JP2008098054A - Battery - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery having an excellent battery performance. <P>SOLUTION: An electrolyte 24 is a gel electrolyte containing an electrolytic solution and a polymer compound. This polymer compound contains a three-component system copolymer having vinylidene fluoride, hexa-fluoropropylene, and mono-chlorotrifluoro-ethylene as a component. The amount of copolymer of hexa-fluoropropylene and mono-chlorotrifluoro-ethylene is each in the range of 4 wt.% or more and 7.5 wt.% or less, and the weight-average molecule weight of the three-component system copolymer is 600,000 or more and 1,500,000 or less. Since liquid-retaining property of the electrolyte 24 is improved, adhesion of the electrolyte 24 to a positive electrode 21, a negative electrode 22, and a separator 23 is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電解液および高分子化合物を含む電解質を備えた電池に関する。   The present invention relates to a battery provided with an electrolyte containing an electrolytic solution and a polymer compound.

近年、カメラ一体型VTR(video tape recorder )、携帯電話あるいはノートパソコンなどのポータブル電子機器が広く普及しており、その小型化、軽量化および長寿命化が強く求められている。これに伴い、ポータブル電子機器の電源として、電池、特に軽量で高エネルギー密度および高出力密度が得られる二次電池の開発が進められている。   In recent years, portable electronic devices such as a camera-integrated VTR (video tape recorder), a mobile phone, or a laptop computer have been widely used, and there is a strong demand for miniaturization, weight reduction, and long life. Accordingly, as a power source for portable electronic devices, development of a battery, in particular, a secondary battery that is lightweight and can obtain a high energy density and a high output density is in progress.

電池は、金属缶の内部に、正極と、負極と、それらの間でイオンの伝導路となる電解質とを備えている。この電池では、正極と負極との間の距離が十分に大きければ内部ショートは生じにくいが、実際には電池寿命に寄与しない電解質の体積はできるだけ小さく設計されるため、両極の間では内部ショートが生じやすい傾向にある。このため、正極と負極との間の距離を小さく設計しても内部ショートが生じないようにするために、両極の間にはフィルム、不織布あるいは紙などのセパレータが挿入されている。   The battery includes a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte serving as an ion conduction path between them in a metal can. In this battery, if the distance between the positive electrode and the negative electrode is sufficiently large, an internal short circuit is unlikely to occur, but the volume of the electrolyte that does not contribute to the battery life is actually designed to be as small as possible. It tends to occur. For this reason, in order to prevent an internal short circuit from occurring even if the distance between the positive electrode and the negative electrode is designed to be small, a separator such as a film, nonwoven fabric, or paper is inserted between the two electrodes.

電解質としては、液体の電解質が広く使用されている。この種の電解質は、一般に「電解液」と呼ばれており、溶媒および電解質塩を含んでいる。この電解液としては、鉛電池の硫酸水溶液や乾電池の水酸化カリウム水溶液などの無機電解質の他、炭酸プロピレン溶液などの有機電解質などが知られている。電解液は、高塩濃度のイオン性液体であり、電池の仕様や用途に応じて強酸性や強アルカリ性を示す場合もあれば、非水溶液である場合もある。このため、電解液を備えた電池では、その電解液が漏洩すると、電気回路などが腐食したり、樹脂部品が溶解するおそれがある。よって、電池を安定に使用するためには、電解液の漏洩を防止することが重要である。   A liquid electrolyte is widely used as the electrolyte. This type of electrolyte is generally called an “electrolytic solution” and includes a solvent and an electrolyte salt. As this electrolytic solution, an organic electrolyte such as a propylene carbonate solution is known in addition to an inorganic electrolyte such as a sulfuric acid aqueous solution of a lead battery or a potassium hydroxide aqueous solution of a dry battery. The electrolytic solution is an ionic liquid having a high salt concentration, and may exhibit strong acidity or strong alkalinity depending on the specification or use of the battery, or may be a non-aqueous solution. For this reason, in a battery including an electrolytic solution, if the electrolytic solution leaks, there is a possibility that an electric circuit or the like is corroded or a resin component is dissolved. Therefore, in order to use the battery stably, it is important to prevent leakage of the electrolytic solution.

そこで、高分子化合物を使用して電解液をゲル化する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この種の電解質は、一般に「ゲル電解質」と呼ばれている。このゲル電解質では、高分子化合物により電解液が保持されるため、その電解液の漏洩が防止される。しかも、ゲル電解質が密着して正極、負極およびセパレータなどを支持することにより、それらが自己支持性を有することとなるため、電池の外装部材として金属外装部材に代えてフィルム外装部材を使用することが可能になる。この場合には、外装部材が軽量化するため、電池の軽量化が図られると共に、電池を構成するために複雑な部品を必要としないため、電池の低コスト化も図られる。しかも、フィルム外装部材は加工性に優れているため、電池の形状に関する自由度も広がる。これらのことから、ゲル電解質を備えた電池は、単に電解液の漏洩防止だけでなく、電池の軽量化、低コスト化および形状自由度の拡大の観点においても優れている。
特開2001−167797号公報
Therefore, a method of gelling an electrolytic solution using a polymer compound has been proposed (see, for example, Patent Document 1). This type of electrolyte is commonly referred to as a “gel electrolyte”. In this gel electrolyte, since the electrolytic solution is held by the polymer compound, leakage of the electrolytic solution is prevented. In addition, since the gel electrolyte adheres and supports the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the like, they have self-supporting properties, so that a film exterior member is used instead of the metal exterior member as the battery exterior member. Is possible. In this case, since the exterior member is reduced in weight, the battery can be reduced in weight, and the battery can be reduced in cost because no complicated parts are required to configure the battery. And since the film exterior member is excellent in workability, the freedom degree regarding the shape of a battery also spreads. For these reasons, the battery provided with the gel electrolyte is excellent not only in preventing leakage of the electrolytic solution, but also in terms of reducing the weight of the battery, reducing the cost, and expanding the degree of freedom of shape.
JP 2001-167797 A

このゲル電解質に使用される高分子化合物については、各種性能の改善を目的として、既にいくつかの重合体が提案されている。具体的には、正極および負極とゲル電解質との間の電気的接続状態を良好に確保するために、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンを成分とする二成分系共重合体を使用することが知られている(例えば、特許文献2参照。)。また、負荷特性、低温特性およびサイクル特性を向上させるために、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびモノクロロトリフルオロエチレンを成分とする三成分系共重合体や、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびモノメチルマレイン酸エステルを成分とする三成分系共重合体を使用することが知られている(例えば、特許文献3,4参照。)。
特開平11−312536号公報 特開2006−114254号公報 特開2002−008723号公報
As for the polymer compound used in this gel electrolyte, several polymers have already been proposed for the purpose of improving various performances. Specifically, it is known to use a two-component copolymer containing vinylidene fluoride and hexafluoropropylene as components in order to ensure a good electrical connection between the positive and negative electrodes and the gel electrolyte. (For example, see Patent Document 2). In addition, in order to improve load characteristics, low temperature characteristics and cycle characteristics, ternary copolymers containing vinylidene fluoride, hexafluoropropylene and monochlorotrifluoroethylene, vinylidene fluoride, hexafluoropropylene and monomethylmalein It is known to use a ternary copolymer having an acid ester as a component (see, for example, Patent Documents 3 and 4).
JP 11-31536 A JP 2006-114254 A JP 2002-008723 A

なお、重合体については、ゲル電解質に使用する他、正極結着剤や負極結着剤に使用することも提案されている。具体的には、ポリフッ化ビニリデンを使用することや(例えば、特許文献5,6参照。)、フッ化ビニリデンおよびモノメチルマレイン酸エステルを成分とする二成分系共重合体を使用することや(例えば、特許文献7,8参照。)、フッ化ビニリデンおよびクロロトリフルオロエチレンを成分とする二成分系共重合体を使用することが知られている(例えば、特許文献9参照。)。
特開2001−273895号公報 特開2002−110249号公報 国際公開WO2004/049475パンフレット 特開2004−55493号公報 特開2004−087325号公報
In addition to being used for the gel electrolyte, the polymer is also proposed to be used for the positive electrode binder and the negative electrode binder. Specifically, polyvinylidene fluoride is used (for example, see Patent Documents 5 and 6), a two-component copolymer containing vinylidene fluoride and monomethylmaleic acid ester as components (for example, It is known to use a two-component copolymer containing vinylidene fluoride and chlorotrifluoroethylene as components (see, for example, Patent Document 9).
JP 2001-273895 A JP 2002-110249 A International Publication WO2004 / 049475 Pamphlet JP 2004-55493 A JP 2004-087325 A

ゲル電解質を備えた電池の性能を向上させるためには、そのゲル電解質が十分な保液性を有していなければならない。しかしながら、電池容量を向上させるために電解液の塩濃度を高くすると、溶媒と電解質塩との間の相互作用が強くなる結果、溶媒と高分子化合物との間の相互作用が相対的に弱くなるため、ゲル電解質の保液性が低下する。この場合には、電解液が高分子化合物から遊離すると、ゲル電解質と正極、負極およびセパレータとの間の密着性が低下するため、電池容量、サイクル特性および負荷特性などの電池性能が低下してしまう。しかも、フィルム外装部材に裂け目などの欠陥があると、ゲル電解質を使用しているにもかかわらずに電解液が漏洩するため、やはり電池性能の低下を招いてしまう。   In order to improve the performance of a battery equipped with a gel electrolyte, the gel electrolyte must have sufficient liquid retention. However, when the salt concentration of the electrolytic solution is increased in order to improve the battery capacity, the interaction between the solvent and the electrolyte salt becomes stronger, and as a result, the interaction between the solvent and the polymer compound becomes relatively weaker. For this reason, the liquid retention of the gel electrolyte is reduced. In this case, if the electrolytic solution is released from the polymer compound, the adhesion between the gel electrolyte and the positive electrode, the negative electrode, and the separator decreases, so that the battery performance such as battery capacity, cycle characteristics, and load characteristics decreases. End up. In addition, if the film exterior member has a defect such as a tear, the electrolytic solution leaks even though the gel electrolyte is used, which also causes a decrease in battery performance.

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、電解質の保液性を向上させることにより優れた電池性能を得ることが可能な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 of the present invention is to provide a battery capable of obtaining excellent battery performance by improving electrolyte retention.

本発明の電池は、正極および負極と共に電解質を備えたものであり、(1)電解質が、電解液と、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびモノクロロトリフルオロエチレンを成分とする三成分系共重合体を含有する高分子化合物とを含み、三成分系共重合体におけるヘキサフルオロプロピレンおよびモノクロロトリフルオロエチレンの共重合量がいずれも4重量%以上7.5重量%以下の範囲内であると共に、三成分系共重合体の重量平均分子量が60万以上150万以下の範囲内であり、(2)電解液が、溶媒と、電解質塩とを含み、電解液における電解質塩の濃度が0.8mol/kg以上1.7mol/kg以下の範囲内であり、(3)正極が、正極活物質と、フッ化ビニリデンを成分とする重合体を含有する正極結着剤とを含み、(4)負極が、負極活物質と、フッ化ビニリデンおよびモノメチルマレイン酸エステルを成分とする二成分系共重合体を含有する負極結着剤とを含み、二成分系共重合体におけるモノメチルマレイン酸エステルの共重合量が0.3重量%以上2重量%以下の範囲内であるものである。   The battery of the present invention is provided with an electrolyte together with a positive electrode and a negative electrode. (1) A ternary copolymer comprising an electrolyte, an electrolyte, and vinylidene fluoride, hexafluoropropylene and monochlorotrifluoroethylene as components. And the copolymerization amount of hexafluoropropylene and monochlorotrifluoroethylene in the ternary copolymer is in the range of 4 wt% to 7.5 wt%. The weight average molecular weight of the component-based copolymer is in the range of 600,000 to 1,500,000, and (2) the electrolytic solution contains a solvent and an electrolyte salt, and the concentration of the electrolyte salt in the electrolytic solution is 0.8 mol / (b) a positive electrode binder in which the positive electrode contains a positive electrode active material and a polymer containing vinylidene fluoride as components. (4) the negative electrode includes a negative electrode active material, and a negative electrode binder containing a two-component copolymer containing vinylidene fluoride and monomethylmaleic acid ester as components, in the two-component copolymer The copolymerization amount of monomethylmaleic acid ester is in the range of 0.3 wt% or more and 2 wt% or less.

