JP2012089246A - Electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery, and battery pack - Google Patents

Electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery, and battery pack Download PDF

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安希 金澤
Hiroyuki Kobori
裕之 小堀
Akira Fujiwara
亮 藤原
Tsubasa Kagata
翼 加賀田
Ryohei Yoshida
亮平 吉田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery having an excellent input characteristic, a nonaqueous electrolyte secondary battery including the electrode plate and having an excellent high input and output characteristic, and a battery pack.SOLUTION: An electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery 10 includes: a collector 1; and an electrode active material layer 2 formed on at least a part of the surface of the collector 1. The electrode active material layer 2 includes a first electrode active material and a second electrode active material, and the second electrode active material fastens the first electrode active materials together and fastens the first electrode active material and the collector 1. In addition, the second electrode active material includes a lithium composite oxide including a metal selected from the group excluding lithium and the lithium as a metal elements and having a spinel structure.

Description

本発明は、非水電解液二次電池用正極板、非水電解液二次電池および電池パックに関する。   The present invention relates to a positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery, a non-aqueous electrolyte secondary battery, and a battery pack.

リチウムイオン二次電池に代表される非水電解液二次電池は、高エネルギー密度、高電圧を有し、また充放電時におけるメモリ効果(完全に放電させる前に電池の充電を行なうと次第に電池容量が減少していく現象)が無いことから、携帯機器、及び大型機器など様々な分野で用いられている。   A non-aqueous electrolyte secondary battery represented by a lithium ion secondary battery has a high energy density and a high voltage, and has a memory effect during charging / discharging (when the battery is charged before it is completely discharged, Since there is no phenomenon in which the capacity decreases, it is used in various fields such as portable devices and large devices.

また、世界規模でCO排出抑制の取り組みが行われており、石油依存度を低減し、低環境負荷で走行可能とする点で、CO削減に寄与するプラグインハイブリッド自動車や電気自動車に代表される次世代クリーンエネルギー自動車の開発・普及が急務とされている。次世代クリーンエネルギー自動車の開発・普及には、ガソリンに依存しない駆動力が必須である。この駆動力としてリチウムイオン二次電池に代表される非水電解液二次電池が期待されている。 In addition, efforts are being made to reduce CO 2 emissions on a global scale, which is representative of plug-in hybrid vehicles and electric vehicles that contribute to CO 2 reduction in terms of reducing dependence on oil and enabling driving with low environmental impact. The development and popularization of next-generation clean energy vehicles is urgently needed. Driving power that does not depend on gasoline is essential for the development and popularization of next-generation clean energy vehicles. As this driving force, a non-aqueous electrolyte secondary battery represented by a lithium ion secondary battery is expected.

非水電解液二次電池は、正極板、負極板、セパレータ、及び有機電解液から構成される。そして上記正極板及び負極板としては、金属箔などの集電体表面に、電極活物質層形成液を塗布して形成された電極活物質層を備えるものが一般に用いられている。   The non-aqueous electrolyte secondary battery is composed of a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator, and an organic electrolyte. And as said positive electrode plate and negative electrode plate, what equips the collector surface, such as metal foil, with the electrode active material layer formed by apply | coating an electrode active material layer forming liquid is generally used.

電極活物質層形成液は、リチウムイオン挿入脱離反応を示すことにより充放電可能な活物質粒子、樹脂製結着材、及び導電材(但し活物質が導電効果も発揮する場合などには、導電材は省略される場合がある)、あるいはさらに、必要に応じてその他の材料を用い、有機溶媒中で混練及び/又は分散させて、スラリー状に調製される。そして電極活物質層形成液を集電体表面に塗布し、次いで乾燥して集電体上に塗膜を形成し、必要に応じてプレスすることにより電極活物質層を備える電極板を製造する方法が一般的である(例えば特許文献1段落[0019]乃至[0026]、特許文献2[請求項1]、段落[0051]乃至[0055])。   The electrode active material layer forming liquid includes active material particles that can be charged / discharged by showing a lithium ion insertion / release reaction, a resin binder, and a conductive material (however, when the active material also exhibits a conductive effect, In some cases, the conductive material may be omitted), or, if necessary, other materials may be used and kneaded and / or dispersed in an organic solvent to prepare a slurry. Then, the electrode active material layer forming liquid is applied to the current collector surface, then dried to form a coating film on the current collector, and if necessary, an electrode plate having the electrode active material layer is manufactured by pressing. The method is general (for example, paragraphs [0019] to [0026] in Patent Document 1, paragraph 1 [Claim 1], paragraphs [0051] to [0055]).

このとき、電極活物質層形成液に含有される活物質粒子は、該液中に分散される粒子であって、集電体表面に塗布されただけでは集電体表面に固着され難く集電体から容易に剥離し易い材料である。そのため、従来の電極板における電極活物質層は、一般的に、樹脂製結着材を介して活物質粒子を集電体上に固着させて形成される。したがって、従来の電極活物質層は、ある程度の量の樹脂製結着材が含まれることが必須とされる。   At this time, the active material particles contained in the electrode active material layer forming liquid are particles dispersed in the liquid, and are not easily fixed to the current collector surface only by being applied to the current collector surface. It is a material that easily peels from the body. Therefore, the electrode active material layer in the conventional electrode plate is generally formed by fixing the active material particles on the current collector via a resin binder. Therefore, it is essential that the conventional electrode active material layer contains a certain amount of resin binder.

特開2006−310010号公報JP 2006-310010 A 特開2006−107750号公報JP 2006-107750 A

リチウムイオン二次電池は、さらに電気自動車、ハイブリッド自動車、そしてパワーツールなどの高出入力特性が必要とされる分野に向けての開発が進められている。また携帯電話等の比較的小型の装置に用いられる二次電池も、装置が多機能化される傾向にあるために、高出入力特性の向上が期待されている。   Lithium ion secondary batteries are being developed for fields that require high input / output characteristics such as electric vehicles, hybrid vehicles, and power tools. In addition, secondary batteries used in relatively small devices such as mobile phones are also expected to improve high output / input characteristics because the devices tend to be multifunctional.

二次電池において出入力特性の向上を実現するためには、電池のインピーダンスを下げる必要がある。それには、正極板、負極板といった電極板のインピーダンスを下げることが効果的である。   In order to improve the input / output characteristics of the secondary battery, it is necessary to lower the impedance of the battery. For this purpose, it is effective to lower the impedance of an electrode plate such as a positive electrode plate or a negative electrode plate.

上述のとおり、従来の電極活物質層においては、ある程度の量の樹脂製結着材が必須とされる。もちろん、樹脂製結着材が多く含まれると電極板と電極活物質層とが強く結着した状態が維持されやすくなる利点はある。ところが、その一方で、活物質粒子間に樹脂製結着材が存在することにより、イオン及び電子が樹脂製結着材を迂回して移動しなければならなくなってイオン及び電子の移動距離が長くなり、電極板のインピーダンスを下げるために結果的にマイナスに働き、また非水電解液二次電池の充放電に時間がかかるようになる虞もあることから、電極板の出入力特性の向上を妨げる可能性がある。   As described above, a certain amount of resin binder is essential in the conventional electrode active material layer. Of course, when a large amount of resin binder is contained, there is an advantage that the state in which the electrode plate and the electrode active material layer are strongly bound is easily maintained. However, on the other hand, the presence of the resin binder between the active material particles makes it necessary for ions and electrons to move around the resin binder, resulting in a long ion and electron movement distance. As a result, it works negatively to reduce the impedance of the electrode plate, and it may take time to charge and discharge the non-aqueous electrolyte secondary battery. May interfere.

本発明は、出入力特性に優れた非水電解液二次電池用正極板を提供すること、そのような正極板を備えて高出入力特性に優れる非水電解液二次電池、電池パックの提供を可能にすること、を目的とする。   The present invention provides a positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery excellent in output / input characteristics, a non-aqueous electrolyte secondary battery having such a positive electrode plate and excellent in high input / output characteristics, and a battery pack. The purpose is to enable provision.

すなわち、本発明は、
(1)集電体と、該集電体の表面の少なくとも一部に形成される電極活物質層とを備える非水電解液二次電池用正極板であって、
電極活物質層が、第1の電極活物質と第2の電極活物質とを含有してなり、
第2の電極活物質は、第1の電極活物質同士、および、第1の電極活物質と集電体とを、固着させており、
第2の電極活物質は、リチウムを除く金属の群から選ばれた金属とリチウムとを金属元素として有し且つスピネル構造を有するリチウム複合酸化物を含有してなる、ことを特徴とする非水電解液二次電池用正極板、
(2)第2の電極活物質は、マンガンとリチウムとを金属元素として含むリチウムマンガン複合酸化物を含有してなる、上記(1)に記載の非水電解液二次電池用正極板、
(3)第2の電極活物質は、LiMnを含有してなる、上記(1)に記載の非水電解液二次電池用正極板、
(4)第2の電極活物質は、LiMnを構成するマンガンの一部を、リチウムとマンガンを除く金属の群から選ばれた金属で置換したものを含有してなる、ことを特徴とする上記(1)に記載の非水電解液二次電池用正極板。
(5)第2の電極活物質は、第1の電極活物質の表面の少なくとも一部を覆っている、上記(1)から(4)のいずれかに記載の非水電解液二次電池用正極板、
(6)電極活物質層は、隣り合う第2の電極活物質同士の一部において、結晶格子が連続することにより繋がっている箇所を含む、上記(1)から(5)のいずれかに記載の非水電解液二次電池用正極板、
(7)集電体と、該集電体の表面の少なくとも一部に形成される電極活物質層とを備える非水電解液二次電池用正極板であって、
電極活物質層は、第1の電極活物質からなり該電極活物質層中に分散する複数の核体と、第2の電極活物質からなり該核体を包囲する包囲体とを有し、
前記包囲体は、核体同士、および、核体と集電体を固着させており、
前記包囲体は、複数存在し、これらの複数の包囲体のうち、隣接する包囲体同士の少なくとも一部が互いに繋がっているか、あるいは、前記包囲体は、個の区別なく連続しており、
前記包囲体のうち集電体近傍の包囲体が集電体の表面に繋がっており、
第2の電極活物質は、リチウムを除く金属の群から選ばれた金属とリチウムとを金属元素として有し且つスピネル構造を有するリチウム複合酸化物を含有してなる、ことを特徴とする非水電解液二次電池用正極板、
(8)第2の電極活物質は、マンガンとリチウムとを金属元素として含むリチウムマンガン複合酸化物を含有してなる、上記(7)に記載の非水電解液二次電池用正極板、
(9)第2の電極活物質は、LiMnを含有してなる、上記(7)に記載の非水電解液二次電池用正極板、
(10)第2の電極活物質は、LiMnを構成するマンガンの一部を、リチウムとマンガンを除く金属の群から選ばれた金属で置換したものを含有してなる、ことを特徴とする上記(7)に記載の非水電解液二次電池用正極板、
(11)前記核体と該核体を包囲する包囲体との界面において、前記核体を構成する第1の電極活物質の結晶格子と前記包囲体を構成する第2の電極活物質の結晶格子とが不連続に接合している領域が存在している、上記(7)から(10)のいずれかに記載の非水電解液二次電池用正極板、
(12)前記包囲体は、複数存在して、隣接する包囲体同士の一部が互いに繋がっており、
互いに繋がる包囲体同士のうちの一部において、一方の包囲体を構成する第2の電極活物質と他方の包囲体を構成する第2の電極活物質とが互いに結晶格子を連続させることにより繋がっている箇所を含む、上記(7)から(11)のいずれかに記載の非水電解液二次電池用正極板、
(13)正極板と、負極板と、前記正極板と前記負極板との間に設けられるセパレータと、非水溶媒を含む電解液とを少なくとも備えた非水電解液二次電池であって、
前記正極板が、上記(1)から(12)のいずれかに記載の非水電解液二次電池用正極板である、ことを特徴とする非水電解液二次電池、
(14)収納ケースと、正極端子および負極端子を備える非水電解液二次電池と、過充電および過放電保護機能を有する保護回路とを少なくとも備え、前記収納ケースに前記非水電解液二次電池および前記保護回路が収納されて構成される電池パックにおいて、
前記非水電解液二次電池が、正極板と、負極板と、前記正極板と前記負極板との間に設けられるセパレータと、非水溶媒を含む電解液とを少なくとも備えた非水電解液二次電池であり、
前記正極板が、上記(1)から(12)のいずれかに記載の非水電解液二次電池用正極板である、ことを特徴とする電池パック、を要旨とする。
That is, the present invention
(1) A positive electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery comprising a current collector and an electrode active material layer formed on at least a part of the surface of the current collector,
The electrode active material layer contains a first electrode active material and a second electrode active material,
The second electrode active material adheres the first electrode active materials to each other and the first electrode active material and the current collector,
The second electrode active material comprises a lithium composite oxide having a metal selected from the group of metals other than lithium and lithium as a metal element and having a spinel structure. Positive electrode plate for electrolyte secondary battery,
(2) The second electrode active material contains a lithium manganese composite oxide containing manganese and lithium as metal elements, and the positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to (1),
(3) The second electrode active material contains a LiMn 2 O 4 positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to (1),
(4) The second electrode active material comprises a material in which a part of manganese constituting LiMn 2 O 4 is substituted with a metal selected from the group of metals other than lithium and manganese. The positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to (1) above.
(5) The non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of (1) to (4), wherein the second electrode active material covers at least a part of the surface of the first electrode active material. Positive plate,
(6) The electrode active material layer according to any one of (1) to (5), including a portion where the crystal lattices are continuous in a part of the adjacent second electrode active materials. A non-aqueous electrolyte secondary battery positive electrode plate,
(7) A positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a current collector and an electrode active material layer formed on at least a part of the surface of the current collector,
The electrode active material layer has a plurality of nuclei made of a first electrode active material and dispersed in the electrode active material layer, and an enclosure made of a second electrode active material and surrounding the nuclei,
The enclosure has the nuclei fixed between the nuclei and the current collector,
There are a plurality of the enclosures, and among these plurality of enclosures, at least a part of adjacent enclosures are connected to each other, or the enclosures are continuous without distinction,
Of the enclosure, an enclosure in the vicinity of the current collector is connected to the surface of the current collector,
The second electrode active material comprises a lithium composite oxide having a metal selected from the group of metals other than lithium and lithium as a metal element and having a spinel structure. Positive electrode plate for electrolyte secondary battery,
(8) The second electrode active material contains a lithium manganese composite oxide containing manganese and lithium as metal elements, the positive electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to (7) above,
(9) The second electrode active material contains a LiMn 2 O 4 positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to (7),
(10) The second electrode active material comprises a material in which a part of manganese constituting LiMn 2 O 4 is replaced with a metal selected from the group of metals other than lithium and manganese. The positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to (7) above,
(11) The crystal lattice of the first electrode active material constituting the nucleus and the crystal of the second electrode active material constituting the envelope at the interface between the nucleus and the envelope surrounding the nucleus. The positive electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of (7) to (10), wherein there is a region where the lattice is joined discontinuously,
(12) There are a plurality of the enclosures, and some of the adjacent enclosures are connected to each other,
In some of the enclosures that are connected to each other, the second electrode active material that constitutes one enclosure and the second electrode active material that constitutes the other enclosure are connected by making the crystal lattices continuous with each other. A positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of (7) to (11),
(13) A nonaqueous electrolyte secondary battery comprising at least a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator provided between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and an electrolyte solution containing a nonaqueous solvent,
The positive electrode plate is a positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of (1) to (12) above, a non-aqueous electrolyte secondary battery,
(14) A storage case, a non-aqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, and a protection circuit having an overcharge and over-discharge protection function are provided, and the non-aqueous electrolyte secondary battery is provided in the storage case. In the battery pack configured to house the battery and the protection circuit,
The non-aqueous electrolyte secondary battery includes at least a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator provided between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and an electrolyte solution containing a non-aqueous solvent. A secondary battery,
The gist is a battery pack, wherein the positive electrode plate is the positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of (1) to (12).

本発明によれば、出入力特性に優れた非水電解液二次電池用正極板を得ることができ、そのような正極板を非水電解液二次電池、電池パックに備えることで高出入力特性に優れた電池、電池パックを容易に提供しうるようになる。   According to the present invention, it is possible to obtain a positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent input / output characteristics. By providing such a positive electrode plate in a non-aqueous electrolyte secondary battery and a battery pack, high output can be achieved. Batteries and battery packs with excellent input characteristics can be easily provided.

また、本発明によれば、非水電解液二次電池の充放電の高速化を実現可能な電極活物質層を備えた非水電解液二次電池用正極板を得ることができ、そのような正極板を非水電解液二次電池、電池パックに備えることで高速充放電可能な電池、電池パックを容易に提供しうるようになる。   Further, according to the present invention, it is possible to obtain a positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery including an electrode active material layer that can realize high-speed charge / discharge of the non-aqueous electrolyte secondary battery. By providing a positive electrode plate in a non-aqueous electrolyte secondary battery and battery pack, a battery and battery pack that can be charged and discharged at high speed can be easily provided.

(1A)は、本発明の正極板を集電体面に略垂直に切断した際の断面を示す模式図である。(1B)は、本発明の正極板における電極活物質層の表面を示す模式図である。(1A) is a schematic view showing a cross section when the positive electrode plate of the present invention is cut substantially perpendicularly to the current collector surface. (1B) is a schematic diagram showing the surface of the electrode active material layer in the positive electrode plate of the present invention. (2A)から(2D)は、いずれも本発明に用いられる集電体の例を示す概略断面図である。(2A) to (2D) are schematic cross-sectional views showing examples of current collectors used in the present invention. 非水電解液二次電池の一形態における概略断面図である。It is a schematic sectional drawing in one form of a nonaqueous electrolyte secondary battery. 本発明の電池パックの一実施態様における概略分解図である。It is a schematic exploded view in one embodiment of the battery pack of this invention. 実施例1におけるX線回折分析試験の結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the results of an X-ray diffraction analysis test in Example 1. 実施例8の正極板についての走査型電子顕微鏡写真である。6 is a scanning electron micrograph of the positive electrode plate of Example 8. FIG.

[非水電解液二次電池用正極板]
本発明の非水電解液二次電池用正極板10(以下、単に「正極板」という場合がある)は、集電体1と、その集電体1の表面の少なくとも一部に形成される電極活物質層2と、を備えてなる(図1A)(図1B)。
[Positive electrode plate for non-aqueous electrolyte secondary battery]
The positive electrode plate 10 for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “positive electrode plate”) is formed on the current collector 1 and at least a part of the surface of the current collector 1. And an electrode active material layer 2 (FIG. 1A) (FIG. 1B).

(集電体1)
集電体1は、一般的に非水電解液二次電池用正極板10における集電体1として用いられるものであれば、特に限定されない。集電体1としては、例えば、アルミニウム箔、ニッケル箔などの単体又は合金から形成されているものが好ましく用いられるが、これに限定されない。集電体1は、必要に応じて、電極活物質層2の形成が予定される面に、表面加工処理を施されているものであってもよい。表面加工処理としては、集電体を構成する集電基材面上への導電性物質の積層加工処理、化学研磨処理、コロナ処理、酸素プラズマ処理などの表面処理がなされていてもの等が挙げられる。あるいは、上記集電体は、物理的に任意の凹凸などが表面に設けられていてもよい。
(Current collector 1)
The current collector 1 is not particularly limited as long as it is generally used as the current collector 1 in the positive electrode plate 10 for a non-aqueous electrolyte secondary battery. As the current collector 1, for example, an aluminum foil, a nickel foil or the like formed from a single substance or an alloy is preferably used, but is not limited thereto. The current collector 1 may be subjected to a surface processing treatment on the surface on which the electrode active material layer 2 is to be formed, if necessary. Examples of the surface processing treatment include those in which surface treatment such as laminating processing of a conductive material on the surface of a current collecting base material constituting the current collector, chemical polishing treatment, corona treatment, oxygen plasma treatment is performed. It is done. Alternatively, the current collector may be physically provided with any unevenness on the surface.

図2Aから図2Dに示す非水電解液二次電池用正極板20,20’,20’’,20’’’の例を用いて、本発明に用いられる集電体の例をより具体的に説明する。   A more specific example of the current collector used in the present invention will be described using the examples of the positive electrode plates 20, 20 ′, 20 ″, 20 ′ ″ for the non-aqueous electrolyte secondary battery shown in FIGS. 2A to 2D. Explained.

集電体1としては、図2Aの非水電解液二次電池用正極板20に示されるように、それ自体が集電機能を有する金属箔などの集電基材3のみからなるものを用いることができる。集電基材3としては、上述するアルミニウム箔、ニッケル箔などが例示される。かかる場合には、集電基材3の表面101の少なくとも一部に電極活物質層2が設けられる。   As the current collector 1, as shown in the positive electrode plate 20 for a non-aqueous electrolyte secondary battery in FIG. 2A, a current collector made of only a current collecting substrate 3 such as a metal foil having a current collecting function is used. be able to. Examples of the current collecting base 3 include the aluminum foil and nickel foil described above. In such a case, the electrode active material layer 2 is provided on at least a part of the surface 101 of the current collecting base material 3.

集電体1としては、図2Bに示す非水電解液二次電池用正極板20’に用いられる集電体1’のとおり、それ自体が集電機能を有する集電基材3の上面に、導電性を有する任意の導電性層4が設けられてなる集電体1’を用いることができる。導電性層4は、電極活物質層2と集電基材3と間の電子の移動を妨げない程度の導電性を示すものであればよい。例えば、導電性層4は、所定の金属または金属合金からなる積層層、あるいは任意の導電性微粒子がメッキあるいはスパッタリングなどにより堆積されてなる層、あるいは一枚以上の導電性薄膜が設けられてなる層などであってよく、またこれらの例に限定されない。集電体1’において、導電性層4の表面が、集電体1’の表面102となり、電極活物質層2は、表面102の少なくとも一部に設けられる。図2Bでは、集電体1’任意の導電性層4が1層である態様を示した。しかし、集電体1’の構成はこれに限定されず、導電性層4は、2以上の任意の導電性層が積層された積層構成であってもよい。   As the current collector 1, as the current collector 1 ′ used in the positive electrode plate 20 ′ for the nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 2B, the current collector 1 itself has a current collecting function on the upper surface of the current collecting substrate 3. A current collector 1 ′ provided with an arbitrary conductive layer 4 having conductivity can be used. The electroconductive layer 4 should just show electroconductivity of the grade which does not prevent the movement of the electron between the electrode active material layer 2 and the current collection base material 3. FIG. For example, the conductive layer 4 is provided with a laminated layer made of a predetermined metal or metal alloy, a layer in which arbitrary conductive fine particles are deposited by plating or sputtering, or one or more conductive thin films. It may be a layer or the like, and is not limited to these examples. In the current collector 1 ′, the surface of the conductive layer 4 becomes the surface 102 of the current collector 1 ′, and the electrode active material layer 2 is provided on at least a part of the surface 102. FIG. 2B shows a mode in which the current collector 1 ′ has a single conductive layer 4. However, the configuration of the current collector 1 ′ is not limited to this, and the conductive layer 4 may have a stacked configuration in which two or more arbitrary conductive layers are stacked.

集電体1としては、図2Cに示す非水電解液二次電池用正極板20’’に用いられる集電体1’’のように、それ自体が集電機能を有する集電基材3の上面に、断続的に形成された任意の断続層5が設けられてなる集電体1’’を用いることができる。断続層5は、上述する導電性層4と同じく導電性の層であってもよいし、あるいは導電性を示さない層であってもよい。非水電解液二次電池用正極板20’’において、集電体1’’の表面は、断続層5の表面である表面103と、断続層5が設けられておらず集電基材3自体の表面である表面103’とからなる。このとき、電極活物質層2は、表面103および表面103’のいずれとも接するよう形成することができる。非水電解液二次電池用正極板20’’では、断続層5は、導電性を有していても、有していなくてもよい。断続層5が導電性を有していない層であっても、集電体1’’の表面103’において電極活物質層2と集電基材3とが直接接するため、電極活物質層2と集電体1’’との間において電子の移動が確保される。ただし、非水電解液二次電池用正極板20’’自体の電気抵抗をより小さいものにするという観点からは、断続層5も、導電性を示すことが好ましい。   As the current collector 1, a current collecting base material 3 that itself has a current collecting function, like the current collector 1 ″ used in the positive electrode plate 20 ″ for a non-aqueous electrolyte secondary battery shown in FIG. 2C. A current collector 1 ″ having an intermittent layer 5 formed intermittently on the upper surface can be used. The intermittent layer 5 may be a conductive layer similar to the conductive layer 4 described above, or may be a layer that does not exhibit conductivity. In the positive electrode plate 20 ″ for the non-aqueous electrolyte secondary battery, the surface of the current collector 1 ″ is the surface 103 which is the surface of the intermittent layer 5 and the current collecting base material 3 where the intermittent layer 5 is not provided. It consists of a surface 103 ′ which is its own surface. At this time, the electrode active material layer 2 can be formed so as to be in contact with both the surface 103 and the surface 103 ′. In the positive electrode plate 20 ″ for a non-aqueous electrolyte secondary battery, the intermittent layer 5 may or may not have conductivity. Even if the intermittent layer 5 is a non-conductive layer, the electrode active material layer 2 is in direct contact with the current collector base 3 on the surface 103 ′ of the current collector 1 ″. And the current collector 1 ″ ensure the movement of electrons. However, from the viewpoint of reducing the electric resistance of the positive electrode plate 20 ″ for the nonaqueous electrolyte secondary battery itself, it is preferable that the intermittent layer 5 also exhibits conductivity.

また、断続層5が導電性を示す場合、図2Dに示すように、集電体1’’の表面であって断続層5上にのみ、選択的に電極活物質層2’を設けて、非水電解液二次電池用正極板20’’’を構成してもよい。即ち、集電体1’’の表面のうち、表面103の少なくとも一部に、選択的に電極活物質層2’を設けても良い。あるいは、図示しないが、断続層5が導電性を示さない場合、集電体1’’の表面103’の少なくとも一部に選択的に電極活物質層2’を設けてもよい。   When the intermittent layer 5 exhibits conductivity, as shown in FIG. 2D, an electrode active material layer 2 ′ is selectively provided only on the intermittent layer 5 on the surface of the current collector 1 ″. You may comprise positive electrode plate 20 '' 'for nonaqueous electrolyte secondary batteries. That is, the electrode active material layer 2 ′ may be selectively provided on at least a part of the surface 103 of the surface of the current collector 1 ″. Alternatively, although not shown, when the intermittent layer 5 does not exhibit conductivity, the electrode active material layer 2 ′ may be selectively provided on at least a part of the surface 103 ′ of the current collector 1 ″.

