JP2012054147A - Negative electrode for nonaqueous electrolyte battery and nonaqueous electrolyte battery - Google Patents

Negative electrode for nonaqueous electrolyte battery and nonaqueous electrolyte battery Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the amount of a binder while suppressing degradation in battery characteristic.SOLUTION: A negative electrode active material layer contains a negative electrode active material and a binder. The binder is a mixture of a polyacrylonitrile resin having an electrolyte-swelling property of 200 wt.% or lower and a B-type viscosity of 1000 mPa s or higher, and a polyvinylidene fluoride having an electrolyte-swelling property of 200 wt.% or higher and a B-type viscosity of 1000 mPa s or higher. The polyacrylonitrile resin comprises a homopolymer of (meth-) acrylonitrile; a copolymer of (meth-) acrylonitrile and other monomers, or a modified product from the copolymer. The mixing ratio of the polyacrylonitrile resin to the polyvinylidene fluoride is preferably in the range of 90:10 to 10:90 by weight, and the total amount of addition of the binder obtained by mixing the polyacrylonitrile resin and the polyvinylidene fluoride is preferably in the range of 1 to 5 wt.% of a negative electrode mixture.

Description

この発明は、例えば非水電解質電池用負極および非水電解質電池に関し、特に負極に含まれる結着剤としてポリアクリロニトリルとポリフッ化ビニリデンとを含む非水電解質電池用負極および非水電解質電池に関する。   The present invention relates to, for example, a negative electrode for a non-aqueous electrolyte battery and a non-aqueous electrolyte battery, and more particularly to a negative electrode for a non-aqueous electrolyte battery and a non-aqueous electrolyte battery containing polyacrylonitrile and polyvinylidene fluoride as binders contained in the negative electrode.

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

このような二次電池として、例えばリチウムイオン二次電池が広く用いられている。リチウムイオン二次電池は、正極および負極を、隔膜である樹脂薄膜セパレータを介して積層または巻回した構造となっており、内部に電解質塩と非水溶媒からなる電解質を含んでいる。   For example, lithium ion secondary batteries are widely used as such secondary batteries. A lithium ion secondary battery has a structure in which a positive electrode and a negative electrode are stacked or wound via a resin thin film separator as a diaphragm, and contains an electrolyte composed of an electrolyte salt and a nonaqueous solvent.

リチウムイオン二次電池等の電池に用いる電極は、通常帯状の金属などからなる集電体上に活物質層を形成した構造を有する。この電極は、少なくとも活物質および結着剤を溶媒に分散または溶解させた塗布液を集電体上に塗布、乾燥することによって、集電体上に活物質層が形成されることが一般的である。この製造方法は、一度に大面積の電極を製造することができるため、工業的に生産性が高い。また、結着剤としては高分子化合物を用いるのが通常であり、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)やスチレンブタジエンラバー(SBR)などが従来から広く利用されている。   An electrode used for a battery such as a lithium ion secondary battery usually has a structure in which an active material layer is formed on a current collector made of a band-shaped metal or the like. In this electrode, an active material layer is generally formed on a current collector by applying and drying a coating liquid in which at least an active material and a binder are dispersed or dissolved in a solvent on the current collector. It is. Since this manufacturing method can manufacture a large-area electrode at a time, it is industrially highly productive. As the binder, a polymer compound is usually used, and polyvinylidene fluoride (PVdF), styrene butadiene rubber (SBR), and the like have been widely used.

負極電極において炭素系の活物質を用いる場合、電池の高容量化の点などから高結晶性の天然黒鉛あるいは人造黒鉛が利用されている。天然黒鉛は黒鉛の理論容量に近い容量が得られるが、一般的にその比表面積が人造黒鉛に比べて大きいため、フッ化ビニリデン(PVdF)やスチレンブタジエンラバー(SBR)などの結着剤を用いた場合には負極集電体の密着性が十分でない場合が多く、生産性の低下や電極不良率の増加などが問題となる。負極集電体と負極活物質層との密着性を改善するため、フッ化ビニリデン(PVdF)やスチレンブタジエンラバー(SBR)の添加量を増やすことで密着性を改善することができるが、絶縁性を有するフッ化ビニリデン(PVdF)やスチレンブタジエンラバー(SBR)が多い分、充電時のLiイオン挿入の阻害や容量低下を引き起こす。   When a carbon-based active material is used in the negative electrode, highly crystalline natural graphite or artificial graphite is used from the viewpoint of increasing the capacity of the battery. Natural graphite has a capacity close to the theoretical capacity of graphite, but since its specific surface area is generally larger than that of artificial graphite, binders such as vinylidene fluoride (PVdF) and styrene butadiene rubber (SBR) are used. In many cases, the adhesion of the negative electrode current collector is not sufficient, which causes problems such as a decrease in productivity and an increase in the electrode defect rate. In order to improve the adhesion between the negative electrode current collector and the negative electrode active material layer, the adhesion can be improved by increasing the amount of vinylidene fluoride (PVdF) or styrene butadiene rubber (SBR). As the amount of vinylidene fluoride (PVdF) and styrene butadiene rubber (SBR) having a large amount of is increased, Li ion insertion inhibition and capacity reduction during charging are caused.

一方、人造黒鉛では一般的に天然黒鉛にくらべて比表面積が小さいものが得られるため、PVdFなどの結着剤を使用しても負極集電体との密着性を確保できるが、その容量は天然黒鉛に比べて低いため、電池の高容量化が困難である。このように、これまで、電池の高容量化と生産性とを両立させることは困難であった。   On the other hand, since artificial graphite generally has a specific surface area smaller than that of natural graphite, even if a binder such as PVdF is used, the adhesion to the negative electrode current collector can be ensured. Since it is lower than natural graphite, it is difficult to increase the capacity of the battery. Thus, it has been difficult to achieve both high battery capacity and high productivity.

上述のような要求を満たす結着剤として、例えば下記の特許文献1および特許文献2のように、主として(メタ)アクリル酸エステルと(メタ)アクリロ二トリルから形成されるアクリル系共重合体からなる結着剤が提案されている。このアクリル系共重合体からなる結着剤は、フッ化ビニリデン(PVdF)やスチレンブタジエンラバー(SBR)に代わるものとして開示されている。これらアクリロ二トリル系共重合体からなる結着剤は、電池中での電気化学安定性、特に耐酸化性に優れ、使用量が減少できるという特徴を有している。   As a binder that satisfies the above-described requirements, for example, as in Patent Document 1 and Patent Document 2 below, an acrylic copolymer formed mainly from (meth) acrylic ester and (meth) acrylonitrile is used. A binding agent has been proposed. This binder made of an acrylic copolymer is disclosed as an alternative to vinylidene fluoride (PVdF) or styrene butadiene rubber (SBR). Binders composed of these acrylonitrile copolymers have the characteristics that they are excellent in electrochemical stability in the battery, particularly oxidation resistance, and can be used in a reduced amount.

また、特許文献3では、(メタ)アクリル酸エステルおよび/または(メタ)アクリロ二トリルの重合単位を主成分として有するアクリル系共重合体と、重量平均分子量が25万以上のフッ化ビニリデン系重合体から形成される結着剤が開示されている。特許文献3の結着剤は、高接着性を有し、かつ塗布に適したスラリーを形成できるものとして開示されている。   In Patent Document 3, an acrylic copolymer having a polymerization unit of (meth) acrylic acid ester and / or (meth) acrylonitrile as a main component, and a vinylidene fluoride-based heavy polymer having a weight average molecular weight of 250,000 or more. A binder formed from coalescence is disclosed. The binder of Patent Document 3 is disclosed as having a high adhesive property and capable of forming a slurry suitable for application.

さらに、特許文献4では、アクリル系共重合体のエマルションラテックスと、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)とを混合した結着剤を用いている。   Further, in Patent Document 4, a binder obtained by mixing an emulsion latex of an acrylic copolymer and polyvinylidene fluoride (PVdF) is used.

特開平8−287915号公報JP-A-8-287915 特開2001−332265号公報JP 2001-332265 A 特開2003−317722号公報JP 2003-317722 A 特許第4361241号公報Japanese Patent No. 4361241

しかしながら、特許文献1および特許文献2に示す結着剤は、単独ではLiイオン透過を阻害するため、高レートでの充放電特性が悪化したり、塗布に適したスラリーを形成し得ないという問題があった。   However, since the binder shown in Patent Document 1 and Patent Document 2 alone inhibits Li ion permeation, the charge / discharge characteristics at a high rate are deteriorated or a slurry suitable for coating cannot be formed. was there.

また、特許文献3に示す結着剤は、上記発明のアクリル系共重合体は分散媒中に粒子として存在していることから、増粘作用が低いため、安定なスラリーを得るためには多くの結着剤量が必要となる。その結果として、Liイオンの透過を阻害したり、セルの容量低下やサイクル特性などの劣化を引き起こすなどの問題が大きかった。また、ポリフッ化ビニリデンは非水電解質二次電池で広く使用されている電解液に対して膨潤するため、サイクル時や高温で長期保管した場合、結着剤が膨潤する結果、集電体と活物質間および活物質同士の密着性が不足する結果、導電パスが阻害され、経時劣化により特性が大きく劣化するなどの問題があった。   Moreover, since the acrylic copolymer of the said invention exists as a particle | grain in a dispersion medium, since the binder shown in patent document 3 has a low thickening effect | action, there are many in order to obtain a stable slurry. The amount of binder is required. As a result, problems such as obstructing the permeation of Li ions and causing deterioration of cell capacity, cycle characteristics and the like have been serious. In addition, since polyvinylidene fluoride swells in the electrolyte widely used in nonaqueous electrolyte secondary batteries, the binder swells when cycled or stored at high temperatures for a long period of time. As a result of insufficient adhesion between the materials and between the active materials, there is a problem that the conductive path is hindered and the characteristics are greatly deteriorated due to deterioration over time.

さらに、特許文献4は、結着剤がエマルションラテックスであるため、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)の電解液による膨張を抑制することが困難であり、負極活物質間のコンタクトを維持することが困難であった。   Further, in Patent Document 4, since the binder is an emulsion latex, it is difficult to suppress the expansion of polyvinylidene fluoride (PVdF) due to the electrolytic solution, and it is difficult to maintain the contact between the negative electrode active materials. there were.

本願はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、電池の高容量化と生産性とを両立させることにある。   The present application has been made in view of such problems, and an object thereof is to achieve both high battery capacity and high productivity.

課題を解決するために、本願の非水電解質電池用負極は、負極集電体上に負極活物質層が形成され、
上記負極活物質層が、負極活物質と、結着剤とを含有し、
上記結着剤が、耐電解液膨潤性が200重量%以下であり、B型粘度が1000mPa・s以上であるポリアクリロニトリル系樹脂と、耐電解液膨潤性が200重量%以上であり、B型粘度が1000mPa・s以上であるポリフッ化ビニリデンとを含有することを特徴とする。
In order to solve the problem, the negative electrode for a nonaqueous electrolyte battery of the present application has a negative electrode active material layer formed on a negative electrode current collector,
The negative electrode active material layer contains a negative electrode active material and a binder,
The binder has a polyacrylonitrile-based resin having an electrolytic solution swelling resistance of 200% by weight or less and a B-type viscosity of 1000 mPa · s or more, an electrolytic solution swelling resistance of 200% by weight or more, and a B-type. Polyvinylidene fluoride having a viscosity of 1000 mPa · s or more is contained.

また、本願の非水電解質電池は、正極と、負極と、非水電解質と
を備え、
上記負極が、負極集電体上に負極活物質層が形成されてなり、
上記負極活物質層が、負極活物質と、結着剤とを含有し、
上記結着剤が、耐電解液膨潤性が200重量%以下であり、B型粘度が1000mPa・s以上であるポリアクリロニトリル系樹脂と、耐電解液膨潤性が200重量%以上であり、B型粘度が1000mPa・s以上であるポリフッ化ビニリデンとを含有することを特徴とする。
The nonaqueous electrolyte battery of the present application includes a positive electrode, a negative electrode, and a nonaqueous electrolyte,
The negative electrode has a negative electrode active material layer formed on a negative electrode current collector,
The negative electrode active material layer contains a negative electrode active material and a binder,
The binder has a polyacrylonitrile-based resin having an electrolytic solution swelling resistance of 200% by weight or less and a B-type viscosity of 1000 mPa · s or more, an electrolytic solution swelling resistance of 200% by weight or more, and a B-type. Polyvinylidene fluoride having a viscosity of 1000 mPa · s or more is contained.

なお、上記膨潤性は、ポリアクリロニトリル(PAN)およびポリフッ化ビニリデン(PVdF)のそれぞれを、濃度が10重量%となるようにN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に溶解させた溶液から作製したフィルムを、非水電解液に浸漬させ、浸漬前後の各フィルムの重量比から得たものである。   The swelling property was prepared from a solution in which each of polyacrylonitrile (PAN) and polyvinylidene fluoride (PVdF) was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) so as to have a concentration of 10% by weight. The film was immersed in a non-aqueous electrolyte and obtained from the weight ratio of each film before and after immersion.

また、上記粘度は、ポリアクリロニトリル(PAN)およびポリフッ化ビニリデン(PVdF)のそれぞれを、濃度が10重量%となるようにN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に溶解させた溶液のB型粘度である。   The viscosity is the B-type viscosity of a solution obtained by dissolving polyacrylonitrile (PAN) and polyvinylidene fluoride (PVdF) in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) so as to have a concentration of 10% by weight. It is.

上述の非水電解質電池用負極および非水電解質電池では、結着剤として上述の様なポリアクリロニトリル系樹脂とポリフッ化ビニリデンとを混合して用いることにより、ポリフッ化ビニリデンが非水電解質によって膨張するのを抑制することができる。   In the non-aqueous electrolyte battery negative electrode and non-aqueous electrolyte battery described above, the polyacrylonitrile resin and the polyvinylidene fluoride as described above are mixed and used as a binder, so that the polyvinylidene fluoride expands with the non-aqueous electrolyte. Can be suppressed.

本願によれば、結着剤の使用量を少量とすることができ、電池特性の劣化を抑制することができる。   According to this application, the usage-amount of a binder can be made small, and deterioration of a battery characteristic can be suppressed.

この発明の第2の実施の形態による非水電解質電池の一構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one structural example of the nonaqueous electrolyte battery by the 2nd Embodiment of this invention. 図1に示した巻回電極体の電極積層構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the electrode laminated structure of the wound electrode body shown in FIG. この発明の第3の実施の形態による非水電解質電池の一構成例を示す略線図である。It is an approximate line figure showing an example of 1 composition of a nonaqueous electrolyte battery by a 3rd embodiment of this invention. 図3に示した巻回電極体の電極積層構成を示す、図3のII−II線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II-II line | wire of FIG. 3 which shows the electrode laminated structure of the winding electrode body shown in FIG. この発明を適用可能な他の電池形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other battery form which can apply this invention.

