1 ppm or more, still more preferably 10 ppm or more, and the upper limit is preferably 20% or less, more preferably 10%. % Or less, more preferably 5% or less. The surface adhering substance can suppress the oxidation reaction of the non-aqueous electrolyte solution on the surface of the positive electrode active material, and can improve the battery life. However, when the amount of the adhering quantity is too small, the effect is not sufficiently exhibited. If the amount is too large, the resistance may increase in order to inhibit the entry and exit of lithium ions.

[[[形状]]]
本発明における正極活物質の粒子の形状は、従来用いられるような、塊状、多面体状、球状、楕円球状、板状、針状、柱状等が用いられるが、中でも一次粒子が凝集して、二次粒子を形成して成り、その二次粒子の形状が球状ないし楕円球状であるものが好ましい。通常、電気化学素子はその充放電に伴い、電極中の活物質が膨張収縮をするため、そのストレスによる活物質の破壊や導電パス切れ等の劣化がおきやすい。そのため一次粒子のみの単一粒子活物質であるよりも、一次粒子が凝集して、二次粒子を形成したものである方が膨張収縮のストレスを緩和して、劣化を防ぐため好ましい。また、板状等軸配向性の粒子であるよりも球状ないし楕円球状の粒子の方が、電極の成形時の配向が少ないため、充放電時の電極の膨張収縮も少なく、また電極を作成する際の導電材との混合においても、均一に混合されやすいため好ましい。
[[[shape]]]
As the shape of the positive electrode active material particles in the present invention, a lump shape, a polyhedron shape, a sphere shape, an oval sphere shape, a plate shape, a needle shape, a column shape, etc., which are conventionally used, are used. Preferably, secondary particles are formed, and the shape of the secondary particles is spherical or elliptical. In general, an electrochemical element expands and contracts as the active material in the electrode expands and contracts as it is charged and discharged. Therefore, the active material is easily damaged due to the stress or the conductive path is broken. Therefore, it is preferable that the primary particles are aggregated to form secondary particles, rather than a single particle active material having only primary particles, in order to relieve expansion and contraction stress and prevent deterioration. In addition, spherical or oval spherical particles are less oriented during molding of the electrode than plate-like equiaxed particles, so that the expansion and contraction of the electrode during charging and discharging is small, and the electrode is produced. The mixing with the conductive material is also preferable because it is easy to mix uniformly.

[[[タップ密度]]]
正極活物質のタップ密度は、通常1.3g/cm3以上、好ましくは1.5g/cm3以上、更に好ましくは1.6g/cm3以上、最も好ましくは1.7g/cm3以上である。正極活物質のタップ密度が上記下限を下回ると正極活物質層形成時に、必要な分散媒量が増加すると共に、導電材や結着剤の必要量が増加し、正極活物質層への正極活物質の充填率が制約され、電池容量が制約される場合がある。タップ密度の高い複合酸化物粉体を用いることにより、高密度の正極活物質層を形成することができる。タップ密度は一般に大きいほど好ましく特に上限はないが、大きすぎると、正極活物質層内における非水系電解液を媒体としたリチウムイオンの拡散が律速となり、負荷特性が低下しやすくなる場合があるため、通常2.9g/cm3以下、好ましくは2.7g/cm3以下である。
[[[Tap density]]]
The tap density of the positive electrode active material is usually 1.3 g / cm 3 or more, preferably 1.5 g / cm 3 or more, more preferably 1.6 g / cm 3 or more, and most preferably 1.7 g / cm 3 or more. . If the tap density of the positive electrode active material is lower than the lower limit, the amount of the required dispersion medium increases when the positive electrode active material layer is formed, and the necessary amount of the conductive material and the binder increases. In some cases, the filling rate of the substance is limited, and the battery capacity is limited. By using a complex oxide powder having a high tap density, a high-density positive electrode active material layer can be formed. In general, the tap density is preferably as large as possible, but there is no particular upper limit. However, if the tap density is too large, diffusion of lithium ions using the non-aqueous electrolyte solution as a medium in the positive electrode active material layer becomes rate-determining, and load characteristics may be likely to deteriorate. Usually, it is 2.9 g / cm 3 or less, preferably 2.7 g / cm 3 or less.

本発明においてタップ密度は、目開き300μmの篩を通過させて、20cm3のタッピングセルに試料を落下させてセル容積を満たした後、粉体密度測定器(例えば、セイシン企業社製タップデンサー)を用いて、ストローク長10mmのタッピングを1000回行なって、その時の体積と試料の質量から求めた密度をタップ密度として定義する。 In the present invention, the tap density is measured by passing a sieve having a mesh size of 300 μm, dropping a sample onto a 20 cm 3 tapping cell to fill the cell volume, and then measuring a powder density measuring device (for example, a tap denser manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.). The tapping with a stroke length of 10 mm is performed 1000 times, and the density obtained from the volume at that time and the mass of the sample is defined as the tap density.

[[[メジアン径d50]]]
正極活物質の粒子のメジアン径d50(一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合には二次粒子径)は、通常0.1μm以上、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上、最も好ましくは3μm以上であり、上限は、通常20μm以下、好ましくは18μm以下、より好ましくは16μm以下、最も好ましくは15μm以下である。上記下限を下回ると、高タップ密度品が得られなくなる場合があり、上限を超えると粒子内のリチウムの拡散に時間がかかるため、電池性能の低下をきたしたり、電池の正極作成すなわち活物質と導電材やバインダー等を溶媒でスラリー化し、薄膜状に塗布する際に、スジを引く等の問題を生ずる場合がある。ここで、異なるメジアン径d50をもつ正極活物質を2種類以上混合することで、正極作成時の充填性を更に向上させることもできる。
[[[Median diameter d 50 ]]]
The median diameter d 50 of the positive electrode active material particles (secondary particle diameter when primary particles aggregate to form secondary particles) is usually 0.1 μm or more, preferably 0.5 μm or more, more preferably Is 1 μm or more, most preferably 3 μm or more, and the upper limit is usually 20 μm or less, preferably 18 μm or less, more preferably 16 μm or less, and most preferably 15 μm or less. If the lower limit is not reached, a high tap density product may not be obtained, and if the upper limit is exceeded, it takes time to diffuse lithium in the particles. When a conductive material, a binder, or the like is slurried with a solvent and applied as a thin film, problems such as streaking may occur. Here, by mixing two or more types of positive electrode active materials having different median diameters d 50 , the filling property at the time of forming the positive electrode can be further improved.

なお、本発明におけるメジアン径d50は、公知のレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置によって測定される。粒度分布計としてHORIBA社製LA−920を用いる場合、測定の際に用いる分散媒として、0.1質量%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を用い、5分間の超音波分散後に測定屈折率1.24を設定して測定される。 The median diameter d 50 in the present invention is measured by a known laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device. When LA-920 manufactured by HORIBA is used as a particle size distribution meter, a 0.1% by mass sodium hexametaphosphate aqueous solution is used as a dispersion medium for measurement, and a measurement refractive index of 1.24 is set after ultrasonic dispersion for 5 minutes. Measured.

[[[平均一次粒子径]]]
一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合には、正極活物質の平均一次粒子径としては、通常0.01μm以上、好ましくは0.05μm以上、更に好ましくは0.08μm以上、最も好ましくは0.1μm以上で、通常3μm以下、好ましくは2μm以下、更に好ましくは1μm以下、最も好ましくは0.6μm以下である。上記上限を超えると球状の二次粒子を形成し難く、粉体充填性に悪影響を及ぼしたり、比表面積が大きく低下するために、出力特性等の電池性能が低下する可能性が高くなる場合がある。逆に、上記下限を下回ると、通常、結晶が未発達であるために充放電の可逆性が劣る等の問題を生ずる場合がある。
[[[Average primary particle size]]]
When primary particles are aggregated to form secondary particles, the average primary particle diameter of the positive electrode active material is usually 0.01 μm or more, preferably 0.05 μm or more, more preferably 0.08 μm or more, Most preferably, it is 0.1 μm or more, usually 3 μm or less, preferably 2 μm or less, more preferably 1 μm or less, and most preferably 0.6 μm or less. If the above upper limit is exceeded, it is difficult to form spherical secondary particles, which adversely affects the powder filling property, or the specific surface area is greatly reduced, so that there is a high possibility that battery performance such as output characteristics will deteriorate. is there. On the other hand, when the value falls below the lower limit, there is a case where problems such as inferior reversibility of charge / discharge are usually caused because crystals are not developed.

なお、一次粒子径は、走査電子顕微鏡(SEM)を用いた観察により測定される。具体的には、10000倍の倍率の写真で、水平方向の直線に対する一次粒子の左右の境界線による切片の最長の値を、任意の50個の一次粒子について求め、平均値をとることにより求められる。   The primary particle diameter is measured by observation using a scanning electron microscope (SEM). Specifically, in a photograph at a magnification of 10000 times, the longest value of the intercept by the left and right boundary lines of the primary particles with respect to the horizontal straight line is obtained for any 50 primary particles and obtained by taking the average value. It is done.

[[[BET比表面積]]]
本発明のリチウム二次電池に供する正極活物質のBET比表面積は、通常0.2m2/g以上、好ましくは0.3m2/g以上、更に好ましくは0.4m2/g以上であり、上限は、通常4.0m2/g以下、好ましくは2.5m2/g以下、更に好ましくは1.5m2/g以下である。BET比表面積がこの範囲よりも小さいと電池性能が低下しやすく、大きいとタップ密度が上がりにくくなり、正極活物質形成時の塗布性に問題が発生しやすい場合がある。
[[[BET specific surface area]]]
The BET specific surface area of the positive electrode active material used for the lithium secondary battery of the present invention is usually 0.2 m 2 / g or more, preferably 0.3 m 2 / g or more, more preferably 0.4 m 2 / g or more, The upper limit is usually 4.0 m 2 / g or less, preferably 2.5 m 2 / g or less, more preferably 1.5 m 2 / g or less. If the BET specific surface area is smaller than this range, the battery performance tends to be lowered, and if the BET specific surface area is larger, the tap density is difficult to increase, and there may be a problem in applicability when forming the positive electrode active material.

BET比表面積は、表面積計(例えば、大倉理研製全自動表面積測定装置)を用い、試料に対して窒素流通下150℃で30分間、予備乾燥を行なった後、大気圧に対する窒素の相対圧の値が0.3となるように正確に調整した窒素ヘリウム混合ガスを用い、ガス流動法による窒素吸着BET1点法によって測定した値で定義される。   The BET specific surface area is determined by using a surface area meter (for example, a fully automated surface area measuring device manufactured by Okura Riken), preliminarily drying the sample for 30 minutes at 150 ° C. under nitrogen flow, and then measuring the relative pressure of nitrogen relative to atmospheric pressure. It is defined by a value measured by a nitrogen adsorption BET one-point method using a gas flow method using a nitrogen-helium mixed gas that is accurately adjusted to have a value of 0.3.

[[[製造法]]]
正極活物質の製造法としては、無機化合物の製造法として一般的な方法が用いられる。特に球状ないし楕円球状の活物質を作成するには種々の方法が考えられるが、例えば、遷移金属硝酸塩、遷移金属硫酸塩等の遷移金属原料物質と、必要に応じ他の元素の原料物質を水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、攪拌をしながらpHを調節して球状の前駆体を作成回収し、これを必要に応じて乾燥した後、LiOH、LiCO、LiNO等のLi源を加えて高温で焼成して活物質を得る方法、遷移金属硝酸塩、遷移金属硫酸塩、遷移金属水酸化物、遷移金属酸化物等の遷移金属原料物質と、必要に応じ他の元素の原料物質を水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、それをスプレードライヤー等で乾燥成型して球状ないし楕円球状の前駆体とし、これにLiOH、LiCO、LiNO等のLi源を加えて高温で焼成して活物質を得る方法、また、遷移金属硝酸塩、遷移金属硫酸塩、遷移金属水酸化物、遷移金属酸化物等の遷移金属原料物質と、LiOH、LiCO、LiNO等のLi源と、必要に応じ他の元素の原料物質とを水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、それをスプレードライヤー等で乾燥成型して球状ないし楕円球状の前駆体とし、これを高温で焼成して活物質を得る方法等が挙げられる。
[[[Production method]]]
As a manufacturing method of the positive electrode active material, a general method is used as a manufacturing method of the inorganic compound. In particular, various methods are conceivable for producing a spherical or elliptical spherical active material. For example, transition metal raw materials such as transition metal nitrates and transition metal sulfates and, if necessary, raw materials of other elements are mixed with water. It is dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as, and the pH is adjusted while stirring to produce and recover a spherical precursor, which is dried as necessary, and then LiOH, Li 2 CO 3 , LiNO 3, etc. A method of obtaining an active material by adding a Li source of the above, a transition metal source material such as transition metal nitrate, transition metal sulfate, transition metal hydroxide, transition metal oxide, and other elements as required The raw material is dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water, and is then dried and molded with a spray dryer or the like to obtain a spherical or elliptical precursor, and LiOH, Li 2 CO 3 , LiNO 3 and other Li Add the source at high temperature A method of obtaining an active material by firing, a transition metal source material such as transition metal nitrate, transition metal sulfate, transition metal hydroxide, transition metal oxide, and LiOH such as LiOH, Li 2 CO 3 , and LiNO 3 Dissolve or pulverize the source and other elemental raw materials as necessary in a solvent such as water, and dry-mold them with a spray drier or the like to obtain a spherical or elliptical precursor, which is heated at a high temperature. Examples thereof include a method for obtaining an active material by firing.

[[正極の構成]]
以下に、本発明に使用される正極の構成について述べる。
[[[電極構造と作製法]]]
本発明のリチウム二次電池に用いられる正極は、正極活物質と結着剤とを含有する正極活物質層を、集電体上に形成して作製される。正極活物質を用いる正極の製造は、常法により行うことができる。すなわち、正極活物質と結着剤、並びに必要に応じて導電材及び増粘剤等を乾式で混合してシート状にしたものを正極集電体に圧着するか、又はこれらの材料を液体媒体に溶解又は分散させてスラリーとして、これを正極集電体に塗布し、乾燥することにより、正極活物質層を集電体上に形成させることにより正極を得ることができる。
[[Composition of positive electrode]]
Below, the structure of the positive electrode used for this invention is described.
[[[Electrode structure and fabrication method]]]
The positive electrode used for the lithium secondary battery of the present invention is produced by forming a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material and a binder on a current collector. Manufacture of the positive electrode using a positive electrode active material can be performed by a conventional method. That is, a positive electrode active material and a binder, and if necessary, a conductive material and a thickener mixed in a dry form are pressure-bonded to a positive electrode current collector, or these materials are liquid media A positive electrode can be obtained by forming a positive electrode active material layer on the current collector by applying it to a positive electrode current collector and drying it as a slurry by dissolving or dispersing in a slurry.

本発明において、正極活物質の正極活物質層中の含有量は、通常10質量%以上、好ましくは30質量%以上、特に好ましくは50質量%以上である。また上限は、通常99.9質量%以下、好ましくは99質量%以下である。正極活物質層中の正極活物質粉体の含有量が低いと電気容量が不十分となる場合がある。逆に含有量が高すぎると正極の強度が不足する場合がある。なお、正極活物質は1種を単独で用いても良く、異なる組成又は異なる粉体物性の2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。   In the present invention, the content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is usually 10% by mass or more, preferably 30% by mass or more, and particularly preferably 50% by mass or more. Moreover, an upper limit is 99.9 mass% or less normally, Preferably it is 99 mass% or less. If the content of the positive electrode active material powder in the positive electrode active material layer is low, the electric capacity may be insufficient. Conversely, if the content is too high, the strength of the positive electrode may be insufficient. In addition, a positive electrode active material may be used individually by 1 type, and may use together 2 or more types of a different composition or different powder physical properties by arbitrary combinations and ratios.

