JP2008053054A - Battery - Google Patents

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Tadahiko Kubota
忠彦 窪田
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Sony Corp
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery using a positive electrode active material containing lithium which demonstrates superior high-temperature characteristics. <P>SOLUTION: The battery includes a positive electrode 21 and a negative electrode 22 as well as an electrolytic solution, and the positive electrode 21 contains a positive electrode active material of which average composition is expressed as LiCo<SB>0.33</SB>Ni<SB>0.33</SB>Mn<SB>0.33</SB>O<SB>2</SB>, LiMn<SB>2</SB>O<SB>4</SB>, or LiFePO<SB>4</SB>or the like. An electrolytic solution containing difluoroethylene carbonate is impregnated in a separator 23 installed between the positive electrode 21 and the negative electrode 22. Thereby, chemical stability at high temperature can be improved and superior high-temperature characteristics can be obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、リチウム(Li)を含有する正極活物質を用いた電池に関する。   The present invention relates to a battery using a positive electrode active material containing lithium (Li).

近年、ノート型携帯用コンピュータ,携帯電話あるいはカメラ一体型VTR(ビデオテープレコーダ)などの携帯用電子機器が多く登場し、その軽量小型化が図られている。それに伴い、これらの携帯用電子機器の電源として、軽量で高エネルギー密度を得ることができる二次電池の開発が進められている。高エネルギー密度を得ることができる二次電池としては、例えばリチウム二次電池が知られている。このリチウム二次電池としては、例えば、正極にコバルト酸リチウムなどのリチウム複合酸化物を用い、負極に黒鉛などの炭素材料を用いたものが広く実用化されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平3−129664号公報
In recent years, many portable electronic devices such as notebook portable computers, cellular phones, and camera-integrated VTRs (video tape recorders) have appeared, and their weight and size have been reduced. Accordingly, as a power source for these portable electronic devices, development of a secondary battery that is lightweight and capable of obtaining a high energy density is in progress. As a secondary battery capable of obtaining a high energy density, for example, a lithium secondary battery is known. As this lithium secondary battery, for example, a battery using a lithium composite oxide such as lithium cobaltate for the positive electrode and a carbon material such as graphite for the negative electrode has been widely put into practical use (for example, see Patent Document 1). .
Japanese Patent Laid-Open No. 3-129664

しかしながら、携帯型電子機器の利用が多くなるに従い、最近では、輸送時あるいは使用時などに高温状況下に置かれることが多くなり、それによる電池特性の低下が問題となってきた。よって、室温における特性のみならず、高温においても優れた特性を得ることができる電池の開発が望まれていた。   However, as portable electronic devices are increasingly used, recently, they are often placed under high temperature conditions during transportation or use, resulting in a problem of deterioration of battery characteristics. Accordingly, it has been desired to develop a battery capable of obtaining excellent characteristics not only at room temperature but also at high temperatures.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、優れた高温特性を発現する電池を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a battery that exhibits excellent high-temperature characteristics.

本発明による電池は、正極および負極と共に電解液を備えたものであって、正極は、平均組成が化1,化2および化3で表される正極活物質のうちの少なくとも1種を含有し、電解液は、ジフルオロエチレンカーボネートを含むものである。
(化1)
LifCogNihMnjM1k(2-m)X1n
(式中、M1は、マグネシウム(Mg),アルミニウム(Al),ホウ素(B),チタン(Ti),バナジウム(V),クロム(Cr),鉄(Fe),銅(Cu),亜鉛(Zn),ジルコニウム(Zr),モリブデン(Mo),スズ(Sn),カルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種であり、X1はフッ素(F),塩素(Cl)および臭素(Br)からなる群のうちの少なくとも1種である。f,g,h,j,k,mおよびnは、0.8≦f≦1.2、0≦g<1、0<h≦1、0≦j<1、0≦k≦0.1、g+h+j+k=1、−0. 1≦m≦0. 2、0≦n≦0.1の範囲内の値である。)
(化2)
LivMn2-wM2wxX2y
(式中、M2は、コバルト(Co),ニッケル(Ni),マグネシウム,アルミニウム,ホウ素,チタン,バナジウム,クロム,鉄,銅,亜鉛,モリブデン,スズ,カルシウム,ストロンチウムおよびタングステンからなる群のうちの少なくとも1種であり、X2はフッ素,塩素および臭素からなる群のうちの少なくとも1種である。v,w,xおよびyは、0.9≦v≦1.1、0≦w≦0.6、3.7≦x≦4.1、0≦y≦0.1の範囲内の値である。)
(化3)
LizM3PO4
(式中、M3は、コバルト,マンガン(Mn),鉄,ニッケル,マグネシウム,アルミニウム,ホウ素,チタン,バナジウム,ニオブ(Nb),銅,亜鉛,モリブデン,カルシウム,ストロンチウム,タングステンおよびジルコニウムからなる群のうちの少なくとも1種である。zは、0.9≦z≦1.1の範囲内の値である。)
A battery according to the present invention includes an electrolyte solution together with a positive electrode and a negative electrode, and the positive electrode contains at least one of positive electrode active materials whose average composition is represented by chemical formula 1, chemical formula 2 and chemical formula 3. The electrolytic solution contains difluoroethylene carbonate.
(Chemical formula 1)
Li f Co g Ni h Mn j M1 k O (2-m) X1 n
(In the formula, M1 is magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn ), Zirconium (Zr), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr) and tungsten (W), and X1 is fluorine (F), At least one member selected from the group consisting of chlorine (Cl) and bromine (Br), where f, g, h, j, k, m, and n are 0.8 ≦ f ≦ 1.2 and 0 ≦ g <. 1, 0 <h ≦ 1, 0 ≦ j <1, 0 ≦ k ≦ 0.1, g + h + j + k = 1, −0.1 ≦ m ≦ 0.2, 0 ≦ n ≦ 0.1 is there.)
(Chemical formula 2)
Li v Mn 2-w M2 w O x X2 y
(Wherein M2 is selected from the group consisting of cobalt (Co), nickel (Ni), magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper, zinc, molybdenum, tin, calcium, strontium and tungsten). X2 is at least one selected from the group consisting of fluorine, chlorine and bromine, and v, w, x and y are 0.9 ≦ v ≦ 1.1, 0 ≦ w ≦ 0. (6, 3.7 ≦ x ≦ 4.1, 0 ≦ y ≦ 0.1)
(Chemical formula 3)
Li z M3PO 4
(Wherein M3 is a group consisting of cobalt, manganese (Mn), iron, nickel, magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, niobium (Nb), copper, zinc, molybdenum, calcium, strontium, tungsten and zirconium. (Z is a value in the range of 0.9 ≦ z ≦ 1.1.)

本発明の電池では、正極が化1,化2および化3で表される正極活物質のうちの少なくとも1種を含有することから、高いエネルギー密度が得られると共に、優れた高温特性が得られる。さらに電解液にジフルオロエチレンカーボネートを含んでいるので、充放電に伴う電解液の分解が抑制される。   In the battery of the present invention, since the positive electrode contains at least one of the positive electrode active materials represented by chemical formula 1, chemical formula 2 and chemical formula 3, high energy density is obtained and excellent high temperature characteristics are obtained. . Furthermore, since difluoroethylene carbonate is contained in the electrolytic solution, decomposition of the electrolytic solution accompanying charge / discharge is suppressed.

本発明の電池によれば、正極に上述した正極活物質を含むと共に、電解液にジフルオロエチレンカーボネートを含むようにしたので、高温における化学的安定性を向上させることができ、優れた高温特性を得ることができる。   According to the battery of the present invention, the positive electrode active material described above is included in the positive electrode, and difluoroethylene carbonate is included in the electrolytic solution. Therefore, chemical stability at high temperatures can be improved, and excellent high temperature characteristics can be obtained. Obtainable.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る二次電池の断面構成を表すものである。この二次電池は、負極の容量が、リチウムの吸蔵および放出による容量成分により表されるいわゆるリチウムイオン二次電池である。この二次電池は、いわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶11の内部に、帯状の正極21と負極22とがセパレータ23を介して巻回された巻回電極体20を有している。電池缶11は、例えばニッケルのめっきがされた鉄により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶11の内部には、巻回電極体20を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板12, 13がそれぞれ配置されている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a cross-sectional configuration of the secondary battery according to the first embodiment of the present invention. This secondary battery is a so-called lithium ion secondary battery in which the capacity of the negative electrode is represented by a capacity component due to insertion and extraction of lithium. This secondary battery is a so-called cylindrical type, and a wound electrode body 20 in which a belt-like positive electrode 21 and a negative electrode 22 are wound through a separator 23 inside a substantially hollow cylindrical battery can 11. have. The battery can 11 is made of, for example, iron plated with nickel, and has one end closed and the other end open. Inside the battery can 11, a pair of insulating plates 12, 13 are arranged perpendicular to the winding peripheral surface so as to sandwich the winding electrode body 20.

電池缶11の開放端部には、電池蓋14と、この電池蓋14の内側に設けられた安全弁機構15および熱感抵抗素子(Positive Temperature Coefficient;PTC素子)16とが、ガスケット17を介してかしめられることにより取り付けられており、電池缶11の内部は密閉されている。電池蓋14は、例えば、電池缶11と同様の材料により構成されている。安全弁機構15は、熱感抵抗素子16を介して電池蓋14と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合にディスク板15Aが反転して電池蓋14と巻回電極体20との電気的接続を切断するようになっている。熱感抵抗素子16は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止するものである。ガスケット17は、例えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。   At the open end of the battery can 11, a battery lid 14, a safety valve mechanism 15 provided inside the battery lid 14 and a heat sensitive resistance element (Positive Temperature Coefficient; PTC element) 16 are interposed via a gasket 17. It is attached by caulking, and the inside of the battery can 11 is sealed. The battery lid 14 is made of, for example, the same material as the battery can 11. The safety valve mechanism 15 is electrically connected to the battery lid 14 via the heat sensitive resistance element 16, and the disk plate 15A is reversed when the internal pressure of the battery exceeds a certain level due to an internal short circuit or external heating. Thus, the electrical connection between the battery lid 14 and the wound electrode body 20 is cut off. When the temperature rises, the heat sensitive resistance element 16 limits the current by increasing the resistance value and prevents abnormal heat generation due to a large current. The gasket 17 is made of, for example, an insulating material, and asphalt is applied to the surface.

巻回電極体20の中心には例えばセンターピン24が挿入されている。巻回電極体20の正極21にはアルミニウムなどよりなる正極リード25が接続されており、負極22にはニッケルなどよりなる負極リード26が接続されている。正極リード25は安全弁機構15に溶接されることにより電池蓋14と電気的に接続されており、負極リード26は電池缶11に溶接され電気的に接続されている。   For example, a center pin 24 is inserted in the center of the wound electrode body 20. A positive electrode lead 25 made of aluminum or the like is connected to the positive electrode 21 of the spirally wound electrode body 20, and a negative electrode lead 26 made of nickel or the like is connected to the negative electrode 22. The positive electrode lead 25 is electrically connected to the battery lid 14 by being welded to the safety valve mechanism 15, and the negative electrode lead 26 is welded to and electrically connected to the battery can 11.

図2は図1に示した巻回電極体20の一部を拡大して表すものである。正極21は、例えば、対向する一対の面を有する正極集電体21Aの両面に正極活物質層21Bが設けられた構造を有している。正極集電体21Aは、例えば、アルミニウム箔,ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。   FIG. 2 shows an enlarged part of the spirally wound electrode body 20 shown in FIG. The positive electrode 21 has, for example, a structure in which a positive electrode active material layer 21B is provided on both surfaces of a positive electrode current collector 21A having a pair of opposed surfaces. The positive electrode current collector 21A is made of, for example, a metal foil such as an aluminum foil, a nickel foil, or a stainless steel foil.

