JP2012094350A - Positive electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery, method of manufacturing positive electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary battery, and battery pack - Google Patents

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

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery which is superior in output/input characteristics and can satisfy demand for charging/discharging acceleration even when an active material of high capacity is used, to provide the nonaqueous electrolyte secondary battery, to provide a method of manufacturing such a positive electrode plate, and to provide a battery pack equipped with such the nonaqueous electrolyte secondary battery.SOLUTION: The positive electrode plate for the nonaqueous electrolyte secondary battery includes a current collector, and the electrode active material layer formed on at least a part of the surface of the current collector. The electrode active material layer is constituted of a first electrode active material particle and a second electrode active material. The first electrode active material particles and the current collector, and mutual electrode active material particles are fixed and adhered by the second electrode active material. This second electrode active material has larger lattice constant than the first electrode active material particle.

Description

本発明は、非水電解液二次電池に用いられる正極板、非水電解液二次電池、および非水電解液二次電池用正極板の製造方法、並びに電池パックに関する。   The present invention relates to a positive electrode plate used for a non-aqueous electrolyte secondary battery, a non-aqueous electrolyte secondary battery, a method for producing a positive electrode plate for 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、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。   A non-aqueous electrolyte secondary battery represented by a lithium ion secondary battery has a high energy density and a high voltage, and is gradually charged when the battery is charged before being completely discharged, which is called a memory effect at the time of charge / discharge. Since there is no phenomenon in which the battery capacity decreases, 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、ガソリンに並ぶ出力特性が要求されている。 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 to use a nonaqueous electrolyte secondary battery as a driving force for a next-generation clean energy vehicle, output characteristics similar to gasoline are required.

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、金属箔などの集電体表面に、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、銅やアルミニウムなどの集電体表面に、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。   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 to the surface of a current collector such as a metal foil. 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, such as copper and aluminum, is common.

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布し、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. And an electrode plate provided with an electrode active material layer is formed by applying an electrode active material layer forming liquid on the current collector surface, then drying to form a coating film on the current collector, and pressing (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、集電体表面に塗布され、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、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 are particulate metal compounds dispersed in the liquid, and as such, are applied to the surface of the current collector, dried, and pressed. Even if it is done, it will be hard to adhere to the surface of the current collector, and 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 particles They are stuck together.

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、電極活物質層を形成した場合には、高出入力特性が必要とされる分野における要求を満足できる程度までインピーダンスを下げることができない。また、近年においては、非水電解液二次電池に対して高容量化の要請が高まっている一方で、充放電の高速化の要請もある。しかしながら、高容量の活物質を用いた場合には充放電の高速化に対する要請を満たすことはできず、一方、充放電が高速で可能な活物質を用いた場合には高容量化の要請を満たすことができない。つまり高容量化と充放電の高速化とは、いわゆるトレードオフの関係にあると考えるのが一般的であり、高容量の活物質を用いて、充放電の高速化に対する要請を充分に満たすことは困難であった。   However, when the electrode active material layer is formed by the method proposed in Patent Document 1 and Patent Document 2, the impedance is lowered to a level that can satisfy the requirements in the field where high input / output characteristics are required. I can't. In recent years, there has been a demand for higher capacity for non-aqueous electrolyte secondary batteries, while there is also a request for faster charge / discharge. However, when a high-capacity active material is used, it is not possible to meet the demand for high-speed charge / discharge. On the other hand, when an active material capable of high-speed charge / discharge is used, a high-capacity request is required. I can't meet. In other words, it is common to think that there is a so-called trade-off between increasing capacity and increasing charge / discharge, and sufficiently satisfy the demand for increasing charge / discharge speed using a high-capacity active material. Was difficult.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、非水電解液二次電池用正極板において、出入力特性に優れるとともに、充放電の高速化に対する要請を満たすことのできる非水電解液二次電池用正極板、詳しくは、高容量の活物質を用いた場合であっても、充放電の高速化に対する要請を満たすことのできる非水電解液二次電池用正極板、かかる非水電解液二次電池用正極板を備える非水電解液二次電池、およびかかる正極板を製造する方法、並びにかかる非水電解液二次電池を備える電池パックを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation. In the positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery, the non-aqueous electrolysis can satisfy the demand for speeding up charging and discharging while being excellent in input / output characteristics. The positive electrode plate for a liquid secondary battery, and more specifically, the positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery that can satisfy the demand for high-speed charge / discharge even when a high-capacity active material is used. It aims at providing a nonaqueous electrolyte secondary battery provided with the positive electrode plate for water electrolyte secondary batteries, a method of manufacturing such a positive electrode plate, and a battery pack provided with such a nonaqueous electrolyte secondary battery.

上記課題を解決するための本発明は、集電体と、前記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、前記電極活物質層が、第1の電極活物質粒子と、第2の電極活物質とを含有しており、前記第1の電極活物質粒子と前記集電体、および前記第1の電極活物質粒子同士は、前記第2の電極活物質によって固着され、前記第2の電極活物質の格子定数が、前記第1の電極活物質粒子のそれよりも大きいことを特徴とする。   The present invention for solving the above problems is 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 first electrode active material particles and a second electrode active material, and the first electrode active material particles, the current collector, and the first electrode The active material particles are fixed to each other by the second electrode active material, and a lattice constant of the second electrode active material is larger than that of the first electrode active material particles.

また、前記第2の電極活物質が、リチウム複合酸化物であってもよい。   Further, the second electrode active material may be a lithium composite oxide.

また、前記第2の電極活物質が、コバルト、ニッケル、マンガン、鉄、及びチタンの中から選択される1種以上の金属と、リチウムとの複合酸化物であってもよい。   The second electrode active material may be a composite oxide of lithium and at least one metal selected from cobalt, nickel, manganese, iron, and titanium.

また、前記電極活物質層は、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んでいてもよい。   Moreover, the said electrode active material layer may contain the location connected by continuing a crystal lattice in some adjacent 2nd electrode active materials.

また、上記課題を解決するための本発明は、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、前記正極板が上記の特徴を有する非水電解液二次電池用正極板であることを特徴とする。   Moreover, this invention for solving the said subject is a non-aqueous electrolyte provided with the positive electrode plate, the negative electrode plate, the separator provided between the said positive electrode plate and the said negative electrode plate, and a non-aqueous electrolyte at least. A secondary battery, wherein the positive electrode plate is a positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery having the above characteristics.

また、上記課題を解決するための本発明の方法は、電極活物質粒子と、加熱されることで前記電極活物質粒子よりも格子定数が大きい電極活物質となる1種又は2種以上の金属元素含有化合物と、が含有される電極活物質層形成液を、集電体上の少なくとも一部に塗布して塗膜を形成する塗布工程と、前記塗膜を、前記金属元素含有化合物が前記電極活物質となる温度以上で加熱する加熱工程とを含むことを特徴とする。   In addition, the method of the present invention for solving the above-described problems includes electrode active material particles and one or more metals that are heated to become an electrode active material having a lattice constant larger than that of the electrode active material particles. An electrode active material layer-forming liquid containing an element-containing compound, and a coating step for coating the at least part of the current collector to form a coating film; and And a heating step of heating at a temperature equal to or higher than a temperature to be an electrode active material.

また、前記金属元素含有化合物として、コバルト、ニッケル、マンガン、鉄、およびチタンのいずれかから選択される金属を含有する金属塩を1種以上と、リチウム塩とを用いることとしてもよい。   In addition, as the metal element-containing compound, one or more metal salts containing a metal selected from cobalt, nickel, manganese, iron, and titanium, and a lithium salt may be used.

また、上記課題を解決するための本発明は、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であって、前記非水電解液二次電池が、上記の特徴を有する非水電解液二次電池であることを特徴とする。   Further, the present invention for solving the above-described problems includes at least a storage case, a nonaqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, and a protection circuit having an overcharge and overdischarge protection function, A battery pack in which the non-aqueous electrolyte secondary battery and the protection circuit are housed in a storage case, wherein the non-aqueous electrolyte secondary battery has the above characteristics. It is characterized by being.

本発明の非水電解液二次電池用正極板(以下、単に「正極板」ともいう)は、第1の電極活物質粒子と集電体、および第1の電極活物質粒子同士を、第2の電極活物質によって固着させている。これにより、正極板のインピーダンスを低下させて、出入力特性を向上させることができる。さらに、第2の電極活物質は、上記の作用効果に加え、第1の電極活物質粒子よりも格子定数が大きいことから、第1の電極活物質粒子に比べて、充放電時に結晶格子中に存在するアルカリ金属イオンの出し入れを高速ですることが可能であり、よって、正極板全体における充放電の高速化に寄与することができる。その結果、第1の電極活物質粒子で補いきれない充放電の高速化に対する要請を、第2の電極活物質によって補うことができ、第1の電極活物質粒子として高容量の活物質粒子を用いた場合であっても、充放電の高速化に対する要請を充分に満たすことができる。   The positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention (hereinafter, also simply referred to as “positive electrode plate”) includes a first electrode active material particle, a current collector, and a first electrode active material particle. The two electrode active materials are fixed. Thereby, the impedance of a positive electrode plate can be reduced and input / output characteristics can be improved. Furthermore, in addition to the above-described effects, the second electrode active material has a larger lattice constant than the first electrode active material particles. It is possible to take in and out the alkali metal ions present in the substrate at high speed, and thus contribute to speeding up charging and discharging in the entire positive electrode plate. As a result, the demand for speeding up of charge / discharge that cannot be supplemented by the first electrode active material particles can be supplemented by the second electrode active material, and high capacity active material particles can be used as the first electrode active material particles. Even when it is used, it is possible to sufficiently satisfy the demand for speeding up of charging and discharging.

また、上記の非水電解液二次電池用正極板を備える本発明の非水電解液二次電池によれば、充放電の高速化に対する要請を充分に満たすことができる。   Moreover, according to the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention including the positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery, it is possible to sufficiently satisfy the demand for speeding up charging and discharging.

また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」ともいう)によれば、容易な方法、且つ、汎用の材料で、上記の作用効果を有する非水電解液二次電池用正極板を製造することができる。   Further, according to the method for producing a positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention (hereinafter, also simply referred to as “the production method of the present invention”), the above-described effects can be achieved with an easy method and a general-purpose material. The positive electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary batteries which has can be manufactured.

また、本発明の電池パックによれば、充放電の高速化に対する要請を充分に満たすことができる。   Moreover, according to the battery pack of this invention, the request | requirement with respect to the speed-up of charging / discharging can fully be satisfy | filled.

本発明の非水電解液二次電池用正極板の断面図である。It is sectional drawing of the positive electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary batteries of this invention. 充電時における本発明の非水電解液二次電池用正極板の、第1の電極活物質粒子と第2の電極活物質の状態を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the state of the 1st electrode active material particle and the 2nd electrode active material of the positive electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary batteries of this invention at the time of charge. アルカリ金属イオン挿入脱離反応を示す金属酸化物を用いたサイクリックボルタンメトリー試験の結果を示すサイクリックボルタモグラムである。It is a cyclic voltammogram which shows the result of the cyclic voltammetry test using the metal oxide which shows alkali metal ion insertion elimination reaction. アルカリ金属イオン挿入脱離反応を示さない金属酸化物を用いたサイクリックボルタンメトリー試験の結果を示すサイクリックボルタモグラムである。It is a cyclic voltammogram which shows the result of the cyclic voltammetry test using the metal oxide which does not show alkali metal ion insertion elimination reaction. 本発明の非水電解液二次電池の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the nonaqueous electrolyte secondary battery of this invention. 本発明の電池パックの一例を示す断面分解図である。It is a sectional exploded view showing an example of a battery pack of the present invention.

以下、本発明の非水電解液二次電池用正極板について図1(a)、(b)を用いて具体的に説明する。図1(a)、(b)は本発明の非水電解液二次電池用正極板の断面図である。なお、以下の説明において、特に断りがない場合には、本発明の非水電解液二次電池として、リチウムイオン二次電池を例に説明する。   Hereinafter, the positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. 1A and 1B are sectional views of a positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention. In the following description, a lithium ion secondary battery will be described as an example of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention unless otherwise specified.

