JP2012094403A - Nonaqueous electrolyte secondary battery, and battery pack - Google Patents

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英樹 松井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous electrolyte secondary battery showing excellent battery characteristics and a high level of safety even under high-temperature environments.SOLUTION: A positive electrode active material layer contains positive electrode active material particles and a first binder comprising a metallic oxide, and a negative electrode active material layer contains negative electrode active material particles and a second binder comprising a metal or a metallic oxide. The positive electrode active material particles and a positive electrode collector, and the positive electrode active material particles are bound together by the first binder, and the negative electrode active material particles and a negative electrode collector, and the negative electrode active material particles are bound together by the second binder. A separator contains a heat-resistant nitrogen-containing aromatic polymer and ceramic powder.

Description

本発明は、非水電解液二次電池、および電池パックに関する。   The present invention relates to a 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、出力特性の向上が必要とされている。 Currently, as a measure to prevent global warming, efforts to reduce CO 2 emissions are being carried out on a global scale. By reducing the dependence on oil and allowing it to travel with a low environmental load, it can greatly reduce CO 2 emissions. There is an urgent need to develop and promote next-generation clean energy vehicles represented by plug-in hybrid vehicles and electric vehicles that can contribute. If non-aqueous electrolyte secondary batteries can be used as the driving force for these next-generation clean energy vehicles, there is no need to rely on gasoline, which can greatly contribute to CO 2 reduction and greatly prevent global warming. Can contribute. On the other hand, in order to use a non-aqueous electrolyte secondary battery as a driving force for a next-generation clean energy vehicle, it is necessary to improve output characteristics.

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、負極活物質粒子としてグラファイトなど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. In general, the negative electrode plate includes an electrode active material layer in which graphite or the like is fixed as negative electrode active material particles on the surface of a current collector such as copper or aluminum.

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

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

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

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

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

また、樹脂製のバインダーの全部または一部を金属酸化物に代えることで、非水電解液二次電池を高温環境下で使用することができるという利点もある。一方で、非水電解液二次電池に用いられる一般的なセパレータは、高温環境下で使用した場合には、セパレータとしての機能を失い、正極と負極とがショート(いわゆる熱暴走)し、最悪の場合には、発火や爆発を起こす危険性があることから、電極活物質層を改善するのみでは、高温環境下での使用は依然として困難であった。   Moreover, there is also an advantage that the non-aqueous electrolyte secondary battery can be used in a high temperature environment by replacing all or part of the resin binder with a metal oxide. On the other hand, a general separator used for a non-aqueous electrolyte secondary battery loses its function as a separator when used in a high temperature environment, and the positive electrode and the negative electrode are short-circuited (so-called thermal runaway), which is the worst. In this case, since there is a risk of ignition or explosion, it was still difficult to use in a high temperature environment simply by improving the electrode active material layer.

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、高温環境下で使用した場合であっても、電池特性に優れ、かつ安全性の高い非水電解液二次電池を提供すること、および、この非水電解液二次電池の作用効果を奏す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 circumstances, and provides a non-aqueous electrolyte secondary battery that has excellent battery characteristics and high safety even when used in a high temperature environment. And it aims at providing the battery pack which show | plays the effect of this nonaqueous electrolyte secondary battery.

上記課題を解決するための本発明は、正極集電体上に正極活物質層を備える正極板と、負極集電体上に負極活物質層を備える負極板と、前記正極板と負極板との間に設けられるセパレータと、非水溶媒を含む電解液とを少なくとも備えた非水電解液二次電池であって、前記正極活物質層は、正極活物質粒子と、金属酸化物からなる第1の結着物質と、を含有しており、前記負極活物質層は、負極活物質粒子と、金属、又は金属酸化物からなる第2の結着物質と、を含有しており、前記正極活物質粒子と前記正極集電体、および前記正極活物質粒子同士は、前記第1の結着物質によって固着されており、また、前記負極活物質粒子と前記負極集電体、および前記負極活物質粒子同士は、前記第2の結着物質によって固着されており、前記セパレータが、耐熱性含窒素芳香族重合体およびセラミック粉末を含むことを特徴とする。   The present invention for solving the above problems includes a positive electrode plate having a positive electrode active material layer on a positive electrode current collector, a negative electrode plate having a negative electrode active material layer on a negative electrode current collector, the positive electrode plate and the negative electrode plate, A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising at least a separator provided between and an electrolyte solution containing a non-aqueous solvent, wherein the positive electrode active material layer includes a positive electrode active material particle and a metal oxide. 1, and the negative electrode active material layer contains negative electrode active material particles and a second binder made of metal or metal oxide, and the positive electrode The active material particles, the positive electrode current collector, and the positive electrode active material particles are fixed to each other by the first binding material, and the negative electrode active material particles, the negative electrode current collector, and the negative electrode active material The substance particles are fixed to each other by the second binding substance, and the separator Motor, characterized in that it comprises a heat-resistant nitrogen-containing aromatic polymer and a ceramic powder.

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において、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, In a battery pack configured by storing the non-aqueous electrolyte secondary battery and the protection circuit in a storage case, the non-aqueous electrolyte secondary battery is a non-aqueous electrolyte secondary battery having the above characteristics. It is characterized by that.

本発明の非水電解液二次電池によれば、高温環境下での使用した場合であっても電池特性と、安全性に優れる。   According to the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the battery characteristics and safety are excellent even when used in a high temperature environment.

また、本発明の電池パックによれば、上記の非水電解液二次電池の作用効果が図られた電池パックを提供することができる。   Moreover, according to the battery pack of this invention, the battery pack with which the effect of said nonaqueous electrolyte secondary battery was achieved can be provided.

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. 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.

(非水電解液二次電池)
以下、本発明の非水電解液二次電池について図1を用いて説明する。なお、図1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。
(Non-aqueous electrolyte secondary battery)
Hereinafter, the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view showing an example of the non-aqueous electrolyte secondary battery 100 of the present invention.

図1に示すように、本発明の非水電解液二次電池100は、正極集電体1の一方面側に正極活物質層2が設けられてなる正極板10、及び、これに組合される負極集電体55の一方面側に負極活物質層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。ここで、本発明の非水電解液二次電池100は、正極活物質層2が、正極活物質粒子と、金属酸化物からなる第1の結着物質と、を含有しており、正極活物質粒子と正極集電体、および正極活物質粒子同士は、第1の結着物質によって固着されており、また、負極活物質層54が、負極活物質粒子と、金属、又は金属酸化物からなる第2の結着物質と、を含有しており、負極活物質粒子と負極集電体55、および負極活物質粒子同士は、第2の結着物質によって固着されている。さらに、本発明の非水電解液二次電池100は、セパレータ70が、耐熱性含窒素芳香族重合体およびセラミック粉末を含むことを特徴とする。以下、本発明の非水電解液二次電池100の具体的な構成について説明する。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100として、リチウムイオン二次電池を例に説明する。   As shown in FIG. 1, a non-aqueous electrolyte secondary battery 100 of the present invention includes a positive electrode plate 10 in which a positive electrode active material layer 2 is provided on one side of a positive electrode current collector 1, and a combination thereof. A negative electrode plate 50 in which a negative electrode active material layer 54 is provided on one side of the negative electrode current collector 55 and a separator 70 provided between the positive electrode plate 10 and the negative electrode plate 50. The container is housed in a container composed of 81 and 82 and sealed in a state where the container is filled with a nonaqueous electrolytic solution 90. Here, in the non-aqueous electrolyte secondary battery 100 of the present invention, the positive electrode active material layer 2 contains positive electrode active material particles and a first binding material made of metal oxide, The material particles, the positive electrode current collector, and the positive electrode active material particles are fixed to each other by the first binding material, and the negative electrode active material layer 54 is composed of the negative electrode active material particles and the metal or the metal oxide. The negative electrode active material particles, the negative electrode current collector 55, and the negative electrode active material particles are fixed to each other by the second binder material. Furthermore, the non-aqueous electrolyte secondary battery 100 of the present invention is characterized in that the separator 70 includes a heat-resistant nitrogen-containing aromatic polymer and ceramic powder. Hereinafter, a specific configuration of the nonaqueous electrolyte secondary battery 100 of the present invention will be described. In the following description, a lithium ion secondary battery will be described as an example of the nonaqueous electrolyte secondary battery 100 of the present invention unless otherwise specified.

<<正極板>>
次に、図2を参照して本発明の非水電解液二次電池100を構成する正極板10について説明する。なお、図2(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。
<< Positive electrode plate >>
Next, the positive electrode plate 10 constituting the nonaqueous electrolyte secondary battery 100 of the present invention will be described with reference to FIG. 2A and 2B are cross-sectional views of the positive electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention.

図2(a)、(b)に示すように、正極板10は、正極集電体1と、正極集電体1上に形成される正極活物質層2とを備え、正極活物質層2は、正極活物質粒子21と、金属酸化物からなる第1の結着物質22と、を含有している。そして、正極活物質粒子21と正極集電体1、および正極活物質粒子21同士は、この金属酸化物からなる第1の結着物質22によって固着されている。以下、正極集電体1、正極活物質層2について更に具体的に説明する。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the positive electrode plate 10 includes a positive electrode current collector 1 and a positive electrode active material layer 2 formed on the positive electrode current collector 1, and a positive electrode active material layer 2. Contains positive electrode active material particles 21 and a first binding material 22 made of a metal oxide. The positive electrode active material particles 21, the positive electrode current collector 1, and the positive electrode active material particles 21 are fixed to each other by a first binding material 22 made of this metal oxide. Hereinafter, the positive electrode current collector 1 and the positive electrode active material layer 2 will be described more specifically.

<正極集電体>
本発明に用いられる正極集電体1は、一般的に非水電解液二次電池用正極板の正極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正極集電体を好ましく用いることができる。なお、正極板10に用いられる正極集電体1は、必要に応じて正極活物質層2の形成が予定される面(正極集電体1の表面)において表面加工処理がなされている集電体1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正極集電体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正極集電体、化学研磨処理、コロナ処理、酸素プラズマ処理がなされた正極集電体等が挙げられる。すなわち、正極集電体1には、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。
<Positive electrode current collector>
The positive electrode current collector 1 used in the present invention is not particularly limited as long as it is generally used as a positive electrode current collector of a positive electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery. For example, a positive electrode current collector formed of a simple substance such as an aluminum foil or a nickel foil or an alloy can be preferably used. Note that the positive electrode current collector 1 used for the positive electrode plate 10 is subjected to surface processing on the surface on which the positive electrode active material layer 2 is scheduled to be formed (the surface of the positive electrode current collector 1) as necessary. Body 1 may be sufficient. As the positive electrode current collector 1 whose surface is processed on the surface, a positive electrode current collector in which a conductive substance is laminated on the surface of a material having a current collecting function, chemical polishing treatment, corona treatment, oxygen plasma treatment are used. Examples thereof include a positive electrode current collector made. That is, the positive electrode current collector 1 has not only a current collector formed of only a material having a current collecting function, but also a surface on which a substance for ensuring conductivity is laminated, or some surface treatment. Also included are those made.

<正極活物質層>
正極活物質層2は、正極活物質粒子21と、正極集電体1と正極活物質粒子21、および正極活物質粒子21同士を固着させるための金属酸化物からなる第1の結着物質22とを含有している。
<Positive electrode active material layer>
The positive electrode active material layer 2 includes a positive electrode active material particle 21, a positive electrode current collector 1, a positive electrode active material particle 21, and a first binder material 22 made of a metal oxide for fixing the positive electrode active material particles 21 to each other. Containing.

正極活物質層2の層厚について特に限定はなく、一般的には、300nm以上200μm以下程度である。特に、本発明は、金属酸化物22の存在により、レート特性を向上させることができ、正極活物質層2の層厚をさらに厚くすることも可能である。   The layer thickness of the positive electrode active material layer 2 is not particularly limited, and is generally about 300 nm to 200 μm. In particular, in the present invention, the presence of the metal oxide 22 can improve the rate characteristics, and the thickness of the positive electrode active material layer 2 can be further increased.

また、正極活物質層2は、非水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。なお、空隙率の測定は、島津製作所製 オートポアIV 9500等で測定可能である。以下、正極活物質粒子21、金属酸化物22について具体的に説明する。   Moreover, it is preferable that the positive electrode active material layer 2 has voids to such an extent that the nonaqueous electrolyte solution can permeate, and the porosity is preferably 10% or more and 70% or less. The porosity can be measured with Autopore IV 9500 manufactured by Shimadzu Corporation. Hereinafter, the positive electrode active material particles 21 and the metal oxide 22 will be specifically described.

(正極活物質粒子)
正極活物質粒子21は、充放電可能な正極活物質粒子を適宜選択して用いることができ、正極活物質粒子21について特に限定はない。リチウムイオン二次電池における、正極活物質粒子21としては、例えば、LiCoO2、LiMn24、LiNiO2、LiFeO2、Li4Ti512、LiFePO4、LiNi1/3Mn1/3Co1/32、LiNi0.80Co0.15Al0.052、などのリチウム遷移金属複合酸化物などを挙げることができる。
(Positive electrode active material particles)
The positive electrode active material particles 21 can be appropriately selected and used as chargeable / dischargeable positive electrode active material particles, and the positive electrode active material particles 21 are not particularly limited. Examples of the positive 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 1/3 Mn 1/3 Co. Examples thereof include lithium transition metal composite oxides such as 1/3 O 2 and LiNi 0.80 Co 0.15 Al 0.05 O 2 .

これらの正極活物質粒子21の中でも、LiMn24を特に好適に使用することができる。LiMn24は種々の正極活物質の中でも特に高いレート特性を有することから、本発明の特徴である金属酸化物による固着と相俟って、更なるレート特性の向上が図られ、充放電の高速化を発揮することができる。 Among these positive electrode active material particles 21, LiMn 2 O 4 can be used particularly preferably. Since LiMn 2 O 4 has particularly high rate characteristics among various positive electrode active materials, the rate characteristics are further improved in combination with the fixation by the metal oxide, which is a feature of the present invention, and charge / discharge is achieved. Can be accelerated.

正極活物質粒子21の粒子径について特に限定されず、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。ただし、正極活物質粒子の粒子径が小さいほど、単位重量当たりの表面積を増大し、レート特性の向上を図ることができる。したがって、より高いレート特性を求める場合には、正極活物質粒子21は、粒子径の寸法の小さいもの、具体的には10μm未満であることが好ましく、5μm以下、特に好ましくは1μm以下である。   The particle diameter of the positive electrode active material particles 21 is not particularly limited, and those having an arbitrary size can be appropriately selected and used. However, as the particle diameter of the positive electrode active material particles is smaller, the surface area per unit weight can be increased and the rate characteristics can be improved. Therefore, when higher rate characteristics are required, the positive electrode active material particles 21 have a small particle size, specifically less than 10 μm, preferably 5 μm or less, particularly preferably 1 μm or less.

