JP2009026676A - Lithium secondary battery - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium secondary battery having high energy density and improved high-rate property. <P>SOLUTION: The lithium secondary battery comprises a positive electrode containing a positive electrode active material, a negative electrode containing a negative electrode active material, and a separator arranged between the positive electrode and the negative electrode. At least either the positive electrode or the negative electrode contains mesoporous carbons, and conductive particulates having an average particle size smaller than the average particle size of the mesoporous carbons. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、メソポーラスカーボンを含む電極を有するリチウム二次電池に関する。   The present invention relates to a lithium secondary battery having an electrode containing mesoporous carbon.

パソコン、ビデオカメラ、携帯電話等の小型化に伴い、情報関連機器、通信機器の分野では、これらの機器に用いる電源として、高エネルギー密度であるという理由から、リチウム二次電池が実用化され広く普及するに至っている。また一方で、自動車の分野においても、環境問題、資源問題から電気自動車の開発が急がれており、この電気自動車用の電源としても、リチウム二次電池が検討されている。特に、電気自動車用電源としてリチウム二次電池を用いて実用化を図る場合、現状のリチウム二次電池では出力が低いため、リチウム二次電池の高出力化が必要とされている。このリチウム二次電池の高出力化には、ハイレート特性の向上が重要な課題である。   With the miniaturization of personal computers, video cameras, mobile phones, etc., in the fields of information-related equipment and communication equipment, lithium secondary batteries have been put into practical use because of their high energy density as the power source used for these equipment. It has become widespread. On the other hand, in the field of automobiles, the development of electric vehicles is urgently caused by environmental problems and resource problems, and lithium secondary batteries are also being studied as a power source for electric vehicles. In particular, when a lithium secondary battery is put into practical use as a power source for an electric vehicle, the output of the current lithium secondary battery is low, so that the output of the lithium secondary battery needs to be increased. In order to increase the output of this lithium secondary battery, improvement of the high rate characteristic is an important issue.

リチウム二次電池としては、質量当たりのエネルギー密度だけでなく、体積当たりのエネルギー密度も高いことが要求される。一般には、電極を高い圧力でプレスすることにより、電極密度の向上が図られている。電極密度を上げることにより電池容器内の充填量を高め、電極および電池としての体積当たりのエネルギー密度を高めることができるのである。   A lithium secondary battery is required to have a high energy density per volume as well as an energy density per mass. In general, the electrode density is improved by pressing the electrodes at a high pressure. By increasing the electrode density, the filling amount in the battery container can be increased, and the energy density per volume as the electrode and the battery can be increased.

しかしながら、高電極密度にすると、電極内の空隙が減少するため、空隙内に存在する電極反応に重要な電解液の不足を招き、リチウムイオンの移動が円滑に行われず、リチウムイオンが電極内を拡散する抵抗が高くなる。そのため、ハイレート特性が低下するという問題が起こる。
一方、ハイレート特性を改善するには、電極内の空隙を多くして、電極内への電解液の浸透とリチウムイオンの移動を容易にすることが有効であるが、逆に、電極密度が低くなりエネルギー密度が低下する。
このように、エネルギー密度とハイレート特性とは相反する関係にあり、高エネルギー密度であり、かつ、ハイレート特性に優れたリチウム二次電池を得ることは非常に困難であった。
However, when the electrode density is increased, voids in the electrode are reduced, resulting in a shortage of electrolytes that are important for electrode reactions existing in the voids, and lithium ions do not move smoothly. Diffusing resistance increases. As a result, there arises a problem that the high rate characteristic is lowered.
On the other hand, in order to improve the high rate characteristics, it is effective to increase the voids in the electrode to facilitate the penetration of the electrolytic solution into the electrode and the movement of lithium ions. The energy density decreases.
As described above, the energy density and the high rate characteristic are in a contradictory relationship, and it has been very difficult to obtain a lithium secondary battery having a high energy density and excellent high rate characteristic.

特許文献1には、高電流放電時のリチウムイオン濃度の低下を防ぐことを目的として、貫通孔を有するカーボン材からなる電解質保持材料が活物質間の空隙に配置された電極が開示されている。この技術では、電解質保持材料として貫通孔を有するカーボン材を用いることで、電極内の電解質保持容量を増大させ、高電流放電時のリチウムイオン濃度の低下を防ぎ、高出力化を図っている。   Patent Document 1 discloses an electrode in which an electrolyte holding material made of a carbon material having a through hole is arranged in a gap between active materials for the purpose of preventing a decrease in lithium ion concentration during high current discharge. . In this technique, by using a carbon material having a through hole as an electrolyte holding material, the electrolyte holding capacity in the electrode is increased, the decrease in the lithium ion concentration during high current discharge is prevented, and the output is increased.

特許文献2には、高容量化を目的として、3次元的に均一な細孔が規則的に配列したメソポーラスカーボンからなる電極を有するリチウム二次電池が開示されている。この技術では、負極活物質として3次元的に細孔のサイズと構造が制御されたメソポーラスカーボンを用いることで、不可逆容量を低減し、高容量化を図っている。   Patent Document 2 discloses a lithium secondary battery having an electrode made of mesoporous carbon in which three-dimensional uniform pores are regularly arranged for the purpose of increasing the capacity. In this technique, mesoporous carbon whose pore size and structure are controlled three-dimensionally as a negative electrode active material is used to reduce irreversible capacity and increase capacity.

特許文献3には、負荷特性の改善を目的として、導電剤としてグラファイトとアセチレンブラックとを含有する正極を有するリチウム二次電池が開示されている。この技術によれば、正極用導電剤として導電性の高いグラファイトと嵩密度の高いアセチレンブラックとを併用することで、電子伝導性およびイオン移動性のいずれをも向上させ、高出力化を図っている。   Patent Document 3 discloses a lithium secondary battery having a positive electrode containing graphite and acetylene black as a conductive agent for the purpose of improving load characteristics. According to this technology, by using both highly conductive graphite and acetylene black having a high bulk density as a conductive agent for the positive electrode, both the electron conductivity and the ion mobility are improved, and high output is achieved. Yes.

