JP2012094407A - Active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery and battery pack - Google Patents

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

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery which is superior in cycle characteristics, and to provide an electrode plate for the nonaqueous electrolyte secondary battery, the nonaqueous electrolyte secondary battery, and a battery pack.SOLUTION: Disclosed is the active material for the nonaqueous electrolyte secondary battery. The active material for the nonaqueous electrolyte secondary battery is constituted of a core body, and a shell body which is fixed and adhered to the core body so as to cover at least a part of the surface of the core body. Both the core body and the shell body are made of an electrode active material. The core body is made of a particle-like electrode active material and the shell body is made of an electrode active material having an olivine structure.

Description

本発明は、非水電解液二次電池用活物質、非水電解液二次電池用電極板、及び非水電解液二次電池、並びに電池パックに関する。   The present invention relates to an active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, an electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery, a non-aqueous electrolyte secondary battery, and a battery pack.

リチウムイオン二次電池に代表される非水電解液二次電池は、高エネルギー密度、高電圧を有し、また充放電時に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、充放電を繰り返し行った場合であってもサイクル特性が低下することのない、高い耐久性が求められている。 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 non-aqueous electrolyte secondary batteries as the driving force for next-generation clean energy vehicles, high durability that does not deteriorate cycle characteristics even when charging and discharging are repeated Is required.

現在、各種の提案がされている非水電解液二次電池は、正極板、負極板、セパレータ、及び非水電解液から構成される。正極板としては、金属箔などの集電体表面に、正極活物質粒子を含有する正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、負極活物質粒子を含有する負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. As the positive electrode plate, one having a positive electrode active material layer containing positive electrode active material particles on the surface of a current collector such as a metal foil is generally used. Moreover, as a negative electrode plate, what equips the collector surface, such as copper and aluminum, with the negative electrode active material layer containing a negative electrode active material particle is common.

正極活物質や負極活物質等の電極活物質としては、例えば、マンガン、ニッケル、コバルト、鉄、チタン等の遷移金属酸化物と、ナトリウムやリチウム等のアルカリ金属との複合酸化物等が用いられている。従来より、これらの電極活物質はアルカリ金属化合物と、遷移金属化合物とを焼成する方法で製造され、例えば、マンガン酸化物とリチウム材料との混合物を焼成してLiMn24を得る方法(特許文献1)や、リチウム炭酸ニッケルや硝酸ニッケル等のニッケル化合物と、硝酸リチウム、炭酸リチウム等のリチウム化合物との混合物を、大気中もしくは酸素雰囲気下で焼成してリチウムとニッケルの複合酸化物を得る方法(特許文献2)、リチウム化合物と遷移金属化合物とを水性媒体中で粉砕した固液混合物を噴霧乾燥して得た粉末固体を、酸素の存在下に焼成して得る方法(特許文献3)等が知られている。 Examples of electrode active materials such as a positive electrode active material and a negative electrode active material include composite oxides of transition metal oxides such as manganese, nickel, cobalt, iron, and titanium and alkali metals such as sodium and lithium. ing. Conventionally, these electrode active materials are produced by a method of firing an alkali metal compound and a transition metal compound. For example, a method of firing a mixture of manganese oxide and a lithium material to obtain LiMn 2 O 4 (patented) Literature 1) or a mixture of a nickel compound such as lithium nickel carbonate or nickel nitrate and a lithium compound such as lithium nitrate or lithium carbonate is fired in the air or in an oxygen atmosphere to obtain a composite oxide of lithium and nickel. Method (Patent Document 2), Method of obtaining a powder solid obtained by spray-drying a solid-liquid mixture obtained by pulverizing a lithium compound and a transition metal compound in an aqueous medium in the presence of oxygen (Patent Document 3) Etc. are known.

特開平4−198028号公報JP-A-4-198028 特開平6−231767号公報JP-A-6-231767 特開2009−277667号公報JP 2009-277667 A

しかしながら、特許文献1〜3に提案されている方法で得られた電極活物質は、金属化合物の混合物を固体状態で焼成して製造されているため、金属化合物相互を複合化させるために高温での焼成が必要であり、高温で焼成すると、得られた金属複合化合物の粒子相互が溶着して、単一結晶構造を形成することとなる。しかしながら、単一結晶構造の活物質粒子を電極に用いた二次電池は、充放電を繰り返し行うと、活物質粒子の膨張収縮により、徐々に活物質の劣化が生じて十分な充放電が行えなくなることが知られている。即ち、従来の単一結晶構造の活物質粒子を電極に用いた非水電解液二次電池は、充放電のサイクル特性(耐久性)を必ずしも満足できるものではなかった。   However, since the electrode active material obtained by the method proposed in Patent Documents 1 to 3 is manufactured by firing a mixture of metal compounds in a solid state, the electrode active material is heated at a high temperature in order to complex the metal compounds. When firing at a high temperature, particles of the obtained metal composite compound are welded together to form a single crystal structure. However, in a secondary battery using active material particles having a single crystal structure as an electrode, if charging / discharging is repeated, the active material particles gradually deteriorate due to expansion and contraction of the active material particles, so that sufficient charging / discharging can be performed. It is known to disappear. That is, a conventional non-aqueous electrolyte secondary battery using active material particles having a single crystal structure as an electrode does not always satisfy the charge / discharge cycle characteristics (durability).

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、充放電を繰り返し行った場合であっても、膨張収縮による劣化が生じにくく、サイクル特性に優れる非水電解液二次電池用活物質、非水電解液二次電池用電極板、および非水電解液二次電池、並びに電池パックを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and even when charging and discharging are repeatedly performed, deterioration due to expansion and contraction hardly occurs, and the active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery excellent in cycle characteristics An object is to provide an electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery, a non-aqueous electrolyte secondary battery, and a battery pack.

上記課題を解決するための本発明は、非水電解液二次電池用活物質であって、前記非水電解液二次電池用活物質は、コア体と、該コア体の表面の少なくとも一部を覆うように固着されるシェル体とから構成され、前記コア体および前記シェル体は、いずれも電極活物質からなり、前記コア体は、粒子状の電極活物質であって、前記シェル体は、オリビン構造を有する電極活物質であることを特徴とする。   The present invention for solving the above problems is an active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery includes at least one of a core body and a surface of the core body. The core body and the shell body are both made of an electrode active material, and the core body is a particulate electrode active material, and the shell body Is an electrode active material having an olivine structure.

また、前記オリビン構造を有する電極活物質が、リチウム複合リン酸化物であってもよく、前記金属リン酸化合物が、リン酸鉄リチウム、リン酸マンガンリチウム、リン酸鉄マンガンリチウムのいずれかであってもよい。   The electrode active material having an olivine structure may be a lithium composite phosphate, and the metal phosphate compound is any one of lithium iron phosphate, lithium manganese phosphate, and lithium manganese manganese phosphate. May be.

また、前記コア体と、前記シェル体との界面において、前記コア体と前記シェル体とは、結晶構造が不連続となるように繋がっていてもよい。   Further, at the interface between the core body and the shell body, the core body and the shell body may be connected so that the crystal structure is discontinuous.

また、上記課題を解決するための本発明は、集電体と、電極活物質層とからなる非水電解液二次電池用電極板であって、前記電極活物質層は、活物質と、結着物質とから構成され、前記活物質が、上記の特徴を有する非水電解液二次電池用活物質であることを特徴とする   Further, the present invention for solving the above problems is an electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a current collector and an electrode active material layer, wherein the electrode active material layer includes an active material, The active material is an active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery having the above characteristics.

また、上記課題を解決するための本発明は、また、上記課題を解決するための本発明は、正極板と、負極板と、前記正極板と前記負極板との間に設けられるセパレータと、非水電解液とを少なくとも備えた非水電解液二次電池であって、前記正極板又は前記負極板のいずれか一方又は双方が上記の特徴を有する非水電解液二次電池用電極板であることを特徴とする。   Further, the present invention for solving the above problems, the present invention for solving the above problems, a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator provided between the positive electrode plate and the negative electrode plate, A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising at least a non-aqueous electrolyte, wherein one or both of the positive electrode plate and the negative electrode plate have the above-mentioned characteristics. It is characterized by being.

また、上記課題を解決するための本発明は、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。   In addition, the present invention for solving the above-mentioned problems includes the following: a storage case, a non-aqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, and overcharge and overdischarge protection A battery pack comprising at least a protective circuit having a function, wherein the storage case includes the non-aqueous electrolyte secondary battery and the protection circuit, wherein the non-aqueous electrolyte secondary battery has the above characteristics. It is a nonaqueous electrolyte secondary battery which has.

本発明の非水電解液二次電池用活物質(以下、単に「活物質」ともいう)によれば、充放電を繰り返し行った場合であっても、サイクル特性が低下することがなく、従来の活物質に比べ耐久性を向上させることができる。   According to the active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention (hereinafter also simply referred to as “active material”), the cycle characteristics are not deteriorated even when charging and discharging are repeated. Durability can be improved compared to other active materials.

また、本発明の非水電解液二次電池用電極板(以下、単に「電極板」ともいう)によれば、上記の活物質の作用効果を奏する電極板を提供することができる。   In addition, according to the electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention (hereinafter, also simply referred to as “electrode plate”), an electrode plate having the above-described effects of the active material can be provided.

また、本発明の非水電解液二次電池によれば、上記の電極板の作用効果を奏する非水電解液二次電池を提供することができる。   Moreover, according to the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, a non-aqueous electrolyte secondary battery exhibiting the effects of the electrode plate can be provided.

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を奏する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 which has the effect of said nonaqueous electrolyte secondary battery can be provided.

本発明の非水電解液二次電池用活物質の断面図である。It is sectional drawing of the active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries of this invention. 本発明の非水電解液二次電池用活物質の断面図である。It is sectional drawing of the active material 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. 本発明の非水電解液二次電池の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the nonaqueous electrolyte secondary battery of this invention. 本発明の電池パックの一例を示す断面分解図である。It is a sectional exploded view showing an example of a battery pack of the present invention.

以下、本発明の非水電解液二次電池用活物質について図1、図2を用いて具体的に説明する。なお、図1、図2は、本発明の活物質の概略断面図であって、図1は、コア体の全表面がシェル体で覆われた本発明の活物質の断面図であり、図2は、コア体の表面の一部がシェル体で覆われた本発明の活物質の断面図である。なお、以下の説明において、特に断りがない場合には、本発明の非水電解液二次電池用活物質として、リチウムイオン二次電池用活物質を例に説明する。また、非水電解液二次電池活物質としては、正極板に用いられる活物質を例に説明する。   Hereinafter, the active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. 1 and 2 are schematic cross-sectional views of the active material of the present invention, and FIG. 1 is a cross-sectional view of the active material of the present invention in which the entire surface of the core body is covered with a shell body. 2 is a cross-sectional view of the active material of the present invention in which a part of the surface of the core body is covered with a shell body. In the following description, unless otherwise specified, an active material for a lithium ion secondary battery will be described as an example of the active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention. Moreover, as a nonaqueous electrolyte secondary battery active material, the active material used for a positive electrode plate is demonstrated to an example.

<<非水電解液二次電池用活物質>>
図1、図2に示すように、本発明の非水電解液二次電池用活物質10(以下、単に本発明の活物質という)は、コア体11と、該コア体の表面の少なくとも一部を覆うシェル体12とから構成され、コア体及びシェル体は、いずれも電極活物質からなり、シェル体の電極活物質が、オリビン構造を有する電極活物質であることを特徴とする。以下、コア体11、シェル体12について具体的に説明する。
<< Active material for non-aqueous electrolyte secondary battery >>
As shown in FIGS. 1 and 2, the active material 10 for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention (hereinafter simply referred to as the active material of the present invention) includes a core body 11 and at least one of the surfaces of the core body. The core body and the shell body are both made of an electrode active material, and the electrode active material of the shell body is an electrode active material having an olivine structure. Hereinafter, the core body 11 and the shell body 12 will be specifically described.