上述する集電体1,1’,1’’の説明は、例示であって本発明に用いられる集電体を何ら限定するものではない。本発明に用いられる集電体は、以上に例示するとおり、集電機能を有する集電基材3のみであってもよく、かかる態様では、電極活物質層2が設けられる集電体1の表面とは、該集電基材3の表面を指す。あるいは、本発明において、集電体1とは、集電機能を有する集電基材3と、該集電基材3上に設けられる任意の積層層を有していてもよい。かかる態様では、電極活物質層2が設けられる集電体1の表面とは、集電基材3と電極活物質層2との間の少なくとも一領域で電子の移動が確保される範囲において、上記積層層の表面、あるいは、積層層が設けられていない集電基材3表面、あるいは、上記積層層の表面および積層層が設けられていない集電基材3表面の両方を指す。   The above description of the current collectors 1, 1 ′, 1 ″ is an example and does not limit the current collector used in the present invention. As illustrated above, the current collector used in the present invention may be only the current collecting base material 3 having a current collecting function. In such an embodiment, the current collector 1 provided with the electrode active material layer 2 is used. The surface refers to the surface of the current collecting base material 3. Alternatively, in the present invention, the current collector 1 may have a current collecting base material 3 having a current collecting function and an arbitrary laminated layer provided on the current collecting base material 3. In such an aspect, the surface of the current collector 1 on which the electrode active material layer 2 is provided is within a range in which the movement of electrons is ensured in at least one region between the current collector base material 3 and the electrode active material layer 2. The surface of the said laminated layer, the current collection base material 3 surface in which the laminated layer is not provided, or both the surface of the said laminated layer and the current collection base material 3 surface in which the laminated layer is not provided is pointed out.

集電体1,1’,1’’は、耐熱温度が800℃以下、さらには600℃以下、特には400℃以下のものを選択することが可能である。かかる集電体1,1’,1’’の選択は、後述する本発明の製造方法における加熱工程の温度との関係によって決定される。本発明では、例えば400℃以下の加熱温度で集電体1上に直接に電極活物質層2を形成することが可能である。したがって、上記集電体1,1’,1’’は、耐熱温度が800℃以下、さらには600℃以下、特には400℃以下のものを選択することができ、該集電体1上に直接に電極活物質層2が形成されてなる本発明の正極板を提供することができる。   As the current collectors 1, 1 ′, 1 ″, those having a heat resistant temperature of 800 ° C. or lower, further 600 ° C. or lower, and particularly 400 ° C. or lower can be selected. The selection of the current collectors 1, 1 ′, 1 ″ is determined by the relationship with the temperature of the heating step in the manufacturing method of the present invention described later. In the present invention, for example, the electrode active material layer 2 can be formed directly on the current collector 1 at a heating temperature of 400 ° C. or lower. Therefore, the current collector 1, 1 ′, 1 ″ can be selected from those having a heat resistant temperature of 800 ° C. or lower, more preferably 600 ° C. or lower, particularly 400 ° C. or lower. The positive electrode plate of the present invention in which the electrode active material layer 2 is directly formed can be provided.

集電体1,1’,1’’の厚みは、一般に非水電解液二次電池用正極板の集電体として使用可能な厚みであれば特に限定されないが、10μm〜200μmであることが好ましく、15μm〜50μmであることがより好ましい。   The thickness of the current collectors 1, 1 ′, 1 ″ is not particularly limited as long as it is a thickness that can generally be used as a current collector for a positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery, but is 10 μm to 200 μm. Preferably, it is 15 micrometers-50 micrometers.

(電極活物質層2の構成)
電極活物質層2は、第1の電極活物質と第2の電極活物質とを含有して構成される。電極活物質層2では、第2の電極活物質が第1の電極活物質同士を固着させており、且つ、第2の電極活物質が第1の電極活物質を集電体に固着させている。このとき、第2の電極活物質は、リチウムイオン挿入脱離反応を示す物質であるとともに第1の電極活物質を被着対象物に結着させる結着物質でもある。
(Configuration of electrode active material layer 2)
The electrode active material layer 2 is configured to contain a first electrode active material and a second electrode active material. In the electrode active material layer 2, the second electrode active material fixes the first electrode active materials to each other, and the second electrode active material fixes the first electrode active material to the current collector. Yes. At this time, the second electrode active material is a material that exhibits a lithium ion insertion / release reaction and is also a binding material that binds the first electrode active material to the deposition target.

本発明の正極板によれば、第2の電極活物質により、第1の電極活物質を集電体に直接的に固着させた状態を形成することが可能である。このことは、電極活物質層2が、集電体1上に直接に積層可能となっていることを示す。さらに、電極活物質層2が集電体1上に直接に積層されている場合、電極活物質層2と集電体1との間における電子の移動が非常にスムーズとなる。また、第2の電極活物質は、リチウムイオン挿入脱離反応を示すものあるため、電極活物質層2に含まれる活物質は、第1の電極活物質のみならず第2の電極活物質も追加されていることになる。このため、電極活物質層2に第2の電極活物質が含まれることで、実質的に正極板10の電極容量の増大に貢献することが可能である。   According to the positive electrode plate of the present invention, it is possible to form a state in which the first electrode active material is directly fixed to the current collector by the second electrode active material. This indicates that the electrode active material layer 2 can be directly laminated on the current collector 1. Furthermore, when the electrode active material layer 2 is laminated directly on the current collector 1, the movement of electrons between the electrode active material layer 2 and the current collector 1 becomes very smooth. In addition, since the second electrode active material exhibits a lithium ion insertion / release reaction, the active material contained in the electrode active material layer 2 includes not only the first electrode active material but also the second electrode active material. It will be added. For this reason, when the second electrode active material is included in the electrode active material layer 2, it is possible to substantially contribute to an increase in the electrode capacity of the positive electrode plate 10.

なお、本発明において、第2の電極活物質による固着には、以下の2つの態様が含まれる。1つ目には、被固着物間(例えば、第1の電極活物質間、第1の電極活物質と集電体表面との間、あるいは導電材を使用する場合には、導電材と第1の電極活物質間、導電材粒子間など)に、結着物質となる第2の電極活物質が介在して両者を固着させる場合(以下、「固着態様1」)がある。2つ目には、被固着物同士が直接接触し、接触部分を囲んで結着物質となる第2の電極活物質が存在することによって被固着物同士を固着させる場合(以下、「固着態様2」)がある。第2の電極活物質による固着には、上述する固着態様1および2のいずれの状態で特定される固着状態であってもよい。したがって、電極活物質層2中に、固着態様1,2のいずれかの状態のみが形成されていてよいし、固着態様1,2の両方の状態が共存していてもよい。特に、電極活物質層2中に含まれる第1の電極活物質の粒子径が小さくなるほど、固着態様2が増える傾向にある。また、電極活物質層2中に添加剤として添加されることのある導電材粒子の粒子径が小さくなるほど、第1の電極活物質の場合と同様に、固着態様2が増える傾向にある。   In the present invention, the fixation by the second electrode active material includes the following two modes. First, between the adherends (for example, between the first electrode active material, between the first electrode active material and the current collector surface, or when using a conductive material, the conductive material and the first In some cases, a second electrode active material serving as a binder is interposed between the electrode active materials 1 and between the conductive material particles to fix them together (hereinafter referred to as “fixing mode 1”). Secondly, when the objects to be adhered are in direct contact with each other, and the objects to be adhered are adhered by the presence of the second electrode active material that surrounds the contact portion and becomes a binding material (hereinafter referred to as “adhesion mode”). 2 ”). The fixing by the second electrode active material may be a fixing state specified in any of the fixing modes 1 and 2 described above. Therefore, only one of the fixing modes 1 and 2 may be formed in the electrode active material layer 2, or both of the fixing modes 1 and 2 may coexist. In particular, the fixing mode 2 tends to increase as the particle size of the first electrode active material contained in the electrode active material layer 2 decreases. Further, as the particle diameter of the conductive material particles that may be added as an additive in the electrode active material layer 2 becomes smaller, the fixing mode 2 tends to increase as in the case of the first electrode active material.

本発明は、電極活物質層2において、上記固着態様1および2のいずれも含んで構成される場合には、導電性の向上の点で優れた効果を発揮する。上記効果を理解するために、導電材粒子を含む電極活物質層2において、特に導電材粒子間の固着に着目する。導電材粒子同士が、上記固着態様1によって固着されている場合、結着物質が第2の電極活物質であるため、従来の樹脂製結着材に比べて、導電材粒子間での電子のやりとりの障害となり難い。またさらに、導電材粒子同士が、上記固着態様2によって固着されている場合には、粒子同士は直接に接しているため、当然に電子の流れがスムーズであり、優れた導電性が確保される。上記効果は、導電材粒子と第1の電極活物質との固着に関しても、同様のことが言える。加えて、集電体1と電極活物質層2との境界においても、集電体1面と、第1の電極活物質や導電材粒子とが、結着物質となる第2の電極活物質を介して固着されるか、あるいはこれらが直接に接触して接触部分の周囲に結着物質が存在することによって固着される。そのため、上述と同様の理由で、集電体1と電極活物質層2間の電子の流れがスムーズである。即ち、本発明の正極板は、第2の電極活物質が結着物質として機能するように電極活物質層2中に存在し、且つ、固着態様1および2によって種々の構成材料を固着させていることにより電気抵抗を低く保つことが可能である。   In the case where the electrode active material layer 2 includes both the fixing modes 1 and 2, the present invention exhibits an excellent effect in terms of improving the conductivity. In order to understand the above effects, attention is particularly paid to the adhesion between the conductive material particles in the electrode active material layer 2 including the conductive material particles. When the conductive material particles are fixed by the fixing mode 1, the binding material is the second electrode active material, and therefore, compared with the conventional resin binder, the electrons between the conductive material particles It is difficult to become an obstacle to interaction. Furthermore, when the conductive material particles are fixed by the fixing mode 2, since the particles are in direct contact with each other, the flow of electrons is naturally smooth, and excellent conductivity is ensured. . The same effect can be said for the adhering of the conductive material particles and the first electrode active material. In addition, even at the boundary between the current collector 1 and the electrode active material layer 2, the second electrode active material in which the current collector 1 surface and the first electrode active material and conductive material particles become a binding material It is fixed by the presence of a binding substance around the contact portion because they are in direct contact with each other. Therefore, for the same reason as described above, the flow of electrons between the current collector 1 and the electrode active material layer 2 is smooth. That is, the positive electrode plate of the present invention is present in the electrode active material layer 2 so that the second electrode active material functions as a binder, and various constituent materials are fixed by the fixing modes 1 and 2. Therefore, it is possible to keep the electric resistance low.

なお、電極活物質層2には、第1の電極活物質と第2の電極活物質のほかに、本発明の効果を発揮可能な限度で、さらに導電材、樹脂材料などの任意の物質が含まれていてもよい。   In addition to the first electrode active material and the second electrode active material, the electrode active material layer 2 contains any material such as a conductive material and a resin material as long as the effect of the present invention can be exhibited. It may be included.

(電極活物質層2の構造)
電極活物質層2の構造についてみるに、電極活物質層2は、図1Aに示すとおり、電極活物質層2内に分散する複数の核体6と、この複数の核体6を包囲する包囲体7とを含んで構成されている。
(Structure of electrode active material layer 2)
Referring to the structure of the electrode active material layer 2, the electrode active material layer 2 includes a plurality of nuclei 6 dispersed in the electrode active material layer 2 and an enclosure surrounding the plurality of nuclei 6 as shown in FIG. 1A. And a body 7.

電極活物質層2において、核体6は、第1の電極活物質からなり、包囲体7が、第2の電極活物質からなる。核体6は、1次粒子であってもよいし、2次粒子であってもよいし、これらが混在していてもよい。包囲体7は、第2の電極活物質のみから構成されている構造体に限定されず、第2の電極活物質が主成分となっていれば第2の電極活物質以外の成分を含む構造体も含まれる。第2の電極活物質が主成分であるとは、第2の電極活物質以外の物質が1つの包囲体7に占める割合(重量%)が、第2の電極活物質の重量%を超えないことを示すものとする。   In the electrode active material layer 2, the nucleus 6 is made of the first electrode active material, and the enclosure 7 is made of the second electrode active material. The nucleus 6 may be primary particles, secondary particles, or a mixture of these. The enclosure 7 is not limited to a structure composed only of the second electrode active material, and includes a component other than the second electrode active material as long as the second electrode active material is a main component. The body is also included. The fact that the second electrode active material is the main component means that the proportion (% by weight) of a substance other than the second electrode active material in one enclosure 7 does not exceed the weight% of the second electrode active material. It shall be shown.

集電体1近傍に存在する包囲体7は、集電体1表面と繋がっており、これによって集電体1上に、直接に、電極活物質層2を備える本発明の正極板10が完成される。また、電極活物質層2には、随所に空隙8が存在しており、これによって正極板10を用いて電池を構成した際に、非水電解液が空隙8を通って電極活物質層2内部に浸透可能である。   The enclosure 7 existing in the vicinity of the current collector 1 is connected to the surface of the current collector 1, thereby completing the positive electrode plate 10 of the present invention including the electrode active material layer 2 directly on the current collector 1. Is done. The electrode active material layer 2 has voids 8 everywhere. When a battery is constructed using the positive electrode plate 10, the non-aqueous electrolyte passes through the voids 8 and the electrode active material layer 2. It can penetrate inside.

図1Bは、電極活物質層2の表面を示す模式図である。電極活物質層2の表面は、主として包囲体7に覆われ、またところどころに核体6が露出していてもよい。また電極活物質層3の表面には、随所に空隙8が存在する。   FIG. 1B is a schematic view showing the surface of the electrode active material layer 2. The surface of the electrode active material layer 2 is mainly covered with the enclosure 7, and the nucleus 6 may be exposed in some places. In addition, voids 8 are present everywhere on the surface of the electrode active material layer 3.

上記核体6を包囲する包囲体7については、複数存在して、1つの核体6には1つまたは複数の包囲体7が包囲している。これらの複数の包囲体7のうち、隣接する包囲体7同士の一部が互いに繋がっていてよい。あるいは、上記核体6を包囲する包囲体7は、個の区別なく連続的に繋がって一体をなしていてもよい。あるいは、本発明における電極活物質層2において、上記複数の包囲体7と、上記個の区別なく連続する包囲体7とが、混在していてもよい。電極活物質層2は、核体6を包囲体7で包囲されるように構成されているので、より出入力特性に優れた正極板10を得ることが可能となる。   There are a plurality of surrounding bodies 7 surrounding the core body 6, and one or a plurality of surrounding bodies 7 surrounds one core body 6. Among these plurality of enclosures 7, a part of adjacent enclosures 7 may be connected to each other. Alternatively, the surrounding body 7 surrounding the core body 6 may be continuously connected without being distinguished from each other. Alternatively, in the electrode active material layer 2 in the present invention, the plurality of enclosures 7 and the enclosures 7 that are continuous without distinction may be mixed. Since the electrode active material layer 2 is configured so that the core body 6 is surrounded by the envelope body 7, it is possible to obtain the positive electrode plate 10 having more excellent input / output characteristics.

ところで、包囲体7を構成する第2の電極活物質は結晶性である。隣接する包囲体7同士の一部が互いに繋がっている本発明の態様においてみるに、該隣接する包囲体7同士の繋がりが、第2の電極活物質の結晶格子が連続する箇所を含む場合には、電極活物質層2の膜密着性が向上し、これによって出入力特性の向上に寄与するため望ましい。包囲体7同士の少なくとも一部において第2の電極活物質の結晶格子が連続するか否かは、後述の第1の電極活物質の結晶格子と第2の電極活物質の結晶格子とが連続するか否かの確認方法と同様に透過型電子顕微鏡観察を用いて確認することが可能である。   By the way, the 2nd electrode active material which comprises the enclosure 7 is crystalline. In the embodiment of the present invention in which a part of the adjacent envelopes 7 are connected to each other, the connection between the adjacent envelopes 7 includes a portion where the crystal lattice of the second electrode active material is continuous. Is desirable because the film adhesion of the electrode active material layer 2 is improved, thereby contributing to the improvement of the input / output characteristics. Whether or not the crystal lattice of the second electrode active material is continuous in at least a part of the enclosures 7 is determined by the crystal lattice of the first electrode active material and the crystal lattice of the second electrode active material described later being continuous. It is possible to confirm using transmission electron microscope observation similarly to the confirmation method of whether to do.

上記包囲体7は、包囲体7自体の態様、例えば大きさ、形状、分布について特に限定されない。例えば包囲体7は、微小な粒子状であってよい。そして、その場合、多数の微小な粒子状の包囲体7が、核体6の1つ、または2以上の集合体の全面または一部を取り囲むよう包囲していてよい。また、このとき、微粒子状の核体6同士の一部は、互いに固着していてもよい。   The envelope 7 is not particularly limited with respect to the aspect of the envelope 7 itself, for example, the size, shape, and distribution. For example, the enclosure 7 may be in the form of fine particles. In that case, a large number of minute particulate enclosures 7 may surround one or all of the aggregates of two or more of the core bodies 6. At this time, part of the fine-particle nuclei 6 may be fixed to each other.

また、包囲体7は、非粒子状であってよい。このとき、包囲体7は、核体6の間隙を、空隙を残して充填する連続体であってもよい。上記連続体は、複数の核体6を、空隙を残して包囲するものであるが、個々の核体6をみたときに、1つの核体6の表面全面が連続体である包囲体7に包囲されていてもよいし、あるいは1つの核体6の表面において、連続体である包囲体7に包囲されていない面が存在していてもよい。   The enclosure 7 may be non-particulate. At this time, the envelope body 7 may be a continuous body that fills the gaps of the core bodies 6 leaving the gaps. The above continuum surrounds a plurality of nuclei 6 leaving a gap. However, when the individual nuclei 6 are viewed, the entire surface of one nuclei 6 is surrounded by a wrapping 7 that is a continuum. It may be surrounded, or a surface that is not surrounded by the envelope 7 that is a continuous body may exist on the surface of one core body 6.

包囲体7は、核体6の2以上の集合体を包囲する膜状、ひだ状、またはこぶ状の連続的な被覆層を構成していてもよい。上記被覆層は、複数の核体6を、空隙を残して包囲するものであるが、個々の核体6をみたときに、1つの核体6の表面全面が被覆層をなす包囲体7に包囲されていてもよいし、あるいは1つの核体6の表面において、被覆層である包囲体7に包囲されていない面が存在していてもよい。   The envelope 7 may constitute a continuous coating layer in the form of a film, a pleat, or a hump that surrounds two or more aggregates of the nuclei 6. The covering layer surrounds the plurality of nuclei 6 with leaving gaps, but when the individual nuclei 6 are viewed, the entire surface of one nuclei 6 forms an envelope 7 that forms the covering layer. It may be surrounded, or on the surface of one core body 6, there may be a surface that is not surrounded by the surrounding body 7 that is a covering layer.

また、包囲体7の表面は、走査型電子顕微鏡で、倍率5万倍で拡大観察した際に、例えば、滑らかな面で観察されるもの、定形・不定形問わず無数の突起が密集しているもの、あるいはこれらの組み合わせなどであってよく、その表面状態は何ら限定されない。   In addition, the surface of the enclosure 7 has a large number of projections densely observed regardless of whether it is observed on a smooth surface, a regular or irregular shape, when magnified with a scanning electron microscope at a magnification of 50,000 times. The surface state is not limited at all.

包囲体7の形状、および包囲体7が核体6を包囲する態様は、本発明を何ら限定するものではない。即ち、本発明における包囲体7は、核体6の少なくとも一部を包囲し、且つ、包囲体7同士が繋がり、あるいは包囲体7が連続体であり、加えて、包囲体7のうち集電体10近傍の包囲体7が集電体1の表面に繋がることによって、核体6を集電体7上に固着させ、電極活物質層2を構成するものであればよい。本発明における包囲体7の1つの特徴は、包囲体7が粒子状であると、非粒子状であると、を問わず、包囲体7同士の少なくとも一部が結合して互いに繋がっていることにより、電極活物質層2内で電子の移動を生じる場合に電子の移動経路となりうる導電パスを良好に形成することが可能となる。この点で、単なる粒子状の集合であって、粒子同士が接触するが、実質的に互いが結合する部分を有しないような構造体とは、区別される。本発明における包囲体7と、粒子状であるが実質的に互いが結合する部分を有しない粒子集合体とは、透過型電子顕微鏡写真を観察することにより、識別することができる。なお、包囲体同士が結合して繋がっているとは、対象となる包囲体において、一方の包囲体を構成する第2の電極活物質の結晶格子と他方の包囲体を構成する第2の連続活物質の結晶格子が連続している構造が存在することを示すものとする。   The shape of the enclosure 7 and the manner in which the enclosure 7 surrounds the core 6 do not limit the present invention. That is, the envelope body 7 in the present invention surrounds at least a part of the core body 6 and the envelope bodies 7 are connected to each other or the envelope body 7 is a continuous body. Any material may be used as long as the envelope body 7 in the vicinity of the body 10 is connected to the surface of the current collector 1 to fix the core body 6 on the current collector 7 and constitute the electrode active material layer 2. One feature of the envelope 7 in the present invention is that at least a part of the envelopes 7 are joined and connected to each other regardless of whether the envelope 7 is particulate or non-particulate. Thus, it is possible to satisfactorily form a conductive path that can be an electron movement path when electrons move in the electrode active material layer 2. In this respect, it is distinguished from a structure that is a simple aggregate of particles and in which the particles are in contact with each other but does not have a portion that is substantially bonded to each other. The enclosure 7 in the present invention can be distinguished from the particle aggregate that is in the form of particles but does not have a portion that is substantially bonded to each other by observing a transmission electron micrograph. Note that the enclosures are connected and connected to each other in the target enclosure, in which the second lattice of the second electrode active material constituting one enclosure and the second continuous constituting the other enclosure. It shall indicate that there is a structure in which the crystal lattice of the active material is continuous.

(核体6と包囲体7の二重構造)
電極活物質層2の構造は、核体6と、包囲体7とからなる、謂わば、二重構造により構成されることができる。この二重構造は、走査型電子顕微鏡写真から視覚的に理解することができる。また、その二重構造は、後述する正極板の製造方法の観点からも理解することができる。即ち、正極板の製造方法は、電極活物質層形成液を集電体1上に塗布して塗膜を形成し、その塗膜内で第2の電極活物質を析出させる。その際、塗膜を形成した集電体1上において、塗膜に含まれる既存の第1の電極活物質が核体6を構成し、これを包囲するように、核体6の周囲に第2の電極活物質が生成され包囲体7を構成する。この結果、上記二重構造が完成する。
(Dual structure of nucleus 6 and enclosure 7)
The structure of the electrode active material layer 2 can be constituted by a so-called double structure composed of a nucleus 6 and an enclosure 7. This dual structure can be visually understood from scanning electron micrographs. Further, the double structure can be understood from the viewpoint of a method for producing a positive electrode plate described later. That is, in the method for producing the positive electrode plate, the electrode active material layer forming liquid is applied onto the current collector 1 to form a coating film, and the second electrode active material is deposited in the coating film. At that time, on the current collector 1 on which the coating film is formed, the existing first electrode active material contained in the coating film constitutes the core body 6 and surrounds the core body 6 so as to surround it. Two electrode active materials are generated to form the enclosure 7. As a result, the double structure is completed.

核体6と包囲体7とからなる上記二重構造について、特に核体6と包囲体7との界面について着眼すると、1つの特徴が存在する。核体6を構成する第1の電極活物質は、結晶性の化合物である。また、包囲体7を構成する第2の電極活物質も、リチウムイオン挿入脱離反応を示すことから、結晶性を有する。ここで、核体6を構成する結晶性の第1の電極活物質が、包囲体7を構成する結晶性の第2の電極活物質で包囲されたとき形成される両者の界面において、両者の結晶格子が連続する領域と、不連続な領域とが存在することがわかった。また特に、核体6を構成する第1の電極活物質の結晶格子と、包囲体7を構成する第2の電極活物質の結晶格子が異なる場合には、両者の界面全域において、両者の結晶格子は不連続となる。尚、上記結晶格子の連続性については、透過型電子顕微鏡により、その結晶格子を観察することにより、確認することができる。   Regarding the above-mentioned double structure composed of the nucleus 6 and the enclosure 7, there is one feature particularly when focusing on the interface between the nucleus 6 and the enclosure 7. The first electrode active material constituting the core body 6 is a crystalline compound. The second electrode active material constituting the enclosure 7 also has crystallinity because it exhibits a lithium ion insertion / release reaction. Here, at the interface between the two formed at the time when the crystalline first electrode active material constituting the core body 6 is surrounded by the crystalline second electrode active material constituting the envelope body 7, It was found that there are regions where the crystal lattice is continuous and discontinuous regions. In particular, when the crystal lattice of the first electrode active material constituting the core body 6 and the crystal lattice of the second electrode active material constituting the enclosure 7 are different, the crystals of both are present in the entire interface between the two. The grid becomes discontinuous. The continuity of the crystal lattice can be confirmed by observing the crystal lattice with a transmission electron microscope.

