JP2012094344A - Method for manufacturing electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Method for manufacturing electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary battery Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing an electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary battery, which does not cause breakage, wrinkle, and so on in manufacturing, thereby manufacturing the electrode plate with an excellent manufacturing yield, the manufactured electrode plate being excellent in a battery characteristic.SOLUTION: A method for manufacturing an electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary battery, comprises: a preparation step for preparing a collector made of aluminum foil with a purity of 99% or more; a step for forming a precursor including at least electrode active substance particles and a chemical compound containing metal element, on the collector having been prepared in the preparation step; and a step for heating the chemical compound containing metal element in the precursor at equal to or more than a temperature at which the chemical compound containing metal element becomes metallic oxide.

Description

本発明は、非水電解液二次電池用電極板の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery.

非水電解液二次電池は、高エネルギー密度、高電圧を有し、また充放電時にいわゆるメモリ効果と呼ばれる完全に放電させる前に電池の充電を行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、ノート型パソコン、ポータブル機器など様々な分野で用いられている。   Non-aqueous electrolyte secondary batteries have a high energy density and high voltage, and the phenomenon that the battery capacity gradually decreases when the battery is charged before it is completely discharged at the time of charging / discharging, so-called memory effect. Since it does not exist, it is used in various fields such as portable devices, notebook computers, and portable devices.

現在、地球温暖化防止の対策として、世界規模でCO2排出抑制の取り組みが行われているなかで、石油依存度を低減し、低環境負荷で走行可能とすることで、CO2削減に大いに寄与することができるプラグインハイブリッド自動車、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。これらの次世代クリーンエネルギー自動車の駆動力として非水電解液二次電池を利用することができれば、ガソリンに依存する必要がなく、CO2削減に大いに寄与することができ、地球温暖化防止に大いに貢献することができる。一方で、次世代クリーンエネルギー自動車の駆動力として非水電解液二次電池が利用されるためには、当該電池を構成する各パーツ、例えば電極板などの性能を上げるとともに、これらのパーツを高精度かつ歩留まりよく生産することが必要とされている。 Currently, as a measure to prevent global warming, efforts to reduce CO 2 emissions are being carried out on a global scale. By reducing the dependence on oil and allowing it to travel with a low environmental load, it can greatly reduce CO 2 emissions. There is an urgent need to develop and promote next-generation clean energy vehicles represented by plug-in hybrid vehicles and electric vehicles that can contribute. If non-aqueous electrolyte secondary batteries can be used as the driving force for these next-generation clean energy vehicles, there is no need to rely on gasoline, which can greatly contribute to CO 2 reduction and greatly prevent global warming. Can contribute. On the other hand, in order for non-aqueous electrolyte secondary batteries to be used as the driving force for next-generation clean energy vehicles, the performance of each part that constitutes the battery, such as an electrode plate, is improved and these parts are improved. It is necessary to produce with high accuracy and high yield.

現在、各種の提案がされている非水電解液二次電池は、正極板、負極板、セパレータ、及び非水電解液から構成される。正極板としては、集電体表面に、正極活物質粒子が固着されてなる電極活物質層を備えるものが一般的である。また負極板としては、集電体表面に、負極活物質粒子が固着されてなる電極活物質層を備えるものが一般的である。集電体としてはアルミニウム箔が広く用いられている。   Currently, various proposals of non-aqueous electrolyte secondary batteries include a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator, and a non-aqueous electrolyte solution. The positive electrode plate is generally provided with an electrode active material layer in which positive electrode active material particles are fixed on the current collector surface. Moreover, as a negative electrode plate, what is equipped with the electrode active material layer by which a negative electrode active material particle adheres to the collector surface is common. Aluminum foil is widely used as a current collector.

上記正極板または負極板である電極板を製造するには、まず、正極活物質粒子または負極活物質粒子である電極活物質粒子、樹脂製バインダー、あるいはさらに、必要に応じて導電剤やその他の材料を用い、溶媒中で混練及び/又は分散させて、スラリー状の電極活物質層形成液を調製する。そして電極活物質層形成液を集電体表面に塗工し、次いで乾燥させて集電体上に塗膜を形成し、プレスすることにより電極活物質層を備える電極板が形成される(たとえば、特許文献1、または特許文献2)。   In order to produce the electrode plate which is the positive electrode plate or the negative electrode plate, first, the electrode active material particles which are the positive electrode active material particles or the negative electrode active material particles, the resin binder, or further, a conductive agent or other as required The material is kneaded and / or dispersed in a solvent to prepare a slurry-like electrode active material layer forming liquid. Then, the electrode active material layer forming liquid is applied to the surface of the current collector, then dried to form a coating film on the current collector, and pressed to form an electrode plate having the electrode active material layer (for example, Patent Document 1 or Patent Document 2).

このとき、電極活物質層形成液に含有される電極活物質粒子は、該液に分散する粒子状の金属化合物であって、それ自体だけでは、集電体表面に塗工され、乾燥させ、プレスされても該集電体表面に固着され難く、集電体からすぐに剥離してしまう。そこで、電極活物質層を形成する場合には、樹脂製バインダーを電極活物質層形成液に添加し、この樹脂製バインダーにより、電極活物質粒子を集電体上に固着させるとともに、電極活物質粒子同士を固着させている。   At this time, the electrode active material particles contained in the electrode active material layer forming liquid is a particulate metal compound dispersed in the liquid, and as such, is coated on the surface of the current collector and dried. Even if it is pressed, it is difficult to adhere to the surface of the current collector, and it will peel off from the current collector immediately. Therefore, when forming the electrode active material layer, a resin binder is added to the electrode active material layer forming liquid, and the electrode active material particles are fixed on the current collector by the resin binder, and the electrode active material The particles are fixed to each other.

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

しかしながら、上記特許文献1、特許文献2に提案されている方法により形成された電極板は、電極活物質粒子と集電体および電極活物質粒子同士が樹脂製バインダーで固着されていることから、電極活物質層のインピーダンスが大きくなってしまい、出力特性を向上することができないといった問題がある。   However, since the electrode plate formed by the method proposed in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above, the electrode active material particles, the current collector, and the electrode active material particles are fixed with a resin binder, There is a problem that the impedance of the electrode active material layer becomes large and the output characteristics cannot be improved.

このような問題を解決するために、樹脂製バインダーの全部または一部を金属酸化物に代える、つまり電極活物質粒子と集電体および電極活物質粒子同士をそれぞれ金属酸化物によって固着する試みがなされている。樹脂製バインダーに代えて金属酸化物を用いることにより、金属酸化物を用いた分だけ電極活物質層のインピーダンスを小さくすることができ、これにより出力特性を向上することができる。   In order to solve such problems, there is an attempt to replace all or part of the resin binder with a metal oxide, that is, to fix the electrode active material particles, the current collector and the electrode active material particles to each other with the metal oxide. Has been made. By using a metal oxide instead of the resin binder, the impedance of the electrode active material layer can be reduced by the amount of using the metal oxide, thereby improving the output characteristics.

