JP2010250968A - Lithium ion secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リチウムイオン二次電池に関する。さらに詳しくは、本発明は、合金系負極活物質を含有する負極の改良に関する。 The present invention relates to a lithium ion secondary battery. More specifically, the present invention relates to an improvement in a negative electrode containing an alloy-based negative electrode active material.
リチウムイオン二次電池は、高容量および高エネルギー密度を有し、小型化および軽量化が容易なことから、たとえば、携帯用小型電子機器の電源として汎用されている。携帯用小型電子機器には、たとえば、携帯電話、携帯情報端末(PDA)、ノート型パーソナルコンピュータ、ビデオカメラ、携帯ゲーム機などがある。代表的なリチウムイオン二次電池は、正極活物質としてリチウムコバルト複合酸化物を含有する正極、負極活物質として炭素材料を含有する負極およびポリオレフィン製多孔質膜(セパレータ)を含む。 Lithium ion secondary batteries have a high capacity and high energy density, and are easy to reduce in size and weight, so that they are widely used as power sources for portable small electronic devices, for example. Examples of portable small electronic devices include a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), a notebook personal computer, a video camera, and a portable game machine. A typical lithium ion secondary battery includes a positive electrode containing a lithium cobalt composite oxide as a positive electrode active material, a negative electrode containing a carbon material as a negative electrode active material, and a polyolefin porous membrane (separator).
リチウムイオン二次電池用の負極活物質として、合金系負極活物質が知られている。合金系負極活物質は、負極電位下においてリチウムイオンを可逆的に吸蔵および放出する。合金系負極活物質は、リチウムと合金化することにより、リチウムイオンを吸蔵する。合金系負極活物質としては、珪素、錫、これらの酸化物、これらを含有する化合物や合金などが挙げられる。合金系負極活物質は、高い放電容量を有している。たとえば、珪素の理論放電容量は約4199mAh/gであり、従来から負極活物質として用いられる黒鉛の理論放電容量の約11倍である。したがって、合金系負極活物質は、リチウムイオン二次電池の高容量化には有効である。 An alloy-based negative electrode active material is known as a negative electrode active material for lithium ion secondary batteries. The alloy-based negative electrode active material reversibly occludes and releases lithium ions under a negative electrode potential. The alloy-based negative electrode active material occludes lithium ions by alloying with lithium. Examples of the alloy-based negative electrode active material include silicon, tin, oxides thereof, compounds and alloys containing these, and the like. The alloy-based negative electrode active material has a high discharge capacity. For example, the theoretical discharge capacity of silicon is about 4199 mAh / g, which is about 11 times the theoretical discharge capacity of graphite conventionally used as a negative electrode active material. Therefore, the alloy-based negative electrode active material is effective for increasing the capacity of the lithium ion secondary battery.
合金系負極活物質を用いるリチウムイオン二次電池は、使用初期には優れた電池性能を有している。しかしながら、前記電池では、充放電回数が増加すると、非水電解質の減少、充放電サイクル特性および放電容量の急激な低下、電池の変形などが起こり易い。その原因の1つが、合金系負極活物質の体積変化であると推測されている。すなわち、合金系負極活物質は、リチウムイオンの吸蔵および放出に伴う体積変化(膨張および収縮)が大きく、体積変化の際に比較的大きな応力を発生させる。したがって、合金系負極活物質を用いるリチウムイオン二次電池の電池性能を向上させるために、種々の提案がなされている。 A lithium ion secondary battery using an alloy-based negative electrode active material has excellent battery performance in the initial stage of use. However, in the battery, when the number of times of charging / discharging increases, the nonaqueous electrolyte decreases, the charge / discharge cycle characteristics and discharge capacity rapidly decrease, and the battery tends to deform. One of the causes is presumed to be a volume change of the alloy-based negative electrode active material. That is, the alloy-based negative electrode active material has a large volume change (expansion and contraction) due to insertion and extraction of lithium ions, and generates a relatively large stress during the volume change. Therefore, various proposals have been made to improve battery performance of lithium ion secondary batteries using alloy-based negative electrode active materials.
負極集電体、負極活物質層およびポリマー層を含むリチウムイオン二次電池用負極が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。負極活物質層はリチウム合金粒子および結着材を含有する。リチウム合金には、リチウムと錫との合金、リチウムと珪素との合金などの合金系負極活物質が例示されている。ポリマー層は、負極活物質層の表面に形成され、高分子支持体および架橋性モノマーを含有する。さらに、架橋性モノマーは、ポリマー層に含有されるだけでなく、負極活物質層内の空隙に架橋物の形態で充填されている。 A negative electrode for a lithium ion secondary battery including a negative electrode current collector, a negative electrode active material layer, and a polymer layer has been proposed (see, for example, Patent Document 1). The negative electrode active material layer contains lithium alloy particles and a binder. Examples of the lithium alloy include alloy-based negative electrode active materials such as an alloy of lithium and tin and an alloy of lithium and silicon. The polymer layer is formed on the surface of the negative electrode active material layer, and contains a polymer support and a crosslinkable monomer. Furthermore, the crosslinkable monomer is not only contained in the polymer layer, but is filled in the voids in the negative electrode active material layer in the form of a crosslinked product.
架橋性モノマーとしては、イオン伝導は可能であるが、電導度が低い有機化合物が使用されている。具体的には、ヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ブタンジオールメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリテトラエチレングリコールジアクリレート、ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ジグリシジルエステル、アクリルアミド、ジビニルベンゼンなどが例示されている。また、高分子支持体としては、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリエチルメタクリルレート、プロピレンカーボネートメタクリルレートなどが例示されている。 As the crosslinkable monomer, an organic compound that can conduct ions but has low electrical conductivity is used. Specifically, hexyl acrylate, butyl acrylate, trimethylolpropane triacrylate, butanediol methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, tritetraethylene glycol diacrylate, poly (ethylene glycol) diacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, diglycidyl ester, Examples include acrylamide and divinylbenzene. Examples of the polymer support include polymethyl methacrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyethyl methacrylate, and propylene carbonate methacrylate.
特許文献1の技術では、ポリマー層により、合金系負極活物質の体積変化に伴って発生する応力を緩和しようとしている。しかしながら、特許文献1の負極を含むリチウムイオン二次電池においても、非水電解質の減少、充放電サイクル特性の急激な低下、電池の変形などを十分に抑制することができない。すなわち、合金系負極活物質を含む活物質層の表面にポリマー単体からなる層を形成しても、電池性能の顕著な向上は困難である。
In the technique of
なお、特許文献1の図2および図4によれば、ポリマー層の形成により、充放電の繰り返し後でも、使用初期の電池の放電容量が80〜95%程度の高率で維持されている。しかしながら、図2および図4における充放電の繰り返し回数は30回または40回に過ぎない。通常、充放電の繰り返し回数が30回または40回で、放電容量が急激に低下するリチウムイオン二次電池はない。
According to FIG. 2 and FIG. 4 of
また、負極集電体、負極活物質層および酸化物膜を含み、酸化物膜が負極活物質層表面に形成されているリチウムイオン二次電池用負極が提案されている(たとえば、特許文献2参照)。負極活物質層は合金系負極活物質を含有する。酸化物膜は、珪素、ゲルマニウムおよび錫から選ばれる金属の酸化物を含有しかつ液相法により形成されている。また、特許文献2では、酸化物膜は液相法により形成されるので、負極活物質層内部の合金系負極活物質粒子の表面をも被覆できると記載されている。 Further, there has been proposed a negative electrode for a lithium ion secondary battery that includes a negative electrode current collector, a negative electrode active material layer, and an oxide film, and the oxide film is formed on the surface of the negative electrode active material layer (for example, Patent Document 2). reference). The negative electrode active material layer contains an alloy-based negative electrode active material. The oxide film contains an oxide of a metal selected from silicon, germanium, and tin, and is formed by a liquid phase method. Patent Document 2 describes that since the oxide film is formed by a liquid phase method, the surface of the alloy-based negative electrode active material particles inside the negative electrode active material layer can also be covered.
しかしながら、特許文献2の酸化物膜は、充放電に伴う合金系負極活物質の体積変化を十分に吸収できない。特許文献2の負極を含むリチウムイオン二次電池においても、電極の寿命短縮、電池の変形などが発生し易い。また、充放電サイクル特性などの電池性能の低下も起り易い。 However, the oxide film of Patent Document 2 cannot sufficiently absorb the volume change of the alloy-based negative electrode active material accompanying charge / discharge. Also in the lithium ion secondary battery including the negative electrode of Patent Document 2, the life of the electrode is shortened and the battery is easily deformed. Also, battery performance such as charge / discharge cycle characteristics is likely to deteriorate.
本発明の目的は、合金系負極活物質を用いるリチウムイオン二次電池において、充放電サイクル特性、出力特性などの電池性能に優れ、耐用寿命が長く、かつ充放電回数が増加しても、前記電池特性の低下が非常に少なく、さらに内部短絡などに対する安全性の高いリチウムイオン二次電池を提供することである。 The object of the present invention is a lithium ion secondary battery using an alloy-based negative electrode active material, which has excellent battery performance such as charge / discharge cycle characteristics and output characteristics, has a long service life, and increases the number of charge / discharge cycles. It is an object of the present invention to provide a lithium ion secondary battery that has very little deterioration in battery characteristics and is highly safe against internal short circuits.
本発明者らは、上記課題を解決するために、まず、合金系負極活物質を用いるリチウムイオン二次電池の電池性能が急激に低下する原因について種々検討した。そして、合金系負極活物質と非水電解質とが反応し、合金系負極活物質の表面に、電池内の充放電反応に寄与しない被膜が形成されることを見出した。さらに、合金系負極活物質と非水電解質との反応により、非水電解質が消費されることを見出した。しかし、これらの原因だけでは、電池性能がある程度低下するものの、急激な低下には至らない。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors first studied various causes of the battery performance of a lithium ion secondary battery using an alloy-based negative electrode active material rapidly decreasing. And it discovered that the alloy type negative electrode active material and the non-aqueous electrolyte reacted, and the film which does not contribute to the charging / discharging reaction in a battery was formed on the surface of an alloy type negative electrode active material. Furthermore, it discovered that non-aqueous electrolyte was consumed by reaction with an alloy type negative electrode active material and non-aqueous electrolyte. However, these causes alone do not lead to a rapid decrease, although the battery performance is reduced to some extent.
本発明者らは、さらに研究を重ねた。その結果、合金系負極活物質を含有する活物質層では、充放電回数が増加すると、合金系負極活物質の体積変化に起因して、合金系負極活物質の表面および内部にクラックが発生することを見出した。クラックが新たに発生すると、それまで非水電解質に直接触れていなかった新しい面(以下「新生面」とする)が現れる。新生面は、充放電サイクルが繰り返されるたびに、新たに生成するおそれがある。本発明者らは、この新生面が電池性能の急激な低下の原因になると考えている。 The inventors have further studied. As a result, in the active material layer containing the alloy-based negative electrode active material, when the number of charge / discharge increases, cracks are generated on the surface and inside of the alloy-based negative electrode active material due to the volume change of the alloy-based negative electrode active material. I found out. When a new crack occurs, a new surface (hereinafter referred to as “new surface”) that has not been directly touched by the non-aqueous electrolyte appears. A new surface may be newly generated each time the charge / discharge cycle is repeated. The present inventors believe that this new surface causes a rapid decrease in battery performance.
新生面と非水電解質とが急激に接触すると、充放電反応以外の副反応が起こって副生物が析出し、充放電反応に寄与しない被膜が形成される。この被膜は充放電の繰り返しに伴って異常膨張を起こし、電極の寿命短縮、電池の変形などの原因になる。また、非水電解質が副反応により消費されると、電池内における非水電解質量が不足し、充放電サイクル特性などの電池性能が急激に低下する。
また、本発明者らは、上記課題を解決するための研究過程において、特許文献1の技術が十分な効果を得られない理由について考察した。その結果、次のような知見を得た。
When the new surface and the non-aqueous electrolyte are brought into contact with each other rapidly, a side reaction other than the charge / discharge reaction occurs and a byproduct is deposited, thereby forming a film that does not contribute to the charge / discharge reaction. This coating causes abnormal expansion with repeated charging / discharging, leading to shortened electrode life and battery deformation. In addition, when the nonaqueous electrolyte is consumed by a side reaction, the nonaqueous electrolytic mass in the battery is insufficient, and battery performance such as charge / discharge cycle characteristics is rapidly deteriorated.
Moreover, the present inventors considered the reason why the technique of
特許文献1のポリマー層は、架橋性モノマーおよび高分子支持体の種類から、柔軟性に乏しく、かつ負極活物質層との密着性が不十分であると考えられる。さらに、特許文献1のポリマー層は、高分子支持体を含むものの、ポリマーの単一層であることに変りはない。このため、充放電に伴う合金系負極活物質の体積変化により、負極活物質層との密着性が一層低下する。したがって、特許文献1のポリマー層は、負極活物質層の表面および層内に生成する新生面と非水電解質との接触を十分に抑制することができない。
The polymer layer of
また、本発明者らは、次の1)〜3)の点に着目した。
1)合金系負極活物質が従来汎用されている黒鉛などの炭素材料に比べて遥かに大きい容量を有すること。
2)気相法により合金系負極活物質を集電体表面に堆積させて、負極活物質層を形成できること。
In addition, the present inventors paid attention to the following points 1) to 3).
1) The alloy-based negative electrode active material has a much larger capacity than conventional carbon materials such as graphite.
2) A negative electrode active material layer can be formed by depositing an alloy-based negative electrode active material on the current collector surface by a vapor phase method.
3)合金系負極活物質を含む負極活物質層を気相法により薄膜状に形成しても、その容量が低下せず、さらに電池の出力特性などにも悪影響を及ぼさないこと。
本発明者らは、合金系負極活物質を含むリチウムイオン二次電池において電池性能が急激に低下する機構に関する知見、特許文献1に関する知見および上記1)〜3)の観点に基づいてさらに研究を重ねた。その結果、気相法により形成される厚さ1μm〜数十μm程度の薄膜状負極活物質層の表面は、適度な表面粗度を有することを見出した。
3) Even if a negative electrode active material layer containing an alloy-based negative electrode active material is formed into a thin film by a vapor phase method, its capacity does not decrease, and the output characteristics of the battery are not adversely affected.
The present inventors have further studied based on the knowledge about the mechanism that the battery performance is drastically lowered in the lithium ion secondary battery containing the alloy-based negative electrode active material, the knowledge on
これらの研究結果から、本発明者らは、気相法で形成された負極活物質層の表面にポリマー層を形成し、かつポリマー層が無機酸化物粒子を含有する構成を想到するに至った。この構成では、負極活物質層表面が適度な表面粗度を有している。また、ポリマー層が無機酸化物粒子を含むことにより、ポリマー層の負極活物質層表面に対する密着力が向上する。このため、負極活物質層とポリマー層との密着性が予想外に高くなり、合金系負極活物質の体積変化が起こっても、ポリマー層の剥離が抑制されることが明らかになった。また、負極活物質層とポリマー層との密着性が高いので、ポリマー層が新生面と非水電解質との接触を抑制できることが明らかになった。 From these research results, the present inventors have come up with a configuration in which a polymer layer is formed on the surface of a negative electrode active material layer formed by a gas phase method, and the polymer layer contains inorganic oxide particles. . In this configuration, the surface of the negative electrode active material layer has an appropriate surface roughness. Moreover, the adhesive force with respect to the negative electrode active material layer surface of a polymer layer improves because a polymer layer contains an inorganic oxide particle. For this reason, it became clear that the adhesion between the negative electrode active material layer and the polymer layer was unexpectedly high, and even when the volume change of the alloy-based negative electrode active material occurred, peeling of the polymer layer was suppressed. In addition, since the adhesion between the negative electrode active material layer and the polymer layer is high, it has been clarified that the polymer layer can suppress contact between the new surface and the nonaqueous electrolyte.