特許文献4には、高容量化およびサイクル特性の改善を目的として、導電剤として膨張黒鉛とカーボンブラックとを含有する正極を有するリチウム二次電池が開示されている。この技術によれば、正極用導電剤として膨張黒鉛とカーボンブラックとを併用し、膨張黒鉛の含有量を増やして、嵩高なカーボンブラックの含有量を減少させることで、高容量化およびサイクル特性の向上を図っている。
また、特許文献5には、高容量化およびサイクル特性の改善を目的として、炭素微粒子で被覆された活物質粒子を含有する電極を有するリチウム二次電池が開示されている。この技術によれば、活物質粒子表面を炭素微粒子で被覆することで、導電路を形成し、高容量化およびサイクル特性の向上を図っている。
Patent Document 4 discloses a lithium secondary battery having a positive electrode containing expanded graphite and carbon black as a conductive agent for the purpose of increasing capacity and improving cycle characteristics. According to this technology, expanded graphite and carbon black are used in combination as a conductive agent for the positive electrode, the content of expanded graphite is increased, and the content of bulky carbon black is decreased, thereby increasing the capacity and cycle characteristics. We are trying to improve.
Patent Document 5 discloses a lithium secondary battery having an electrode containing active material particles coated with carbon fine particles for the purpose of increasing capacity and improving cycle characteristics. According to this technique, the surface of the active material particles is coated with carbon fine particles, so that a conductive path is formed to increase the capacity and improve the cycle characteristics.

特開2006−147405号公報JP 2006-147405 A 特開2005−166325号公報JP 2005-166325 A 特許3435731号公報Japanese Patent No. 3435731 特許3115266号公報Japanese Patent No. 3115266 特許337351号公報Japanese Patent No. 337351

上記特許文献1によれば、カーボンは一般的に電子伝導性に優れることから、カーボン材を用いることにより、電極内の電子伝導性を低下させるおそれもなく、むしろ電極内での電子伝導性を向上させる働きがあるとされている。しかしながら、貫通孔を有するカーボン材のみの添加では、高電流放電時のリチウムイオン濃度の低下を防ぐことはできるものの、十分な導電路を確保できず、高出力化には限界がある。
また、上記いずれの文献に記載のリチウム二次電池においても、エネルギー密度とレート特性とを両立するものではなかった。
According to the above-mentioned Patent Document 1, since carbon is generally excellent in electron conductivity, there is no fear of reducing the electron conductivity in the electrode by using the carbon material, but rather the electron conductivity in the electrode is improved. It is said that there is a work to improve. However, the addition of only a carbon material having a through hole can prevent a decrease in the lithium ion concentration during high current discharge, but it cannot secure a sufficient conductive path, and there is a limit to increasing the output.
In addition, none of the lithium secondary batteries described in any of the above documents achieves both energy density and rate characteristics.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、高エネルギー密度であり、ハイレート特性に優れたリチウム二次電池を提供することを主目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its main object to provide a lithium secondary battery having a high energy density and excellent high rate characteristics.

上記目的を達成するために、本発明は、正極活物質を含有する正極と、負極活物質を含有する負極と、上記正極および上記負極の間に配置されたセパレータとを有するリチウム二次電池であって、上記正極および上記負極の少なくともいずれか一方が、メソポーラスカーボンと、平均粒径が上記メソポーラスカーボンの平均粒径よりも小さい導電性微粒子とを含有することを特徴とするリチウム二次電池を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a lithium secondary battery comprising a positive electrode containing a positive electrode active material, a negative electrode containing a negative electrode active material, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode. A lithium secondary battery, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode contains mesoporous carbon and conductive fine particles having an average particle size smaller than the average particle size of the mesoporous carbon. provide.

本発明によれば、正極および負極の少なくともいずれか一方に、メソポーラスカーボンおよび導電性微粒子を含有させることにより、ハイレート特性を損なうことなく、電極を高い圧力でプレスすることによる高エネルギー密度の向上を実現することが可能である。   According to the present invention, at least one of the positive electrode and the negative electrode contains mesoporous carbon and conductive fine particles, thereby improving the high energy density by pressing the electrode at a high pressure without impairing the high rate characteristics. It is possible to realize.

上記発明においては、上記導電性微粒子がカーボンブラックであることが好ましい。一般に、カーボンブラックは電子伝導性に優れているからである。   In the said invention, it is preferable that the said electroconductive fine particles are carbon black. This is because carbon black is generally excellent in electron conductivity.

本発明においては、正極および負極の少なくともいずれか一方に、メソポーラスカーボンおよび導電性微粒子を含有させることにより、高エネルギー密度であり、かつ、ハイレート特性に優れるリチウム二次電池を得ることができるという効果を奏する。   In the present invention, by including mesoporous carbon and conductive fine particles in at least one of the positive electrode and the negative electrode, a lithium secondary battery having high energy density and excellent high rate characteristics can be obtained. Play.

以下、本発明のリチウム二次電池について詳細に説明する。
本発明のリチウム二次電池は、正極活物質を含有する正極と、負極活物質を含有する負極と、上記正極および上記負極の間に配置されたセパレータとを有するリチウム二次電池であって、上記正極および上記負極の少なくともいずれか一方が、メソポーラスカーボンと、平均粒径が上記メソポーラスカーボンの平均粒径よりも小さい導電性微粒子とを含有することを特徴とするものである。
Hereinafter, the lithium secondary battery of the present invention will be described in detail.
The lithium secondary battery of the present invention is a lithium secondary battery having a positive electrode containing a positive electrode active material, a negative electrode containing a negative electrode active material, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, At least one of the positive electrode and the negative electrode contains mesoporous carbon and conductive fine particles having an average particle size smaller than the average particle size of the mesoporous carbon.

図1は、本発明のリチウム二次電池の一例を示す概略断面図である。図1に例示するリチウム二次電池は、正極集電体1と、正極活物質2を含有する正極3と、負極集電体4と、負極活物質5を含有する負極6と、正極3および負極6の間に配置されたセパレータ7とを有しており、正極3がメソポーラスカーボン8および導電性微粒子9を含有している。なお、図1においては、メソポーラスカーボンおよび導電性微粒子は、正極に含有されているが、これに限定されるものではなく、正極および負極の少なくともいずれか一方に含有されていればよい。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the lithium secondary battery of the present invention. A lithium secondary battery illustrated in FIG. 1 includes a positive electrode current collector 1, a positive electrode 3 containing a positive electrode active material 2, a negative electrode current collector 4, a negative electrode 6 containing a negative electrode active material 5, a positive electrode 3 and A separator 7 disposed between the negative electrodes 6, and the positive electrode 3 contains mesoporous carbon 8 and conductive fine particles 9. In FIG. 1, the mesoporous carbon and the conductive fine particles are contained in the positive electrode. However, the present invention is not limited to this, and it may be contained in at least one of the positive electrode and the negative electrode.