<コア体>
本発明の活物質10を構成するコア体11は、粒子状の電極活物質からなり、この電極活物質としては、一般的に非水電解液二次電池用電極板において用いられる充放電可能な電極活物質であれば特に限定されない。例えば、リチウムイオン二次電池の正極板に用いることができるコア体11の具体的な例としては、LiCoO2、LiMn24、LiNiO2、LiFeO2、Li4Ti512、LiFePO4、LiNi1/3Mn1/3Co1/32、LiNi0.80Co0.15Al0.052、などのリチウム遷移金属複合酸化物などの電極活物質粒子を挙げることができる。また、ナトリウムイオン二次電池における、コア体11の具体的な例としては、NaCoO2、NaNi0.3Mn0.72、NaNi0.1Cr0.92などの電極活物質粒子を挙げることができる。以下、電極活物質からなるコア体を単にコア体という場合がある。
<Core body>
The core body 11 constituting the active material 10 of the present invention is made of a particulate electrode active material, and this electrode active material is generally chargeable / dischargeable used in an electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery. If it is an electrode active material, it will not specifically limit. For example, specific examples of the core body 11 that can be used for the positive electrode plate of a lithium ion secondary battery include LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiFeO 2 , Li 4 Ti 5 O 12 , LiFePO 4 , Examples thereof include electrode active material particles such as lithium transition metal composite oxides such as LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 and LiNi 0.80 Co 0.15 Al 0.05 O 2 . Specific examples of the core body 11 in the sodium ion secondary battery include electrode active material particles such as NaCoO 2 , NaNi 0.3 Mn 0.7 O 2 , and NaNi 0.1 Cr 0.9 O 2 . Hereinafter, a core body made of an electrode active material may be simply referred to as a core body.

コア体11の電極活物質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、コア体11の粒子径が小さいほど、本発明の活物質10の表面積の総量を増大させることができる。したがって、より高い出入力特性を求める場合には、コア体11の電極活物質としては、粒子径の寸法の小さいもの、具体的には10μm未満のものを選択することが望ましい。   It does not specifically limit about the particle diameter of the electrode active material of the core body 11, A thing of arbitrary magnitude | sizes can be selected suitably, and can be used. However, the total amount of the surface area of the active material 10 of the present invention can be increased as the particle diameter of the core body 11 is smaller. Therefore, when higher input / output characteristics are required, it is desirable to select a material having a small particle diameter, specifically, less than 10 μm as the electrode active material of the core body 11.

なお、本発明及び本明細書に示すコア体11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、コア体11の粒子径は、測定された電子顕微鏡観察結果のデータを、粒子認識ツールを用いて識別し、認識された粒子の画像から取得した形状データをもとに粒度分布のグラフを作成し、この粒度分布のグラフから算出することができる。粒度分布のグラフは、例えば、電子顕微鏡観察結果を画像解析式粒度分布測定ソフトウェア(株式会社マウンテック製、MAC VIEW)を用いて作成可能である。   The particle diameter of the core 11 shown in the present invention and the present specification is an average particle diameter (volume median particle diameter: D50) measured by laser diffraction / scattering particle size distribution measurement. The particle diameter of the core 11 is determined by identifying the measured electron microscope observation data using a particle recognition tool, and displaying a graph of particle size distribution based on the shape data acquired from the recognized particle image. It can be created and calculated from this 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.

<シェル体>
シェル体12は、電極活物質からなり、上記で説明した粒子状のコア体11の外側に固着されている。シェル体12の固着態様としては、図1に示すように、被膜の状態で、コア体11の表面全体を被覆するように固着されていてもよく、図2に示すように、シェル体12が、コア体11の表面に点在するように固着されていてもよい。この場合、コア体11の表面の一部は露出する形態をとる。或いは、被膜状のシェル体12にかえて、複数の微粒子状のシェル体12がコア体11の表面の少なくとも一部に固着する態様を取っていてもよい。
<Shell body>
The shell body 12 is made of an electrode active material, and is fixed to the outside of the particulate core body 11 described above. As shown in FIG. 1, the shell body 12 may be fixed so as to cover the entire surface of the core body 11 as shown in FIG. Further, it may be fixed so as to be scattered on the surface of the core body 11. In this case, a part of the surface of the core body 11 is exposed. Alternatively, instead of the film-like shell body 12, a plurality of fine-particle shell bodies 12 may be fixed to at least a part of the surface of the core body 11.

本願発明者らは、このように活物質10を、コア体11とシェル体12の二重構造とするとともに、シェル体12の電極活物質をオリビン構造を有する電極活物質とすることで、サイクル特性が向上することを見出した。したがって、本発明の活物質10は、コア体11の表面の少なくとも一部をシェル体12で覆うように固着してなる二重構造をとっており、コア体11、およびシェル体12はいずれも電極活物質であり、且つシェル体12の電極活物質が、オリビン構造を有する電極活物質からなる。   In this way, the inventors of the present invention make the active material 10 have a dual structure of the core body 11 and the shell body 12, and the electrode active material of the shell body 12 is an electrode active material having an olivine structure. It has been found that the characteristics are improved. Therefore, the active material 10 of the present invention has a double structure in which at least part of the surface of the core body 11 is fixed so as to be covered with the shell body 12, and the core body 11 and the shell body 12 are both It is an electrode active material, and the electrode active material of the shell body 12 consists of an electrode active material which has an olivine structure.

上記の構成において、サイクル特性が向上するメカニズムは、以下によるものと推測される。オリビン構造を有する電極活物質は、充放電を繰り返し行った場合であっても(アルカリ金属イオンの出し入れを繰り返した場合であっても)結晶構造が安定であり、膨張収縮による劣化が少ない特性を有するものと考えられる。本発明の活物質10は、コア体11の電極活物質の表面の少なくとも一部を、このオリビン構造を有する電極活物質(シェル体12)で覆うように固着する構成をとっており、コア体11の表面にシェル体12が固着している分だけ、コア体11の露出は制限される。したがって、充放電時に、コア体12の電極活物質に対して、アルカリ金属イオンの出し入れの負担を低減させることができ、コア体11が膨張収縮により劣化することを防止することができる。   In the above configuration, the mechanism for improving the cycle characteristics is presumed to be as follows. An electrode active material having an olivine structure has a stable crystal structure even when charging / discharging is repeated (even when alkali metal ions are repeatedly put in and out), and has a characteristic that deterioration due to expansion and contraction is small. It is thought to have. The active material 10 of the present invention has a structure in which at least a part of the surface of the electrode active material of the core body 11 is fixed so as to be covered with the electrode active material (shell body 12) having the olivine structure. The exposure of the core body 11 is limited to the extent that the shell body 12 is fixed to the surface of 11. Therefore, it is possible to reduce the burden of taking in and out alkali metal ions with respect to the electrode active material of the core body 12 during charging and discharging, and it is possible to prevent the core body 11 from being deteriorated due to expansion and contraction.

さらに、コア体11の表面に固着されるシェル体は、上記のように、充放電を繰り返し行った場合であってもアルカリ金属イオンの出し入れによる劣化が起こりにくい。その結果、活物質10全体として、充放電を繰り返し行なうことによる劣化を防止でき、サイクル特性の向上が図られるものと推測される。   Furthermore, as described above, the shell body fixed to the surface of the core body 11 is less likely to be deteriorated due to the addition and removal of alkali metal ions even when charging and discharging are repeated. As a result, it is estimated that the entire active material 10 can be prevented from being deteriorated due to repeated charging and discharging, and the cycle characteristics can be improved.

また、上記効果に加え、本発明の活物質10は、コア体11の表面の少なくとも一部を覆うようにシェル体12が固着されていることから、シェル体12に覆われている分だけ非水電解液とコア体11との接触面を減少させることができる。これにより、非水電解液が分解してできると考えられる非水電解液との反応膜の形成をシェル体12側に作製することができ、コア体11の劣化を防止することができる。   Further, in addition to the above effects, the active material 10 of the present invention has the shell body 12 fixed so as to cover at least a part of the surface of the core body 11, so that the active material 10 is not covered by the shell body 12. The contact surface between the water electrolyte and the core body 11 can be reduced. Thereby, formation of the reaction film with the non-aqueous electrolyte considered to be formed by decomposing the non-aqueous electrolyte can be produced on the shell body 12 side, and deterioration of the core body 11 can be prevented.

オリビン構造を有する電極活物質としては、オリビン構造を有するリチウム複合リン酸化物を好ましく用いることができる。リチウム複合リン酸化物は、オリビン構造を有する電極活物質の中でも特に、結晶構造が安定しており、充放電を繰り返し行った場合であっても、劣化が生じにくい。このようなリチウム複合リン酸化物としては、リン酸鉄リチウム、リン酸マンガンリチウム、リン酸コバルトリチウム、リン酸鉄マンガンリチウム等を挙げることができる。   As an electrode active material having an olivine structure, a lithium composite phosphor oxide having an olivine structure can be preferably used. Lithium composite phosphorous oxide has a stable crystal structure among electrode active materials having an olivine structure, and hardly deteriorates even when charging and discharging are repeated. Examples of such lithium composite phosphate include lithium iron phosphate, lithium manganese phosphate, lithium cobalt phosphate, lithium iron manganese phosphate and the like.

なお、シェル体12がオリビン構造を有する電極活物質であるか否かは、シェル体12をX線回折することで確認することができる。具体的にはシェル体12をX線回折装置(リガク社製 Smart Lab)にセットし、X線回折のスペクトルを確認することで、シェル体12がオリビン構造を有する電極活物質であるか否かを確認することができる。   Whether the shell body 12 is an electrode active material having an olivine structure can be confirmed by X-ray diffraction of the shell body 12. Specifically, whether or not the shell body 12 is an electrode active material having an olivine structure by setting the shell body 12 in an X-ray diffractometer (Smart Lab manufactured by Rigaku Corporation) and confirming an X-ray diffraction spectrum. Can be confirmed.

本発明の活物質10を構成するコア体11とシェル体12との配合比率についても特に限定はなく、コア体11、およびシェル体12である電極活物質の種類や大きさ等に応じて適宜設定することができる。なお、活物質10におけるシェル体12の配合量が少ない場合には、サイクル特性の向上を充分に図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、コア体11の質量比率を100質量部としたときに、シェル体12の質量比率は、5質量部以上30質量部以下であることが好ましい。   The mixing ratio of the core body 11 and the shell body 12 constituting the active material 10 of the present invention is not particularly limited, and is appropriately determined according to the type and size of the electrode active material that is the core body 11 and the shell body 12. Can be set. In addition, when there are few compounding quantities of the shell body 12 in the active material 10, there exists a possibility that a cycle characteristic cannot fully be aimed at. Therefore, considering this point, when the mass ratio of the core body 11 is 100 parts by mass, the mass ratio of the shell body 12 is preferably 5 parts by mass or more and 30 parts by mass or less.

また、シェル体12が、コア体11の表面の一部を覆うような態様で固着される場合において、コア体11の全表面積に対し、シェル体12が覆う面積が、20%未満である場合には、充放電におけるコア体11の膨張収縮の抑制効果が低減することとなる。このような点を考慮すると、コア体11の全表面積に対し、シェル体12が覆う面積は、20%以上であることが好ましい。   Further, when the shell body 12 is fixed in such a manner as to cover a part of the surface of the core body 11, the area covered by the shell body 12 is less than 20% with respect to the total surface area of the core body 11. In this case, the effect of suppressing the expansion and contraction of the core body 11 during charging and discharging is reduced. Considering such points, the area covered by the shell body 12 with respect to the total surface area of the core body 11 is preferably 20% or more.

