JP2010080407A - Positive electrode active material, positive electrode, and non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Positive electrode active material, positive electrode, and non-aqueous electrolyte secondary battery Download PDF

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耕詩 森田
Yoshihiro Kudo
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a positive electrode active material having a high capacity, with superior charge and discharge cycle characteristics, and capable of suppressing the occurrence of gas; a positive electrode using this; and a non-aqueous electrolyte secondary battery. <P>SOLUTION: The positive electrode 21 has a positive electrode active material. The positive electrode active material has: lithium transition metal compound oxide particles containing lithium and a transition metal as a constituent element; and a covering layer provided at least on part of the surface of the lithium transition metal compound oxide particles. Manganese (Mn) is included at least in the covering layer, and in the absolute value of a radius vector structure function obtained by Fourier transforming an extensive X-ray absorption fine structure (EXAFS) multiplying cube of the cycle of a photoelectron at MnK absorption end, the ratio of a second proximity peak intensity near 5.2 Å to the first proximity peak intensity near 1.5 Å is 0.3 or more. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、正極活物質、正極および非水電解質二次電池に関する。さらに詳しくは、電池内部におけるガス発生を抑制することが可能な正極活物質、並びにこれを用いた正極および非水電解質二次電池に関する。   The present invention relates to a positive electrode active material, a positive electrode, and a nonaqueous electrolyte secondary battery. More specifically, the present invention relates to a positive electrode active material capable of suppressing gas generation inside the battery, and a positive electrode and a non-aqueous electrolyte secondary battery using the same.

近年、携帯電子機器の技術がめざましく発達し、携帯電話やノートブックコンピューターなどの電子機器は高度情報化社会を支える基盤技術と認知され始めた。また、これらの電子機器の高機能化に関する研究開発が精力的に進められており、これらの電子機器の消費電力も比例して増加の一途を辿っている。その反面、これらの電子機器は、長時間の駆動が求められており、駆動電源である二次電池の高エネルギー密度化が必然的に望まれている。また、環境面の配慮からサイクル寿命の延命についても望まれてきた。   In recent years, the technology of portable electronic devices has been remarkably developed, and electronic devices such as mobile phones and notebook computers have begun to be recognized as basic technologies that support an advanced information society. In addition, research and development related to the enhancement of the functions of these electronic devices have been energetically advanced, and the power consumption of these electronic devices has been increasing proportionally. On the other hand, these electronic devices are required to be driven for a long time, and a high energy density of a secondary battery as a driving power source is inevitably desired. In addition, it has been desired to extend the cycle life for environmental reasons.

電子機器に内蔵される電池の占有体積や質量などの観点より、電池のエネルギー密度は高いほど望ましい。現在では、リチウムイオン二次電池が、他の電池系に比較して高電圧で優れたエネルギー密度を有することから、殆どの機器に内蔵されるに至っている。   From the standpoint of the occupied volume and mass of the battery built in the electronic device, the higher the energy density of the battery, the better. At present, lithium ion secondary batteries have a high voltage and an excellent energy density as compared with other battery systems, and thus have been built into most devices.

通常、リチウムイオン二次電池では、正極にはコバルト酸リチウム(LiCoO2)、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)などのリチウム遷移金属複合酸化物、負極には炭素材料が使用されており、作動電圧が4.2Vから2.5Vの範囲で用いられている。単電池において、端子電圧を4.2Vまで上げられるのは、非水電解質材料やセパレータなどの優れた電気化学的安定性によるところが大きい。 Usually, in lithium ion secondary batteries, lithium transition metal composite oxides such as lithium cobaltate (LiCoO 2 ) and lithium nickelate (LiNiO 2 ) are used for the positive electrode, and a carbon material is used for the negative electrode. It is used in the range of 4.2V to 2.5V. In the unit cell, the terminal voltage can be increased to 4.2 V largely due to excellent electrochemical stability such as a non-aqueous electrolyte material and a separator.

このようなリチウムイオン二次電池のさらなる高性能化、用途拡大を目的として多くの検討が進められている。その一つとして、例えば、充電電圧を高めるなどの方法で、コバルト酸リチウムをはじめとする正極活物質のエネルギー密度を高め、リチウムイオン二次電池の高容量化を図ることが検討されている。   Many studies have been conducted for the purpose of further enhancing the performance and expanding the applications of such lithium ion secondary batteries. As one of them, for example, it has been studied to increase the energy density of a positive electrode active material such as lithium cobaltate by increasing the charging voltage to increase the capacity of the lithium ion secondary battery.

しかしながら、高容量で充放電を繰り返した場合、容量劣化を起こし、電池寿命が短くなってしまうという問題がある。また、高温環境下で使用した場合、電池内部にてガスが発生し、漏液や電池変形などの問題が生じる。   However, when charging / discharging is repeated at a high capacity, there is a problem that the capacity is deteriorated and the battery life is shortened. Further, when used in a high temperature environment, gas is generated inside the battery, causing problems such as leakage and battery deformation.

そこで、例えば下記特許文献1には、正極電極の表面に金属酸化物を被覆することにより、充放電サイクル特性などの電池特性を向上させる方法が開示されている。また、下記特許文献2には、正極活物質の表面に金属酸化物を被覆することにより、構造的安定性および熱的安定性を高める方法が記載されている。   Thus, for example, Patent Document 1 below discloses a method of improving battery characteristics such as charge / discharge cycle characteristics by coating a surface of a positive electrode with a metal oxide. Patent Document 2 listed below describes a method for improving the structural stability and thermal stability by coating the surface of a positive electrode active material with a metal oxide.

特許第3172388号公報Japanese Patent No. 3172388 特許第3691279号公報Japanese Patent No. 3691279

また、正極活物質の表面被覆において、その被覆形態によるサイクル特性改善や熱的安定性向上の効果についても検討されている。例えば下記特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7、および特許文献8には、リチウム遷移金属複合酸化物を均一に被覆する方法が記載されている。また、下記特許文献9には、金属酸化物層の上に金属酸化物の塊が付着された正極活物質が記載されている。   In addition, in the surface coating of the positive electrode active material, the effect of improving the cycle characteristics and the thermal stability due to the coating form has been studied. For example, the following Patent Literature 3, Patent Literature 4, Patent Literature 5, Patent Literature 6, Patent Literature 7, and Patent Literature 8 describe a method of uniformly coating a lithium transition metal composite oxide. Patent Document 9 below describes a positive electrode active material in which a lump of metal oxide is attached on a metal oxide layer.

特開平7−235292号公報JP 7-235292 A 特開2000−149950号公報JP 2000-149950 A 特開2000−156227号公報JP 2000-156227 A 特開2000−164214号公報JP 2000-164214 A 特開2000−195517号公報JP 2000-195517 A 特開2002−231227号公報JP 2002-231227 A 特開2001−256979号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-256969

また、表面被覆に用いられる元素についても検討され、例えば下記特許文献10には、コアとなるリチウム化合物表面に2つ以上のコーティング元素を含む1つ以上の表面処理層を形成した正極活物質が記載されている。   Further, elements used for surface coating have also been studied. For example, Patent Document 10 below discloses a positive electrode active material in which one or more surface treatment layers containing two or more coating elements are formed on the surface of a lithium compound serving as a core. Are listed.

特開2002−164053号公報JP 2002-164053 A

下記特許文献11には、粒子表面がリン(P)で被覆された材料を用いることにより、優れた充放電特性を有する電池について開示されている。また、下記特許文献12には、リン(P)を添加した正極を用いることにより、優れた充放電サイクル特性および大電流充放電特性を有する電池について開示されている。また、下記特許文献13には、ホウ素(B)、リン(P)または窒素(N)を含有する層を形成する方法が開示されている。さらに、下記特許文献14、下記特許文献15および下記特許文献16には、リン酸塩化合物などを正極中に含有させる方法が開示されている。   The following Patent Document 11 discloses a battery having excellent charge / discharge characteristics by using a material whose particle surface is coated with phosphorus (P). Patent Document 12 below discloses a battery having excellent charge / discharge cycle characteristics and large current charge / discharge characteristics by using a positive electrode to which phosphorus (P) is added. Patent Document 13 below discloses a method for forming a layer containing boron (B), phosphorus (P), or nitrogen (N). Furthermore, the following patent document 14, the following patent document 15, and the following patent document 16 disclose a method of containing a phosphate compound or the like in the positive electrode.

特許第3054829号公報Japanese Patent No. 3054829 特開平05−36411号公報JP 05-36411 A 特許第3192855号公報Japanese Patent No. 3192855 特開平10−154532号公報JP-A-10-154532 特開平10−241681号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-241681 特開平11−204145号公報JP-A-11-204145

特許文献17には、MXOkで表される化合物を含む表面処理層を粒子表面に配することによって、熱的安定性を改善する方法が開示されている。特許文献18には、MIPmOnで表される表面層を形成する技術が開示されている。これらの被覆処理で行われるようなMXOkなどの層を粒子表面に存在させた状態では、充放電効率の悪化を引き起こすとともにガス発生の抑制効果なども不十分であった。 Patent Document 17 discloses a method for improving thermal stability by disposing a surface treatment layer containing a compound represented by MXO k on the particle surface. Patent Document 18 discloses a technique for forming a surface layer represented by MIPmOn. In a state in which the presence of the layer on the particle surface, such as MXO k in the same way that these coating treatment, was also insufficient like the effect of suppressing gas generation with cause deterioration in charge and discharge efficiency.

特開2003−7299号公報JP 2003-7299 A 特開2006−127932号公報JP 2006-127932 A

しかしながら、特許文献1および特許文献2において開示されている被覆元素、被覆方法、被覆形態では、リチウムイオンの拡散を阻害するため、実用領域の充放電電流値では十分な容量が得られないという欠点がある。   However, in the covering element, the covering method, and the covering form disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, since lithium ion diffusion is inhibited, a sufficient capacity cannot be obtained with a charge / discharge current value in a practical range. There is.

特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7、および特許文献8で開示された方法によると、高い容量を維持できるものの、高度にサイクル特性を向上させ、さらにガス発生を抑制させるには不十分である。また、特許文献9で開示された方法により金属酸化物層の上に金属酸化物の塊が付着された構造の正極活物質を作製したところ、十分な充放電効率が得られず、容量が大きく低下する結果となった。   According to the methods disclosed in Patent Literature 3, Patent Literature 4, Patent Literature 5, Patent Literature 6, Patent Literature 7, and Patent Literature 8, although high capacity can be maintained, the cycle characteristics are improved to a high degree and further gas generation is achieved. It is not enough to suppress this. In addition, when a positive electrode active material having a structure in which a lump of metal oxide was adhered on a metal oxide layer by the method disclosed in Patent Document 9, sufficient charge / discharge efficiency was not obtained, and the capacity was large. The result decreased.

特許文献10の効果は熱的安定性の向上に限られたものである。また、特許文献10で開示された製法にて正極活物質を作製したところ、均一な多重層が形成され、特にガス発生抑制に対しては効果が認められないばかりか、逆にガス発生が増大する結果となった。   The effect of Patent Document 10 is limited to the improvement of thermal stability. Moreover, when a positive electrode active material was produced by the manufacturing method disclosed in Patent Document 10, a uniform multilayer was formed, and not only an effect was not recognized particularly for suppressing gas generation, but gas generation increased on the contrary. As a result.

特許文献11、特許文献12、特許文献13では、正極活物質にリンを添加または被覆することによりサイクル特性を向上させるものであるが、リチウムに対して不活性な軽元素のみを用いるこれらの技術では、十分な可逆容量を得られない。   In Patent Document 11, Patent Document 12, and Patent Document 13, the cycle characteristics are improved by adding or coating phosphorus to the positive electrode active material, but these techniques using only light elements that are inert to lithium. Then, sufficient reversible capacity cannot be obtained.

特許文献14は、過充電時の安全性に関する技術である。また、正極中にリン酸塩化合物などを単純に混合するだけでは、実際には十分な効果を得られない。同様に、上述の特許文献15および特許文献16でも、正極中にリン酸塩化合物などを単純に混合するゆえ、効果は不十分である。   Patent Document 14 is a technology related to safety during overcharge. In addition, simply mixing a phosphate compound or the like in the positive electrode does not actually provide a sufficient effect. Similarly, in Patent Document 15 and Patent Document 16 described above, since a phosphate compound or the like is simply mixed in the positive electrode, the effect is insufficient.

特許文献17および特許文献18の被覆処理で用いるMXOkなどの層を粒子表面に存在させた状態では、充放電効率の悪化を引き起こすとともにガス発生の抑制効果なども不十分であった。 In the state where the layer such as MXO k used in the coating treatment of Patent Document 17 and Patent Document 18 was present on the particle surface, the charge / discharge efficiency was deteriorated and the effect of suppressing gas generation was insufficient.

したがって、この発明の目的は、高容量であり、充放電サイクル特性に優れ、さらにガス発生を抑制することができる正極活物質、これを用いた正極および非水電解質二次電池を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a positive electrode active material that has a high capacity, is excellent in charge / discharge cycle characteristics, and can further suppress gas generation, and a positive electrode and a nonaqueous electrolyte secondary battery using the same. is there.

LiCoO2やLiNiO2をはじめとするリチウム含有遷移金属酸化物を主体とする活物質を用いて、適切に正極負極比を設計した状態で最高充電電圧が4.20V以上、好ましくは4.35V以上、より好ましくは4.40V以上になるように充電を行うことで電池のエネルギー密度を向上させることが可能である。 Using an active material mainly composed of lithium-containing transition metal oxides such as LiCoO 2 and LiNiO 2 , the maximum charge voltage is 4.20 V or more, preferably 4.35 V or more in a state where the ratio of positive and negative electrodes is appropriately designed. It is possible to improve the energy density of the battery by charging the battery so that it is more preferably 4.40 V or higher.

