JP2013055006A - Negative electrode for nonaqueous electrolyte battery, nonaqueous electrolyte battery, and battery pack - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a nonaqueous electrolyte battery excellent in rate characteristics and capable of being suppressed in decomposition of a nonaqueous electrolyte; a negative electrode used for a nonaqueous electrolyte battery; and a battery pack including a nonaqueous electrolyte battery.SOLUTION: According to an embodiment of the present invention, there is provided a negative electrode for a nonaqueous electrolyte battery, including a negative electrode active material 1 and a conductive agent. The negative electrode active material 1 has a lithium absorption/desorption potential of 1 V vs Li/Lior more and 3 V vs Li/Lior less. The conductive agent includes: a conductive particle 2; and particles 3 of at least one metal selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, Pd, In, Zn, Sn, Pb, Pt and Cd or an alloy thereof, the particles 3 being supported on a surface of the conductive particle 2. An average particle size of the particles 3 is 2 nm or more and 100 nm or less.

Description

本発明の実施形態は、非水電解質電池用負極、非水電解質電池及び電池パックに関する。   Embodiments described herein relate generally to a negative electrode for a nonaqueous electrolyte battery, a nonaqueous electrolyte battery, and a battery pack.

リチウムイオンが負極と正極とを移動することにより充放電が行われる非水電解質二次電池は、高エネルギー密度の電池として着目されている。これまで、非水電解質二次電池は、携帯電話、デジタルカメラなどの小型電子機器用の電源として利用されてきた。最近では、電池の高容量化、高エネルギー化に加え、長寿命化、高安全性化などの改良が進み、家庭用蓄電池や電気自動車用電源としての需要が増加しつつある。特に、車載電源用の非水電解質二次電池には、大電流特性に加え、高い安全性と長寿命特性を両立することが求められている。   Nonaqueous electrolyte secondary batteries that are charged and discharged by moving lithium ions between a negative electrode and a positive electrode are attracting attention as high-energy density batteries. Until now, nonaqueous electrolyte secondary batteries have been used as power sources for small electronic devices such as mobile phones and digital cameras. Recently, in addition to higher capacity and higher energy of batteries, improvements such as longer life and higher safety have been progressed, and demand for household storage batteries and power sources for electric vehicles is increasing. In particular, non-aqueous electrolyte secondary batteries for in-vehicle power supplies are required to have both high safety and long life characteristics in addition to large current characteristics.

非水電解質二次電池は、一般的に、正極活物質を含む正極、負極活物質を含む負極、セパレータ、非水電解質、外装材を備えている。正極活物質として、例えば、リチウム遷移金属複合酸化物が用いられ、負極活物質として、例えば、炭素質物が用いられている。リチウム遷移金属複合酸化物中の遷移金属成分には、Co,Mn,Ni,Fe等を用いるのが一般的である。   A nonaqueous electrolyte secondary battery generally includes a positive electrode including a positive electrode active material, a negative electrode including a negative electrode active material, a separator, a nonaqueous electrolyte, and an exterior material. As the positive electrode active material, for example, a lithium transition metal composite oxide is used, and as the negative electrode active material, for example, a carbonaceous material is used. Generally, Co, Mn, Ni, Fe, or the like is used as a transition metal component in the lithium transition metal composite oxide.

近年、炭素質物に変わる負極活物質として、リチウムの吸蔵放出電位が炭素質物よりも貴であるリチウム金属複合酸化物が着目されている。リチウム金属複合酸化物の中でもスピネル型構造を有するリチウムチタン酸化物は、充放電時の体積変化が小さく、急速充電や安全性に優れる。   In recent years, attention has been focused on lithium metal composite oxides in which the lithium occlusion / release potential is more noble than carbonaceous materials as negative electrode active materials that are replaced by carbonaceous materials. Among lithium metal composite oxides, lithium titanium oxide having a spinel structure has a small volume change during charge and discharge, and is excellent in rapid charge and safety.

リチウムチタン酸化物は、1V(vs.Li/Li+)より貴な電位でリチウムを吸蔵するため、1V(vs.Li/Li+)よりも卑な電位でリチウムを吸蔵・放出する活物質(例えば、炭素質物)のように、初回の充電時に活物質表面上に安定な還元被膜を形成することができない。還元被膜はリチウムイオン伝導性を有するため、電池としての反応を阻害することなく、電解液の分解などを抑制する。安定な被膜が形成されないと、電解液の分解反応が継続して進行してしまう。 Lithium-titanium oxide, 1V (vs.Li/Li +) to absorb lithium in more noble potential, 1V (vs.Li/Li +) active material for lithium absorbing and desorbing at lower potential than the ( For example, a stable reduction film cannot be formed on the surface of the active material at the time of the first charge, like a carbonaceous material. Since the reduction coating has lithium ion conductivity, the decomposition of the electrolytic solution is suppressed without inhibiting the reaction as a battery. If a stable film is not formed, the decomposition reaction of the electrolytic solution will continue.

電解液の分解は、負極活物質の劣化や電解液特性の劣化、ガス発生による電池膨れなどを引き起こす。とりわけ電池の膨れは、電池性能の著しい劣化を引き起こすだけでなく、電解液の漏出や電池の破裂など安全性も低下させる。特に、高温環境下では電解液の分解が起こりやすくなるため、車載用電源など、高温になりやすい用途では、特性の低下が顕著に現れる可能性がある。   The decomposition of the electrolytic solution causes deterioration of the negative electrode active material, deterioration of the electrolytic solution characteristics, and battery swelling due to gas generation. In particular, battery swelling not only causes significant deterioration in battery performance, but also reduces safety such as leakage of electrolyte and battery rupture. In particular, since the electrolytic solution is likely to be decomposed in a high-temperature environment, there is a possibility that the deterioration of characteristics may be noticeable in applications that are likely to become high temperature, such as an in-vehicle power supply.

非水電解質の分解反応を抑制するため、(a)導電性粒子表面を金属酸化物で被覆したり、あるいは(b)活物質表面の一部を金属酸化物、金属またはその合金で被覆することが行われている。しかしながら、(a)によると、導電性粒子の表面を電気伝導性の低い金属酸化物で被覆することになるため、導電性粒子の集電性が低下し、レート特性を損なう恐れがある。また、(b)によると、被覆した箇所は、還元分解によって生成する被膜と異なり、Liイオン伝導性を有しているわけではない。そのため、被覆箇所は充放電におけるLiイオンの挿入・脱離に寄与することができず、実質的な反応面積が減少するため、レート特性を損なう恐れがある。   In order to suppress the decomposition reaction of the nonaqueous electrolyte, (a) the surface of the conductive particles is coated with a metal oxide, or (b) a part of the surface of the active material is coated with a metal oxide, a metal, or an alloy thereof. Has been done. However, according to (a), since the surface of the conductive particles is coated with a metal oxide having low electrical conductivity, the current collecting property of the conductive particles is lowered, and the rate characteristics may be impaired. Further, according to (b), the coated portion does not have Li ion conductivity, unlike the coating produced by reductive decomposition. For this reason, the covered portion cannot contribute to the insertion / desorption of Li ions during charge / discharge, and the substantial reaction area is reduced, which may impair the rate characteristics.

特開2007−311057号公報JP 2007-311057 A 特開2009−245929号公報JP 2009-245929 A 特開2010−199063号公報JP 2010-199063 A 特開2011−90794号公報JP 2011-90794 A

本発明が解決しようとする課題は、レート特性に優れ、かつ非水電解質の分解を抑制することが可能な非水電解質電池と、非水電解質電池に用いられる負極と、非水電解質電池を含む電池パックとを提供することである。   Problems to be solved by the present invention include a non-aqueous electrolyte battery that has excellent rate characteristics and can suppress decomposition of the non-aqueous electrolyte, a negative electrode used in the non-aqueous electrolyte battery, and a non-aqueous electrolyte battery. And providing a battery pack.

実施形態によれば、負極活物質と、導電剤とを含む非水電解質電池用負極が提供される。負極活物質は、リチウム吸蔵・放出電位が1V vs Li/Li+以上3V vs Li/Li+以下である。また、導電剤は、導電性粒子と、導電性粒子の表面に担持され、Cu、Ag、Au、Pd、In、Zn、Sn、Pb、PtおよびCdからなる群から選ばれる少なくとも一つ以上の金属または合金の粒子とを含む。粒子の平均粒子径が2nm以上100nm以下である。 According to the embodiment, a negative electrode for a nonaqueous electrolyte battery including a negative electrode active material and a conductive agent is provided. The negative electrode active material has a lithium insertion / release potential of 1 V vs Li / Li + or more and 3 V vs Li / Li + or less. The conductive agent is supported on the surface of the conductive particles and the conductive particles, and is at least one selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, Pd, In, Zn, Sn, Pb, Pt, and Cd. Metal or alloy particles. The average particle diameter of the particles is 2 nm or more and 100 nm or less.

第1の実施形態に係る負極の微細構造の模式図。The schematic diagram of the fine structure of the negative electrode which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る非水電解質電池の断面図。Sectional drawing of the nonaqueous electrolyte battery which concerns on 2nd Embodiment. 図2の非水電解質電池のA部を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows the A section of the nonaqueous electrolyte battery of FIG. 第3の実施形態に係る電池パックの分解斜視図。The disassembled perspective view of the battery pack which concerns on 3rd Embodiment. 図4の電池パックの電気回路を示すブロック図。The block diagram which shows the electric circuit of the battery pack of FIG.

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
第1の実施形態によれば、負極集電体と、負極集電体に形成された負極材料層(負極活物質含有層)とを含む非水電解質電池用負極が提供される。負極材料層は、負極集電体の片面若しくは両面に形成され、負極活物質と導電剤とを含む。負極活物質は、リチウム吸蔵・放出電位が1V vs Li/Li+以上3V vs Li/Li+以下である。また、導電剤は、導電性粒子と、導電性粒子の表面に担持され、Cu、Ag、Au、Pd、In、Zn、Sn、Pb、PtおよびCdからなる群から選ばれる少なくとも一つ以上の金属または合金の粒子とを含む。粒子の平均粒子径が2nm以上100nm以下である。
(First embodiment)
According to the first embodiment, a negative electrode for a nonaqueous electrolyte battery including a negative electrode current collector and a negative electrode material layer (negative electrode active material-containing layer) formed on the negative electrode current collector is provided. The negative electrode material layer is formed on one side or both sides of the negative electrode current collector and includes a negative electrode active material and a conductive agent. The negative electrode active material has a lithium insertion / release potential of 1 V vs Li / Li + or more and 3 V vs Li / Li + or less. The conductive agent is supported on the surface of the conductive particles and the conductive particles, and is at least one selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, Pd, In, Zn, Sn, Pb, Pt, and Cd. Metal or alloy particles. The average particle diameter of the particles is 2 nm or more and 100 nm or less.

リチウム吸蔵・放出電位が1V vs Li/Li+以上3V vs Li/Li+以下の負極活物質において、導電剤の還元触媒作用による負極活物質への被膜形成促進効果を得ることができる。被膜の安定性とリチウムイオン伝導性を高めるために、リチウム吸蔵・放出電位は、1V vs Li/Li+以上2.5V vs Li/Li+以下にすることがより好ましい。 In a negative electrode active material having a lithium occlusion / release potential of 1 V vs Li / Li + or more and 3 V vs Li / Li + or less, an effect of promoting film formation on the negative electrode active material due to the reduction catalytic action of the conductive agent can be obtained. In order to improve the stability and lithium ion conductivity of the coating, it is more preferable that the lithium occlusion / release potential be 1 V vs Li / Li + or more and 2.5 V vs Li / Li + or less.