メソポーラスカーボンは均一な細孔を有しているので、正極および負極の少なくともいずれか一方がメソポーラスカーボンを含有することにより、メソポーラスカーボンの細孔内に電解液を保持することができ、メソポーラスカーボンの細孔を通って電解液を移動させることができる。したがって、電極を高い圧力でプレスすることによって、電極内に活物質、メソポーラスカーボンおよび導電性微粒子の間の空隙が減少したとしても、メソポーラスカーボンの細孔により電解液の流路を確保することができるので、リチウムイオンを円滑に拡散、移動させることができ、リチウムイオン伝導性を向上させることが可能である。   Since mesoporous carbon has uniform pores, when at least one of the positive electrode and the negative electrode contains mesoporous carbon, the electrolyte can be held in the pores of the mesoporous carbon. The electrolyte can be moved through the pores. Therefore, by pressing the electrode at a high pressure, even if the gap between the active material, the mesoporous carbon and the conductive fine particles is reduced in the electrode, the flow path of the electrolyte solution can be secured by the pores of the mesoporous carbon. Therefore, lithium ions can be diffused and moved smoothly, and lithium ion conductivity can be improved.

また、メソポーラスカーボンは、炭素材料であり、一般的に電子伝導性に優れることから、導電剤として機能すると考えられる。しかしながら、メソポーラスカーボンは粒径が比較的大きいため、活物質とメソポーラスカーボンとの接触、あるいは、メソポーラスカーボン相互間の接触が不十分となり、内部抵抗が増加するおそれがある。
一方、粒径がナノメートルオーダーの導電性微粒子、例えばカーボンブラック等の微粒子は、鎖状につながる性質がある。本発明においては、図1に例示するように、導電性微粒子9の平均粒径がメソポーラスカーボン8の平均粒径よりも小さいので、導電性微粒子9が鎖状につながって、正極活物質2およびメソポーラスカーボン8の表面に付着して導電路を形成することができる。この導電性微粒子9は平均粒径がメソポーラスカーボン8の平均粒径よりも小さいので、比較的自由に配置を変えることができ、正極活物質2およびメソポーラスカーボン8の隙間に入り込み、正極活物質2およびメソポーラスカーボン8の表面に付着することができるのである。また、導電路は導電性微粒子によって構成され、導電性微粒子同士の接触を保ちつつ比較的自由に変形することができるので、活物質が電気的に孤立するのを防ぐことができると思料される。これにより、活物質と導電性微粒子とを十分に接触させることができ、良好な電子伝導性を得ることができる。さらに、導電性微粒子を介して、活物質およびメソポーラスカーボン、あるいは、メソポーラスカーボン相互間を、電気的に接触させることもできる。
In addition, mesoporous carbon is a carbon material and generally has excellent electronic conductivity, and thus is considered to function as a conductive agent. However, since the mesoporous carbon has a relatively large particle size, the contact between the active material and the mesoporous carbon, or the contact between the mesoporous carbons becomes insufficient, and the internal resistance may increase.
On the other hand, conductive fine particles having a particle size of the order of nanometers, for example, fine particles such as carbon black, have a property of being connected in a chain shape. In the present invention, as illustrated in FIG. 1, since the average particle diameter of the conductive fine particles 9 is smaller than the average particle diameter of the mesoporous carbon 8, the conductive fine particles 9 are connected in a chain shape, and the positive electrode active material 2 and A conductive path can be formed by adhering to the surface of the mesoporous carbon 8. Since the conductive fine particles 9 have an average particle size smaller than the average particle size of the mesoporous carbon 8, the arrangement can be relatively freely changed, and the conductive fine particles 9 enter the gap between the positive electrode active material 2 and the mesoporous carbon 8, and the positive electrode active material 2 And it can adhere to the surface of the mesoporous carbon 8. In addition, since the conductive path is composed of conductive fine particles and can be deformed relatively freely while maintaining contact between the conductive fine particles, it is thought that the active material can be prevented from being electrically isolated. . Thereby, an active material and electroconductive fine particles can fully be contacted, and favorable electronic conductivity can be obtained. Furthermore, the active material and mesoporous carbon or between mesoporous carbons can be brought into electrical contact via the conductive fine particles.

このように本発明においては、正極および負極の少なくともいずれか一方に、メソポーラスカーボンおよび導電性微粒子を含有させることにより、電極を高い圧力でプレスすることによる高エネルギー密度の向上を、ハイレート特性を損なうことなく、実現することが可能である。すなわち、高エネルギー密度であり、かつ、ハイレート特性に優れるリチウム二次電池を得ることができる。
以下、本発明のリチウム二次電池について、構成ごとに説明する。
As described above, in the present invention, at least one of the positive electrode and the negative electrode contains mesoporous carbon and conductive fine particles, thereby improving the high energy density by pressing the electrode at a high pressure and impairing the high rate characteristics. It is possible to realize without. That is, a lithium secondary battery having a high energy density and excellent high rate characteristics can be obtained.
Hereinafter, the lithium secondary battery of this invention is demonstrated for every structure.

1.メソポーラスカーボン
本発明に用いられるメソポーラスカーボンは、均一な細孔が規則的に配列した炭素系のメソポーラス物質であり、導電剤として機能し、またその細孔が電解液の流路として機能するものである。
1. Mesoporous carbon The mesoporous carbon used in the present invention is a carbon-based mesoporous material in which uniform pores are regularly arranged. The mesoporous carbon functions as a conductive agent, and the pores function as an electrolyte flow path. is there.