なお、本発明及び本明細書に示す正極活物質粒子21、および後述する負極活物質粒子の粒子径は、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、正極活物質粒子、および負極活物質粒子の粒子径は、測定された電子顕微鏡観察結果のデータを、粒子認識ツールを用いて識別し、認識された粒子の画像から取得した形状データをもとに粒度分布のグラフを作成し、この粒度分布のグラフから算出することができる。粒度分布のグラフは、例えば、電子顕微鏡観察結果を画像解析式粒度分布測定ソフトウェア(株式会社マウンテック製、MAC VIEW)を用いて作成可能である。   In addition, the particle diameters of the positive electrode active material particles 21 shown in the present invention and the present specification and the negative electrode active material particles described later are average particle diameters (volume-median particle diameter: measured by laser diffraction / scattering particle size distribution measurement). D50). The particle diameters of the positive electrode active material particles and the negative electrode active material particles are obtained by identifying the measured electron microscope observation data using a particle recognition tool and obtaining the shape data obtained from the recognized particle image. And a particle size distribution graph can be prepared 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1の結着物質)
図2に示すように、正極板10を構成する正極活物質層2には、金属酸化物からなる第1の結着物質22が含有されており、正極集電体1と正極活物質粒子21、および正極活物質粒子21同士は、第1の結着物質22によって固着している。以下、金属酸化物からなる第1の結着物質を単に「第1の結着物質」という場合がある。
(First binding substance)
As shown in FIG. 2, the positive electrode active material layer 2 constituting the positive electrode plate 10 contains a first binder material 22 made of a metal oxide, and the positive electrode current collector 1 and the positive electrode active material particles 21. , And the positive electrode active material particles 21 are fixed to each other by the first binding material 22. Hereinafter, the first binding substance made of a metal oxide may be simply referred to as “first binding substance”.

第1の結着物質としては、正極集電体1と正極活物質粒子21、および正極活物質粒子21同士を固着させることができるあらゆる金属酸化物22を適宜選択して使用することができる。   As the first binding material, any positive electrode current collector 1, positive electrode active material particles 21, and any metal oxide 22 capable of fixing the positive electrode active material particles 21 to each other can be appropriately selected and used.

このような金属酸化物22としては、一般的に金属と理解される金属元素、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などの酸化物や、Co、Ni、Mn、Fe、及びTiの中から選択される1種以上の金属と、Liとの複合酸化物、例えば、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。 As such a metal oxide 22, a metal element generally understood as a metal, 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, Ce, etc., and one or more metals selected from Co, Ni, Mn, Fe, and Ti And a complex oxide with Li, for example, LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiFeO 2 , Li 4 Ti 5 O 12 , LiFePO 4 , LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 , LiNi 0.9 Co 0.1 O 2, LiNi 0.80 Co 0.15 Al 0.05 O 2 And the like lithium transition metal composite oxide such.

第1の結着物質22は、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であってもよく、アルカリ金属イオン挿入脱離反応を示す金属酸化物であってもよい。正極活物質層2中に含有される第1の結着物質22が、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である場合には、アルカリ金属イオンと第1の結着物質とが電気化学的に反応することがないことから、第1の結着物質の電気化学的な反応に伴う膨張や反応物が生じず、結果として正極活物質層2中の第1の結着物質22の膨張や欠損などによる劣化を抑制することができるという利点がある。一方、正極活物質層2中に含有される第1の結着物質22が、アルカリ金属イオン挿入脱離反応を示す金属酸化物である場合には、この第1の結着物質22自体も、活物質として機能し得ることから、正極板10の容量を増大させることができるという利点がある。   The first binder 22 may be a metal oxide that does not exhibit an alkali metal ion insertion / release reaction, or may be a metal oxide that exhibits an alkali metal ion insertion / release reaction. When the first binding material 22 contained in the positive electrode active material layer 2 is a metal oxide that does not exhibit an alkali metal ion insertion / release reaction, the alkali metal ions and the first binding material are Since it does not react electrochemically, the first binder substance 22 in the positive electrode active material layer 2 does not generate an expansion or reactant due to the electrochemical reaction of the first binder substance. There is an advantage that deterioration due to expansion, deficiency, etc. can be suppressed. On the other hand, when the first binding material 22 contained in the positive electrode active material layer 2 is a metal oxide exhibiting an alkali metal ion insertion / release reaction, the first binding material 22 itself is also Since it can function as an active material, there is an advantage that the capacity of the positive electrode plate 10 can be increased.

第1の結着物質22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。例えば、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、第1の結着物質22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のアルカリ金属イオン脱離反応に相当する酸化ピークが出現し、約4.1V付近にアルカリ金属イオン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 first binder 22 can be confirmed by an electrochemical measurement (cyclic voltammetry: CV) method. The CV test will be described below. For example, when the electrode potential is within an appropriate voltage range of the active material, for example, lithium ions are assumed as alkali metal ions, and the first binding material 22 is LiMn 2 O 4 , the voltage is swept from 3.0 V to 4.3 V. After that, the operation of returning to 3.0 V again is repeated about three times. The scanning speed is preferably 1 mV / second. For example, in the case of LiMn 2 O 4 , as shown in FIG. 3, an oxidation peak corresponding to an alkali metal ion desorption reaction of LiMn 2 O 4 appears in the vicinity of about 3.9 V, and an alkali metal in the vicinity of about 4.1 V. A reduction peak corresponding to the ion insertion reaction appears, whereby the presence or absence of an alkali metal ion insertion / desorption 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.

本発明において、正極活物質粒子21と正極集電体1、および正極活物質粒子同士21が、第1の結着物質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、正極活物質粒子21と正極集電体1との間、正極活物質粒子21間、あるいは導電材を使用する場合には、導電材と正極活物質粒子21間、導電材粒子間など)に、第1の結着物質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1の結着物質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、正極活物質層中において、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、正極活物質層中に含まれる正極活物質粒子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 positive electrode active material particles 21, the positive electrode current collector 1, and the positive electrode active material particles 21 are fixed by the first binder 22, the following two aspects are included. The first fixing mode is between the adherends (for example, between the positive electrode active material particles 21 and the positive electrode current collector 1, between the positive electrode active material particles 21, or when using a conductive material, the conductive material and the positive electrode. In this mode, the first binder 22 is interposed between the active material particles 21 and the conductive material particles, and the like 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 first binding substance 22 surrounding the contact portion. In the present invention, in the positive electrode active material layer, either one of the first fixing mode and the second fixing mode, or both modes are present. In particular, as the particle diameter of the positive electrode active material particles 21 contained in the positive electrode active material layer becomes smaller, the second fixing mode tends to increase.

第1の結着物質22は、正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1の結着物質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1の結着物質22が、微小な粒子状の金属酸化物であって、多数の微小な粒子状の第1の結着物質22が、正極活物質粒子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 first binder 22 only needs to be present in the positive electrode active material layer in a shape that fixes the objects to be bonded in the first fixing mode or the second fixing mode. The size and shape of the binding material 22 are not particularly limited. For example, the first binding material 22 is a fine particulate metal oxide, and a number of fine particulate first binding materials 22 are one of the positive electrode active material particles 21 or 2. It may exist so as to surround the entire surface or a part of one or more aggregates.

特に、図2(b)に示すように、正極活物質層2は、隣り合う第1の結着物質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、膜密着性を向上させレート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1の結着物質22は、正極活物質粒子21を正極集電体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1の結着物質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、正極活物質層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レート特性の向上に寄与するものと思われる。   In particular, as shown in FIG. 2B, the positive electrode active material layer 2 includes a portion where the crystal lattices are connected in a part of the adjacent first binder materials 22. Is preferred. With this configuration, film adhesion can be improved and rate characteristics can be improved. As described above, the first binding material 22 in the present invention is for fixing the positive electrode active material particles 21 on the positive electrode current collector 1, and as shown in FIG. It is presumed that the film adhesion of the positive electrode active material layer 2 is improved by including at least a part of the binder materials 22 connected by crystal lattices that are continuous with each other. And it seems that this improvement in film adhesion contributes to the improvement in rate characteristics.

また、正極活物質層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1の結着物質22同士の結晶格子が連続する部分は、正極活物質層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1の結着物質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正極活物質層における隣り合う第1の結着物質の断面の結晶格子を観察することによって確認することができる。   Further, from the viewpoint of improving the film adhesion of the positive electrode active material layer 2, the portion where the crystal lattices of the adjacent first binder materials 22 are continuous may be significantly present in the positive electrode active material layer 2. More desirable. In the present invention, whether or not the crystal lattices of the first binding materials are continuous is determined by observing the crystal lattice in the cross section of the adjacent first binding materials in the positive electrode active material layer with a transmission electron microscope. Can be confirmed.

本発明の正極活物質層において、隣り合う第1の結着物質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、後述する製造方法に従い正極板を製造することが望ましい。即ち、正極活物質層形成液を正極集電体上に塗工して塗膜を形成し、加熱などの手段を実施することによって該塗膜から正極活物質層を形成する。その際、該正極集電体上において、正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、正極活物質粒子の周囲に第1の結着物質が生成される。このとき、隣接する第1の結着物質同士(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、正極活物質層において、隣り合う第1の結着物質同士における結晶格子が連続する箇所を含むよう構成される。   In order to configure the positive electrode active material layer of the present invention so as to include a portion where the crystal lattices in the adjacent first binder materials 22 are continuous, it is desirable to manufacture the positive electrode plate according to the manufacturing method described later. That is, the positive electrode active material layer forming liquid is applied onto the positive electrode current collector to form a coating film, and the positive electrode active material layer is formed from the coating film by performing means such as heating. At that time, on the positive electrode current collector, the metal element-containing compound present around the positive electrode active material particles undergoes a reaction such as thermal decomposition and oxidation, and the first binder material is formed around the positive electrode active material particles. Generated. At this time, if a part of the adjacent first binding materials (or their precursors) are joined, the crystal growth of both tends to proceed simultaneously at the joined portion. As a result of the simultaneous progress of crystal growth in the joint portion, the positive electrode active material layer is configured to include a portion where crystal lattices in adjacent first binder materials are continuous.

また、第1の結着物質22が非粒子状であって、正極活物質粒子21と正極集電体1との間、正極活物質粒子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1の結着物質22が、正極活物質粒子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1の結着物質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1の結着物質22は、正極活物質粒子21の少なくとも一部を包囲し、かつ第1の結着物質22同士が繋がり、あるいは第1の結着物質22が連続体であり、加えて、第1の結着物質22のうち正極集電体1の近傍の第1の結着物質22が正極集電体1の表面に繋がることによって正極活物質層2を構成するものであればよい。   Further, the first binder 22 is a non-particulate continuous material that fills the space between the positive electrode active material particles 21 and the positive electrode current collector 1 and between the positive electrode active material particles 21 leaving a void. May be. Alternatively, the first binding material 22 may form a continuous coating layer in the form of a film, a pleat, or a hump that surrounds two or more aggregates of the positive electrode active material particles 21. Further, the surface of the first binding material 22 is observed in a smooth state when observed at the scanning electron microscope level, for example, in which numerous protrusions are densely packed, or in which there are particles. Or a combination thereof, and the surface state is not limited at all. That is, the first binding material 22 in the present invention surrounds at least a part of the positive electrode active material particles 21 and the first binding materials 22 are connected to each other, or the first binding material 22 is a continuous body. In addition, the first binding material 22 in the vicinity of the positive electrode current collector 1 in the first binding material 22 is connected to the surface of the positive electrode current collector 1 to form the positive electrode active material layer 2. Anything is acceptable.

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1の結着物質22とを併せて用い、これらによって正極集電体1と正極活物質粒子21、正極活物質粒子21同士を固着させることとしてもよい。なお、樹脂製のバインダーと第1の結着物質22を併せて用いる場合において、樹脂製のバインダーの全質量と第1の結着物質22の合計質量に対して、第1の結着物質22が占める割合が多くなるほど、レート特性は向上する。このような点を考慮すると、樹脂製のバインダーと第1の結着物質22の合計質量に対し、第1の結着物質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1の結着物質22が含有されている分だけレート特性が向上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 material, and the resin binder and the first binder material 22 are used in combination, whereby the positive electrode current collector 1 is used. The positive electrode active material particles 21 and the positive electrode active material particles 21 may be fixed to each other. When the resin binder and the first binder 22 are used together, the first binder 22 is based on the total mass of the resin binder and the total mass of the first binder 22. The rate characteristics improve as the proportion of the increases. Considering such points, the ratio of the first binder 22 to the total mass of the resin binder and the first binder 22 may be in the range of 50 to 100% by mass. preferable. Of course, even if it is outside the range, it goes without saying that the rate characteristics are improved by the amount of the first binder 22 contained.

また、本発明において、正極活物質層2中に含有される正極活物質粒子21と第1の結着物質22との配合比率について特に限定されることはないが、第1の結着物質22の含有量が少なすぎる場合には、正極集電体1と正極活物質粒子21、および正極活物質粒子21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、レート特性の向上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、正極活物質粒子21の質量比率を100質量部としたときの、第1の結着物質22の質量比率は、1質量部以上100質量部以下であることが好ましい。   Further, in the present invention, the mixing ratio of the positive electrode active material particles 21 and the first binding material 22 contained in the positive electrode active material layer 2 is not particularly limited, but the first binding material 22 is not limited. If the content of is too small, the positive electrode current collector 1, the positive electrode active material particles 21, and the positive electrode active material particles 21 may not be able to increase the fixing force to a desired level, and the rate characteristics may be improved. There is a possibility that it cannot be satisfactorily satisfied. Therefore, in consideration of this point, the mass ratio of the first binding material 22 is preferably 1 part by mass or more and 100 parts by mass or less when the mass ratio of the positive electrode active material particles 21 is 100 parts by mass. .

また、上記正極活物質層2は、正極活物質粒子21、第1の結着物質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。   Further, the positive electrode active material layer 2 may be composed of only the positive electrode active material particles 21 and the first binder material 22, but further additives are included without departing from the spirit of the present invention. It 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.

(正極板の製造方法)
正極板10は、上述したように、正極集電体1上に正極活物質層2が設けられてなり、正極活物質層2が、正極活物質粒子21、および金属酸化物からなる第1の結着物質22を含有し、且つこの第1の結着物質22によって、正極集電体1と正極活物質粒子21、および正極活物質粒子21同士が固着されてなる構成をとる。このような構成をとることができれば、正極板10の製造方法について特に限定はないが、本発明においては、以下の方法により、上述した正極板を歩留まり良く製造することができる。以下、好ましい製造方法について具体的に説明する。
(Method for manufacturing positive electrode plate)
As described above, the positive electrode plate 10 is provided with the positive electrode active material layer 2 on the positive electrode current collector 1, and the positive electrode active material layer 2 includes the positive electrode active material particles 21 and the first metal oxide. The positive electrode current collector 1, the positive electrode active material particles 21, and the positive electrode active material particles 21 are fixed to each other by containing the binder material 22 and the first binder material 22. If it can take such a structure, there will be no limitation in particular about the manufacturing method of the positive electrode plate 10, However, In this invention, the positive electrode plate mentioned above can be manufactured with a sufficient yield with the following method. Hereinafter, a preferable manufacturing method will be specifically described.

上述した正極板10の好ましい製造方法は、塗工工程と加熱工程とから構成される。以下、各工程について説明する。   A preferable manufacturing method of the positive electrode plate 10 described above includes a coating process and a heating process. Hereinafter, each step will be described.