また、合金系負極活物質の体積膨張に対してポリマー層が十分追従でき、ポリマー層の負極活物質表面からの剥離がさらに抑制されることが明らかになった。これらの結果、電極の寿命短縮、電池の変形、充放電サイクル特性、出力特性や放電容量などの電池性能の急激な低下が起こり難くなることが判明した。さらに、内部短絡、過充電などにより電池内部が発熱状態になった場合でも、発熱のさらなる進行を抑制し、電池の安全性を高め得ることが判明した。
本発明者らは、これらの知見に基づいて、本発明を完成するに至った。
Further, it has been clarified that the polymer layer can sufficiently follow the volume expansion of the alloy-based negative electrode active material, and peeling of the polymer layer from the negative electrode active material surface is further suppressed. As a result, it was found that battery performance such as electrode life shortening, battery deformation, charge / discharge cycle characteristics, output characteristics, and discharge capacity is unlikely to suddenly decrease. Furthermore, it has been found that even when the inside of the battery becomes heated due to internal short circuit, overcharge, etc., further progress of heat generation can be suppressed and the safety of the battery can be improved.
The present inventors have completed the present invention based on these findings.
すなわち本発明は、正極、負極、ポリマー層およびリチウムイオン透過性絶縁層を含み、正極は、リチウムを吸蔵および放出可能な正極活物質を含有する正極活物質層および正極集電体を含み、負極は、気相法により形成されかつ合金系負極活物質を含有する負極活物質層および負極集電体を含み、ポリマー層は負極活物質層の表面に形成され、第1ポリマーと第1無機酸化物粒子とを含有し、ならびに、リチウムイオン透過性絶縁層は正極と負極との間に介在するように配置されるリチウムイオン二次電池に係る。 That is, the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, a polymer layer, and a lithium ion permeable insulating layer, and the positive electrode includes a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material capable of occluding and releasing lithium, and a positive electrode current collector. Includes a negative electrode active material layer and a negative electrode current collector formed by a vapor phase method and containing an alloy-based negative electrode active material, the polymer layer being formed on the surface of the negative electrode active material layer, the first polymer and the first inorganic oxide And a lithium ion permeable insulating layer according to a lithium ion secondary battery disposed so as to be interposed between a positive electrode and a negative electrode.
本発明の好ましい一形態では、リチウムイオン透過性絶縁層はセパレータまたは多孔質層であり、さらにリチウムイオン伝導性の非水電解質を含む。
本発明の好ましい別形態では、リチウムイオン透過性絶縁層は、リチウムイオン伝導性の固体電解質層である。
In a preferred embodiment of the present invention, the lithium ion permeable insulating layer is a separator or a porous layer, and further contains a lithium ion conductive nonaqueous electrolyte.
In another preferred embodiment of the present invention, the lithium ion permeable insulating layer is a lithium ion conductive solid electrolyte layer.
ポリマー層における第1無機酸化物粒子の含有量は、ポリマー層全量の25〜75重量%であることが好ましい。
ポリマー層に含有される第1無機酸化物粒子は、好ましくは、アルミナ、マグネシア、シリカ、ジルコニアおよびチタニアよりなる群から選ばれる1または2以上である。
ポリマー層に含有される第1ポリマーは、好ましくは、フッ素樹脂である。
ポリマー層の厚さは、好ましくは0.05〜25μmである。
The content of the first inorganic oxide particles in the polymer layer is preferably 25 to 75% by weight of the total amount of the polymer layer.
The first inorganic oxide particles contained in the polymer layer are preferably one or more selected from the group consisting of alumina, magnesia, silica, zirconia and titania.
The first polymer contained in the polymer layer is preferably a fluororesin.
The thickness of the polymer layer is preferably 0.05 to 25 μm.
リチウムイオン透過性絶縁層が多孔質層である場合、多孔質層は第2ポリマーと第2無機酸化物粒子とを含み、第2無機酸化物粒子の含有量が多孔質層全量の25〜99.5重量%であることが好ましい。
負極活物質層は複数の柱状体の集合体であり、柱状体は合金系負極活物質を含有し、負極集電体表面から外方に延びかつ互いに離隔していることが好ましい。
第1無機酸化物粒子の粒子径は、1つの柱状体とそれに隣り合う柱状体との軸線間距離よりも小さいことが好ましい。
When the lithium ion permeable insulating layer is a porous layer, the porous layer contains the second polymer and the second inorganic oxide particles, and the content of the second inorganic oxide particles is 25 to 99 of the total amount of the porous layer. 0.5% by weight is preferred.
The negative electrode active material layer is an aggregate of a plurality of columnar bodies, and the columnar bodies preferably contain an alloy-based negative electrode active material, extend outward from the surface of the negative electrode current collector and are separated from each other.
The particle diameter of the first inorganic oxide particles is preferably smaller than the distance between the axes of one columnar body and a columnar body adjacent thereto.
ポリマー層は、複数のポリマー層の積層体であり、複数のポリマー層はそれぞれ第1ポリマーおよび第1無機酸化物粒子を含有し、複数のポリマー層における第1無機酸化物粒子の含有量が、負極活物質層からリチウムイオン透過性絶縁層に向かう方向において、段階的に多くなっていることがさらに好ましい。 The polymer layer is a laminate of a plurality of polymer layers, each of the plurality of polymer layers contains a first polymer and a first inorganic oxide particle, and the content of the first inorganic oxide particles in the plurality of polymer layers is It is more preferable that the number increases stepwise in the direction from the negative electrode active material layer to the lithium ion permeable insulating layer.
複数のポリマー層は第1層および第2層であり、第1層は負極活物質層の表面に形成され、第1ポリマーと第1無機酸化物粒子とを含有し、第2層は第1層の表面に形成され、第1ポリマーと第1無機酸化物粒子とを含有し、かつ、第1層における第1無機酸化物粒子の含有量は第2層における第1無機酸化物粒子の含有量よりも少ないことが好ましい。 The plurality of polymer layers are a first layer and a second layer, the first layer is formed on the surface of the negative electrode active material layer, contains the first polymer and the first inorganic oxide particles, and the second layer is the first layer. Formed on the surface of the layer, containing the first polymer and the first inorganic oxide particles, and the content of the first inorganic oxide particles in the first layer is the content of the first inorganic oxide particles in the second layer Preferably less than the amount.
合金系負極活物質は、好ましくは、珪素を含有する合金系負極活物質および錫を含有する合金系負極活物質から選ばれる1または2以上である。 The alloy-based negative electrode active material is preferably one or more selected from an alloy-based negative electrode active material containing silicon and an alloy-based negative electrode active material containing tin.
本発明のリチウムイオン二次電池は、合金系負極活物質を含有することにより、充放電サイクル特性、出力特性などの電池性能に優れている。また、本発明のリチウムイオン二次電池は、合金系負極活物質を含有するにもかかわらず、前記電池特性の低下が顕著に抑制され、耐用寿命が長い。 The lithium ion secondary battery of this invention is excellent in battery performance, such as a charge / discharge cycle characteristic and an output characteristic, by containing an alloy type negative electrode active material. Moreover, although the lithium ion secondary battery of this invention contains an alloy type negative electrode active material, the fall of the said battery characteristic is suppressed notably and its useful life is long.
さらに、本発明のリチウムイオン二次電池は、内部短絡の発生時、過充電時などにおける安全性が高い。具体的には、内部短絡、過充電などに伴う発熱が抑制される。したがって、本発明のリチウムイオン二次電池は、現在市販されている各種の携帯用小型電子機器の電源として好適に使用できる。さらに、多機能化などにより電力消費量が一層増加した電子機器の電源としても好適に使用できる。 Furthermore, the lithium ion secondary battery of the present invention has high safety when an internal short circuit occurs or during overcharge. Specifically, heat generation due to internal short circuit, overcharge, etc. is suppressed. Therefore, the lithium ion secondary battery of the present invention can be suitably used as a power source for various portable small electronic devices currently on the market. Furthermore, it can also be suitably used as a power source for electronic devices whose power consumption has further increased due to the increase in functionality.
本発明のリチウムイオン二次電池は、正極、負極、ポリマー層、イオン透過性絶縁層および非水電解質を含む。負極は、負極集電体および負極活物質層を含み、負極活物質層は気相法により形成され、かつ合金系負極活物質を含有することを特徴とする。ポリマー層は負極活物質層表面に形成され、ポリマーおよび無機酸化物粒子を含有することを特徴とする。すなわち、本発明のリチウムイオン二次電池は、特定の負極とポリマー層との組み合わせを特徴とする。それ以外の構成、すなわち正極、イオン透過性絶縁層および非水電解質は、従来のリチウムイオン二次電池と同様である。 The lithium ion secondary battery of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, a polymer layer, an ion-permeable insulating layer, and a nonaqueous electrolyte. The negative electrode includes a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer, and the negative electrode active material layer is formed by a vapor phase method and contains an alloy-based negative electrode active material. The polymer layer is formed on the surface of the negative electrode active material layer and contains a polymer and inorganic oxide particles. That is, the lithium ion secondary battery of the present invention is characterized by a combination of a specific negative electrode and a polymer layer. Other configurations, that is, the positive electrode, the ion-permeable insulating layer, and the nonaqueous electrolyte are the same as those of the conventional lithium ion secondary battery.
図1は、本発明の実施形態の一つであるリチウムイオン二次電池1の構成を模式的に示す縦断面図である。リチウムイオン二次電池1は、正極11、負極12、ポリマー層13、セパレータ14、正極リード15、負極リード16、ガスケット17、外装ケース18および図示しない非水電解質を含む。リチウムイオン二次電池1は、正極11と負極12との間にセパレータ14を介在させて積層した積層型電極群を含む扁平型電池である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a configuration of a lithium ion
正極11は、正極集電体11aおよび正極活物質層11bを含む。
正極集電体11aには、導電性基板を使用する。導電性基板の材質は、ステンレス鋼、チタン、アルミニウム、アルミニウム合金などの金属材料、導電性樹脂などである。また、導電性基板には、多孔性導電性基板および無孔の導電性基板がある。多孔性導電性基板には、メッシュ体、ネット体、パンチングシート、ラス体、多孔質体、発泡体、不織布などがある。無孔の導電性基板には、箔、シート、フィルムなどがある。導電性基板の厚さは、通常1〜500μm、好ましくは1〜50μmである。
The
A conductive substrate is used for the positive electrode
正極活物質層11bは、正極集電体11aの厚さ方向の片方または両方の表面に設けられ、正極活物質を含有する。さらに正極活物質層11bは、正極活物質とともに、導電剤、結着材などを含有してもよい。
正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵および放出できる物質であれば特に制限されないが、たとえば、リチウム含有複合金属酸化物、オリビン型リン酸リチウムなどを好ましく使用できる。
The positive electrode
The positive electrode active material is not particularly limited as long as it is a material that can occlude and release lithium ions. For example, lithium-containing composite metal oxides, olivine-type lithium phosphate, and the like can be preferably used.
リチウム含有複合金属酸化物は、リチウムと遷移金属とを含む金属酸化物または該金属酸化物中の遷移金属の一部が異種元素によって置換された金属酸化物である。ここで、異種元素としては、たとえば、Na、Mg、Sc、Y、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Cr、Pb、Sb、Bなどが挙げられる。これらの中でも、Mn、Al、Co、Ni、Mgなどが好ましい。異種元素は1種でもよくまたは2種以上でもよい。 The lithium-containing composite metal oxide is a metal oxide containing lithium and a transition metal or a metal oxide in which a part of the transition metal in the metal oxide is substituted with a different element. Here, examples of the different element include Na, Mg, Sc, Y, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al, Cr, Pb, Sb, and B. Among these, Mn, Al, Co, Ni, Mg, etc. are preferable. One kind or two or more kinds of different elements may be used.
リチウム含有複合金属酸化物の具体例としては、たとえば、LilCoO2、LilNiO2、LilMnO2、LilComNi1-mO2、LilComM1-mOn、LilNi1-mMmOn、LilMn2O4、LilMn2-mMnO4(前記各式中、MはNa、Mg、Sc、Y、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Cr、Pb、SbおよびBよりなる群から選ばれる少なくとも1つの元素を示す。0<l≦1.2、0≦m≦0.9、2.0≦n≦2.3である。)などが挙げられる。 Specific examples of the lithium-containing composite metal oxide, for example, Li l CoO 2, Li l NiO 2, Li l MnO 2, Li l Co m Ni 1-m O 2, Li l Co m M 1-m O n , Li l Ni 1-m M m O n , Li l Mn 2 O 4 , Li l Mn 2−m M n O 4 (wherein M is Na, Mg, Sc, Y, Mn, Fe, Co And at least one element selected from the group consisting of Ni, Cu, Zn, Al, Cr, Pb, Sb and B. 0 <l ≦ 1.2, 0 ≦ m ≦ 0.9, 2.0 ≦ n ≦ 2.3).
ここで、リチウムのモル比を示すlの値は正極活物質作製直後の値であり、充放電により増減する。これらの中でも、組成式LilComM1-mOn(式中、M、l、mおよびnは上記に同じ。)で表されるリチウム含有複合金属酸化物が好ましい。また、オリビン型リン酸リチウムの具体例としては、たとえば、LiXPO4、Li2XPO4F(式中、XはCo、Ni、MnおよびFeよりなる群から選ばれる少なくとも1つである)などが挙げられる。正極活物質は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。 Here, the value of l indicating the molar ratio of lithium is a value immediately after the production of the positive electrode active material, and is increased or decreased by charging and discharging. Among these, (wherein, M, l, m and n are the same. Above) the composition formula Li l Co m M 1-m O n lithium-containing composite metal oxide represented by are preferred. Specific examples of the olivine-type lithium phosphate include LiXPO 4 and Li 2 XPO 4 F (wherein X is at least one selected from the group consisting of Co, Ni, Mn and Fe). Can be mentioned. A positive electrode active material can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
導電剤としては、たとえば、天然黒鉛、人造黒鉛などのグラファイト類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック類、炭素繊維、金属繊維などの導電性繊維類、アルミニウムなどの金属粉末類、酸化亜鉛ウィスカー、チタン酸カリウムウィスカーなどの導電性ウィスカー類、酸化チタンなどの導電性金属酸化物、フェニレン誘導体などの有機導電性材料、フッ化カーボンなどが挙げられる。導電剤は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。 Examples of the conductive agent include graphites such as natural graphite and artificial graphite, carbon blacks such as acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black and thermal black, and conductive properties such as carbon fiber and metal fiber. Examples include fibers, metal powders such as aluminum, conductive whiskers such as zinc oxide whisker and potassium titanate whisker, conductive metal oxides such as titanium oxide, organic conductive materials such as phenylene derivatives, and carbon fluoride. It is done. A conductive agent can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
結着材としては、たとえば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アラミド樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアクリロニトリル、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ヘキシル、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ヘキシル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン、ポリエーテル、ポリエーテルサルホン、ポリヘキサフルオロプロピレン、スチレンブタジエンゴム、変性アクリルゴム、カルボキシメチルセルロースなどが挙げられる。 Examples of the binder include polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, aramid resin, polyamide, polyimide, polyamideimide, polyacrylonitrile, polyacrylic acid, polymethyl acrylate, and polyethyl acrylate. , Polyhexyl acrylate, polymethacrylic acid, polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polyhexyl methacrylate, polyvinyl acetate, polyvinyl pyrrolidone, polyether, polyethersulfone, polyhexafluoropropylene, styrene butadiene rubber, modified Examples include acrylic rubber and carboxymethyl cellulose.