しかしながら、充電電圧を上昇させるにつれて、正極活物質と電解液との界面での反応性が上がることにより、正極から遷移金属成分が溶出し、活物質の劣化や、溶出した金属が負極側で析出することによるLi吸蔵放出の阻害を引き起こしたり、界面での電解液の分解反応を加速させ、表面に皮膜を生成させたり、ガス発生を引き起こすなど電池特性の劣化を引き起こしていると考えられる。4.25V以上の高充電電圧状態で充放電を繰り返した場合に、充放電サイクル寿命低下や高温特性が劣化してしまう原因として、Li引き抜き量の増大に伴って活物質と電解液の界面での反応性が上がり、充電時に活物質や電解液の劣化を引き起こすことが考えられる。   However, as the charging voltage is increased, the reactivity at the interface between the positive electrode active material and the electrolyte increases, so that the transition metal component is eluted from the positive electrode, the active material is degraded, and the eluted metal is deposited on the negative electrode side. This is thought to cause the deterioration of battery characteristics, such as inhibiting Li occlusion and release by accelerating, accelerating the decomposition reaction of the electrolyte solution at the interface, generating a film on the surface, and causing gas generation. When charging / discharging is repeated in a high charge voltage state of 4.25 V or more, the cause of deterioration of charge / discharge cycle life and high temperature characteristics is caused by an increase in the amount of Li extraction at the interface between the active material and the electrolyte. It is conceivable that the reactivity of the active material increases and the active material and the electrolytic solution deteriorate during charging.

このような問題に鑑みて鋭意検討行った結果、本願発明者等は、リチウム含有遷移金属酸化物の表面における少なくとも一部にはMnを含有し、Mnが特定の状態となるように被覆処理を施したリチウム遷移金属複合酸化物を用いることで、従来よりもサイクル特性やガス発生などが少なく、高容量化と電池特性を両立させる正極活物質、正極、および非水電解質電池を発明するに到った。   As a result of intensive studies in view of such problems, the inventors of the present application include Mn in at least a part of the surface of the lithium-containing transition metal oxide, and the coating treatment is performed so that Mn is in a specific state. By using the applied lithium transition metal composite oxide, a positive electrode active material, a positive electrode, and a non-aqueous electrolyte battery that achieve both high capacity and battery characteristics with less cycle characteristics and gas generation than before are invented. It was.

上述した課題を解決するために、
第1の発明は、
リチウムと遷移金属とを構成元素として含むリチウム遷移金属複合酸化物粒子と、
リチウム遷移金属複合酸化物粒子の表面の少なくとも一部に設けられた被覆層とを有し、
少なくとも被覆層にマンガン(Mn)が含まれ、
MnK吸収端における光電子の波数の3乗を乗じた広域X線吸収微細構造(EXAFS)をフーリエ変換して得られた動径構造関数の絶対値において、1.5Å付近の第一近接ピーク強度に対する5.2Å付近の第2近接ピーク強度の比が、0.3以上である
正極活物質である。
In order to solve the above-mentioned problems,
The first invention is
Lithium transition metal composite oxide particles containing lithium and a transition metal as constituent elements;
A coating layer provided on at least a part of the surface of the lithium transition metal composite oxide particles,
At least the coating layer contains manganese (Mn),
In the absolute value of the radial structure function obtained by Fourier transform of the wide-area X-ray absorption fine structure (EXAFS) multiplied by the cube of the wavenumber of the photoelectron at the MnK absorption edge, the first proximity peak intensity near 1.5Å It is a positive electrode active material in which the ratio of the second proximity peak intensity in the vicinity of 5.2% is 0.3 or more.

第2の発明は、
リチウムと遷移金属とを構成元素として含むリチウム遷移金属複合酸化物粒子と、
リチウム遷移金属複合酸化物粒子の表面の少なくとも一部に設けられた被覆層とを有し、
少なくとも被覆層にマンガン(Mn)が含まれ、
MnK吸収端における光電子の波数の3乗を乗じた広域X線吸収微細構造(EXAFS)をフーリエ変換して得られた動径構造関数の絶対値において、1.5Å付近の第一近接ピーク強度に対する5.2Å付近の第二近接ピーク強度の比が、0.3以上である
正極活物質
を含む正極である。
The second invention is
Lithium transition metal composite oxide particles containing lithium and a transition metal as constituent elements;
A coating layer provided on at least a part of the surface of the lithium transition metal composite oxide particles,
At least the coating layer contains manganese (Mn),
In the absolute value of the radial structure function obtained by Fourier transform of the wide-area X-ray absorption fine structure (EXAFS) multiplied by the cube of the wavenumber of the photoelectron at the MnK absorption edge, the first proximity peak intensity near 1.5Å It is a positive electrode including a positive electrode active material in which the ratio of the second adjacent peak intensity in the vicinity of 5.2% is 0.3 or more.

第3の発明は、
正極活物質を有する正極と、負極と、電解質とを備え、
正極活物質は、
リチウムと遷移金属とを構成元素として含むリチウム遷移金属複合酸化物粒子と、
リチウム遷移金属複合酸化物粒子の表面の少なくとも一部に設けられた被覆層とを有するものであり、
少なくとも被覆層にマンガン(Mn)が含まれ、
MnK吸収端における光電子の波数の3乗を乗じた広域X線吸収微細構造(EXAFS)をフーリエ変換して得られた動径構造関数の絶対値において、1.5Å付近の第一近接ピーク強度に対する5.2Å付近の第二近接ピーク強度の比が、0.3以上である
非水電解質二次電池である。
The third invention is
A positive electrode having a positive electrode active material, a negative electrode, and an electrolyte;
The positive electrode active material is
Lithium transition metal composite oxide particles containing lithium and a transition metal as constituent elements;
And a coating layer provided on at least a part of the surface of the lithium transition metal composite oxide particles,
At least the coating layer contains manganese (Mn),
In the absolute value of the radial structure function obtained by Fourier transform of the wide-area X-ray absorption fine structure (EXAFS) multiplied by the cube of the wavenumber of the photoelectron at the MnK absorption edge, the first proximity peak intensity near 1.5Å It is a nonaqueous electrolyte secondary battery in which the ratio of the second proximity peak intensity in the vicinity of 5.2% is 0.3 or more.

第1〜第3の発明では、正極活物質が、リチウムと遷移金属とを構成元素として含むリチウム遷移金属複合酸化物粒子と、リチウム遷移金属複合酸化物粒子の表面の少なくとも一部に設けられた被覆層とを有するものであり、少なくとも被覆層にマンガン(Mn)が含まれ、MnK吸収端における光電子の波数の3乗を乗じた広域X線吸収微細構造(EXAFS)をフーリエ変換して得られた動径構造関数の絶対値において、1.5Å付近の第一近接ピーク強度に対する5.2Å付近の第二近接ピーク強度の比が、0.3以上であるので、従来よりもサイクル特性が良好であり、ガス発生が少なく、高容量化と電池特性とを両立できる。   In the first to third aspects of the invention, the positive electrode active material is provided on at least part of the surfaces of the lithium transition metal composite oxide particles containing lithium and transition metal as constituent elements and the lithium transition metal composite oxide particles. And having a coating layer, at least the coating layer contains manganese (Mn), and is obtained by Fourier transform of a wide-area X-ray absorption fine structure (EXAFS) multiplied by the cube of the photoelectron wavenumber at the MnK absorption edge. In the absolute value of the radial structure function, since the ratio of the second adjacent peak intensity near 5.2 に 対 す る to the first adjacent peak intensity near 1.5 で あ is 0.3 or more, the cycle characteristics are better than before. Therefore, gas generation is small, and both high capacity and battery characteristics can be achieved.

この発明によれば、高容量と、充放電サイクル特性の劣化の抑制およびガス発生の抑制との両立を図ることができる。   According to the present invention, it is possible to achieve both high capacity, suppression of deterioration of charge / discharge cycle characteristics, and suppression of gas generation.

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下に説明する実施の形態は、この発明の具体的な例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、実施の形態に限定されないものとする。なお、説明は、以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態(正極活物質)
2.第2の実施の形態(非水電解質二次電池の一例)
3.第3の実施の形態(非水電解質二次電池の他の例)
4.実施例
5.他の実施の形態(変形例)
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The embodiments described below are specific examples of the present invention, and various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. Unless stated to the effect, the present invention is not limited to the embodiment. The description will be given in the following order.
1. First embodiment (positive electrode active material)
2. Second embodiment (an example of a non-aqueous electrolyte secondary battery)
3. Third embodiment (another example of a nonaqueous electrolyte secondary battery)
4). Embodiment 5 FIG. Other embodiment (modification)

1.第1の実施の形態
まず、この発明の第1の実施の形態による正極活物質について説明する。
[正極活物質の構成]
この発明の第1の実施の形態による正極活物質は、母粒子としてのリチウムと遷移金属とを構成元素として含むリチウム遷移金属複合酸化物粒子と、該リチウム遷移金属複合粒子の表面の少なくとも一部に、マンガン(Mn)を含む被覆層とを有し、Mn(マンガン)が下記(1)〜(3)の特徴を有するものである。
1. First Embodiment First, a positive electrode active material according to a first embodiment of the present invention will be described.
[Composition of cathode active material]
The positive electrode active material according to the first embodiment of the present invention includes a lithium transition metal composite oxide particle containing lithium as a mother particle and a transition metal as constituent elements, and at least a part of the surface of the lithium transition metal composite particle And a coating layer containing manganese (Mn), and Mn (manganese) has the following characteristics (1) to (3).

(1)MnK吸収端における光電子の波数の3乗を乗じた広域X線吸収微細構造(EXAFS)をフーリエ変換して得られたMn周りの動径構造関数の絶対値において、1.5Å付近のピーク強度に対する5.2Å付近のピーク強度の比が、0.3以上である。
(2)MnK吸収端における光電子の波数の3乗を乗じた広域X線吸収微細構造(EXAFS)をフーリエ変換して得られたMn周りの動径構造関数の絶対値において、1.5Å付近の第一近接ピーク強度が、2.4Å付近の第二近接ピーク強度よりも低い。
(3)MnK吸収端前の領域を近似した直線が差し引かれ、かつ、吸収端後の領域のEXAFS振動中心を近似した曲線の強度が測定範囲のエネルギー領域で1になるように規格化されたMnK吸収端におけるX線吸収微細構造(XAFS)スペクトルにおいて、強度0.5を与える吸収端エネルギーが6552eV以上である。
(1) In the absolute value of the radial structure function around Mn obtained by Fourier transform of the wide-area X-ray absorption fine structure (EXAFS) multiplied by the cube of the wavenumber of photoelectrons at the MnK absorption edge, The ratio of the peak intensity near 5.2 to the peak intensity is 0.3 or more.
(2) In the absolute value of the radial structure function around Mn obtained by Fourier transform of the wide-area X-ray absorption fine structure (EXAFS) multiplied by the cube of the wavenumber of the photoelectron at the MnK absorption edge, The first adjacent peak intensity is lower than the second adjacent peak intensity near 2.4 mm.
(3) A straight line approximating the area before the MnK absorption edge was subtracted, and the intensity of the curve approximating the EXAFS vibration center in the area after the absorption edge was normalized to be 1 in the energy area of the measurement range. In the X-ray absorption fine structure (XAFS) spectrum at the MnK absorption edge, the absorption edge energy giving an intensity of 0.5 is 6552 eV or more.

(1)〜(3)の特徴を有するこの発明の第1の実施の形態による正極活物質では、Mn含有層が正極活物質と電解液との反応を抑制するため、サイクル特性の劣化やガス発生を抑制する効果を有すると推測される。ただし、このメカニズムは、あくまでも推測であって、上記のメカニズム以外のメカニズムによりこの発明の作用効果が得られているとしても、この発明の技術的範囲は何ら影響ない。   In the positive electrode active material according to the first embodiment of the present invention having the characteristics of (1) to (3), the Mn-containing layer suppresses the reaction between the positive electrode active material and the electrolytic solution, so that deterioration of cycle characteristics and gas It is presumed to have an effect of suppressing the occurrence. However, this mechanism is only a guess, and even if the effect of the present invention is obtained by a mechanism other than the above mechanism, the technical scope of the present invention has no influence.

[XAFS法]
ここで、(1)〜(3)の特徴を明らかにできる、X線吸収微細構造(XAFS:X-ray absorption fine structere)法について説明する。
[XAFS method]
Here, an X-ray absorption fine structure (XAFS) method capable of clarifying the characteristics (1) to (3) will be described.

X線を試料に照射して、所望の吸収端エネルギーの前後で照射するX線のエネルギーを変えながら、試料に照射する前のX線の強度と、試料を透過したX線の強度を測定する。この際、試料の全体の様子を評価する場合には、透過したX線の強度を測定するのがよいが、試料の表面近傍を評価する場合には、より表面感度を高めるために、吸収原子からの転換電子の強度を測定するのが望ましい。場合によっては、吸収原子からの蛍光X線の強度を測定することで代替される。   While irradiating the sample with X-rays and changing the energy of the X-rays irradiated before and after the desired absorption edge energy, the intensity of the X-rays before irradiating the sample and the intensity of the X-rays transmitted through the sample are measured. . At this time, when evaluating the overall state of the sample, it is preferable to measure the intensity of the transmitted X-ray, but when evaluating the vicinity of the surface of the sample, in order to increase the surface sensitivity, the absorbing atoms It is desirable to measure the intensity of conversion electrons from In some cases, this is replaced by measuring the intensity of fluorescent X-rays from the absorbing atoms.

透過したX線を測定した場合、試料に照射したX線の強度を、透過したX線の強度で割ったものの自然対数を、また、転換電子や蛍光X線の強度を測定した場合、転換電子や蛍光X線の強度を照射したX線の強度で割ったものを、照射したX線のエネルギーに対してプロットすることでX線吸収スペクトルを得る。   When the transmitted X-ray is measured, the natural logarithm of the intensity of the X-ray irradiated to the sample divided by the intensity of the transmitted X-ray, or the intensity of the converted electron or fluorescent X-ray is measured. X-ray absorption spectrum is obtained by plotting the X-ray intensity divided by the intensity of X-rays or the intensity of fluorescent X-rays against the energy of the irradiated X-rays.