(塗工工程)
塗工工程は、上記で説明した正極活物質粒子21と、加熱することで金属酸化物(第1の結着物質22)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正極活物質層形成液を、正極集電体1上の少なくとも一部に塗工して塗膜を形成する工程である。
(Coating process)
The coating step includes the positive electrode active material particles 21 described above and one or more metal element-containing compounds that are heated to form a metal oxide (first binding material 22). In this step, the positive electrode active material layer forming liquid is applied to at least a part of the positive electrode current collector 1 to form a coating film.

金属元素含有化合物は、正極活物質粒子21と正極集電体1、および正極活物質粒子21同士を固着させる金属酸化物(第1の結着物質22)の前駆体である。したがって、正極活物質層形成液中に添加された状態で基板上に塗工され、加熱されたときに、金属酸化物(第1の結着物質22)となることができる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 a metal oxide (first binding material 22) that fixes the positive electrode active material particles 21, the positive electrode current collector 1, and the positive electrode active material particles 21 to each other. Therefore, any metal element-containing compound capable of becoming a metal oxide (first binding material 22) when coated on a substrate in a state of being added to the positive electrode active material layer forming liquid and heated. It may be.

上記金属元素含有化合物としては、Li元素含有化合物と、Co、Ni、Mn、Fe、Fe、及びTiの中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。   Examples of the metal element-containing compound include one or more of a Li element-containing compound and a metal element-containing compound containing any metal element selected from Co, Ni, Mn, Fe, Fe, and Ti. Can be preferably used. 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、Li元素あるいはCo元素等の他の金属元素の炭酸塩、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、炭酸塩、塩化物、硝酸塩、酢酸塩は汎用品として入手が容易なので、使用することが好ましい。とりわけ、硝酸塩は広範囲の種類の正極集電体に対して成膜性がよいので、好ましく使用される。   Examples of metal element-containing compounds include carbonates, chlorides, nitrates, sulfates, perchlorates, acetates, phosphates, bromates, etc. of other metal elements such as Li elements or Co elements. Can do. Among them, in the present invention, carbonates, chlorides, nitrates, and acetates are preferable 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 positive electrode current collectors.

例えば、第1の結着物質22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、炭酸リチウム、クエン酸リチウム四水和物、過塩素酸リチウム三水和物、酢酸リチウム二水和物、硝酸リチウム、及びリン酸リチウム等が挙げられ、また、Co元素含有化合物としては、例えば、炭酸コバルト、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 the first binder 22, a Li element-containing compound and a Co element-containing compound can be used in combination as main raw materials, and if necessary, Other raw materials can also be used in combination. Examples of the Li element-containing compound include lithium carbonate, lithium citrate tetrahydrate, lithium perchlorate trihydrate, lithium acetate dihydrate, lithium nitrate, and lithium phosphate. Examples of the Co element-containing compound include cobalt carbonate, cobalt (II) chloride hexahydrate, cobalt (II) formate dihydrate, cobalt (III) acetylacetonate, and cobalt (II) acetylacetonate dihydrate. , Cobalt (II) acetate tetrahydrate, cobalt (II) oxalate dihydrate, cobalt (II) nitrate hexahydrate, cobalt (II) ammonium hexahydrate, cobalt (III) nitrite Examples thereof include sodium and cobalt (II) sulfate heptahydrate. 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、第1の結着物質22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、炭酸ニッケル、塩化ニッケル(II)六水和物、酢酸ニッケル(II)四水和物、過塩素酸ニッケル(II)六水和物、臭化ニッケル(II)三水和物、硝酸ニッケル(II)六水和物、ニッケル(II)アセチルアセトナート二水和物、次亜リン酸ニッケル(II)六水和物、及び硫酸ニッケル(II)六水和物等が挙げられる。主原料として用いるLi元素含有化合物、及びNi元素含有化合物の組み合わせ割合(Li:Ni=X:1)は、特に限定されないが、1≦X<2であることが好ましく、1≦X≦1.2であることがより好ましい。 The metal element-containing compounds to produce LiNiO 2 as the first binder material 22, Li-element-containing compound, and a Ni element-containing compound can be used in combination as the main raw material, further, if necessary Other raw materials can also be used in combination. Examples of the Li element-containing compound are the same as in the case of producing LiCoO 2 described above. Examples of the Ni element-containing compound include nickel carbonate, nickel (II) chloride hexahydrate, and nickel (II) acetate. Tetrahydrate, nickel (II) perchlorate hexahydrate, nickel (II) bromide trihydrate, nickel (II) nitrate hexahydrate, nickel (II) acetylacetonate dihydrate, Examples thereof include nickel (II) hypophosphite 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、第1の結着物質22としてとして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、炭酸マンガン、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。 Further, as the metal element-containing compound for generating LiMn 2 O 4 as the first binding substance 22, a Li element-containing compound and a Mn element-containing compound can be used in combination as main raw materials, If necessary, other raw materials can be used in combination. Examples of the Li element-containing compound are the same as in the case of producing LiCoO 2 described above. Examples of the Mn element-containing compound include manganese carbonate, manganese (III) acetate dihydrate, and manganese (II) nitrate. Examples include hexahydrate, manganese (II) sulfate pentahydrate, manganese (II) oxalate dihydrate, and manganese (III) acetylacetonate. 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、第1の結着物質22としてとして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。 The metal element-containing compounds to produce LiFeO 2 as a first binder material 22, can be used in combination Li element-containing compound, and a Fe element-containing compound as main components, further, needs Accordingly, other raw materials can be used in combination. Examples of the Li element-containing compound are the same as in the case of producing LiCoO 2 described above. Examples of the Fe element-containing compound include iron (II) chloride tetrahydrate, iron (III) citrate, and acetic acid. Examples include iron (II), iron (II) oxalate dihydrate, iron (III) nitrate nonahydrate, iron (II) lactate trihydrate, and iron (II) sulfate heptahydrate. . The combination ratio (Li: Fe = X: 1) of the Li element-containing compound and the Fe element-containing compound used as the main raw material is not particularly limited, but is preferably 1 ≦ X <2, and preferably 1 ≦ X ≦ 1. 2 is more preferable.

また、第1の結着物質22としてとして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、0.8≦X<2であることが好ましく、0.8≦X≦1.2であることがより好ましい。 The metal element-containing compound to produce the Li 4 Ti 5 O 12 as the first binder material 22, can be used in combination Li element-containing compound, and a Ti element-containing compound as main components, Furthermore, 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 0.8 ≦ X <2, and 0.8 ≦ More preferably, X ≦ 1.2.

上述する正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、正極集電体1と該集電体表面で生成される正極活物質層2とを良好に密着させることができ、正極用活物質粒子21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、上記正極活物質層形成液を正極集電体1の表面へ良好に塗工できる程度の良好な粘度を維持することができ、均一な塗膜を形成することができる。   In the positive 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 positive electrode current collector 1 and the positive electrode active material layer 2 generated on the current collector surface can be satisfactorily adhered, and the positive electrode active material particles 21 Is secured. In addition, by setting the concentration to 5 mol / L or less, the positive electrode active material layer forming liquid can be maintained at a satisfactory viscosity so that the surface of the positive electrode current collector 1 can be satisfactorily applied. A coating film can be formed.

また、上記正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、正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 positive electrode active material layer forming liquid may be blended with a conductive material, an organic substance that is a viscosity adjusting agent of the positive 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.

正極活物質層形成液を正極集電体1上に塗工する方法について特に限定はなく、一般的な塗工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、正極集電体表面の任意の領域に塗工液を塗工することができる。また、正極集電体の表面が多孔質であったり、凹凸が多数設けられていたり、三次元立体構造を有したりする場合には、上記の方法以外に手動で塗工することも可能である。なお、本発明において使用する正極集電体は、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、正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 coating the positive electrode active material layer forming liquid on the positive electrode current collector 1 is not particularly limited, and a general coating method can be appropriately selected and used. For example, the coating liquid can be applied to an arbitrary region on the surface of the positive electrode current collector by a printing method, spin coating, dip coating, bar coating, spray coating, or the like. In addition, when the surface of the positive electrode current collector is porous, has a large number of irregularities, or has a three-dimensional structure, it can be applied manually in addition to the above method. is there. Note that the positive electrode current collector used in the present invention can be further improved in film formability of the positive electrode active material layer by performing corona treatment, oxygen plasma treatment, or the like in advance as necessary.

また、正極活物質層形成液の塗工量について特に限定はないが、加熱後の厚みが、上記で説明した正極活物質層の厚みとなるような範囲で塗工されていることが好ましい。   Moreover, there is no limitation in particular about the coating amount of a positive electrode active material layer formation liquid, However, It is preferable to apply in the range in which the thickness after a heating becomes the thickness of the positive electrode active material layer demonstrated above.

(加熱工程)
加熱工程は、上記で説明した塗工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金属酸化物(第1の結着物質22)を生成する工程である。具体的には、金属元素含有化合物を熱分解して、第1の結着物質22を生成する工程である。そして、該加熱工程を経ることで、正極集電体1と正極活物質粒子21、及び正極活物質粒子21同士は、第1の結着物質22によって固着された正極板10が製造される。
(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 a metal oxide (first binding substance 22) from the metal element-containing compound. . Specifically, it is a step of thermally decomposing the metal element-containing compound to generate the first binding substance 22. Then, the positive electrode plate 10 in which the positive electrode current collector 1, the positive electrode active material particles 21, and the positive electrode active material particles 21 are fixed to each other by the first binder 22 is manufactured through the heating step.

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を熱分解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。   About the heating temperature in a heating process, what is necessary is just the temperature which can thermally decompose the metal element containing compound used, Therefore Therefore, according to these kind, it can set suitably.

また、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。   In addition, the heating method is not particularly limited as long as the heating method or the heating apparatus 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。特に正極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、該アルミ箔が表面に酸化皮膜を有し該アルミ箔の内部まで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. Especially when an aluminum foil is used as the positive electrode current collector, even if the heating step is performed in an air atmosphere, the aluminum foil has an oxide film on the surface, and there is no risk of oxidation to the inside of the aluminum foil. Preferably a heating process can be implemented.

一方、正極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、正極活物質層中に第1の結着物質からなる正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、正極活物質層形成液中に含有される化合物中の酸素原子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原子が含有される化合物を用いる必要がある。   On the other hand, when a copper foil is used as the positive electrode 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 in which oxygen gas is not sufficiently contained, in the case where the positive electrode active material composed of the first binder material is generated in the positive electrode active material layer, Since the oxidation of the metal element needs to be realized by the combination of the oxygen atom in the compound contained in the positive electrode active material layer forming liquid and the metal element, the compound to be used contains an oxygen atom. It is necessary to use a compound.

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。   The inert gas atmosphere or the reducing gas atmosphere is not particularly limited to a specific atmosphere, and can be appropriately performed in these conventionally known atmospheres. For example, as the inert gas atmosphere, argon gas, nitrogen gas, reducing gas can be used. Examples of the gas atmosphere include hydrogen gas, carbon monoxide gas, or a gas atmosphere in which the inert gas and the reducing gas are mixed.

<<負極板>>
次に、本発明の非水電解液二次電池100を構成する負極板50について説明する。負極板50は、負極集電体55上に形成される負極活物質層54とを備え、負極活物質層54が、負極活物質粒子と、金属または金属酸化物からなる第2の結着物質とを含有しており、この第2の結着物質によって、負極集電体と負極活物質粒子、および負極活物質粒子同士は固着されている。本発明は、このように、従来の樹脂製のバインダーの一部あるいは、全部にかえて、金属又は金属酸化物からなる第2の結着物質で、負極集電体55と負極活物質粒子、および負極活物質粒子同士を固着させることで、負極板50の電池特性を向上させており、さらに、この負極板50を、上述したレート特性に優れた正極板10と組合せることで、高温環境下で使用した場合であっても、電池特性に優れた非水電解液二次電池とすることができる。以下、負極集電体55、負極活物質層54について更に具体的に説明する。
<< Negative Electrode Plate >>
Next, the negative electrode plate 50 constituting the nonaqueous electrolyte secondary battery 100 of the present invention will be described. The negative electrode plate 50 includes a negative electrode active material layer 54 formed on the negative electrode current collector 55, and the negative electrode active material layer 54 is a second binding material made of negative electrode active material particles and a metal or metal oxide. The negative electrode current collector, the negative electrode active material particles, and the negative electrode active material particles are fixed to each other by the second binding material. Thus, the present invention replaces a part or all of the conventional resin binder with a second binding material made of a metal or a metal oxide, the negative electrode current collector 55 and the negative electrode active material particles, Further, the battery characteristics of the negative electrode plate 50 are improved by fixing the negative electrode active material particles to each other. Further, the negative electrode plate 50 is combined with the positive electrode plate 10 having excellent rate characteristics as described above, so that a high temperature environment is obtained. Even if it is a case where it uses below, it can be set as the nonaqueous electrolyte secondary battery excellent in the battery characteristic. Hereinafter, the negative electrode current collector 55 and the negative electrode active material layer 54 will be described more specifically.

なお、負極板50は、図2(a)、(b)に示される正極板10において、正極集電体1、正極活物質層2、正極活物質粒子21、第1の結着物質22を、それぞれ、負極集電体55、負極活物質層、負極活物質粒子、第2の結着物質に置き換えた構成をとることができ、具体的な説明は省略する。   2A and 2B, the negative electrode plate 50 includes the positive electrode current collector 1, the positive electrode active material layer 2, the positive electrode active material particles 21, and the first binder material 22. These can be replaced with the negative electrode current collector 55, the negative electrode active material layer, the negative electrode active material particles, and the second binder material, respectively, and detailed description thereof will be omitted.

<負極集電体>
負極集電体55について特に限定はなく、非水電解液二次電池用負極板に用いられる従来公知の負極集電体55を適宜選択して用いることができる。例えば、アルミニウム箔、ニッケル箔、銅箔などの単体又は合金から形成された負極集電体を好ましく用いることができる。また、正極集電体1と同様、負極集電体55には、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。
<Negative electrode current collector>
There is no limitation in particular about the negative electrode collector 55, The conventionally well-known negative electrode collector 55 used for the negative electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary batteries can be selected suitably, and can be used. For example, a negative electrode current collector formed of a simple substance such as an aluminum foil, a nickel foil, or a copper foil or an alloy can be preferably used. Similarly to the positive electrode current collector 1, the negative electrode current collector 55 includes a material in which a material for ensuring conductivity is laminated on the surface and a material on which some surface treatment is performed.

負極集電体55の厚みは、一般に非水電解液二次電池用負極板の負極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、5〜200μmであることが好ましく、10〜50μmであることがより好ましい。   The thickness of the negative electrode current collector 55 is not particularly limited as long as it is a thickness that can generally be used as a negative electrode current collector of a negative electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery, but is preferably 5 to 200 μm, preferably 10 to 50 μm. It is more preferable that

<負極活物質層>
負極集電体55上に形成される負極活物質層54は、負極活物質粒子と、金属または金属酸化物とから構成されている。そして、負極集電体55と負極活物質粒子、および負極活物質粒子同士は、この金属又は金属酸化物によって固着されており、これにより、負極集電体55上に負極活物質層54が形成されてなる負極板50が形成される。
<Negative electrode active material layer>
The negative electrode active material layer 54 formed on the negative electrode current collector 55 is composed of negative electrode active material particles and a metal or metal oxide. The negative electrode current collector 55, the negative electrode active material particles, and the negative electrode active material particles are fixed to each other by the metal or metal oxide, thereby forming the negative electrode active material layer 54 on the negative electrode current collector 55. Thus formed negative electrode plate 50 is formed.