以下、発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態とする)について説明する。なお、説明は以下のように行う。
1.第1の実施の形態(本願の結着剤を用いた負極の例)
2.第2の実施の形態(本願の結着剤を用いた負極を備える非水電解質電池の例)
3.第3の実施の形態(ラミネートフィルム型非水電解質電池を用いる例)
4.他の実施の形態
Hereinafter, the best mode for carrying out the invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described. The description will be made as follows.
1. First embodiment (an example of a negative electrode using the binder of the present application)
2. Second embodiment (an example of a nonaqueous electrolyte battery including a negative electrode using the binder of the present application)
3. Third embodiment (example using a laminate film type non-aqueous electrolyte battery)
4). Other embodiments

1.第1の実施の形態
以下、本願の第1の実施の形態の負極について説明する。
1. First Embodiment Hereinafter, a negative electrode according to a first embodiment of the present application will be described.

(1−1)結着剤
第1の実施の形態における負極に用いる結着剤は、下記の構成を有している。
(1-1) Binder The binder used for the negative electrode in the first embodiment has the following configuration.

(i)ポリアクリロニトリル系樹脂(以下、ポリアクリロニトリル(PAN)と適宜称する)およびポリフッ化ビニリデン(PVdF)の双方を含有する
(ii)ポリアクリロニトリル(PAN)の耐電解液膨潤性が200重量%以下、好ましくは180重量%以下であり、さらに好ましくは150重量%以下である。また、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)の耐電解液膨潤性が200重量%以上、好ましくは250重量%以上である。
(iii)ポリアクリロニトリル(PAN)およびポリフッ化ビニリデン(PVdF)のそれぞれのB型粘度が1000mPa・s以上、好ましくは2000mPa・s以上、さらに好ましくは3000mPa・s以上である。
(Ii) containing both polyacrylonitrile-based resin (hereinafter referred to as polyacrylonitrile (PAN) as appropriate) and polyvinylidene fluoride (PVdF) (ii) anti-electrolyte swelling resistance of polyacrylonitrile (PAN) is 200 wt% Preferably, it is 180 weight% or less, More preferably, it is 150 weight% or less. Moreover, the electrolytic solution swelling resistance of polyvinylidene fluoride (PVdF) is 200% by weight or more, preferably 250% by weight or more.
(Iii) The B-type viscosities of polyacrylonitrile (PAN) and polyvinylidene fluoride (PVdF) are 1000 mPa · s or more, preferably 2000 mPa · s or more, and more preferably 3000 mPa · s or more.

(i)について
上述のポリアクリロニトリル(PAN)は、(メタ)アクリロニトリルの単独重合体、(メタ)アクリロニトリルとその他のモノマーとの共重合体、もしくはこの共重合体の変性物を用いることができる。ポリアクリロニトリル(PAN)は、電気化学安定性に優れ、少ない添加量で結着剤としての効果を十分に得ることができる。また、電池内部に注液される非水電解質に対して膨潤しにくい性質を備えている。一方、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)は、非水電解質に対して膨潤しやすいものの、リチウムイオン透過性を阻害しない性質を備えている。このため、ポリアクリロニトリル(PAN)およびポリフッ化ビニリデン(PVdF)を混合して用いることにより、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)の非水電解質に対する膨張を、ポリアクリロニトリル(PAN)が物理的に抑制する。すなわち、ポリアクリロニトリル(PAN)が点在し、負極活物質層内において負極活物質同士、もしくは必要に応じて添加された導電剤と負極活物質もしくは導電剤同士を結着することにより、結着による強固なネットワークが形成される。このため、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)の膨張を抑制することができる。
About (i) As the above-mentioned polyacrylonitrile (PAN), a homopolymer of (meth) acrylonitrile, a copolymer of (meth) acrylonitrile and other monomers, or a modified product of this copolymer can be used. Polyacrylonitrile (PAN) is excellent in electrochemical stability and can sufficiently obtain the effect as a binder with a small addition amount. Moreover, it has the property which is hard to swell with respect to the nonaqueous electrolyte injected into the inside of a battery. On the other hand, polyvinylidene fluoride (PVdF) is easily swelled with respect to the nonaqueous electrolyte, but has a property of not inhibiting lithium ion permeability. For this reason, polyacrylonitrile (PAN) physically suppresses the expansion of polyvinylidene fluoride (PVdF) with respect to the non-aqueous electrolyte by mixing and using polyacrylonitrile (PAN) and polyvinylidene fluoride (PVdF). That is, polyacrylonitrile (PAN) is interspersed, and the negative electrode active materials are bonded to each other within the negative electrode active material layer, or the conductive agent added as necessary and the negative electrode active material or the conductive agent are bonded. A strong network is formed. For this reason, the expansion of polyvinylidene fluoride (PVdF) can be suppressed.

なお、本願発明で用いるポリアクリロニトリル(PAN)は、下記の(化1)の構造式で示されることが好ましい。   The polyacrylonitrile (PAN) used in the present invention is preferably represented by the following structural formula (Chemical Formula 1).

(化1)
(CH2−CHCN)x−(CH2−CHR)y−(CH2−CHNH2z
(式中、RはCOO(CH2m−O(CH2nCH3、(CH2m−O(CH2nCH3、COO−(CH2CH2−O)mCH3、ならびに、CH2COOHおよびCOOHのいずれかであり、mおよびnは0以上10以下である。また、x、yおよびzは、各モノマー単位が式中に占める割合(単位:質量%)を示し、x>90、y>2かつz<1であり、好ましくはx>92、y>2かつz<1であり、さらに好ましくはx>95、y>2、z<0.5である。)
(Chemical formula 1)
(CH 2 -CHCN) x - ( CH 2 -CHR) y - (CH 2 -CHNH 2) z
(Wherein, R COO (CH 2) m -O ( CH 2) n CH 3, (CH 2) m -O (CH 2) n CH 3, COO- (CH 2 CH 2 -O) m CH 3 , And CH 2 COOH and COOH, and m and n are 0 or more and 10 or less, and x, y, and z are the proportion of each monomer unit in the formula (unit: mass%). X> 90, y> 2 and z <1, preferably x> 92, y> 2 and z <1, more preferably x> 95, y> 2, z <0.5. .)

上述の(化1)において(CH2−CHCN)のモノマー単位が少ない場合、密着性が十分に付与できないため、x>90であることが好ましい。また、上述の(化1)において(CH2−CHR)のモノマー単位が少ない場合、集電体と活物質層との密着性を付与できないため、y>2であることが好ましい。さらに、上述の(化1)において(CH2−CHNH2)のモノマー単位が多すぎる場合、抵抗が大きく、二次電池の劣化を引き起こすため、z<2であることが好ましい。 In the above (Chemical Formula 1), when there are few monomer units of (CH 2 —CHCN), it is preferable that x> 90 since adhesion cannot be sufficiently provided. In addition, in the above (Chemical Formula 1), when there are few monomer units of (CH 2 —CHR), it is preferable that y> 2 since adhesion between the current collector and the active material layer cannot be imparted. Furthermore, in the above (Chemical Formula 1), when there are too many monomer units of (CH 2 —CHNH 2 ), the resistance is large and the secondary battery is deteriorated. Therefore, z <2 is preferable.

(ii)について
本願では、(i)に記載のポリフッ化ビニリデン(PVdF)膨張抑制効果を得るために、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)と、膨張性の低いポリアクリロニトリル(PAN)の膨潤性を規定している。特に、ポリアクリロニトリル(PAN)の耐電解液膨潤性は200重量%以下であり、このようなポリアクリロニトリル(PAN)として(化1)の構造を有するものが好ましい。また、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)の膨張性は、一般的なものである。
About (ii) In this application, in order to obtain the polyvinylidene fluoride (PVdF) expansion suppression effect described in (i), the swelling property of polyvinylidene fluoride (PVdF) and low-expansion polyacrylonitrile (PAN) is defined. ing. In particular, polyacrylonitrile (PAN) has an electrolyte solution swell resistance of 200% by weight or less, and such polyacrylonitrile (PAN) having a structure of (Chemical Formula 1) is preferable. Moreover, the expansibility of polyvinylidene fluoride (PVdF) is general.

ポリアクリロニトリル(PAN)の膨潤性が高すぎる場合、活物質間の導電性が低下して抵抗が上昇し、電池特性が劣化する。また、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)の膨潤性が低すぎる場合、リチウムイオン透過性が妨げられて電池の負荷特性等が劣化する。   When the swellability of polyacrylonitrile (PAN) is too high, the electrical conductivity between the active materials decreases, the resistance increases, and the battery characteristics deteriorate. Moreover, when the swelling property of polyvinylidene fluoride (PVdF) is too low, the lithium ion permeability is hindered and the load characteristics of the battery are deteriorated.

(ii)における耐電解液膨潤性は、ポリアクリロニトリル(PAN)およびポリフッ化ビニリデン(PVdF)のそれぞれを、濃度が10重量%となるようにN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に溶解させ、基材にコーティングする。続いて、130℃の熱風乾燥機に入れて乾燥し、剥離してポリアクリロニトリル(PAN)フィルムおよびポリフッ化ビニリデン(PVdF)フィルムを作製する。このポリアクリロニトリル(PAN)フィルムおよびポリフッ化ビニリデン(PVdF)フィルムを、23℃で7日間非水電解液に浸漬させた後、表面の電解液を拭き取り、それぞれの重量を測定する。最後に、下記の式から浸漬前後の重量比を用いた電解液膨潤性を算出するものとする。
電解液膨潤性[%]=(電解液浸漬前の重量/電解液浸漬後の重量)×100
The electrolytic solution swell resistance in (ii) is obtained by dissolving each of polyacrylonitrile (PAN) and polyvinylidene fluoride (PVdF) in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) so as to have a concentration of 10% by weight, Coat the substrate. Then, it puts into a 130 degreeC hot air dryer, dries, peels, and produces a polyacrylonitrile (PAN) film and a polyvinylidene fluoride (PVdF) film. The polyacrylonitrile (PAN) film and the polyvinylidene fluoride (PVdF) film are immersed in a nonaqueous electrolytic solution at 23 ° C. for 7 days, and then the surface electrolytic solution is wiped off and the respective weights are measured. Finally, the electrolyte swellability using the weight ratio before and after immersion is calculated from the following formula.
Electrolyte swellability [%] = (weight before immersing electrolyte / weight after immersing electrolyte) × 100

なお、電解液に対する膨潤性は、ビニレンカーボネート(VC)と、エチレンカーボネート(EC)と、フルオロエチレンカーボネート(FEC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、プロピレンカーボネート(PC)とを、1:30:10:49:10の質量比で混合した非水溶媒に対して、電解質塩である六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を1.0mol/kgの濃度で溶解した非水電解液に対するものである。 In addition, the swelling property with respect to the electrolyte solution is 1:30: vinylene carbonate (VC), ethylene carbonate (EC), fluoroethylene carbonate (FEC), diethyl carbonate (DEC), and propylene carbonate (PC). A non-aqueous electrolyte in which lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), which is an electrolyte salt, is dissolved at a concentration of 1.0 mol / kg with respect to a non-aqueous solvent mixed at a mass ratio of 10:49:10. is there.

(iii)について
本願のポリアクリロニトリル(PAN)は、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)とともに用いることで負極合剤を溶媒に分散させた負極合剤スラリーの増粘効果を有し、負極合剤スラリーの粘度を高めることができる。負極合剤スラリーの粘度が低い場合、負極集電体に対する負極合剤スラリーの塗布性が低下してしまう。
About (iii) The polyacrylonitrile (PAN) of the present application is used together with polyvinylidene fluoride (PVdF) to have a thickening effect of a negative electrode mixture slurry in which a negative electrode mixture is dispersed in a solvent, and the viscosity of the negative electrode mixture slurry Can be increased. When the viscosity of the negative electrode mixture slurry is low, the applicability of the negative electrode mixture slurry to the negative electrode current collector is lowered.

(iii)におけるB型粘度は、ポリアクリロニトリル(PAN)およびポリフッ化ビニリデン(PVdF)を、濃度が10重量%となるようにN−メチル−2−ピロリドン(NMP)にそれぞれ溶解させ、25℃環境下においてB型粘度測定器により測定したものである。   The type B viscosity in (iii) was determined by dissolving polyacrylonitrile (PAN) and polyvinylidene fluoride (PVdF) in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) so as to have a concentration of 10% by weight. It is measured with a B-type viscometer below.

このような粘度を有することにより、負極合剤層を安定して形成することができる。すなわち、負極活物質を含む負極合剤スラリーを負極集電体に安定して塗布することができる。   By having such a viscosity, the negative electrode mixture layer can be stably formed. That is, the negative electrode mixture slurry containing the negative electrode active material can be stably applied to the negative electrode current collector.

上述のポリアクリロニトリル(PAN)およびポリフッ化ビニリデン(PVdF)の混合比は、好ましくは重量比で90:10〜10:90であり、より好ましくは80:20〜20:80であり、さらに好ましくは70:30〜60:40である。   The mixing ratio of the above-mentioned polyacrylonitrile (PAN) and polyvinylidene fluoride (PVdF) is preferably 90:10 to 10:90, more preferably 80:20 to 20:80, and still more preferably 70:30 to 60:40.

ポリアクリロニトリル(PAN)の混合量が多すぎる場合、リチウムイオン透過性がやや低下し、サイクル特性の低下につながる。また、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)の混合量が多すぎる場合、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)の膨潤を抑制することが困難となり、サイクル特性の低下や高温保存時における結着性の低下が生じてしまう。   When the amount of polyacrylonitrile (PAN) mixed is too large, lithium ion permeability is slightly lowered, leading to deterioration of cycle characteristics. Moreover, when there is too much mixing amount of a polyvinylidene fluoride (PVdF), it will become difficult to suppress the swelling of a polyvinylidene fluoride (PVdF), and the fall of a cycle characteristic and the binding property at the time of high temperature storage will arise. .

また、上述のポリアクリロニトリル(PAN)とポリフッ化ビニリデン(PVdF)とを混合した結着剤の添加総量は、負極活物質、結着剤および必要に応じて添加された導電剤を混合した負極合剤に対して1重量%以上5重量%以下であることが好ましい。また、結着剤の添加総量は、1.5重量%以上4重量%以下であることがより好ましく、2重量%以上3重量%以下であることがさらに好ましい。   In addition, the total amount of the binder mixed with the above-mentioned polyacrylonitrile (PAN) and polyvinylidene fluoride (PVdF) is the same as that of the negative electrode active material, the binder, and the conductive agent added as necessary. It is preferable that it is 1 to 5 weight% with respect to an agent. The total amount of the binder added is more preferably 1.5% by weight or more and 4% by weight or less, and further preferably 2% by weight or more and 3% by weight or less.

結着剤の添加総量が少ない場合、結着剤としての効果が小さくなってしまう。また、結着剤の添加総量が多すぎる場合、リチウムイオン透過性が低下してサイクル特性の低下につながる。   When the total amount of the binder added is small, the effect as the binder is reduced. On the other hand, when the total amount of the binder added is too large, the lithium ion permeability is lowered and the cycle characteristics are lowered.