X線吸収スペクトルの解析は、以下のように、通常の手順に従って行う。まず、元のX線吸収スペクトルから、吸収端の低エネルギー側で直線状に見積もられたバックグラウンドを差し引き、さらに吸収端より高エネルギー側の領域でスペクトルに対して合わせ込まれた二次関数の強度が全てのエネルギー領域で1になるように、スペクトルを規格化する。この際、スペクトル形状によっては関数形を適宜変えて構わない。X線吸収スペクトルの吸収端の位置は、試料の局所構造に加えて、吸収原子の酸化還元状態をも反映する。   The analysis of the X-ray absorption spectrum is performed according to a normal procedure as follows. First, from the original X-ray absorption spectrum, the background estimated linearly on the low energy side of the absorption edge is subtracted, and then a quadratic function fitted to the spectrum in the region on the high energy side of the absorption edge. The spectrum is normalized so that the intensity of 1 becomes 1 in all energy regions. At this time, the function form may be appropriately changed depending on the spectrum shape. The position of the absorption edge of the X-ray absorption spectrum reflects the redox state of the absorbing atoms in addition to the local structure of the sample.

規格化されたスペクトルに対して、吸収端より高エネルギー側で生じるEXAFS(extended X-ray absorption fine structure)振動成分の振動中心を、3次スプライン(cubic spline)関数など適当な関数で推定し、その推定された振動中心をスペクトルから差し引いた上で、吸収端におけるスペクトルの増分(ジャンプ量)で割ることで、EXAFS振動成分χ(k)を抽出する。ここで、χ(k)は、通常、照射するX線のエネルギーから換算された、吸収原子より励起された光電子の波数kに対してプロットされる。χ(k)を適当な波数範囲でフーリエ変換することで、吸収原子からの距離に応じた散乱強度を表す動径構造関数を得る。フーリエ変換の際には、通常、χ(k)に波数kのべき乗(k3など)を乗じて高波数側を強調する。 Estimate the vibration center of the EXAFS (extended X-ray absorption fine structure) vibration component generated on the higher energy side of the absorption spectrum with respect to the normalized spectrum using an appropriate function such as a cubic spline function, The EXAFS vibration component χ (k) is extracted by subtracting the estimated vibration center from the spectrum and dividing by the spectrum increment (jump amount) at the absorption edge. Here, χ (k) is usually plotted against the wavenumber k of photoelectrons excited from the absorbing atoms, converted from the energy of the irradiated X-rays. A radial structure function representing the scattering intensity according to the distance from the absorbing atom is obtained by Fourier transforming χ (k) in an appropriate wavenumber range. At the time of Fourier transform, the high wave number side is usually emphasized by multiplying χ (k) by a power of wave number k (such as k 3 ).

動径構造関数において、第1近接、第2近接など吸収原子からの距離に応じて、近接する配位原子に起因する散乱強度のピークが現われる。このピークの位置は、吸収原子の周りの配位原子の位置を反映することから、試料の局所的な構造(結晶構造など)に依存する。さらに、ピークの強度は、吸収原子の周りの配位原子の数や位置の乱れなどに応じて変化することから、局所構造自体の相違に加えて、構造の完全性(ひずみなど)をも反映する。   In the radial structure function, depending on the distance from the absorbing atom such as the first proximity and the second proximity, a peak of the scattering intensity due to the adjacent coordination atom appears. Since the position of this peak reflects the position of coordination atoms around the absorbing atom, it depends on the local structure (crystal structure, etc.) of the sample. In addition, the intensity of the peak changes depending on the number of coordination atoms around the absorbing atom and the disorder of the position, so it reflects the structural integrity (strain, etc.) in addition to the differences in the local structure itself. To do.

[リチウム遷移金属複合酸化物]
母粒子のリチウム遷移金属酸複合酸化物としては、リチウムを吸蔵および放出できるリチウム遷移金属複合酸化物であれば特に限定されるものではない。例えば、コバルト酸リチウムやニッケル酸リチウム、ニッケルコバルトマンガン複合リチウム酸化物など層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸合酸化物が、高容量化の点から好ましい。
[Lithium transition metal composite oxide]
The lithium-transition metal acid composite oxide of the mother particle is not particularly limited as long as it is a lithium-transition metal composite oxide that can occlude and release lithium. For example, lithium transition metal composite acid oxides having a layered structure such as lithium cobaltate, lithium nickelate, and nickel cobalt manganese composite lithium oxide are preferable from the viewpoint of high capacity.

中でも、コバルト酸リチウムを主体としたリチウム遷移金属複合酸化物は、高充填性や高い放電電圧を有するため好ましい。コバルト酸リチウムを主体としたリチウム遷移金属複合酸化物は2族〜15族から選ばれる少なくとも1つ以上の元素で置換されたものであってもよく、フッ素化処理などが施されたものであっても良い。   Among these, lithium transition metal composite oxides mainly composed of lithium cobaltate are preferable because they have high fillability and high discharge voltage. The lithium transition metal composite oxide mainly composed of lithium cobaltate may be substituted with at least one element selected from Group 2 to Group 15, and has been subjected to fluorination treatment or the like. May be.

[被覆層]
被覆層は、複合酸化物粒子の少なくとも一部に設けられ、少なくともマンガン(Mn)を含むものである。ここで、被覆層とは、複合酸化物粒子と異なる組成元素または組成比を有し、複合酸化物粒子表面の少なくとも一部を被覆する層である。
[Coating layer]
The coating layer is provided on at least a part of the composite oxide particles and contains at least manganese (Mn). Here, the coating layer is a layer having a composition element or composition ratio different from that of the composite oxide particles and covering at least a part of the surface of the composite oxide particles.

被覆層には、ニッケル(Ni)を含有しない方が好ましい。ニッケル(Ni)を含有した場合には、ガス発生が増加し、マンガン(Mn)による膨れ抑制効果が十分発揮できなくなるからである。なお、この場合、X線吸収微細構造(XAFS)スペクトルを測定した際に8300〜8350eVの間にX線の吸収端が存在しない。   It is preferable that the coating layer does not contain nickel (Ni). This is because when nickel (Ni) is contained, gas generation increases, and the swelling suppression effect by manganese (Mn) cannot be sufficiently exhibited. In this case, when an X-ray absorption fine structure (XAFS) spectrum is measured, there is no X-ray absorption edge between 8300 and 8350 eV.

リチウム遷移金属複合酸化物の被覆層には、マグネシウム(Mg)を含有することが好ましい。マグネシウム(Mg)が存在することによって、マンガン(Mn)が層状岩塩構造を形成しやすくなるためである。マンガン(Mn)の少なくとも一部は、層状岩塩構造を構成する元素となっている。マンガン(Mn)を含む化合物が、層状岩塩構造を構成すると、リチウムの吸蔵および放出がスムーズになる。例えば、マンガン(Mn)は、LipMnqM1r(2-y)z(M1は、Mnを除く2族〜15族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を、XはFを示す。p、q、r、y、zは0≦p≦1.5、0≦q≦1.0、0≦r≦1.0、−0.20≦y≦0.20、0≦z≦0.2の範囲内の値である。)の形態で存在している。 The coating layer of the lithium transition metal composite oxide preferably contains magnesium (Mg). This is because the presence of magnesium (Mg) makes it easier for manganese (Mn) to form a layered rock salt structure. At least a part of manganese (Mn) is an element constituting a layered rock salt structure. When a compound containing manganese (Mn) constitutes a layered rock salt structure, occlusion and release of lithium become smooth. For example, manganese (Mn) is, Li p Mn q M1 r O (2-y) X z (M1 is at least one kind of element selected from Groups 2 to 15, except for Mn, X represents an F. p, q, r, y, z are 0 ≦ p ≦ 1.5, 0 ≦ q ≦ 1.0, 0 ≦ r ≦ 1.0, −0.20 ≦ y ≦ 0.20, 0 ≦ z ≦ 0 It is a value in the range of .2).

[正極活物質の製造方法]
この発明の第1の実施の形態による正極活物質の製造方法について説明する。第1の実施の形態による正極活物質の製造方法では、母材となるリチウム遷移金属複合酸化物粒子は、通常において正極活物質として入手できるものを出発原料として用いることもできる。第1の実施の形態による正極活物質の製造方法では、母材となるリチウム遷移金属複合酸化物粒子と、被覆材としての母材粒子を被覆する化合物とを、粉砕混合被着することにより作製することができる。この手段としては、ボールミル、ジェットミル、擂潰機、微粉砕機などを用いて行なうことができる。この場合、水で例示できる、多少の液体分を添加して行なうことも有効である。また、メカノケミカル処理による被着や、スパッタやCVD(Chemical Vapor Deposition)のような気相法によって金属化合物を被着させることもできる。さらに、原料を水中やエタノールなどの溶媒中で混合することや、中和滴定法により、リチウム遷移金属複合酸化物粒子にマンガン(Mn)を含む被覆層を形成することもできる。さらに、金属複合酸化物粒子表面に、マンガン(Mn)を被着したものを300℃〜1000℃で焼成を行っても良い。また、焼成後、必要に応じて軽い粉砕や分級操作などによって粒度調整してもよい。さらに被覆処理を2回以上行って異なる被覆層を形成してもよい。
[Method for producing positive electrode active material]
A method for producing a positive electrode active material according to the first embodiment of the present invention will be described. In the method for producing a positive electrode active material according to the first embodiment, the lithium transition metal composite oxide particles that serve as a base material can be used as starting materials that are usually available as a positive electrode active material. In the method for producing a positive electrode active material according to the first embodiment, a lithium transition metal composite oxide particle as a base material and a compound that covers the base material particle as a coating material are pulverized, mixed, and deposited. can do. As this means, a ball mill, a jet mill, a grinder, a fine grinder, or the like can be used. In this case, it is also effective to add a small amount of liquid which can be exemplified by water. Further, the metal compound can be deposited by mechanochemical treatment or by a vapor phase method such as sputtering or CVD (Chemical Vapor Deposition). Furthermore, a coating layer containing manganese (Mn) can be formed on lithium transition metal composite oxide particles by mixing raw materials in a solvent such as water or ethanol, or by neutralization titration. Further, the surface of the metal composite oxide particles coated with manganese (Mn) may be fired at 300 ° C. to 1000 ° C. Further, after firing, the particle size may be adjusted by light pulverization or classification operation, if necessary. Further, different coating layers may be formed by performing the coating treatment twice or more.

2.第2の実施の形態
この発明の第2の実施の形態による非水電解質二次電池について説明する。
[非水電解質二次電池の構成例]
図1は、この発明の第2の実施の形態による非水電解質二次電池の断面構造を表すものである。この電池は、例えば、非水電解質二次電池であり、電極反応物質としてリチウム(Li)を用い、負極の容量が、リチウム(Li)の吸蔵および放出による容量成分により表されるいわゆるリチウムイオン二次電池である。
2. Second Embodiment A nonaqueous electrolyte secondary battery according to a second embodiment of the present invention will be described.
[Configuration example of non-aqueous electrolyte secondary battery]
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a non-aqueous electrolyte secondary battery according to a second embodiment of the present invention. This battery is, for example, a non-aqueous electrolyte secondary battery, using lithium (Li) as an electrode reactant, and a so-called lithium ion secondary battery in which the capacity of the negative electrode is represented by a capacity component due to insertion and extraction of lithium (Li). Next battery.

この電池は、いわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶11の内部に、一対の帯状の正極21と帯状の負極22とがセパレータ23を介して巻回された巻回電極体20を有している。電池缶11は、例えばニッケル(Ni)のめっきがされた鉄(Fe)により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶11の内部には、巻回電極体20を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板12、13がそれぞれ配置されている。   This battery is called a so-called cylindrical type, and is a wound electrode in which a pair of strip-like positive electrode 21 and strip-like negative electrode 22 are wound through a separator 23 inside a substantially hollow cylindrical battery can 11. It has a body 20. The battery can 11 is made of, for example, iron (Fe) plated with nickel (Ni), and has one end closed and the other end open. Inside the battery can 11, a pair of insulating plates 12 and 13 are arranged perpendicular to the winding peripheral surface so as to sandwich the winding electrode body 20.

電池缶11の開放端部には、電池蓋14と、この電池蓋14の内側に設けられた安全弁機構15および熱感抵抗素子(Positive Temperature Coefficient;PTC素子)16とが、ガスケット17を介してかしめられることにより取り付けられており、電池缶11の内部は密閉されている。   At the open end of the battery can 11, a battery lid 14, a safety valve mechanism 15 provided inside the battery lid 14 and a heat sensitive resistance element (Positive Temperature Coefficient; PTC element) 16 are interposed via a gasket 17. It is attached by caulking, and the inside of the battery can 11 is sealed.

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

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

[正極]
図2は、図1に示した巻回電極体20の一部を拡大して表すものである。図2に示すように、正極2は、例えば、対向する一対の面を有する正極集電体2Aと、正極集電体2Aの両面に設けられた正極合剤層2Bとを有している。なお、正極集電体2Aの片面のみに正極合剤層2Bが設けられた領域を有するようにしてもよい。正極集電体2Aは、例えば、アルミニウム(Al)箔等の金属箔により構成されている。正極合剤層2Bは、正極活物質を含んでおり、必要に応じてグラファイト等の導電剤と、ポリフッ化ビニリデン等の結着剤とを含んでいてもよい。正極活物質としては、上述した第1の実施の形態による正極活物質を用いる。
[Positive electrode]
FIG. 2 shows an enlarged part of the spirally wound electrode body 20 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the positive electrode 2 includes, for example, a positive electrode current collector 2A having a pair of opposed surfaces, and a positive electrode mixture layer 2B provided on both surfaces of the positive electrode current collector 2A. In addition, you may make it have the area | region where the positive mix layer 2B was provided only in the single side | surface of 2 A of positive electrode collectors. The positive electrode current collector 2A is made of, for example, a metal foil such as an aluminum (Al) foil. The positive electrode mixture layer 2B contains a positive electrode active material, and may contain a conductive agent such as graphite and a binder such as polyvinylidene fluoride as necessary. As the positive electrode active material, the positive electrode active material according to the first embodiment described above is used.

[負極]
図2に示すように、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と、負極集電体22Aの両面あるいは片面に設けられた負極活物質層22Bとを有している。なお、負極集電体22Aの片面のみに負極活物質層22Bが設けられた領域を有するようにしてもよい。負極集電体22Aは、例えば銅(Cu)箔などの金属箔により構成されている。
[Negative electrode]
As shown in FIG. 2, the negative electrode 22 includes, for example, a negative electrode current collector 22A having a pair of opposed surfaces, and a negative electrode active material layer 22B provided on both surfaces or one surface of the negative electrode current collector 22A. Yes. In addition, you may make it have the area | region in which the negative electrode active material layer 22B was provided only in the single side | surface of 22 A of negative electrode collectors. The anode current collector 22A is made of a metal foil such as a copper (Cu) foil.