[[[圧密化]]]
塗布、乾燥によって得られた正極活物質層は、正極活物質の充填密度を上げるために、ハンドプレス、ローラープレス等により圧密化することが好ましい。正極活物質層の密度は、下限として好ましくは1g/cm3以上、より好ましくは1.5g/cm3以上、更に好ましくは2g/cm3以上であり、上限として好ましくは4g/cm3以下、より好ましくは3.5g/cm3以下、更に好ましくは3g/cm3以下の範囲である。この範囲を上回ると集電体/活物質界面付近への非水系電解液の浸透性が低下し、特に高電流密度での充放電特性が低下する場合がある。また下回ると活物質間の導電性が低下し、電池抵抗が増大する場合がある。
[[[Consolidation]]]
The positive electrode active material layer obtained by coating and drying is preferably consolidated by a hand press, a roller press or the like in order to increase the packing density of the positive electrode active material. The density of the positive electrode active material layer is preferably 1 g / cm 3 or more as a lower limit, more preferably 1.5 g / cm 3 or more, still more preferably 2 g / cm 3 or more, and preferably 4 g / cm 3 or less as an upper limit. More preferably, it is in the range of 3.5 g / cm 3 or less, still more preferably 3 g / cm 3 or less. If this range is exceeded, the permeability of the non-aqueous electrolyte solution to the vicinity of the current collector / active material interface may decrease, and the charge / discharge characteristics at a high current density may decrease. On the other hand, if it is lower, the conductivity between the active materials may be reduced, and the battery resistance may be increased.

[[[導電材]]]
導電材としては、公知の導電材を任意に用いることができる。具体例としては、銅、ニッケル等の金属材料;天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛(グラファイト);アセチレンブラック等のカーボンブラック;ニードルコークス等の無定形炭素等の炭素材料等が挙げられる。なお、これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
[[[Conductive material]]]
A known conductive material can be arbitrarily used as the conductive material. Specific examples include metal materials such as copper and nickel; graphite such as natural graphite and artificial graphite (graphite); carbon black such as acetylene black; and carbon materials such as amorphous carbon such as needle coke. In addition, these may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

導電材は、正極活物質層中に、通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上、また上限は、通常50質量%以下、好ましくは30質量%以下、より好ましくは15質量%以下含有するように用いられる。含有量がこの範囲よりも低いと導電性が不十分となる場合がある。逆に、含有量がこの範囲よりも高いと電池容量が低下する場合がある。   In the positive electrode active material layer, the conductive material is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and the upper limit is usually 50% by mass or less, preferably 30% by mass. % Or less, more preferably 15% by mass or less. If the content is lower than this range, the conductivity may be insufficient. Conversely, if the content is higher than this range, the battery capacity may decrease.

[[[結着剤]]]
正極活物質層の製造に用いる結着剤としては、特に限定されず、塗布法の場合は、電極製造時に用いる液体媒体に対して溶解又は分散される材料であれば良いが、具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、芳香族ポリアミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子;SBR(スチレン−ブタジエンゴム)、NBR(アクリロニトリル−ブタジエンゴム)、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム等のゴム状高分子;スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物、EPDM(エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体)、スチレン・エチレン・ブタジエン・エチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子;シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等の軟質樹脂状高分子;ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体等のフッ素系高分子;アルカリ金属イオン(特にリチウムイオン)のイオン伝導性を有する高分子組成物等が挙げられる。なお、これらの物質は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
[[[Binder]]]
The binder used in the production of the positive electrode active material layer is not particularly limited, and in the case of the coating method, any material can be used as long as it is dissolved or dispersed in the liquid medium used during electrode production. , Polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, aromatic polyamide, cellulose, nitrocellulose, and other resin polymers; SBR (styrene-butadiene rubber), NBR (acrylonitrile-butadiene rubber), fluorine rubber, isoprene rubber, butadiene Rubber-like polymers such as rubber and ethylene-propylene rubber; styrene / butadiene / styrene block copolymer or hydrogenated product thereof, EPDM (ethylene / propylene / diene terpolymer), styrene / ethylene / butadiene / ethylene copolymer Polymer, styrene / isoprene Thermoplastic elastomeric polymers such as styrene block copolymers or hydrogenated products thereof; syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyvinyl acetate, ethylene / vinyl acetate copolymers, propylene / α-olefin copolymers, etc. Soft polymer such as polyvinylidene fluoride (PVdF), polytetrafluoroethylene, fluorinated polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene / ethylene copolymer, etc .; alkali metal ions (especially lithium ions) Examples thereof include a polymer composition having ion conductivity. In addition, these substances may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

正極活物質層中の結着剤の割合は、通常0.1質量%以上、好ましくは1質量%以上、更に好ましくは3質量%以上であり、また上限は、通常80質量%以下、好ましくは60質量%以下、更に好ましくは40質量%以下、最も好ましくは10質量%以下である。結着剤の割合が低すぎると、正極活物質を十分保持できずに正極の機械的強度が不足し、サイクル特性等の電池性能を悪化させてしまう場合がある。一方で、高すぎると、電池容量や導電性の低下につながる場合がある。   The ratio of the binder in the positive electrode active material layer is usually 0.1% by mass or more, preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and the upper limit is usually 80% by mass or less, preferably 60% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and most preferably 10% by mass or less. When the ratio of the binder is too low, the positive electrode active material cannot be sufficiently retained and the positive electrode has insufficient mechanical strength, which may deteriorate battery performance such as cycle characteristics. On the other hand, if it is too high, battery capacity and conductivity may be reduced.

[[[液体媒体]]]
スラリーを形成するための液体媒体としては、正極活物質、導電材、結着剤、並びに必要に応じて使用される増粘剤を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いても良い。
[[[Liquid medium]]]
The liquid medium for forming the slurry may be any type of solvent that can dissolve or disperse the positive electrode active material, the conductive material, the binder, and the thickener used as necessary. There is no particular limitation, and either an aqueous solvent or an organic solvent may be used.

水系媒体としては、例えば、水、アルコールと水との混合媒等が挙げられる。有機系媒体としては、例えば、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルナフタレン等の芳香族炭化水素類;キノリン、ピリジン等の複素環化合物;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸メチル、アクリル酸メチル等のエステル類;ジエチレントリアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン等のアミン類;ジエチルエーテル、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル類;N−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類;ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒等を挙げることができる。   Examples of the aqueous medium include water, a mixed medium of alcohol and water, and the like. Examples of the organic medium include aliphatic hydrocarbons such as hexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and methylnaphthalene; heterocyclic compounds such as quinoline and pyridine; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone. Esters such as methyl acetate and methyl acrylate; amines such as diethylenetriamine and N, N-dimethylaminopropylamine; ethers such as diethyl ether, propylene oxide and tetrahydrofuran (THF); N-methylpyrrolidone (NMP) Amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; aprotic polar solvents such as hexamethylphosphalamide and dimethylsulfoxide.

特に水系媒体を用いる場合、増粘剤と、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)等のラテックスを用いてスラリー化するのが好ましい。増粘剤は、通常、スラリーの粘度を調製するために使用される。増粘剤としては、特に制限はないが、具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン及びこれらの塩等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。更に増粘剤を添加する場合には、活物質に対する増粘剤の割合は、通常0.1質量%以上、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは0.6質量%以上であり、上限としては、通常5質量%以下、好ましくは3質量%以下、より好ましくは2質量%以下の範囲である。この範囲を下回ると、著しく塗布性が低下する場合がある。上回ると、正極活物質層に占める活物質の割合が低下し、電池の容量が低下したり、正極活物質間の抵抗が増大したりする場合がある。   In particular, when an aqueous medium is used, it is preferable to make a slurry using a thickener and a latex such as styrene-butadiene rubber (SBR). A thickener is usually used to adjust the viscosity of the slurry. The thickener is not particularly limited, and specific examples include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, casein, and salts thereof. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. When a thickener is further added, the ratio of the thickener to the active material is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, more preferably 0.6% by mass or more, As an upper limit, it is 5 mass% or less normally, Preferably it is 3 mass% or less, More preferably, it is the range of 2 mass% or less. Below this range, applicability may be significantly reduced. If it exceeds, the ratio of the active material to the positive electrode active material layer may decrease, the battery capacity may decrease, and the resistance between the positive electrode active materials may increase.

[[[集電体]]]
正極集電体の材質としては特に制限は無く、公知のものを任意に用いることができる。具体例としては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ、チタン、タンタル等の金属材料;カーボンクロス、カーボンペーパー等の炭素材料が挙げられる。中でも、金属材料が好ましく、アルミニウムが特に好ましい。
[[[Current collector]]]
There is no restriction | limiting in particular as a material of a positive electrode electrical power collector, A well-known thing can be used arbitrarily. Specific examples include metal materials such as aluminum, stainless steel, nickel plating, titanium, and tantalum; and carbon materials such as carbon cloth and carbon paper. Among these, a metal material is preferable, and aluminum is particularly preferable.

集電体の形状としては、金属材料の場合、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられ、炭素材料の場合、炭素板、炭素薄膜、炭素円柱等が挙げられる。これらのうち、金属薄膜が好ましい。なお、薄膜は適宜メッシュ状に形成してもよい。薄膜の厚さは任意であるが、通常1μm以上、好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上、また、通常1mm以下、好ましくは100μm以下、より好ましくは50μm以下である。薄膜がこの範囲よりも薄いと集電体として必要な強度が不足する場合がある。逆に、薄膜がこの範囲よりも厚いと取り扱い性が損なわれる場合がある。   Examples of the shape of the current collector include metal foil, metal cylinder, metal coil, metal plate, metal thin film, expanded metal, punch metal, and foam metal in the case of a metal material. Examples include thin films and carbon cylinders. Of these, metal thin films are preferred. In addition, you may form a thin film suitably in mesh shape. The thickness of the thin film is arbitrary, but is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and usually 1 mm or less, preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less. If the thin film is thinner than this range, the strength required for the current collector may be insufficient. Conversely, if the thin film is thicker than this range, the handleability may be impaired.

集電体と正極活物質層の厚さの比は特には限定されないが、(非水系電解液注液直前の片面の活物質層厚さ)/(集電体の厚さ)が150以下であることが好ましく、より好ましくは20以下、最も好ましくは10以下であり、下限は0.1以上が好ましく、より好ましくは0.4以上、最も好ましくは1以上の範囲である。この範囲を上回ると、高電流密度充放電時に集電体がジュール熱による発熱を生じる場合がある。この範囲を下回ると、正極活物質に対する集電体の体積比が増加し、電池の容量が減少する場合がある。   The ratio of the thickness of the current collector to the positive electrode active material layer is not particularly limited, but the (active material layer thickness on one side immediately before the nonaqueous electrolyte solution injection) / (current collector thickness) is 150 or less. Preferably, it is 20 or less, most preferably 10 or less, and the lower limit is preferably 0.1 or more, more preferably 0.4 or more, and most preferably 1 or more. Above this range, the current collector may generate heat due to Joule heat during high current density charge / discharge. Below this range, the volume ratio of the current collector to the positive electrode active material increases and the battery capacity may decrease.

[[[正極板の厚さ]]]
正極板の厚さは特に限定されるものではないが、高容量かつ高出力の観点から、芯材の金属箔厚さを差し引いた合材層の厚さは、集電体の片面に対して下限として、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上であり、上限としては、好ましくは200μm以下、より好ましくは100μm以下である。
[[[Positive electrode plate thickness]]]
The thickness of the positive electrode plate is not particularly limited, but from the viewpoint of high capacity and high output, the thickness of the composite layer obtained by subtracting the metal foil thickness of the core material is relative to one side of the current collector. The lower limit is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, and the upper limit is preferably 200 μm or less, more preferably 100 μm or less.

[負極]
以下に本発明のリチウム二次電池に使用される負極について説明する。
[[負極活物質]]
以下に負極に使用される負極活物質について述べる。
[[[組成]]]
負極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出可能なものであれば、特に制限はなく、炭素質材料、酸化錫や酸化ケイ素等の金属酸化物、金属複合酸化物、リチウム単体やリチウムアルミニウム合金等のリチウム合金、SnやSi等のリチウムと合金形成可能な金属等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。なかでも炭素質材料又はリチウム複合酸化物が安全性の点から好ましく用いられる。
[Negative electrode]
Below, the negative electrode used for the lithium secondary battery of this invention is demonstrated.
[[Negative electrode active material]]
The negative electrode active material used for the negative electrode is described below.
[[[composition]]]
The negative electrode active material is not particularly limited as long as it can electrochemically occlude and release lithium ions. Carbonaceous materials, metal oxides such as tin oxide and silicon oxide, metal composite oxides, lithium simple substance And lithium alloys such as lithium aluminum alloy and metals that can form alloys with lithium such as Sn and Si. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. Of these, carbonaceous materials or lithium composite oxides are preferably used from the viewpoint of safety.

金属複合酸化物としては、リチウムを吸蔵、放出可能であれば特には制限されないが、構成成分としてチタン及び/又はリチウムを含有していることが、高電流密度充放電特性の観点で好ましい。   The metal composite oxide is not particularly limited as long as it can occlude and release lithium, but preferably contains titanium and / or lithium as a constituent component from the viewpoint of high current density charge / discharge characteristics.

炭素質材料としては、
(1)天然黒鉛、
(2)人造炭素質物質並びに人造黒鉛質物質;炭素質物質[例えば天然黒鉛、石炭系コークス、石油系コークス、石炭系ピッチ、石油系ピッチ、或いはこれらピッチを酸化処理したもの、ニードルコークス、ピッチコークス及びこれらを一部黒鉛化した炭素材、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ピッチ系炭素繊維等の有機物の熱分解物、炭化可能な有機物(例えば、軟ピッチから硬ピッチまでのコールタールピッチ、或いは乾留液化油等の石炭系重質油、常圧残油、減圧残油の直流系重質油、原油、ナフサ等の熱分解時に副生するエチレンタール等分解系石油重質油、更に、アセナフチレン、デカシクレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素、フェナジンやアクリジン等のN環化合物、チオフェン、ビチオフェン等のS環化合物、ビフェニル、テルフェニル等のポリフェニレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、これらのものの不溶化処理品、含窒素性のポリアクリロニトリル、ポリピロール等の有機高分子、含硫黄性のポリチオフェン、ポリスチレン等の有機高分子、セルロース、リグニン、マンナン、ポリガラクトウロン酸、キトサン、サッカロースに代表される多糖類等の天然高分子、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキシド等の熱可塑性樹脂、フルフリルアルコール樹脂、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、イミド樹脂等の熱硬化性樹脂)及びこれらの炭化物、又は炭化可能な有機物をベンゼン、トルエン、キシレン、キノリン、n−へキサン等の低分子有機溶媒に溶解させた溶液及びこれらの炭化物]を400から3200℃の範囲で一回以上熱処理された炭素材料、
(3)負極活物質層が少なくとも2種類以上の異なる結晶性を有する炭素質から成り立ちかつ/又はその異なる結晶性の炭素質が接する界面を有している炭素材料、
(4)負極活物質層が少なくとも2種類以上の異なる配向性を有する炭素質から成り立ちかつ/又はその異なる配向性の炭素質が接する界面を有している炭素材料、
から選ばれるものが初期不可逆容量、高電流密度充放電特性のバランスが良く好ましい。
As a carbonaceous material,
(1) natural graphite,
(2) Artificial carbonaceous material and artificial graphite material; carbonaceous material [for example, natural graphite, coal-based coke, petroleum-based coke, coal-based pitch, petroleum-based pitch, or those obtained by oxidizing these pitches, needle coke, pitch Coke and carbon materials partially graphitized, furnace black, acetylene black, pyrolysis products of organic substances such as pitch-based carbon fibers, carbonized organic substances (for example, coal tar pitch from soft pitch to hard pitch, or dry distillation Coal heavy oil such as liquefied oil, normal pressure residual oil, direct current heavy oil of reduced pressure residual oil, cracked petroleum heavy oil such as ethylene tar produced during thermal decomposition of crude oil, naphtha, etc., acenaphthylene, Aromatic hydrocarbons such as decacyclene, anthracene, phenanthrene, N-ring compounds such as phenazine and acridine, thiophene, bithiophene S-ring compound, polyphenylene such as biphenyl and terphenyl, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, insolubilized product of these, organic polymer such as nitrogen-containing polyacrylonitrile, polypyrrole, sulfur-containing polythiophene, Organic polymers such as polystyrene, natural polymers such as polysaccharides such as cellulose, lignin, mannan, polygalacturonic acid, chitosan and saccharose, thermoplastic resins such as polyphenylene sulfide and polyphenylene oxide, furfuryl alcohol resin, phenol・ Thermosetting resins such as formaldehyde resin and imide resin) and their carbides or carbonizable organic substances in low molecular organic solvents such as benzene, toluene, xylene, quinoline, n-hexane, and the like Carbides] The one or more times in the range of 400 to 3200 ° C. heat treated carbon material,
(3) a carbon material in which the negative electrode active material layer is composed of at least two types of carbonaceous materials having different crystallinity and / or has an interface in contact with the different crystalline carbonaceous materials,
(4) A carbon material in which the negative electrode active material layer is composed of at least two kinds of carbonaceous materials having different orientations and / or has an interface in contact with the carbonaceous materials having different orientations,
Is preferably a good balance between initial irreversible capacity and high current density charge / discharge characteristics.