(1−2)負極の構成
負極は、例えば、負極集電体の両面に負極活物質層が設けられたものである。負極集電体は、例えば、銅(Cu)、ニッケル(Ni)あるいはステンレス(SUS)などの金属材料により構成されている。負極活物質層は、負極活物質と、結着剤とを含んでおり、必要に応じてさらに導電剤(例えば炭素材料)などを併せて含んでいてもよい。
(1-2) Configuration of Negative Electrode The negative electrode is, for example, one in which a negative electrode active material layer is provided on both surfaces of a negative electrode current collector. The negative electrode current collector is made of a metal material such as copper (Cu), nickel (Ni), or stainless steel (SUS). The negative electrode active material layer includes a negative electrode active material and a binder, and may further include a conductive agent (for example, a carbon material) as necessary.

負極活物質は、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか1種または2種以上を含んでいる。この負極材料としては、例えば、炭素材料、金属や金属酸化物、ケイ素、あるいは高分子材料などが挙げられる。炭素材料としては、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、黒鉛類、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維および活性炭などの炭素材料のいずれか1種または2種以上を用いることができる。   The negative electrode active material contains any one or more of negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium. Examples of the negative electrode material include carbon materials, metals, metal oxides, silicon, and polymer materials. The carbon material is any one of carbon materials such as non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, graphites, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, organic polymer compound fired bodies, carbon fibers and activated carbon. Species or two or more can be used.

特に、天然黒鉛、人造黒鉛などの黒鉛類は、化学的安定性に富みリチウムイオンの脱挿入反応も繰り返し安定して起こすことができ、また工業的にも容易に入手出来るため、リチウムイオン電池に広く使われている。なお、黒鉛の種類としては、例えば、メソフェーズカーボンマイクロビーズ(MCMB)、カーボンファイバーあるいはコークスなどの人造黒鉛や天然黒鉛などが挙げられる。炭素材料は、リチウムの吸蔵および放出に伴う結晶構造の変化が非常に少なく、しかも導電剤としても機能するので好ましい。   In particular, natural graphite, artificial graphite, and other graphites are rich in chemical stability, can repeatedly and stably undergo lithium ion deinsertion reactions, and are easily available industrially. Widely used. In addition, as a kind of graphite, artificial graphite, natural graphite, etc., such as mesophase carbon microbead (MCMB), carbon fiber, or coke, are mentioned, for example. A carbon material is preferable because the crystal structure changes very little with insertion and extraction of lithium, and also functions as a conductive agent.

なお、天然黒鉛を用いる場合は、形状を球形化したもの、低結晶炭素で被覆したもの、さらには、球形化した天然黒鉛に低結晶炭素を被覆し、加熱処理したもの等が好ましい。また、人造黒鉛の一種であるメソフェーズカーボンマイクロビーズ(MCMB)を低結晶炭素で被覆し、加熱処理したものも好ましい。黒鉛の容量は、350mAh/g以上であることが好ましく、黒鉛の比表面積は、0.5m2/g以上5m2/g以下のものが好ましい。特に、メソフェーズカーボンマイクロビーズ(MCMB)は、天然黒鉛に比べて容量が小さいものの、比表面積が小さいため、結着剤量を少なくすることができる。 When natural graphite is used, those having a spherical shape, those coated with low crystalline carbon, and those obtained by coating spherical natural graphite with low crystalline carbon and heat-treating it are preferred. In addition, a mesophase carbon microbead (MCMB), which is a kind of artificial graphite, is coated with low crystalline carbon and heat-treated. The capacity of graphite is preferably 350 mAh / g or more, and the specific surface area of graphite is preferably 0.5 m 2 / g or more and 5 m 2 / g or less. In particular, mesophase carbon microbeads (MCMB) have a smaller capacity than natural graphite, but have a small specific surface area, so that the amount of binder can be reduced.

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

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

この材料の具体例としては、スズを第1の構成元素とし、それに加えて第2および第3の構成元素を含むものが好ましく、例えばSnO、SnO2、あるいはこれらの金属複合酸化物を用いることができる。また、スズ、コバルトおよび炭素を構成元素として含むもの(CoSnC材料)が好ましい。より高いエネルギー密度が得られると共に、優れたサイクル特性が得られるからである。このCoSnC含有材料は、必要に応じてさらに他の構成元素を含んでいてもよい。電池容量およびサイクル特性がより向上するからである。 As a specific example of this material, it is preferable that tin is the first constituent element and that the second and third constituent elements are included in addition thereto. For example, SnO, SnO 2 , or a metal composite oxide thereof is used. Can do. Moreover, the thing (CoSnC material) which contains tin, cobalt, and carbon as a structural element is preferable. This is because a higher energy density can be obtained and excellent cycle characteristics can be obtained. This CoSnC-containing material may further contain other constituent elements as necessary. This is because the battery capacity and cycle characteristics are further improved.

また、ケイ素の単体、またはケイ素を第1の構成元素とし、それに加えて第2および第3の構成元素を含む合金あるいは化合物が好ましく、例えばSiO、SiO2、あるいはこれらの金属複合酸化物を用いることができる。 Further, a simple substance of silicon, or an alloy or compound containing silicon as the first constituent element and the second and third constituent elements in addition thereto is preferable. For example, SiO, SiO 2 , or a metal composite oxide thereof is used. be able to.

この場合には、例えば、負極活物質層12Bが気相法、液相法、溶射法、焼成法あるいはそれらの2種以上の方法を用いて形成されたものであり、その負極活物質層12Bと負極集電体12Aとが界面の少なくとも一部において合金化していることが好ましい。充放電に伴う膨張や収縮に起因して負極活物質層12Bが破壊されにくくなると共に、負極集電体12Aと負極活物質層12Bとの間において電子伝導性が向上するからである。   In this case, for example, the negative electrode active material layer 12B is formed by using a vapor phase method, a liquid phase method, a thermal spraying method, a firing method, or two or more of these methods, and the negative electrode active material layer 12B The anode current collector 12A is preferably alloyed at least at a part of the interface. This is because the negative electrode active material layer 12B is less likely to be destroyed due to expansion and contraction associated with charge / discharge, and the electron conductivity is improved between the negative electrode current collector 12A and the negative electrode active material layer 12B.

なお、気相法としては、例えば、物理堆積法あるいは化学堆積法、より具体的には真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、熱化学気相成長(CVD;Chemical Vapor Deposition)法あるいはプラズマ化学気相成長法などが挙げられる。液相法としては、電気鍍金あるいは無電解鍍金などの公知の手法を用いることが可能である。焼成法とは、例えば、粒子状の負極活物質と結着剤などとを混合して溶剤に分散させることにより塗布したのち、結着剤などの融点よりも高い温度で熱処理する方法である。焼成法に関しても公知の手法が使用可能であり、例えば、雰囲気焼成法、反応焼成法あるいはホットプレス焼成法などが挙げられる。   As the vapor phase method, for example, physical deposition method or chemical deposition method, more specifically, vacuum vapor deposition method, sputtering method, ion plating method, laser ablation method, thermal chemical vapor deposition (CVD; Chemical Vapor Deposition). ) Method or plasma enhanced chemical vapor deposition. As the liquid phase method, a known method such as electroplating or electroless plating can be used. The firing method is, for example, a method in which a particulate negative electrode active material and a binder are mixed and dispersed in a solvent, followed by heat treatment at a temperature higher than the melting point of the binder or the like. A known method can be used for the firing method, and examples thereof include an atmospheric firing method, a reactive firing method, a hot press firing method, and the like.

結着剤としては、(1−1)の結着剤を用いることができる。   As the binder, the binder of (1-1) can be used.

(1−3)負極の製造方法
負極活物質と、上述のポリアクリロニトリル(PAN)とポリフッ化ビニリデン(PVdF)とが混合された結着剤とを均一に混合して負極合剤とし、この負極合剤を溶剤中に分散させてスラリー状にする。ここで、負極活物質および結着剤は均一に分散していればよく、粘度等の条件が上述の範囲内であればその混合比は問わない。また、必要に応じて導電剤を加えてもよい。
(1-3) Method for Producing Negative Electrode A negative electrode active material and a binder in which the above-mentioned polyacrylonitrile (PAN) and polyvinylidene fluoride (PVdF) are mixed are uniformly mixed to form a negative electrode mixture. The mixture is dispersed in a solvent to form a slurry. Here, the negative electrode active material and the binder need only be uniformly dispersed, and the mixing ratio is not limited as long as the conditions such as the viscosity are within the above range. Moreover, you may add a electrically conductive agent as needed.

次に、このスラリーをドクターブレード法等により負極集電体上に均一に塗布し、高温のロールプレス機等により圧縮、乾燥させて溶剤を飛ばすことにより負極活物質層が形成される。ここで、負極活物質層は、負極集電体の少なくとも一方の面に設ければよい。最後に、負極集電体の負極活物質層の未形成部分に、負極端子を取り付ける。これにより、負極が作製される。   Next, this slurry is uniformly applied on the negative electrode current collector by a doctor blade method or the like, and compressed and dried by a high-temperature roll press machine or the like to drive off the solvent, thereby forming a negative electrode active material layer. Here, the negative electrode active material layer may be provided on at least one surface of the negative electrode current collector. Finally, a negative electrode terminal is attached to an unformed portion of the negative electrode active material layer of the negative electrode current collector. Thereby, a negative electrode is produced.

〔効果〕
このようにして作製された負極は、電池に用いた場合に非水電解質に対して負極合剤層が膨潤することなく、また、負極集電体と負極活物質層との結着性を高くすることができる。
〔effect〕
The negative electrode thus produced does not swell the negative electrode mixture layer with respect to the non-aqueous electrolyte when used in a battery, and has a high binding property between the negative electrode current collector and the negative electrode active material layer. can do.

2.第2の実施の形態
まず、この発明の一実施の形態に係る非水電解質電池の構成について説明する。図1は、この発明の第2の実施形態による非水電解質電池の一構成例を示す断面図である。また、図2は、この発明の第1の実施形態による非水電解質電池の電極積層構造を示す断面図である。
2. Second Embodiment First, the configuration of a nonaqueous electrolyte battery according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing one structural example of a nonaqueous electrolyte battery according to a second embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the electrode laminated structure of the nonaqueous electrolyte battery according to the first embodiment of the present invention.

この非水電解質電池20は、いわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶1の内部に、帯状の正極11と帯状の負極12とがセパレータ13を介して巻回された巻回電極体10を有している。   This non-aqueous electrolyte battery 20 is a so-called cylindrical type, in which a strip-shaped positive electrode 11 and a strip-shaped negative electrode 12 are wound through a separator 13 inside a substantially hollow cylindrical battery can 1. A rotating electrode body 10 is provided.

(2−1)非水電解質電池の構造
セパレータ13には、液状の電解質である電解液が含浸されている。電池缶1は、例えばニッケル(Ni)のめっきがされた鉄(Fe)により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶1の内部には、巻回電極体10を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板2、3がそれぞれ配置されている。
(2-1) Structure of Nonaqueous Electrolyte Battery The separator 13 is impregnated with an electrolytic solution that is a liquid electrolyte. The battery can 1 is made of, for example, iron (Fe) plated with nickel (Ni), and has one end closed and the other end open. Inside the battery can 1, a pair of insulating plates 2, 3 are arranged perpendicular to the winding peripheral surface so as to sandwich the winding electrode body 10.

電池缶1の開放端部には、電池蓋4と、この電池蓋4の内側に設けられた安全弁機構5および熱感抵抗(PTC:Positive Temperature Coefficient)素子6とが、ガスケット7を介してかしめられることにより取り付けられている。これにより、電池缶1の内部は密閉されている。   A battery lid 4, a safety valve mechanism 5 and a heat sensitive resistance (PTC: Positive Temperature Coefficient) element 6 provided inside the battery lid 4 are caulked through a gasket 7 at the open end of the battery can 1. It is attached by being. Thereby, the inside of the battery can 1 is sealed.

電池蓋4は、例えば、電池缶1と同様の材料により構成されている。安全弁機構5は、熱感抵抗素子6を介して電池蓋4と電気的に接続されている。安全弁機構5は、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合にディスク板5Aが反転して電池蓋4と巻回電極体10との電気的接続を切断する電流遮断弁としての機能を有している。   The battery lid 4 is made of, for example, the same material as the battery can 1. The safety valve mechanism 5 is electrically connected to the battery lid 4 via the heat sensitive resistance element 6. The safety valve mechanism 5 is a current that cuts the electrical connection between the battery lid 4 and the wound electrode body 10 when the disk plate 5A is reversed when the internal pressure of the battery exceeds a certain level due to internal short circuit or external heating. It functions as a shut-off valve.

熱感抵抗素子6は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止するものである。ガスケット7は、例えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。   The heat-sensitive resistance element 6 limits the current by increasing the resistance value when the temperature rises, and prevents abnormal heat generation due to a large current. The gasket 7 is made of, for example, an insulating material, and asphalt is applied to the surface.

巻回電極体10は、例えば、センターピン14を中心に巻回されている。巻回電極体10の正極11にはアルミニウム(Al)などよりなる正極リード15が接続されており、負極12にはニッケル(Ni)などよりなる負極リード16が接続されている。正極リード15は安全弁機構5に溶接されることにより電池蓋4と電気的に接続されており、負極リード16は電池缶1に溶接され電気的に接続されている。   The wound electrode body 10 is wound around, for example, a center pin 14. A positive electrode lead 15 made of aluminum (Al) or the like is connected to the positive electrode 11 of the spirally wound electrode body 10, and a negative electrode lead 16 made of nickel (Ni) or the like is connected to the negative electrode 12. The positive electrode lead 15 is electrically connected to the battery cover 4 by being welded to the safety valve mechanism 5, and the negative electrode lead 16 is welded and electrically connected to the battery can 1.

図2は、図1に示した巻回電極体10の一部を拡大して表す断面図ある。巻回電極体10は、正極11と負極12とをセパレータ13を介して積層し、巻回したものである。   FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the spirally wound electrode body 10 shown in FIG. The wound electrode body 10 is obtained by stacking and winding a positive electrode 11 and a negative electrode 12 with a separator 13 interposed therebetween.

[正極]
正極11は、正極活物質を含有する正極活物質層11Bが、正極集電体11Aの両面上に形成されたものである。正極集電体11Aとしては、例えばアルミニウム(Al)箔、ニッケル(Ni)箔あるいは、ステンレス(SUS)箔などの金属箔を用いることができる。
[Positive electrode]
The positive electrode 11 is obtained by forming a positive electrode active material layer 11B containing a positive electrode active material on both surfaces of a positive electrode current collector 11A. As the positive electrode current collector 11A, for example, a metal foil such as an aluminum (Al) foil, a nickel (Ni) foil, or a stainless steel (SUS) foil can be used.