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

負極活物質としては、対リチウム金属2.0V以下の電位で電気化学的にリチウム(Li)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種以上を含んで構成されている。   The negative electrode active material includes one or more negative electrode materials capable of electrochemically inserting and extracting lithium (Li) at a potential of lithium metal of 2.0 V or less. Yes.

リチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、炭素質材料、金属化合物、酸化物、硫化物、LiN3などのリチウム窒化物、リチウム金属、リチウムと合金を形成する金属、あるいは高分子材料などが挙げられる。 Examples of negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium (Li) include carbonaceous materials, metal compounds, oxides, sulfides, lithium nitrides such as LiN 3 , lithium metals, and alloys with lithium. Examples thereof include metals and polymer materials.

炭素質材料としては、例えば、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、人造黒鉛、天然黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、グラファイト類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、カーボンブラック類、炭素繊維あるいは活性炭が挙げられる。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスあるいは石油コークスなどがある。有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂などの高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には難黒鉛化性炭素または易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。また、高分子材料としてはポリアセチレンあるいはポリピロールなどが挙げられる。   Examples of carbonaceous materials include non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, artificial graphite, natural graphite, pyrolytic carbons, cokes, graphites, glassy carbons, organic polymer compound fired bodies, carbon Blacks, carbon fibers or activated carbon can be used. Among these, examples of coke include pitch coke, needle coke, and petroleum coke. An organic polymer compound fired body refers to a carbonized material obtained by firing a polymer material such as phenol resin or furan resin at an appropriate temperature, and part of it is non-graphitizable carbon or graphitizable carbon. Some are classified as: In addition, examples of the polymer material include polyacetylene and polypyrrole.

このようなリチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な負極材料のなかでも、充放電電位が比較的リチウム金属に近いものが好ましい。負極22の充放電電位が低いほど電池の高エネルギー密度化が容易となるからである。なかでも炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、高い充放電容量を得ることができると共に、良好なサイクル特性を得ることができるので好ましい。特に黒鉛は、電気化学当量が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるので好ましい。また、難黒鉛化性炭素は、優れたサイクル特性を得ることができるので好ましい。   Among such negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium (Li), those having a charge / discharge potential relatively close to lithium metal are preferable. This is because the lower the charge / discharge potential of the negative electrode 22, the easier it is to increase the energy density of the battery. Among these, a carbon material is preferable because a change in crystal structure that occurs during charge / discharge is very small, a high charge / discharge capacity can be obtained, and good cycle characteristics can be obtained. In particular, graphite is preferable because it has a high electrochemical equivalent and can provide a high energy density. Moreover, non-graphitizable carbon is preferable because excellent cycle characteristics can be obtained.

リチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、リチウム(Li)と合金を形成可能な金属元素あるいは半金属元素の単体、合金または化合物が挙げられる。これらは高いエネルギー密度を得ることができるので好ましく、特に、炭素材料と共に用いるようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるのでより好ましい。なお、本明細書において、合金には2種以上の金属元素からなるものに加えて、1種以上の金属元素と1種以上の半金属元素とからなるものも含める。その組織には固溶体、共晶(共融混合物)、金属間化合物あるいはそれらのうち2種以上が共存するものがある。   As a negative electrode material capable of inserting and extracting lithium (Li), a single element, alloy, or compound of a metal element or a metalloid element capable of forming an alloy with lithium (Li) can be given. These are preferable because a high energy density can be obtained, and in particular, when used together with a carbon material, a high energy density can be obtained and excellent cycle characteristics can be obtained, and therefore, it is more preferable. Note that in this specification, alloys include those composed of one or more metal elements and one or more metalloid elements in addition to those composed of two or more metal elements. The structures include solid solutions, eutectics (eutectic mixtures), intermetallic compounds, or those in which two or more of them coexist.

このような金属元素あるいは半金属元素としては、例えば、スズ(Sn)、鉛(Pb)、アルミニウム(Al)、インジウム(In)、ケイ素(Si)、亜鉛(Zn)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)、カドミウム(Cd)、マグネシウム(Mg)、ホウ素(B)、ガリウム(Ga)、ゲルマニウム(Ge)、ヒ素(As)、銀(Ag)、ジルコニウム(Zr)、イットリウム(Y)またはハフニウム(Hf)が挙げられる。これらの合金あるいは化合物としては、例えば、化学式MasMbtLiu、あるいは化学式MapMcqMdrで表されるものが挙げられる。これら化学式において、Maはリチウムと合金を形成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種を表し、MbはリチウムおよびMa以外の金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を表し、Mcは非金属元素の少なくとも1種を表し、MdはMa以外の金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を表す。また、s、t、u、p、qおよびrの値はそれぞれs>0、t≧0、u≧0、p>0、q>0、r≧0である。 Examples of such metal elements or metalloid elements include tin (Sn), lead (Pb), aluminum (Al), indium (In), silicon (Si), zinc (Zn), antimony (Sb), and bismuth. (Bi), cadmium (Cd), magnesium (Mg), boron (B), gallium (Ga), germanium (Ge), arsenic (As), silver (Ag), zirconium (Zr), yttrium (Y) or hafnium (Hf). These alloys or compounds, for example, those represented by the chemical formula Ma s Mb t Li u or a chemical formula Ma p Mc q Md r,. In these chemical formulas, Ma represents at least one of a metal element and a metalloid element capable of forming an alloy with lithium, Mb represents at least one of a metal element and a metalloid element other than lithium and Ma, Mc represents at least one of nonmetallic elements, and Md represents at least one of metallic elements and metalloid elements other than Ma. The values of s, t, u, p, q, and r are s> 0, t ≧ 0, u ≧ 0, p> 0, q> 0, and r ≧ 0, respectively.

なかでも、短周期型周期表における4B族の金属元素あるいは半金属元素の単体、合金または化合物が好ましく、特に好ましいのはケイ素(Si)あるいはスズ(Sn)、またはこれらの合金あるいは化合物である。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。   Among these, a simple substance, alloy or compound of Group 4B metal element or semimetal element in the short-period type periodic table is preferable, and silicon (Si) or tin (Sn), or an alloy or compound thereof is particularly preferable. These may be crystalline or amorphous.

リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、さらに、酸化物、硫化物、あるいはLiN3などのリチウム窒化物などの他の金属化合物が挙げられる。酸化物としては、MnO2、V25、V613、NiS、MoSなどが挙げられる。その他、比較的電位が卑でリチウムを吸蔵および放出することが可能な酸化物として、例えば酸化鉄、酸化ルテニウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化チタン、酸化スズなどが挙げられる。硫化物としてはNiS、MoSなどが挙げられる。 Examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium further include oxides, sulfides, and other metal compounds such as lithium nitrides such as LiN 3 . Examples of the oxide include MnO 2 , V 2 O 5 , V 6 O 13 , NiS, and MoS. In addition, examples of oxides that have a relatively low potential and can occlude and release lithium include iron oxide, ruthenium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, titanium oxide, and tin oxide. Examples of the sulfide include NiS and MoS.

[セパレータ]
セパレータ23は、正極21と負極22とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防
止しつつ、リチウムイオンを通過させるものである。
[Separator]
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.

セパレータ23としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリプロピレン(PP)、あるいはポリエチレン(PE)などよりなる合成樹脂製の多孔質膜、またはセラミック製の多孔質膜により構成されており、これらの2種以上の多孔質膜を積層下構造とされていてもよい。中でも、ポリオレフィン製の多孔質膜は、ショート防止効果に優れ、かつシャットダウン効果による電池の安全性向上を図ることができるので好ましい。特に、ポリエチレンは、100℃以上160℃以下の範囲内でシャットダウン効果を得ることができると共に、電気化学的安定性を備えた樹脂であれば、ポリエチレンあるいはポリプロピレンと共重合させたものであったり、ブレンド化したものであたりしてもよい。また、ポリオレフィン製の多孔質膜上にポリフッ化ビニリデン(PVdF)やポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などの多孔性の樹脂層を形成したセパレータを用いてもよい。   The separator 23 is made of, for example, a synthetic resin porous film made of polytetrafluoroethylene (PTFE), polypropylene (PP), polyethylene (PE), or the like, or a ceramic porous film. Two or more kinds of porous films may have a laminated structure. Among them, a porous film made of polyolefin is preferable because it is excellent in short-circuit preventing effect and can improve battery safety by a shutdown effect. In particular, polyethylene can obtain a shutdown effect within a range of 100 ° C. or more and 160 ° C. or less, and is a resin having electrochemical stability, and is copolymerized with polyethylene or polypropylene, You may hit with a blend. Alternatively, a separator in which a porous resin layer such as polyvinylidene fluoride (PVdF) or polytetrafluoroethylene (PTFE) is formed on a polyolefin porous film may be used.

このセパレータ23には、液状の電解質として電解液が含浸されている。   The separator 23 is impregnated with an electrolytic solution as a liquid electrolyte.

[電解質]
電解質としては、例えば、非水溶媒に電解質塩を溶解させた非水電解液を用いることができる。これらは、従来の非水電解質二次電池に使用されてきたものを利用することが可能である。
[Electrolytes]
As the electrolyte, for example, a nonaqueous electrolytic solution in which an electrolyte salt is dissolved in a nonaqueous solvent can be used. These can utilize what has been used for the conventional nonaqueous electrolyte secondary battery.

非水溶媒としては、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、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4メチル1,3ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル、アニソール、酢酸エステル、酪酸エステル、プロピオン酸エステルなどが挙げられる。これらは単独で、又は2種以上を任意に混合して用いられる。中でも、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネートなどの環状炭酸エステル、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネートなどの鎖状炭酸エステルの中から、少なくとも1種以上を含んでいることが好ましい。サイクル特性を向上させることができるからである。この場合には、特に、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネートなどの高粘度(高誘電率溶媒)と、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネートなどの低粘度溶媒とを混合して含有していることが好ましい。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。   Examples of the non-aqueous solvent include propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3- Examples include dioxolane, 4 methyl 1,3 dioxolane, diethyl ether, sulfolane, methyl sulfolane, acetonitrile, propionitrile, anisole, acetate ester, butyrate ester, propionate ester and the like. These may be used alone or in admixture of two or more. Among them, for example, it is preferable that at least one kind is selected from cyclic carbonates such as propylene carbonate and ethylene carbonate, and chain carbonates such as diethyl carbonate and dimethyl carbonate. This is because the cycle characteristics can be improved. In this case, it is particularly preferable to contain a mixture of a high viscosity (high dielectric constant solvent) such as propylene carbonate and ethylene carbonate and a low viscosity solvent such as diethyl carbonate and dimethyl 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.

電解質塩としては、上述の非水溶媒に溶解ないしは分散してイオンを生ずるものとして、例えばリチウム塩が挙げられる。   As an electrolyte salt, for example, a lithium salt can be cited as one that generates ions by dissolving or dispersing in the above non-aqueous solvent.

リチウム塩としては、例えば、過塩素酸リチウム(LiClO4)、六フッ化ヒ酸リチウム(LiAsF6)、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)、LiB(C654、CH3SO3Li、CF3SO3Li、LiCl、LiBrなどが挙げられ、これらを1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することも可能である。中でも、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)は、高いイオン伝導性を得ることができると共に、サイクル特性を向上させることができるので好ましい。 Examples of the lithium salt include lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF 6 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), LiB (C 6 H 5 ) 4 , CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, LiCl, LiBr and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination of two or more. Among these, lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is preferable because high ion conductivity can be obtained and cycle characteristics can be improved.

なお、このような電解質塩の含有量は、溶媒1リットル(l)に対して、例えば0.1mol〜3.0molの範囲内が好ましく、0.5mol〜2.0molの範囲内であればより好ましい。この範囲内においてより高いイオン伝導性を得ることができるからである。   In addition, the content of such an electrolyte salt is preferably within a range of 0.1 mol to 3.0 mol, for example, with respect to 1 liter (l) of the solvent, and more preferably within a range of 0.5 mol to 2.0 mol. preferable. This is because higher ion conductivity can be obtained within this range.

この非水電解質二次電池では、充電を行うと、例えば、正極活物質層21Bからリチウムイオンが放出され、電解液を介して負極活物質層22Bに吸蔵される。また、放電を行うと、例えば負極活物質層22Bからリチウムイオンが放出され、電解液を介して正極活物質層21Bに吸蔵される。   In the non-aqueous electrolyte secondary battery, when charged, for example, lithium ions are released from the positive electrode active material layer 21B and inserted in the negative electrode active material layer 22B through the electrolytic solution. Further, when discharging is performed, for example, lithium ions are released from the negative electrode active material layer 22B and inserted into the positive electrode active material layer 21B through the electrolytic solution.

この非水電解質二次電池では、正極活物質とリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極活物質との間で量を調整することにより、正極活物質による充電容量よりも上記した負極活物質の充電容量の方が大きくなり、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なっている。   In this non-aqueous electrolyte secondary battery, by adjusting the amount between the positive electrode active material and the negative electrode active material capable of occluding and releasing lithium, the negative electrode active material described above is more than the charge capacity of the positive electrode active material. Therefore, the lithium metal does not deposit on the negative electrode 22 even during full charge.

この非水電解質二次電池の上限充電電圧は、例えば4.20Vでもよいが、4.20Vよりも高く4.25V以上4.80V以下の範囲内になるように設計されていることが好ましく、4.35V以上4.65V以下の範囲内になるように設計されていることがより好ましい。また、下限放電電圧は2.00V以上3.30V以下とすることが好ましい。例えば、電池電圧が4.25V以上とされる場合は、4.2Vの電池と比較して、同じ正極活物質であっても単位質量当たりのリチウムの放出量が多くなるので、それに応じて正極活物質と負極活物質との量が調整され、高いエネルギー密度が得られるようになっている。   The upper limit charging voltage of the nonaqueous electrolyte secondary battery may be, for example, 4.20V, but is preferably designed to be higher than 4.20V and within a range of 4.25V to 4.80V, More preferably, it is designed to be in the range of 4.35V to 4.65V. Moreover, it is preferable that a minimum discharge voltage shall be 2.00V or more and 3.30V or less. For example, when the battery voltage is set to 4.25 V or higher, the amount of lithium released per unit mass is increased even with the same positive electrode active material as compared with a 4.2 V battery. The amount of the active material and the negative electrode active material is adjusted, and a high energy density is obtained.