(非水電解液二次電池用正極板)
図1(a)、(b)に示すように、本発明の非水電解液二次電池用正極板10は、集電体1と、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2とを備え、電極活物質層2は、第1の電極活物質粒子21と、第2の電極活物質22と、を含有している。
(Positive electrode plate for non-aqueous electrolyte secondary battery)
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), a positive electrode plate 10 for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention includes a current collector 1 and electrodes formed on at least a part of the surface of the current collector. The electrode active material layer 2 includes first electrode active material particles 21 and a second electrode active material 22.

(集電体)
本発明に用いられる集電体1は、一般的に非水電解液二次電池用正極板の集電体として用いられるものであれば、特に限定されない。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た集電体を好ましく用いることができる。なお、本発明に用いられる集電体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(集電体の表面)において表面加工処理がなされている集電体であってもよい。その表面に表面加工処理がなされている集電体1としては、導電性物質が集電機能を有する材料の表面に積層された集電体、化学研磨処理、コロナ処理、酸素プラズマ処理がなされた集電体等が挙げられる。すなわち、本発明の集電体1は、集電機能を有する材料のみから形成される集電体のみならず、その表面に導電性を担保するための物質が積層されたものや、何らかの表面処理がなされたものも含まれる。また、本発明でいう集電体の表面とは、集電機能を有する材料のみから形成される集電体1にあっては、集電機能を有する材料の表面をいい、集電機能を有する材料の表面の全体に表面加工処理や、導電性物質が積層されている場合にあっては、該表面加工処理面や、導電性物質の表面をいう。また、集電機能を有する材料の表面の一部に表面加工処理や、導電性物質が積層されている場合にあっては、表面加工処理面や、導電性物質の表面、または、これらの表面加工処理又は導電性物質が積層されていない部分(つまり、集電機能を有する材料表面)をいう。
(Current collector)
The current collector 1 used in the present invention is not particularly limited as long as it is generally used as a current collector for a positive electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery. For example, a current collector formed of a simple substance such as an aluminum foil or a nickel foil or an alloy can be preferably used. The current collector 1 used in the present invention is a current collector that has been subjected to surface processing on the surface on which the electrode active material layer 2 is scheduled to be formed (the surface of the current collector) as necessary. Also good. As the current collector 1 whose surface is processed on its surface, a current collector in which a conductive material is laminated on the surface of a material having a current collecting function, chemical polishing treatment, corona treatment, and oxygen plasma treatment were performed. Examples include current collectors. That is, the current collector 1 of the present invention is not only a current collector formed of only a material having a current collecting function, but also a surface in which a substance for ensuring conductivity is laminated, or some surface treatment Also included are those made. The surface of the current collector in the present invention means the surface of a material having a current collecting function in the current collector 1 formed only from a material having a current collecting function, and has a current collecting function. In the case where surface processing or a conductive material is laminated on the entire surface of the material, the surface processing surface or the surface of the conductive material is referred to. In addition, in the case where a part of the surface of the material having a current collecting function is subjected to a surface processing treatment or a conductive material, the surface processing surface, the surface of the conductive material, or these surfaces A portion where a processing treatment or a conductive substance is not stacked (that is, a surface of a material having a current collecting function).

集電体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、10〜100μmであることが好ましく、15〜50μmであることがより好ましい。   Although the thickness of the electrical power collector 1 will not be specifically limited if it is the thickness which can generally be used as an electrical power collector of the positive electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary batteries, It is preferable that it is 10-100 micrometers, and is 15-50 micrometers. It is more preferable.

(電極活物質層)
本発明における電極活物質層2は、第1の電極活物質粒子21と、集電体1と第1の電極活物質粒子21、および第1の電極活物質粒子21同士を固着させるための第2の電極活物質22と、を含有している。
(Electrode active material layer)
The electrode active material layer 2 in the present invention is a first electrode active material particle 21, a current collector 1, a first electrode active material particle 21, and a first electrode for fixing the first electrode active material particles 21 to each other. 2 electrode active materials 22.

電極活物質層2の層厚について特に限定はなく、正極板に求められる電気容量や出入力特性を勘案して、適宜設計することができ、一般的には、300nm以上200μm以下程度である。特に、本発明は、第2の電極活物質の存在により、電極活物質層2の層厚を上げることなく高容量化に対する要請を満たすことができ、電極活物質層2の層厚をさらに薄くすることも可能である。   The layer thickness of the electrode active material layer 2 is not particularly limited, and can be appropriately designed in consideration of electric capacity and input / output characteristics required for the positive electrode plate, and is generally about 300 nm to 200 μm. In particular, according to the present invention, the presence of the second electrode active material can meet the demand for higher capacity without increasing the thickness of the electrode active material layer 2, and the electrode active material layer 2 can be made thinner. It is also possible to do.

また、電極活物質層2は、電解液が浸透可能な程度に空隙が存在していることが好ましく、空隙率が10%以上70%以下であることが好ましい。   In addition, the electrode active material layer 2 preferably has voids so that the electrolytic solution can permeate, and the porosity is preferably 10% or more and 70% or less.

以下に、本発明における電極活物質層2中に含有される物質について具体的に説明する。   Below, the substance contained in the electrode active material layer 2 in this invention is demonstrated concretely.

<第1の電極活物質粒子>
本発明における電極活物質層2に含有される第1の電極活物質粒子21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充放電可能な電極活物質粒子であれば特に限定されない。例えば、リチウムイオン二次電池における、第1の電極活物質粒子21の具体的な例としては、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電極活物質粒子を挙げることができる。また、ナトリウムイオン二次電池における、第1の電極活物質粒子21の具体的な例としては、NaCoO2、NaNi0.3Mn0.72、NaNi0.1Cr0.92などの電極活物質粒子を挙げることができる。
<First electrode active material particles>
As the 1st electrode active material particle 21 contained in the electrode active material layer 2 in this invention, if it is the electrode active material particle which can generally be used in the positive electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary batteries, it is a chargeable / dischargeable electrode active material particle. There is no particular limitation. For example, specific examples of the first electrode active material particles 21 in the lithium ion secondary battery include LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiFeO 2 , Li 4 Ti 5 O 12 , LiFePO 4 , LiNi. Examples thereof include electrode active material particles such as lithium transition metal composite oxides such as 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 and LiNi 0.80 Co 0.15 Al 0.05 O 2 . Specific examples of the first electrode active material particles 21 in the sodium ion secondary battery include electrode active material particles such as NaCoO 2 , NaNi 0.3 Mn 0.7 O 2 , and NaNi 0.1 Cr 0.9 O 2. Can do.

第1の電極活物質粒子21は、少なくとも、第2の電極活物質22の格子定数よりも、格子定数が小さいとの条件を満たせばよく、第1の電極活物質粒子21が、必ずしも高容量化に対する要請を満たすことができる活物質である必要はない。なお、本発明にあっては、第1の電極活物質粒子で補いきれない充放電の高速化に対する要請を、第2の電極活物質22によって補うことを狙っている。この観点からすると、第1の電極活物質粒子21にあっては、容量の高い活物質を選択することが好ましく、上記に挙げた物質の中では、LiNi1/3Mn1/3Co1/32や、LiNi0.80Co0.15Al0.052などが好ましい。なお、本発明において、第1の電極活物質粒子として、高容量化に対する要請を満たすことができる活物質を用いた場合には、充放電の高速化に対する要請のみならず、高容量化に対する要請をも満たすことが可能となる。 The first electrode active material particles 21 may satisfy at least the condition that the lattice constant is smaller than the lattice constant of the second electrode active material 22, and the first electrode active material particles 21 do not necessarily have a high capacity. It is not necessary to be an active material that can satisfy the demand for chemical conversion. In the present invention, the second electrode active material 22 is intended to compensate for the demand for higher charge / discharge speed that cannot be compensated by the first electrode active material particles. From this point of view, it is preferable to select an active material having a high capacity for the first electrode active material particles 21, and among the materials listed above, LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1 / 3 O 2 and LiNi 0.80 Co 0.15 Al 0.05 O 2 are preferred. In the present invention, when an active material capable of satisfying the demand for higher capacity is used as the first electrode active material particles, not only the demand for higher charge / discharge speed but also the demand for higher capacity. Can be satisfied.

本明細書において「容量」とは電極活物質の理論容量(mAh/g)を言う。「理論容量」:単位(mAh/g)とは、アルカリ金属イオン挿入脱離反応において、全てのアルカリ金属イオンが脱離反応に寄与したものとして算出される容量であり、具体的には、クーロン量を、第2の電極活物質22の分子量で除することで算出される容量をいう。つまり、理論容量は、電極活物質層を形成している電極活物質の組成が分かれば一義的に決定できるものである。   In this specification, “capacity” refers to the theoretical capacity (mAh / g) of the electrode active material. “Theoretical capacity”: The unit (mAh / g) is a capacity calculated as a result of all alkali metal ions contributing to the elimination reaction in the alkali metal ion insertion and elimination reaction. The capacity is calculated by dividing the amount by the molecular weight of the second electrode active material 22. That is, the theoretical capacity can be uniquely determined if the composition of the electrode active material forming the electrode active material layer is known.

以下、LiCoO2を例に挙げ、理論容量の算出方法を具体的に説明する。なお、LiCoO2の反応式は、以下の(式1)で示され、全てのリチウムが脱離反応に寄与したものとすると、X=1となる。 Hereinafter, the calculation method of the theoretical capacity will be specifically described by taking LiCoO 2 as an example. The reaction formula of LiCoO 2 is represented by the following (formula 1). If all lithium contributes to the elimination reaction, X = 1.

Figure 2012094350
Figure 2012094350

クーロン量(A・sec)は、リチウムイオン反応量とファラデー定数(9.65×104(C))との積であることから、リチウムイオン反応量(1(mol))×ファラデー定数(9.65×104(C))=9.65×104(C)=9.65×104(A・sec)=2.68×104(mA・h)となる。そして、このクーロン量を、LiCoO2の分子量(97.87g)で除する(2.68×104/97.87)ことで、LiCoO2の理論容量(274(mAh/g))が算出される。つまりLiCoO2の理論容量は、274(mAh/g)となる。 Since the Coulomb amount (A · sec) is a product of the lithium ion reaction amount and the Faraday constant (9.65 × 10 4 (C)), the lithium ion reaction amount (1 (mol)) × Faraday constant (9 .65 × 10 4 (C)) = 9.65 × 10 4 (C) = 9.65 × 10 4 (A · sec) = 2.68 × 10 4 (mA · h). Then, the theoretical capacity (274 (mAh / g)) of LiCoO 2 is calculated by dividing this Coulomb amount by the molecular weight of LiCoO 2 (97.87 g) (2.68 × 10 4 /97.87). The That is, the theoretical capacity of LiCoO 2 is 274 (mAh / g).

他の電極活物質の理論容量も同様にして算出可能であり、主な電極活物質の理論容量は以下の通りである。
LiMn24・・・148(mAh/g)
LiCoO2・・・274(mAh/g)
LiNiO2・・・275(mAh/g)
LiNi0.9Co0.12・・・275(mAh/g)
LiNi1/3Mn1/3Co1/32・・・278(mAh/g)
LiNi0.80Co0.15Al0.052・・・278.93(mAh/g)
The theoretical capacities of other electrode active materials can be calculated in the same manner, and the theoretical capacities of main electrode active materials are as follows.
LiMn 2 O 4 148 (mAh / g)
LiCoO 2 274 (mAh / g)
LiNiO 2 ... 275 (mAh / g)
LiNi 0.9 Co 0.1 O 2 ... 275 (mAh / g)
LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 ... 278 (mAh / g)
LiNi 0.80 Co 0.15 Al 0.05 O 2 ... 278.93 (mAh / g)

本発明に用いられる第1の電極活物質粒子21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。   The particle diameter of the 1st electrode active material particle 21 used for this invention is not specifically limited, The thing of arbitrary magnitude | sizes can be selected suitably, and can be used.