正極活物質層11Bは、例えば正極活物質と、導電剤と、結着剤とを含有して構成されている。正極活物質としては、目的とする電池の種類に応じて、金属酸化物、金属硫化物または特定の高分子を用いることができる。例えばリチウムイオン電池を構成する場合、LiXMO2(式中、Mは、一種以上の遷移金属を表し、xは、電池の充放電状態によって異なり、通常0.05以上1.10以下である)を主体とする、リチウムと遷移金属との複合酸化物が用いられる。リチウム複合酸化物を構成する遷移金属としては、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)およびマンガン(Mn)等が用いられる。 The positive electrode active material layer 11B includes, for example, a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder. As the positive electrode active material, a metal oxide, a metal sulfide, or a specific polymer can be used depending on the type of the target battery. For example, in the case of constituting a lithium ion battery, Li x MO 2 (wherein M represents one or more transition metals, and x varies depending on the charge / discharge state of the battery, and is usually 0.05 or more and 1.10 or less. ) And a composite oxide of lithium and transition metal. As a transition metal constituting the lithium composite oxide, cobalt (Co), nickel (Ni), manganese (Mn), or the like is used.

このようなリチウム複合酸化物として、具体的には、LiCoO2、LiNiO2、LiMn24、LiNiyCo1-y2(0<y<1)等が挙げられる。また、遷移金属元素の一部を他の元素に置換した固溶体も使用可能である。LiNi0.5Co0.52、LiNi0.8Co0.22等がその例として挙げられる。これらのリチウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、エネルギー密度が優れたものである。 Specific examples of such a lithium composite oxide include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNi y Co 1-y O 2 (0 <y <1). A solid solution in which a part of the transition metal element is substituted with another element can also be used. Examples thereof include LiNi 0.5 Co 0.5 O 2 and LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 . These lithium composite oxides can generate a high voltage and have an excellent energy density.

また、正極活物質としてTiS2、MoS2、NbSe2、V25等のリチウムを有しない金属化合物を使用しても良い。これらの正極活物質は、単独で用いるか、もしくは複数種を混合して用いてもよい。 Further, TiS 2, MoS 2, NbSe 2, V 2 O 5 and lithium may be used without metal compound as a positive electrode active material. These positive electrode active materials may be used alone or in combination of two or more.

導電剤としては、例えば、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラックあるいはケッチェンブラックなどの炭素材料が挙げられる。これらは単独でもよいし、複数種が混合されてもよい。なお、導電剤は、導電性を有する材料であれば、金属材料あるいは導電性高分子などであってもよい。   Examples of the conductive agent include carbon materials such as graphite, carbon black, acetylene black, and ketjen black. These may be single and multiple types may be mixed. Note that the conductive agent may be a metal material or a conductive polymer as long as it is a conductive material.

結着剤としては、例えば、スチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴムあるいはエチレンプロピレンジエンなどの合成ゴムや、ポリフッ化ビニリデンなどの高分子材料が挙げられる。これらは単独でもよいし、複数種が混合されてもよい。   Examples of the binder include synthetic rubbers such as styrene butadiene rubber, fluorine rubber or ethylene propylene diene, and polymer materials such as polyvinylidene fluoride. These may be single and multiple types may be mixed.

正極11は正極集電体11Aの一端部にスポット溶接または超音波溶接で接続された正極リード15を有している。この正極リード15は金属箔、網目状のものが望ましいが、電気化学的および化学的に安定であり、導通がとれるものであれば金属でなくとも問題はない。正極リード15の材料としては、例えばアルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)等が挙げられる。   The positive electrode 11 has a positive electrode lead 15 connected to one end of the positive electrode current collector 11A by spot welding or ultrasonic welding. The positive electrode lead 15 is preferably a metal foil or a mesh-like one, but there is no problem even if it is not a metal as long as it is electrochemically and chemically stable and can conduct electricity. Examples of the material of the positive electrode lead 15 include aluminum (Al) and nickel (Ni).

[負極]
負極12は、第1の実施の形態における負極と同様の構成であり、負極活物質を含有する負極活物質層12Bが、負極集電体12Aの両面上に形成されたものである。
[Negative electrode]
The negative electrode 12 has the same configuration as the negative electrode in the first embodiment, and a negative electrode active material layer 12B containing a negative electrode active material is formed on both surfaces of the negative electrode current collector 12A.

[セパレータ]
セパレータ13は、正極11と負極12とを隔離し、両極の接触に起因する電流の短絡を防止しながらリチウムイオンを通過させるものである。このセパレータ13は、電気的に安定であると共に、正極活物質、負極活物質あるいは溶媒に対して化学的に安定であり、かつ電気伝導性を有していなければどのようなものを用いてもよい。例えば、高分子の不織布、多孔質フィルム、ガラスあるいはセラミックスの繊維を紙状にしたものを用いることができ、これらを複数積層して用いてもよい。特に、多孔質ポリオレフィンフィルムを用いることが好ましく、これをポリイミド、ガラスあるいはセラミックスの繊維などよりなる耐熱性の材料と複合させたものを用いてもよい。このセパレータ13には、上述した電解質が含浸されている。
[Separator]
The separator 13 separates the positive electrode 11 and the negative electrode 12 and allows lithium ions to pass through while preventing a short circuit of current caused by contact between the two electrodes. Any separator may be used as long as it is electrically stable, chemically stable with respect to the positive electrode active material, the negative electrode active material or the solvent, and has no electrical conductivity. Good. For example, a polymer nonwoven fabric, a porous film, glass or ceramic fibers in a paper shape can be used, and a plurality of these may be laminated. In particular, a porous polyolefin film is preferably used, and a composite of this with a heat-resistant material made of polyimide, glass, ceramic fibers, or the like may be used. The separator 13 is impregnated with the electrolyte described above.

この非水電解質電池では、充電を行うと、例えば、正極11からリチウムイオンが放出され、セパレータ13に含浸された電解液を介して負極12に吸蔵される。一方、放電を行うと、例えば、負極12からリチウムイオンが放出され、セパレータ13に含浸された電解液を介して正極11に吸蔵される。   In this non-aqueous electrolyte battery, when charged, for example, lithium ions are extracted from the positive electrode 11 and inserted in the negative electrode 12 through the electrolytic solution impregnated in the separator 13. On the other hand, when discharging is performed, for example, lithium ions are released from the negative electrode 12 and inserted into the positive electrode 11 through the electrolytic solution impregnated in the separator 13.

この非水電解質電池によれば、負極12の容量がリチウムの吸蔵および放出に基づいて表される場合に、上述した第1の実施の形態による電解液を備えているので、充放電時において電解液の分解反応が抑制される。したがって、特に高温使用時におけるサイクル特性および保存特性を向上させることができる。   According to this non-aqueous electrolyte battery, when the capacity of the negative electrode 12 is expressed based on insertion and extraction of lithium, the electrolyte solution according to the first embodiment described above is provided. The decomposition reaction of the liquid is suppressed. Therefore, it is possible to improve the cycle characteristics and the storage characteristics particularly during high temperature use.

[非水電解液]
非水電解液は、非水溶媒に電解質塩を溶解させたものである。
[Non-aqueous electrolyte]
The nonaqueous electrolytic solution is obtained by dissolving an electrolyte salt in a nonaqueous solvent.

電解質塩は、例えば、リチウム塩などの軽金属塩の1種あるいは2種以上を含有している。このリチウム塩としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)、過塩素酸リチウム(LiClO4)、六フッ化ヒ酸リチウム(LiAsF6)、テトラフェニルホウ酸リチウム(LiB(C654)、メタンスルホン酸リチウム(LiCH3SO3)、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiCF3SO3)、テトラクロロアルミン酸リチウム(LiAlCl4)、六フッ化ケイ酸二リチウム(Li2SiF6)、塩化リチウム(LiCl)あるいは臭化リチウム(LiBr)などが挙げられる。中でも、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)、過塩素酸リチウム(LiClO4)、六フッ化ヒ酸リチウム(LiAsF6)からなる群のうちの少なくとも1種が好ましく、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)がより好ましい。非水電解質の抵抗が低下するからである。特に、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)と一緒に四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)を用いるのが好ましい。高い効果が得られるからである。 The electrolyte salt contains, for example, one or more light metal salts such as a lithium salt. Examples of the lithium salt include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF 6 ), lithium tetraphenylborate (LiB (C 6 H 5) 4), methanesulfonic acid lithium (LiCH 3 SO 3), lithium trifluoromethanesulfonate (LiCF 3 SO 3), tetrachloroaluminate lithium (LiAlCl 4), six Examples thereof include dilithium fluorosilicate (Li 2 SiF 6 ), lithium chloride (LiCl), and lithium bromide (LiBr). Among them, at least one selected from the group consisting of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium perchlorate (LiClO 4 ), and lithium hexafluoroarsenate (LiAsF 6 ). One is preferable, and lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is more preferable. This is because the resistance of the non-aqueous electrolyte is lowered. In particular, it is preferable to use lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ) together with lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ). This is because a high effect can be obtained.

非水溶媒としては、例えば、炭酸エチレン(EC)、炭酸プロピレン(PC)、炭酸ブチレン(BC)、炭酸ビニレン(VC)、炭酸ジメチル(DMC)、炭酸ジエチル(DEC)、炭酸エチルメチル(EMC)、炭酸メチルプロピル(MPC)、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,3−ジオキソラン、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチル、トリメチル酢酸エチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、3−メトキシプロピオニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリジノン、N−メチルオキサゾリジノン、N,N’−ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、リン酸トリメチルまたはジメチルスルホキシドなどを用いることができる。非水電解質を備えた、電池などの電気化学デバイスにおいて、優れた容量、サイクル特性および保存特性が得られるからである。これらは単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。   Examples of the non-aqueous solvent include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), vinylene carbonate (VC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), and ethyl methyl carbonate (EMC). , Methylpropyl carbonate (MPC), γ-butyrolactone, γ-valerolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,3-dioxolane, 4-fluoro-1,3-dioxolane- 2-one, 4-methyl-1,3-dioxolane, 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, methyl butyrate, methyl isobutyrate, methyl trimethylacetate , Ethyl trimethylacetate, acetonitrile, glutaronitrile , Adiponitrile, methoxyacetonitrile, 3-methoxypropionitrile, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidinone, N-methyloxazolidinone, N, N'-dimethylimidazolidinone, nitromethane, nitroethane, sulfolane, trimethyl phosphate or Dimethyl sulfoxide or the like can be used. This is because, in an electrochemical device such as a battery provided with a nonaqueous electrolyte, excellent capacity, cycle characteristics and storage characteristics can be obtained. These may be used alone or in combination of two or more.

中でも、溶媒としては、炭酸エチレン(EC)、炭酸プロピレン(PC)、炭酸ジメチル(DMC)、炭酸ジエチル(DEC)、炭酸エチルメチル(EMC)からなる群のうちの少なくとも1種を含むものを用いることが好ましい。十分な効果が得られるからである。この場合には、特に、高粘度(高誘電率)溶媒(例えば、比誘電率ε≧30)である炭酸エチレンまたは炭酸プロピレンと、低粘度溶媒(例えば、粘度≦1mPa・s)である炭酸ジメチル、炭酸ジエチルまたは炭酸エチルメチルとを混合して含むものを用いることが好ましい。電解質塩の解離性およびイオンの移動度が向上するため、より高い効果が得られるからである。   Especially, as a solvent, what contains at least 1 sort (s) of the group which consists of ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), and ethyl methyl carbonate (EMC) is used. It is preferable. This is because a sufficient effect can be obtained. In this case, in particular, ethylene carbonate or propylene carbonate having a high viscosity (high dielectric constant) solvent (for example, relative dielectric constant ε ≧ 30) and dimethyl carbonate having a low viscosity solvent (for example, viscosity ≦ 1 mPa · s). It is preferable to use a mixture containing diethyl carbonate or ethyl methyl carbonate. This is because the dissociation property of the electrolyte salt and the ion mobility are improved, and thus higher effects can be obtained.

(2−2)非水電解質電池の製造方法
次に、非水電解質電池の製造方法について説明する。
(2-2) Manufacturing method of nonaqueous electrolyte battery Next, the manufacturing method of a nonaqueous electrolyte battery is demonstrated.

[正極の製造方法]
正極活物質と、結着剤と、導電剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をN−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤に分散して混合液を調製する。次に、この正極合剤スラリーを正極集電体11Aに塗布し乾燥させたのち、ロールプレス機などにより圧縮成型して正極活物質層11Bを形成し、正極11を得る。
[Production method of positive electrode]
A positive electrode active material, a binder, and a conductive agent are mixed to prepare a positive electrode mixture, and the positive electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a mixed solution. Next, this positive electrode mixture slurry is applied to the positive electrode current collector 11A and dried, and then compression molded by a roll press or the like to form the positive electrode active material layer 11B, whereby the positive electrode 11 is obtained.

[負極の製造方法]
負極12は、第1の実施の形態と同様にして作製することができる。
[Production method of negative electrode]
The negative electrode 12 can be produced in the same manner as in the first embodiment.

[非水電解質の製造方法]
非水溶媒に対して、所定量の電解質塩を溶解させることにより非水電解質を得ることができる。
[Method for producing non-aqueous electrolyte]
A non-aqueous electrolyte can be obtained by dissolving a predetermined amount of electrolyte salt in a non-aqueous solvent.

[円筒型非水電解質電池の組み立て]
正極集電体11Aに正極リード15を溶接などにより取り付けると共に、負極集電体12Aに負極リード16を溶接などにより取り付ける。その後、正極11と負極12とをセパレータ33を介して巻回し、正極リード15の先端部を安全弁機構5に溶接すると共に、負極リード16の先端部を電池缶1に溶接する。
[Assembly of cylindrical nonaqueous electrolyte battery]
The positive electrode lead 15 is attached to the positive electrode current collector 11A by welding or the like, and the negative electrode lead 16 is attached to the negative electrode current collector 12A by welding or the like. Thereafter, the positive electrode 11 and the negative electrode 12 are wound through the separator 33, and the front end portion of the positive electrode lead 15 is welded to the safety valve mechanism 5 and the front end portion of the negative electrode lead 16 is welded to the battery can 1.

そして、巻回した正極11および負極12を一対の絶縁板2、3で挟み、電池缶1の内部に収納する。正極11および負極12を電池缶1の内部に収納したのち、非水電解質を電池缶1の内部に注入し、セパレータ13に含浸させる。   Then, the wound positive electrode 11 and negative electrode 12 are sandwiched between a pair of insulating plates 2 and 3 and housed inside the battery can 1. After the positive electrode 11 and the negative electrode 12 are housed in the battery can 1, a nonaqueous electrolyte is injected into the battery can 1 and impregnated in the separator 13.

その後、電池缶1の開口端部に、安全弁機構5および熱感抵抗素子6が設けられた電池蓋4をガスケット7を介してかしめることにより固定する。以上により、図1に示した非水電解質電池が作製される。   Thereafter, the battery lid 4 provided with the safety valve mechanism 5 and the heat sensitive resistance element 6 is fixed to the opening end portion of the battery can 1 by caulking through the gasket 7. As described above, the nonaqueous electrolyte battery shown in FIG. 1 is manufactured.