この発明の第1の実施の形態による非水電解質二次電池では、正極活物質に第1の実施の形態による正極活物質を用いることによって、高容量と、電池特性劣化の抑制およびガス発生抑制の両立を図ることができる。   In the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the first embodiment of the present invention, by using the positive electrode active material according to the first embodiment as the positive electrode active material, high capacity, suppression of battery characteristic deterioration, and suppression of gas generation are achieved. Can be achieved.

[非水電解質二次電池の製造方法]
次に、この発明の第1の実施の形態による非水電解質二次電池の製造方法について説明する。
[Method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery]
Next explained is a method for manufacturing a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the first embodiment of the invention.

正極21は、例えば、正極活物質に公知の結着剤、導電剤などを添加し、溶剤を加えて正極集電体21A上に塗布する方法、正極活物質に公知の結着剤、導電剤などを添加し加熱して正極集電体21A上に塗布する方法、正極活物質単独あるいは導電剤さらには結着剤と混合して成型等の処理を施して正極集電体21A上に成型体電極を作製する方法により作製することができるが、それらに限定されるものではない。より具体的には、例えば、正極活物質と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤を1−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤に分散させて正極合剤スラリーを作製し、この正極合剤スラリーを正極集電体21Aに塗布し溶剤を乾燥させたのち、ロールプレス機などにより圧縮成型して正極活物質層21Bを形成し、正極21を得る。あるいは、結着剤の有無にかかわらず、正極活物質に熱を加えたまま加圧成型することにより強度を有した正極21を作製することも可能である。   The positive electrode 21 is, for example, a method in which a known binder or conductive agent is added to the positive electrode active material, and a solvent is added to apply on the positive electrode current collector 21A. A known binder or conductive agent is added to the positive electrode active material. And the like, and a method of coating the positive electrode current collector 21A by heating, a positive electrode active material alone or mixed with a conductive agent or a binder, and performing a treatment such as molding to form a molded body on the positive electrode current collector 21A. Although it can produce by the method of producing an electrode, it is not limited to them. More specifically, for example, a positive electrode active material and a binder are mixed to prepare a positive electrode mixture, and the positive electrode mixture is dispersed in a solvent such as 1-methyl-2-pyrrolidone to form a positive electrode mixture. A slurry is prepared, this positive electrode mixture slurry is applied to the positive electrode current collector 21A, and the solvent is dried. Then, the positive electrode active material layer 21B is formed by compression molding using a roll press or the like, and the positive electrode 21 is obtained. Alternatively, regardless of the presence or absence of the binder, the positive electrode 21 having strength can be produced by pressure molding while applying heat to the positive electrode active material.

負極22は、例えば、負極活物質に公知の結着剤、導電剤などを添加し、溶剤を加えて負極集電体22A上に塗布する方法、負極活物質に公知の結着剤、導電剤などを添加し加熱して負極集電体22A上に塗布する方法、負極活物質単独あるいは導電剤さらには結着剤と混合して成型等の処理を施して負極集電体22A上に成型体電極を作製する方法により作製することができるが、それらに限定されるものではない。より具体的には、例えば、負極活物質と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤を1−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤に分散させて負極合剤スラリーを作製し、この負極合剤スラリーを負極集電体22Aに塗布し溶剤を乾燥させたのち、ロールプレス機などにより圧縮成型して負極活物質層22Bを形成し、負極22を得る。あるいは、結着剤の有無にかかわらず、負極活物質に熱を加えたまま加圧成型することにより強度を有した負極を作製することも可能である。   The negative electrode 22 is, for example, a method in which a known binder or conductive agent is added to the negative electrode active material, a solvent is added, and the negative electrode current material 22A is applied onto the negative electrode current collector 22A. Etc., and a method of coating the negative electrode current collector 22A by heating, a negative electrode active material alone or mixed with a conductive agent or a binder, and performing a treatment such as molding to form a molded body on the negative electrode current collector 22A. Although it can produce by the method of producing an electrode, it is not limited to them. More specifically, for example, a negative electrode active material and a binder are mixed to prepare a negative electrode mixture, and the negative electrode mixture is dispersed in a solvent such as 1-methyl-2-pyrrolidone to form a negative electrode mixture. A slurry is prepared, the negative electrode mixture slurry is applied to the negative electrode current collector 22A, and the solvent is dried. Then, the negative electrode active material layer 22B is formed by compression molding using a roll press or the like, and the negative electrode 22 is obtained. Alternatively, regardless of the presence or absence of the binder, it is also possible to produce a strong negative electrode by pressure molding while applying heat to the negative electrode active material.

次に、正極集電体21Aに正極リード25を溶接などにより取り付けると共に、負極集電体22Aに負極リード26を溶接などにより取り付ける。その後、正極21と負極22とをセパレータ23を介して巻回し、正極リード25の先端部を安全弁機構15に溶接すると共に、負極リード26の先端部を電池缶11に溶接して、巻回した正極21および負極22を一対の絶縁板12、13で挟み、電池缶11の内部に収納する。正極21および負極22を電池缶11の内部に収納したのち、電解質を電池缶11の内部に注入し、セパレータ23に含浸させる。その後、電池缶11の開口端部に電池蓋14、安全弁機構15および熱感抵抗素子16を、ガスケット17を介してかしめることにより固定する。以上により、図2に示した二次電池が作製される。   Next, the positive electrode lead 25 is attached to the positive electrode current collector 21A by welding or the like, and the negative electrode lead 26 is attached to the negative electrode current collector 22A by welding or the like. Thereafter, the positive electrode 21 and the negative electrode 22 were wound through the separator 23, and the tip portion of the positive electrode lead 25 was welded to the safety valve mechanism 15, and the tip portion of the negative electrode lead 26 was welded to the battery can 11 and wound. The positive electrode 21 and the negative electrode 22 are sandwiched between a pair of insulating plates 12 and 13 and stored in the battery can 11. After the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are accommodated in the battery can 11, an electrolyte is injected into the battery can 11 and impregnated in the separator 23. Thereafter, the battery lid 14, the safety valve mechanism 15, and the heat sensitive resistance element 16 are fixed to the opening end of the battery can 11 by caulking through the gasket 17. Thus, the secondary battery shown in FIG. 2 is manufactured.

3.第3の実施の形態
次に、この発明の第3の実施の形態による非水電解質二次電池について説明する。
[非水電解質二次電池の構成]
図3は、第3の実施の形態による非水電解質二次電池の構成を表すものである。この非水電解質二次電池は、いわゆるラミネートフィルム型といわれるものであり、正極リード31および負極リード32が取り付けられた巻回電極体30をフィルム状の外装部材40の内部に収容したものである。
3. Third Embodiment Next, a nonaqueous electrolyte secondary battery according to a third embodiment of the present invention will be described.
[Configuration of non-aqueous electrolyte secondary battery]
FIG. 3 shows the configuration of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the third embodiment. This non-aqueous electrolyte secondary battery is a so-called laminate film type, in which a wound electrode body 30 to which a positive electrode lead 31 and a negative electrode lead 32 are attached is accommodated inside a film-like exterior member 40. .

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

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

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

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

正極33は、正極集電体33Aの片面あるいは両面に正極活物質層33Bが設けられた構造を有している。負極34は、負極集電体34Aの片面あるいは両面に負極活物質層34Bが設けられた構造を有しており、負極活物質層34Bと正極活物質層33Bとが対向するように配置されている。正極集電体33A、正極活物質層33B、負極集電体34A、負極活物質層34Bおよびセパレータ35の構成は、上述した第2の実施の形態における正極集電体21A、正極活物質層21B、負極集電体22A、負極活物質層22Bおよびセパレータ23と同様である。   The positive electrode 33 has a structure in which a positive electrode active material layer 33B is provided on one or both surfaces of a positive electrode current collector 33A. The negative electrode 34 has a structure in which a negative electrode active material layer 34B is provided on one surface or both surfaces of a negative electrode current collector 34A, and the negative electrode active material layer 34B and the positive electrode active material layer 33B are arranged to face each other. Yes. The configurations of the positive electrode current collector 33A, the positive electrode active material layer 33B, the negative electrode current collector 34A, the negative electrode active material layer 34B, and the separator 35 are the same as the positive electrode current collector 21A and the positive electrode active material layer 21B in the second embodiment described above. This is the same as the anode current collector 22A, the anode active material layer 22B, and the separator 23.

電解質層36は、電解液と、この電解液を保持する保持体となる高分子化合物とを含み、いわゆるゲル状となっている。ゲル状の電解質は高いイオン伝導率を得ることができると共に、電池の漏液を防止することができるので好ましい。電解液(すなわち溶媒および電解質塩など)の構成は、第2の実施の形態による二次電池と同様である。   The electrolyte layer 36 includes an electrolytic solution and a polymer compound serving as a holding body that holds the electrolytic solution, and has a so-called gel shape. A gel electrolyte is preferable because high ion conductivity can be obtained and battery leakage can be prevented. The configuration of the electrolytic solution (that is, the solvent and the electrolyte salt) is the same as that of the secondary battery according to the second embodiment.

高分子材料としては、上述した電解液を吸収してゲル化することが可能な種々の高分子が利用できる。具体的には、例えば、ポリ(ビニリデンフルオロライド)やポリ(ビニリデンフルオロライド−co−ヘキサフルオロプロピレン)などのフッ素系高分子、ポリ(エチレンオキサイド)や同架橋体などのエーテル系高分子、あるいは、ポリ(アクリロニトリル)などを使用できる。特に酸化還元安定性から、フッ化ビニリデンの重合体などのフッ素系高分子を用いることが望ましい。   As the polymer material, various polymers that can be gelled by absorbing the above-described electrolyte can be used. Specifically, for example, a fluorine-based polymer such as poly (vinylidene fluoride) or poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), an ether-based polymer such as poly (ethylene oxide) or a crosslinked product thereof, or Poly (acrylonitrile) can be used. In particular, in view of redox stability, it is desirable to use a fluorine-based polymer such as a polymer of vinylidene fluoride.

この発明の第3の実施の形態による非水電解質二次電池の作用および効果は、上述したこの発明の第2の実施の形態による非水電解質二次電池と同様である。また、この発明の第3の実施の形態によれば、電池内部におけるガス発生が抑制されることから、非水電解質二次電池の膨張および変形を抑制することができる。   The operation and effects of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the third embodiment of the present invention are the same as those of the above-described nonaqueous electrolyte secondary battery according to the second embodiment of the present invention. In addition, according to the third embodiment of the present invention, since gas generation inside the battery is suppressed, the expansion and deformation of the nonaqueous electrolyte secondary battery can be suppressed.

[非水電解質二次電池の製造方法]
この発明の第3の実施の形態による非水電解質二次電池は、例えば、以下の3種類の製造方法によって製造することができる。
[Method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery]
The nonaqueous electrolyte secondary battery according to the third embodiment of the present invention can be manufactured, for example, by the following three types of manufacturing methods.

第1の製造方法では、まず、正極33および負極34のそれぞれに、電解液と、高分子化合物と、混合溶剤とを含む前駆溶液を塗布し、混合溶剤を揮発させて電解質層36を形成する。その後、正極集電体33Aの端部に正極リード31を溶接により取り付けると共に、負極集電体34Aの端部に負極リード32を溶接により取り付ける。次に、電解質層36が形成された正極33と負極34とをセパレータ35を介して積層し積層体としたのち、この積層体をその長手方向に巻回して、最外周部に保護テープ37を接着して巻回電極体30を形成する。最後に、例えば、外装部材40の間に巻回電極体30を挟み込み、外装部材40の外縁部同士を熱融着などにより密着させて封入する。その際、正極リード31および負極リード32と外装部材40との間には密着フィルム41を挿入する。これにより、図3および図4に示した非水電解質二次電池が完成する。   In the first production method, first, a precursor solution containing an electrolytic solution, a polymer compound, and a mixed solvent is applied to each of the positive electrode 33 and the negative electrode 34, and the mixed solvent is volatilized to form the electrolyte layer 36. . Thereafter, the positive electrode lead 31 is attached to the end portion of the positive electrode current collector 33A by welding, and the negative electrode lead 32 is attached to the end portion of the negative electrode current collector 34A by welding. Next, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 on which the electrolyte layer 36 is formed are laminated via a separator 35 to form a laminated body, and then the laminated body is wound in the longitudinal direction, and a protective tape 37 is attached to the outermost peripheral portion. The wound electrode body 30 is formed by bonding. Finally, for example, the wound electrode body 30 is sandwiched between the exterior members 40, and the outer edges of the exterior members 40 are sealed and sealed by heat fusion or the like. At that time, the adhesion film 41 is inserted between the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 and the exterior member 40. Thereby, the nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIGS. 3 and 4 is completed.

第2の製造方法では、まず、上述したようにして正極33および負極34を作製し、正極33および負極34に正極リード31および負極リード32を取り付けたのち、正極33と負極34とをセパレータ35を介して積層して巻回し、最外周部に保護テープ37を接着して、巻回電極体30の前駆体である巻回体を形成する。次に、この巻回体を外装部材40に挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とし、外装部材40の内部に収納する。続いて、電解液と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤などの他の材料とを含む電解質用組成物を用意し、外装部材40の内部に注入する。   In the second manufacturing method, first, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are prepared as described above, and after the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are attached to the positive electrode 33 and the negative electrode 34, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are connected to the separator 35. Are laminated and wound, and a protective tape 37 is adhered to the outermost peripheral portion to form a wound body that is a precursor of the wound electrode body 30. Next, the wound body is sandwiched between the exterior members 40, and the outer peripheral edge except for one side is heat-sealed to form a bag shape, which is then stored inside the exterior member 40. Subsequently, an electrolyte composition including an electrolytic solution, a monomer that is a raw material of the polymer compound, a polymerization initiator, and other materials such as a polymerization inhibitor as necessary is prepared, and the interior of the exterior member 40 Inject.