本発明者らは、上述する結晶格子が不連続な領域の存在が、サイクル特性の向上に寄与するということを推察した。非水電解液二次電池は、リチウムイオンなどのアルカリイオンが第1の電極活物質の結晶構造に繰り返し挿入脱離するうちに、該結晶構造が劣化し、あるいはさらに破壊され、サイクル特性が低下する。上述する結晶構造の劣化・破壊は、結晶構造の連続する結晶格子に沿って発生すると考えられる。この点、本発明の正極板は、上述するとおり、核体と、リチウムイオン挿入脱離反応を示す包囲体とからなる二重構造の界面において、両者の結晶格子が不連続な領域が存在する。このため、核体を構成する第1の電極活物質、包囲体を構成する第2の電極活物質それぞれで生じた結晶構造の劣化が、上記不連続な領域では互いに影響を及ぼさないと考えられた。したがって、サイクル特性が低下し難く、換言すると、上記二重構造が、良好なサイクル特性の発揮に寄与すると推察された。   The present inventors have inferred that the existence of a region in which the above-described crystal lattice is discontinuous contributes to improvement of cycle characteristics. The non-aqueous electrolyte secondary battery has deteriorated cycle characteristics due to deterioration or further destruction of the crystal structure while alkali ions such as lithium ions are repeatedly inserted into and desorbed from the crystal structure of the first electrode active material. To do. It is considered that the above-described deterioration / destruction of the crystal structure occurs along a continuous crystal lattice of the crystal structure. In this respect, as described above, the positive electrode plate of the present invention has a region in which the crystal lattices of both are discontinuous at the interface of the double structure composed of the nucleus and the enclosure showing the lithium ion insertion / release reaction. . For this reason, it is considered that the deterioration of the crystal structure generated in each of the first electrode active material constituting the nucleus and the second electrode active material constituting the enclosure does not affect each other in the discontinuous region. It was. Therefore, it is presumed that the cycle characteristics are unlikely to deteriorate, in other words, the double structure contributes to the display of good cycle characteristics.

電極活物質層2の構造について、包囲体7は、核体6の表面の少なくとも一部を覆っていればよい。このことは、電極活物質層2に含まれる1つの第1の電極活物質の粒子に着目した場合に、本発明の一態様として、第2の電極活物質は、第1の電極活物質の粒子表面の少なくとも一部を覆っている状態であってもよいことを示す。このとき、第2の電極活物質は、非水電解液と接触可能な露出面を有している状態で存在してよい。これは、上記固着態様1あるいは2において、一部の表面が非水電解液に接触可能に露出している第2の電極活物質、および、他の第1の電極活物質、導電材、集電体などには接しておらず、1つの第1の電極活物質の粒子表面の一部のみを覆っている第2の電極活物質を含む。正極板10を使用する電池を動作させる場合に、第1の電極活物質の粒子表面の少なくとも一部を覆い、且つ、非水電解液と接触可能な露出面を有している第2の電極活物質は、第1の電極活物質の粒子に先んじて、あるいは第1の電極活物質の粒子にならんでリチウムの挿入脱離反応が生じ得る。   Regarding the structure of the electrode active material layer 2, the enclosure 7 only needs to cover at least a part of the surface of the core body 6. This is because, when one particle of the first electrode active material included in the electrode active material layer 2 is focused, as one aspect of the present invention, the second electrode active material is the first electrode active material. It shows that it may be in a state of covering at least a part of the particle surface. At this time, the 2nd electrode active material may exist in the state which has the exposed surface which can contact a non-aqueous electrolyte. This is because, in the fixing mode 1 or 2, the second electrode active material, a part of which is exposed so as to be in contact with the non-aqueous electrolyte, and the other first electrode active material, conductive material, It includes a second electrode active material that is not in contact with an electric body or the like and covers only a part of the particle surface of one first electrode active material. When operating a battery using the positive electrode plate 10, the second electrode has an exposed surface that covers at least a part of the particle surface of the first electrode active material and can be brought into contact with the non-aqueous electrolyte. The active material may undergo a lithium insertion / release reaction prior to the first electrode active material particles or along with the first electrode active material particles.

本発明者らは、正極板10が、第1の電極活物質の粒子表面の少なくとも一部を覆い、あるいはさらに、非水電解液と接触可能な露出面を有しているように第2の電極活物質を構成している場合、第2の電極活物質が、充電時に損失したリチウムイオンを効率的に補填しうる可能性がある、と推測する。第2の電極活物質によるリチウムイオン補填効果を確認するために、以下のような試験を実施することができる。正極板10について、第1の電極活物質と第2の電極活物質をあわせた活物質量を算出し、電極活物質層における体積当たりの活物質量をXg/cmを導出する。正極板10の電極活物質層2から第2の電極活物質を含まないように電極活物質層を構成してなる従来の正極板を想定し、その従来の正極板について、電極活物質層における体積当たりの活物質量がXg/cmとなるように設計する。これを正極板Bとする。正極板10と正極板Bとを比較した場合、本発明の正極板10の方が、初期充放電効率が高いことが認められる。すなわち、第2の電極活物質の存在により、初期充放電効率の向上が認められる。正極板10が、第2の電極活物質を第1の電極活物質の表面を覆って存在するような構成を有する場合に、このような初期充放電効率の向上という効果が発揮される機構についての詳細は、明らかでない。この点、本発明者らは、第1の電極活物質の表面を覆う第2の電極活物質は、薄膜形状で第1の電極活物質を覆う部分が存在するため、非水電解液側にも、接触する第1の電極活物質側にもリチウムイオンを極めて容易に出入りさせることができ、このため、損失したリチウムイオンを容易に補填することができるのではないかと推測している。本発明の正極板は、単位面積あたり略同量の第1の電極活物質粒子を含む樹脂結着材のみを用いた従来の正極板と比較して、初期充放電効率を向上させることが可能であり、好ましくは、初期充電容量100%に対し、続く放電容量を95%以上、より好ましくは、98%以上とすることが可能である。 The inventors of the present invention have described the second electrode so that the positive electrode plate 10 covers at least part of the particle surface of the first electrode active material, or further has an exposed surface that can come into contact with the non-aqueous electrolyte. When the electrode active material is configured, it is estimated that the second electrode active material may be able to efficiently compensate for lithium ions lost during charging. In order to confirm the lithium ion supplementing effect by the second electrode active material, the following test can be performed. For the positive electrode plate 10, the amount of active material obtained by combining the first electrode active material and the second electrode active material is calculated, and the amount of active material per volume in the electrode active material layer is derived as Xg / cm 3 . Assuming a conventional positive electrode plate in which the electrode active material layer is configured not to include the second electrode active material from the electrode active material layer 2 of the positive electrode plate 10, the conventional positive electrode plate is It is designed so that the amount of active material per volume is Xg / cm 3 . This is referred to as a positive electrode plate B. When the positive electrode plate 10 and the positive electrode plate B are compared, it is recognized that the positive electrode plate 10 of the present invention has higher initial charge / discharge efficiency. That is, the improvement of the initial charge / discharge efficiency is recognized due to the presence of the second electrode active material. Regarding a mechanism in which the effect of improving the initial charge / discharge efficiency is exhibited when the positive electrode plate 10 has a configuration in which the second electrode active material exists so as to cover the surface of the first electrode active material. The details are not clear. In this regard, the present inventors have found that the second electrode active material that covers the surface of the first electrode active material has a thin film shape and a portion that covers the first electrode active material. However, it is presumed that lithium ions can be made to enter and exit the contacting side of the first electrode active material very easily, and thus lost lithium ions can be easily compensated. The positive electrode plate of the present invention can improve the initial charge / discharge efficiency as compared with the conventional positive electrode plate using only the resin binder containing the same amount of the first electrode active material particles per unit area. Preferably, the subsequent discharge capacity can be 95% or more, more preferably 98% or more with respect to the initial charge capacity of 100%.

電極活物質層2の厚みは、正極板10に求められる電極容量や出入力特性を勘案して、適宜設計することができる。一般的には、電極活物質層2の厚みは、200μm以下、より一般的には100μm以上かつ150μm以下の厚みで設計される。ただし、本発明においては、電極活物質層2を非常に薄く形成することが可能である。そのため、第1の電極活物質の粒子径にもよるが、電極活物質層2の厚みが300nm以上200μm以下の電極活物質層2を形成することができる。出入力特性を向上させつつも電極容量を向上させ得るという観点からは、特に電極活物質層2の膜厚を300nm以上150μm以下にすることが好ましく、500nm以上100μm以下とすることがより好ましい。即ち、電極活物質層2の厚みが、上述の範囲のように薄い場合には、第1の電極活物質は粒子径が小さいものであり、少なくとも電極活物質層2の膜厚以下の粒子径であることを意味する。また、電極活物質層2の厚みが、上述の範囲のように薄い場合には、電極活物質層2内における第1の電極活物質と集電体1との距離が、短くなるので、正極板10の抵抗を下げることができる。尚、本発明において電極活物質層2の膜厚の下限は、主として用いられる第1の電極活物質の粒子径に依存し、その粒子径の縮小化に伴い、さらに膜厚を薄くすることが可能である。   The thickness of the electrode active material layer 2 can be appropriately designed in consideration of the electrode capacity and input / output characteristics required for the positive electrode plate 10. In general, the thickness of the electrode active material layer 2 is designed to be 200 μm or less, more generally 100 μm or more and 150 μm or less. However, in the present invention, the electrode active material layer 2 can be formed very thin. Therefore, although depending on the particle diameter of the first electrode active material, the electrode active material layer 2 having a thickness of 300 nm or more and 200 μm or less can be formed. From the viewpoint that the electrode capacity can be improved while improving the input / output characteristics, the thickness of the electrode active material layer 2 is particularly preferably 300 nm to 150 μm, and more preferably 500 nm to 100 μm. That is, when the thickness of the electrode active material layer 2 is thin as in the above range, the first electrode active material has a small particle diameter, and the particle diameter is at least equal to or smaller than the film thickness of the electrode active material layer 2. It means that. Further, when the thickness of the electrode active material layer 2 is as thin as the above range, the distance between the first electrode active material and the current collector 1 in the electrode active material layer 2 is shortened. The resistance of the plate 10 can be lowered. In the present invention, the lower limit of the film thickness of the electrode active material layer 2 mainly depends on the particle diameter of the first electrode active material used, and the film thickness can be further reduced as the particle diameter is reduced. Is possible.

(第1の電極活物質)
第1の電極活物質は、リチウムイオン挿入脱離反応を示す活物質であれば適宜使用することができ、正極用電極活物質を選択される。
(First electrode active material)
The first electrode active material can be appropriately used as long as it is an active material exhibiting a lithium ion insertion / release reaction, and a positive electrode active material is selected.

第1の電極活物質として使用可能な正極用電極活物質としては、一般的に非水電解液二次電池用正極板において用いられるリチウムイオン挿入脱離反応を示す活物質であれば、特に限定されない。上記正極活物質の具体的な例としては、例えば、リチウムと非リチウム金属との複合化合物たるリチウム複合化合物を挙げることができ、具体的に、LiCoO、LiMn、LiNiO、LiFeO、LiNi1/3Co1/3Mn1/3、LiNi0.80Co0.15Al0.05などのリチウム複合酸化物、LiFePOなどのリチウム複合リン酸化物などを挙げることができる。なお、非リチウム金属は、リチウムを除く金属の群から選ばれる金属を示す。 The positive electrode active material that can be used as the first electrode active material is not particularly limited as long as it is an active material that exhibits a lithium ion insertion / release reaction generally used in a positive electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery. Not. Specific examples of the positive electrode active material include a lithium composite compound which is a composite compound of lithium and a non-lithium metal. Specifically, LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiFeO 2 can be given. , LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , LiNi 0.80 Co 0.15 Al 0.05 O 2 and other lithium composite oxides, LiFePO 4 and other lithium composite phosphates, etc. Can do. The non-lithium metal refers to a metal selected from the group of metals other than lithium.

第1の電極活物質については、通常、粒子状の活物質が選択される。   In general, a particulate active material is selected for the first electrode active material.

第1の電極活物質に用いられる活物質粒子の粒子径は、特に限定されず、任意の大きさのものを適宜選択して使用することができる。特に、粒子径の小さい活物質粒子を用いる態様の本発明によれば、電極活物質層中における活物質粒子の表面面積の総量を増大させることができるとともに、1つの活物質粒子内におけるリチウムの移動距離を短縮することが可能であるため、飛躍的に出入力特性を向上させることができる。したがって、より高い出入力特性を求める場合には、粒子径の寸法の小さいものを選択することが望ましい。具体的には、用いる活物質粒子の粒子径は、好ましくは10μm未満、より好ましくは5μm以下、特に好ましくは1μm以下である。従来の、樹脂製結着材を用いたスラリー状の電極活物質層形成液では、用いる活物質粒子径が10μm未満となると塗工適性が不良になる傾向にあり、5μm以下であると該形成液の流動性が著しく悪くなり、印刷機などの量産設備に適用が困難となり、さらに1μm以下であると、活物質粒子を形成液中に分散すること自体が困難になる傾向にあった。これに対し、本発明を製造する場合には、上述のような問題点が回避されるため、任意に活物質粒子の粒子径を選択することができる。   The particle diameter of the active material particles used for the first electrode active material is not particularly limited, and those having an arbitrary size can be appropriately selected and used. In particular, according to the present invention in which active material particles having a small particle diameter are used, the total amount of the surface area of the active material particles in the electrode active material layer can be increased, and lithium in one active material particle can be increased. Since the moving distance can be shortened, the input / output characteristics can be dramatically improved. Therefore, when a higher input / output characteristic is required, it is desirable to select one having a small particle size. Specifically, the particle diameter of the active material particles to be used is preferably less than 10 μm, more preferably 5 μm or less, and particularly preferably 1 μm or less. In a conventional slurry-like electrode active material layer forming liquid using a resin binder, when the active material particle diameter used is less than 10 μm, the coating suitability tends to be poor, and when it is 5 μm or less, the formation is performed. The fluidity of the liquid is remarkably deteriorated, making it difficult to apply to mass production equipment such as a printing press. Further, if it is 1 μm or less, it tends to be difficult to disperse the active material particles in the forming liquid. On the other hand, when manufacturing this invention, since the above problems are avoided, the particle diameter of an active material particle can be selected arbitrarily.

なお、本発明及び本明細書において、電極活物質層中に含有された第1の電極活物質の粒子径は、測定された電子顕微鏡観察結果のデータを、粒子認識ツールを用いて識別し、認識された粒子の画像から取得した形状データをもとに粒度分布のグラフを作成し、この粒度分布のグラフから算出することができる。粒度分布のグラフは、例えば、電子顕微鏡観察結果を画像解析式粒度分布測定ソフトウェア(株式会社マウンテック製、MAC VIEW)を用いて作成可能である。   In the present invention and the present specification, the particle diameter of the first electrode active material contained in the electrode active material layer is determined by identifying the measured electron microscope observation data using a particle recognition tool. A particle size distribution graph can be created based on the shape data acquired from the recognized particle image, and can be calculated from the particle size distribution graph. The particle size distribution graph can be created, for example, by using an image analysis type particle size distribution measurement software (manufactured by Mount Tech Co., Ltd., MAC VIEW) based on an electron microscope observation result.

(第2の電極活物質)
第2の電極活物質は、リチウムを除く金属の群から選ばれた金属とリチウムとを金属元素として有し且つスピネル構造を有するリチウム複合酸化物を含んでなる。第2の電極活物質がこのようなリチウム複合酸化物を含むことで、非水電解液二次電池用正極板10におけるリチウムの効果的な挿入脱離が実施可能となり、電池の充放電の高速化が実現可能となる。
(Second electrode active material)
The second electrode active material comprises a lithium composite oxide having a metal selected from the group of metals other than lithium and lithium as metal elements and having a spinel structure. When the second electrode active material contains such a lithium composite oxide, lithium can be effectively inserted and removed from the positive electrode plate 10 for a non-aqueous electrolyte secondary battery, and the battery can be charged and discharged at high speed. Can be realized.

第2の電極活物質を構成するリチウム複合酸化物は、マンガンとリチウムとを金属元素として含むリチウムマンガン複合酸化物であることが好ましい。リチウム複合酸化物を活物質に使用した電極のなかでも、リチウムマンガン複合酸化物を活物質に使用した電極は、その放電電位が比較的高い点、および、リチウムマンガン複合酸化物を第2の電極活物質に用いた正極板を非水電解液二次電池の正極板に使用した場合に、より大きな電圧を取り出せる電池を得ることが容易となる点で好ましい。   The lithium composite oxide constituting the second electrode active material is preferably a lithium manganese composite oxide containing manganese and lithium as metal elements. Among the electrodes using lithium composite oxide as an active material, an electrode using lithium manganese composite oxide as an active material has a relatively high discharge potential, and the lithium manganese composite oxide is used as the second electrode. When the positive electrode plate used for the active material is used for the positive electrode plate of the non-aqueous electrolyte secondary battery, it is preferable in that it is easy to obtain a battery capable of taking out a larger voltage.

リチウムマンガン複合酸化物は、LiMnのほか、LiMnx12−x1の組成式で表されるもの等が例示される。ただし、上記組成式LiMnx12−x1において、x1は、1.5≦x1<2であるものとする。x1がこの範囲にあると、スピネル構造を有する化合物がより容易に形成される。また、Mは、リチウムとマンガンを除く金属の群から選ばれた金属を示す。Mは、好ましくは、リチウム、ホウ素、リン、窒素、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、バナジウム、チタン、クロム、ニッケル、鉄、コバルト、銅、亜鉛、ストロンチウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、スズのいずれか、あるいはこれらの組合せである。なお、上記組成式LiMnx12−x1であらわされるリチウム金属酸化物は、LiMnのMn原子の一部を金属Mで置換して部分置換体とすることで得られる。 Examples of the lithium manganese composite oxide include LiMn 2 O 4 and those represented by a composition formula of LiMn x1 M 2 -x1 O 4 . However, in the composition formula LiMn x1 M 2-x1 O 4 , x1 is 1.5 ≦ x1 <2. When x1 is in this range, a compound having a spinel structure is more easily formed. M represents a metal selected from the group of metals other than lithium and manganese. M is preferably lithium, boron, phosphorus, nitrogen, magnesium, aluminum, calcium, vanadium, titanium, chromium, nickel, iron, cobalt, copper, zinc, strontium, zirconium, niobium, molybdenum, tin, or These are combinations. Incidentally, the lithium metal oxide represented by the composition formula LiMn x1 M 2-x1 O 4 can be obtained by a partial substitution products by replacing a portion of the metal M of Mn atoms LiMn 2 O 4.

電極活物質層2において第1の電極活物質が、スピネル構造を有する第2の電極活物質で、第1の電極活物質同士で固着されることになるとともに、集電体1に対して固着されることになる。このため、正極板10を組み込んだ電池の充放電の高速化を図ることが可能となる。   In the electrode active material layer 2, the first electrode active material is a second electrode active material having a spinel structure, and is fixed to the current collector 1 while being fixed to each other. Will be. For this reason, it is possible to increase the speed of charging and discharging of the battery incorporating the positive electrode plate 10.

電極活物質層2に含有される第2の電極活物質全てが集電体1と第1の電極活物質との固着、及び第1の電極活物質同士の固着に寄与されている必要はない。例えば、第2の電極活物質のなかに、第1の電極活物質に固着しているだけで、第1の電極活物質を集電体に固着させず、第1の電極活物質同士を固着しないものが、存在してもよい。   It is not necessary for all the second electrode active materials contained in the electrode active material layer 2 to contribute to the adhesion between the current collector 1 and the first electrode active material and the adhesion between the first electrode active materials. . For example, in the second electrode active material, the first electrode active material is fixed only to the first electrode active material, and the first electrode active material is not fixed to the current collector. There may be things that do not.

第2の電極活物質が粒子状に形成される場合では、その粒子径は、特に限定されず、任意の大きさのものを適宜形成して使用することができ、第2の電極活物質の粒子径は第1の電極活物質の粒子より大きくても小さくても良い。なお、第1の電極活物質の粒子径について説明したように、粒子径を小さくすると、出入力特性を向上させることが容易となる点を考慮すると、第2の電極活物質の粒子径は、上記で説明した第1の電極活物質の粒子径の好ましい範囲内に収められることが好ましい。なお、第2の電極活物質の粒子径は、第1の電極活物質の粒子径と同様に、電子顕微鏡観察結果のデータを用いた方法で特定することができる。   In the case where the second electrode active material is formed in the form of particles, the particle diameter is not particularly limited, and an arbitrary size can be appropriately formed and used. The particle diameter may be larger or smaller than the particles of the first electrode active material. In addition, as described for the particle diameter of the first electrode active material, considering that it becomes easy to improve the I / O characteristics when the particle diameter is reduced, the particle diameter of the second electrode active material is It is preferable to be within the preferable range of the particle diameter of the first electrode active material described above. In addition, the particle diameter of the second electrode active material can be specified by a method using data of an electron microscope observation result, similarly to the particle diameter of the first electrode active material.

第2の電極活物質について、隣り合う第2の電極活物質同士の少なくとも一部において、結晶格子が連続することにより繋がっている箇所を含んでいてもよい。隣り合う第2の電極活物質の少なくとも一部において互いに結晶格子が連続していると、電極活物質層2の集電体1に対する密着性が向上することが推察される。この密着性の向上は、正極板10の出入力特性の向上に有効に寄与する可能性がある。電極活物質層2の密着性を向上させるという観点からは、隣り合う第2の電極活物質同士の結晶格子が連続する部分は、電極活物質層2に有意に存在することがより望ましい。本発明において隣り合う第2の電極活物質の結晶格子が連続するか否かは、透過型電子顕微鏡で電極活物質層における隣り合う結着物質の断面の結晶格子を観察することによって確認できる。   About the 2nd electrode active material, the location connected by the crystal lattice continuing may be included in at least one part of 2nd adjacent electrode active materials. It is inferred that the adhesion of the electrode active material layer 2 to the current collector 1 is improved when crystal lattices are continuous with each other in at least a part of the adjacent second electrode active materials. This improvement in adhesion may contribute effectively to the improvement in the input / output characteristics of the positive electrode plate 10. From the viewpoint of improving the adhesion of the electrode active material layer 2, it is more desirable that the portion where the crystal lattices of the adjacent second electrode active materials are continuous exist significantly in the electrode active material layer 2. In the present invention, whether or not the crystal lattices of the adjacent second electrode active materials are continuous can be confirmed by observing the crystal lattice of the cross section of the adjacent binder material in the electrode active material layer with a transmission electron microscope.

隣り合う第2の電極活物質における結晶格子が連続する箇所を含むように電極活物質層2を構成するためには、後述する非水電解液二次電池用正極板の製造方法に従って正極板を製造することが望ましい。後述の製造方法では、電極活物質層形成液を集電体1上に塗布して塗膜を形成し、加熱などの手段を実施することによって該塗膜を電極活物質層2となす。その際、該集電体1上において、第1の電極活物質の周囲に存在する金属元素含有化合物が熱分解、酸化などの反応を起こして、第1の電極活物質の周囲に第2の電極活物質であるリチウム遷移金属複合酸化物が生成される。このとき、隣接する第2の電極活物質(あるいはその前駆体)同士の一部が互いに接合していると、該接合部分において、両者の結晶成長が同時に進行し易い。上記接合部分において結晶成長が同時に進行する結果、本発明の電極活物質層において、隣り合う第2の電極活物質同士における結晶格子が連続する箇所を含むよう構成される。   In order to configure the electrode active material layer 2 so as to include a portion where crystal lattices in adjacent second electrode active materials are continuous, a positive electrode plate is formed according to a method for manufacturing a positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery described later. It is desirable to manufacture. In the manufacturing method described later, an electrode active material layer forming liquid is applied onto the current collector 1 to form a coating film, and the coating film is formed into the electrode active material layer 2 by performing means such as heating. At that time, on the current collector 1, the metal element-containing compound present around the first electrode active material causes a reaction such as thermal decomposition or oxidation, and the second electrode active material is formed around the first electrode active material. A lithium transition metal composite oxide that is an electrode active material is generated. At this time, if a part of the adjacent second electrode active materials (or their precursors) are bonded to each other, the crystal growth of the two easily proceeds simultaneously at the bonded portion. As a result of the simultaneous progress of crystal growth in the joint portion, the electrode active material layer of the present invention is configured to include a portion where crystal lattices in adjacent second electrode active materials are continuous.

第2の電極活物質は、リチウム複合酸化物であることから、集電体1と電極活物質層2とを移動する電子の移動距離を短くすることができる。その結果、正極板のインピーダンスを低下させることができ、結果として、出入力特性を向上させることができる。   Since the second electrode active material is a lithium composite oxide, the moving distance of electrons that move between the current collector 1 and the electrode active material layer 2 can be shortened. As a result, the impedance of the positive electrode plate can be reduced, and as a result, the input / output characteristics can be improved.

さらに、第2の電極活物質は、従来の樹脂製結着剤に代わってあるいはそれと併用して、第1の電極活物質同士を固着させあるいは第1の電極活物質を集電体上に固着させるように、電極活物質層2内に含有される。さらに、第2の電極活物質は、結着第1の電極活物質と同様に活物質であり、リチウムイオン挿入脱離反応可能であるから、電極活物質層2内には、樹脂製結着剤にて第1の電極活物質を集電体上等に固着させる従来の正極板に比べて、相対的に活物質の存在率が上昇している。このため、本発明においては、第2の電極活物質の存在により全体の電極容量を増大させることができる。   Further, the second electrode active material is used in place of or in combination with the conventional resin binder to fix the first electrode active materials to each other or to fix the first electrode active material on the current collector. So as to be contained in the electrode active material layer 2. Furthermore, since the second electrode active material is an active material similar to the binder first electrode active material and can undergo lithium ion insertion / release reaction, the electrode active material layer 2 has a resin binder. As compared with the conventional positive electrode plate in which the first electrode active material is fixed on the current collector or the like with the agent, the abundance of the active material is relatively increased. For this reason, in this invention, the whole electrode capacity | capacitance can be increased by presence of a 2nd electrode active material.

(第2の電極活物質のリチウム挿入脱離の確認)
なお、電極活物質層2において第2の電極活物質のリチウムイオン挿入脱離反応の有無については、サイクリックボルタンメトリー(CV)試験法などの電気化学的な測定法を用いて予め確認することができる。
(Confirmation of lithium insertion / extraction of the second electrode active material)
The presence or absence of the lithium ion insertion / release reaction of the second electrode active material in the electrode active material layer 2 can be confirmed in advance using an electrochemical measurement method such as a cyclic voltammetry (CV) test method. it can.