正極活物質層21Bは、平均組成が化4,化5および化6で表される正極活物質のうちの少なくとも1種を含んでいる。これらの正極活物質を用いるようにすれば、高いエネルギー密度を得ることができると共に、高温特性を向上させることができるからである。なお、これらの正極活物質は、全体的に均一な組成である必要はなく、構成元素の含有量が部分的に変化していてもよい。例えば、粒子状の正極活物質を用いる場合であれば、粒子の内部と表面とで組成が異なっていてもよい。   The positive electrode active material layer 21 </ b> B includes at least one of positive electrode active materials whose average composition is represented by Chemical Formula 4, Chemical Formula 5 and Chemical Formula 6. This is because if these positive electrode active materials are used, a high energy density can be obtained and high-temperature characteristics can be improved. In addition, these positive electrode active materials do not need to have a uniform composition as a whole, and the content of the constituent elements may partially change. For example, if a particulate positive electrode active material is used, the composition may be different between the inside and the surface of the particle.

(化4)
LifCogNihMnjM1k(2-m)X1n
式中、M1は、マグネシウム,アルミニウム,ホウ素,チタン,バナジウム,クロム,鉄,銅,亜鉛,ジルコニウム,モリブデン,スズ,カルシウム,ストロンチウムおよびタングステンからなる群のうちの少なくとも1種であり、X1はフッ素,塩素および臭素からなる群のうちの少なくとも1種である。f,g,h,j,k,mおよびnは、0.8≦f≦1.2、0≦g<1、0<h≦1、0≦j<1、0≦k≦0.1、g+h+j+k=1、−0. 1≦m≦0. 2、0≦n≦0.1の範囲内の値である。すなわち、この正極活物質はリチウムとニッケルと酸素とを必須の構成元素として含むものであり、基本構造は層状岩塩構造である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、fの値は完全放電状態における値を表している。
(Chemical formula 4)
Li f Co g Ni h Mn j M1 k O (2-m) X1 n
In the formula, M1 is at least one selected from the group consisting of magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper, zinc, zirconium, molybdenum, tin, calcium, strontium, and tungsten, and X1 is fluorine. , At least one of the group consisting of chlorine and bromine. f, g, h, j, k, m and n are 0.8 ≦ f ≦ 1.2, 0 ≦ g <1, 0 <h ≦ 1, 0 ≦ j <1, 0 ≦ k ≦ 0.1. , G + h + j + k = 1, −0.1 ≦ m ≦ 0.2, 0 ≦ n ≦ 0.1. That is, this positive electrode active material contains lithium, nickel, and oxygen as essential constituent elements, and the basic structure is a layered rock salt structure. Note that the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of f represents a value in a fully discharged state.

(化5)
LivMn2-wM2wxX2y
式中、M2は、コバルト,ニッケル,マグネシウム,アルミニウム,ホウ素,チタン,バナジウム,クロム,鉄,銅,亜鉛,モリブデン,スズ,カルシウム,ストロンチウムおよびタングステンからなる群のうちの少なくとも1種であり、X2はフッ素,塩素および臭素からなる群のうちの少なくとも1種である。v,w,xおよびyは、0.9≦v≦1.1、0≦w≦0.6、3.7≦x≦4.1、0≦y≦0.1の範囲内の値である。すなわち、この正極活物質はリチウムとマンガンと酸素とを必須の構成元素として含むものであり、基本構造はスピネル構造である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、vの値は完全放電状態における値を表している。
(Chemical formula 5)
Li v Mn 2-w M2 w O x X2 y
In the formula, M2 is at least one selected from the group consisting of cobalt, nickel, magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper, zinc, molybdenum, tin, calcium, strontium, and tungsten, and X2 Is at least one member selected from the group consisting of fluorine, chlorine and bromine. v, w, x and y are values in the range of 0.9 ≦ v ≦ 1.1, 0 ≦ w ≦ 0.6, 3.7 ≦ x ≦ 4.1, 0 ≦ y ≦ 0.1. is there. That is, this positive electrode active material contains lithium, manganese, and oxygen as essential constituent elements, and the basic structure is a spinel structure. Note that the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of v represents a value in a fully discharged state.

(化6)
LizM3PO4
式中、M3は、コバルト,マンガン,鉄,ニッケル,マグネシウム,アルミニウム,ホウ素,チタン,バナジウム,ニオブ,銅,亜鉛,モリブデン,カルシウム,ストロンチウム,タングステンおよびジルコニウムからなる群のうちの少なくとも1種である。zは、0.9≦z≦1.1の範囲内の値である。すなわち、この正極活物質はリチウムとM3とリンと酸素とを必須の構成元素として含むものであり、基本構造はオリビン構造である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、zの値は完全放電状態における値を表している。
(Chemical formula 6)
Li z M3PO 4
In the formula, M3 is at least one selected from the group consisting of cobalt, manganese, iron, nickel, magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, niobium, copper, zinc, molybdenum, calcium, strontium, tungsten and zirconium. . z is a value in the range of 0.9 ≦ z ≦ 1.1. That is, this positive electrode active material contains lithium, M3, phosphorus, and oxygen as essential constituent elements, and the basic structure is an olivine structure. Note that the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of z represents a value in a fully discharged state.

このような化合物の具体例としては、リチウムニッケル複合酸化物(LifNiO2)、リチウムニッケルコバルト複合酸化物(LifCogNih2)、リチウムニッケルマンガン複合酸化物(LifNihMnj2)、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物(LifCogNihMnj2)、スピネル型構造を有するリチウムマンガン複合酸化物(LivMn24)、リチウム鉄リン酸化合物(LizFePO4)あるいはリチウム鉄マンガンリン酸化合物(LizFe1-uMnuPO4(u<1))などが挙げられる。中でも、化4に示した組成を有する化合物において、少なくともニッケルとマンガンとを含み、ニッケルの組成hとマンガンの組成jとがh≧jの関係であるものが好ましく、特に、コバルトとニッケルとマンガンとを含み、それらの組成g,h,jが1:1:1のものが好ましい。より高い特性を得ることができるからである。 Specific examples of such a compound include lithium nickel composite oxide (Li f NiO 2 ), lithium nickel cobalt composite oxide (Li f Co g Ni h O 2 ), lithium nickel manganese composite oxide (Li f Ni h Mn j O 2 ), lithium nickel cobalt manganese composite oxide (Li f Co g Ni h Mn j O 2 ), lithium manganese composite oxide having a spinel structure (Li v Mn 2 O 4 ), lithium iron phosphate compound (Li z FePO 4) and a lithium-iron-manganese phosphate compound (Li z Fe 1-u Mn u PO 4 (u <1)) and the like. Among them, the compound having the composition shown in Chemical Formula 4 preferably contains at least nickel and manganese, and the nickel composition h and the manganese composition j have a relationship of h ≧ j, and in particular, cobalt, nickel and manganese. And their composition g, h, j is preferably 1: 1: 1. This is because higher characteristics can be obtained.

正極活物質層21Bは、また、必要に応じて炭素材料などの導電材およびポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んでいてもよく、更に、他の1種または2種以上の正極活物質を混合して含んでいてもよい。他の正極活物質としては、例えば、平均組成が化7で表されるものが挙げられる。この正極活物質についても、全体的に均一な組成である必要はなく、構成元素の含有量が部分的に変化していてもよい。   The positive electrode active material layer 21 </ b> B may also contain a conductive material such as a carbon material and a binder such as polyvinylidene fluoride as necessary, and may further include one or more other positive electrode active materials. It may be mixed and contained. Examples of other positive electrode active materials include those having an average composition represented by Chemical formula 7. This positive electrode active material does not need to have a uniform composition as a whole, and the content of the constituent elements may partially change.

(化7)
LipCoqM4r(2-s)X1t
式中、M4は、マグネシウム,アルミニウム,ホウ素,チタン,バナジウム,クロム,鉄,銅,亜鉛,ジルコニウム,モリブデン,スズ,カルシウム,ストロンチウムおよびタングステンからなる群のうちの少なくとも1種であり、X1はフッ素,塩素および臭素からなる群のうちの少なくとも1種である。p,q,r,sおよびtは、0.8≦p≦1.2、0.9≦q≦1、0≦r≦0.1、q+r=1、−0. 1≦s≦0. 2、0≦t≦0.1の範囲内の値である。すなわち、この正極活物質はリチウムとコバルトと酸素とを必須の構成元素として含むものであり、基本構造は層状岩塩構造である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、pの値は完全放電状態における値を表している。
(Chemical formula 7)
Li p Co q M4 r O ( 2-s) X1 t
In the formula, M4 is at least one member selected from the group consisting of magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper, zinc, zirconium, molybdenum, tin, calcium, strontium, and tungsten, and X1 is fluorine. , At least one of the group consisting of chlorine and bromine. p, q, r, s and t are 0.8 ≦ p ≦ 1.2, 0.9 ≦ q ≦ 1, 0 ≦ r ≦ 0.1, q + r = 1, −0.1 ≦ s ≦ 0. 2, 0 ≦ t ≦ 0.1. That is, this positive electrode active material contains lithium, cobalt, and oxygen as essential constituent elements, and the basic structure is a layered rock salt structure. Note that the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of p represents a value in a fully discharged state.

平均組成が化4,化5または化6で表される正極活物質と、他の正極活物質とを混合して用いる場合には、化4,化5または化6で表される正極活物質の正極活物質全体に対する割合は、5質量%以上100質量%以下の範囲内とすることが好ましく、10質量%以上100質量%以下の範囲内、更には10質量%以上50質量%以下の範囲内とすればより好ましい。より高い効果を得ることができるからである。   When a positive electrode active material whose average composition is represented by chemical formula 4, chemical formula 5 or chemical formula 6 is mixed with another positive electrode active material, a positive electrode active material represented by chemical formula 4, chemical formula 5 or chemical formula 6 Is preferably in the range of 5% by mass to 100% by mass, more preferably in the range of 10% by mass to 100% by mass, and further in the range of 10% by mass to 50% by mass. It is more preferable if it is inside. This is because a higher effect can be obtained.

負極22は、例えば、対向する一対の面を有する負極集電体22Aの両面に負極活物質層22Bが設けられた構造を有している。負極集電体22Aは、例えば、銅箔,ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。   The negative electrode 22 has, for example, a structure in which a negative electrode active material layer 22B is provided on both surfaces of a negative electrode current collector 22A having a pair of opposed surfaces. The negative electrode current collector 22A is made of, for example, a metal foil such as a copper foil, a nickel foil, or a stainless steel foil.

負極活物質層22Bは、例えば、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか1種または2種以上を含んでいる。リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、ケイ素(Si)またはスズを構成元素として含む材料が挙げられる。ケイ素またはスズはリチウムを吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができる。   The negative electrode active material layer 22B includes, for example, any one or more of negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium as a negative electrode active material. Examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium include a material containing silicon (Si) or tin as a constituent element. Silicon or tin has a large ability to occlude and release lithium, and a high energy density can be obtained.

このような負極材料としては、具体的には、ケイ素の単体,合金,あるいは化合物、またはスズの単体,合金,あるいは化合物、またはこれらの1種あるいは2種以上の相を少なくとも一部に有する材料が挙げられる。なお、合金には2種以上の金属元素からなるものに加えて、1種以上の金属元素と1種以上の半金属元素とを含むものも含める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体,共晶(共融混合物),金属間化合物あるいはそれらのうちの2種以上が共存するものがある。   As such a negative electrode material, specifically, a simple substance, alloy, or compound of silicon, a simple substance, alloy, or compound of tin, or a material that has at least one phase of one or more of these phases Is mentioned. Note that alloys include those containing one or more metal elements and one or more metalloid elements in addition to those composed of two or more metal elements. Moreover, the nonmetallic element may be included. There are structures in which a solid solution, a eutectic (eutectic mixture), an intermetallic compound, or two or more of them coexist.