一方、シェル体12がコア体11の全表面を覆うように固着されている場合、シェル体12の電極活物質(オリビン構造を有する電極活物質)は、非水電解液を透過(浸透)させることが可能であることが好ましい。シェル体12の電極活物質を、非水電解液を透過させることが可能な電極活物質とすることで、非水電解液とコア体12とを接触させることができ、コア体11の電極活物質としての機能を十分に発揮させることができる。   On the other hand, when the shell body 12 is fixed so as to cover the entire surface of the core body 11, the electrode active material (electrode active material having an olivine structure) of the shell body 12 permeates (permeates) the non-aqueous electrolyte. It is preferable that it is possible. By making the electrode active material of the shell body 12 into an electrode active material that can permeate the non-aqueous electrolyte, the non-aqueous electrolyte and the core body 12 can be brought into contact with each other. The function as a substance can be fully exhibited.

非水電解液を透過させることが可能な電極活物質としては、例えば、多孔質の電極活物質、微結晶状の電極活物質を挙げることができる。シェル体12の電極活物質をこのような電極活物質とすることで、シェル体12に電解液が分解してできると考えられる反応膜が形成されても劣化が進みにくくなる。   Examples of the electrode active material that can permeate the non-aqueous electrolyte include a porous electrode active material and a microcrystalline electrode active material. By using the electrode active material of the shell body 12 as such an electrode active material, even if a reaction film that is considered to be formed by decomposing the electrolytic solution is formed on the shell body 12, it is difficult for the deterioration to proceed.

なお、シェル体12が非水電解液を透過させることが可能であるか否か、すなわち、上記に例示される多孔質な構造であるか、または微結晶状の構造をとっているかは、走査型電子顕微鏡(倍率:1万倍〜5万倍)により確認することができる。   Note that whether or not the shell body 12 can permeate the non-aqueous electrolyte, that is, whether it has a porous structure exemplified above or a microcrystalline structure is scanned. It can be confirmed with a scanning electron microscope (magnification: 10,000 to 50,000 times).

(コア体11とシェル体12との組み合わせ)
シェル体12によって、その表面に固着されるコア体11としては、上記で説明したように、充放電可能な電極活物質を用いることができる。なお、本発明の活物質10を構成するシェル体12は、オリビン構造を有する電極活物質であることから、コア体11の電極活物質もオリビン構造を有する電極活物質、例えば、上記で説明したリチウム複合リン酸化物とすることで、両者を活物質として機能させるにあたり電圧の制御が容易となる点で好ましい。なお、本発明の活物質10は、コア体11とシェル体12との二重構造をとっており、コア体11とシェル体12は、明確に区別することができる。したがって、コア体11、シェル体12の電極活物質がともに、オリビン構造を有する電極活物質である場合であっても、コア体11とシェル体12との界面において、コア体11とシェル体12とは結晶構造が不連続となるように繋がっている。コア体11とシェル体12の界面において、結晶構造が不連続となるように繋がっている活物質10は、例えば、後述する活物質10の形成方法により形成することができる。
(Combination of core body 11 and shell body 12)
As described above, a chargeable / dischargeable electrode active material can be used as the core body 11 fixed to the surface of the shell body 12. Since the shell body 12 constituting the active material 10 of the present invention is an electrode active material having an olivine structure, the electrode active material of the core body 11 is also an electrode active material having an olivine structure, such as described above. Lithium composite phosphorous oxide is preferable in that the voltage can be easily controlled in order to function both as active materials. Note that the active material 10 of the present invention has a double structure of the core body 11 and the shell body 12, and the core body 11 and the shell body 12 can be clearly distinguished. Therefore, even if the electrode active materials of the core body 11 and the shell body 12 are both electrode active materials having an olivine structure, the core body 11 and the shell body 12 at the interface between the core body 11 and the shell body 12. Are connected so that the crystal structure is discontinuous. The active material 10 connected so that the crystal structure is discontinuous at the interface between the core body 11 and the shell body 12 can be formed by, for example, a method of forming the active material 10 described later.

なお、コア体11とシェル体12とが結晶構造が不連続となるように繋がっているか否かは、透過型電子顕微鏡を用い、200万倍の倍率で観察することで確認することができる。   Whether or not the core body 11 and the shell body 12 are connected so that the crystal structure is discontinuous can be confirmed by observing at a magnification of 2 million using a transmission electron microscope.

また、シェル体12の厚さについても特に限定はないが、5nm〜500nmであることが好ましい。   Moreover, although there is no limitation in particular also about the thickness of the shell body 12, it is preferable that it is 5 nm-500 nm.

電極活物質のアルカリ金属イオン挿入脱離反応の有無については、電気化学測定(サイクリックボルタンメトリー:CV)法により確認することができる。以下に、CV試験について説明する。具体的には、電極電位を活物質の適切な電圧範囲において、例えば、アルカリ金属イオンとしてリチウムイオンを想定し、電極活物質がLiMn24であれば、3.0Vから4.3Vまで掃引したのち、再び3.0Vまで戻す作業を3回程度繰り返すものである。走査速度は1mV/秒が好ましい。例えばLiMn24であれば、図3に示すように、約3.9V付近にLiMn24の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 electrode active material can be confirmed by an electrochemical measurement (cyclic voltammetry: CV) method. The CV test will be described below. Specifically, the electrode potential is swept from 3.0 V to 4.3 V in the appropriate voltage range of the active material, for example, assuming lithium ions as alkali metal ions and the electrode active material is LiMn 2 O 4. After that, the operation of returning to 3.0 V again is repeated about three times. The scanning speed is preferably 1 mV / sec. For example, in the case of LiMn 2 O 4 , as shown in FIG. 3, an oxidation peak corresponding to 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.

以上、本発明の活物質10について、非水電解液二次電池の正極板に用いられる活物質を中心に説明を行ったが、本発明の活物質10は、非水電解液二次電池の負極板に用いることもできる。この場合、コア体11と、該コア体11の表面の少なくとも一部を覆うように固着されるシェル体とから構成され、シェル体12が、負極板の電極板に使用可能なオリビン構造を有する電極活物質であればよい。このような電極活物質としては、上記の正極板で説明したオリビン型の電極活物質や、その他のオリビン構造を有する電極活物質の中から、負極板に適したものを適宜選択することができる。   As described above, the active material 10 of the present invention has been described focusing on the active material used for the positive electrode plate of the non-aqueous electrolyte secondary battery. However, the active material 10 of the present invention is not limited to the non-aqueous electrolyte secondary battery. It can also be used for a negative electrode plate. In this case, it is comprised from the core body 11 and the shell body fixed so that at least one part of the surface of this core body 11 may be covered, and the shell body 12 has the olivine structure which can be used for the electrode plate of a negative electrode plate. Any electrode active material may be used. As such an electrode active material, a material suitable for the negative electrode plate can be appropriately selected from the olivine-type electrode active materials described in the above positive electrode plate and other electrode active materials having an olivine structure. .

<活物質の形成方法>
次に、本発明の活物質10を形成するための形成方法の一例について説明する。なお、本発明の活物質10は、以下の形成方法に限定されるものではない。また、以下に示す活物質の形成方法は、正極板に用いられる活物質10の形成方法を中心に説明しているが、コア体11の電極活物質、加熱することでシェル体12の電極活物質となる金属元素含有化合物を適宜選択した活物質形成液を調製し、適切な加熱温度で加熱することで、負極板に用いられる活物質10を形成することができる。
<Formation method of active material>
Next, an example of a forming method for forming the active material 10 of the present invention will be described. In addition, the active material 10 of this invention is not limited to the following formation methods. Moreover, although the formation method of the active material shown below has demonstrated centering on the formation method of the active material 10 used for a positive electrode plate, the electrode active material of the shell body 12 is heated by heating the core body 11 electrode. The active material 10 used for a negative electrode plate can be formed by preparing the active material formation liquid which selected the metal element containing compound used as a substance suitably, and heating at appropriate heating temperature.

(コア体の表面の少なくとも一部を被膜状のシェル体で固着させた活物質の形成)
コア体の表面の少なくとも一部を被膜状のシェル体で固着させた活物質10は、コア体11の電極活物質粒子と、加熱することで、オリビン構造を有する電極活物質となる1種又は2種以上の金属元素含有化合物と、溶媒とを混合した活物質形成液を調製し、これを、金属元素含有化合物がオリビン構造を有する電極活物質(シェル体12)となる温度以上の温度、例えば、金属元素含有化合物が熱分解し、オリビン構造を有する電極活物質が析出する温度以上の温度で加熱することにより形成することができる。
(Formation of an active material in which at least a part of the surface of the core body is fixed with a film-like shell body)
The active material 10 in which at least a part of the surface of the core body is fixed with a film-like shell body is one type or an electrode active material having an olivine structure by heating with the electrode active material particles of the core body 11 or An active material forming liquid in which two or more metal element-containing compounds and a solvent are mixed is prepared, and this is a temperature equal to or higher than a temperature at which the metal element-containing compound becomes an electrode active material (shell body 12) having an olivine structure, For example, it can be formed by heating at a temperature equal to or higher than the temperature at which the metal element-containing compound is thermally decomposed and the electrode active material having an olivine structure is deposited.

(金属元素含有化合物)
金属元素含有化合物は、オリビン構造を有するの電極活物質(シェル体12)の前駆体である。したがって、加熱されることで、オリビン構造を有する電極活物質(シェル体12)を生成することができるものであれば、いかなる金属元素含有化合物であってもよい。
(Metal element-containing compounds)
The metal element-containing compound is a precursor of an electrode active material (shell body 12) having an olivine structure. Therefore, any metal element-containing compound may be used as long as it can generate an electrode active material (shell body 12) having an olivine structure by being heated.

加熱することで、オリビン構造を有する電極活物質となる上記金属元素含有化合物としては、リチウム化合物、鉄化合物、リン化合物、マンガン化合物、コバルト化合物等が挙げられ、これらの化合物は塩化物、硝酸塩、硫酸塩、過塩素酸塩、酢酸塩、リン酸塩、臭素酸塩、しゅう酸塩、炭酸塩、乳酸塩、アンモニウム塩等の形態で用いられる。なかでも入手が容易な、塩化物、硝酸塩、酢酸塩が好ましく、広範囲の集電体に対して製膜性が良い酢酸塩を好ましく使用することができる。   Examples of the metal element-containing compound that becomes an electrode active material having an olivine structure by heating include lithium compounds, iron compounds, phosphorus compounds, manganese compounds, cobalt compounds, and the like. These compounds include chlorides, nitrates, It is used in the form of sulfate, perchlorate, acetate, phosphate, bromate, oxalate, carbonate, lactate, ammonium salt and the like. Of these, chlorides, nitrates, and acetates, which are easily available, are preferable, and acetates having good film forming properties for a wide range of current collectors can be preferably used.

例えば、オリビン構造を有する電極活物質として、リン酸鉄リチウムを形成する場合の金属元素含有化合物としては、リチウム化合物(例えば、LiCl)、鉄化合物(例えば、FeCl2)リン化合物(例えば、NH4PH22)を挙げることができる。また、オリビン構造を有するリン酸マンガンリチウムを形成する場合の金属元素化合物としては、リチウム化合物、マンガン化合物(例えば、Mn(CH3COO)2・4H2O)、リン化合物を挙げることができる。また、オリビン構造を有するリン酸鉄マンガンリチウムを形成する場合の金属元素含有化合物としては、リチウム化合物、マンガン化合物、鉄化合物、リン化合物を挙げることができる。 For example, as an electrode active material having an olivine structure, a metal element-containing compound in the case of forming lithium iron phosphate includes a lithium compound (for example, LiCl), an iron compound (for example, FeCl 2 ), a phosphorus compound (for example, NH 4). PH 2 O 2 ). In addition, examples of the metal element compound for forming lithium manganese phosphate having an olivine structure include a lithium compound, a manganese compound (for example, Mn (CH 3 COO) 2 .4H 2 O), and a phosphorus compound. In addition, examples of the metal element-containing compound for forming lithium iron manganese phosphate having an olivine structure include a lithium compound, a manganese compound, an iron compound, and a phosphorus compound.