負極活物質層54の層厚について特に限定はないが、レート特性を向上させつつも高容量を得るためには、層厚は、50μm〜150μmであることが好ましい。負極活物質層54の層厚を当該範囲とすることで、負極活物質層54と負極集電体55との距離を短くすることができ負極板50のインピーダンスを下げることができる。   The layer thickness of the negative electrode active material layer 54 is not particularly limited, but the layer thickness is preferably 50 μm to 150 μm in order to obtain a high capacity while improving rate characteristics. By setting the layer thickness of the negative electrode active material layer 54 in this range, the distance between the negative electrode active material layer 54 and the negative electrode current collector 55 can be shortened, and the impedance of the negative electrode plate 50 can be lowered.

また、負極活物質層54は、非水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い。非水電解液が浸透可能な範囲であれば、空隙率について特に限定はないが、空隙率が10%未満である場合には、非水電解液が浸透せずスムーズな充放電を行うことが困難となる虞がある。この点を考慮すると、負極活物質層54の空隙率は、10%以上であることが好ましい。また、空隙率が70%より大きい場合には、体積エネルギー密度を上げることができず、非水電解液二次電池を小型化する際の支障となる虞がある。この点を考慮すると、空隙率は70%以下であることが好ましい。なお、空隙率の測定は、島津製作所製 オートポアIV 9500等で測定可能である。   Moreover, it is preferable that the negative electrode active material layer 54 has a void to such an extent that the nonaqueous electrolytic solution can permeate. The porosity is not particularly limited as long as the nonaqueous electrolyte can permeate, but when the porosity is less than 10%, the nonaqueous electrolyte does not penetrate and smooth charge and discharge can be performed. May be difficult. Considering this point, the porosity of the negative electrode active material layer 54 is preferably 10% or more. Moreover, when the porosity is larger than 70%, the volume energy density cannot be increased, which may hinder the miniaturization of the non-aqueous electrolyte secondary battery. Considering this point, the porosity is preferably 70% or less. The porosity can be measured with Autopore IV 9500 manufactured by Shimadzu Corporation.

(負極活物質粒子)
負極板50を構成する負極活物質層54には、負極活物質粒子が含有される。負極活物質粒子について特に限定はなく、非水電解液二次電池の分野で従来公知の負極活物質粒子を適宜選択して用いることができる。例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、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炭素材料や、金属リチウム及びその合金、スズ、珪素及びそれらの合金や、珪素、チタンコバルトの酸化物、Mn、Fe、Coの窒化物など、アルカリ金属イオンを吸蔵放出可能な材料を挙げることができる。中でも、炭素材料はコストが安く、取り扱いが容易な上、単位質量あたりに取り出せるエネルギーが大きく、放電電位が卑であり、平坦性がよいなどの理由から負極活物質粒子として特に好適に使用可能である。
(Negative electrode active material particles)
The negative electrode active material layer 54 constituting the negative electrode plate 50 contains negative electrode active material particles. The negative electrode active material particles are not particularly limited, and conventionally known negative electrode active material particles can be appropriately selected and used in the field of non-aqueous electrolyte secondary batteries. For example, natural graphite, artificial graphite, amorphous carbon, carbon black, carbon materials obtained by adding different elements to these components, metallic lithium and its alloys, tin, silicon and their alloys, and oxides of silicon and titanium cobalt Examples thereof include materials capable of occluding and releasing alkali metal ions, such as nitrides of Mn, Fe, and Co. Among these, carbon materials are particularly suitable as negative electrode active material particles because of their low cost, easy handling, large energy that can be extracted per unit mass, low discharge potential, and good flatness. is there.

負極活物質粒子の形状について特に限定はなく、例えば、鱗片形状、扁平形状、紡錘形状、球状のものを用いることができる。また、負極活物質粒子の粒径についても特に限定はなく、設計される負極活物質層54の厚みなどを勘案して、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。なお、上記で説明した正極活物質粒子と同様、負極活物質粒子の粒子径を小さくすることで、レートと構成の向上を図ることができる。したがって、負極活物質粒子の粒子径は、10μm未満であることが好ましく、5μm以下、特には1μm以下が好ましい。   The shape of the negative electrode active material particles is not particularly limited, and for example, a scale shape, a flat shape, a spindle shape, or a spherical shape can be used. Further, the particle size of the negative electrode active material particles is not particularly limited, and those having an arbitrary size can be appropriately selected and used in consideration of the thickness of the designed negative electrode active material layer 54 and the like. In addition, like the positive electrode active material particles described above, the rate and configuration can be improved by reducing the particle diameter of the negative electrode active material particles. Therefore, the particle diameter of the negative electrode active material particles is preferably less than 10 μm, preferably 5 μm or less, and particularly preferably 1 μm or less.

(第2の結着物質)
負極集電体と負極活物質粒子、および負極活物質粒子同士を固着させるための第2の結着物質は、金属或いは金属酸化物からなり、金属としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属を好適に使用することができる。このような金属としては、銅、ニッケル、リチウム等を挙げることができる。また、金属酸化物としては、これらの金属の酸化物や、チタン酸リチウム(Li4Ti512、Li2Ti37)等の遷移金属複合酸化物等を好適に使用することができる。特に、遷移金属は、化学的に安定で、複数の酸化数を形成することが可能であり、同じ元素でも複数の錯体を形成する。そのため、遷移金属、この金属の酸化物、或いはこの金属を含む複合酸化物は結着物質としての利便性が高い。
(Second binder)
The negative electrode current collector, the negative electrode active material particles, and the second binding material for fixing the negative electrode active material particles to each other are made of a metal or a metal oxide, and the metals include alkali metals, alkaline earth metals, transitions A metal can be used suitably. Examples of such a metal include copper, nickel, and lithium. As the metal oxide, oxides of these metals, transition metal composite oxides such as lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 , Li 2 Ti 3 O 7 ), and the like can be suitably used. . In particular, transition metals are chemically stable, can form multiple oxidation numbers, and form multiple complexes with the same element. Therefore, a transition metal, an oxide of this metal, or a composite oxide containing this metal is highly convenient as a binder.

(その他の材料)
負極活物質層54は、上述する負極活物質粒子及び第2の結着物質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、本発明において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、負極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 negative electrode active material layer 54 may be composed of only the above-described negative electrode active material particles and the second binder material, but may be formed by adding further additives without departing from the spirit of the present invention. Also good. For example, in the present invention, it is possible to exert good conductivity without using a conductive material, but depending on the case where better conductivity is desired or depending on the type of negative electrode active material particles, the conductive material may be It may be used.

(負極板の製造方法)
以下に、本発明の負極板50を製造するための製造方法の一例について説明する。本発明の負極板50の製造方法としては、負極集電体と負極活物質粒子、および負極活物質粒子同士が、金属酸化物からなる第2の結着物質で固着させた負極板の製造方法と、金属からなる第2の結着物質で固着させた負極板の製造方法がある。以下、具体的に説明する。
(Method for manufacturing negative electrode plate)
Below, an example of the manufacturing method for manufacturing the negative electrode plate 50 of this invention is demonstrated. As a manufacturing method of the negative electrode plate 50 of the present invention, a negative electrode current collector, negative electrode active material particles, and a negative electrode plate manufacturing method in which negative electrode active material particles are fixed to each other with a second binding material made of a metal oxide. And a method of manufacturing a negative electrode plate fixed with a second binder made of metal. This will be specifically described below.

(1)第2の結着物質が金属酸化物である負極板の製造方法
金属酸化物によって、負極集電体と負極活物質粒子、および負極活物質粒子同士を固着した負極板は、負極活物質粒子、金属元素を含む結着物質前駆体、溶媒、必要に応じてその他の材料とを用いて、負極活物質層用形成液を調製し、該液を負極集電体55上に塗工した後に、塗膜を加熱することにより製造することができる。
(1) Manufacturing method of negative electrode plate in which second binding material is metal oxide A negative electrode plate in which a negative electrode current collector, negative electrode active material particles, and negative electrode active material particles are fixed to each other by a metal oxide A negative electrode active material layer forming liquid is prepared using substance particles, a binder precursor containing a metal element, a solvent, and other materials as necessary, and the liquid is applied onto the negative electrode current collector 55. Then, the coating film can be manufactured by heating.

負極活物質粒子は、上記で説明した負極活物質粒子を適宜選択して用いることができ、ここでの説明は省略する。   As the negative electrode active material particles, the negative electrode active material particles described above can be appropriately selected and used, and description thereof is omitted here.

負極活物質層用形成液の調製に用いられる、結着物質前駆体は、金属元素を含む前駆体であり、金属元素の塩化物、炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩、過塩素酸塩、リン酸塩、臭素酸塩等の金属塩や、これらの金属塩の水和物等を挙げることができる。中でも、塩化物、炭酸塩、硝酸塩、酢酸塩は汎用品としての入手が容易であるほか、これらの結着物質前駆体を溶媒に溶解させ、負極活物質層用形成液を負極集電体55上に塗工して塗膜を形成し、加熱すると、塩素イオン、炭酸イオン、硝酸イオン、酢酸イオンを容易に塗膜中から除去させることができることから、これらを特に好適に用いることができる。   The binder precursor used for the preparation of the negative electrode active material layer forming liquid is a precursor containing a metal element, such as a chloride, carbonate, nitrate, acetate, perchlorate, phosphoric acid of the metal element. Examples thereof include metal salts such as salts and bromates, and hydrates of these metal salts. Among them, chlorides, carbonates, nitrates, and acetates are easily available as general-purpose products, and these binder substance precursors are dissolved in a solvent to form a negative electrode active material layer forming liquid as a negative electrode current collector 55. When a coating film is formed on the coating film and heated, chlorine ions, carbonate ions, nitrate ions and acetate ions can be easily removed from the coating film, and these can be used particularly preferably.

これらの結着物質前駆体の具体的な例としては、例えば、金属元素が銅である場合には、塩化銅、炭酸銅(II)、硝酸銅、酢酸銅、酢酸銅(II)一水和物等を挙げることができ、金属元素がニッケルである場合には、塩化ニッケル、炭酸ニッケル、硝酸ニッケル、酢酸ニッケル、硝酸ニッケル(II)六水和物、酢酸ニッケル(II)四水和物等を挙げることができ、金属元素がリチウムである場合には、塩化リチウム、炭酸リチウム、硝酸リチウム、酢酸リチウム、酢酸リチウム三水和物等を挙げることができる。   Specific examples of these binder precursors include, for example, when the metal element is copper, copper chloride, copper (II) carbonate, copper nitrate, copper acetate, copper acetate (II) monohydrate. When the metal element is nickel, nickel chloride, nickel carbonate, nickel nitrate, nickel acetate, nickel (II) nitrate hexahydrate, nickel acetate (II) tetrahydrate, etc. When the metal element is lithium, lithium chloride, lithium carbonate, lithium nitrate, lithium acetate, lithium acetate trihydrate, and the like can be given.

上記結着物質前駆体を溶解させるための溶媒は、該前駆体を溶解することができるものであればよく、上記の正極板の製造方法で説明した溶媒と同様のものを用いることができる。   The solvent for dissolving the binder precursor is not particularly limited as long as it can dissolve the precursor, and the same solvents as those described in the method for producing the positive electrode plate can be used.

上述する塗工液において、溶媒に対し、添加される1種または2種以上の結着物質前駆体の添加量の合計の比率は、0.01〜20mol/L、特に0.1〜10mol/Lが好ましい。上記濃度を0.01mol/L以上とすることにより、負極集電体55と該集電体55表面で生成される負極活物質層54とを良好に密着させることができ、負極活物質粒子の負極集電体への固着が充分に図られる。また、上記濃度を、20mol/L以下とすることにより、上記塗工液を負極集電体55表面へ良好に塗工できる程度の良好な粘度を維持することができ、均一な塗膜を形成することができる。   In the coating liquid described above, the ratio of the total amount of one or more binder substances added to the solvent is 0.01 to 20 mol / L, particularly 0.1 to 10 mol / L. L is preferred. By setting the concentration to 0.01 mol / L or more, the negative electrode current collector 55 and the negative electrode active material layer 54 formed on the surface of the current collector 55 can be satisfactorily adhered, and the negative electrode active material particles Adhesion to the negative electrode current collector is sufficiently achieved. In addition, by setting the concentration to 20 mol / L or less, it is possible to maintain a good viscosity so that the coating solution can be satisfactorily applied to the surface of the negative electrode current collector 55 and form a uniform coating film. can do.

結着物質前駆体を含む負極活物質層用塗工液を負極集電体55上に塗工する方法について特に限定はなく、正極板の製造に用いられる塗工方法と同様の方法を適宜選択して用いることができる。塗工量の厚みについても同様である。   The method for coating the negative electrode active material layer coating liquid containing the binder precursor on the negative electrode current collector 55 is not particularly limited, and a method similar to the coating method used for manufacturing the positive electrode plate is appropriately selected. Can be used. The same applies to the thickness of the coating amount.

負極活物質層形成用塗工液中に含まれる結着物質前駆体を加熱することで、負極活物質粒子と、結着物質前駆体の金属が化学反応により酸化されてなる金属酸化物が含まれる塗膜が形成される。形成された塗膜は、負極活物質粒子の表面を覆うような状態で金属酸化物が形成され、この金属酸化物によって、負極活物質粒子と負極集電体55、および負極活物質粒子同士が固着され、負極板50が製造される。   By heating the binder material precursor contained in the coating liquid for forming the negative electrode active material layer, the negative electrode active material particles and the metal oxide obtained by oxidizing the metal of the binder material precursor by a chemical reaction are included. A coated film is formed. In the formed coating film, a metal oxide is formed so as to cover the surface of the negative electrode active material particles, and the negative electrode active material particles, the negative electrode current collector 55, and the negative electrode active material particles are formed by this metal oxide. It adheres and the negative electrode plate 50 is manufactured.

また、加熱温度は、結着物質前駆体に含まれる金属を酸化させることができる温度以上であればよく、結着物質前駆体に含まれる金属の種類によって異なるが、通常120℃〜800℃の温度範囲である。   Moreover, the heating temperature should just be more than the temperature which can oxidize the metal contained in a binder substance precursor, and although it changes with kinds of metal contained in a binder substance precursor, it is usually 120 to 800 degreeC. It is a temperature range.

(2)第2の結着物質が金属である負極板の製造方法
上記によって形成された、金属酸化物に還元処理を施すことで、金属酸化物を金属に還元し、この還元された金属によって、負極集電体55と負極活物質粒子、及び負極活物質粒子同士を固着させた負極板50を製造することができる。
(2) Method for producing negative electrode plate in which second binding material is metal By performing a reduction treatment on the metal oxide formed as described above, the metal oxide is reduced to a metal, and the reduced metal The negative electrode current collector 55, the negative electrode active material particles, and the negative electrode plate 50 in which the negative electrode active material particles are fixed to each other can be manufactured.