ケイ素の合金としては、例えば、ケイ素以外の第2の構成元素として、スズ,ニッケル,銅,鉄,コバルト,マンガン,亜鉛,インジウム(In),銀(Ag),チタン,ゲルマニウム(Ge),ビスマス(Bi),アンチモン(Sb)およびクロムからなる群のうちの少なくとも1種を含むものが挙げられる。スズの合金としては、例えば、スズ以外の第2の構成元素として、ケイ素,ニッケル,銅,鉄,コバルト,マンガン,亜鉛,インジウム,銀,チタン,ゲルマニウム,ビスマス,アンチモンおよびクロムからなる群のうちの少なくとも1種を含むものが挙げられる。   Examples of the silicon alloy include, as the second constituent element other than silicon, tin, nickel, copper, iron, cobalt, manganese, zinc, indium (In), silver (Ag), titanium, germanium (Ge), and bismuth. Examples include those containing at least one of the group consisting of (Bi), antimony (Sb), and chromium. As an alloy of tin, for example, as a second constituent element other than tin, among the group consisting of silicon, nickel, copper, iron, cobalt, manganese, zinc, indium, silver, titanium, germanium, bismuth, antimony and chromium The thing containing at least 1 sort (s) of these is mentioned.

ケイ素の化合物あるいはスズの化合物としては、例えば、酸素(O)あるいは炭素(C)を含むものが挙げられ、ケイ素またはスズに加えて、上述した第2の構成元素を含んでいてもよい。   Examples of the silicon compound or tin compound include those containing oxygen (O) or carbon (C), and may contain the second constituent element described above in addition to silicon or tin.

この負極材料としては、スズと、コバルトと、炭素とを構成元素として含み、炭素の含有量が9.9質量%以上29.7質量%以下であり、かつスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合Co/(Sn+Co)が30質量%以上70質量%以下であるCoSnC含有材料が好ましい。このような組成範囲において高いエネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるからである。   As this negative electrode material, tin, cobalt, and carbon are included as constituent elements, the carbon content is 9.9 mass% or more and 29.7 mass% or less, and cobalt is based on the total of tin and cobalt. A CoSnC-containing material having a ratio Co / (Sn + Co) of 30% by mass to 70% by mass is preferable. This is because a high energy density can be obtained in such a composition range, and excellent cycle characteristics can be obtained.

このCoSnC含有材料は、必要に応じて更に他の構成元素を含んでいてもよい。他の構成元素としては、例えば、ケイ素,鉄,ニッケル,クロム,インジウム,ニオブ,ゲルマニウム,チタン,モリブデン,アルミニウム,リン(P),ガリウム(Ga)またはビスマスが好ましく、2種以上を含んでいてもよい。容量またはサイクル特性を更に向上させることができるからである。   This CoSnC-containing material may further contain other constituent elements as necessary. As other constituent elements, for example, silicon, iron, nickel, chromium, indium, niobium, germanium, titanium, molybdenum, aluminum, phosphorus (P), gallium (Ga) or bismuth is preferable, and two or more kinds are included. Also good. This is because the capacity or cycle characteristics can be further improved.

なお、このCoSnC含有材料は、スズと、コバルトと、炭素とを含む相を有しており、この相は結晶性の低いまたは非晶質な構造を有していることが好ましい。また、このCoSnC含有材料では、構成元素である炭素の少なくとも一部が、他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合していることが好ましい。サイクル特性の低下はスズなどが凝集あるいは結晶化することによるものであると考えられるが、炭素が他の元素と結合することにより、そのような凝集あるいは結晶化を抑制することができる。   This CoSnC-containing material has a phase containing tin, cobalt, and carbon, and this phase preferably has a low crystallinity or an amorphous structure. In this CoSnC-containing material, it is preferable that at least a part of carbon as a constituent element is bonded to a metal element or a semimetal element as another constituent element. The decrease in cycle characteristics is considered to be due to aggregation or crystallization of tin or the like, but such aggregation or crystallization can be suppressed by combining carbon with other elements.

元素の結合状態を調べる測定方法としては、例えばX線光電子分光法(X-ray Photoelectron Spectroscopy;XPS)が挙げられる。XPSでは、炭素の1s軌道(C1s)のピークは、グラファイトであれば、金原子の4f軌道(Au4f)のピークが84.0eVに得られるようにエネルギー較正された装置において、284.5eVに現れる。また、表面汚染炭素であれば、284.8eVに現れる。これに対して、炭素元素の電荷密度が高くなる場合、例えば炭素が金属元素または半金属元素と結合している場合には、C1sのピークは、284.5eVよりも低い領域に現れる。すなわち、CoSnC含有材料について得られるC1sの合成波のピークが284.5eVよりも低い領域に現れる場合には、CoSnC含有材料に含まれる炭素の少なくとも一部が他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合している。   As a measuring method for examining the bonding state of elements, for example, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) can be cited. In XPS, the peak of the carbon 1s orbital (C1s) appears at 284.5 eV in an energy calibrated apparatus so that the peak of the gold atom 4f orbital (Au4f) is obtained at 84.0 eV if it is graphite. . Moreover, if it is surface contamination carbon, it will appear at 284.8 eV. On the other hand, when the charge density of the carbon element increases, for example, when carbon is bonded to a metal element or a metalloid element, the C1s peak appears in a region lower than 284.5 eV. That is, when the peak of the synthetic wave of C1s obtained for the CoSnC-containing material appears in a region lower than 284.5 eV, at least a part of the carbon contained in the CoSnC-containing material is a metal element or a half of other constituent elements. Combined with metal elements.

なお、XPS測定では、スペクトルのエネルギー軸の補正に、例えばC1sのピークを用いる。通常、表面には表面汚染炭素が存在しているので、表面汚染炭素のC1sのピークを284.8eVとし、これをエネルギー基準とする。XPS測定では、C1sのピークの波形は、表面汚染炭素のピークとCoSnC含有材料中の炭素のピークとを含んだ形として得られるので、例えば市販のソフトウエアを用いて解析することにより、表面汚染炭素のピークと、CoSnC含有材料中の炭素のピークとを分離する。波形の解析では、最低束縛エネルギー側に存在する主ピークの位置をエネルギー基準(284.8eV)とする。   In XPS measurement, for example, the C1s peak is used to correct the energy axis of the spectrum. Usually, since surface-contaminated carbon exists on the surface, the C1s peak of the surface-contaminated carbon is set to 284.8 eV, which is used as an energy standard. In the XPS measurement, the waveform of the C1s peak is obtained as a shape including the surface contamination carbon peak and the carbon peak in the CoSnC-containing material. For example, by analyzing using a commercially available software, the surface contamination The carbon peak and the carbon peak in the CoSnC-containing material are separated. In the waveform analysis, the position of the main peak existing on the lowest bound energy side is used as the energy reference (284.8 eV).

リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、また例えば、リチウムと合金を形成可能な他の金属元素または他の半金属元素を構成元素として含む材料を用いることもできる。このような金属元素あるいは半金属元素としては、マグネシウム,ホウ素,アルミニウム,ガリウム,インジウム,ゲルマニウム,鉛(Pb),ビスマス,カドミウム(Cd),銀,亜鉛,ハフニウム(Hf),ジルコニウム,イットリウム(Y),パラジウム(Pd)あるいは白金(Pt)が挙げられる。   As a negative electrode material capable of inserting and extracting lithium, for example, a material containing another metal element or other metalloid element capable of forming an alloy with lithium as a constituent element can also be used. Examples of such metal elements or metalloid elements include magnesium, boron, aluminum, gallium, indium, germanium, lead (Pb), bismuth, cadmium (Cd), silver, zinc, hafnium (Hf), zirconium, yttrium (Y ), Palladium (Pd) or platinum (Pt).

リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、また例えば、黒鉛,難黒鉛化性炭素あるいは易黒鉛化性炭素などの炭素材料を用いてもよく、また、これらの炭素材料と、上述した負極材料とを共に用いるようにしてもよい。炭素材料は、リチウムの吸蔵および放出に伴う結晶構造の変化が非常に少なく、例えば上述した負極材料と共に用いるようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができ、更に導電剤としても機能するので好ましい。   As a negative electrode material capable of inserting and extracting lithium, for example, a carbon material such as graphite, non-graphitizable carbon, or graphitizable carbon may be used. The negative electrode material may be used together. The carbon material has very little change in crystal structure due to insertion and extraction of lithium. For example, when used together with the negative electrode material described above, a high energy density and excellent cycle characteristics can be obtained. It is also preferable because it functions as a conductive agent.

負極活物質層22Bは、また、導電剤,結着剤あるいは粘度調整剤などの充電に寄与しない他の材料を含んでいてもよい。導電剤としては、黒鉛繊維,金属繊維あるいは金属粉末などが挙げられる。結着剤としては、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素系高分子化合物、またはスチレンブタジエンゴムあるいはエチレンプロピレンジエンゴムなどの合成ゴムなどが挙げられる。粘度調整剤としては、カルボキシメチルセルロースなどが挙げられる。   The negative electrode active material layer 22B may also include other materials that do not contribute to charging, such as a conductive agent, a binder, or a viscosity modifier. Examples of the conductive agent include graphite fiber, metal fiber, and metal powder. Examples of the binder include a fluorine-based polymer compound such as polyvinylidene fluoride, or a synthetic rubber such as styrene butadiene rubber or ethylene propylene diene rubber. Examples of the viscosity modifier include carboxymethylcellulose.

なお、本実施の形態では、正極活物質とリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料との量を調整することにより、正極活物質による充電容量よりも、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料による充電容量の方が大きくなるようにし、完全充電時においても負極22にリチウム金属が析出しないようになっている。   Note that in this embodiment, by adjusting the amount of the positive electrode active material and the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium, lithium can be stored and released rather than the charge capacity of the positive electrode active material. The charge capacity of the possible negative electrode material is increased so that lithium metal does not deposit on the negative electrode 22 even during full charge.

セパレータ23は、正極21と負極22とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものである。このセパレータ23は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンあるいはポリエチレンなどよりなる合成樹脂製の多孔質膜、またはセラミック製の多硬質膜により構成されており、これらの2種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。   The separator 23 separates the positive electrode 21 and the negative electrode 22 and allows lithium ions to pass through while preventing a short circuit of current due to contact between the two electrodes. The separator 23 is made of, for example, a porous film made of synthetic resin made of polytetrafluoroethylene, polypropylene, polyethylene or the like, or a multi-hard film made of ceramic, and these two or more kinds of porous films are laminated. It may be made the structure.

セパレータ23には、電解液が含浸されている。電解液は、例えば、溶媒と、この溶媒に溶解された電解質塩とを含んでおり、溶媒には、ジフルオロエチレンカーボネートが含まれている。   The separator 23 is impregnated with an electrolytic solution. The electrolytic solution contains, for example, a solvent and an electrolyte salt dissolved in the solvent, and the solvent contains difluoroethylene carbonate.

ジフルオロエチレンカーボネートとしては、例えば、4,4−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、シス−4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンあるいはトランス−4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンが挙げられる。中でも、トランス−4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンが好ましい。より高い効果を得ることができるからである。   Examples of the difluoroethylene carbonate include 4,4-difluoro-1,3-dioxolan-2-one, cis-4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one, and trans-4,5-difluoro- 1,3-dioxolan-2-one may be mentioned. Of these, trans-4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one is preferred. This is because a higher effect can be obtained.