[[負極の構成、物性、調製方法]]
炭素質材料についての性質や炭素質材料を含有する負極電極及び電極化手法、集電体、リチウム二次電池については、次に示す(1)〜(19)の何れか1項又は複数項を同時に満たしていることが望ましい。
[[Negative electrode configuration, physical properties, preparation method]]
Regarding the properties of the carbonaceous material, the negative electrode containing the carbonaceous material, the electrodeification method, the current collector, and the lithium secondary battery, any one or more of the following (1) to (19) It is desirable to satisfy them at the same time.

(1)X線パラメータ
炭素質材料は、学振法によるX線回折で求めた格子面(002面)のd値(層間距離)が、0.335nm以上であることが好ましく、上限は、通常0.36nm以下、好ましくは0.35nm以下、更に好ましくは0.345nm以下である。また、学振法によるX線回折で求めた炭素質材料の結晶子サイズ(Lc)は、1nm以上であることが好ましく、中でも1.5nm以上であることが更に好ましい。
(1) X-ray parameters For carbonaceous materials, the d value (interlayer distance) of the lattice plane (002 plane) determined by X-ray diffraction by the Gakushin method is preferably 0.335 nm or more, and the upper limit is usually It is 0.36 nm or less, preferably 0.35 nm or less, more preferably 0.345 nm or less. The crystallite size (Lc) of the carbonaceous material determined by X-ray diffraction by the Gakushin method is preferably 1 nm or more, and more preferably 1.5 nm or more.

(2)灰分
炭素質材料中に含まれる灰分は、炭素質材料の全質量に対して、通常1質量%以下、中でも0.5質量%以下、特に0.1質量%以下、下限としては、通常1ppm以上であることが好ましい。上記の範囲を上回ると充放電時の非水系電解液との反応による電池性能の劣化が無視できなくなる場合がある。この範囲を下回ると、製造に多大な時間とエネルギーと汚染防止のための設備とを必要とし、コストが上昇する場合がある。
(2) Ash content The ash content contained in the carbonaceous material is usually 1% by mass or less, particularly 0.5% by mass or less, especially 0.1% by mass or less, and the lower limit relative to the total mass of the carbonaceous material. Usually, it is preferably 1 ppm or more. If the above range is exceeded, deterioration of battery performance due to reaction with the non-aqueous electrolyte during charge / discharge may not be negligible. Below this range, the manufacturing process requires a lot of time, energy and equipment for preventing contamination, which may increase costs.

(3)体積基準平均粒径
炭素質材料の体積基準平均粒径は、レーザー回折・散乱法により求めた体積基準の平均粒径(メジアン径)は、通常1μm以上、好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上、更に好ましくは7μm以上である。また、上限は、通常100μm以下、好ましくは50μm以下、より好ましくは40μm以下、更に好ましくは30μm以下、特に好ましくは25μm以下である。上記範囲を下回ると、不可逆容量が増大して、初期の電池容量の損失を招くことになる場合がある。また上記範囲を上回ると、塗布により電極を作製する際に、不均一な塗面になりやすく、電池製作工程上望ましくない場合がある。
(3) Volume-based average particle diameter The volume-based average particle diameter of the carbonaceous material is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 3 μm or more. Is 5 μm or more, more preferably 7 μm or more. Moreover, an upper limit is 100 micrometers or less normally, Preferably it is 50 micrometers or less, More preferably, it is 40 micrometers or less, More preferably, it is 30 micrometers or less, Most preferably, it is 25 micrometers or less. If it falls below the above range, the irreversible capacity may increase, leading to loss of the initial battery capacity. On the other hand, when the above range is exceeded, when an electrode is produced by coating, a non-uniform coating surface tends to be formed, which may be undesirable in the battery production process.

本発明において体積基準平均粒径は、界面活性剤であるポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレートの0.2質量%水溶液(約10mL)に炭素粉末を分散させて、レーザー回折・散乱式粒度分布計(例えば、堀場製作所社製LA−700)を用いて測定したメジアン径で定義する。   In the present invention, the volume-based average particle size is determined by dispersing carbon powder in a 0.2% by mass aqueous solution (about 10 mL) of polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate, which is a surfactant, and laser diffraction / scattering type particle size. It is defined by the median diameter measured using a distribution meter (for example, LA-700 manufactured by Horiba, Ltd.).

(4)ラマンR値、ラマン半値幅
アルゴンイオンレーザーラマンスペクトル法を用いて測定した炭素質材料のラマンR値は、通常0.01以上、好ましくは0.03以上、より好ましくは0.1以上、上限としては、通常1.5以下、好ましくは1.2以下、より好ましくは1.0以下、更に好ましくは0.5以下の範囲である。ラマンR値がこの範囲を下回ると、粒子表面の結晶性が高くなり過ぎて、充放電に伴ってLiが層間に入るサイトが少なくなる場合がある。すなわち、充電受入性が低下する場合がある。また、集電体に塗布した後、プレスすることによって負極を高密度化した場合に電極板と平行方向に結晶が配向しやすくなり、負荷特性の低下を招く場合がある。一方、この範囲を上回ると、粒子表面の結晶性が低下し、非水系電解液との反応性が増し、効率の低下やガス発生の増加を招く場合がある。
(4) Raman R value, Raman half-value width The Raman R value of the carbonaceous material measured using the argon ion laser Raman spectrum method is usually 0.01 or more, preferably 0.03 or more, more preferably 0.1 or more. The upper limit is usually 1.5 or less, preferably 1.2 or less, more preferably 1.0 or less, and still more preferably 0.5 or less. When the Raman R value is below this range, the crystallinity of the particle surface becomes too high, and there are cases where the number of sites where Li enters between layers decreases with charge / discharge. That is, charge acceptance may be reduced. In addition, when the negative electrode is densified by applying it to the current collector and then pressing it, the crystals are likely to be oriented in a direction parallel to the electrode plate, which may lead to a decrease in load characteristics. On the other hand, if it exceeds this range, the crystallinity of the particle surface will decrease, the reactivity with the non-aqueous electrolyte will increase, and the efficiency and gas generation may increase.

また、本発明に用いられる炭素質材料の1580cm-1付近のラマン半値幅は特に制限されないが、通常10cm-1以上、好ましくは15cm-1以上であり、また上限として、通常100cm-1以下、好ましくは80cm-1以下、より好ましくは60cm-1以下、更に好ましくは40cm-1以下の範囲である。ラマン半値幅がこの範囲を下回ると、粒子表面の結晶性が高くなり過ぎて、充放電に伴ってLiが層間に入るサイトが少なくなる場合がある。すなわち、充電受入性が低下する場合がある。また、集電体に塗布した後、プレスすることによって負極を高密度化した場合に電極板と平行方向に結晶が配向しやすくなり、負荷特性の低下を招く場合がある。一方、この範囲を上回ると、粒子表面の結晶性が低下し、非水系電解液との反応性が増し、効率の低下やガス発生の増加を招く場合がある。 Further, the Raman half-width in the vicinity of 1580 cm −1 of the carbonaceous material used in the present invention is not particularly limited, but is usually 10 cm −1 or more, preferably 15 cm −1 or more, and the upper limit is usually 100 cm −1 or less. Preferably it is 80 cm < -1 > or less, More preferably, it is 60 cm <-1> or less, More preferably, it is the range of 40 cm <-1> or less. When the Raman half width is less than this range, the crystallinity of the particle surface becomes too high, and there are cases where the number of sites where Li enters between layers decreases with charge and discharge. That is, charge acceptance may be reduced. In addition, when the negative electrode is densified by applying it to the current collector and then pressing it, the crystals are likely to be oriented in a direction parallel to the electrode plate, which may lead to a decrease in load characteristics. On the other hand, if it exceeds this range, the crystallinity of the particle surface will decrease, the reactivity with the non-aqueous electrolyte will increase, and the efficiency and gas generation may increase.

ラマンスペクトルの測定は、ラマン分光器(例えば、日本分光社製ラマン分光器)を用い、試料を測定セル内へ自然落下させて充填し、セル内のサンプル表面にアルゴンイオンレーザー光を照射しながら、セルをレーザー光と垂直な面内で回転させることにより行なう。得られたラマンスペクトルについて、1580cm-1付近のピークPAの強度IAと、1360cm-1付近のピークPBの強度IBとを測定し、その強度比R(R=IB/IA)を算出して、これを炭素質材料のラマンR値と定義する。また、得られたラマンスペクトルの1580cm-1付近のピークPAの半値幅を測定し、これを炭素質材料のラマン半値幅と定義する。 The Raman spectrum is measured using a Raman spectrometer (for example, a Raman spectrometer manufactured by JASCO Corporation), the sample is naturally dropped into the measurement cell and filled, and the sample surface in the cell is irradiated with an argon ion laser beam. The cell is rotated in a plane perpendicular to the laser beam. The obtained Raman spectrum, the intensity I A of the peak P A in the vicinity of 1580 cm -1, and measuring the intensity I B of a peak P B in the vicinity of 1360 cm -1, the intensity ratio R (R = I B / I A ) Is calculated and defined as the Raman R value of the carbonaceous material. Further, the half width of the peak P A near 1580 cm −1 of the obtained Raman spectrum is measured, and this is defined as the Raman half width of the carbonaceous material.

なお、ここでのラマン測定条件は、次の通りである。
・アルゴンイオンレーザー波長 :514.5nm
・試料上のレーザーパワー :15〜25mW
・分解能 :10〜20cm-1
・測定範囲 :1100cm-1〜1730cm-1
・ラマンR値、ラマン半値幅解析:バックグラウンド処理
・スムージング処理 :単純平均、コンボリューション5ポイント
The Raman measurement conditions here are as follows.
Argon ion laser wavelength: 514.5nm
・ Laser power on the sample: 15-25mW
・ Resolution: 10-20cm -1
Measurement range: 1100 cm −1 to 1730 cm −1
・ Raman R value, Raman half width analysis: Background processing ・ Smoothing processing: Simple average, 5 points of convolution

(5)BET比表面積
BET法を用いて測定した本発明における炭素質材料の比表面積は、通常0.1m2/g以上、好ましくは0.7m2/g以上、より好ましくは1.0m2/g以上、更に好ましくは1.5m2/g以上である。上限は、通常100m2/g以下、好ましくは25m2/g以下、より好ましくは15m2/g以下、更に好ましくは10m2/g以下である。比表面積の値がこの範囲を下回ると、負極材料として用いた場合の充電時にリチウムの受け入れ性が悪くなりやすく、リチウムが電極表面で析出しやすくなる場合がある。一方、この範囲を上回ると、負極材料として用いた時に非水系電解液との反応性が増加し、ガス発生が多くなりやすく、好ましい電池が得られにくい場合がある。
(5) BET specific surface area The specific surface area of the carbonaceous material in the present invention measured by using the BET method is usually 0.1 m 2 / g or more, preferably 0.7 m 2 / g or more, more preferably 1.0 m 2. / G or more, more preferably 1.5 m 2 / g or more. The upper limit is usually 100 m 2 / g or less, preferably 25 m 2 / g or less, more preferably 15 m 2 / g or less, and still more preferably 10 m 2 / g or less. When the value of the specific surface area is less than this range, the acceptability of lithium is likely to deteriorate during charging when used as a negative electrode material, and lithium may easily precipitate on the electrode surface. On the other hand, if it exceeds this range, when used as a negative electrode material, the reactivity with the non-aqueous electrolyte increases, gas generation tends to increase, and a preferable battery may be difficult to obtain.

BET法による比表面積は、表面積計(例えば、大倉理研製全自動表面積測定装置)を用い、試料に対して窒素流通下350℃で15分間、予備乾燥を行なった後、大気圧に対する窒素の相対圧の値が0.3となるように正確に調整した窒素ヘリウム混合ガスを用い、ガス流動法による窒素吸着BET1点法によって測定した値を用いる。   The specific surface area according to the BET method is determined by using a surface area meter (for example, a fully automatic surface area measuring device manufactured by Riken Okura), preliminarily drying the sample at 350 ° C. for 15 minutes under a nitrogen flow, and then comparing the nitrogen relative to the atmospheric pressure. A value measured by a nitrogen adsorption BET one-point method using a gas flow method is used, using a nitrogen helium mixed gas accurately adjusted so that the pressure value becomes 0.3.

(6)細孔径分布
本発明に用いられる炭素質材料の細孔径分布は、水銀ポロシメトリー(水銀圧入法)により求められる、細孔の直径が0.01μm以上、1μm以下に相当する粒子内の空隙、粒子表面のステップによる凹凸、粒子間の接触面等の量は、通常0.01mL/g以上、好ましくは0.05mL/g以上、より好ましくは0.1mL/g以上、上限としては、通常0.6mL/g以下、好ましくは0.4mL/g以下、より好ましくは0.3mL/g以下の範囲である。この範囲を上回ると、極板化時にバインダーを多量に必要となる場合がある。下回ると、高電流密度充放電特性が低下し、かつ充放電時の電極の膨張収縮の緩和効果が得られない場合がある。
(6) Pore size distribution The pore size distribution of the carbonaceous material used in the present invention is determined by mercury porosimetry (mercury intrusion method), and the pore diameter is within a particle corresponding to 0.01 μm or more and 1 μm or less. The amount of voids, irregularities due to particle surface steps, contact surfaces between particles, etc. is usually 0.01 mL / g or more, preferably 0.05 mL / g or more, more preferably 0.1 mL / g or more, Usually, it is 0.6 mL / g or less, preferably 0.4 mL / g or less, more preferably 0.3 mL / g or less. If it exceeds this range, a large amount of binder may be required when forming an electrode plate. If it is less than the range, the high current density charge / discharge characteristics may be deteriorated, and the effect of mitigating the expansion / contraction of the electrode during charge / discharge may not be obtained.

また、0.01μm〜100μmの範囲の細孔径に相当する全細孔容積は、好ましくは0.1mL/g以上、より好ましくは0.25mL/g以上、更に好ましくは0.4mL/g以上、上限としては、通常10mL/g以下、好ましくは5mL/g以下、より好ましくは2mL/g以下の範囲である。この範囲を上回ると極板化時にバインダーを多量に必要となる場合がある。下回ると極板化時に増粘剤や結着剤の分散効果が得られない場合がある。
また、平均細孔径は、好ましくは0.05μm以上、より好ましくは0.1μm以上、更に好ましくは0.5μm以上、上限としては、通常50μm以下、好ましくは20μm以下、より好ましくは10μm以下の範囲である。この範囲を上回ると、バインダーを多量に必要となる場合がある。下回ると高電流密度充放電特性が低下する場合がある。
Further, the total pore volume corresponding to the pore diameter in the range of 0.01 μm to 100 μm is preferably 0.1 mL / g or more, more preferably 0.25 mL / g or more, still more preferably 0.4 mL / g or more, As an upper limit, it is 10 mL / g or less normally, Preferably it is 5 mL / g or less, More preferably, it is the range of 2 mL / g or less. If this range is exceeded, a large amount of binder may be required during electrode plate formation. If it is less than that, it may not be possible to obtain the effect of dispersing the thickener or the binder during the electrode plate formation.
The average pore diameter is preferably 0.05 μm or more, more preferably 0.1 μm or more, further preferably 0.5 μm or more, and the upper limit is usually 50 μm or less, preferably 20 μm or less, more preferably 10 μm or less. It is. Beyond this range, a large amount of binder may be required. If it is less, the high current density charge / discharge characteristics may deteriorate.

水銀ポロシメトリー用の装置として、水銀ポロシメータ(オートポア9520:マイクロメリテックス社製)を用いた。試料約0.2gを、パウダー用セルに封入し、室温、真空下(50μmHg以下)にて10分間脱気して前処理を実施した。引き続き、4psia(約28kPa)に減圧し水銀を導入し、4psia(約28kPa)から40000psia(約280MPa)までステップ状に昇圧させた後、25psia(約170kPa)まで降圧させた。昇圧時のステップ数は80点以上とし、各ステップでは10秒の平衡時間の後、水銀圧入量を測定した。こうして得られた水銀圧入曲線からWashburnの式を用い、細孔径分布を算出した。なお、水銀の表面張力(γ)は485dyne/cm、接触角(ψ)は140°とした。平均細孔径には累積細孔体積が50%となるときの細孔径を用いた。   As an apparatus for mercury porosimetry, a mercury porosimeter (Autopore 9520: manufactured by Micromeritex Corporation) was used. About 0.2 g of a sample was sealed in a powder cell and pretreated by degassing for 10 minutes at room temperature under vacuum (50 μmHg or less). Subsequently, the pressure was reduced to 4 psia (about 28 kPa), mercury was introduced, the pressure was increased stepwise from 4 psia (about 28 kPa) to 40000 psia (about 280 MPa), and then the pressure was reduced to 25 psia (about 170 kPa). The number of steps at the time of pressure increase was 80 points or more, and the mercury intrusion amount was measured after an equilibration time of 10 seconds in each step. The pore size distribution was calculated from the mercury intrusion curve thus obtained using the Washburn equation. The surface tension (γ) of mercury was 485 dyne / cm, and the contact angle (ψ) was 140 °. As the average pore diameter, the pore diameter when the cumulative pore volume was 50% was used.