電解質用組成物を注入したのち、外装部材40の開口部を真空雰囲気下で熱融着して密封する。次に、熱を加えてモノマーを重合させて高分子化合物とすることによりゲル状の電解質層36を形成する。以上により、図3および図4に示した非水電解質二次電池が得られる。   After injecting the electrolyte composition, the opening of the exterior member 40 is heat-sealed and sealed in a vacuum atmosphere. Next, the gelled electrolyte layer 36 is formed by applying heat to polymerize the monomer to obtain a polymer compound. As described above, the nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIGS. 3 and 4 is obtained.

第3の製造方法では、高分子化合物が両面に塗布されたセパレータ35を用いることを除き、上記した第1の製造方法と同様に、巻回体を形成して袋状の外装部材40の内部に収納する。このセパレータ35に塗布する高分子化合物としては、例えば、フッ化ビニリデンを成分とする重合体、すなわち単独重合体、共重合体あるいは多元共重合体などが挙げられる。具体的には、ポリフッ化ビニリデンや、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンを成分とする二元系共重合体や、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびクロロトリフルオロエチレンを成分とする三原型共重合体などである。なお、高分子化合物は、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種あるいは2種以上の高分子化合物を含んでいてもよい。   In the third manufacturing method, a wound body is formed to form the inside of the bag-shaped exterior member 40 in the same manner as in the first manufacturing method described above, except that the separator 35 coated with the polymer compound on both sides is used. Store in. Examples of the polymer compound applied to the separator 35 include a polymer containing vinylidene fluoride as a component, that is, a homopolymer, a copolymer, or a multi-component copolymer. Specifically, polyvinylidene fluoride, binary copolymers containing vinylidene fluoride and hexafluoropropylene as components, and ternary copolymers containing vinylidene fluoride, hexafluoropropylene and chlorotrifluoroethylene as components. Etc. In addition, the high molecular compound may contain the other 1 type, or 2 or more types of high molecular compound with the polymer which uses the above-mentioned vinylidene fluoride as a component.

続いて、電解液などを調製して外装部材40の内部に注入した後、その外装部材40の開口部を熱融着などで密封する。最後に、外装部材40に加重をかけながら加熱し、高分子化合物を介してセパレータ35を正極33および負極34に密着させる。これにより、電解液が高分子化合物に含浸し、その高分子化合物がゲル化して電解質層36が形成されるため、非水電解質二次電池が完成する。   Then, after preparing electrolyte solution etc. and inject | pouring into the exterior member 40, the opening part of the exterior member 40 is sealed by heat sealing | fusion etc. As shown in FIG. Finally, the exterior member 40 is heated while applying a load, and the separator 35 is brought into close contact with the positive electrode 33 and the negative electrode 34 through the polymer compound. As a result, the electrolytic solution is impregnated into the polymer compound, and the polymer compound is gelled to form the electrolyte layer 36. Thus, the nonaqueous electrolyte secondary battery is completed.

この第3の製造方法では、第2の製造方法と比較して、膨れ特性が改善される。また、第3の製造方法では、第2の製造方法と比較して、高分子化合物の原料であるモノマーや溶媒などが電解質層36中にほとんど残らず、しかも高分子化合物の形成工程が良好に制御されるため、正極33、負極34、およびセパレータ35と電解質層36との間において十分な密着性が得られる。   In the third manufacturing method, the swollenness characteristics are improved as compared with the second manufacturing method. Further, in the third manufacturing method, compared to the second manufacturing method, the monomer or solvent that is a raw material of the polymer compound hardly remains in the electrolyte layer 36, and the polymer compound forming process is excellent. Therefore, sufficient adhesion can be obtained between the positive electrode 33, the negative electrode 34, and the separator 35 and the electrolyte layer 36.

この発明の第2〜第3の実施の形態による非水電解質二次電池は、軽量かつ高容量で高エネルギー密度の特性を有し、ビデオカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、ラジオカセットレコーダ、携帯電話などの携帯用小型電子機器に広く利用可能である。   The nonaqueous electrolyte secondary batteries according to the second to third embodiments of the present invention have characteristics of light weight, high capacity, and high energy density, such as video cameras, notebook personal computers, word processors, radio cassette recorders, mobile phones. It can be widely used for portable small electronic devices such as telephones.

4.実施例
以下、この発明を、実施例および比較例を用いて説明するが、この発明は、実施例に限定されるものではない。
4). EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described using examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the examples.

<実施例1>
MgCO3とMnCO3と(NH42HPO4とを、MgCO3:MnCO3:(NH42HPO4=2:2:1(Mg:Mn:Pのmol比)の比となるよう秤量、混合して被覆材としての粉末を得た。この粉末を平均粒子径13μm(レーザー散乱法により測定)のコバルト酸リチウム対してMn/(Co+Mn)の値が1.5mol%になるよう秤量し、メカノケミカル装置によって1h処理を行い、コバルト酸リチウム表面にMgCO3、MnCO3、(NH4)H2PO4を被着させた。この焼成前駆体を毎分3℃の速度で昇温し、900℃で3時間保持した後に徐冷し、実施例1の正極活物質を得た。
<Example 1>
MgCO 3 , MnCO 3 and (NH 4 ) 2 HPO 4 have a ratio of MgCO 3 : MnCO 3 : (NH 4 ) 2 HPO 4 = 2: 2: 1 (Mg: Mn: P molar ratio). Weighing and mixing gave powder as a coating material. This powder was weighed so that the value of Mn / (Co + Mn) was 1.5 mol% with respect to lithium cobalt oxide having an average particle diameter of 13 μm (measured by laser scattering method), treated with a mechanochemical apparatus for 1 hour, and then lithium cobalt oxide. MgCO 3 , MnCO 3 and (NH 4 ) H 2 PO 4 were deposited on the surface. The calcined precursor was heated at a rate of 3 ° C. per minute, held at 900 ° C. for 3 hours and then gradually cooled to obtain the positive electrode active material of Example 1.

この正極活物質を用いて、以下に説明する測定を行った。
(a)XAFS分析
[正極の作製]
正極活物質98wt%と、アモルファス性炭素粉(ケッチェンブラック)0.8wt%と、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)1.2wt%とを混合して正極合剤を調製した。この正極合剤をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させて正極合剤スラリーを作製した後、この正極合剤スラリーを帯状アルミニウム箔よりなる正極集電体の両面に均一に塗布した。得られた塗布物を温風乾燥した後、ロールプレス機で圧縮成型し、正極合剤層を形成した。
Using this positive electrode active material, measurements described below were performed.
(A) XAFS analysis [preparation of positive electrode]
A positive electrode mixture was prepared by mixing 98 wt% of the positive electrode active material, 0.8 wt% of amorphous carbon powder (Ketjen black), and 1.2 wt% of polyvinylidene fluoride (PVdF). After this positive electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to produce a positive electrode mixture slurry, this positive electrode mixture slurry was uniformly applied to both surfaces of a positive electrode current collector made of a strip-shaped aluminum foil. . The obtained coated product was dried with hot air, and then compression molded with a roll press to form a positive electrode mixture layer.

[負極の作製]
黒鉛粉末90wt%と、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)10wt%とを混合して負極合剤を調製した。この負極合剤をN−メチル−2−ピロリドンに分散させて負極合剤スラリーを作製した後、負極合剤スラリーを帯状銅箔よりなる負極集電体の両面に均一に塗布し、さらにこれを加熱プレス成型することにより、負極合剤層を形成した。
[Production of negative electrode]
A negative electrode mixture was prepared by mixing 90 wt% of graphite powder and 10 wt% of polyvinylidene fluoride (PVdF). After this negative electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a negative electrode mixture slurry, the negative electrode mixture slurry was uniformly applied to both sides of a negative electrode current collector made of a strip-shaped copper foil. A negative electrode mixture layer was formed by hot press molding.

[セパレータの作製]
セパレータは、次のようにして作製した。まず、ポリフッ化ビリデン(PVdF)樹脂(平均分子量150000)にN-メチル-2ピロリドンを、質量比10:90で加え十分に溶解させ、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)のN-メチル-2ピロリドン10wt%溶液を作製した。次に、作製したスラリーを卓上コーターにて、基材層としての厚さ7μmのポリエチレン(PE)とポリプロピレンとの混合体である微多孔膜上に塗布し、ついで水浴で相分離させた後、熱風にて乾燥し、厚さ4μmのポリフッ化ビニリデン微多孔層を有する微多孔膜を得た。
[Preparation of separator]
The separator was produced as follows. First, N-methyl-2pyrrolidone was added to a polyvinylidene fluoride (PVdF) resin (average molecular weight 150,000) at a mass ratio of 10:90 and sufficiently dissolved, and N-methyl-2pyrrolidone of polyvinylidene fluoride (PVdF) was 10 wt%. A solution was made. Next, the prepared slurry was applied on a microporous membrane which is a mixture of polyethylene (PE) and polypropylene having a thickness of 7 μm as a base material layer using a tabletop coater, and then phase-separated in a water bath. It was dried with hot air to obtain a microporous membrane having a polyvinylidene fluoride microporous layer having a thickness of 4 μm.

[電解液の作製]
エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの体積混合比が1:1である混合溶媒に1mol/dm3の濃度になるようにLiPF6を溶解して非水電解液を調製した。
[Preparation of electrolyte]
A non-aqueous electrolyte was prepared by dissolving LiPF 6 in a mixed solvent having a volume mixing ratio of ethylene carbonate and diethyl carbonate of 1: 1 so as to have a concentration of 1 mol / dm 3 .

上記の正極と負極とセパレータと電解液とを用いてコインセルを作製した。このコインセルを充電電流0.2Cで所定の充電電圧4.4Vまでの定電流定電圧充電を行い、その後、放電電流0.2C終止電圧3.0Vで定電流放電を行い、さらに、充電電流0.2Cで4.4Vまで定電流定電圧充電を行った。   A coin cell was manufactured using the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the electrolytic solution. The coin cell is charged with a constant current and a constant voltage up to a predetermined charging voltage of 4.4 V with a charging current of 0.2 C, and then is discharged with a discharge current of 0.2 C and a final voltage of 3.0 V. The battery was charged with constant current and constant voltage up to 4.4V at 2C.

その後、コインセルを解体して正極を取り出した。この正極をジメチルカーボネートで洗浄し、表面に付着した塩や溶媒を洗い流した。得られた正極を実施の形態で説明したXAFS測定方法のうち、転換電子強度を測定する方法により、MnK吸収端におけるX線吸収スペクトルを測定した。   Thereafter, the coin cell was disassembled and the positive electrode was taken out. This positive electrode was washed with dimethyl carbonate to wash away salts and solvents adhering to the surface. The X-ray absorption spectrum at the MnK absorption edge was measured by the method of measuring the conversion electron intensity among the XAFS measurement methods described in the embodiment for the obtained positive electrode.

測定に際し、水分による試料の変質を抑制するため解体作業は、アルゴン(Ar)などの不活性ガス雰囲気中で行うか、露点が−50℃以下のドライルーム中で行った。また、試料の測定装置への導入は、大気に触れないように、アルゴン(Ar)など不活性ガス雰囲気中で行うか、または、大気に触れさせるにしても表面の変質をできるだけ抑制するように、極く短時間(1、2分)で済ませるようにした。   In the measurement, the dismantling operation was performed in an inert gas atmosphere such as argon (Ar) or the like in a dry room having a dew point of −50 ° C. or lower in order to suppress the sample from being deteriorated by moisture. In addition, introduction of the sample into the measuring device should be performed in an inert gas atmosphere such as argon (Ar) so as not to be exposed to the atmosphere, or the surface alteration should be suppressed as much as possible even if it is exposed to the atmosphere. I tried to do it in a very short time (1, 2 minutes).

得られたX線吸収スペクトルを、実施の形態で説明したように、MnK吸収端前の領域を近似した直線を差し引き、かつ、MnK吸収端後の領域のEXAFS振動中心を近似した曲線の強度が測定範囲のエネルギー領域で1になるように規格化した。   As described in the embodiment, the obtained X-ray absorption spectrum is obtained by subtracting a straight line approximating the region before the MnK absorption edge, and the intensity of the curve approximating the EXAFS vibration center of the region after the MnK absorption edge is It was standardized to be 1 in the energy range of the measurement range.

さらに、規格化されたスペクトルに対して、吸収端より高エネルギー側で生じるEXAFS(extended X-ray absorption fine structure)振動成分の振動中心を、3次スプライン(cubic spline)関数で推定し、その推定された振動中心をスペクトルから差し引いた上で、吸収端におけるスペクトルの増分(ジャンプ量)で割ることで、EXAFS振動成分χ(k)を抽出した。そして、EXAFS振動成分χ(k)に光電子の波数(k)の3乗を乗じたk3χ(k)を3〜12Å-1の光電子の波数範囲でフーリエ変換して、Mn周りの動径構造関数を得た。 Furthermore, the vibration center of the EXAFS (extended X-ray absorption fine structure) vibration component generated at the higher energy side than the absorption edge is estimated by a cubic spline function for the normalized spectrum, and the estimation is performed. The EXAFS vibration component χ (k) was extracted by subtracting the generated vibration center from the spectrum and dividing by the spectrum increment (jump amount) at the absorption edge. Then, k 3 χ (k) obtained by multiplying the EXAFS vibration component χ (k) by the cube of the photoelectron wave number (k) is Fourier-transformed in the photoelectron wave number range of 3 to 12Å −1 to obtain a radial radius around Mn. The structure function is obtained.

このMn周りの動径構造関数の絶対値において、1.5Å付近の第1近接ピーク強度に対する5.2Å付近のピーク強度の比、および2.4Å付近の第2近接ピーク強度に対する1.5Å付近のピーク強度の比を求めた。また、MnK吸収端におけるX線吸収微細構造(XAFS)スペクトルにおいて、強度0.5を与える吸収端エネルギーを求めた。   In the absolute value of the radial structure function around Mn, the ratio of the peak intensity near 5.2 に 対 す る to the first adjacent peak intensity near 1.5 お よ び and the vicinity of 1.5 に 対 す る with respect to the second adjacent peak intensity near 2.4 、 The ratio of peak intensities was determined. Further, in the X-ray absorption fine structure (XAFS) spectrum at the MnK absorption edge, the absorption edge energy giving an intensity of 0.5 was determined.