なお、本発明及び本明細書に示す第1の電極活物質粒子21の粒子径は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定により測定される平均粒子径(体積中位粒径:D50)である。また、電極活物質層中に含有された第1の電極活物質粒子21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。   The particle diameter of the first electrode active material particles 21 shown in the present invention and the present specification is an average particle diameter (volume median particle diameter: D50) measured by laser diffraction / scattering particle size distribution measurement. In addition, the particle diameter of the first electrode active material particles 21 contained in the electrode active material layer is determined by identifying the measured electron microscope observation data using a particle recognition tool and recognizing the recognized particle image. The particle size distribution graph can be created based on the shape data acquired from the above and 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>
図1(a)、(b)に示すように、本発明の正極板10を構成する電極活物質層2には、活物質としての機能のほか、集電体1と第1の電極活物質粒子21、および第1の電極活物質粒子同士を固着させるための、結着物質として機能も兼ねる第2の電極活物質22が含有されており、当該第2の電極活物質22の格子定数が、前記第1の電極活物質粒子21の格子定数よりも大きいことを特徴とする。
<Second electrode active material>
As shown in FIGS. 1A and 1B, the electrode active material layer 2 constituting the positive electrode plate 10 of the present invention has a function as an active material, a current collector 1 and a first electrode active material. The second electrode active material 22 that also functions as a binding material for fixing the particles 21 and the first electrode active material particles to each other is contained, and the lattice constant of the second electrode active material 22 is The first electrode active material particle 21 has a lattice constant larger than that of the first electrode active material particle 21.

第2の電極活物質22は、集電体1と第1の電極活物質粒子21、及び第1の電極活物質粒子同士21を固着させる機能を有し、且つ第1の電極活物質粒子21よりも格子定数が大きいとの条件を満たす限り、非水電解液二次電池用正極板において一般的に用いられる充放電可能な電極活物質を使用することができる。例えば、非水電解液二次電池がリチウムイオン二次電池である場合における第2の電極活物質22の具体的な例としては、LiCoO2、LiMn24、LiNiO2、LiFeO2、Li4Ti512、LiFePO4、LiNi1/3Mn1/3Co1/32、LiNi0.9Co0.12、LiNi0.80Co0.15Al0.052、などのリチウム遷移金属複合酸化物などを挙げることができる。なお、本発明は、第2の電極活物質22が、少なくとも第1の電極活物質粒子21よりも格子定数の大きい電極活物質であることを条件とするものであり、使用される第1の電極活物質粒子21に応じて使用可能な第2の電極活物質22は異なる。 The second electrode active material 22 has a function of fixing the current collector 1, the first electrode active material particles 21, and the first electrode active material particles 21, and the first electrode active material particles 21. As long as the condition that the lattice constant is larger than that of the positive electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery, a chargeable / dischargeable electrode active material generally used can be used. For example, specific examples of the second electrode active material 22 when the non-aqueous electrolyte secondary battery is a lithium ion secondary battery include LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiFeO 2 , Li 4. Examples include lithium transition metal composite oxides such as Ti 5 O 12 , LiFePO 4 , LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 , LiNi 0.9 Co 0.1 O 2 , LiNi 0.80 Co 0.15 Al 0.05 O 2 . be able to. The present invention is based on the condition that the second electrode active material 22 is an electrode active material having a lattice constant larger than that of at least the first electrode active material particles 21. The second electrode active material 22 that can be used differs depending on the electrode active material particles 21.

本発明の、いわゆる結着物質としても機能する第2の電極活物質22によれば、出入力特性を向上させることができる。また、第2の電極活物質22は、第1の電極活物質粒子21同様、電極活物質としての機能を有することから、この第2の電極活物質22の存在により全体の電池容量を増大させることができる。(本発明の第2の電極活物質22によれば、結着物質としての機能を発揮しつつ、電極活物質としての機能をも発揮するため、(全体の電池容量)=(第1の電極活物質粒子の容量)+(第2の電極活物質の容量)となり、増加する。)   According to the second electrode active material 22 that also functions as a so-called binding material of the present invention, the input / output characteristics can be improved. Moreover, since the second electrode active material 22 has a function as an electrode active material, like the first electrode active material particles 21, the presence of the second electrode active material 22 increases the overall battery capacity. be able to. (According to the second electrode active material 22 of the present invention, the function as the electrode active material is exhibited while the function as the binder material is exhibited, so (total battery capacity) = (first electrode (Capacity of active material particles) + (capacity of second electrode active material) and increases.)

また、本願発明者らは、第1の電極活物質粒子21と、第2の電極活物質22の格子定数に着目した結果、第2の電極活物質22として、第1の電極活物質粒子21よりも格子定数が大きい電極活物質を用いることで、充放電の高速化を図ることができることを見出した。したがって、本発明の非水電解液二次電池用正極板にあっては、第2の電極活物質22の格子定数が、第1の電極活物質粒子21のそれよりも大きくなるように規定されている。   In addition, as a result of paying attention to the lattice constants of the first electrode active material particles 21 and the second electrode active material 22, the inventors of the present application as the second electrode active material 22, the first electrode active material particles 21. It has been found that charge / discharge speed can be increased by using an electrode active material having a larger lattice constant than the above. Therefore, in the positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, the lattice constant of the second electrode active material 22 is defined to be larger than that of the first electrode active material particles 21. ing.

以下に、現在のところ推定される、前記の作用効果を奏するメカニズムについて図2を用いて説明する。図2は、充放電時における本発明の非水電解液二次電池用正極板10の、第1の電極活物質粒子21と第2の電極活物質22の状態を説明するための概念図である。   Below, the mechanism which has the above-mentioned effect which is estimated at present is demonstrated using FIG. FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining the state of the first electrode active material particles 21 and the second electrode active material 22 of the positive electrode plate 10 for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention during charging and discharging. is there.

充電時のリチウムイオン二次電池の正極板においては、電極活物質層2を構成する第1の電極活物質粒子21、第2の電極活物質22からアルカリ金属イオン(図2に示す場合にあってはリチウムイオン)が放出される反応がおきる。   In the positive electrode plate of the lithium ion secondary battery at the time of charging, alkali metal ions (as shown in FIG. 2) are formed from the first electrode active material particles 21 and the second electrode active material 22 constituting the electrode active material layer 2. Reaction to release lithium ions).

ここで、本発明における電極活物質層は、第1の電極活物質粒子21と第2の電極活物質22とから構成されており、第2の電極活物質22の格子定数が、第1の電極活物質粒子21の格子定数よりも大きい。本発明者らは、活物質の格子定数に着目したところ、格子定数の順列と実験結果のアルカリ金属イオンの出し入れ速度が一致することを見出した。このことから、格子定数が大きい活物質であるほど、アルカリ金属イオンの出し入れの速度は速くなるものと推測される。したがって、図2(a)に示すように、充電開始直後にあっては、第1の電極活物質粒子22がアルカリ金属イオンを放出すよりも早く、当該第1の電極活物質21の回りに存在している第2の電極活物質22がアルカリ金属イオンを放出するものと推測される。   Here, the electrode active material layer in the present invention is composed of the first electrode active material particles 21 and the second electrode active material 22, and the lattice constant of the second electrode active material 22 is the first constant. It is larger than the lattice constant of the electrode active material particles 21. The present inventors paid attention to the lattice constant of the active material, and found that the permutation of the lattice constant coincides with the alkali metal ion loading / unloading speed of the experimental result. From this, it is presumed that the higher the lattice constant of the active material, the faster the rate of alkali metal ions in and out. Therefore, as shown in FIG. 2A, immediately after the start of charging, the first electrode active material particles 22 are released around the first electrode active material 21 earlier than the release of alkali metal ions. It is presumed that the existing second electrode active material 22 releases alkali metal ions.

また、図2(b)に示すように、充電が進むと、第1の電極活物質粒子21もアルカリ金属イオンを放出するが、この際、第1の電極活物質粒子21の内側と外側との間でリチウムの濃度に差が生じ、濃度拡散によって第1の電極活物質粒子21の内側にあるアルカリ金属イオンが外側へ移動し、放出されやすくなるものと推測される。つまり、第2の電極活物質22の存在によって、第1の電極活物質粒子21の充電が促されたと言え、やはり充電の高速化が実現されたと考えることができる。   In addition, as shown in FIG. 2B, when charging proceeds, the first electrode active material particles 21 also release alkali metal ions. At this time, the inside and outside of the first electrode active material particles 21 It is presumed that there is a difference in the lithium concentration between the two, and the alkali metal ions inside the first electrode active material particles 21 move to the outside due to the concentration diffusion and are easily released. That is, it can be said that the charge of the first electrode active material particles 21 was promoted by the presence of the second electrode active material 22, and it can be considered that the speeding up of the charge was also realized.

なお、放電時にはこの逆の現象、つまりアルカリ金属イオンの取り入れにおいて同様の現象が生じ、放電速度も高速化されるものと推測される。   It is assumed that the reverse phenomenon occurs during discharge, that is, the same phenomenon occurs when alkali metal ions are introduced, and the discharge speed is also increased.

前記の作用効果を奏する本発明が、前記のメカニズムに従っているかどうかは必ずしも明確ではないが、少なくとも、第1の電極活物質21と集電体1、及び第1の電極活物質粒子同士を、該第1の電極活物質粒子21よりも、格子定数の大きい第2の電極活物質22で固着させることにより、充放電の高速化が図られることは明らかである。つまり、本発明は、例えば、従来のように、第1の電極活物質粒子21と集電体1、及び第1の電極活物質粒子21同士を、樹脂製の結着物質によってのみ固着させた正極板や、第1の電極活物質粒子21と集電体1、及び第1の電極活物質粒子21同士を、該第1の電極活物質粒子21よりも格子定数の小さい電極活物質で固着させた正極板と比較して、充放電の高速化を図ることができる。   Although it is not necessarily clear whether the present invention having the above-described effects is in accordance with the above-described mechanism, at least the first electrode active material 21, the current collector 1, and the first electrode active material particles It is clear that the charge / discharge speed can be increased by fixing with the second electrode active material 22 having a larger lattice constant than the first electrode active material particles 21. That is, in the present invention, for example, as in the prior art, the first electrode active material particles 21, the current collector 1, and the first electrode active material particles 21 are fixed only with a resin binder. The positive electrode plate, the first electrode active material particles 21 and the current collector 1, and the first electrode active material particles 21 are fixed together with an electrode active material having a lattice constant smaller than that of the first electrode active material particles 21. Compared to the positive electrode plate, the charge / discharge speed can be increased.

次に本発明における「格子定数」について説明する。結晶格子の最小単位を単位胞(単位格子と言う場合もある。)といい、これは、八つの角に格子点を持つ平行六面体である。その六面体の一つの角で交わる3稜の長さ、すなわち、格子点間距離を、a、b、cとし、稜bとc、稜cとa、稜aとbの間の角をそれぞれα、β、γとするとき、a、b、cならびにα、β、γを格子定数という。   Next, the “lattice constant” in the present invention will be described. The minimum unit of the crystal lattice is called a unit cell (sometimes referred to as a unit cell), which is a parallelepiped having lattice points at eight corners. The lengths of the three edges intersecting at one corner of the hexahedron, that is, the distances between the lattice points are a, b, and c, and the angles between the edges b and c, the edges c and a, and the edges a and b are α , Β, γ, a, b, c and α, β, γ are called lattice constants.

結晶格子(晶系)によって格子定数の数は異なり、例えば、立方格子の場合、α、β、γは全て直角で、a、b、cは全て等しいことから、格子定数としてはaだけを指定すればよい。斜方格子ではα、β、γが直角であることから、a、b、cだけを指定すればよい。また、六方格子ではαとβが直角、γが120度の一定角であり、さらにaとbが等しいのでaとbが格子定数である。本発明においては、結晶格子にかかわらずaの値(a軸の値)を格子定数とする。本発明の格子定数であるa値は、X線回折の測定によって精密に決めることができる。   The number of lattice constants varies depending on the crystal lattice (crystal system). For example, in the case of a cubic lattice, α, β, and γ are all right angles and a, b, and c are all equal, so only a is specified as the lattice constant. do it. In the orthorhombic lattice, α, β, and γ are right angles, so only a, b, and c need to be specified. In the hexagonal lattice, α and β are right angles, γ is a constant angle of 120 degrees, and a and b are equal, so a and b are lattice constants. In the present invention, the value of a (a-axis value) is used as the lattice constant regardless of the crystal lattice. The value a which is the lattice constant of the present invention can be determined accurately by measuring X-ray diffraction.