メソポーラスカーボンの平均細孔径としては、メソ領域であれば特に限定されるものではないが、電解液が浸透しやすい大きさであることが好ましい。具体的には、メソポーラスカーボンの平均細孔径は2nm〜50nm程度であることが好ましく、より好ましくは2nm〜20nmの範囲内、さらに好ましくは2nm〜6nmの範囲内である。平均細孔径が上記範囲であれば、電解液を浸透させやすくすることができ、リチウムイオンの拡散、移動を促進させることができるからである。平均細孔径が小さすぎると、リチウムイオンが細孔壁と衝突しやすくなり、リチウムイオンの移動が妨げられるおそれがある。また、平均細孔径が大きすぎると、メソポーラスカーボンの強度が低下し、電極を高い圧力でプレスする際に、細孔が潰れるおそれがある。
なお、上記平均細孔径は、窒素の吸着および脱着による吸着・脱着等温線測定により求めることができる。
The average pore diameter of the mesoporous carbon is not particularly limited as long as it is a meso region, but it is preferable that the mesoporous carbon has a size that allows the electrolytic solution to easily permeate. Specifically, the average pore diameter of mesoporous carbon is preferably about 2 nm to 50 nm, more preferably in the range of 2 nm to 20 nm, and still more preferably in the range of 2 nm to 6 nm. This is because if the average pore diameter is in the above range, the electrolyte solution can be easily infiltrated, and diffusion and movement of lithium ions can be promoted. If the average pore diameter is too small, lithium ions will easily collide with the pore walls, which may hinder the movement of lithium ions. On the other hand, if the average pore diameter is too large, the strength of the mesoporous carbon decreases, and the pores may be crushed when the electrode is pressed at a high pressure.
The average pore diameter can be determined by adsorption / desorption isotherm measurement by nitrogen adsorption and desorption.

また、メソポーラスカーボンの比表面積としては、電解液の浸透性が良好なものであることが好ましく、具体的には100m2/g以上であることが好ましく、より好ましくは500m2/g〜2000m2/gの範囲内、さらに好ましくは1500m2/g〜2000m2/gの範囲内である。 As the specific surface area of the mesoporous carbon, it is preferable that penetration of the electrolytic solution is favorable, preferably specifically is 100 m 2 / g or more, more preferably 500m 2 / g~2000m 2 / g in the range of, more preferably in the range of 1500m 2 / g~2000m 2 / g.

メソポーラスカーボンの形状としては、特に限定されるものではなく、例えば、球状、楕円球等を挙げることができる。
このメソポーラスカーボンの平均粒径としては、導電性微粒子の平均粒径よりも大きければ特に限定されるものではない。具体的には、正極または負極の厚さによっても異なるが、メソポーラスカーボンの平均粒径は0.1μm〜5μm程度あることが好ましく、より好ましくは0.1μm〜2μmの範囲内、さらに好ましくは0.1μm〜1μmの範囲内である。平均粒径が小さすぎると、取り扱い性が悪くなる場合があるからである。また、平均粒径が大きすぎると、リチウムイオンの移動距離が長くなるために抵抗が大きくなったり、平坦な電極を得るのが困難になったりする場合があるからである。
なお、メソポーラスカーボンの平均粒径が、導電性微粒子の平均粒径よりも大きいことは、例えば走査型電子顕微鏡(SEM)によって、電極におけるメソポーラスカーボンおよび導電性微粒子の粒径を観察することにより、確認することができる。また、メソポーラスカーボンの平均粒径は、例えば走査型電子顕微鏡(SEM)により観察されるメソポーラスカーボンの粒径を測定して、平均することにより求めることができる。
The shape of mesoporous carbon is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape and an elliptical sphere.
The average particle size of the mesoporous carbon is not particularly limited as long as it is larger than the average particle size of the conductive fine particles. Specifically, although it depends on the thickness of the positive electrode or the negative electrode, the average particle size of the mesoporous carbon is preferably about 0.1 μm to 5 μm, more preferably in the range of 0.1 μm to 2 μm, still more preferably 0. Within the range of 1 μm to 1 μm. This is because if the average particle size is too small, the handleability may deteriorate. On the other hand, if the average particle size is too large, the movement distance of lithium ions becomes long, so that the resistance may increase and it may be difficult to obtain a flat electrode.
The average particle size of the mesoporous carbon is larger than the average particle size of the conductive fine particles by, for example, observing the particle size of the mesoporous carbon and the conductive fine particles in the electrode with a scanning electron microscope (SEM). Can be confirmed. The average particle size of mesoporous carbon can be determined by measuring and averaging the particle size of mesoporous carbon observed with a scanning electron microscope (SEM), for example.

正極または負極に含まれるメソポーラスカーボンの含有量としては、活物質の種類によっても異なるが、具体的には1重量%〜30重量%程度であることが好ましく、より好ましくは1重量%〜20重量%の範囲内、さらに好ましくは1重量%〜10重量%の範囲内である。メソポーラスカーボンの含有量が多すぎると、メソポーラスカーボンが比較的嵩高いため、電極をプレスしたとしても電極密度が小さくなる可能性があり、またメソポーラスカーボンの含有量が少なすぎると、メソポーラスカーボンの細孔によって電極内の空隙を保持し、リチウムイオン伝導性を向上させる効果を充分に得られない可能性があるからである。   Although the content of mesoporous carbon contained in the positive electrode or the negative electrode varies depending on the type of the active material, specifically, it is preferably about 1% by weight to 30% by weight, more preferably 1% by weight to 20% by weight. %, More preferably in the range of 1% to 10% by weight. If the mesoporous carbon content is too high, the mesoporous carbon is relatively bulky, so even if the electrode is pressed, the electrode density may be reduced.If the mesoporous carbon content is too low, the mesoporous carbon content is too small. This is because there is a possibility that the voids in the electrode are held by the holes and the effect of improving the lithium ion conductivity cannot be sufficiently obtained.

メソポーラスカーボンは、正極および負極の少なくともいずれか一方に含有されていればよい。すなわち、メソポーラスカーボンは、正極に含有されていてもよく、負極に含有されていてもよく、正極および負極に含有されていてもよい。   The mesoporous carbon may be contained in at least one of the positive electrode and the negative electrode. That is, mesoporous carbon may be contained in the positive electrode, may be contained in the negative electrode, or may be contained in the positive electrode and the negative electrode.

また、メソポーラスカーボンは、正極または負極全体に均一に分散されていてもよく、偏在していてもよい。メソポーラスカーボンが偏在している場合、メソポーラスカーボンの含有量が、正極集電体または負極集電体側表面からセパレータ側表面に向かって、段階的または連続的に増加していてもよく減少していてもよい。   Further, the mesoporous carbon may be uniformly dispersed throughout the positive electrode or the negative electrode, or may be unevenly distributed. When mesoporous carbon is unevenly distributed, the content of mesoporous carbon may be increased stepwise or continuously from the positive electrode current collector or negative electrode current collector side surface to the separator side surface. Also good.