このような非水電解質を用いた非水電解質電池によれば、電極表面における被膜形成効果が高くなり、より強固で安定な皮膜を形成することができる。このため、電解液の分解反応を抑制し、低温環境下および高温環境下において充放電サイクルが進んでも、高い電池容量を維持することができる。また、電解液の分解を抑制するため、電流遮断弁の動作時間を延長することができる。   According to the non-aqueous electrolyte battery using such a non-aqueous electrolyte, the effect of forming a film on the electrode surface is enhanced, and a stronger and more stable film can be formed. For this reason, the decomposition reaction of the electrolytic solution is suppressed, and a high battery capacity can be maintained even if the charge / discharge cycle proceeds in a low temperature environment and a high temperature environment. Moreover, in order to suppress decomposition | disassembly of electrolyte solution, the operating time of a current cutoff valve can be extended.

〔効果〕
このようにして作製された非水電解質電池は、非水電解質に対して負極合剤層中の結着剤が膨潤することなく、また、負極集電体と負極活物質層との結着性を高くすることができる。このため、高い電池特性を得ることができ、サイクルに伴う電池特性の劣化や高温環境下における電池特性の劣化を抑制することができる。
〔effect〕
In the non-aqueous electrolyte battery thus produced, the binder in the negative electrode mixture layer does not swell with respect to the non-aqueous electrolyte, and the binding property between the negative electrode current collector and the negative electrode active material layer Can be high. For this reason, a high battery characteristic can be acquired and the deterioration of the battery characteristic accompanying cycling and the deterioration of the battery characteristic in a high temperature environment can be suppressed.

3.第3の実施の形態
(3−1)非水電解質電池の構成
第3の実施の形態では、ラミネートフィルムで外装された非水電解質電池について説明する。
3. Third Embodiment (3-1) Configuration of Nonaqueous Electrolyte Battery In the third embodiment, a nonaqueous electrolyte battery covered with a laminate film will be described.

図3は、この発明の第3の実施形態による非水電解質電池の一構成例を示す断面である。また、図4は、この発明の第3の実施形態による非水電解質電池の電極積層構造を示す。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration example of the nonaqueous electrolyte battery according to the third embodiment of the present invention. FIG. 4 shows the electrode laminated structure of the nonaqueous electrolyte battery according to the third embodiment of the present invention.

この非水電解質電池は、正極リード31および負極リード32が取り付けられた巻回電極体30をフィルム状の外装部材21の内部に収納した構成とされており、扁平型の形状を有するものである。正極リード31および負極リード32は、それぞれ例えば短冊状であり、外装部材21の内部から外部に向かい例えば同一方向にそれぞれ導出されている。正極リード31は、例えばアルミニウム(Al)などの金属材料により構成されており、負極リード32は、例えばニッケル(Ni)などの金属材料により構成されている。   This nonaqueous electrolyte battery has a configuration in which a wound electrode body 30 to which a positive electrode lead 31 and a negative electrode lead 32 are attached is housed in a film-like exterior member 21 and has a flat shape. . Each of the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 has a strip shape, for example, and is led out from the inside of the exterior member 21 to the outside, for example, in the same direction. The positive electrode lead 31 is made of a metal material such as aluminum (Al), and the negative electrode lead 32 is made of a metal material such as nickel (Ni).

[外装部材]
外装部材21は、例えば、熱融着層、金属層および外装樹脂層をこの順に積層しラミネート加工などにより貼り合わせた構造を有するラミネートフィルムである。外装部材21は、例えば、熱融着層の側を内側として、各外縁部が融着あるいは接着剤により互いに密着されている。
[Exterior material]
The exterior member 21 is, for example, a laminate film having a structure in which a heat sealing layer, a metal layer, and an exterior resin layer are laminated in this order and bonded together by a lamination process or the like. The exterior member 21 has, for example, each outer edge portion adhered to each other by fusion bonding or an adhesive with the heat sealing layer side as the inner side.

熱融着層は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレン、変性ポリプロピレンあるいはこれらの共重合体などのポリオレフィン樹脂により構成されている。水分透過性を低くすることができ、気密性に優れているからである。金属層は、箔状あるいは板状のアルミニウム、ステンレス、ニッケルあるいは鉄などにより構成されている。外装樹脂層は、例えば熱融着層と同様の樹脂により構成されていてもよいし、ナイロンなどにより構成されていてもよい。破れや突き刺しなどに対する強度を高くすることができるからである。外装部材21は、熱融着層、金属層および外装樹脂層以外の他の層を備えていてもよい。   The heat-fusible layer is made of, for example, a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, modified polyethylene, modified polypropylene, or a copolymer thereof. This is because moisture permeability can be lowered and airtightness is excellent. The metal layer is made of foil-like or plate-like aluminum, stainless steel, nickel, iron, or the like. The exterior resin layer may be made of, for example, the same resin as that of the heat fusion layer, or may be made of nylon or the like. This is because the strength against tearing and piercing can be increased. The exterior member 21 may include a layer other than the heat fusion layer, the metal layer, and the exterior resin layer.

外装部材21と正極リード31および負極リード32との間には、正極リード31および負極リード32と、外装部材21の内側との密着性を向上させ、外気の侵入を防止するための密着フィルム22が挿入されている。密着フィルム22は、正極リード31および負極リード32に対して密着性を有する材料により構成されている。正極リード31および負極リード32が上述した金属材料により構成される場合には、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンあるいは変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂により構成されることが好ましい。   Between the exterior member 21 and the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32, the adhesion film 22 for improving the adhesion between the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 and the inside of the exterior member 21 and preventing the entry of outside air. Has been inserted. The adhesion film 22 is made of a material having adhesion to the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32. When the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are made of the above-described metal material, it is preferable that the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are made of a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, modified polyethylene, or modified polypropylene.

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

[正極および負極]
第3の実施の形態における正極33および負極34は、第2の実施の形態における正極11および負極12と同様の材料、構成を用いることができる。
[Positive electrode and negative electrode]
The positive electrode 33 and the negative electrode 34 in the third embodiment can use the same materials and configurations as the positive electrode 11 and the negative electrode 12 in the second embodiment.

[非水電解質]
非水電解質は、第2の実施の形態に記載されたものと同様のものを用いることができる。また、図3および図4に示すように、ゲル状の非水電解質(以下、ゲル電解質と適宜称する)を用いても良い。ゲル電解質は、高いイオン伝導率(例えば、室温で1ms/cm以上)が得られると共に、漏液が防止されるので好ましい。以下、ゲル電解質について説明する。
[Nonaqueous electrolyte]
The same nonaqueous electrolyte as that described in the second embodiment can be used. Further, as shown in FIGS. 3 and 4, a gel-like non-aqueous electrolyte (hereinafter referred to as a gel electrolyte as appropriate) may be used. The gel electrolyte is preferable because high ion conductivity (for example, 1 ms / cm or more at room temperature) is obtained and liquid leakage is prevented. Hereinafter, the gel electrolyte will be described.

ゲル電解質は、非水溶媒と、電解質塩と、非水溶媒を取り込んでゲル化するマトリクス高分子とを含んでいる。非水溶媒および電解質塩は第1の実施の形態と同様の材料を用いることができる。   The gel electrolyte includes a nonaqueous solvent, an electrolyte salt, and a matrix polymer that takes in the nonaqueous solvent and gels. As the non-aqueous solvent and the electrolyte salt, the same materials as those in the first embodiment can be used.

マトリクス高分子は、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデンとポリヘキサフルオロピレンとの共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、ポリスチレンあるいはポリカーボネートなどが挙げられる。これらは、単独でもよいし、複数種が混合されてもよい。   Matrix polymers include, for example, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, copolymers of polyvinylidene fluoride and polyhexafluoropyrene, polytetrafluoroethylene, polyhexafluoropropylene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyphosphazene, polysiloxane , Polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, styrene-butadiene rubber, nitrile-butadiene rubber, polystyrene or polycarbonate. These may be used alone or in combination.

特に、電気化学的安定性の点から、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレンあるいはポリエチレンオキサイドなどを用いることが好ましい。電解液中における高分子化合物の添加量は、両者の相溶性によっても異なるが、5質量%以上50質量%以下であることが好ましい。   In particular, from the viewpoint of electrochemical stability, it is preferable to use polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polyhexafluoropropylene, polyethylene oxide, or the like. The addition amount of the polymer compound in the electrolytic solution varies depending on the compatibility between the two, but is preferably 5% by mass or more and 50% by mass or less.

なお、ゲル電解質に含まれる非水電解液の組成は、第1の実施の形態における非水電解液の組成と同様であるが、ここで言う非水溶媒とは液状の溶媒だけでなく、電解質塩を解離させることが可能なイオン伝導性を有するものまで含む広い概念である。したがって、イオン伝導性を有する高分子化合物を用いる場合には、その高分子化合物も溶媒に含まれる。   The composition of the non-aqueous electrolyte contained in the gel electrolyte is the same as the composition of the non-aqueous electrolyte in the first embodiment. The non-aqueous solvent referred to here is not only a liquid solvent but also an electrolyte. This is a broad concept including those having ionic conductivity capable of dissociating salts. Accordingly, when a polymer compound having ion conductivity is used, the polymer compound is also included in the solvent.

[セパレータ]
第3の実施の形態におけるセパレータ35は、第2の実施の形態におけるセパレータ13と同様の材料、構成を用いることができる。
[Separator]
The separator 35 in the third embodiment can use the same material and configuration as the separator 13 in the second embodiment.

(3−2)非水電解質電池の製造方法
[正極および負極の作製]
第3の実施の形態における正極33および負極34の製造方法は、第1および第2の実施の形態における正極11および負極12と同様の製造方法を用いることができる。
(3-2) Manufacturing method of nonaqueous electrolyte battery [Preparation of positive electrode and negative electrode]
The manufacturing method of the positive electrode 33 and the negative electrode 34 in 3rd Embodiment can use the manufacturing method similar to the positive electrode 11 and the negative electrode 12 in 1st and 2nd embodiment.

この非水電解質電池は、例えば、以下の3種類の製造方法(第1〜第3の製造方法)によって製造される。   This nonaqueous electrolyte battery is manufactured, for example, by the following three types of manufacturing methods (first to third manufacturing methods).

(3−2−1)第1の製造方法
第1の製造方法では、最初に、例えば、上記した第2の実施の形態の正極11の作製手順と同様の手順により、正極集電体33Aの両面に正極活物質層33Bを形成して正極33を作製する。また、上記した第2の実施の形態の負極12の作製手順と同様の手順により、負極集電体34Aの両面に負極活物質層34Bを形成して負極34を作製する。
(3-2-1) First Manufacturing Method In the first manufacturing method, first, for example, the positive electrode current collector 33A is manufactured by a procedure similar to the procedure for manufacturing the positive electrode 11 of the second embodiment described above. The positive electrode 33 is produced by forming the positive electrode active material layer 33B on both sides. Further, the negative electrode active material layer 34B is formed on both surfaces of the negative electrode current collector 34A by the same procedure as that of the negative electrode 12 of the second embodiment described above, and the negative electrode 34 is manufactured.

続いて、第1の実施の形態による非水電解液と、高分子化合物と、溶剤とを含む前駆溶液を調製して正極33および負極34に塗布したのち、溶剤を揮発させてゲル電解質36を形成する。続いて、正極集電体33Aに正極リード31を取り付けると共に、負極集電体34Aに負極リード32を取り付ける。   Subsequently, after preparing a precursor solution containing the nonaqueous electrolytic solution according to the first embodiment, the polymer compound, and the solvent and applying the precursor solution to the positive electrode 33 and the negative electrode 34, the solvent is volatilized to obtain the gel electrolyte 36. Form. Subsequently, the positive electrode lead 31 is attached to the positive electrode current collector 33A, and the negative electrode lead 32 is attached to the negative electrode current collector 34A.

続いて、電解質36が形成された正極33と負極34とをセパレータ35を介して積層させてから長手方向に巻回し、その最外周部に保護テープ37を接着させて巻回電極体30を作製する。最後に、例えば、2枚のフィルム状の外装部材21の間に巻回電極体30を挟み込んだのち、その外装部材21の外縁部同士を熱融着などで接着させて巻回電極体30を封入する。この際、正極リード31および負極リード32と外装部材21との間に、密着フィルム22を挿入する。これにより、非水電解質電池が完成する。   Subsequently, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 on which the electrolyte 36 is formed are stacked via the separator 35 and then wound in the longitudinal direction, and a protective tape 37 is adhered to the outermost peripheral portion to produce the wound electrode body 30. To do. Finally, for example, after the wound electrode body 30 is sandwiched between two film-shaped exterior members 21, the outer edge portions of the exterior member 21 are bonded to each other by heat fusion or the like, so that the wound electrode body 30 is Encapsulate. At this time, the adhesion film 22 is inserted between the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 and the exterior member 21. Thereby, a nonaqueous electrolyte battery is completed.

(3−2−2)第2の製造方法
第2の製造方法では、最初に、正極33に正極リード31を取り付けると共に、負極34に負極リード32を取り付ける。続いて、セパレータ35を介して正極33と負極34とを積層して巻回させたのち、その最外周部に保護テープ37を接着させて、巻回電極体30の前駆体である巻回体を作製する。
(3-2-2) Second Manufacturing Method In the second manufacturing method, first, the positive electrode lead 31 is attached to the positive electrode 33 and the negative electrode lead 32 is attached to the negative electrode 34. Subsequently, after the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are laminated and wound via the separator 35, a protective tape 37 is adhered to the outermost peripheral portion thereof, and a wound body that is a precursor of the wound electrode body 30. Is made.

続いて、2枚のフィルム状の外装部材21の間に巻回体を挟み込んだのち、一辺の外周縁部を除いた残りの外周縁部を熱融着などで接着させて、袋状の外装部材21の内部に巻回体を収納する。続いて、第1の実施の形態による非水電解液と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤などの他の材料とを含む電解質用組成物を調製して袋状の外装部材21の内部に注入したのち、その外装部材21の開口部を熱融着などで密封する。最後に、モノマーを熱重合させて高分子化合物とすることにより、ゲル電解質36を形成する。これにより、非水電解質電池が完成する。   Subsequently, after sandwiching the wound body between the two film-like exterior members 21, the remaining outer peripheral edge portion excluding the outer peripheral edge portion on one side is adhered by heat fusion or the like, thereby forming a bag-like exterior The wound body is stored inside the member 21. Subsequently, a composition for an electrolyte comprising the nonaqueous electrolytic solution according to the first embodiment, a monomer that is a raw material for the polymer compound, a polymerization initiator, and, if necessary, other materials such as a polymerization inhibitor. Is prepared and injected into the bag-shaped exterior member 21, and then the opening of the exterior member 21 is sealed by heat fusion or the like. Finally, the gel electrolyte 36 is formed by thermally polymerizing the monomer to obtain a polymer compound. Thereby, a nonaqueous electrolyte battery is completed.