ここで、本発明の正極板を構成する第2の電極活物質22としては、上記に挙げた物質以外であっても(1)アルカリ金属イオン挿入脱離反応を示すものであり、(2)集電体と第1の電極活物質粒子21、および第1の電極活物質21同士を固着させることができ、(3)さらに第1の電極活物質粒子1の格子定数よりも大きい格子定数を持っているもの、という3つの条件を満たすものであればよく、上記に挙げた物質に限定されるものではない。例えば、Li、Be、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Cs、Ba、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、Bi、Fr、Ra、およびCeなどの金属元素の1種の金属酸化物、または2種以上の金属元素を含む複合金属酸化物であって、上記3つの条件を満たすものであれば、本発明の第2の電極活物質22として用いることができる。   Here, as the second electrode active material 22 constituting the positive electrode plate of the present invention, (1) an alkali metal ion insertion / desorption reaction is performed even if it is other than the materials listed above, (2) The current collector, the first electrode active material particles 21 and the first electrode active material 21 can be fixed to each other, and (3) a lattice constant larger than the lattice constant of the first electrode active material particles 1 What is necessary is just to satisfy | fill the three conditions of what it has, and it is not limited to the substance quoted above. For example, Li, Be, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Cs, Ba, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, Fr, Ra, As long as it is a single metal oxide of a metal element such as Ce and Ce or a composite metal oxide containing two or more metal elements and satisfies the above three conditions, the second electrode active It can be used as the substance 22.

なお、本発明において、第1の電極活物質粒子21と集電体1、および第1の電極活物質粒子同士21が、第2の電極活物質22によって固着される、という場合には、以下の2つの態様を含む。第1の固着態様は、被固着物間(例えば、第1の電極活物質粒子21と集電体1との間、第1の電極活物質粒子21間、あるいは導電材を使用する場合には、導電材と第1の電極活物質粒子21間、導電材粒子間など)に、第2の電極活物質22が介在して両者を固着させる態様である。第2の固着態様は、被固着物同士が直接接触し、接触部分を囲んで第2の電極活物質22が存在することによって、被固着物同士を固着させる態様である。本発明では、電極活物質層2中において、上記の第1の固着態様、および第2の固着態様の何れかの態様、又は双方の態様が存在している。特に、電極活物質層中に含まれる第1の電極活物質粒子21の粒子径が小さくなるほど、第2の固着態様が増える傾向にある。   In the present invention, when the first electrode active material particles 21, the current collector 1, and the first electrode active material particles 21 are fixed by the second electrode active material 22, These two aspects are included. The first fixing mode is between the objects to be fixed (for example, between the first electrode active material particles 21 and the current collector 1, between the first electrode active material particles 21, or when using a conductive material. In this embodiment, the second electrode active material 22 is interposed between the conductive material and the first electrode active material particles 21, between the conductive material particles, etc.) to fix them together. In the second fixing mode, the objects to be bonded are in direct contact with each other, and the objects to be bonded are fixed to each other by the presence of the second electrode active material 22 surrounding the contact portion. In the present invention, the electrode active material layer 2 has any one of the first fixing mode and the second fixing mode, or both modes. In particular, as the particle diameter of the first electrode active material particles 21 contained in the electrode active material layer becomes smaller, the second fixing mode tends to increase.

第2の電極活物質22は、電極活物質層中に上記の第1の固着態様、あるいは第2の固着態様で被固着物間を固着させるような形状で存在していればよく、第2の電極活物質22の大きさ、形状について特に限定されることはない。例えば、第2の電極活物質22が、微小な粒子状であって、多数の微小な粒子状の第2の電極活物質22が、第1の電極活物質21の1つ、又は2つ以上の集合体の全面又は一部を取り囲むように存在していてもよい。   The second electrode active material 22 may be present in the electrode active material layer in such a shape that the objects to be bonded are fixed in the first fixing mode or the second fixing mode. The size and shape of the electrode active material 22 are not particularly limited. For example, the second electrode active material 22 is in the form of fine particles, and the second electrode active material 22 having a large number of fine particles is one or more of the first electrode active materials 21. It may be present so as to surround the entire surface or a part of the aggregate.

特に、図1(b)に示すように、電極活物質層2は、隣り合う第2の電極活物質22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んでいることが好ましい。この構成により、出入力特性を向上させることができる。上述のとおり、本発明における第2の電極活物質22は、第1の電極活物質粒子21を集電体1上に固着させるためのものであり、図1(b)に示すように、第2の電極活物質22同士の少なくとも一部において、互いに結晶格子が連続することにより繋がっている箇所を含ませることで、電極活物質層2の膜密着性が向上するものと推察される。そして、この膜密着性の向上が出入力特性の向上に寄与するものと思われる。   In particular, as shown in FIG. 1B, the electrode active material layer 2 includes a portion connected by continuous crystal lattices in a part of the adjacent second electrode active materials 22. Is preferred. With this configuration, the input / output characteristics can be improved. As described above, the second electrode active material 22 in the present invention is for fixing the first electrode active material particles 21 on the current collector 1, and as shown in FIG. It is presumed that the film adhesiveness of the electrode active material layer 2 is improved by including at least a part of the two electrode active materials 22 connected by the continuous crystal lattice. And it is thought that this improvement in film adhesion contributes to the improvement in the input / output characteristics.

また、電極活物質層2の膜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22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。尚、本発明において第2の電極活物質22同士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第2の電極活物質22の断面の結晶格子を観察することによって確認することができる。   Further, from the viewpoint of improving the film adhesion of the electrode active material layer 2, a portion where the crystal lattices of the adjacent second electrode active materials 22 are continuous may be significantly present in the electrode active material layer 2. More desirable. In the present invention, whether or not the crystal lattices of the second electrode active materials 22 are continuous is determined by observing the crystal lattice of the cross section of the adjacent second electrode active material 22 in the electrode active material layer with a transmission electron microscope. It can be confirmed by doing.

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22同士における結晶格子が連続する箇所を含むよう構成するためには、後述する本発明の製造方法に従い本発明の正極板を製造することが望ましい。即ち、本発明の製造方法は、電極活物質層形成液を集電体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から電極活物質層を形成する。その際、該集電体上において、第1の電極活物質粒子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の電極活物質粒子の周囲に第2の電極活物質22が生成される。このとき、隣接する第2の電極活物質22同士(あるいはその前駆体)の一部が接合していると、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22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 of the present invention so as to include a portion where crystal lattices in the adjacent second electrode active materials 22 are continuous, the positive electrode plate of the present invention is manufactured according to the manufacturing method of the present invention described later. It is desirable to do. That is, in the production method of the present invention, an electrode active material layer forming liquid is applied onto a current collector to form a coating film, and the electrode active material layer is formed from the coating film by performing means such as heating. . At that time, a metal element-containing compound present around the first electrode active material particles causes a reaction such as thermal decomposition and oxidation on the current collector, and the second electrode around the first electrode active material particles. The electrode active material 22 is generated. At this time, if a part of the adjacent second electrode active materials 22 (or their precursors) are joined together, the crystal growth of the two tends to proceed simultaneously at the joined portion. As a result of the simultaneous crystal growth at the junction, the electrode active material layer of the present invention is configured to include a portion where the crystal lattices of the adjacent second electrode active materials 22 are continuous.

また、第2の電極活物質22が非粒子状であって、第1の電極活物質粒子21と集電体1との間、第1の電極活物質粒子21間を、空隙を残して充填する連続体であってもよい。あるいは、第2の電極活物質22が、第1の電極活物質粒子21の2つ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形成していてもよい。また、第2の電極活物質22の表面は、走査型電子顕微鏡レベルで観察した際に、例えば、滑らかな状態で観察されるもの、無数の突起が密集しているもの、粒子間のあるもの、あるいはこれらの組合せなどであってもよく、その表面状態について何ら限定されることはない。つまり、本発明における第2の電極活物質22は、第1の電極活物質21の少なくとも一部を包囲し、かつ第2の電極活物質22同士が繋がり、あるいは第2の電極活物質22が連続体であり、加えて、第2の電極活物質22のうち集電体1の近傍の第2の電極活物質22が集電体1の表面に繋がることによって電極活物質層2を構成するものであればよい。   Further, the second electrode active material 22 is non-particulate, and the space between the first electrode active material particles 21 and the current collector 1 and between the first electrode active material particles 21 is filled with leaving a gap. It may be a continuous body. Alternatively, even if the second electrode active material 22 forms a continuous coating layer in the form of a film, a pleat, or a hump that surrounds two or more aggregates of the first electrode active material particles 21. Good. Further, the surface of the second electrode active material 22 is observed in a smooth state when observed at the scanning electron microscope level, for example, with a large number of protrusions densely packed, or with particles between the surfaces. Or a combination thereof, and the surface state is not limited at all. That is, the second electrode active material 22 in the present invention surrounds at least a part of the first electrode active material 21 and the second electrode active materials 22 are connected to each other, or the second electrode active material 22 is In addition, the second electrode active material 22 in the vicinity of the current collector 1 in the second electrode active material 22 is connected to the surface of the current collector 1 to form the electrode active material layer 2. Anything is acceptable.

また、電極活物質層2に含有される全ての第2の電極活物質22が、集電体1と第1の電極活物質粒子21との固着、及び第1の電極活物質粒子21同士の固着に寄与されている必要はない。例えば、第1の電極活物質粒子21と固着している第2の電極活物質22が、集電体1、又は第1の電極活物質粒子21と固着しないように存在していても良い。   In addition, all the second electrode active materials 22 contained in the electrode active material layer 2 are bonded between the current collector 1 and the first electrode active material particles 21 and between the first electrode active material particles 21. There is no need to contribute to fixation. For example, the second electrode active material 22 fixed to the first electrode active material particles 21 may be present so as not to be fixed to the current collector 1 or the first electrode active material particles 21.

また、本発明は、いわゆる結着物質として樹脂製のバインダーを用いることを禁止するものではなく、樹脂製のバインダーと第2の電極活物質22とを併せて用い、これらの結着物質によって被固着物間を固着させることとしてもよい。なお、いわゆる結着物質として樹脂製のバインダーと第2の電極活物質22を併せて用いる場合において、結着物質の全質量(樹脂製のバインダーの全質量+第2の電極活物質22の全質量)に対して、第2の電極活物質22が占める割合が多くなるほど、出入力特性は向上し、また電池全体の容量も増大する。このような点を考慮すると、いわゆる結着物質の全質量に対し、第2の電極活物質22の占める割合は、50〜100質量%の範囲内であることが好ましい。無論、当該範囲以外である場合であっても、第2の電極活物質22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。   In addition, the present invention does not prohibit the use of a resin binder as a so-called binder, and the resin binder and the second electrode active material 22 are used together, and these binders are used to cover the binder. It is good also as fixing between fixed things. In the case where the resin binder and the second electrode active material 22 are used together as a so-called binder, the total mass of the binder (total mass of the resin binder + the total of the second electrode active material 22). As the ratio of the second electrode active material 22 to the mass (mass) increases, the input / output characteristics improve and the capacity of the entire battery also increases. Considering such points, the ratio of the second electrode active material 22 to the total mass of the so-called binder material is preferably in the range of 50 to 100% by mass. Of course, even in a case outside the range, it goes without saying that the input / output characteristics are improved and the battery capacity is increased as much as the second electrode active material 22 is contained.

また、電極活物質層2中に、第1の電極活物質粒子が2種類以上含有されている場合であっても、それらのうちの少なくとも1つの第1の電極活物質粒子と第2の電極活物質とが、上記で説明した本発明の関係を満たすものであれば、本発明の作用効果を奏することができる。   Moreover, even if the electrode active material layer 2 contains two or more kinds of first electrode active material particles, at least one of the first electrode active material particles and the second electrode among them. If the active material satisfies the relationship of the present invention described above, the effects of the present invention can be achieved.

電極活物質のアルカリ金属イオン挿入脱離反応の有無については、電気化学測定(サイクリックボルタンメトリー:CV)法により確認することができる。以下に、CV試験について説明する。具体的には、電極電位を活物質の適切な電圧範囲において、例えばアルカリ金属イオンとしてリチウムイオンを想定し、活物質がLiMn24であれば、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3回程度繰り返すものである。走査速度は1mV/秒が好ましい。例えばLiMn24であれば、図3に示すように、約3.9V付近にLiMn24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し、これによってアルカリ金属イオンの挿入脱離反応の有無を確認することができる。また、図4に示すように、ピークが出現しない場合にはアルカリ金属イオンの挿入脱離反応がないと判断することができる。 The presence or absence of an alkali metal ion insertion / elimination reaction of the electrode active material can be confirmed by an electrochemical measurement (cyclic voltammetry: CV) method. The CV test will be described below. Specifically, in the appropriate voltage range of the active material, for example, lithium ions are assumed as alkali metal ions, and if the active material is LiMn 2 O 4 , after sweeping from 3.0 V to 4.3 V, The operation of returning to 3.0 V again is repeated about three times. The scanning speed is preferably 1 mV / sec. For example, in the case of LiMn 2 O 4 , as shown in FIG. 3, an oxidation peak corresponding to the Li elimination reaction of LiMn 2 O 4 appears in the vicinity of about 3.9 V, and the Li insertion reaction occurs in the vicinity of about 4.1 V. A corresponding reduction peak appears, whereby the presence or absence of an alkali metal ion insertion / extraction reaction can be confirmed. Further, as shown in FIG. 4, when no peak appears, it can be determined that there is no alkali metal ion insertion / desorption reaction.