正極または負極に、メソポーラスカーボンの含有量の傾斜を付与する方法としては、所望の傾斜を付与することができる方法であれば特に限定されるものではなく、具体的には、活物質とメソポーラスカーボンとの比重の相違を利用する方法、メソポーラスカーボンの含有量を変化させた複数のペーストを用いる方法、および活物質の磁性を利用する方法等を挙げることができる。   The method for imparting the mesoporous carbon content gradient to the positive electrode or the negative electrode is not particularly limited as long as it can impart a desired gradient, and specifically, the active material and mesoporous carbon. And a method using a plurality of pastes in which the mesoporous carbon content is changed, a method using the magnetism of the active material, and the like.

また、メソポーラスカーボンの細孔形状は特に限定されるものではなく、細孔の配列構造としては、例えば、2d−ヘキサゴナル構造、3d−ヘキサゴナル構造、キュービック構造等を挙げることができる。なお、ヘキサゴナル構造とは、細孔の配置が六方構造であることをいう。また、キュービック構造とは、細孔の配置が立方構造であることをいう。   The pore shape of the mesoporous carbon is not particularly limited, and examples of the pore arrangement structure include a 2d-hexagonal structure, a 3d-hexagonal structure, and a cubic structure. The hexagonal structure means that the pores are arranged in a hexagonal structure. The cubic structure means that the pores are arranged in a cubic structure.

メソポーラスカーボンは、例えば、メソポーラスシリカ等のメソポーラス物質を鋳型として、炭素源として有機物質をメソポーラスシリカの細孔に充填し、不活性雰囲気で炭化させ、フッ酸や水酸化ナトリウム等でメソポーラスシリカを除去することによって、作製することができる。具体的には、メソポーラスシリカの細孔壁が、メソポーラスカーボンの細孔となる。
鋳型となるメソポーラス物質の細孔形状等は、界面活性剤の種類により変化させることが可能である。
Mesoporous carbon, for example, uses mesoporous materials such as mesoporous silica as a template, fills mesoporous silica pores with an organic material as a carbon source, carbonizes in an inert atmosphere, and removes mesoporous silica with hydrofluoric acid, sodium hydroxide, etc. By doing so, it can be manufactured. Specifically, the pore walls of mesoporous silica become the pores of mesoporous carbon.
The pore shape and the like of the mesoporous material used as a template can be changed depending on the type of the surfactant.

2.導電性微粒子
本発明に用いられる導電性微粒子は、平均粒径が上記メソポーラスカーボンの平均粒径よりも小さいものであり、導電剤として機能するものである。
2. Conductive fine particles The conductive fine particles used in the present invention have an average particle size smaller than the average particle size of the mesoporous carbon, and function as a conductive agent.

導電性微粒子の形状としては、特に限定されるものではなく、例えば、球状、楕円球等を挙げることができる。
この導電性微粒子の平均粒径としては、メソポーラスカーボンの平均粒径よりも小さければよいが、中でも、活物質およびメソポーラスカーボンが充填されている隙間に入り込むことが可能な大きさであることが好ましい。具体的には、導電性微粒子の平均粒径は、メソポーラスカーボンの平均粒径に対して5倍〜50倍程度であることが好ましい。さらに具体的には、導電性微粒子の平均粒径は、10nm〜200nm程度あることが好ましく、より好ましくは10nm〜100nmの範囲内、さらに好ましくは25nm〜70nmの範囲内である。平均粒径が上記範囲であれば、導電性微粒子が鎖状につながって、メソポーラスカーボンや活物質の表面に付着しやすくなるからである。これにより、導電路が形成され、電子伝導性が向上する。一方、平均粒径が小さすぎると、取り扱い性が悪くなる可能性がある。また、平均粒径が大きすぎると、導電性微粒子が、鎖状につながることが困難になったり、メソポーラスカーボンや活物質の表面に付着することが困難となったりする場合がある。
なお、導電性微粒子の平均粒径が、メソポーラスカーボンの平均粒径よりも小さいことは、上述したように、例えば走査型電子顕微鏡(SEM)によって、電極におけるメソポーラスカーボンおよび導電性微粒子の粒径を観察することにより、確認することができる。また、導電性微粒子の平均粒径は、例えば走査型電子顕微鏡(SEM)により観察される導電性微粒子の粒径を測定して、平均することにより求めることができる。
The shape of the conductive fine particles is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape and an elliptical sphere.
The average particle diameter of the conductive fine particles may be smaller than the average particle diameter of the mesoporous carbon, but it is preferable that the conductive fine particles have a size that can enter the gap filled with the active material and the mesoporous carbon. . Specifically, the average particle size of the conductive fine particles is preferably about 5 to 50 times the average particle size of mesoporous carbon. More specifically, the average particle size of the conductive fine particles is preferably about 10 nm to 200 nm, more preferably in the range of 10 nm to 100 nm, and still more preferably in the range of 25 nm to 70 nm. This is because, if the average particle diameter is in the above range, the conductive fine particles are connected in a chain shape and easily adhere to the surface of mesoporous carbon or the active material. Thereby, a conductive path is formed, and electronic conductivity is improved. On the other hand, if the average particle size is too small, the handleability may deteriorate. On the other hand, if the average particle size is too large, it may be difficult for the conductive fine particles to be connected in a chain form or to adhere to the surface of mesoporous carbon or the active material.
Note that the average particle size of the conductive fine particles is smaller than the average particle size of the mesoporous carbon, as described above, for example, by using a scanning electron microscope (SEM) to determine the particle sizes of the mesoporous carbon and the conductive fine particles in the electrode. This can be confirmed by observing. The average particle size of the conductive fine particles can be obtained by measuring and averaging the particle size of the conductive fine particles observed with, for example, a scanning electron microscope (SEM).

導電性微粒子の材料としては、導電性を有するものであれば特に限定されるものではなく、一般に導電剤として使用される材料を用いることができ、中でも、カーボンブラックが好ましく用いられる。一般に、カーボンブラックは電子伝導性に優れているからである。カーボンブラックとしては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等が挙げられる。特に、アセチレンブラックが好ましい。汎用性が高いからである。   The material of the conductive fine particles is not particularly limited as long as it has conductivity, and materials generally used as a conductive agent can be used. Among them, carbon black is preferably used. This is because carbon black is generally excellent in electron conductivity. Examples of carbon black include acetylene black and ketjen black. In particular, acetylene black is preferable. This is because the versatility is high.