また、2種類以上のモノマー化合物を含有する共重合体を結着材として使用できる。モノマー化合物としては、たとえば、テトラフルオロエチレン(TFE)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、パーフルオロアルキルビニルエーテル、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、エチレン、プロピレン、ペンタフルオロプロピレン、フルオロメチルビニルエーテル、アクリル酸、ヘキサジエンなどが挙げられる。結着材は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。 A copolymer containing two or more types of monomer compounds can be used as a binder. Examples of the monomer compound include tetrafluoroethylene (TFE), hexafluoropropylene (HFP), perfluoroalkyl vinyl ether, vinylidene fluoride, chlorotrifluoroethylene, ethylene, propylene, pentafluoropropylene, fluoromethyl vinyl ether, acrylic acid, Examples include hexadiene. A binder can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
正極活物質層11bは、たとえば、正極合剤スラリーを正極集電体11a表面に塗布し、乾燥させ、圧延することにより形成できる。正極合剤スラリーは、正極活物質および必要に応じて導電剤、結着材などを有機溶媒に溶解または分散させることにより調製できる。有機溶媒としては、たとえば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルアミン、アセトン、シクロヘキサノンなどを使用できる。
The positive electrode
負極12は、負極集電体12aと負極活物質層12bとを含む。
負極集電体12aには、導電性基板を使用できる。導電性基板の材質は、たとえば、ステンレス鋼、ニッケル、銅、銅合金などの金属材料、導電性樹脂などである。また、導電性基板には、多孔性導電性基板および無孔の導電性基板がある。多孔性導電性基板には、メッシュ体、ネット体、パンチングシート、ラス体、多孔質体、発泡体、不織布などがある。無孔の導電性基板には、箔、シート、フィルムなどがある。導電性基板の厚さは、通常1〜500μm、好ましくは1〜50μmである。
The
A conductive substrate can be used for the negative electrode
負極活物質層12bは合金系負極活物質を含有し、負極集電体12aの厚さ方向の片面または両面に、気相法により薄膜状に形成される。また、負極活物質層12bは、合金系負極活物質とともに、その特性を損なわない範囲で、合金系負極活物質以外の公知の負極活物質、添加物などを含有していてもよい。負極活物質層12bは、合金系負極活物質を含有する非晶質または低結晶性の薄膜であることがさらに好ましい。気相法により形成される負極活物質層12bは、通常合金系負極活物質からなり、結着材を含んでいない。
The negative electrode
負極活物質層12bは気相法により形成されるので、負極活物質層12bの表面は適度な表面粗度を有している。これにより、負極活物質層12bとポリマー層13との密着が保持される。そして、負極活物質層12bに含有される合金系負極活物質が体積変化を繰り返しても、ポリマー層13の負極活物質層12bからの剥離が抑制される。その結果、ポリマー層13の、新生面と非水電解質との直接的な接触を抑制する効果が長期にわたって発揮される。
Since the negative electrode
負極活物質層12bの厚さは、通常1〜数十μm、好ましくは1〜20μmである。負極活物質層12bの厚さを前記範囲に調整する効果は次の通りである。負極活物質層12b内部で合金系負極活物質粒子にクラックが発生して新生面が生成しても、新生面の大部分が負極活物質層12bの表面または表面近傍に現れ易くなるものと推測される。その結果、新生面がポリマー層13による保護を受け易くなり、新生面と非水電解質との急激な接触が抑制される。
The thickness of the negative electrode
これにより、新生面と非水電解質との副反応が抑制され、負極12の寿命短縮、電池1の変形、電池1の電池性能の低下などの原因になる副生物の生成量が顕著に少なくなる。その結果、合金系負極活物質の長所(高容量)が十分に発揮され、高容量および高出力で、充放電サイクル特性に優れ、耐用寿命の長いリチウムイオン二次電池1が得られる。
As a result, side reactions between the new surface and the non-aqueous electrolyte are suppressed, and the amount of by-products that cause a reduction in the life of the
合金系負極活物質は、負極電位下で、充電時にリチウムと合金化してリチウムを吸蔵し、かつ放電時にリチウムを放出する物質である。合金系負極活物質としては特に制限されないが、珪素を含有する合金系負極活物質および錫を含有する合金系負極活物質が好ましい。珪素を含有する合金系負極活物質としては、たとえば、珪素、珪素酸化物、珪素炭化物、珪素窒化物、珪素含有合金、珪素化合物、これらの固溶体などが挙げられる。 The alloy-based negative electrode active material is a material that is alloyed with lithium during charging and occludes lithium and releases lithium during discharging under a negative electrode potential. Although it does not restrict | limit especially as an alloy type negative electrode active material, The alloy type negative electrode active material containing silicon and the alloy type negative electrode active material containing tin are preferable. Examples of the alloy-based negative electrode active material containing silicon include silicon, silicon oxide, silicon carbide, silicon nitride, silicon-containing alloys, silicon compounds, and solid solutions thereof.
珪素酸化物としては、たとえば、組成式:SiOa(0.05<a<1.95)で表される酸化珪素が挙げられる。珪素炭化物としては、たとえば、組成式:SiCb(0<b<1)で表される炭化珪素が挙げられる。珪素窒化物としては、たとえば、組成式:SiNc(0<c<4/3)で表される窒化珪素が挙げられる。珪素含有合金としては、たとえば、珪素と珪素以外の元素との合金が挙げられる。珪素以外の元素としては、Fe、Co、Sb、Bi、Pb、Ni、Cu、Zn、Ge、In、Sn、Tiなどが挙げられる。珪素以外の元素は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。 Examples of the silicon oxide include silicon oxide represented by the composition formula: SiO a (0.05 <a <1.95). Examples of silicon carbide include silicon carbide represented by the composition formula: SiC b (0 <b <1). Examples of the silicon nitride include silicon nitride represented by the composition formula: SiN c (0 <c <4/3). Examples of the silicon-containing alloy include an alloy of silicon and an element other than silicon. Examples of elements other than silicon include Fe, Co, Sb, Bi, Pb, Ni, Cu, Zn, Ge, In, Sn, and Ti. Elements other than silicon can be used alone or in combination of two or more.
珪素化合物は、珪素、珪素酸化物、珪素炭化物、珪素窒化物または珪素含有合金に含まれる珪素の一部が1または2以上の元素で置換された化合物である。この元素としては、B、Mg、Ni、Ti、Mo、Co、Ca、Cr、Cu、Fe、Mn、Nb、Ta、V、W、Zn、C、N、Snなどが挙げられる。珪素を含有する合金系負極活物質の中では、珪素および珪素酸化物が好ましい。 The silicon compound is a compound in which part of silicon contained in silicon, silicon oxide, silicon carbide, silicon nitride, or silicon-containing alloy is substituted with one or more elements. Examples of this element include B, Mg, Ni, Ti, Mo, Co, Ca, Cr, Cu, Fe, Mn, Nb, Ta, V, W, Zn, C, N, and Sn. Of the alloy-based negative electrode active materials containing silicon, silicon and silicon oxide are preferable.
錫を含有する合金系負極活物質としては、たとえば、錫、錫酸化物、錫窒化物、錫含有合金、錫化合物、これらの固溶体などが挙げられる。錫酸化物としては、組成式:SnOd(0<d<2)で表される酸化錫、二酸化錫(SnO2)などが挙げられる。錫含有合金としては、Ni−Sn合金、Mg−Sn合金、Fe−Sn合金、Cu−Sn合金、Ti−Sn合金などが挙げられる。錫化合物としては、SnSiO3、Ni2Sn4、Mg2Snなどが挙げられる。錫を含有する合金系負極活物質の中では、錫酸化物、錫含有合金、錫化合物などが好ましい。 Examples of the alloy-based negative electrode active material containing tin include tin, tin oxide, tin nitride, a tin-containing alloy, a tin compound, and a solid solution thereof. Examples of the tin oxide include tin oxide represented by the composition formula: SnO d (0 <d <2), tin dioxide (SnO 2 ), and the like. Examples of the tin-containing alloy include Ni—Sn alloy, Mg—Sn alloy, Fe—Sn alloy, Cu—Sn alloy, Ti—Sn alloy and the like. Examples of the tin compound include SnSiO 3 , Ni 2 Sn 4 , and Mg 2 Sn. Among alloy-based negative electrode active materials containing tin, tin oxides, tin-containing alloys, tin compounds, and the like are preferable.
合金系負極活物質の中でも、珪素、珪素酸化物、錫、錫酸化物などが好ましく、珪素、珪素酸化物などが特に好ましい。合金系負極活物質は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。 Among alloy-based negative electrode active materials, silicon, silicon oxide, tin, tin oxide and the like are preferable, and silicon, silicon oxide and the like are particularly preferable. An alloy type negative electrode active material can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
負極活物質層12bは、気相法に従って負極集電体12a表面に薄膜状に形成される。気相法には、たとえば、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、化学気相成長(CVD;Chemical Vapor Deposition)法、プラズマ化学気相成長法、溶射法などがある。これらの中でも、真空蒸着法が好ましい。
The negative electrode
なお、負極活物質層12bの表面にポリマー層13を形成する前に、負極活物質層12bに不可逆容量に相当する量のリチウムを蒸着させてもよい。不可逆容量とは、初回充放電時に負極活物質層12bに蓄えられ、その後負極活物質層12bから放出されないリチウムの量である。
In addition, before forming the
ポリマー層13は負極活物質層12bの表面に密着するように形成され、負極活物質層12bとセパレータ14との間に介在する。また、ポリマー層13では、マトリックスである第1ポリマー中に第1無機酸化物粒子が分散している。これにより、負極活物質層12bに対する密着性が高いという効果が得られる。また、マトリックスである第1ポリマーの柔軟性により合金系負極活物質の体積変化に追従しながらも、第1無機酸化物粒子の補強効果により変形などを起こし難い。このため、負極活物質層12bとポリマー層13との密着が、電池1の使用可能期間の全般にわたって維持される。
The
その結果、充放電に伴って負極活物質層12bにクラックが発生し、新生面が生成しても、ポリマー層13は新生面が非水電解質に接触するのを抑制する。すなわち、新生面と非水電解質との副反応が抑制され、電池性能の急激な低下が非常に起こり難くなる。さらに、非水電解質の必要以上の消費が抑制される。また、ポリマー層13が合金系負極活物質の体積膨張を吸収し、かつそれ自体が変形し難いことから、電池1の変形も起こり難くなる。また、ポリマー層13が第1無機酸化物粒子を含有することにより、電池1内で内部短絡、過充電などにより発熱が起こっても、発熱が過度に進行するのが抑制され、電池1の安全性が向上する。
As a result, even if a crack occurs in the negative electrode
また、ポリマー層13は、後記する方法に従って形成することにより、リチウムイオン伝導性またはリチウムイオン透過性を示す。したがって、ポリマー層13がリチウムイオン二次電池1における電池反応を阻害し、電池1の出力特性、レート特性などを低下させることはない。
The
ポリマー層13は、第1無機酸化物粒子の含有量が異なる複数のポリマー層の積層体であってもよい。第1無機酸化物粒子の含有量が異なるポリマー層の積層数は、好ましくは2〜5、さらに好ましくは2〜3である。この場合、負極12からセパレータ14に向けて、第1無機酸化物粒子の含有量を段階的に大きくする構成が好ましい。この構成では、負極活物質層12b表面に形成されるポリマー層の第1無機酸化物粒子の含有量が最も小さくなり、セパレータ14に接触または最も近接するポリマー層の第1無機酸化物粒子の含有量が最も大きくなる。
The
具体的には、ポリマー層13が第1層および第2層を含む構成が挙げられる。第1層は、負極活物質層12bの表面に密着するように形成され、第1ポリマーおよび第1無機酸化物粒子を含有する。第2層は、第1層の表面(第1層の負極活物質層12bに接する面とは反対側の面)に密着するように形成され、第1ポリマーおよび第1無機酸化物粒子を含有する。第1層および第2層に含有される第1ポリマーおよび第1無機酸化物粒子は、それぞれ、同じものでも良くまたは異なっていても良い。ただし、第1層と第2層との密着性などを考慮すると、同じ第1ポリマーを使用するのが好ましい。また、第1層における第1無機酸化物粒子の含有量は、第2層における第1無機酸化物粒子の含有量よりも少ない。
Specifically, a configuration in which the
この構成によれば、第1層は第1無機酸化物粒子の含有量が第2層に比べて相対的に少ないことから、負極活物質層12b表面に対する密着性および柔軟性に優れている。このため、合金系負極活物質の体積変化に容易に追従し、その体積変化に伴って発生する応力を緩和しつつ、負極活物質層12b表面との密着状態を保持する。一方、第2層は第1無機酸化物粒子の含有量が第1層に比べて相対的に多いことから、ある程度の密着性および柔軟性を保持しながら、比較的高い機械的強度を有している。したがって、第2層は、第1層に密着した状態で、第1層の形状保持に寄与する。
According to this configuration, since the first layer has a relatively small content of the first inorganic oxide particles as compared with the second layer, the first layer is excellent in adhesion and flexibility to the surface of the negative electrode
すなわち、第1層と第2層との積層体であるポリマー層13では、第1層により負極活物質層12b表面との密着状態を維持しつつ、合金系負極活物質から発生する応力を緩和する。また、第2層によりポリマー層13の形状を維持して変形を抑制する。これにより、電池1の充放電サイクル特性や出力特性の低下、電池1の変形や膨れなどが抑制され、合金系負極活物質を利用する長所(エネルギー密度および出力の高さ)が最大限に生かされる。
That is, in the
ポリマー層13の厚さは特に制限されないが、好ましくは0.05〜25μmである。ポリマー層13の厚さが0.05μm未満では、合金系負極活物質の体積変化に対するポリマー層13の追従性およびポリマー層13と負極活物質層12b表面との密着性が低下するおそれがある。その結果、ポリマー層13が、負極活物質層12bの新生面と非水電解質との急激な接触を十分に抑制できないおそれがある。また、ポリマー層13の厚さが25μmを超えると、ポリマー層13のイオン伝導性またはイオン透過性が低下し、電池1の出力特性、充放電サイクル特性、保存特性などが低下するおそれがある。また、ポリマー層13の機械的強度が高くなりすぎ、合金系負極活物質の体積変化への追従性が低下するおそれがある。
The thickness of the
ポリマー層13に含有される第1ポリマーとしては、たとえば、フッ素樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシドなどが挙げられる。ポリマーは1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。これらの中でも、負極活物質層12bとポリマー層13との密着性を考慮すると、フッ素樹脂が好ましい。
Examples of the first polymer contained in the
フッ素樹脂としては、たとえば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、フッ化ビニリデン(VDF)とオレフィン系モノマーとの共重合体、ポリテトラフルオロエチレンなどが挙げられる。オレフィン系モノマーには、たとえば、テトラフルオロエチレン(TFE)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、エチレンなどがある。
ポリマー層13が単一相である場合、フッ素樹脂の中でも、PVDF、VDFとTFEとの共重合体、VDFとHFPとの共重合体、VDFとTFEとHFPとの共重合体などが好ましい。
Examples of the fluororesin include polyvinylidene fluoride (PVDF), a copolymer of vinylidene fluoride (VDF) and an olefin monomer, and polytetrafluoroethylene. Examples of the olefin monomer include tetrafluoroethylene (TFE), hexafluoropropylene (HFP), and ethylene.