本発明の電池によれば、(1)電解質における高分子化合物がフッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびモノクロロトリフルオロエチレンを成分とする三成分系共重合体を含有し、その三成分系共重合体におけるヘキサフルオロプロピレンおよびモノクロロトリフルオロエチレンの共重合量がいずれも4重量%以上7.5重量%以下の範囲内であると共に三成分系共重合体の重量平均分子量が60万以上150万以下の範囲内であり、(2)電解液における電解質塩の濃度が0.8mol/kg以上1.7mol/kg以下の範囲内であり、(3)正極における正極結着剤がフッ化ビニリデンを成分とする重合体を含有し、(4)負極における負極結着剤がフッ化ビニリデンおよびモノメチルマレイン酸エステルを成分とする二成分系共重合体を含有し、その二成分系共重合体におけるモノメチルマレイン酸エステルの共重合量が0.3重量%以上2重量%以下の範囲内である。この場合には、電解質の保液性が向上するため、正極および負極などに対する電解質の密着性も向上する。したがって、優れた電池性能を得ることができる。   According to the battery of the present invention, (1) the polymer compound in the electrolyte contains a ternary copolymer containing vinylidene fluoride, hexafluoropropylene and monochlorotrifluoroethylene as components, and the ternary copolymer. The copolymerization amount of hexafluoropropylene and monochlorotrifluoroethylene in the range from 4% to 7.5% by weight and the weight average molecular weight of the ternary copolymer is from 600,000 to 1.5 million (2) The concentration of the electrolyte salt in the electrolytic solution is in the range of 0.8 mol / kg to 1.7 mol / kg, and (3) the positive electrode binder in the positive electrode contains vinylidene fluoride as a component. (4) a secondary binder in which the negative electrode binder in the negative electrode is composed of vinylidene fluoride and monomethyl maleate Containing system copolymer, the copolymerization weight of the monomethyl maleate in the two-component type copolymer is in the range of 2 wt% or less 0.3% by weight or more. In this case, since the liquid retention of the electrolyte is improved, the adhesion of the electrolyte to the positive electrode and the negative electrode is also improved. Therefore, excellent battery performance can be obtained.

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.

まず、本発明の一実施の形態に係る電池の構成について説明する。図1は電池の分解斜視構成、図2は図1に示した電池の主要部のII−II線に沿った拡大断面構成をそれぞれ表している。この電池は、図1に示したように、正極リード11および負極リード12が取り付けられた巻回電極体20がフィルム状の外装部材30の内部に収納されたものであり、いわゆるラミネートフィルム型と呼ばれる電池構造を有している。ここで説明する電池は、例えば、負極の容量が軽金属(例えばリチウム)の吸蔵および放出に伴う容量成分により表されるものであり、いわゆるリチウムイオン二次電池である。   First, a configuration of a battery according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows an exploded perspective configuration of the battery, and FIG. 2 shows an enlarged cross-sectional configuration along the II-II line of the main part of the battery shown in FIG. As shown in FIG. 1, this battery has a wound electrode body 20 to which a positive electrode lead 11 and a negative electrode lead 12 are attached housed in a film-like exterior member 30. It has a battery structure called. The battery described here is, for example, a so-called lithium ion secondary battery in which the capacity of the negative electrode is represented by a capacity component associated with insertion and extraction of light metal (for example, lithium).

正極リード11および負極リード12は、例えば、いずれも外装部材30の内部から外部に向かって同一方向に導出されている。正極リード11は、例えば、アルミニウム(Al)などの金属材料により構成されており、負極リード12は、例えば、銅(Cu)、ニッケル(Ni)あるいはステンレスなどの金属材料により構成されている。これらは、例えば、薄板状あるいは網目状の構造を有している。   For example, both the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12 are led out in the same direction from the inside of the exterior member 30 to the outside. The positive electrode lead 11 is made of, for example, a metal material such as aluminum (Al), and the negative electrode lead 12 is made of, for example, a metal material such as copper (Cu), nickel (Ni), or stainless steel. These have, for example, a thin plate-like or mesh-like structure.

外装部材30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がこの順に貼り合わされたアルミラミネートフィルムにより構成されている。この外装部材30は、例えば、ポリエチレンフィルムが巻回電極体20に対向するように、2枚の矩形型のアルミラミネートフィルムの外縁部同士が融着あるいは接着剤によって互いに接着された構造を有している。   The exterior member 30 is made of, for example, an aluminum laminate film in which a nylon film, an aluminum foil, and a polyethylene film are bonded together in this order. The exterior member 30 has, for example, a structure in which the outer edges of two rectangular aluminum laminate films are bonded to each other by fusion or an adhesive so that the polyethylene film faces the wound electrode body 20. ing.

外装部材30と正極リード11および負極リード12との間には、外気の侵入を防止するために密着フィルム31が挿入されている。この密着フィルム31は、正極リード11および負極リード12に対して密着性を有する材料により構成されている。この種の材料としては、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が挙げられる。   An adhesion film 31 is inserted between the exterior member 30 and the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12 to prevent intrusion of outside air. The adhesion film 31 is made of a material having adhesion to the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12. Examples of this type of material include polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, modified polyethylene, and modified polypropylene.

なお、外装部材30は、上記したアルミラミネートフィルムに代えて、他の積層構造を有するラミネートフィルムにより構成されていてもよいし、ポリプロピレンなどの高分子フィルムや金属フィルムにより構成されていてもよい。   In addition, the exterior member 30 may be composed of a laminate film having another laminated structure instead of the above-described aluminum laminate film, or may be composed of a polymer film such as polypropylene or a metal film.

巻回電極体20は、図2に示したように、正極21および負極22がセパレータ23および電解質24を介して積層されたのちに巻回されたものである。   As shown in FIG. 2, the wound electrode body 20 is obtained by winding the positive electrode 21 and the negative electrode 22 after the separator 23 and the electrolyte 24 are stacked.

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が設けられたものである。正極集電体21Aは、例えば、アルミニウムなどの金属材料により構成されている。正極活物質層21Bは、正極活物質と、正極結着剤とを含んでおり、必要に応じてさらに導電剤などを含んでいてもよい。この導電剤としては、例えば、黒鉛やアセチレンブラックなどの炭素材料が挙げられる。   The positive electrode 21 is obtained, for example, by providing a positive electrode active material layer 21B 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 material such as aluminum. The positive electrode active material layer 21B includes a positive electrode active material and a positive electrode binder, and may further include a conductive agent as necessary. Examples of the conductive agent include carbon materials such as graphite and acetylene black.

正極活物質は、電極反応物質であるリチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料のいずれか1種または2種以上を含んでいる。この正極材料としては、例えば、リチウムを含む複合酸化物が挙げられる。具体的には、リチウムと遷移金属との複合酸化物として、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウムあるいはこれらを含む固溶体(Li(Nix Coy Mnz )O2 ;x、yおよびzの値はそれぞれ0<x<1,0<y<1,0<z<1,x+y+z=1である。)や、スピネル構造を有するマンガン酸リチウム(LiMn2 4 )あるいはその固溶体(Li(Mn2-v Niv )O4 ;vの値はv<2である。)などである。また、正極材料としては、例えば、リン酸鉄リチウム(LiFePO4 )などのオリビン構造を有するリン酸化合物も挙げられる。高いエネルギー密度が得られるからである。なお、正極材料は、上記した他、例えば、酸化チタン、酸化バナジウムあるいは二酸化マンガンなどの酸化物や、二硫化鉄、二硫化チタンあるいは硫化モリブデンなどの二硫化物や、硫黄や、ポリアニリンあるいはポリチオフェンなどの導電性高分子であってもよい。 The positive electrode active material contains any one or more of positive electrode materials capable of inserting and extracting lithium as an electrode reactant. Examples of the positive electrode material include a composite oxide containing lithium. Specifically, a composite oxide of lithium and transition metals, lithium cobalt acid, lithium nickel acid or a solid solution containing them (Li (Ni x Co y Mn z) O 2; x, the values of y and z are each 0 <x <1, 0 <y <1, 0 <z <1, x + y + z = 1), lithium manganate having a spinel structure (LiMn 2 O 4 ) or a solid solution thereof (Li (Mn 2−v Ni v ) O 4 ; the value of v is v <2. As the cathode material, for example, a phosphate compound having an olivine structure such as lithium iron phosphate (LiFePO 4) can be cited. This is because a high energy density can be obtained. In addition to the above, the positive electrode material includes, for example, oxides such as titanium oxide, vanadium oxide, and manganese dioxide, disulfides such as iron disulfide, titanium disulfide, and molybdenum sulfide, sulfur, polyaniline, and polythiophene. The conductive polymer may be used.

正極結着剤は、フッ化ビニリデンを成分とする重合体を含有している。電解質24と同様にフッ化ビニリデンを一成分として含有することにより、正極21に対する電解質24の密着性が向上するからである。この重合体は、ホモ重合体(ポリフッ化ビニリデン)であってもよいし、フッ化ビニリデンを一成分とする共重合体であってもよい。正極活物質層21Bにおける正極結着剤の含有量は、特に限定されないが、例えば、1重量%以上10重量%以下の範囲内である。この含有量は、正極結着剤を構成する重合体の重量平均分子量が大きい場合には小さいことが好ましく、一方、重量平均分子量が小さい場合には大きいことが好ましい。なお、結着剤は、例えば、上記したフッ化ビニリデンを成分とする重合体と共に、他の1種または2種以上の重合体や共重合体を含んでいてもよい。   The positive electrode binder contains a polymer containing vinylidene fluoride as a component. This is because the adhesiveness of the electrolyte 24 to the positive electrode 21 is improved by containing vinylidene fluoride as a component as in the electrolyte 24. This polymer may be a homopolymer (polyvinylidene fluoride) or a copolymer containing vinylidene fluoride as one component. The content of the positive electrode binder in the positive electrode active material layer 21B is not particularly limited, but is, for example, in the range of 1% by weight to 10% by weight. This content is preferably small when the polymer constituting the positive electrode binder has a large weight average molecular weight, while it is preferably large when the weight average molecular weight is small. The binder may contain, for example, one or two or more other polymers and copolymers together with the above-described polymer containing vinylidene fluoride as a component.

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が設けられたものである。負極集電体22Aは、例えば、銅、ニッケルあるいはステンレスなどの金属材料により構成されている。負極活物質層22Bは、負極活物質と、負極結着剤とを含んでおり、必要に応じてさらに導電剤(例えば炭素材料)などを含んでいてもよい。   In the negative electrode 22, for example, 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 anode current collector 22A is made of, for example, a metal material such as copper, nickel, or stainless steel. The negative electrode active material layer 22B includes a negative electrode active material and a negative electrode binder, and may further include a conductive agent (for example, a carbon material) as necessary.

負極活物質は、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。この負極材料としては、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が挙げられる。なお、黒鉛の種類としては、例えば、メソフェーズカーボンマイクロビーズ、カーボンファイバーあるいはコークスなどの人造黒鉛や天然黒鉛などが挙げられる。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、しかも導電剤としても機能するので好ましい。   The negative electrode active material contains any one or more of negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium. Examples of the negative electrode material include carbon materials such as graphite, non-graphitizable carbon, and graphitizable carbon. In addition, as a kind of graphite, artificial graphite, natural graphite, etc., such as a mesophase carbon micro bead, carbon fiber, or coke, are mentioned, for example. A carbon material is preferable because the crystal structure changes very little with insertion and extraction of lithium, and also functions as a conductive agent.

また、負極材料としては、例えば、リチウムと合金を形成することが可能な金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を構成元素として含む材料が挙げられる。この種の材料は、高いエネルギー密度が得られるので好ましい。この負極材料は、金属元素あるいは半金属元素の単体、合金あるいは化合物のいずれでもよく、これらの1種または2種以上の相を少なくとも一部に有するものでもよい。なお、本発明における合金には、2種以上の金属元素からなるものに加えて、1種以上の金属元素および1種以上の半金属元素を含むものも含まれる。もちろん、合金は非金属元素を含んでいてもよい。この組織には、固溶体、共晶(共融混合物)、金属間化合物あるいはそれらの2種以上が共存するものがある。   Moreover, as a negative electrode material, the material which contains at least 1 sort (s) of the metallic element and metalloid element which can form an alloy with lithium as a constituent element is mentioned, for example. This type of material is preferable because a high energy density can be obtained. This negative electrode material may be any of a simple substance, an alloy or a compound of a metal element or a metalloid element, and may have one or more of these phases at least in part. In addition, the alloy in the present invention includes an alloy containing one or more metal elements and one or more metalloid elements in addition to an alloy composed of two or more metal elements. Of course, the alloy may contain non-metallic elements. This structure includes a solid solution, a eutectic (eutectic mixture), an intermetallic compound, or one in which two or more of them coexist.