金属酸化物によって固着された電極板の製造するに方法としては、例えば、(1)アルミニウム箔からなる集電体に、少なくとも電極活物質粒子および金属元素含有化合物を含む前駆体を塗工などにより形成する工程と、(2)前記前駆体中の金属元素含有化合物が金属酸化物となる温度以上で加熱する工程と、を有する方法を挙げることができる。当該方法によれば、前駆体中に含まれる金属元素含有化合物を熱分解などすることにより金属酸化物に変化させる過程において、前駆体中に含まれている電極活物質粒子同士、および前駆体の下にある集電体と電極活物質粒子とを、それぞれ金属酸化物によって固着することができるので便利である。   As a method for producing an electrode plate fixed with a metal oxide, for example, (1) a current collector made of aluminum foil is coated with a precursor containing at least electrode active material particles and a metal element-containing compound. And (2) a step of heating at or above a temperature at which the metal element-containing compound in the precursor becomes a metal oxide. According to the method, in the process of changing the metal element-containing compound contained in the precursor into a metal oxide by pyrolysis or the like, the electrode active material particles contained in the precursor, and the precursor It is convenient because the current collector and the electrode active material particles below can be fixed by metal oxides.

ただし、上記の方法で、電極板を形成する場合には、金属元素含有化合物が金属酸化物となる温度以上で加熱する必要があり、集電体がアルミニウム箔である場合には、加熱工程において、集電体が軟質化したり、強度の低下を引き起こしたりすることで、破断や、シワ等が生ずることとなる。   However, when the electrode plate is formed by the above method, it is necessary to heat at a temperature higher than the temperature at which the metal element-containing compound becomes a metal oxide. When the current collector is an aluminum foil, The current collector becomes soft or causes a decrease in strength, thereby causing breakage, wrinkles and the like.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、アルミニウム箔からなる集電体を使用した場合に、製造時に破断やシワ等が生ずることなく、歩留まりよく電極板を製造することができ、かつ、製造される電極板の電池特性が高い、非水電解液二次電池用電極板の製造方法を提供することを主たる課題とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and when a current collector made of aluminum foil is used, an electrode plate can be manufactured with high yield without causing breakage or wrinkles during the manufacturing. And the main subject is providing the manufacturing method of the electrode plate for non-aqueous-electrolyte secondary batteries with the high battery characteristic of the electrode plate manufactured.

上記課題を解決するための本発明の製造方法は、純度が99%以上のアルミニウム箔からなる集電体を準備する準備工程と、前記準備工程で準備された集電体上に少なくとも電極活物質粒子および金属元素含有化合物を含む前駆体を形成する工程と、前記前駆体中の金属元素含有化合物が金属酸化物となる温度以上で加熱する工程と、を有することを特徴とする。   The manufacturing method of the present invention for solving the above problems includes a preparation step of preparing a current collector made of aluminum foil having a purity of 99% or more, and at least an electrode active material on the current collector prepared in the preparation step The method includes a step of forming a precursor containing particles and a metal element-containing compound, and a step of heating at or above a temperature at which the metal element-containing compound in the precursor becomes a metal oxide.

本発明の非水電解液二次電池用電極板の製造方法によれば、第一に、金属元素含有化合物を含む前駆体を用い、これを加熱することで金属酸化物とする工程を有しているので、電極活物質粒子同士および電極活物質粒子と集電体のそれぞれを金属元素含有化合物由来の金属酸化物により固着することができる。したがって、樹脂製バインダーのみを用いてこれらを固着している従来の電極板と比べてインピーダンスが低く、出力特性に優れた電極板を提供することができる。   According to the method for producing an electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, firstly, a precursor containing a metal element-containing compound is used, and this is heated to form a metal oxide. Therefore, the electrode active material particles and each of the electrode active material particles and the current collector can be fixed by the metal oxide derived from the metal element-containing compound. Therefore, it is possible to provide an electrode plate having a low impedance and excellent output characteristics as compared with a conventional electrode plate in which these are fixed using only a resin binder.

第二に、非水電解液二次電池用電極板の製造方法によれば、純度が99%以上のアルミニウム箔からなる集電体が用いられることから、加熱時に、集電体が軟質化したり、強度の低下を引き起こしたりすることがない。したがって、破断や、シワ等のない電極板を歩留まりよく製造することができる。   Secondly, according to the method of manufacturing the electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery, since the current collector made of aluminum foil having a purity of 99% or more is used, the current collector becomes soft during heating. Does not cause a drop in strength. Therefore, an electrode plate free from breakage and wrinkles can be manufactured with high yield.

(非水電解液二次電池用電極板の製造方法)
以下、本発明の非水電解液二次電池用電極板の製造方法について詳細に説明する。
(Method for producing electrode plate for non-aqueous electrolyte secondary battery)
Hereinafter, the manufacturing method of the electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary batteries of this invention is demonstrated in detail.

本発明の方法は、(1)純度が99%以上のアルミニウム箔からなる集電体を準備する工程(以下、「準備工程」とする場合がある。)と、(2)この集電体上に、少なくとも電極活物質粒子および金属元素含有化合物を含む前駆体を形成する工程(以下、「前駆体形成工程」とする場合がある。)と、(3)前記前駆体中の金属元素含有化合物が金属酸化物となる温度以上で加熱する工程(以下、「加熱工程」とする場合がある。)と、を有している。以下、これらの工程について詳細に説明する。   The method of the present invention comprises (1) a step of preparing a current collector made of an aluminum foil having a purity of 99% or more (hereinafter sometimes referred to as “preparation step”), and (2) on the current collector. A step of forming a precursor containing at least electrode active material particles and a metal element-containing compound (hereinafter sometimes referred to as “precursor formation step”), and (3) a metal element-containing compound in the precursor And a step of heating at a temperature equal to or higher than the temperature at which the metal oxide becomes a metal oxide (hereinafter sometimes referred to as “heating step”). Hereinafter, these steps will be described in detail.

(1)準備工程
本発明の方法において、準備工程とは、純度が99%以上のアルミニウム箔からなる集電体を準備する工程である。
(1) Preparation Step In the method of the present invention, the preparation step is a step of preparing a current collector made of an aluminum foil having a purity of 99% or more.

本発明の方法において、準備工程において準備される集電体が、純度99%以上のアルミニウム箔からなる集電体であるか否かは、ICP−MS(誘導結合プラズマ質量分析装置)によって確認することができる。   In the method of the present invention, whether or not the current collector prepared in the preparation step is a current collector made of aluminum foil having a purity of 99% or more is confirmed by ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometer). be able to.