CV試験の1つの例について説明する。第1の電極活物質としてLiCoOを選択するとともに、第2の電極活物質をなすリチウム複合酸化物としてLiMnを選択する場合を例とする。第1の電極活物質を含ませず且つ第2の電極活物質を含んでなる塗膜を、アルミ箔上に形成してサンプル片を調製し、このサンプル片を用いてCV試験に供する。CV試験の条件については、電極電位を第1の電極活物質の適切な電圧範囲で直線的に掃引し、具体的に、第1の電極活物質としてLiCoOを想定する場合には3.0Vから4.2Vまで掃引してこの4.2Vを折り返し電圧として再び3.0Vまで戻す作業を1サイクルとし、3サイクル程度繰り返すものとする。このとき走査速度は、第2の電極活物質であるLiMnの酸化還元の反応をより確実に観察する点で、1mV/秒が好ましい。そして、各サイクルにおいて電圧に応じた電流を測定してサイクリックボルタモグラムを得る。第2の電極活物質がLiMnである場合に、サイクリックボルタモグラムをみたときに、約3.9V付近にLiMnのLi脱離反応に相当する酸化ピークが出現し、約4.1V付近にLi挿入反応に相当する還元ピークが出現する場合がある。このとき、このLiMnにリチウムイオンの挿入脱離反応があることを確認することができる。逆に、サイクリックボルタモグラムを見た場合にこうしたピークが出現しない場合には、リチウムイオンの挿入脱離反応がないと判断することができる。 One example of the CV test will be described. As an example, LiCoO 2 is selected as the first electrode active material, and LiMn 2 O 4 is selected as the lithium composite oxide that forms the second electrode active material. A coating film that does not contain the first electrode active material and contains the second electrode active material is formed on an aluminum foil to prepare a sample piece, and this sample piece is used for the CV test. Regarding the conditions of the CV test, the electrode potential is swept linearly within an appropriate voltage range of the first electrode active material. Specifically, when LiCoO 2 is assumed as the first electrode active material, 3.0V The operation of sweeping from 4.2 to 4.2V and returning 4.2V as the return voltage to 3.0V is defined as one cycle and repeated for about three cycles. At this time, the scanning speed is preferably 1 mV / sec from the viewpoint of more reliably observing the redox reaction of LiMn 2 O 4 as the second electrode active material. Then, a current corresponding to the voltage is measured in each cycle to obtain a cyclic voltammogram. When the second electrode active material is LiMn 2 O 4 , when a cyclic voltammogram is viewed, an oxidation peak corresponding to the Li elimination reaction of LiMn 2 O 4 appears in the vicinity of about 3.9 V, and about 4 A reduction peak corresponding to the Li insertion reaction may appear in the vicinity of .1V. At this time, it can be confirmed that this LiMn 2 O 4 has a lithium ion insertion / release reaction. Conversely, when such a peak does not appear when the cyclic voltammogram is viewed, it can be determined that there is no lithium ion insertion / release reaction.

本発明において、金属酸化物が、リチウムイオン挿入脱離反応を示さないとは、金属酸化物固有の電気的性質を意味するものではなく、電極活物質層中に結着物質として含有される金属酸化物が、該電極活物質中に含有される電極活物質粒子に適した電圧範囲において、リチウムイオン挿入脱離反応を示さないことを意味する。正極板において、上記金属酸化物が、実質的にリチウムイオンを挿入脱離することが重要だからである。   In the present invention, the fact that the metal oxide does not exhibit a lithium ion insertion / elimination reaction does not mean the electrical properties unique to the metal oxide, but a metal contained as a binder in the electrode active material layer. It means that the oxide does not exhibit lithium ion insertion / release reaction in a voltage range suitable for the electrode active material particles contained in the electrode active material. This is because it is important that the metal oxide substantially inserts and desorbs lithium ions in the positive electrode plate.

このように電極活物質層2中に含有を予定されたリチウム複合酸化物のリチウムイオン挿入脱離反応の有無は、予め確認可能である。正極板10の設計にあたっては、予めリチウムイオン挿入脱離反応を示すことを確認されたリチウム複合酸化物が、電極活物質層2中における第2の電極活物質として決定される。   Thus, the presence / absence of the lithium ion insertion / release reaction of the lithium composite oxide scheduled to be contained in the electrode active material layer 2 can be confirmed in advance. In designing the positive electrode plate 10, a lithium composite oxide that has been confirmed in advance to exhibit a lithium ion insertion / release reaction is determined as the second electrode active material in the electrode active material layer 2.

また、正極板10の電極活物質層2中に第2の電極活物質となるリチウムイオン挿入脱離反応を示すリチウム複合酸化物が含有されているか否かは、例えば、以下のとおり確認することができる。電極活物質層を削ってサンプルを作成し、該サンプルの組成分析を実施することにより、サンプル中に、いかなるリチウム複合酸化物が含有されているかを推定することができる。推定されたリチウム複合酸化物よりなる塗膜を、アルミ箔上に形成し、これをサイクリックボルタンメトリー試験に供することにより、当該リチウム複合酸化物がリチウムイオン挿入脱離反応を示すか示さないかを確認できる。また、既に完成された正極板における電極活物質層2を透過型電子顕微鏡で観察し、リチウム複合酸化物の結晶格子が、従来公知の活物質として知られる化合物の結晶格子と同様であれば、そのリチウム複合酸化物は、リチウムイオン挿入脱離反応を示す金属酸化物であり、第2の電極活物質として適切なものとなりうるとの判断が可能である。   In addition, whether or not the lithium active material layer 2 of the positive electrode plate 10 contains a lithium composite oxide showing a lithium ion insertion / release reaction as the second electrode active material is confirmed as follows, for example. Can do. It is possible to estimate what lithium composite oxide is contained in the sample by cutting the electrode active material layer to prepare a sample and performing composition analysis of the sample. By forming a coating film composed of the estimated lithium composite oxide on an aluminum foil and subjecting it to a cyclic voltammetry test, it is determined whether or not the lithium composite oxide exhibits a lithium ion insertion / release reaction. I can confirm. Further, when the electrode active material layer 2 in the already completed positive electrode plate is observed with a transmission electron microscope and the crystal lattice of the lithium composite oxide is similar to the crystal lattice of a compound known as a conventionally known active material, The lithium composite oxide is a metal oxide that exhibits a lithium ion insertion / elimination reaction, and can be determined to be suitable as the second electrode active material.

(第1の電極活物質と第2の電極活物質との組み合わせ)
電極活物質層2は、第1の電極活物質と、第2の電極活物質との組み合わせを限定されず、同じ化合物の組み合わせであってもよい。
(Combination of first electrode active material and second electrode active material)
The electrode active material layer 2 is not limited to the combination of the first electrode active material and the second electrode active material, and may be a combination of the same compounds.

第1の電極活物質と、第2の電極活物質とが同じ化合物であるとは、両者が実質的に同じ組成を示す化合物であることを意味する。このとき、実質的に同じ組成を示す化合物には、第1の電極活物質と第2の電極活物質の化学組成に示される組成比率が完全に同じものだけでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において異なっているものが含まれる。また、第1の電極活物質と第2の電極活物質のいずれか一方、あるいは両方に、任意の元素が本発明の趣旨を逸脱しない程度に置換されている場合にも、両化合物は同一と理解することができる。   That the 1st electrode active material and the 2nd electrode active material are the same compounds means that both are the compounds which show the substantially same composition. At this time, the compounds having substantially the same composition include not only those having the same composition ratio shown in the chemical composition of the first electrode active material and the second electrode active material, but also depart from the spirit of the present invention. What is different in the range not to be included. Moreover, both compounds are the same even when any element is substituted in either one or both of the first electrode active material and the second electrode active material to the extent that they do not depart from the spirit of the present invention. I can understand.

また第1の電極活物質と、第2の電極活物質が同一の化合物であることを、化学組成の分析以外の別な手段で判断する方法として、化合物の結晶構造を確認してもよい。即ち、透過型電子顕微鏡で、第1の電極活物質と、第2の電極活物質とを観察し、2つの化合物の結晶構造が同じであれば、両者は同一の化合物を判断することができる。ここで結晶構造が同一とは、結晶構造が同一の結晶相に含まれる場合を意味する。換言すると、活物質粒子と金属酸化物とが同一でないという場合は、両者の結晶構造が、それぞれ異なる結晶相に位置する場合をいい、結晶格子の対照性の差異に基づく狭義の否同一性を意図しない。   In addition, as a method of determining that the first electrode active material and the second electrode active material are the same compound by another means other than the analysis of the chemical composition, the crystal structure of the compound may be confirmed. That is, when the first electrode active material and the second electrode active material are observed with a transmission electron microscope and the crystal structures of the two compounds are the same, the two can determine the same compound. . Here, the same crystal structure means that the crystal structure is included in the same crystal phase. In other words, when the active material particles and the metal oxide are not the same, the crystal structures of the two are located in different crystal phases, and the narrowly defined identity based on the difference in the contrast of the crystal lattices. Not intended.

第1の電極活物質と、第2の電極活物質が同一の化合物である場合、第1の電極活物質と、第2の電極活物質の両方が充放電時においてリチウムイオンの出し入れに同じ電位レベルで関与でき、電極容量を実質的に増大させることが可能となる。   When the first electrode active material and the second electrode active material are the same compound, both the first electrode active material and the second electrode active material have the same potential for taking in and out lithium ions during charging and discharging. It is possible to participate at a level, and it is possible to substantially increase the electrode capacity.

(第1の電極活物質と第2の電極活物質との配合比率)
本発明において、電極活物質層2中に含有される第1の電極活物質粒子と第2の電極活物質との配合比率について特に限定されることはなく、使用される第1の電極活物質粒子の種類や大きさ、第2電極活物質に求められる機能などを勘案して適宜決定することができる。
(Compounding ratio of the first electrode active material and the second electrode active material)
In the present invention, the mixing ratio of the first electrode active material particles and the second electrode active material contained in the electrode active material layer 2 is not particularly limited, and the first electrode active material used is not limited. It can be determined appropriately in consideration of the type and size of the particles, the function required for the second electrode active material, and the like.

電極活物質層2において、第2の電極活物質の含有量が少なすぎる場合には、第1の電極活物質と集電体1、および第1の電極活物質同士の固着力を所望の程度まで挙げることができなくなる虞が生ずる。また、充放電の高速化に充分に寄与できなくなる虞も生じうる。したがって、この点を考慮すると、第1の電極活物質の質量比率を100質量部としたときに、第2の電極活物質の質量比率が、10質量部以上100質量部以下であることが好ましい。   In the electrode active material layer 2, when the content of the second electrode active material is too small, the fixing force between the first electrode active material, the current collector 1, and the first electrode active material is set to a desired level. There is a risk that it will not be possible to list up to. Moreover, there is a possibility that it may not be able to sufficiently contribute to the speeding up of charge / discharge. Therefore, considering this point, when the mass ratio of the first electrode active material is 100 parts by mass, the mass ratio of the second electrode active material is preferably 10 parts by mass or more and 100 parts by mass or less. .

集電体と第1の電極活物質粒子、および第1の電極活物質同士を十分に固着させることができる程度に第2の電極活物質が含有されることは、電極活物質層2中における第1の電極活物質粒子の配合量の増加を必須とせずに電極活物質層2の電気容量を増大させることを、可能とする。   It is in the electrode active material layer 2 that the second electrode active material is contained to such an extent that the current collector, the first electrode active material particles, and the first electrode active material can be sufficiently fixed to each other. It is possible to increase the electric capacity of the electrode active material layer 2 without making it necessary to increase the amount of the first electrode active material particles.

(その他の材料)
電極活物質層2は、第1の電極活物質、第2の電極活物質のみから構成されているものに限定されない。電極活物質層2は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、さらなる添加剤を含有させて形成してもよい。例えば、電極活物質層2には、より優れた導電性が望まれる場合などの条件に応じて、カーボンブラック等の導電性の炭素材料に例示される導電材を添加剤として加えられえてもよい。
(Other materials)
The electrode active material layer 2 is not limited to what is comprised only from the 1st electrode active material and the 2nd electrode active material. The electrode active material layer 2 may be formed by adding further additives without departing from the spirit of the present invention. For example, a conductive material exemplified by a conductive carbon material such as carbon black may be added to the electrode active material layer 2 as an additive depending on conditions such as when better conductivity is desired. .

導電材を電極活物質層に含有させる場合には、その含有量は特に限定されないが、一般的には、第1の電極活物質および第2の電極活物質の総量100重量部に対して、導電材の割合が5重量部以上20重量部以下となるようにすることが望ましい。   When the conductive material is contained in the electrode active material layer, the content is not particularly limited, but generally, with respect to 100 parts by weight of the total amount of the first electrode active material and the second electrode active material, It is desirable that the ratio of the conductive material be 5 parts by weight or more and 20 parts by weight or less.

また本発明は、樹脂製結着材の使用量を極力抑えてもあるいは樹脂製結着材を使用せずとも第1の電極活物質を集電体上に十分に固着させることができるものであるが、これは電極活物質層に樹脂成分が含有されることを禁止しない。たとえば、正極板10を用いて電池を組み立てる場合に、電極の細孔内部への非水電解液の浸透性を向上させるために電極活物質層中に、樹脂成分を1%〜10%ほど含有させる場合がある。このように、必要に応じて、本発明においても電極活物質層中に樹脂材料を含有させてもよい。さらに、第1の電極活物質を固着させるため、第2の電極活物質と樹脂製結着材を併用してもよい。この場合、膜強度を向上させることが容易となる。   Further, the present invention can sufficiently fix the first electrode active material on the current collector even if the amount of the resin binder is suppressed as much as possible or without using the resin binder. However, this does not prohibit the resin component from being contained in the electrode active material layer. For example, when a battery is assembled using the positive electrode plate 10, the electrode active material layer contains about 1% to 10% of a resin component in order to improve the permeability of the non-aqueous electrolyte into the pores of the electrode. May be allowed Thus, if necessary, a resin material may be included in the electrode active material layer in the present invention. Furthermore, in order to fix the first electrode active material, the second electrode active material and a resin binder may be used in combination. In this case, it is easy to improve the film strength.

[正極板10の使用]
本発明の正極板は、非水電解液二次電池の正極板として使用することができる。
[Use of positive electrode plate 10]
The positive electrode plate of the present invention can be used as a positive electrode plate of a non-aqueous electrolyte secondary battery.

本発明の正極板は、第2の電極活物質を含ませずに樹脂製結着材を用いて電極活物質層を形成した従来の正極板と比較した場合に、出入力性能が高く、高速充放電が可能なものとなっている。これらことは、正極板を用いて電極の充放電レート特性を測定することで確認することができる。また、本発明の正極板では、第1の電極活物質を固着させる結着物質が第2の電極活物質であるので正極板中における活物質の割合を実質的に多くすることが可能となり、正極板の放電容量(尚、本明細書において正極板の放電容量を単に「電極容量」ともいう)を増大させることが可能となる点で非常に優れている。   The positive electrode plate of the present invention has high input / output performance and high speed when compared with a conventional positive electrode plate in which an electrode active material layer is formed using a resin binder without containing the second electrode active material. Charging / discharging is possible. These can be confirmed by measuring the charge / discharge rate characteristics of the electrode using the positive electrode plate. In the positive electrode plate of the present invention, since the binding material for fixing the first electrode active material is the second electrode active material, it is possible to substantially increase the ratio of the active material in the positive electrode plate, This is very excellent in that the discharge capacity of the positive electrode plate (in this specification, the discharge capacity of the positive electrode plate is also simply referred to as “electrode capacity”) can be increased.

(電極の充放電レート特性評価方法)
本発明の正極板の出入力特性は、放電容量維持率(%)を求めることにより評価することができる。即ち、上記放電容量維持率は、放電レート特性を評価するものであり、放電レート特性が向上した正極板は、一般的に、充電レート特性も同様に向上していると理解される。したがって、望ましい放電容量維持率が示される場合には、充放電レート特性が向上したと評価するものである。より具体的には、例えば、第1の電極活物質の有する放電容量(mAh)の理論値が1時間で放電終了となるよう放電レート1Cを設定し、1Cの放電レートに対して基準となる基準放電レートを設定し、その基準放電レートにおいて実際に測定された放電容量(mAh)を放電容量維持率100%とする。そしてさらに放電レートを高くしていった場合の放電容量(mAh)を測定し、以下の数1に示す式にて放電容量維持率(%)を求めることができる。
(Method for evaluating charge / discharge rate characteristics of electrode)
The input / output characteristics of the positive electrode plate of the present invention can be evaluated by determining the discharge capacity retention rate (%). That is, the discharge capacity retention rate is an evaluation of discharge rate characteristics, and it is understood that a positive electrode plate with improved discharge rate characteristics generally has improved charge rate characteristics as well. Therefore, when a desirable discharge capacity maintenance rate is indicated, it is evaluated that the charge / discharge rate characteristics have been improved. More specifically, for example, the discharge rate 1C is set so that the theoretical value of the discharge capacity (mAh) of the first electrode active material is completed in 1 hour, and becomes a reference for the discharge rate of 1C. A reference discharge rate is set, and the discharge capacity (mAh) actually measured at the reference discharge rate is defined as a discharge capacity maintenance rate of 100%. Then, the discharge capacity (mAh) when the discharge rate is further increased is measured, and the discharge capacity retention ratio (%) can be obtained by the following equation (1).

尚、上記放電容量は、三極式コインセルにより電極自体の放電容量を測定することにより求められる。   In addition, the said discharge capacity is calculated | required by measuring the discharge capacity of electrode itself with a tripolar coin cell.

[非水電解液二次電池用正極板の製造方法]
次に、本発明の非水電解液二次電池用正極板の製造方法(以下、単に「本発明の製造方法」という場合がある)について説明する。
[Method for producing positive electrode plate for non-aqueous electrolyte secondary battery]
Next, a method for producing a positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “the production method of the present invention”) will be described.

本発明の製造方法は、まず、第2の電極活物質の前駆体となる金属元素含有化合物、および第1の電極活物質となる活物質粒子、あるいはさらに任意の添加剤を溶媒に含んでなる電極活物質層形成液を、調製する。そして本発明の製造方法は、上記電極活物質層形成液を集電体表面の所望の領域に塗布して塗膜を形成する塗布工程と、上記塗膜に含まれる金属元素含有化合物から第2の電極活物質を析出させる電極活物質層形成工程と、を順に備える。尚、本発明の製造方法は、正極活物質層を集電体上に積層形成するために、上記電極活物質層形成液には、正極用の活物質粒子およびこれに適した金属元素含有化合物を添加する。   In the production method of the present invention, first, a metal element-containing compound that is a precursor of the second electrode active material, active material particles that are the first electrode active material, or further an optional additive is contained in a solvent. An electrode active material layer forming liquid is prepared. And the manufacturing method of this invention is the 2nd from the application | coating process which apply | coats the said electrode active material layer formation liquid to the desired area | region of the collector surface, and forms a coating film, and the metallic element containing compound contained in the said coating film. And an electrode active material layer forming step of depositing the electrode active material. In the production method of the present invention, since the positive electrode active material layer is laminated on the current collector, the electrode active material layer forming liquid contains active material particles for the positive electrode and a metal element-containing compound suitable for this. Add.

本発明の製造方法は、金属元素含有化合物が溶解する上記電極活物質層形成液を集電体上に塗布し、上記塗膜に含まれる金属元素含有化合物から金属酸化物を生成させて集電体上に析出させるものである。このとき、集電体上に生成される金属酸化物は、第2の電極活物質をなし、電極活物質層形成液中に含まれる活物質粒子を抱き込むように集電体上で塗膜化でき、活物質粒子を集電体上に固着させることができる。上記電極活物質層形成液中に含まれる活物質粒子や導電材粒子の固着には、上記固着態様1に加え、固着態様2として示すように、粒子同士の直接の接触が良好に保たれた状態で固着される態様が含まれる。このように、固着態様1および2に示されるような固着の状態を可能とする要因は、本発明の製造方法において、金属元素含有化合物が溶媒に溶解されていること、且つ、活物質粒子等を混合した電極活物質層形成液を集電体上に塗布して電極活物質層を形成する際に、生成される金属酸化物が、活物質粒子間、あるいは活物質粒子同士が直接に接触する接触部分の周囲に生成されることにあると推察される。この結果、本発明の製造方法は、導電性が良好で電気抵抗を低く保つことが可能な正極板を製造することができる。   In the production method of the present invention, the electrode active material layer forming liquid in which the metal element-containing compound is dissolved is applied onto a current collector, and a metal oxide is generated from the metal element-containing compound contained in the coating film to collect current. It is deposited on the body. At this time, the metal oxide generated on the current collector forms the second electrode active material, and a coating film is formed on the current collector so as to embrace the active material particles contained in the electrode active material layer forming liquid. The active material particles can be fixed on the current collector. In the fixing of the active material particles and the conductive material particles contained in the electrode active material layer forming liquid, in addition to the fixing mode 1, as shown as the fixing mode 2, the direct contact between the particles was kept good. A mode of fixing in a state is included. As described above, the factors that enable the fixed state as shown in the fixing modes 1 and 2 are that the metal element-containing compound is dissolved in the solvent and the active material particles in the manufacturing method of the present invention. When the electrode active material layer forming liquid mixed with is applied onto the current collector to form the electrode active material layer, the generated metal oxide is in direct contact between the active material particles or between the active material particles. It is inferred that it is to be generated around the contact portion. As a result, the manufacturing method of the present invention can manufacture a positive electrode plate that has good conductivity and can keep electric resistance low.

活物質粒子:
上記電極活物質層形成液に含有される活物質粒子は、上述において既に説明した第1の電極活物質をなす正極活物質粒子と同様であるため、ここではその説明を割愛する。尚、本発明に用いられる電極活物質層形成液は、従来の樹脂製結着材を用いた電極活物質層形成液に比べて、平均粒径の小さい活物質粒子を用いた場合であっても粘度調整が容易である。特に、本発明の製造方法に用いられる電極活物質層形成液は、活物質粒子の粒子径が10μm以下、さらには1μm以下の小さいサイズのものを用いても、塗布性が低下するほどの粘度の上昇がみられないという望ましい特徴を有している。したがって、用いられる活物質粒子の粒子径は、所望の大きさを選択することができる。
Active material particles:
Since the active material particles contained in the electrode active material layer forming liquid are the same as the positive electrode active material particles forming the first electrode active material already described above, the description thereof is omitted here. The electrode active material layer forming liquid used in the present invention is a case where active material particles having a small average particle diameter are used as compared with an electrode active material layer forming liquid using a conventional resin binder. The viscosity can be easily adjusted. In particular, the electrode active material layer forming liquid used in the production method of the present invention has a viscosity that reduces applicability even when the active material particles have a particle size of 10 μm or less, and even 1 μm or less. It has a desirable feature that no increase in the level of Therefore, a desired size can be selected for the particle diameter of the active material particles used.

金属元素含有化合物:
上記電極活物質層形成液中に溶解される金属元素含有化合物は、電極活物質層中に含有され、結着物質として活物質粒子同士を固着させ、また、活物質粒子を集電体上に固着させ、且つ、リチウムイオン挿入脱離反応を示す第2の電極活物質の前駆体である。したがって、上記金属元素含有化合物は、溶液中に溶解された状態で集電体上に塗布され、電極活物質層形成工程の処理の内容に応じて、上述する第2の電極活物質をなす金属酸化物を生成することができるものであればよい。尚、使用する金属元素含有化合物から生成される金属酸化物が、リチウムイオン挿入脱離反応を示して、第2の電極活物質として適切なものであるか否かは、予備実験において、金属元素含有化合物を含有する溶液をガラスなどの基板上に塗布して、これを、加熱処理など電極活物質層形成工程の処理に相当する処理を施すことによって金属元素含有化合物から生成される金属酸化物を含む層を基板上に積層した積層体を得て、この積層体を正極板として用いて上述するサイクリックボルタンメトリー法を実施することにより確認することができる。
Metal element-containing compounds:
The metal element-containing compound dissolved in the electrode active material layer forming liquid is contained in the electrode active material layer, and the active material particles are fixed to each other as a binder, and the active material particles are placed on the current collector. It is a second electrode active material precursor that is fixed and exhibits a lithium ion insertion / release reaction. Therefore, the metal element-containing compound is applied on the current collector in a state of being dissolved in a solution, and the metal constituting the second electrode active material described above according to the content of the electrode active material layer forming step. What is necessary is just to be able to produce an oxide. Whether or not the metal oxide produced from the metal element-containing compound to be used exhibits a lithium ion insertion / release reaction and is suitable as the second electrode active material is determined according to the preliminary experiment. A metal oxide produced from a metal element-containing compound by applying a solution containing the containing compound on a substrate such as glass and applying a treatment corresponding to the treatment of the electrode active material layer forming step such as heat treatment. It can confirm by obtaining the laminated body which laminated | stacked the layer containing this on a board | substrate, and implementing the cyclic voltammetry method mentioned above using this laminated body as a positive electrode plate.

たとえば、上記金属元素含有化合物の例としては、リチウム元素含有化合物と、マンガンを金属元素として含む金属元素含有化合物の1種あるいは2種以上との組み合わせが挙げられる。このとき、選択される化合物の組み合わせ全体として、リチウム、マンガンの2種の金属元素が含まれるように金属元素含有化合物の組み合わせが選択されればよい。また本発明において用いられる金属元素含有化合物は、当該化合物内に炭素が含まれていない、無機金属元素含有化合物であってもよいし、あるいは当該化合物内に炭素が含まれて構成される有機金属元素含有化合物であってもよい。尚、本発明および本明細書において、無機金属元素含有化合物及び有機金属含有化合物は、まとめて、単に金属元素含有化合物と呼ばれる場合がある。   For example, examples of the metal element-containing compound include a combination of a lithium element-containing compound and one or more metal element-containing compounds containing manganese as a metal element. At this time, the combination of the metal element-containing compounds may be selected so that two kinds of metal elements of lithium and manganese are included as the entire combination of the selected compounds. Further, the metal element-containing compound used in the present invention may be an inorganic metal element-containing compound that does not contain carbon in the compound, or an organic metal constituted by containing carbon in the compound. It may be an element-containing compound. In the present invention and the present specification, the inorganic metal element-containing compound and the organic metal-containing compound may be collectively referred to simply as a metal element-containing compound.

金属元素含有化合物には、リチウム元素あるいは、マンガン等の金属元素の塩化物、硝酸塩、硫酸塩、過塩素酸塩、酢酸塩、リン酸塩、臭素酸塩、炭酸塩等が適宜選択されてよい。本発明においては、塩化物、硝酸塩、酢酸塩は汎用品として入手が容易なので、使用することが好ましい。とりわけ、酢酸塩は広範囲の種類の集電体に対して製膜性がよいので、好ましく使用される。   As the metal element-containing compound, a chloride, nitrate, sulfate, perchlorate, acetate, phosphate, bromate, carbonate, or the like of a metal element such as lithium element or manganese may be appropriately selected. . In the present invention, chloride, nitrate, and acetate are preferably used because they are easily available as general-purpose products. In particular, acetate is preferably used because it has good film-forming properties for a wide range of current collectors.