溶媒としては、上記のほかに、他の1種または2種以上の溶媒を混合して用いてもよい。他の溶媒としては、例えば、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸メチルエチル、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、炭酸ビニレン、4−ビニル−1,3−ジオキソラン−2−オン、ジメチルエーテル、アセトニトリル、プトピオニトリル、酢酸エステル、酪酸エステル、あるいはプロピオン酸エステルなどの非水溶媒が挙げられる。中でも、炭酸ビニレンと混合して用いるようにすればより好ましい。高温における化学的安定性をより向上させることができるからである。また、炭酸ジメチル,炭酸ジエチルあるいは炭酸メチルエチルなどの粘度が1mPa・s以下である低粘度溶媒と混合して用いるようにしても好ましい。イオン伝導性をより向上させることができるからである。   As the solvent, in addition to the above, one or more other solvents may be mixed and used. Examples of other solvents include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, vinylene carbonate, 4-vinyl-1,3-dioxolan-2-one, dimethyl ether, acetonitrile, ptopionitrile, acetate ester, butyrate ester, propionate ester, etc. The nonaqueous solvent of these is mentioned. Among these, it is more preferable to use a mixture with vinylene carbonate. This is because the chemical stability at high temperatures can be further improved. It is also preferable to use a mixture with a low-viscosity solvent having a viscosity of 1 mPa · s or less, such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, or methyl ethyl carbonate. This is because the ion conductivity can be further improved.

電解質塩としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)、六フッ化ヒ酸リチウム(LiAsF6)、過塩素酸リチウム(LiClO4)、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(CF3SO3Li)、ビス[トリフルオロメタンスルホニル]イミドリチウム((CF3SO22NLi)、トリス[トリフルオロメタンスルホニル]メチルリチウム((CF3SO23CLi)、ビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミドリチウム((C25SO22NLi)、あるいはリチウムビスオキサレートボレート(LiB(C242)などのリチウム塩が挙げられる。電解質塩は、いずれか1種を単独で用いてもよいが、2種以上を混合して用いてもよい。 Examples of the electrolyte salt include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF 6 ), lithium perchlorate (LiClO 4 ), trifluoro. Lithium methanesulfonate (CF 3 SO 3 Li), bis [trifluoromethanesulfonyl] imidolithium ((CF 3 SO 2 ) 2 NLi), tris [trifluoromethanesulfonyl] methyl lithium ((CF 3 SO 2 ) 3 CLi), Examples thereof include lithium salts such as bis (pentafluoroethanesulfonyl) imidolithium ((C 2 F 5 SO 2 ) 2 NLi) or lithium bisoxalate borate (LiB (C 2 O 4 ) 2 ). Any one electrolyte salt may be used alone, or two or more electrolyte salts may be mixed and used.

この二次電池は、例えば、次のようにして製造することができる。   For example, the secondary battery can be manufactured as follows.

まず、例えば、正極集電体21Aに正極活物質層21Bを形成し正極21を作製する。正極活物質層21Bは、例えば、上述した正極活物質の粉末と導電剤と結着剤とを混合して正極合剤を調製したのち、この正極合剤をN−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーとし、この正極合剤スラリーを正極集電体21Aに塗布し乾燥させ、圧縮成型することにより形成する。また、例えば、正極21と同様にして、負極集電体22Aに負極活物質層22Bを形成し負極22を作製する。   First, for example, the positive electrode active material layer 21B is formed on the positive electrode current collector 21A to produce the positive electrode 21. The positive electrode active material layer 21B is prepared, for example, by mixing the above-described positive electrode active material powder, a conductive agent, and a binder to prepare a positive electrode mixture. The positive electrode mixture is then mixed with N-methyl-2-pyrrolidone or the like. It is formed by dispersing in a solvent to obtain a paste-like positive electrode mixture slurry, applying the positive electrode mixture slurry to the positive electrode current collector 21A, drying, and compression molding. Further, for example, in the same manner as the positive electrode 21, the negative electrode active material layer 22 </ b> B is formed on the negative electrode current collector 22 </ b> A to produce the negative electrode 22.

次いで、正極集電体21Aに正極リード25を溶接などにより取り付けると共に、負極集電体22Aに負極リード26を溶接などにより取り付ける。続いて、正極21と負極22とをセパレータ23を介して巻回し、正極リード25の先端部を安全弁機構15に溶接すると共に、負極リード26の先端部を電池缶11に溶接して、巻回した正極21および負極22を一対の絶縁板12,13で挟み電池缶11の内部に収納する。正極21および負極22を電池缶11の内部に収納したのち、ジフルオロエチレンカーボネートを含む電解液を電池缶11の内部に注入し、セパレータ23に含浸させる。そののち、電池蓋14,安全弁機構15および熱感抵抗素子16を電池缶11の開口端部にてガスケット17を介してかしめることにより固定する。これにより、図1および図2に示した二次電池が完成する。   Next, the positive electrode lead 25 is attached to the positive electrode current collector 21A by welding or the like, and the negative electrode lead 26 is attached to the negative electrode current collector 22A by welding or the like. Subsequently, the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are wound through the separator 23, and the tip of the positive electrode lead 25 is welded to the safety valve mechanism 15, and the tip of the negative electrode lead 26 is welded to the battery can 11. The positive electrode 21 and the negative electrode 22 are sandwiched between a pair of insulating plates 12 and 13 and stored in the battery can 11. After the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are accommodated in the battery can 11, an electrolytic solution containing difluoroethylene carbonate is injected into the battery can 11 and impregnated in the separator 23. After that, the battery lid 14, the safety valve mechanism 15 and the heat sensitive resistance element 16 are fixed by caulking through the gasket 17 at the opening end of the battery can 11. Thereby, the secondary battery shown in FIGS. 1 and 2 is completed.

この二次電池では、充電を行うと、例えば、正極21からリチウムイオンが放出され、電解液を介して負極22に吸蔵される。一方、放電を行うと、例えば、負極22からリチウムイオンが放出され、電解液を介して正極21に吸蔵される。その際、正極21に上述した正極活物質を含有することから、高いエネルギー密度が得られると共に、高い高温特性が得られる。さらに電解液にジフルオロエチレンカーボネートを含むので、電極表面上に緻密な被膜が形成され、電解液の分解を抑制すると共に、高温においても高い化学的安定性が得られる。   In the secondary battery, when charged, for example, lithium ions are extracted from the positive electrode 21 and inserted in the negative electrode 22 through the electrolytic solution. On the other hand, when discharging is performed, for example, lithium ions are extracted from the negative electrode 22 and inserted in the positive electrode 21 through the electrolytic solution. In that case, since the positive electrode active material mentioned above is contained in the positive electrode 21, a high energy density is obtained and a high temperature characteristic is obtained. Furthermore, since difluoroethylene carbonate is contained in the electrolytic solution, a dense coating is formed on the electrode surface, suppressing decomposition of the electrolytic solution and obtaining high chemical stability even at high temperatures.

このように本実施の形態によれば、正極21に平均組成が化4,化5および化6で表される正極活物質のうち少なくとも1種を含有すると共に、電解液にジフルオロエチレンカーボネートを含むようにしたので、高温における化学的安定性を向上させることができ、優れた高温特性を得ることができる。   Thus, according to the present embodiment, the positive electrode 21 contains at least one of the positive electrode active materials whose average composition is represented by chemical formula 4, chemical formula 5 and chemical formula 6, and the electrolytic solution contains difluoroethylene carbonate. As a result, chemical stability at high temperatures can be improved, and excellent high temperature characteristics can be obtained.

次に、本発明の他の実施の形態を説明するが、第1の実施の形態と共通の構成要素については、同一符号を付して、その説明は省略する。   Next, other embodiments of the present invention will be described. Components that are the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

(第2の実施の形態)
第2の実施の形態に係る二次電池は、負極活物質層22Bが気相法,液相法あるいは焼成法、またはそれらの2以上の方法を用いて形成されたものを有するものである。この二次電池は、これらの方法のうちいずれかで形成された負極活物質層22Bを有することを除き、他は第1の実施の形態と同様の構成、作用および効果を有しており、同様にして製造することができる。
(Second Embodiment)
The secondary battery according to the second embodiment has a negative electrode active material layer 22B formed using a vapor phase method, a liquid phase method, a firing method, or two or more of these methods. The secondary battery has the same configuration, operation, and effects as those of the first embodiment except that the secondary battery has the negative electrode active material layer 22B formed by any of these methods. It can be manufactured in the same manner.

負極集電体22Aの両面に形成された負極活物質層22Bは、負極集電体22Aとの界面の少なくとも一部において合金化していることが好ましい。具体的には、界面において負極集電体22Aの構成元素が負極活物質層22Bに、または負極活物質の構成元素が負極集電体22Aに、またはそれらが互いに拡散していることが好ましい。充放電に伴う負極活物質層22Bの膨張・収縮による破壊を抑制することができると共に、負極活物質層22Bと負極集電体22Aとの間の電子伝導性を向上させることができるからである。   The negative electrode active material layers 22B formed on both surfaces of the negative electrode current collector 22A are preferably alloyed at least at a part of the interface with the negative electrode current collector 22A. Specifically, it is preferable that the constituent element of the negative electrode current collector 22A is diffused in the negative electrode active material layer 22B, the constituent element of the negative electrode active material is diffused in the negative electrode current collector 22A, or they are mutually diffused at the interface. This is because breakage due to expansion / contraction of the negative electrode active material layer 22B due to charging / discharging can be suppressed, and electronic conductivity between the negative electrode active material layer 22B and the negative electrode current collector 22A can be improved. .

また、気相法としては、例えば、物理堆積法あるいは化学堆積法を用いることができ、具体的には、真空蒸着法,スパッタ法,イオンプレーティング法,レーザーアブレーション法,熱化学気相成長(CVD;Chemical Vapor Deposition )法,プラズマ化学気相成長法あるいは溶射法などが挙げられる。液相法としては、電気鍍金あるいは無電解鍍金などの公知の手法を用いることができる。焼成法というのは、例えば、粒子状の負極活物質を結着材などと混合して溶剤に分散させ、塗布したのち、結着材などの融点よりも高い温度で熱処理する方法である。焼成法に関しても公知の手法が利用可能であり、例えば、雰囲気焼成法,反応焼成法あるいはホットプレス焼成法が挙げられる。   Further, as the vapor phase method, for example, a physical deposition method or a chemical deposition method can be used. Specifically, a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a laser ablation method, a thermal chemical vapor deposition ( Examples include CVD (Chemical Vapor Deposition), plasma chemical vapor deposition, and thermal spraying. As the liquid phase method, a known method such as electroplating or electroless plating can be used. The firing method is, for example, a method in which a particulate negative electrode active material is mixed with a binder, dispersed in a solvent, applied, and then heat-treated at a temperature higher than the melting point of the binder. A known method can also be used for the firing method, for example, an atmospheric firing method, a reactive firing method, or a hot press firing method.

上述の方法で形成される負極活物質層22Bは、例えば、ケイ素またはスズを構成元素として含む負極活物質を含有している。具体的には、例えば、ケイ素の単体,合金,あるいは化合物、またはスズの単体,合金,あるいは化合物を含有しており、それらの2種以上を含有していてもよい。   The negative electrode active material layer 22B formed by the above-described method contains, for example, a negative electrode active material containing silicon or tin as a constituent element. Specifically, for example, it contains a simple substance, an alloy, or a compound of silicon, or a simple substance, an alloy, or a compound of tin, and may contain two or more of them.