(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電極活物質粒子21と第2の電極活物質22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電極活物質粒子21の種類や大きさ、第2の電極活物質22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。
(Mixing ratio)
In the present invention, the mixing ratio of the first electrode active material particles 21 and the second electrode active material 22 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 appropriately determined in consideration of the type and size of the particles 21 and the function required for the second electrode active material 22.

一方で、結着物質として作用する第2の電極活物質の含有量が少なすぎる場合には、集電体1と第1の電極活物質粒子22、および第1の電極活物質粒子22同士の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、充放電の高速化に対する要請を充分に満足させることができなくなるおそれが生じうる。したがって、この点を考慮すると、第1の電極活物質粒子21の質量比率を100質量部としたときに、第2の電極活物質22の質量比率が、1質量部以上100質量部以下であることが好ましい。   On the other hand, when the content of the second electrode active material acting as a binding material is too small, the current collector 1, the first electrode active material particle 22, and the first electrode active material particles 22 There is a possibility that the fixing force cannot be increased to a desired level, or a request for increasing the charge / discharge speed cannot be sufficiently satisfied. Therefore, considering this point, when the mass ratio of the first electrode active material particles 21 is 100 parts by mass, the mass ratio of the second electrode active material 22 is 1 part by mass or more and 100 parts by mass or less. It is preferable.

本発明の非水電解液二次電池用正極板を製造するにあたり、電極活物質層2中に含有が予定される第2の電極活物質22のアルカリ金属イオン挿入脱離反応の有無は、上述のとおり確認することができる。したがって、予め確認したうえで、アルカリ金属イオン挿入脱離反応を示す金属元素や金属酸化物を電極活物質層中に存在させることができる。一方、すでに完成された正極板における電極活物質層中にアルカリ金属イオン挿入脱離反応を示す金属元素や金属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。即ち、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、いかなる金属元素や金属酸化物が含有されているかを推定することができる。そして、推定された金属元素や金属酸化物よりなる膜を、ガラスなどの基板上に形成し、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、当該金属元素や金属酸化物がアルカリ金属イオン挿入脱離反応を示すか示さないかを確認することができる。   In the production of the positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the presence or absence of the alkali metal ion insertion / desorption reaction of the second electrode active material 22 to be contained in the electrode active material layer 2 is described above. It can be confirmed as follows. Therefore, after confirmation in advance, a metal element or metal oxide exhibiting an alkali metal ion insertion / release reaction can be present in the electrode active material layer. On the other hand, whether or not a metal element or metal oxide exhibiting an alkali metal ion insertion / release reaction is contained in the electrode active material layer of the already completed positive electrode plate can be confirmed as follows, for example. That is, it is possible to estimate what kind of metal element or metal oxide is contained in the sample by cutting the electrode active material layer to prepare a sample and conducting composition analysis of the sample. Then, a film made of the estimated metal element or metal oxide is formed on a substrate such as glass and subjected to a cyclic voltammetry test, whereby the metal element or metal oxide is inserted and desorbed by alkali metal ions. It can be confirmed whether the reaction is shown or not.

(その他の材料)
上記電極活物質層2は、第1の電極活物質粒子21、第2の電極活物質22のみから構成されていてもよいが、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。たとえば、本発明によれば、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使用することなく良好な導電性を発揮させることが可能であるが、より優れた導電性が望まれる場合や、活物質粒子の種類などによっては、導電材を使用することとしてもよい。
(Other materials)
The electrode active material layer 2 may be composed of only the first electrode active material particles 21 and the second electrode active material 22, but further additives may be included without departing from the spirit of the present invention. May be formed. For example, according to the present invention, good conductivity can be exhibited without using a conductive material exemplified by a conductive carbon material such as carbon black, but better conductivity is desired. Depending on the case or the type of active material particles, a conductive material may be used.

(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。本発明の製造方法は、電極活物質粒子と、加熱されることで当該電極活物質粒子よりも格子定数が大きい電極活物質となる1種又は2種以上の金属元素含有化合物と、が含有される電極活物質層形成液を、集電体上の少なくとも一部に塗布して塗膜を形成する塗布工程と、塗布工程で形成された塗膜を、金属元素含有化合物が電極活物質(第2の電極活物質)となる温度以上で加熱する加熱工程とを含むことを特徴とする。
(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. The production method of the present invention contains electrode active material particles and one or more metal element-containing compounds that are heated to become an electrode active material having a larger lattice constant than the electrode active material particles. An electrode active material layer forming liquid is applied to at least a part of the current collector to form a coating film, and the coating film formed in the coating process is composed of a metal element-containing compound and an electrode active material (first And a heating step of heating at a temperature equal to or higher than the temperature of the second electrode active material.

本発明の製造方法によれば、上述した本発明の正極板を歩留まり良く製造することができる。以下、具体的に説明する。   According to the manufacturing method of the present invention, the above-described positive electrode plate of the present invention can be manufactured with high yield. This will be specifically described below.

(塗布工程)
塗布工程は、電極活物質粒子と、加熱されることで電極活物質粒子よりも格子定数が大きい電極活物質となる1種又は2種以上の金属元素含有化合物とが含有される電極活物質層形成液を、集電体上の少なくとも一部に塗布して塗膜を形成する工程である。
(Coating process)
The coating step includes an electrode active material layer containing electrode active material particles and one or more metal element-containing compounds that are heated to become an electrode active material having a lattice constant larger than that of the electrode active material particles. In this step, the forming liquid is applied to at least a part of the current collector to form a coating film.

<電極活物質層形成液の調製>
電極活物質層形成液の調製に用いられる電極活物質粒子は、上記で説明した第1の電極活物質粒子と同様のものを使用することができ、ここでの説明は省略する。なお、本発明の製造方法において、用いられる電極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ことも上述と同様である。
<Preparation of electrode active material layer forming solution>
The electrode active material particles used for the preparation of the electrode active material layer forming liquid can be the same as the first electrode active material particles described above, and the description thereof is omitted here. In addition, in the manufacturing method of this invention, it is the same as the above-mentioned that the particle diameter of the electrode active material particle used can select a desired magnitude | size.

また、電極活物質層形成液中には、加熱されることで電極活物質粒子よりも格子定数が大きい電極活物質となる1種又は2種以上の金属元素含有化合物が添加される。   In addition, in the electrode active material layer forming liquid, one or two or more metal element-containing compounds that are heated to become an electrode active material having a lattice constant larger than that of the electrode active material particles are added.

金属元素含有化合物は、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るいわゆる結着物質としての機能を発揮する電極活物質の前駆体である。したがって、電極活物質層形成液中に添加された状態で基板上に塗布され、加熱されることで、電極活物質粒子よりも格子定数が大きい電極活物質を生成することができるものであれば、いかなる金属元素含有化合物であってもよい。   The metal element-containing compound is a precursor of an electrode active material that exhibits a function as a so-called binder that fixes the electrode active material particles and the current collector and the electrode active material particles to each other. Therefore, as long as it can generate an electrode active material having a lattice constant larger than that of the electrode active material particles by being applied to the substrate in a state of being added to the electrode active material layer forming liquid and heated. Any metal element-containing compound may be used.

使用する金属元素含有化合物から生成される電極活物質が、アルカリ金属イオン挿入脱離反応を示すか否かは、予備実験において、金属元素含有化合物を含有する電極活物質層形成液を基板上に塗布してこれを加熱することによって電極活物質を形成し、上述するサイクリックボルタンメトリー法により確認することができる。   Whether or not the electrode active material produced from the metal element-containing compound to be used exhibits an alkali metal ion insertion / desorption reaction is determined in a preliminary experiment by placing an electrode active material layer forming liquid containing the metal element-containing compound on the substrate. An electrode active material can be formed by coating and heating, and can be confirmed by the cyclic voltammetry method described above.

上記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、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。   As the metal element-containing compound, a lithium element-containing compound and one or more metal element-containing compounds containing any metal element selected from cobalt, nickel, manganese, iron or titanium are preferably used. Can do. The metal element-containing compound may be an inorganic metal element-containing compound in which no carbon is contained in the compound, or an organometallic element-containing compound constituted by containing carbon in the compound. Also 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ができる。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集電体に対して製膜性がよいので、好ましく使用される。   Examples of the metal element-containing compound include chloride, nitrate, sulfate, perchlorate, acetate, phosphate, bromate and the like of other metal elements such as lithium element or 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 it has good film forming properties for a wide variety of current collectors.

例えば、集電体と電極活物質粒子、及び電極活物質粒子同士を固着させるための電極活物質として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、及びりん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 the metal element-containing compound for generating LiCoO 2 as an electrode active material for fixing the current collector, the electrode active material particles, and the electrode active material particles, a Li element-containing compound and a Co element-containing compound Can be used in combination as a main raw material, and other raw materials can be used in combination as required. 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.

また例えば、集電体と電極活物質粒子、及び電極活物質粒子同士を固着させるための電極活物質として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、次亜りん酸ニッケル(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。 Also, for example, as a metal element-containing compound for generating LiNiO 2 as an electrode active material for fixing the current collector and the electrode active material particles, and the electrode active material particles, the Li element-containing compound and the Ni element-containing compound A compound can be used in combination as a main raw material, and further, other raw materials can be used in combination as required. 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.

また例えば、集電体と電極活物質粒子、及び電極活物質粒子同士を固着させるための電極活物質として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, for example, as a metal element-containing compound for generating LiMn 2 O 4 as an electrode active material for fixing the current collector, the electrode active material particles, and the electrode active material particles, a Li element-containing compound, and Mn Element-containing compounds can be used in combination as main raw materials, and other raw materials can be used in combination as required. 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.

また例えば、集電体と電極活物質粒子、及び電極活物質粒子同士を固着させるための電極活物質として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。 Also, for example, as a metal element-containing compound for generating LiFeO 2 as an electrode active material for fixing the current collector and the electrode active material particles, and the electrode active material particles, the Li element-containing compound and the Fe element-containing compound A compound can be used in combination as a main raw material, and further, other raw materials can be used in combination as required. 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.

また例えば、集電体と電極活物質粒子、及び電極活物質粒子同士を固着させるための電極活物質として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。 Further, for example, as a metal element-containing compound for producing Li 4 Ti 5 O 12 as an electrode active material for fixing the current collector and the electrode active material particles, and the electrode active material particles, a Li element-containing compound, In addition, the Ti element-containing compound can be used in combination as a main raw material, and other raw materials can be used in combination as required. 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.

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、0.01〜5mol/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、集電体と該集電体表面で生成される電極活物質層とを良好に密着性させることができ、活物質粒子の固着が図られる。また、上記濃度を、5mol/L以下とすることにより、上記電極活物質層形成液を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、均一な塗膜を形成することができる。   In the electrode active material layer forming liquid described above, the ratio of the total amount of one or more metal element-containing compounds added in the solvent is 0.01 to 5 mol / L, particularly 0.1 to 5 mol / L. 2 mol / L is preferred. By setting the concentration to 0.01 mol / L or more, the current collector and the electrode active material layer generated on the surface of the current collector can be satisfactorily adhered, and 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 electrode active material layer forming liquid to the current collector surface, and to form a uniform coating film. can do.

また、上記電極活物質層形成液には、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、導電材、あるいは、電極活物質層形成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。金属元素含有化合物を溶解させるための溶媒は、該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。   Further, the electrode active material layer forming liquid may be blended with a conductive material, an organic substance that is a viscosity adjusting agent of the electrode active material layer forming liquid, or other additives within the scope of the present invention. Good. The solvent for dissolving the metal element-containing compound may be any solvent that can dissolve the metal element-containing compound, and a conventionally known solvent can be appropriately selected and used. 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.