When the
また、ポリマー層13が上記のように第1層と第2層とを含む場合、第1層の第1ポリマーとしては、第1ポリマーの非水電解質による膨潤を抑制するために、VDFとTFEとの共重合体、VDFとTFEとHFPとの共重合体などが好ましい。なお、VDFとTFEとHFPとの共重合体の中でも、TEF量がHFP量よりも多い共重合体が好ましい。また、第2層のポリマーとしては、リチウムイオン伝導度を大きくするために、VDFとHFPとの共重合体、VDFとTFEとHFPとの共重合体などが好ましい。なお、VDFとTFEとHFPとの共重合体の中でも、HFP量がTEF量よりも多い共重合体が好ましい。
Further, when the
ポリマー層13に含有される第1無機酸化物粒子としては、電池1内部での充放電反応に不活性なものであれば特に制限されないが、アルミナ、マグネシア、シリカ、ジルコニア、チタニアなどが好ましく、アルミナが特に好ましい。第1無機酸化物粒子は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。ポリマー層13における無機酸化物粒子の含有量は、好ましくはポリマー層13全量の25〜75重量%、さらに好ましくはポリマー層13全量の48〜73重量%であり、残部が第1ポリマーである。
The first inorganic oxide particles contained in the
第1無機酸化物粒子の含有量が25重量%未満では、ポリマー層13の負極活物質層12b表面に対する密着性が不十分になるおそれがある。また、内部短絡や過充電による発熱の進行を抑制する効果が低下するおそれがある。また、第1無機酸化物粒子の含有量が75重量%を超えると、ポリマー層13の柔軟性が低下し、合金系負極活物質の体積変化に対するポリマー層13の追従性が低下するおそれがある。その結果、ポリマー層13の負極活物質層12b表面に対する密着性が不十分になるおそれがある。
If the content of the first inorganic oxide particles is less than 25% by weight, the adhesion of the
また、ポリマー層13が上記のように第1層および第2層を含む場合、第1層における第1無機酸化物粒子の含有量は、好ましくは0.01〜96重量%、さらに好ましくは0.01〜48重量%である。また、第2層における第1無機酸化物粒子の含有量は、好ましくは50〜96重量%、さらに好ましくは50〜73重量%である。なお、ポリマー層13の第1層と負極活物質層12bとの間に、第1ポリマーのみからなる層を介在させてもよい。
When the
ポリマー層13は第1ポリマーおよび第1無機酸化物粒子の他に、支持塩を含有してもよい。支持塩としては、好ましくは、リチウムイオンを含有する支持塩である。このような支持塩はリチウムイオン二次電池の分野で常用されている。支持塩の具体例としては、たとえば、LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiAlCl4、LiSbF6、LiSCN、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiB10Cl10、低級脂肪族カルボン酸リチウム、LiCl、LiBr、LiI、LiBCl4、ホウ酸塩類、イミド塩類などが挙げられる。支持塩は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。
The
ポリマー層13は、たとえば、ポリマー層塗液を負極活物質層12b表面に塗布し、乾燥することにより形成できる。ポリマー層塗液は、第1ポリマー、第1無機酸化物粒子および有機溶媒を含み、さらに支持塩を含んでいてもよい。ポリマー層塗液は、たとえば、第1ポリマーおよび第1無機酸化物粒子ならびに必要に応じて支持塩を、有機溶媒に溶解または分散させることにより調製できる。有機溶媒には、たとえば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルアミン、アセトン、シクロヘキサノンなどを使用できる。
The
ポリマー層塗液の負極活物質層12b表面への塗布は、公知の方法により実施できる。その具体例としては、たとえば、浸漬法、スクリーン印刷、ダイコーター、コンマコーター、ロールコーター、バーコーター、グラビアコーターカーテンコーター、スプレーコーター、エアーナイフコーター、リバースコーター、ディップスクイズコーターなどが挙げられる。これらの中でも、浸漬法が好ましい。なお、ポリマー層13の厚さは、たとえば、負極活物質層12b表面への、ポリマー層塗液の塗布量、ポリマー層塗液の粘度などを変更することにより適宜調整できる。ポリマー層塗液の粘度は、たとえば、第1ポリマーの種類および含有量、第1無機酸化物粒子の含有量、有機溶媒の使用量などを変更することにより容易に調整できる。
The polymer layer coating solution can be applied to the surface of the negative electrode
セパレータ14はイオン透過性絶縁層である。セパレータ14は、正極11と負極12との間に配置される。また、セパレータ14は、負極12側ではその表面の少なくとも一部がポリマー層13の表面と接触するかまたはポリマー層13に近接している。セパレータ14には、所定のイオン透過度、機械的強度、絶縁性などを併せ持つシートまたはフィルムを使用できる。セパレータ14の具体例としては、たとえば、微多孔膜、織布、不織布などの、多孔質シートまたは多孔質フィルムが挙げられる。微多孔膜は単層膜および多層膜(複合膜)のいずれでもよい。また、微多孔膜、織布、不織布などを2層以上積層してもよい。
The
セパレータ14の材料には各種樹脂材料を使用できるが、耐久性、シャットダウン機能、電池の安全性などを考慮すると、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンが好ましい。なお、シャットダウン機能とは、電池の異常発熱時に貫通孔が閉塞し、それによりイオンの透過を抑制し、電池反応を遮断する機能である。セパレータ14の厚さは一般的には10〜300μmであるが、好ましくは10〜40μmである。また、セパレータ14の空孔率は好ましくは30〜70%、より好ましくは35〜60%である。
Various resin materials can be used as the material of the
セパレータ14には、リチウムイオン伝導性を有する非水電解質(液状非水電解質)が含浸される。
液状非水電解質は、溶質(支持塩)と非水溶媒とを含み、さらに必要に応じて各種添加剤を含む。溶質は通常非水溶媒中に溶解する。液状非水電解質は、たとえば、セパレータに含浸される。
The
The liquid non-aqueous electrolyte contains a solute (supporting salt) and a non-aqueous solvent, and further contains various additives as necessary. Solutes usually dissolve in non-aqueous solvents. For example, the separator is impregnated with the liquid non-aqueous electrolyte.
溶質としては、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiAlCl4、LiSbF6、LiSCN、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiB10Cl10、低級脂肪族カルボン酸リチウム、LiCl、LiBr、LiI、LiBCl4、ホウ酸塩類、イミド塩類などが挙げられる。 As the solute, those commonly used in this field can be used. For example, LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 , LiAlCl 4 , LiSbF 6 , LiSCN, LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , LiB 10 Cl 10 , lower aliphatic lithium carboxylates, LiCl, LiBr, LiI, LiBCl 4 , borates, imide salts and the like.
ホウ酸塩類には、ビス(1,2−ベンゼンジオレート(2−)−O,O’)ホウ酸リチウム、ビス(2,3−ナフタレンジオレート(2−)−O,O’)ホウ酸リチウム、ビス(2,2’−ビフェニルジオレート(2−)−O,O’)ホウ酸リチウム、ビス(5−フルオロ−2−オレート−1−ベンゼンスルホン酸−O,O’)ホウ酸リチウムなどがある。イミド塩類には、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2CF3)(SO2C4F9)、LiN(SO2C2F5)2などがある。溶質は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。溶質の非水溶媒1リットルに対する溶解量は、好ましくは0.5〜2モルである。 Examples of borates include lithium bis (1,2-benzenediolate (2-)-O, O ') borate, bis (2,3-naphthalenedioleate (2-)-O, O') boric acid. Lithium, bis (2,2′-biphenyldiolate (2-)-O, O ′) lithium borate, bis (5-fluoro-2-olate-1-benzenesulfonic acid-O, O ′) lithium borate and so on. Examples of the imide salts include LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 CF 3 ) (SO 2 C 4 F 9 ), LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 and the like. Solutes can be used alone or in combination of two or more. The amount of solute dissolved in 1 liter of non-aqueous solvent is preferably 0.5 to 2 mol.
非水溶媒としては、たとえば、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、環状カルボン酸エステルなどが挙げられる。環状炭酸エステルには、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)などがある。鎖状炭酸エステルには、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジメチルカーボネート(DMC)などがある。環状カルボン酸エステルには、γ−ブチロラクトン(GBL)、γ−バレロラクトン(GVL)などがある。非水溶媒は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。 Examples of the non-aqueous solvent include a cyclic carbonate, a chain carbonate, and a cyclic carboxylic acid ester. Examples of the cyclic carbonate include propylene carbonate (PC) and ethylene carbonate (EC). Examples of the chain carbonate include diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), and dimethyl carbonate (DMC). Examples of cyclic carboxylic acid esters include γ-butyrolactone (GBL) and γ-valerolactone (GVL). A non-aqueous solvent can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
また、液状非水電解質に代えて、ゲル状非水電解質を使用してもよい。ゲル状非水電解質は、液状非水電解質と液状非水電解質をゲル化して保持する高分子材料とを含むものである。高分子材料としてはこの分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキサイド、ポリ塩化ビニル、ポリアクリレートなどが挙げられる。 Further, instead of the liquid non-aqueous electrolyte, a gel-like non-aqueous electrolyte may be used. The gel-like non-aqueous electrolyte includes a liquid non-aqueous electrolyte and a polymer material that gels and holds the liquid non-aqueous electrolyte. As the polymer material, those commonly used in this field can be used, and examples thereof include polyvinylidene fluoride (PVDF), polyacrylonitrile, polyethylene oxide, polyvinyl chloride, and polyacrylate.
本実施形態ではセパレータ14を使用するが、それに限定されず、多孔質層を用いてもよい。多孔質層は、第2無機酸化物粒子および第2ポリマー(結着材)を含有する。第2無機酸化物粒子には、アルミナ、チタニア、シリカ、マグネシア、カルシア、ジルコニアなどを使用できる。第2ポリマーには、正極活物質層11bに含有される結着材と同様のものを使用できる。多孔質層における第2無機酸化物粒子の含有量は、好ましくは多孔質層全量の25〜99.5重量%、さらに好ましくは25〜90重量%、特に好ましくは25〜75重量%であり、残部が第2ポリマーである。
In the present embodiment, the
多孔質層は、正極活物質層11bと同様にして形成できる。たとえば、第2ポリマーおよび第2無機酸化物粒子を有機溶媒に溶解または分散させてスラリーを調製する。このスラリーを正極活物質層11bおよび/またはポリマー層13の表面に塗布し、乾燥させることにより、多孔質層を形成できる。ここで、有機溶媒としては、正極合剤スラリーの調製に用いる有機溶媒と同じものを使用できる。また、多孔質層の厚さは、好ましくは1〜10μmである。
The porous layer can be formed in the same manner as the positive electrode
本実施形態では、セパレータ14および非水電解質を使用するが、それに限定されず、固体電解質層を用いても良い。固体電解質層は、固体電解質を含有する。固体電解質には、無機固体電解質および有機固体電解質がある。有機固体電解質、特にポリマー非水電解質を用いると、柔軟性のある薄型電池が得られる。
無機固体電解質には、たとえば、硫化物系無機固体電解質、酸化物系無機固体電解質、その他のリチウム系無機固体電解質などがある。
In the present embodiment, the
Examples of inorganic solid electrolytes include sulfide-based inorganic solid electrolytes, oxide-based inorganic solid electrolytes, and other lithium-based inorganic solid electrolytes.
硫化物系無機固体電解質には、(Li3PO4)x−(Li2S)y−(SiS2)zガラス、(Li2S)x−(SiS2)y、(Li2S)x−(P2S5)y、Li2S−P2S5、thio―LISICONなどがある。酸化物系無機固体電解質には、LiTi2(PO4)3、LiZr2(PO4)3、LiGe2(PO4)3 などのNASICON型、(La0.5+xLi0.5-3x)TiO3などのペロブスカイト型などがある。その他のリチウム系無機固体電解質には、LiPON、LiNbO3、LiTaO3、Li3PO4、LiPO4-xNx(xは0<x≦1)、LiN、LiI、LISICONなどがある。 The sulfide-based inorganic solid electrolyte includes (Li 3 PO 4 ) x- (Li 2 S) y- (SiS 2 ) z glass, (Li 2 S) x- (SiS 2 ) y , (Li 2 S) x - (P 2 S 5) y , Li 2 S-P 2 S 5, and the like thio-LISICON. Examples of the oxide-based inorganic solid electrolyte include NASICON types such as LiTi 2 (PO 4 ) 3 , LiZr 2 (PO 4 ) 3 , LiGe 2 (PO 4 ) 3 , (La 0.5 + x Li 0.5-3x ) TiO 3, etc. Perovskite type. Other lithium-based inorganic solid electrolytes include LiPON, LiNbO 3 , LiTaO 3 , Li 3 PO 4 , LiPO 4−x N x (x is 0 <x ≦ 1), LiN, LiI, and LISICON.
有機固体電解質としても公知のものを使用でき、イオン伝導性ポリマー類、ポリマー非水電解質などが挙げられる。イオン伝導性ポリマー類としては、たとえば、ガラス転移温度(Tg)の低いポリエーテル、無定形フッ化ビニリデンコポリマー、異種ポリマーのブレンド物などが挙げられる。さらに、有機固体電解質として、骨格中に電子供与性元素を含むポリマーおよびリチウム塩を含有するポリマー非水電解質を使用できる。 Known organic solid electrolytes can be used, and examples thereof include ion conductive polymers and polymer non-aqueous electrolytes. Examples of the ion conductive polymers include polyethers having a low glass transition temperature (Tg), amorphous vinylidene fluoride copolymers, blends of different polymers, and the like. Furthermore, as the organic solid electrolyte, a polymer containing an electron donating element in the skeleton and a polymer non-aqueous electrolyte containing a lithium salt can be used.