リチウム化合物としては、例えばクエン酸リチウム四水和物、過塩素酸リチウム三水和物、酢酸リチウム二水和物、硝酸リチウム、リン酸リチウム、炭酸リチウム等が挙げられ、鉄化合物としては、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、硫酸鉄(II)七水和物等が挙げられる。マンガン化合物としては、例えば酢酸マンガン、(III)二水和物、硝酸マンガン(II)六水和物、硫酸マンガン(II)五水和物、しゅう酸マンガン(II)二水和物、マンガン(III)アセチルアセトナート、炭酸マンガン等が挙げられる。またリン化合物としては、リチウム化合物として用いるリン酸リチウム等の他、オルトリン酸(H3PO4)、縮合リン酸、リン酸二水素アンモニウム(NH42PO4)、リン酸水素二アンモニウム((NH42HPO4)、次亜リン酸アンモニウム(NH4PH22)等を用いることができる。 Examples of the lithium compound include lithium citrate tetrahydrate, lithium perchlorate trihydrate, lithium acetate dihydrate, lithium nitrate, lithium phosphate, and lithium carbonate. Examples of the iron compound include Iron (II) chloride tetrahydrate, iron (III) citrate, iron (II) acetate, iron (II) oxalate dihydrate, iron (III) nitrate nonahydrate, iron (II) lactate Hydrates, iron (II) sulfate heptahydrate and the like can be mentioned. Examples of manganese compounds include manganese acetate, (III) dihydrate, manganese (II) nitrate hexahydrate, manganese (II) sulfate pentahydrate, manganese (II) oxalate dihydrate, manganese ( III) Acetylacetonate, manganese carbonate and the like. Examples of the phosphorus compound include lithium phosphate used as a lithium compound, orthophosphoric acid (H 3 PO 4 ), condensed phosphoric acid, ammonium dihydrogen phosphate (NH 4 H 2 PO 4 ), diammonium hydrogen phosphate ( (NH 4 ) 2 HPO 4 ), ammonium hypophosphite (NH 4 PH 2 O 2 ), or the like can be used.

オリビン構造を有する電極活物質(シェル体12)がリン酸鉄リチウムの場合、リチウム化合物、鉄化合物、リン化合物の配合割合は特に限定されないが、配合物中の各元素の割合をLi:Fe:P=X:Y:1としたとき、1≦X<2、1≦Y<2となる割合が好ましく、1≦X<1.2、1≦Y<1.2となる割合がより好ましい。生成されるリチウム複合化合物がリン酸マンガンリチウムの場合、リチウム化合物、マンガン化合物、リン化合物の配合割合は、Li:Mn:P=a:b:1としたとき、1≦a<2、1≦b<2となる割合が好ましく、1≦a<1.2、1≦b<1.2となる割合がより好ましい。   When the electrode active material (shell body 12) having an olivine structure is lithium iron phosphate, the mixing ratio of the lithium compound, the iron compound, and the phosphorus compound is not particularly limited, but the ratio of each element in the compound is Li: Fe: When P = X: Y: 1, the ratio of 1 ≦ X <2, 1 ≦ Y <2 is preferable, and the ratio of 1 ≦ X <1.2, 1 ≦ Y <1.2 is more preferable. When the lithium composite compound produced is lithium manganese phosphate, the compounding ratio of the lithium compound, manganese compound, and phosphorus compound is 1 ≦ a <2, 1 ≦ when Li: Mn: P = a: b: 1. The ratio of b <2 is preferable, and the ratio of 1 ≦ a <1.2 and 1 ≦ b <1.2 is more preferable.

(溶媒)
金属元素含有化合物を溶解させるための溶媒は、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。
(solvent)
Solvents for dissolving the metal element-containing compound are, for example, water, NMP (N-methyl-2-pyrrolidone), methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, iso-butanol, 2-butanol. , Lower alcohols such as t-butanol, ketones such as acetylacetone, diacetyl, benzoylacetone, ketoesters such as ethyl acetoacetate, ethyl pyruvate, ethyl benzoylacetate, ethyl benzoylformate, toluene, ethylene glycol, diethylene glycol, polyethylene glycol and These mixed solvents can be mentioned.

そして、上記の如く調製された活物質形成液を、金属元素含有化合物がオリビン構造を有する電極活物質となる温度以上の温度で加熱することによって、コア体11の電極活物質粒子表面に、オリビン構造を有する電極活物質(シェル体12)が固着されてなる本発明の活物質10が形成される。   Then, the active material forming liquid prepared as described above is heated at a temperature equal to or higher than the temperature at which the metal element-containing compound becomes an electrode active material having an olivine structure. The active material 10 of the present invention is formed by adhering an electrode active material (shell body 12) having a structure.

具体的には、例えば、金属元素含有化合物が含有される活物質形成液を、還元ガス雰囲気及び/又は不活性ガス雰囲気で加熱し、金属元素含有化合物を熱分解させることでオリビン構造を有する電極活物質を形成することができる。このとき形成されるオリビン構造を有する電極活物質(シェル体12)は、被膜の状態で、コア体11の表面に直接的に固着される。また、金属元素含有化合物の配合量を適宜変更することによって、コア体11の表面の全てを覆うようにシェル体12を固着、または、コア体11の表面の一部を覆うようにシェル体12を固着させることができる。   Specifically, for example, an electrode having an olivine structure is obtained by heating an active material forming liquid containing a metal element-containing compound in a reducing gas atmosphere and / or an inert gas atmosphere to thermally decompose the metal element-containing compound. An active material can be formed. The electrode active material (shell body 12) having an olivine structure formed at this time is directly fixed to the surface of the core body 11 in the state of a film. Further, the shell body 12 is fixed so as to cover the entire surface of the core body 11 or the shell body 12 so as to cover a part of the surface of the core body 11 by appropriately changing the blending amount of the metal element-containing compound. Can be fixed.

活物質形成液を加熱する方法としては、例えば、活物質形成液をるつぼ等の容器に入れて加熱炉内で加熱する方法、加熱炉内に活物質形成液を噴霧して加熱する方法等が挙げられるが、活物質形成液を噴霧して加熱する方法では、るつぼ等の容器内で活物質形成液を加熱する方法に比べ、より粒径が小さい活物質を得ることができる。   Examples of the method for heating the active material forming liquid include a method in which the active material forming liquid is put in a container such as a crucible and heated in a heating furnace, and a method in which the active material forming liquid is sprayed and heated in the heating furnace. As mentioned above, in the method of spraying and heating the active material forming liquid, an active material having a smaller particle diameter can be obtained as compared with the method of heating the active material forming liquid in a container such as a crucible.

加熱を行なう還元ガス雰囲気は、例えば水素ガス、一酸化炭素ガス等の還元ガスにより、不活性ガス雰囲気としては、アルゴンガス、窒素ガス等の不活性ガスにより実現されるが、還元ガス雰囲気、不活性ガス雰囲気であれば特に限定されない。また還元ガスと不活性ガスとを併用することもできる。加熱方法としては、金属元素含有化合物を熱分解可能な温度に加熱できる加熱方法であれば良く、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。   The reducing gas atmosphere for heating is realized by a reducing gas such as hydrogen gas or carbon monoxide gas, and the inert gas atmosphere is realized by an inert gas such as argon gas or nitrogen gas. If it is an active gas atmosphere, it will not specifically limit. Further, a reducing gas and an inert gas can be used in combination. Any heating method can be used as long as the metal element-containing compound can be heated to a temperature capable of pyrolysis. For example, a hot plate, an oven, a heating furnace, an infrared heater, a halogen heater, a hot air blower, or the like is used. Or a method of using two or more in combination.

加熱温度については、用いられる金属元素含有化合物が、オリビン構造を有する電極活物質(シェル体12)となる温度、例えば、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、用いられる金属元素含有化合物に応じて適宜設定することができる。この温度は、活物質形成液に含有される金属元素含有化合物に応じて異なり、一般的には150℃〜800℃の温度範囲である。   About the heating temperature, the metal element-containing compound used may be a temperature at which the electrode active material (shell body 12) having an olivine structure, for example, a temperature at which the metal element-containing compound used can be thermally decomposed, It can set suitably according to the metal element containing compound used. This temperature varies depending on the metal element-containing compound contained in the active material forming liquid, and is generally in the temperature range of 150 ° C to 800 ° C.

(コア体の表面の少なくとも一部を微粒子状のシェル体で固着させた活物質の形成方法)
上記で説明した活物質形成液を、被膜状のシェル体を形成する場合より高温で加熱することでコア体の表面の少なくとも一部を微粒子状のシェル体で固着させた活物質10を形成することができる。
(Formation method of an active material in which at least a part of the surface of the core body is fixed with a fine particle shell body)
The active material forming liquid described above is heated at a higher temperature than in the case of forming a film-like shell body, thereby forming the active material 10 in which at least a part of the surface of the core body is fixed with the fine-particle shell body. be able to.

<<非水電解液二次電池用電極板>>
次に、図5を用いて本発明の非水電解液二次電池用電極板(以下、本発明の電極板という)について図5を用いて説明する。なお、以下本発明の非水電解液二次電池用電極板が正極板である場合を中心に説明をするが、本発明の非水電解液二次電池は、負極板としても用いることができる。
<< Electrode plate for non-aqueous electrolyte secondary battery >>
Next, the electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention (hereinafter referred to as the electrode plate of the present invention) will be described with reference to FIG. Although the following description will focus on the case where the electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is a positive electrode plate, the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention can also be used as a negative electrode plate. .

本発明の電極板(正極板)20は、集電体21と、集電体上に形成される正極活物質層22とからなり、正極活物質層22は、上記で説明した本発明の活物質10と、結着物質23とから構成される。本発明の正極板20は、正極活物質層22を構成する活物質が、上記で説明した活物質10であることから、サイクル特性を向上させた正極板20とすることができる。以下、集電体21、正極活物質層22について更に具体的に説明する。   The electrode plate (positive electrode plate) 20 of the present invention comprises a current collector 21 and a positive electrode active material layer 22 formed on the current collector, and the positive electrode active material layer 22 is the active material of the present invention described above. It is composed of a substance 10 and a binding substance 23. Since the active material which comprises the positive electrode active material layer 22 is the active material 10 demonstrated above, the positive electrode plate 20 of this invention can be made into the positive electrode plate 20 which improved cycling characteristics. Hereinafter, the current collector 21 and the positive electrode active material layer 22 will be described more specifically.

(集電体)
本発明に用いられる集電体21は、一般的に非水電解液二次電池用正極板の集電体として用いられるものであれば、特に限定されない。例えば、アルミニウム箔、ニッケル箔などの単体又は合金から形成された集電体を好ましく用いることができる。なお、本発明に用いられる集電体21は、必要に応じて正極活物質層22の形成が予定される面(集電体の表面)において表面加工処理がなされている集電体であってもよい。その表面に表面加工処理がなされている集電体21としては、導電性物質が集電機能を有する材料の表面に積層された集電体、化学研磨処理、コロナ処理、酸素プラズマ処理がなされた集電体等が挙げられる。すなわち、集電体21は、集電機能を有する材料のみから形成される集電体のみならず、その表面に導電性を担保するための物質が積層されたものや、何らかの表面処理がなされたものも含まれる。また、本発明でいう集電体の表面とは、集電機能を有する材料のみから形成される集電体21にあっては、集電機能を有する材料の表面をいい、集電機能を有する材料の表面の全体に表面加工処理や、導電性物質が積層されている場合にあっては、該表面加工処理面や、導電性物質の表面をいう。また、集電機能を有する材料の表面の一部に表面加工処理や、導電性物質が積層されている場合にあっては、表面加工処理面や、導電性物質の表面、または、これらの表面加工処理又は導電性物質が積層されていない部分(つまり、集電機能を有する材料表面)をいう。
(Current collector)
The current collector 21 used in the present invention is not particularly limited as long as it is generally used as a current collector for a positive electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery. For example, a current collector formed of a simple substance such as an aluminum foil or a nickel foil or an alloy can be preferably used. The current collector 21 used in the present invention is a current collector that is subjected to surface processing on the surface (the surface of the current collector) on which the positive electrode active material layer 22 is scheduled to be formed, if necessary. Also good. As the current collector 21 whose surface is processed on its surface, a current collector in which a conductive material is laminated on the surface of a material having a current collecting function, chemical polishing treatment, corona treatment, and oxygen plasma treatment were performed. Examples include current collectors. That is, the current collector 21 is not only a current collector made of only a material having a current collecting function, but also has a surface laminated with a substance for ensuring conductivity, or some surface treatment. Also included. In addition, the surface of the current collector referred to in the present invention refers to the surface of a material having a current collecting function in the current collector 21 formed only from a material having a current collecting function, and has a current collecting function. In the case where surface processing or a conductive material is laminated on the entire surface of the material, the surface processing surface or the surface of the conductive material is referred to. In addition, in the case where a part of the surface of the material having a current collecting function is subjected to a surface processing treatment or a conductive material, the surface processing surface, the surface of the conductive material, or these surfaces A portion where a processing treatment or a conductive substance is not stacked (that is, a surface of a material having a current collecting function).