集電体の厚さについても特に限定はないが、正極板の製造に用いられる集電体である場合には、3〜150μm程度であることが好ましく、負極板の製造に用いられる集電体である場合には、3〜100μm程度であることが好ましい。
(2)前駆体形成工程
本発明の方法において、前駆体形成工程とは、上記準備工程で準備された集電体上に、少なくとも電極活物質粒子および金属元素含有化合物を含み、この工程の後に行われる加熱工程を経て電極活物質層となるべき前駆体を形成する工程をいう。
The thickness of the current collector is not particularly limited, but in the case of a current collector used for manufacturing a positive electrode plate, it is preferably about 3 to 150 μm, and the current collector used for manufacturing a negative electrode plate Is preferably about 3 to 100 μm.
(2) Precursor formation step In the method of the present invention, the precursor formation step includes at least the electrode active material particles and the metal element-containing compound on the current collector prepared in the preparation step, and after this step The process of forming the precursor which should become an electrode active material layer through the heating process performed is said.

本発明における前駆体形成工程にあっては、集電体上に所望の前駆体を形成することが可能であればよく、その形成方法については特に限定されず、種々の方法を適宜選択して用いることができる。例えば、印刷法、スピンコート、ディップコート、バーコート、スプレーコート等を挙げることができる。また、集電体の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、上記の方法以外に手動で塗工することも可能である。以下、正極板、および負極板を製造するための前駆体について具体的に説明する。   In the precursor formation step in the present invention, it is only necessary that a desired precursor can be formed on the current collector, and the formation method is not particularly limited, and various methods are appropriately selected. Can be used. For example, a printing method, spin coating, dip coating, bar coating, spray coating and the like can be mentioned. In addition, when the surface of the current collector is porous, has a large number of irregularities, or has a three-dimensional structure, it can be applied manually other than the above method. . Hereinafter, the positive electrode plate and the precursor for producing the negative electrode plate will be specifically described.

(正極板を製造するための前駆体)
本発明の方法で非水電解液二次電池の正極板を製造する場合における、前駆体に含有される電極活物質粒子としては、従来公知の、充放電が可能な種々の正極活物質粒子を適宜選択して用いることができ、特に限定されることはない。このような正極活物質粒子としては、例えば、LiCoO2、LiMn24、LiNiO2、LiFeO2、Li4Ti512、LiFePO4、LiNi1/3Mn1/3Co1/32、LiNi0.80Co0.15Al0.052、などのリチウム遷移金属複合酸化物などの正極活物質粒子を挙げることができる。
(Precursor for producing positive electrode plate)
In the case of producing a positive electrode plate of a non-aqueous electrolyte secondary battery by the method of the present invention, as the electrode active material particles contained in the precursor, conventionally known various positive electrode active material particles that can be charged and discharged are used. It can be appropriately selected and used, and is not particularly limited. Examples of such positive electrode active material particles include LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiFeO 2 , Li 4 Ti 5 O 12 , LiFePO 4 , LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2. And positive electrode active material particles such as lithium transition metal composite oxides such as LiNi 0.80 Co 0.15 Al 0.05 O 2 .

これらの正極活物質粒子の中でも、LiMn24を特に好適に使用することができる。LiMn24は種々の正極活物質の中でも特に高いレート特性を有することから、レート特性の向上が図られ、充放電の高速化を発揮することができる。 Among these positive electrode active material particles, LiMn 2 O 4 can be particularly preferably used. Since LiMn 2 O 4 has particularly high rate characteristics among various positive electrode active materials, the rate characteristics can be improved and the charge / discharge speed can be increased.

また、これらの正極活物質粒子は、1次粒子であってもよく、2次粒子であってもよい。また、その粒子径についても、特に限定されることはなく、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。   Further, these positive electrode active material particles may be primary particles or secondary particles. Further, the particle diameter is not particularly limited, and those having an arbitrary size can be appropriately selected and used.

また、本発明の方法で正極板を製造する場合における、前駆体に含有される金属元素含有化合物としては、リチウム元素含有化合物と、コバルト、ニッケル、マンガン、鉄またはチタンから選択されるいずれかの金属元素を含む金属元素含有化合物の1種あるいは2種以上とを好ましく用いることができる。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。本発明および本明細書においては、無機金属元素含有化合物及び有機金属含有化合物をあわせて、単に金属元素含有化合物という場合がある。   In addition, when the positive electrode plate is produced by the method of the present invention, the metal element-containing compound contained in the precursor is any one selected from a lithium element-containing compound and cobalt, nickel, manganese, iron, or titanium. One or more metal element-containing compounds containing a metal element can be preferably used. The metal element-containing compound may be an inorganic metal element-containing compound that does not contain carbon in the compound, or may be an organometallic element-containing compound that contains carbon in the compound. Good. In the present invention and the present specification, the inorganic metal element-containing compound and the organic metal-containing compound may be simply referred to as a metal element-containing compound.

また、金属元素含有化合物としては、リチウム元素あるいはコバルト等の他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、臭素酸塩等を挙げることもできる。中でも、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、硝酸塩は広範囲の種類の正極集電体に対して製膜性がよいので好ましく使用される。   In addition, examples of the metal element-containing compound include chlorides, nitrates, sulfates, perchlorates, acetates, phosphates, bromates, and the like of other metal elements such as lithium element and cobalt. Among them, in the present invention, chloride, nitrate, and acetate are preferably used because they are easily available as general-purpose products. In particular, nitrate is preferably used because of its good film-forming property for a wide variety of positive electrode current collectors.

例えば、金属酸化物としてLiCoO2を生成するための金属元素含有化合物としては、Li元素含有化合物、及びCo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。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、及びリン酸リチウム等が挙げられ、また、Co元素含有化合物としては、例えば、塩化コバルト(II)六水和物、蟻酸コバルト(II)二水和物、コバルト(III)アセチルアセトナート、コバルト(II)アセチルアセトナート二水和物、酢酸コバルト(II)四水和物、しゅう酸コバルト(II)二水和物、硝酸コバルト(II)六水和物、塩化コバルト(II)アンモニウム六水和物、亜硝酸コバルト(III)ナトリウム、及び硫酸コバルト(II)七水和物等が挙げられる。主原料として用いるLi元素含有化合物、及びCo元素含有化合物の組み合わせ割合(Li:Co=X:1)は、特に限定されないが、1≦X<2であることが好ましく、1≦X≦1.2であることがより好ましい。 For example, as a metal element-containing compound for producing LiCoO 2 as a metal oxide, a Li element-containing compound and a Co element-containing compound can be used in combination as main raw materials, and other raw materials as necessary Can also be used in combination. Examples of the Li element-containing compound include lithium citrate tetrahydrate, lithium perchlorate trihydrate, lithium acetate dihydrate, lithium nitrate, and lithium phosphate. Examples of the compound include cobalt (II) chloride hexahydrate, cobalt (II) formate dihydrate, cobalt (III) acetylacetonate, cobalt (II) acetylacetonate dihydrate, cobalt acetate (II ) Tetrahydrate, cobalt (II) oxalate dihydrate, cobalt (II) nitrate hexahydrate, cobalt (II) ammonium chloride hexahydrate, sodium cobalt (III) nitrite, and cobalt sulfate ( II) The heptahydrate etc. are mentioned. The combination ratio (Li: Co = X: 1) of the Li element-containing compound and the Co element-containing compound used as the main raw material is not particularly limited, but is preferably 1 ≦ X <2, and preferably 1 ≦ X ≦ 1. 2 is more preferable.