リチウム吸蔵・放出電位が1V vs Li/Li+以上3V vs Li/Li+以下の負極活物質は、チタン含有金属酸化物であることが望ましい。リチウム吸蔵・放出電位が1V vs Li/Li+以上3V vs Li/Li+以下のチタン含有金属酸化物は、例えば、TiO2(例えばブロンズ型、アナターゼ型、ルチル型あるいはブルッカイト型のTiO2)のようなチタン系酸化物、例えばスピネル構造やラムスデライト構造などを有するリチウムチタン酸化物、またはリチウムチタン酸化物の構成元素の一部を異種元素で置換したリチウムチタン複合酸化物などが含まれる。スピネル構造を有するリチウムチタン酸化物には、例えば、Li4+xTi512(0≦x≦3)が含まれる。ラムスデライト構造を有するリチウムチタン酸化物には、例えば、Li2+yTi37(0≦y≦3)が含まれる。チタン系酸化物は、TiO2のほかにP,V,Sn,Cu,Ni,FeおよびCoよりなる群から選択される少なくとも1つの元素とTiとを含有するチタン含有金属複合酸化物を挙げることができる。 The negative electrode active material having a lithium storage / release potential of 1 V vs Li / Li + or more and 3 V vs Li / Li + or less is preferably a titanium-containing metal oxide. A titanium-containing metal oxide having a lithium insertion / release potential of 1 V vs Li / Li + or more and 3 V vs Li / Li + or less is, for example, TiO 2 (eg, bronze type, anatase type, rutile type or brookite type TiO 2 ). Such titanium-based oxides include, for example, lithium titanium oxide having a spinel structure, a ramsdellite structure, or the like, or a lithium titanium composite oxide in which some of the constituent elements of the lithium titanium oxide are substituted with different elements. Examples of the lithium titanium oxide having a spinel structure include Li 4 + x Ti 5 O 12 (0 ≦ x ≦ 3). The lithium titanium oxide having a ramsdellite structure includes, for example, Li 2 + y Ti 3 O 7 (0 ≦ y ≦ 3). Examples of the titanium-based oxide include a titanium-containing metal composite oxide containing Ti and at least one element selected from the group consisting of P, V, Sn, Cu, Ni, Fe and Co in addition to TiO 2. Can do.

負極活物質は、サイクル寿命の観点からスピネル構造を有するチタン酸リチウムであることが好ましい。スピネル型構造を有するLi4+xTi512(0≦x≦3)は、サイクル特性、安全性に優れるが、高温貯蔵によるガス発生量が多い。第1の実施形態によると、このガス発生量を抑制することができるため、サイクル特性及び安全性に優れる特長を十分に生かすことができる。従って、スピネル型構造を有するLi4+xTi512(0≦x≦3)が好ましい。 The negative electrode active material is preferably lithium titanate having a spinel structure from the viewpoint of cycle life. Li 4 + x Ti 5 O 12 (0 ≦ x ≦ 3) having a spinel structure is excellent in cycle characteristics and safety, but has a large amount of gas generated by high-temperature storage. According to the first embodiment, since the amount of gas generation can be suppressed, the characteristics excellent in cycle characteristics and safety can be fully utilized. Therefore, Li 4 + x Ti 5 O 12 (0 ≦ x ≦ 3) having a spinel structure is preferable.

負極活物質は、平均粒子径が1μm以下で、N2吸着によるBET法での比表面積が5〜50m2/gの範囲であることが好ましい。このような平均粒子径および比表面積を有する負極活物質は、その利用率を高めることができ、実質的に高い容量を取り出すことができる。なお、N2ガス吸着によるBET比表面積は例えば島津製作所株式会社のマイクロメリテックスASPA−2010を使用し、吸着ガスにはN2を使用して測定することができる。 The negative electrode active material preferably has an average particle size of 1 μm or less and a specific surface area in the range of 5 to 50 m 2 / g according to the BET method by N 2 adsorption. The negative electrode active material having such an average particle diameter and specific surface area can increase the utilization rate, and can take out a substantially high capacity. Incidentally, BET specific surface area by N 2 gas adsorption using the Micromeritics Tex ASPA-2010, for example, Shimadzu Corporation, the adsorbed gas can be measured using N 2.

導電性粒子は、活物質間の電気伝導性の補助と担持触媒の反応場を形成する役割を担う。従って、導電性粒子には高い電気伝導性が求められ、特に限定されないが、天然黒鉛や人造黒鉛などのグラファイト類、アセチレンブラックやケッチェンブラックなどのカーボンブラック類、カーボンナノチューブやカーボンナノファイバーなどの気相成長炭素繊維からなる群から選ばれる少なくとも1つの炭素材料粒子が好ましい。一方、ダイヤモンドライクカーボンやグラッシーカーボン、導電性高分子などは電気伝導性が導電性粒子に比べ低く、高コストにもなるため、好ましくない。   The conductive particles play a role of assisting electrical conductivity between the active materials and forming a reaction field of the supported catalyst. Therefore, the conductive particles are required to have high electrical conductivity and are not particularly limited, but include graphites such as natural graphite and artificial graphite, carbon blacks such as acetylene black and ketjen black, carbon nanotubes and carbon nanofibers. At least one carbon material particle selected from the group consisting of vapor grown carbon fibers is preferred. On the other hand, diamond-like carbon, glassy carbon, conductive polymer, and the like are not preferable because their electrical conductivity is lower than that of conductive particles and the cost is high.

導電性粒子の粒子径は特に限定されないが、平均粒子径が0.01μm以上5μm以下であることが好ましい。導電性粒子の粒子径が前記範囲内にあることにより、導電性粒子の表面を金属または合金が粒子状に担持することができ、効果を十分に発揮することができる。平均粒子径は以下の方法で測定される。TEM観察により、導電性粒子の直径を求め、任意の個数の平均値を平均粒子径とする。   Although the particle diameter of electroconductive particle is not specifically limited, It is preferable that an average particle diameter is 0.01 micrometer or more and 5 micrometers or less. When the particle diameter of the conductive particles is within the above range, the surface of the conductive particles can be supported in the form of particles by the metal or alloy, and the effect can be sufficiently exhibited. The average particle diameter is measured by the following method. The diameter of the conductive particles is obtained by TEM observation, and an average value of an arbitrary number is set as the average particle diameter.

導電性粒子の表面上に担持される金属粒子は、Cu、Ag、Au、Pd、In、Zn、Sn、Pb、PtおよびCdからなる群から選ばれるいずれかの金属の粒子1種類からなるものでも、金属の粒子2種類以上からなるものでも良い。また、導電性粒子の表面上に担持される合金粒子は、Cu、Ag、Au、Pd、In、Zn、Sn、Pb、PtおよびCdからなる群から選ばれる少なくとも一つ以上の元素の合金からなる粒子である。導電性粒子には金属粒子のみ担持させても、合金粒子のみ担持させても、金属粒子と合金粒子の双方を担持させても良い。Cu、Ag、Au、Pd、In、Zn、Sn、Pb、PtおよびCdは、非水溶媒中であっても、還元触媒として機能する。導電性粒子表面上に担持された金属または合金の粒子(以下、触媒粒子と称す)表面へは、水分、CO2などの不純物や非水電解液が吸着し、電子の授受に関する活性化エネルギーが減少すると考えられる。そのため、1V(vs.Li/Li+)のような貴な電位であっても、負極活物質において安定な被膜形成を伴う還元反応が十分に進行し、その後の副反応を抑制することができると考えられる。この時、活物質表面、導電性粒子表面の官能基や、電池製造に伴い混入する不純物が還元反応により安定な被膜へと変化するため、電池内に持ち込まれた不純物の影響を少なくすることができる。好ましい元素の種類は、Cu、Ag、Auである。 The metal particles supported on the surface of the conductive particles are composed of one kind of metal particles selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, Pd, In, Zn, Sn, Pb, Pt and Cd. However, it may be composed of two or more kinds of metal particles. The alloy particles carried on the surface of the conductive particles are made of an alloy of at least one element selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, Pd, In, Zn, Sn, Pb, Pt and Cd. Particles. The conductive particles may carry only metal particles, may carry only alloy particles, or may carry both metal particles and alloy particles. Cu, Ag, Au, Pd, In, Zn, Sn, Pb, Pt and Cd function as a reduction catalyst even in a non-aqueous solvent. Impurities such as moisture and CO 2 and non-aqueous electrolytes are adsorbed on the surface of metal or alloy particles (hereinafter referred to as catalyst particles) supported on the surface of the conductive particles, and the activation energy related to the transfer of electrons is It is thought to decrease. Therefore, even at a noble potential such as 1 V (vs. Li / Li + ), the reduction reaction with stable film formation proceeds sufficiently in the negative electrode active material, and subsequent side reactions can be suppressed. it is conceivable that. At this time, the functional groups on the active material surface and the surface of the conductive particles and the impurities mixed in during battery production change into a stable film due to the reduction reaction, so that the influence of impurities brought into the battery can be reduced. it can. Preferred element types are Cu, Ag, and Au.

金属粒子及び合金粒子は、その表面において触媒活性を発揮する、そのため、導電性粒子表面を粒子が分散して担持されている状態が好ましい。初充電時における活物質粒子への被膜の形成は、触媒粒子と活物質表面と電解液の三相が接している点で進行する。従って、導電性粒子の表面に触媒粒子が隙間を隔てて担持されていることが望ましい。これにより、導電性粒子の表面上の触媒粒子間の隙間に電解液が侵入するため、導電剤の電解液との接触面積を高めることができる。すなわち、触媒粒子が導電性粒子表面全体を被膜状に覆うことは、電解液との接触箇所が減少し、被膜の形成が進行しにくいため好ましくない。   The metal particles and the alloy particles exhibit catalytic activity on the surfaces thereof. Therefore, it is preferable that the particles are dispersed and supported on the surfaces of the conductive particles. Formation of a film on the active material particles at the time of initial charge proceeds in that the three phases of the catalyst particles, the active material surface, and the electrolytic solution are in contact. Therefore, it is desirable that the catalyst particles are supported on the surface of the conductive particles with a gap. Thereby, since electrolyte solution penetrate | invades in the clearance gap between the catalyst particles on the surface of electroconductive particle, the contact area with the electrolyte solution of a electrically conductive agent can be raised. That is, it is not preferable that the catalyst particles cover the entire surface of the conductive particles in the form of a film because the number of contact points with the electrolytic solution is reduced and the formation of the film is difficult to proceed.

触媒粒子が導電性粒子表面の一部を覆うように担持されていることにより、レート特性を損なうことなく、非水電解質の分解反応を抑制することができる。触媒粒子は、導電性粒子の表面に対し10%以上、より好ましくは30%以上を覆うことが望ましい一方、100%(表面全体)を被覆してしまうと、比表面積の低下により触媒活性が低下するだけでなく、電解液と活物質との三相界面が形成されなくなり、安定な被膜を形成することができなくなるために好ましくない。導電性粒子の被覆率は以下の方法で測定される。TEM観察により触媒粒子担持導電性粒子および担持された触媒粒子の面積をそれぞれ求めた。触媒粒子担持導電性粒子の面積は触媒粒子がないものと仮定して算出した。担持部分の導電性粒子に対する面積の百分比率を以下の式から算出し、被覆率X(%)とした。   By supporting the catalyst particles so as to cover a part of the surface of the conductive particles, the decomposition reaction of the nonaqueous electrolyte can be suppressed without impairing the rate characteristics. It is desirable that the catalyst particles cover 10% or more, more preferably 30% or more, with respect to the surface of the conductive particles. On the other hand, if 100% (the entire surface) is covered, the catalytic activity decreases due to a decrease in specific surface area. In addition, a three-phase interface between the electrolytic solution and the active material is not formed, and a stable film cannot be formed. The coverage of the conductive particles is measured by the following method. The areas of the catalyst particle-supporting conductive particles and the supported catalyst particles were determined by TEM observation. The area of the catalyst particle-supporting conductive particles was calculated on the assumption that there were no catalyst particles. The percentage of the area of the supported portion with respect to the conductive particles was calculated from the following formula, and was defined as the coverage X (%).