骨格中に電子供与性元素を含むポリマーとしては、主鎖および側鎖のいずれか一方または両方に電子供与性酸素を含むポリマーが好ましい。電子供与性酸素とは、エーテル酸素、エステル酸素などであ。このポリマーの具体例としては、たとえば、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共重合体、エチレンオキサイド単位と該単位に共重合可能なモノマー単位とを含むポリマー、プロピレンオキサイド単位と該単位に共重合可能なモノマー単位とを含むポリマー、ポリカーボネートなどが挙げられる。また、リチウム塩としては、非水電解質の項目で例示したリチウム塩(支持塩)と同じものを使用できる。 As the polymer containing an electron donating element in the skeleton, a polymer containing electron donating oxygen in one or both of the main chain and the side chain is preferable. The electron donating oxygen is ether oxygen, ester oxygen or the like. Specific examples of the polymer include, for example, polyethylene oxide, polypropylene oxide, a copolymer of ethylene oxide and propylene oxide, a polymer containing an ethylene oxide unit and a monomer unit copolymerizable with the unit, a propylene oxide unit and the propylene oxide unit. Examples thereof include a polymer containing a monomer unit copolymerizable with the unit, and polycarbonate. Moreover, as lithium salt, the same thing as the lithium salt (supporting salt) illustrated by the item of the nonaqueous electrolyte can be used.
ここで、リチウムイオン二次電池1の説明に戻る。
正極リード15は、一端が正極集電体11aに接続され、他端が外装ケース18の開口部18aからリチウムイオン二次電池1の外部に導出されている。負極リード16は、一端が負極集電体12aに接続され、他端が外装ケース18の開口部18bからリチウムイオン二次電池1の外部に導出されている。正極リード15には、たとえばアルミニウム製リードを使用できる。負極リード16には、たとえば、ニッケル製リードを使用できる。
Here, the description returns to the lithium ion
One end of the
また、外装ケース18の開口部18a、18bはガスケット17によって封止されている。ガスケット17には、たとえば、各種樹脂材料からなるものを使用できる。外装ケース18についても、金属材料製、ラミネートフィルム製などのリチウムイオン二次電池の技術分野で常用されるものをいずれも使用できる。なお、外装ケース18がラミネートフィルムなどの樹脂を含む材料から形成されている場合は、ガスケット17を使用せずに、外装ケース18の開口部18a、18bを溶着などによって直接封止してもよい。
Further, the
リチウムイオン二次電池1は、たとえば、次のようにして製造できる。まず、正極11の正極集電体11aにおける正極活物質層11bが形成される面とは反対側の面に正極リード15の一端を接続する。同様に、負極12の負極集電体12aにおける負極活物質層12bが形成される面とは反対側の面に負極リード16の一端を接続する。次に、正極11と負極12とをセパレータ14を介して積層し、電極群を作製する。このとき、正極活物質層11bと負極活物質層12bとが対向するように、正極11および負極12を配置する。
The lithium ion
この電極群を非水電解質とともに外装ケース18内に挿入し、正極リード15および負極リード16の他端を外装ケース18の外部に導出させる。次に、外装ケース18の内部を真空減圧しながら開口部18a、18bを、それぞれガスケット17を介して溶着させる。これにより、リチウムイオン二次電池1が得られる。
This electrode group is inserted into the
本実施形態では、負極活物質層は薄膜状に形成されているが、それに限定されず、たとえば、複数の柱状体の集合体であってもよい。この柱状体は合金系負極活物質を含有し、隣り合う柱状体同士が空隙を有して離隔し、負極集電体の外方に向けて延びるように形成されている。負極活物質層を複数の柱状体の集合体として形成する場合には、柱状体間に形成される空隙により、負極活物質層全体としてのアンカー効果が顕著に向上する。その結果、負極活物質層とポリマー層との密着性が一層高まる。柱状体の集合体である負極活物質層を形成する場合には、負極集電体表面に複数の凸部を設け、凸部上に柱状体を形成するのが好ましい。 In the present embodiment, the negative electrode active material layer is formed in a thin film shape, but is not limited thereto, and may be an aggregate of a plurality of columnar bodies, for example. The columnar body contains an alloy-based negative electrode active material, and the adjacent columnar bodies are spaced apart from each other and are formed to extend toward the outside of the negative electrode current collector. In the case where the negative electrode active material layer is formed as an aggregate of a plurality of columnar bodies, the anchor effect as the whole negative electrode active material layer is significantly improved by the gaps formed between the columnar bodies. As a result, the adhesion between the negative electrode active material layer and the polymer layer is further enhanced. In the case of forming a negative electrode active material layer that is an aggregate of columnar bodies, it is preferable to provide a plurality of convex portions on the surface of the negative electrode current collector and form the columnar bodies on the convex portions.
すなわち、本発明では、表面に複数の凸部を有する負極集電体と、複数の柱状体の集合体である負極活物質層とを含む別形態の負極を使用できる。図2は、負極集電体21の構成を模式的に示す斜視図である。図3は、図2に示す負極集電体21を含む別形態の負極20の構成を模式的に示す縦断面図である。図4は、図3に示す負極20の負極活物質層23に含まれる柱状体24の構成を模式的に示す縦断面図である。図7は、負極活物質層23を形成するための電子ビーム式蒸着装置30の構成を模式的に示す側面図である。
負極20は、負極集電体21と、負極活物質層23とを含む。
That is, in the present invention, it is possible to use another form of negative electrode including a negative electrode current collector having a plurality of convex portions on the surface and a negative electrode active material layer that is an aggregate of a plurality of columnar bodies. FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of the negative electrode
The
負極集電体21は、図2に示すように、厚さ方向の一方の表面21aに複数の凸部22が設けられている。それ以外の構成は、負極集電体12aと同じである。なお、本実施形態では負極集電体21の厚さ方向の一方の表面21aに凸部22を形成しているが、それに限定されず、負極集電体21の厚さ方向の両方の表面に凸部22を形成してもよい。
凸部22は、負極集電体21の厚さ方向の表面21aから、負極集電体21の外方に向けて延びる突起物である。凸部22は互いに離隔している。1つの凸部22とそれに隣り合う凸部22との間には、空隙が存在する。
As shown in FIG. 2, the negative electrode
The
凸部22の高さは特に制限されないが、平均高さとして、好ましくは3〜20μm程度である。本明細書において、凸部22の高さは、負極集電体21の厚さ方向における凸部22の断面において定義される。なお、凸部22の断面は、凸部22の延びる方向における最先端点を含む断面とする。このような凸部22の断面において、凸部22の高さは、凸部22の延びる方向における最先端点から表面21aに降ろした垂線の長さである。凸部22の平均高さは、たとえば、負極集電体21の厚さ方向における断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察して100個の凸部22の高さを測定し、得られる測定値の平均値として求められる。
The height of the
また、凸部22の断面径も特に制限されないが、たとえば、1〜50μmである。凸部22の断面径は、凸部22の高さを求めるための凸部22の断面において、表面21aに平行な方向における凸部22の長さである。凸部22の断面径も、凸部22の高さと同様に、100個の凸部22の長さを測定し、測定値の平均値として求められる。
なお、複数の凸部22は全て同じ高さまたは同じ断面径に形成する必要はない。
Moreover, although the cross-sectional diameter of the
Note that the plurality of
凸部22の形状は、本実施形態では円形である。凸部22の形状は、負極集電体21の表面21aを水平面に一致させ、それを鉛直方向上方から見た凸部22の形状である。凸部22の形状は円形に限定されず、たとえば、多角形、楕円形、平行四辺形、台形、菱形などでもよい。
The shape of the
凸部22は、その延びる方向の先端部分にほぼ平面状の頂部を有する。凸部22が先端部分に平面状の頂部を有することによって、凸部22と柱状体24との接合性が向上する。なお、本実施形態では凸部22の先端部分はほぼ平面状であるが、それに限定されず、ドーム状、先端が尖った形状などであってもよい。
The
凸部22の個数、凸部22同士の間隔などは特に制限されず、凸部22の大きさ(高さ、断面径など)、凸部22表面に設けられる柱状体24の大きさなどに応じて適宜選択される。凸部22の個数の一例を示せば、1万〜1000万個/cm2程度である。また、隣り合う凸部22の軸線間距離が2〜100μm程度になるように、凸部22を形成するのが好ましい。凸部22は、表面21a上に規則的または不規則的な配置で形成できる。規則的な配置には、格子状配置、千鳥格子状配置、最密充填配置などがある。
The number of the
凸部22の軸線は、凸部22の形状が円形である場合は、円の中心を通り、負極集電体21の表面に垂直な方向に延びる仮想線である。凸部22の軸線は、凸部22の形状が多角形、平行四辺形、台形、菱形などである場合は、対角線の交点を通り、負極集電体21の表面に垂直な方向に延びる仮想線である。凸部22の軸線は、凸部22の形状が楕円である場合、長軸と短軸との交点を通り、負極集電体21の表面に垂直な方向に延びる仮想線である。
When the shape of the
凸部22は、その表面に図示しない突起を形成してもよい。これにより、たとえば、凸部22と柱状体24との接合性が一層向上する。その結果、柱状体24の凸部22からの剥離、剥離伝播などがより確実に防止される。突起は、凸部22表面から凸部22の外方に突出するように設けられる。
The
突起は、凸部22よりも寸法の小さいものが複数形成されてもよい。また、突起は、凸部22の側面に、周方向および/または凸部22の成長方向に延びるように形成されてもよい。また、凸部22がその先端部分に平面状の頂部を有する場合は、1または複数の、凸部22よりも小さな突起が頂部に形成されてもよく、さらに一方向に延びる1または複数の突起が頂部に形成されてもよい。
A plurality of protrusions having a smaller dimension than the
負極集電体21は、たとえば、金属シートに凹凸を形成する技術を利用して製造できる。具体的には、たとえば、表面に凹部が形成されたローラを利用する方法(以下「ローラ加工法」とする)などが挙げられる。金属シートには、たとえば、金属箔、金属フィルム、金属板などを使用できる。金属シートの材質は、たとえば、ステンレス鋼、ニッケル、銅、銅合金などの金属材料である。
The negative electrode
金属シートには、凸部を形成する前に、粗面化処理を施してもよい。粗面化処理方法としては、たとえば、めっき、エッチング、サンドブラストなどが挙げられる。ローラ加工法で凸部を形成すると、粗面化処理により得られる表面粗さが、そのまま凸部表面に保持される。 The metal sheet may be subjected to a surface roughening treatment before the convex portions are formed. Examples of the roughening treatment method include plating, etching, and sand blasting. When the convex portion is formed by the roller processing method, the surface roughness obtained by the roughening treatment is maintained on the convex portion surface as it is.
ローラ加工法によれば、表面に凹部が形成されたローラ(以下「凸部用ローラ」とする)を用いて、金属シートをプレス加工すればよい。凸部用ローラの表面には、前記したように、複数の凹部が規則的に形成されている。これにより、凹部の内部空間の寸法および形状、凹部の個数および配置にほぼ対応する凸部22が形成され、負極集電体21が得られる。負極集電体21の表面に粗面化処理を施しても良い。粗面化処理には、上記した各種粗面化処理方法を利用できる。
According to the roller processing method, the metal sheet may be pressed using a roller having a concave portion formed on the surface (hereinafter referred to as “convex roller”). As described above, a plurality of concave portions are regularly formed on the surface of the convex portion roller. Thereby, the
より具体的には、2つの凸部用ローラをそれぞれの軸線が平行になるように圧接させ、金属シートをその圧接ニップ部に通過させて加圧すると、厚さ方向の両方の表面に凸部22が形成された負極集電体21が得られる。また、凸部用ローラと表面が平滑なローラとをそれぞれの軸線が平行になるように圧接させ、金属シートをその圧接ニップ部に通過させて加圧すると、厚さ方向の片方の表面に凸部22が形成された負極集電体21が得られる。ローラの圧接圧は金属シートの材質、厚さ、凸部22の形状、寸法、加圧成形後に得られる負極集電体21の厚さの設定値などに応じて適宜選択される。
More specifically, when the two convex rollers are pressed against each other so that their axes are parallel to each other, and the metal sheet is passed through the pressure nip portion and pressed, the convex portions are formed on both surfaces in the thickness direction. A negative electrode
凸部用ローラは、たとえば、セラミックローラの表面における所定位置に、レーザー加工により凹部を形成することによって作製できる。セラミックローラには、芯用ローラと、溶射層とを含むものを使用できる。芯用ローラには、鉄製ローラ、ステンレス鋼製ローラなどを使用できる。溶射層は、芯用ローラ表面に、酸化クロムなどのセラミック材料を均一に溶射することによって形成される。溶射層に凹部が形成される。 The convex roller can be produced, for example, by forming a concave portion by laser processing at a predetermined position on the surface of the ceramic roller. A ceramic roller including a core roller and a sprayed layer can be used. As the core roller, an iron roller, a stainless steel roller, or the like can be used. The sprayed layer is formed by uniformly spraying a ceramic material such as chromium oxide on the surface of the core roller. A recess is formed in the sprayed layer.
セラミックローラの代りに、芯用ローラと超硬合金層とを含むローラを使用できる。芯用ローラは上記と同じものである。超硬合金層は芯用ローラの表面に形成され、炭化タングステンなどの超硬合金を含む。超硬合金層は、芯用ローラに、円筒状に形成した超硬合金を焼き嵌めするかまたは冷やし嵌めすることによって形成できる。
また、セラミックローラの代りに、硬質鉄系ローラを使用できる。硬質鉄系ローラには、少なくとも凹部を形成する表面がハイス鋼、鍛鋼などからなるローラを使用できる。
Instead of the ceramic roller, a roller including a core roller and a cemented carbide layer can be used. The core roller is the same as described above. The cemented carbide layer is formed on the surface of the core roller and includes a cemented carbide such as tungsten carbide. The cemented carbide layer can be formed by shrink fitting or cold fitting a cemented carbide alloy formed on the core roller.
Moreover, a hard iron-type roller can be used instead of a ceramic roller. As the hard iron-based roller, a roller having at least a concave surface formed of high-speed steel, forged steel, or the like can be used.