(3−2−3)第3の製造方法
第3の製造方法では、最初に、高分子化合物が両面に塗布されたセパレータ35を用いることを除き、上記した第2の製造方法と同様に、巻回体を形成して袋状の外装部材21の内部に収納する。
(3-2-3) Third production method In the third production method, first, except that the separator 35 coated with the polymer compound on both sides is used, the same as the second production method described above, A wound body is formed and stored inside the bag-shaped exterior member 21.

このセパレータ35に塗布する高分子化合物としては、例えば、フッ化ビニリデンを成分とする重合体、すなわち単独重合体、共重合体または多元共重合体などが挙げられる。具体的には、ポリフッ化ビニリデンや、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンを成分とする二元系共重合体や、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびクロロトリフルオロエチレンを成分とする三元系共重合体などである。   Examples of the polymer compound applied to the separator 35 include a polymer containing vinylidene fluoride as a component, that is, a homopolymer, a copolymer, or a multi-component copolymer. Specifically, polyvinylidene fluoride, binary copolymers containing vinylidene fluoride and hexafluoropropylene as components, and ternary copolymers containing vinylidene fluoride, hexafluoropropylene and chlorotrifluoroethylene as components. Such as coalescence.

なお、高分子化合物は、上記したフッ化ビニリデンを成分とする重合体と共に、他の1種または2種以上の高分子化合物を含んでいてもよい。続いて、第1の実施の形態による非水電解液を調製して外装部材21の内部に注入したのち、その外装部材21の開口部を熱融着などで密封する。最後に、外装部材21に加重をかけながら加熱し、高分子化合物を介してセパレータ35を正極33および負極34に密着させる。これにより、非水電解液が高分子化合物に含浸し、その高分子化合物がゲル化して電解質36が形成されるため、非水電解質電池が完成する。   The polymer compound may contain one or more other polymer compounds together with the polymer containing vinylidene fluoride as a component. Subsequently, after the non-aqueous electrolyte according to the first embodiment is prepared and injected into the exterior member 21, the opening of the exterior member 21 is sealed by heat sealing or the like. Finally, the exterior member 21 is heated while applying a load, and the separator 35 is brought into close contact with the positive electrode 33 and the negative electrode 34 through the polymer compound. As a result, the non-aqueous electrolyte is impregnated into the polymer compound, and the polymer compound is gelled to form the electrolyte 36, thereby completing the non-aqueous electrolyte battery.

〔効果〕
第3の実施の形態では、第2の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
〔effect〕
In the third embodiment, the same effects as those of the second embodiment can be obtained.

以下、この発明を実施例および比較例により更に詳細に説明する。なお、この発明は、これら実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited to these examples.

<実施例1>
[負極の作製]
負極活物質として比表面積が3m2/gの天然黒鉛と、結着剤としてポリアクリロニトリル(PAN)およびポリフッ化ビニリデン(PVdF)と、溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(NMP)とを用い、均質に混合して負極合剤スラリーを得た。なお、結着剤は、負極合剤に対してPAN1.2重量%、PVdF1.2重量%、合計2.4重量%(PAN:PVdF=50:50)を用いた。
<Example 1>
[Production of negative electrode]
Using natural graphite having a specific surface area of 3 m 2 / g as the negative electrode active material, polyacrylonitrile (PAN) and polyvinylidene fluoride (PVdF) as the binder, and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as the solvent, The mixture was homogeneously mixed to obtain a negative electrode mixture slurry. The binder used was PAN 1.2 wt%, PVdF 1.2 wt%, and a total of 2.4 wt% (PAN: PVdF = 50: 50) with respect to the negative electrode mixture.

なお、実施例1では、(CH2−CN)のモノマー単位を96.7質量%、(CH2−CH−COO(CH22−OCH2CH3)のモノマー単位を1質量%、(CH2−CH−COOH)のモノマー単位を2質量%、(CH2CH−CONH2)のモノマー単位を0.3質量%の割合で共重合させたPANを用いた。 In Example 1, the monomer unit of (CH 2 —CN) is 96.7% by mass, the monomer unit of (CH 2 —CH—COO (CH 2 ) 2 —OCH 2 CH 3 ) is 1% by mass, ( A PAN obtained by copolymerizing 2 % by mass of monomer units of (CH 2 —CH—COOH) and 0.3% by mass of monomer units of (CH 2 CH—CONH 2 ) was used.

ここで、下記の方法により測定した結着剤の耐電解液膨潤性は、PANが120重量%、PVdFが250重量%であった。また、下記の方法により測定した結着剤の粘度は、PANが8500mPa・s、PVdFが3200mPa・sであった。   Here, the electrolytic solution swelling resistance of the binder measured by the following method was 120% by weight for PAN and 250% by weight for PVdF. Moreover, the viscosity of the binder measured by the following method was 8500 mPa · s for PAN and 3200 mPa · s for PVdF.

[結着剤の耐電解液膨潤性]
PANおよびPVdFを、濃度が10重量%となるようにN−メチル−2−ピロリドン(NMP)にそれぞれ溶解させ、基材にコーティングした後、130℃の熱風乾燥機に入れて乾燥し、剥離してPANフィルムおよびPVdFフィルムを作製した。このPANフィルムおよびPVdFフィルムを23℃で7日間非水電解液に浸漬させた。浸漬後、表面の電解液を拭き取り、浸漬前後の重量比を用いて下記の式から電解液膨潤性を算出した。
電解液膨潤性[%]=(電解液浸漬前の重量/電解液浸漬後の重量)×100
[Electrolytic solution swelling resistance of binder]
PAN and PVdF were each dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to a concentration of 10% by weight, coated on the substrate, dried in a hot air dryer at 130 ° C., and peeled off. Thus, a PAN film and a PVdF film were prepared. This PAN film and PVdF film were immersed in a non-aqueous electrolyte at 23 ° C. for 7 days. After immersion, the electrolyte solution on the surface was wiped off, and the electrolyte swellability was calculated from the following equation using the weight ratio before and after immersion.
Electrolyte swellability [%] = (weight before immersing electrolyte / weight after immersing electrolyte) × 100

なお、電解液に対する膨潤性の測定時に用いる非水電解液は、ビニレンカーボネート(VC)と、エチレンカーボネート(EC)と、フルオロエチレンカーボネート(FEC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、プロピレンカーボネート(PC)とを、1:30:10:49:10の質量比で混合した非水溶媒に対して、電解質塩である六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を1.0mol/kgの濃度で溶解したものを用いた。 In addition, the non-aqueous electrolyte used at the time of the measurement of the swelling property with respect to electrolyte solution is vinylene carbonate (VC), ethylene carbonate (EC), fluoroethylene carbonate (FEC), diethyl carbonate (DEC), and propylene carbonate (PC). ) And a non-aqueous solvent mixed at a mass ratio of 1: 30: 10: 49: 10, lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) as an electrolyte salt was dissolved at a concentration of 1.0 mol / kg. What was done was used.

[結着剤の粘度]
PANおよびPVdFを、濃度が10重量%となるようにN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に溶解させ、25℃環境下においてB型粘度測定器によりを測定した。
[Binder viscosity]
PAN and PVdF were dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to a concentration of 10% by weight, and measured with a B-type viscometer in a 25 ° C. environment.

次に、得られた負極合剤スラリーを、負極集電体となる厚み12μmの帯状銅箔の両面に均一に塗布し、乾燥して、負極合剤層を形成した。これを幅40mm、長さ650mmの形状に切断して、負極を作製し、更にニッケル(Ni)よりなる負極端子を取り付けた。   Next, the obtained negative electrode mixture slurry was uniformly applied to both surfaces of a 12 μm-thick strip-shaped copper foil serving as a negative electrode current collector and dried to form a negative electrode mixture layer. This was cut into a shape with a width of 40 mm and a length of 650 mm to produce a negative electrode, and a negative electrode terminal made of nickel (Ni) was further attached.

ここで、下記の方法により測定した負極活物質層と負極集電体との剥離強度は、10mN/mm以上であった。   Here, the peel strength between the negative electrode active material layer and the negative electrode current collector measured by the following method was 10 mN / mm or more.

[剥離強度の測定]
耐状銅箔上に設けられた負極活物質層に両面テープを接着させ、銅箔と負極活物質層とを共に切り出して試験片とした。この後、この試験片に貼着した両面テープの多端をステンレス板にて固定し、負極活物質層を半分まで剥離させると共に、両面テープと負極集電体である銅箔とを180°で剥離させた。
[Measurement of peel strength]
A double-sided tape was adhered to the negative electrode active material layer provided on the rugged copper foil, and the copper foil and the negative electrode active material layer were cut out together to obtain a test piece. Thereafter, the multi-sided tape of the double-sided tape attached to the test piece is fixed with a stainless steel plate, and the negative electrode active material layer is peeled off to half, and the double-sided tape and the copper foil as the negative electrode current collector are peeled off at 180 °. I let you.

[正極の作製]
正極活物質としてコバルト酸リチウム(LiCoO2)と、導電剤としてカーボンブラックと、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)と、溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(NMP)とを用い、均質に混合して負極合剤スラリーを得た。
[Production of positive electrode]
Using lithium cobaltate (LiCoO 2 ) as a positive electrode active material, carbon black as a conductive agent, polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a solvent, and homogeneously By mixing, a negative electrode mixture slurry was obtained.

次に、得られた正極合剤スラリーを、正集電体となる厚み15μmの帯状アルミニウム箔の両面に均一に塗布し、乾燥して、負極合剤層を形成した。これを幅40mm、長さ650mmの形状に切断して、負極を作製し、更にアルミニウムよりなる正極リードを取り付けた。   Next, the obtained positive electrode mixture slurry was uniformly applied to both surfaces of a 15 μm-thick strip-shaped aluminum foil serving as a positive current collector and dried to form a negative electrode mixture layer. This was cut into a shape having a width of 40 mm and a length of 650 mm to produce a negative electrode, and a positive electrode lead made of aluminum was further attached.

[非水電解液の調整]
非水溶媒として、ビニレンカーボネート(VC)と、エチレンカーボネート(EC)と、フルオロエチレンカーボネート(FEC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、プロピレンカーボネート(PC)とを、1:30:10:49:10の質量比で混合したものを用いた。そして、非水溶媒に対して、電解質塩である六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を1.0mol/kgの濃度で溶解し、非水電解液とした。
[Adjustment of non-aqueous electrolyte]
As a non-aqueous solvent, vinylene carbonate (VC), ethylene carbonate (EC), fluoroethylene carbonate (FEC), diethyl carbonate (DEC), and propylene carbonate (PC) are mixed at 1: 30: 10: 49: What was mixed by the mass ratio of 10 was used. Then, lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), which is an electrolyte salt, was dissolved in a nonaqueous solvent at a concentration of 1.0 mol / kg to obtain a nonaqueous electrolytic solution.

[電池の組み立て]
上述の様にして作製した正極および負極を、厚さ22μmの微多孔性ポリエチレンフィルムよりなるセパレータを介して積層し、巻回して巻回電極体を作製した。続いて、巻回電極体中央の空隙に直径3.0mmのセンターピンを挿入した後、巻回電極体の両巻回面を一対の絶縁板で挟み、負極端子をニッケルめっきを行った鉄からなる電池缶の底面に溶接した。また、正極リードを電池蓋に設けられた安全弁機構に溶接した。この後、巻回電極体を電池缶に収容し、非水電解液を注液した。最後に、ガスケットを介して電池蓋を電池缶にかしめることにより、円筒型二次電池を作製した。
[Battery assembly]
The positive electrode and the negative electrode prepared as described above were laminated via a separator made of a microporous polyethylene film having a thickness of 22 μm and wound to prepare a wound electrode body. Subsequently, after inserting a center pin having a diameter of 3.0 mm into the gap in the center of the wound electrode body, both wound surfaces of the wound electrode body are sandwiched between a pair of insulating plates, and the negative electrode terminal is made of nickel-plated iron. Welded to the bottom of the battery can. The positive electrode lead was welded to a safety valve mechanism provided on the battery lid. Thereafter, the wound electrode body was accommodated in a battery can, and a non-aqueous electrolyte was injected. Finally, a cylindrical secondary battery was produced by caulking the battery lid to the battery can via a gasket.

<実施例2>
結着剤として、負極合剤に対してPAN1.4重量%、PVdF1.4重量%、合計2.8重量%(PAN:PVdF=50:50)を用いた以外は、実施例1と同様にして円筒型二次電池を作製した。なお、結着剤それぞれの耐電解液膨潤性および結着剤それぞれの粘度は、実施例1と同様であった。また、負極活物質層と負極集電体との剥離強度は、10mN/mm以上であった。
<Example 2>
As in Example 1, except that PAN 1.4% by weight, PVdF 1.4% by weight, and a total of 2.8% by weight (PAN: PVdF = 50: 50) were used as the binder. Thus, a cylindrical secondary battery was produced. The electrolytic solution swelling resistance of each binder and the viscosity of each binder were the same as in Example 1. Further, the peel strength between the negative electrode active material layer and the negative electrode current collector was 10 mN / mm or more.

<実施例3>
結着剤として、負極合剤に対してPAN2重量%、PVdF0.5重量%、合計2.5重量%(PAN:PVdF=80:20)を用いた以外は、実施例1と同様にして円筒型二次電池を作製した。なお、結着剤それぞれの耐電解液膨潤性および結着剤それぞれの粘度は、実施例1と同様であった。また、負極活物質層と負極集電体との剥離強度は、10mN/mm以上であった。
<Example 3>
Cylindrical as in Example 1, except that 2 wt% PAN, 0.5 wt% PVdF, and 2.5 wt% in total (PAN: PVdF = 80: 20) were used as the binder. A type secondary battery was produced. The electrolytic solution swelling resistance of each binder and the viscosity of each binder were the same as in Example 1. Further, the peel strength between the negative electrode active material layer and the negative electrode current collector was 10 mN / mm or more.

<実施例4>
負極活物質として比表面積が5m2/gの天然黒鉛を用い、結着剤として負極合剤に対してPAN2重量%、PVdF2重量%、合計4重量%(PAN:PVdF=50:50)を用いた以外は、実施例1と同様にして円筒型二次電池を作製した。なお、結着剤それぞれの耐電解液膨潤性および結着剤それぞれの粘度は、実施例1と同様であった。また、負極活物質層と負極集電体との剥離強度は、10mN/mm以上であった。
<Example 4>
Natural graphite having a specific surface area of 5 m 2 / g is used as the negative electrode active material, and 2 % by weight of PAN and 2% by weight of PVdF are used as the binder, and 4% by weight in total (PAN: PVdF = 50: 50). A cylindrical secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that. The electrolytic solution swelling resistance of each binder and the viscosity of each binder were the same as in Example 1. Further, the peel strength between the negative electrode active material layer and the negative electrode current collector was 10 mN / mm or more.