(7)円形度
炭素質材料の球形の程度として円形度を用い、その粒径が3〜40μmの範囲にある粒子の円形度は、通常0.1以上、好ましくは0.5以上、より好ましくは0.8以上、更に好ましくは0.85以上、最も好ましくは0.9以上である。円形度が大きいと高電流密度充放電特性が向上するため好ましい。
(7) Circularity Circularity is used as the degree of sphericity of the carbonaceous material, and the circularity of particles having a particle size in the range of 3 to 40 μm is usually 0.1 or more, preferably 0.5 or more, more preferably Is 0.8 or more, more preferably 0.85 or more, and most preferably 0.9 or more. High circularity is preferable because high current density charge / discharge characteristics are improved.

円形度は以下の式で定義され、円形度が1のときに理論的真球となる。
円形度
=(粒子投影形状と同じ面積を持つ相当円の周囲長)/(粒子投影形状の実際の周囲長)
The circularity is defined by the following formula. When the circularity is 1, a theoretical sphere is obtained.
Circularity = (perimeter of equivalent circle having the same area as the particle projection shape) / (actual circumference of particle projection shape)

円形度の値としては、例えば、フロー式粒子像分析装置(例えば、シスメックスインダストリアル社製FPIA)を用い、試料約0.2gを、界面活性剤であるポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレートの0.2質量%水溶液(約50mL)に分散させ、28kHzの超音波を出力60Wで1分間照射した後、検出範囲を0.6〜400μmに指定し、粒径が3〜40μmの範囲の粒子について測定した値を用いる。   As the value of the circularity, for example, a flow type particle image analyzer (for example, FPIA manufactured by Sysmex Industrial Co., Ltd.) is used, and about 0.2 g of a sample is mixed with polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate as a surfactant. Particles having a detection range of 0.6 to 400 μm and a particle size in the range of 3 to 40 μm after being dispersed in a 0.2 mass% aqueous solution (about 50 mL) and irradiated with an ultrasonic wave of 28 kHz for 1 minute at an output of 60 W Use the value measured for.

円形度を向上させる方法は、特に限定されないが、球形化処理を施して球形にしたものが、電極体にしたときの粒子間空隙の形状が整うので好ましい。球形化処理の例としては、せん断力、圧縮力を与えることによって機械的に球形に近づける方法、複数の微粒子をバインダー若しくは、粒子自身の有する付着力によって造粒する機械的・物理的処理方法等が挙げられる。   The method for improving the degree of circularity is not particularly limited, but a spheroidized sphere is preferable because the shape of the interparticle void when the electrode body is formed is preferable. Examples of spheroidizing treatment include a method of mechanically approximating a sphere by applying a shearing force and a compressive force, a mechanical / physical processing method of granulating a plurality of fine particles by an adhesive force possessed by a binder or the particles Is mentioned.

(8)真密度
炭素質材料の真密度は、通常1.4g/cm以上、好ましくは1.6g/cm以上、より好ましくは1.8g/cm以上、更に好ましくは2.0g/cm以上であり、上限としては、通常2.26g/cm以下である。上限は黒鉛の理論値である。この範囲を下回ると炭素の結晶性が低すぎて初期不可逆容量が増大する場合がある。本発明においては、真密度は、ブタノールを使用した液相置換法(ピクノメータ法)によって測定したもので定義する。
(8) True density The true density of the carbonaceous material is usually 1.4 g / cm 3 or more, preferably 1.6 g / cm 3 or more, more preferably 1.8 g / cm 3 or more, and still more preferably 2.0 g / cm 3. It is cm 3 or more, and the upper limit is usually 2.26 g / cm 3 or less. The upper limit is the theoretical value of graphite. Below this range, the crystallinity of the carbon is too low and the initial irreversible capacity may increase. In the present invention, the true density is defined by a value measured by a liquid phase substitution method (pycnometer method) using butanol.

(9)タップ密度
炭素質材料のタップ密度は、通常0.1g/cm以上、好ましくは0.5g/cm以上、更に好ましくは0.7g/cm以上、特に好ましくは1.0g/cm以上であることが望まれる。また、上限は、好ましくは2g/cm以下、更に好ましくは1.8g/cm以下、特に好ましくは1.6g/cm以下である。タップ密度がこの範囲を下回ると、負極として用いた場合に充填密度が上がり難く、高容量の電池を得ることができない場合がある。一方、この範囲を上回ると、電極中の粒子間の空隙が少なくなり過ぎ、粒子間の導電性が確保され難くなり、好ましい電池特性が得られにくい場合がある。タップ密度は、正極の箇所で述べた方法と同様な方法で測定され、それによって定義される。
(9) Tap density The tap density of the carbonaceous material is usually 0.1 g / cm 3 or more, preferably 0.5 g / cm 3 or more, more preferably 0.7 g / cm 3 or more, and particularly preferably 1.0 g / cm 3. It is desired to be cm 3 or more. The upper limit is preferably 2 g / cm 3 or less, more preferably 1.8 g / cm 3 or less, and particularly preferably 1.6 g / cm 3 or less. When the tap density is below this range, the packing density is difficult to increase when used as a negative electrode, and a high-capacity battery may not be obtained. On the other hand, if it exceeds this range, there are too few voids between the particles in the electrode, it becomes difficult to ensure conductivity between the particles, and it may be difficult to obtain preferable battery characteristics. The tap density is measured by a method similar to the method described in the section of the positive electrode and is defined thereby.

(10)配向比
炭素質材料の配向比は、通常0.005以上、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.015以上、上限は、理論上0.67以下の範囲である。この範囲を下回ると、高密度充放電特性が低下する場合がある。
(10) Orientation ratio The orientation ratio of the carbonaceous material is usually 0.005 or more, preferably 0.01 or more, more preferably 0.015 or more, and the upper limit is theoretically 0.67 or less. Below this range, the high-density charge / discharge characteristics may deteriorate.

配向比は、試料を加圧成型してからX線回折により測定する。試料0.47gを直径17mmの成型機に充填し600kgf/cmで圧縮して得た成型体を、粘土を用いて測定用試料ホルダーの面と同一面になるようにセットしてX線回折を測定する。得られた炭素の(110)回折と(004)回折のピーク強度から、(110)回折ピーク強度/(004)回折ピーク強度で表わされる比を算出し、活物質の配向比と定義する。 The orientation ratio is measured by X-ray diffraction after pressure-molding the sample. X-ray diffraction is performed by setting a molded body obtained by filling 0.47 g of a sample into a molding machine having a diameter of 17 mm and compressing it at 600 kgf / cm 2 so that it is flush with the surface of the measurement sample holder. Measure. A ratio represented by (110) diffraction peak intensity / (004) diffraction peak intensity is calculated from the (110) diffraction and (004) diffraction peak intensities of the obtained carbon, and defined as the orientation ratio of the active material.

ここでのX線回折測定条件は次の通りである。なお、「2θ」は回折角を示す。
・ターゲット:Cu(Kα線)グラファイトモノクロメーター
・スリット :
発散スリット=0.5度、受光スリット=0.15mm、散乱スリット=0.5度
・測定範囲及びステップ角度/計測時間:
(110)面:75度≦2θ≦80度 1度/60秒
(004)面:52度≦2θ≦57度 1度/60秒
The X-ray diffraction measurement conditions here are as follows. “2θ” indicates a diffraction angle.
・ Target: Cu (Kα ray) graphite monochromator ・ Slit:
Divergence slit = 0.5 degree, light receiving slit = 0.15 mm, scattering slit = 0.5 degree. Measurement range and step angle / measurement time:
(110) plane: 75 degrees ≦ 2θ ≦ 80 degrees 1 degree / 60 seconds (004) plane: 52 degrees ≦ 2θ ≦ 57 degrees 1 degree / 60 seconds

(11)アスペクト比(粉)
アスペクト比は理論上1以上であり、上限としては、通常10以下、好ましくは8以下、更に好ましくは5以下である。上限を上回ると、極板化時にスジ引きや、均一な塗布面が得られず、高電流密度充放電特性が低下する場合がある。なお、アスペクト比は、3次元的に観察した時の炭素質材料粒子の最長となる径A、それと直交する最短となる径Bとしたとき、A/Bであらわされる。炭素粒子の観察は、拡大観察ができる走査型電子顕微鏡で行う。厚さ50μm以下の金属板の端面に固定した任意の50個の黒鉛粒子を選択し、それぞれについて試料が固定されているステージを回転、傾斜させて、A、Bを測定し、A/Bの平均値を求める。
(11) Aspect ratio (powder)
The aspect ratio is theoretically 1 or more, and the upper limit is usually 10 or less, preferably 8 or less, more preferably 5 or less. If the upper limit is exceeded, streaking or a uniform coated surface may not be obtained during electrode plate formation, and the high current density charge / discharge characteristics may deteriorate. The aspect ratio is expressed as A / B when the longest diameter A of the carbonaceous material particles when observed three-dimensionally and the shortest diameter B orthogonal to the carbonaceous material particles. The carbon particles are observed with a scanning electron microscope capable of magnifying observation. Arbitrary 50 graphite particles fixed on the end face of a metal plate having a thickness of 50 μm or less are selected, and the stage on which the sample is fixed is rotated and tilted, and A and B are measured. Find the average value.

(12)副材混合
「副材混合」とは、負極電極中及び/又は負極活物質中に性質の異なる炭素質材料を2種以上含有していることである。ここで述べた性質とは、X線回折パラメータ、メジアン径、アスペクト比、BET比表面積、配向比、ラマンR値、タップ密度、真密度、細孔分布、円形度、灰分量の一つ以上の特性を示す。特に好ましい実施の形態としては、体積基準粒度分布がメジアン径を中心としたときに左右対称とならないことや、ラマンR値が異なる炭素質材料を2種以上含有していること、X線パラメータが異なること等が挙げられる。
(12) Sub-material mixing “Sub-material mixing” means that two or more carbonaceous materials having different properties are contained in the negative electrode and / or the negative electrode active material. The properties described here include one or more of X-ray diffraction parameters, median diameter, aspect ratio, BET specific surface area, orientation ratio, Raman R value, tap density, true density, pore distribution, circularity, and ash content. Show properties. Particularly preferred embodiments include that the volume-based particle size distribution is not symmetrical when the median diameter is centered, that two or more carbonaceous materials having different Raman R values are contained, and the X-ray parameters are It is different.

その効果の一例としては、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛(グラファイト)、アセチレンブラック等のカーボンブラック、ニードルコークス等の無定形炭素等の炭素質材料が導電材として含有されることにより電気抵抗を低減させること等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。導電材として添加する場合には、通常0.1質量%以上、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは0.6質量%以上であり、上限としては、通常45質量%以下、好ましくは40質量%の範囲である。この範囲を下回ると、導電性向上の効果が得にくい場合がある。上回ると、初期不可逆容量の増大を招く場合がある。   As an example of the effect, carbonaceous material such as natural graphite, graphite such as artificial graphite, carbon black such as acetylene black, amorphous carbon such as needle coke, etc. is contained as a conductive material, so that electric resistance is increased. It can be reduced. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. When added as a conductive material, it is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, more preferably 0.6% by mass or more, and the upper limit is usually 45% by mass or less, preferably It is in the range of 40% by mass. Below this range, the effect of improving conductivity may be difficult to obtain. If it exceeds, the initial irreversible capacity may increase.

(13)電極作製
電極の製造は、常法によればよい。例えば、負極活物質に、バインダー、溶媒、必要に応じて、増粘剤、導電材、充填材等を加えてスラリーとし、これを集電体に塗布、乾燥した後にプレスすることによって形成することができる。電池の非水系電解液注液工程直前の段階での片面あたりの負極活物質層の厚さは通常15μm以上、好ましくは20μm以上、より好ましくは30μm以上であり、上限は、通常150μm以下、好ましくは120μm以下、より好ましくは100μm以下である。この範囲を上回ると、非水系電解液が集電体界面付近まで浸透しにくいため、高電流密度充放電特性が低下する場合がある。またこの範囲を下回ると、負極活物質に対する集電体の体積比が増加し、電池の容量が減少する場合がある。また、負極活物質をロール成形してシート電極としたり、圧縮成形によりペレット電極としても良い。
(13) Electrode production The electrode may be produced by a conventional method. For example, it is formed by adding a binder, a solvent, and, if necessary, a thickener, a conductive material, a filler, etc. to a negative electrode active material to form a slurry, which is applied to a current collector, dried and then pressed. Can do. The thickness of the negative electrode active material layer per side in the stage immediately before the non-aqueous electrolyte injection step of the battery is usually 15 μm or more, preferably 20 μm or more, more preferably 30 μm or more, and the upper limit is usually 150 μm or less, preferably Is 120 μm or less, more preferably 100 μm or less. If it exceeds this range, the non-aqueous electrolyte solution hardly penetrates to the vicinity of the current collector interface, and thus the high current density charge / discharge characteristics may deteriorate. On the other hand, below this range, the volume ratio of the current collector to the negative electrode active material increases, and the battery capacity may decrease. Further, the negative electrode active material may be roll-formed to form a sheet electrode, or may be formed into a pellet electrode by compression molding.

(14)集電体
集電体としては、公知のものを任意に用いることができる。負極の集電体としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属材料が好ましく、中でも加工し易さとコストの点から、特に銅が好ましい。集電体の形状は、集電体が金属材料の場合は、例えば、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられる。中でも、好ましくは金属薄膜、より好ましくは銅箔であり、更に好ましくは圧延法による圧延銅箔と、電解法による電解銅箔があり、どちらも集電体として用いることができる。銅箔の厚さが25μmよりも薄い場合、純銅よりも強度の高い銅合金(リン青銅、チタン銅、コルソン合金、Cu−Cr−Zr合金等)を用いることができる。
(14) Current collector Any known current collector can be used. The negative electrode current collector is preferably a metal material such as copper, nickel, stainless steel, or nickel-plated steel, and copper is particularly preferred from the standpoint of ease of processing and cost. When the current collector is a metal material, examples of the shape of the current collector include metal foil, metal cylinder, metal coil, metal plate, metal thin film, expanded metal, punch metal, and foam metal. Among them, a metal thin film is preferable, and a copper foil is more preferable, and a rolled copper foil by a rolling method and an electrolytic copper foil by an electrolytic method are more preferable, and both can be used as a current collector. When the thickness of the copper foil is less than 25 μm, a copper alloy (phosphor bronze, titanium copper, Corson alloy, Cu—Cr—Zr alloy, etc.) having higher strength than pure copper can be used.

圧延法により作製した銅箔からなる集電体は、銅結晶が圧延方向に並んでいるため、負極を密に丸めても、鋭角に丸めても割れにくく、小型の円筒状電池に好適に用いることができる。電解銅箔は、例えば、銅イオンが溶解された非水系電解液中に金属製のドラムを浸漬し、これを回転させながら電流を流すことにより、ドラムの表面に銅を析出させ、これを剥離して得られるものである。上記の圧延銅箔の表面に、電解法により銅を析出させていても良い。銅箔の片面又は両面には、粗面化処理や表面処理(例えば、厚さが数nm〜1μm程度までのクロメート処理、Ti等の下地処理等)がなされていても良い。   A current collector made of a copper foil produced by a rolling method is suitable for use in a small cylindrical battery because the copper crystals are arranged in the rolling direction so that the negative electrode is hard to crack even if it is rounded sharply or rounded at an acute angle. be able to. Electrolytic copper foil, for example, immerses a metal drum in a non-aqueous electrolyte solution in which copper ions are dissolved, and causes the copper to precipitate on the surface of the drum by flowing current while rotating it. Is obtained. Copper may be deposited on the surface of the rolled copper foil by an electrolytic method. One side or both sides of the copper foil may be subjected to a roughening treatment or a surface treatment (for example, a chromate treatment having a thickness of about several nm to 1 μm, a base treatment such as Ti).