例えば、金属酸化物である第2の電極活物質を生成するための金属元素含有化合物としては、次に示すようなLi元素含有化合物、Mn元素含有化合物を主原料として組み合わせて用いることができ、さらに、必要に応じてその他の原料を組み合わせて用いることもできる。   For example, as the metal element-containing compound for generating the second electrode active material that is a metal oxide, the following Li element-containing compound, Mn element-containing compound can be used in combination as the main raw material, Furthermore, other raw materials can be used in combination as required.

Li元素含有化合物としては、例えば、クエン酸リチウム四水和物、過塩素酸リチウム三水和物、酢酸リチウム二水和物、硝酸リチウム、及びりん酸リチウム、炭酸リチウム等が挙げられる。   Examples of the Li element-containing compound include lithium citrate tetrahydrate, lithium perchlorate trihydrate, lithium acetate dihydrate, lithium nitrate, lithium phosphate, and lithium carbonate.

Mn元素含有化合物としては、例えば、酢酸マンガン(III)二水和物、硝酸マンガン(II)六水和物、硫酸マンガン(II)五水和物、しゅう酸マンガン(II)二水和物、及びマンガン(III)アセチルアセトナート、炭酸マンガン等が挙げられる。   Examples of the Mn element-containing compound include manganese acetate (III) dihydrate, manganese nitrate (II) hexahydrate, manganese sulfate (II) pentahydrate, manganese oxalate (II) dihydrate, And manganese (III) acetylacetonate, manganese carbonate and the like.

主原料として用いるLi元素含有化合物、及びMn元素含有化合物の組み合わせ割合は、特に限定されないが、電極活物質層形成液に金属元素化合物として含まれる全種の化合物の範囲での元素組成比で、Li:Mn=X:1とするときに0.5≦X<1であることが好ましく、0.5≦X≦0.6であることがより好ましい。   The combination ratio of the Li element-containing compound and the Mn element-containing compound used as the main raw material is not particularly limited, but the element composition ratio in the range of all kinds of compounds included as the metal element compound in the electrode active material layer forming liquid, When Li: Mn = X: 1, 0.5 ≦ X <1 is preferable, and 0.5 ≦ X ≦ 0.6 is more preferable.

上述する電極活物質層形成液において、溶媒中における、添加される1種または2種以上の金属元素含有化合物の添加量の合計の比率は、0.01mol/L〜5mol/L、特に0.1mol/L〜2mol/Lが好ましい。上記濃度が0.01mol/L以上であることにより、集電体と該集電体表面で生成される電極活物質層とが良好に密着し、第1の電極活物質をなす活物質粒子の固着が図られる。また、上記濃度が、5mol/L以下であることにより、上記電極活物質層形成液は集電体表面へ良好に塗布できる程度の良好な粘度を維持することができ、均一な塗膜が形成される。   In the electrode active material layer forming liquid described above, the ratio of the total amount of the one or more metal element-containing compounds added in the solvent is 0.01 mol / L to 5 mol / L, particularly 0. 1 mol / L to 2 mol / L is preferable. When the concentration is 0.01 mol / L or more, the current collector and the electrode active material layer generated on the surface of the current collector are in good contact, and the active material particles forming the first electrode active material Fixing is achieved. Further, when the concentration is 5 mol / L or less, the electrode active material layer forming liquid can maintain a good viscosity enough to be applied to the current collector surface, and a uniform coating film is formed. Is done.

(その他の添加剤)
また上記電極活物質層形成液には、上述する活物質粒子および金属元素含有化合物以外にも、導電材あるいは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、その他の添加剤を添加してもよい。上記導電材及びその他の添加剤は、本発明の電極活物質層の説明において記載した内容と同様のものを用いることができる。
(Other additives)
In addition to the active material particles and the metal element-containing compound described above, other additives may be added to the electrode active material layer forming liquid without departing from the spirit of the present invention. As the conductive material and other additives, the same materials as described in the description of the electrode active material layer of the present invention can be used.

導電材を電極活物質層形成液に添加する場合には、集電体表面上において生成される活物質粒子、あるいは活物質粒子および形成が予定される金属酸化物の総量100重量部に対して、導電材の添加量が5重量部〜20重量部であることが望ましい。尚、上述は、20重量を超えて導電材を添加することを除外する趣旨ではない。   When the conductive material is added to the electrode active material layer forming liquid, the active material particles generated on the current collector surface, or the active material particles and the total amount of metal oxides scheduled to be formed are 100 parts by weight. In addition, the addition amount of the conductive material is desirably 5 to 20 parts by weight. In addition, the above is not the meaning which excludes adding a conductive material exceeding 20 weight.

(溶媒)
上記電極活物質層形成液を調製するために用いられる溶媒としては、特に限定されないが、例えば、水、あるいは、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、プロパノール、ブタノール等の総炭素数が5以下の低級アルコール、アセチルアセトン、ジアセチル、ベンゾイルアセトン等のジケトン類、アセト酢酸エチル、ピルビン酸エチル、ベンゾイル酢酸エチル、ベンゾイル蟻酸エチル等のケトエステル類、トルエン、およびこれらの混合溶媒等を挙げることができる。
(solvent)
The solvent used for preparing the electrode active material layer forming liquid is not particularly limited. For example, water or a lower alcohol having a total carbon number of 5 or less, such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, propanol, and butanol. And diketones such as acetylacetone, diacetyl and benzoylacetone, ketoesters such as ethyl acetoacetate, ethyl pyruvate, ethyl benzoylacetate and ethyl benzoylformate, toluene, and a mixed solvent thereof.

尚、上記電極活物質層形成液は、集電体上に形成が予定される電極活物質層における活物質粒子、金属酸化物、あるいはさらに必要に応じて導電材などのその他の添加剤が必要量含まれるように勘案して、これらの配合量が決定される。その際、溶媒に添加される溶質(即ち、活物質粒子、金属元素含有化合物および任意の添加剤)の比率は、塗布工程において集電体上への塗布性及び、加熱工程における溶媒の除去を勘案し、適宜調整する。一般的には、電極活物質層形成液を100重量%としたときに、含有される溶質の総量は、30重量%〜70重量%となるよう調整される。   In addition, the electrode active material layer forming liquid requires active material particles, metal oxides, or other additives such as a conductive material as required in the electrode active material layer to be formed on the current collector. These amounts are determined in consideration of being included in the amounts. At that time, the ratio of the solute added to the solvent (that is, the active material particles, the metal element-containing compound and the optional additive) is determined by the coating property on the current collector in the coating process and the removal of the solvent in the heating process. Consider and adjust accordingly. Generally, when the electrode active material layer forming liquid is 100% by weight, the total amount of solutes contained is adjusted to be 30% to 70% by weight.

次に、以上のとおり調製された電極活物質層形成液を、集電体上に塗布して塗膜を形成する。尚、本発明の製造方法において用いられる集電体は、上記非水電解液二次電池用正極板に用いられる集電体と同様である。   Next, the electrode active material layer forming liquid prepared as described above is applied onto a current collector to form a coating film. The current collector used in the production method of the present invention is the same as the current collector used for the positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery.

本発明の製造方法における塗布工程では、溶液の塗布方法として公知の塗布方法を、適宜選択して実施することができる。たとえば、印刷法、スピンコート、ディップコート、バーコート、スプレーコート等によって、集電体表面の任意の領域に上記電極活物質層形成液を塗布して塗膜を形成することができる。また、集電体表面が多孔質であったり、凹凸が多数設けられていたり、三次元立体構造を有したりする場合には、塗布方法は、上記方法以外であって例えば手動で塗布する方法も可能である。尚、本発明において使用する集電体は、必要に応じて、予めコロナ処理や酸素プラズマ処理等を行うことで、電極活物質層の製膜性をさらに改善することができるため好ましい。   In the coating step in the production method of the present invention, a known coating method can be appropriately selected and implemented as a solution coating method. For example, the electrode active material layer forming liquid can be applied to any region of the current collector surface to form a coating film by printing, spin coating, dip coating, bar coating, spray coating, or the like. In addition, when the current collector surface is porous, has a large number of irregularities, or has a three-dimensional structure, the coating method is other than the above method, for example, a manual coating method. Is also possible. Note that the current collector used in the present invention is preferable because corona treatment, oxygen plasma treatment, and the like can be performed in advance as necessary to further improve the film forming property of the electrode active material layer.

上記電極活物層形成液の集電体への塗布量は、製造される正極板の用途等に応じて任意に決めることができる。本発明における電極活物質層は、上述のとおり非常に薄く形成することが可能であるため、薄膜化を図りたい場合には、最終的な電極活物質層の厚みが300nm〜150μm、特には500nm〜100μm程度となるように薄く塗布してよい。以上の通り、基板に電極層形成液を塗布することにより、結着物質である金属酸化物の前駆体である金属元素含有化合物が含有される電極活物質層形成用の塗膜が形成される。   The amount of the electrode active material layer forming liquid applied to the current collector can be arbitrarily determined according to the use of the positive electrode plate to be produced. Since the electrode active material layer in the present invention can be formed very thin as described above, when it is desired to reduce the thickness, the final electrode active material layer has a thickness of 300 nm to 150 μm, particularly 500 nm. You may apply | coat thinly so that it may be set to about ~ 100 micrometers. As described above, a coating film for forming an electrode active material layer containing a metal element-containing compound that is a precursor of a metal oxide that is a binding material is formed by applying an electrode layer forming liquid to a substrate. .

上記塗布工程と、後述する電極活物質層形成工程との間、あるいは、後述する電極活物質層形成工程の後には、さらにプレス工程を実施してもよい。上記プレス工程は、集電体上に形成された上記電極活物質層形成用塗膜を、必要に応じて乾燥させて溶媒を除去し、その後、プレスすることによって実施することができる。プレス方法は、従来の樹脂製結着材が含まれるスラリー状の電極活物質層形成液を集電体上に塗布して乾燥させ、次いで実施されるプレスと同様の方法で実施することができる。このように本発明の製造方法は、プレス工程を実施することによって、最終的に製造される正極板における電極活物質層の空隙率を調整し、また体積エネルギー密度を増加させることができる。   A pressing step may be further performed between the coating step and the electrode active material layer forming step described later, or after the electrode active material layer forming step described later. The said press process can be implemented by drying the said coating film for electrode active material layer formation formed on the electrical power collector as needed, removing a solvent, and pressing it after that. The pressing method can be carried out in the same manner as the press performed by applying a slurry-like electrode active material layer forming liquid containing a conventional resin binder on the current collector and drying it. . Thus, the manufacturing method of this invention can adjust the porosity of the electrode active material layer in the positive electrode plate finally manufactured by implementing a press process, and can increase a volume energy density.

次に、上記塗布工程において形成された塗膜に含まれる金属元素含有化合物から第2の電極活物質を析出させる電極活物質層形成工程について説明する。   Next, the electrode active material layer forming step for depositing the second electrode active material from the metal element-containing compound contained in the coating film formed in the coating step will be described.

電極活物質層形成工程は、金属元素含有化合物から第2の電極活物質を析出させる方法を実施する工程であれば適宜選択可能であり、例えば、加熱工程、減圧乾燥工程、減圧加熱工程、あるいはこれらの組み合わせなどが例示されるが、これらに限定されず、集電体上に塗布された電極活物質層形成液により形成された塗膜を電極活物質層として形成可能な手段を実施する工程であればよい。例えば、上記電極活物質層形成工程は、上記塗膜中に含有される溶媒を除去する手段を実施し、次いで金属元素含有化合物を反応させる手段を実施するなど、2以上の手段を含んでもよい。なお、塗膜中の溶媒は、電極活物質層形成工程における加熱等の処理により除去される場合に限られず、塗布工程と、電極活物質層形成工程の間に実施される任意の他の工程において除去されてもよい。   The electrode active material layer forming step can be appropriately selected as long as it is a step of performing a method for precipitating the second electrode active material from the metal element-containing compound. For example, a heating step, a reduced pressure drying step, a reduced pressure heating step, or Examples of these combinations are exemplified, but the present invention is not limited thereto, and a step of implementing a means capable of forming, as an electrode active material layer, a coating film formed from an electrode active material layer forming liquid applied on a current collector If it is. For example, the electrode active material layer forming step may include two or more means such as a means for removing the solvent contained in the coating film and then a means for reacting the metal element-containing compound. . In addition, the solvent in the coating film is not limited to the case where it is removed by a treatment such as heating in the electrode active material layer forming step, and any other step performed between the coating step and the electrode active material layer forming step. May be removed.

電極活物質層形成工程は、塗膜を加熱する加熱工程が好ましく選ばれる。加熱工程では、金属元素含有化合物を空気存在下で加熱することで効率的に金属元素含有化合物に対して酸素の提供が可能である。このため加熱工程は、リチウム複合酸化物といった金属酸化物を得るための工程として実施容易である。   As the electrode active material layer forming step, a heating step of heating the coating film is preferably selected. In the heating step, oxygen can be efficiently provided to the metal element-containing compound by heating the metal element-containing compound in the presence of air. For this reason, a heating process is easy to implement as a process for obtaining metal oxides, such as lithium complex oxide.

加熱工程は、該金属元素含有化合物の熱分解開始温度以上の温度で加熱して熱分解させ、これに含まれる金属元素を酸化せしめてリチウム挿入脱離反応を示す金属酸化物を生成するものである。加熱工程では、上記塗膜中に存在する金属元素含有化合物を熱分解するとともに酸化させるとともに、該塗膜中に含まれる溶媒を除去することが行われる(ただし、加熱工程前にプレス工程を実施する場合には、溶媒は実質的にはプレス前における乾燥で除去されている)。加熱方法としては、後述する加熱温度で、塗膜を加熱することができる加熱方法あるいは加熱装置であれば、特に限定されず、適宜選択して実施することができる。具体的な例としては、ホットプレート、オーブン、加熱炉、赤外線ヒーター、ハロゲンヒーター、熱風送風機等のいずれかを使用するか、あるいは2以上を組み合わせて使用する方法を挙げることができる。用いられる集電体が平面状である場合には、加熱工程は、ホットプレート等を使用することが好ましい。尚、ホットプレートを用いて加熱する場合には、塗膜面側が、ホットプレート面と接しない向きに設置して加熱することが好ましい。上記加熱温度は用いられる金属元素含有化合物の種類によって異なるが、上記塗膜を通常150℃〜800℃の温度範囲において加熱することにより良好に金属元素含有化合物の熱分解が行われ、速やかに金属酸化物が生成される。生成された金属酸化物は、リチウムイオン挿入脱離反応を示すことから、第2の電極活物質であると理解される。本製造方法では上記結晶性の金属酸化物が形成されることが多いが、この場合の結晶性の金属酸化物には、微結晶状態のものも含まれる。このように結晶性のある金属酸化物は、放電容量も高く、したがって、放電容量の高い正極板を形成することができる。   The heating step heats and decomposes the metal element-containing compound at a temperature equal to or higher than the thermal decomposition start temperature, and oxidizes the metal element contained therein to produce a metal oxide exhibiting a lithium insertion / release reaction. is there. In the heating process, the metal element-containing compound present in the coating film is thermally decomposed and oxidized, and the solvent contained in the coating film is removed (however, a pressing process is performed before the heating process). In this case, the solvent is substantially removed by drying before pressing). The heating method is not particularly limited as long as it is a heating method or a heating apparatus capable of heating the coating film at a heating temperature described later, and can be appropriately selected and carried out. Specific examples include a method of using a hot plate, an oven, a heating furnace, an infrared heater, a halogen heater, a hot air blower, or the like, or a combination of two or more. When the current collector to be used is planar, it is preferable to use a hot plate or the like for the heating step. In addition, when heating using a hot plate, it is preferable to install and heat the coating film surface side in a direction not in contact with the hot plate surface. The heating temperature varies depending on the type of the metal element-containing compound used. However, the metal element-containing compound is favorably thermally decomposed by heating the coating film in a temperature range of 150 ° C. to 800 ° C. An oxide is produced. Since the produced metal oxide exhibits a lithium ion insertion / release reaction, it is understood to be a second electrode active material. In this production method, the crystalline metal oxide is often formed. In this case, the crystalline metal oxide includes a microcrystalline state. Thus, the crystalline metal oxide has a high discharge capacity, and therefore, a positive electrode plate having a high discharge capacity can be formed.

ここで一般的に、加熱を用いて金属酸化物を生成する場合には、少なくとも約800℃以上の温度で上記塗膜を加熱する必要がある。これに対し、本発明の製造方法において、700℃以下、さらには600℃以下、特には、400℃以下という低い加熱温度においても、第2の電極活物質が生成されるのは、本発明の製造方法の特徴的な点の1つといえる。尚、700℃以下、さらには600℃以下、特には、400℃以下という低い加熱温度においても結晶性の優れた金属酸化物を生成することができ、この点も、本発明の製造方法の特筆すべき有利な点である。上述する加熱温度と、生成される金属酸化物の結晶性の発達との関係は、以下のとおり推測される。即ち、電極活物質層形成液中には、活物質粒子が含有されているため、生成される金属酸化物は、該活物質粒子の結晶性に追従して、700℃以下、さらには600℃以下、特には、400℃以下の加熱温度であってもリチウム挿入脱離反応が可能で、結晶性の高い金属酸化物となると推測される。特に、生成される金属酸化物と混合される活物質粒子の化学組成が同じ場合には、この追従作用が顕著であると推測される。   Here, generally, when producing a metal oxide using heating, it is necessary to heat the coating film at a temperature of at least about 800 ° C. or higher. On the other hand, in the production method of the present invention, the second electrode active material is generated even at a low heating temperature of 700 ° C. or lower, further 600 ° C. or lower, particularly 400 ° C. or lower. This is one of the characteristic points of the manufacturing method. In addition, it is possible to produce a metal oxide having excellent crystallinity even at a heating temperature as low as 700 ° C. or less, further 600 ° C. or less, particularly 400 ° C. or less. This point is also a special feature of the production method of the present invention. It is an advantage to be done. The relationship between the heating temperature described above and the development of crystallinity of the metal oxide produced is estimated as follows. That is, since the active material particles are contained in the electrode active material layer forming liquid, the generated metal oxide follows the crystallinity of the active material particles, and is 700 ° C. or lower, further 600 ° C. In particular, it is presumed that lithium insertion / extraction reaction is possible even at a heating temperature of 400 ° C. or lower, and a highly crystalline metal oxide is obtained. In particular, when the chemical composition of the active material particles to be mixed with the generated metal oxide is the same, this follow-up action is assumed to be remarkable.

上記加熱工程は、加熱温度を400℃以下で実施することにより、集電体の選択範囲が広がり、種々の集電体上に電極活物質層を直接に形成することができる点、および、実施温度が低いということによりコストメリットが向上する点など種々の効果が発揮されるため、好ましい。   The heating step is performed at a heating temperature of 400 ° C. or less, so that the selection range of the current collector is widened, and the electrode active material layer can be directly formed on various current collectors. Since various effects, such as the point that cost merit improves by having low temperature, are preferable.

尚、上記加熱温度に関しては、第2の電極活物質の形成が可能な温度である。ところで、予備的に、使用が予定される金属元素含有化合物が溶解された溶液を適当な基板上に塗布して加熱し、基板上に積層される膜を削って試料とし、組成分析を行い、金属元素と酸素の含有比率を測定することによって、第2の電極活物質が形成されているかどうかを判断することができる。そこで、加熱工程が所定の温度条件で加熱して行なわれ第2の電極活物質が生成されていた場合には、用いられた金属元素含有化合物が、基板上で熱分解開始温度以上の温度で加熱されたことが確認される。即ち、本発明において「金属元素含有化合物の熱分解開始温度」とは、加熱により金属元素含有化合物が分解され、金属酸化物の形成が開始できるようになる温度、と理解することができる。   The heating temperature is a temperature at which the second electrode active material can be formed. By the way, preliminarily, a solution in which a metal element-containing compound to be used is dissolved is applied on a suitable substrate and heated, and a film laminated on the substrate is cut to obtain a sample, and a composition analysis is performed. Whether or not the second electrode active material is formed can be determined by measuring the content ratio of the metal element and oxygen. Therefore, when the second electrode active material is generated by heating at a predetermined temperature condition, the metal element-containing compound used is at a temperature equal to or higher than the thermal decomposition start temperature on the substrate. Confirmed to be heated. That is, in the present invention, the “thermal decomposition start temperature of a metal element-containing compound” can be understood as a temperature at which the metal element-containing compound is decomposed by heating and the formation of a metal oxide can be started.

また、上記加熱工程において、加熱温度を決定する際には、さらに、用いられる集電体、活物質粒子、導電材などの耐熱性も勘案することが望ましい。たとえば、一般的に正極板の集電体として用いられるアルミ箔の耐熱性は、660℃前後であるため、上記加熱温度が660℃を超える場合には、集電体を損傷するおそれがある。したがって、用いられる集電体、活物質粒子などを先に決定し、これらの耐熱性を勘案して、これらの耐熱温度と熱分解開始温度とを勘案して、金属元素含有化合物を選択してもよい。尚、本発明の製造方法に関し、「加熱温度」とは、加熱工程における最高温度を意味する。また加熱工程における加温の態様は、例えば、除々に昇温し、あるいは、一定の温度で加熱し、あるいは、段階的な温度で加熱してよく、任意に決定することができる。   In the heating step, when determining the heating temperature, it is desirable to further consider the heat resistance of the current collector, active material particles, conductive material, and the like used. For example, since the heat resistance of an aluminum foil generally used as a current collector for a positive electrode plate is around 660 ° C., the current collector may be damaged if the heating temperature exceeds 660 ° C. Therefore, the current collector, active material particles, etc. to be used are determined first, taking into account their heat resistance, taking into account their heat resistant temperature and thermal decomposition starting temperature, and selecting a metal element-containing compound. Also good. In the production method of the present invention, “heating temperature” means the highest temperature in the heating step. The heating mode in the heating step may be arbitrarily determined, for example, by gradually increasing the temperature, heating at a constant temperature, or heating at a stepped temperature.

本発明の正極板は、上述のとおり製造された電極活物質層に、さらに樹脂成分を含有させてもよい。電極活物質層にさらに樹脂成分を含有させる方法は、例えば、樹脂混合液を、電極活物質層の表面に塗布し、あるいは、樹脂混合液槽に正極板を浸漬させて、該樹脂混合液を電極活物質層の空隙に浸透させ、次いで、乾燥させることによって、電極活物質層に含浸する上記樹脂混合液の溶媒を除去し、樹脂成分だけを、電極活物質層の内部に残留させる方法が挙げられる。このように、電極活物質層中に樹脂成分を含有する本発明の正極板であれば、樹脂成分の存在により、正極板の曲げ耐性が向上し、加工特性を向上させることが可能である。また、特に上記樹脂成分が、従来使用されていた樹脂製結着材である場合には、集電体に対する電極活物質層の膜密着性をより向上させることができる。   The positive electrode plate of the present invention may further contain a resin component in the electrode active material layer produced as described above. The electrode active material layer may further contain a resin component by, for example, applying a resin mixed solution to the surface of the electrode active material layer, or immersing the positive electrode plate in a resin mixed solution tank, A method of removing the solvent of the resin mixed solution impregnated in the electrode active material layer by infiltrating the gaps in the electrode active material layer and then drying, and leaving only the resin component inside the electrode active material layer. Can be mentioned. Thus, if it is the positive electrode plate of this invention which contains a resin component in an electrode active material layer, the bending tolerance of a positive electrode plate will improve by the presence of a resin component, and it can improve a process characteristic. In particular, when the resin component is a conventionally used resin binder, the film adhesion of the electrode active material layer to the current collector can be further improved.

上記樹脂混合液に含まれる樹脂材料として、例えば、PVDFなどの従来の樹脂製結着材、スチレンブタジエンゴム(SBR)、カルボキシメトキシセルロース(CMC)や、上記粘度調整剤に挙げるものなどを選択することができるが、これに限定されない。また上記樹脂材料は、電極活物質層における空隙内に浸透可能なサイズを適宜選択する。また、樹脂混合液の溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、プロパノール、ブタノール等の総炭素数が5以下の低級アルコール、アセチルアセトン、ジアセチル、ベンゾイルアセトン等のジケトン類、アセト酢酸エチル、ピルビン酸エチル、ベンゾイル酢酸エチル、ベンゾイル蟻酸エチル等のケトエステル類、Nーメチルピロリドン(NMP)などのピロリドン類、トルエン、およびこれらの混合溶媒、水等などを用いることができ、該溶媒に、樹脂材料を混合させて、樹脂混合液を調製することができる。   As the resin material contained in the resin mixed solution, for example, a conventional resin binder such as PVDF, styrene butadiene rubber (SBR), carboxymethoxy cellulose (CMC), or those listed in the viscosity modifier are selected. However, the present invention is not limited to this. The resin material is appropriately selected to have a size that can penetrate into the voids in the electrode active material layer. Examples of the solvent for the resin mixture include lower alcohols having a total carbon number of 5 or less such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, propanol, and butanol, diketones such as acetylacetone, diacetyl, and benzoylacetone, ethyl acetoacetate, and pyrubin. Ketoesters such as ethyl acetate, ethyl benzoylacetate and ethyl benzoylformate, pyrrolidones such as N-methylpyrrolidone (NMP), toluene, a mixed solvent thereof, water, and the like can be used. Can be mixed to prepare a resin mixed solution.

電極活物質層中に含有される樹脂成分の量は、正極板の出入力性能を低下させない程度に調整することが望ましい。即ち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、樹脂成分を電極活物質層中に含ませてよい。   The amount of the resin component contained in the electrode active material layer is desirably adjusted to such an extent that the input / output performance of the positive electrode plate is not deteriorated. That is, the resin component may be included in the electrode active material layer without departing from the spirit of the present invention.

[非水電解液二次電池]
非水電解液二次電池は、一般的には、正極板及び負極板と、これらの間にポリエチレンなどのポリオレフィン製多孔質フィルムのようなセパレータが設けられて構成されており、これらが容器内に収納され、且つ容器内に非水電解液が充填された状態で密封されて製造される。
[Nonaqueous electrolyte secondary battery]
Non-aqueous electrolyte secondary batteries are generally configured with a positive electrode plate and a negative electrode plate, and a separator such as a porous film made of polyolefin such as polyethylene provided between them. And is sealed and manufactured in a state where the non-aqueous electrolyte is filled in the container.