X=(S1/S2)×100
但し、S1は触媒粒子の面積で、S2は触媒粒子が担持されていないと仮定した導電性粒子の面積である。
X = (S 1 / S 2 ) × 100
However, S 1 is the area of the catalyst particles, and S 2 is the area of the conductive particles assuming that the catalyst particles are not supported.

触媒粒子の平均粒子径は、2nm以上100nm以下であることが好ましい。粒子径が小さくなることで、比表面積が増大し、触媒活性が増大するため、100nm以下の粒子径が好ましい。但し、平均粒子径を2nm未満にすると、触媒粒子が担持粒子に埋もれて接触が不充分となり、また、製造が非常に困難になる。平均粒子径を2nm以上にすることにより、担持粒子と活物質粒子との接触面積を多くすることができ、かつ導電剤の製造を容易なものにすることができる。平均粒子径のより好ましい範囲は、2nm以上20nm以下である。触媒粒子の平均粒子径は以下の方法で測定される。TEM観察により、導電性粒子上に担持された触媒粒子の直径を求め、任意の個数の平均値を平均粒子径とする。   The average particle diameter of the catalyst particles is preferably 2 nm or more and 100 nm or less. Since the specific surface area is increased and the catalytic activity is increased by reducing the particle diameter, a particle diameter of 100 nm or less is preferable. However, if the average particle diameter is less than 2 nm, the catalyst particles are buried in the supported particles, resulting in insufficient contact, and the production becomes very difficult. By making the average particle diameter 2 nm or more, the contact area between the support particles and the active material particles can be increased, and the production of the conductive agent can be facilitated. A more preferable range of the average particle diameter is 2 nm or more and 20 nm or less. The average particle diameter of the catalyst particles is measured by the following method. The diameter of the catalyst particles supported on the conductive particles is obtained by TEM observation, and an average value of an arbitrary number is set as the average particle diameter.

導電性粒子の平均粒子径、被覆率、触媒粒子の平均粒子径を求める際、まず、以下の方法により電池から負極を取り出す。   When obtaining the average particle diameter, coverage, and average particle diameter of the catalyst particles, the negative electrode is first removed from the battery by the following method.

電池の外装をグローブボックス等の不活性雰囲気環境下で解体し、電池内部から負極電極の一部を取り出す。次に、取り出した負極を真空乾燥することにより、負極中の電解液を除去する。なお、真空乾燥の前にジメチルカーボネートなどの電解液溶媒による洗浄で支持塩を除去してもよいし、しなくてもよい。真空乾燥後、負極を必要に応じた形状の試料片に加工しTEM観察を行う。   The exterior of the battery is disassembled in an inert atmosphere environment such as a glove box, and a part of the negative electrode is taken out from the inside of the battery. Next, the taken-out negative electrode is vacuum-dried, and the electrolyte solution in a negative electrode is removed. Note that the supporting salt may or may not be removed by washing with an electrolyte solvent such as dimethyl carbonate before vacuum drying. After vacuum drying, the negative electrode is processed into a sample piece having a shape as required and subjected to TEM observation.

次いで、負極電極のTEM観察中にEDX等の元素分析を行い、電極中の導電性粒子を特定し、導電性粒子の平均粒子径、被覆率、触媒粒子の平均粒子径の測定を行う。   Next, elemental analysis such as EDX is performed during TEM observation of the negative electrode, the conductive particles in the electrode are specified, and the average particle diameter, coverage, and average particle diameter of the catalyst particles are measured.

導電性粒子表面への触媒粒子の担持は、湿式被覆処理方法、乾式被覆処理方法を採用することができる。湿式被覆処理方法には、例えば、金属イオン溶液中に導電性粒子を分散させ、還元剤等により析出する方法、プラズマ照射、水熱法、電解めっき法、無電解めっき法などが挙げられる。また、乾式被覆処理方法には、CVD法、蒸着法などが挙げられる。湿式被覆処理方法の場合、導電性粒子に触媒粒子を担持させるための還元剤の種類を変えることにより、触媒粒子の平均粒子径を調整することができる。また、湿式被覆処理方法の場合、担持後の熱処理温度を上げて触媒粒子同士を凝集させることによって、触媒粒子の平均粒子径を調整することができる。   The catalyst particles are supported on the surface of the conductive particles by a wet coating method or a dry coating method. Examples of the wet coating method include a method of dispersing conductive particles in a metal ion solution and depositing with a reducing agent, a plasma irradiation, a hydrothermal method, an electrolytic plating method, an electroless plating method, and the like. Examples of the dry coating method include a CVD method and a vapor deposition method. In the case of the wet coating method, the average particle diameter of the catalyst particles can be adjusted by changing the type of the reducing agent for supporting the catalyst particles on the conductive particles. In the case of the wet coating method, the average particle diameter of the catalyst particles can be adjusted by increasing the heat treatment temperature after loading and aggregating the catalyst particles.

触媒粒子を導電性粒子表面へ均一に形成するためには、次のような方法を採用することが好ましい。Cu、Ag、Au、Pd、In、Zn、Sn、Pb、PtおよびCdからなる群から選ばれる少なくとも一つ以上の元素を含む溶液中に、導電性粒子を導入し、分散させた後、還元剤を導入し、攪拌しながら加熱することで、導電性粒子表面に析出させる。乾燥後、還元雰囲気下で例えば50〜500℃で数分間から数時間焼成することで、金属または合金の粒子を析出させる。前記溶液は、例えば前記元素の群から選ばれる少なくとも1つを含む塩化物、硫化物、硝酸塩などを水やエタノールなどの溶媒に溶解させることにより調整することができる。この方法によれば、導電性粒子表面にほぼ均一に分散させた状態で、金属または合金の微粒子を担持させることができる。   In order to uniformly form the catalyst particles on the surface of the conductive particles, it is preferable to employ the following method. After introducing and dispersing conductive particles in a solution containing at least one element selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, Pd, In, Zn, Sn, Pb, Pt and Cd, reduction is performed. An agent is introduced and heated while stirring to deposit on the surface of the conductive particles. After drying, metal or alloy particles are deposited by firing, for example, at 50 to 500 ° C. for several minutes to several hours in a reducing atmosphere. The solution can be adjusted, for example, by dissolving a chloride, sulfide, nitrate, or the like containing at least one selected from the group of elements in a solvent such as water or ethanol. According to this method, fine particles of metal or alloy can be supported in a state of being dispersed almost uniformly on the surface of the conductive particles.

被覆率は、触媒粒子の平均粒子径や担持量を変更することにより調整可能である。また、触媒粒子の種類によって担体である導電性粒子への担持頻度が異なるため、凡そ同一の平均粒子径の触媒粒子であっても、被覆箇所が異なり、結果的に被覆率が変化する。   The coverage can be adjusted by changing the average particle diameter and the loading amount of the catalyst particles. In addition, since the frequency of supporting the conductive particles as the carrier varies depending on the type of the catalyst particles, even if the catalyst particles have approximately the same average particle diameter, the coating location is different, resulting in a change in the coverage.

負極材料層は、結着剤を含むことができる。結着剤は、分散された負極活物質の間隙を埋めるために配合され、活物質と導電剤を結着する。結着剤の例には、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)を用いることができる。   The negative electrode material layer can contain a binder. The binder is blended to fill the gap between the dispersed negative electrode active materials, and binds the active material and the conductive agent. Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyvinylidene fluoride (PVdF).

負極材料層中において、活物質、導電剤及び結着剤の含有量は、それぞれ活物質70重量部以上96重量部以下、導電剤2重量部以上28重量部以下、及び結着剤2重量部以上28重量部以下であることが好ましい。   In the negative electrode material layer, the contents of the active material, the conductive agent and the binder are 70 to 96 parts by weight of the active material, 2 to 28 parts by weight of the conductive agent, and 2 parts by weight of the binder, respectively. The amount is preferably 28 parts by weight or less.

導電剤量を2重量部以上にすることにより、負極材料層の集電性能を向上することができ、非水電解質電池において優れた大電流特性を得ることができる。また、結着剤量を2重量部以上にすることにより、負極材料層と負極集電体の結着性を向上することができ、優れたサイクル特性を得ることができる。一方、高容量化の観点から、負極導電剤及び結着剤は各々28重量部以下であることが好ましい。   By setting the amount of the conductive agent to 2 parts by weight or more, the current collecting performance of the negative electrode material layer can be improved, and excellent large current characteristics can be obtained in the nonaqueous electrolyte battery. Further, by setting the amount of the binder to 2 parts by weight or more, the binding property between the negative electrode material layer and the negative electrode current collector can be improved, and excellent cycle characteristics can be obtained. On the other hand, from the viewpoint of increasing the capacity, the negative electrode conductive agent and the binder are each preferably 28 parts by weight or less.

集電体は、負極活物質のリチウムの吸蔵及び放出電位において電気化学的に安定である材料が用いられる。集電体は、銅、ニッケル、ステンレス又はアルミニウム、或いは、Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu、及びSiから選択される一以上の元素を含むアルミニウム合金から作られることが好ましい。集電体の厚さは5〜20μmであることが好ましい。このような厚さを有する集電体は、負極の強度と軽量化のバランスをとることができる。   As the current collector, a material that is electrochemically stable at the lithium insertion and extraction potential of the negative electrode active material is used. The current collector is preferably made of copper, nickel, stainless steel or aluminum, or an aluminum alloy containing one or more elements selected from Mg, Ti, Zn, Mn, Fe, Cu and Si. The thickness of the current collector is preferably 5 to 20 μm. A current collector having such a thickness can balance the strength and weight reduction of the negative electrode.

負極は、例えば負極活物質、導電剤および結着剤を汎用されている溶媒に懸濁してスラリーを調製し、調製されたスラリーを集電体に塗布した後に乾燥することにより負極材料層を形成した後、プレスを施すことにより作製される。或いは、活物質、導電剤及び結着剤をペレット状に形成して負極材料層とし、これを集電体上に形成することにより作製されてもよい。   For example, a negative electrode active material, a conductive agent, and a binder are suspended in a commonly used solvent to prepare a slurry, and the prepared slurry is applied to a current collector and then dried to form a negative electrode material layer. Then, it is manufactured by applying a press. Or you may produce by forming an active material, a electrically conductive agent, and a binder into a pellet form, making it a negative electrode material layer, and forming this on a collector.

図1に、第1の実施形態に係る負極の微細構造の模式図を示す。図1に示すように、負極活物質の二次粒子1は、繊維形状の導電性粒子2と接触している。さらに、導電性粒子2の表面の一部に、Cu、Ag、Au、Pd、In、Zn、Sn、Pb、PtおよびCdからなる群から選ばれる少なくとも一つ以上の金属または合金の粒子3が担持されている。   In FIG. 1, the schematic diagram of the fine structure of the negative electrode which concerns on 1st Embodiment is shown. As shown in FIG. 1, the secondary particles 1 of the negative electrode active material are in contact with the fibrous conductive particles 2. Furthermore, at least one metal or alloy particle 3 selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, Pd, In, Zn, Sn, Pb, Pt and Cd is formed on a part of the surface of the conductive particle 2. It is supported.