(第3の実施の形態)
第3の実施の形態に係る二次電池は、負極22の容量がリチウムの析出および溶解による容量成分により表される、いわゆるリチウム金属二次電池である。この二次電池は、負極活物質層22Bをリチウム金属により構成したことを除き、他は第1の実施の形態と同様の構成および効果を有しており、同様にして製造することができる。
(Third embodiment)
The secondary battery according to the third embodiment is a so-called lithium metal secondary battery in which the capacity of the negative electrode 22 is represented by a capacity component due to precipitation and dissolution of lithium. This secondary battery has the same configuration and effects as those of the first embodiment except that the negative electrode active material layer 22B is made of lithium metal, and can be manufactured in the same manner.

すなわち、この二次電池は、負極活物質としてリチウム金属を用いており、これにより高いエネルギー密度を得ることができるようになっている。負極活物質層22Bは、組み立て時から既に有するように構成してもよいが、組み立て時には存在せず、充電時に析出したリチウム金属により構成するようにしてもよい。また、負極活物質層22Bを集電体としても利用し、負極集電体22Aを削除するようにしてもよい。   That is, this secondary battery uses lithium metal as a negative electrode active material, and thereby can obtain a high energy density. The negative electrode active material layer 22B may be configured to be already provided from the time of assembly, but may be configured by lithium metal which is not present at the time of assembly and is deposited during charging. Alternatively, the negative electrode active material layer 22B may be used as a current collector, and the negative electrode current collector 22A may be deleted.

この二次電池では、充電を行うと、例えば、正極21からリチウムイオンが放出され、電解液を介して、負極集電体22Aの表面にリチウム金属となって析出する。放電を行うと、例えば、負極活物質層22Bからリチウム金属がリチウムイオンとなって溶出し、電解液を介して正極21に吸蔵される。この二次電池においても、正極21に上述した正極活物質を用いると共に、電解液にジフルオロエチレンカーボネートを含むことにより、高温において高い化学的安定性を得られる。   In the secondary battery, when charged, for example, lithium ions are extracted from the positive electrode 21 and deposited as lithium metal on the surface of the negative electrode current collector 22A through the electrolytic solution. When the discharge is performed, for example, lithium metal is eluted as lithium ions from the negative electrode active material layer 22B, and is occluded in the positive electrode 21 through the electrolytic solution. Also in this secondary battery, high chemical stability can be obtained at high temperature by using the positive electrode active material described above for the positive electrode 21 and including difluoroethylene carbonate in the electrolytic solution.

(第4の実施の形態)
図3は、第4の実施の形態に係る二次電池の構成を表すものである。この二次電池は、いわゆるラミネートフィルム型といわれるものであり、正極リード31および負極リード32が取り付けられた巻回電極体30をフィルム状の外装部材40の内部に収容したものである。
(Fourth embodiment)
FIG. 3 shows the configuration of the secondary battery according to the fourth embodiment. This secondary battery is a so-called laminate film type, and has a wound electrode body 30 to which a positive electrode lead 31 and a negative electrode lead 32 are attached accommodated in a film-shaped exterior member 40.

正極リード31および負極リード32は、それぞれ、外装部材40の内部から外部に向かい例えば同一方向に導出されている。正極リード31および負極リード32は、例えば、アルミニウム,銅,ニッケルあるいはステンレスなどの金属材料によりそれぞれ構成されており、それぞれ薄板状または網目状とされている。   The positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are led out from the inside of the exterior member 40 to the outside, for example, in the same direction. The positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are each made of a metal material such as aluminum, copper, nickel, or stainless steel, and each have a thin plate shape or a mesh shape.

外装部材40は、例えば、ナイロンフィルム,アルミニウム箔およびポリエチレンフィルムをこの順に貼り合わせた矩形状のアルミラミネートフィルムにより構成されている。外装部材40は、例えば、ポリエチレンフィルム側と巻回電極体30とが対向するように配設されており、各外縁部が融着あるいは接着剤により互いに密着されている。外装部材40と正極リード31および負極リード32との間には、外気の侵入を防止するための密着フィルム41が挿入されている。密着フィルム41は、正極リード31および負極リード32に対して密着性を有する材料、例えば、ポリエチレン,ポリプロピレン,変性ポリエチレンあるいは変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂により構成されている。   The exterior member 40 is made of, for example, a rectangular aluminum laminated film in which a nylon film, an aluminum foil, and a polyethylene film are bonded together in this order. For example, the exterior member 40 is disposed so that the polyethylene film side and the wound electrode body 30 face each other, and the outer edge portions are in close contact with each other by fusion bonding or an adhesive. An adhesive film 41 is inserted between the exterior member 40 and the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 to prevent intrusion of outside air. The adhesion film 41 is made of a material having adhesion to the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32, for example, a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, modified polyethylene, or modified polypropylene.

なお、外装部材40は、上述したアルミラミネートフィルムに代えて、他の構造を有するラミネートフィルム,ポリプロピレンなどの高分子フィルムあるいは金属フィルムにより構成するようにしてもよい。   The exterior member 40 may be made of a laminated film having another structure, a polymer film such as polypropylene, or a metal film instead of the above-described aluminum laminated film.

図4は、図3に示した巻回電極体30のI−I線に沿った断面構造を表すものである。電極巻回体30は、正極33と負極34とをセパレータ35および電解質層36を介して積層し、巻回したものであり、最外周部は保護テープ37により保護されている。   FIG. 4 shows a cross-sectional structure taken along line II of the spirally wound electrode body 30 shown in FIG. The electrode winding body 30 is obtained by laminating a positive electrode 33 and a negative electrode 34 via a separator 35 and an electrolyte layer 36 and winding them, and the outermost periphery is protected by a protective tape 37.

正極33は、正極集電体33Aの両面に正極活物質層33Bが設けられた構造を有している。負極34は、負極集電体34Aの両面に負極活物質層34Bが設けられた構造を有しており、負極活物質層34Bと正極活物質層33Bとが対向するように配置されている。正極集電体33A,正極活物質層33B,負極集電体34A,負極活物質層34Bおよびセパレータ35の構成は、上述した第1ないし第4の二次電池における正極集電体21A,正極活物質層21B,負極集電体22A,負極活物質層22Bおよびセパレータ23と同様である。   The positive electrode 33 has a structure in which a positive electrode active material layer 33B is provided on both surfaces of a positive electrode current collector 33A. The negative electrode 34 has a structure in which a negative electrode active material layer 34B is provided on both surfaces of a negative electrode current collector 34A, and the negative electrode active material layer 34B and the positive electrode active material layer 33B are arranged to face each other. The configuration of the positive electrode current collector 33A, the positive electrode active material layer 33B, the negative electrode current collector 34A, the negative electrode active material layer 34B, and the separator 35 is the same as that of the positive electrode current collector 21A, positive electrode active This is the same as the material layer 21B, the negative electrode current collector 22A, the negative electrode active material layer 22B, and the separator 23.

電解質層36は、電解液と、この電解液を保持する保持体となる高分子化合物とを含み、いわゆるゲル状となっている。ゲル状の電解質は高いイオン伝導率を得ることができると共に、電池の漏液を防止することができるので好ましい。電解液の構成は、第1の実施の形態と同様である。高分子化合物としては、例えば、ポリエチレンオキサイドあるいはポリエチレンオキサイドを含む架橋体などのエーテル系高分子化合物、ポリメタクリレートなどのエステル系高分子化合物あるいはアクリレート系高分子化合物、またはポリフッ化ビニリデンあるいはフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体などのフッ化ビニリデンの重合体が挙げられ、これらのうちのいずれか1種または2種以上が混合して用いられる。特に、酸化還元安定性の観点からは、フッ化ビニリデンの重合体などのフッ素系高分子化合物を用いることが望ましい。   The electrolyte layer 36 includes an electrolytic solution and a polymer compound serving as a holding body that holds the electrolytic solution, and has a so-called gel shape. A gel electrolyte is preferable because high ion conductivity can be obtained and battery leakage can be prevented. The configuration of the electrolytic solution is the same as that of the first embodiment. Examples of the polymer compound include, for example, an ether polymer compound such as polyethylene oxide or a crosslinked product containing polyethylene oxide, an ester polymer compound such as polymethacrylate, or an acrylate polymer compound, or polyvinylidene fluoride or vinylidene fluoride. Examples thereof include polymers of vinylidene fluoride such as a copolymer with hexafluoropropylene, and any one of these or a mixture of two or more thereof is used. In particular, from the viewpoint of redox stability, it is desirable to use a fluorine-based polymer compound such as a vinylidene fluoride polymer.

この二次電池は、例えば、次のようにして製造することができる。   For example, the secondary battery can be manufactured as follows.

まず、正極33および負極34のそれぞれに、電解液と、高分子化合物と、混合溶剤とを含む前駆溶液を塗布し、混合溶剤を揮発させて電解質層36を形成する。次いで、正極集電体33Aに正極リード31を取り付けると共に、負極集電体34Aに負極リード32を取り付ける。続いて、電解質層36が形成された正極33と負極34とをセパレータ35を介して積層し積層体としたのち、この積層体をその長手方向に巻回して、最外周部に保護テープ37を接着して巻回電極体30を形成する。そののち、例えば、外装部材40の間に巻回電極体30を挟み込み、外装部材40の外縁部同士を熱融着などにより密着させて封入する。その際、正極リード31および負極リード32と外装部材40との間には密着フィルム41を挿入する。これにより、図3,4に示した二次電池が完成する。   First, a precursor solution containing an electrolytic solution, a polymer compound, and a mixed solvent is applied to each of the positive electrode 33 and the negative electrode 34, and the mixed solvent is volatilized to form the electrolyte layer 36. Next, the positive electrode lead 31 is attached to the positive electrode current collector 33A, and the negative electrode lead 32 is attached to the negative electrode current collector 34A. Subsequently, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 on which the electrolyte layer 36 is formed are laminated via a separator 35 to form a laminated body, and then the laminated body is wound in the longitudinal direction, and the protective tape 37 is attached to the outermost peripheral portion. The wound electrode body 30 is formed by bonding. After that, for example, the wound electrode body 30 is sandwiched between the exterior members 40, and the outer edge portions of the exterior members 40 are sealed and sealed by thermal fusion or the like. At that time, the adhesion film 41 is inserted between the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 and the exterior member 40. Thereby, the secondary battery shown in FIGS. 3 and 4 is completed.

また、この二次電池は、次のようにして作製してもよい。まず、上述したようにして正極33および負極34を作製し、正極33および負極34に正極リード31および負極リード32を取り付けたのち、正極33と負極34とをセパレータ35を介して積層して巻回し、最外周部に保護テープ37を接着して、巻回電極体30の前駆体である巻回体を形成する。次いで、この巻回体を外装部材40に挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とし、外装部材40の内部に収納する。続いて、電解液と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤などの他の材料とを含む電解質用組成物を用意し、外装部材40の内部に注入したのち、外装部材40の開口部を熱融着して密封する。そののち、熱を加えてモノマーを重合させて高分子化合物とすることによりゲル状の電解質層36を形成し、図3および図4に示した二次電池を組み立てる。   Further, this secondary battery may be manufactured as follows. First, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are prepared as described above, and after the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are attached to the positive electrode 33 and the negative electrode 34, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are stacked via the separator 35 and wound. Rotate and adhere the protective tape 37 to the outermost periphery to form a wound body that is a precursor of the wound electrode body 30. Next, the wound body is sandwiched between the exterior members 40, and the outer peripheral edge portion excluding one side is heat-sealed to form a bag shape, and is stored inside the exterior member 40. Subsequently, an electrolyte composition including an electrolytic solution, a monomer that is a raw material of the polymer compound, a polymerization initiator, and other materials such as a polymerization inhibitor as necessary is prepared, and the interior of the exterior member 40 Then, the opening of the exterior member 40 is heat-sealed and sealed. Thereafter, heat is applied to polymerize the monomer to obtain a polymer compound, thereby forming a gel electrolyte layer 36, and assembling the secondary battery shown in FIGS.