<実施例5>
負極活物質として比表面積が5m2/gの天然黒鉛を用い、結着剤として負極合剤に対してPAN2.5重量%、PVdF1重量%、合計3.5重量%(PAN:PVdF=71:29)を用いた以外は、実施例1と同様にして円筒型二次電池を作製した。なお、結着剤それぞれの耐電解液膨潤性および結着剤それぞれの粘度は、実施例1と同様であった。また、負極活物質層と負極集電体との剥離強度は、10mN/mm以上であった。
<Example 5>
Natural graphite having a specific surface area of 5 m 2 / g was used as the negative electrode active material, and the binder was 2.5 wt% PAN, 1 wt% PVdF, and 3.5 wt% in total (PAN: PVdF = 71: A cylindrical secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that 29) was used. The electrolytic solution swelling resistance of each binder and the viscosity of each binder were the same as in Example 1. Further, the peel strength between the negative electrode active material layer and the negative electrode current collector was 10 mN / mm or more.

<実施例6>
負極活物質として比表面積が0.5m2/gの人造黒鉛を用い、結着剤として負極合剤に対してPAN1重量%、PVdF2重量%、合計3重量%(PAN:PVdF=34:66)を用いた以外は、実施例1と同様にして円筒型二次電池を作製した。なお、結着剤それぞれの耐電解液膨潤性および結着剤それぞれの粘度は、実施例1と同様であった。また、負極活物質層と負極集電体との剥離強度は、10mN/mm以上であった。
<Example 6>
Artificial graphite having a specific surface area of 0.5 m 2 / g is used as the negative electrode active material, and 1% by weight of PAN, 2% by weight of PVdF, and 3% by weight in total as the binder (PAN: PVdF = 34: 66). A cylindrical secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that was used. The electrolytic solution swelling resistance of each binder and the viscosity of each binder were the same as in Example 1. Further, the peel strength between the negative electrode active material layer and the negative electrode current collector was 10 mN / mm or more.

<実施例7>
負極活物質として比表面積が0.5m2/gの人造黒鉛を用いた以外は、実施例1と同様にして円筒型二次電池を作製した。なお、結着剤それぞれの耐電解液膨潤性および結着剤それぞれの粘度は、実施例1と同様であった。また、負極活物質層と負極集電体との剥離強度は、10mN/mm以上であった。
<Example 7>
A cylindrical secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that artificial graphite having a specific surface area of 0.5 m 2 / g was used as the negative electrode active material. The electrolytic solution swelling resistance of each binder and the viscosity of each binder were the same as in Example 1. Further, the peel strength between the negative electrode active material layer and the negative electrode current collector was 10 mN / mm or more.

<実施例8>
結着剤として、負極合剤に対してPAN1.4重量%、PVdF1.4重量%、合計2.8重量%(PAN:PVdF=50:50)を用いた以外は、実施例1と同様にして円筒型二次電池を作製した。ここで、実施例9で用いた結着剤は、実施例1と同様の構造を有し、分子量が異なるPANを用いた。なお、結着剤それぞれの耐電解液膨潤性は実施例1と同様であった。
<Example 8>
As in Example 1, except that PAN 1.4% by weight, PVdF 1.4% by weight, and a total of 2.8% by weight (PAN: PVdF = 50: 50) were used as the binder. Thus, a cylindrical secondary battery was produced. Here, the binder used in Example 9 was a PAN having the same structure as in Example 1 but having a different molecular weight. The electrolytic solution swelling resistance of each binder was the same as in Example 1.

PANの分子量はPAN溶液の粘度とある程度相関を持っており、同じ様な構造をもつポリマーは分子量が大きければ同じ固形分で溶解した溶液の粘度も高くなる。実施例8の
PAN溶液の粘度は2000mPa・sであり、実施例1〜実施例7よりも分子量の小さいPANを用いたものであり、PVdFは実施例1と同様であった。また、負極活物質層と負極集電体との剥離強度は、10mN/mm以上であった。
The molecular weight of PAN has a certain degree of correlation with the viscosity of the PAN solution. If the molecular weight of the polymer having the same structure is large, the viscosity of the solution dissolved with the same solid content increases. The viscosity of the PAN solution of Example 8 was 2000 mPa · s, and PAN having a molecular weight smaller than that of Examples 1 to 7 was used. PVdF was the same as that of Example 1. Further, the peel strength between the negative electrode active material layer and the negative electrode current collector was 10 mN / mm or more.

<実施例9>
結着剤として、負極合剤に対してPAN1.4重量%、PVdF1.4重量%、合計2.8重量%(PAN:PVdF=50:50)を用いた以外は、実施例1と同様にして円筒型二次電池を作製した。ここで、実施例9で用いた結着剤は、実施例1および実施例8と同様の構造を有し、分子量が異なるPANを用いた。なお、結着剤それぞれの耐電解液膨潤性は実施例1と同様であった。また、結着剤の粘度は、PANが1400mPa・sと実施例1〜実施例8よりも分子量の小さいPANを用いたものであり、PVdFは実施例1と同様であった。また、負極活物質層と負極集電体との剥離強度は、10mN/mm以上であった。
<Example 9>
As in Example 1, except that PAN 1.4% by weight, PVdF 1.4% by weight, and a total of 2.8% by weight (PAN: PVdF = 50: 50) were used as the binder. Thus, a cylindrical secondary battery was produced. Here, the binder used in Example 9 was a PAN having the same structure as in Example 1 and Example 8, but having a different molecular weight. The electrolytic solution swelling resistance of each binder was the same as in Example 1. Further, the viscosity of the binder was PAN of 1400 mPa · s, which was PAN having a molecular weight smaller than that of Examples 1 to 8, and PVdF was the same as that of Example 1. Further, the peel strength between the negative electrode active material layer and the negative electrode current collector was 10 mN / mm or more.

<実施例10>
結着剤として、負極合剤に対してPAN1.4重量%、PVdF1.4重量%、合計2.8重量%(PAN:PVdF=50:50)を用いた以外は、実施例1と同様にして円筒型二次電池を作製した。ここで、実施例9で用いた結着剤は、実施例1および実施例8と同様の構造を有し、分子量が異なるPVdFを用いた。なお、結着剤それぞれの耐電解液膨潤性は実施例1と同様であった。また、結着剤の粘度は、PANが実施例1と同様であり、PVdFが1200mPa・sと実施例1〜実施例9よりも分子量の小さいPVdFを用いた。また、負極活物質層と負極集電体との剥離強度は、10mN/mm以上であった。
<Example 10>
As in Example 1, except that PAN 1.4% by weight, PVdF 1.4% by weight, and a total of 2.8% by weight (PAN: PVdF = 50: 50) were used as the binder. Thus, a cylindrical secondary battery was produced. Here, as the binder used in Example 9, PVdF having the same structure as that of Example 1 and Example 8 and having a different molecular weight was used. The electrolytic solution swelling resistance of each binder was the same as in Example 1. Moreover, as for the viscosity of the binder, PAN was the same as in Example 1, PVdF was 1200 mPa · s, and PVdF having a molecular weight smaller than those of Examples 1 to 9 was used. Further, the peel strength between the negative electrode active material layer and the negative electrode current collector was 10 mN / mm or more.

<比較例1>
結着剤として、負極合剤に対してPAN3重量%を用いた以外は、実施例1と同様にして円筒型二次電池を作製した。なお、結着剤であるPANの耐電解液膨潤性および結着剤の粘度は、実施例1と同様であった。また、負極活物質層と負極集電体との剥離強度は、10mN/mm以上であった。
<Comparative Example 1>
A cylindrical secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that 3% by weight of PAN was used as the binder with respect to the negative electrode mixture. The PAN swelling resistance and the viscosity of the binder were the same as in Example 1. Further, the peel strength between the negative electrode active material layer and the negative electrode current collector was 10 mN / mm or more.

<比較例2>
結着剤として、負極合剤に対してPVdF4重量%を用いた以外は、実施例1と同様にして円筒型二次電池を作製した。なお、結着剤であるPVdFの耐電解液膨潤性および結着剤の粘度は、実施例1と同様であった。また、負極活物質層と負極集電体との剥離強度は、10mN/mm未満であった。
<Comparative example 2>
A cylindrical secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that 4% by weight of PVdF was used as the binder with respect to the negative electrode mixture. The electrolytic solution swelling resistance of PVdF as a binder and the viscosity of the binder were the same as those in Example 1. Moreover, the peel strength between the negative electrode active material layer and the negative electrode current collector was less than 10 mN / mm.

<比較例3>
結着剤として、負極合剤に対してPVdF5重量%を用いた以外は、実施例1と同様にして円筒型二次電池を作製した。なお、結着剤であるPVdFの耐電解液膨潤性および結着剤の粘度は、実施例1と同様であった。また、負極活物質層と負極集電体との剥離強度は、10mN/mm未満であった。
<Comparative Example 3>
A cylindrical secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that 5% by weight of PVdF was used as the binder with respect to the negative electrode mixture. The electrolytic solution swelling resistance of PVdF as a binder and the viscosity of the binder were the same as those in Example 1. Moreover, the peel strength between the negative electrode active material layer and the negative electrode current collector was less than 10 mN / mm.

<比較例4>
結着剤として、負極合剤に対してPAN4重量%、PVdF3重量%、合計7重量%(PAN:PVdF=57:43)を用いた以外は、実施例1と同様にして円筒型二次電池を作製した。なお、結着剤それぞれの耐電解液膨潤性および結着剤それぞれの粘度は、実施例1と同様であった。また、負極活物質層と負極集電体との剥離強度は、10mN/mm以上であった。
<Comparative example 4>
Cylindrical secondary battery in the same manner as in Example 1 except that 4% by weight of PAN, 3% by weight of PVdF, and 7% by weight in total (PAN: PVdF = 57: 43) were used as the binder. Was made. The electrolytic solution swelling resistance of each binder and the viscosity of each binder were the same as in Example 1. Further, the peel strength between the negative electrode active material layer and the negative electrode current collector was 10 mN / mm or more.

<比較例5>
結着剤として、負極合剤に対してPAN2.5重量%、PVdF0.2重量%、合計2.7重量%(PAN:PVdF=93:7)を用いた以外は、実施例1と同様にして円筒型二次電池を作製した。なお、結着剤それぞれの耐電解液膨潤性および結着剤それぞれの粘度は、実施例1と同様であった。また、負極活物質層と負極集電体との剥離強度は、10mN/mm以上であった。
<Comparative Example 5>
As in Example 1, except that PAN 2.5% by weight, PVdF 0.2% by weight, and a total of 2.7% by weight (PAN: PVdF = 93: 7) were used as the binder. Thus, a cylindrical secondary battery was produced. The electrolytic solution swelling resistance of each binder and the viscosity of each binder were the same as in Example 1. Further, the peel strength between the negative electrode active material layer and the negative electrode current collector was 10 mN / mm or more.

<比較例6>
結着剤として、負極合剤に対してPAN0.3重量%、PVdF3.5重量%、合計3.8重量%(PAN:PVdF=8:92)を用いた以外は、実施例1と同様にして円筒型二次電池を作製した。なお、結着剤それぞれの耐電解液膨潤性および結着剤それぞれの粘度は、実施例1と同様であった。また、負極活物質層と負極集電体との剥離強度は、10mN/mm未満であった。
<Comparative Example 6>
As in Example 1, except that PAN 0.3 wt%, PVdF 3.5 wt%, and total 3.8 wt% (PAN: PVdF = 8: 92) were used as the binder. Thus, a cylindrical secondary battery was produced. The electrolytic solution swelling resistance of each binder and the viscosity of each binder were the same as in Example 1. Moreover, the peel strength between the negative electrode active material layer and the negative electrode current collector was less than 10 mN / mm.

<比較例7>
結着剤として、実施例1と同様の構造を有し、実施例1よりも分子量が小さいPANおよびPVdFを用いた。なお、結着剤それぞれの耐電解液膨潤性は実施例1と同様であった。また、結着剤の粘度は、PANおよびPVdFがそれぞれ700mPa・sであった。比較例7において、実施例1と同様にして円筒型二次電池を作製しようとしたところ、安定して塗布できる負極合剤スラリーを得ることができず、円筒型二次電池を得ることができなかった。
<Comparative Example 7>
As the binder, PAN and PVdF having the same structure as in Example 1 and having a molecular weight smaller than that of Example 1 were used. The electrolytic solution swelling resistance of each binder was the same as in Example 1. The binder had a viscosity of 700 mPa · s for PAN and PVdF. In Comparative Example 7, when a cylindrical secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1, a negative electrode mixture slurry that could be stably applied could not be obtained, and a cylindrical secondary battery could be obtained. There wasn't.

<比較例8>
結着剤として、ブタジエンを共重合したPANを用いた以外は、実施例1と同様にして円筒型二次電池を作製した。なお、結着剤の耐電解液膨潤性は、PANが220重量%であり、PVdFが実施例1と同様であった。また、結着剤の粘度は、PANが1200mPa・sであり、PVdFが実施例1と同様であった。また、負極活物質層と負極集電体との剥離強度は、10mN/mm未満であった。
<Comparative Example 8>
A cylindrical secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that PAN copolymerized with butadiene was used as the binder. In addition, the electrolytic solution swelling resistance of the binder was 220% by weight of PAN, and PVdF was the same as in Example 1. Further, regarding the viscosity of the binder, PAN was 1200 mPa · s, and PVdF was the same as in Example 1. Moreover, the peel strength between the negative electrode active material layer and the negative electrode current collector was less than 10 mN / mm.

(a)サイクル特性試験
作製した上述の円筒型二次電池のそれぞれについて、充放電を行い、300サイクル目の放電容量維持率を測定した。なお、充電は、0.7Cの定電流で電池電圧が4.2Vに達するまで行なった後、4.2Vの定電圧で充電の総時間が4時間になるまで充電を継続した。また、放電は、0.5Cの定電流で電池電圧が3.0Vに達するまで行った。なお、1Cとは、理論容量を1時間で放電しきる電流値である。
(A) Cycle characteristic test Each of the produced cylindrical secondary batteries was charged and discharged, and the discharge capacity retention rate at the 300th cycle was measured. The charging was performed at a constant current of 0.7 C until the battery voltage reached 4.2 V, and then the charging was continued at a constant voltage of 4.2 V until the total charging time reached 4 hours. Discharge was performed at a constant current of 0.5 C until the battery voltage reached 3.0V. Note that 1 C is a current value at which the theoretical capacity can be discharged in one hour.