正極または負極に含まれる導電性微粒子の含有量としては、活物質の種類によっても異なるが、具体的には0.1重量%〜10重量%程度であることが好ましく、より好ましくは0.1重量%〜5重量%の範囲内、さらに好ましくは0.1重量%〜3重量%の範囲内である。導電性微粒子の含有量が多すぎると、メソポーラスカーボンの細孔の入り口が導電性微粒子で詰まってしまい、リチウムイオン伝導性の向上を充分に図れない可能性があり、また導電性微粒子の含有量が少なすぎると、電子伝導性の向上を充分に図れない可能性があるからである。   The content of the conductive fine particles contained in the positive electrode or the negative electrode varies depending on the type of the active material, but is specifically preferably about 0.1 wt% to 10 wt%, more preferably 0.1 It is within the range of 5% by weight to 5% by weight, more preferably within the range of 0.1% to 3% by weight. If the content of the conductive fine particles is too large, the entrance of the pores of the mesoporous carbon may be clogged with the conductive fine particles, and the lithium ion conductivity may not be sufficiently improved. Also, the content of the conductive fine particles This is because if the amount is too small, the electron conductivity may not be sufficiently improved.

導電性微粒子は、正極および負極の少なくともいずれか一方に含有されていればよい。すなわち、導電性微粒子は、正極に含有されていてもよく、負極に含有されていてもよく、正極および負極に含有されていてもよい。   The conductive fine particles may be contained in at least one of the positive electrode and the negative electrode. That is, the conductive fine particles may be contained in the positive electrode, may be contained in the negative electrode, or may be contained in the positive electrode and the negative electrode.

また、導電性微粒子は、正極または負極全体に均一に分散されていてもよく、偏在していてもよい。導電性微粒子が偏在している場合、導電性微粒子の含有量が、正極集電体または負極集電体側表面からセパレータ側表面に向かって、段階的または連続的に増加していてもよく減少していてもよい。   Further, the conductive fine particles may be uniformly dispersed throughout the positive electrode or the negative electrode, or may be unevenly distributed. When the conductive fine particles are unevenly distributed, the content of the conductive fine particles may be increased stepwise or continuously from the positive electrode current collector or negative electrode current collector side surface toward the separator side surface. It may be.

正極または負極に、導電性微粒子の含有量の傾斜を付与する方法としては、所望の傾斜を付与することができる方法であれば特に限定されるものではなく、具体的には、活物質と導電性微粒子との比重の相違を利用する方法、導電性微粒子の含有量を変化させた複数のペーストを用いる方法、および活物質の磁性を利用する方法等を挙げることができる。   The method for imparting a gradient of the content of the conductive fine particles to the positive electrode or the negative electrode is not particularly limited as long as a desired gradient can be imparted. Specifically, the active material and the conductive material are electrically conductive. Examples include a method using the difference in specific gravity with the conductive fine particles, a method using a plurality of pastes in which the content of the conductive fine particles is changed, and a method using the magnetism of the active material.

3.正極
本発明に用いられる正極は、少なくとも正極活物質を含有するものであり、通常は、さらに導電剤および結着剤(バインダ)を含有する。本発明においては、導電性微粒子が導電剤として機能するため、正極が導電性微粒子およびメソポーラスカーボンを含有する場合には、別途、導電剤を含有させなくてもよい。
3. Positive electrode The positive electrode used in the present invention contains at least a positive electrode active material, and usually further contains a conductive agent and a binder. In the present invention, since the conductive fine particles function as a conductive agent, when the positive electrode contains conductive fine particles and mesoporous carbon, it is not necessary to separately include a conductive agent.

正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵・放出することができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、LiCoO、LiCoO、LiMn、LiNiO、LiFePO等を挙げることができる。中でも、LiNiOが好ましく用いられる。
また、結着剤としては、例えば、ポリビニリデンフロライド(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等を挙げることができる。
The positive electrode active material is not particularly limited as long as it can occlude and release lithium ions. Examples thereof include LiCoO 2 , LiCoO 4 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , and LiFePO 4. Can do. Among these, LiNiO 2 is preferably used.
Examples of the binder include polyvinylidene fluoride (PVDF) and polytetrafluoroethylene (PTFE).

正極の形成方法としては、一般的な方法を用いることができるが、正極がメソポーラスカーボンおよび導電性微粒子を含有する場合には、正極活物質、メソポーラスカーボン、導電性微粒子および結着剤等を含有する正極形成用ペーストを、正極集電体上に塗布して乾燥させた後に、プレスすることが好ましい。プレスすることにより、電極密度を高め、エネルギー密度を向上させることができるとともに、メソポーラスカーボンが含有されているので、プレス後においても、電解液の流路となる正極内の空隙を、メソポーラスカーボンの細孔によって確保することができるからである。   As a method for forming the positive electrode, a general method can be used, but when the positive electrode contains mesoporous carbon and conductive fine particles, it contains a positive electrode active material, mesoporous carbon, conductive fine particles, a binder, and the like. The positive electrode forming paste to be applied is preferably pressed after being applied onto the positive electrode current collector and dried. By pressing, the electrode density can be increased and the energy density can be improved, and since mesoporous carbon is contained, the voids in the positive electrode that becomes the flow path of the electrolyte solution are made to remain in the mesoporous carbon even after pressing. This is because it can be secured by the pores.

4.負極
本発明に用いられる負極は、少なくとも負極活物質を含有するものであり、必要に応じて、導電剤および結着剤を含有していてもよい。なお、上述したように本発明においては、導電性微粒子が導電剤として機能するため、負極が導電性微粒子およびメソポーラスカーボンを含有する場合には、別途、導電剤を含有させなくてもよい。
4). Negative electrode The negative electrode used in the present invention contains at least a negative electrode active material, and may contain a conductive agent and a binder as necessary. As described above, in the present invention, since the conductive fine particles function as a conductive agent, when the negative electrode contains conductive fine particles and mesoporous carbon, it is not necessary to separately include a conductive agent.

負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵・放出することができるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、金属リチウム、リチウム合金、金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、およびグラファイト等の炭素材料等を挙げることができる。中でも、グラファイトが好ましく用いられる。また、負極活物質は、粉末状であってもよく、薄膜状であってもよい。
なお、負極に用いられる結着剤については、上記正極に用いられる結着剤と同様のものを用いることができる。
また、負極の形成方法としては、上記正極の形成方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。
The negative electrode active material is not particularly limited as long as it can occlude and release lithium ions. For example, metal lithium, lithium alloy, metal oxide, metal sulfide, metal nitride, and graphite And the like. Among these, graphite is preferably used. The negative electrode active material may be in the form of a powder or a thin film.
In addition, about the binder used for a negative electrode, the thing similar to the binder used for the said positive electrode can be used.
Moreover, since the formation method of a negative electrode is the same as the formation method of the said positive electrode, description here is abbreviate | omitted.