第1の実施形態によれば、導電性粒子の表面に前記金属または合金の粒子が担持されているため、金属または合金の還元触媒作用により、初充電時に負極活物質表面に安定な被膜を形成することができる。導電性粒子の表面に前記金属または合金の粒子を担持することで、1.5V(vs.Li/Li+)程度の電位であってもCO2の還元反応が進行する。そのため、1V(vs.Li/Li+)以上の貴な電位にリチウムの吸蔵・放出反応を持つ負極活物質であっても、初回充放電時に安定な被膜を形成することができ、副反応抑制効果が得られると考えられる。負極活物質表面に形成された被膜は、リチウムイオン伝導性を有するため、レート特性等の電池特性を損なうことなく電解液の分解を効果的に抑制することが可能となる。従って、このような負極を備えた非水電解質電池は、サイクル安定性、レート特性、充放電効率、ガス発生耐性に優れる。 According to the first embodiment, since the metal or alloy particles are supported on the surface of the conductive particles, a stable coating is formed on the surface of the negative electrode active material during the initial charge due to the reduction catalytic action of the metal or alloy. can do. By carrying the metal or alloy particles on the surface of the conductive particles, the CO 2 reduction reaction proceeds even at a potential of about 1.5 V (vs. Li / Li + ). Therefore, even if it is a negative electrode active material having a lithium insertion / release reaction at a noble potential of 1 V (vs. Li / Li + ) or more, a stable film can be formed at the first charge / discharge, and side reactions are suppressed. It is thought that an effect is acquired. Since the film formed on the surface of the negative electrode active material has lithium ion conductivity, it is possible to effectively suppress decomposition of the electrolyte without impairing battery characteristics such as rate characteristics. Therefore, the nonaqueous electrolyte battery including such a negative electrode is excellent in cycle stability, rate characteristics, charge / discharge efficiency, and gas generation resistance.

(第2の実施形態)
第2の実施形態によれば、外装部材と、外装部材内に収納される第1の実施形態に係る負極と、外装部材内に収納される正極と、外装部材内に収納され、正極及び負極の間に配置されるセパレータと、外装部材内に収納される非水電解質とを含む非水電解質電池が提供される。
(Second Embodiment)
According to the second embodiment, the exterior member, the negative electrode according to the first embodiment housed in the exterior member, the positive electrode housed in the exterior member, the positive electrode and the negative electrode housed in the exterior member A non-aqueous electrolyte battery is provided that includes a separator disposed between and a non-aqueous electrolyte housed in an exterior member.

以下、負極、正極、非水電解質、セパレータ、外装部材について詳細に説明する。   Hereinafter, the negative electrode, the positive electrode, the nonaqueous electrolyte, the separator, and the exterior member will be described in detail.

1)負極
負極には、第1の実施形態に係る負極が用いられる。
1) Negative electrode The negative electrode according to the first embodiment is used for the negative electrode.

2)正極
正極は、正極集電体及び正極材料層(正極活物質含有層)を含む。正極材料層は、集電体の片面若しくは両面に形成され、活物質と、任意に導電剤及び結着剤を含む。
2) Positive electrode The positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode material layer (positive electrode active material-containing layer). The positive electrode material layer is formed on one side or both sides of the current collector, and includes an active material, and optionally a conductive agent and a binder.

活物質は、例えば、酸化物、硫化物、又はポリマーを用いることができる。酸化物及び硫化物の例には、リチウムを吸蔵することが可能な二酸化マンガン(MnO2)、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、リチウムマンガン複合酸化物(例えばLixMn24またはLixMnO2)、リチウムニッケル複合酸化物(例えばLixNiO2)、リチウムコバルト複合酸化物(例えばLixCoO2)、リチウムニッケルコバルト複合酸化物(例えばLiNi1-yCoy2)、リチウムマンガンコバルト複合酸化物(例えばLixMnyCo1-y2)、スピネル構造を有するリチウムマンガンニッケル複合酸化物(例えばLixMn2-yNiy4)、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物(例えばLixFePO4、LixFe1-yMnyPO4、LixCoPO4)、硫酸鉄[Fe2(SO43]、バナジウム酸化物(例えばV25)、及び、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物が含まれる。ここで、0<x≦1であり、0<y≦1である。活物質として、これらの化合物を単独で用いてもよく、或いは、複数の化合物を組合せて用いてもよい。 As the active material, for example, an oxide, a sulfide, or a polymer can be used. Examples of oxides and sulfides include manganese dioxide (MnO 2 ), iron oxide, copper oxide, nickel oxide, lithium manganese complex oxide (eg, Li x Mn 2 O 4 or Li x ) capable of occluding lithium. MnO 2 ), lithium nickel composite oxide (eg, Li x NiO 2 ), lithium cobalt composite oxide (eg, Li x CoO 2 ), lithium nickel cobalt composite oxide (eg, LiNi 1-y Co y O 2 ), lithium manganese cobalt composite oxide (e.g., Li x Mn y Co 1-y O 2), lithium manganese nickel complex oxide having a spinel structure (e.g., Li x Mn 2-y Ni y O 4), lithium phosphates having an olivine structure (e.g. Li x FePO 4, Li x Fe 1-y Mn y PO 4, Li x CoPO 4), iron sulfate [Fe 2 (SO 4) 3 ], vanadium Oxide (for example, V 2 O 5 ) and lithium nickel cobalt manganese composite oxide. Here, 0 <x ≦ 1 and 0 <y ≦ 1. As the active material, these compounds may be used alone, or a plurality of compounds may be used in combination.

ポリマーの例には、ポリアニリン及びポリピロールのような導電性ポリマー材料、又はジスルフィド系ポリマー材料が含まれる。   Examples of the polymer include conductive polymer materials such as polyaniline and polypyrrole, or disulfide-based polymer materials.

また、イオウ(S)又はフッ化カーボンも活物質として使用できる。   Also, sulfur (S) or carbon fluoride can be used as an active material.

より好ましい活物質の例には、正極電圧が高いリチウムマンガン複合酸化物(例えばLixMn24)、リチウムニッケル複合酸化物(例えばLixNiO2)、リチウムコバルト複合酸化物(例えばLixCoO2)、リチウムニッケルコバルト複合酸化物(例えばLiNi1-yCoy2)、スピネル構造を有するリチウムマンガンニッケル複合酸化物(例えばLixMn2-yNiy4)、リチウムマンガンコバルト複合酸化物(例えばLixMnyCo1-y2)、リチウムリン酸鉄(例えばLixFePO4)、及び、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物が含まれる。ここで、0<x≦1であり、0<y≦1である。 Examples of a more preferable active material include a lithium manganese composite oxide (eg, Li x Mn 2 O 4 ), a lithium nickel composite oxide (eg, Li x NiO 2 ), and a lithium cobalt composite oxide (eg, Li x ) having a high positive electrode voltage. CoO 2 ), lithium nickel cobalt composite oxide (eg, LiNi 1-y Co y O 2 ), lithium manganese nickel composite oxide having a spinel structure (eg, Li x Mn 2 -y Ni y O 4 ), lithium manganese cobalt composite oxides (e.g., Li x Mn y Co 1-y O 2), lithium iron phosphate (e.g. Li x FePO 4), and includes a lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide. Here, 0 <x ≦ 1 and 0 <y ≦ 1.

電池の非水電解質として常温溶融塩を用いる場合に、好ましい活物質の例には、リチウムリン酸鉄、LixVPO4F(0≦x≦1)、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、及び、リチウムニッケルコバルト複合酸化物が含まれる。これらの化合物は常温溶融塩との反応性が低いため、サイクル特性を向上させることができる。 When normal temperature molten salt is used as the non-aqueous electrolyte of the battery, examples of preferable active materials include lithium iron phosphate, Li x VPO 4 F (0 ≦ x ≦ 1), lithium manganese composite oxide, lithium nickel composite oxide And lithium nickel cobalt composite oxide. Since these compounds have low reactivity with room temperature molten salts, cycle characteristics can be improved.

活物質の比表面積は、0.1m2/g以上10m2/g以下であることが好ましい。0.1m2/g以上の比表面積を有する正極活物質は、リチウムイオンの吸蔵・放出サイトを十分に確保できる。10m2/g以下の比表面積を有する正極活物質は、工業生産の上で取り扱い易く、かつ良好な充放電サイクル性能を確保できる。 The specific surface area of the active material is preferably 0.1 m 2 / g or more and 10 m 2 / g or less. The positive electrode active material having a specific surface area of 0.1 m 2 / g or more can sufficiently ensure the occlusion / release sites of lithium ions. The positive electrode active material having a specific surface area of 10 m 2 / g or less is easy to handle in industrial production and can ensure good charge / discharge cycle performance.

結着剤は、活物質と集電体を結着させる。結着剤の例には、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、フッ素系ゴムが含まれる。   The binder binds the active material and the current collector. Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), and fluorine-based rubber.

導電剤は、集電性能を高め、且つ活物質と集電体との接触抵抗を抑えるために必要に応じて配合される。導電剤の例には、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛のような炭素質物が含まれる。   The conductive agent is blended as necessary in order to enhance the current collecting performance and suppress the contact resistance between the active material and the current collector. Examples of the conductive agent include carbonaceous materials such as acetylene black, carbon black, and graphite.

正極材料層において、活物質及び結着剤はそれぞれ80重量部以上98重量部以下、2重量部以上20重量部以下の割合で配合することが好ましい。   In the positive electrode material layer, the active material and the binder are preferably blended in a proportion of 80 parts by weight or more and 98 parts by weight or less, and 2 parts by weight or more and 20 parts by weight or less, respectively.

結着剤は、2重量部以上の量にすることにより十分な電極強度が得られる。また、20重量部以下にすることにより電極の絶縁体の配合量を減少させ、内部抵抗を減少できる。   Sufficient electrode strength can be obtained by setting the binder to an amount of 2 parts by weight or more. Moreover, the compounding quantity of the insulator of an electrode can be reduced by making it 20 parts weight or less, and internal resistance can be reduced.

導電剤を加える場合には、活物質、結着剤及び導電剤はそれぞれ77重量部以上95重量部以下、2重量部以上20重量部以下、及び3重量部以上15重量部以下の割合で配合することが好ましい。導電剤は、3重量部以上の量にすることにより上述した効果を発揮することができる。また、15重量部以下にすることにより、高温保存下での正極導電剤表面での非水電解質の分解を低減することができる。   When a conductive agent is added, the active material, the binder, and the conductive agent are blended in a proportion of 77 parts by weight to 95 parts by weight, 2 parts by weight to 20 parts by weight, and 3 parts by weight to 15 parts by weight, respectively. It is preferable to do. The conductive agent can exert the above-described effects by setting the amount to 3 parts by weight or more. Moreover, by making it 15 parts by weight or less, decomposition of the nonaqueous electrolyte on the surface of the positive electrode conductive agent under high temperature storage can be reduced.

集電体は、アルミニウム箔、又は、Mg、Ti、Zn、Ni、Cr、Mn、Fe、Cu及びSiから選択される一以上の元素を含むアルミニウム合金箔であることが好ましい。   The current collector is preferably an aluminum foil or an aluminum alloy foil containing one or more elements selected from Mg, Ti, Zn, Ni, Cr, Mn, Fe, Cu, and Si.

アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の厚さは、5μm以上20μm以下、より好ましくは15μm以下にすることが望ましい。アルミニウム箔の純度は99重量部以上が好ましい。アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔に含まれる鉄、銅、ニッケル、クロムなどの遷移金属の含有量は、1重量部以下にすることが好ましい。   The thickness of the aluminum foil or aluminum alloy foil is desirably 5 μm or more and 20 μm or less, more preferably 15 μm or less. The purity of the aluminum foil is preferably 99 parts by weight or more. The content of transition metals such as iron, copper, nickel and chromium contained in the aluminum foil or aluminum alloy foil is preferably 1 part by weight or less.

正極は、例えば活物質、結着剤及び必要に応じて配合される導電剤を適当な溶媒に懸濁してスラリーを調製し、このスラリーを正極集電体に塗布した後に乾燥することにより正極材料層を形成した後、プレスを施すことにより作製される。正極はまた、活物質、結着剤及び必要に応じて配合される導電剤をペレット状に形成して正極材料層とし、これを集電体上に形成することにより作製されてもよい。   The positive electrode material is prepared by, for example, preparing a slurry by suspending an active material, a binder, and a conductive agent blended as necessary in a suitable solvent, applying the slurry to the positive electrode current collector, and then drying the positive electrode material. It is produced by forming a layer and then pressing it. The positive electrode may also be produced by forming an active material, a binder, and a conductive agent blended as necessary into a pellet shape to form a positive electrode material layer, and forming this on a current collector.

3)非水電解質
非水電解質は、例えば、電解質を有機溶媒に溶解することにより調製される液状非水電解質、又は、液状電解質と高分子材料を複合化したゲル状非水電解質であってよい。
3) Nonaqueous electrolyte The nonaqueous electrolyte may be, for example, a liquid nonaqueous electrolyte prepared by dissolving an electrolyte in an organic solvent, or a gelled nonaqueous electrolyte obtained by combining a liquid electrolyte and a polymer material. .

液状非水電解質は、電解質を0.5モル/L以上2.5モル/L以下の濃度で有機溶媒に溶解することが好ましい。   The liquid non-aqueous electrolyte is preferably dissolved in an organic solvent at a concentration of 0.5 mol / L or more and 2.5 mol / L or less.

電解質の例には、過塩素酸リチウム(LiClO4)、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)、六フッ化砒素リチウム(LiAsF6)、トリフルオロメタスルホン酸リチウム(LiCF3SO3)、及びビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム[LiN(CF3SO22]のようなリチウム塩、及び、これらの混合物が含まれる。電解質は高電位でも酸化し難いものであることが好ましく、LiPF6が最も好ましい。 Examples of the electrolyte include lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium hexafluoroarsenide (LiAsF 6 ), trifluorometa Lithium salts such as lithium sulfonate (LiCF 3 SO 3 ) and lithium bistrifluoromethylsulfonylimide [LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ] and mixtures thereof are included. The electrolyte is preferably one that is difficult to oxidize even at a high potential, and LiPF 6 is most preferred.

有機溶媒の例には、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ビニレンカーボネートのような環状カーボネート;ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、メチルエチルカーボネート(MEC)のような鎖状カーボネート;テトラヒドロフラン(THF)、2メチルテトラヒドロフラン(2MeTHF)、ジオキソラン(DOX)のような環状エーテル;ジメトキシエタン(DME)、ジエトキシエタン(DEE)のような鎖状エーテル;γ-ブチロラクトン(GBL)、アセトニトリル(AN)、及びスルホラン(SL)が含まれる。これらの有機溶媒は、単独で、又は混合溶媒として用いることができる。   Examples of organic solvents include propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), cyclic carbonates such as vinylene carbonate; Carbonates; cyclic ethers such as tetrahydrofuran (THF), 2-methyltetrahydrofuran (2MeTHF), dioxolane (DOX); chain ethers such as dimethoxyethane (DME) and diethoxyethane (DEE); γ-butyrolactone (GBL), Acetonitrile (AN) and sulfolane (SL) are included. These organic solvents can be used alone or as a mixed solvent.

高分子材料の例には、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリエチレンオキサイド(PEO)が含まれる。   Examples of the polymer material include polyvinylidene fluoride (PVdF), polyacrylonitrile (PAN), and polyethylene oxide (PEO).

また或いは、非水電解質には、リチウムイオンを含有した常温溶融塩(イオン性融体)、高分子固体電解質、無機固体電解質等を用いてもよい。   Alternatively, a non-aqueous electrolyte may be a room temperature molten salt (ionic melt) containing lithium ions, a polymer solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte, or the like.

常温溶融塩(イオン性融体)は、有機物カチオンとアニオンの組合せからなる有機塩の内、常温(15〜25℃)で液体として存在しうる化合物を指す。常温溶融塩には、単体で液体として存在する常温溶融塩、電解質と混合させることで液体となる常温溶融塩、有機溶媒に溶解させることで液体となる常温溶融塩が含まれる。一般に、非水電解質電池に用いられる常温溶融塩の融点は、25℃以下である。また、有機物カチオンは、一般に4級アンモニウム骨格を有する。   A room temperature molten salt (ionic melt) refers to a compound that can exist as a liquid at room temperature (15 to 25 ° C.) among organic salts composed of a combination of an organic cation and an anion. The room temperature molten salt includes a room temperature molten salt that exists alone as a liquid, a room temperature molten salt that becomes liquid when mixed with an electrolyte, and a room temperature molten salt that becomes liquid when dissolved in an organic solvent. In general, the melting point of a room temperature molten salt used for a nonaqueous electrolyte battery is 25 ° C. or less. The organic cation generally has a quaternary ammonium skeleton.

高分子固体電解質は、電解質を高分子材料に溶解し、固体化することによって調製される。
無機固体電解質は、リチウムイオン伝導性を有する固体物質である。
The polymer solid electrolyte is prepared by dissolving an electrolyte in a polymer material and solidifying it.
The inorganic solid electrolyte is a solid material having lithium ion conductivity.

4)セパレータ
セパレータは、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、またはポリフッ化ビニリデン(PVdF)を含む多孔質フィルム、または、合成樹脂製不織布から形成されてよい。中でも、ポリエチレン又はポリプロピレンから形成された多孔質フィルムは、一定温度において溶融し、電流を遮断することが可能であるため、安全性を向上できる。
4) Separator The separator may be formed of, for example, a porous film containing polyethylene, polypropylene, cellulose, or polyvinylidene fluoride (PVdF), or a synthetic resin nonwoven fabric. Especially, since the porous film formed from polyethylene or a polypropylene can melt | dissolve at a fixed temperature and can interrupt | block an electric current, safety | security can be improved.

5)外装部材
外装部材には、ラミネートフィルム製容器または金属製容器を用いることができる。ラミネートフィルムの厚さは0.5mm以下であることが好ましく、より好ましくは0.2mm以下である。金属製容器は、厚さ1mm以下であることが好ましく、より好ましい範囲は0.5mm以下であり、さらに好ましい範囲は0.2mm以下である。
5) Exterior member As the exterior member, a laminate film container or a metal container can be used. The thickness of the laminate film is preferably 0.5 mm or less, more preferably 0.2 mm or less. The metal container preferably has a thickness of 1 mm or less, a more preferable range is 0.5 mm or less, and a further preferable range is 0.2 mm or less.

外装部材の形状は、扁平型(薄型)、角型、円筒型、コイン型、ボタン型等が挙げられる。外装部材は、電池寸法に応じて、例えば携帯用電子機器等に積載される小型電池用外装部材、二輪乃至四輪の自動車等に積載される大型電池用外装部材が挙げられる。   Examples of the shape of the exterior member include a flat type (thin type), a square type, a cylindrical type, a coin type, and a button type. Examples of the exterior member include a small battery exterior member loaded on a portable electronic device and the like, and a large battery exterior member loaded on a two-wheeled or four-wheeled automobile, depending on the battery size.

ラミネートフィルムは、樹脂層間に金属層を介在した多層フィルムが用いられる。金属層は、軽量化のためにアルミニウム箔もしくはアルミニウム合金箔が好ましい。樹脂層は、例えばポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の高分子材料を用いることができる。ラミネートフィルムは、熱融着によりシールを行って外装部材に成形することができる。   As the laminate film, a multilayer film in which a metal layer is interposed between resin layers is used. The metal layer is preferably an aluminum foil or an aluminum alloy foil for weight reduction. For the resin layer, for example, a polymer material such as polypropylene (PP), polyethylene (PE), nylon, polyethylene terephthalate (PET) can be used. The laminate film can be formed into an exterior member by sealing by heat sealing.

金属製容器は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等から作られる。アルミニウム合金は、マグネシウム、亜鉛、ケイ素等の元素を含む合金が好ましい。合金中に鉄、銅、ニッケル、クロム等の遷移金属を含む場合、その含有量は1重量部以下にすることが好ましい。これにより、高温環境下での長期信頼性、放熱性を飛躍的に向上させることができる。   The metal container is made of aluminum or an aluminum alloy. The aluminum alloy is preferably an alloy containing elements such as magnesium, zinc, and silicon. When the alloy contains a transition metal such as iron, copper, nickel, or chromium, the content is preferably 1 part by weight or less. Thereby, long-term reliability and heat dissipation in a high temperature environment can be dramatically improved.

次に、第2の実施形態に係る非水電解質電池を、図面を参照してより具体的に説明する。図2は、扁平型非水電解質電池の断面図である。図3は図2のA部の拡大断面図である。なお、各図は実施形態の説明とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる点があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜設計変更することができる。   Next, the nonaqueous electrolyte battery according to the second embodiment will be described more specifically with reference to the drawings. FIG. 2 is a cross-sectional view of a flat type nonaqueous electrolyte battery. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion A in FIG. Each figure is a schematic diagram for promoting the explanation of the embodiment and its understanding, and its shape, dimensions, ratio, etc. are different from the actual device, but these are considered in the following explanation and known techniques. Thus, the design can be changed as appropriate.

扁平状の捲回電極群9は、2枚の樹脂層の間に金属層を介在したラミネートフィルムからなる袋状外装部材10内に収納されている。扁平状の捲回電極群9は、図3に示すように、外側から負極11、セパレータ12、正極13、セパレータ12の順で積層した積層物を渦巻状に捲回し、プレス成型することにより形成される。   The flat wound electrode group 9 is housed in a bag-shaped exterior member 10 made of a laminate film having a metal layer interposed between two resin layers. As shown in FIG. 3, the flat wound electrode group 9 is formed by winding a laminate of the negative electrode 11, the separator 12, the positive electrode 13, and the separator 12 in this order from the outside in a spiral shape and press-molding. Is done.

負極11は、負極集電体11aと負極材料層11bとを含む。負極材料層11bには、上記第1実施形態に係る負極活物質及び導電剤が含まれる。最外層の負極11は、図2に示すように負極集電体11aの内面側の片面に負極材料層11bを形成した構成を有する。その他の負極11は、負極集電体11aの両面に負極材料層11bが形成されている。   The negative electrode 11 includes a negative electrode current collector 11a and a negative electrode material layer 11b. The negative electrode material layer 11b includes the negative electrode active material and the conductive agent according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the outermost negative electrode 11 has a configuration in which a negative electrode material layer 11b is formed on one surface on the inner surface side of the negative electrode current collector 11a. In other negative electrodes 11, negative electrode material layers 11b are formed on both surfaces of the negative electrode current collector 11a.

正極13は、正極集電体13aの両面に正極材料層13bが形成されている。   The positive electrode 13 has a positive electrode material layer 13b formed on both surfaces of a positive electrode current collector 13a.