(b)初期容量の測定
(a)で作製した正極と負極とを、負極、セパレータ、正極、セパレータの順に積層し、多数回巻回し、発電素子を作製した。この発電素子と上記の電解液を厚さ180μmの防湿性アルミラミネートフィルム外装中に入れた後、真空封止、熱圧着を行い、寸法およそ34mm×50mm×3.8mmである平板型ラミネート電池を作製した。
(B) Measurement of initial capacity The positive electrode and the negative electrode prepared in (a) were laminated in the order of the negative electrode, the separator, the positive electrode, and the separator, and wound many times to prepare a power generation element. After this power generation element and the above electrolyte solution are put in a 180 μm thick moisture-proof aluminum laminate film, vacuum sealing and thermocompression bonding are performed to obtain a flat laminate battery having dimensions of approximately 34 mm × 50 mm × 3.8 mm. Produced.

作製したラミネート電池について、環境温度45℃、充電電圧4.40V、充電電流800mA、充電時間5時間の条件で定電流定電圧充電を行った後、放電電流400mA、終止電圧3.0Vで放電を行い、初期容量を測定した。   About the produced laminated battery, after performing constant current and constant voltage charging under conditions of an environmental temperature of 45 ° C., a charging voltage of 4.40 V, a charging current of 800 mA, and a charging time of 5 hours, discharging was performed at a discharging current of 400 mA and a final voltage of 3.0 V. The initial capacity was measured.

(c)充放電サイクル特性
初期容量を求めた場合と同様の条件で充放電を繰り返し、200サイクル目の放電容量を測定して、初期容量に対する容量維持率を求めた。
(C) Charging / discharging cycle characteristics Charging / discharging was repeated under the same conditions as when the initial capacity was determined, and the discharge capacity at the 200th cycle was measured to determine the capacity retention ratio relative to the initial capacity.

(d)厚み増加率の測定
初期容量を求めたラミネート電池を、充電電圧4.40V、充電電流800mA、充電時間2.5時間の条件で定電流定電圧充電を行った後、90℃で4時間保存を行い、保存前後でのセル厚みの増加率を、{(保存後のセル厚み−保存前のセル厚み)/保存前のセル厚み}×100により求めた。
(D) Measurement of rate of increase in thickness The laminate battery whose initial capacity was determined was charged at a constant current and a constant voltage under the conditions of a charging voltage of 4.40 V, a charging current of 800 mA, and a charging time of 2.5 hours, After time storage, the increase rate of the cell thickness before and after storage was determined by {(cell thickness after storage−cell thickness before storage) / cell thickness before storage} × 100.

<実施例2>
コバルト酸リチウム(LiCoO2)の換わりに、LiCo0.98Al0.01Mg0.012を用いる点以外は、実施例1と同様にして、実施例2の正極活物質を得た。この正極活物質を用いて、上記の(a)〜(d)の測定を行った。
<Example 2>
A positive electrode active material of Example 2 was obtained in the same manner as Example 1 except that LiCo 0.98 Al 0.01 Mg 0.01 O 2 was used instead of lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ). Using this positive electrode active material, the above measurements (a) to (d) were performed.

<実施例3>
コバルト酸リチウム(LiCoO2)の換わりに、LiCo0.98Zr0.022を用いる点以外は、実施例1と同様にして、実施例3の正極活物質を得た。この正極活物質を用いて、上記の(a)〜(d)の測定を行った。
<Example 3>
A positive electrode active material of Example 3 was obtained in the same manner as Example 1 except that LiCo 0.98 Zr 0.02 O 2 was used instead of lithium cobaltate (LiCoO 2 ). Using this positive electrode active material, the above measurements (a) to (d) were performed.

<実施例4>
実施例2と同様にして、実施例4の正極活物質を得た。この正極活物質を用いて、上記の(a)〜(d)の測定を行った。なお、(a)〜(d)の測定の際には、各測定における充電電圧を4.20Vとした。
<Example 4>
In the same manner as in Example 2, the positive electrode active material of Example 4 was obtained. Using this positive electrode active material, the above measurements (a) to (d) were performed. In the measurements of (a) to (d), the charging voltage in each measurement was 4.20V.

<実施例5>
実施例2と同様にして、実施例5の正極活物質を得た。この正極活物質を用いて、上記の(a)〜(d)の測定を行った。なお、(a)〜(d)の測定の際には、各測定における充電電圧を4.35Vとした。
<Example 5>
In the same manner as in Example 2, the positive electrode active material of Example 5 was obtained. Using this positive electrode active material, the above measurements (a) to (d) were performed. In the measurement of (a) to (d), the charging voltage in each measurement was 4.35V.

<実施例6>
実施例2と同様にして、実施例6の正極活物質を得た。この正極活物質を用いて、上記の(a)〜(d)の測定を行った。なお、(a)〜(d)の測定の際には、各測定における充電電圧を4.45Vとした。
<Example 6>
In the same manner as in Example 2, the positive electrode active material of Example 6 was obtained. Using this positive electrode active material, the above measurements (a) to (d) were performed. In the measurement of (a) to (d), the charging voltage in each measurement was 4.45V.

<実施例7>
MgCO3とMnCO3と(NH42HPO4とを、MgCO3:MnCO3:(NH42HPO4=2:2:1(Mg:Mn:Pのmol比)の比となるように秤量し、混合して被覆材としての粉末を得た。この粉末を、LiCo0.98Al0.01Mg0.012に対してMn/(Co+Mn)の値が0.5mol%になるよう秤量した。その他は、実施例2と同様にして、実施例7の正極活物質を得た。この正極活物質を用いて、上記の(a)〜(d)の測定を行った。
<Example 7>
MgCO 3 , MnCO 3 and (NH 4 ) 2 HPO 4 have a ratio of MgCO 3 : MnCO 3 : (NH 4 ) 2 HPO 4 = 2: 2: 1 (Mg: Mn: P molar ratio). And weighed and mixed to obtain a powder as a coating material. This powder was weighed so that the value of Mn / (Co + Mn) was 0.5 mol% with respect to LiCo 0.98 Al 0.01 Mg 0.01 O 2 . Others were the same as in Example 2, and the positive electrode active material of Example 7 was obtained. Using this positive electrode active material, the above measurements (a) to (d) were performed.

<実施例8>
コバルト酸リチウムと(NH42HPO4とを混合した水溶液にMg(NO32とMn(NO32水溶液を攪拌しながら滴下したのち、ろ過、120℃乾燥を行い、コバルト酸リチウム表面にMnとPの化合物を被着させた。MgとMnとPとの比率は、Mg:Mn:P=3:3:4(mol比)とし、LiCo0.98Al0.01Mg0.012に対してMn/(Co+Mn)の値が1.0mol%とした。また、pH調整のためアンモニア水を適宜加えて処理を行った。この焼成前駆体を毎分3℃の速度で昇温し、900℃で3時間保持した後に徐冷し、実施例8の正極活物質を得た。この正極活物質を用いて、上記の(a)〜(d)の測定を行った。
<Example 8>
Mg (NO 3 ) 2 and Mn (NO 3 ) 2 aqueous solution is added dropwise to an aqueous solution in which lithium cobaltate and (NH 4 ) 2 HPO 4 are mixed, and then filtered and dried at 120 ° C. A compound of Mn and P was deposited on the surface. The ratio of Mg, Mn and P is Mg: Mn: P = 3: 3: 4 (mol ratio), and the value of Mn / (Co + Mn) is 1.0 mol% with respect to LiCo 0.98 Al 0.01 Mg 0.01 O 2 . It was. Further, ammonia water was appropriately added for pH adjustment. The calcined precursor was heated at a rate of 3 ° C. per minute, held at 900 ° C. for 3 hours, and then gradually cooled to obtain a positive electrode active material of Example 8. Using this positive electrode active material, the above measurements (a) to (d) were performed.

<実施例9>
コバルト酸リチウムとNH4Fとを混合した水溶液にMg(NO32とMn(NO32水溶液を攪拌しながら滴下したのち、ろ過、120℃乾燥を行い、コバルト酸リチウム表面にMgとMn、Fの化合物を被着させた。MgとMn、Fの比率は、Mg:Mn:F=1:1:4(mol比)とし、LiCo0.98Al0.01Mg0.012に対してMn/(Co+Mn)の値は1.0mol%とした。この焼成前駆体を毎分3℃の速度で昇温し、900℃で3時間保持した後に徐冷し、実施例9の正極活物質を得た。この正極活物質を用いて、上記の(a)〜(d)の測定を行った。
<Example 9>
Mg (NO 3 ) 2 and Mn (NO 3 ) 2 aqueous solution was added dropwise to an aqueous solution in which lithium cobalt oxide and NH 4 F were mixed with stirring, followed by filtration and drying at 120 ° C. Mn and F compounds were deposited. The ratio of Mg, Mn and F is Mg: Mn: F = 1: 1: 4 (mol ratio), and the value of Mn / (Co + Mn) is 1.0 mol% with respect to LiCo 0.98 Al 0.01 Mg 0.01 O 2 . did. The calcined precursor was heated at a rate of 3 ° C. per minute, held at 900 ° C. for 3 hours and then gradually cooled to obtain a positive electrode active material of Example 9. Using this positive electrode active material, the above measurements (a) to (d) were performed.

<比較例1>
実施例1の被覆処理を施していないコバルト酸リチウムを比較例1の正極活物質とした。この正極活物質を用いて、上記の(a)〜(d)の測定を行った。なお、(a)〜(d)の測定の際には、各測定における充電電圧を4.20Vとした。
<Comparative Example 1>
The lithium cobalt oxide that was not subjected to the coating treatment of Example 1 was used as the positive electrode active material of Comparative Example 1. Using this positive electrode active material, the above measurements (a) to (d) were performed. In the measurements of (a) to (d), the charging voltage in each measurement was 4.20V.

<比較例2>
実施例1の被覆処理を施していないコバルト酸リチウムを比較例2の正極活物質とした。この正極活物質を用いて、上記の(a)〜(d)の測定を行った。なお、(a)〜(d)の測定の際には、各測定における充電電圧を4.35Vとした。
<Comparative example 2>
The lithium cobalt oxide that was not subjected to the coating treatment of Example 1 was used as the positive electrode active material of Comparative Example 2. Using this positive electrode active material, the above measurements (a) to (d) were performed. In the measurement of (a) to (d), the charging voltage in each measurement was 4.35V.

<比較例3>
実施例1の被覆処理を施していないコバルト酸リチウムを比較例3の正極活物質とした。この正極活物質を用いて、上記の(a)〜(d)の測定を行った。なお、(a)〜(d)の測定の際には、各測定における充電電圧を4.40Vとした。
<Comparative Example 3>
The lithium cobalt oxide that was not subjected to the coating treatment of Example 1 was used as the positive electrode active material of Comparative Example 3. Using this positive electrode active material, the above measurements (a) to (d) were performed. In the measurements of (a) to (d), the charging voltage in each measurement was 4.40V.

<比較例4>
実施例1の被覆処理を施していないコバルト酸リチウムを比較例4の正極活物質とした。この正極活物質を用いて、上記の(a)〜(d)の測定を行った。なお、(a)〜(d)の測定の際には、各測定における充電電圧を4.45Vとした。
<Comparative example 4>
The lithium cobalt oxide that was not subjected to the coating treatment of Example 1 was used as the positive electrode active material of Comparative Example 4. Using this positive electrode active material, the above measurements (a) to (d) were performed. In the measurement of (a) to (d), the charging voltage in each measurement was 4.45V.

<比較例5>
被覆材をLiMn24とし、焼成処理を行わないこと以外は実施例1と同様の処理を行い、比較例5の正極活物質を得た。この正極活物質を用いて、上記の(a)〜(d)の測定を行った。
<Comparative Example 5>
The same treatment as in Example 1 was performed except that the coating material was LiMn 2 O 4 and the baking treatment was not performed, and the positive electrode active material of Comparative Example 5 was obtained. Using this positive electrode active material, the above measurements (a) to (d) were performed.

<比較例6>
Li2CO3とMnCO3とを、Li2CO3:MnCO3=1:1(Li:Mn mol比)の比となるように秤量し、混合して、被覆材としての粉末を得た。その他は、実施例1と同様の処理を行い、比較例6の正極活物質を得た。この正極活物質を用いて、上記の(a)〜(d)の測定を行った。
<Comparative Example 6>
Li 2 CO 3 and MnCO 3 were weighed and mixed so as to have a ratio of Li 2 CO 3 : MnCO 3 = 1: 1 (Li: Mn mol ratio) to obtain a powder as a coating material. Otherwise, the same treatment as in Example 1 was performed to obtain a positive electrode active material of Comparative Example 6. Using this positive electrode active material, the above measurements (a) to (d) were performed.

<比較例7>
Li2CO3とMnCO3と(NH42HPO4とを、Li2CO3:MnCO3:(NH42HPO4=9:3:2(Li:Mn:Pのmol比)となるように秤量し、混合して、被覆材としての粉末を得た。その他は、実施例2と同様の処理を行い、比較例7の正極活物質を得た。この正極活物質を用いて、上記の(a)〜(d)の測定を行った。
<Comparative Example 7>
Li 2 CO 3 , MnCO 3 , (NH 4 ) 2 HPO 4 , Li 2 CO 3 : MnCO 3 : (NH 4 ) 2 HPO 4 = 9: 3: 2 (Li: Mn: P molar ratio) Weighed and mixed so as to obtain powder as a coating material. Otherwise, the same treatment as in Example 2 was performed to obtain a positive electrode active material of Comparative Example 7. Using this positive electrode active material, the above measurements (a) to (d) were performed.

<比較例8>
被覆材の添加量をMn/(Co+Mn)=5.0mol%とする以外は実施例2と同様の処理を行い、比較例8の正極活物質を得た。この正極活物質を用いて、上記の(a)〜(d)の測定を行った。
<Comparative Example 8>
A positive electrode active material of Comparative Example 8 was obtained in the same manner as in Example 2 except that the amount of coating material added was Mn / (Co + Mn) = 5.0 mol%. Using this positive electrode active material, the above measurements (a) to (d) were performed.