5.その他の部材
本発明のリチウム二次電池は、正極および負極の間に配置されたセパレータを有する。本発明に用いられるセパレータとしては、電解液を保持する機能を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の多孔膜、樹脂不織布、ガラス繊維不織布等の不織布等を挙げることができる。
5). Other Members The lithium secondary battery of the present invention has a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode. The separator used in the present invention is not particularly limited as long as it has a function of holding an electrolytic solution. For example, a porous film such as polyethylene and polypropylene, a nonwoven fabric such as a resin nonwoven fabric, and a glass fiber nonwoven fabric can be used. Can be mentioned.

また、本発明に用いられる電解液としては、通常、リチウム塩および非水溶媒を有する非水電解液が使用される。
リチウム塩としては、一般的なリチウム二次電池に用いられるリチウム塩であれば特に限定されるものではなく、例えば、LiPF、LiBF、LiN(CFSO、LiCFSO、LiCSO、LiC(CFSOおよびLiClO等を挙げることができる。
また、非水溶媒としては、上記リチウム塩を溶解できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、アセトニトリル、プロピオニトリル、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン、1,3−ジオキソラン、ニトロメタン、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。これらの非水溶媒は、一種のみ用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。また、非水電解液として、常温溶融塩を用いることもできる。
Moreover, as the electrolytic solution used in the present invention, a nonaqueous electrolytic solution having a lithium salt and a nonaqueous solvent is usually used.
The lithium salt is not particularly limited as long as it is a lithium salt used in a general lithium secondary battery. For example, LiPF 6 , LiBF 4 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiCF 3 SO 3 , Examples thereof include LiC 4 F 9 SO 3 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3, and LiClO 4 .
The non-aqueous solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the lithium salt. For example, propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane. 1,2-diethoxyethane, acetonitrile, propionitrile, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dioxane, 1,3-dioxolane, nitromethane, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, sulfolane, γ-butyrolactone, etc. It is done. These non-aqueous solvents may be used alone or in combination of two or more. Moreover, room temperature molten salt can also be used as a non-aqueous electrolyte.

正極は、通常、正極集電体上に形成される。
正極集電体の材料としては、導電性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、アルミニウム、SUS、ニッケル、鉄およびチタン等を挙げることができる。中でも、アルミニウムおよびSUSが好ましく用いられる。
The positive electrode is usually formed on a positive electrode current collector.
The material for the positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity, and examples thereof include aluminum, SUS, nickel, iron, and titanium. Of these, aluminum and SUS are preferably used.

また、負極は、通常、負極集電体上に形成される。
負極集電体の材料としては、導電性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、銅、ステンレス、ニッケル等を挙げることができる。中でも、銅が好ましく用いられる。
The negative electrode is usually formed on a negative electrode current collector.
The material of the negative electrode current collector is not particularly limited as long as it has conductivity, and examples thereof include copper, stainless steel, and nickel. Of these, copper is preferably used.

本発明に用いられる電池ケースの形状としては、上述した正極、負極、セパレータ、正極集電体および負極集電体等を収納できるものであれば特に限定されるものではないが、具体的には、円筒型、角型、コイン型、ラミネート型等を挙げることができる。また、本発明のリチウム二次電池は、正極、セパレータおよび負極から構成される電極体を有する。この電極体の形状としては、特に限定されるものではなく、具体的には、平板型および捲回型等を挙げることができる。   The shape of the battery case used in the present invention is not particularly limited as long as it can accommodate the positive electrode, the negative electrode, the separator, the positive electrode current collector, the negative electrode current collector and the like described above. , Cylindrical shape, square shape, coin shape, laminate shape and the like. Moreover, the lithium secondary battery of this invention has an electrode body comprised from a positive electrode, a separator, and a negative electrode. The shape of the electrode body is not particularly limited, and specific examples include a flat plate type and a wound type.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

以下に実施例を示して本発明をさらに具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

[実施例1]
n−メチルピロリドン(NMP)7.9gと、ポリビニリデンフロライド(PVDF)0.5gとを3分間プロペラ撹拌した。次いで、アセチレンブラック(AB)(平均粒径:40nm)を1.0g添加し、10分間プロペラ撹拌した。次いで、メソポーラスカーボン(MPC)(平均粒径:1μm)を0.5g添加し、10分間プロペラ撹拌した。次いで、LiNiOを8.5g添加し、10分間プロペラ撹拌した。これにより、正極形成用ペーストを調製した。
[Example 1]
7.9 g of n-methylpyrrolidone (NMP) and 0.5 g of polyvinylidene fluoride (PVDF) were stirred with a propeller for 3 minutes. Next, 1.0 g of acetylene black (AB) (average particle size: 40 nm) was added, and the mixture was stirred with a propeller for 10 minutes. Next, 0.5 g of mesoporous carbon (MPC) (average particle diameter: 1 μm) was added, and the mixture was stirred with a propeller for 10 minutes. Next, 8.5 g of LiNiO 2 was added and the mixture was stirred with a propeller for 10 minutes. In this way, a positive electrode forming paste was prepared.

得られた正極形成用ペーストを、厚さ15μmのAl集電体上にドクターブレードにより目付量12.8mg/cmで塗布し、80℃で30分間乾燥させた。次に、電極密度が2.9g/cmとなるように、ロールプレス機にてプレスを行った。そして、電極面積が2cmとなるように打ち抜き、正極を作製した。 The obtained positive electrode forming paste was applied onto a 15 μm thick Al current collector with a doctor blade at a basis weight of 12.8 mg / cm 2 and dried at 80 ° C. for 30 minutes. Next, it pressed with the roll press machine so that an electrode density might be 2.9 g / cm < 3 >. And it stamped out so that an electrode area might be set to 2 cm < 2 >, and the positive electrode was produced.