集電体基板には、更に次のような物性が望まれる。
(1)平均表面粗さ(Ra)
JISB0601−1994に記載の方法で規定される集電体基板の活物質薄膜形成面の平均表面粗さ(Ra)は、特に制限されないが、通常0.05μm以上、好ましくは0.1μm以上、特に好ましくは0.15μm以上であり、上限は、通常1.5μm以下、好ましくは1.3μm以下、特に好ましくは1.0μm以下である。集電体基板の平均表面粗さ(Ra)を上記した下限と上限の間の範囲内とすることにより、良好な充放電サイクル特性が期待できる。上記下限値以上とすることにより、活物質薄膜との界面の面積が大きくなり、活物質薄膜との密着性が向上する。平均表面粗さ(Ra)の上限値は特に制限されるものではないが、平均表面粗さ(Ra)が1.5μmを超えるものは電池として実用的な厚みの箔としては一般に入手しにくいため、1.5μm以下のものが好ましい。
The following physical properties are desired for the current collector substrate.
(1) Average surface roughness (Ra)
The average surface roughness (Ra) of the active material thin film forming surface of the current collector substrate defined by the method described in JIS B0601-1994 is not particularly limited, but is usually 0.05 μm or more, preferably 0.1 μm or more, particularly The upper limit is usually 1.5 μm or less, preferably 1.3 μm or less, particularly preferably 1.0 μm or less. By setting the average surface roughness (Ra) of the current collector substrate within the range between the lower limit and the upper limit described above, good charge / discharge cycle characteristics can be expected. By setting it to the above lower limit or more, the area of the interface with the active material thin film is increased, and the adhesion with the active material thin film is improved. The upper limit of the average surface roughness (Ra) is not particularly limited, but those having an average surface roughness (Ra) exceeding 1.5 μm are generally difficult to obtain as foils having a practical thickness as a battery. 1.5 μm or less is preferable.

(2)引張強度
集電体基板の引張強度は、特に制限されないが、通常100N/mm以上、好ましくは250N/mm以上、更に好ましくは400N/mm以上、特に好ましくは500N/mm以上である。引張強度とは、試験片が破断に至るまでに要した最大引張力を、試験片の断面積で割ったものである。本発明における引張強度は、伸び率と同様な装置及び方法で測定される。引張強度が高い集電体基板であれば、充電・放電に伴う活物質薄膜の膨張・収縮による集電体基板の亀裂を抑制することができ、良好なサイクル特性を得ることができる。
(2) Tensile strength The tensile strength of the current collector substrate is not particularly limited, but is usually 100 N / mm 2 or more, preferably 250 N / mm 2 or more, more preferably 400 N / mm 2 or more, and particularly preferably 500 N / mm 2. That's it. The tensile strength is obtained by dividing the maximum tensile force required until the test piece breaks by the cross-sectional area of the test piece. The tensile strength in the present invention is measured by the same apparatus and method as the elongation rate. If the current collector substrate has a high tensile strength, cracking of the current collector substrate due to expansion / contraction of the active material thin film accompanying charging / discharging can be suppressed, and good cycle characteristics can be obtained.

(3)0.2%耐力
集電体基板の0.2%耐力は、特に制限されないが、通常30N/mm以上、好ましくは150N/mm以上、特に好ましくは300N/mm以上である。0.2%耐力とは、0.2%の塑性(永久)歪みを与えるに必要な負荷の大きさであり、この大きさの負荷を加えた後に除荷しても0.2%変形している事を意味している。本発明における0.2%耐力は、伸び率と同様な装置及び方法で測定される。0.2%耐力が高い集電体基板であれば、充電・放電に伴う活物質薄膜の膨張・収縮による集電体基板の塑性変形を抑制することができ、良好なサイクル特性を得ることができる。
(3) 0.2% proof stress of 0.2% proof stress current collector substrate is not particularly limited, normally 30 N / mm 2 or more, preferably 150 N / mm 2 or more, particularly preferably 300N / mm 2 or more . The 0.2% proof stress is the magnitude of the load necessary to give a plastic (permanent) strain of 0.2%. It means that The 0.2% proof stress in the present invention is measured by the same apparatus and method as the elongation rate. If the current collector substrate has a high 0.2% proof stress, plastic deformation of the current collector substrate due to expansion / contraction of the active material thin film accompanying charging / discharging can be suppressed, and good cycle characteristics can be obtained. it can.

金属薄膜の厚さは任意であるが、通常1μm以上、好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上である。また、上限は、通常1mm以下、好ましくは100μm以下、より好ましくは30μm以下である。1μmより薄くなると強度が低下するため塗布が困難となる場合がある。また100μmより厚くなると捲回等で所望の電極の形に変形させることが困難となる場合がある。また、金属薄膜は、メッシュ状でもよい。   Although the thickness of a metal thin film is arbitrary, it is 1 micrometer or more normally, Preferably it is 3 micrometers or more, More preferably, it is 5 micrometers or more. Moreover, an upper limit is 1 mm or less normally, Preferably it is 100 micrometers or less, More preferably, it is 30 micrometers or less. If the thickness is less than 1 μm, the strength may be reduced, and application may be difficult. On the other hand, if the thickness exceeds 100 μm, it may be difficult to deform the electrode into a desired shape by winding or the like. The metal thin film may be mesh.

(15)集電体と活物質層の厚さの比
集電体と活物質層の厚さの比は特には限定されないが、(非水系電解液注液直前の片面の活物質層の厚さ)/(集電体の厚さ)は、通常150以下、好ましくは20以下、より好ましくは10以下であり、下限は、通常0.1以上、好ましくは0.4以上、より好ましくは1以上の範囲である。この範囲を上回ると、高電流密度充放電時に集電体がジュール熱による発熱を生じる場合がある。この範囲を下回ると、負極活物質に対する集電体の体積比が増加し、電池の容量が減少する場合がある。
(15) Ratio of thickness of current collector and active material layer The ratio of the thickness of current collector and active material layer is not particularly limited, but (thickness of active material layer on one side immediately before non-aqueous electrolyte injection) ) / (Current collector thickness) is usually 150 or less, preferably 20 or less, more preferably 10 or less, and the lower limit is usually 0.1 or more, preferably 0.4 or more, more preferably 1 It is the above range. Above this range, the current collector may generate heat due to Joule heat during high current density charge / discharge. Below this range, the volume ratio of the current collector to the negative electrode active material increases and the battery capacity may decrease.

(16)電極密度
負極活物質を電極化した際の電極構造は特には限定されないが、集電体上に存在している活物質の密度は、好ましくは1.0g/cm以上、より好ましくは1.2g/cm以上、更に好ましくは1.3g/cm以上であり、上限としては、通常2.0g/cm以下、好ましくは1.9g/cm以下、より好ましくは1.8g/cm以下、更に好ましくは1.7g/cm以下の範囲である。この範囲を上回ると活物質粒子が破壊され、初期不可逆容量の増加や、集電体/活物質界面付近への非水系電解液の浸透性低下による高電流密度充放電特性悪化を招く場合がある。また下回ると活物質間の導電性が低下し、電池抵抗が増大し、単位容積当たりの容量が低下する場合がある。
(16) Electrode density The electrode structure when the negative electrode active material is converted into an electrode is not particularly limited, but the density of the active material present on the current collector is preferably 1.0 g / cm 3 or more, more preferably Is 1.2 g / cm 3 or more, more preferably 1.3 g / cm 3 or more, and the upper limit is usually 2.0 g / cm 3 or less, preferably 1.9 g / cm 3 or less, more preferably 1. The range is 8 g / cm 3 or less, more preferably 1.7 g / cm 3 or less. Exceeding this range may destroy active material particles, leading to an increase in initial irreversible capacity and deterioration of high current density charge / discharge characteristics due to reduced permeability of the non-aqueous electrolyte near the current collector / active material interface. . On the other hand, if it is lower, the conductivity between the active materials is lowered, the battery resistance is increased, and the capacity per unit volume may be lowered.

(17)バインダー
活物質を結着するバインダーとしては、非水系電解液や電極製造時に用いる溶媒に対して安定な材料であれば、特に制限されない。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、芳香族ポリアミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子;SBR(スチレン−ブタジエンゴム)、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、NBR(アクリロニトリル−ブタジエンゴム)、エチレン−プロピレンゴム等のゴム状高分子;スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物;EPDM(エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体)、スチレン・エチレン・ブタジエン・スチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子;シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等の軟質樹脂状高分子;ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体等のフッ素系高分子;アルカリ金属イオン(特にリチウムイオン)のイオン伝導性を有する高分子組成物等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
(17) Binder The binder for binding the active material is not particularly limited as long as it is a material that is stable with respect to the non-aqueous electrolyte solution and the solvent used during electrode production. Specifically, resin-based polymers such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, polyimide, aromatic polyamide, cellulose, nitrocellulose; SBR (styrene-butadiene rubber), isoprene rubber, butadiene rubber, fluorine rubber, Rubber polymers such as NBR (acrylonitrile-butadiene rubber) and ethylene-propylene rubber; styrene / butadiene / styrene block copolymer or hydrogenated product thereof; EPDM (ethylene / propylene / diene terpolymer), styrene / Thermoplastic elastomeric polymers such as ethylene / butadiene / styrene copolymers, styrene / isoprene / styrene block copolymers or hydrogenated products thereof; syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyvinyl acetate, Soft resinous polymers such as tylene / vinyl acetate copolymer, propylene / α-olefin copolymer; polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, fluorinated polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene / ethylene copolymer, etc. Fluorine-based polymers; polymer compositions having ion conductivity of alkali metal ions (particularly lithium ions), and the like. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

スラリーを形成するための溶媒としては、活物質、バインダー、並びに必要に応じて使用される増粘剤及び導電材を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いても良い。水系溶媒の例としては水、アルコールと水との混合溶媒等が挙げられ、有機系溶媒の例としてはN−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン(THF)、トルエン、アセトン、ジエチルエーテル、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルフォキシド、ベンゼン、キシレン、キノリン、ピリジン、メチルナフタレン、ヘキサン等が挙げられる。特に水系溶媒を用いる場合、上述の増粘剤に併せて分散剤等を加え、SBR等のラテックスを用いてスラリー化する。なお、これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。   The solvent for forming the slurry is not particularly limited as long as it is a solvent that can dissolve or disperse the active material, the binder, and the thickener and conductive material used as necessary. Either an aqueous solvent or an organic solvent may be used. Examples of the aqueous solvent include water, a mixed solvent of alcohol and water, and examples of the organic solvent include N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, acrylic acid. Methyl, diethyltriamine, N, N-dimethylaminopropylamine, propylene oxide, tetrahydrofuran (THF), toluene, acetone, diethyl ether, dimethylacetamide, hexamethylphosphalamide, dimethyl sulfoxide, benzene, xylene, quinoline, pyridine , Methyl naphthalene, hexane and the like. In particular, when an aqueous solvent is used, a dispersant or the like is added in addition to the above-described thickener, and a slurry is formed using a latex such as SBR. In addition, these may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

活物質に対するバインダーの割合は、通常0.1質量%以上、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは0.6質量%以上であり、上限としては、通常20質量%以下、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは8質量%以下の範囲である。この範囲を上回るとバインダー量が電池容量に寄与しないバインダー割合が増加して、電池容量の低下を招く場合がある。また下回ると、負極電極の強度低下を招く場合がある。特に、SBRに代表されるゴム状高分子を主要成分に含有する場合には、活物質に対するバインダーの割合は、通常0.1質量%以上、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは0.6質量%以上であり、上限としては、通常5質量%以下、好ましくは3質量%以下、より好ましくは2質量%以下の範囲である。また、ポリフッ化ビニリデンに代表されるフッ素系高分子を主要成分に含有する場合には活物質に対する割合は、通常1質量%以上、好ましくは2質量%以上、より好ましくは3質量%以上であり、上限としては、通常15質量%以下、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下の範囲である。   The ratio of the binder to the active material is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, more preferably 0.6% by mass or more, and the upper limit is usually 20% by mass or less, preferably 15%. It is in the range of not more than mass%, more preferably not more than 10 mass%, still more preferably not more than 8 mass%. When it exceeds this range, the binder ratio in which the binder amount does not contribute to the battery capacity increases, and the battery capacity may be reduced. On the other hand, if it is lower, the strength of the negative electrode may be reduced. In particular, when the main component contains a rubbery polymer typified by SBR, the ratio of the binder to the active material is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, more preferably 0%. The upper limit is usually 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, and more preferably 2% by mass or less. Further, when the main component contains a fluorine-based polymer typified by polyvinylidene fluoride, the ratio to the active material is usually 1% by mass or more, preferably 2% by mass or more, more preferably 3% by mass or more. The upper limit is usually 15% by mass or less, preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less.

増粘剤は、通常、スラリーの粘度を調製するために使用される。増粘剤としては、特に制限はないが、具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン及びこれらの塩等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。更に増粘剤を配合する場合には、活物質に対する増粘剤の割合は、通常0.1質量%以上、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは0.6質量%以上であり、上限としては、通常5質量%以下、好ましくは3質量%以下、より好ましくは2質量%以下の範囲である。この範囲を下回ると、著しく塗布性が低下する場合がある。上回ると、負極活物質層に占める活物質の割合が低下し、電池の容量が低下したり、負極活物質間の抵抗が増大する場合がある。   A thickener is usually used to adjust the viscosity of the slurry. The thickener is not particularly limited, and specific examples include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, casein, and salts thereof. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. Further, when a thickener is blended, the ratio of the thickener to the active material is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, more preferably 0.6% by mass or more, As an upper limit, it is 5 mass% or less normally, Preferably it is 3 mass% or less, More preferably, it is the range of 2 mass% or less. Below this range, applicability may be significantly reduced. When it exceeds, the ratio of the active material to a negative electrode active material layer may fall, the capacity | capacitance of a battery may fall, or the resistance between negative electrode active materials may increase.

(18)極板配向比
極板配向比は、0.001以上が好ましく、特に好ましくは0.005以上、より好ましくは0.01以上、上限は理論値である0.67以下である。この範囲を下回ると、高密度充放電特性が低下する場合がある。
(18) Electrode orientation ratio The electrode orientation ratio is preferably 0.001 or more, particularly preferably 0.005 or more, more preferably 0.01 or more, and the upper limit is 0.67 or less, which is a theoretical value. Below this range, the high-density charge / discharge characteristics may deteriorate.

極板配向比の測定は次のとおりである。目的密度にプレス後の負極電極について、X線回折により電極の活物質配向比を測定する。具体的手法は特に制限されないが、標準的な方法としては、X線回折により炭素の(110)回折と(004)回折のピークを、プロファイル関数として非対称ピアソンVIIを用いてフィッティングすることによりピーク分離を行ない、(110)回折と(004)回折のピークの積分強度を各々算出する。得られた積分強度から、(110)回折積分強度/(004)回折積分強度で表わされる比を算出する。該測定で算出される電極の活物質配向比を極板配向比と定義する。   The measurement of the electrode plate orientation ratio is as follows. About the negative electrode after pressing to the target density, the active material orientation ratio of the electrode is measured by X-ray diffraction. The specific method is not particularly limited. As a standard method, peak separation is performed by fitting peaks of carbon (110) diffraction and (004) diffraction by X-ray diffraction using asymmetric Pearson VII as a profile function. The integrated intensities of the peaks of (110) diffraction and (004) diffraction are calculated. From the obtained integrated intensity, a ratio represented by (110) diffraction integrated intensity / (004) diffraction integrated intensity is calculated. The electrode active material orientation ratio calculated by this measurement is defined as the electrode plate orientation ratio.