電極活物質層形成液を集電体上に塗布する方法について特に限定はなく、一般的な塗布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、スプレーコート等によって、集電体表面の任意の領域に電極活物質層形成液を塗布することができる。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布することも可能である。なお、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、電極活物質層の成膜性をさらに改善することができる。   The method for applying the electrode active material layer forming liquid onto the current collector is not particularly limited, and a general application method can be appropriately selected and used. For example, the electrode active material layer forming liquid can be applied to any region of the current collector surface by printing, spin coating, dip coating, bar coating, spray coating, or the like. 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 manually applied in addition to the above method. Note that the current collector used in the present invention can further improve the film-forming property of the electrode active material layer by performing corona treatment, oxygen plasma treatment, or the like in advance as necessary.

また、電極活物質層形成液の塗布量について特に限定はないが、加熱後の厚みが、上記で説明した電極活物質層の厚みとなるような範囲で塗布されていることが好ましい。   Moreover, although there is no limitation in particular about the application quantity of an electrode active material layer formation liquid, it is preferable to apply | coat in the range that the thickness after a heating becomes the thickness of the electrode active material layer demonstrated above.

(加熱工程)
加熱工程は、上記で説明した塗布工程において形成された塗膜を加熱して溶媒を蒸発させるとともに、金属元素含有化合物から電極活物質(第2の電極活物質)を生成する工程である。
(Heating process)
The heating step is a step of heating the coating film formed in the coating step described above to evaporate the solvent and generating an electrode active material (second electrode active material) from the metal element-containing compound.

該加熱工程により、集電体と電極活物質粒子、及び電極活物質粒子同士は、該電極活物質粒子よりも格子定数が大きい電極活物質によって固着される。   By the heating step, the current collector, the electrode active material particles, and the electrode active material particles are fixed by an electrode active material having a lattice constant larger than that of the electrode active material particles.

加熱工程における加熱温度については、用いられる金属元素含有化合物から電極活物質を生成することができる温度であればよく、したがってこれらの種類に応じて適宜設定することができる。具体的には、例えば、金属元素含有化合物が熱分解される温度以上の温度で加熱することにより、電極活物質を生成することができる。   About the heating temperature in a heating process, what is necessary is just the temperature which can produce | generate an electrode active material from the metal element containing compound used, Therefore Therefore, it can set suitably according to these kind. Specifically, for example, the electrode active material can be generated by heating at a temperature equal to or higher than the temperature at which the metal element-containing compound is thermally decomposed.

また、例えば、金属元素含有化合物が熱分解する温度で、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、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。   For example, the heating method is not particularly limited as long as it is a heating method or a heating apparatus that can heat the coating film at a temperature at which the metal element-containing compound is thermally decomposed. 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、正極板を製造するために用いられる材料や加熱温度、金属元素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。特に集電体としてアルミ箔を用いる場合には、空気雰囲気下において加熱工程を実施しても、該アルミ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 can be appropriately determined in consideration of the material used for manufacturing the positive electrode plate, the heating temperature, the oxygen potential of the metal element, and the like. 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, when an 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.

一方、集電体として銅箔を用いる場合には、空気雰囲気下で加熱工程を実施すると酸化してしまい、望ましくない。したがって、かかる場合には、不活性ガス雰囲気下、あるいは還元ガス雰囲気下あるいは不活性ガスと還元ガスの混合ガス雰囲気下で加熱することが好ましい。なお、酸素ガスが充分に含有されない雰囲気下で加熱工程を実施する場合において、電極活物質層中に金属酸化物からなる電極活物質を生成する場合には、金属元素含有化合物中における金属元素の酸化は、電極活物質層形成液中に含有される化合物中の酸素と金属元素とが結合することによって実現される必要があるので、使用する化合物中に酸素元素が含有される化合物を用いる必要がある。   On the other hand, when copper foil is used as the current collector, it is not desirable because it is oxidized when the heating step is performed in an air atmosphere. Therefore, in such a case, it is preferable to heat in an inert gas atmosphere, a reducing gas atmosphere, or a mixed gas atmosphere of an inert gas and a reducing gas. In the case where the heating step is performed in an atmosphere that does not contain sufficient oxygen gas, when an electrode active material made of a metal oxide is generated in the electrode active material layer, the metal element in the metal element-containing compound Oxidation needs to be realized by combining oxygen and metal element in the compound contained in the electrode active material layer forming liquid, so it is necessary to use a compound containing oxygen element in the compound to be used There is.

本発明の製造方法において、不活性ガス雰囲気または還元ガス雰囲気は、特に特定の雰囲気に限定されず、従来公知のこれらの雰囲気下において適宜発明の製造方法を実施することができるが、たとえば、不活性ガス雰囲気としてはアルゴンガス、窒素ガス、還元ガス雰囲気としては、水素ガス、一酸化炭素ガス、あるいは上記不活性ガスと上記還元ガスを混合したガス雰囲気などが挙げられる。   In the production method of the present invention, the inert gas atmosphere or the reducing gas atmosphere is not particularly limited to a specific atmosphere, and the production method of the invention can be appropriately carried out under these conventionally known atmospheres. Examples of the active gas atmosphere include argon gas, nitrogen gas, and reducing gas atmosphere, such as hydrogen gas, carbon monoxide gas, or a gas atmosphere in which the inert gas and the reducing gas are mixed.

(非水電解液二次電池)
次に、図5を用いて本発明の非水電解液二次電池について説明する。なお、図5は、本発明の非水電解液二次電池100の一例を示す概略図である。図5に示すように、本発明の非水電解液二次電池は、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、及び、これに組合される集電体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と、正極板10と負極板50との間に設けられるセパレータ70とから構成され、これらが、外装81、82で構成される容器内に収容され、かつ、容器内に非水電解液90が充填された状態で密封された構成をとる。
(Non-aqueous electrolyte secondary battery)
Next, the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic view showing an example of the non-aqueous electrolyte secondary battery 100 of the present invention. As shown in FIG. 5, the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention includes a positive electrode plate 10 in which an electrode active material layer 2 is provided on one side of a current collector 1, and a collector combined therewith. It is composed of a negative electrode plate 50 in which an electrode active material layer 54 is provided on one surface side of the electric body 55, and a separator 70 provided between the positive electrode plate 10 and the negative electrode plate 50. It is accommodated in the container comprised by this, and the structure sealed in the state with which the nonaqueous electrolyte solution 90 was filled in the container is taken.

ここで、本発明の非水電解液二次電池は、正極板として上記で説明した非水電解液二次電池用正極板10を必須の構成として用いている点に特徴を有する。本発明の非水電解液二次電池は、この要件を具備するものであれば他の要件について特に限定はなく、従来公知の負極板、非水電解液、容器を適宜選択して用いることができ、図5に示す形態に限定されるものではない。なお、本発明の非水電解液二次電池用正極板については、上記で説明した通りであり、詳細な説明は省略する。   Here, the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is characterized in that the positive electrode plate 10 for a nonaqueous electrolyte secondary battery described above is used as an essential configuration as a positive electrode plate. The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited with respect to other requirements as long as it satisfies this requirement, and a conventionally known negative electrode plate, non-aqueous electrolyte, and container may be appropriately selected and used. The configuration is not limited to that shown in FIG. In addition, about the positive electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary batteries of this invention, it is as having demonstrated above, and detailed description is abbreviate | omitted.

(正極板)
本発明の非水電解液二次電池は、正極板として、上述する本発明の正極板を用いることを特徴とする。本発明の正極板は、上述のとおり、第1の電極活物質粒子21として高容量の活物質を用いた場合であっても、充放電の高速化の要請にも応えることができるものである。したがって、かかる正極板を用いることによって、本発明の非水電解液二次電池においても当該正極板の性能が発揮される。
(Positive electrode plate)
The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is characterized by using the above-described positive electrode plate of the present invention as the positive electrode plate. As described above, the positive electrode plate of the present invention can meet the demand for higher charge / discharge speed even when a high-capacity active material is used as the first electrode active material particles 21. . Therefore, by using such a positive electrode plate, the performance of the positive electrode plate is exhibited also in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention.

(負極板)
負極板は、従来公知の非水電解液二次電池用負極板を適宜選択して使用することができる。一般的に、従来公知の負極板としては、集電体として厚み5〜50μm程度の電解銅箔や圧延銅箔等の銅箔等を用い、上記集電体表面の少なくとも一部に、負極板における電極活物質層形成液を塗布して、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、Li4Ti512等の金属酸化物、金属リチウム及びその合金、スズ、シリコン、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負極活物質粒子、および樹脂製バインダー、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が、これに限定されない。
(Negative electrode plate)
As the negative electrode plate, a conventionally known negative electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery can be appropriately selected and used. Generally, 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 to 50 μm is used as a current collector, and the negative electrode plate is formed on at least a part of the current collector surface. The electrode active material layer forming solution is applied, dried, and pressed as necessary. 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, negative electrode active material particles such as materials capable of occluding and releasing lithium ions, such as metal oxides such as Li 4 Ti 5 O 12 , metal lithium and alloys thereof, tin, silicon, and alloys thereof, and resin binders, Generally, other additives such as a conductive material are dispersed and mixed as necessary, but the present invention is not limited to this.

(非水電解液)
本発明に用いられる非水電解液90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、リチウムイオン二次電池に用いる場合には、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 90 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 when used for a lithium ion secondary battery. For this, a nonaqueous electrolytic solution in which a lithium salt is dissolved in an organic solvent is preferably used.

上記リチウム塩の例としては、LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiAsF6、LiCl、及びLiBr等の無機リチウム塩;LiB(C654、LiN(SO2CF32、LiC(SO2CF33、LiOSO2CF3、LiOSO225、LiOSO249、LiOSO2511、LiOSO2613、及びLiOSO2715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、環状エステル類、鎖状エステル類、環状エーテル類、及び鎖状エーテル類等が挙げられる。   Examples of the organic solvent used for dissolving the lithium salt include cyclic esters, chain esters, cyclic ethers, and chain ethers.

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としては、従来公知の構造を適宜選択して用いることができる。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をセパレータを介して積層して固定し、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解液を充填した後、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 a 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 used. 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 in which a positive electrode plate and a negative electrode plate cut into a predetermined shape are stacked and fixed via a separator, and this is housed in a battery container may be employed. 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 electrolyte and then sealed to produce a nonaqueous electrolyte secondary battery.

(電池パック)
次に、図6を用いて本発明の非水電解液二次電池100を用いて構成される電池パック200について説明する。なお、図6は、本発明の電池パック200の一例を示す概略分解図である。
(Battery pack)
Next, a battery pack 200 configured using the nonaqueous electrolyte secondary battery 100 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic exploded view showing an example of the battery pack 200 of the present invention.

図6に示すように電池パック200は、非水電解液二次電池100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。また、非水電解液二次電池の一端面であって、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が設けられている。   As shown in FIG. 6, the battery pack 200 includes a non-aqueous electrolyte secondary battery 100 housed in a resin container 36 a, a resin container 36 b, and an end case 37. Further, a protection circuit for preventing overcharge and overdischarge between one end face of the nonaqueous electrolyte secondary battery, which is a face including the positive electrode terminal 32 and the negative electrode terminal 33, and the end case 37. A substrate 34 is provided.

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、外部接続端子と非水電解液二次電池100とを導通させるための配線回路などが搭載されている。   The protection circuit board 34 includes an external connection connector 35. The external connection connector 35 is connected to an external connection window 38a provided in the resin container 36a and an external connection window 38b provided in the end case 37. Inserted and connected to external terminals. The protection circuit board 34 is mounted with a charge / discharge safety circuit (not shown) for controlling charge / discharge, a wiring circuit for connecting the external connection terminal and the nonaqueous electrolyte secondary battery 100, and the like. .

電池パック200は、本発明の正極板10が用いられた非水電解液二次電池100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選択することができる。図示しないが、電池パック200は、非水電解液二次電地100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いてもよい。   As the battery pack 200, a configuration of a conventionally known battery pack can be appropriately selected except that the nonaqueous electrolyte secondary battery 100 using the positive electrode plate 10 of the present invention is used. Although not shown, the battery pack 200 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, and an insulator between the nonaqueous electrolyte secondary ground 100 and the end case 37. Etc. may be provided as appropriate.