図2に示すように、捲回電極群9の外周端近傍において、負極端子14は最外層の負極11の負極集電体11aに接続され、正極端子15は内側の正極13の正極集電体13aに接続されている。これらの負極端子14及び正極端子15は、袋状外装部材10の開口部から外部に延出されている。例えば液状非水電解質は、袋状外装部材10の開口部から注入されている。袋状外装部材10の開口部を負極端子14及び正極端子15を挟んでヒートシールすることにより捲回電極群9及び液状非水電解質を完全密封している。   As shown in FIG. 2, in the vicinity of the outer peripheral end of the wound electrode group 9, the negative electrode terminal 14 is connected to the negative electrode current collector 11 a of the outermost negative electrode 11, and the positive electrode terminal 15 is the positive electrode current collector of the inner positive electrode 13. 13a. The negative electrode terminal 14 and the positive electrode terminal 15 are extended to the outside from the opening of the bag-shaped exterior member 10. For example, the liquid nonaqueous electrolyte is injected from the opening of the bag-shaped exterior member 10. The wound electrode group 9 and the liquid non-aqueous electrolyte are completely sealed by heat-sealing the opening of the bag-shaped exterior member 10 with the negative electrode terminal 14 and the positive electrode terminal 15 interposed therebetween.

負極端子は、例えば、負極活物質のLi吸蔵放出電位において電気化学的に安定であり、かつ導電性を有する材料から形成される。具体的には、銅、ニッケル、ステンレス又はアルミニウム、或いは、Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu、Siのような元素を含むアルミニウム合金から形成される。負極端子は、負極集電体との接触抵抗を低減するために、負極集電体と同様の材料から形成されることが好ましい。   The negative electrode terminal is formed of, for example, a material that is electrochemically stable at the Li storage / release potential of the negative electrode active material and has conductivity. Specifically, it is formed from copper, nickel, stainless steel, or aluminum, or an aluminum alloy containing elements such as Mg, Ti, Zn, Mn, Fe, Cu, and Si. The negative electrode terminal is preferably formed from the same material as the negative electrode current collector in order to reduce the contact resistance with the negative electrode current collector.

正極端子は、例えば、リチウムイオン金属に対する電位が3V以上5V以下、好ましくは3.0V以上4.25V以下の範囲における電気的安定性と導電性とを有する材料から形成される。具体的には、アルミニウム又はMg、Ti、Zn、Ni、Cr、Mn、Fe、Cu、Si等の元素を含むアルミニウム合金から形成される。正極端子は、正極集電体との接触抵抗を低減するために、正極集電体と同様の材料から形成されることが好ましい。   The positive electrode terminal is formed of, for example, a material having electrical stability and conductivity in a range where the potential with respect to the lithium ion metal is 3 V or more and 5 V or less, preferably 3.0 V or more and 4.25 V or less. Specifically, it is formed from aluminum or an aluminum alloy containing elements such as Mg, Ti, Zn, Ni, Cr, Mn, Fe, Cu, and Si. The positive electrode terminal is preferably formed of the same material as the positive electrode current collector in order to reduce contact resistance with the positive electrode current collector.

以上の第2の実施形態によれば、第1の実施形態に係る負極を備えているため、レート特性等の電池特性を損なうことなく電解液の分解を効果的に抑制することが可能となる。従って、第2の実施形態によれば、サイクル安定性、レート特性、充放電効率、ガス発生耐性に優れた非水電解質電池を提供することができる。   According to the second embodiment described above, since the negative electrode according to the first embodiment is provided, it is possible to effectively suppress decomposition of the electrolyte without impairing battery characteristics such as rate characteristics. . Therefore, according to the second embodiment, a nonaqueous electrolyte battery excellent in cycle stability, rate characteristics, charge / discharge efficiency, and gas generation resistance can be provided.

(第3の実施形態)
第3の実施形態に係る電池パックは、第2の実施形態の非水電解質電池(単電池)を1個または複数有する。複数の単電池を備える場合、各単電池は電気的に直列もしくは並列に接続されている。
(Third embodiment)
The battery pack according to the third embodiment has one or a plurality of nonaqueous electrolyte batteries (unit cells) of the second embodiment. When a plurality of unit cells are provided, each unit cell is electrically connected in series or in parallel.

このような電池パックを図4および図5を参照して詳細に説明する。単電池には、例えば、扁平型電池を使用することができる。   Such a battery pack will be described in detail with reference to FIGS. As the unit cell, for example, a flat type battery can be used.

扁平型非水電解質電池から構成される複数の単電池21は、外部に延出した負極端子6および正極端子7が同じ向きに揃えられるように積層され、粘着テープ22で締結することにより組電池23を構成している。これらの単電池21は、図5に示すように互いに電気的に直列に接続されている。   A plurality of unit cells 21 composed of flat type non-aqueous electrolyte batteries are laminated so that the negative electrode terminal 6 and the positive electrode terminal 7 extending to the outside are aligned in the same direction, and are assembled by fastening with an adhesive tape 22. 23. These unit cells 21 are electrically connected to each other in series as shown in FIG.

プリント配線基板24は、負極端子6および正極端子7が延出する単電池21側面と対向して配置されている。プリント配線基板24には、図5に示すようにサーミスタ25、保護回路26および外部機器への通電用端子27が搭載されている。なお、組電池23と対向する保護回路基板24の面には組電池23の配線と不要な接続を回避するために絶縁板(図示せず)が取り付けられている。   The printed wiring board 24 is disposed to face the side surface of the unit cell 21 from which the negative electrode terminal 6 and the positive electrode terminal 7 extend. As shown in FIG. 5, a thermistor 25, a protection circuit 26, and a terminal 27 for energizing external devices are mounted on the printed wiring board 24. An insulating plate (not shown) is attached to the surface of the protection circuit board 24 facing the assembled battery 23 in order to avoid unnecessary connection with the wiring of the assembled battery 23.

正極側リード28は、組電池23の最下層に位置する正極端子7に接続され、その先端はプリント配線基板24の正極側コネクタ29に挿入されて電気的に接続されている。負極側リード30は、組電池23の最上層に位置する負極端子6に接続され、その先端はプリント配線基板24の負極側コネクタ31に挿入されて電気的に接続されている。これらのコネクタ29,31は、プリント配線基板24に形成された配線32,33を通して保護回路26に接続されている。   The positive electrode side lead 28 is connected to the positive electrode terminal 7 positioned at the lowermost layer of the assembled battery 23, and the tip thereof is inserted into the positive electrode side connector 29 of the printed wiring board 24 and electrically connected thereto. The negative electrode side lead 30 is connected to the negative electrode terminal 6 located in the uppermost layer of the assembled battery 23, and the tip thereof is inserted into the negative electrode side connector 31 of the printed wiring board 24 and electrically connected thereto. These connectors 29 and 31 are connected to the protection circuit 26 through wirings 32 and 33 formed on the printed wiring board 24.

サーミスタ25は、単電池21の温度を検出し、その検出信号は保護回路26に送信される。保護回路26は、所定の条件で保護回路26と外部機器への通電用端子27との間のプラス側配線34aおよびマイナス側配線34bを遮断できる。所定の条件とは、例えばサーミスタ25の検出温度が所定温度以上になったときである。また、所定の条件とは単電池21の過充電、過放電、過電流等を検出したときである。この過充電等の検出は、個々の単電池21もしくは単電池21全体について行われる。個々の単電池21を検出する場合、電池電圧を検出してもよいし、正極電位もしくは負極電位を検出してもよい。後者の場合、個々の単電池21中に参照極として用いるリチウム電極が挿入される。図4および図5の場合、単電池21それぞれに電圧検出のための配線35を接続し、これら配線35を通して検出信号が保護回路26に送信される。   The thermistor 25 detects the temperature of the unit cell 21, and the detection signal is transmitted to the protection circuit 26. The protection circuit 26 can cut off the plus side wiring 34a and the minus side wiring 34b between the protection circuit 26 and the energization terminal 27 to the external device under a predetermined condition. The predetermined condition is, for example, when the temperature detected by the thermistor 25 is equal to or higher than a predetermined temperature. The predetermined condition is when the overcharge, overdischarge, overcurrent, etc. of the cell 21 are detected. This detection of overcharge or the like is performed for each single cell 21 or the entire single cell 21. When detecting each single cell 21, the battery voltage may be detected, or the positive electrode potential or the negative electrode potential may be detected. In the latter case, a lithium electrode used as a reference electrode is inserted into each unit cell 21. In the case of FIG. 4 and FIG. 5, a wiring 35 for voltage detection is connected to each single cell 21, and a detection signal is transmitted to the protection circuit 26 through these wirings 35.

正極端子7および負極端子6が突出する側面を除く組電池23の三側面には、ゴムもしくは樹脂からなる保護シート36がそれぞれ配置されている。   Protective sheets 36 made of rubber or resin are disposed on the three side surfaces of the assembled battery 23 excluding the side surfaces from which the positive electrode terminal 7 and the negative electrode terminal 6 protrude.

組電池23は、各保護シート36およびプリント配線基板24と共に収納容器37内に収納される。すなわち、収納容器37の長辺方向の両方の内側面と短辺方向の内側面それぞれに保護シート36が配置され、短辺方向の反対側の内側面にプリント配線基板24が配置される。組電池23は、保護シート36およびプリント配線基板24で囲まれた空間内に位置する。蓋38は、収納容器37の上面に取り付けられている。   The assembled battery 23 is stored in a storage container 37 together with the protective sheets 36 and the printed wiring board 24. That is, the protective sheet 36 is disposed on each of the inner side surface in the long side direction and the inner side surface in the short side direction of the storage container 37, and the printed wiring board 24 is disposed on the inner side surface on the opposite side in the short side direction. The assembled battery 23 is located in a space surrounded by the protective sheet 36 and the printed wiring board 24. The lid 38 is attached to the upper surface of the storage container 37.

なお、組電池23の固定には粘着テープ22に代えて、熱収縮テープを用いてもよい。この場合、組電池の両側面に保護シートを配置し、熱収縮チューブを周回させた後、熱収縮チューブを熱収縮させて組電池を結束させる。   In addition, instead of the adhesive tape 22, a heat shrink tape may be used for fixing the assembled battery 23. In this case, protective sheets are arranged on both side surfaces of the assembled battery, the heat shrinkable tube is circulated, and then the heat shrinkable tube is thermally contracted to bind the assembled battery.

図4、図5では単電池21を直列接続した形態を示したが、電池容量を増大させるためには並列に接続してもよい。組み上がった電池パックを直列、並列に接続することもできる。   4 and 5 show the configuration in which the unit cells 21 are connected in series, but in order to increase the battery capacity, they may be connected in parallel. The assembled battery packs can be connected in series or in parallel.

また、電池パックの態様は用途により適宜変更される。電池パックの用途としては、大電流特性でのサイクル特性が望まれるものが好ましい。具体的には、デジタルカメラの電源用や、二輪乃至四輪のハイブリッド電気自動車、二輪乃至四輪の電気自動車、アシスト自転車等の車載用が挙げられる。特に、車載用が好適である。   Moreover, the aspect of a battery pack is changed suitably by a use. As the use of the battery pack, those in which cycle characteristics with large current characteristics are desired are preferable. Specific examples include a power source for a digital camera, a vehicle for a two- to four-wheel hybrid electric vehicle, a two- to four-wheel electric vehicle, an assist bicycle, and the like. In particular, the vehicle-mounted one is suitable.