また、金属酸化物としてLiNiO2を生成するための金属元素含有化合物としては、Li元素含有化合物、及びNi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。Li元素含有化合物の例は、上述するLiCoO2を生成する場合と同様であり、また、Ni元素含有化合物としては、例えば、塩化ニッケル(II)六水和物、酢酸ニッケル(II)四水和物、過塩素酸ニッケル(II)六水和物、臭化ニッケル(II)三水和物、硝酸ニッケル(II)六水和物、ニッケル(II)アセチルアセトナート二水和物、次亜リン酸ニッケル(II)六水和物、及び硫酸ニッケル(II)六水和物等が挙げられる。主原料として用いるLi元素含有化合物、及びNi元素含有化合物の組み合わせ割合(Li:Ni=X:1)は、特に限定されないが、1≦X<2であることが好ましく、1≦X≦1.2であることがより好ましい。 Further, as the metal element-containing compounds to produce LiNiO 2 as the metal oxide, Li-element-containing compound, and a Ni element-containing compound can be used in combination as the main raw material, and further, other ingredients as needed Can also be used in combination. Examples of the Li element-containing compound are the same as in the case of producing LiCoO 2 described above. Examples of the Ni element-containing compound include nickel chloride (II) hexahydrate and nickel acetate (II) tetrahydrate. , Nickel (II) perchlorate hexahydrate, nickel (II) bromide trihydrate, nickel (II) nitrate hexahydrate, nickel (II) acetylacetonate dihydrate, hypophosphorous acid Examples thereof include nickel (II) acid hexahydrate and nickel (II) sulfate hexahydrate. The combination ratio (Li: Ni = X: 1) of the Li element-containing compound and Ni element-containing compound used as the main raw material is not particularly limited, but is preferably 1 ≦ X <2, and preferably 1 ≦ X ≦ 1. 2 is more preferable.

また、金属酸化物としてLiMn24を生成するための金属元素含有化合物としては、Li元素含有化合物、及び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。Li元素含有化合物の例は、上述するLiCoO2を生成する場合と同様であり、また、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等が挙げられる。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(Li:Mn=X:1)は、特に限定されないが、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。 In addition, as a metal element-containing compound for generating LiMn 2 O 4 as a metal oxide, a Li element-containing compound and a Mn element-containing compound can be used in combination as main raw materials. These raw materials can also be used in combination. Examples of the Li element-containing compound are the same as in the case of producing LiCoO 2 described above, and examples of the Mn element-containing compound include manganese acetate (III) dihydrate and manganese nitrate (II) hexahydrate. Products, manganese (II) sulfate pentahydrate, manganese (II) oxalate dihydrate, manganese (III) acetylacetonate, and the like. The combination ratio (Li: Mn = X: 1) of the Li element-containing compound and the Mn element-containing compound used as the main raw material is not particularly limited, but is preferably 0.5 ≦ X <1, 0.5 ≦ More preferably, X ≦ 0.6.

また、金属酸化物としてLiFeO2を生成するための金属元素含有化合物としては、Li元素含有化合物、及びFe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。Li元素含有化合物の例は、上述するLiCoO2を生成する場合と同様であり、また、Fe元素含有化合物としては、例えば、塩化鉄(II)四水和物、クエン酸鉄(III)、酢酸鉄(II)、しゅう酸鉄(II)二水和物、硝酸鉄(III)九水和物、乳酸鉄(II)三水和物、及び硫酸鉄(II)七水和物等が挙げられる。主原料として用いるLi元素含有化合物、及びFe元素含有化合物の組み合わせ割合(Li:Fe=X:1)は、特に限定されないが、1≦X<2であることが好ましく、1≦X≦1.2であることがより好ましい。 Further, as the metal element-containing compounds to produce LiFeO 2 as the metal oxide, Li-element-containing compound, and a Fe element-containing compound can be used in combination as the main raw material, and further, other ingredients as needed Can also be used in combination. Examples of the Li element-containing compound are the same as in the case of producing LiCoO 2 described above. Examples of the Fe element-containing compound include iron (II) chloride tetrahydrate, iron (III) citrate, and acetic acid. Examples include iron (II), iron (II) oxalate dihydrate, iron (III) nitrate nonahydrate, iron (II) lactate trihydrate, and iron (II) sulfate heptahydrate. . The combination ratio (Li: Fe = X: 1) of the Li element-containing compound and the Fe element-containing compound used as the main raw material is not particularly limited, but is preferably 1 ≦ X <2, and preferably 1 ≦ X ≦ 1. 2 is more preferable.

また、金属酸化物としてLi4Ti512を生成するための金属元素含有化合物としては、Li元素含有化合物、及びTi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。Li元素含有化合物の例は、上述するLiCoO2を生成する場合と同様であり、また、Ti元素含有化合物としては、例えば、四塩化チタン、及びチタンアセチルアセトナート等が挙げられる。主原料として用いるLi元素含有化合物、及びTi元素含有化合物の組み合わせ割合(Li:Ti=X:1)は、特に限定されないが、1≦X<2であることが好ましく、1≦X≦1.2であることがより好ましい。 In addition, as a metal element-containing compound for producing Li 4 Ti 5 O 12 as a metal oxide, a Li element-containing compound and a Ti element-containing compound can be used in combination as main raw materials, and if necessary, Other raw materials can also be used in combination. Examples of the Li element-containing compound are the same as in the case of producing LiCoO 2 described above, and examples of the Ti element-containing compound include titanium tetrachloride and titanium acetylacetonate. The combination ratio (Li: Ti = X: 1) of the Li element-containing compound and the Ti element-containing compound used as the main raw material is not particularly limited, but is preferably 1 ≦ X <2, preferably 1 ≦ X ≦ 1. 2 is more preferable.

正極板を製造するための前駆体に含まれる電極(正極)活物質粒子と金属元素含有化合物との配合比率については特に限定されることはないが、金属元素含有化合物は、加熱工程を経て金属酸化物となり、この金属酸化物によって電極(正極)活物質粒子同士および電極(正極)活物質粒子と集電体とが固着されることから、金属酸化物の含有量が少なすぎる場合には、当該固着力を所望の程度まで上げることができなくなるおそれや、インピーダンスを所望の程度まで下げることができなくなるおそれがある。したがって、当該前駆体が最終的に正極活物質層となった状態において、電極(正極)活物質粒子の質量比率を100質量部としたときの、金属酸化物の質量比率が、1質量部以上100質量部以下となるように含まれる電極(正極)活物質粒子と金属元素含有化合物との配合比率を調整することが好ましい。   The compounding ratio of the electrode (positive electrode) active material particles and the metal element-containing compound contained in the precursor for producing the positive electrode plate is not particularly limited, but the metal element-containing compound is a metal that undergoes a heating process. Since it becomes an oxide and the electrode (positive electrode) active material particles and the electrode (positive electrode) active material particles and the current collector are fixed by this metal oxide, when the content of the metal oxide is too small, There is a possibility that the fixing force cannot be increased to a desired level, or that the impedance cannot be decreased to a desired level. Therefore, in the state where the precursor finally becomes the positive electrode active material layer, the mass ratio of the metal oxide when the mass ratio of the electrode (positive electrode) active material particles is 100 parts by mass is 1 part by mass or more. It is preferable to adjust the blending ratio of the electrode (positive electrode) active material particles and the metal element-containing compound contained so as to be 100 parts by mass or less.