ここでのX線回折測定条件は次の通りである。なお、「2θ」は回折角を示す。
・ターゲット:Cu(Kα線)グラファイトモノクロメーター
・スリット :発散スリット=1度、受光スリット=0.1mm、散乱スリット=1度
・測定範囲、及び、ステップ角度/計測時間:
(110)面:76.5度≦2θ≦78.5度 0.01度/3秒
(004)面:53.5度≦2θ≦56.0度 0.01度/3秒
・試料調製 :硝子板に0.1mm厚さの両面テープで電極を固定
The X-ray diffraction measurement conditions here are as follows. “2θ” indicates a diffraction angle.
-Target: Cu (Kα ray) graphite monochromator-Slit: Divergence slit = 1 degree, Receiving slit = 0.1 mm, Scattering slit = 1 degree-Measurement range and step angle / measurement time:
(110) plane: 76.5 degrees ≦ 2θ ≦ 78.5 degrees 0.01 degrees / 3 seconds (004) plane: 53.5 degrees ≦ 2θ ≦ 56.0 degrees 0.01 degrees / 3 seconds Sample preparation: Fix the electrode to the glass plate with double-sided tape with a thickness of 0.1 mm

(19)インピーダンス
放電状態から公称容量の60%まで充電した時の負極の抵抗は、通常100Ω以下、好ましくは50Ω以下、より好ましくは20Ω以下、及び/又は、二重層容量は、通常1×10−6F以上、好ましくは1×10−5F、より好ましくは1×10−4Fである。この範囲であると出力特性が良く好ましい。
(19) Impedance The resistance of the negative electrode when charged from the discharged state to 60% of the nominal capacity is usually 100Ω or less, preferably 50Ω or less, more preferably 20Ω or less, and / or the double layer capacity is usually 1 × 10. It is −6 F or more, preferably 1 × 10 −5 F, more preferably 1 × 10 −4 F. Within this range, the output characteristics are good and preferable.

負極の抵抗及び二重層容量は、次の手順で測定する。測定するリチウム二次電池は、公称容量を5時間で充電できる電流値にて充電した後に、20分間充放電をしない状態を維持し、次に公称容量を1時間で放電できる電流値で放電したときの容量が公称容量の80%以上あるものを用いる。前述の放電状態のリチウム二次電池について公称容量を5時間で充電できる電流値にて公称容量の60%まで充電し、直ちにリチウム二次電池をアルゴンガス雰囲気下のグローブボックス内に移す。ここで該リチウム二次電池を負極が放電又はショートしない状態ですばやく解体して取り出し、両面塗布電極であれば、片面の電極活物質を他面の電極活物質を傷つけずに剥離し、負極電極を12.5mmφに2枚打ち抜き、微多孔膜セパレータを介して活物質面がずれないよう対向させる。電池に使用されていた非水系電解液60μLを微多孔膜セパレータと両負極間に滴下して密着し、外気と触れない状態を保持して、両負極の集電体に導電をとり、交流インピーダンス法を実施する。測定は温度25℃で、10-2〜105Hzの周波数帯で複素インピーダンス測定を行ない、求められたコール・コール・プロットの負極抵抗成分の円弧を半円で近似して表面抵抗(インピーダンスRct)と、二重層容量(Cdl)を求める。 The resistance and double layer capacity of the negative electrode are measured by the following procedure. The lithium secondary battery to be measured was charged at a current value at which the nominal capacity could be charged in 5 hours, then maintained in a state where no charge / discharge was performed for 20 minutes, and then discharged at a current value at which the nominal capacity could be discharged in 1 hour. Use the one whose capacity is 80% or more of the nominal capacity. The lithium secondary battery in the above-described discharge state is charged to 60% of the nominal capacity at a current value that can be charged in 5 hours, and the lithium secondary battery is immediately transferred into a glove box under an argon gas atmosphere. Here, the lithium secondary battery is quickly disassembled and taken out in a state where the negative electrode does not discharge or short-circuit, and if it is a double-sided coated electrode, the electrode active material on one side is peeled off without damaging the electrode active material on the other side, and the negative electrode Are punched out to 12.5 mmφ, and face each other through a microporous membrane separator so that the active material surface does not shift. 60 μL of the non-aqueous electrolyte used in the battery was dropped and adhered between the microporous membrane separator and both negative electrodes, kept in contact with the outside air, and the current collectors of both negative electrodes were made conductive, and AC impedance Implement the law. The measurement is performed at a temperature of 25 ° C., and a complex impedance measurement is performed in a frequency band of 10 −2 to 10 5 Hz. The surface resistance (impedance Rct) is obtained by approximating the arc of the negative resistance component of the obtained Cole-Cole plot with a semicircle. ) And double layer capacity (Cdl).

負極板の面積は特に限定されるものではないが、対向する正極板よりもわずかに大きくして正極板が負極板から外にはみ出すことがないように設計する。充放電を繰り返したサイクルの寿命や高温保存による劣化を抑制する観点から、できる限り正極に等しい面積に近づけることが、より均一かつ有効に働く電極割合を高めて特性が向上するので好ましい。特に、大電流で使用される場合には、この電極面積の設計が重要である。   The area of the negative electrode plate is not particularly limited, but is designed to be slightly larger than the opposing positive electrode plate so that the positive electrode plate does not protrude from the negative electrode plate. From the viewpoint of suppressing the life of a cycle in which charge and discharge are repeated and deterioration due to high temperature storage, it is preferable that the area be as close to the positive electrode as possible, since the ratio of electrodes that work more uniformly and effectively is increased and the characteristics are improved. In particular, when the electrode is used at a large current, the design of the electrode area is important.

負極板の厚さは用いられる正極板に合わせて設計されるものであり、特に限定されるものではないが、芯材の金属箔厚さを差し引いた合材層の厚さは通常厚さ15μm以上、好ましくは20μm以上、より好ましくは30μm以上であり、上限は、通常150μm以下、好ましくは120μm以下、より好ましくは100μm以下である。   The thickness of the negative electrode plate is designed according to the positive electrode plate to be used and is not particularly limited. However, the thickness of the composite layer obtained by subtracting the thickness of the metal foil of the core is usually 15 μm. Above, preferably 20 μm or more, more preferably 30 μm or more, and the upper limit is usually 150 μm or less, preferably 120 μm or less, more preferably 100 μm or less.

[保護素子]
前述の保護素子として、異常発熱や過大電流が流れた時に抵抗が増大するPTC(Positive Temperature Coefficient)、温度ヒューズ、サーミスター、異常発熱時に電池内部圧力や内部温度の急激な上昇により回路に流れる電流を遮断する弁(電流遮断弁)等が挙げられる。前記保護素子は高電流の通常使用で作動しない条件のものを選択することが好ましく、高出力の観点から、保護素子がなくても異常発熱や熱暴走に至らない設計にすることがより好ましい。
[Protective element]
PTC (Positive Temperature Coefficient), thermal fuse, thermistor, which increases resistance when abnormal heat is generated or excessive current flows, the current flowing through the circuit due to a sudden rise in battery internal pressure or internal temperature during abnormal heat generation For example, a valve (current cutoff valve) that shuts off the current can be used. It is preferable to select a protective element that does not operate under normal use at a high current. From the viewpoint of high output, it is more preferable to design the protective element so as not to cause abnormal heat generation or thermal runaway even without the protective element.

[組電池]
本発明のリチウム二次電池を電源として実用に供する場合、電源に対して要求される電圧は単電池電圧以上であることが多く、単電池を直列に接続する、昇圧装置を用いる等の対応が必要である。このため、本発明のリチウム二次電池は、その複数個を直列に連結した組電池として用いることが好ましい。組電池を形成することで接続部分の抵抗を下げ、組電池としての出力低下を抑制することができる。組電池としては電源電圧の観点から、5個以上を直列に接続することが好ましい。
[Battery]
When the lithium secondary battery of the present invention is put into practical use as a power source, the voltage required for the power source is often higher than the unit cell voltage, and there are measures such as connecting unit cells in series or using a booster. is necessary. For this reason, it is preferable to use the lithium secondary battery of this invention as an assembled battery which connected the plurality in series. By forming the assembled battery, it is possible to reduce the resistance of the connection portion and suppress the decrease in output as the assembled battery. From the viewpoint of power supply voltage, it is preferable to connect five or more batteries in series.

また、複数個を連結して組電池とした場合には、充放電に伴う発熱の影響が大きくなるため、電池を一定温度以下に保持するための冷却機構を有することが好ましい。電池温度としては10℃〜40℃が好ましく、水冷又は空冷により外気を用いて冷却することが好ましい。   In addition, when an assembled battery is formed by connecting a plurality, it is preferable to have a cooling mechanism for maintaining the battery at a certain temperature or lower because the influence of heat generation associated with charging / discharging increases. As battery temperature, 10 to 40 degreeC is preferable and it is preferable to cool using external air by water cooling or air cooling.

[用途]
本発明のリチウム二次電池、及び本発明のリチウム二次電池を複数個連結してなる組電池は、高出力、長寿命、高い安全性等を有することから、車両に搭載され、その電力が少なくとも車両の駆動系に供給される用途に用いられることが好ましい。
[Usage]
The lithium secondary battery of the present invention and the assembled battery formed by connecting a plurality of lithium secondary batteries of the present invention have high output, long life, high safety, etc. It is preferably used for at least an application supplied to a drive system of a vehicle.

上述した電池構造において、上述した非水系電解液を用いることにより、ガス発生が抑制され、寿命、出力、安全性等が向上する機構は明確ではないが、正極活物質表面に非水系電解液中の添加剤が吸着することにより、正極活物質と非水系電解液との好ましくない反応を抑制することができるためと考えられる。保存時や充放電の繰り返しの際の副反応を抑制できることによりガス発生が抑制でき、電池寿命は向上すると考えられる。また上述した電池においては直流抵抗成分が小さいため、電池の全抵抗に対して、正極表面の抵抗の占める割合が大きいため、正極表面の抵抗を小さくすることが電池の出力向上に対して効果が大きく好ましいものと考えられる。また過充電時、高温時等の正極の反応性が高まる場合にも、非水系電解液との急激な反応を抑制することができ、安全性が向上するが、電池が小さい場合には電池の放熱が大きいためその効果が顕在化しにくく、大型電池にしたことでその効果が明瞭になったものと考えられる。またガス発生が少ないことからシート状の外装材を用いることができ、電池の軽量化により出力密度をさらに向上させることができると考えられる。またシート状の外装材により電池形状の自由度が高まり、電池設計が容易になる。   In the battery structure described above, by using the non-aqueous electrolyte described above, gas generation is suppressed, and the mechanism for improving the life, output, safety, etc. is not clear, but the surface of the positive electrode active material is not in the non-aqueous electrolyte. It is considered that an undesirable reaction between the positive electrode active material and the non-aqueous electrolyte solution can be suppressed by adsorbing the additive. It can be considered that gas generation can be suppressed and the battery life can be improved by suppressing side reactions during storage and repeated charge / discharge. In addition, since the direct current resistance component in the battery described above is small, the proportion of the resistance on the positive electrode surface is large with respect to the total resistance of the battery, so reducing the resistance on the positive electrode surface is effective for improving the output of the battery. It is considered to be greatly preferable. In addition, even when the reactivity of the positive electrode increases during overcharge or high temperature, it is possible to suppress a rapid reaction with the non-aqueous electrolyte and improve safety. The effect is difficult to be manifested because the heat radiation is large, and it is considered that the effect became clear by using a large battery. Moreover, since there is little gas generation | occurrence | production, a sheet-like exterior material can be used and it is thought that a power density can further be improved by weight reduction of a battery. In addition, the sheet-shaped exterior material increases the degree of freedom of the battery shape and facilitates battery design.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to these Examples, unless the summary is exceeded.

実施例1
《非水系電解液の作製》
乾燥アルゴン雰囲気下で、精製したエチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DMC)及びエチルメチルカーボネート(EMC)の体積比3:3:4の混合溶媒に、1mol/Lの濃度で、充分に乾燥したヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)を溶解させた。更に、ヘキサメチルシクロトリシロキサンを0.3質量%となるように含有させた。
Example 1
<< Preparation of non-aqueous electrolyte >>
Under a dry argon atmosphere, it was sufficiently dried at a concentration of 1 mol / L in a mixed solvent of purified ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC) and ethyl methyl carbonate (EMC) in a volume ratio of 3: 3: 4. Lithium hexafluorophosphate (LiPF6) was dissolved. Furthermore, hexamethylcyclotrisiloxane was contained so that it might become 0.3 mass%.

《正極の作製》
正極活物質は、以下に示す方法で合成したリチウム遷移金属複合酸化物であり、組成式LiMn0.33Ni0.33Co0.33で表される。マンガン原料としてMn、ニッケル原料としてNiO、及びコバルト原料としてCo(OH)を、Mn:Ni:Co=1:1:1のモル比となるように秤量し、これに純水を加えてスラリーとし、攪拌しながら、循環式媒体攪拌型湿式ビーズミルを用いて、スラリー中の固形分をメジアン径0.2μmに湿式粉砕した。
<< Preparation of positive electrode >>
The positive electrode active material is a lithium transition metal composite oxide synthesized by the method shown below, and is represented by the composition formula LiMn 0.33 Ni 0.33 Co 0.33 O 2 . Mn 3 O 4 as a manganese raw material, NiO as a nickel raw material, and Co (OH) 2 as a cobalt raw material are weighed so as to have a molar ratio of Mn: Ni: Co = 1: 1: 1, and pure water is added thereto. In addition, the slurry was agitated, and the solid content in the slurry was wet pulverized to a median diameter of 0.2 μm using a circulating medium agitation type wet bead mill while stirring.

スラリーをスプレードライヤーにより噴霧乾燥し、マンガン原料、ニッケル原料、コバルト原料のみからなる、粒径約5μmのほぼ球状の造粒粒子を得た。得られた造粒粒子に、メジアン径3μmのLiOH粉末を、Mn、Ni及びCoの合計モル数に対するLiのモル数の比が1.05となるように添加し、ハイスピードミキサーにて混合して、ニッケル原料、コバルト原料及びマンガン原料の造粒粒子とリチウム原料との混合粉を得た。この混合粉を、空気流通下、950℃で12時間焼成(昇降温速度5℃/min)した後、解砕し、目開き45μmの篩を通し、正極活物質を得た。この正極活物質のBET比表面積は1.2m2/g、平均一次粒子径は0.8μm、メジアン径d50は4.4μm、タップ密度は1.6g/cm3であった。 The slurry was spray-dried with a spray dryer to obtain substantially spherical granulated particles having a particle size of about 5 μm, which consisted only of manganese raw material, nickel raw material and cobalt raw material. LiOH powder with a median diameter of 3 μm is added to the resulting granulated particles so that the ratio of the number of moles of Li to the total number of moles of Mn, Ni and Co is 1.05 and mixed with a high speed mixer. Thus, a mixed powder of granulated particles of nickel raw material, cobalt raw material and manganese raw material and lithium raw material was obtained. This mixed powder was fired at 950 ° C. for 12 hours under air flow (climbing temperature rate 5 ° C./min) and then crushed and passed through a sieve having an opening of 45 μm to obtain a positive electrode active material. The positive electrode active material had a BET specific surface area of 1.2 m 2 / g, an average primary particle diameter of 0.8 μm, a median diameter d 50 of 4.4 μm, and a tap density of 1.6 g / cm 3 .

上述の正極活物質を90質量%と、導電材としてのアセチレンブラック5質量%と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)5質量%とを、N−メチルピロリドン溶媒中で混合して、スラリー化した。得られたスラリーを厚さ15μmのアルミ箔の両面に塗布して乾燥し、プレス機で厚さ81μmに圧延したものを、正極活物質層のサイズとして幅100mm、長さ100mm及び幅30mmの未塗工部を有する形状に切り出し正極とした。正極活物質層の密度は2.35g/cm3であり、(片面の正極活物質層の厚さ)/(集電体の厚さ)は2.2であり、L/(2×S)は0.2であった。 90% by mass of the positive electrode active material described above, 5% by mass of acetylene black as a conductive material, and 5% by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder were mixed in an N-methylpyrrolidone solvent, Slurried. The obtained slurry was applied to both sides of an aluminum foil having a thickness of 15 μm, dried, and rolled to a thickness of 81 μm with a press, and the positive electrode active material layer had a width of 100 mm, a length of 100 mm, and a width of 30 mm. A positive electrode was cut out into a shape having a coating part. The density of the positive electrode active material layer is 2.35 g / cm 3 , (the thickness of the positive electrode active material layer on one side) / (the thickness of the current collector) is 2.2, and L / (2 × S 2 ) Was 0.2.

《負極の作製》
粒子状炭素質物として市販の天然黒鉛粉末を粗大粒子の混入を防ぐため、ASTM400メッシュの篩いを5回繰り返した。ここで得られた負極材料を炭素質物(A)とした。
<Production of negative electrode>
In order to prevent mixing of coarse particles of commercially available natural graphite powder as a particulate carbonaceous material, a sieve of ASTM 400 mesh was repeated 5 times. The negative electrode material obtained here was a carbonaceous material (A).