この二次電池の作用および効果は、上述した第1ないし第3の実施の形態と同様である。   The operation and effect of the secondary battery are the same as those in the first to third embodiments described above.

更に、本発明の具体的な実施例について詳細に説明する。   Further, specific embodiments of the present invention will be described in detail.

(実施例1−1〜1−28、比較例1−1〜1−29)
図1,2に示した円筒型の二次電池を作製した。まず、正極活物質として、平均組成が化4で表されるLiCogNihMnjM1k2X1nで表されるものを用意し、実施例1−1〜1−28でその組成を表1に示したように変化させた。次いで、この正極活物質91質量部と、導電材として人造黒鉛6質量部と、結着材としてポリフッ化ビニリデン3質量部とを混合し、溶剤であるN−メチル−2−ピロリドンに分散させて正極合剤スラリーとした。続いて、この正極合剤スラリーをアルミニウム箔よりなる正極集電体21Aの両面に均一に塗布して乾燥させ、圧縮成型して正極活物質層21Bを形成し正極21を作製した。そののち、正極集電体21Aの一端にアルミニウム製の正極リード25を取り付けた。
(Examples 1-1 to 1-28, Comparative examples 1-1 to 1-29)
The cylindrical secondary battery shown in FIGS. First, as the positive electrode active material, a material represented by LiCo g Ni h Mn j M1 k O 2 X1 n whose average composition is represented by the chemical formula 4 is prepared, and the composition is determined in Examples 1-1 to 1-28. Changes were made as shown in Table 1. Next, 91 parts by mass of the positive electrode active material, 6 parts by mass of artificial graphite as a conductive material, and 3 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a binder are mixed and dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent. A positive electrode mixture slurry was obtained. Subsequently, the positive electrode mixture slurry was uniformly applied to both surfaces of a positive electrode current collector 21A made of an aluminum foil, dried, and compression-molded to form a positive electrode active material layer 21B, thereby producing the positive electrode 21. After that, an aluminum positive electrode lead 25 was attached to one end of the positive electrode current collector 21A.

また、銅箔よりなる負極集電体22Aに、電子ビーム蒸着法によりケイ素よりなる負極活物質層22Bを形成することにより、負極22を作製した。そののち、負極集電体22Aの一端にニッケル製の負極リード26を取り付けた。なお、正極活物質とケイ素との充填量を調節し、充電の途中で負極22にリチウム金属が析出しないようにした。   Moreover, the negative electrode 22 was produced by forming the negative electrode active material layer 22B which consists of silicon by the electron beam vapor deposition method in 22 A of negative electrode collectors which consist of copper foil. After that, a nickel negative electrode lead 26 was attached to one end of the negative electrode current collector 22A. The filling amount of the positive electrode active material and silicon was adjusted so that lithium metal was not deposited on the negative electrode 22 during charging.

次いで、ポリプロピレン−ポリエチレン−ポリプロピレンからなる3層構造のセパレータ23を用意し、負極22,セパレータ23,正極21,セパレータ23の順に積層して渦巻状に多数回巻回し、巻回電極体20を作製した。続いて、巻回電極体20を一対の絶縁板12,13で挟み、負極リード26を電池缶11に溶接すると共に、正極リード25を安全弁機構15に溶接して、巻回電極体20を電池缶11の内部に収納した。そののち、電池缶11の内部に電解液を減圧方式により注入した。電解液には、ジフルオロエチレンカーボネート(DFEC)10質量%と、炭酸エチレン(EC)40質量%と、炭酸ジメチル(DMC)50質量%とを混合した溶媒に、電解質塩として六フッ化リン酸リチウムとを1mol/dm3の濃度で溶解させたものを用いた。電解液を注入したのち、電池缶11をかしめて電池蓋14を固定し、密閉することにより実施例1−1〜1−28の二次電池を得た。 Next, a separator 23 having a three-layer structure made of polypropylene-polyethylene-polypropylene is prepared, and the negative electrode 22, the separator 23, the positive electrode 21, and the separator 23 are laminated in this order and wound many times in a spiral shape to produce a wound electrode body 20. did. Subsequently, the wound electrode body 20 is sandwiched between the pair of insulating plates 12 and 13, the negative electrode lead 26 is welded to the battery can 11, and the positive electrode lead 25 is welded to the safety valve mechanism 15. The can 11 was stored inside. After that, an electrolytic solution was injected into the battery can 11 by a reduced pressure method. For the electrolyte, lithium hexafluorophosphate as an electrolyte salt in a solvent in which 10% by mass of difluoroethylene carbonate (DFEC), 40% by mass of ethylene carbonate (EC), and 50% by mass of dimethyl carbonate (DMC) were mixed. Was dissolved at a concentration of 1 mol / dm 3 . After injecting the electrolytic solution, the battery can 11 was caulked to fix the battery lid 14 and hermetically sealed to obtain secondary batteries of Examples 1-1 to 1-28.

本実施例に対する比較例1−1として、正極活物質としてLiCoO2を用いたことを除き、他は本実施例と同様にして二次電池を作製した。また比較例1−2〜1−29として、溶媒にジフルオロエチレンカーボネートの代わりにフルオロエチレンカーボネート(FEC)を用いたことを除き、他は本実施例と同様にして二次電池を作製した。その際、比較例1−2〜1−29の正極活物質には、実施例1−1〜1−28と同一のものをそれぞれ対応させて用いた。 As Comparative Example 1-1 for this example, a secondary battery was fabricated in the same manner as in this example, except that LiCoO 2 was used as the positive electrode active material. Further, as Comparative Examples 1-2 to 1-29, secondary batteries were fabricated in the same manner as in this example, except that fluoroethylene carbonate (FEC) was used instead of difluoroethylene carbonate as a solvent. At that time, the same positive electrode active materials as those of Examples 1-1 to 1-28 were used as the positive electrode active materials of Comparative Examples 1-2 to 1-29.

作製した実施例1−1〜1−28および比較例1−1〜1−29の二次電池について、高温連続充電後の容量回復率を調べた。具体的には、まず、60℃で充放電を10サイクル繰り返し、10サイクル目の放電容量を連続充電前の容量として求めたのち、60℃において連続充電を200時間行い、続いて60℃で放電を行って連続充電後の容量を求め、連続充電前の容量に対する連続充電後の容量の割合、すなわち(連続充電後の容量/連続充電前の容量)×100を求めた。なお、充放電において連続充電以外は同一の条件とし、充電は1mA/cm2 の定電流密度で電池電圧が4.2Vに達するまで行ったのち、4.2Vの定電圧で電流密度が0.02mA/cm2 に達するまで行い、放電は1mA/cm2 の定電流密度で電池電圧が2.5Vに達するまで行った。連続充電は、充電は1mA/cm2 の定電流密度で電池電圧が4.2Vに達するまで行ったのち、4.2Vの定電圧で充電の総時間が200時間に達するまで行った。得られた結果を表1,2に示す。 For the fabricated secondary batteries of Examples 1-1 to 1-28 and Comparative Examples 1-1 to 1-29, the capacity recovery rate after high-temperature continuous charging was examined. Specifically, charging / discharging is repeated 10 cycles at 60 ° C. First, the discharge capacity at the 10th cycle is determined as the capacity before continuous charging, and then continuous charging is performed at 60 ° C. for 200 hours, followed by discharging at 60 ° C. The capacity after continuous charging was determined, and the ratio of the capacity after continuous charging to the capacity before continuous charging, that is, (capacity after continuous charging / capacity before continuous charging) × 100 was determined. The charging and discharging are performed under the same conditions except for continuous charging, and charging is performed at a constant current density of 1 mA / cm 2 until the battery voltage reaches 4.2 V, and then the current density is set at 0.2 V at a constant voltage of 4.2 V. performed until a 02mA / cm 2, discharge was performed until the battery voltage reached 2.5V at a constant current density of 1 mA / cm 2. The continuous charging was performed until the battery voltage reached 4.2 V at a constant current density of 1 mA / cm 2 until the total charging time reached 200 hours at a constant voltage of 4.2 V. The obtained results are shown in Tables 1 and 2.

Figure 2008053054
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Figure 2008053054
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表1,2に示したように、実施例1−1〜1−25によれば、電解液にフルオロエチレンカーボネートを添加した比較例1−2〜1−26、および正極活物質にLiCoO2を用いた比較例1−1に比べて、高温連続充電後の容量回復率を向上させることができた。また、正極活物質にM1またはX1を添加した実施例1−26〜1−28についても、実施例1−12と同様に優れた特性を得ることができた。すなわち、平均組成が化4で表される正極活物質を用いると共に、電解液にジフルオロエチレンカーボネートを用いるようにすれば、高温特性を向上させることができることがわかった。 As shown in Tables 1 and 2, according to Examples 1-1 to 1-25, Comparative Examples 1-2 to 1-26 in which fluoroethylene carbonate was added to the electrolytic solution, and LiCoO 2 to the positive electrode active material. Compared to Comparative Example 1-1 used, the capacity recovery rate after high-temperature continuous charging could be improved. Moreover, also about Examples 1-26 to 1-28 which added M1 or X1 to the positive electrode active material, the outstanding characteristic was able to be obtained similarly to Example 1-12. That is, it was found that high temperature characteristics can be improved by using a positive electrode active material having an average composition represented by Chemical Formula 4 and using difluoroethylene carbonate in the electrolyte.

また、実施例1−1〜1−24を比較すると、ニッケルの組成hを減少させ、マンガンの組成jを増加させるに従い、h>jの範囲内において容量回復率は向上し、h<jとなると低下する傾向が見られた。更に、コバルトとニッケルとマンガンとの組成g,h,jが1:1:1の実施例1−12において最も高い特性が得られた。すなわち、化4においてh≧jの範囲内の正極活物質を用いるようにすれば好ましく、g:h:j=1:1:1の正極活物質を用いるようにすればより好ましいことがわかった。   Further, comparing Examples 1-1 to 1-24, as the nickel composition h is decreased and the manganese composition j is increased, the capacity recovery rate is improved within the range of h> j, and h <j. The tendency to decrease was seen. Furthermore, the highest characteristics were obtained in Example 1-12 in which the compositions g, h, and j of cobalt, nickel, and manganese were 1: 1: 1. That is, it is preferable to use a positive electrode active material in the range of h ≧ j in Chemical Formula 4, and it is more preferable to use a positive electrode active material of g: h: j = 1: 1: 1. .

(実施例2−1〜2−28、比較例2−1〜2−28)
実施例2−1〜2−28では、表3に示したように、溶媒の組成比をジフルオロエチレンカーボネート5質量%と、炭酸エチレン45質量%と、炭酸ジメチル50質量%としたことを除き、他は実施例1−1〜1−28と同様にして二次電池を作成した。
(Examples 2-1 to 2-28, Comparative Examples 2-1 to 2-28)
In Examples 2-1 to 2-28, as shown in Table 3, except that the composition ratio of the solvent was 5% by mass of difluoroethylene carbonate, 45% by mass of ethylene carbonate, and 50% by mass of dimethyl carbonate, Others were made in the same manner as in Examples 1-1 to 1-28, and secondary batteries were made.