還元処理方法としては、水素プラズマ雰囲気下で還元処理を行う還元処理方法や、水素、一酸化炭素等、もしくは水素、一酸化炭素を窒素、ヘリウム、アルゴン等の不活性ガスで希釈した還元ガスを用い、該還元ガス雰囲気下で還元を行う還元処理方法を好適に用いることができる。還元ガスは1種の還元ガスを単独で使用してもよく、2種以上のガスを混合して用いることとしてもよい。   As a reduction treatment method, a reduction treatment method in which a reduction treatment is performed in a hydrogen plasma atmosphere, a reduction gas obtained by diluting hydrogen, carbon monoxide, or the like with hydrogen, carbon monoxide, or an inert gas such as nitrogen, helium, argon, or the like. And a reduction treatment method in which reduction is performed in the reducing gas atmosphere can be suitably used. As the reducing gas, one kind of reducing gas may be used alone, or two or more kinds of gases may be mixed and used.

また、還元処理を経ることで形成された負極板50は、負極活物質層54中に酸化物が含まれておらず、初期充電時に還元反応が生ずることもない。これにより、初期充電時における還元反応により、充電反応が妨げられ初期充放電効率が低下することを防止することができる。   Further, the negative electrode plate 50 formed through the reduction treatment does not contain an oxide in the negative electrode active material layer 54, and does not cause a reduction reaction during initial charging. Thereby, it is possible to prevent the charge reaction from being hindered by the reduction reaction during the initial charge and the initial charge / discharge efficiency from being lowered.

<<セパレータ>>
次に、本発明の非水電解液二次電池100を構成するセパレータについて説明する。本発明においてセパレータは、耐熱性含窒素芳香族重合体およびセラミック粉末を含むことを特徴とする。
<< Separator >>
Next, the separator which comprises the nonaqueous electrolyte secondary battery 100 of this invention is demonstrated. In the present invention, the separator includes a heat-resistant nitrogen-containing aromatic polymer and ceramic powder.

耐熱性含窒素芳香族重合体およびセラミック粉末を含むセパレータによれば、高温状況下で本発明の非水電解液二次電池を使用した場合であっても、セパレータ形状を維持することができ、発火や爆発を起こすことがない。したがって、上記の第1の結着物質が使用されてなる正極板、および第2の結着物質が使用されてなる負極板の作用効果と相俟って、高温状況下であっても、電池特性に優れるとともに、安全性の高い非水電解液二次電池とすることができる。   According to the separator containing the heat-resistant nitrogen-containing aromatic polymer and the ceramic powder, the separator shape can be maintained even when the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is used under high temperature conditions. There is no ignition or explosion. Therefore, in combination with the effects of the positive electrode plate using the first binding material and the negative electrode plate using the second binding material, the battery can be used even under high temperature conditions. A non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent characteristics and high safety can be obtained.

<耐熱性含窒素芳香族重合体>
セパレータ70に含有される耐熱性含窒素芳香族重合体とは、主鎖に窒素原子と芳香族環を含む重合体であり、例えば、芳香族ポリアミド(以下、「アラミド」ということがある)、芳香族ポリイミド(以下、「ポリイミド」ということがある)、芳香族ポリアミドイミドなどを挙げることができる。アラミドとしては、例えばメタ配向芳香族ポリアミド(以下、「メタアラミド」ということがある。)とパラ配向芳香族ポリアミド(以下、「パラアラミド」ということがある)を挙げることができる。なお、多孔質になりやすい点でパラアラミドが好ましい。
<Heat resistant nitrogen-containing aromatic polymer>
The heat-resistant nitrogen-containing aromatic polymer contained in the separator 70 is a polymer containing a nitrogen atom and an aromatic ring in the main chain, for example, an aromatic polyamide (hereinafter sometimes referred to as “aramid”), An aromatic polyimide (hereinafter sometimes referred to as “polyimide”), an aromatic polyamideimide, and the like can be given. Examples of the aramid include a meta-oriented aromatic polyamide (hereinafter sometimes referred to as “meta-aramid”) and a para-oriented aromatic polyamide (hereinafter sometimes referred to as “para-aramid”). In addition, para-aramid is preferable in terms of being easily porous.

パラアラミドとは、パラ配向芳香族ジアミンとパラ配向芳香族ジカルボン酸ハライドの縮合重合により得られるものであり、アミド結合が芳香族環のパラ位またはそれに準じた配向位(例えば、4、4'−ビフェニレン、1、5−ナフタレン、2、6−ナフタレン等のような反対方向に同軸または平行に延びる配向位)で結合される繰り返し単位から実質的になるものである。具体的には、ポリ(パラフェニレンテレフタルアミド)、ポリ(パラベンズアミド、ポリ(4、4'−ベンズアニリドテレフタルアミド)、ポリ(パラフェニレン−4、4'−ビフェニレンジカルボン酸アミド)、ポリ(パラフェニレン−2、6−ナフタレンジカルボン酸アミド)、ポリ(2−クロロ−パラフェニレンテレフタルアミド)、パラフェニレンテレフタルアミド/2、6−ジクロロパラフェニレンテレフタルアミド共重合体等のパラ配向型またはパラ配向型に準じた構造を有するパラアラミドを例示することができる。   Para-aramid is obtained by condensation polymerization of a para-oriented aromatic diamine and a para-oriented aromatic dicarboxylic acid halide, and the amide bond is in the para position of the aromatic ring or an oriented position equivalent thereto (for example, 4, 4′- Biphenylene, 1,5-naphthalene, 2,6-naphthalene and the like, which are substantially composed of repeating units bonded in the opposite direction (orientation positions extending coaxially or in parallel). Specifically, poly (paraphenylene terephthalamide), poly (parabenzamide, poly (4,4′-benzanilide terephthalamide), poly (paraphenylene-4,4′-biphenylenedicarboxylic amide), poly (para Para-oriented or para-oriented, such as phenylene-2,6-naphthalenedicarboxylic acid amide), poly (2-chloro-paraphenylene terephthalamide), paraphenylene terephthalamide / 2,6-dichloroparaphenylene terephthalamide copolymer Paraaramid having a structure according to the above can be exemplified.

また、パラアラミドは、極性有機溶媒に溶けて低粘度の溶液とすることができ、塗工性が優れるので固有粘度1.0dl/g〜2.8dl/gのパラアラミドであることが好ましく、さらには固有粘度1.7dl/g〜2.5dl/gであることが好ましい。また、固有粘度が1.0dl/g未満では十分なフィルム強度が得られない場合がある。固有粘度が2.8dl/gを越えると安定なパラアラミド溶液となりにくく、パラアラミドが析出しフィルム化が困難となる場合がある。   Further, para-aramid can be dissolved in a polar organic solvent to form a low-viscosity solution, and is excellent in coatability, so that para-aramid having an intrinsic viscosity of 1.0 dl / g to 2.8 dl / g is preferable. The intrinsic viscosity is preferably 1.7 dl / g to 2.5 dl / g. Further, if the intrinsic viscosity is less than 1.0 dl / g, sufficient film strength may not be obtained. If the intrinsic viscosity exceeds 2.8 dl / g, it may be difficult to form a stable para-aramid solution, and para-aramid may be precipitated, making it difficult to form a film.

極性有機溶媒としては、例えば極性アミド系溶媒または極性尿素系溶媒であり、具体的には、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、テトラメチルウレア等があげられるが、これらに限定されるものではない。パラアラミドは、多孔質であり、フィブリル状ポリマーであることが好ましい。該フィブリル状ポリマーは、微視的には、不織布状であり、層状で多孔状の空隙を有するものであり、いわゆるパラアラミド多孔質樹脂を形成している。   The polar organic solvent is, for example, a polar amide solvent or a polar urea solvent, and specifically, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, tetramethylurea, etc. However, it is not limited to these. Para-aramid is porous and is preferably a fibrillar polymer. The fibril-like polymer is microscopically non-woven, has a layered and porous void, and forms a so-called para-aramid porous resin.

ポリイミドとしては、芳香族の二酸無水物とジアミンの縮重合で製造される全芳香族ポリイミドが好ましい。該二酸無水物の具体例としては、ピロメリット酸二無水物、3、3'、4、4'−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、3、3'、4、4'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2、2'−ビス(3、4―ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、3、3'、4、4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物などがあげられる。該ジアミンの具体例としては、オキシジアニリン、パラフェニレンジアミン、ベンゾフェノンジアミン、3、3'−メチレンヂアニリン、3、3'−ジアミノベンソフェノン、3、3'−ジアミノジフェニルスルフォン、1、5'―ナフタレンジアミンなどがあげられるが、本発明は、これらに限定されるものではない。本発明においては、ポリイミド溶液から直接的に多孔質フィルムを作成する場合には、溶媒に可溶なポリイミドが好適に使用できる。このポリイミドとしては、例えば、3、3'、4、4'−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物と、芳香族ジアミンとの重縮合物のポリイミドがあげられる。   The polyimide is preferably a wholly aromatic polyimide produced by condensation polymerization of an aromatic dianhydride and a diamine. Specific examples of the dianhydride include pyromellitic dianhydride, 3, 3 ′, 4, 4′-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, 3, 3 ′, 4, 4′-benzophenone tetracarboxylic acid. And acid dianhydrides, 2,2′-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, and the like. Specific examples of the diamine include oxydianiline, paraphenylenediamine, benzophenone diamine, 3,3′-methylenedianiline, 3,3′-diaminobenzophenone, 3,3′-diaminodiphenylsulfone, 1,5 '-Naphthalenediamine and the like can be mentioned, but the present invention is not limited to these. In the present invention, when a porous film is produced directly from a polyimide solution, a polyimide soluble in a solvent can be suitably used. Examples of the polyimide include a polycondensate polyimide of 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine.

ポリイミドに用いる極性有機溶媒としては、アラミドのところで例示したもののほか、ジメチルスルホキサイド、クレゾール、およびo−クロロフェノール等が好適に使用できる。   As the polar organic solvent used for the polyimide, dimethyl sulfoxide, cresol, o-chlorophenol and the like can be suitably used in addition to those exemplified in the case of aramid.

また、ポリイミドは、多孔質のものが好ましい。例えば、中実フィルムを機械加工、またはレーザー加工等により穴あけして多孔質にすることができる。また、溶液流延法でポリイミドフィルムを作成する際、塗工時のポリマー濃度等のポリイミドの成形条件の制御により、多孔質のものを作成できる。また、セラミック粉末を複合化することにより、任意のポリマー濃度の溶液で、均一で、かつ微細な多孔質を形成することができる。またセラミック粉末の添加量により、透気度を制御することができる。   The polyimide is preferably porous. For example, a solid film can be made porous by machining or laser processing. Moreover, when creating a polyimide film by the solution casting method, a porous film can be created by controlling the molding conditions of polyimide such as the polymer concentration during coating. Further, by compounding ceramic powder, a uniform and fine porous material can be formed with a solution having an arbitrary polymer concentration. The air permeability can be controlled by the amount of ceramic powder added.

<セラミック粉末>
本発明において、セパレータは、セラミック粉末を含有する。セラミック粉末は、耐熱性含窒素芳香族重合体と絡まって、捕捉され、非水電解質電池用セパレータ中の全体、または部分的に分散して配置している。
<Ceramic powder>
In the present invention, the separator contains ceramic powder. The ceramic powder is trapped by being entangled with the heat-resistant nitrogen-containing aromatic polymer, and is dispersed in the whole or part of the separator for the nonaqueous electrolyte battery.

本発明におけるセラミック粉末は、非水電解質電池用セパレータ強度に与える影響、塗工面の平滑性の点より、一次粒子の平均粒径が1.0μm以下であることが好ましく、0.5μm以下の粉末であることがより好ましく、0.1μm以下であることがさらに好ましい。該一次粒子の平均粒径は、電子顕微鏡により得た写真を、粒子径計測器で解析する方法により測定する。セラミック粉末の一次粒子の平均粒径が1.0μmを超えるとき、該セパレータは、脆くなり、塗工面も粗くなる場合がある。また、セラミック粉末の含有量は、好ましくは非水電解質電池用セパレータ重量の1重量%以上95重量%以下であり、さらに好ましくは5重量%以上50重量%以下である。セラミック粉末の含有量が、非水電解質電池用セパレータ重量の1重量%未満のとき、イオン透過性および電池特性の促進効果が十分でない場合があり、95重量%を超えるときは、該セパレータは、脆くなり、取り扱いが難しくなる場合がある。該セラミック粉末の形状は、特に限定はなく、球状でもランダムな形状でも使用できる。   The ceramic powder in the present invention preferably has an average primary particle size of 1.0 μm or less, and a powder of 0.5 μm or less in view of the influence on the strength of the separator for nonaqueous electrolyte batteries and the smoothness of the coated surface. It is more preferable that it is 0.1 μm or less. The average particle diameter of the primary particles is measured by a method of analyzing a photograph obtained by an electron microscope using a particle diameter measuring instrument. When the average particle size of the primary particles of the ceramic powder exceeds 1.0 μm, the separator may become brittle and the coated surface may become rough. Further, the content of the ceramic powder is preferably 1% by weight or more and 95% by weight or less, more preferably 5% by weight or more and 50% by weight or less, based on the weight of the nonaqueous electrolyte battery separator. When the content of the ceramic powder is less than 1% by weight of the weight of the nonaqueous electrolyte battery separator, the effect of promoting ion permeability and battery characteristics may not be sufficient. When the content exceeds 95% by weight, the separator It may become brittle and difficult to handle. The shape of the ceramic powder is not particularly limited, and can be spherical or random.

セラミック粉末としては、電気絶縁性の金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物等からなるセラミック粉末があげられ、例えばアルミナ、シリカ、二酸化チタンまたは酸化ジルコニウム等の粉末が好ましく用いられる。上記セラミック粉末は、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いることもできる。   Examples of the ceramic powder include ceramic powders made of electrically insulating metal oxides, metal nitrides, metal carbides, and the like. For example, powders such as alumina, silica, titanium dioxide, or zirconium oxide are preferably used. The said ceramic powder may be used independently and can also be used in mixture of 2 or more types.

基材について特に限定はなく、電気絶縁性の有機、無機繊維またはパルプからなる多孔質の織物、不織布、紙または多孔質のフィルムがあげられるが、これらの中で、価格、薄さの面から、不織布、紙または多孔質のフィルムが好ましい。基材の材質としては、電気絶縁性であれば有機物でも無機物でもよく、合成物でも天然物でもよく、該基材は、有機繊維および/または無機繊維および/または有機繊維のパルプおよび/または無機繊維のパルプを含むものがあげられる。具体的には、有機繊維として、熱可塑性ポリマーからなる繊維やマニラ麻などの天然繊維があげられる。該熱可塑性ポリマーからなる繊維として、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、レーヨン、ビニロン、ポリエステル、アクリル、ポリスチレン、ナイロン等の繊維があげられる。無機繊維としては、ガラス繊維、アルミナ繊維等があげられる。   The substrate is not particularly limited, and examples thereof include porous woven fabrics, nonwoven fabrics, paper or porous films made of electrically insulating organic, inorganic fibers or pulp. Among these, from the viewpoint of price and thinness. Nonwoven fabric, paper or porous film is preferred. The material of the substrate may be organic or inorganic as long as it is electrically insulating, and may be synthetic or natural. The substrate may be organic fiber and / or inorganic fiber and / or organic fiber pulp and / or inorganic. Examples include fiber pulp. Specifically, examples of organic fibers include fibers made of thermoplastic polymers and natural fibers such as manila hemp. Examples of the fibers made of the thermoplastic polymer include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, fibers such as rayon, vinylon, polyester, acrylic, polystyrene, and nylon. Examples of the inorganic fiber include glass fiber and alumina fiber.