集電体21の厚みは、一般に非水電解液二次電池用正極板の集電体として使用可能な厚みであれば特に限定されないが、10〜100μmであることが好ましく、15〜50μmであることがより好ましい。   Although the thickness of the collector 21 will not be specifically limited if it is the thickness which can generally be used as a collector of the positive electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary batteries, It is preferable that it is 10-100 micrometers, and is 15-50 micrometers. It is more preferable.

(正極活物質層)
本発明における正極活物質層22は、上記で説明した本発明の活物質10と、結着物質23と、を含有している。
(Positive electrode active material layer)
The positive electrode active material layer 22 in the present invention contains the active material 10 of the present invention described above and the binder material 23.

正極活物質層22の層厚について特に限定はなく、正極板に求められる電気容量や出入力特性を勘案して、適宜設計することができ、一般的には、300nm以上200μm以下程度である。   The layer thickness of the positive electrode active material layer 22 is not particularly limited, and can be appropriately designed in consideration of electric capacity and input / output characteristics required for the positive electrode plate, and is generally about 300 nm to 200 μm.

また、正極活物質層2は、電解液が浸透可能な程度に空隙が存在していることが好ましく、空隙率が10%以上70%以下であることが好ましい。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 positive electrode active material layer 2 has voids to such an extent that the electrolytic 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.

活物質10は、上記で説明した活物質10をそのまま用いることができ、ここでの説明は省略する。   As the active material 10, the active material 10 described above can be used as it is, and the description thereof is omitted here.

(結着物質)
活物質10と集電体21、および活物質10を固着させるための結着物質23について特に限定はなく、樹脂製のバインダーや、金属酸化物を単独であるいはこれらを組合せて用いることができる。樹脂製のバインダーとしては、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、スチレンブタジエンゴム(SBR)などを挙げることができる。また、金属酸化物としては、LiCoO2、LiMn24、LiNiO2、LiFeO2、Li4Ti512、LiFePO4、LiNi1/3Mn1/3Co1/32、LiNi0.80Co0.15Al0.052、などのリチウム遷移金属複合酸化物などの金属酸化物を挙げることができる。なお、金属酸化物は、アルカリ金属イオン挿入脱離反応を示すものであってもよく、アルカリ金属イオン挿入脱離反応を示さないものであってもよい。樹脂製のバインダー、金属酸化物で集電体21と活物質10、および活物質10同士を固着させた正極板の製造方法については後述する。
(Binder)
There is no particular limitation on the active material 10, the current collector 21, and the binding material 23 for fixing the active material 10, and a resin binder or metal oxide can be used alone or in combination. Examples of the resin binder include polyvinylidene fluoride (PVDF) and styrene butadiene rubber (SBR). As the metal oxide, 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 0.80 Co Examples thereof include metal oxides such as lithium transition metal composite oxides such as 0.15 Al 0.05 O 2 . The metal oxide may exhibit an alkali metal ion insertion / release reaction or may not exhibit an alkali metal ion insertion / release reaction. A method of manufacturing the positive electrode plate in which the current collector 21 and the active material 10 and the active materials 10 are fixed to each other with a resin binder and metal oxide will be described later.

(その他の材料)
上記正極活物質層22は、活物質10、結着物質23のみから構成されていてもよいが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、さらなる添加剤を含有させて形成してもよい。たとえば、本発明によれば、カーボンブラック等の導電性の炭素材料に例示される導電材を使用することなく良好な導電性を発揮させることが可能であるが、より優れた導電性が望まれる場合や、活物質粒子の種類などによっては、導電材を使用することとしてもよい。
(Other materials)
The positive electrode active material layer 22 may be composed of only the active material 10 and the binder material 23, but may be formed by adding further additives without departing from the gist of the present invention. 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.

また、導電材は、シェル体12を被覆していても良い。導電材がシェル体表面を被覆するように構成するには、糖アルコール、糖エステル、セルロース等の糖類、例えばスクロースを加熱することで導電材としての炭素を得ることができる。導電材の被覆態様は、透過型電子顕微鏡による観察によって確認できる。また、電極活物質層形成溶液を塗布する際、塗膜を良好に形成するために、粘度調整剤等の樹脂をさらに含有させてもよい。   Further, the conductive material may cover the shell body 12. In order to cover the shell body surface with the conductive material, carbon as a conductive material can be obtained by heating sugars such as sugar alcohol, sugar ester, and cellulose, such as sucrose. The covering mode of the conductive material can be confirmed by observation with a transmission electron microscope. Moreover, when applying an electrode active material layer forming solution, in order to form a coating film favorable, you may further contain resin, such as a viscosity modifier.

(電極板の製造方法)
以下に、本発明の電極板を製造するための製造方法の一例について説明する。本発明の電極板の製造方法としては、結着物質として従来公知の樹脂製バインダーを用いる方法と、結着物質として、金属酸化物を用いる方法がある。以下、具体的に説明する。以下、電極板として正極板を中心に説明するが、以下に示す集電体、活物質10の中から負極板に適したものを適宜選択することで、負極板を製造することもできる。
(Method for manufacturing electrode plate)
Below, an example of the manufacturing method for manufacturing the electrode plate of this invention is demonstrated. As a method for producing the electrode plate of the present invention, there are a method using a conventionally known resin binder as a binding material and a method using a metal oxide as a binding material. This will be specifically described below. Hereinafter, although a positive electrode plate will be mainly described as an electrode plate, the negative electrode plate can be manufactured by appropriately selecting a current collector and an active material 10 that are suitable for the negative electrode plate.

(1)結着物質として樹脂製の結着物質を用いた電極板の製造方法
結着物質として樹脂製の結着物質を用いた電極板の製造方法としては、従来公知の方法を適宜選択して用いることができる。例えば、活物質10と、樹脂製の結着物質とが含有された電極活物質層形成溶液を、集電体21上に塗布・乾燥することで、正極板20を製造することができる。
(1) Manufacturing method of electrode plate using resinous binding material as binding material Conventionally known method is appropriately selected as a manufacturing method of electrode plate using resinous binding material as binding material. Can be used. For example, the positive electrode plate 20 can be manufactured by applying and drying an electrode active material layer forming solution containing the active material 10 and a resin binder on the current collector 21.

樹脂製の結着物質としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、セルロース樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリビニル樹脂、フッ素樹脂またはポリイミド樹脂等を挙げることができる。中でもフッ素樹脂は樹脂製の結着物質として好ましく、ポリフッ化ビニリデンは特に好ましい。   Examples of the resin binder include polyester resin, polyamide resin, polyacrylate resin, polycarbonate resin, polyurethane resin, cellulose resin, polyolefin resin, polyvinyl resin, fluorine resin, and polyimide resin. Among these, a fluororesin is preferable as a resin binder, and polyvinylidene fluoride is particularly preferable.

電極活物質層形成溶液は、活物質10、適宜選択した樹脂製の結着物質、及び必要に応じてその他の成分を混合することにより調製される。例えば、活物質10と、適宜選択した結着物質とを、トルエン、メチルエチルケトン、N−メチル−2−ピロリドン或いはこれらの混合物のような有機溶剤の中に投入し、さらに必要に応じて導電材を加え、ホモジナイザー、ボールミル、サンドミルまたはロールミル等の分散機により溶解又は分散して、電極活物質層形成溶液を調製する。この時の配合割合は、電極活物質層形成溶液全体を100質量部とした時に活物質10と結着物質の合計量が約40〜80質量部となるようにするのが好ましい。また、活物質10と樹脂製の結着物質との配合割合は従来と同様でよく、活物質:結着物質=5:5〜9:1(質量比)程度とするのが好ましい。   The electrode active material layer forming solution is prepared by mixing the active material 10, an appropriately selected resin binder, and other components as necessary. For example, the active material 10 and an appropriately selected binder are put into an organic solvent such as toluene, methyl ethyl ketone, N-methyl-2-pyrrolidone, or a mixture thereof, and a conductive material is further added as necessary. In addition, it is dissolved or dispersed by a dispersing machine such as a homogenizer, a ball mill, a sand mill or a roll mill to prepare an electrode active material layer forming solution. The blending ratio at this time is preferably such that the total amount of the active material 10 and the binder is about 40 to 80 parts by mass when the entire electrode active material layer forming solution is 100 parts by mass. Further, the mixing ratio of the active material 10 and the resin binder may be the same as the conventional one, and is preferably about active material: binder = 5: 5 to 9: 1 (mass ratio).

電極活物質層形成溶液を集電体21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、集電体21表面の任意の領域に電極活物質層形成溶液を塗工することができる。また、集電体21の表面が多孔質であったり、凹凸が多数設けられていたり、三次元立体構造を有したりする場合には、上記の方法以外に手動で塗布することも可能である。なお、本発明において使用する集電体21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なうことで、正極活物質層22の成膜性をさらに改善することができる。   The method for coating the electrode active material layer forming solution on the current collector 21 is not particularly limited, and a general coating method can be appropriately selected and used. For example, the electrode active material layer forming solution can be applied to an arbitrary region on the surface of the current collector 21 by printing, spin coating, dip coating, bar coating, spray coating, or the like. In addition, when the surface of the current collector 21 is porous, has a large number of irregularities, or has a three-dimensional structure, it can be manually applied in addition to the above method. . The current collector 21 used in the present invention can be further improved in film formability of the positive electrode active material layer 22 by performing a corona treatment, an oxygen plasma treatment, or the like in advance as necessary.

また、電極活物質層形成溶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22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。   Further, the coating amount of the electrode active material layer forming solution is not particularly limited, but it is preferable that the coating is performed in such a range that the thickness after heating becomes the thickness of the positive electrode active material layer 22 described above. .

塗工後の乾燥における熱源としては、熱風、赤外線、マイクロ波、高周波、或いはそれらを組み合わせて利用できる。樹脂製のバインダーを使用する場合は、乾燥後に、さらにプレスを実施してもよい。プレスは、集電体21上に形成された電極活物質層形成溶液を、必要に応じて乾燥させて溶媒を除去し、その後、プレスすることによって実施することができる。プレス方法は、従来の樹脂製の結着物質が含まれるスラリー状の電極活物質層形成溶液を集電体21上に塗布して乾燥させ、次いで実施されるプレスと同様の方法で実施することができる。このように本発明の製造方法は、プレス工程を実施することによって、また体積エネルギー密度を増加させることができる。プレスにおけるプレス圧力について特に限定されないが、プレスを実施する場合には、電極活物質層形成溶液に含まれる溶質の内容や、加熱工程における加熱条件も勘案した上、プレス圧力を調整することが望ましい。   As a heat source in drying after coating, hot air, infrared rays, microwaves, high frequencies, or a combination thereof can be used. When using resin-made binders, you may further press after drying. The pressing can be performed by drying the electrode active material layer forming solution formed on the current collector 21 as necessary to remove the solvent, and then pressing. The pressing method is performed by applying a slurry-like electrode active material layer forming solution containing a conventional resin binder on the current collector 21 and drying it, and then performing the same method as the pressing performed. Can do. Thus, the manufacturing method of this invention can increase a volume energy density by implementing a press process. The press pressure in the press is not particularly limited. However, when performing the press, it is desirable to adjust the press pressure in consideration of the content of the solute contained in the electrode active material layer forming solution and the heating conditions in the heating process. .