本実施例に対する比較例2−1〜2−28として、溶媒にジフルオロエチレンカーボネートの代わりにフルオロエチレンカーボネートを用いたことを除き、他は本実施例と同様にして二次電池を作製した。その際、比較例2−1〜2−28の正極活物質には、実施例2−1〜2−28と同一のものをそれぞれ対応させて用いた。   As Comparative Examples 2-1 to 2-28 for this example, secondary batteries were fabricated in the same manner as in this example, except that fluoroethylene carbonate was used instead of difluoroethylene carbonate as the solvent. At that time, the same positive electrode active materials as those of Examples 2-1 to 2-28 were used as the positive electrode active materials of Comparative Examples 2-1 to 2-28, respectively.

作製した実施例2−1〜2−28および比較例2−1〜2−28の二次電池についても、実施例1−1〜1−28と同様にして高温連続充電後の容量回復率を調べた。それらの結果を表3,4に示す。   For the fabricated secondary batteries of Examples 2-1 to 2-28 and Comparative Examples 2-1 to 2-28, the capacity recovery rate after high-temperature continuous charging was also the same as in Examples 1-1 to 1-28. Examined. The results are shown in Tables 3 and 4.

Figure 2008053054
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Figure 2008053054
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表3,4に示したように、実施例2−1〜2−28によれば、電解液にフルオロエチレンカーボネートを添加した比較例2−1〜2−28に比べて、高温連続充電後の容量回復率を向上させることができた。さらに表1〜4の結果から、フルオロエチレンカーボネートと比較してジフルオロエチレンカーボネートは、低い含有率(5質量%)であっても高い高温連続充電後の容量回復率を得ることができた。このためジフルオロエチレンカーボネートは比較的少ない添加量であっても高い高温特性を維持できることがわかった。 As shown in Tables 3 and 4, according to Examples 2-1 to 2-28, compared with Comparative Examples 2-1 to 2-28 in which fluoroethylene carbonate was added to the electrolyte, The capacity recovery rate could be improved. Furthermore, from the results of Tables 1 to 4, it was possible to obtain a high capacity recovery rate after high-temperature continuous charging even when difluoroethylene carbonate was low in content (5% by mass) compared to fluoroethylene carbonate. For this reason, it was found that difluoroethylene carbonate can maintain high temperature characteristics even with a relatively small addition amount.

(実施例3−1〜3−6、比較例3−1〜3−7)
正極活物質、溶媒におけるジフルオロエチレンカーボネートまたはフルオロエチレンカーボネートの含有率を表5に示したように変えたことを除き、他は実施例1−1〜1−28と同様にして二次電池を作製した。実施例3−1,3−4では、平均組成が化5で表されるLiMn24を用い、実施例3−2,3−5では、平均組成が化6で表されるLiFePO4を用い、実施例3−3,3−6では、実施例1−12で用いた平均組成が化1で表されるLiCo0.33Ni0.33Mn0.332 と、平均組成が化5で表されるLiMn24とを、LiCo0.33Ni0.33Mn0.332 :LiMn24=1:2の質量比で混合したものを用いた。また実施例3−1〜3−3では、溶媒におけるジフルオロエチレンカーボネートの含有率を10質量%としたものを用い、実施例3−4〜3−6では、溶媒におけるジフルオロエチレンカーボネートの含有率を5質量%としたものを用いた。
(Examples 3-1 to 3-6, Comparative examples 3-1 to 3-7)
A secondary battery was fabricated in the same manner as in Examples 1-1 to 1-28, except that the content of difluoroethylene carbonate or fluoroethylene carbonate in the positive electrode active material and the solvent was changed as shown in Table 5. did. In Examples 3-1 and 3-4, LiMn 2 O 4 having an average composition represented by Formula 5 was used, and in Examples 3-2 and 3-5, LiFePO 4 having an average composition represented by Formula 6 was used. In Examples 3-3 and 3-6, LiCo 0.33 Ni 0.33 Mn 0.33 O 2 in which the average composition used in Example 1-12 is represented by Chemical Formula 1 and LiMn in which the average composition is represented by Chemical Formula 5 are used. A mixture of 2 O 4 and LiCo 0.33 Ni 0.33 Mn 0.33 O 2 : LiMn 2 O 4 = 1: 2 was used. Moreover, in Examples 3-1 to 3-3, what used the content rate of difluoroethylene carbonate in a solvent as 10 mass% was used, and in Examples 3-4 to 3-6, the content rate of difluoroethylene carbonate in a solvent was set. What was 5 mass% was used.

本実施例に対する比較例3−1〜3−6として、溶媒にジフルオロエチレンカーボネートの代わりにフルオロエチレンカーボネートを用いたことを除き、他は本実施例と同様にして二次電池を作製した。その際、比較例3−1〜3−6の正極活物質には、実施例3−1〜3−6と同一のものをそれぞれ対応させて用いた。また比較例3−7として、正極活物質にLiCoO2を用い、ジフルオロエチレンカーボネートの含有率を10質量%とした溶媒を用いたことを除き、他は本実施例と同様にして二次電池を作製した。 As Comparative Examples 3-1 to 3-6 for this example, secondary batteries were fabricated in the same manner as in this example, except that fluoroethylene carbonate was used instead of difluoroethylene carbonate as the solvent. At that time, the same positive electrode active materials of Comparative Examples 3-1 to 3-6 as those of Examples 3-1 to 3-6 were used in correspondence with each other. Further, as Comparative Example 3-7, a secondary battery was prepared in the same manner as in this example, except that LiCoO 2 was used as the positive electrode active material and a solvent having a difluoroethylene carbonate content of 10% by mass was used. Produced.

作製した実施例3−1〜3−6および比較例3−1〜3−7の二次電池についても、実施例1−1〜1−28と同様にして高温連続充電後の容量回復率を調べた。それらの結果を比較例1−1の結果と共に表5に示す。   For the fabricated secondary batteries of Examples 3-1 to 3-6 and Comparative Examples 3-1 to 3-7, the capacity recovery rate after high-temperature continuous charging was also the same as in Examples 1-1 to 1-28. Examined. The results are shown in Table 5 together with the results of Comparative Example 1-1.

Figure 2008053054
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表5に示したように、実施例3−1〜3−6によれば、電解液にフルオロエチレンカーボネートを添加した比較例3−1〜3−6と比べて、同じ含有率においてジフルオロエチレンカーボネートを添加したものの方が、高温連続充電後の容量回復率を向上させることができた。特に実施例3−4〜3−6と比較例3−4〜3−6との比較により、ジフルオロエチレンカーボネートは、比較的少ない添加量であっても高い高温特性を維持できることがわかった。また正極活物質にLiCoO2 を用いた比較例1−1,3−7に比べて、高温連続充電後の容量回復率を大幅に向上させることができた。すなわち、平均組成が化5または化6で表される正極活物質を用いると共に、電解液にジフルオロエチレンカーボネートを含むようにしても、高温特性を向上させることができることがわかった。また、平均組成が化4,化5または化6で表される正極活物質を混合して用いても同様の効果を得られることがわかった。 As shown in Table 5, according to Examples 3-1 to 3-6, compared with Comparative Examples 3-1 to 3-6 in which fluoroethylene carbonate was added to the electrolytic solution, difluoroethylene carbonate at the same content rate. Those with the addition of can improve the capacity recovery after high-temperature continuous charging. In particular, comparison between Examples 3-4 to 3-6 and Comparative Examples 3-4 to 3-6 revealed that difluoroethylene carbonate can maintain high high temperature characteristics even with a relatively small addition amount. Moreover, compared with Comparative Examples 1-1 and 3-7 in which LiCoO 2 was used as the positive electrode active material, the capacity recovery rate after high-temperature continuous charging could be greatly improved. That is, it was found that high temperature characteristics can be improved even when a positive electrode active material having an average composition represented by Chemical Formula 5 or Chemical Formula 6 is used and difluoroethylene carbonate is included in the electrolytic solution. Further, it was found that the same effect can be obtained even when a positive electrode active material whose average composition is represented by chemical formula 4, chemical formula 5 or chemical formula 6 is mixed and used.

(実施例4−1,4−2、比較例4−1〜4−5)
正極活物質および溶媒の組成比を表6に示したようにしたことを除き、他は実施例1−1〜1−28と同様にして二次電池を作製した。また比較例4−1〜4−5についても、表6に示した正極活物質および溶媒の組成とし、本実施例と同様に二次電池を作製した。
(Examples 4-1 and 4-2, Comparative examples 4-1 to 4-5)
A secondary battery was fabricated in the same manner as in Examples 1-1 to 1-28, except that the composition ratio of the positive electrode active material and the solvent was as shown in Table 6. Moreover, also about Comparative Examples 4-1 to 4-5, it was set as the composition of the positive electrode active material and solvent shown in Table 6, and the secondary battery was produced similarly to the present Example.

作製した実施例4−1,4−2および比較例4−1〜4−5の二次電池について、充電状態高温保存後の容量回復率を調べた。具体的には、まず、常温で高温保存前の容量として求めたのち、充電し80℃において24時間保存を行い、一旦放電し、再び充電したのち、放電を行って高温保存後の容量を求め、保存前の容量に対する高温保存後の容量の割合、すなわち(高温保存後の容量/保存前の容量)×100を求めた。なお、充放電において、充電は1mA/cm2 の定電流密度で電池電圧が4.2Vに達するまで行ったのち、4.2Vの定電圧で電流密度が0.02mA/cm2 に達するまで行い、放電は500mA/cm2 の定電流密度で電池電圧が3Vに達するまで行った。得られた結果を表6に示す。 Regarding the fabricated secondary batteries of Examples 4-1 and 4-2 and Comparative Examples 4-1 to 4-5, the capacity recovery rate after high-temperature storage in a charged state was examined. Specifically, after obtaining the capacity before storage at high temperature at room temperature, charge and store at 80 ° C. for 24 hours, discharge once, recharge, and then discharge to determine the capacity after storage at high temperature. The ratio of the capacity after high temperature storage to the capacity before storage, that is, (capacity after high temperature storage / capacity before storage) × 100 was determined. In charging and discharging, charging is performed at a constant current density of 1 mA / cm 2 until the battery voltage reaches 4.2 V, and then at a constant voltage of 4.2 V until the current density reaches 0.02 mA / cm 2. The discharge was performed at a constant current density of 500 mA / cm 2 until the battery voltage reached 3V. The results obtained are shown in Table 6.

Figure 2008053054
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表6に示したように、平均組成が化4で表される正極活物質を用いると共に、電解液にジフルオロエチレンカーボネートを含むようにすれば、フルオロエチレンカーボネートを含むものより高い充電状態高温保存後の容量回復率を得られることがわかった。   As shown in Table 6, when a positive electrode active material having an average composition represented by Chemical Formula 4 is used and difluoroethylene carbonate is contained in the electrolyte, the state of charge is higher than that containing fluoroethylene carbonate after high temperature storage. It was found that a capacity recovery rate of

(実施例5−1〜5−4、比較例5−1〜5−4)
負極22の構成を変えたことを除き、他は実施例1−12と同様にして二次電池を作製した。実施例5−1では、平均粒径1μmのケイ素粉末90質量%と、結着材であるポリフッ化ビニリデン10質量%とを、溶剤であるN−メチル−2−ピロリドンに分散し、銅箔よりなる負極集電体22Aに塗布して乾燥させ、圧縮成型したのち、熱処理することにより負極22を作製した。
(Examples 5-1 to 5-4, Comparative Examples 5-1 to 5-4)
A secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1-12, except that the structure of the negative electrode 22 was changed. In Example 5-1, 90% by mass of silicon powder having an average particle diameter of 1 μm and 10% by mass of polyvinylidene fluoride as a binder were dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent, and from a copper foil The negative electrode current collector 22A was coated, dried, compression-molded, and then heat-treated to produce the negative electrode 22.