また、本発明において、セパレータは、上記の基材を、セラミック粉末を含む耐熱性含窒素芳香族重合体が被覆してなる、または該基材の空隙を該耐熱性含窒素芳香族重合体が充填してなる、または該基材を該耐熱性含窒素芳香族重合体が被覆してなり、かつ該基材の空隙を耐熱性含窒素芳香族重合体が充填してなるものであってもよい。   In the present invention, the separator is formed by coating the above-mentioned base material with a heat-resistant nitrogen-containing aromatic polymer containing ceramic powder, or the heat-resistant nitrogen-containing aromatic polymer is formed in the voids of the base material. Even if the base material is formed by coating the base material with the heat-resistant nitrogen-containing aromatic polymer, and the space of the base material is filled with the heat-resistant nitrogen-containing aromatic polymer. Good.

この場合において、基材の単位面積当たりの重量は、40g/m2以下が好ましく、さらに好ましくは15g/m2以下である。また、該基材の空隙率は、40%以上が好ましく、さらに好ましくは50%以上である。また、該基材の厚みは、好ましくは70μm以下であり、さらに好ましくは25μm以下である。 In this case, the weight per unit area of the substrate is preferably 40 g / m 2 or less, more preferably 15 g / m 2 or less. The porosity of the substrate is preferably 40% or more, and more preferably 50% or more. Further, the thickness of the substrate is preferably 70 μm or less, and more preferably 25 μm or less.

セパレータ全体に対して、260℃以下で溶融する熱可塑性ポリマーを10重量%以上、好ましくは30重量%以上、さらに好ましくは40重量%以上含み、該熱可塑性ポリマーが、温度上昇時に溶融し、該セパレータの空隙を閉塞することが好ましい。セパレータに熱可塑性ポリマーを含ませることで、電池が局部的にまたは全体的に温度上昇した時に、該熱可塑性ポリマーが溶融し、該セパレータの微細孔の中に入り込んで微細孔を封じ、電流が流れないようにする。さらに温度が上昇した時にも、表面ではなく微細孔の中に入り込んでいるので流れ出ることがない。このようにして、電池のシャットダウンが行なわれることから、更に安全性の高いセパレータとすることができる。該熱可塑性ポリマーについて特に限定はなく、昇温時に溶融するものであればよい。該熱可塑性ポリマーは、シャットダウン機能の点から260℃以下で溶融するポリマーであることが好ましく、200℃以下であることがさらに好ましい。また、溶融温度は、シャットダウン温度として適当なので、100℃程度以上であることが好ましい。   10% by weight or more, preferably 30% by weight or more, more preferably 40% by weight or more of a thermoplastic polymer that melts at 260 ° C. or less with respect to the entire separator, and the thermoplastic polymer melts when the temperature rises, It is preferable to close the gap of the separator. By including a thermoplastic polymer in the separator, when the temperature of the battery rises locally or as a whole, the thermoplastic polymer melts and enters the micropores of the separator, sealing the micropores, Do not flow. Furthermore, even when the temperature rises, it does not flow out because it enters not the surface but the micropores. In this way, since the battery is shut down, a separator with higher safety can be obtained. The thermoplastic polymer is not particularly limited as long as it melts when the temperature rises. The thermoplastic polymer is preferably a polymer that melts at 260 ° C. or less, more preferably 200 ° C. or less, from the viewpoint of the shutdown function. Moreover, since the melting temperature is appropriate as the shutdown temperature, it is preferably about 100 ° C. or higher.

熱可塑性ポリマーとしては、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂またはナイロン樹脂などが例示される。特に、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状ポリエチレン等のポリエチレン、もしくはそれらの低分子量ワックス分、またはポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂が溶融温度が適当で、入手が容易なので好適に用いられる。これらは、1種または2種以上を混合して使用することができる。   Examples of the thermoplastic polymer include polyolefin resin, acrylic resin, styrene resin, polyester resin, and nylon resin. In particular, polyethylene such as low density polyethylene, high density polyethylene and linear polyethylene, or their low molecular weight wax content, or polyolefin resin such as polypropylene is suitable because it has an appropriate melting temperature and is easily available. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明に用いる熱可塑性ポリマーは、溶媒への分散性、塗工面の平滑性の点より、平均粒径が好ましくは10μm以下、さらに好ましくは6μm以下の粉末であることが好ましい。該粉末粒子の形状は、特に限定はなく、球状でもランダムな形状でも使用することができる。   The thermoplastic polymer used in the present invention is preferably a powder having an average particle size of preferably 10 μm or less, more preferably 6 μm or less, from the viewpoint of dispersibility in a solvent and smoothness of the coated surface. The shape of the powder particles is not particularly limited, and can be spherical or random.

熱可塑性ポリマーは、非水電解質電池用セパレータ中の全体、または部分的に粒子状に分散して配置されていることが好ましく、その態様は、該熱可塑性ポリマーが温度上昇時に溶融し、該セパレータの空隙を閉塞するような態様であればよい。   It is preferable that the thermoplastic polymer is disposed in the whole or part of the separator for the nonaqueous electrolyte battery in the form of particles, and the mode is such that the thermoplastic polymer melts when the temperature rises, and the separator Any mode may be used as long as the gap is closed.

<セパレータの製造方法>
次にセパレータの製造方法の一例について説明する。本発明において、セパレータは耐熱性含窒素芳香族重合体と、セラミック粉末を含有することを特徴とするものであり、この要件を具備するセパレータを製造することができる方法であれば、以下の製造方法に限定されるものではない。
<Manufacturing method of separator>
Next, an example of a separator manufacturing method will be described. In the present invention, the separator contains a heat-resistant nitrogen-containing aromatic polymer and a ceramic powder, and the following production is possible as long as it is a method capable of producing a separator having this requirement. The method is not limited.

セパレータは、耐熱性含窒素芳香族重合体を含む極性有機溶媒溶液に、セラミック粉末を分散したスラリー溶液を調製する。次いで、このスラリー溶液を基材上に塗工し、塗工膜を形成し、この塗工膜上に耐熱性含窒素芳香族重合体を析出させ、塗工膜から極性有機溶媒を除去し、該塗工膜を乾燥することで製造することができる。   The separator prepares a slurry solution in which ceramic powder is dispersed in a polar organic solvent solution containing a heat-resistant nitrogen-containing aromatic polymer. Next, this slurry solution is applied onto a substrate to form a coating film, a heat-resistant nitrogen-containing aromatic polymer is deposited on the coating film, and the polar organic solvent is removed from the coating film, It can manufacture by drying this coating film.

スラリー溶液には、上記で説明した260℃以下で溶融する熱可塑性樹脂が含まれていることが好ましい。また、セラミック粉末は、耐熱性含窒素芳香族重合体100質量部に対し1〜1500質量部の範囲内で分散されていることが好ましい。   The slurry solution preferably contains the thermoplastic resin that melts at 260 ° C. or less as described above. Moreover, it is preferable that the ceramic powder is dispersed within a range of 1 to 1500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the heat-resistant nitrogen-containing aromatic polymer.

耐熱性含窒素芳香族重合体としてパラアラミドおよびポリイミドを用いる場合について例示する。パラアラミドを用いる場合には、例えば、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩化物を2〜10重量%溶解した極性有機溶媒中で、パラ配向芳香族ジアミン1.00モルに対してパラ配向芳香族ジカルボン酸ジハライド0.94〜0.99モルを添加して、温度−20℃〜50℃で縮合重合して製造されるパラ配向芳香族ポリアミド濃度が1〜10%で、固有粘度が1.0〜2.8dl/gであるアラミドの極性有機溶媒溶液を作成する。   An example of using para-aramid and polyimide as the heat-resistant nitrogen-containing aromatic polymer will be described. In the case of using para-aramid, for example, in a polar organic solvent in which 2 to 10% by weight of an alkali metal or alkaline earth metal chloride is dissolved, the para-oriented aromatic dicarboxylic acid is 1.00 mol of the para-oriented aromatic diamine. A para-oriented aromatic polyamide concentration produced by adding 0.94 to 0.99 mol of acid dihalide and performing condensation polymerization at a temperature of −20 ° C. to 50 ° C. is 1 to 10%, and an intrinsic viscosity of 1.0 to Make a polar organic solvent solution of aramid that is 2.8 dl / g.

パラアラミドの縮合重合に用いられるパラ配向芳香族ジアミンとして、パラフェニレンジアミン、4、4'−ジアミノビフェニル、2−メチル−パラフェニレンジアミン、2−クロロ−パラフェニレンジアミン、2、6−ジクロロ−パラフェニレンジアミン、2、6−ナフタレンジアミン、1、5−ナフタレンジアミン、4、4'−ジアミノベンズアニリド、3、4'−ジアミノジフェニルエーテル等をあげることができる。パラ配向芳香族ジアミンは、1種または2種以上を混合して縮合重合に供することができる。   As para-oriented aromatic diamines used in the condensation polymerization of para-aramid, paraphenylene diamine, 4,4′-diaminobiphenyl, 2-methyl-paraphenylene diamine, 2-chloro-paraphenylene diamine, 2,6-dichloro-paraphenylene Examples thereof include diamine, 2,6-naphthalenediamine, 1,5-naphthalenediamine, 4,4′-diaminobenzanilide, 3,4′-diaminodiphenyl ether, and the like. One or more para-oriented aromatic diamines can be mixed and used for condensation polymerization.

パラアラミドの縮合重合に用いられるパラ配向芳香族ジカルボン酸ジハライドとして、テレフタル酸ジクロライド、ビフェニル−4、4'−ジカルボン酸ジクロライド、2−クロロテレフタル酸ジクロライド、2、5−ジクロロテレフタル酸ジクロライド、2−メチルテレフタル酸ジクロライド、2、6−ナフタレンジカルボン酸ジクロライド、1、5−ナフタレンジカルボン酸ジクロライド等をあげることができる。パラ配向芳香族ジアミンは、1種または2種以上を混合して縮合重合に供することができる。   As para-oriented aromatic dicarboxylic acid dihalide used for the condensation polymerization of para-aramid, terephthalic acid dichloride, biphenyl-4,4′-dicarboxylic acid dichloride, 2-chloroterephthalic acid dichloride, 2,5-dichloroterephthalic acid dichloride, 2-methyl Examples include terephthalic acid dichloride, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid dichloride, 1,5-naphthalenedicarboxylic acid dichloride, and the like. One or more para-oriented aromatic diamines can be mixed and used for condensation polymerization.

パラアラミドの溶媒への溶解性を改善する目的で、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩化物が好適に使用される。具体例としては、塩化リチウムまたは塩化カルシウムがあげられるが、これらに限定されるものではない。   In order to improve the solubility of para-aramid in a solvent, an alkali metal or alkaline earth metal chloride is preferably used. Specific examples include lithium chloride or calcium chloride, but are not limited thereto.

上記塩化物の重合系への添加量は、縮合重合で生成するアミド基1.0モル当たり0.5〜6.0モルの範囲が好ましく、1.0〜4.0モルの範囲がさらに好ましい。塩化物が0.5モル未満では、生成するパラアラミドの溶解性が不十分となる場合があり、6.0モルを越えると実質的に塩化物の溶媒への溶解量を越えるので好ましくない場合がある。   The amount of the chloride added to the polymerization system is preferably in the range of 0.5 to 6.0 mol, more preferably in the range of 1.0 to 4.0 mol, per 1.0 mol of the amide group produced by condensation polymerization. . If the chloride is less than 0.5 mol, the solubility of the resulting para-aramid may be insufficient, and if it exceeds 6.0 mol, the amount of chloride dissolved in the solvent may be substantially exceeded, which may not be preferable. is there.

一般には、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩化物が2重量%未満では、パラアラミドの溶解性が不十分となる場合があり、10重量%を越えてはアルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩化物は極性アミド系溶媒または極性尿素系溶媒等の極性有機溶媒に溶解しない場合がある。   In general, if the alkali metal or alkaline earth metal chloride is less than 2% by weight, the solubility of para-aramid may be insufficient. If it exceeds 10% by weight, the alkali metal or alkaline earth metal chloride may be insufficient. May not dissolve in polar organic solvents such as polar amide solvents or polar urea solvents.

パラアラミド濃度が0.5重量%未満では、生産性が著しく低下し工業的に不利となる場合がある。パラアラミドが10重量%を越えるとパラアラミドが析出し、安定なパラアラミド溶液となりにくい場合がある。また、ポリイミドの極性有機溶媒溶液としては、例えば、3、3'、4、4'−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物と、4、4'−ビス(p−アミノフェキシ)ジフェニルスルホン等の芳香族ジアミンとの重縮合反応で得られる、イミド化が完結したポリイミドのN−メチル−2−ピロリドン溶液があげられる。この極性有機溶媒としては、ポリイミドを用いる場合には、上記例示の物のほかに、クレゾール、またはo−クロロフェノール等があげられる。   If the para-aramid concentration is less than 0.5% by weight, productivity may be significantly reduced, which may be industrially disadvantageous. If the para-aramid exceeds 10% by weight, the para-aramid may precipitate and it may be difficult to form a stable para-aramid solution. Examples of the polar organic solvent solution of polyimide include aromatics such as 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride and 4,4′-bis (p-aminophenoxy) diphenylsulfone. An N-methyl-2-pyrrolidone solution of polyimide that has been imidized and obtained by a polycondensation reaction with diamine is exemplified. Examples of the polar organic solvent include cresol, o-chlorophenol and the like in addition to the above-described examples when polyimide is used.

上記極性有機溶媒溶液中に、セラミック粉末を耐熱性含窒素芳香族重合体100重量部に対し1〜1500重量部、好ましくは5〜100重量部を十分に分散させてスラリー溶液を調製する。セラミック粉末の量が1重量部未満ならイオン透過性および電池特性の向上が十分でなく好ましくなく、1500重量部を超えると、該セパレータは、脆くなり、取り扱いが難しくなるので好ましくない。また、必要に応じ、該スラリ−溶液に熱可塑性ポリマーを添加しても良い。   A slurry solution is prepared by sufficiently dispersing 1-1500 parts by weight, preferably 5-100 parts by weight, of the ceramic powder in 100 parts by weight of the heat-resistant nitrogen-containing aromatic polymer in the polar organic solvent solution. If the amount of the ceramic powder is less than 1 part by weight, the ion permeability and battery characteristics are not sufficiently improved, and if it exceeds 1500 parts by weight, the separator becomes unfavorable because it becomes brittle and difficult to handle. If necessary, a thermoplastic polymer may be added to the slurry solution.