(2)結着物質として金属酸化物を用いた電極板の製造方法
結着物質として金属酸化物を用いた電極板20は、活物質10、金属元素含有化合物を含む結着物質前駆体、溶媒、必要に応じて上記で説明した他の材料とを用いて、電極活物質層形成溶液を調製し、該溶液を集電体21上に塗工した後に、加熱することにより製造することができる。
(2) Manufacturing method of electrode plate using metal oxide as binder The electrode plate 20 using metal oxide as the binder is composed of an active material 10, a binder precursor containing a metal element-containing compound, and a solvent. The electrode active material layer forming solution is prepared using the other materials described above as necessary, and the solution can be manufactured by applying the solution onto the current collector 21 and then heating it. .

上記金属元素含有化合物としては、上記活物質10の製造方法で説明した金属元素含有化合物と同様の化合物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。また、電極活物質層形成溶液を調製するための溶媒についても同様である。また、塗工方法も、上記で説明した各種の方法を適宜選択して使用することができる。   As the metal element-containing compound, a compound similar to the metal element-containing compound described in the method for producing the active material 10 can be appropriately selected and used, and description thereof is omitted here. The same applies to the solvent for preparing the electrode active material layer forming solution. Also, as the coating method, the various methods described above can be appropriately selected and used.

加熱温度は、上記で説明したように、金属元素含有化合物がシェル体となる温度、例えば、金属元素含有化合物が、熱分解する温度以上であればよい。また、加熱方法、加熱装置についても上記の正極板20の製造方法で説明したものと同様のものを使用することができる。なお、金属元素含有化合物を加熱することで得られる金属酸化物は、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く、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い。したがって、得られる金属酸化物によって、金属元素含有化合物を適宜設定することができる。
As described above, the heating temperature may be at or above the temperature at which the metal element-containing compound becomes a shell body, for example, the temperature at which the metal element-containing compound is thermally decomposed. Also, the heating method and the heating device can be the same as those described in the method for manufacturing the positive electrode plate 20 described above. The metal oxide obtained by heating the metal element-containing compound may be a metal oxide that exhibits an alkali metal ion insertion / release reaction, or a metal oxide that does not exhibit an alkali metal ion insertion / release reaction. There may be. Therefore, the metal element-containing compound can be appropriately set depending on the obtained metal oxide.

また、加熱雰囲気についても、特に限定されず、電極板を製造するために用いられる材料や加熱温度、金属元素含有化合物に含まれる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。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、あるいは空気雰囲気などが挙げられる。例えば、空気雰囲気である場合には、特別な雰囲気の調整が必要なく、簡易に加熱工程を実施することができる点で好ましい。特に集電体としてアルミ箔を用いる場合には、空気雰囲気下において加熱工程を実施しても、該アルミ箔が酸化する虞がないので好ましい。   Further, the heating atmosphere is not particularly limited, and can be appropriately determined in consideration of the material used for manufacturing the electrode plate, the heating temperature, the oxygen potential of the metal element contained in the metal element-containing compound, and the like. For example, as the inert gas atmosphere, argon gas, nitrogen gas, and reducing gas atmosphere include hydrogen gas, carbon monoxide gas, a gas atmosphere in which the inert gas and the reducing gas are mixed, or an air atmosphere. . For example, an air atmosphere is preferable in that a special atmosphere adjustment is not necessary and the heating process can be easily performed. In particular, when an aluminum foil is used as a current collector, it is preferable that the aluminum foil is not oxidized even if the heating step is performed in an air atmosphere.

(非水電解液二次電池)
次に、図6を用いて本発明の非水電解液二次電池について説明する。なお、図6は、本発明のリ非水電解液二次電池100の一例を示す概略図である。図6に示すように、本発明の非水電解液二次電池は、集電体21の一方面側に電極活物質層22が設けられてなる正極板20、及び、これに組合される集電体55の一方面側に電極活物質層54が設けられてなる負極板50と、正極板20と負極板50との間に設けられるセパレータ70とから構成され、これらが、外装81、82で構成される容器内に収容され、かつ、容器内に非水電解液90が充填された状態で密封された構成をとる。
(Non-aqueous electrolyte secondary battery)
Next, the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of the re-nonaqueous electrolyte secondary battery 100 of the present invention. As shown in FIG. 6, the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention includes a positive electrode plate 20 in which an electrode active material layer 22 is provided on one surface side of a current collector 21, and a collector combined therewith. The electric body 55 includes a negative electrode plate 50 having an electrode active material layer 54 provided on one surface side thereof, and a separator 70 provided between the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 50. It is accommodated in the container comprised by this, and the structure sealed in the state with which the nonaqueous electrolyte solution 90 was filled in the container is taken.

ここで、本発明の非水電解液二次電池は、正極板20、負極板50のいずれか一方、または双方の電極板として上記で説明した非水電解液二次電池用電極板20を必須の構成として用いられている点に特徴を有する。本発明の非水電解液二次電池100は、この要件を具備するものであれば他の要件について特に限定はなく、従来公知の負極板、非水電解液、容器を適宜選択して用いることができ、図6に示す形態に限定されるものではない。   Here, the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention requires the electrode plate 20 for the non-aqueous electrolyte secondary battery described above as one of the positive electrode plate 20, the negative electrode plate 50, or both electrode plates. It is characterized in that it is used as a configuration of The nonaqueous electrolyte secondary battery 100 of the present invention is not particularly limited with respect to other requirements as long as it satisfies this requirement, and a conventionally known negative electrode plate, nonaqueous electrolyte solution, and container are appropriately selected and used. However, the present invention is not limited to the form shown in FIG.

(電極板)
本発明の非水電解液二次電池として、正極板20、負極板50のいずれか一方、または双方に上記で説明した本発明の電極板を用いることで、本発明の非水電解液二次電池100においても当該電極板の性能が発揮される。したがって、正極板として、上記で説明した電極板を使用する場合には、負極板は、従来公知の非水電解液二次電池用負極板を適宜選択して使用することができる。従来公知の負極板としては、集電体として厚み5〜50μm程度の電解銅箔や圧延銅箔等の銅箔等を用い、上記集電体表面の少なくとも一部に、負極板における電極活物質層形成溶液を塗布して、乾燥し、必要に応じてプレスすることにより形成されたものが使用される。上記負極板における電極活物質層形成溶液には、一般的に、天然グラファイト、人造グラファイト、アモルファス炭素、カーボンブラック、またはこれらの成分に異種元素を添加したもののような炭素質材料からなる活物質、あるいは、Li4Ti512等の金属酸化物、金属リチウム及びその合金、スズ、ケイ素、及びそれらの合金等、アルカリ金属イオンを吸蔵放出可能な材料などの負極活物質粒子、および樹脂製バインダー、必要に応じて導電材などの他の添加剤が分散混合されることが一般的であるが、これに限定されない。また、本発明の活物質10が用いられた正極板と、本発明の活物質が用いられた負極板とを併せて用いることもできる。
(Electrode plate)
As the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is used by using the electrode plate of the present invention described above for either one or both of the positive electrode plate 20 and the negative electrode plate 50. The battery 100 also exhibits the performance of the electrode plate. Therefore, when the electrode plate described above is used as the positive electrode plate, a conventionally known negative electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery can be appropriately selected and used as the negative electrode plate. As a conventionally known negative electrode plate, a copper foil such as an electrolytic copper foil or a rolled copper foil having a thickness of about 5 to 50 μm is used as a current collector, and an electrode active material in the negative electrode plate is formed on at least a part of the current collector surface. What was formed by apply | coating a layer forming solution, drying, and pressing as needed is used. The electrode active material layer forming solution in the negative electrode plate generally includes an active material made of a carbonaceous material such as natural graphite, artificial graphite, amorphous carbon, carbon black, or a material obtained by adding a different element to these components, Alternatively, negative electrode active material particles such as metal oxides such as Li 4 Ti 5 O 12 , metal lithium and alloys thereof, tin, silicon, and alloys thereof, materials capable of occluding and releasing alkali metal ions, and resin binders In general, other additives such as a conductive material are dispersed and mixed as necessary. However, the present invention is not limited to this. Moreover, the positive electrode plate using the active material 10 of the present invention and the negative electrode plate using the active material of the present invention can be used together.

(非水電解液)
本発明に用いられる非水電解液90は、一般的に、非水電解液二次電池用の非水電解液として用いられるものであれば、特に限定されないが、リチウムイオン二次電池に用いる場合には、リチウム塩を有機溶媒に溶解させた非水電解液が好ましく用いられる。
(Non-aqueous electrolyte)
The non-aqueous electrolyte 90 used in the present invention is not particularly limited as long as it is generally used as a non-aqueous electrolyte for a non-aqueous electrolyte secondary battery, but when used for a lithium ion secondary battery. For this, a nonaqueous electrolytic solution in which a lithium salt is dissolved in an organic solvent is preferably used.

上記リチウム塩の例としては、LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiAsF6、LiCl、及びLiBr等の無機リチウム塩;LiB(C654、LiN(SO2CF32、LiC(SO2CF33、LiOSO2CF3、LiOSO225、LiOSO249、LiOSO2511、LiOSO2613、及びLiOSO2715等の有機リチウム塩;等が代表的に挙げられる。 Examples of the lithium salt include inorganic lithium salts such as LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiCl, and LiBr; LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiC ( Organic compounds such as SO 2 CF 3 ) 3 , LiOSO 2 CF 3 , LiOSO 2 C 2 F 5 , LiOSO 2 C 4 F 9 , LiOSO 2 C 5 F 11 , LiOSO 2 C 6 F 13 , and LiOSO 2 C 7 F 15 Typical examples include lithium salts.

リチウム塩の溶解に用いられる有機溶媒としては、環状エステル類、鎖状エステル類、環状エーテル類、及び鎖状エーテル類等が挙げられる。   Examples of the organic solvent used for dissolving the lithium salt include cyclic esters, chain esters, cyclic ethers, and chain ethers.

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

(電池パック)
次に、図7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7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. 7 is a schematic exploded view showing an example of the battery pack 200 of the present invention.

図7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. 7, the battery pack 200 is configured such that the nonaqueous electrolyte secondary battery 100 is housed in a resin container 36 a, a resin container 36 b, and an end case 37. Further, a protection circuit for preventing overcharge and overdischarge between one end face of the nonaqueous electrolyte secondary battery, which is a face including the positive electrode terminal 32 and the negative electrode terminal 33, and the end case 37. A substrate 34 is provided.

保護回路基板34は、外部接続コネクタ35を備えており、外部接続コネクタ35は、樹脂容器36aに設けられた外部接続用窓38a、および、端部ケース37に設けられた外部接続用窓38bに挿入され外部端子と接続される。また、保護回路基板34には、図示しない、充放電を制御するための充放電安全回路、外部接続端子と非水電解液二次電池100とを導通させるための配線回路などが搭載されている。   The protection circuit board 34 includes an external connection connector 35. The external connection connector 35 is connected to an external connection window 38a provided in the resin container 36a and an external connection window 38b provided in the end case 37. Inserted and connected to external terminals. The protection circuit board 34 is mounted with a charge / discharge safety circuit (not shown) for controlling charge / discharge, a wiring circuit for connecting the external connection terminal and the nonaqueous electrolyte secondary battery 100, and the like. .