放電容量維持率は、下記の式から、1サイクル目の放電容量に対する300サイクル目の放電容量の割合で求め、それぞれ相対比で示した。
放電容量維持率[%]=(300サイクル目の放電容量/1サイクル目の放電容量)×100
○:放電容量維持率 80%以上
△:放電容量維持率 60%以上
×:放電容量維持率 60%以下
The discharge capacity retention ratio was determined from the following formula by the ratio of the discharge capacity at the 300th cycle to the discharge capacity at the first cycle, and was shown as a relative ratio.
Discharge capacity maintenance ratio [%] = (discharge capacity at 300th cycle / discharge capacity at the first cycle) × 100
○: Discharge capacity maintenance rate 80% or more △: Discharge capacity maintenance rate 60% or more ×: Discharge capacity maintenance rate 60% or less

(b)保存試験
作製した上述の円筒型二次電池のそれぞれについて、充放電を行い、高温保存後の放電容量維持率を調べた。なお、充電は、0.7Cの定電流で電池電圧が4.2Vに達するまで行なった後、4.2Vの定電圧で充電の総時間が4時間になるまで充電を継続した。この円筒型二次電池を60℃の環境下で15日間保存し、15日後に0.3Cの定電流で電池電圧が3.0Vに達するまで放電して高温保存後の放電容量を測定した。この評価を15日おきに60日間保管し、保存開始から15日後、30日後、45日後および60日後のそれぞれの回復容量を測定した。
(B) Storage test Each of the produced cylindrical secondary batteries was charged and discharged, and the discharge capacity retention rate after high-temperature storage was examined. The charging was performed at a constant current of 0.7 C until the battery voltage reached 4.2 V, and then the charging was continued at a constant voltage of 4.2 V until the total charging time reached 4 hours. This cylindrical secondary battery was stored for 15 days in an environment of 60 ° C., and discharged after 15 days until the battery voltage reached 3.0 V at a constant current of 0.3 C, and the discharge capacity after high temperature storage was measured. This evaluation was stored every 15 days for 60 days, and the recovery capacities after 15 days, 30 days, 45 days and 60 days after the start of the storage were measured.

高温保存後放電容量維持率は、下記の式から、高温保存前の放電容量に対する保存開始から15日後、30日後、45日後および60日後のそれぞれの高温保存後の放電容量の割合で求めた。
高温保存後の放電容量維持率[%]=(高温保存後の放電容量/高温保存前の放電容量)×100
そして、存開始から15日後、30日後、45日後および60日後のそれぞれの高温保存後の放電容量維持率の平均値を算出して評価を行った。
○:放電容量維持率 80%以上
×:放電容量維持率 80%以下
The discharge capacity retention rate after high-temperature storage was determined from the following formula by the ratio of the discharge capacity after high-temperature storage after 15 days, 30 days, 45 days and 60 days after the start of storage with respect to the discharge capacity before high-temperature storage.
Discharge capacity retention rate after high temperature storage [%] = (discharge capacity after high temperature storage / discharge capacity before high temperature storage) × 100
And it evaluated by calculating the average value of the discharge capacity maintenance factor after each high temperature preservation | save after 15 days, 30 days, 45 days, and 60 days after the beginning of existence.
○: Discharge capacity maintenance rate 80% or more ×: Discharge capacity maintenance rate 80% or less

上記評価の結果を、下記の表1に示す。   The results of the evaluation are shown in Table 1 below.

Figure 2012054147
Figure 2012054147

各実施例と比較例1〜3とを比較して分かるように、PANとPVdFとをともに含んだ結着剤を用いることにより、負極活物質層と負極集電体との剥離強度が向上するとともに、充放電サイクルが進んだ場合、もしくは高温環境下で保存された場合であっても、電池特性の劣化が抑制された。   As can be seen by comparing each example and Comparative Examples 1 to 3, the peel strength between the negative electrode active material layer and the negative electrode current collector is improved by using a binder containing both PAN and PVdF. At the same time, even when the charge / discharge cycle progresses or when the battery is stored in a high temperature environment, the deterioration of the battery characteristics is suppressed.

また、各実施例と比較例4との比較から、結着剤の総量が多すぎる場合に、充放電サイクルが進んだ電池で放電容量の低下が生じることが分かった。特に、実施例4と比較例4との比較から、結着剤の合計量の上限は5重量%以下となることが好ましいことが分かった。   Moreover, it was found from the comparison between each example and Comparative Example 4 that when the total amount of the binder was too large, the discharge capacity was reduced in the battery having advanced charge / discharge cycles. In particular, from comparison between Example 4 and Comparative Example 4, it was found that the upper limit of the total amount of the binder was preferably 5% by weight or less.

そして、各実施例と比較例5〜6とを比較して分かるように、結着剤としてPANの含有量が多すぎる場合、またはPVdFの含有量が多すぎる場合には、電池特性の低下が生じた。特に、PANの含有量が多すぎる場合には、サイクルが進んだ二次電池において電池特性の劣化が生じた。また、PVdFの含有量が多すぎる場合には、負極活物質層と負極集電体との剥離強度が低下し、サイクルが進んだ二次電池及び保存試験後の二次電池の双方において電池特性の低下が見られた。実施例3および実施例6と、比較例5および比較例6との比較により、PANとPVdFは、重量比で90:10〜10:90であることが好ましいことが分かった。   As can be seen by comparing each example and Comparative Examples 5 to 6, when the content of PAN as the binder is too high, or when the content of PVdF is too high, the battery characteristics are deteriorated. occured. In particular, when the content of PAN is too large, the battery characteristics deteriorated in the secondary battery having advanced cycles. Moreover, when there is too much content of PVdF, the peeling strength of a negative electrode active material layer and a negative electrode electrical power collector falls, and it is a battery characteristic in both the secondary battery which the cycle advanced, and the secondary battery after a storage test. Decrease was observed. Comparison of Example 3 and Example 6 with Comparative Example 5 and Comparative Example 6 revealed that PAN and PVdF were preferably 90:10 to 10:90 in weight ratio.

各実施例と比較例7とを比較して分かるように、上述の方法により測定した結着剤の粘度が低すぎる場合には、負極集電体に安定に塗布できる負極合剤スラリーが得られないため、負極の作製が困難となる。特に、実施例9もしくは実施例10と比較例7との比較から、PANの粘度およびPVdFの粘度のそれぞれは、1000mPa・s以上であることが好ましいことが分かった。   As can be seen by comparing each Example and Comparative Example 7, when the viscosity of the binder measured by the above method is too low, a negative electrode mixture slurry that can be stably applied to the negative electrode current collector is obtained. Therefore, it is difficult to produce a negative electrode. In particular, from comparison between Example 9 or Example 10 and Comparative Example 7, it was found that each of the viscosity of PAN and the viscosity of PVdF is preferably 1000 mPa · s or more.

さらに、各実施例と比較例8とを比較して分かるように、上述の方法により測定した結着剤の耐電解液膨潤性が高すぎる場合には、負極活物質層と負極集電体との剥離強度が低下してしまい、サイクルが進んだ二次電池および高温保存後の二次電池の双方において電池特性が低下した。PANの膨潤性が高い場合、結着性が低下してしまうことが大きな原因となって電池特性の低下が生じると考えられる。特に、実施例9と比較例8との比較から、PANの粘度とPVdFの粘度とが略同等の場合であっても、PANの膨潤性が高くなることにより電池特性に大きな差が生じるため、上述の方法により測定したPANの電解液膨潤性は200重量%以下であることが好ましいことが分かった。   Furthermore, as can be seen by comparing each Example and Comparative Example 8, when the electrolytic solution swelling resistance of the binder measured by the above method is too high, the negative electrode active material layer, the negative electrode current collector, As a result, the peel strength of the battery deteriorated, and the battery characteristics of both the secondary battery with advanced cycle and the secondary battery after high-temperature storage deteriorated. When the swelling property of PAN is high, it is considered that the battery characteristics are deteriorated due to a large cause that the binding property is deteriorated. In particular, from the comparison between Example 9 and Comparative Example 8, even if the viscosity of PAN and the viscosity of PVdF are substantially the same, a large difference occurs in battery characteristics due to the high PAN swelling, It was found that the swellability of the PAN measured by the above method is preferably 200% by weight or less.

4.他の実施の形態
この発明は、上述したこの発明の実施形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
4). Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments of the present invention, and various modifications and applications are possible without departing from the spirit of the present invention.

例えば、上述の実施の形態および実施例では、ラミネートフィルム型、円筒型の電池構造を有する電池、角形の電池構造を有する電池について説明したが、これらに限定されるものではない。例えば、図5に示すコイン型、またはボタン型などの他の電池構造を有する電池、電極を積層した積層構造を有する電池についても同様に、この発明を適用することができ、同様の効果を得ることができる。また、電極体の構造についても、巻回型のみならず、積層型、つづら折り型等の各種構成を適用することができる。   For example, in the above-described embodiments and examples, a battery having a laminate film type, a cylindrical battery structure, and a battery having a square battery structure have been described, but the present invention is not limited thereto. For example, the present invention can be similarly applied to a battery having another battery structure such as a coin type or button type shown in FIG. 5 or a battery having a laminated structure in which electrodes are laminated, and the same effect can be obtained. be able to. Also, regarding the structure of the electrode body, various configurations such as a laminated type and a zigzag folded type can be applied as well as a wound type.

また、正極、負極、セパレータ等の材料は一例であり、これらに限定されるものではない。   Moreover, materials, such as a positive electrode, a negative electrode, a separator, are examples, and are not limited to these.

1・・・電池缶
2、3・・・絶縁板
4・・・電池蓋
5・・・安全弁機構
5A・・・ディスク板
6・・・熱感抵抗素子
7、47・・・ガスケット
11、33、42・・・正極
11A、33A・・・正極集電体
11B、33B・・・正極活物質層
12、34、43・・・負極
12A、34A・・・負極集電体
12B、34B・・・負極活物質層
13、35、44・・・セパレータ
14・・・センターピン
15、31・・・正極リード
16、32・・・負極リード
20、30、40・・・巻回電極体
21・・・外装部材
22・・・密着フィルム
36・・・電解質
37・・・保護テープ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery can 2, 3 ... Insulation board 4 ... Battery cover 5 ... Safety valve mechanism 5A ... Disc board 6 ... Heat sensitive resistance element 7, 47 ... Gasket 11, 33 , 42 ... Positive electrode 11A, 33A ... Positive electrode current collector 11B, 33B ... Positive electrode active material layer 12, 34, 43 ... Negative electrode 12A, 34A ... Negative electrode current collector 12B, 34B ... Negative electrode active material layer 13, 35, 44 ... Separator 14 ... Center pin 15, 31 ... Positive electrode lead 16, 32 ... Negative electrode lead 20, 30, 40 ... Winding electrode body 21 ..Exterior member 22 ... Adhesion film 36 ... Electrolyte 37 ... Protective tape

Claims (6)

負極集電体上に負極活物質層が形成され、
上記負極活物質層が、負極活物質と、結着剤とを含有し、
上記結着剤が、耐電解液膨潤性が200重量%以下であり、B型粘度が1000mPa・s以上であるポリアクリロニトリル系樹脂と、耐電解液膨潤性が200重量%以上であり、B型粘度が1000mPa・s以上であるポリフッ化ビニリデンとを含有する
非水電解質電池用負極。
A negative electrode active material layer is formed on the negative electrode current collector,
The negative electrode active material layer contains a negative electrode active material and a binder,
The binder has a polyacrylonitrile-based resin having an electrolytic solution swelling resistance of 200% by weight or less and a B-type viscosity of 1000 mPa · s or more, an electrolytic solution swelling resistance of 200% by weight or more, and a B-type. A negative electrode for a non-aqueous electrolyte battery containing polyvinylidene fluoride having a viscosity of 1000 mPa · s or more.
上記ポリアクリロニトリル系樹脂は、(メタ)アクリロニトリルの単独重合体、(メタ)アクリロニトリルとその他のモノマーとの共重合体、もしくはこの共重合体の変性物からなる
請求項1に記載の非水電解質電用負極。
The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the polyacrylonitrile-based resin comprises a homopolymer of (meth) acrylonitrile, a copolymer of (meth) acrylonitrile and another monomer, or a modified product of this copolymer. Negative electrode.
上記ポリアクリロニトリル系樹脂が、下記式(1)からなる
請求項2に記載の非水電解質電用負極。
(式1)
(CH2−CHCN)x−(CH2−CHR)y−(CH2−CHNH2z
(式中、RはCOO(CH2m−O(CH2nCH3、(CH2m−O(CH2nCH3、COO−(CH2CH2−O)mCH3、ならびに、CH2COOHおよびCOOHのいずれかであり、mおよびnは0以上10以下である。また、x、yおよびzは、各モノマー単位が式中に占める割合(単位:質量%)を示し、x>90、y>2かつz<1であり、好ましくはx>92、y>2かつz<1であり、さらに好ましくはx>95、y>2、z<0.5である。)
The negative electrode for nonaqueous electrolyte electricity according to claim 2, wherein the polyacrylonitrile-based resin has the following formula (1).
(Formula 1)
(CH 2 -CHCN) x - ( CH 2 -CHR) y - (CH 2 -CHNH 2) z
(Wherein, R COO (CH 2) m -O ( CH 2) n CH 3, (CH 2) m -O (CH 2) n CH 3, COO- (CH 2 CH 2 -O) m CH 3 , And CH 2 COOH and COOH, and m and n are 0 or more and 10 or less, and x, y, and z are the proportion of each monomer unit in the formula (unit: mass%). X> 90, y> 2 and z <1, preferably x> 92, y> 2 and z <1, more preferably x> 95, y> 2, z <0.5. .)
上記ポリアクリロニトリル系樹脂と上記ポリフッ化ビニリデンとの混合比が、重量比で90:10〜10:90である
請求項2または請求項3に記載の非水電解質電池用負極。
4. The negative electrode for a non-aqueous electrolyte battery according to claim 2, wherein a mixing ratio of the polyacrylonitrile-based resin and the polyvinylidene fluoride is 90:10 to 10:90 by weight.
上記ポリアクリロニトリル系樹脂と上記ポリフッ化ビニリデンとを混合した上記結着剤の添加総量が、負極活物質、結着剤および必要に応じて添加された導電剤を混合した負極合剤に対して1重量%以上5重量%以下である
請求項4に記載の非水電解質電池用負極。
The total amount of the binder mixed with the polyacrylonitrile-based resin and the polyvinylidene fluoride is 1 with respect to the negative electrode mixture in which the negative electrode active material, the binder, and a conductive agent added as necessary are mixed. The negative electrode for a non-aqueous electrolyte battery according to claim 4, wherein the negative electrode is in a range of 5% by weight to 5% by weight.
正極と、負極と、非水電解質と
を備え、
上記負極が、負極集電体上に負極活物質層が形成されてなり、
上記負極活物質層が、負極活物質と、結着剤とを含有し、
上記結着剤が、耐電解液膨潤性が200重量%以下であり、B型粘度が1000mPa・s以上であるポリアクリロニトリル系樹脂と、耐電解液膨潤性が200重量%以上であり、B型粘度が1000mPa・s以上であるポリフッ化ビニリデンとを含有する
非水電解質電池。
A positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte;
The negative electrode has a negative electrode active material layer formed on a negative electrode current collector,
The negative electrode active material layer contains a negative electrode active material and a binder,
The binder has a polyacrylonitrile-based resin having an electrolytic solution swelling resistance of 200% by weight or less and a B-type viscosity of 1000 mPa · s or more, an electrolytic solution swelling resistance of 200% by weight or more, and a B-type. A non-aqueous electrolyte battery containing polyvinylidene fluoride having a viscosity of 1000 mPa · s or more.
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