炭素質物(A)にナフサ熱分解時に得られる石油系重質油を混合し、不活性ガス中で1300℃の炭化処理を施し、しかる後に焼結物を分級処理することにより、炭素質物(A)粒子表面に異なる結晶性を有する炭素質物が被着した複合炭素質物を得、負極活物質とした。分級処理に際しては、粗大粒子の混入を防ぐため、ASTM400メッシュの篩いを5回繰り返した。残炭率から、得られた負極活物質粉末は、黒鉛95重量部に対して5重量部の低結晶性炭素質物で被覆されていることが確認された。負極活物質の物性は表1に示すものであった。   The carbonaceous material (A) is mixed with petroleum heavy oil obtained at the time of naphtha pyrolysis, subjected to carbonization treatment at 1300 ° C. in an inert gas, and then the sintered product is classified, whereby the carbonaceous material (A ) A composite carbonaceous material in which carbonaceous materials having different crystallinity were deposited on the particle surface was obtained as a negative electrode active material. During classification, ASTM 400 mesh sieving was repeated 5 times in order to prevent the inclusion of coarse particles. From the residual carbon ratio, it was confirmed that the obtained negative electrode active material powder was coated with 5 parts by weight of a low crystalline carbonaceous material with respect to 95 parts by weight of graphite. The physical properties of the negative electrode active material are shown in Table 1.

Figure 2007194209
Figure 2007194209

上述の負極活物質を98重量部に、増粘剤、バインダーとしてそれぞれ、カルボキシメチルセルロースナトリウムの水性ディスパージョン(カルボキシメチルセルロースナトリウムの濃度1質量%)100重量部、及び、スチレン・ブタジエンゴムの水性ディスパージョン(スチレン・ブタジエンゴムの濃度50質量%)2重量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。得られたスラリーを厚さ10μmの圧延銅箔の両面に塗布して乾燥し、プレス機で厚さ75μmに圧延したものを、活物質層のサイズとして幅104mm、長さ104mm及び幅30mmの未塗工部を有する形状に切り出し、負極とした。このときの負極の活物質の密度は1.35g/cm3であり、L/(2×S)は0.19であった。 98 parts by weight of the above negative electrode active material, 100 parts by weight of an aqueous dispersion of sodium carboxymethylcellulose (concentration of 1% by weight of carboxymethylcellulose sodium) as a thickener and a binder, respectively, and an aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber 2 parts by weight (concentration of styrene / butadiene rubber 50% by mass) was added and mixed with a disperser to form a slurry. The obtained slurry was applied to both sides of a rolled copper foil having a thickness of 10 μm, dried, and rolled to a thickness of 75 μm with a press machine. The active material layer had a width of 104 mm, a length of 104 mm, and a width of 30 mm. It cut out in the shape which has a coating part, and was set as the negative electrode. At this time, the density of the active material of the negative electrode was 1.35 g / cm 3 , and L / (2 × S 2 ) was 0.19.

《電池の作製》
正極32枚と負極33枚を交互となるように配置し、各電極の間に多孔性ポリエチレンシートの微多孔膜セパレータ(厚さ25μm)が挟まれるよう積層した。この際、正極活物質面が負極活物質面内から外れないよう対面させた。この正極と負極それぞれについての未塗工部同士を束ね、集電端子となる金属片と共にスポット溶接により接続して集電タブを作製し、電極群とした。上記、多孔性ポリエチレンシートは、135℃以上で孔が閉塞するものであった。
<Production of battery>
32 positive electrodes and 33 negative electrodes were alternately arranged and laminated so that a microporous membrane separator (thickness 25 μm) of a porous polyethylene sheet was sandwiched between the electrodes. At this time, the positive electrode active material surface was faced so as not to deviate from the negative electrode active material surface. The uncoated portions of each of the positive electrode and the negative electrode were bundled together and connected together with a metal piece serving as a current collecting terminal by spot welding to produce a current collecting tab to obtain an electrode group. The porous polyethylene sheet had pores blocked at 135 ° C. or higher.

電池の外装材として、ポリプロピレンフィルム、厚さ0.04mmのアルミニウム箔、及びナイロンフィルムをこの順に積層したシート(合計厚さ0.1mm)を用い、内面側にポリプロピレンフィルムがくるように、矩形状カップに成型し外装ケースとした。このポリプロピレンフィルムの融点は、165℃であった。前述の電極群を、集電端子がカップ上端の未シール部分から外に出るように外装ケースに封入し、非水系電解液を20mL注入して、電極に充分浸透させた。これを減圧下にカップ上端をヒートシールして密閉し電池を作製した。電池はおおよそ角型であり、電池の外装表面積(ヒートシール部を含まない外装材表面積)の和に対する、正極の電極面積の総和の比は22.6であり、(2×S/T)は411であった。 As a battery exterior material, a sheet (a total thickness of 0.1 mm) in which a polypropylene film, an aluminum foil having a thickness of 0.04 mm, and a nylon film are laminated in this order (total thickness: 0.1 mm) is rectangular so that the polypropylene film comes on the inner surface side. Molded into a cup to form an outer case. The melting point of this polypropylene film was 165 ° C. The electrode group described above was sealed in an outer case so that the current collecting terminal came out from the unsealed portion at the upper end of the cup, and 20 mL of non-aqueous electrolyte was injected to sufficiently infiltrate the electrode. The upper end of the cup was heat-sealed under reduced pressure and sealed to prepare a battery. The battery is approximately square, and the ratio of the total electrode area of the positive electrode to the sum of the outer surface area of the battery (exterior material surface area not including the heat seal portion) is 22.6, and (2 × S 1 / T) Was 411.

《電池の評価》
(電池容量の測定方法)
充放電サイクルを経ていない新たな電池に対して、25℃で電圧範囲4.1V〜3.0V、電流値0.2C(1時間率の放電容量による定格容量を1時間で放電する電流値を1Cとする、以下同様)にて5サイクル初期充放電を行った。この時の5サイクル目0.2C放電容量を「電池容量」(Ah)とした。電池評価の結果を表3に示す。
<Battery evaluation>
(Battery capacity measurement method)
For a new battery that has not undergone a charge / discharge cycle, a voltage range of 4.1 V to 3.0 V at 25 ° C., a current value of 0.2 C (the current value that discharges the rated capacity with a discharge capacity of 1 hour rate in 1 hour) The initial charge / discharge was performed for 5 cycles at 1C. The 5th cycle 0.2C discharge capacity at this time was defined as “battery capacity” (Ah). Table 3 shows the results of battery evaluation.

(直流抵抗成分の測定方法)
25℃環境下で、0.2Cの定電流により150分間充電を行ない、10kHzの交流を印加してインピーダンスを測定し、「直流抵抗成分」(mΩ)とした。電池評価の結果を表3に示す。
(Measurement method of DC resistance component)
In a 25 ° C. environment, the battery was charged with a constant current of 0.2 C for 150 minutes, and an impedance of 10 kHz was measured by applying an alternating current of 10 kHz to obtain a “DC resistance component” (mΩ). Table 3 shows the results of battery evaluation.

(初期出力の測定方法)
25℃環境下で、0.2Cの定電流により150分間充電を行ない、各々0.1C、0.3C、1.0C、3.0C、10.0Cで10秒間放電させ、その10秒目の電圧を測定した。電流−電圧直線と下限電圧(3V)とで囲まれる3角形の面積を「初期出力」(W)とした。電池評価の結果を表3に示す。
(Initial output measurement method)
In a 25 ° C. environment, the battery is charged with a constant current of 0.2 C for 150 minutes, discharged at 0.1 C, 0.3 C, 1.0 C, 3.0 C, and 10.0 C, respectively, for 10 seconds. The voltage was measured. The area of the triangle surrounded by the current-voltage straight line and the lower limit voltage (3 V) was defined as “initial output” (W). Table 3 shows the results of battery evaluation.

(サイクル試験)
(耐久後電池容量、耐久後直流抵抗成分、耐久後出力の測定方法)
リチウム二次電池の実使用上限温度と目される60℃の高温環境下にてサイクル試験を行った。充電上限電圧4.1Vまで2Cの定電流定電圧法で充電した後、放電終止電圧3.0Vまで2Cの定電流で放電する充放電サイクルを1サイクルとし、このサイクルを500サイクルまで繰り返した。サイクル試験終了後の電池に対し、25℃環境下、電流値0.2Cで3サイクルの充放電を行い、その3サイクル目の0.2C放電容量を「耐久後電池容量」とした。また、サイクル試験終了後の電池に対し、直流抵抗成分を測定し、「耐久後直流抵抗成分」とし、出力測定を行い「耐久後出力」とした。電池評価の結果を表3に示す。
(Cycle test)
(Measurement method of battery capacity after endurance, DC resistance component after endurance, output after endurance)
The cycle test was performed in a high temperature environment of 60 ° C., which is regarded as the actual maximum use temperature of the lithium secondary battery. A charge / discharge cycle in which charging was performed at a constant current of 2 C to a discharge end voltage of 3.0 V after charging with a constant current constant voltage method of 2 C to a charging upper limit voltage of 4.1 V was defined as one cycle, and this cycle was repeated up to 500 cycles. The battery after the cycle test was charged and discharged for 3 cycles at a current value of 0.2 C in a 25 ° C. environment, and the 0.2 C discharge capacity of the third cycle was defined as “battery capacity after endurance”. In addition, the direct current resistance component was measured for the battery after the cycle test, and the output was measured as “post-endurance direct current resistance component”, and “output after endurance” was obtained. Table 3 shows the results of battery evaluation.

(過充電試験)
25℃環境下で過充電試験を行った。放電状態(3V)から3Cの定電流で充電を行い、その挙動を観測した。ここで、「弁作動」は、ガス排出弁が作動し非水系電解液成分が放出される現象を表し、「破裂」は、電池容器が猛烈な勢いで破れ、内容物が強制的に放出される現象を表す。電池評価の結果を表3に示す。
(Overcharge test)
An overcharge test was conducted in a 25 ° C. environment. Charging was performed at a constant current of 3 C from the discharged state (3 V), and the behavior was observed. Here, “valve operation” represents a phenomenon in which a gas discharge valve is activated and a non-aqueous electrolyte component is released, and “rupture” is a case where the battery container is violently broken and the contents are forcibly released. Represents a phenomenon. Table 3 shows the results of battery evaluation.

(体積変化率の測定方法)
25℃環境下で、放電状態(3V)の電池体積を測定した。体積は目盛りつき容器にエタノールを入れ、エタノール中に電池を没することで測定した。サイクル試験前の体積に対するサイクル試験後の体積の比率を「体積変化率」とした。評価結果を表3に示す。
(Measurement method of volume change rate)
The battery volume in a discharged state (3 V) was measured under a 25 ° C. environment. The volume was measured by putting ethanol in a graduated container and immersing the battery in ethanol. The ratio of the volume after the cycle test to the volume before the cycle test was defined as “volume change rate”. The evaluation results are shown in Table 3.

実施例2
実施例1において、非水系電解液に、ヘキサメチルシクロトリシロキサンの代わりにメタンスルホン酸トリメチルシリル0.3質量%を含有させた以外は実施例1と同様に電池を作製して、同様に電池評価を行った。結果を併せて表3に示す。
Example 2
In Example 1, a battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.3% by mass of trimethylsilyl methanesulfonate was contained in the nonaqueous electrolytic solution instead of hexamethylcyclotrisiloxane. Went. The results are also shown in Table 3.

実施例3
実施例1において、非水系電解液に、ヘキサメチルシクロトリシロキサンの代わりにフェニルジメチルフルオロシラン0.3質量%を含有させた以外は実施例1と同様に電池を作製して、同様に電池評価を行った。結果を併せて表3に示す。
Example 3
In Example 1, a battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.3% by mass of phenyldimethylfluorosilane was contained in the nonaqueous electrolytic solution instead of hexamethylcyclotrisiloxane. Went. The results are also shown in Table 3.

実施例4
実施例1において、非水系電解液に、ヘキサメチルシクロトリシロキサンの代わりにジフルオロリン酸リチウム0.3質量%を含有させた以外は実施例1と同様に電池を作製して、同様に電池評価を行った。結果を併せて表3に示す。
Example 4
In Example 1, a battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.3% by mass of lithium difluorophosphate was contained in the nonaqueous electrolytic solution instead of hexamethylcyclotrisiloxane, and the battery was evaluated in the same manner. Went. The results are also shown in Table 3.

比較例1
実施例1において、非水系電解液に、ヘキサメチルシクロトリシロキサンを含有しないこと以外は実施例1と同様に電池を作製して、同様に電池評価を行った。結果を併せて表3に示す。
Comparative Example 1
In Example 1, a battery was produced in the same manner as in Example 1 except that hexamethylcyclotrisiloxane was not contained in the nonaqueous electrolytic solution, and the battery was evaluated in the same manner. The results are also shown in Table 3.

Figure 2007194209
Figure 2007194209

Figure 2007194209
Figure 2007194209

表3の結果から、非水系電解液での特定化合物の含有により、初期出力、容量維持率、安全性が向上し、サイクル試験後でも電池容量と出力が十分に維持され、電池体積の変化も小さいこと分かった。   From the results in Table 3, the inclusion of the specific compound in the non-aqueous electrolyte improves the initial output, capacity retention rate, and safety, and the battery capacity and output are sufficiently maintained even after the cycle test. I found it small.

本発明のリチウム二次電池の用途は特に限定されず、公知の各種の用途に用いることが可能である。具体例としては、ノートパソコン、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニディスク、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、モーター、自動車、バイク、原動機付自転車、自転車、照明器具、玩具、ゲーム機器、時計、電動工具、ストロボ、カメラ等を挙げることができる。本発明のリチウム二次電池は、大きな容量と良好な寿命と高い出力とを有し、ガス発生が少なく、過充電にした際にも安全性が高いので、特に大容量を要求される分野に、広く好適に利用できるものである。   The use of the lithium secondary battery of the present invention is not particularly limited, and can be used for various known uses. Specific examples include notebook computers, pen input computers, mobile computers, electronic book players, mobile phones, mobile faxes, mobile copy, mobile printers, headphone stereos, video movies, LCD TVs, handy cleaners, portable CDs, minidiscs, and transceivers. Electronic notebooks, calculators, memory cards, portable tape recorders, radios, backup power supplies, motors, automobiles, motorcycles, motorbikes, bicycles, lighting equipment, toys, game equipment, watches, electric tools, strobes, cameras, etc. Can do. The lithium secondary battery of the present invention has a large capacity, a good life and a high output, generates less gas, and is highly safe even when overcharged. Can be used widely and suitably.