電池パック200は、本発明の電極板20が用いられた非水電解液二次電池100を用いること以外は、従来公知の電池パックの構成を適宜選択することができる。図示しないが、電池パック200は、非水電解液二次電地100と端部ケース37との間に、正極端子32と接続する正極リード板、負極端子33と接続する負極リード板、絶縁体などを適宜備えていてもよい。   As the battery pack 200, a configuration of a conventionally known battery pack can be appropriately selected except that the non-aqueous electrolyte secondary battery 100 using the electrode plate 20 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、本発明の電極板20を用いた本発明の非水電解液二次電池100は、電池パックへの使用態様以外に、上記保護回路に、さらに過大電流の遮断、電池温度モニター等の機能を備え、且つ、該保護回路を非水電解液二次電池に一体化させて取り付けられる態様に用いられてもよい。かかる態様では、電池パックを構成することなく、保護機能および保護回路を備える二次電池として使用することができ、汎用性が高い。なお、上記で説明したいくつかの態様は、例示に過ぎず、本発明の正極板20、あるいは本発明の非水電解液二次電池100の使用を何ら限定するものではない。   In addition, the nonaqueous electrolyte secondary battery 100 of the present invention using the electrode plate 20 of the present invention has functions other than the use mode for the battery pack, such as a function of blocking the excessive current, battery temperature monitoring, etc. in the protection circuit. And the protection circuit may be used by being integrated with the non-aqueous electrolyte secondary battery. In such an embodiment, the battery pack can be used as a secondary battery having a protection function and a protection circuit without constituting a battery pack, and is highly versatile. In addition, some aspects demonstrated above are only illustrations, and do not limit use of the positive electrode plate 20 of this invention, or the nonaqueous electrolyte secondary battery 100 of this invention at all.

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

(実施例1)
LiCl[分子量:42.39]:4.2g、FeCl2・4H2O[分子量:198.81]19.8g、NH4PH22[分子量:83.0g]8.3g、スクロース3gに純水:30gを加え混合し、シェル体としてオリビン構造を有するリン酸鉄リチウムを生成する原料液とした。次いで、上記原料液:10gに、平均粒径1μmの正極活物質粒子(LiCoO2):10gを混合し、活物質原料液とした。活物質原料液をアルゴン窒素雰囲気の電気炉(高温雰囲気ボックス炉、光洋サーモシステム株式会社製、KB8610N−VP)内に設置し、1時間かけて500℃まで加熱し、その後、500℃に温度を維持したまま1時間加熱し、リチウムイオン二次電池用活物質を得た。次いで、上記で得られたリチウムイオン二次電池用活物質(リン酸鉄リチウム被覆コバルト酸リチウム)粒子を10g、導電材としてアセチレンブラックHS−100(電気化学工業(株)製)を1g、およびVGCF(昭和電工(株)製)を0.2g、さらに樹脂製結着材として、PVDF((株)クレハ製、KF♯1100)を1.3g準備し、溶媒としてNMP(三菱化学(株)製):10gに溶解したPVDF樹脂溶液を分散させ、エクセルオートホモジナイザー(株式会社日本精機製作所)で7000rpmの回転数で15分間攪拌して、正極活物質層形成スラリーを調製した。
Example 1
LiCl [molecular weight: 42.39]: 4.2 g, FeCl 2 .4H 2 O [molecular weight: 198.81] 19.8 g, NH 4 PH 2 O 2 [molecular weight: 83.0 g] 8.3 g, sucrose 3 g Pure water: 30 g was added and mixed to obtain a raw material liquid for producing lithium iron phosphate having an olivine structure as a shell body. Subsequently, positive electrode active material particles (LiCoO 2 ): 10 g having an average particle diameter of 1 μm were mixed with 10 g of the above raw material liquid to obtain an active material raw material liquid. The active material raw material liquid is placed in an electric furnace (high-temperature atmosphere box furnace, manufactured by Koyo Thermo System Co., Ltd., KB8610N-VP) in an argon nitrogen atmosphere, heated to 500 ° C. over 1 hour, and then heated to 500 ° C. While maintaining, heating was performed for 1 hour to obtain an active material for lithium ion secondary battery. Next, 10 g of the lithium ion secondary battery active material (lithium iron phosphate-coated lithium cobalt oxide) particles obtained above, 1 g of acetylene black HS-100 (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as the conductive material, and 0.2 g of VGCF (manufactured by Showa Denko Co., Ltd.) and 1.3 g of PVDF (manufactured by Kureha Co., Ltd., KF # 1100) are prepared as a resin binder, and NMP (Mitsubishi Chemical Corporation) as a solvent. Manufactured): A PVDF resin solution dissolved in 10 g was dispersed and stirred with an Excel auto homogenizer (Nihon Seiki Seisakusho Co., Ltd.) at a rotation speed of 7000 rpm for 15 minutes to prepare a positive electrode active material layer forming slurry.

そして上記正極活物質層形成スラリーを、正極集電体として用いる厚さ15μmのアルミ箔上に、乾燥後の正極の活物質層の塗工量が72g/m2となるように塗布し、オーブンを用いて、120℃の空気雰囲気下で20分乾燥させて、集電体表面上に正極用の電極活物質層を形成した。さらにロールプレス機を用いて、加圧力:0.1ton/cm、速度10mm/秒の条件で、上記電極活物質層をプレスして、その後、140℃にて5分間、真空乾燥させて正極用電極板を得た。そして、所定の大きさ(直径15mmの円板)に裁断し、実施例1の正極板とした。 Then, the positive electrode active material layer-forming slurry was applied onto a 15 μm-thick aluminum foil used as a positive electrode current collector so that the coating amount of the positive electrode active material layer after drying was 72 g / m 2. Was dried in an air atmosphere at 120 ° C. for 20 minutes to form an electrode active material layer for the positive electrode on the surface of the current collector. Further, using a roll press machine, the electrode active material layer was pressed under the conditions of applied pressure: 0.1 ton / cm and speed of 10 mm / second, and then vacuum dried at 140 ° C. for 5 minutes for positive electrode use. An electrode plate was obtained. And it cut | judged to the predetermined | prescribed magnitude | size (disk 15 mm in diameter), and was set as the positive electrode plate of Example 1. FIG.

(実施例2)
上記実施例1のシェル体の原料液に変えて、Li(CH3COO)・2H2O[分子量:102.02]:3.0g、Mn(CH3COO)2・4H2O[分子量:245.09]:7.5g、NH4PH22[分子量:83.0g]:2.5g、デキストリン1gに純水:20gを加え混合し、シェル体としてオリビン構造を有するリン酸マンガンリチウムを生成する原料液を使用した以外は、全て実施例1と全て同様にして、実施例2の正極板を得た。
(Example 2)
Instead of the raw material liquid for the shell body of Example 1, Li (CH 3 COO) · 2H 2 O [Molecular weight: 102.02]: 3.0 g, Mn (CH 3 COO) 2 · 4H 2 O [Molecular weight: 245.09]: 7.5 g, NH 4 PH 2 O 2 [molecular weight: 83.0 g]: 2.5 g, 1 g of dextrin and 20 g of pure water are mixed and mixed, and lithium manganese phosphate having an olivine structure as a shell body A positive electrode plate of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the raw material liquid for producing was used.

(実施例3)
実施例1で得られた活物質:10g、導電材としてアセチレンブラックHS−100(電気化学工業(株)製)を1.0g、およびVGCF(昭和電工(株)製)を0.2g、さらに結着物質となる前駆体溶液としてLi(CH3COO)・2H2O[分子量:102.02]:1gと、Mn(NO32・6H2O[分子量:287.04]:5.7g、純水:2g、粘度調整剤としての樹脂材料(ヒドロキシエチルセルロース)0.1gを純水4.9gに溶解してなる粘度調整液5gを加えたものを混合、分散させ、エクセルオートホモジナイザー(株式会社日本精機製作所)で7000rpmの回転数で15分間攪拌して、正極活物質層形成スラリーを調製した。
(Example 3)
Active material obtained in Example 1: 10 g, 1.0 g of acetylene black HS-100 (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a conductive material, 0.2 g of VGCF (manufactured by Showa Denko KK), and Li (CH 3 COO) · 2H 2 O [molecular weight: 102.02]: 1 g as a precursor solution to be a binder, Mn (NO 3 ) 2 · 6H 2 O [molecular weight: 287.04]: 5. 7 g, pure water: 2 g, a resin material (hydroxyethylcellulose) 0.1 g as a viscosity modifier added with 5 g of a viscosity adjusting solution prepared by dissolving 4.9 g of pure water was mixed and dispersed, and an Excel auto homogenizer ( Nippon Seiki Seisakusho Co., Ltd.) was stirred at 7000 rpm for 15 minutes to prepare a positive electrode active material layer forming slurry.

そして上記正極活物質層形成スラリーを、正極集電体として用いる厚さ15μmのアルミ箔上に、乾燥後の正極の活物質層の塗工量が72g/m2となるように塗布し、これを、窒素雰囲気の電気炉(高温雰囲気ボックス炉、光洋サーモシステム株式会社製、KB8610N−VP)内に設置し、1時間かけて室温(25℃)から450℃まで加熱しつつ昇温し、その後、450℃に温度を維持したまま10分間加熱を続け、その後、室温になるまで放置した。集電体上に正極活物質層が形成された正極用電極板を得た。そして所定の大きさ(直径15mmの円板)に裁断し、これを実施例3の正極板とした。 Then, the positive electrode active material layer forming slurry was applied onto a 15 μm thick aluminum foil used as a positive electrode current collector so that the applied amount of the positive electrode active material layer after drying was 72 g / m 2. In a nitrogen atmosphere electric furnace (high temperature atmosphere box furnace, manufactured by Koyo Thermo Systems Co., Ltd., KB8610N-VP), heated up from room temperature (25 ° C.) to 450 ° C. over 1 hour, Then, heating was continued for 10 minutes while maintaining the temperature at 450 ° C., and then left to reach room temperature. A positive electrode plate having a positive electrode active material layer formed on the current collector was obtained. And it cut | judged to the predetermined | prescribed magnitude | size (a 15-mm diameter disc), and made this into the positive electrode plate of Example 3.

(実施例4)
結着物質となる前駆体溶液としてチタンジイソプロポキシビス(アセチルアセトネート)(株式会社マツモト交商製、TC−100)5.0g、粘度調整剤としての樹脂材料(ヒドロキシエチルセルロース)0.1gを純水4.9gに溶解してなる粘度調整液5gを加えたものを混合、分散させ、エクセルオートホモジナイザー(株式会社日本精機製作所)で7000rpmの回転数で15分間攪拌して、正極活物質層形成スラリーを調製した以外は全て実施例3と同様にして、実施例4の正極板を得た。
Example 4
Titanium diisopropoxybis (acetylacetonate) (manufactured by Matsumoto Co., Ltd., TC-100) 5.0 g as a precursor solution to be a binder, 0.1 g of a resin material (hydroxyethylcellulose) as a viscosity modifier A mixture obtained by adding 5 g of a viscosity adjusting solution dissolved in 4.9 g of pure water is mixed and dispersed, and stirred with an Excel auto homogenizer (Nihon Seiki Seisakusho Co., Ltd.) at a rotational speed of 7000 rpm for 15 minutes, and the positive electrode active material layer A positive electrode plate of Example 4 was obtained in the same manner as Example 3 except that the forming slurry was prepared.