以上の第3の実施形態によれば、第2の実施形態に係る非水電解質電池を備えているため、サイクル安定性、レート特性、充放電効率、ガス発生耐性に優れた電池パックを提供することができる。   According to the third embodiment described above, since the nonaqueous electrolyte battery according to the second embodiment is provided, a battery pack having excellent cycle stability, rate characteristics, charge / discharge efficiency, and gas generation resistance is provided. be able to.

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

以下、実施例に基づいて上記実施形態をさらに詳細に説明する。なお、活物質の結晶構造の推定は、Cu-Kα線を用いた粉末X線回折法によって行った。また、生成物の組成をICP法により分析し、目的物が得られていることを確認した。   Hereinafter, based on an Example, the said embodiment is described in detail. The crystal structure of the active material was estimated by a powder X-ray diffraction method using Cu-Kα rays. The composition of the product was analyzed by ICP method, and it was confirmed that the target product was obtained.

<実施例1>
(負極の作製)
まず、Li2CO3とアナターゼ型TiO2とをLi:Tiのモル比が4:5になるように混合し、850℃で12時間大気中焼成することによって、リチウム吸蔵・放出電位が1.5V vs. Li/Li+のスピネル型リチウムチタン複合酸化物Li4Ti512を得た。
<Example 1>
(Preparation of negative electrode)
First, Li 2 CO 3 and anatase TiO 2 are mixed so that the molar ratio of Li: Ti is 4: 5, and calcined in the atmosphere at 850 ° C. for 12 hours, whereby the lithium occlusion / release potential is 1. A spinel type lithium titanium composite oxide Li 4 Ti 5 O 12 of 5 V vs. Li / Li + was obtained.

平均粒子径が0.2μmのカーボンブラック0.2%懸濁液100gにAuイオン濃度が1%の塩化金酸水溶液を14g添加して20℃で5分間攪拌した。この懸濁液を20℃で40分間攪拌した後、遠心分離機で固液分離し、更に水を500g加えて3分間洗浄した。遠心分離および洗浄操作を3回繰り返して懸濁液中に残存しているClイオン、Auイオン等を除去した後、得られた固形物を90℃で10時間乾燥させて金担持カーボンブラックを得た。TEM分析により、カーボンブラック粒子表面にAuが島状に担持されていることを確認した。また、平均粒子径10nm程度のAu粒子がカーボンブラック粒子表面に担持されていることを確認した。   14 g of a chloroauric acid aqueous solution with a 1% Au ion concentration was added to 100 g of a 0.2% carbon black suspension having an average particle size of 0.2 μm, and the mixture was stirred at 20 ° C. for 5 minutes. The suspension was stirred at 20 ° C. for 40 minutes, then solid-liquid separated with a centrifuge, and further 500 g of water was added and washed for 3 minutes. Centrifugation and washing operations are repeated three times to remove Cl ions, Au ions, etc. remaining in the suspension, and then the obtained solid is dried at 90 ° C. for 10 hours to obtain gold-supported carbon black. It was. By TEM analysis, it was confirmed that Au was supported in an island shape on the surface of the carbon black particles. Further, it was confirmed that Au particles having an average particle diameter of about 10 nm are supported on the surface of the carbon black particles.

得られたLi4Ti512を90重量部と、得られた金担持カーボンブラック5重量部と結着剤としてPVdFを5重量部とを混合した負極合剤をNMPに加え、スラリーを調製した。得られたスラリーを厚さ15μmのアルミニウム箔(集電体)に塗布し、乾燥し、プレスすることにより、電極密度が2.0g/cm3の負極を作製した。 A negative electrode mixture prepared by mixing 90 parts by weight of the obtained Li 4 Ti 5 O 12 , 5 parts by weight of the obtained gold-supporting carbon black and 5 parts by weight of PVdF as a binder was added to NMP to prepare a slurry. did. The obtained slurry was applied to an aluminum foil (current collector) having a thickness of 15 μm, dried and pressed to prepare a negative electrode having an electrode density of 2.0 g / cm 3 .

(正極の作製)
正極活物質として粉末の層状岩塩型コバルト酸リチウム(LiCoO2)を85重量部と、導電剤としてグラファイト5重量部及びアセチレンブラック5重量部と、結着剤としてPVdFを5重量部とを混合した正極合剤をNMPに加え、スラリーを調製した。得られたスラリーを厚さ15μmのアルミニウム箔(集電体)に塗布し、乾燥し、プレスすることにより、電極密度が2.9g/cm3の正極を作製した。
(Preparation of positive electrode)
85 parts by weight of layered rock salt type lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) as a positive electrode active material, 5 parts by weight of graphite and 5 parts by weight of acetylene black as a conductive agent, and 5 parts by weight of PVdF as a binder were mixed. A positive electrode mixture was added to NMP to prepare a slurry. The obtained slurry was applied to an aluminum foil (current collector) having a thickness of 15 μm, dried and pressed to produce a positive electrode having an electrode density of 2.9 g / cm 3 .

(非水電解質二次電池の作製)
作製した正極と負極を、セパレータを介して積層し、この積層物を、負極が外周側になるように渦巻き状に巻いて電極群を作製した。
(Preparation of non-aqueous electrolyte secondary battery)
The produced positive electrode and negative electrode were laminated | stacked through the separator, and this laminated body was wound in the spiral shape so that a negative electrode might become an outer peripheral side, and the electrode group was produced.

セパレータとして、ポリエチレン製多孔質フィルムからなるセパレータを用いた。   A separator made of a polyethylene porous film was used as the separator.

エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを体積比で1:2の割合で混合した混合溶媒に六フッ化リン酸リチウムを1.0mol/l溶解して非水電解液を調製した。   A nonaqueous electrolytic solution was prepared by dissolving 1.0 mol / l of lithium hexafluorophosphate in a mixed solvent in which ethylene carbonate and diethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 2.

作製した電極群と調製した非水電解液をアルミラミネート製の容器に収納し非水電解質二次電池を組み立てた。なお、組み立てた二次電池の全体の容量が1000mAhになるように、正極及び負極塗布量を調整した。   The prepared electrode group and the prepared non-aqueous electrolyte were housed in an aluminum laminate container, and a non-aqueous electrolyte secondary battery was assembled. Note that the coating amounts of the positive electrode and the negative electrode were adjusted so that the total capacity of the assembled secondary battery was 1000 mAh.

<実施例2〜11、比較例2〜5>
カーボンブラック表面への担持にあたり、触媒材料として下記表1,表2に示す材料を用いた以外は、実施例1と同様な方法で非水電解質二次電池を製造した。
<Examples 2 to 11 and Comparative Examples 2 to 5>
A nonaqueous electrolyte secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the materials shown in Tables 1 and 2 below were used as catalyst materials for supporting the carbon black surface.

<実施例12〜14及び比較例10>
カーボンブラックへの金粒子の担持にあたり、平均粒子径を下記表1になるよう調整した以外実施例1と同様な方法で非水電解質二次電池を製造した。
<Examples 12 to 14 and Comparative Example 10>
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the average particle diameter was adjusted to be as shown in Table 1 below when the gold particles were supported on carbon black.

<実施例15>
導電性粒子として平均粒子径が0.15μmのカーボンナノファイバーを用いたこと以外、実施例1と同様な方法で非水電解質二次電池を製造した。
<Example 15>
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that carbon nanofibers having an average particle size of 0.15 μm were used as the conductive particles.

<実施例16>
負極に用いる活物質として、リチウム吸蔵・放出電位が1.0V vs. Li/Li+のブロンズ型(単斜晶系)の二酸化チタン(TiO2)を用いた以外は実施例1と同様な方法で非水電解質二次電池を作製した。
<Example 16>
The same method as in Example 1, except that bronze type (monoclinic) titanium dioxide (TiO 2 ) having a lithium occlusion / release potential of 1.0 V vs. Li / Li + was used as the active material for the negative electrode. A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced.

<比較例1、11>
実施例1で合成した金担持カーボンブラックの代わりに、無担持のカーボンブラックを同重量部負極導電剤として用いた以外、実施例1、16と同様な方法で非水電解質二次電池を製造した。
<Comparative Examples 1 and 11>
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Examples 1 and 16, except that unsupported carbon black was used as the same weight part negative electrode conductive agent instead of the gold-supported carbon black synthesized in Example 1. .

<比較例6>
カーボンブラック粒子表面全体を触媒層で被覆したこと以外、実施例1と同様な方法で非水電解質二次電池を製造した。
<Comparative Example 6>
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the entire surface of the carbon black particles was coated with the catalyst layer.

<比較例7>
カーボンブラックの代りにスピネル型チタン酸リチウムからなる負極活物質の表面にAu粒子を担持し、また、無担持のカーボンブラックを同重量部負極導電剤として用いた以外、実施例1と同様な方法で非水電解質二次電池を作製した。
<Comparative Example 7>
The same method as in Example 1 except that Au particles were supported on the surface of the negative electrode active material made of spinel type lithium titanate instead of carbon black, and unsupported carbon black was used as the same weight part negative electrode conductive agent. A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced.

<比較例8>
グラファイト5重量部及びアセチレンブラック5重量部の代りに実施例1で合成した金担持カーボンブラック10重量部を正極の導電剤に用い、無担持のカーボンブラックを同重量部負極導電剤として用いた以外、実施例1と同様な方法で非水電解質二次電池を作製した。
<Comparative Example 8>
Instead of 5 parts by weight of graphite and 5 parts by weight of acetylene black, 10 parts by weight of the gold-supported carbon black synthesized in Example 1 was used as the conductive agent for the positive electrode, and unsupported carbon black was used as the negative electrode conductive agent for the same part by weight. A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1.

<比較例9>
負極活物質にLi4Ti512の代りに炭素質物(リチウム吸蔵・放出電位が0.1V vs Li/Li+)を用いること以外は実施例1と同様な方法で非水電解質二次電池を製造した。
<Comparative Example 9>
A nonaqueous electrolyte secondary battery in the same manner as in Example 1 except that a carbonaceous material (lithium occlusion / release potential is 0.1 V vs Li / Li + ) is used instead of Li 4 Ti 5 O 12 as the negative electrode active material. Manufactured.

<初回充放電>
実施例及び比較例の電池は以下の方法により初回充放電を行った。比較例9を除き、充放電は、1000mA(1C)の電流値で電池電位が3.0V〜1.5Vの範囲で行った。比較例9については、充放電における電圧の範囲を4.2V〜2.5Vに変更した以外は同様の方法で試験を行った。25℃環境の恒温槽中で、電池の電圧が充電上限電圧に達するまで、200mAの定電流充電を行った。充電上限電圧到達後、充電電流が50mA以下になるまで電圧を維持した。その後、200mAの電流値で放電下限電圧に達するまで放電を行った。その後、充放電電流値を1000mAにし、初回の充放電容量とした。
<First charge / discharge>
The batteries of Examples and Comparative Examples were charged and discharged for the first time by the following method. Except for Comparative Example 9, charging and discharging were performed at a current value of 1000 mA (1C) and a battery potential in the range of 3.0 V to 1.5 V. About the comparative example 9, the test was done by the same method except having changed the voltage range in charging / discharging into 4.2V-2.5V. The constant current charging of 200 mA was performed until the battery voltage reached the charging upper limit voltage in a constant temperature bath of 25 ° C. environment. After reaching the charge upper limit voltage, the voltage was maintained until the charge current became 50 mA or less. Thereafter, discharging was performed at a current value of 200 mA until the discharge lower limit voltage was reached. Thereafter, the charge / discharge current value was set to 1000 mA to obtain the first charge / discharge capacity.