ここで、正極板を製造するための前駆体を形成するにあたり、上記で説明した電極活物質粒子と金属元素含有化合物とを溶媒中に混合せしめ、塗工液とし、これを正極集電体上に塗工することにより前駆体を形成する場合においては、これに用いる溶媒としては、金属元素含有化合物を溶解することができるものであればよく、従来公知の溶媒を適宜選択して用いることができる。例えば、水、NMP(N−メチル−2−ピロリドン)、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソ−プロパノール、n−ブタノール、イソ−ブタノール、2−ブタノール、t−ブタノール等の低級アルコール、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、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール及びこれらの混合溶媒を挙げることができる。   Here, in forming the precursor for producing the positive electrode plate, the electrode active material particles described above and the metal element-containing compound are mixed in a solvent to obtain a coating solution, which is used on the positive electrode current collector. In the case of forming a precursor by coating, any solvent can be used as long as it can dissolve the metal element-containing compound, and a conventionally known solvent can be appropriately selected and used. it can. For example, water, lower alcohols such as NMP (N-methyl-2-pyrrolidone), methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, iso-butanol, 2-butanol, t-butanol, acetylacetone, diacetyl And ketones such as benzoylacetone, ketoesters such as ethyl acetoacetate, ethyl pyruvate, ethyl benzoylacetate and ethyl benzoylformate, toluene, ethylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol, and mixed solvents thereof.

また、前記のように溶媒中に金属元素含有化合物を溶解する場合においては、溶媒中に添加される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、0.01〜5mol/L、特に0.1〜2mol/Lが好ましい。上記濃度を0.01mol/L以上とすることにより、正極集電体と該集電体表面において前駆体から生成される正極活物質層とを良好に密着性させることができ、電極(正極)活物質粒子の固着を図ることができる。また、上記濃度を、5mol/L以下とすることにより、上記塗工液を正極集電体の表面へ良好に塗工できる程度の良好な粘度を維持することができ、均一な塗膜を形成することができる。   In addition, when the metal element-containing compound is dissolved in the solvent as described above, the total ratio of one or more metal element-containing compounds added to the solvent is 0.01 to 5 mol / L, especially 0.1 to 2 mol / L is preferred. By setting the concentration to 0.01 mol / L or more, the positive electrode current collector and the positive electrode active material layer generated from the precursor on the surface of the current collector can be satisfactorily adhered, and the electrode (positive electrode) The active material particles can be fixed. In addition, by setting the concentration to 5 mol / L or less, it is possible to maintain a good viscosity enough to apply the coating liquid onto the surface of the positive electrode current collector, thereby forming a uniform coating film. can do.

さらに、上記のような塗工液を用いる場合、当該塗工液には、導電材、あるいは、塗工液の粘度調整剤である有機物、その他の添加剤を配合してもよい。   Furthermore, when using the above coating liquid, you may mix | blend the organic substance which is a conductive material or the viscosity modifier of a coating liquid, and another additive in the said coating liquid.

前駆体の厚さについても特に限定されることはないが、15〜300程度が一般的である。   The thickness of the precursor is not particularly limited, but is generally about 15 to 300.

(負極板を形成するための前駆体)
一方、本発明の方法で非水電解液二次電池の負極板を製造する場合における、前駆体に含有される電極活物質粒子としては、例えば、チタンコバルトの酸化物、マンガン、鉄、コバルトの窒化物、リチウム元素とチタン元素とを含有する複合酸化物(例えば、Li4Ti512、Li2Ti37)など、リチウムイオンを吸蔵放出可能な材料を挙げることができる。中でも、本発明においては、レート特性の高いリチウムチタン複合酸化物を好適に使用することができる。
(Precursor for forming negative electrode plate)
On the other hand, the electrode active material particles contained in the precursor in the case of producing a negative electrode plate of a nonaqueous electrolyte secondary battery by the method of the present invention include, for example, titanium cobalt oxide, manganese, iron, cobalt Examples thereof include materials capable of occluding and releasing lithium ions, such as nitrides and composite oxides containing lithium and titanium elements (for example, Li 4 Ti 5 O 12 , Li 2 Ti 3 O 7 ). Especially, in this invention, a lithium titanium complex oxide with a high rate characteristic can be used conveniently.

また、本発明の方法で負極板を製造する場合における、前駆体に含有される金属元素含有化合物としては、金属元素の塩化物、硝酸塩、酢酸塩、過塩素酸塩、リン酸塩、臭素酸塩等の金属塩や、これらの金属塩の水和物等を挙げることができる。中でも、塩化物、硝酸塩、酢酸塩は汎用品としての入手が容易であるほか、後述する加熱工程によって加熱することにより、塩素イオン、硝酸イオン、酢酸イオンを容易に前駆体中から消失させることができることから特に好適に用いることができる。   In addition, in the case of producing a negative electrode plate by the method of the present invention, the metal element-containing compound contained in the precursor includes metal element chloride, nitrate, acetate, perchlorate, phosphate, bromate Examples thereof include metal salts such as salts, and hydrates of these metal salts. Among them, chlorides, nitrates, and acetates are easily available as general-purpose products, and chlorine ions, nitrate ions, and acetate ions can be easily eliminated from the precursor by heating in the heating process described later. Since it can be used, it can be particularly preferably used.

より具体的には、例えば、金属元素が銅である場合には、塩化銅、硝酸銅、酢酸銅、酢酸銅(II)一水和物等を挙げることができ、金属元素がニッケルである場合には、塩化ニッケル、硝酸ニッケル、酢酸ニッケル、硝酸ニッケル(II)六水和物、酢酸ニッケル(II)四水和物等を挙げることができ、金属元素がリチウムである場合には、塩化リチウム、硝酸リチウム、酢酸リチウム、酢酸リチウム三水和物等を挙げることができる。   More specifically, for example, when the metal element is copper, copper chloride, copper nitrate, copper acetate, copper acetate (II) monohydrate and the like can be mentioned, and when the metal element is nickel Can include nickel chloride, nickel nitrate, nickel acetate, nickel (II) nitrate hexahydrate, nickel acetate (II) tetrahydrate, and the like. When the metal element is lithium, lithium chloride , Lithium nitrate, lithium acetate, lithium acetate trihydrate and the like.