(比較例1)
正極活物質の原料として平均粒径1μmの正極活物質粒子 LiCoO2:10g、導電材としてアセチレンブラックHS−100(電気化学工業(株)製)を1g、およびVGCF(昭和電工(株)製)を0.2g、さらに樹脂製結着材として、PVDF((株)クレハ製、KF♯1100)を1.3g準備し、溶媒としてNMP(三菱化学(株)製)10gに加えて、分散させ、エクセルオートホモジナイザー(株式会社日本精機製作所)で7000rpmの回転数で15分間攪拌して、正極活物質層形成スラリーを調製した。
さらに乾燥後の塗工量が77g/m2となるようにアルミ箔上に塗布し、オーブンを用いて120℃の空気雰囲気下で乾燥させて、集電体表面上に正極用の電極活物質層を形成した。さらにロールプレス機を用いて、加圧力:0.1ton/cm、速度10mm/秒の条件で、上記電極活物質層をプレスして、その後、140℃にて5分間、真空乾燥させて正極用電極板を得た。そして所定の大きさ(直径15mmの円板)に裁断し、比較例1の正極板とした。
(Comparative Example 1)
Positive electrode active material particles having an average particle diameter of 1 μm as a raw material of the positive electrode active material LiCoO 2 : 10 g, 1 g of acetylene black HS-100 (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a conductive material, and VGCF (manufactured by Showa Denko KK) 0.2 g of resin, and 1.3 g of PVDF (manufactured by Kureha Co., Ltd., KF # 1100) as a resin binder are prepared and dispersed in 10 g of NMP (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) as a solvent. Then, the mixture was stirred with an Excel auto homogenizer (Nihon Seiki Seisakusho Co., Ltd.) at a rotational speed of 7000 rpm for 15 minutes to prepare a positive electrode active material layer forming slurry.
Furthermore, it was applied on an aluminum foil so that the coating amount after drying was 77 g / m 2, and dried in an air atmosphere at 120 ° C. using an oven, and an electrode active material for a positive electrode on the surface of the current collector A layer was formed. Further, using a roll press machine, the electrode active material layer was pressed under the conditions of applied pressure: 0.1 ton / cm and speed of 10 mm / second, and then vacuum dried at 140 ° C. for 5 minutes for positive electrode use. An electrode plate was obtained. And it cut | judged to the predetermined | prescribed magnitude | size (a 15-mm diameter disc), and was set as the positive electrode plate of the comparative example 1.

(比較例2)
上記実施例1のシェル体の原料液にかえて、Li(CH3COO)・2H2O[分子量:102.02]:2.0g、Mn(CH3COO)2・4H2O[分子量:245.09]:4.9gに純水:10gを加え混合し、シェル体として層状構造を有するマンガン酸リチウムを生成する原料液を使用した以外は、全て実施例1と全て同様にして、比較例2の正極板を得た。
(Comparative Example 2)
In place of the shell body raw material liquid of Example 1, Li (CH 3 COO) · 2H 2 O [Molecular weight: 102.02]: 2.0 g, Mn (CH 3 COO) 2 · 4H 2 O [Molecular weight: 245.09]: 4.9 g of pure water: 10 g was added and mixed, and all were the same as in Example 1 except that the raw material liquid for producing lithium manganate having a layered structure was used as a shell body. The positive electrode plate of Example 2 was obtained.

(電池特性評価)
<三極式コインセルの作製>
エチレンカーボネート(EC)/ジメチルカーボネート(DMC)混合溶媒(体積比=1:1)に、溶質として六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を加えて、当該溶質であるLiPF6の濃度が、1mol/Lとなるように濃度調整して、非水電解液を調製した。正極板として上述のとおり作製した実施例および比較例を作用極として用い、対極板及び参照極板として金属リチウム板、電解液として上記にて作製した非水電解液を用い、三極式コインセルを組み立た。この試験セルについて、以下の充放電試験を行い、1C 500サイクル特性の試験を行った。
(Battery characteristics evaluation)
<Production of tripolar coin cell>
Lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is added as a solute to a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) / dimethyl carbonate (DMC) (volume ratio = 1: 1), and the concentration of LiPF 6 as the solute is 1 mol. The non-aqueous electrolyte was prepared by adjusting the concentration to be / L. Using the examples and comparative examples prepared as described above as the positive electrode plate as the working electrode, the metal lithium plate as the counter electrode plate and the reference electrode plate, the non-aqueous electrolyte prepared above as the electrolyte, Assembled. About this test cell, the following charging / discharging test was done and the 1C 500 cycle characteristic test was done.

(充放電試験)
試験セルにおいて、作用極の放電試験を実施するために、まず試験セルを下記充電試験(充電試験および放電試験)の通り満充電させた。
(Charge / discharge test)
In the test cell, in order to perform the discharge test of the working electrode, first, the test cell was fully charged according to the following charge test (charge test and discharge test).

(充電試験)
試験セルを、25℃の環境下で、電圧が4.2Vに達するまで定電流(685μA)で定電流充電し、当該電圧が4.2Vに達した後は、電圧が4.2Vを上回らないように、当該電流(放電レート:0.5C)が5%以下となるまで減らしていき、定電圧で充電を行ない、満充電させた後、10分間休止させた。なお、ここで、上記「0.5C」とは、上記三極式コインセルを用いて定電流放電して、2時間で放電終了となる電流値(放電終止電圧に達する電流値)のことを意味する。
(Charge test)
The test cell was charged at a constant current (685 μA) under an environment of 25 ° C. until the voltage reached 4.2 V, and after the voltage reached 4.2 V, the voltage did not exceed 4.2 V. As described above, the current (discharge rate: 0.5 C) was decreased until it became 5% or less, and the battery was charged at a constant voltage, fully charged, and then suspended for 10 minutes. Here, the above-mentioned “0.5 C” means a current value (current value reaching the end-of-discharge voltage) at which the constant current discharge is performed using the tripolar coin cell and the discharge is completed in 2 hours. To do.

(放電試験)
その後、満充電された試験セルを、25℃の環境下で、電圧が4.2V(満充電電圧)から3.0V(放電終止電圧)になるまで、定電流(685μA)(放電レート:0.5C)で定電流放電し、縦軸にセル電圧(V)、横軸に放電時間(h)をとり、放電曲線を作成し、正極板の初期放電容量(μAh)を求めた。
(Discharge test)
Thereafter, the fully charged test cell was subjected to constant current (685 μA) (discharge rate: 0) in an environment of 25 ° C. until the voltage was changed from 4.2 V (full charge voltage) to 3.0 V (discharge end voltage). 0.5C), the cell voltage (V) is plotted on the vertical axis, the discharge time (h) is plotted on the horizontal axis, a discharge curve is prepared, and the initial discharge capacity (μAh) of the positive electrode plate is obtained.

(サイクル特性試験)
サイクル特性試験は、上記で得られた初期放電容量(μAh)を、放電レート1Cとして、放電レートが1Cである場合についての充放電試験によって実施した。充放電試験は、1回目の充電試験および放電試験の組み合わせを1サイクルとして、これを500サイクル繰り返して実施し、500サイクル放電容量維持率(%)を算出した。500サイクル放電容量維持率(%)を下表1に示す。なお、500サイクル放電容量維持率(%)とは、500サイクル後の放電容量(mAh)を1サイクル後の放電容量(mAh)で除して100を掛けることで算出される値である。
(Cycle characteristic test)
The cycle characteristic test was carried out by a charge / discharge test in the case where the initial discharge capacity (μAh) obtained above was set to a discharge rate of 1C and the discharge rate was 1C. The charge / discharge test was conducted by repeating the first charge test and discharge test as one cycle for 500 cycles, and the 500 cycle discharge capacity retention rate (%) was calculated. The 500 cycle discharge capacity retention rate (%) is shown in Table 1 below. The 500 cycle discharge capacity retention rate (%) is a value calculated by dividing the discharge capacity (mAh) after 500 cycles by the discharge capacity (mAh) after 1 cycle and multiplying by 100.

Figure 2012094407
Figure 2012094407

表1からも明らかなように、オリビン構造を有するシェル体でコア体を覆ってなる活物質を用いた実施例1、2は、コア体のみからなる比較例1、オリビン構造を有しない(層状構造の)シェル体でコア体を覆ってなる活物質を用いた比較例1と比較してサイクル特性に優れることが確認された。   As is clear from Table 1, Examples 1 and 2 using an active material in which a core body is covered with a shell body having an olivine structure are comparative examples 1 and 1 having no olivine structure (layered). It was confirmed that the cycle characteristics were excellent as compared with Comparative Example 1 using an active material in which the core body was covered with a shell body having a structure.

10・・・非水電解液二次電池用活物質
11・・・コア体
12・・・シェル体
20・・・非水電解液二次電池用正極板
21、55・・・集電体
22・・・正極活物質層
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
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 10 ... Active material for non-aqueous electrolyte secondary battery 11 ... Core body 12 ... Shell body 20 ... Positive electrode plate for non-aqueous electrolyte secondary battery 21, 55 ... Current collector 22 ... positive electrode active material layer 32 ... positive electrode terminal 33 ... negative electrode terminal 34 ... protective circuit board 35 ... external connector 36a, 36b ... resin container 37 ... end case 38a, 38b ... External connection window 70 ... Separator 81, 82 ... Exterior 100 ... Non-aqueous electrolyte secondary battery 200 ... Battery pack

Claims (7)

非水電解液二次電池用活物質であって、
前記非水電解液二次電池用活物質は、コア体と、該コア体の表面の少なくとも一部を覆うように固着されるシェル体とから構成され、
前記コア体および前記シェル体は、いずれも電極活物質からなり、
前記コア体は、粒子状の電極活物質であって、
前記シェル体は、オリビン構造を有する電極活物質であることを特徴とする非水電解液二次電池用活物質。
An active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery,
The non-aqueous electrolyte secondary battery active material is composed of a core body and a shell body fixed so as to cover at least a part of the surface of the core body,
The core body and the shell body are both made of an electrode active material,
The core body is a particulate electrode active material,
The active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the shell body is an electrode active material having an olivine structure.
前記オリビン構造を有する電極活物質が、リチウム複合リン酸化物であることを特徴とする請求項1に記載の非水電解液二次電池用活物質。   The active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the electrode active material having an olivine structure is a lithium composite phosphorous oxide. 前記リチウム複合リン酸化物が、リン酸鉄リチウム、リン酸マンガンリチウム、リン酸鉄マンガンリチウム、リン酸コバルトリチウムのいずれかであることを特徴とする請求項1又は2に記載の非水電解液二次電池用活物質。   3. The non-aqueous electrolyte according to claim 1, wherein the lithium composite phosphate is any one of lithium iron phosphate, lithium manganese phosphate, lithium iron manganese phosphate, and lithium cobalt phosphate. 4. Active material for secondary batteries. 前記コア体と、前記シェル体との界面において、前記コア体と前記シェル体とは、結晶構造が不連続となるように繋がっていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の非水電解液二次電池用活物質。   4. The structure according to claim 1, wherein the core body and the shell body are connected so that the crystal structure is discontinuous at an interface between the core body and the shell body. 5. The active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries as described in 2. 集電体と、電極活物質層とからなる非水電解液二次電池用電極板であって、
前記電極活物質層は、活物質と、結着物質とから構成され、
前記活物質が、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の非水電解液二次電池用活物質であることを特徴とする非水電解液二次電池用電極板。
An electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a current collector and an electrode active material layer,
The electrode active material layer is composed of an active material and a binder material,
The said active material is an active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries of any one of Claims 1 thru | or 4, The electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary batteries characterized by the above-mentioned.
正極板と、負極板と、前記正極板と前記負極板との間に設けられるセパレータと、非水電解液とを少なくとも備えた非水電解液二次電池であって、
前記正極板又は前記負極板のいずれか一方又は双方が請求項5に記載の非水電解液二次電池用電極板であることを特徴とする非水電解液二次電池。
A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising at least a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator provided between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and a non-aqueous electrolyte solution,
Either the said positive electrode plate or the said negative electrode plate is an electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary batteries of Claim 5, The nonaqueous electrolyte secondary battery characterized by the above-mentioned.
収納ケースと、正極端子および負極端子を備える非水電解液二次電池と、過充電および過放電保護機能を有する保護回路とを少なくとも備え、前記収納ケースに前記非水電解液二次電池および前記保護回路が収納されて構成される電池パックにおいて、
前記非水電解液二次電池が、請求項6に記載の非水電解液二次電池であることを特徴とする電池パック。
A storage case; a non-aqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode terminal and a negative electrode terminal; and a protection circuit having an overcharge and over-discharge protection function, wherein the storage case includes the non-aqueous electrolyte secondary battery and the In a battery pack configured to contain a protection circuit,
The battery pack, wherein the non-aqueous electrolyte secondary battery is the non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 6.
JP2010241537A 2010-10-27 2010-10-27 Active material for nonaqueous electrolyte secondary battery, electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery and battery pack Pending JP2012094407A (en)

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