なお、本発明の正極板10を用いた本発明の非水電解液二次電池100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、該保護回路を非水電解液二次電池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。なお、上記で説明したいくつかの態様は、例示に過ぎず、本発明の正極板10、あるいは本発明の非水電解液二次電池100の使用を何ら限定するものではない。   In addition, the nonaqueous electrolyte secondary battery 100 of the present invention using the positive electrode plate 10 of the present invention is not limited to the usage mode for the battery pack, and further functions such as blocking of excessive current, battery temperature monitoring, etc. And the protection circuit may be used by being integrated with the non-aqueous electrolyte secondary battery. 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 demonstrated above are only illustrations, and do not limit the use of the positive electrode plate 10 of this invention, or the nonaqueous electrolyte secondary battery 100 of this invention at all.

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]:9gと、メタノール:11gを加えたものを混合し、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を生成する原料液とした。次いで、上記原料液:13gに、平均粒径8μmの正極活物質 LiNi1/3Co1/3Mn1/32:10g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、と、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分間混練することによって電極活物質層形成液を調製した。集電体として厚さ15μmのアルミ板を準備し、最終的に得られる電極活物質層の電極質量が45g/m2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て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60分かけて450℃まで加熱し、集電体上に電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た後、プレス機を用い所定の大きさ(直径15mmの円板)に裁断し、実施例1の正極板とした。なお、マイクロメーターを用いて実施例1の電極活物質層の厚みを、任意の箇所で10点測定し、平均値を算出したところ、28μmであった。
Example 1
Li (CH 3 COO) · 2H 2 O [molecular weight: 102.02]: 2 g, Mn (CH 3 COO) 2 · 4H 2 O [molecular weight: 245.09]: 9 g, and methanol: 11 g By mixing, a raw material liquid for producing a lithium composite oxide exhibiting a lithium ion insertion / release reaction was obtained. Next, the raw material solution: 13 g, the positive electrode active material having an average particle size of 8 μm LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 : 10 g, and acetylene black (Denka Black, Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.): 1 .2 g, carbon fiber (manufactured by Showa Denko KK, VGCF): 0.25 g, and resin hydroxyethyl cellulose: 0.2 g of a thickener aqueous solution dissolved in 9.8 g of pure water: 15 g and a solvent (methanol) And kneading with an Excel auto homogenizer (Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd.) at a rotational speed of 8000 rpm for 15 minutes to prepare an electrode active material layer forming solution. An aluminum plate having a thickness of 15 μm is prepared as a current collector, and an electrode prepared as described above on one surface side of the current collector in an amount such that the electrode mass of the electrode active material layer finally obtained is 45 g / m 2 The active material layer forming liquid was applied with an applicator to form an electrode active material layer forming coating film. 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, manufactured by Denken, P90) and heated from room temperature to 450 ° C. over 60 minutes. Thus, a positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery in which an electrode active material layer was laminated on the current collector was obtained. And after taking out the said positive electrode plate from an electric furnace and leaving to stand to room temperature, it cut | judged to the predetermined | prescribed magnitude | size (a 15 mm diameter disc) using the press, and it was set as the positive electrode plate of Example 1. In addition, it was 28 micrometers when the thickness of the electrode active material layer of Example 1 was measured 10 points | pieces in arbitrary places using the micrometer, and the average value was computed.

(実施例2)
上記実施例1に変えて、正極活物質粒子として、平均粒径8μmの正極活物質LiNi0.80Co0.15Al0.052:10gを用い、最終的に得られる電極活物質層の電極質量が37.3g/m2となるる量で塗布した以外は、全て実施例1と全て同様にして、実施例2の正極板を得た。なお、マイクロメーターを用いて実施例1の電極活物質層の厚みを、任意の箇所で10点測定し、平均値を算出したところ、22μmであった。
(Example 2)
In place of Example 1, 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 as positive electrode active material particles, and the electrode mass of the electrode active material layer finally obtained was 37. A positive electrode plate of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating was applied in an amount of 3 g / m 2 . In addition, it was 22 micrometers when the thickness of the electrode active material layer of Example 1 was measured 10 points | pieces in arbitrary places using the micrometer, and the average value was computed.

(実施例3)
実施例1に変えて、Li(CH3COO)・2H2O[分子量:102.02]:2gとCo(NO32・6H2O[分子量:290.9]:30gと、メタノール:20gを加えたものを混合し、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を生成する原料液とし、最終的に得られる電極活物質層の電極質量が41.1g/m2となる量で塗布した以外は、全て実施例1と全て同様にして、実施例3の正極板を得た。なお、マイクロメーターを用いて電極活物質層の厚みを、任意の箇所で10点測定し、平均値を算出したところ、26μmであった。
(Example 3)
In place of Example 1, Li (CH 3 COO) · 2H 2 O [molecular weight: 102.02]: 2 g, Co (NO 3 ) 2 · 6H 2 O [molecular weight: 290.9]: 30 g, and methanol: An amount in which the electrode mass of the electrode active material layer finally obtained is 41.1 g / m 2 as a raw material liquid for producing a lithium composite oxide exhibiting lithium ion insertion / release reaction by mixing 20 g added A positive electrode plate of Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating was performed in the same manner as in Example 1. In addition, it was 26 micrometers when the thickness of the electrode active material layer was measured 10 points | pieces in arbitrary places using the micrometer, and the average value was computed.

(実施例4)
実施例3に変えて、正極活物質粒子として、平均粒径8μmの正極活物質LiNi0.80Co0.15Al0.052:10gを用い、最終的に得られる電極活物質層の電極質量が34.8g/m2となる量で塗布した以外は、全て実施例1と全て同様にして、実施例4の正極板を得た。なお、マイクロメーターを用いて電極活物質層の厚みを、任意の箇所で10点測定し、平均値を算出したところ、20μmであった。
Example 4
In place of Example 3, 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 as positive electrode active material particles, and the electrode mass of the electrode active material layer finally obtained was 34.8 g. A positive electrode plate of Example 4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating amount was / m 2 . In addition, it was 20 micrometers when the thickness of the electrode active material layer was measured 10 points | pieces using the micrometer, and the average value was computed.

(実施例5)
樹脂材料としてPVDF樹脂を用い、PVDFの濃度が0.1%となるようNMP溶媒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実施例1の正極板を浸漬させ、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。その後、実施例1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、樹脂製の結着物質が残留する実施例5の正極板を得た。なお、マイクロメーターを用いて実施例5の電極活物質層の厚みを、任意の箇所で10点測定し、平均値を算出したところ、29μmであった。
(Example 5)
A positive electrode plate of Example 1 was immersed in an immersion tank filled with a resin mixture prepared by using PVDF resin as a resin material and mixing with an NMP solvent so that the concentration of PVDF was 0.1%. The resin mixture was sufficiently permeated into the voids of the layer. Then, the positive electrode plate of Example 1 was taken out from the said immersion layer, was installed in the oven heated at 150 degreeC, and was dried for 15 minutes, and the solvent of the resin liquid mixture was removed. As a result, a positive electrode plate of Example 5 in which the resin binder remained in the electrode active material layer was obtained. In addition, it was 29 micrometers when the thickness of the electrode active material layer of Example 5 was measured 10 points | pieces using the micrometer, and the average value was computed.

(実施例6)
樹脂材料としてPVDF樹脂を用い、PVDFの濃度が5%となるようNMP溶媒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実施例1の正極板を浸漬させ、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。その後、実施例1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、樹脂製の結着物質が残留する実施例6の正極板を得た。なお、マイクロメーターを用いて実施例6の電極活物質層の厚みを、任意の箇所で10点測定し、平均値を算出したところ、31μmであった。
(Example 6)
The positive electrode plate of Example 1 was immersed in an immersion tank filled with a resin mixture prepared by using PVDF resin as a resin material and mixing with an NMP solvent so that the concentration of PVDF was 5%. The resin mixture was sufficiently permeated into the voids. Then, the positive electrode plate of Example 1 was taken out from the said immersion layer, was installed in the oven heated at 150 degreeC, and was dried for 15 minutes, and the solvent of the resin liquid mixture was removed. As a result, a positive electrode plate of Example 6 in which the resin binder remained in the electrode active material layer was obtained. In addition, it was 31 micrometers when the thickness of the electrode active material layer of Example 6 was measured 10 points | pieces using the micrometer, and the average value was computed.

(比較例1)
正極活物質として平均粒径8μmのLiNi1/3Co1/3Mn1/32粉末:10g、導電剤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、及び結着物質としてPVDF(クレハ社製、KF#1320):0.9gを有機溶媒であるNMP(三菱化学社製):10gに溶解したPVDF樹脂溶液を分散させ、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分間攪拌して、スラリー状の電極活物質層形成液を調製した。集電体として厚さ15μmのアルミ板を準備し、電極活物質層の電極質量が47.3g/m2となる量で電極活物質層形成液を塗布し、オーブンを用いて、120℃の空気雰囲気下で20分乾燥させて、集電体上に電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。次いで、プレス機を用い所定の大きさ(直径15mmの円板)に裁断し、120℃にて12時間、真空乾燥させて、比較例1の正極板を得た。なお、マイクロメーターを用いて電極活物質層の厚みを、任意の箇所で10点測定し、非水電解液二次電池正極用の電極板を作製した。平均値を算出したところ、28μmであった。
(Comparative Example 1)
LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 powder having an average particle diameter of 8 μm as a positive electrode active material: 10 g, acetylene black (Denka Black, Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a conductive agent: 1.2 g, and binding PVDF (manufactured by Kureha, KF # 1320): 0.9 g of organic solvent, NMP (manufactured by Mitsubishi Chemical): PVDF resin solution dissolved in 10 g is dispersed, and Excel Auto Homogenizer (Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd.) The mixture was stirred at 8000 rpm for 15 minutes to prepare a slurry-like electrode active material layer forming liquid. An aluminum plate having a thickness of 15 μm was prepared as a current collector, and an electrode active material layer forming solution was applied in an amount such that the electrode mass of the electrode active material layer was 47.3 g / m 2 . Drying was performed in an air atmosphere for 20 minutes to obtain a positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery in which an electrode active material layer was laminated on a current collector. Subsequently, it cut | judged to the predetermined | prescribed magnitude | size (disc 15mm in diameter) using a press, and was vacuum-dried at 120 degreeC for 12 hours, and the positive electrode plate of the comparative example 1 was obtained. In addition, the thickness of the electrode active material layer was measured at 10 points using a micrometer to produce an electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery positive electrode. The average value was calculated to be 28 μm.

(比較例2)
比較例1に変えて、平均粒径8μmの正極活物質LiNi0.80Co0.15Al0.052:10gを用い、電極活物質層の電極質量が37.2g/m2となるる量で塗布した以外は、全て比較例1と全て同様にして、比較例2の正極板を得た。なお、マイクロメーターを用いて電極活物質層の厚みを、任意の箇所で10点測定し、平均値を算出したところ、24μmであった。
(Comparative Example 2)
In place of Comparative Example 1, a 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, except that the electrode mass of the electrode active material layer was applied in an amount of 37.2 g / m 2. Were the same as in Comparative Example 1 to obtain a positive electrode plate of Comparative Example 2. In addition, it was 24 micrometers when the thickness of the electrode active material layer was measured 10 points | pieces in arbitrary places using the micrometer, and the average value was computed.