負極板を製造するための前駆体に含まれる電極(負極)活物質粒子と金属元素含有化合物との配合比率については、特に限定されることはないが、正極板を製造する場合と同様の理由により、当該前駆体が最終的に負極活物質層となった状態において、電極(負極)活物質粒子の質量比率を100質量部としたときの、金属酸化物の質量比率が、1質量部以上100質量部以下となるように含まれる電極(負極)活物質粒子と金属元素含有化合物との配合比率を調整することが好ましい。   The blending ratio of the electrode (negative electrode) active material particles and the metal element-containing compound contained in the precursor for producing the negative electrode plate is not particularly limited, but is the same reason for producing the positive electrode plate. Thus, in a state where the precursor finally becomes the negative electrode active material layer, the mass ratio of the metal oxide when the mass ratio of the electrode (negative electrode) active material particles is 100 parts by mass is 1 part by mass or more. It is preferable to adjust the blending ratio of the electrode (negative electrode) active material particles and the metal element-containing compound contained so as to be 100 parts by mass or less.

また、負極板を製造するための前駆体は、上述した正極板の場合と同様、塗工液とし、これを負極集電体上に塗工することにより前駆体を形成することができ、これに用いる溶媒としては前記正極板と同様の溶媒を用いることができる。その際、溶媒に対し、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、0.01〜20mol/L、特に0.1〜10mol/Lが好ましい。上記濃度を0.01mol/L以上とすることにより、負極集電体と該集電体表面において前駆体から生成される負極活物質層とを良好に密着させることができ、負極活物質粒子の集電体への固着を充分に図ることができる。また、上記濃度を、20mol/L以下とすることにより、上記塗工液を負極集電体表面へ良好に塗工できる程度の良好な粘度を維持することができ、均一な塗膜を形成することができる。   Also, the precursor for producing the negative electrode plate is the same as in the case of the positive electrode plate described above, and the precursor can be formed by coating this on the negative electrode current collector. As the solvent used in the above, the same solvent as that for the positive electrode plate can be used. In that case, the ratio of the total amount of the one or more metal element-containing compounds added to the solvent is preferably 0.01 to 20 mol / L, particularly preferably 0.1 to 10 mol / L. By setting the concentration to 0.01 mol / L or more, the negative electrode current collector and the negative electrode active material layer produced from the precursor on the current collector surface can be satisfactorily adhered, and the negative electrode active material particles Adhesion to the current collector can be sufficiently achieved. In addition, by setting the concentration to 20 mol / L or less, it is possible to maintain a satisfactory viscosity to the extent that the coating solution can be satisfactorily applied to the surface of the negative electrode current collector, and form a uniform coating film. be able to.

前駆体の厚さについても特に限定されることはないが、15〜300μm程度が一般的である。   The thickness of the precursor is not particularly limited, but is generally about 15 to 300 μm.

(3)加熱工程
本発明の方法において、加熱工程とは、前記(2)前駆体形成工程後の前駆体が形成された集電体を、前記前駆体中の金属元素含有化合物が金属酸化物となる温度以上で加熱する工程をいう。
(3) Heating step In the method of the present invention, the heating step refers to the current collector on which the precursor after the precursor forming step (2) is formed, and the metal element-containing compound in the precursor is a metal oxide. The process of heating at a temperature equal to or higher than

加熱温度について特に限定されることはなく、前駆体中の金属元素含有化合物が金属酸化物となる温度以上であればよく、例えば、正極板の製造において、前駆体中に含まれる金属元素含有化合物が、Li(CH3COO)・2H2Oと、Mn(CH3COO)2・4H2Oである場合には、加熱温度は、400℃程度であり、当該温度で加熱することによって、金属元素含有化合物は、熱分解し、金属酸化物であるLiMn24となり、このLiMn24によって、正極活物質粒子と集電体、および正極活物質粒子同士の固着が図られる。 The heating temperature is not particularly limited as long as it is equal to or higher than the temperature at which the metal element-containing compound in the precursor becomes a metal oxide. For example, in the production of a positive electrode plate, the metal element-containing compound contained in the precursor Are Li (CH 3 COO) · 2H 2 O and Mn (CH 3 COO) 2 · 4H 2 O, the heating temperature is about 400 ° C., and the metal is heated by heating at that temperature. element-containing compound is thermally decomposed, LiMn 2 O 4 becomes a metal oxide, by the LiMn 2 O 4, the positive electrode active material particles and the current collector, and fixing of the positive electrode active material particles with each other is achieved.

また、例えば、負極板の製造において、前駆体中に含まれる金属元素含有化合物が、硝酸銅である場合には、加熱温度は、270℃程度であり、当該温度で加熱することによって、金属元素含有化合物である硝酸銅は、酸化銅となり、この酸化銅によって、負極活物質粒子と集電体、および負極活物質粒子同士の固着が図られる。   For example, in the production of the negative electrode plate, when the metal element-containing compound contained in the precursor is copper nitrate, the heating temperature is about 270 ° C., and the metal element is heated by heating at the temperature. Copper nitrate which is a contained compound becomes copper oxide, and the negative electrode active material particles, the current collector, and the negative electrode active material particles are fixed to each other by the copper oxide.

また、金属元素含有化合物が金属酸化物となる温度以上の温度で、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、加熱方法について特に限定されることはない。例えば、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。   Further, the heating method is not particularly limited as long as it is a heating method or a heating apparatus that can be heated at a temperature equal to or higher than the temperature at which the metal element-containing compound becomes a metal oxide. For example, a method of using any one of a hot plate, an oven, a heating furnace, an infrared heater, a halogen heater, a hot air blower, etc., or a combination of two or more can be mentioned.

また、上記加熱工程における加熱雰囲気についても、特に限定されず、正極板や負極板を製造するために用いられる材料や加熱温度、金属元素含有化合物の酸素ポテンシャルなどを勘案して適宜決定することができる。例えば、空気雰囲気である場合には、特別な雰囲気の調整が必要なく、簡易に加熱工程を実施することができる点で好ましい。特に、本発明では、集電体としてアルミニウム箔が用いられることから、空気雰囲気下において加熱工程を実施しても、アルミニウム箔が酸化するおそれがないので、好ましく加熱工程を実施することができる。   Further, the heating atmosphere in the heating step is not particularly limited, and may be appropriately determined in consideration of the material used for manufacturing the positive electrode plate and the negative electrode plate, the heating temperature, the oxygen potential of the metal element-containing compound, and the like. it can. For example, an air atmosphere is preferable in that a special atmosphere adjustment is not necessary and the heating process can be easily performed. In particular, in the present invention, since the aluminum foil is used as the current collector, the heating step can be preferably performed because there is no possibility that the aluminum foil is oxidized even if the heating step is performed in an air atmosphere.