(正極板)
本発明の非水電解液二次電池は、特に、対をなす電極板の正極板として、上述する本発明の非水電解液二次電池用正極板10が用いられることを特徴とする。他方の電極板である負極板は、非水電解液二次電池において使用される従来公知の負極板を適宜使用することができる。
(Positive electrode plate)
The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is characterized in that, in particular, the above-described positive electrode plate 10 for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is used as a positive electrode plate of a pair of electrode plates. As the negative electrode plate as the other electrode plate, a conventionally known negative electrode plate used in a non-aqueous electrolyte secondary battery can be appropriately used.

本発明の非水電解液二次電池としては、図3に示すように構成されたものを例示できる。   As the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, a battery configured as shown in FIG. 3 can be exemplified.

図3の非水電解液二次電池は、集電体55の一方面側に電極活物質層54が設けられてなる負極板50及びこれに組み合わされる集電体1の一方面側に電極活物質層2が設けられてなる正極板10と、これらの間にポリエチレン製多孔質フィルムのようなセパレータ70とが設けられる。そして、これらが外装81、82内に収納され、且つ、外装81、82内に非水電解液90が充填された状態で密封されて製造されて、非水電解液二次電池100が構成される。   The non-aqueous electrolyte secondary battery in FIG. 3 has a negative electrode plate 50 in which an electrode active material layer 54 is provided on one side of a current collector 55 and an electrode active on one side of the current collector 1 combined therewith. A positive electrode plate 10 provided with the material layer 2 and a separator 70 such as a polyethylene porous film are provided between them. These are housed in the outer casings 81 and 82 and sealed and manufactured in a state where the outer casings 81 and 82 are filled with the non-aqueous electrolyte 90, thereby forming the non-aqueous electrolyte secondary battery 100. The

従来公知の負極板としては、集電体として厚み5μm〜50μm程度の電解銅箔や圧延銅箔等の銅箔を用い、上記集電体表面の少なくとも一部に、負極板を構成する電極活物質層形成組成物を塗布して塗布膜を得るとともに、塗布膜を乾燥し、必要に応じてプレスすることにより形成されたものが使用される。上記負極板における電極活物質層形成液には、一般的に、天然グラファイト、人造グラファイト、アモルファス炭素、カーボンブラック、またはこれらの成分に異種元素を添加したもののような炭素質材料からなる活物質、あるいは、金属リチウム及びその合金、スズ、ケイ素、及びそれらの合金等、リチウムイオンを吸蔵放出可能な材料などの活物質、およびバインダー、必要に応じて導電材などの他の添加剤が分散混合されることが一般的である。   As a conventionally known negative electrode plate, a copper foil such as an electrolytic copper foil or a rolled copper foil having a thickness of about 5 μm to 50 μm is used as a current collector, and an electrode active material constituting the negative electrode plate is formed on at least a part of the current collector surface. The material layer-forming composition is applied to obtain a coating film, and the coating film is dried and, if necessary, formed by pressing. The electrode active material layer forming liquid in the negative electrode plate generally includes an active material made of a carbonaceous material such as natural graphite, artificial graphite, amorphous carbon, carbon black, or a material obtained by adding a different element to these components, Alternatively, active materials such as materials capable of occluding and releasing lithium ions, such as metallic lithium and its alloys, tin, silicon, and alloys thereof, and other additives such as binders and conductive materials as needed are dispersed and mixed. In general.

(非水電解液)
本発明に用いられる非水電解液は、一般的に、非水電解液二次電池用の非水電解液として用いられるものであれば、特に限定されないが、リチウム塩を有機溶媒に溶解させた非水電解液が好ましく用いられる。
(Non-aqueous electrolyte)
The non-aqueous electrolyte used in the present invention is not particularly limited as long as it is generally used as a non-aqueous electrolyte for a non-aqueous electrolyte secondary battery, but a lithium salt is dissolved in an organic solvent. A non-aqueous electrolyte is preferably used.

上記リチウム塩の例としては、LiClO、LiBF、LiPF、LiAsF、LiCl、及びLiBr等の無機リチウム塩;LiB(C、LiN(SOCF、LiC(SOCF、LiOSOCF、LiOSO、LiOSO、LiOSO11、LiOSO13、及びLiOSO15等の有機リチウム塩;等が代表的に挙げられる。 Examples of the lithium salt include inorganic lithium salts such as LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiCl, and LiBr; LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiC ( Organic compounds such as SO 2 CF 3 ) 3 , LiOSO 2 CF 3 , LiOSO 2 C 2 F 5 , LiOSO 2 C 4 F 9 , LiOSO 2 C 5 F 11 , LiOSO 2 C 6 F 13 , and LiOSO 2 C 7 F 15 Typical examples include lithium salts.

リチウム塩の溶解に用いられる有機溶媒としては、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネートなどの環状エステル類、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどの鎖状エステル類、テトラヒドロフラン、アルキルテトラヒドロフランなどの環状エーテル類、及び1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタンなどの鎖状エーテル類等が挙げられるが、これに限定されない。   Examples of the organic solvent used for dissolving the lithium salt include cyclic esters such as propylene carbonate and butylene carbonate, chain esters such as dimethyl carbonate and diethyl carbonate, cyclic ethers such as tetrahydrofuran and alkyltetrahydrofuran, and 1,2- Examples include, but are not limited to, chain ethers such as dimethoxyethane and 1,2-diethoxyethane.

上記正極板、負極板、セパレータ、非水電解液を用いて製造される電池の構造は、従来公知の構造を適宜選択して採用することができる。例えば、正極板及び負極板を、ポリエチレン製多孔質フィルムのようなセパレータを介して渦巻状に巻き回して、電池容器内に収納する構造が挙げられる。また別の態様としては、所定の形状に切り出した正極板及び負極板がセパレータを介して積層されて固定され、これを電池容器内に収納する構造を採用してもよい。いずれの構造においても、正極板及び負極板を電池容器内に収納後、正極板に取り付けられたリード線を外装容器に設けられた正極端子に接続し、一方、負極板に取り付けられたリード線を外装容器内に設けられた負極端子に接続し、さらに電池容器内に非水電化液を充填した後、密閉することによって非水電解液二次電池が製造される。   As the structure of the battery manufactured using the positive electrode plate, the negative electrode plate, the separator, and the nonaqueous electrolytic solution, a conventionally known structure can be appropriately selected and employed. For example, the structure which winds a positive electrode plate and a negative electrode plate in the shape of a spiral via the separator like a polyethylene porous film, and accommodates in a battery container is mentioned. As another aspect, a structure may be employed in which a positive electrode plate and a negative electrode plate cut into a predetermined shape are stacked and fixed via a separator, and are accommodated in a battery container. In any structure, after the positive electrode plate and the negative electrode plate are stored in the battery container, the lead wire attached to the positive electrode plate is connected to the positive electrode terminal provided in the outer container, while the lead wire attached to the negative electrode plate Is connected to a negative electrode terminal provided in the outer container, and the battery container is further filled with a nonaqueous electrification solution and then sealed to produce a nonaqueous electrolyte secondary battery.

本発明の正極板を用いる非水電解液二次電池は、所謂、電池パックに用いられる非水電解液二次電池として使用することができる。即ち、本発明の電池パックは、本発明の正極板を用い、且つ、正極端子および負極端子を備える非水電解液二次電池と過放電保護機能を有する保護回路とが収納ケースに収納されて構成される。本発明の電池パックは、例えば、過充電、過放電、過電流、電池周辺回路の短絡、正負電極間の短絡などから電池を保護するための保護機能を非水電解液二次電池自体に装備するとともに、過充電や過放電を防止するための保護回路を該非水電解液二次電池と共に収納ケースに収容して一体化されてなる電池パックであってよい。本発明の電池パックは、ノートパソコン、カメラ、携帯電話等の携帯機器など、装置の規模に対して消費電力が大きい装置の電池電源装置として好適に使用することができる。   The non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode plate of the present invention can be used as a so-called non-aqueous electrolyte secondary battery used for a battery pack. That is, the battery pack of the present invention uses the positive electrode plate of the present invention, and a non-aqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode terminal and a negative electrode terminal and a protection circuit having an overdischarge protection function are stored in a storage case. Composed. The battery pack of the present invention is equipped with a protection function for protecting the battery from, for example, overcharge, overdischarge, overcurrent, a short circuit of the battery peripheral circuit, a short circuit between the positive and negative electrodes, etc., in the nonaqueous electrolyte secondary battery itself. In addition, it may be a battery pack in which a protection circuit for preventing overcharge and overdischarge is housed and integrated in a storage case together with the non-aqueous electrolyte secondary battery. The battery pack of the present invention can be suitably used as a battery power supply device for a device that consumes a large amount of power relative to the scale of the device, such as a portable device such as a notebook computer, a camera, or a mobile phone.

[電池パック]
図4に、本発明の正極板が用いられて構成される非水電解液二次電池であるリチウムイオン二次電池31を用いた本発明の電池パック30の概略分解図を示す。電池パック30は、リチウムイオン二次電池31が樹脂容器36a、樹脂容器36b、および端部ケース37に収納されて構成される。このとき、リチウムイオン二次電池31の一端面であって、正極端子32および負極端子33を備える面と、端部ケース37との間には、過充電や過放電を防止するための保護回路基板34が、設けられる。保護回路基板34は、外部接続コネクタ35を備えており、外部接続コネクタ35は、樹脂容器36aに設けられた外部接続用窓38aおよび、端部ケース37に設けられた外部接続用窓38bに挿入され、外部端子と接続される。また、保護回路基板に34には、図示しない、充放電を制御するための充放電安全回路、外部接続端子とリチウムイオン二次電池31とを導通させるための配線回路などが搭載されている。尚、電池パック30は、本発明の正極板が用いられたリチウムイオン二次電池31を用いること以外は、従来公知の電池パックの構成を適宜採用することができる。図示省略するが、電池パック30は、リチウムイオン二次電池31と端部ケース37との間に、正極端子32と接続する正極リード板、負極端子33と接続する負極リード板、絶縁体などを、適宜備えてよい。
[Battery pack]
FIG. 4 shows a schematic exploded view of a battery pack 30 of the present invention using a lithium ion secondary battery 31 which is a non-aqueous electrolyte secondary battery configured using the positive electrode plate of the present invention. The battery pack 30 includes a lithium ion secondary battery 31 housed in a resin container 36a, a resin container 36b, and an end case 37. At this time, a protection circuit for preventing overcharge and overdischarge between one end face of the lithium ion secondary battery 31 and a face including the positive electrode terminal 32 and the negative electrode terminal 33 and the end case 37. A substrate 34 is provided. The protection circuit board 34 includes an external connection connector 35. The external connection connector 35 is inserted into an external connection window 38a provided in the resin container 36a and an external connection window 38b provided in the end case 37. Connected to an external terminal. The protection circuit board 34 includes a charge / discharge safety circuit (not shown) for controlling charge / discharge, a wiring circuit for connecting the external connection terminal and the lithium ion secondary battery 31, and the like. In addition, the battery pack 30 can employ | adopt the structure of a conventionally well-known battery pack suitably except using the lithium ion secondary battery 31 in which the positive electrode plate of this invention was used. Although not shown, the battery pack 30 includes a positive electrode lead plate connected to the positive electrode terminal 32, a negative electrode lead plate connected to the negative electrode terminal 33, an insulator, and the like between the lithium ion secondary battery 31 and the end case 37. , May be provided as appropriate.

尚、本発明の正極板を用いた本発明の非水電解液二次電池は、電池パックへの使用態様以外に、上記保護回路に、さらに、過大電流の遮断、電池温度モニター等の機能を備え、且つ、該保護回路を二次電池自体に一体化させて取り付けられる態様に用いられてもよい。かかる態様では、電池パックを構成することなく、保護機能および保護回路を備える二次電池として使用することができ、汎用性が高い。尚、上述するいくつかの態様は、例示に過ぎず、本発明の正極板、あるいは本発明の非水電解液二次電池の使用を何ら限定するものではない。   In addition, the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention using the positive electrode plate of the present invention has functions such as overcurrent blocking and battery temperature monitoring in addition to the above-described protection circuit, in addition to the usage mode for battery packs. And the protection circuit may be used by being integrated with the secondary battery itself. In such an embodiment, the battery pack can be used as a secondary battery having a protection function and a protection circuit without constituting a battery pack, and is highly versatile. In addition, some aspects mentioned above are only illustrations, and do not limit use of the positive electrode plate of this invention, or the nonaqueous electrolyte secondary battery of this invention at all.

(実施例1)
<非水電解液二次電池用正極板の作製>
第2の電極活物質をなすリチウム複合酸化物の前駆体となる化合物としてLi(CHCOO)・2HO[分子量:102.02]:2gとMn(CHCOO)・4HO[分子量:245.09]:4.9gとを準備し、これを溶媒としてのメタノール:7gに加えて混合し、第2の電極活物質前駆体化合物含有液を調製した。第2の電極活物質前駆体化合物含有液:10gに、第1の電極活物質となる平均粒径5μmの正極活物質粒子としてのLiNi1/3Co1/3Mn1/3:10gと、導電材としてのアセチレンブラック(電気化学工業株式会社製、デンカブラック)(平均粒径50nm):1.2gおよび気相成長炭素繊維(Vapor Grown Carbon Fiber:VGCF(昭和電工株式会社製))(長さ10μm〜20μm)0.25gと、粘度調整剤としての樹脂材料(ヒドロキシエチルセルロース)0.2gを純水9.8gに溶解してなる粘度調整液10gと、溶媒としてのメタノール2gを混合させ、エクセルオートホモジナイザー(株式会社日本精機製作所製)で7000rpmの回転数で15分間混練することで、電極活物質層形成液を調製した。
Example 1
<Preparation of positive electrode plate for non-aqueous electrolyte secondary battery>
Li (CH 3 COO) · 2H 2 O [molecular weight: 102.02]: 2 g and Mn (CH 3 COO) 2 · 4H 2 O as a compound that is a precursor of the lithium composite oxide that forms the second electrode active material [Molecular weight: 245.09]: 4.9 g was prepared, and this was added to 7 g of methanol as a solvent and mixed to prepare a second electrode active material precursor compound-containing liquid. Second electrode active material precursor compound-containing liquid: 10 g, LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 as positive electrode active material particles having an average particle diameter of 5 μm serving as the first electrode active material: 10 g Acetylene black (Denka Black, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) (average particle size 50 nm): 1.2 g and vapor grown carbon fiber (Vapor Carbon Carbon Fiber: VGCF (manufactured by Showa Denko KK)) 0.25 g (length 10 μm to 20 μm), 10 g of a viscosity adjusting solution prepared by dissolving 0.2 g of a resin material (hydroxyethylcellulose) as a viscosity adjusting agent in 9.8 g of pure water, and 2 g of methanol as a solvent are mixed. And kneading with an Excel Auto Homogenizer (manufactured by Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd.) at a rotation speed of 7000 rpm for 15 minutes. The material layer forming liquid was prepared.

集電体として厚さ15μmのアルミ板を準備し、上記で調整した電極活物質層形成液を、乾燥後の塗工量が30g/mとなる量で、当該集電体の一面側に上記にて調製した電極活物質層形成液をアプリケーターで塗布し、電極活物質層形成用塗膜を形成し、電極活物質層形成工程として加熱工程を行なった。 An aluminum plate having a thickness of 15 μm was prepared as a current collector, and the electrode active material layer forming liquid prepared above was applied to one surface side of the current collector in an amount such that the coating amount after drying was 30 g / m 2. The electrode active material layer forming liquid prepared above was applied with an applicator to form a coating film for forming an electrode active material layer, and a heating step was performed as an electrode active material layer forming step.

加熱工程では、電極活物質層形成用塗膜を形成した集電体を、大気雰囲気の電気炉(高温雰囲気ボックス炉、光洋サーモシステム株式会社製、KB8610N−VP)内に設置し、1時間かけて室温(25℃)から450℃まで加熱しつつ昇温し、その後、450℃に温度を維持したまま10分間加熱を続け、その後、室温になるまで放置した(加熱工程)。これにより、集電体上の電極活物質層形成用塗膜が電極活物質層をなし、正極板が形成された。さらに、この正極板を所定の大きさ(直径15mmの円板)に裁断し、これを実施例1の正極板とした。この正極板は、リチウムイオン二次電池用正極板として使用可能なものである。   In the heating step, the current collector on which the electrode active material layer forming coating film is formed is placed in an electric furnace (high-temperature atmosphere box furnace, manufactured by Koyo Thermo Systems Co., Ltd., KB8610N-VP) in an air atmosphere, and takes 1 hour. The temperature was raised while heating from room temperature (25 ° C.) to 450 ° C., and then the heating was continued for 10 minutes while maintaining the temperature at 450 ° C., and then left to reach room temperature (heating step). Thereby, the electrode active material layer-forming coating film on the current collector formed an electrode active material layer, and a positive electrode plate was formed. Furthermore, this positive electrode plate was cut into a predetermined size (a disk having a diameter of 15 mm), and this was used as the positive electrode plate of Example 1. This positive electrode plate can be used as a positive electrode plate for a lithium ion secondary battery.

加熱工程の際、第2の電極活物質の前駆体の化合物より金属酸化物が析出する。また、この金属酸化物は、第1の電極活物質をなす活物質粒子同士の固着、および、第1の電極活物質と集電体との固着を実現する。この様子は、実施例1の正極板を走査型電子顕微鏡で観察(倍率3万倍)することで確認される。また、この金属酸化物は、リチウム複合酸化物であってスピネル構造を有するものであり、これが第2の電極活物質をなす。   During the heating step, a metal oxide is precipitated from the precursor compound of the second electrode active material. In addition, this metal oxide realizes adhesion between the active material particles constituting the first electrode active material and adhesion between the first electrode active material and the current collector. This state is confirmed by observing the positive electrode plate of Example 1 with a scanning electron microscope (magnification 30,000 times). The metal oxide is a lithium composite oxide and has a spinel structure, and this forms a second electrode active material.

第2の電極活物質の前駆体の化合物より析出した金属酸化物が、リチウム複合酸化物であってスピネル構造を有するものであることについては、下記のようなX線回折分析試験に基づき確認された。   The fact that the metal oxide deposited from the precursor compound of the second electrode active material is a lithium composite oxide and has a spinel structure has been confirmed based on the following X-ray diffraction analysis test. It was.

X線回折分析試験:
第1の電極活物質であるLiNi1/3Co1/3Mn1/3の粒子を用いない以外は、実施例1に用いた上記電極活物質層形成液と同様にして参照用層形成液を調整し、参照用層形成液を用いて、実施例1と同様にガラス基板上に参照用層形成液を塗布して塗膜を形成するとともに、塗膜を形成したガラス基板に対して電極活物質層形成工程と同じ工程を施して、参照用層形成液から形成される参照用層を集電体上に積層した積層体を調製し、これを参照用試験体1とした。そして、参照用試験体1をX線回折装置にセットし、参照用試験体1に積層された参照用層についてのX線回折のスペクトルを確認したところ、スペクトルのピークが、スピネル構造を有するLiMnの回折ピークに一致しており、参照用層におけるスピネル構造を有する結晶の存在が確認された(図5)。以上の結果、電極活物質層形成工程により、電極活物質層形成液中に含有される前駆体化合物からスピネル構造を有する化合物が生成されることが確認された。X線回折装置としては、リガク社製、Smart Labを用いた。さらに、統合粉末X線解析ソフトウェア PDXL(リガク社製)により、参照用層についてのX線回折のスペクトルが組成式LiMnに帰属された。電極活物質層形成工程により、電極活物質層形成液中に含有される前駆体化合物からLiMnが生成することが確認された。
X-ray diffraction analysis test:
Reference layer in the same manner as the electrode active material layer forming liquid used in Example 1 except that particles of LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 as the first electrode active material are not used. Using the reference layer forming solution, the forming solution is prepared, and the reference layer forming solution is applied onto the glass substrate in the same manner as in Example 1 to form a coating film, and the coating film is formed on the glass substrate. Then, the same step as the electrode active material layer forming step was performed to prepare a laminate in which the reference layer formed from the reference layer forming liquid was laminated on the current collector. Then, when the reference specimen 1 was set in an X-ray diffractometer and the X-ray diffraction spectrum of the reference layer laminated on the reference specimen 1 was confirmed, the peak of the spectrum was LiMn having a spinel structure. It coincided with the diffraction peak of 2 O 4 and the presence of crystals having a spinel structure in the reference layer was confirmed (FIG. 5). As a result, it was confirmed that the compound having a spinel structure was generated from the precursor compound contained in the electrode active material layer forming liquid by the electrode active material layer forming step. As an X-ray diffractometer, Smart Lab manufactured by Rigaku Corporation was used. Furthermore, the X-ray diffraction spectrum of the reference layer was assigned to the composition formula LiMn 2 O 4 by the integrated powder X-ray analysis software PDXL (manufactured by Rigaku Corporation). It was confirmed that LiMn 2 O 4 was generated from the precursor compound contained in the electrode active material layer forming liquid by the electrode active material layer forming step.

膜形成性評価:
実施例1を作成するにあたり、上述で得られた正極板を所望のサイズの円板形状に繰り抜く加工を行ったが、当該加工作業において、電極活物質層が集電体から剥離するなどの不具合なく、加工することができた。このことから、電極活物質層の膜形成性が良好であることが確認された。
Film formation evaluation:
In preparing Example 1, the positive electrode plate obtained above was processed into a disk shape of a desired size. In the processing operation, the electrode active material layer was peeled off from the current collector, etc. It was possible to process without any defects. From this, it was confirmed that the film forming property of the electrode active material layer was good.

以下に示す実施例および比較例においても、上述するように、不具合なく正極板を円板状に繰り抜く加工ができた場合には、電極活物質層の膜形成性が良好であると評価する。一方、上記繰り抜き加工において電極活物質層の一部が剥がれ、あるいは活物質粒子が集電体上から落下するなどして、加工が不良であり、後述する三極式コインセルの作用極として使用に耐える円板が形成されなかった場合には、電極活物質層の膜形成性が不良であると評価する。   Also in the examples and comparative examples shown below, as described above, when the positive electrode plate can be drawn into a disk shape without any problems, it is evaluated that the film forming property of the electrode active material layer is good. . On the other hand, part of the electrode active material layer is peeled off in the above-mentioned punching process, or the active material particles fall from the current collector, etc., and the processing is poor, and it is used as a working electrode of a tripolar coin cell described later In the case where a disk that can withstand the above is not formed, it is evaluated that the film forming property of the electrode active material layer is poor.

膜密着性試験:
実施例1の正極板を用いて、膜密着性試験を行なった。密着性試験は、引張試験機(テンシロン)を用い、JIS K6854−1に準拠して引張強度を測定することによって、実施された。すなわち、実施例1を作成するにあたって上述で得られた正極板から、密着性測定用正極板(巾15mm、長さ200mm)を作成し、粘着テープ(ニチバン社製、ナイスタック、NW−25、幅25mm)に密着性測定用正極板を、電極活物質層側を粘着テープの粘着面に向けつつ貼りつけ、これを密着性測定用試験片とした。引張試験機(テンシロン)に密着性測定用試験片をセットし、チャック間距離150mm、テストスピード100mm/minの条件で90度剥離試験を行い、引張強度(N/m)を測定した。結果を表2に示す。
Film adhesion test:
Using the positive electrode plate of Example 1, a film adhesion test was performed. The adhesion test was performed by measuring the tensile strength according to JIS K6854-1 using a tensile tester (Tensilon). That is, a positive electrode plate for measuring adhesiveness (width 15 mm, length 200 mm) was prepared from the positive electrode plate obtained above in preparing Example 1, and an adhesive tape (Nichiban, Nystack, NW-25, A positive electrode plate for measuring adhesiveness was attached to a width 25 mm) with the electrode active material layer side facing the adhesive surface of the adhesive tape, and this was used as a test piece for measuring adhesiveness. A test piece for adhesion measurement was set on a tensile tester (Tensilon), a 90-degree peel test was performed under the conditions of a distance between chucks of 150 mm and a test speed of 100 mm / min, and a tensile strength (N / m) was measured. The results are shown in Table 2.

前駆体の化合物より析出した金属酸化物が第2の電極活物質として適切なものであることについては、この金属酸化物がリチウムイオン挿入脱離反応を示すか否かを調べることで確認される。リチウムイオン挿入脱離反応の有無は、次のようなサイクリックボルタンメトリー試験にて確認された。   The fact that the metal oxide deposited from the precursor compound is suitable as the second electrode active material can be confirmed by examining whether or not this metal oxide exhibits a lithium ion insertion / release reaction. . The presence or absence of the lithium ion insertion / elimination reaction was confirmed by the following cyclic voltammetry test.