金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を構成元素として含む材料としては、例えば、ケイ素あるいはスズを含む材料が挙げられる。リチウムを吸蔵および放出する能力が大きいため、高いエネルギー密度が得られるからである。これらは単独で用いられてもよいし、複数種が混合されて用いられてもよい。   Examples of the material containing at least one of a metal element and a metalloid element as a constituent element include a material containing silicon or tin. This is because a high energy density can be obtained because the ability to occlude and release lithium is large. These may be used alone or in combination of two or more.

この材料の具体例としては、スズを第1の構成元素とし、それに加えて第2および第3の構成元素を含むものが好ましく、中でも、スズ、コバルトおよび炭素を構成元素として含むもの(CoSnC材料)が好ましい。より高いエネルギー密度が得られると共に、優れたサイクル特性が得られるからである。このCoSnC含有材料は、必要に応じてさらに他の構成元素を含んでいてもよい。電池容量およびサイクル特性がより向上するからである。   As a specific example of this material, a material containing tin as the first constituent element and, in addition thereto, a second constituent element and a third constituent element are preferable. Among them, a substance containing tin, cobalt and carbon as constituent elements (CoSnC material) ) Is preferred. This is because a higher energy density can be obtained and excellent cycle characteristics can be obtained. This CoSnC-containing material may further contain other constituent elements as necessary. This is because the battery capacity and cycle characteristics are further improved.

また、上記した材料の具体例としては、スズの単体、合金あるいは化合物、またはケイ素の単体、合金あるいは化合物が挙げられる。この場合には、例えば、負極活物質層22Bが気相法、液相法、溶射法、焼成法あるいはそれらの2種以上の方法を用いて形成されたものであり、その負極活物質層22Bと負極集電体22Aとが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。充放電に伴う膨張や収縮に起因して負極活物質層22Bが破壊されにくくなると共に、負極集電体22Aと負極活物質層22Bとの間において電子伝導性が向上するからである。なお、気相法としては、例えば、物理堆積法あるいは化学堆積法、より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 )法あるいはプラズマ化学気相成長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可能である。焼成法とは、例えば、粒子状の負極活物質と結着材などとを混合して溶剤に分散させることにより塗布したのち、負極結着剤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使用可能であり、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などが挙げられる。   Further, specific examples of the materials described above include a simple substance, an alloy or a compound of tin, or a simple substance, an alloy or a compound of silicon. In this case, for example, the negative electrode active material layer 22B is formed by using a vapor phase method, a liquid phase method, a thermal spraying method, a firing method, or two or more of these methods. The anode current collector 22A is preferably alloyed at least at a part of the interface. This is because the negative electrode active material layer 22B is less likely to be destroyed due to expansion and contraction associated with charge / discharge, and electronic conductivity is improved between the negative electrode current collector 22A and the negative electrode active material layer 22B. As the vapor phase method, for example, physical deposition method or chemical deposition method, more specifically, vacuum vapor deposition method, sputtering method, ion plating method, laser ablation method, thermal chemical vapor deposition (CVD; Chemical Vapor Deposition). ) Method or plasma enhanced chemical vapor deposition. 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 and a binder are mixed and dispersed in a solvent, followed by heat treatment at a temperature higher than the melting point of the negative electrode binder or the like. . A known method can be used for the firing method, and examples thereof include an atmospheric firing method, a reactive firing method, a hot press firing method, and the like.

負極結着剤は、フッ化ビニリデンおよびモノメチルマレイン酸エステルを成分とする二成分系共重合体を含有している。特に、二成分系共重合体におけるモノメチルマレイン酸エステルの共重合量は、0.3重量%以上2重量以下の範囲内、好ましくは0.4重量%以上2重量%以下の範囲内である。電解質24と同様にフッ化ビニリデンを一成分として含有することにより、負極22に対する電解質24の密着性が向上するからである。また、モノメチルマレイン酸エステルを一成分として含有することにより、電解質24に対する負極22の密着性が安定化すると共に、負極集電体22Aに対する負極活物質層22Bの密着性が向上するからである。負極活物質層22Bにおける負極結着剤の含有量は、特に限定されないが、例えば、2重量%以上10重量%以下の範囲内である。なお、負極結着剤は、例えば、上記した二成分系共重合体と共に、他の1種または2種以上の重合体や共重合体を含んでいてもよい。   The negative electrode binder contains a two-component copolymer containing vinylidene fluoride and monomethyl maleate as components. In particular, the copolymerization amount of monomethyl maleate in the two-component copolymer is in the range of 0.3 wt% to 2 wt%, preferably in the range of 0.4 wt% to 2 wt%. This is because the adhesiveness of the electrolyte 24 to the negative electrode 22 is improved by containing vinylidene fluoride as a component as in the electrolyte 24. Moreover, it is because the adhesiveness of the negative electrode 22 with respect to the electrolyte 24 is stabilized, and the adhesiveness of the negative electrode active material layer 22B with respect to the negative electrode collector 22A improves by containing monomethylmaleic acid ester as one component. The content of the negative electrode binder in the negative electrode active material layer 22B is not particularly limited, but is, for example, in the range of 2 wt% to 10 wt%. In addition, the negative electrode binder may contain other 1 type, or 2 or more types of polymers and copolymers with the above-mentioned two-component copolymer, for example.

この二次電池では、負極活物質の充電容量が正極活物質の充電容量よりも大きくなることにより、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、正極21と負極22と間において充電容量の大小関係が調整されている。   In this secondary battery, the charge capacity of the negative electrode active material is larger than the charge capacity of the positive electrode active material, so that lithium metal does not deposit on the negative electrode 22 even during full charge, between the positive electrode 21 and the negative electrode 22. The magnitude relationship of the charging capacity has been adjusted.

セパレータ23は、正極21と負極22とを隔離し、両極の接触に起因する電流の短絡を防止しながら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の合成樹脂からなる多孔質膜や、セラミックからなる多孔質膜などにより構成されており、これらの2種以上の多孔質膜が積層されたものであってもよい。   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 a synthetic resin such as polytetrafluoroethylene, polypropylene, or polyethylene, a porous film made of ceramic, or the like, and these two or more kinds of porous films are laminated. It may be what was done.

電解質24は、電解液と、それを保持する高分子化合物とを含んでおり、いわゆるゲル電解質である。ゲル電解質は、高いイオン伝導率(例えば室温で1mS/cm以上)が得られると共に電解液の漏洩が防止されるので好ましい。この電解質24は、例えば、正極21とセパレータ23との間および負極22とセパレータ23との間に設けられている。   The electrolyte 24 includes an electrolytic solution and a polymer compound that holds the electrolytic solution, and is a so-called gel electrolyte. The gel electrolyte is preferable because high ion conductivity (for example, 1 mS / cm or more at room temperature) is obtained and leakage of the electrolytic solution is prevented. For example, the electrolyte 24 is provided between the positive electrode 21 and the separator 23 and between the negative electrode 22 and the separator 23.

高分子化合物は、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびモノクロロトリフルオロエチレンを成分とする三成分系共重合体を含有している。特に、三成分系共重合体におけるヘキサフルオロプロピレンおよびモノクロロトリフルオロエチレンの共重合量は、いずれも4重量%以上7.5重量以下の範囲内、好ましくは5重量%以上7重量%以下の範囲内である。この三成分の組み合わせおよび組成により、電解質24の保液性が向上する結果、正極21、負極22およびセパレータ23に対する電解質24の密着性が向上するため、優れた電池容量、サイクル特性および負荷特性が得られるからである。詳細には、共重合量が4重量%よりも小さいと、保液性の低下に起因して電解質24の状態(ゲル状態)が不安定化するため、電池容量が低下すると共に、充放電時におけるリチウム金属の析出に起因してサイクル特性や負荷特性が低下する。一方、共重合量が7.5重量%よりも大きいと、電解質24がゲル化せずに高粘度の高分子溶液状態になる結果、その電解質24の密着性が低下するため、サイクル特性や負荷特性が低下する。なお、三成分系共重合体におけるフッ化ビニリデンの共重合量は、ヘキサフルオロプロピレンおよびモノクロロトリフルオロエチレンの共重合量に応じて適宜設定可能である。   The polymer compound contains a ternary copolymer containing vinylidene fluoride, hexafluoropropylene and monochlorotrifluoroethylene as components. In particular, the copolymerization amount of hexafluoropropylene and monochlorotrifluoroethylene in the ternary copolymer is in the range of 4 wt% to 7.5 wt%, preferably in the range of 5 wt% to 7 wt%. Is within. As a result of improving the liquid retention of the electrolyte 24 by the combination and composition of the three components, the adhesion of the electrolyte 24 to the positive electrode 21, the negative electrode 22, and the separator 23 is improved, so that excellent battery capacity, cycle characteristics and load characteristics are obtained. It is because it is obtained. More specifically, if the copolymerization amount is less than 4% by weight, the state of the electrolyte 24 (gel state) is destabilized due to a decrease in liquid retention, so that the battery capacity is reduced and at the time of charging / discharging. Cycle characteristics and load characteristics are deteriorated due to lithium metal precipitation. On the other hand, if the copolymerization amount is greater than 7.5% by weight, the electrolyte 24 does not gel and becomes a high-viscosity polymer solution. Characteristics are degraded. The copolymerization amount of vinylidene fluoride in the ternary copolymer can be appropriately set according to the copolymerization amount of hexafluoropropylene and monochlorotrifluoroethylene.

この三成分系共重合体の重量平均分子量は、60万以上150万以下の範囲内、好ましくは70万以上140万以下の範囲内である。電解質24の保液性が向上し、正極21、負極22およびセパレータ23に対する電解質24の密着性が向上するからである。詳細には、重量平均分子量が60万よりも小さいと、電解質24がゲル化せずにシャーベット状になるため、その保液性が低下する。一方、重量平均分子量が150万よりも大きいと、電解質24の粘度が高くなりすぎるため、その密着性が低下する。   The weight average molecular weight of the ternary copolymer is in the range of 600,000 to 1,500,000, preferably 700,000 to 1,400,000. This is because the liquid retaining property of the electrolyte 24 is improved and the adhesion of the electrolyte 24 to the positive electrode 21, the negative electrode 22 and the separator 23 is improved. More specifically, when the weight average molecular weight is less than 600,000, the electrolyte 24 becomes a sherbet without gelation, so that the liquid retaining property is lowered. On the other hand, when the weight average molecular weight is larger than 1,500,000, the viscosity of the electrolyte 24 becomes too high, so that the adhesion is lowered.

電解質24における高分子化合物の含有量は、例えば、両者の相溶性や高分子化合物の分子量によっても異なるが、6重量%以上20重量%以下の範囲内であり、好ましくは8重量%以上12重量%以下の範囲内である。含有量が少なすぎると、ゲルとしての電解液の保持性が不十分になる可能性があり、一方、含有量が多すぎると、電解質24における液体部分の体積が減少するため、イオン伝導性が低下する可能性があるからである。   The content of the polymer compound in the electrolyte 24 varies depending on, for example, the compatibility between the two and the molecular weight of the polymer compound, but is in the range of 6 wt% to 20 wt%, preferably 8 wt% to 12 wt%. % Or less. If the content is too small, the retainability of the electrolyte solution as a gel may be insufficient. On the other hand, if the content is too large, the volume of the liquid portion in the electrolyte 24 decreases, so that the ionic conductivity is reduced. This is because it may decrease.

なお、高分子化合物は、例えば、上記した三成分系共重合体と共に、他の1種または2種以上の重合体や共重合体を含んでいてもよい。   In addition, the high molecular compound may contain other 1 type, or 2 or more types of polymers and copolymers with the above-mentioned ternary copolymer, for example.

電解液は、溶媒と、電解質塩とを含んでいる。   The electrolytic solution contains a solvent and an electrolyte salt.