次いで、このスラリー溶液をベースフィルム、スチールベルト、ロール、ドラム上等に塗工し、湿潤な塗工膜を形成する。ベースフィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、離型処理した紙等があげられる。また、鏡面仕上げした耐蝕性のあるスチールベルト上に塗工することも工業的には良く用いられる。小規模的には、鏡面仕上げした耐蝕性のあるロール、またはドラム上に塗工することもできる。   Next, this slurry solution is applied onto a base film, a steel belt, a roll, a drum or the like to form a wet coating film. Examples of the base film include polyethylene terephthalate and release-treated paper. In addition, coating on a corrosion-resistant steel belt having a mirror finish is often used industrially. On a small scale, it can also be coated on a mirror-finished, corrosion-resistant roll or drum.

塗工の方法としては、例えばナイフ、ブレード、バー、グラビア、ダイ等の塗工方法があげられる。小規模的には、バー、ナイフ等の塗工が簡便であるが、工業的には、溶液が外気と接触しない構造のダイ塗工が好ましい。   Examples of the coating method include coating methods such as knife, blade, bar, gravure, and die. On a small scale, coating with bars, knives and the like is simple, but industrially, die coating having a structure in which the solution does not come into contact with the outside air is preferable.

次いで、好ましくは20℃以上の温度、一定湿度に制御した雰囲気中において、耐熱性含窒素芳香族重合体を析出させ、その後凝固液中に浸漬させる。または、凝固液中に浸漬し、ポリマーの析出・凝固を同時に行ない、湿潤塗工膜を得る。析出を均一に、早く行うため、あらかじめスラリー溶液中に貧溶媒、例えば水等を加えて、析液状態にしておくこともできる。   Subsequently, the heat-resistant nitrogen-containing aromatic polymer is preferably deposited in an atmosphere controlled at a temperature of 20 ° C. or higher and constant humidity, and then immersed in a coagulation liquid. Alternatively, it is immersed in a coagulation solution, and polymer is deposited and coagulated at the same time to obtain a wet coating film. In order to perform the precipitation uniformly and quickly, a poor solvent, such as water, may be added to the slurry solution in advance to form a depositing liquid state.

パラアラミドの場合は、溶媒の一部または全部を蒸発させると同時にポリマーを析出させ、つまり次の溶媒除去工程と析出工程を同時に行い、半乾燥または乾燥した塗工膜を得ることもできる。   In the case of para-aramid, a polymer is precipitated at the same time as evaporating a part or all of the solvent, that is, the following solvent removal step and precipitation step are simultaneously performed to obtain a semi-dried or dried coating film.

ここにいう凝固液としては、水系溶液またはアルコール系溶液などを用いればよく、特に限定されないが、極性有機溶媒を含む水系溶液またはアルコール系溶液を使用するのが、工業的には溶媒回収工程が簡素化されるので好ましい。具体的には、極性有機溶媒の水溶液があげられる。 As the coagulation liquid here, an aqueous solution or an alcohol solution may be used, and it is not particularly limited. However, an aqueous solution or an alcohol solution containing a polar organic solvent is used industrially as a solvent recovery step. This is preferable because it is simplified. Specific examples include an aqueous solution of a polar organic solvent.

次に、この耐熱性含窒素芳香族重合体が析出した塗工膜から、極性有機溶媒を除去する。除去の方法は、一部または全部を蒸発させても良いし、水、水系溶液、またはアルコール系溶液など極性有機溶媒を溶解できる溶媒で除去しても良い。水を用いて除去する場合には、イオン交換水を用いることが好ましい。また極性有機溶媒を一定濃度含む水溶液中で洗浄した後に、更に水洗することも、工業的に好ましい。乾燥は、加熱により洗浄用の溶媒を蒸発させて除去する。この時の乾燥温度は、溶融する熱可塑性ポリマーを含有する場合には、溶融する温度以下であることが好ましい。   Next, the polar organic solvent is removed from the coating film on which the heat-resistant nitrogen-containing aromatic polymer is deposited. As a removal method, a part or the whole may be evaporated, or the solvent may be removed with a solvent capable of dissolving a polar organic solvent such as water, an aqueous solution, or an alcohol solution. When removing using water, it is preferable to use ion-exchange water. Further, it is industrially preferable to wash in an aqueous solution containing a certain concentration of a polar organic solvent and then wash with water. In drying, the washing solvent is removed by evaporation. The drying temperature at this time is preferably equal to or lower than the melting temperature when the thermoplastic polymer to be melted is contained.

アルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩化物を用いてパラアラミドを調製した場合には、パラアラミドが析出した湿潤塗工膜から、溶媒とともにアルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩化物を洗浄、除去する。または乾燥塗工膜から、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩化物を洗浄、除去する。この除去方法には、塗工膜を溶液に浸漬して溶媒と塩化物を溶出させる方法が採用される。溶媒または塩化物を溶出させるときの溶液としては、水、水系溶液、またはアルコール系溶液が溶媒と塩化物を共に溶解できるので好ましい。   When para-aramid is prepared using an alkali metal or alkaline earth metal chloride, the alkali metal or alkaline earth metal chloride is washed and removed together with the solvent from the wet coating film on which the para-aramid is deposited. Alternatively, the alkali metal or alkaline earth metal chloride is washed and removed from the dried coating film. As this removal method, a method of immersing the coating film in a solution and eluting the solvent and chloride is employed. As the solution for eluting the solvent or chloride, water, an aqueous solution, or an alcohol solution is preferable because it can dissolve both the solvent and the chloride.

次いで、加熱溶融するポリマーの溶融温度以下で乾燥することで、目的とする乾燥塗工膜が製造できる。この形成された乾燥塗工膜は、そのままセパレータとして使用することができる。シャットダウン性能を付与する観点からは、熱可塑性ポリマーを含むことが好ましいが、どの工程で含ませても良い。また、乾燥塗工膜に、さらに熱可塑性ポリマーの微粒状サスペンジョンを塗工、乾燥し、熱可塑性樹脂の微粒子層を付設することが好ましい。   Subsequently, the target dry coating film can be manufactured by drying below the melting temperature of the polymer to be heated and melted. This formed dry coating film can be used as a separator as it is. From the viewpoint of imparting shutdown performance, a thermoplastic polymer is preferably included, but may be included in any step. Further, it is preferable to apply a fine particle suspension of a thermoplastic resin to a dry coating film by further applying and drying a fine suspension of a thermoplastic polymer.

(非水電解液)
本発明の非水電解液二次電池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 non-aqueous electrolyte secondary battery of 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, 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10、負極板50、セパレータ70、非水電解液90を用いて製造される非水電解液電池100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、上記の正極板10及び負極板50を、セパレータ70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10及び負極板50をセパレータ70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10及び負極板50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 nonaqueous electrolyte battery 100 manufactured using the positive electrode plate 10, the negative electrode plate 50, the separator 70, and the nonaqueous electrolyte solution 90, a conventionally known structure can be appropriately selected and used. For example, the structure which winds said positive electrode plate 10 and the negative electrode plate 50 in the shape of a spiral via the separator 70, and accommodates in a battery container is mentioned. As another aspect, a structure in which the positive electrode plate 10 and the negative electrode plate 50 cut into a predetermined shape are stacked and fixed via a separator 70, and this is housed in a battery container may be employed. In any structure, after the positive electrode plate 10 and the negative electrode plate 50 are accommodated 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 being attached to the negative electrode plate. A non-aqueous electrolyte secondary battery is manufactured by connecting the lead wire to a negative electrode terminal provided in the exterior container, and further filling the battery container with a non-aqueous electrolyte and then sealing the battery container.

(電池パック)
次に、図5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5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. 5 is a schematic exploded view showing an example of the battery pack 200 of the present invention.

図5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. 5, the battery pack 200 is configured by storing the nonaqueous electrolyte secondary battery 100 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。   The battery pack 200 can appropriately select the configuration of a conventionally known battery pack, except that the nonaqueous electrolyte secondary battery 100 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。   The non-aqueous electrolyte secondary battery 100 of the present invention has functions such as an overcurrent blocking function and a battery temperature monitor in addition to the above-described protection circuit, in addition to the usage mode for the battery pack. You may use for the aspect attached integrally to a nonaqueous 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.

<正極板1の作製>
Li(CH3COO)・2H2O[分子量:102.02]:1.0gをメタノール:1.0gに加えたものとMn(CH3COO)2・4H2O[分子量:245.09]:5gをメタノール5gに加えたものを、Li(CH3COO):Mn(CH3COO)=2.1g:9.8gの量で混合し、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溶液とした。次いで、上記原料溶液5gに、平均粒径4μmの正極活物質LiMn2410g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、シランカップリング剤KBM403:1.5g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10g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正極活物質層形成液1を調製した。
<Preparation of positive electrode plate 1>
Li (CH 3 COO) · 2H 2 O [molecular weight: 102.02]: 1.0 g added to methanol: 1.0 g and Mn (CH 3 COO) 2 · 4H 2 O [molecular weight: 245.09] : Lithium composite oxide in which 5 g is added to 5 g of methanol and mixed in an amount of Li (CH 3 COO): Mn (CH 3 COO) = 2.1 g: 9.8 g Was used as a raw material solution. Next, 5 g of the above raw material solution, 10 g of a positive electrode active material LiMn 2 O 4 having an average particle diameter of 4 μm, 1.2 g of acetylene black (Denka Black, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), carbon fiber (manufactured by Showa Denko KK, VGCF) ) 0.25 g, silane coupling agent KBM403: 1.5 g, resin hydroxyethyl cellulose: 10 g of a thickener aqueous solution in which 0.2 g is dissolved in pure water: 9.8 g, and solvent methanol are mixed, and an Excel auto homogenizer ( Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd.) kneaded at a rotational speed of 8000 rpm for 15 minutes to prepare a positive electrode active material layer forming liquid 1.

次いで、集電体として厚さ15μmのアルミ板を準備し、当該集電体の一面側に上記にて調製した正極活物質層形成液1をアプリケーターで塗工して正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。次に、表面に電極活物質層形成用塗膜が形成された集電体を、常温の電気炉(マッフル炉、デンケン社製、P90)内に設置し、室温から20分かけて450℃まで加熱し、その後、集電体上に正極活物質層が設けられた正極板1を得た。   Next, an aluminum plate having a thickness of 15 μm is prepared as a current collector, and the positive electrode active material layer forming liquid 1 prepared above is applied to one surface side of the current collector with an applicator to form a positive electrode active material layer forming coating. A film was formed. 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. Next, the current collector with the electrode active material layer-forming coating film formed on the surface was placed in a normal temperature electric furnace (Muffle furnace, manufactured by Denken, P90), and from room temperature to 450 ° C. over 20 minutes. After heating, a positive electrode plate 1 having a positive electrode active material layer provided on a current collector was obtained.

<負極板1の作製>
エタノール溶媒10gに対して、硝酸銅2.5g添加し、さらに負極活物質粒子として平均粒子径6μmの人造黒鉛粒子を3.5g混合させて、負極活物質層形成液を調製した。次に、集電体として、厚さ10μm、25cm×30cmの電解銅箔を置き、当該集電体の一面側に、上記負極活物質層形成液を、アプリケーターで127μm塗工して塗工膜を形成した。そして、上記塗工膜を備える集電体を大気雰囲気下のオーブン内に設置し、270℃、5時間加熱することで、酸化銅とグラファイトとが含有される厚さ約26μmの負極板Aを形成した。次いで、負極板Aを、圧力20Paの水素をキャリアガスとしたマイクロ波表面波プラズマ照射装置(マイクロ波出力)で30sec還元処理を施して酸化銅を、金属粒子としての銅粒子に還元し、負極板1を得た。
<Preparation of negative electrode plate 1>
2.5 g of copper nitrate was added to 10 g of ethanol solvent, and 3.5 g of artificial graphite particles having an average particle diameter of 6 μm were mixed as negative electrode active material particles to prepare a negative electrode active material layer forming liquid. Next, an electrolytic copper foil having a thickness of 10 μm and 25 cm × 30 cm is placed as a current collector, and the negative electrode active material layer forming solution is applied to the surface of the current collector by 127 μm using an applicator. Formed. And the collector provided with the said coating film is installed in the oven of an atmospheric condition, and the negative electrode plate A about 26 micrometers thick containing copper oxide and a graphite is contained by heating at 270 degreeC for 5 hours. Formed. Next, the negative electrode plate A is subjected to a reduction treatment for 30 seconds with a microwave surface wave plasma irradiation apparatus (microwave output) using hydrogen at a pressure of 20 Pa as a carrier gas to reduce the copper oxide to copper particles as metal particles. A plate 1 was obtained.

<セパレータの作製>
(塗工用PPTAドープの調製)
撹拌翼、温度計、窒素流入管および粉体添加口を有する、3リットルのセパラブルフラスコを使用して、ポリ(パラフェニレンテレフタルアミド)(以下、PPTAと略すことがある。)の製造を行った。フラスコを十分乾燥し,N−メチル−2−ピロリドン2200gを仕込み、200℃で2時間真空乾燥した塩化カルシウム粉末151.07gを添加し、100℃に昇温して完全に溶解させた。室温に戻して、パラフェニレンジアミン、68.23gを添加し完全に溶解させた。この溶液を20℃±2℃に保ったまま、テレフタル酸ジクロライド、124.97gを10分割して約5分おきに添加した。ただし10分割したテレフタル酸ジクロライドの1つは、テレフタル酸ジクロライドと同重量のNMPに溶解して最終の添加を行った。その後も撹拌しながら、溶液を20℃±2℃に保ったまま1時間熟成した。1500メッシュのステンレス金網でろ過した。得られた溶液は、PPTA濃度6%の液晶相で、光学的異方性を示した。PPTA溶液の一部をサンプリングし、水で再沈して得られたPPTAの固有粘度は、2.01dl/gであった。
<Preparation of separator>
(Preparation of PPTA dope for coating)
Poly (paraphenylene terephthalamide) (hereinafter sometimes abbreviated as PPTA) is produced using a 3 liter separable flask having a stirring blade, a thermometer, a nitrogen inflow pipe and a powder addition port. It was. The flask was sufficiently dried, charged with 2200 g of N-methyl-2-pyrrolidone, 151.07 g of calcium chloride powder vacuum-dried at 200 ° C. for 2 hours was added, and the temperature was raised to 100 ° C. for complete dissolution. After returning to room temperature, 68.23 g of paraphenylenediamine was added and completely dissolved. While maintaining this solution at 20 ° C. ± 2 ° C., 124.97 g of terephthalic acid dichloride was added in 10 divided portions every about 5 minutes. However, one of the terephthalic acid dichlorides divided into 10 was dissolved in NMP having the same weight as that of terephthalic acid dichloride and finally added. Thereafter, with stirring, the solution was aged for 1 hour while maintaining the temperature at 20 ° C. ± 2 ° C. It filtered with the 1500 mesh stainless steel wire mesh. The obtained solution showed optical anisotropy in a liquid crystal phase having a PPTA concentration of 6%. A part of the PPTA solution was sampled, and the inherent viscosity of PPTA obtained by reprecipitation with water was 2.01 dl / g.