(比較例3)
Li(CH3COO)・2H2O[分子量:102.02]:15gとMn(CH3COO)2・4H2O[分子量:245.09]:12gと、Co(CH3COO)2・4H2O[分子量:249.08]:12gと、Ni(CH3COO)2・4H2O[分子量:248.84]:12gと、メタノール:50gを加えたものを混合し、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を生成する原料液とした。次いで、上記原料液:30gに、平均粒径4μmの正極活物質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と、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分間混練することによって電極活物質層形成液を調製した。以下は実施例1と同様にして、集電体として厚さ15μmのアルミ板を準備し、最終的に得られる電極活物質層の電極質量が39.1g/m2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60分かけて450℃まで加熱して、集電体上に電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た後、プレス機を用い所定の大きさ(直径15mmの円板)に裁断し、これを比較例3の正極板とした。なお、マイクロメーターを用いて電極活物質層の厚みを、任意の箇所で10点測定し、平均値を算出したところ、24μmであった。
(Comparative Example 3)
Li (CH 3 COO) · 2H 2 O [molecular weight: 102.02]: 15 g, Mn (CH 3 COO) 2 · 4H 2 O [molecular weight: 245.09]: 12 g, Co (CH 3 COO) 2 · 4H 2 O [Molecular weight: 249.08]: 12 g, Ni (CH 3 COO) 2 .4H 2 O [Molecular weight: 248.84]: 12 g, methanol: 50 g added, and lithium ion insertion A raw material solution for producing a lithium composite oxide exhibiting an elimination reaction was used. Next, 30 g of the above raw material liquid, positive electrode active material LiMn 2 O 4 : 10 g having an average particle diameter of 4 μm, acetylene black (Denka Black, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.): 1.2 g, carbon fiber (Showa Denko Co., Ltd.) VGCF) 0.25g, a thickener aqueous solution 15g in which resin hydroxyethyl cellulose 0.2g was dissolved in 9.8g of pure water, and solvent methanol were mixed, and 8000rpm with an Excel auto homogenizer (Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd.). An electrode active material layer forming liquid was prepared by kneading at a rotational speed for 15 minutes. In the same manner as in Example 1, an aluminum plate having a thickness of 15 μm was prepared as a current collector, and the electrode mass of the electrode active material layer finally obtained was 39.1 g / m 2, and the current collector was used. The electrode active material layer forming liquid prepared above was applied to one surface of the electric body with an applicator to form an electrode active material layer forming coating film. 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, manufactured by Denken, P90) and heated from room temperature to 450 ° C. over 60 minutes. Thus, a positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery in which an electrode active material layer was laminated on the current collector was obtained. And after taking out the said positive electrode plate from an electric furnace and leaving it until it became room temperature, it cut | judged to the predetermined | prescribed magnitude | size (disc 15mm in diameter) using the press, and this was made into the positive electrode plate of the comparative example 3. In addition, it was 24 micrometers when the thickness of the electrode active material layer was measured 10 points | pieces in arbitrary places using the micrometer, and the average value was computed.

(電池特性評価)
<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。
(Battery characteristics evaluation)
<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)
試験セルを、25℃の環境下で、電圧が4.2Vに達するまで定電流(1000μA)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(放電レート:0.1C)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。ここで、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 was charged with a constant current (1000 μA) under a 25 ° C. environment until the voltage reached 4.2 V. After the voltage reached 4.2 V, the voltage did not exceed 4.2 V. As described above, the current (discharge rate: 0.1 C) was decreased until it became 5% or less, and charging was performed at a constant voltage, and the battery was fully charged, and then rested for 10 minutes. Here, the “0.1C” means a current value (current value reaching a discharge end voltage) at which the constant current discharge is performed using the tripolar coin cell and the discharge is completed in 10 hours.

(放電試験)
その後、満充電された試験セルを、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(1000μA)(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、実施例および比較例の正極板の初期放電容量(μAh)を求めた。初期放電容量を表1に示す。
(Discharge test)
Thereafter, the fully charged test cell was subjected to constant current (1000 μA) (discharge rate: 0) in an environment of 25 ° C. until the voltage was changed from 4.2 V (full charge voltage) to 3.0 V (discharge end voltage). .1C), the cell voltage (V) is plotted on the vertical axis, the discharge time (h) is plotted on the horizontal axis, discharge curves are prepared, and the initial discharge capacities (μAh) of the positive and negative electrode plates of the examples and comparative examples Asked. Table 1 shows the initial discharge capacity.

Figure 2012094350
Figure 2012094350

(レート特性試験、放電容量維持率(%)の算出)
作用極の放電レート特性を評価するため、0.1C、0.5C、1C、10C、40C放電レートにおける各放電容量(μAh)を用い、上記で求めた0.1C放電時の放電容量を基準として、各レートにおける放電容量との比率を算出した、放電容量維持率(%)を求めた。具体的には、下記の(式2)により算出した。
(放電容量維持率%)=(0.1C放電容量)/(各レートの放電量)×100
・・・(式2)
(Rate characteristic test, discharge capacity maintenance rate (%) calculation)
In order to evaluate the discharge rate characteristics of the working electrode, each discharge capacity (μAh) at 0.1C, 0.5C, 1C, 10C, and 40C discharge rates was used, and the discharge capacity at the time of 0.1C discharge obtained above was used as a reference. As a result, a discharge capacity retention rate (%) was calculated by calculating a ratio with the discharge capacity at each rate. Specifically, it was calculated by the following (Formula 2).
(Discharge capacity maintenance rate%) = (0.1 C discharge capacity) / (discharge amount at each rate) × 100
... (Formula 2)

実施例、および比較例の放電容量維持率(%)を表2に示す。   Table 2 shows the discharge capacity retention rates (%) of the examples and comparative examples.

Figure 2012094350
Figure 2012094350

<直流抵抗値の測定>
実施例、及び比較例の試験セルを用い、放電レート1Cの条件で放電試験を実施した場合において、放電開始後10秒後の電圧値(V1)(mV)を測定した。さらに、放電レート10Cの条件で放電試験を実施した場合についても、放電開始後10秒後の電圧値(V10)(mV)を測定した。そして、これらの測定値(V1,V10)と、放電レート1C、10Cそれぞれに対応する定電流値(I1,I10)(mA)に基づき、次に示す(式3)により、直流抵抗値(Ω)を測定した。直流抵抗値(Ω)の測定結果を表3に示す。
<Measurement of DC resistance value>
In the case where the discharge test was performed under the condition of a discharge rate of 1 C using the test cells of the example and the comparative example, the voltage value (V1) (mV) 10 seconds after the start of the discharge was measured. Furthermore, the voltage value (V10) (mV) 10 seconds after the start of discharge was also measured when the discharge test was performed under the condition of the discharge rate 10C. Then, based on these measured values (V1, V10) and the constant current values (I1, I10) (mA) corresponding to the discharge rates 1C, 10C, the following equation (3) shows the DC resistance value (Ω ) Was measured. Table 3 shows the measurement results of the DC resistance value (Ω).

Figure 2012094350
Figure 2012094350

Figure 2012094350
Figure 2012094350

表2からも分かるように、実施例1〜6の正極板は、比較例と比較して充放電の高速化が図られていることがわかる。特に、実施例1〜6は、容量が大きいものの、充放電の高速化に対応することができないとされてきたLiNi1/3Mn1/3Co1/32を第1の電極活物質粒子として用いているが、これよりも格子定数の大きい第2の電極活物質の存在によって、充放電の高速化が発揮されている。一方、第1の電極活物質粒子が実施例1〜6と同一であるものの、これを樹脂製の結着物質のみで固着させた比較例1、2の正極板、また、第1の電極活物質粒子と第2の電極活物質の格子定数が同一の比較例3、第1の電極活物質粒子の格子定数よりも、第2の電極活物質の格子定数が小さい比較例4の正極板と比較は、実施例1〜6と比較して、高容量に対する要請を満たすことはできているものの、充放電の高速化に対する要請を満足させることはできていない。 As can be seen from Table 2, it can be seen that the positive and negative electrode plates of Examples 1 to 6 are faster in charge and discharge than the comparative example. In particular, in Examples 1 to 6, LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 , which has been considered to be unable to cope with the increase in charge / discharge speed, is used as the first electrode active material. Although it is used as a particle, speeding up of charge and discharge is exhibited by the presence of the second electrode active material having a larger lattice constant than this. On the other hand, although the first electrode active material particles are the same as those in Examples 1 to 6, the positive electrode plate of Comparative Examples 1 and 2 in which the first electrode active material particles are fixed only with the resin binder, and the first electrode active material Comparative Example 3 in which the lattice constants of the material particles and the second electrode active material are the same, and the positive electrode plate of Comparative Example 4 in which the lattice constant of the second electrode active material is smaller than the lattice constant of the first electrode active material particles Compared with Examples 1-6, although the request | requirement with respect to high capacity | capacitance is satisfied, the request | requirement with respect to the charge / discharge speed-up cannot be satisfied.

さらに、表3からも明らかなように、実施例1〜6の正極板は、第1の電極活物質のみ(樹脂製の結着材を使用)の比較例1、2の正極板と比較して直流抵抗値も低く、出入力特性においても良好な評価が得られた。つまり、本発明によれば、出入力特性にも優れることが明らかとなった。   Further, as is clear from Table 3, the positive plates of Examples 1 to 6 were compared with the positive plates of Comparative Examples 1 and 2 that used only the first electrode active material (using a resin binder). The DC resistance value was also low, and good evaluation was also obtained for the input / output characteristics. That is, according to the present invention, it has become clear that the input / output characteristics are also excellent.

1、55・・・集電体
2、54・・・電極活物質層
10・・・正極板
21・・・第1の電極活物質粒子
22・・・第2の電極活物質
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・・・外部接続窓
50・・・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
200・・・電池パック
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,55 ... Current collector 2,54 ... Electrode active material layer 10 ... Positive electrode plate 21 ... 1st electrode active material particle 22 ... 2nd electrode active material 32 ... Positive terminal 33 ... Negative terminal 34 ... Protection circuit board 35 ... External connector 36a, 36b ... Resin container 37 ... End case 38a, 38b ... External connection window 50 ... Negative electrode plate 70 ... Separator 81, 82 ... Exterior 90 ... Nonaqueous electrolyte 100 ... Nonaqueous electrolyte secondary battery 200 ... Battery pack

Claims (8)

集電体と、前記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、
前記電極活物質層が、第1の電極活物質粒子と、第2の電極活物質とを含有しており、
前記第1の電極活物質粒子と前記集電体、および前記第1の電極活物質粒子同士は、前記第2の電極活物質によって固着され、
前記第2の電極活物質の格子定数が、前記第1の電極活物質粒子のそれよりも大きい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 first electrode active material particles and a second electrode active material;
The first electrode active material particles and the current collector, and the first electrode active material particles are fixed by the second electrode active material,
The positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein a lattice constant of the second electrode active material is larger than that of the first electrode active material particles.
前記第2の電極活物質が、リチウム複合酸化物であ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 positive electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the second electrode active material is a lithium composite oxide. 前記第2の電極活物質が、コバルト、ニッケル、マンガン、鉄、及びチタンの中から選択される1種以上の金属と、リチウムとの複合酸化物であることを特徴とする請求項1又は2に記載の非水電解液二次電池用正極板。   The second electrode active material is a composite oxide of at least one metal selected from cobalt, nickel, manganese, iron, and titanium and lithium. A positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to 1. 前記電極活物質層は、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ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の非水電解液二次電池用正極板。   4. The electrode active material layer according to claim 1, wherein the electrode active material layer includes a portion where adjacent crystal electrode lattices are connected to each other in a part of adjacent second electrode active materials. 5. The positive electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary batteries as described. 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乃至4のいずれか1項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 a non-aqueous electrolyte solution,
The said positive electrode plate is a positive electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary batteries of any one of Claims 1 thru | or 4, The nonaqueous electrolyte secondary battery characterized by the above-mentioned.
電極活物質粒子と、加熱されることで前記電極活物質粒子よりも格子定数が大きい電極活物質となる1種又は2種以上の金属元素含有化合物と、が含有される電極活物質層形成液を、集電体上の少なくとも一部に塗布して塗膜を形成する塗布工程と、
前記塗膜を、前記金属元素含有化合物が前記電極活物質となる温度以上で加熱する加熱工程とを含むことを特徴とする非水電解液二次電池用正極板の製造方法。
Electrode active material layer forming liquid containing electrode active material particles and one or more metal element-containing compounds that are heated to become electrode active materials having a lattice constant larger than that of the electrode active material particles A coating step of coating a current collector on at least a part of the current collector to form a coating film;
A method for producing a positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery, comprising heating the coating film at a temperature equal to or higher than a temperature at which the metal element-containing compound becomes the electrode active material.
前記金属元素含有化合物として、コバルト、ニッケル、マンガン、鉄、およびチタンのいずれかから選択される金属を含有する金属塩を1種以上と、リチウム塩とを用いることを特徴とする請求項6に記載の非水電解液二次電池用正極板の製造方法。   7. The metal element-containing compound according to claim 6, wherein at least one metal salt containing a metal selected from cobalt, nickel, manganese, iron, and titanium and a lithium salt are used. The manufacturing method of the positive electrode plate for non-aqueous-electrolyte secondary batteries of description. 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、請求項5に記載の非水電解液二次電池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 battery pack, wherein the non-aqueous electrolyte secondary battery is the non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 5.
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