溶媒は、例えば、有機溶剤を含んでいる。この有機溶剤としては、例えば、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン、1,3−ジオキソール−2−オン、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル、炭酸メチルプロピル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチル、トリメチル酢酸エチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、3−メトキシプロピオニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリジノン、N−メチルオキサゾリジノン、N,N’−ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホランあるいはジメチルスルホキシド燐酸などが挙げられる。優れた電池容量、サイクル特性および負荷特性が得られるからである。これらは単独で用いられてもよいし、複数種が混合されて用いられてもよい。中でも、溶媒は、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルおよび炭酸ジエチルからなる群のうちの2種以上であることが好ましい。電解質塩の解離性およびイオンの移動度が向上するため、より高い効果が得られるからである。この場合における溶媒の組み合わせとしては、例えば、炭酸エチレンおよび炭酸プロピレンからなる二成分系混合溶媒、炭酸エチレン、炭酸プロピレンおよび炭酸エチルメチルからなる三成分系混合溶媒、あるいは炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸エチルメチル、炭酸ジメチルおよび炭酸ジエチルからなる五成分系混合溶媒などが挙げられる。なお、溶媒は、フッ素化炭酸エチレンやフッ素化炭酸プロピレンに代表されるフッ素化炭酸エステルを含んでいてもよい。   The solvent contains, for example, an organic solvent. Examples of the organic solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, 1,3-dioxol-2-one, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, methyl acetate, ethyl acetate , Methyl propionate, ethyl propionate, methyl butyrate, methyl isobutyrate, methyl trimethyl acetate, ethyl trimethyl acetate, acetonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, methoxyacetonitrile, 3-methoxypropionitrile, N, N-dimethylformua And N-methylpyrrolidinone, N-methyloxazolidinone, N, N'-dimethylimidazolidinone, nitromethane, nitroethane, sulfolane, and dimethyl sulfoxide phosphoric acid. This is because excellent battery capacity, cycle characteristics and load characteristics can be obtained. These may be used alone or in combination of two or more. Especially, it is preferable that a solvent is 2 or more types in the group which consists of ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, and diethyl carbonate. This is because the dissociation property of the electrolyte salt and the ion mobility are improved, so that a higher effect can be obtained. Examples of the solvent combination in this case include a binary mixed solvent composed of ethylene carbonate and propylene carbonate, a ternary mixed solvent composed of ethylene carbonate, propylene carbonate and ethyl methyl carbonate, or ethylene carbonate, propylene carbonate and ethyl carbonate. Examples thereof include a ternary mixed solvent composed of methyl, dimethyl carbonate and diethyl carbonate. The solvent may contain a fluorinated carbonate represented by fluorinated ethylene carbonate or fluorinated propylene carbonate.

電解質塩は、例えば、リチウム塩などの軽金属塩を含んでいる。このリチウム塩としては、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 )、過塩素酸リチウム(LiClO4 )、六フッ化ヒ酸リチウム(LiAsF6 )、テトラフェニルホウ酸リチウム(LiB(C6 5 4 )、メタンスルホン酸リチウム(LiCH3 SO3 )、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiCF3 SO3 )、テトラクロロアルミン酸リチウム(LiAlCl4 )、六フッ化ケイ酸リチウム(Li2 SiF6 )、塩化リチウム(LiCl)、臭化リチウム(LiBr)、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム(LiN(CF3 SO2 2 )、ビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミドリチウム(LiN(C2 5 SO2 2 )、1,2−パーフルオロエタンジスルホニルイミドリチウム、1,3−パーフルオロプロパンジスルホニルイミドリチウムあるいはトリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチドリチウム(LiC(CF3 SO2 3 )などが挙げられる。優れた電池容量、サイクル特性および負荷特性が得られるからである。これらは単独で用いられてもよいし、複数種が混合されて用いられてもよい。中でも、電解質塩は、六フッ化リン酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウム、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウムおよびビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミドリチウムからなる群のうちの少なくとも1種を含んでいるのが好ましい。内部抵抗が低下するため、より高い効果が得られるからである。 The electrolyte salt includes, for example, a light metal salt such as a lithium salt. Examples of the lithium salt include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF 6 ), lithium tetraphenylborate (LiB (C 6 H 5) 4), methanesulfonic acid lithium (LiCH 3 SO 3), lithium trifluoromethanesulfonate (LiCF 3 SO 3), tetrachloroaluminate lithium (LiAlCl 4), six Lithium fluorosilicate (Li 2 SiF 6 ), lithium chloride (LiCl), lithium bromide (LiBr), bis (trifluoromethanesulfonyl) imide lithium (LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ), bis (pentafluoroethanesulfonyl) ) imide (LiN (C 2 F 5 SO 2) 2), 1,2- perfluoro Tanji sulfonyl imide, 1,3-perfluoropropanedisulfonylimide lithium or tris (trifluoromethanesulfonyl) Mechidorichiumu (LiC (CF 3 SO 2) 3) , and the like. This is because excellent battery capacity, cycle characteristics and load characteristics can be obtained. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, the electrolyte salt includes at least one selected from the group consisting of lithium hexafluorophosphate, lithium tetrafluoroborate, lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide and lithium bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide. It is preferable. This is because a higher effect can be obtained because the internal resistance is lowered.

電解液における電解質塩の濃度は、0.8mol/kg以上1.7mol/kg以下の範囲内、好ましくは0.85重量%以上1.6重量%以下の範囲内である。電荷輸送に関わるイオン数が確保されるため、優れた電池容量が得られるからである。詳細には、濃度が0.8mol/kgよりも小さいと、電荷輸送に関わるイオンの絶対数が少なくなり、しかも過電圧がかかるために副反応が大きくなる。一方、濃度が1.7mol/kgよりも大きいと、電解質塩の解離性が低下するため、実質的に電荷輸送に関わるイオン数が少なくなる。しかも、電解質塩と溶媒との間の相互作用が高分子化合物と溶媒との間の相互作用よりも大きくなるため、電解質24の保液性が低下する。特に、フッ素を構成元素として含む電解質塩を用いた場合において、フッ化水素(HF)の発生に起因して電池性能が低下することを防止するためには、その電解質塩の濃度の上限が1.7mol/kgであることが好ましい。   The concentration of the electrolyte salt in the electrolytic solution is in the range of 0.8 mol / kg to 1.7 mol / kg, preferably in the range of 0.85 wt% to 1.6 wt%. This is because the number of ions involved in charge transport is ensured, so that an excellent battery capacity can be obtained. Specifically, when the concentration is less than 0.8 mol / kg, the absolute number of ions involved in charge transport decreases, and an overvoltage is applied, so that a side reaction increases. On the other hand, when the concentration is higher than 1.7 mol / kg, the dissociation property of the electrolyte salt is lowered, so that the number of ions involved in charge transport is substantially reduced. In addition, since the interaction between the electrolyte salt and the solvent becomes larger than the interaction between the polymer compound and the solvent, the liquid retention of the electrolyte 24 is lowered. In particular, when an electrolyte salt containing fluorine as a constituent element is used, the upper limit of the concentration of the electrolyte salt is 1 in order to prevent the battery performance from being reduced due to the generation of hydrogen fluoride (HF). 0.7 mol / kg is preferred.

この二次電池は、例えば、以下の手順により製造することができる。   This secondary battery can be manufactured, for example, by the following procedure.

まず、電解液、高分子化合物および希釈溶剤を含む前駆溶液(ゾル)を調製し、正極21および負極22に塗布したのちに希釈溶剤を揮発させることにより、ゲル電解質である電解質24を形成する。続いて、正極集電体21Aおよび負極集電体22Aにそれぞれ正極リード11および負極リード12を取り付ける。続いて、電解質24が設けられた正極21および負極22をセパレータ23を介して積層させたのち、長手方向に巻回させることにより、巻回電極体20を形成する。続いて、例えば、2枚のフィルム状の外装部材30の間に巻回電極体20を挟み込んだのち、その外装部材30の外縁部同士を熱融着などで接着させることにより巻回電極体20を封入する。その際、正極リード11および負極リード12と外装部材30との間に、密着フィルム31を挿入する。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。   First, a precursor solution (sol) containing an electrolytic solution, a polymer compound, and a diluent solvent is prepared, applied to the positive electrode 21 and the negative electrode 22, and then the diluent solvent is volatilized to form an electrolyte 24 that is a gel electrolyte. Subsequently, the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12 are attached to the positive electrode current collector 21A and the negative electrode current collector 22A, respectively. Subsequently, the positive electrode 21 and the negative electrode 22 provided with the electrolyte 24 are stacked via the separator 23, and then wound in the longitudinal direction to form the wound electrode body 20. Subsequently, for example, the wound electrode body 20 is sandwiched between two film-shaped exterior members 30 and then the outer edge portions of the exterior member 30 are bonded to each other by heat fusion or the like. Enclose. At that time, the adhesion film 31 is inserted between the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12 and the exterior member 30. 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、電解質24を経由して負極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、電解質24を経由して正極21に吸蔵される。   In this secondary battery, when charged, for example, lithium ions are extracted from the positive electrode 21 and inserted into the negative electrode 22 via the electrolyte 24. On the other hand, when discharging is performed, for example, lithium ions are extracted from the negative electrode 22 and inserted into the positive electrode 21 via the electrolyte 24.

この二次電池では、高分子化合物の種類および組成、電解質塩の濃度、正極結着剤の種類、ならびに負極結着剤の種類および組成に基づいて、以下の作用が得られる。   In this secondary battery, the following effects are obtained based on the type and composition of the polymer compound, the concentration of the electrolyte salt, the type of the positive electrode binder, and the type and composition of the negative electrode binder.

第1に、電解質24における高分子化合物がフッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびモノクロロトリフルオロエチレンを成分とする三成分系共重合体を含有し、その三成分系共重合体におけるヘキサフルオロプロピレンおよびモノクロロトリフルオロエチレンの共重合量がいずれも4重量%以上7.5重量%以下の範囲内であるので、それらの共重合量が上記した範囲条件を満たしていない場合と比較して、電解質塩の濃度を高くした場合においても電解質24の状態(ゲル状態)が安定化する。これにより、電解質24の保液性が向上するため、正極21、負極22およびセパレータ23に対する電解質24の密着性も向上する。   First, the polymer compound in the electrolyte 24 contains a ternary copolymer having vinylidene fluoride, hexafluoropropylene and monochlorotrifluoroethylene as components, and the hexafluoropropylene and monochloro in the ternary copolymer are contained. Since the copolymerization amount of trifluoroethylene is in the range of 4 wt% or more and 7.5 wt% or less, compared with the case where the copolymerization amount does not satisfy the above range condition, Even when the concentration is increased, the state (gel state) of the electrolyte 24 is stabilized. Thereby, since the liquid retention property of the electrolyte 24 improves, the adhesiveness of the electrolyte 24 with respect to the positive electrode 21, the negative electrode 22, and the separator 23 also improves.

第2に、上記した三成分系共重合体の重量平均分子量が60万以上150万以下の範囲内であるので、その重量平均分子量が上記した範囲条件を満たしていない場合と比較して、やはり電解質24の状態(ゲル状態)が安定化する。   Secondly, since the weight average molecular weight of the above-mentioned ternary copolymer is in the range of 600,000 to 1,500,000, compared with the case where the weight average molecular weight does not satisfy the above range conditions, The state (gel state) of the electrolyte 24 is stabilized.

第3に、電解液における電解質塩の濃度が0.8mol/kg以上1.7mol/kg以下の範囲内であるので、その濃度が上記した範囲条件を満たしていない場合と比較して、電荷輸送に関わるイオン数が確保される。   Third, since the concentration of the electrolyte salt in the electrolytic solution is in the range of 0.8 mol / kg or more and 1.7 mol / kg or less, the charge transport is compared with the case where the concentration does not satisfy the above range condition. The number of ions involved in is secured.

第4に、電解質24における高分子化合物がフッ化ビニリデンを一成分とする三成分系共重合体を含有している場合に、正極21における正極結着剤がフッ化ビニリデンを成分とする重合体を含有しているので、正極結着剤がフッ化ビニリデンを成分とする重合体を含有していない場合と比較して、正極21に対する電解質24の密着性が向上する。   Fourth, when the polymer compound in the electrolyte 24 contains a ternary copolymer having vinylidene fluoride as a component, the polymer in which the positive electrode binder in the positive electrode 21 is vinylidene fluoride as a component. Therefore, the adhesion of the electrolyte 24 to the positive electrode 21 is improved as compared with the case where the positive electrode binder does not contain a polymer containing vinylidene fluoride as a component.