実施例5−2では、スズ・コバルト・インジウム・チタン合金粉末と、炭素粉末とを混合し、メカノケミカル反応を利用してCoSnC含有材料を合成したのち、このCoSnC含有材料粉末80質量部と、導電材であるグラファイト11質量部およびアセチレンブラック1質量部と、結着材であるポリフッ化ビニリデン8質量部とを、溶剤であるN−メチル−2−ピロリドンに分散し、銅箔よりなる負極集電体22Aに塗布して乾燥させ、圧縮成型することにより負極22を作製した。   In Example 5-2, tin-cobalt-indium-titanium alloy powder and carbon powder were mixed, and after synthesizing a CoSnC-containing material using a mechanochemical reaction, 80 parts by mass of this CoSnC-containing material powder, 11 parts by mass of graphite as a conductive material and 1 part by mass of acetylene black and 8 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a binder are dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent, and a negative electrode collector made of copper foil The negative electrode 22 was produced by applying to the electric body 22A, drying and compression molding.

実施例5−3では、銅箔にリチウム金属箔を貼り付けることにより負極22を作製した。実施例5−4では、人造黒鉛粉末92質量部と、結着材であるポリフッ化ビニリデン8質量部とを、溶剤であるN−メチル−2−ピロリドンに分散し、銅箔よりなる負極集電体22Aに塗布して乾燥させ、圧縮成型することにより負極22を作製した。   In Example 5-3, the negative electrode 22 was produced by attaching a lithium metal foil to a copper foil. In Example 5-4, 92 parts by mass of artificial graphite powder and 8 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a binder were dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent, and a negative electrode current collector made of copper foil The negative electrode 22 was produced by applying to the body 22A, drying and compression molding.

本実施例に対する比較例5−1〜5−4として、溶媒にジフルオロエチレンカーボネートの代わりにフルオロエチレンカーボネートを用いたことを除き、他は本実施例と同様にして二次電池を作製した。すなわち、負極の構成を実施例5−1〜5−4に対応させてそれぞれ変化させた。   As Comparative Examples 5-1 to 5-4 for this example, secondary batteries were fabricated in the same manner as in this example, except that fluoroethylene carbonate was used instead of difluoroethylene carbonate as the solvent. That is, the structure of the negative electrode was changed corresponding to each of Examples 5-1 to 5-4.

作製した実施例5−1〜5−4および比較例5−1〜5−4の二次電池についても、実施例1−12と同様にして高温連続充電後の容量回復率を調べた。それらの結果を実施例1−12および比較例1−13の結果と共に表7に示す。   For the fabricated secondary batteries of Examples 5-1 to 5-4 and Comparative Examples 5-1 to 5-4, the capacity recovery rate after high-temperature continuous charging was examined in the same manner as in Example 1-12. The results are shown in Table 7 together with the results of Example 1-12 and Comparative Example 1-13.

Figure 2008053054
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表5に示したように、実施例5−1〜5−4によれば、比較例5−1〜5−4に比べて、いずれも高温連続充電後の容量回復率を向上させることができた。すなわち、他の構成を有する負極22を用いても、同様の効果を得られることがわかった。   As shown in Table 5, according to Examples 5-1 to 5-4, compared with Comparative Examples 5-1 to 5-4, all can improve the capacity recovery rate after high-temperature continuous charging. It was. That is, it was found that the same effect can be obtained even when the negative electrode 22 having another configuration is used.

以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は実施の形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態および実施例では、電解質として電解液を用いる場合について説明し、更に上記実施の形態では、電解液を高分子化合物に保持させたゲル状電解質を用いる場合についても説明したが、他の電解質を用いるようにしてもよい。他の電解質としては、例えば、イオン伝導性セラミックス,イオン伝導性ガラスあるいはイオン性結晶などのイオン伝導性無機化合物と電解液とを混合したもの、または他の無機化合物と電解液とを混合したもの、またはこれらの無機化合物とゲル状電解質とを混合したものが挙げられる。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments and examples, the present invention is not limited to the embodiments and examples, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiments and examples, the case where an electrolytic solution is used as the electrolyte is described. In the above-described embodiment, the case where a gel electrolyte in which the electrolytic solution is held in a polymer compound is used is also described. Other electrolytes may be used. Other electrolytes include, for example, a mixture of an ion conductive inorganic compound such as ion conductive ceramics, ion conductive glass or ionic crystal and an electrolytic solution, or a mixture of another inorganic compound and an electrolytic solution. Or a mixture of these inorganic compounds and a gel electrolyte.

また、上記実施の形態または実施例では、円筒型あるいはラミネートフィルム型の二次電池を具体的に挙げて説明したが、本発明はコイン型、ボタン型、あるいは角型などの他の形状を有する二次電池、または積層構造などの他の構造を有する二次電池についても同様に適用することができる。また、本発明は、二次電池に限らず、一次電池などの他の電池についても同様に適用することができる。   In the above embodiment or example, a cylindrical or laminated film type secondary battery has been specifically described, but the present invention has other shapes such as a coin type, a button type, or a square type. The present invention can be similarly applied to a secondary battery or a secondary battery having another structure such as a laminated structure. Further, the present invention is not limited to the secondary battery but can be similarly applied to other batteries such as a primary battery.

本発明の第1の実施の形態に係る二次電池の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the secondary battery which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1に示した巻回電極体の一部を拡大して表す断面図である。It is sectional drawing which expands and represents a part of winding electrode body shown in FIG. 本発明の第4の実施の形態に係る二次電池の構成を表す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view showing the structure of the secondary battery which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 図3に示した巻回電極体のI−I線に沿った構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure along the II line of the winding electrode body shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

11…電池缶、12,13…絶縁板、14…電池蓋、15…安全弁機構、15A…ディスク板、16…熱感抵抗素子、17…ガスケット、20,30…巻回電極体、21,33…正極、21A,33A…正極集電体、21B,33B…正極活物質層、22,34…負極、22A,34A…負極集電体、22B,34B…負極活物質層、23,35…セパレータ、24…センターピン、25,31…正極リード、26,32…負極リード、36…電解質層、37…保護テープ、40…外装部材、41…密着フィルム。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Battery can, 12, 13 ... Insulation board, 14 ... Battery cover, 15 ... Safety valve mechanism, 15A ... Disc board, 16 ... Heat sensitive resistance element, 17 ... Gasket, 20, 30 ... Winding electrode body, 21, 33 ... Positive electrode, 21A, 33A ... Positive electrode current collector, 21B, 33B ... Positive electrode active material layer, 22, 34 ... Negative electrode, 22A, 34A ... Negative electrode current collector, 22B, 34B ... Negative electrode active material layer, 23, 35 ... Separator , 24 ... Center pin, 25, 31 ... Positive electrode lead, 26, 32 ... Negative electrode lead, 36 ... Electrolyte layer, 37 ... Protective tape, 40 ... Exterior member, 41 ... Adhesion film.

Claims (5)

正極および負極と共に電解液を備えた電池であって、
前記正極は、平均組成が化1,化2または化3で表される正極活物質のうちの少なくとも1種を含有し、
前記電解液は、ジフルオロエチレンカーボネートを含む
ことを特徴とする電池。
(化1)
LifCogNihMnjM1k(2-m)X1n
(式中、M1は、マグネシウム(Mg),アルミニウム(Al),ホウ素(B),チタン(Ti),バナジウム(V),クロム(Cr),鉄(Fe),銅(Cu),亜鉛(Zn),ジルコニウム(Zr),モリブデン(Mo),スズ(Sn),カルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種であり、X1はフッ素(F),塩素(Cl)および臭素(Br)からなる群のうちの少なくとも1種である。f,g,h,j,k,mおよびnは、0.8≦f≦1.2、0≦g<1、0<h≦1、0≦j<1、0≦k≦0.1、g+h+j+k=1、−0. 1≦m≦0. 2、0≦n≦0.1の範囲内の値である。)
(化2)
LivMn2-wM2wxX2y
(式中、M2は、コバルト(Co),ニッケル(Ni),マグネシウム,アルミニウム,ホウ素,チタン,バナジウム,クロム,鉄,銅,亜鉛,モリブデン,スズ,カルシウム,ストロンチウムおよびタングステンからなる群のうちの少なくとも1種であり、X2はフッ素,塩素および臭素からなる群のうちの少なくとも1種である。v,w,xおよびyは、0.9≦v≦1.1、0≦w≦0.6、3.7≦x≦4.1、0≦y≦0.1の範囲内の値である。)
(化3)
LizM3PO4
(式中、M3は、コバルト,マンガン(Mn),鉄,ニッケル,マグネシウム,アルミニウム,ホウ素,チタン,バナジウム,ニオブ(Nb),銅,亜鉛,モリブデン,カルシウム,ストロンチウム,タングステンおよびジルコニウムからなる群のうちの少なくとも1種である。zは、0.9≦z≦1.1の範囲内の値である。)
A battery comprising an electrolyte solution together with a positive electrode and a negative electrode,
The positive electrode contains at least one positive electrode active material having an average composition represented by chemical formula 1, chemical formula 2 or chemical formula 3,
The battery is characterized in that the electrolytic solution contains difluoroethylene carbonate.
(Chemical formula 1)
Li f Co g Ni h Mn j M1 k O (2-m) X1 n
(In the formula, M1 is magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn ), Zirconium (Zr), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr) and tungsten (W), and X1 is fluorine (F), At least one member selected from the group consisting of chlorine (Cl) and bromine (Br), where f, g, h, j, k, m, and n are 0.8 ≦ f ≦ 1.2 and 0 ≦ g <. 1, 0 <h ≦ 1, 0 ≦ j <1, 0 ≦ k ≦ 0.1, g + h + j + k = 1, −0.1 ≦ m ≦ 0.2, 0 ≦ n ≦ 0.1 is there.)
(Chemical formula 2)
Li v Mn 2-w M2 w O x X2 y
(Wherein M2 is selected from the group consisting of cobalt (Co), nickel (Ni), magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper, zinc, molybdenum, tin, calcium, strontium and tungsten). X2 is at least one selected from the group consisting of fluorine, chlorine and bromine, and v, w, x and y are 0.9 ≦ v ≦ 1.1, 0 ≦ w ≦ 0. (6, 3.7 ≦ x ≦ 4.1, 0 ≦ y ≦ 0.1)
(Chemical formula 3)
Li z M3PO 4
(Wherein M3 is a group consisting of cobalt, manganese (Mn), iron, nickel, magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, niobium (Nb), copper, zinc, molybdenum, calcium, strontium, tungsten and zirconium. (Z is a value in the range of 0.9 ≦ z ≦ 1.1.)
前記正極は、化1においてh≧jである正極活物質を含有することを特徴とする請求項1記載の電池。   The battery according to claim 1, wherein the positive electrode contains a positive electrode active material satisfying h ≧ j in Chemical Formula 1. 前記負極は、負極活物質として、スズ,ケイ素(Si),炭素(C)およびリチウム金属からなる群のうちの少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項1記載の電池。   2. The battery according to claim 1, wherein the negative electrode contains at least one selected from the group consisting of tin, silicon (Si), carbon (C), and lithium metal as a negative electrode active material. 前記負極活物質は、負極集電体との界面の少なくとも一部において合金化していることを特徴とする請求項1記載の電池。   The battery according to claim 1, wherein the negative electrode active material is alloyed at least at a part of the interface with the negative electrode current collector. 前記負極は、気相法,液相法および焼成法からなる群のうちの1種以上の方法により少なくとも一部が形成されたことを特徴とする請求項4記載の電池。
5. The battery according to claim 4, wherein at least a part of the negative electrode is formed by one or more methods selected from the group consisting of a vapor phase method, a liquid phase method, and a firing method.
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