Claims (14)

少なくとも、正極と負極とを微多孔膜セパレータを介して構成する電極群、並びに、非水溶媒にリチウム塩を含有してなる非水系電解液を備え、これらを電池外装に収納してなるリチウム二次電池であって、該正極及び該負極が、それぞれ集電体上にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な活物質を含有する活物質層を形成してなるものであり、該非水系電解液が、一般式(1)で表される環状シロキサン化合物、一般式(2)で表されるフルオロシラン化合物、一般式(3)で表される化合物、分子内にS−F結合を有する化合物、硝酸塩、亜硝酸塩、モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン酸塩、酢酸塩及びプロピオン酸塩からなる群より選ばれた少なくとも1種以上の化合物を、非水系電解液全体中に10ppm以上含有する非水系電解液であり、該電池外装を形成する外装材が、電池の内面側の少なくとも一部が熱可塑性樹脂を用いて形成されたシートからなり、該電極群を収納すると共に、該熱可塑性樹脂層同士をヒートシールすることで該電極群を密封することができる外装材であることを特徴とするリチウム二次電池。
Figure 2007194209
[一般式(1)中、R及びRは互いに同一であっても異なっていてもよい炭素数1〜12の有機基を表し、nは3〜10の整数を表す。]
Figure 2007194209
[一般式(2)中、R〜Rは互いに同一であっても異なっていてもよい炭素数1〜12の有機基を表し、xは1〜3の整数を表し、p、q及びrはそれぞれ0〜3の整数を表し、1≦p+q+r≦3である。]
Figure 2007194209
[一般式(3)中、R〜Rは互いに同一であっても異なっていてもよい炭素数1〜12の有機基を表し、AはH、C、N、O、F、S、Si及び/又はPから構成される基を表す。]
At least an electrode group comprising a positive electrode and a negative electrode via a microporous membrane separator, and a non-aqueous electrolyte solution containing a lithium salt in a non-aqueous solvent, and containing these in a battery exterior In the secondary battery, the positive electrode and the negative electrode are each formed by forming an active material layer containing an active material capable of occluding and releasing lithium ions on a current collector, and the non-aqueous electrolyte solution comprises: A cyclic siloxane compound represented by the general formula (1), a fluorosilane compound represented by the general formula (2), a compound represented by the general formula (3), a compound having an SF bond in the molecule, a nitrate, Nonaqueous electrolytic solution containing at least 10 ppm of at least one compound selected from the group consisting of nitrite, monofluorophosphate, difluorophosphate, acetate and propionate in the entire nonaqueous electrolytic solution And the exterior material that forms the battery exterior is made of a sheet in which at least a part of the inner surface side of the battery is formed using a thermoplastic resin, houses the electrode group, and heats the thermoplastic resin layers together. A lithium secondary battery, characterized by being an exterior material capable of sealing the electrode group by sealing.
Figure 2007194209
[In General Formula (1), R 1 and R 2 represent the same or different organic group having 1 to 12 carbon atoms, and n represents an integer of 3 to 10. ]
Figure 2007194209
[In General Formula (2), R 3 to R 5 represent an organic group having 1 to 12 carbon atoms which may be the same or different from each other, x represents an integer of 1 to 3, p, q and Each r represents an integer of 0 to 3, and 1 ≦ p + q + r ≦ 3. ]
Figure 2007194209
[In General Formula (3), R 6 to R 8 represent an organic group having 1 to 12 carbon atoms which may be the same as or different from each other, and A represents H, C, N, O, F, S, Represents a group composed of Si and / or P; ]
該非水系電解液が、一般式(1)で表される環状シロキサン化合物、一般式(2)で表されるフルオロシラン化合物、一般式(3)で表される化合物、分子内にS−F結合を有する化合物、硝酸塩、亜硝酸塩、モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン酸塩、酢酸塩及びプロピオン酸塩からなる群より選ばれた少なくとも1種以上の化合物を、0.01質量%以上、5質量%以下含有しているものである請求項1に記載のリチウム二次電池。   The non-aqueous electrolyte includes a cyclic siloxane compound represented by the general formula (1), a fluorosilane compound represented by the general formula (2), a compound represented by the general formula (3), and an SF bond in the molecule. At least one compound selected from the group consisting of a compound having a salt, nitrate, nitrite, monofluorophosphate, difluorophosphate, acetate and propionate, 0.01% by mass or more and 5% by mass 2. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the lithium secondary battery is contained in an amount of 1% or less. 該微多孔膜セパレータが加熱により孔が閉塞する性質を有し、該電池外装を形成する外装材が、電池の内面側の少なくとも一部が、該微多孔膜セパレータの孔閉塞開始温度に比べて高い融点を有する熱可塑性樹脂を用いて形成されたシートからなる外装材である請求項1又は請求項2に記載のリチウム二次電池。   The microporous membrane separator has a property that the pores are closed by heating, and the exterior material forming the battery exterior has at least part of the inner surface side of the battery compared to the pore closure start temperature of the microporous membrane separator. The lithium secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the lithium secondary battery is an exterior material made of a sheet formed using a thermoplastic resin having a high melting point. 該外装材が、少なくとも、アルミニウム層と熱可塑性樹脂層とを積層した積層シートからなる請求項1ないし請求項3の何れかの請求項に記載のリチウム二次電池。   The lithium secondary battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the exterior material comprises a laminated sheet in which at least an aluminum layer and a thermoplastic resin layer are laminated. 該リチウム二次電池の電池容量が、3アンペアアワー(Ah)以上である請求項1ないし請求項4の何れかの請求項に記載のリチウム二次電池。   The lithium secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein a battery capacity of the lithium secondary battery is 3 ampere hours (Ah) or more. 該リチウム二次電池の直流抵抗成分が、20ミリオーム(mΩ)以下である請求項1ないし請求項5の何れかの請求項に記載のリチウム二次電池。   The lithium secondary battery according to any one of claims 1 to 5, wherein a DC resistance component of the lithium secondary battery is 20 milliohms (mΩ) or less. 該リチウム二次電池が、有底角型形状を有する電池外装をもち、この電池外装の一番面積の大きい面の面積S(端子部を除く外形寸法の幅と高さとの積、単位cm2)の2倍と電池外形の厚さT(単位cm)との比(2×S/T)が、100以上である請求項1ないし請求項6の何れかの請求項に記載のリチウム二次電池。 The lithium secondary battery has a battery casing having a bottomed square shape, and the area S 1 of the largest surface of the battery casing (the product of the width and height of the outer dimensions excluding the terminal portion, unit cm) 2. The ratio (2 × S 1 / T) between twice the thickness of the battery 2 ) and the thickness T (unit: cm) of the outer shape of the battery is 100 or more, The lithium according to any one of claims 1 to 6 Secondary battery. 該リチウム二次電池が、積層された電極群を備えた二次電池であって、正極及び負極が、電極周辺長さの総和L(単位cm)と電極面積S(単位cm2)の2倍との比(L/(2×S))が、1以下である請求項1ないし請求項7の何れかの請求項に記載のリチウム二次電池。 The lithium secondary battery is a secondary battery including a group of stacked electrodes, and the positive electrode and the negative electrode are 2 of the total electrode peripheral length L (unit cm) and electrode area S 2 (unit cm 2 ). 8. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein a ratio (L / (2 × S 2 )) to 1 times is 1 or less. 該リチウム二次電池の正極及び負極の集電体が、それぞれ金属材料からなるものであって、該集電体の金属材料と電流を外部に取り出すための導電体が、スポット溶接又は高周波溶接又は超音波溶接の何れかで接合されている請求項1ないし請求項8の何れかの請求項に記載のリチウム二次電池。   The current collectors of the positive electrode and the negative electrode of the lithium secondary battery are each made of a metal material, and the metal material of the current collector and the conductor for taking out current to the outside are spot welding or high frequency welding or The lithium secondary battery according to any one of claims 1 to 8, which is joined by any one of ultrasonic welding. 該リチウム二次電池の外装の表面積に対する該正極の電極面積の総和が、面積比で15倍以上である請求項1ないし請求項9の何れかの請求項に記載のリチウム二次電池。   10. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein a sum of the electrode areas of the positive electrode with respect to a surface area of the exterior of the lithium secondary battery is 15 times or more in terms of an area ratio. 請求項1ないし請求項10の何れかの請求項に記載のリチウム二次電池を、直列に5個以上連結してなることを特徴とする組電池。   An assembled battery comprising five or more lithium secondary batteries according to any one of claims 1 to 10 connected in series. 請求項1ないし請求項10の何れかの請求項に記載のリチウム二次電池を複数個連結してなる組電池が、電池を一定温度以下に保持するための冷却機構を有することを特徴とする組電池。   An assembled battery formed by connecting a plurality of lithium secondary batteries according to any one of claims 1 to 10 has a cooling mechanism for maintaining the battery at a constant temperature or lower. Assembled battery. 該リチウム二次電池が、車両に搭載され、その電力が少なくとも車両の駆動系に供給される用途に用いられる請求項1ないし請求項10の何れかの請求項に記載のリチウム二次電池。   The lithium secondary battery according to any one of claims 1 to 10, wherein the lithium secondary battery is mounted on a vehicle and used for an application in which electric power is supplied to at least a drive system of the vehicle. 該組電池が、車両に搭載され、その電力が少なくとも車両の駆動系に供給される用途に用いられる請求項11又は請求項12に記載の組電池。   The assembled battery according to claim 11 or 12, wherein the assembled battery is used in an application in which the assembled battery is mounted on a vehicle and the electric power is supplied to at least a drive system of the vehicle.
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010170991A (en) * 2009-01-22 2010-08-05 Samsung Sdi Co Ltd Electrolyte solution for lithium secondary battery and lithium secondary battery containing this
JP2012169138A (en) * 2011-02-14 2012-09-06 Tosoh Finechem Corp Additive for nonaqueous electrolyte and electrolyte for nonaqueous secondary battery
JP2013069417A (en) * 2011-09-20 2013-04-18 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd Secondary battery
JP2013516044A (en) * 2010-02-01 2013-05-09 エルジー・ケム・リミテッド Large capacity battery pack
JP2013127867A (en) * 2011-12-16 2013-06-27 Toyota Industries Corp Secondary battery and vehicle
JP2014035955A (en) * 2012-08-09 2014-02-24 Sanyo Electric Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2014035950A (en) * 2012-08-09 2014-02-24 Sanyo Electric Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2014035952A (en) * 2012-08-09 2014-02-24 Sanyo Electric Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2014142285A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 日産自動車株式会社 Nonaqueous electrolyte secondary battery
KR102061631B1 (en) * 2011-01-31 2020-01-02 미쯔비시 케미컬 주식회사 Non-aqueous electrolytic solution, and non-aqueous electrolyte secondary battery using same
CN113013496A (en) * 2021-02-22 2021-06-22 山东大学 Non-cathode zinc battery with high safety coefficient and low cost and application thereof
JP2023510900A (en) * 2020-06-29 2023-03-15 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Method for reusing active material using positive electrode scrap
JP2023512620A (en) * 2020-05-25 2023-03-28 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Method for reusing active material using positive electrode scrap
JP2023526826A (en) * 2020-09-28 2023-06-23 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Method for reusing active material using positive electrode scrap
JP7348405B2 (en) 2020-05-25 2023-09-20 エルジー エナジー ソリューション リミテッド How to reuse active materials using cathode scraps
JP7457871B2 (en) 2020-08-24 2024-03-28 エルジー エナジー ソリューション リミテッド How to reuse active materials using cathode scraps

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03190959A (en) * 1989-12-19 1991-08-20 Hitachi Maxell Ltd Lithium ion-conductive polyelectrolyte
JPH05101846A (en) * 1991-10-08 1993-04-23 Sanyo Electric Co Ltd Non-aqueous electrolytic secondary battery
JPH09180758A (en) * 1995-12-25 1997-07-11 Fuji Photo Film Co Ltd Nonaqueous secondary battery
JPH10144352A (en) * 1996-11-08 1998-05-29 Sony Corp Non-aqueous electrolyte battery
JPH1167270A (en) * 1997-08-21 1999-03-09 Sanyo Electric Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2004031079A (en) * 2002-06-25 2004-01-29 Mitsubishi Chemicals Corp Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2004071458A (en) * 2002-08-08 2004-03-04 Mitsubishi Chemicals Corp Non-aqueous electrolytic liquid secondary battery
JP2004087459A (en) * 2002-06-25 2004-03-18 Mitsubishi Chemicals Corp Non-aqueous electrolytic solution secondary battery
JP2004095471A (en) * 2002-09-03 2004-03-25 Nissan Motor Co Ltd Flat battery with laminated outer package
JP2004134232A (en) * 2002-10-10 2004-04-30 Mitsubishi Chemicals Corp Non-aqueous electrolytic solution and lithium secondary battery using it
JP2004171981A (en) * 2002-11-21 2004-06-17 Mitsui Chemicals Inc Nonaqueous electrolytic solution and secondary battery using the same
JP2004342449A (en) * 2003-05-15 2004-12-02 Nec Lamilion Energy Ltd Filmed battery
JP2005071749A (en) * 2003-08-22 2005-03-17 Mitsubishi Chemicals Corp Nonaqueous electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery using it
JP2005251456A (en) * 2004-03-02 2005-09-15 Mitsubishi Chemicals Corp Nonaqueous electrolytic solution for lithium secondary battery, and lithium secondary battery using the same
JP2006066095A (en) * 2004-08-24 2006-03-09 Shin Etsu Chem Co Ltd Nonaqueous electrolyte solution and battery using this
JP2006137741A (en) * 2004-10-15 2006-06-01 Shin Etsu Chem Co Ltd Cyclic carbonate-modified organic silicon compound and non-aqueous electrolyte solution including the same, secondary cell and capacitor

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03190959A (en) * 1989-12-19 1991-08-20 Hitachi Maxell Ltd Lithium ion-conductive polyelectrolyte
JPH05101846A (en) * 1991-10-08 1993-04-23 Sanyo Electric Co Ltd Non-aqueous electrolytic secondary battery
JPH09180758A (en) * 1995-12-25 1997-07-11 Fuji Photo Film Co Ltd Nonaqueous secondary battery
JPH10144352A (en) * 1996-11-08 1998-05-29 Sony Corp Non-aqueous electrolyte battery
JPH1167270A (en) * 1997-08-21 1999-03-09 Sanyo Electric Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2004031079A (en) * 2002-06-25 2004-01-29 Mitsubishi Chemicals Corp Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2004087459A (en) * 2002-06-25 2004-03-18 Mitsubishi Chemicals Corp Non-aqueous electrolytic solution secondary battery
JP2004071458A (en) * 2002-08-08 2004-03-04 Mitsubishi Chemicals Corp Non-aqueous electrolytic liquid secondary battery
JP2004095471A (en) * 2002-09-03 2004-03-25 Nissan Motor Co Ltd Flat battery with laminated outer package
JP2004134232A (en) * 2002-10-10 2004-04-30 Mitsubishi Chemicals Corp Non-aqueous electrolytic solution and lithium secondary battery using it
JP2004171981A (en) * 2002-11-21 2004-06-17 Mitsui Chemicals Inc Nonaqueous electrolytic solution and secondary battery using the same
JP2004342449A (en) * 2003-05-15 2004-12-02 Nec Lamilion Energy Ltd Filmed battery
JP2005071749A (en) * 2003-08-22 2005-03-17 Mitsubishi Chemicals Corp Nonaqueous electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery using it
JP2005251456A (en) * 2004-03-02 2005-09-15 Mitsubishi Chemicals Corp Nonaqueous electrolytic solution for lithium secondary battery, and lithium secondary battery using the same
JP2006066095A (en) * 2004-08-24 2006-03-09 Shin Etsu Chem Co Ltd Nonaqueous electrolyte solution and battery using this
JP2006137741A (en) * 2004-10-15 2006-06-01 Shin Etsu Chem Co Ltd Cyclic carbonate-modified organic silicon compound and non-aqueous electrolyte solution including the same, secondary cell and capacitor

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8945776B2 (en) 2009-01-22 2015-02-03 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrolyte for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including the same
JP2010170991A (en) * 2009-01-22 2010-08-05 Samsung Sdi Co Ltd Electrolyte solution for lithium secondary battery and lithium secondary battery containing this
JP2013516044A (en) * 2010-02-01 2013-05-09 エルジー・ケム・リミテッド Large capacity battery pack
US9088033B2 (en) 2010-02-01 2015-07-21 Lg Chem, Ltd. Battery pack containing battery cell array arranged in lateral direction
US11688881B2 (en) 2011-01-31 2023-06-27 Mitsubishi Chemical Corporation Nonaqueous electrolytic solution and nonaqueous electrolytic solution secondary battery using same
KR102061631B1 (en) * 2011-01-31 2020-01-02 미쯔비시 케미컬 주식회사 Non-aqueous electrolytic solution, and non-aqueous electrolyte secondary battery using same
JP2012169138A (en) * 2011-02-14 2012-09-06 Tosoh Finechem Corp Additive for nonaqueous electrolyte and electrolyte for nonaqueous secondary battery
JP2013069417A (en) * 2011-09-20 2013-04-18 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd Secondary battery
JP2013127867A (en) * 2011-12-16 2013-06-27 Toyota Industries Corp Secondary battery and vehicle
JP2014035955A (en) * 2012-08-09 2014-02-24 Sanyo Electric Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2014035952A (en) * 2012-08-09 2014-02-24 Sanyo Electric Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2014035950A (en) * 2012-08-09 2014-02-24 Sanyo Electric Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2014142285A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 日産自動車株式会社 Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2023512620A (en) * 2020-05-25 2023-03-28 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Method for reusing active material using positive electrode scrap
JP7348405B2 (en) 2020-05-25 2023-09-20 エルジー エナジー ソリューション リミテッド How to reuse active materials using cathode scraps
JP7357801B2 (en) 2020-05-25 2023-10-06 エルジー エナジー ソリューション リミテッド How to reuse active materials using cathode scraps
JP2023510900A (en) * 2020-06-29 2023-03-15 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Method for reusing active material using positive electrode scrap
JP7357800B2 (en) 2020-06-29 2023-10-06 エルジー エナジー ソリューション リミテッド How to reuse active materials using cathode scraps
JP7457871B2 (en) 2020-08-24 2024-03-28 エルジー エナジー ソリューション リミテッド How to reuse active materials using cathode scraps
JP2023526826A (en) * 2020-09-28 2023-06-23 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Method for reusing active material using positive electrode scrap
JP7422900B2 (en) 2020-09-28 2024-01-26 エルジー エナジー ソリューション リミテッド How to reuse active materials using cathode scraps
CN113013496A (en) * 2021-02-22 2021-06-22 山东大学 Non-cathode zinc battery with high safety coefficient and low cost and application thereof

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