上記本発明の方法は、最良の実施形態として樹脂製のバインダーが含有されない製造方法を中心に説明を行ったが、これは、樹脂製のバインダーが含有されることを禁止するものではない。例えば、前駆体中に樹脂製のバインダーを含有させることや、樹脂製のバインダーを、NMP溶媒等に混合させて調製した樹脂混合液の満たされた浸漬槽に加熱工程後の電極板を浸漬させることで、本発明の方法で形成される電極板に、樹脂製のバインダーを含有させることができる。なお、樹脂製のバインダーが含有される場合であっても、金属酸化物が含有されている分だけ出入力特性は向上し電池容量が増大することはいうまでもない。   Although the method of the present invention has been described with a focus on a production method in which a resinous binder is not contained as the best embodiment, this does not prohibit the inclusion of a resinous binder. For example, a resin binder is contained in the precursor, or the electrode plate after the heating step is immersed in an immersion tank filled with a resin mixture prepared by mixing a resin binder with an NMP solvent or the like. Thus, the electrode plate formed by the method of the present invention can contain a resin binder. Even when a resin binder is contained, it goes without saying that the input / output characteristics are improved and the battery capacity is increased by the amount of the metal oxide.

次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。以下、特に断りのない限り、部または%は質量基準である。   Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. Hereinafter, unless otherwise specified, parts or% is based on mass.

(実施例1)
Li(CH3COO)・2H2O[分子量:102.02]:2gとMn(CH3COO)2・4H2O[分子量:245.09]:10gを、メタノール:12gに加えたものを混合し、金属酸化物を形成するための原料液とした。次いで、上記原料液:10gに、平均粒径4μmの正極活物質粒子:LiMn24:10gと、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):1.2g、炭素繊維(昭和電工株式会社製、VGCF)0.25g、樹脂ヒドロキシエチルセルロース0.2gを純水9.8gに溶解した増粘剤水溶液15gと、溶媒メタノールを混合させ、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)で8000rpmの回転数で15分間混練して正極活物質層形成液を調製した。
Example 1
Li (CH 3 COO) · 2H 2 O [molecular weight: 102.02]: 2 g and Mn (CH 3 COO) 2 · 4H 2 O [molecular weight: 245.09]: 10 g added to methanol: 12 g The raw material liquid for mixing and forming a metal oxide was used. Next, 10 g of the above raw material liquid: 10 g of positive electrode active material particles having an average particle diameter of 4 μm: LiMn 2 O 4 : 10 g, acetylene black (Denka Black, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.): 1.2 g, carbon fiber (Showa Denko) (VGCF) 0.25g, resin hydroxyethyl cellulose 0.2g dissolved in pure water 9.8g, 15g thickener aqueous solution and solvent methanol were mixed, and 8000rpm with Excel Auto Homogenizer (Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd.). The positive electrode active material layer forming liquid was prepared by kneading for 15 minutes at a rotational speed of.

次いで、厚さが15μmであって、アルミニウムの純度が99.7%のアルミニウム箔(集電体1)の表面に、上記で調製した正極活物質層形成液を、最終的に得られる電極活物質層の電極質量が82g/m2となる量で、当該集電体の一面側にアプリケーターで塗工し、電極活物質層形成用塗膜を形成した。次いで、ロールプレス機(株式会社サンクメタル社製:メカ式1ton)を用いて、加圧力:0.1ton/cm、プレス速度10mm/秒の条件で、上記塗膜をプレスした。その後、表面に電極活物質層形成用塗膜が形成された集電体を、常温の電気炉(マッフル炉、デンケン社製、P90)内に設置し、室温から20分かけて450℃まで加熱して、集電体上に正極活物質層が積層された非水電解液二次電池用正極板を得た。そして上記正極板を電気炉から取り出して室温になるまで放置し、正極集電体上に正極活物質層が積層された実施例1の正極板1を得た。 Next, the positive electrode active material layer forming liquid prepared above is applied to the surface of an aluminum foil (current collector 1) having a thickness of 15 μm and an aluminum purity of 99.7%. The electrode mass of the material layer was applied to one side of the current collector with an applicator in such an amount that the electrode mass was 82 g / m 2 to form a coating film for forming an electrode active material layer. Subsequently, the coating film was pressed using a roll press machine (manufactured by Sank Metal Co., Ltd .: mechanical type 1 ton) under the conditions of applied pressure: 0.1 ton / cm and pressing speed of 10 mm / second. Thereafter, the current collector with the electrode active material layer-forming coating film formed thereon was placed in a normal temperature electric furnace (muffle furnace, Denken, P90) and heated from room temperature to 450 ° C. over 20 minutes. Thus, a positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery in which a positive electrode active material layer was laminated on the current collector was obtained. And the said positive electrode plate was taken out from the electric furnace, and it was left until it became room temperature, and the positive electrode plate 1 of Example 1 with which the positive electrode active material layer was laminated | stacked on the positive electrode collector was obtained.

(実施例2)
集電体1にかえて、アルミニウムの純度が99.2%のアルミニウム箔を使用した以外は全て実施例1と同様にして実施例2の正極板を得た。
(Example 2)
A positive electrode plate of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that instead of the current collector 1, an aluminum foil having an aluminum purity of 99.2% was used.

(実施例3)
集電体1にかえて、アルミニウムの純度が99.0%のアルミニウム箔を使用した以外は全て実施例1と同様にして実施例2の正極板を得た。
(Example 3)
A positive electrode plate of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that instead of the current collector 1, an aluminum foil having an aluminum purity of 99.0% was used.

(比較例1)
集電体1にかえて、アルミニウムの純度が96.5%のアルミニウム箔を使用した以外は全て実施例1と同様にして比較例1の正極板を得た。
(Comparative Example 1)
A positive electrode plate of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that instead of the current collector 1, an aluminum foil having an aluminum purity of 96.5% was used.

(比較例2)
実施例1と同一の正極活物質粒子と導電材とをNMP溶媒に分散させたPVDFバインダーと混錬し、上記の集電体1上に塗工後、120℃に加熱してNMP溶剤を揮発させることで比較例2の正極板を得た。
(Comparative Example 2)
The same positive electrode active material particles and conductive material as in Example 1 were kneaded with a PVDF binder dispersed in an NMP solvent, coated on the current collector 1 and heated to 120 ° C. to volatilize the NMP solvent. Thus, a positive electrode plate of Comparative Example 2 was obtained.

(比較例3)
実施例1と同一の正極活物質粒子と導電材とをCMCを溶解させた水溶媒中で混練し、SBRをバインダーとして電極スラリーを作製した。この電極スラリーを上記の集電体1上に塗工後、120℃に加熱して水溶剤を揮発させることで比較例3の正極板を得た。
(Comparative Example 3)
The same positive electrode active material particles and conductive material as in Example 1 were kneaded in an aqueous solvent in which CMC was dissolved, and an electrode slurry was prepared using SBR as a binder. After coating this electrode slurry on the current collector 1, the positive electrode plate of Comparative Example 3 was obtained by heating to 120 ° C. to volatilize the aqueous solvent.