この場合には、負極22における負極結着剤がフッ化ビニリデンおよびモノメチルマレイン酸エステルを成分とする二成分系共重合体を含有し、その二成分系共重合体におけるモノメチルマレイン酸エステルの共重合量が0.3重量%以上2重量%以下の範囲内であるので、負極結着剤が上記した二成分系共重合体を含有しておらず、あるいは二成分系共重合体を含有していてもモノメチルマレイン酸エステルの共重合量が上記した範囲条件を満たしていない場合と比較して、負極22に対する電解質24の密着性が向上すると共に、その密着性が安定化する。   In this case, the negative electrode binder in the negative electrode 22 contains a binary copolymer containing vinylidene fluoride and monomethyl maleate as components, and the copolymer of monomethyl maleate in the binary copolymer is included. Since the amount is in the range of 0.3 wt% or more and 2 wt% or less, the negative electrode binder does not contain the above-mentioned two-component copolymer or contains the two-component copolymer. However, the adhesiveness of the electrolyte 24 to the negative electrode 22 is improved and the adhesiveness is stabilized as compared with the case where the copolymerization amount of the monomethylmaleic acid ester does not satisfy the above range conditions.

この二次電池によれば、上記したように、電解質塩の濃度を高くした場合においても電解質24の保液性が向上するため、正極21、負極22およびセパレータ24に対する電解質24の密着性も向上する。これにより、外装部材30に裂け目などの欠陥があったとしても、電解液が漏洩しにくくなる。したがって、電池容量、サイクル特性および負荷特性などが向上するため、優れた電池性能を得ることができる。   According to this secondary battery, as described above, since the liquid retention of the electrolyte 24 is improved even when the concentration of the electrolyte salt is increased, the adhesion of the electrolyte 24 to the positive electrode 21, the negative electrode 22, and the separator 24 is also improved. To do. Thereby, even if the exterior member 30 has a defect such as a tear, the electrolytic solution is less likely to leak. Therefore, battery capacity, cycle characteristics, load characteristics, and the like are improved, so that excellent battery performance can be obtained.

本発明の実施例について詳細に説明する。   Examples of the present invention will be described in detail.

(1)まず、フッ化ビニリデン(VDF)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)およびモノクロロトリフルオロエチレン(CTFE)を成分とする三成分系共重合体(以下、単に「三成分系共重合体」ともいう。)の組成と電池性能との間の関係を調べるために、以下の実施例1−1,1−2および比較例1−1〜1−3の二次電池を製造した。 (1) First, a ternary copolymer comprising vinylidene fluoride (VDF), hexafluoropropylene (HFP), and monochlorotrifluoroethylene (CTFE) as components (hereinafter also simply referred to as “ternary copolymer”). The secondary batteries of Examples 1-1 and 1-2 and Comparative Examples 1-1 to 1-3 described below were manufactured.

(実施例1−1)
以下の手順により、図1および図2に示したラミネートフィルム型の二次電池を製造した。この際、負極22の容量がリチウムの吸蔵および放出に伴う容量成分により表されるリチウムイオン二次電池となるようにした。
(Example 1-1)
The laminate film type secondary battery shown in FIGS. 1 and 2 was manufactured by the following procedure. At this time, the capacity of the negative electrode 22 was set to be a lithium ion secondary battery represented by a capacity component accompanying insertion and extraction of lithium.

まず、正極21を作製した。すなわち、正極活物質としてコバルト酸リチウム(LiCoO2 )粉末92質量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)粉末3質量部と、導電剤として黒鉛粉末5質量部とを混合したのち、溶媒としてN−メチル−2−ピロリドンに分散させることによりペースト状の正極合剤スラリーとした。続いて、アルミニウム箔からなる正極集電体21Aの両面に正極合剤スラリーを塗布したのち、100℃で24時間に渡って減圧乾燥した。続いて、ロールプレス機で加圧成型して正極シートとしたのち、50mm×300mmの帯状に切断することより正極活物質層21Bを形成した。最後に、正極集電体21Aの一端にアルミニウム製の正極リード11を溶接した。 First, the positive electrode 21 was produced. That is, after mixing 92 parts by mass of lithium cobaltate (LiCoO 2 ) powder as the positive electrode active material, 3 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVDF) powder as the binder, and 5 parts by mass of graphite powder as the conductive agent, the solvent As a paste-like positive electrode mixture slurry by dispersing in N-methyl-2-pyrrolidone. Subsequently, the positive electrode mixture slurry was applied to both surfaces of the positive electrode current collector 21A made of an aluminum foil, and then dried under reduced pressure at 100 ° C. for 24 hours. Subsequently, after pressure forming with a roll press machine to obtain a positive electrode sheet, the positive electrode active material layer 21B was formed by cutting into a strip of 50 mm × 300 mm. Finally, the positive electrode lead 11 made of aluminum was welded to one end of the positive electrode current collector 21A.

次に、負極22を作製した。すなわち、負極活物質として人造黒鉛粉末91質量部と、結着剤としてVDFおよびモノメチルマレイン酸エステル(MMM)を成分とする二成分系共重合体9質量部とを混合したのち、溶媒としてN−メチル−2−ピロリドンに分散させることによりペースト状の負極合剤スラリーとした。この際、二成分系共重合体におけるMMMの共重合量を1重量%とした。続いて、銅箔からなる負極集電体22Aの両面に負極合剤スラリーを塗布したのち、120℃で24時間に渡って減圧乾燥した。続いて、ロールプレス機で加圧成型して負極シートとしたのち、52mm×320mmの帯状に切断することにより負極活物質層22Bを形成した。最後に、負極集電体22Aの一端にニッケル製の負極リード12を溶接した。   Next, the negative electrode 22 was produced. That is, 91 parts by weight of artificial graphite powder as a negative electrode active material and 9 parts by weight of a binary copolymer containing VDF and monomethylmaleic acid ester (MMM) as components are mixed, and N- A paste-like negative electrode mixture slurry was prepared by dispersing in methyl-2-pyrrolidone. At this time, the copolymerization amount of MMM in the two-component copolymer was 1% by weight. Subsequently, the negative electrode mixture slurry was applied to both surfaces of the negative electrode current collector 22A made of copper foil, and then dried under reduced pressure at 120 ° C. for 24 hours. Then, after forming into a negative electrode sheet by pressure molding with a roll press machine, the negative electrode active material layer 22B was formed by cutting into a 52 mm × 320 mm strip. Finally, a nickel negative electrode lead 12 was welded to one end of the negative electrode current collector 22A.

次に、電解質24を作製した。すなわち、溶媒として炭酸エチレン(EC)および炭酸プロピレン(PC)を40:60の重量比で混合したのち、電解質塩として六フッ化リン酸リチウムを1.2mol/kgの濃度となるように溶解させることにより電解液を調製した。続いて、電解液と、高分子化合物としてVDF、HFPおよびCTFEを成分とする三成分系共重合体と、希釈溶剤として炭酸ジメチルとを混合して前駆溶液としたのち、正極21および負極22に塗布して希釈溶剤を乾燥させることにより、ゲル電解質として電解質24を形成した。この際、三成分系共重合体におけるVDF、HFPおよびCTFEの共重合量をそれぞれ90重量%、5重量%および5重量%としたと共に、三成分系共重合体の重量平均分子量を100万とした。   Next, the electrolyte 24 was produced. That is, after mixing ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC) in a weight ratio of 40:60 as a solvent, lithium hexafluorophosphate as an electrolyte salt is dissolved to a concentration of 1.2 mol / kg. Thus, an electrolyte solution was prepared. Subsequently, the electrolytic solution, a ternary copolymer containing VDF, HFP and CTFE as components, and a dimethyl carbonate as a diluent solvent are mixed to form a precursor solution. By applying and drying the diluted solvent, an electrolyte 24 was formed as a gel electrolyte. At this time, the copolymerization amounts of VDF, HFP and CTFE in the ternary copolymer were 90% by weight, 5% by weight and 5% by weight, respectively, and the weight average molecular weight of the ternary copolymer was 1 million. did.

次に、正極21と、多孔質ポリエチレンフィルム(厚さ=10μm,幅=54mm,空孔率=33%)からなるセパレータ23と、負極22とをこの順に積層させたのち、長手方向において渦巻状に多数回に渡って巻回させることにより、巻回電極体20を形成した。   Next, the positive electrode 21, the separator 23 made of a porous polyethylene film (thickness = 10 μm, width = 54 mm, porosity = 33%), and the negative electrode 22 are laminated in this order, and then spiral in the longitudinal direction. The wound electrode body 20 was formed by being wound many times.

次に、外側からナイロンフィルム、アルミニウム箔およびポリ無延伸エチレンフィルムがこの順に貼り合わされた2枚のアルミラミネートフィルムからなる外装部材30の間に巻回電極体20を挟み込んだ。続いて、減圧環境中において外装部材30の外縁部同士を熱融着して封止することにより、外装部材30との間に密着フィルム31を介して正極リード11および負極リード12が導出されるように巻回電極体20を収納した。   Next, the wound electrode body 20 was sandwiched between exterior members 30 made of two aluminum laminate films in which a nylon film, an aluminum foil, and a poly unstretched ethylene film were bonded in this order from the outside. Subsequently, the outer edge portions of the exterior member 30 are heat-sealed and sealed in a reduced pressure environment, whereby the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12 are led out between the exterior member 30 via the adhesion film 31. Thus, the wound electrode body 20 was accommodated.

最後に、充電電流=120mA,上限電圧=4.2V,充電時間=12時間の条件で定電流定電圧充電し、満充電状態で3日間放置したのち、放電電流=120mA,放電容量=400mAhの条件で定容量放電することにより、二次電池が完成した。   Finally, after charging with constant current and constant voltage under the conditions of charging current = 120 mA, upper limit voltage = 4.2 V, charging time = 12 hours, and standing for 3 days in a fully charged state, discharge current = 120 mA and discharge capacity = 400 mAh. The secondary battery was completed by discharging at a constant capacity under the conditions.

(実施例1−2)
三成分系共重合体におけるVDF、HFPおよびCTFEの共重合量をそれぞれ86重量%、7重量%および7重量%にしたことを除き、実施例1−1と同様の手順を経た。
(Example 1-2)
A procedure similar to that of Example 1-1 was performed except that the copolymerization amounts of VDF, HFP, and CTFE in the ternary copolymer were 86 wt%, 7 wt%, and 7 wt%, respectively.

(比較例1−1)
三成分系共重合体におけるVDF、HFPおよびCTFEの共重合量をそれぞれ96重量%、1重量%および3重量%にしたことを除き、実施例1−1と同様の手順を経た。
(Comparative Example 1-1)
The same procedure as in Example 1-1 was performed except that the copolymerization amounts of VDF, HFP, and CTFE in the ternary copolymer were 96 wt%, 1 wt%, and 3 wt%, respectively.

(比較例1−2)
三成分系共重合体におけるVDF、HFPおよびCTFEの共重合量をそれぞれ96重量%、3重量%および1重量%にしたことを除き、実施例1−1と同様の手順を経た。
(Comparative Example 1-2)
A procedure similar to that of Example 1-1 was performed except that the copolymerization amounts of VDF, HFP, and CTFE in the ternary copolymer were 96 wt%, 3 wt%, and 1 wt%, respectively.

(比較例1−3)
三成分系共重合体におけるVDF、HFPおよびCTFEの共重合量をそれぞれ84重量%、8重量%および8重量%にしたことを除き、実施例1−1と同様の手順を経た。
(Comparative Example 1-3)
A procedure similar to that of Example 1-1 was performed except that the copolymerization amounts of VDF, HFP, and CTFE in the ternary copolymer were 84 wt%, 8 wt%, and 8 wt%, respectively.

これらの実施例1−1,1−2および比較例1−1〜1−3の二次電池の電池性能として電池容量、サイクル特性および負荷特性を調べたところ、表1に示した結果が得られた。   When the battery capacity, cycle characteristics, and load characteristics of the secondary batteries of Examples 1-1 and 1-2 and Comparative Examples 1-1 to 1-3 were examined, the results shown in Table 1 were obtained. It was.

電池容量を調べる際には、充電電流=800mA,上限電圧=4.2V,充電時間=2.5時間の条件で定電流定電圧充電したのち、放電電流=160mA,終止電圧=3Vの条件で定電流放電することにより、このとき得られた電気量を電池容量(mAh)とした。この際、二次電池の最低保証容量が800mAhであることから、電池容量の評価基準を800mAh以上とした。   When checking the battery capacity, after charging with constant current and constant voltage under the conditions of charging current = 800 mA, upper limit voltage = 4.2 V, charging time = 2.5 hours, under the conditions of discharge current = 160 mA and final voltage = 3V. By performing constant current discharge, the amount of electricity obtained at this time was defined as the battery capacity (mAh). At this time, since the minimum guaranteed capacity of the secondary battery was 800 mAh, the battery capacity evaluation criterion was set to 800 mAh or more.