上記のPPTAドープ100gを、撹拌翼、温度計、窒素流入管および液体添加口を有する、500mlのセパラブルフラスコに秤取し、140gのNMPを添加し、最終的に、PPTA濃度が2.5重量%の等方相の溶液に調製して60分間攪拌した。上記のPPTA濃度が2.5重量%溶液にアルミナ微細粒子(日本アエロジル社製品;アルミナC)を6g混合し、240分間攪拌した。ナノマイザーに3回通し、アルミナ微細粒子を十分分散させた塗工ドープを1000メッシュの金網でろ過した。その後、減圧下で脱泡し塗工用スラリーとした。   100 g of the above PPTA dope is weighed into a 500 ml separable flask having a stirring blade, thermometer, nitrogen inlet tube and liquid addition port, 140 g of NMP is added, and finally the PPTA concentration is 2.5. The solution was prepared in a weight percent isotropic phase solution and stirred for 60 minutes. 6 g of alumina fine particles (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd .; Alumina C) were mixed with a solution having the PPTA concentration of 2.5% by weight and stirred for 240 minutes. The coating dope in which the fine alumina particles were sufficiently dispersed was filtered through a nanomesh three times through a 1000 mesh wire net. Thereafter, defoaming was performed under reduced pressure to obtain a slurry for coating.

(多孔質フィルム層の作製)
直径550mm、長さ350mmのドラム上に厚み100μmのPETフィルムを巻いた。PETフィルムの上に基材(ポリエチレンセパレータ、目付け10.5g/m2、厚み16μm、空隙率40%)を巻いた。基材の片側をテープでドラムに固定した。もう片方に0.6kgの重りを基材に均等に荷重がかかるように吊り下げた。ドラムの最上部に直径25mmのステンレス製塗工バーをドラムとのクリアランスが0.15mmになるように平行に配置した。ドラムと塗工バーの間に基材のテープで固定した側の端がくるようにドラムを回転させ、止めた。塗工バー手前の基材上に上記で調製した、塗工ドープを供給しながら、ドラムを0.5rpmで回転させて、基材に塗工した。基材全体を塗工し、さらにドラムを回転させながら、そのまま23℃で湿度50%の雰囲気に10分間置き、PPTAを析出させた。100μmのPETフィルムと基材にドープを塗工・析出させたフィルムを一体にしたままドラムより取り外してイオン交換水に浸漬し、イオン交換水を流しながら、12時間洗浄した。洗浄後PETフィルムをとり、湿潤フィルムを、両面からポリエステル布に挟み、さらにアラミド製フェルトで挟んで、厚み3mmのアルミ平板の上に置き、その上から厚み0.1mmのナイロンフィルムを置いて、その回りをシーリング材でシールし、内部を真空に引きながら、70℃で6時間乾燥して、セパレータ1を得た。
(Preparation of porous film layer)
A PET film having a thickness of 100 μm was wound on a drum having a diameter of 550 mm and a length of 350 mm. A substrate (polyethylene separator, basis weight 10.5 g / m 2 , thickness 16 μm, porosity 40%) was wound on a PET film. One side of the substrate was fixed to the drum with tape. A weight of 0.6 kg was suspended on the other side so that a load was evenly applied to the substrate. A stainless steel coating bar having a diameter of 25 mm was arranged in parallel at the top of the drum so that the clearance from the drum was 0.15 mm. The drum was rotated and stopped so that the end of the base fixed with the tape came between the drum and the coating bar. While supplying the coating dope prepared above on the substrate in front of the coating bar, the drum was rotated at 0.5 rpm to coat the substrate. The whole substrate was applied, and while rotating the drum, it was placed in an atmosphere of 50% humidity at 23 ° C. for 10 minutes to precipitate PPTA. The 100-μm PET film and the film on which the dope was applied and deposited on the substrate were integrated and removed from the drum, immersed in ion-exchanged water, and washed for 12 hours while flowing ion-exchanged water. Take the PET film after washing, sandwich the wet film between the polyester cloth from both sides, and further sandwich it with an aramid felt, place it on a 3 mm thick aluminum plate, put a 0.1 mm thick nylon film on it, The periphery was sealed with a sealing material, and the interior was evacuated and dried at 70 ° C. for 6 hours to obtain a separator 1.

(セパレータ1の物性)
セパレータ1は、厚みが24.0μm、目付け17.0g/m2(ポリエチレンセパレータ10.5g/m2、PPTA3.2g/m2、アルミナ3.2g/m2)、耐熱層の空隙率59.4%であった。走査型電子顕微鏡でフィルムを観察したところ、片面は約0.1μm以下のフィブリル状、層状のPPTA樹脂からなり、そのフィブリル間に粒径0.013μm程度のアルミナ微粒子が分散しており、孔径0.05〜0.2μmの空孔を有する多孔質層であった。断面を観察すると、基材のポリエチレンセパレータにPPTA樹脂が入り込んで接着した状態で2層構造となっていた。セパレータの透気度は43cc/secであった。
(Physical properties of separator 1)
The separator 1 had a thickness of 24.0Myuemu, basis weight 17.0 g / m 2 (polyethylene separator 10.5g / m 2, PPTA3.2g / m 2, alumina 3.2 g / m 2), the porosity 59 of the heat-resistant layer. 4%. When the film was observed with a scanning electron microscope, one side was made of a fibrillar or layered PPTA resin of about 0.1 μm or less, alumina fine particles having a particle size of about 0.013 μm were dispersed between the fibrils, and the pore size was 0. It was a porous layer having pores of 0.05 to 0.2 μm. When the cross section was observed, it was a two-layer structure in a state where PPTA resin entered and adhered to the polyethylene separator of the base material. The air permeability of the separator was 43 cc / sec.

(シャットダウン性能の測定)
セパレータ1の加熱前の25℃における内部電気抵抗は20Ωであった。温度を上げていくと、内部電気抵抗は徐々に下がっていくが、130℃付近より、内部電気抵抗が上がりだして135℃付近で2kΩに上昇した。さらに200℃まで温度を上げたがメルトダウンによる電気抵抗の低下はなかった。
(Shutdown performance measurement)
The internal electrical resistance at 25 ° C. before heating of the separator 1 was 20Ω. As the temperature was raised, the internal electrical resistance gradually decreased, but the internal electrical resistance started to increase from around 130 ° C. and increased to 2 kΩ around 135 ° C. Furthermore, although the temperature was raised to 200 ° C., there was no decrease in electrical resistance due to meltdown.

<非水電解液の調製>
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。
<Preparation of non-aqueous electrolyte>
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.

<非水電解質電池の作製>
非水電解液二次電池は、正極面積が2.34cm2の平板型構造とし、アルゴン雰囲気ボックス内で、負極板1、セパレータ、正極板1の順に重ねた後、セパレータに非水電解液を充分に含浸させた実施例1の非水電解液二次電池を得た。
<Production of nonaqueous electrolyte battery>
The non-aqueous electrolyte secondary battery has a flat plate structure with a positive electrode area of 2.34 cm 2 , and the negative electrode plate 1, the separator, and the positive electrode plate 1 are stacked in this order in an argon atmosphere box, and then the non-aqueous electrolyte solution is applied to the separator. The non-aqueous electrolyte secondary battery of Example 1 sufficiently impregnated was obtained.

(比較例1)
実施例1の正極板1、負極板1を下記の方法で得られた正極板2、負極板2に変更した以外は、全て実施例1と同様にして、比較例1の非水電解液二次電池を得た。
(Comparative Example 1)
Except that the positive electrode plate 1 and the negative electrode plate 1 of Example 1 were changed to the positive electrode plate 2 and the negative electrode plate 2 obtained by the following method, the nonaqueous electrolyte solution 2 of Comparative Example 1 was used in the same manner as Example 1. The next battery was obtained.

<正極板2の作製>
平均粒径4μmの正極活物質:LiMn2410g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、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)をNMPに溶解した濃度12%の溶液10g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正極活物質層形成溶液2を調製した。集電体として厚さ15μmのアルミ板を準備し、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溶液2をアプリケーターで塗工して正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、集電体上に正極活物質層が設けられた正極板2を得た。
<Preparation of positive electrode plate 2>
Positive electrode active material having an average particle size of 4 μm: LiMn 2 O 4 10 g, acetylene black (Denka Black, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.): 1.2 g, carbon fiber (Showa Denko Co., Ltd., VGCF) 0.25 g, polyfluoride A positive electrode active material layer forming solution 2 was prepared by mixing 10 g of a 12% concentration solution of vinylidene chloride (PVdF) dissolved in NMP and kneading with an Excel auto homogenizer (Nihon Seiki Seisakusho Co., Ltd.) at a rotation speed of 8000 rpm for 15 minutes. Prepared. An aluminum plate having a thickness of 15 μm is prepared as a current collector, and the electrode active material layer forming solution 2 prepared above is applied to one side of the current collector with an applicator to form a coating film for forming a positive electrode active material layer. Formed. Next, using a roll press machine (manufactured by Sank Metal Co., Ltd .: mechanical type 1 ton), the above-mentioned coating film was pressed under the conditions of applied pressure: 0.1 ton / cm and pressing speed of 10 mm / second on the current collector A positive electrode plate 2 provided with a positive electrode active material layer was obtained.

<負極板2の作製>
ポリフッ化ビニリデン(PVdF)をNMPに溶解した濃度12%の溶液10gと、負極活物質粒子として平均粒子径6μmの人造黒鉛粒子を3.5g混合させて、負極活物質形成用塗工液2を調製した。次に、集電体として、厚さ10μm、25cm×30cmの電解銅箔を置き、当該集電体の一面側に、上記負極活物質形成用塗工液2を、アプリケーターで127μm塗工して塗工膜を形成した。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、集電体上に負極活物質層が設けられた負極板2を得た。
<Preparation of negative electrode plate 2>
A coating solution 2 for forming a negative electrode active material is prepared by mixing 10 g of a 12% concentration solution of polyvinylidene fluoride (PVdF) in NMP and 3.5 g of artificial graphite particles having an average particle diameter of 6 μm as negative electrode active material particles. Prepared. Next, an electrolytic copper foil having a thickness of 10 μm and 25 cm × 30 cm is placed as a current collector, and the negative electrode active material forming coating liquid 2 is applied to the current collector by 127 μm using an applicator. A coating film was formed. Next, using a roll press machine (manufactured by Sank Metal Co., Ltd .: mechanical type 1 ton), the above-mentioned coating film was pressed under the conditions of applied pressure: 0.1 ton / cm and pressing speed of 10 mm / second on the current collector A negative electrode plate 2 provided with a negative electrode active material layer was obtained.

(放電容量の測定)
実施例1、比較例1の非水電解液二次電池を、充電電圧:4.2V、放電電圧:2.75Vで20サイクル繰り返し、20サイクル目の放電容量(放電電流1.5mA)を測定し、1Cでの放電容量とした。この放電容量を表1に示す。
(Measurement of discharge capacity)
The nonaqueous electrolyte secondary battery of Example 1 and Comparative Example 1 was repeated 20 cycles at a charge voltage of 4.2 V and a discharge voltage of 2.75 V, and the discharge capacity at 20th cycle (discharge current 1.5 mA) was measured. The discharge capacity was 1 C. The discharge capacity is shown in Table 1.

(加熱後の放電容量の測定)
また、充電前の実施例1、比較例1の非水電解液二次電池を、120℃で10分間加熱した後に、1Cでの放電容量を測定した。加熱後の放電容量を表1に併せて示す。
(Measurement of discharge capacity after heating)
Moreover, after heating the non-aqueous-electrolyte secondary battery of Example 1 and the comparative example 1 before charge for 10 minutes at 120 degreeC, the discharge capacity in 1C was measured. Table 1 also shows the discharge capacity after heating.

Figure 2012094403
Figure 2012094403

上記の表からも分かるように、正極板、負極板ともに、電極活物質層中に結着物質として金属酸化物が含有された実施例1の非水電解液二次電池は、120℃で加熱した後においても放電容量の低下がなく、良好な電池特性を得ることができた。また、120℃で加熱した場合であっても、発火や爆発等が生ずることもなく、安全性においても優れる。一方、結着物質として、樹脂製のバインダーを用いた比較例は、120℃で加熱した後に放電容量が著しく低下した。   As can be seen from the above table, the non-aqueous electrolyte secondary battery of Example 1 in which both the positive electrode plate and the negative electrode plate contained a metal oxide as a binder in the electrode active material layer was heated at 120 ° C. Even after the discharge, the discharge capacity did not decrease and good battery characteristics could be obtained. Even when heated at 120 ° C., there is no ignition or explosion, and the safety is excellent. On the other hand, in the comparative example using a resin binder as the binder, the discharge capacity was remarkably lowered after heating at 120 ° C.

1・・・正極集電体
2・・・正極活物質層
10・・・正極板
21・・・正極活物質粒子
22・・・第1の結着物質
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
54・・・負極活物質層
55・・・負極集電体
70・・・セパレータ
81、82・・・外装
100・・・非水電解液二次電池
200・・・電池パック
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Positive electrode collector 2 ... Positive electrode active material layer 10 ... Positive electrode plate 21 ... Positive electrode active material particle 22 ... 1st binding material 32 ... Positive electrode terminal 33 ... Negative terminal 34 ... Protective circuit board 35 ... External connector 36a, 36b ... Resin container 37 ... End case 38a, 38b ... External connection window 50 ... Negative plate 54 ... Negative electrode active material layer 55 ... Negative electrode current collector 70 ... Separator 81, 82 ... Exterior 100 ... Nonaqueous electrolyte secondary battery 200 ... Battery pack

Claims (2)

正極集電体上に正極活物質層を備える正極板と、負極集電体上に負極活物質層を備える負極板と、前記正極板と負極板との間に設けられるセパレータと、非水溶媒を含む電解液とを少なくとも備えた非水電解液二次電池であって、
前記正極活物質層は、正極活物質粒子と、金属酸化物からなる第1の結着物質と、を含有しており、
前記負極活物質層は、負極活物質粒子と、金属又は金属酸化物からなる第2の結着物質と、を含有しており、
前記正極活物質粒子と前記正極集電体、および前記正極活物質粒子同士は、前記第1の結着物質によって固着されており、また、前記負極活物質粒子と前記負極集電体、および前記負極活物質粒子同士は、前記第2の結着物質によって固着されており、
前記セパレータが、耐熱性含窒素芳香族重合体およびセラミック粉末を含むことを特徴とする非水電解液二次電池。
A positive electrode plate having a positive electrode active material layer on the positive electrode current collector, a negative electrode plate having a negative electrode active material layer on the negative electrode current collector, a separator provided between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and a non-aqueous solvent A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising at least an electrolyte containing
The positive electrode active material layer contains positive electrode active material particles and a first binding material made of a metal oxide,
The negative electrode active material layer contains negative electrode active material particles and a second binder made of metal or metal oxide,
The positive electrode active material particles, the positive electrode current collector, and the positive electrode active material particles are fixed to each other by the first binder, and the negative electrode active material particles, the negative electrode current collector, and the The negative electrode active material particles are fixed to each other by the second binder material,
The non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the separator includes a heat-resistant nitrogen-containing aromatic polymer and ceramic powder.
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1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 are provided, and the storage case includes the non-aqueous electrolyte secondary battery and the protection In a battery pack configured to contain a circuit,
The battery pack, wherein the non-aqueous electrolyte secondary battery is the non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1.
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Cited By (2)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017117783A (en) * 2015-12-22 2017-06-29 住友化学株式会社 Method for manufacturing battery separator and apparatus for manufacturing battery separator
JP7014512B2 (en) 2015-12-22 2022-02-01 住友化学株式会社 Battery separator manufacturing method and battery separator manufacturing equipment
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