<比較例9>
Li2CO3とNi(OH)2とMnCO3とを、Li2CO3:Ni(OH)2:MnCO3=4:3:1(Li:Ni:Mnのmol比)となるように秤量し、混合して被覆材としての粉末を得た。その他は、実施例2と同様の処理を行い、比較例9の正極活物質を得た。この正極活物質を用いて、上記の(a)〜(d)の測定を行った。
<Comparative Example 9>
Li 2 CO 3 , Ni (OH) 2 and MnCO 3 are weighed so that Li 2 CO 3 : Ni (OH) 2 : MnCO 3 = 4: 3: 1 (Li: Ni: Mn molar ratio) And mixed to obtain a powder as a coating material. Otherwise, the same treatment as in Example 2 was performed to obtain a positive electrode active material of Comparative Example 9. Using this positive electrode active material, the above measurements (a) to (d) were performed.

測定結果を表1に示す。また、実施例2で求めたMnK吸収端のXANES(X-ray Absorption Near Edge Structure)スペクトルを図5に示す。実施例2で求めたMn周りの動径構造関数を図6に示す。比較例7で求めたMnK吸収端のXANESスペクトルを図7に示す。比較例8で求めたMn周りの動径構造関数を図8に示す。なお、図6および図8において、横軸は吸収原子であるMnからの距離rを表し、縦軸は、Mn周りの動径構造関数の絶対値強度|F(r)|を表している。   The measurement results are shown in Table 1. Moreover, the XANES (X-ray Absorption Near Edge Structure) spectrum of the MnK absorption edge calculated | required in Example 2 is shown in FIG. The radial structure function around Mn obtained in Example 2 is shown in FIG. The XANES spectrum of the MnK absorption edge obtained in Comparative Example 7 is shown in FIG. The radial structure function around Mn obtained in Comparative Example 8 is shown in FIG. 6 and 8, the horizontal axis represents the distance r from the absorbing atom Mn, and the vertical axis represents the absolute value intensity | F (r) | of the radial structure function around Mn.

Figure 2010080407
Figure 2010080407

表1に示すように、実施例1〜実施例9では、第1の実施の形態で説明した(1)〜(3)の特徴を有する正極活物質を用いており、充放電サイクル特性、膨れ特性が良好であった。比較例5〜比較例9では、Mn周りの動径構造関数において、1.5Å付近のピーク強度に対する5.2Å付近のピーク強度の比が、0.3より小さい正極活物質を用いており、良好な特性が得られなかった。   As shown in Table 1, in Examples 1 to 9, the positive electrode active material having the characteristics (1) to (3) described in the first embodiment is used, and charge / discharge cycle characteristics, swelling The characteristics were good. In Comparative Example 5 to Comparative Example 9, in the radial structure function around Mn, a positive electrode active material in which the ratio of the peak intensity near 5.2% to the peak intensity near 1.5% is smaller than 0.3, Good characteristics could not be obtained.

5.他の実施の形態
この発明は、上述したこの発明の実施の形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、電池形状については特に限定されることはなく、円筒型、角型、コイン型、ボタン型、ラミネートシール型等の種々の形状にすることできる。また、例えば、電極体は、正極および負極とセパレータとを順次積層する積層方式等によって作製してもよい。
5). Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments of the present invention, and various modifications and applications are possible without departing from the spirit of the present invention. For example, the shape of the battery is not particularly limited, and various shapes such as a cylindrical shape, a square shape, a coin shape, a button shape, and a laminate seal shape can be used. Further, for example, the electrode body may be manufactured by a lamination method in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator are sequentially laminated.

さらに、例えば、正極、負極の作製方法は、上述した例に限定されない。例えば、材料に公知の結着剤等を添加して加熱して塗布する方法、材料単独、あるいは導電性材料、さらには、結着剤と混合して成型等の処理を施して集電体上に成型体電極を作製する方法が採られるが、これに限定されるものではない。より具体的には、結着剤、有機溶剤等と混合されたスラリー状にされた後、集電体上に塗布、乾燥させて作製することができる。あるいは、結着剤有無にかかわらず、活物質に熱を加えたまま加圧成型することにより、高度を有した電極を作製することも可能である。   Furthermore, for example, the method for manufacturing the positive electrode and the negative electrode is not limited to the above-described example. For example, a method in which a known binder or the like is added to the material and heated to apply, the material alone or a conductive material, and further mixed with the binder and subjected to a treatment such as molding, and then on the current collector However, the present invention is not limited to this method. More specifically, it can be prepared by forming a slurry mixed with a binder, an organic solvent, and the like, and then applying and drying on a current collector. Alternatively, regardless of the presence or absence of the binder, it is possible to produce an electrode having a high degree by performing pressure molding while applying heat to the active material.

さらに、例えば、電池の作製方法として、正極と負極との間にセパレータを介して巻芯の周囲に巻回する作製方法、電極とセパレータを順次積層する積層方式等が取られる。角型電池を作成する際に、巻回する方式が採られる場合にも有効である。   Furthermore, for example, as a battery manufacturing method, a manufacturing method of winding around a core via a separator between a positive electrode and a negative electrode, a stacking method of sequentially stacking an electrode and a separator, or the like is taken. This is also effective when a winding method is adopted when a rectangular battery is produced.

また、第2の実施の形態では、電解質として、電解液を有する非水電解質二次電池、第3の実施の形態では、電解質として、ゲル電解質を有する非水電解質二次電池について説明したがこれらに限定されるものではない。例えば、電解質として、電解質塩を含有させた固体電解質を用いることもできる。固体電解質としては、リチウムイオン導電性を有する材料であれば無機固体電解質、高分子固体電解質いずれも用いることができる。無機固体電解質として、窒化リチウム、ヨウ化リチウム等が挙げられる。高分子固体電解質は、電解質塩とそれを溶解する高分子化合物からなり、その高分子化合物は、ポリ(エチレンオキサイド)や同架橋体等のエーテル系高分子、ポリ(メタクリレート)エステル系、アクリレート系等を単独あるいは分子中に共重合、または混合して用いることができる。   In the second embodiment, a non-aqueous electrolyte secondary battery having an electrolyte as an electrolyte has been described. In the third embodiment, a non-aqueous electrolyte secondary battery having a gel electrolyte as an electrolyte has been described. It is not limited to. For example, a solid electrolyte containing an electrolyte salt can be used as the electrolyte. As the solid electrolyte, any inorganic solid electrolyte or polymer solid electrolyte can be used as long as the material has lithium ion conductivity. Examples of the inorganic solid electrolyte include lithium nitride and lithium iodide. The polymer solid electrolyte is composed of an electrolyte salt and a polymer compound that dissolves the electrolyte salt. The polymer compound is an ether polymer such as poly (ethylene oxide) or a crosslinked product thereof, poly (methacrylate) ester, or acrylate. Etc. can be used singly or in a molecule or in a mixture.

この発明の第2の実施の形態による非水電解質二次電池の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the nonaqueous electrolyte secondary battery by 2nd Embodiment of this invention. 図1に示した巻回電極体の一部の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a part of a wound electrode body shown in FIG. 1. この発明の3bの実施の形態による非水電解質二次電池の構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the nonaqueous electrolyte secondary battery by embodiment of 3b of this invention. 図3に示した電池素子の一部の拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a part of the battery element shown in FIG. 3. 実施例2で求めたMnK吸収端のXANESスペクトルを表す図である。6 is a diagram illustrating an XANES spectrum of an MnK absorption edge obtained in Example 2. FIG. 実施例2で求めたMn周りの動径構造関数を表す図である。6 is a diagram illustrating a radial structure function around Mn obtained in Example 2. FIG. 比較例7で求めたMnK吸収端のXANESスペクトルを表す図である。10 is a diagram illustrating an XANES spectrum of an MnK absorption edge obtained in Comparative Example 7. FIG. 比較例8で求めたMn周りの動径構造関数を表す図である。10 is a diagram illustrating a radial structure function around Mn obtained in Comparative Example 8. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

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

Claims (10)

リチウムと遷移金属とを構成元素として含むリチウム遷移金属複合酸化物粒子と、
該リチウム遷移金属複合酸化物粒子の表面の少なくとも一部に設けられた被覆層とを有し、
少なくとも上記被覆層にマンガン(Mn)が含まれ、
MnK吸収端における光電子の波数の3乗を乗じた広域X線吸収微細構造(EXAFS)をフーリエ変換して得られたMn周りの動径構造関数の絶対値において、1.5Å付近の第一近接ピーク強度に対する5.2Å付近のピーク強度の比が、0.3以上である
正極活物質。
Lithium transition metal composite oxide particles containing lithium and a transition metal as constituent elements;
A coating layer provided on at least a part of the surface of the lithium transition metal composite oxide particles,
At least the coating layer contains manganese (Mn),
In the absolute value of the radial structure function around Mn obtained by Fourier transform of the wide-area X-ray absorption fine structure (EXAFS) multiplied by the cube of the wavenumber of photoelectrons at the MnK absorption edge, the first proximity near 1.5Å A positive electrode active material in which the ratio of the peak intensity near 5.2 to the peak intensity is 0.3 or more.
上記リチウム遷移金属複合酸化物が層状岩塩構造を有し、
上記被覆層は、X線吸収微細構造(XAFS)スペクトルを測定した際に8300eV〜8350eVの間にX線の吸収端が存在しないものである
請求項1記載の正極活物質。
The lithium transition metal composite oxide has a layered rock salt structure,
2. The positive electrode active material according to claim 1, wherein the coating layer has no X-ray absorption edge between 8300 eV and 8350 eV when an X-ray absorption fine structure (XAFS) spectrum is measured.
上記Mn周りの動径構造関数の絶対値において、1.5Å付近の第一近接ピーク強度が、2.4Å付近の第二近接ピーク強度よりも低い
請求項1記載の正極活物質。
2. The positive electrode active material according to claim 1, wherein in the absolute value of the radial structure function around Mn, the first adjacent peak intensity near 1.5% is lower than the second adjacent peak intensity near 2.4%.
MnK吸収端前の領域を近似した直線が差し引かれ、かつ、MnK吸収端後の領域のEXAFS振動中心を近似した曲線の強度が測定範囲のエネルギー領域で1になるように規格化されたMnK吸収端におけるX線吸収微細構造(XAFS)スペクトルにおいて、強度0.5を与える吸収端エネルギーが6552eV以上である
請求項1記載の正極活物質。
MnK absorption normalized so that the straight line approximating the region before the MnK absorption edge is subtracted and the intensity of the curve approximating the EXAFS vibration center in the region after the MnK absorption edge is 1 in the energy region of the measurement range 2. The positive electrode active material according to claim 1, wherein, in an X-ray absorption fine structure (XAFS) spectrum at an edge, an absorption edge energy giving an intensity of 0.5 is 6552 eV or more.
上記マンガン(Mn)の少なくとも一部が、層状岩塩構造を構成する元素である
請求項1記載の正極活物質。
The positive electrode active material according to claim 1, wherein at least a part of the manganese (Mn) is an element constituting a layered rock salt structure.
上記被覆層は、マグネシウム(Mg)を含有する
請求項1記載の正極活物質。
The positive electrode active material according to claim 1, wherein the coating layer contains magnesium (Mg).
上記リチウム遷移金属複合酸化物が、コバルト(Co)を主要元素とする
請求項1記載の正極活物質。
The positive electrode active material according to claim 1, wherein the lithium transition metal composite oxide contains cobalt (Co) as a main element.
リチウムと遷移金属とを構成元素として含むリチウム遷移金属複合酸化物粒子と、
該リチウム遷移金属複合酸化物粒子の表面の少なくとも一部に設けられた被覆層とを有し、
少なくとも上記被覆層にマンガン(Mn)が含まれ、
MnK吸収端における光電子の波数の3乗を乗じた広域X線吸収微細構造(EXAFS)をフーリエ変換して得られたMn周りの動径構造関数の絶対値において、1.5Å付近の第一近接ピーク強度に対する5.2Å付近のピーク強度の比が、0.3以上である正極活物質
を含む正極。
Lithium transition metal composite oxide particles containing lithium and a transition metal as constituent elements;
A coating layer provided on at least a part of the surface of the lithium transition metal composite oxide particles,
At least the coating layer contains manganese (Mn),
In the absolute value of the radial structure function around Mn obtained by Fourier transform of the wide-area X-ray absorption fine structure (EXAFS) multiplied by the cube of the wavenumber of photoelectrons at the MnK absorption edge, the first proximity near 1.5Å A positive electrode containing a positive electrode active material having a ratio of a peak intensity near 5.2 to a peak intensity of 0.3 or more.
正極活物質を有する正極と、負極と、電解質とを備え、
上記正極活物質は、
リチウムと遷移金属とを構成元素として含むリチウム遷移金属複合酸化物粒子と、
該リチウム遷移金属複合粒子の表面の少なくとも一部に設けられた被覆層とを有するものであり、
少なくとも上記被覆層にマンガン(Mn)が含まれ、
MnK吸収端における光電子の波数の3乗を乗じた広域X線吸収微細構造(EXAFS)をフーリエ変換して得られたMn周りの動径構造関数の絶対値において、1.5Å付近の第一近接ピーク強度に対する5.2Å付近のピーク強度の比が、0.3以上である
非水電解質二次電池。
A positive electrode having a positive electrode active material, a negative electrode, and an electrolyte;
The positive electrode active material is
Lithium transition metal composite oxide particles containing lithium and a transition metal as constituent elements;
A coating layer provided on at least a part of the surface of the lithium transition metal composite particles,
At least the coating layer contains manganese (Mn),
In the absolute value of the radial structure function around Mn obtained by Fourier transform of the wide-area X-ray absorption fine structure (EXAFS) multiplied by the cube of the wavenumber of photoelectrons at the MnK absorption edge, the first proximity near 1.5Å A non-aqueous electrolyte secondary battery in which the ratio of the peak intensity near 5.2 to the peak intensity is 0.3 or more.
上限充電電圧が4.25V以上4.80V以下であり、下限放電電圧が2.00V以上3.30V以下である請求項9記載の非水電解質二次電池。   The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 9, wherein the upper limit charging voltage is 4.25 V or more and 4.80 V or less, and the lower limit discharging voltage is 2.00 V or more and 3.30 V or less.
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