サイクル特性を調べる際には、以下の手順で充放電を繰り返したのち、放電容量維持率を算出した。まず、23℃の雰囲気中において充電、休止(3分間)、放電および休止(3分間)をこの順に行うことにより、1サイクル目の放電容量を求めた。続いて、同雰囲気中において上記した充放電を合計で400回となるまで繰り返すことにより、400サイクル目の放電容量を求めた。最後に、放電容量維持率(%)=(400サイクル目の放電容量/1サイクル目の放電容量)×100を算出した。この際、サイクル特性の評価基準を80%以上とした。なお、各サイクルにおける充電条件および放電条件は、電池容量を調べた場合と同様である。   When examining the cycle characteristics, charge / discharge was repeated according to the following procedure, and then the discharge capacity retention ratio was calculated. First, charging, resting (3 minutes), discharging and resting (3 minutes) were performed in this order in an atmosphere at 23 ° C. to determine the discharge capacity at the first cycle. Subsequently, the above-described charging / discharging was repeated in the same atmosphere until the total amount reached 400 times, thereby obtaining the discharge capacity at the 400th cycle. Finally, the discharge capacity retention ratio (%) = (discharge capacity at the 400th cycle / discharge capacity at the first cycle) × 100 was calculated. At this time, the evaluation standard of cycle characteristics was set to 80% or more. Note that the charging conditions and discharging conditions in each cycle are the same as in the case of examining the battery capacity.

負荷特性を調べる際には、以下の手順で充放電することにより、放電容量維持率を算出した。まず、充電したのち、負荷電流=160mA,終止電圧=3Vの条件で定電流放電することにより、放電容量(160mA放電時の放電容量)を求めた。続いて、再び充電したのち、負荷電流=2.4A,終止電圧=3Vの条件で定電流放電することにより、放電容量(2.4A放電時の放電容量)を求めた。最後に、放電容量維持率(%)=(2.4A放電時の放電容量/160mA放電時の放電容量)×100を算出した。この際、サイクル特性と同様に負荷特性の評価基準を80%以上とした。なお、充電条件は、電池容量を調べた場合と同様である。   When examining the load characteristics, the discharge capacity retention rate was calculated by charging and discharging according to the following procedure. First, after charging, the discharge capacity (discharge capacity at the time of 160 mA discharge) was determined by performing constant current discharge under the conditions of load current = 160 mA and final voltage = 3V. Subsequently, after charging again, the discharge capacity (discharge capacity at the time of 2.4 A discharge) was determined by performing constant current discharge under conditions of load current = 2.4 A and final voltage = 3 V. Finally, discharge capacity retention rate (%) = (discharge capacity at the time of 2.4 A discharge / discharge capacity at the time of 160 mA discharge) × 100 was calculated. At this time, as with the cycle characteristics, the evaluation standard for the load characteristics was set to 80% or more. The charging conditions are the same as when the battery capacity is examined.

Figure 2008098054
Figure 2008098054

表1に示したように、電池容量および放電容量維持率(サイクル特性および負荷特性)は、いずれもHFPおよびCTFEの共重合量が大きくなるにしたがって増加したのちに減少する傾向を示し、すなわち上向き凸型の曲線を描くように変化した。この場合には、電池容量および放電容量維持率は、HFPおよびCTFEの共重合量が1重量%、3重量%および8重量%である比較例1−1〜1−3では評価基準(800mAh以上,80%以上)を満たさなかったが、HFPおよびCTFEの共重合量が5重量%および7重量%である実施例1−1,1−2では評価基準を満たした。ここで、上記したように、電池容量および放電容量維持率がいずれも上向きの凸型の曲線を描いていることから、それらが評価基準を満たす閾値(HFPおよびCTFEの共重合量の下限および上限)を調べたところ、下限および上限はそれぞれ4重量%および7.5重量%であった。このことから、高分子化合物が三成分系共重合体を含有する二次電池において、電池容量および放電容量維持率が評価基準を満たすためには、三成分系共重合体におけるHFPおよびCTFEの共重合量がいずれも4重量%以上7.5重量%以下の範囲内、好ましくは5重量%以上7重量%以下の範囲内であればよいことが確認された。   As shown in Table 1, both the battery capacity and the discharge capacity retention ratio (cycle characteristics and load characteristics) tend to decrease after increasing as the copolymerization amount of HFP and CTFE increases, that is, upward Changed to draw a convex curve. In this case, the battery capacity and the discharge capacity retention ratio were evaluated based on evaluation criteria (800 mAh or more) in Comparative Examples 1-1 to 1-3 in which the copolymerization amounts of HFP and CTFE were 1 wt%, 3 wt%, and 8 wt%. However, the evaluation criteria were satisfied in Examples 1-1 and 1-2 in which the copolymerization amounts of HFP and CTFE were 5% by weight and 7% by weight, respectively. Here, as described above, since both the battery capacity and the discharge capacity maintenance ratio draw upward convex curves, the threshold values satisfying the evaluation criteria (the lower limit and the upper limit of the copolymerization amount of HFP and CTFE) ), The lower and upper limits were 4% by weight and 7.5% by weight, respectively. Therefore, in a secondary battery in which the polymer compound contains a ternary copolymer, in order for the battery capacity and the discharge capacity maintenance ratio to satisfy the evaluation criteria, the copolymer of HFP and CTFE in the ternary copolymer is required. It has been confirmed that the polymerization amount may be in the range of 4 wt% to 7.5 wt%, preferably 5 wt% to 7 wt%.

(2)次に、高分子化合物が三成分系共重合体を含有する二次電池について、その三成分系共重合体の重量平均分子量と電池性能との間の関係を調べるために、以下の実施例2−1〜2−3および比較例2−1,2−2の二次電池を製造した。 (2) Next, in order to investigate the relationship between the weight average molecular weight of the ternary copolymer and the battery performance for the secondary battery in which the polymer compound contains the ternary copolymer, Secondary batteries of Examples 2-1 to 2-3 and Comparative examples 2-1 and 2-2 were manufactured.

(実施例2−1〜2−3)
三成分系共重合体の重量平均分子量をそれぞれ70万、120万および140万にしたことを除き、実施例1−1と同様の手順を経た。
(Examples 2-1 to 2-3)
The same procedure as in Example 1-1 was performed except that the weight average molecular weights of the ternary copolymer were changed to 700,000, 1.2 million and 1.4 million, respectively.

(比較例2−1,2−2)
三成分系共重合体の重量平均分子量をそれぞれ50万および160万にしたことを除き、実施例1−1と同様の手順を経た。
(Comparative Examples 2-1 and 2-2)
A procedure similar to that of Example 1-1 was performed except that the weight average molecular weight of the ternary copolymer was changed to 500,000 and 1.6 million, respectively.

これらの実施例2−1〜2−3および比較例2−1,2−2の二次電池について、表1について説明した場合と同様に電池性能を調べたところ、表2に示した結果が得られた。なお、表2には、三成分系共重合体の重量平均分子量が100万である実施例1−1の電池性能も併せて示している。   Regarding the secondary batteries of Examples 2-1 to 2-3 and Comparative Examples 2-1 and 2-2, the battery performance was examined in the same manner as described for Table 1, and the results shown in Table 2 were obtained. Obtained. Table 2 also shows the battery performance of Example 1-1 in which the weight average molecular weight of the ternary copolymer is 1,000,000.

Figure 2008098054
Figure 2008098054

表2に示したように、電池容量および放電容量維持率(サイクル特性および負荷特性)は、いずれも重量平均分子量が大きくなるにしたがって上向き凸型の曲線を描くように変化した。この場合には、電池容量および放電容量維持率は、重量平均分子量が50万および160万である比較例2−1,2−2では評価基準(800mAh以上,80%以上)を満たさなかったが、重量平均分子量が70万、100万、120万および140万である実施例2−1,1−1,2−2,2−3では評価基準を満たした。ここで、電池容量および放電容量維持率が評価基準を満たす閾値(重量平均分子量の下限および上限)を調べたところ、下限および上限はそれぞれ60万および150万であった。このことから、高分子化合物が三成分系共重合体を含有する二次電池において、電池容量および放電容量維持率が評価基準を満たすためには、三成分系共重合体の重量平均分子量が60万以上150万以下の範囲内、好ましくは70万以上140万以下の範囲内であればよいことが確認された。   As shown in Table 2, the battery capacity and discharge capacity retention ratio (cycle characteristics and load characteristics) both changed so as to draw an upward convex curve as the weight average molecular weight increased. In this case, the battery capacity and the discharge capacity retention ratio did not satisfy the evaluation criteria (800 mAh or more, 80% or more) in Comparative Examples 2-1 and 2-2 having weight average molecular weights of 500,000 and 1.6 million. In Examples 2-1, 1-1, 2-2, and 2-3 having weight average molecular weights of 700,000, 1 million, 1.2 million, and 1.4 million, the evaluation criteria were satisfied. Here, when the threshold values (lower limit and upper limit of the weight average molecular weight) at which the battery capacity and the discharge capacity retention ratio satisfy the evaluation criteria were examined, the lower limit and the upper limit were 600,000 and 1,500,000, respectively. From this, in the secondary battery in which the polymer compound contains a ternary copolymer, the weight average molecular weight of the ternary copolymer is 60 in order for the battery capacity and the discharge capacity maintenance ratio to satisfy the evaluation criteria. It was confirmed that it may be in the range of not less than 10,000 and not more than 1.5 million, preferably not less than 700,000 and not more than 1.4 million.

(3)次に、高分子化合物が三成分系共重合体を含有する二次電池について、電解質塩の濃度と電池性能との間の関係を調べるために、以下の実施例3−1,3−2および比較例3−1,3−2の二次電池を製造した。 (3) Next, in order to investigate the relationship between the concentration of the electrolyte salt and the battery performance for the secondary battery in which the polymer compound contains a ternary copolymer, the following Examples 3-1 and 3 -2 and Comparative Examples 3-1 and 3-2 were manufactured.

(実施例3−1,3−2)
電解質塩の濃度をそれぞれ0.85mol/kgおよび1.6mol/kgにしたことを除き、実施例1−1と同様の手順を経た。
(Examples 3-1 and 3-2)
A procedure similar to that of Example 1-1 was performed except that the concentration of the electrolyte salt was 0.85 mol / kg and 1.6 mol / kg, respectively.

(比較例3−1,3−2)
電解質塩の濃度をそれぞれ0.75mol/kgおよび1.8mol/kgにしたことを除き、実施例1−1と同様の手順を経た。
(Comparative Examples 3-1 and 3-2)
A procedure similar to that of Example 1-1 was performed except that the concentration of the electrolyte salt was 0.75 mol / kg and 1.8 mol / kg, respectively.

これらの実施例3−1、3−2および比較例3−1,3−2の二次電池について、表1について説明した場合と同様に電池性能を調べたところ、表3に示した結果が得られた。なお、表3には、電解質塩の濃度が1.2mol/kgである実施例1−1の電池性能も併せて示している。   Regarding the secondary batteries of Examples 3-1 and 3-2 and Comparative Examples 3-1 and 3-2, the battery performance was examined in the same manner as described for Table 1, and the results shown in Table 3 were obtained. Obtained. Table 3 also shows the battery performance of Example 1-1 in which the concentration of the electrolyte salt is 1.2 mol / kg.