<歩留まりの評価>
実施例1〜3、比較例1〜3の正極板を10cm角に20枚切断し、電極密度が2.4g/cm3となるまで圧延した。圧延後の20枚の正極板の集電体のエッジ部の破断の有無、およびしわの発生を確認して、良品検査を実施した。それぞれの歩留まりを表1に示す。歩留まりは、良品数を試験試料数20で除した値であり、エッジ部に破断がなく、かつしわの発生のないものを良品とした。
<Evaluation of yield>
Twenty positive electrode plates of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 were cut into 10 cm square and rolled until the electrode density was 2.4 g / cm 3 . The non-defective product was inspected by confirming whether or not the edge portion of the current collector of the 20 positive electrode plates after rolling was broken and the occurrence of wrinkles. Each yield is shown in Table 1. The yield is a value obtained by dividing the number of non-defective products by the number of test samples of 20, and the non-breaking edge portion and the occurrence of wrinkles were defined as non-defective products.

<三極式コインセルの作製>
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(LiPF6)を加えて、当該溶質であるLiPF6の濃度が、1mol/Lとなるように濃度調整して、非水電解液を調製した。正極板として上述のとおり作製した実施例および比較例を作用極として用い、対極板及び参照極板として金属リチウム板、電解液として上記にて作製した非水電解液を用い、三極式コインセルを組み立て、下記充放電試験に供した。
<Production of tripolar coin cell>
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 non-aqueous electrolyte was prepared by adjusting the concentration to be / L. Using the examples and comparative examples prepared as described above as the positive electrode plate as the working electrode, the metal lithium plate as the counter electrode plate and the reference electrode plate, the non-aqueous electrolyte prepared above as the electrolyte, The assembly was subjected to the following charge / discharge test.

(充電試験)
各実施例、及び比較例の試験セルを、25℃の環境下で、電圧が4.3Vに達するまで定電流(充電レート:0.2C)で定電流充電した。当該電圧が4.3Vに達した後は、電圧が4.3Vを上回らないように、当該電流(充電レート:0.2C)が5%以下となるまで減らしていき、定電圧で充電を行い、満充電させた後、10分間休止させた。ここで、上記「0.2C」とは、上記三極式コインセルを用いて定電流放電して、5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 cells of each Example and Comparative Example were charged with a constant current at a constant current (charge rate: 0.2 C) under a 25 ° C. environment until the voltage reached 4.3V. After the voltage reaches 4.3V, the current (charge rate: 0.2C) is reduced to 5% or less so that the voltage does not exceed 4.3V, and charging is performed at a constant voltage. The battery was fully charged and rested for 10 minutes. Here, the above-mentioned “0.2C” 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 is completed in 5 hours.

(放電試験)
その後、満充電された各実施例、及び比較例の試験セルを、25℃の環境下で、電圧が4.3V(満充電電圧)から3.0V(放電終止電圧)になるまで、定電流(放電レート:0.2C)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、作用極の放電容量(mAh)を求め、当該作用極の単位活物質質量当たりの放電容量(mAh/g)に換算した。
(Discharge test)
Thereafter, the test cells of each of the fully charged Examples and Comparative Examples were kept at a constant current until the voltage was changed from 4.3 V (full charge voltage) to 3.0 V (discharge end voltage) in an environment of 25 ° C. (Discharge rate: 0.2 C) Constant current discharge, cell voltage (V) on the vertical axis, discharge time (h) on the horizontal axis, a discharge curve is created, and the discharge capacity (mAh) of the working electrode is obtained. The discharge capacity (mAh / g) per unit active material mass of the working electrode was converted.

(レート特性試験)
続いて、各実施例、及び比較例の試験セルについて定電流(放電レート:1C、放電終了時間:1時間)での定電流放電試験を行い、1Cレートにおける作用極の放電容量を求め、単位活物質質量当たりの放電容量(mAh/g)に換算した。次いで、1Cレートにおける定電流放電試験を基準として、30倍の定電流(放電レート30C、放電終了時間:2分)の定電流放電試験を行い、30Cレートにおける作用極の放電容量(mAh)を求め、単位活物質質量当たりの放電容量(mAh/g)に換算した。そして、1Cレート電流印加持の放電容量に対する30Cレートの放電容量維持率を算出した。表1に結果を示す。
(Rate characteristics test)
Subsequently, a constant current discharge test at a constant current (discharge rate: 1 C, discharge end time: 1 hour) was performed on the test cells of each Example and Comparative Example, and the discharge capacity of the working electrode at the 1 C rate was determined. It was converted to discharge capacity per active material mass (mAh / g). Next, a constant current discharge test of 30 times constant current (discharge rate 30C, discharge end time: 2 minutes) is performed based on the constant current discharge test at 1C rate, and the discharge capacity (mAh) of the working electrode at 30C rate is calculated. It calculated | required and converted into the discharge capacity per unit active material mass (mAh / g). Then, the discharge capacity maintenance rate at 30 C rate relative to the discharge capacity with 1 C rate current applied was calculated. Table 1 shows the results.

(サイクル試験)
容量確認後、充放電レート1CにてCC+CV充電、CC放電を繰り返すサイクル試験を実施し、初期の放電容量に対し、その放電容量が80%を下回るサイクル数を本試験におけるサイクル寿命とした。結果を表1に併せて示す。
(Cycle test)
After confirming the capacity, a cycle test in which CC + CV charge and CC discharge were repeated at a charge / discharge rate of 1 C was performed, and the cycle number in which the discharge capacity was less than 80% of the initial discharge capacity was defined as the cycle life in this test. The results are also shown in Table 1.

Figure 2012094344
Figure 2012094344

上記の表からも分かるように、純度99%以上のアルミニウム箔からなる集電体を用いるとともに、電極活物質粒子と集電体、および電極活物質粒子同士を、金属酸化物によって固着させた実施例は、歩留まり、レート特性、サイクル特性の全ての評価項目において優れる。一方、純度が99%未満の比較例1は歩留まりが悪く、また、金属酸化物にかえて、PVDF、SBR樹脂によって、電極活物質粒子と集電体、および電極活物質粒子同士を固着させた比較例2、3は、電池特性に劣ることが確認された。   As can be seen from the above table, the current collector made of aluminum foil having a purity of 99% or more was used, and the electrode active material particles and the current collector, and the electrode active material particles were fixed with a metal oxide. Examples are excellent in all evaluation items of yield, rate characteristics, and cycle characteristics. On the other hand, the yield of Comparative Example 1 having a purity of less than 99% was poor, and the electrode active material particles, the current collector, and the electrode active material particles were fixed to each other by PVDF or SBR resin instead of the metal oxide. It was confirmed that Comparative Examples 2 and 3 were inferior in battery characteristics.

Claims (1)

純度が99%以上のアルミニウム箔からなる集電体を準備する準備工程と、
前記準備工程で準備された集電体上に少なくとも電極活物質粒子および金属元素含有化合物を含む前駆体を形成する工程と、
前記前駆体中の金属元素含有化合物が金属酸化物となる温度以上で加熱する工程と、
を有する非水電解液二次電池用電極板の製造方法。
A preparation step of preparing a current collector made of aluminum foil having a purity of 99% or more;
Forming a precursor containing at least electrode active material particles and a metal element-containing compound on the current collector prepared in the preparation step;
Heating at a temperature at which the metal element-containing compound in the precursor becomes a metal oxide or higher,
The manufacturing method of the electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary batteries which has this.
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