サイクリックボルタンメトリー試験(CV試験):
X線回折分析試験と同様にして、参照用層形成液を調整し、参照用層形成液を用いて、実施例1と同様に塗膜を形成するとともに、集電体上に参照用層形成液を塗布して塗膜を形成し、その塗膜を形成した集電体に対して電極活物質層形成工程と同じ工程を施して、参照用層形成液から形成される参照用層を集電体上に積層した積層体を調製し、これを参照用試験体1とした。これを用いて実施例1と同様に直径15mmの円板状に裁断して、試験片1を調製した。試験片1をなす積層体の参照用層には、実施例1の正極板の電極活物質層におけるリチウム遷移金属複合酸化物と同様の金属酸化物が存在する。そして、この試験片1を用いてCV試験を行った。CV試験では、電極電位を3.0Vから4.3Vまで掃引したのち、再び3.0Vまで戻す作業を1サイクルとして、3サイクル繰り返した。このとき、走査速度は1mV/秒とした。2回目のサイクル結果を示すサイクリックボルタモグラムにおいて、3.9V付近にLiMnのLi脱離反応に相当する酸化ピークが、4.1V付近にLi挿入反応に相当する還元ピークが確認された。これによって、試験片1の積層体の参照用層に含有される金属酸化物がリチウムイオン挿入脱離反応を示すことが確認された。ところで、試験片1の参照用層に含有される金属酸化物は、実施例1の電極活物質層に含有される金属酸化物に対応するものである。したがって、実施例1の電極活物質層中に含有される金属酸化物も、リチウムイオン挿入脱離反応を有するものであり、金属酸化物が第2の電極活物質として適切であることが確認された。なお、CV試験は、Bio Logic社製のVMP3を用いて実施した。
Cyclic voltammetry test (CV test):
In the same manner as in the X-ray diffraction analysis test, a reference layer forming solution was prepared, and using the reference layer forming solution, a coating film was formed in the same manner as in Example 1, and a reference layer was formed on the current collector. The liquid is applied to form a coating film, and the current collector formed with the coating film is subjected to the same process as the electrode active material layer forming process to collect the reference layer formed from the reference layer forming liquid. A laminated body laminated on the electric body was prepared, and this was used as a reference specimen 1. Using this, it cut | judged in the disk shape of diameter 15mm similarly to Example 1, and prepared the test piece 1. FIG. In the reference layer of the laminate constituting the test piece 1, the same metal oxide as the lithium transition metal composite oxide in the electrode active material layer of the positive electrode plate of Example 1 is present. And the CV test was done using this test piece 1. In the CV test, the electrode potential was swept from 3.0 V to 4.3 V and then returned to 3.0 V as one cycle, and was repeated three cycles. At this time, the scanning speed was 1 mV / sec. In the cyclic voltammogram showing the results of the second cycle, an oxidation peak corresponding to the Li elimination reaction of LiMn 2 O 4 was observed near 3.9 V, and a reduction peak corresponding to the Li insertion reaction was confirmed near 4.1 V. . This confirmed that the metal oxide contained in the reference layer of the laminate of the test piece 1 exhibited a lithium ion insertion / release reaction. By the way, the metal oxide contained in the reference layer of the test piece 1 corresponds to the metal oxide contained in the electrode active material layer of Example 1. Therefore, the metal oxide contained in the electrode active material layer of Example 1 also has a lithium ion insertion / release reaction, and it was confirmed that the metal oxide is suitable as the second electrode active material. It was. The CV test was performed using VMP3 manufactured by Bio Logic.

電極活物質層の結晶性の確認は、透過型電子顕微鏡観察(倍率200万倍)により行なわれた。第1の電極活物質の結晶性と、第2の電極活物質の結晶性に相違が存在することが確認された。第1の電極活物質と、第2の電極活物質の界面において、両者の結晶格子が連続する領域と、不連続な領域とが存在することが認められる。   The crystallinity of the electrode active material layer was confirmed by observation with a transmission electron microscope (magnification 2 million times). It was confirmed that there was a difference between the crystallinity of the first electrode active material and the crystallinity of the second electrode active material. It can be seen that there are regions where the crystal lattices of both are continuous and discontinuous regions at the interface between the first electrode active material and the second electrode active material.

<三極式コインセルの作製>
非水電解液は次のように調製された。エチレンカーボネート(EC)/ジメチルカーボネート(DMC)混合溶媒(体積比=1:1)に、溶質として六フッ化リン酸リチウム(LiPF)を加えて、当該溶質であるLiPFの濃度が、1mol/Lとなるように濃度調整して、非水電解液を得た。
<Production of tripolar coin cell>
The non-aqueous electrolyte was prepared as follows. Lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is added as a solute to a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) / dimethyl carbonate (DMC) (volume ratio = 1: 1), and the concentration of LiPF 6 as the solute is 1 mol. The concentration was adjusted to / L to obtain a non-aqueous electrolyte.

実施例1の正極板を作用極として用い、対極板として金属リチウム板(直径15mmの円板)、参照極として金属リチウム板(3mm角)、電解液として上記にて作製した非水電解液を用い、セパレータとして多孔質性ポリエチレンシートを用いて三極式コインセルを組み立て、これを実施例試験セル1とした。そして実施例試験セル1を下記充放電試験に供した。   Using the positive electrode plate of Example 1 as a working electrode, a metal lithium plate (15 mm diameter disc) as a counter electrode plate, a metal lithium plate (3 mm square) as a reference electrode, and the non-aqueous electrolyte prepared above as an electrolyte solution A tripolar coin cell was assembled using a porous polyethylene sheet as a separator, and this was designated as Example Test Cell 1. The example test cell 1 was subjected to the following charge / discharge test.

(充放電試験)
実施例試験セル1において、作用極の放電試験を実施するために、まず実施例試験セル1を下記充電試験(充電試験および放電試験)のとおり満充電させた。
(Charge / discharge test)
In the example test cell 1, in order to carry out the discharge test of the working electrode, the example test cell 1 was first fully charged according to the following charge tests (charge test and discharge test).

(充電試験)
実施例試験セル1を、25℃の環境下で、電圧が4.2Vに達するまで定電流(66μA)(放電レート:0.1C)で定電流充電し、当該電圧が4.2Vに達した後は、電圧が4.2Vを上回らないように、当該電流が5%以下となるまで減らしていき、定電圧で充電を行ない、満充電させた後、10分間休止させた。なお、上記定電流の値に対応する上記「0.1C」とは、上記三極式コインセルを用いて定電流放電して、10時間で放電終了となる電流値(放電終止電圧に達する電流値)のことを意味する。
(Charge test)
The test cell 1 was charged at a constant current (66 μA) (discharge rate: 0.1 C) under a 25 ° C. environment until the voltage reached 4.2 V, and the voltage reached 4.2 V. After that, the current was reduced until the voltage became 5% or less so that the voltage did not exceed 4.2 V, the battery was charged at a constant voltage, fully charged, and then rested for 10 minutes. The “0.1 C” corresponding to the value of the constant current means a current value (current value reaching the discharge end voltage) at which the constant current discharge is performed using the tripolar coin cell and the discharge ends in 10 hours. ) Means.

(放電試験)
その後、満充電された実施例試験セル1を、25℃の環境下で、電圧が4.2V(満充電電圧)から3.0V(放電終止電圧)になるまで、定電流(66μA)(放電レート:0.1C)で定電流放電し、縦軸にセル電圧(V)、横軸に放電時間(h)をとり、放電曲線を作成し、作用極の0.1Cでの放電容量(mAh)を求めた。この値は、第1回目の充電試験および放電試験の組み合わせを実施した結果に基づく1サイクル後の放電容量であり、初期放電容量(mAh)となる。結果を表2に示す。
(Discharge test)
Thereafter, the fully charged example test cell 1 was subjected to a constant current (66 μA) (discharge) in an environment of 25 ° C. until the voltage changed from 4.2 V (full charge voltage) to 3.0 V (discharge end voltage). A constant current discharge at a rate of 0.1 C), a cell voltage (V) on the vertical axis, a discharge time (h) on the horizontal axis, a discharge curve is created, and the discharge capacity (mAh at 0.1 C of the working electrode) ) This value is the discharge capacity after one cycle based on the result of the combination of the first charge test and discharge test, and is the initial discharge capacity (mAh). The results are shown in Table 2.

(レート特性試験)
作用極の放電レート特性は、0.1Cを基準放電レートとし、0.1Cでの放電容量を基準とした放電容量維持率(%)に基づき評価した。具体的には、0.1Cのほかに、40Cの放電レートについて、充放電試験を実施して40Cでの放電容量(mAh)を求めた。
(Rate characteristics test)
The discharge rate characteristics of the working electrode were evaluated based on the discharge capacity retention rate (%) with 0.1 C as the reference discharge rate and the discharge capacity at 0.1 C as the reference. Specifically, in addition to 0.1C, a charge / discharge test was conducted for a discharge rate of 40C to determine a discharge capacity (mAh) at 40C.

(0.1Cでの放電容量を基準とした放電容量維持率(%)の算出)
下記数2に示す式により、0.1C放電時の放電容量を基準とした40C放電時の放電容量の比率としての0.1C基準放電容量維持率(%)を、算出した。結果を表2に示す。
(Calculation of discharge capacity maintenance rate (%) based on discharge capacity at 0.1 C)
The 0.1C reference discharge capacity retention ratio (%) as a ratio of the discharge capacity at 40C discharge with respect to the discharge capacity at 0.1C discharge was calculated by the equation shown in the following equation 2. The results are shown in Table 2.

実施例試験セル1を用いて、初期充放電効率およびサイクル特性試験を実施した。   Example Test cell 1 was used to conduct initial charge / discharge efficiency and cycle characteristic tests.

初期充放電効率:
実施例1の初期充放電効率を下記のとおり求めた。即ち、実施例試験セル1を用いた上記充電試験において、縦軸に印加電流(mA)、横軸に充電時間(h)をとり、充電曲線を作成し、その面積(電流×時間の計算により求めた面積)から正極板の充電容量(μAh)を求め、また上記放電試験において同様に正極板の放電容量(μAh)の実測値を求め、(正極板の実測放電容量(μAh))/(正極板の実測充電容量(μAh))×100なる式から、初期充放電効率(%)を算出した。結果を表2に示す。
Initial charge / discharge efficiency:
The initial charge / discharge efficiency of Example 1 was determined as follows. That is, in the charging test using the example test cell 1, the vertical axis represents the applied current (mA), the horizontal axis represents the charging time (h), a charging curve was prepared, and the area (current x time was calculated). The charge capacity (μAh) of the positive electrode plate is obtained from the obtained area), and the measured value of the discharge capacity (μAh) of the positive electrode plate is similarly obtained in the above discharge test, and (actual discharge capacity (μAh) of the positive electrode plate) / ( The initial charge / discharge efficiency (%) was calculated from the equation: Actual charge capacity (μAh) of positive electrode plate) × 100. The results are shown in Table 2.

サイクル特性試験:
サイクル特性試験は、放電レートが3Cである場合についての充放電試験によって実施された。充放電試験は、1回の充電試験および放電試験の組み合わせを1サイクルとして、これを500サイクル繰り返して実施した。そして、サイクル特性評価は、500サイクル容量維持率(%)の値に基づき次のような評価基準で評価された。結果を表に示す。なお、500サイクル放電容量維持率(%)は、500サイクル目の充放電試験に基づく放電容量(mAh)を、1サイクル目の充放電試験に基づく放電容量(mAh)で除して、その値に100を掛けることで算出される値である。
Cycle characteristics test:
The cycle characteristic test was carried out by a charge / discharge test in the case where the discharge rate was 3C. The charge / discharge test was performed by repeating a combination of one charge test and discharge test as one cycle and repeating this for 500 cycles. The cycle characteristic evaluation was evaluated according to the following evaluation criteria based on the value of the 500 cycle capacity retention rate (%). The results are shown in Table 2 . The 500 cycle discharge capacity retention rate (%) is obtained by dividing the discharge capacity (mAh) based on the 500th charge / discharge test by the discharge capacity (mAh) based on the 1st charge / discharge test. It is a value calculated by multiplying 100 by 100.

(サイクル特性の評価基準)
500サイクル容量維持率が80%以上100%以下・・・・◎(極めて良好)
500サイクル容量維持率が50%以上80%未満・・・・○(良好)
500サイクル容量維持率が50%未満・・・・・・・・・×(不良)
(Evaluation criteria for cycle characteristics)
500 cycle capacity maintenance rate is 80% or more and 100% or less ... (very good)
500 cycle capacity maintenance rate is 50% or more and less than 80% ... (good)
500 cycle capacity maintenance rate is less than 50% ... x (defect)

(実施例2)
活物質粒子を平均粒径8μmの正極活物質LiNi0.80Co0.15Al0.05 :10gを用いた(表1)こと以外は、実施例1と同様にして、電極活物質層形成液を調製した。さらに、乾燥後の塗工量が27g/mとなる量で電極活物質層形成液を集電体に塗布したこと以外は実施例1と同様にして正極板を作成し、これを実施例2の正極板とした。このとき、電極活物質層の膜形成性が良好であった。また実施例2の正極板を用いて、実施例1と同様にして膜密着性試験を実施した、結果を表2に示す。さらに、実施例2の正極板を用いて三極式コインセルを組み立て、これを実施例試験セル2とした。実施例試験セル2を用いて作用極の初期放電容量(mAh)の測定、レート特性試験を行ない0.1C基準放電容量維持率(%)を算出し、また、初期充放電効率(%)を測定した。結果を表2に示す。
(Example 2)
The electrode active material was the same as in Example 1 except that 10 g of the positive electrode active material LiNi 0.80 Co 0.15 Al 0.05 O 2 : 10 g having an average particle diameter of 8 μm was used (Table 1). A layer forming solution was prepared. Further, a positive electrode plate was prepared in the same manner as in Example 1 except that the electrode active material layer forming liquid was applied to the current collector in such an amount that the coating amount after drying was 27 g / m 2. 2 positive electrode plate. At this time, the film forming property of the electrode active material layer was good. Further, using the positive electrode plate of Example 2, a film adhesion test was conducted in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2. Furthermore, a tripolar coin cell was assembled using the positive electrode plate of Example 2, and this was designated as Example Test Cell 2. Example Test cell 2 is used to measure the initial discharge capacity (mAh) of the working electrode, rate characteristic test is performed, 0.1C reference discharge capacity maintenance rate (%) is calculated, and initial charge / discharge efficiency (%) is calculated. It was measured. The results are shown in Table 2.

(実施例3)
第2の電極活物質の前駆体となる化合物としてLiNO[分子量:68.95]:1.4gとMn(NO・6HO[分子量:287.04]:11.5gの組み合わせを用いたこと(表1)、および、これらをメタノール:10gに加えて混合して第2の電極活物質前駆体化合物含有液を調製したこと、のほかは実施例1と同様にして、電極活物質層形成液を調製した。さらに、この電極活物質層形成液を用いて実施例1と同様にして正極板を作成し、これを実施例3の正極板とした。このとき、電極活物質層の膜形成性が良好であった。また実施例3の正極板を用いて、実施例1と同様にして膜密着性試験を実施した、結果を表2に示す。さらに実施例1と同様にして、実施例3の正極板を用いて三極式コインセルを組み立て、これを実施例試験セル3とし、さらに実施例試験セル3を用いて作用極の初期放電容量(mAh)の測定、レート特性試験を行ない0.1C基準放電容量維持率(%)を算出し、また、初期充放電効率(%)を測定した。結果を表2に示す。
(Example 3)
LiNO 3 [molecular weight: 68.95]: 1.4 g and Mn (NO 3 ) 2 .6H 2 O [molecular weight: 287.04]: 11.5 g as a compound serving as a precursor of the second electrode active material (Table 1), and the same as in Example 1 except that these were added to methanol: 10 g and mixed to prepare a second electrode active material precursor compound-containing liquid. An active material layer forming solution was prepared. Further, using this electrode active material layer forming liquid, a positive electrode plate was prepared in the same manner as in Example 1, and this was used as the positive electrode plate of Example 3. At this time, the film forming property of the electrode active material layer was good. Further, using the positive electrode plate of Example 3, a film adhesion test was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2. Further, in the same manner as in Example 1, a three-pole coin cell was assembled using the positive electrode plate of Example 3, and this was designated as Example Test Cell 3, and further using Example Test Cell 3, the initial discharge capacity ( mAh) and rate characteristic test were performed to calculate a 0.1 C standard discharge capacity retention rate (%), and to measure initial charge / discharge efficiency (%). The results are shown in Table 2.

(実施例4)
実施例1と同様にして非水電解液二次電池用正極板を調製し、所定の大きさ(直径15mmの円板)に裁断し、円板状の正極板を得、これを実施例4の正極板とした。
Example 4
A positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1, and cut into a predetermined size (a disk having a diameter of 15 mm) to obtain a disk-shaped positive electrode plate. The positive electrode plate was made.

次に、以下のとおり調製した樹脂混合液の満たされた浸漬槽に実施例4の正極板を浸漬させ、実施例4の正極板の電極活物質層の空隙に上記樹脂混合液を充分に浸透させた。すなわち、浸漬槽に実施例4の正極板を浸漬させた状態で、25℃の条件で、10分間放置した後、実施例4の正極板を上記浸漬層から取りだし、150℃に加温したオーブン内に設置して15分間乾燥させて、樹脂混合液の溶媒を除去した。これによって、電極活物質層中に、樹脂製結着材が残留する正極板を作成し、これを実施例4の樹脂含浸正極板とした。尚、上記樹脂混合液は、樹脂材料として、樹脂製結着材をなすPVDF樹脂(クレハ社製、KF#1100)を用い、PVDFの濃度が0.1%となるように溶媒としてのNMP(三菱化学社製)に混合させることで調製された。   Next, the positive electrode plate of Example 4 was immersed in a dipping tank filled with the resin mixture prepared as described below, and the resin mixture was sufficiently permeated into the voids of the electrode active material layer of the positive electrode plate of Example 4. I let you. That is, after leaving the positive electrode plate of Example 4 in the immersion tank for 10 minutes at 25 ° C., the positive electrode plate of Example 4 was taken out of the immersion layer and heated to 150 ° C. It was set in the inside and dried for 15 minutes to remove the solvent of the resin mixture. Thus, a positive electrode plate in which the resin binder remained in the electrode active material layer was prepared, and this was used as the resin-impregnated positive electrode plate of Example 4. The resin mixed solution uses PVDF resin (Kureha Corp., KF # 1100) as a resin binder as a resin material, and NMP (Solvent) as a solvent so that the concentration of PVDF becomes 0.1%. It was prepared by mixing with Mitsubishi Chemical Corporation.

なお、正極板の電極活物質層内の空隙に上記樹脂材料が存在する様子は、走査型電子顕微鏡による電極活物質層の断面観察により確認される。この正極板は、正極板の電極活物質層内の空隙の少なくとも一部に樹脂混在液が充分に含浸されて空隙に上記樹脂材料が存在するようになるので、電極活物質層の膜強度が補強されている。   The appearance of the resin material in the voids in the electrode active material layer of the positive electrode plate is confirmed by observing the cross section of the electrode active material layer with a scanning electron microscope. In this positive electrode plate, at least a part of the voids in the electrode active material layer of the positive electrode plate is sufficiently impregnated with the resin mixed liquid so that the resin material is present in the voids. It is reinforced.

樹脂混合液を電極活物質層内の空隙に充分に含浸した正極板(樹脂含浸正極板)について、その電極活物質層の膜強度試験を実施し、次に示す膜強度試験の評価に基づき評価された。評価結果は、極めて良好であると認められた。   A positive electrode plate (resin-impregnated positive electrode plate) sufficiently impregnated with a resin mixed solution in the voids in the electrode active material layer was subjected to a film strength test of the electrode active material layer, and evaluated based on the following evaluation of the film strength test It was done. The evaluation results were found to be very good.

膜強度試験:
膜強度試験は、曲げ試験機(有限会社SEPRO製)の軸(径20mm)を用いて、その軸まわりに上記樹脂含浸正極板を180度曲げて、電極活物質層にクラックが認められるか否かを目視にて観察することで、実施された。測定結果に基づく膜強度試験の評価方法ついては、樹脂含浸正極板を曲げた時に電極活物質層にクラックが認められない場合は、電極活物質層の強度は極めて良好であると評価し、クラックが1本〜2本入ったと認められた場合は、電極活物質層の強度は良好であると評価し、クラックが3本以上入ったと認められた場合は、電極活物質層の強度は不良であると評価した。
Film strength test:
In the film strength test, using a shaft (diameter 20 mm) of a bending tester (manufactured by SEPRO), the resin-impregnated positive electrode plate is bent 180 degrees around the shaft, and cracks are observed in the electrode active material layer. This was carried out by visually observing this. Regarding the evaluation method of the film strength test based on the measurement results, if no cracks are observed in the electrode active material layer when the resin-impregnated positive electrode plate is bent, the strength of the electrode active material layer is evaluated as extremely good. When it is recognized that one or two pieces are contained, the strength of the electrode active material layer is evaluated as good. When it is recognized that three or more cracks are contained, the strength of the electrode active material layer is poor. It was evaluated.

樹脂含浸正極板を用いて、実施例1と同様にして膜密着性試験を実施した、結果を表2に示す。さらに実施例1と同様にして、樹脂含浸正極板を用いて三極式コインセルを組み立て、これを実施例試験セル4とし、さらに実施例試験セル4を用いて作用極の初期放電容量(mAh)の測定、レート特性試験を行ない0.1C基準放電容量維持率(%)を算出し、また、初期充放電効率(%)を測定した。結果を表2に示す。   Using the resin-impregnated positive electrode plate, a film adhesion test was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2. Further, in the same manner as in Example 1, a three-electrode coin cell was assembled using a resin-impregnated positive electrode plate, which was designated as Example Test Cell 4, and further the Example Test Cell 4 was used to obtain the initial discharge capacity (mAh) of the working electrode. And a rate characteristic test were performed to calculate a 0.1 C reference discharge capacity retention rate (%), and an initial charge / discharge efficiency (%) was measured. The results are shown in Table 2.

(実施例5,6)
実施例5,6では、第1の電極活物質をなす活物質粒子として、それぞれ平均粒径1μmの正極活物質LiCoO :10g、平均粒径4μmの正極活物質LiNiO:10gを用いた(表1)こと以外は、実施例1と同様にして、電極活物質層形成液を調製した。さらに、乾燥後の塗工量が25g/mとなる量で電極活物質層形成液を集電体に塗布したこと以外は実施例1と同様にして、電極活物質層形成液を用いて実施例5,6の正極板を作成した。このとき、電極活物質層の膜形成性が良好であった。また実施例5,6の正極板を用いて、それぞれ実施例1と同様にして膜密着性試験を実施した、結果を表2に示す。さらに、実施例5,6の正極板を用いて三極式コインセルを組み立て、これを実施例試験セル5,6とした。実施例試験セル5,6を用いて作用極の初期放電容量(mAh)の測定、レート特性試験を行ない0.1C基準放電容量維持率(%)を算出し、また、初期充放電効率(%)を測定した。結果を表2に示す。
(Examples 5 and 6)
In Examples 5 and 6, positive electrode active material LiCoO 2 : 10 g having an average particle diameter of 1 μm and positive electrode active material LiNiO 2 : 10 g having an average particle diameter of 4 μm were used as the active material particles forming the first electrode active material ( Table 1) Except that, an electrode active material layer forming solution was prepared in the same manner as in Example 1. Furthermore, using the electrode active material layer forming liquid in the same manner as in Example 1 except that the electrode active material layer forming liquid was applied to the current collector in an amount such that the coating amount after drying was 25 g / m 2. The positive plates of Examples 5 and 6 were prepared. At this time, the film forming property of the electrode active material layer was good. Further, using the positive electrode plates of Examples 5 and 6, a film adhesion test was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2. Further, a tripolar coin cell was assembled using the positive electrode plates of Examples 5 and 6, and designated as Example Test Cells 5 and 6. Example Test cells 5 and 6 are used to measure the initial discharge capacity (mAh) of the working electrode and perform rate characteristic tests to calculate a 0.1 C reference discharge capacity retention rate (%). ) Was measured. The results are shown in Table 2.

(実施例7)
実施例7では、第2の電極活物質をなすリチウム複合酸化物を生成する前駆体の化合物として、Li(CHCOO)・2HO[分子量:102.02]:2gと、Mn(CHCOO)・4HO[分子量:245.1]:8.8gと、Co(CHCOO)・4HO[分子量:249.1]:1gとを準備し(表1)、これを溶媒としてのメタノール:10gに加えて混合し、第2の電極活物質前駆体化合物含有液を調製したほかは、実施例1と同様にして、実施例7の正極板を作成した。このとき、電極活物質層の膜形成性が良好であった。また実施例7の正極板を用いて、実施例1と同様にして膜密着性試験を実施した、結果を表2に示す。さらに、実施例7の正極板を用いて三極式コインセルを組み立て、これを実施例試験セル7とした。実施例試験セル7を用いて作用極の初期放電容量(mAh)の測定、レート特性試験を行ない0.1C基準放電容量維持率(%)を算出し、また、初期充放電効率(%)を測定した。結果を表2に示す。
(Example 7)
In Example 7, Li (CH 3 COO) · 2H 2 O [molecular weight: 102.02]: 2 g and Mn (CH 2 ) as a precursor compound for producing a lithium composite oxide that forms the second electrode active material. 3 COO) 2 .4H 2 O [molecular weight: 245.1]: 8.8 g and Co (CH 3 COO) 2 .4H 2 O [molecular weight: 249.1]: 1 g were prepared (Table 1). A positive electrode plate of Example 7 was prepared in the same manner as in Example 1 except that this was added to 10 g of methanol as a solvent and mixed to prepare a second electrode active material precursor compound-containing liquid. At this time, the film forming property of the electrode active material layer was good. Further, using the positive electrode plate of Example 7, a film adhesion test was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2. Furthermore, a tripolar coin cell was assembled using the positive electrode plate of Example 7, and this was designated as Example Test Cell 7. Example Test cell 7 is used to measure the initial discharge capacity (mAh) of the working electrode, rate characteristic test is performed, 0.1C standard discharge capacity maintenance rate (%) is calculated, and initial charge / discharge efficiency (%) is calculated. It was measured. The results are shown in Table 2.

なお、第2の電極活物質の前駆体の化合物より集電体上には金属酸化物が形成され析出するが、この金属酸化物が、リチウム複合酸化物であり、スピネル構造に対応する結晶構造を有することは、実施例1と同様に、X線回折分析試験を用いて得られたスペクトルに基づき確認された。さらに、金属酸化物についてのスペクトルは、統合粉末X線解析ソフトウェア PDXL(リガク社製)により、組成式LiCo0.2Mn1.8に帰属された。さらに金属酸化物が第2の電極活物質として適切であることは、実施例1と同様にCV試験を行なって、サイクリックボルタモグラムに酸化ピーク、還元ピークを認められたことにより、確認された。また、第2の電極活物質の前駆体の化合物より形成された金属は、第1の電極活物質をなす活物質粒子同士の固着、および、第1の電極活物質と集電体との固着を実現する。この様子は、実施例7の正極板を、実施例1と同様に、走査型電子顕微鏡で観察(倍率3万倍)することで確認される。 Note that a metal oxide is formed and deposited on the current collector from the precursor compound of the second electrode active material. This metal oxide is a lithium composite oxide and has a crystal structure corresponding to the spinel structure. It was confirmed based on the spectrum obtained by using the X-ray diffraction analysis test as in Example 1. Further, the spectrum of the metal oxide was assigned to the composition formula LiCo 0.2 Mn 1.8 O 2 by the integrated powder X-ray analysis software PDXL (manufactured by Rigaku Corporation). Further, it was confirmed that the metal oxide was suitable as the second electrode active material by performing a CV test in the same manner as in Example 1 and observing an oxidation peak and a reduction peak in the cyclic voltammogram. In addition, the metal formed from the precursor compound of the second electrode active material is bonded to the active material particles forming the first electrode active material, and is bonded to the first electrode active material and the current collector. To realize. This state is confirmed by observing the positive electrode plate of Example 7 with a scanning electron microscope (magnification of 30,000 times) in the same manner as in Example 1.