得られた正極と、負極として用意したLi金属とを用いて、2032型コインセルを得た。なお、セパレータには、厚さ25μmのポリエチレン(PE)製微多孔膜を用いた。電解液には、エチレンカーボネート(EC)およびジエチルカーボネート(DEC)を体積比率3:7で混合した混合溶媒に、支持塩として六フッ化リン酸リチウム(LiPF)を濃度1mol/Lで溶解したものを用いた。 Using the obtained positive electrode and Li metal prepared as the negative electrode, a 2032 type coin cell was obtained. The separator was a microporous film made of polyethylene (PE) having a thickness of 25 μm. In the electrolytic solution, lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved as a supporting salt at a concentration of 1 mol / L in a mixed solvent in which ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) were mixed at a volume ratio of 3: 7. Things were used.

[比較例1〜3]
正極形成用ペーストの組成および目付量、ならびにプレス後の電極密度を、表1のように調整したこと以外は、実施例1と同様にして、コインセルを得た。なお、表1には正極の膜厚も示した。
[Comparative Examples 1-3]
A coin cell was obtained in the same manner as in Example 1 except that the composition and basis weight of the positive electrode forming paste and the electrode density after pressing were adjusted as shown in Table 1. Table 1 also shows the film thickness of the positive electrode.

Figure 2009026676
Figure 2009026676

[評価]
実施例1および比較例1〜3で得られたコインセルのエネルギー密度およびレート特性を評価した。まず以下のSOC(state of charge)調整を行い、次にエネルギー量および容量維持率を測定した。
(1)SOC調整
SOC調整の条件を以下に示す。
(a)充電:電流−活物質に対して15mA/g、電圧−4.3V、CCモード
(b)休止:5分
(c)放電:電流−活物質に対して15mA/g、電圧−3.0V、CCモード
(d)休止:5分
この(a)〜(d)を3サイクル行った。その後、エネルギー密度およびレート特性を評価するために、それぞれ下記の条件で充放電(サイクル1およびサイクル2)を行った。
[Evaluation]
The energy density and rate characteristics of the coin cells obtained in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 were evaluated. First, the following SOC (state of charge) adjustment was performed, and then the energy amount and the capacity retention rate were measured.
(1) SOC adjustment Conditions for SOC adjustment are shown below.
(A) Charging: 15 mA / g for current-active material, voltage -4.3 V, CC mode (b) Pause: 5 minutes (c) Discharge: 15 mA / g for current-active material, voltage -3 0.0 V, CC mode (d) Pause: 5 minutes This (a) to (d) was performed for 3 cycles. Then, in order to evaluate an energy density and a rate characteristic, charging / discharging (cycle 1 and cycle 2) was performed on the following conditions, respectively.

(2)エネルギー量の測定(エネルギー密度の評価)
サイクル1
(f)充電:電流−活物質に対して15mA/g、電圧−4.3V、CCCVモード、時間−24時間
(g)休止:2時間
(h)放電:電流−活物質に対して15mA/g、電圧−3.0V、CCモード
(i)休止:5分
このサイクル1の放電カーブよりエネルギー量を算出し、下記式により、エネルギー密度(mWh/cc)を求めた。得られた結果を表2に示す。
(2) Measurement of energy (evaluation of energy density)
Cycle 1
(F) Charging: 15 mA / g for current-active material, voltage -4.3 V, CCCV mode, time-24 hours (g) Pause: 2 hours (h) Discharge: 15 mA / g for current-active material g, Voltage -3.0 V, CC mode (i) Pause: 5 minutes The amount of energy was calculated from the discharge curve of cycle 1, and the energy density (mWh / cc) was determined by the following formula. The obtained results are shown in Table 2.

Figure 2009026676
Figure 2009026676

(3)容量維持率の測定(レート特性の評価)
サイクル2
(j)充電:電流−活物質に対して15mA/g、電圧−4.3V、CCCVモード、時間−24時間
(k)休止:2時間
(l)放電:電流−活物質に対して1500mA/g、電圧−3.0V、CCモード
(m)休止:5分
(3) Capacity maintenance rate measurement (rate characteristic evaluation)
Cycle 2
(J) Charging: 15 mA / g for current-active material, voltage -4.3 V, CCCV mode, time -24 hours (k) pause: 2 hours (l) Discharge: 1500 mA / current for current-active material g, Voltage -3.0V, CC mode (m) Pause: 5 minutes

このサイクル2の放電容量と、上述したサイクル1の放電容量とを用いて、下記式により、容量維持率(%)を求めた。得られた結果を表2に示す。   Using the discharge capacity of cycle 2 and the discharge capacity of cycle 1 described above, the capacity retention rate (%) was obtained by the following formula. The obtained results are shown in Table 2.

Figure 2009026676
Figure 2009026676

Figure 2009026676
Figure 2009026676

比較例1は、レート特性は良好であるが、エネルギー密度が小さかった。比較例2,3は、エネルギー密度は大きいが、レート特性が低下した。これに対して、実施例1は、エネルギー密度およびレート特性の両立が図れていた。   In Comparative Example 1, the rate characteristics were good, but the energy density was small. In Comparative Examples 2 and 3, the energy density was large, but the rate characteristics were lowered. On the other hand, in Example 1, energy density and rate characteristics were compatible.

本発明のリチウム二次電池の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the lithium secondary battery of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 … 正極集電体
2 … 正極活物質
3 … 正極層
4 … 負極集電体
5 … 負極活物質
6 … 負極層
7 … セパレータ
8 … メソポーラスカーボン
9 … 導電性微粒子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Positive electrode collector 2 ... Positive electrode active material 3 ... Positive electrode layer 4 ... Negative electrode collector 5 ... Negative electrode active material 6 ... Negative electrode layer 7 ... Separator 8 ... Mesoporous carbon 9 ... Conductive fine particle

Claims (2)

正極活物質を含有する正極と、負極活物質を含有する負極と、前記正極および前記負極の間に配置されたセパレータとを有するリチウム二次電池であって、
前記正極および前記負極の少なくともいずれか一方が、メソポーラスカーボンと、平均粒径が前記メソポーラスカーボンの平均粒径よりも小さい導電性微粒子とを含有することを特徴とするリチウム二次電池。
A lithium secondary battery having a positive electrode containing a positive electrode active material, a negative electrode containing a negative electrode active material, and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode,
A lithium secondary battery, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode contains mesoporous carbon and conductive fine particles having an average particle diameter smaller than the average particle diameter of the mesoporous carbon.
前記導電性微粒子がカーボンブラックであることを特徴とする請求項1に記載のリチウム二次電池。   The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the conductive fine particles are carbon black.
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