負極活物質層23は、たとえば、図3に示すように、複数の柱状体24の集合体である。柱状体24は、凸部22表面から負極集電体21の外方に向けて延びる。柱状体24は、負極集電体21の表面21aに対して垂直な方向または前記垂直な方向に対して角度を有して延びる。また、柱状体24は、隣り合う柱状体24との間に空隙を有して互いに離隔している。この空隙により充放電時の柱状体24の膨張および収縮による応力が緩和される。その結果、柱状体24が凸部22から剥離し難くなり、負極集電体21ひいては負極20の変形も起こり難い。
The negative electrode
柱状体24は、図4に示すように、好ましくは、8個の柱状塊24a、24b、24c、24d、24e、24f、24g、24hの積層体として形成される。柱状体24は、より具体的には、次のようにして形成される。まず、凸部22の頂部およびそれに続く側面の一部を被覆するように柱状塊24aを形成する。次に、凸部22の残りの側面および柱状塊24aの頂部表面の一部を被覆するように柱状塊24bを形成する。すなわち、図4において、柱状塊24aは凸部22の頂部を含む一方の端部に形成される。一方、柱状塊24bは部分的には柱状塊24aに重なるが、柱状塊24aに重ならない部分は凸部22の他方の端部に形成される。
As shown in FIG. 4, the
さらに、柱状塊24aの頂部表面の残りおよび柱状塊24bの頂部表面の一部を被覆するように柱状塊24cを形成する。すなわち、柱状塊24cを主に柱状塊24aに接するように形成する。さらに、柱状塊24dを主に柱状塊24bに接するように形成する。以下同様にして、柱状塊24e、24f、24g、24hを交互に積層することによって、柱状体24が形成される。なお、柱状塊の積層数は8個に限定されず、2以上の任意の個数にすることができる。
Further, the
柱状体24は、たとえば、図7に示す電子ビーム式蒸着装置30によって形成できる。図7では、蒸着装置30内部の各部材も実線で示す。蒸着装置30は、チャンバー31、第1の配管32、固定台33、ノズル34、ターゲット35、図示しない電子ビーム発生装置、電源36および図示しない第2の配管を含む。
チャンバー31は耐圧性の容器であり、その内部に第1の配管32、固定台33、ノズル34およびターゲット35を収容する。
The
The
第1の配管32は、一端がノズル34に接続され、他端がチャンバー31の外方に延びて図示しないマスフローコントローラを介して図示しない原料ガスボンベまたは原料ガス製造装置に接続される。原料ガスには、酸素、窒素などを使用できる。第1の配管32は、ノズル34に原料ガスを供給する。
The
固定台33は、回転自在に支持される板状部材であり、その厚さ方向の一方の面に負極集電体21を固定できる。固定台33の回転は、図7において実線で示す位置と一点鎖線で示す位置との間で行われる。実線で示す位置では、固定台33の集電体固定面と水平線とが成す角の角度がα°である。一点鎖線で示す位置では、固定台33の集電体固定面と水平線とが成す角の角度が(180−α)°である。角度α°は、形成しようとする柱状体24の寸法などに応じて適宜選択できる。
The fixing
ノズル34は、固定台33とターゲット35との間に設けられ、第1の配管32の一端に接続されている。ノズル34は、チャンバー31内に原料ガスを供給する。ターゲット35は合金系負極活物質またはその原料を収容する。電子ビーム発生装置は、ターゲット35に収容される合金系負極活物質またはその原料に電子ビームを照射して加熱し、これらの蒸気を発生させる。
The
電源36はチャンバー31の外部に設けられ、電子ビーム発生装置に電圧を印加する。第2の配管は、チャンバー31内の雰囲気になるガスを導入する。なお、蒸着装置30と同じ構成を有する電子ビーム式蒸着装置が、たとえば、アルバック(株)から市販されている。
The
電子ビーム式蒸着装置30によれば、まず、負極集電体21を固定台33に固定し、チャンバー31内部に酸素ガスを導入する。この状態で、ターゲット35において合金系負極活物質またはその原料に電子ビームを照射して加熱し、その蒸気を発生させる。本実施の形態では、ターゲット35になる合金系負極活物質として珪素を使用する。発生した蒸気は鉛直方向上方に上昇し、ノズル34を通過する際に、原料ガスと混合された後、さらに上昇し、固定台33に固定された負極集電体21の表面に供給され、図示しない凸部22表面に、珪素と酸素とを含む層が形成される。
According to the electron
このとき、固定台33を実線の位置に配置することにより、凸部表面に図4に示す柱状塊24aを形成する。次に、固定台33を一点鎖線の位置に回転させ、図4に示す柱状塊24bを形成する。このように固定台33の位置を交互に回転させることによって、図4に示す8つの柱状塊24a、24b、24c、24d、24e、24f、24g、24hの積層体である柱状体24が、複数の凸部22の表面に同時に形成され、負極活物質層23が得られる。
At this time, the columnar block 24a shown in FIG. 4 is formed on the surface of the convex portion by arranging the fixing
負極活物質がたとえばSiOa(0.05<a<1.95)で表される珪素酸化物である場合、柱状体24の厚さ方向に酸素の濃度勾配が出来るように、柱状体24を形成してもよい。具体的には、集電体21に近接する部分で酸素の含有率を高くし、集電体21から離反するに従って、酸素含有量を減らすように構成すればよい。これによって、凸部22と柱状体24との接合性をさらに向上させることができる。
When the negative electrode active material is a silicon oxide represented by, for example, SiO a (0.05 <a <1.95), the
なお、ノズル34から原料ガスを供給しない場合は、珪素または錫を主成分とする柱状体24が形成される。また、負極集電体21に代えて負極集電体12aを用い、かつ固定台33を回転させず、水平方向に固定すると、負極活物質層12bを形成できる。
In the case where the source gas is not supplied from the
図1では、積層型のリチウムイオン二次電池1の具体例を示したが、それに限定されず、正極と負極との間にセパレータを介在させて捲回した捲回型電極群を外装ケースまたは電池缶内に収容した捲回型のリチウムイオン二次電池の形態に組み立てることもできる。すなわち、本発明のリチウムイオン二次電池は、積層型電極群を含む平板状電池、捲回型の電極群を含む円筒型電池、捲回型電極群を含む角型電池など、種々の形態を採ることができる。
Although FIG. 1 shows a specific example of the laminated lithium ion
図5は、本発明の別の実施形態である負極25の要部の構成を模式的に示す断面図である。図5において、便宜上、負極集電体21側を最下部、ポリマー層28側を最上部と仮定する。負極25は負極20に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して、説明を省略する。負極25は、負極集電体21、負極活物質層26およびポリマー層28を含み、2つの大きな特徴を有し、それ以外の構成は負極20と同様である。
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a main part of a
1つの特徴は、負極活物質層26が紡錘状の柱状体27の集合体として形成されていることである。柱状体27は、合金系負極活物質を含有している。この構成により、次のような利点が得られる。すなわち、負極活物質層26の表面には、柱状体27が存在する部分と存在しない部分とが交互に現れる。これが、見掛け上の凹凸になる。また、柱状体27間の空隙が見掛け上のクラックになる。この凹凸およびクラックが顕著なアンカー効果を示し、負極活物質層26とポリマー層28との密着性をさらに向上させる。
One feature is that the negative electrode
また、1つの柱状体27と、それに隣り合う他の柱状体27との軸線間距離は10〜50μmであることが好ましい。これにより、柱状体27間の空隙にポリマー層塗液が円滑に流入し、柱状体27間にポリマー層28を容易に形成できる。柱状体27の軸線とは、柱状体27の凸部22表面との接触面の中心と、柱状体27の最先端部分とを結ぶ線である。また、接触面の中心とは、接触面を内包できる最も小さい円の中心である。複数の柱状体27はほぼ同じ方向に成長しているので、これらの軸線はほぼ平行になる。
Moreover, it is preferable that the distance between axes of one
また、柱状体27を紡錘状に形成すると、柱状体27の周囲には比較的大きな空隙ができる。この空隙が、柱状体27に含有される合金系負極活物質の膨張により、隣り合う柱状体が接触して発生する内部応力を緩和する。このため、柱状体27では、充放電を繰り返してもクラックが形成され難い。したがって、新生面と非水電解質との接触による副生物の生成、非水電解質の無駄な消費などが抑制され、各種電池性能の低下が起こりにくい。
Further, when the
柱状体27同士の軸線間距離が10μm未満では、柱状体27間の空隙にポリマー層塗液が流入し難くなるおそれがある。また、柱状体27に含有される合金系負極活物質の体積膨張を十分に吸収出来なくなる可能性がある。軸線間距離が50μmを超えると、柱状体27の数が少なくなりすぎ、負極25の容量が低下するおそれがある。なお、紡錘状の柱状体27は、柱状体24と同様に、図7に示す電子ビーム式蒸着装置30において回転台33の回転角度を適宜調整することにより作製できる。
If the distance between the axes of the
もう1つの特徴は、ポリマー層28が、負極活物質層26の表面だけでなく、1つの柱状体27とそれに隣り合う他の柱状体27との空隙にも入り込んでいることである。柱状体27間の空隙に入り込んだポリマー層28は、柱状体27間の上部のみに存在し、負極集電体21の表面21aにまで達していない。ポリマー層28が柱状体27間の空隙の上部に入り込むことにより、見掛け上のクラック(柱状体27間の空隙)のアンカー効果が十分に発揮される。その結果、負極活物質層26とポリマー層28との密着性がさらに向上する。さらに、電池の充放電サイクル特性、出力特性などの低下が顕著に抑制される。
Another feature is that the
ポリマー層28は、ポリマー層13と同様に、第1ポリマーおよび第1無機酸化物粒子を含有している。ポリマー層28に含有される第1無機酸化物粒子の粒径は、柱状体27同士の軸線間距離よりも小さいことが好ましい。これにより、ポリマー層塗液が柱状体27同士の空隙に入り込み易くなり、柱状体27とポリマー層28との密着性がさらに向上する。なお、ポリマー層塗液が柱状体27同士の空隙に入り込む程度は、たとえば、該塗液の粘度を変更することにより容易に調整できる。該塗液の粘度が高いと、該塗液が入り込む度合は小さくなる。反対に、該塗液の粘度が低いと、該塗液が入り込む度合は大きくなる。
Similar to the
図6は、本発明の別の実施形態である負極29の要部の構成を模式的に示す断面図である。負極29は負極25に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。負極29では、ポリマー層28aが1つの柱状体27とそれに隣り合う柱状体27との空隙に入り込み、負極集電体20の表面21aにまで達していることを特徴とする。すなわち、1つの柱状体27とそれに隣り合う柱状体27との空隙は、全てポリマー層28aで埋め尽くされている。ポリマー層28aは、第1ポリマー、第1無機酸化物粒子およびリチウムイオン伝導性支持塩を含有し、リチウムイオン伝導性を有している。
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a main part of a
この構成により、まず、負極25と同じ効果が得られる。さらに、柱状体27間の空隙全体にポリマー層28aが形成されていることから、負極活物質層26のアンカー効果がより一層高まる。その結果、負極活物質層26表面とポリマー層28aとの密着性はさらに良好になる。また、合金系負極活物質の膨張および収縮により、柱状体27が凸部22から剥離するのを確実に抑制できる。
With this configuration, first, the same effect as that of the
さらに、柱状体27の表面にポリマー層を形成してもよい。このとき、1つの柱状体27表面に形成されるポリマー層と、隣り合う他の柱状体27の表面に形成されるポリマー層との間に空隙が存在するように構成してもよい。ポリマー層は柔軟性を有しているので、柱状体27に含有される合金系負極活物質の体積変化に追従可能である。したがって、この構成を採れば、新生面と非水電解質との急激な接触の抑制と、合金系負極活物質の体積変化により発生する応力の緩和とを、高水準で両立できる。
Furthermore, a polymer layer may be formed on the surface of the
以下に実施例および比較例ならびに試験例を挙げ、本発明を具体的に説明する。
(実施例1)
(1)正極活物質の作製
NiSO4水溶液に、Ni:Co=8.5:1.5(モル比)になるように硫酸コバルトを加えて金属イオン濃度2mol/Lの水溶液を調製した。この水溶液に撹拌下、2mol/Lの水酸化ナトリウム溶液を徐々に滴下して中和することにより、Ni0.85Co0.15(OH)2で示される組成を有する二元系の沈殿物を共沈法により生成させた。この沈殿物をろ過により分離し、水洗し、80℃で乾燥し、複合水酸化物を得た。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples, Comparative Examples, and Test Examples.
Example 1
(1) Preparation NiSO 4 aqueous solution of the positive electrode active material, Ni: Co = 8.5: to prepare an aqueous solution of metal ion concentration 2 mol / L so as to 1.5 (molar ratio) was added cobalt sulfate. While stirring, a 2 mol / L sodium hydroxide solution is gradually added dropwise to the aqueous solution to neutralize, thereby coprecipitation of a binary precipitate having a composition represented by Ni 0.85 Co 0.15 (OH) 2. Was generated by This precipitate was separated by filtration, washed with water, and dried at 80 ° C. to obtain a composite hydroxide.
この複合水酸化物を大気中にて900℃で10時間加熱して熱処理を行い、Ni0.85Co0.15Oで示される組成を有する複合酸化物を得た。ここでNiおよびCoの原子数の和とLiの原子数とが等量になるように水酸化リチウム1水和物を加え、大気中にて800℃で10時間加熱して熱処理を行うことにより、LiNi0.85Co0.15O2で示される組成を有するリチウムニッケル含有複合金属酸化物を得た。こうして、二次粒子の体積平均粒径が10μmの正極活物質を得た。 This composite hydroxide was heated in the atmosphere at 900 ° C. for 10 hours for heat treatment to obtain a composite oxide having a composition represented by Ni 0.85 Co 0.15 O. Here, lithium hydroxide monohydrate is added so that the sum of the number of atoms of Ni and Co and the number of atoms of Li are equal, and heat treatment is performed at 800 ° C. for 10 hours in air. Thus, a lithium nickel-containing composite metal oxide having a composition represented by LiNi 0.85 Co 0.15 O 2 was obtained. In this way, a positive electrode active material having a secondary particle volume average particle size of 10 μm was obtained.
(2)正極の作製
上記で得られた正極活物質の粉末93g、アセチレンブラック(導電剤)3g、ポリフッ化ビニリデン粉末(結着材)4gおよびN−メチル−2−ピロリドン(NMP)50mlを充分に混合して正極合剤ペーストを調製した。この正極合剤ペーストを厚さ15μmのアルミニウム箔(正極集電体)の片面に塗布し、乾燥し、圧延して、厚さ130μmの正極活物質層を形成した。
(2) Production of Positive Electrode 93 g of the positive electrode active material obtained above, 3 g of acetylene black (conductive agent), 4 g of polyvinylidene fluoride powder (binder) and 50 ml of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) are sufficient. To prepare a positive electrode mixture paste. This positive electrode mixture paste was applied to one side of an aluminum foil (positive electrode current collector) having a thickness of 15 μm, dried, and rolled to form a positive electrode active material layer having a thickness of 130 μm.
(3)負極の作製
径50mmの鍛鋼製ローラ表面に、レーザー加工により、直径20μm、深さ8μmの円形の凹部である孔を形成し、凸部用ローラを作製した。この孔は、隣り合う孔との軸線間距離が20μmである最密充填配置とした。凸部用ローラは、同じものを2本作製した。上記で得られた2本の凸部用ローラを互いの軸線が平行になるように圧接し、圧接ニップ部を形成した。
(3) Production of negative electrode On the surface of a forged steel roller having a diameter of 50 mm, a hole which is a circular concave portion having a diameter of 20 μm and a depth of 8 μm was formed by laser processing to produce a convex roller. The holes were in a close-packed arrangement with an axial distance of 20 μm between adjacent holes. Two convex rollers were produced. The two convex rollers obtained above were pressed so that their axes were parallel to form a pressure nip.