Figure 2008098054
Figure 2008098054

表3に示したように、電池容量は、電解質塩の濃度が大きくなるにしたがって次第に増加した。一方、放電容量維持率(サイクル特性および負荷特性)は、いずれも電解質塩の濃度が大きくなるにしたがって上向き凸型の曲線を描くように変化した。この場合には、電池容量および放電容量維持率は、電解質塩の濃度が0.75mol/kgおよび1.8mol/kgである比較例3−1,3−2では評価基準(800mAh以上,80%以上)を満たさなかったが、電解質塩の濃度が0.85mol/kg、1.2mol/kgおよび1.6mol/kgである実施例3−1,1−1,3−2では評価基準を満たした。ここで、電池容量および放電容量維持率が評価基準を満たす閾値(電解質塩の濃度の下限および上限)を調べたところ、下限および上限はそれぞれ0.8mol/kgおよび1.7mol/kgであった。このことから、高分子化合物が三成分系共重合体を含有する二次電池において、電池容量および放電容量維持率が評価基準を満たすためには、電解質塩の濃度が0.8mol/kg以上1.7mol/kgの範囲内、好ましくは0.85mol/kg以上1.6mol/kg以下の範囲内であればよいことが確認された。   As shown in Table 3, the battery capacity gradually increased as the concentration of the electrolyte salt increased. On the other hand, the discharge capacity retention ratio (cycle characteristics and load characteristics) both changed so as to draw an upward convex curve as the concentration of the electrolyte salt increased. In this case, the battery capacity and the discharge capacity retention rate were evaluated based on the evaluation criteria (800 mAh or more, 80% in Comparative Examples 3-1 and 3-2 where the electrolyte salt concentrations were 0.75 mol / kg and 1.8 mol / kg, respectively. However, the evaluation criteria were satisfied in Examples 3-1, 1-1, and 3-2 in which the electrolyte salt concentrations were 0.85 mol / kg, 1.2 mol / kg, and 1.6 mol / kg, respectively. It was. Here, when the threshold values (lower limit and upper limit of the concentration of the electrolyte salt) at which the battery capacity and the discharge capacity retention rate satisfy the evaluation criteria were examined, the lower limit and the upper limit were 0.8 mol / kg and 1.7 mol / kg, respectively. . From this, in the secondary battery in which the polymer compound contains a ternary copolymer, in order for the battery capacity and the discharge capacity maintenance ratio to satisfy the evaluation criteria, the concentration of the electrolyte salt is 0.8 mol / kg or more 1 It was confirmed that it should be in the range of 0.7 mol / kg, preferably in the range of 0.85 mol / kg to 1.6 mol / kg.

(4)次に、高分子化合物が三成分系共重合体を含有する二次電池について、正極結着剤および負極結着剤の種類等と電池性能との間の関係を調べるために、以下の実施例4−1,4−2および比較例4−1〜4−3の二次電池を製造した。 (4) Next, for a secondary battery in which the polymer compound contains a ternary copolymer, in order to investigate the relationship between the types of the positive electrode binder and the negative electrode binder and the battery performance, Secondary batteries of Examples 4-1 and 4-2 and Comparative examples 4-1 to 4-3 were manufactured.

(実施例4−1,4−2)
負極結着剤におけるMMMの共重合量をそれぞれ0.4重量%および2重量%にしたことを除き、実施例1−1と同様の手順を経た。
(Examples 4-1 and 4-2)
The same procedure as in Example 1-1 was performed except that the amount of MMM copolymerization in the negative electrode binder was 0.4 wt% and 2 wt%, respectively.

(比較例4−1)
正極結着剤としてポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を用いたことを除き、実施例1−1と同様の手順を経た。
(Comparative Example 4-1)
The same procedure as in Example 1-1 was performed except that polytetrafluoroethylene (PTFE) was used as the positive electrode binder.

(実施例4−2)
負極結着剤および分散用の溶媒としてそれぞれスチレンブタジエンゴム(SBR)および水を用いたことを除き、実施例1−1と同様の手順を経た。
(Example 4-2)
The same procedure as in Example 1-1 was performed except that styrene butadiene rubber (SBR) and water were used as the negative electrode binder and the solvent for dispersion, respectively.

(比較例4−3)
負極結着剤としてPVDFを用いたことを除き、実施例1−1と同様の手順を経た。
(Comparative Example 4-3)
A procedure similar to that of Example 1-1 was performed except that PVDF was used as the negative electrode binder.

これらの実施例4−1,4−2および比較例4−1〜4−3の二次電池について、表1について説明した場合と同様に電池性能を調べたところ、表4に示した結果が得られた。なお、表4には、負極結着剤におけるMMMの共重合量が1重量%である実施例1−1の電池性能も併せて示している。   For the secondary batteries of Examples 4-1 and 4-2 and Comparative examples 4-1 to 4-3, the battery performance was examined in the same manner as in the case described for Table 1. The results shown in Table 4 were obtained. Obtained. Table 4 also shows the battery performance of Example 1-1 in which the amount of copolymerized MMM in the negative electrode binder is 1% by weight.

Figure 2008098054
Figure 2008098054

表4に示したように、電池容量および放電容量維持率(サイクル特性および負荷特性)は、正極結着剤がPTFEである比較例4−1では評価基準(800mAh以上,80%以上)を満たさなかったが、正極結着剤がPVDFである実施例1−1では評価基準を満たした。   As shown in Table 4, the battery capacity and discharge capacity retention ratio (cycle characteristics and load characteristics) satisfy the evaluation criteria (800 mAh or more, 80% or more) in Comparative Example 4-1 in which the positive electrode binder is PTFE. However, in Example 1-1 in which the positive electrode binder was PVDF, the evaluation criteria were satisfied.

また、電池容量および放電容量維持率は、負極結着剤がSBRおよびPVDFである比較例4−2,4−3では評価基準を満たさなかったが、負極結着剤がVDFおよびMMMを成分とする二成分系共重合体である実施例4−1,1−1,4−2では評価基準を満たした。ここで、MMMの共重合量がそれぞれ0.4重量%、1重量%および2重量%である実施例4−1,1−1,4−2において電池容量および放電容量維持率が評価基準を満たしたことから、それらが評価基準を満たす閾値(MMMの共重合量の下限および上限)を調べたところ、下限および上限はそれぞれ0.3重量%以上2重量%であった。   The battery capacity and discharge capacity maintenance ratio did not satisfy the evaluation criteria in Comparative Examples 4-2 and 4-3 in which the negative electrode binder was SBR and PVDF, but the negative electrode binder was composed of VDF and MMM as components. In Examples 4-1, 1-1, and 4-2, which are two-component copolymers, the evaluation criteria were satisfied. Here, in Examples 4-1, 1-1, and 4-2 in which the copolymerization amount of MMM is 0.4 wt%, 1 wt%, and 2 wt%, respectively, the battery capacity and the discharge capacity retention rate are evaluated. When the thresholds satisfying the evaluation criteria (the lower limit and the upper limit of the MMM copolymerization amount) were examined, the lower limit and the upper limit were 0.3 wt% or more and 2 wt%, respectively.

これらのことから、高分子化合物が三成分系共重合体を含有する二次電池において、電池容量および放電容量維持率が評価基準を満たすためには、正極結着剤がVDFを成分とする重合体を含有すると共に、負極結着剤がVDFおよびMMMを成分とする二成分系共重合体を含有し、その二成分系共重合体におけるMMMの共重合量が0.3重量%以上2重量%以下の範囲内、好ましくは0.4重量%以上2重量%以下の範囲内であればよいことが確認された。   From these facts, in the secondary battery in which the polymer compound contains a ternary copolymer, in order for the battery capacity and the discharge capacity maintenance ratio to satisfy the evaluation criteria, the positive electrode binder is a heavy component containing VDF as a component. And a negative electrode binder containing a two-component copolymer containing VDF and MMM as components, and the copolymerization amount of MMM in the two-component copolymer is 0.3 wt% or more and 2 wt% % Or less, preferably 0.4% by weight or more and 2% by weight or less.

上記した表1〜表4により得られた一連の結果から、高分子化合物がVDF、HFPおよびCTFEを成分とする三成分系共重合体を含有する二次電池では、(1)三成分系共重合体におけるHFPおよびCTFEの共重合量がいずれも4重量%以上7.5重量%以下の範囲内であると共に、その三成分系共重合体の重量平均分子量が60万以上150万以下の範囲内であり、(2)電解質塩の濃度が0.8mol/kg以上1.7mol/kg以下の範囲内であり、(3)正極結着剤がVDFを成分とする重合体を含有し、(4)負極結着剤がVDFおよびMMMを成分とする二成分系共重合体を含有し、その二成分系共重合体におけるMMMの共重合量が0.3重量%以上2重量%以下の範囲内であることにより、電池性能が向上することが確認された。   From the series of results obtained from Tables 1 to 4 above, in the secondary battery in which the polymer compound contains a ternary copolymer containing VDF, HFP and CTFE as components, (1) The copolymerization amount of HFP and CTFE in the polymer is in the range of 4 wt% to 7.5 wt%, and the weight average molecular weight of the ternary copolymer is in the range of 600,000 to 1.5 million. (2) the concentration of the electrolyte salt is in the range of 0.8 mol / kg to 1.7 mol / kg, (3) the positive electrode binder contains a polymer containing VDF as a component, 4) The negative electrode binder contains a two-component copolymer containing VDF and MMM as components, and the copolymerization amount of MMM in the two-component copolymer is in the range of 0.3 wt% to 2 wt%. The battery performance is improved. There has been confirmed.

(5)次に、高分子化合物が三成分系共重合体を含有する二次電池について、電解質塩の種類と電池性能との間の関係を調べるために、以下の実施例5−1〜5−3の二次電池を製造した。 (5) Next, in order to investigate the relationship between the type of electrolyte salt and the battery performance for the secondary battery in which the polymer compound contains a ternary copolymer, the following Examples 5-1 to 5-5 -3 secondary battery was manufactured.

(実施例5−1)
電解質塩として六フッ化リン酸リチウム(濃度=0.6mol/kg)と四フッ化ホウ酸リチウム(濃度=0.6mol/kg)との混合物を用いたことを除き、実施例1−1と同様の手順を経た。
(Example 5-1)
Example 1-1 except that a mixture of lithium hexafluorophosphate (concentration = 0.6 mol / kg) and lithium tetrafluoroborate (concentration = 0.6 mol / kg) was used as the electrolyte salt. A similar procedure was followed.

(実施例5−2)
電解質塩として六フッ化リン酸リチウム(濃度=0.6mol/kg)とビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム(濃度=0.6mol/kg)との混合物を用いたことを除き、実施例1−1と同様の手順を経た。
(Example 5-2)
Example 1 except that a mixture of lithium hexafluorophosphate (concentration = 0.6 mol / kg) and bis (trifluoromethanesulfonyl) imide lithium (concentration = 0.6 mol / kg) was used as the electrolyte salt. 1 was followed.

(実施例5−3)
電解質塩として六フッ化リン酸リチウム(濃度=0.6mol/kg)とビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミドリチウム(濃度=0.6mol/kg)との混合物を用いたことを除き、実施例1−1と同様の手順を経た。
(Example 5-3)
Example 1 except that a mixture of lithium hexafluorophosphate (concentration = 0.6 mol / kg) and bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide lithium (concentration = 0.6 mol / kg) was used as the electrolyte salt. The same procedure as for -1 was performed.

これらの実施例5−1〜5−3の二次電池について、表1について説明した場合と同様に電池性能を調べたところ、表5に示した結果が得られた。なお、表5には、電解質塩として六フッ化リン酸リチウム(濃度=1.2mol/kg)を用いた実施例1−1の電池性能も併せて示している。   Regarding the secondary batteries of Examples 5-1 to 5-3, the battery performance was examined in the same manner as in the case described in Table 1, and the results shown in Table 5 were obtained. Table 5 also shows the battery performance of Example 1-1 using lithium hexafluorophosphate (concentration = 1.2 mol / kg) as the electrolyte salt.

Figure 2008098054
Figure 2008098054

表5に示したように、電池容量および放電容量維持率(サイクル特性および負荷特性)は、電解質塩が六フッ化リン酸リチウムおよび四フッ化ホウ酸リチウムの混合物である実施例5−1、六フッ化リン酸リチウムおよびビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウムの混合物である実施例5−2、ならびに六フッ化リン酸リチウムおよびビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミドリチウムの混合物である実施例5−3のいずれにおいても、電解質塩が六フッ化リン酸リチウムである実施例1−1と同様に、評価基準(800mAh以上,80%以上)を満たした。このことから、高分子化合物が三成分系共重合体を含有する二次電池では、電解質塩が六フッ化リン酸リチウムを含む混合物である場合においても電池性能が向上することが確認された。   As shown in Table 5, the battery capacity and discharge capacity retention ratio (cycle characteristics and load characteristics) were determined in Examples 5-1 in which the electrolyte salt was a mixture of lithium hexafluorophosphate and lithium tetrafluoroborate. Example 5-2, which is a mixture of lithium hexafluorophosphate and lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, and Example 5-, which is a mixture of lithium hexafluorophosphate and bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide lithium In all cases, the evaluation criteria (800 mAh or more, 80% or more) were satisfied in the same manner as in Example 1-1 in which the electrolyte salt was lithium hexafluorophosphate. From this, it was confirmed that in the secondary battery in which the polymer compound contains a ternary copolymer, the battery performance is improved even when the electrolyte salt is a mixture containing lithium hexafluorophosphate.