(実施例8)
実施例8では、第2の電極活物質をなすリチウム複合酸化物を生成する前駆体の化合物として、Li(CHCOO)・2HO[分子量:102.02]:2gと、Mn(CHCOO)・4HO[分子量:245.1]:9.3gと、Al(NO・9HO[分子量:375.13]:0.8gを準備し(表1)、これを溶媒としてのメタノール:10gに加えて混合し、第2の電極活物質前駆体化合物含有液を調製したほかは、実施例1と同様にして、実施例8の正極板を作成した。このとき、電極活物質層の膜形成性が良好であった。また実施例8の正極板を用いて、実施例1と同様にして膜密着性試験を実施した。結果を表2に示す。さらに、実施例8の正極板を用いて三極式コインセルを組み立て、これを実施例試験セル8とした。実施例試験セル8を用いて作用極の放電容量(mAh)の測定、レート特性試験を行ない0.1C基準放電容量維持率(%)を算出し、また、初期充放電効率(%)を測定した。結果を表2に示す。
(Example 8)
In Example 8, Li (CH 3 COO) .2H 2 O [molecular weight: 102.02]: 2 g and Mn (CH 3 COO) 2 · 4H 2 O [ molecular weight: 245.1]: and 9.3g, Al (NO 3) 3 · 9H 2 O [ molecular weight: 375.13]: prepare 0.8 g (Table 1), A positive electrode plate of Example 8 was prepared in the same manner as in Example 1 except that this was added to 10 g of methanol as a solvent and mixed to prepare a second electrode active material precursor compound-containing liquid. At this time, the film forming property of the electrode active material layer was good. Further, using the positive electrode plate of Example 8, a film adhesion test was conducted in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2. Further, a tripolar coin cell was assembled using the positive electrode plate of Example 8, and this was designated as Example Test Cell 8. Example Measurement of discharge capacity (mAh) of working electrode and rate characteristic test using test cell 8 to calculate 0.1C standard discharge capacity maintenance rate (%), and measurement of initial charge / discharge efficiency (%) did. The results are shown in Table 2.

なお、第2の電極活物質の前駆体の化合物より集電体上には金属酸化物が形成され析出するが、この金属酸化物が、リチウム遷移金属複合酸化物であり、スピネル構造に対応する結晶構造を有することは、実施例1と同様に、X線回折分析試験を用いて得られたスペクトルに基づき確認された。さらに、金属酸化物についてのスペクトルは、統合粉末X線解析ソフトウェア PDXL(リガク社製)により、組成式LiAl0.1Mn1.9に帰属された。さらに金属酸化物が第2の電極活物質として適切であることは、実施例1と同様にCV試験を行なって、サイクリックボルタモグラムに酸化ピーク、還元ピークを認められたことにより、確認された。また、第2の電極活物質の前駆体の化合物より形成された金属は、第1の電極活物質をなす活物質粒子同士の固着、および、第1の電極活物質と集電体との固着を実現する。この様子は、実施例8の正極板を、実施例1と同様に、走査型電子顕微鏡で観察(倍率3万倍)することで確認される(図6)。 A metal oxide is formed and deposited on the current collector from the precursor compound of the second electrode active material. This metal oxide is a lithium transition metal composite oxide and corresponds to a spinel structure. Having a crystal structure was confirmed based on a spectrum obtained using an X-ray diffraction analysis test, as in Example 1. Further, the spectrum of the metal oxide was assigned to the composition formula LiAl 0.1 Mn 1.9 O 2 by integrated powder X-ray analysis software PDXL (manufactured by Rigaku Corporation). Further, it was confirmed that the metal oxide was suitable as the second electrode active material by performing a CV test in the same manner as in Example 1 and observing an oxidation peak and a reduction peak in the cyclic voltammogram. In addition, the metal formed from the precursor compound of the second electrode active material is bonded to the active material particles forming the first electrode active material, and is bonded to the first electrode active material and the current collector. To realize. This state is confirmed by observing the positive electrode plate of Example 8 with a scanning electron microscope (magnification of 30,000 times) as in Example 1 (FIG. 6).

(比較例1)
電極活物質層を形成するための電極活物質層形成液を以下のとおり調製した。まず、活物質粒子として平均粒径5μmのLiNi1/3Co1/3Mn1/3粉末:10g、導電材としてアセチレンブラック(電気化学工業社製、デンカブラック):1.2g、及び樹脂製結着材としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)(クレハ社製、KF#1100)1.0gを用い、有機溶媒であるN−メチルピロリドン(NMP)(三菱化学社製)10gを加えて、エクセルオートホモジナイザー(株式会社日本精機製作所)で7000rpmの回転数で15分間攪拌して、スラリー状の電極活物質層形成液を調製した。
(Comparative Example 1)
An electrode active material layer forming liquid for forming an electrode active material layer was prepared as follows. First, LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 powder with an average particle diameter of 5 μm as active material particles: 10 g, acetylene black (Denka Black, Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a conductive material: 1.2 g, and Using 1.0 g of polyvinylidene fluoride (PVDF) (manufactured by Kureha Co., KF # 1100) as a resin binder, adding 10 g of N-methylpyrrolidone (NMP) (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) as an organic solvent, Excel The slurry was stirred for 15 minutes at a rotational speed of 7000 rpm with an autohomogenizer (Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd.) to prepare a slurry-like electrode active material layer forming solution.

調製した電極活物質層形成液を、集電体としての厚さ15μmのアルミ板上に、乾燥後の電極活物質層形成液の塗工量が32g/mとなるように塗布し、オーブンを用いて、120℃、空気雰囲気下で20分、乾燥を行ない、電極活物質層を形成した。 The prepared electrode active material layer forming liquid was applied onto an aluminum plate having a thickness of 15 μm as a current collector so that the applied amount of the electrode active material layer forming liquid after drying was 32 g / m 2. Was dried at 120 ° C. in an air atmosphere for 20 minutes to form an electrode active material layer.

電極活物質層を形成した集電体に対して、ロールプレス機を用いて、加圧力:0.1ton/cm、速度10mm/秒の条件でプレスして所定の大きさ(直径15mmの円板)に裁断し、140℃で12時間、真空乾燥させて、これを比較例1の正極板とした。この正極板は、リチウムイオン二次電池用正極板として使用可能なものである。また、このとき、電極活物質層の膜形成性が良好であった。さらに、比較例1の正極板を用いて、実施例1と同様にして膜密着性試験を実施した。結果を表2に示す。   The current collector on which the electrode active material layer is formed is pressed using a roll press machine under the conditions of applied pressure: 0.1 ton / cm, speed 10 mm / second, and a predetermined size (a disk having a diameter of 15 mm). And vacuum-dried at 140 ° C. for 12 hours to obtain a positive electrode plate of Comparative Example 1. This positive electrode plate can be used as a positive electrode plate for a lithium ion secondary battery. At this time, the film forming property of the electrode active material layer was good. Further, using the positive electrode plate of Comparative Example 1, a film adhesion test was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

比較例1の正極板を用いて実施例1と同様にして三極式コインセルを組み立て、これを比較例試験セル1とした。実施例試験セル1のかわりに比較例試験セル1を用いたほかは実施例1と同様にして作用極の初期放電容量(mAh)の測定、レート特性試験を行ない0.1C基準放電容量維持率(%)を算出し、また、500サイクル特性試験を実施し、初期充放電効率(%)を測定した。結果を表2に示す。   Using the positive electrode plate of Comparative Example 1, a tripolar coin cell was assembled in the same manner as in Example 1, and this was designated as Comparative Example Test Cell 1. The initial discharge capacity (mAh) of the working electrode was measured and the rate characteristic test was conducted in the same manner as in Example 1 except that the comparative example test cell 1 was used instead of the example test cell 1. (%) Was calculated, a 500 cycle characteristic test was performed, and initial charge / discharge efficiency (%) was measured. The results are shown in Table 2.

(比較例2,3)
比較例2,3では、活物質粒子として、それぞれ平均粒径1μmの正極活物質LiNi0.80Co0.15Al0.05 :10g、平均粒径1μmの正極活物質LiCoO :10gを用いた(表1)こと以外は、比較例1と同様にして、電極活物質層形成液を調製した。さらに、乾燥後の塗工量が27g/mとなる量で電極活物質層形成液を集電体に塗布したこと以外は、比較例1と同様にして比較例2,3の正極板を調製した。また、このとき、電極活物質層の膜形成性が良好であった。さらに、比較例2,3の正極板を用いて、それぞれ実施例1と同様にして膜密着性試験を実施した。結果を表2に示す。
(Comparative Examples 2 and 3)
In Comparative Examples 2 and 3, as active material particles, positive electrode active material LiNi 0.80 Co 0.15 Al 0.05 O 2 : 10 g having an average particle diameter of 1 μm and positive electrode active material LiCoO 2 having an average particle diameter of 1 μm: 10 g, respectively. An electrode active material layer forming solution was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that (Table 1) was used. Further, the positive electrode plates of Comparative Examples 2 and 3 were prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that the electrode active material layer forming liquid was applied to the current collector in an amount such that the coating amount after drying was 27 g / m 2. Prepared. At this time, the film forming property of the electrode active material layer was good. Further, using the positive electrode plates of Comparative Examples 2 and 3, a film adhesion test was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

さらに、比較例1と同様にして、比較例2,3の正極板を用いて三極式コインセルを組み立て、これを比較例試験セル2,3とした。比較例試験セル2,3を用いたほかは比較例1と同様にして作用極の初期放電容量(mAh)の測定、レート特性試験を行ない0.1C基準放電容量維持率(%)を算出し、また、初期充放電効率(%)を測定した。結果を表2に示す。   Further, in the same manner as in Comparative Example 1, a tripolar coin cell was assembled using the positive plates of Comparative Examples 2 and 3, and this was designated as Comparative Example Test Cells 2 and 3. Comparative Example Similar to Comparative Example 1, except that test cells 2 and 3 were used, the initial discharge capacity (mAh) of the working electrode was measured, the rate characteristic test was performed, and the 0.1 C reference discharge capacity retention rate (%) was calculated. The initial charge / discharge efficiency (%) was also measured. The results are shown in Table 2.

(比較例4)
加熱工程を、不活性ガス雰囲気としての窒素ガス雰囲気にて実施したほかは、実施例1と同様にして正極板を調製した。これを比較例4の正極板とした。また、このとき、電極活物質層の膜形成性が良好であった。さらに、比較例4の正極板を用いて、実施例1と同様にして膜密着性試験を実施した。結果を表2に示す。さらに、比較例4の正極板を用いて三極式コインセルを組み立て、これを比較例試験セル4とした。比較例試験セル4を用いたほかは実施例1と同様にして作用極の放電容量(mAh)の測定、レート特性試験を行ない0.1C基準放電容量維持率(%)を算出し、また、初期充放電効率(%)を測定した。結果を表2に示す。
(Comparative Example 4)
A positive electrode plate was prepared in the same manner as in Example 1 except that the heating step was performed in a nitrogen gas atmosphere as an inert gas atmosphere. This was used as the positive electrode plate of Comparative Example 4. At this time, the film forming property of the electrode active material layer was good. Further, using the positive electrode plate of Comparative Example 4, a film adhesion test was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2. Furthermore, a tripolar coin cell was assembled using the positive electrode plate of Comparative Example 4, and this was designated as Comparative Example Test Cell 4. The measurement of the discharge capacity (mAh) of the working electrode and the rate characteristic test were performed in the same manner as in Example 1 except that the comparative example test cell 4 was used, and a 0.1 C reference discharge capacity retention rate (%) was calculated. Initial charge / discharge efficiency (%) was measured. The results are shown in Table 2.

なお、第2の電極活物質の前駆体の化合物より集電体上には金属酸化物が生成し析出する。この金属酸化物は、リチウム遷移金属複合酸化物であるが、スピネル構造に対応する結晶構造を有するものではない。このことは、実施例1と同様に、X線回折分析試験を用いてのスペクトルを得て確認される。さらに、この金属酸化物についてのスペクトルは、統合粉末X線解析ソフトウェア PDXL(リガク社製)により、組成式LiMnOに帰属された。 A metal oxide is generated and deposited on the current collector from the precursor compound of the second electrode active material. This metal oxide is a lithium transition metal composite oxide, but does not have a crystal structure corresponding to a spinel structure. This is confirmed by obtaining a spectrum using an X-ray diffraction analysis test, as in Example 1. Further, the spectrum of the metal oxide was assigned to the composition formula LiMnO 2 by the integrated powder X-ray analysis software PDXL (manufactured by Rigaku Corporation).

表2のレート特性の結果に示すように、実施例のほうが、比較例よりも放電レートが高くても放電容量維持率が高い値を維持しておりレート特性に優れることが確認され、本発明の正極板によれば、高速充放電が可能な電池を提供できることが確認された。   As shown in the results of the rate characteristics in Table 2, it was confirmed that the example maintained the high discharge capacity retention rate even if the discharge rate was higher than the comparative example, and was excellent in the rate characteristics. According to the positive electrode plate, it was confirmed that a battery capable of high-speed charge / discharge can be provided.

上記実施例1から8について、いずれも、第1の電極活物質が第2の電極活物質によって包囲されて、二重構造を構成している状態が形成されている。このことは、第1の電極活物質が核体なし、第2の電極活物質が属酸化物で構成され且つ個の区別なく連続する包囲体を形成しており、核体が包囲体によって包囲されて二重構造を構成されている状態が形成されていることをも示す。また、核体である第1の電極活物質が複数の包囲体によって包囲されており、且つ、隣接する包囲体同士が接合して繋がっており、これによって二重構造が構成されている。具体的に、このような二重構造の様子は、実施例8についての電極活物質層の走査型電子顕微鏡写真(図6)からも明らかである。   In each of Examples 1 to 8, the first electrode active material is surrounded by the second electrode active material to form a double structure. This is because the first electrode active material has no nucleus, the second electrode active material is made of a metal oxide and forms a continuous enclosure without distinction, and the nucleus is surrounded by the enclosure. It is also shown that a state in which a double structure is formed is formed. Further, the first electrode active material which is a nucleus is surrounded by a plurality of enclosures, and adjacent enclosures are joined and connected to each other, thereby forming a double structure. Specifically, the state of such a double structure is also apparent from the scanning electron micrograph (FIG. 6) of the electrode active material layer in Example 8.

正極板の活物質からのリチウムの挿入脱離が繰り返し行なわれると、活物質の劣化が進行する。この劣化の進行しやすさはサイクル特性に現れる。すなわち、リチウムの挿入脱離が繰り返されると、活物質の結晶の崩壊が進行する。結晶の崩壊は、結晶構造に沿って活物質に亀裂が入ることにより進行し、結晶格子が連続しない部分では亀裂の進行が抑制され活物質の崩壊が食い止められると推察される。これに対して、結晶格子が連続していると、活物質の崩壊は食い止めることができず、活物質の崩壊が進むと推察される。そのため、結晶構造が連続しない部分が存在すると、活物質の劣化が遅らされ、サイクル特性が向上すると推察される。ここで、実施例1および比較例1についてのサイクル特性試験の結果をみるに、実施例1は、比較例1よりサイクル特性が向上していることが確認された。すなわち、実施例1では、比較例1に比べて、活物質の劣化の進行を遅らせることができていることが確認された。これは、実施例1では、比較例1と異なり、第1の電極活物質と、第2の電極活物質の存在が認められ、さらに第1の電極活物質の結晶と、第2の電極活物質の結晶界面において、両者の結晶格子が連続する領域と、不連続な領域とが存在することが認められることによるものと推察される。   When lithium insertion / extraction from the active material of the positive electrode plate is repeatedly performed, the active material deteriorates. The ease of progress of this deterioration appears in the cycle characteristics. That is, when the insertion and release of lithium are repeated, the decay of the active material crystal proceeds. It is presumed that the collapse of the crystal proceeds by cracking the active material along the crystal structure, and the progress of the crack is suppressed and the collapse of the active material is stopped at a portion where the crystal lattice is not continuous. On the other hand, when the crystal lattice is continuous, it is assumed that the collapse of the active material cannot be stopped and the collapse of the active material proceeds. Therefore, if there is a portion where the crystal structure is not continuous, it is assumed that the deterioration of the active material is delayed and the cycle characteristics are improved. Here, looking at the results of the cycle characteristic test for Example 1 and Comparative Example 1, it was confirmed that the cycle characteristic of Example 1 was improved over that of Comparative Example 1. That is, in Example 1, it was confirmed that the progress of deterioration of the active material could be delayed as compared with Comparative Example 1. This is different from Comparative Example 1 in Example 1, in which the presence of the first electrode active material and the second electrode active material was recognized, and the first electrode active material crystal and the second electrode active material were observed. This is presumed to be due to the fact that there are regions where the crystal lattices of both materials are continuous and discontinuous at the crystal interface of the material.

1、1’、1’’、55 集電体
2、54 電極活物質層
3 集電基材
4 導電性層
5 断続層
6 核体
7 包囲体
8 空隙
10 非水電解液二次電池用正極板
20、20’、20’’ 非水電解液二次電池用正極板
30 電池パック
31 リチウムイオン二次電池
32 正極端子
33 負極端子
34 保護回路基板
35 外部接続コネクタ
36a、36b 樹脂容器
37 端部ケース
38a、38b 外部接続用窓
50 非水電解液二次電池用負極板
70 セパレータ
81、82 外装
90 非水電解液
100 非水電解液二次電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1 ', 1'', 55 Current collector 2, 54 Electrode active material layer 3 Current collection base material 4 Conductive layer 5 Intermittent layer 6 Core body 7 Enclosure 8 Void 10 Positive electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery Plate 20, 20 ′, 20 ″ Non-aqueous electrolyte secondary battery positive electrode plate 30 Battery pack 31 Lithium ion secondary battery 32 Positive electrode terminal 33 Negative electrode terminal 34 Protective circuit board 35 External connector 36 a, 36 b Resin container 37 End Case 38a, 38b External connection window 50 Nonaqueous electrolyte secondary battery negative electrode plate 70 Separator 81, 82 Exterior 90 Nonaqueous electrolyte 100 Nonaqueous electrolyte secondary battery

Claims (14)

集電体と、該集電体の表面の少なくとも一部に形成される電極活物質層とを備える非水電解液二次電池用正極板であって、
電極活物質層が、第1の電極活物質と第2の電極活物質とを含有してなり、
第2の電極活物質は、第1の電極活物質同士、および、第1の電極活物質と集電体とを、固着させており、
第2の電極活物質は、リチウムを除く金属の群から選ばれた金属とリチウムとを金属元素として有し且つスピネル構造を有するリチウム複合酸化物を含有してなる、ことを特徴とする非水電解液二次電池用正極板。
A positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a current collector and an electrode active material layer formed on at least a part of the surface of the current collector,
The electrode active material layer contains a first electrode active material and a second electrode active material,
The second electrode active material adheres the first electrode active materials to each other and the first electrode active material and the current collector,
The second electrode active material comprises a lithium composite oxide having a metal selected from the group of metals other than lithium and lithium as a metal element and having a spinel structure. Positive electrode plate for electrolyte secondary battery.
第2の電極活物質は、マンガンとリチウムとを金属元素として含むリチウムマンガン複合酸化物を含有してなる、請求項1に記載の非水電解液二次電池用正極板。   2. The positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the second electrode active material contains a lithium manganese composite oxide containing manganese and lithium as metal elements. 第2の電極活物質は、LiMnを含有してなる、請求項1に記載の非水電解液二次電池用正極板。 The positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the second electrode active material contains LiMn 2 O 4 . 第2の電極活物質は、LiMnを構成するマンガンの一部を、リチウムとマンガンを除く金属の群から選ばれた金属で置換したものを含有してなる、ことを特徴とする請求項1に記載の非水電解液二次電池用正極板。 The second electrode active material contains a material in which a part of manganese constituting LiMn 2 O 4 is replaced with a metal selected from the group of metals excluding lithium and manganese. Item 4. A positive electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to Item 1. 第2の電極活物質は、第1の電極活物質の表面の少なくとも一部を覆っている、請求項1から4のいずれかに記載の非水電解液二次電池用正極板。   5. The positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the second electrode active material covers at least a part of the surface of the first electrode active material. 電極活物質層は、隣り合う第2の電極活物質同士の一部において、結晶格子が連続することにより繋がっている箇所を含む、請求項1から5のいずれかに記載の非水電解液二次電池用正極板。   6. The non-aqueous electrolyte solution according to claim 1, wherein the electrode active material layer includes a portion where the crystal lattices are connected to each other in a part of the adjacent second electrode active materials. Secondary battery positive electrode plate. 集電体と、該集電体の表面の少なくとも一部に形成される電極活物質層とを備える非水電解液二次電池用正極板であって、
電極活物質層は、第1の電極活物質からなり該電極活物質層中に分散する複数の核体と、第2の電極活物質からなり該核体を包囲する包囲体とを有し、
前記包囲体は、核体同士、および、核体と集電体を固着させており、
前記包囲体は、複数存在し、これらの複数の包囲体のうち、隣接する包囲体同士の少なくとも一部が互いに繋がっているか、あるいは、前記包囲体は、個の区別なく連続しており、
前記包囲体のうち集電体近傍の包囲体が集電体の表面に繋がっており、
第2の電極活物質は、リチウムを除く金属の群から選ばれた金属とリチウムとを金属元素として有し且つスピネル構造を有するリチウム複合酸化物を含有してなる、ことを特徴とする非水電解液二次電池用正極板。
A positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a current collector and an electrode active material layer formed on at least a part of the surface of the current collector,
The electrode active material layer has a plurality of nuclei made of a first electrode active material and dispersed in the electrode active material layer, and an enclosure made of a second electrode active material and surrounding the nuclei,
The enclosure has the nuclei fixed between the nuclei and the current collector,
There are a plurality of the enclosures, and among these plurality of enclosures, at least a part of adjacent enclosures are connected to each other, or the enclosures are continuous without distinction,
Of the enclosure, an enclosure in the vicinity of the current collector is connected to the surface of the current collector,
The second electrode active material comprises a lithium composite oxide having a metal selected from the group of metals other than lithium and lithium as a metal element and having a spinel structure. Positive electrode plate for electrolyte secondary battery.
第2の電極活物質は、マンガンとリチウムとを金属元素として含むリチウムマンガン複合酸化物を含有してなる、請求項7に記載の非水電解液二次電池用正極板。   The positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 7, wherein the second electrode active material contains a lithium manganese composite oxide containing manganese and lithium as metal elements. 第2の電極活物質は、LiMnを含有してなる、請求項7に記載の非水電解液二次電池用正極板。 The positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 7, wherein the second electrode active material contains LiMn 2 O 4 . 第2の電極活物質は、LiMnを構成するマンガンの一部を、リチウムとマンガンを除く金属の群から選ばれた金属で置換したものを含有してなる、ことを特徴とする請求項7に記載の非水電解液二次電池用正極板。 The second electrode active material contains a material in which a part of manganese constituting LiMn 2 O 4 is replaced with a metal selected from the group of metals excluding lithium and manganese. Item 8. A positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to Item 7. 前記核体と該核体を包囲する包囲体との界面において、前記核体を構成する第1の電極活物質の結晶格子と前記包囲体を構成する第2の電極活物質の結晶格子とが不連続に接合している領域が存在している、請求項7から10のいずれかに記載の非水電解液二次電池用正極板。   A crystal lattice of the first electrode active material constituting the nucleus body and a crystal lattice of the second electrode active material constituting the enclosure body at an interface between the nucleus body and the envelope body surrounding the nucleus body The positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 7, wherein there are discontinuously joined regions. 前記包囲体は、複数存在して、隣接する包囲体同士の一部が互いに繋がっており、
互いに繋がる包囲体同士のうちの一部において、一方の包囲体を構成する第2の電極活物質と他方の包囲体を構成する第2の電極活物質とが互いに結晶格子を連続させることにより繋がっている箇所を含む、請求項7から11のいずれかに記載の非水電解液二次電池用正極板。
There are a plurality of the enclosures, and some of the adjacent enclosures are connected to each other,
In some of the enclosures that are connected to each other, the second electrode active material that constitutes one enclosure and the second electrode active material that constitutes the other enclosure are connected by making the crystal lattices continuous with each other. The positive electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary batteries according to any one of claims 7 to 11, wherein the positive electrode plate includes any portion.
正極板と、負極板と、前記正極板と前記負極板との間に設けられるセパレータと、非水溶媒を含む電解液とを少なくとも備えた非水電解液二次電池であって、
前記正極板が、請求項1から12のいずれかに記載の非水電解液二次電池用正極板である、ことを特徴とする非水電解液二次電池。
A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising at least a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator provided between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and an electrolyte containing a non-aqueous solvent,
The said positive electrode plate is a positive electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary batteries in any one of Claims 1-12, The nonaqueous electrolyte secondary battery characterized by the above-mentioned.
収納ケースと、正極端子および負極端子を備える非水電解液二次電池と、過充電および過放電保護機能を有する保護回路とを少なくとも備え、前記収納ケースに前記非水電解液二次電池および前記保護回路が収納されて構成される電池パックにおいて、
前記非水電解液二次電池が、正極板と、負極板と、前記正極板と前記負極板との間に設けられるセパレータと、非水溶媒を含む電解液とを少なくとも備えた非水電解液二次電池であり、
前記正極板が、請求項1から12のいずれかに記載の非水電解液二次電池用正極板であることを特徴とする電池パック。
A storage case; a non-aqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode terminal and a negative electrode terminal; and a protection circuit having an overcharge and over-discharge protection function, wherein the storage case includes the non-aqueous electrolyte secondary battery and the In a battery pack configured to contain a protection circuit,
The non-aqueous electrolyte secondary battery includes at least a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator provided between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and an electrolyte solution containing a non-aqueous solvent. A secondary battery,
The said positive electrode plate is a positive electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary batteries in any one of Claim 1 to 12, The battery pack characterized by the above-mentioned.
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