全量に対して0.03重量%の割合でジルコニアを含有する合金銅箔(商品名:HCL−02Z、厚さ20μm、日立電線(株)製)を、上記の圧接ニップ部に線圧2.0kgf/cmで通過させて、合金銅箔の両面を加圧成形し、本発明で使用する負極集電体を作製した。得られた負極集電体の厚さ方向の断面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、負極集電体の両方の表面にはそれぞれ複数の凸部が形成されていた。凸部の平均高さは約8μmであった。この負極集電体を、寸法35mm×185mmに裁断した。 An alloy copper foil (trade name: HCL-02Z, thickness: 20 μm, manufactured by Hitachi Cable Co., Ltd.) containing zirconia at a ratio of 0.03% by weight with respect to the total amount is applied to the above-mentioned pressure nip portion with a linear pressure of 2. It was made to pass through at 0 kgf / cm, and both sides of the alloy copper foil were pressure-molded to produce a negative electrode current collector used in the present invention. When a cross section in the thickness direction of the obtained negative electrode current collector was observed with a scanning electron microscope, a plurality of convex portions were formed on both surfaces of the negative electrode current collector. The average height of the protrusions was about 8 μm. This negative electrode current collector was cut into a size of 35 mm × 185 mm.
図7に示す電子ビーム式蒸着装置30と同じ構造を有する市販の蒸着装置((株)アルバック製)を用いて、負極集電体の凸部表面に柱状体を形成した。蒸着における条件は次の通りである。なお、寸法35mm×185mmの負極集電体を固定した固定台が、角度α=60°の位置(図7に示す実線の位置)と、角度(180−α)=120°の位置(図7に示す一点鎖線の位置)とを交互に回転するように設定した。これにより、図4に示すような柱状塊が8層積層された複数の柱状体を形成し、負極活物質層を作製した。各柱状体は凸部の頂部および頂部近傍の側面から、凸部の延びる方向に成長していた。
Columnar bodies were formed on the convex surface of the negative electrode current collector using a commercially available vapor deposition apparatus (manufactured by ULVAC, Inc.) having the same structure as the electron beam
負極活物質原料(蒸発源):ケイ素、純度99.9999%、(株)高純度化学研究所製
ノズルから放出される酸素:純度99.7%、日本酸素(株)製
ノズルからの酸素放出流量:80sccm
角度α:60°
電子ビームの加速電圧:−8kV
エミッション:500mA
蒸着時間:3分
Negative electrode active material (evaporation source): silicon, purity 99.9999%, oxygen released from nozzle manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd .: purity 99.7%, oxygen released from nozzle manufactured by Nippon Oxygen Co., Ltd. Flow rate: 80sccm
Angle α: 60 °
Electron beam acceleration voltage: -8 kV
Emission: 500mA
Deposition time: 3 minutes
形成された負極活物質層の厚さTは16μmであった。負極活物質層の厚さは次のようにして求めた。負極の厚さ方向の断面を走査型電子顕微鏡で観察し、凸部表面に形成された柱状体10個について、凸部頂点から柱状体頂点までの長さそれぞれを求めた。得られた10個の測定値の平均値を、負極活物質層の厚さとした。また、柱状体に含まれる酸素量を燃焼法により定量したところ、柱状体を構成する化合物の組成がSiO0.5であることが判った。 The formed negative electrode active material layer had a thickness T of 16 μm. The thickness of the negative electrode active material layer was determined as follows. The cross section in the thickness direction of the negative electrode was observed with a scanning electron microscope, and the length from the top of the convex portion to the top of the columnar body was determined for 10 columnar bodies formed on the surface of the convex portion. The average value of the ten measured values obtained was taken as the thickness of the negative electrode active material layer. Further, when the amount of oxygen contained in the columnar body was quantified by a combustion method, it was found that the composition of the compound constituting the columnar body was SiO 0.5 .
次に、負極活物質層の表面にリチウム金属を蒸着した。リチウム金属を蒸着することによって、負極活物質層に初回充放電時に蓄えられる不可逆容量に相当するリチウムを補填した。リチウム金属の蒸着は、アルゴン雰囲気下にて、抵抗加熱蒸着装置((株)アルバック製)を用いて行った。抵抗加熱蒸着装置内のタンタル製ボートにリチウム金属を装填し、負極活物質層がタンタル製ボートを臨むように負極を固定し、アルゴン雰囲気内にて、タンタル製ボートに50Aの電流を通電して10分間蒸着を行った。 Next, lithium metal was deposited on the surface of the negative electrode active material layer. By depositing lithium metal, lithium corresponding to the irreversible capacity stored in the negative electrode active material layer at the time of the first charge / discharge was supplemented. Lithium metal was deposited using a resistance heating vapor deposition apparatus (manufactured by ULVAC, Inc.) in an argon atmosphere. Lithium metal is loaded into a tantalum boat in a resistance heating vapor deposition apparatus, the negative electrode is fixed so that the negative electrode active material layer faces the tantalum boat, and a 50 A current is passed through the tantalum boat in an argon atmosphere. Deposition was performed for 10 minutes.
(4)ポリマー層の形成
エチレンカーボネート(EC)とプロピレンカーボネート(PC)とを体積比1:1の割合で含む混合溶媒に、LiPF6を1.0mol/Lの濃度で溶解させ、塗液調製用の非水電解質を調製した。この非水電解質に、VDF、HFPおよびTFEを重量比6.4:3.25:0.35の割合で添加し、80℃に加熱して共重合させ、VDFとHFPとTFEとの共重合体(第1ポリマー)の15重量%溶液(以下「第1層溶液」とする)を調製した。得られた第1層溶液100重量部にアルミナ(第1無機酸化物粒子)25重量部を均一に分散させ、第1層塗液を調製した。
(4) Formation of polymer layer LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1.0 mol / L in a mixed solvent containing ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC) in a volume ratio of 1: 1 to prepare a coating solution. A non-aqueous electrolyte was prepared. To this non-aqueous electrolyte, VDF, HFP and TFE were added at a weight ratio of 6.4: 3.25: 0.35, and the mixture was heated to 80 ° C. for copolymerization, and the weight of VDF, HFP and TFE was increased. A 15% by weight solution (hereinafter referred to as “first layer solution”) of the union (first polymer) was prepared. In 100 parts by weight of the obtained first layer solution, 25 parts by weight of alumina (first inorganic oxide particles) was uniformly dispersed to prepare a first layer coating solution.
上記と同じ組成を有する塗液調製用の非水電解質に、VDFおよびHFPを重量比8.8:1.2の割合で添加し、80℃に加熱して共重合させ、VDFとHEPとの共重合体(第1ポリマー)の15重量%溶液(以下「第2層溶液」)を調製した。第2層溶液100重量部にアルミナ(第1無機酸化物粒子)50重量部を均一に分散させて、第2層塗液を調製した。 VDF and HFP are added in a weight ratio of 8.8: 1.2 to a non-aqueous electrolyte for preparing a coating liquid having the same composition as described above, and the mixture is heated to 80 ° C. for copolymerization. A 15% by weight solution of the copolymer (first polymer) (hereinafter “second layer solution”) was prepared. A second layer coating solution was prepared by uniformly dispersing 50 parts by weight of alumina (first inorganic oxide particles) in 100 parts by weight of the second layer solution.
上記で得られた負極板を第1層塗液に1分間浸漬し、負極板に第1層塗液を含浸させた。含浸後の負極板を真空乾燥機内に導入し、80℃で10分間の真空乾燥を施した。第1層塗液よって負極板表面には厚さ約0.1μmの第1層が形成されていた。第1層が形成された負極板を第2層塗液に1分間浸漬し、負極板の第1層表面に第2層塗液を塗布した。塗布後の負極板をガラス板上に載せ、80℃で10分間の真空乾燥を施し、第1層の表面に第2層を形成した。 The negative electrode plate obtained above was immersed in the first layer coating solution for 1 minute, and the negative electrode plate was impregnated with the first layer coating solution. The impregnated negative electrode plate was introduced into a vacuum dryer and vacuum dried at 80 ° C. for 10 minutes. A first layer having a thickness of about 0.1 μm was formed on the negative electrode plate surface by the first layer coating liquid. The negative electrode plate on which the first layer was formed was immersed in the second layer coating solution for 1 minute, and the second layer coating solution was applied to the surface of the first layer of the negative electrode plate. The negative electrode plate after application was placed on a glass plate and vacuum-dried at 80 ° C. for 10 minutes to form a second layer on the surface of the first layer.
第1層におけるアルミナ(第1無機酸化物粒子)の含有量は、第1層全量の37.5重量%であり、第1層の残部がVDFとHFPとTFEとの共重合体(第1ポリマー)であった。第2層におけるアルミナ(第1無機酸化物粒子)の含有量は、第2層全量の約23重量%であり、第2層の残部がVDFとHEPとの共重合体(第1ポリマー)であった。こうして、負極板の負極活物質層の表面に、第1層と第2層とからなるポリマー層を形成した。 The content of alumina (first inorganic oxide particles) in the first layer is 37.5% by weight of the total amount of the first layer, and the remainder of the first layer is a copolymer of VDF, HFP, and TFE (first Polymer). The content of alumina (first inorganic oxide particles) in the second layer is about 23% by weight of the total amount of the second layer, and the remainder of the second layer is a copolymer (first polymer) of VDF and HEP. there were. Thus, a polymer layer composed of the first layer and the second layer was formed on the surface of the negative electrode active material layer of the negative electrode plate.
(5)捲回型電池の作製
上記で得られた正極板と表面に第1および第2ポリマー層が形成された負極板との間に、ポリエチレン微多孔膜(セパレータ、商品名:ハイポア、厚さ20μm、旭化成(株)製)を介在させて捲回し、電極群を作製した。このとき、セパレータを介して正極活物質層と負極活物質層とが対向し、ポリマー層を介してセパレータと負極活物質層とが対向するように配置した。次に、アルミニウム製正極リードの一端を正極板の正極集電体に溶接し、ニッケル製負極リードの一端を負極板の負極集電体に溶接した。
(5) Production of a wound battery A polyethylene microporous membrane (separator, trade name: hypopore, thickness) between the positive electrode plate obtained above and the negative electrode plate on which the first and second polymer layers are formed. 20 μm, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) and wound to prepare an electrode group. At this time, it arrange | positioned so that a positive electrode active material layer and a negative electrode active material layer may oppose through a separator, and a separator and negative electrode active material layer may oppose through a polymer layer. Next, one end of the aluminum positive electrode lead was welded to the positive electrode current collector of the positive electrode plate, and one end of the nickel negative electrode lead was welded to the negative electrode current collector of the negative electrode plate.
この電極群を、非水電解質とともにアルミニウムラミネートシートからなる外装ケースに挿入した。非水電解質には、エチレンカーボネート(EC)、チルメチルカーボネート(EMC)およびジエチルカーボネート(DEC)を体積比2:3:5の割合で含む混合溶媒に、LiPF6を1.4mol/Lの濃度で溶解させた非水電解質を用いた。次に、正極リードおよび負極リードを外装ケースの開口部から外装ケースの外部に導出し、外装ケース内部を真空減圧しながら、外装ケースの開口部を溶着させて、本発明のリチウムイオン二次電池を作製した。 This electrode group was inserted into an outer case made of an aluminum laminate sheet together with a nonaqueous electrolyte. For the non-aqueous electrolyte, a mixed solvent containing ethylene carbonate (EC), tilmethyl carbonate (EMC) and diethyl carbonate (DEC) at a volume ratio of 2: 3: 5, and LiPF 6 at a concentration of 1.4 mol / L. The non-aqueous electrolyte dissolved in was used. Next, the positive electrode lead and the negative electrode lead are led out from the opening of the outer case to the outside of the outer case, and the opening of the outer case is welded while vacuuming the inside of the outer case, so that the lithium ion secondary battery of the present invention Was made.
(実施例2)
第1ポリマー溶液AにおいてVDFとHFPとTFEとの共重合体に代えてPVDFを使用する以外は、実施例1と同様にして、負極表面に単一相のポリマー層を形成し、本発明のリチウムイオン二次電池を作製した。
(Example 2)
A single-phase polymer layer was formed on the negative electrode surface in the same manner as in Example 1 except that PVDF was used instead of the copolymer of VDF, HFP, and TFE in the first polymer solution A. A lithium ion secondary battery was produced.
(比較例1)
アルミナを添加しない以外は、実施例2と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。
(Comparative Example 1)
A lithium ion secondary battery was produced in the same manner as in Example 2 except that alumina was not added.
(比較例2)
ポリマー層を形成しない以外は、実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製した。
(Comparative Example 2)
A lithium ion secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the polymer layer was not formed.
(試験例1)
実施例1〜3および比較例1で得られたリチウムイオン二次電池について、下記の評価試験を実施した。
(Test Example 1)
The following evaluation tests were performed on the lithium ion secondary batteries obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1.
[電池容量評価試験]
実施例1〜2および比較例1のリチウムイオン二次電池について、以下の条件で充放電サイクルを2回行い、放電容量を求めた。結果を表1に示す。
定電流充電:370mA(1.0C)、終止電圧4.15V。
定電圧充電:終止電流18.5mA(0.05C)、休止時間20分。
定電流放電:電流74mA(0.2C)、終止電圧2V、休止時間20分。
[Battery capacity evaluation test]
About the lithium ion secondary battery of Examples 1-2 and the comparative example 1, the charging / discharging cycle was performed twice on the following conditions, and the discharge capacity was calculated | required. The results are shown in Table 1.
Constant current charging: 370 mA (1.0 C), final voltage 4.15 V.
Constant voltage charging: End current 18.5 mA (0.05 C),
Constant current discharge: current 74 mA (0.2 C), end voltage 2 V,
[充放電サイクル特性試験]
各電池を、25℃環境下において370mA(1.0C)で4.15Vまで定電流充電した後、終止電流18.5mA(0.05C)まで定電圧充電し、74mA(0.2C)で2Vまで定電流放電した。このときの放電容量を初回放電容量とした。その後、放電時の電流値を370mA(1C)とし充放電サイクルを繰り返し、100サイクル後に、74mA(0.2C)で定電流放電を行い、100サイクル後放電容量とした。そして、初回放電容量に対する100サイクル後放電容量の百分率(サイクル容量維持率、%)を求めた。結果を表1に示す。
[Charge / discharge cycle characteristics test]
Each battery was charged at a constant current up to 4.15 V at 370 mA (1.0 C) in a 25 ° C. environment, then charged at a constant voltage to a termination current of 18.5 mA (0.05 C), and 2 V at 74 mA (0.2 C). Discharged up to a constant current. The discharge capacity at this time was defined as the initial discharge capacity. Then, the current value at the time of discharge was set to 370 mA (1 C), and the charge / discharge cycle was repeated. After 100 cycles, constant current discharge was performed at 74 mA (0.2 C) to obtain a discharge capacity after 100 cycles. Then, the percentage of the discharge capacity after 100 cycles with respect to the initial discharge capacity (cycle capacity maintenance rate,%) was determined. The results are shown in Table 1.