(6)最後に、高分子化合物が三成分系共重合体を含有する二次電池について、溶媒の種類と電池性能との間の関係を調べるために、以下の実施例6−1,6−2の二次電池を製造した。 (6) Finally, in order to investigate the relationship between the type of the solvent and the battery performance for the secondary battery in which the polymer compound contains a ternary copolymer, the following Examples 6-1 and 6- 2 secondary batteries were produced.

(実施例6−1)
溶媒としてEC、PCおよび炭酸エチルメチル(EMC)の混合溶媒(重量比でEC:PC:EMC=45:45:10)を用いたことことを除き、実施例1−1と同様の手順を経た。
(Example 6-1)
A procedure similar to that of Example 1-1 was performed except that a mixed solvent of EC, PC and ethyl methyl carbonate (EMC) (EC: PC: EMC = 45: 45: 10 by weight) was used as a solvent. .

(実施例6−2)
溶媒としてEC、PC、EMC、炭酸ジメチル(DMC)および炭酸ジエチル(DEC)の混合溶媒(重量比でEC:PC:EMC:DMC:DEC=40:30:15:5:10)を用いたことを除き、実施例1−1と同様の手順を経た。
(Example 6-2)
A solvent mixture of EC, PC, EMC, dimethyl carbonate (DMC) and diethyl carbonate (DEC) (EC: PC: EMC: DMC: DEC = 40: 30: 15: 5: 10 by weight) was used as the solvent. Except for, the same procedure as in Example 1-1 was performed.

これらの実施例6−1,6−2の二次電池について、表1について説明した場合と同様に電池性能を調べたところ、表6に示した結果が得られた。なお、表6には、溶媒がECおよびPCの混合溶媒である実施例1−1の電池性能も併せて示している。   Regarding the secondary batteries of Examples 6-1 and 6-2, the battery performance was examined in the same manner as in the case described in Table 1, and the results shown in Table 6 were obtained. Table 6 also shows the battery performance of Example 1-1 in which the solvent is a mixed solvent of EC and PC.

Figure 2008098054
Figure 2008098054

表6に示したように、電池容量および放電容量維持率(サイクル特性および負荷特性)は、溶媒がEC、PCおよびEMCの混合溶媒である実施例6−1、ならびにEC、PC、EMC、DMCおよびDECの混合溶媒である実施例6−2のいずれにおいても、溶媒がECおよびPCの混合溶媒である実施例1−1と同様に、評価基準(800mAh以上,80%以上)を満たした。このことから、高分子化合物が三成分系共重合体を含有する二次電池では、溶媒がECおよびPCを含む混合溶媒である場合においても電池性能が向上することが確認された。   As shown in Table 6, the battery capacity and discharge capacity retention ratio (cycle characteristics and load characteristics) were determined in Example 6-1 in which the solvent was a mixed solvent of EC, PC, and EMC, and EC, PC, EMC, and DMC. In Example 6-2, which is a mixed solvent of DEC and DEC, the evaluation criteria (800 mAh or higher, 80% or higher) were satisfied in the same manner as in Example 1-1 where the solvent was a mixed solvent of EC and PC. From this, it was confirmed that in the secondary battery in which the polymer compound contains a ternary copolymer, the battery performance is improved even when the solvent is a mixed solvent containing EC and PC.

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、本発明は上記した実施の形態および実施例で説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。具体的には、上記実施の形態および実施例では、本発明の電池として、負極の容量がリチウムの吸蔵および放出に伴う容量成分により表されるリチウムイオン二次電池について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、本発明の電池は、負極活物質の充電容量を正極活物質の充電容量よりも小さくすることにより、負極の容量がリチウムの吸蔵および放出に伴う容量成分とリチウムの析出および溶解に伴う容量成分とを含み、かつそれらの容量成分の和により表される二次電池についても適用可能である。   The present invention has been described with reference to the embodiments and examples. However, the present invention is not limited to the embodiments described in the above embodiments and examples, and various modifications can be made. Specifically, in the above-described embodiments and examples, as the battery of the present invention, a lithium ion secondary battery in which the capacity of the negative electrode is represented by a capacity component associated with insertion and extraction of lithium has been described. It is not limited. For example, in the battery of the present invention, the negative electrode active material has a charge capacity smaller than that of the positive electrode active material, so that the capacity of the negative electrode is a capacity component accompanying insertion and extraction of lithium and a capacity accompanying precipitation and dissolution of lithium. The present invention is also applicable to a secondary battery that includes a component and is represented by the sum of the capacity components.

また、上記実施の形態および実施例では、電極反応物質としてリチウムを用いる場合について説明したが、ナトリウム(Na)あるいはカリウム(K)などの他の1A族元素や、マグネシウムあるいはカルシウム(Ca)などの2A族元素や、アルミニウムなどの他の軽金属を用いてもよい。この場合においても、負極活物質として、上記実施の形態で説明した負極材料を用いることが可能である。   In the above embodiments and examples, the case where lithium is used as the electrode reactant has been described. However, other Group 1A elements such as sodium (Na) or potassium (K), magnesium or calcium (Ca), etc. Other light metals such as Group 2A elements and aluminum may be used. Also in this case, the negative electrode material described in the above embodiment can be used as the negative electrode active material.

また、上記実施の形態または実施例では、本発明の電池の電池構造としてラミネートフィルム型を例に挙げて説明したが、本発明の電池は、円筒型、コイン型、ボタン型あるいは角型などの他の電池構造を有する二次電池についても適用可能である。また、上記実施の形態または実施例では、正極および負極を積層してから巻回する巻回型の電極体について説明したが、正極および負極を積層する積層型の電極体や、それらを積層してから巻回させずにつづら折りにするつづら型の電極体であってもよい。もちろん、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可能である。   In the above embodiment or example, the laminated film type has been described as an example of the battery structure of the battery of the present invention. However, the battery of the present invention may be a cylindrical type, a coin type, a button type or a square type. The present invention can also be applied to secondary batteries having other battery structures. In the above embodiment or example, the description has been given of the wound electrode body in which the positive electrode and the negative electrode are stacked and then wound. However, the stacked electrode body in which the positive electrode and the negative electrode are stacked, and the stacked electrode bodies are stacked. A zigzag type electrode body that is zigzag folded without being wound may be used. Of course, the present invention is not limited to the secondary battery, but can be similarly applied to other batteries such as a primary battery.

また、上記実施の形態および実施例では、三成分系共重合体におけるヘキサフルオロプロピレンおよびモノクロロトリフルオロエチレンの共重合量について、実施例の結果から導き出された適正範囲を説明しているが、その説明は、各共重合量が上記した範囲外となる可能性を完全に否定するものではない。すなわち、上記した適正範囲は、あくまで本発明の効果を得る上で特に好ましい範囲であり、本発明の効果が得られるのであれば、各共重合量が上記した範囲から多少外れてもよい。このことは、三成分系共重合体の重量平均分子量、電解質塩の濃度および負極結着剤におけるモノメチルマレイン酸エステルの共重合量の適正範囲についても同様である。   Moreover, in the said embodiment and Example, although the appropriate range derived | led-out from the result of the Example was demonstrated about the copolymerization amount of the hexafluoropropylene and monochlorotrifluoroethylene in a ternary-type copolymer, the The explanation does not completely deny the possibility that the respective copolymerization amounts are outside the above-mentioned range. In other words, the appropriate range described above is a particularly preferable range for obtaining the effects of the present invention, and the amount of each copolymerization may be slightly deviated from the above ranges as long as the effects of the present invention are obtained. The same applies to the appropriate ranges of the weight average molecular weight of the ternary copolymer, the concentration of the electrolyte salt, and the copolymerization amount of monomethyl maleate in the negative electrode binder.

本発明の一実施の形態に係る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 battery which concerns on one embodiment of this invention. 図1に示した電池の主要部のII−II線に沿った構成を拡大して表す断面図である。It is sectional drawing which expands and represents the structure along the II-II line | wire of the principal part of the battery shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

11…正極リード、12…負極リード、20…巻回電極体、21…正極、21A…正極集電体、21B…正極活物質層、22…負極、22A…負極集電体、22B…負極活物質層、23…セパレータ、24…電解質、30…外装部材、31…密着フィルム。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Positive electrode lead, 12 ... Negative electrode lead, 20 ... Winding electrode body, 21 ... Positive electrode, 21A ... Positive electrode collector, 21B ... Positive electrode active material layer, 22 ... Negative electrode, 22A ... Negative electrode collector, 22B ... Negative electrode active Material layer, 23 ... separator, 24 ... electrolyte, 30 ... exterior member, 31 ... adhesion film.

Claims (6)

正極および負極と共に電解質を備えた電池であって、
(1)前記電解質は、電解液と、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびモノクロロトリフルオロエチレンを成分とする三成分系共重合体を含有する高分子化合物とを含み、
前記三成分系共重合体における前記ヘキサフルオロプロピレンおよび前記モノクロロトリフルオロエチレンの共重合量はいずれも4重量%以上7.5重量%以下の範囲内であると共に、前記三成分系共重合体の重量平均分子量は60万以上150万以下の範囲内であり、
(2)前記電解液は、溶媒と、電解質塩とを含み、
前記電解液における前記電解質塩の濃度は0.8mol/kg以上1.7mol/kg以下の範囲内であり、
(3)前記正極は、正極活物質と、フッ化ビニリデンを成分とする重合体を含有する正極結着剤とを含み、
(4)前記負極は、負極活物質と、フッ化ビニリデンおよびモノメチルマレイン酸エステルを成分とする二成分系共重合体を含有する負極結着剤とを含み、
前記二成分系共重合体における前記モノメチルマレイン酸エステルの共重合量は0.3重量%以上2重量%以下の範囲内である
ことを特徴とする電池。
A battery comprising an electrolyte together with a positive electrode and a negative electrode,
(1) The electrolyte includes an electrolytic solution and a polymer compound containing a ternary copolymer containing vinylidene fluoride, hexafluoropropylene, and monochlorotrifluoroethylene as components,
The copolymerization amount of the hexafluoropropylene and the monochlorotrifluoroethylene in the ternary copolymer is in the range of 4 wt% to 7.5 wt%, and the ternary copolymer The weight average molecular weight is in the range of 600,000 to 1.5 million,
(2) The electrolytic solution includes a solvent and an electrolyte salt,
The concentration of the electrolyte salt in the electrolytic solution is in the range of 0.8 mol / kg to 1.7 mol / kg,
(3) The positive electrode includes a positive electrode active material and a positive electrode binder containing a polymer containing vinylidene fluoride as a component,
(4) The negative electrode includes a negative electrode active material, and a negative electrode binder containing a two-component copolymer containing vinylidene fluoride and monomethyl maleate as components.
The battery, wherein the copolymerization amount of the monomethylmaleic acid ester in the two-component copolymer is in the range of 0.3 wt% to 2 wt%.
前記溶媒は、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルおよび炭酸ジエチルからなる群のうちの2種以上を含む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 solvent includes two or more members selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and diethyl carbonate. 前記電解質塩は、六フッ化リン酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウム、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウムおよびビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミドリチウムからなる群のうちの少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項1記載の電池。   The electrolyte salt includes at least one selected from the group consisting of lithium hexafluorophosphate, lithium tetrafluoroborate, lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide and lithium bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide. The battery according to claim 1. 前記正極活物質は、リチウムを吸蔵および放出することが可能なものであり、リチウムを含む複合酸化物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 active material is capable of inserting and extracting lithium, and contains a composite oxide containing lithium. 前記負極活物質は、リチウムを吸蔵および放出することが可能なものであり、炭素材料、あるいはリチウムと合金を形成することが可能な金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を構成元素として含む材料を含有することを特徴とする請求項1記載の電池。   The negative electrode active material is capable of inserting and extracting lithium, and has at least one of a carbon material or a metal element and a metalloid element capable of forming an alloy with lithium as a constituent element. The battery according to claim 1, further comprising a containing material. 前記正極、前記負極および前記電解質は、フィルム状の外装部材の内部に収納され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 positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte are housed in a film-shaped exterior member.
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