[電池の膨れ測定]
充放電サイクル特性試験の1サイクル目において、電極群の充電時の厚さを測定した。また、充放電サイクル特性試験の200サイクル目において、電極群の充電時の厚さを測定した。200サイクル目における電極群の充電時の厚さと、1サイクル目における電極群の充電時の厚さとの差を電池の膨れとした。結果を表1に示す。
[Battery measurement]
In the first cycle of the charge / discharge cycle characteristic test, the thickness of the electrode group during charging was measured. Moreover, the thickness at the time of charge of an electrode group was measured in the 200th cycle of a charge / discharge cycle characteristic test. The difference between the thickness at the time of charging the electrode group at the 200th cycle and the thickness at the time of charging the electrode group at the first cycle was defined as the swelling of the battery. The results are shown in Table 1.
[釘刺し試験]
容量測定後の電池に対し、この容量測定と同条件で充電した。開回路電圧が約4.1Vの電池を60℃環境下の温度槽の中で、1mm/秒の速度で鉄製の釘(直径1.0mm)を電池に貫通させた。その際の電池電圧をモニタリングし、釘によって電池が短絡を開始して1秒後の電池電圧を表1に示す。
[Nail penetration test]
The battery after the capacity measurement was charged under the same conditions as the capacity measurement. A battery with an open circuit voltage of about 4.1 V was passed through a battery with an iron nail (diameter: 1.0 mm) at a speed of 1 mm / second in a temperature bath at 60 ° C. The battery voltage at that time was monitored, and the battery voltage one second after the battery started short-circuiting by the nail is shown in Table 1.
表1から、実施例1および2、特に実施例1の本発明電池は、充放電サイクル特性の低下が少なく、かつ電池の膨れが抑制されていることが判る。これは、負極活物質層の表面にポリマー層を形成することにより、合金系負極活物質にクラックが発生し、新生面が生成しても、ポリマー層が新生面と非水電解質との接触を抑制するためであると推測される。 From Table 1, it can be seen that the batteries of the present invention of Examples 1 and 2, especially of Example 1, have little deterioration in charge / discharge cycle characteristics and the swelling of the battery is suppressed. This is because, by forming a polymer layer on the surface of the negative electrode active material layer, even if a crack occurs in the alloy-based negative electrode active material and a new surface is generated, the polymer layer suppresses contact between the new surface and the nonaqueous electrolyte. This is presumed.
また、実施例1と実施例2との比較から、ポリマー層が単一相ではなく、複数層から形成されている場合には、充放電サイクル特性の低下が顕著に抑制されることが判る。また、本発明の電池では、内部短絡時に発熱の進行が抑制されることも推測できる。 Moreover, it can be seen from the comparison between Example 1 and Example 2 that when the polymer layer is formed of a plurality of layers instead of a single phase, the deterioration of the charge / discharge cycle characteristics is remarkably suppressed. Moreover, in the battery of this invention, it can also be estimated that the progress of heat generation is suppressed when an internal short circuit occurs.
本発明のリチウムイオン二次電池は、従来のリチウムイオン二次電池と同様の用途に使用でき、特に、パーソナルコンピュータ、携帯電話、モバイル機器、携帯情報端末(PDA)、携帯用ゲーム機器、ビデオカメラなどの携帯用電子機器の電源として有用である。また、ハイブリッド電気自動車、燃料電池自動車などにおいて電気モーターを補助する二次電池、電動工具、掃除機、ロボットなどの駆動用電源、プラグインHEVの動力源などとしての利用も期待される。 The lithium ion secondary battery of the present invention can be used in the same applications as conventional lithium ion secondary batteries, and in particular, personal computers, mobile phones, mobile devices, personal digital assistants (PDAs), portable game devices, and video cameras. It is useful as a power source for portable electronic devices such as In addition, it is expected to be used as a secondary battery for assisting an electric motor, a power tool, a cleaner, a power source for driving a robot, a power source for a plug-in HEV, etc. in a hybrid electric vehicle, a fuel cell vehicle and the like.
1 リチウムイオン二次電池
11 正極
11a 正極集電体
11b 正極活物質層
12、20、25 負極
12a、21 負極集電体
12b、23、26 負極活物質層
13、28、28a ポリマー層
14 セパレータ
15 正極リード
16 負極リード
17 ガスケット
18 外装ケース
22 凸部
24、27 柱状体
30 電子ビーム式蒸着装置
40 蒸着装置
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記正極は、リチウムを吸蔵および放出可能な正極活物質を含有する正極活物質層および正極集電体を含み、
前記負極は、気相法により形成されかつ合金系負極活物質を含有する負極活物質層および負極集電体を含み、
前記ポリマー層は前記負極活物質層の表面に形成され、第1ポリマーと第1無機酸化物粒子とを含有し、ならびに
前記リチウムイオン透過性絶縁層は、前記正極と前記負極との間に介在するように配置されるリチウムイオン二次電池。 Including a positive electrode, a negative electrode, a polymer layer and a lithium ion permeable insulating layer;
The positive electrode includes a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material capable of inserting and extracting lithium and a positive electrode current collector,
The negative electrode includes a negative electrode active material layer formed by a vapor phase method and containing an alloy-based negative electrode active material and a negative electrode current collector,
The polymer layer is formed on a surface of the negative electrode active material layer, contains a first polymer and first inorganic oxide particles, and the lithium ion permeable insulating layer is interposed between the positive electrode and the negative electrode Lithium ion secondary battery arranged to do.
前記第1層は、前記負極活物質層の表面に形成され、前記第1ポリマーと前記第1無機酸化物粒子とを含有し、
前記第2層は、前記第1層の表面に形成され、前記第1ポリマーと前記第1無機酸化物粒子とを含有し、かつ
前記第1層における前記第1無機酸化物粒子の含有量は、前記第2層における前記第1無機酸化物粒子の含有量よりも少ない請求項11に記載のリチウムイオン二次電池。 The plurality of polymer layers are a first layer and a second layer;
The first layer is formed on the surface of the negative electrode active material layer, and contains the first polymer and the first inorganic oxide particles.
The second layer is formed on the surface of the first layer, contains the first polymer and the first inorganic oxide particles, and the content of the first inorganic oxide particles in the first layer is The lithium ion secondary battery according to claim 11, wherein the content is less than the content of the first inorganic oxide particles in the second layer.
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Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012077692A1 (en) * | 2010-12-07 | 2012-06-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage device |
JP2013012460A (en) * | 2011-03-25 | 2013-01-17 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Manufacturing method and operation method for power storage device |
JP2013080699A (en) * | 2011-09-21 | 2013-05-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Negative electrode for power storage device and power storage device |
JP2013084581A (en) * | 2011-09-16 | 2013-05-09 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Power storage device |
US9183995B2 (en) | 2012-06-01 | 2015-11-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Negative electrode for power storage device and power storage device |
US9384904B2 (en) | 2012-04-06 | 2016-07-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Negative electrode for power storage device, method for forming the same, and power storage device |
KR20170075765A (en) * | 2014-10-23 | 2017-07-03 | 시온 파워 코퍼레이션 | Ion-conductive composite for electrochemical cells |
WO2017163846A1 (en) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | Necエナジーデバイス株式会社 | Lithium ion secondary battery, electrode and method for producing same |
US9799461B2 (en) | 2011-09-02 | 2017-10-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage device and method for manufacturing electrode |
CN108604668A (en) * | 2016-01-28 | 2018-09-28 | 应用材料公司 | The lithium of integration with protective layer tool deposits |
US10388467B2 (en) | 2012-11-07 | 2019-08-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electrode for power storage device, power storage device, and manufacturing method of electrode for power storage device |
US10658661B2 (en) | 2011-08-30 | 2020-05-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage device and method for manufacturing electrode |
JP2020123535A (en) * | 2019-01-31 | 2020-08-13 | トヨタ自動車株式会社 | Negative electrode for all solid state battery |
JP2021026989A (en) * | 2019-08-08 | 2021-02-22 | 株式会社豊田中央研究所 | Electrode structure, secondary battery and manufacturing method of electrode structure |
WO2021221112A1 (en) * | 2020-05-01 | 2021-11-04 | ダイキン工業株式会社 | Composite, polymer electrolyte, electrochemical device, polymer-based solid-state battery and actuator |
CN114420890A (en) * | 2022-01-20 | 2022-04-29 | 蜂巢能源科技(无锡)有限公司 | Lithium supplementing method and application thereof |
CN114450818A (en) * | 2019-09-30 | 2022-05-06 | 株式会社村田制作所 | Negative electrode for secondary battery and secondary battery |
WO2024004834A1 (en) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | 日本ゼオン株式会社 | Separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery |
WO2024095511A1 (en) * | 2022-11-01 | 2024-05-10 | 株式会社デンソー | Secondary battery |
-
2009
- 2009-04-10 JP JP2009096198A patent/JP2010250968A/en not_active Withdrawn
Cited By (51)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10128498B2 (en) | 2010-12-07 | 2018-11-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage device |
WO2012077692A1 (en) * | 2010-12-07 | 2012-06-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage device |
US9362556B2 (en) | 2010-12-07 | 2016-06-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage device |
JP2013012460A (en) * | 2011-03-25 | 2013-01-17 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Manufacturing method and operation method for power storage device |
US9947970B2 (en) | 2011-03-25 | 2018-04-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing and operating power storage device |
US10658661B2 (en) | 2011-08-30 | 2020-05-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage device and method for manufacturing electrode |
US9799461B2 (en) | 2011-09-02 | 2017-10-24 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage device and method for manufacturing electrode |
CN106953078A (en) * | 2011-09-16 | 2017-07-14 | 株式会社半导体能源研究所 | Electrical storage device |
JP2017033958A (en) * | 2011-09-16 | 2017-02-09 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Power storage device |
JP2013084581A (en) * | 2011-09-16 | 2013-05-09 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Power storage device |
CN103797620A (en) * | 2011-09-16 | 2014-05-14 | 株式会社半导体能源研究所 | Power storage device |
JP2018139232A (en) * | 2011-09-16 | 2018-09-06 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Power storage device |
US9911973B2 (en) | 2011-09-16 | 2018-03-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage device |
US9401247B2 (en) | 2011-09-21 | 2016-07-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Negative electrode for power storage device and power storage device |
JP2013080699A (en) * | 2011-09-21 | 2013-05-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | Negative electrode for power storage device and power storage device |
US9899660B2 (en) | 2012-04-06 | 2018-02-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Negative electrode for power storage device, method for forming the same, and power storage device |
US9384904B2 (en) | 2012-04-06 | 2016-07-05 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Negative electrode for power storage device, method for forming the same, and power storage device |
US10263243B2 (en) | 2012-04-06 | 2019-04-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Negative electrode for power storage device, method for forming the same, and power storage device |
US11605804B2 (en) | 2012-04-06 | 2023-03-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Negative electrode for power storage device, method for forming the same, and power storage device |
US9685653B2 (en) | 2012-04-06 | 2017-06-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Negative electrode for power storage device, method for forming the same, and power storage device |
US11056678B2 (en) | 2012-04-06 | 2021-07-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Negative electrode for power storage device, method for forming the same, and power storage device |
US9698412B2 (en) | 2012-06-01 | 2017-07-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Negative electrode for power storage device and power storage device |
US9183995B2 (en) | 2012-06-01 | 2015-11-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Negative electrode for power storage device and power storage device |
US9911971B2 (en) | 2012-06-01 | 2018-03-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Negative electrode for power storage device and power storage device |
US10541409B2 (en) | 2012-06-01 | 2020-01-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Negative electrode for power storage device and power storage device |
US9490080B2 (en) | 2012-06-01 | 2016-11-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Negative electrode for power storage device and power storage device |
US10388467B2 (en) | 2012-11-07 | 2019-08-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electrode for power storage device, power storage device, and manufacturing method of electrode for power storage device |
KR20170075765A (en) * | 2014-10-23 | 2017-07-03 | 시온 파워 코퍼레이션 | Ion-conductive composite for electrochemical cells |
KR102493741B1 (en) | 2014-10-23 | 2023-01-30 | 시온 파워 코퍼레이션 | Ion-conductive composite for electrochemical cells |
JP2017533555A (en) * | 2014-10-23 | 2017-11-09 | シオン・パワー・コーポレーション | Ion conductive composites for electrochemical cells |
US11557753B2 (en) | 2014-10-23 | 2023-01-17 | Sion Power Corporation | Ion-conductive composite for electrochemical cells |
CN108604668A (en) * | 2016-01-28 | 2018-09-28 | 应用材料公司 | The lithium of integration with protective layer tool deposits |
JP2019507471A (en) * | 2016-01-28 | 2019-03-14 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated | Lithium deposition using an integrated protective layer tool |
JP7417642B2 (en) | 2016-01-28 | 2024-01-18 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Lithium deposition using integrated protective layer tools |
US11817576B2 (en) | 2016-01-28 | 2023-11-14 | Applied Materials, Inc. | Integrated lithium deposition with protective layer tool |
JP7014723B2 (en) | 2016-01-28 | 2022-02-01 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Lithium deposition with integrated protective layer tools |
TWI760321B (en) * | 2016-01-28 | 2022-04-11 | 美商應用材料股份有限公司 | Integrated lithium deposition with protective layer tool |
JP2022064926A (en) * | 2016-01-28 | 2022-04-26 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Lithium deposition with integrated protective layer tool |
US10978699B2 (en) | 2016-01-28 | 2021-04-13 | Applied Materials, Inc. | Integrated lithium deposition with protective layer tool |
CN115064654A (en) * | 2016-01-28 | 2022-09-16 | 应用材料公司 | Integrated lithium deposition with protective layer tool |
WO2017163846A1 (en) * | 2016-03-24 | 2017-09-28 | Necエナジーデバイス株式会社 | Lithium ion secondary battery, electrode and method for producing same |
JP7168473B2 (en) | 2019-01-31 | 2022-11-09 | トヨタ自動車株式会社 | Negative electrode for all-solid-state battery |
JP2020123535A (en) * | 2019-01-31 | 2020-08-13 | トヨタ自動車株式会社 | Negative electrode for all solid state battery |
JP2021026989A (en) * | 2019-08-08 | 2021-02-22 | 株式会社豊田中央研究所 | Electrode structure, secondary battery and manufacturing method of electrode structure |
JP7500928B2 (en) | 2019-08-08 | 2024-06-18 | 株式会社豊田中央研究所 | Electrode structure, secondary battery, and method for manufacturing electrode structure |
US20220223873A1 (en) * | 2019-09-30 | 2022-07-14 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Negative electrode for secondary battery, and secondary battery |
CN114450818A (en) * | 2019-09-30 | 2022-05-06 | 株式会社村田制作所 | Negative electrode for secondary battery and secondary battery |
WO2021221112A1 (en) * | 2020-05-01 | 2021-11-04 | ダイキン工業株式会社 | Composite, polymer electrolyte, electrochemical device, polymer-based solid-state battery and actuator |
CN114420890A (en) * | 2022-01-20 | 2022-04-29 | 蜂巢能源科技(无锡)有限公司 | Lithium supplementing method and application thereof |
WO2024004834A1 (en) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | 日本ゼオン株式会社 | Separator for nonaqueous secondary battery, and nonaqueous secondary battery |
WO2024095511A1 (en) * | 2022-11-01 | 2024-05-10 | 株式会社デンソー | Secondary battery |
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