<サイクル容量維持率の評価>
実施例及び比較例の電池を用いて、45℃の高温環境下で電極劣化の加速試験を行った。100サイクル繰り返し充放電を行い(充電/放電で1サイクルとする)、放電容量維持率を調べた。充放電は、比較例9を除き、正負極間の電圧が1.5V〜3.0Vの電位範囲で、放電電流値1000mAの条件で行った。比較例9については、充放電における電圧の範囲を4.2V〜2.5Vに変更した以外は同様の方法で試験を行った。比較例9以外の容量維持率は、サイクル試験前後の、3.0Vから1.5Vまでの1000mAでの放電容量比を算出した。比較例9の容量維持率については、サイクル試験前後の、4.2Vから2.5Vまでの1000mAでの放電容量比を算出した。得られた容量維持率を下記表1〜表3に示す。
<Evaluation of cycle capacity maintenance ratio>
Using the batteries of Examples and Comparative Examples, an electrode deterioration acceleration test was performed in a high temperature environment of 45 ° C. Charging / discharging was repeated 100 cycles (charging / discharging makes 1 cycle), and the discharge capacity retention rate was examined. Except for Comparative Example 9, charging and discharging were performed under the condition of a discharge current value of 1000 mA in a voltage range between 1.5 V and 3.0 V between the positive and negative electrodes. About the comparative example 9, the test was done by the same method except having changed the voltage range in charging / discharging into 4.2V-2.5V. For the capacity retention ratio other than Comparative Example 9, the discharge capacity ratio at 1000 mA from 3.0 V to 1.5 V before and after the cycle test was calculated. For the capacity retention rate of Comparative Example 9, the discharge capacity ratio at 1000 mA from 4.2 V to 2.5 V before and after the cycle test was calculated. The obtained capacity retention rates are shown in Tables 1 to 3 below.

<ガス発生評価>
実施例及び比較例の電池を用いて、60℃の高温環境下でガス発生の加速試験を行った。初回充放電後の電池厚さを測定し、所定の充電状態に調整した後、60℃の恒温槽内に電池を4週間貯蔵した。貯蔵後の電池厚さを測定し、貯蔵試験前の電池厚さに対する割合として算出した。得られた割合を厚さ変化として下記表1〜表3に示す。
<Evaluation of gas generation>
Using the batteries of Examples and Comparative Examples, an acceleration test of gas generation was performed in a high temperature environment of 60 ° C. The battery thickness after the first charge / discharge was measured and adjusted to a predetermined charge state, and then the battery was stored in a constant temperature bath at 60 ° C. for 4 weeks. The battery thickness after storage was measured and calculated as a ratio to the battery thickness before the storage test. The obtained ratios are shown in Tables 1 to 3 below as thickness changes.

<レート特性>
初回充放電後の電池をSOC(充電状態)100%から放電電流値1000mA(1C)と200mA(0.2C)でそれぞれ放電試験を行ったときの、0.2C容量に対する1C容量の比をレート特性(1C容量/0.2C容量)として算出し、その結果を下記表1〜表3に示す。

Figure 2013055006
<Rate characteristics>
The ratio of the 1C capacity to the 0.2C capacity when the discharge test was performed on the battery after the first charge / discharge at a discharge current value of 1000 mA (1C) and 200 mA (0.2 C) from 100% SOC (charged state). It calculated as a characteristic (1 C capacity | capacitance /0.2 C capacity | capacitance), and the result is shown in following Table 1-Table 3.
Figure 2013055006

Figure 2013055006
Figure 2013055006

表1及び表2から明らかなように、実施例1〜15によると、Cu、Ag、Au、Pd、In、Zn、Sn、Pb、PtおよびCdからなる群から選ばれる少なくとも一つ以上の金属または合金の粒子が平均粒子径が2nm以上100nm以下で担持された導電性粒子を導電剤に用いているため、電池膨れが抑制され、厚さ変化が小さくなっていることが分かる。また、高温サイクル試験後の容量維持率も高くなっていることが分かる。担持された金属または合金の触媒効果により、活物質表面上に安定な被膜が形成され、副反応が抑制されたためだと考えられる。さらに、レート特性にも優れている。これは、活物質表面上の被膜がリチウムイオン伝導性を有するためであると考えられる。   As apparent from Tables 1 and 2, according to Examples 1 to 15, at least one metal selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, Pd, In, Zn, Sn, Pb, Pt, and Cd. Alternatively, it can be seen that since the conductive particles in which the alloy particles are supported with an average particle diameter of 2 nm or more and 100 nm or less are used as the conductive agent, battery swelling is suppressed and the change in thickness is small. Moreover, it turns out that the capacity | capacitance maintenance factor after a high temperature cycle test is also high. This is probably because a stable film was formed on the surface of the active material due to the catalytic effect of the supported metal or alloy, and side reactions were suppressed. Furthermore, it has excellent rate characteristics. This is presumably because the coating on the active material surface has lithium ion conductivity.

一方、実施例1,15を比較することにより、導電性粒子としてカーボンブラック類以外に気相成長炭素繊維等を用いても、電池膨れが抑制され、高温サイクル寿命及びレート特性に優れた電池を実現できることがわかる。   On the other hand, by comparing Examples 1 and 15, even when using vapor-grown carbon fibers or the like as the conductive particles in addition to carbon black, battery swelling is suppressed, and a battery with excellent high-temperature cycle life and rate characteristics is obtained. It can be seen that it can be realized.

これに対し、無担持のカーボンブラックを導電剤に用いた比較例1の電池は、高温貯蔵においてガス発生により電池が膨れていることが分かる。これは、充放電時に活物質表面に安定な被膜が形成されなかったため、その後のサイクルおよび貯蔵試験における副反応を抑制しきれなかったためと考えられる。   On the other hand, it can be seen that the battery of Comparative Example 1 using unsupported carbon black as the conductive agent swells due to gas generation during high-temperature storage. This is probably because a stable film was not formed on the active material surface during charge / discharge, and side reactions in subsequent cycles and storage tests could not be suppressed.

比較例2〜3のようにCu、Ag、Au、Pd、In、Zn、Sn、Pb、PtおよびCd以外の種類の金属を用いると、非水電解質の副反応によるガス発生を抑制することができず、電池厚さが大きく変化することが分かる。また、レート特性にも劣っている。これは、担持された金属粒子の還元触媒能が低かったために、リチウムイオン伝導性を有する安定な被膜が十分形成されなかったためである。   If a metal other than Cu, Ag, Au, Pd, In, Zn, Sn, Pb, Pt, and Cd is used as in Comparative Examples 2-3, gas generation due to side reactions of the nonaqueous electrolyte can be suppressed. It cannot be seen that the battery thickness changes greatly. Also, the rate characteristics are inferior. This is because a stable coating film having lithium ion conductivity was not sufficiently formed because the reduction catalytic ability of the supported metal particles was low.

比較例4〜5のように金属酸化物を用いる場合、非水電解質の副反応によるガス発生を抑制することができず、サイクル後に容量が大きく低下することが分かる。また、レート特性にも劣っている。これは、担持された金属酸化物粒子の還元触媒能が低かったためにリチウムイオン伝導性を有する安定な被膜が十分形成されず、また、金属酸化物粒子により導電性粒子の電子伝導性が損なわれたためである。   When using a metal oxide like Comparative Examples 4-5, it turns out that the gas generation by the side reaction of a nonaqueous electrolyte cannot be suppressed, but a capacity | capacitance falls large after a cycle. Also, the rate characteristics are inferior. This is because the supported metal oxide particles have a low reduction catalytic ability, so that a stable coating having lithium ion conductivity is not sufficiently formed, and the electronic conductivity of the conductive particles is impaired by the metal oxide particles. This is because.

比較例6の電池のように、導電性粒子の表面全てを触媒層で覆ってしまうと、サイクル後の容量維持率、ガス発生による電池膨れについて改善効果が殆ど得られないことが分かる。これは、導電性粒子の全面を覆うことで、金属または合金の表面積が大きく低下し、触媒能が著しく減少したためだと考えられる。従って、金属または合金は導電性粒子の全面を被覆することなく、粒子状として担持されていることが好ましい。   When the entire surface of the conductive particles is covered with the catalyst layer as in the battery of Comparative Example 6, it can be seen that almost no improvement effect is obtained with respect to the capacity retention rate after the cycle and the battery swelling due to gas generation. This is considered to be because the surface area of the metal or alloy was greatly reduced by covering the entire surface of the conductive particles, and the catalytic ability was significantly reduced. Therefore, it is preferable that the metal or alloy is supported as particles without covering the entire surface of the conductive particles.

負極活物質であるLi4Ti512の表面上にAu粒子を担持させた比較例7の電池では、無担持の導電性粒子を用いた比較例1と比べてガス発生による電池膨れが改善されていることが分かる。これは、Au粒子が活物質表面上での副反応を直接抑制したためだと考えられる。そこで、実施例1と比較例7のレート特性を比較したところ、実施例1が0.97だったのに対し、比較例7では0.78とレート特性が低くなっていることが確認された。これは、Liイオン伝導性を持たないAu金属が活物質表面を被覆してしまったことで、電極反応面積が低下したためだと考えられる。一方、実施例1の電池では、Liイオン伝導性を有する被膜が形成されたことから、レート特性を損なうことなく副反応の抑制ができたと考えられる。 In the battery of Comparative Example 7 in which Au particles are supported on the surface of Li 4 Ti 5 O 12 which is a negative electrode active material, the battery swelling due to gas generation is improved as compared with Comparative Example 1 using unsupported conductive particles. You can see that. This is probably because the Au particles directly suppressed side reactions on the active material surface. Therefore, when the rate characteristics of Example 1 and Comparative Example 7 were compared, it was confirmed that Example 1 was 0.97, whereas Comparative Example 7 had a rate characteristic of 0.78, which was low. . This is thought to be because the electrode reaction area was reduced because Au metal having no Li ion conductivity covered the surface of the active material. On the other hand, in the battery of Example 1, since a film having Li ion conductivity was formed, it is considered that the side reaction could be suppressed without impairing the rate characteristics.

実施例1、比較例8、9の比較から、導電性粒子表面への金属または合金の粒子を担持させることによる効果は、正極およびカーボン負極に対しては、得られないことがわかる。正極は電位の高い(2.5V〜4.3V vs.Li/Li+)領域で使用されるため還元反応が生じず、カーボン負極は触媒作用が無くとも十分に還元反応が進行する電位(0.1V vs.Li/Li+)領域で使用されるため、還元触媒の効果が得られなかったと考えられる。 From the comparison between Example 1 and Comparative Examples 8 and 9, it can be seen that the effect of loading metal or alloy particles on the surface of the conductive particles cannot be obtained for the positive electrode and the carbon negative electrode. Since the positive electrode is used in the high potential (2.5 V to 4.3 V vs. Li / Li + ) region, no reduction reaction occurs, and the carbon negative electrode has a potential at which the reduction reaction proceeds sufficiently even without catalytic action (0 .1 V vs. Li / Li + ) region, it is considered that the effect of the reduction catalyst was not obtained.

また、実施例1,12〜14、比較例10から、Cu、Ag、Au、Pd、In、Zn、Sn、Pb、PtおよびCdからなる群から選ばれる金属を用いても、平均粒子径が100nmを超えると、効果が得られないことが分かる。これは、粒子径が大きくなることで、触媒効果が得られる表面積が減少し、担持触媒自体の触媒能も低下するため、安定な被膜の形成が行われなかったためと考えられる。

Figure 2013055006
Moreover, even if it uses the metal chosen from the group which consists of Cu, Ag, Au, Pd, In, Zn, Sn, Pb, Pt, and Cd from Example 1, 12-14, and the comparative example 10, an average particle diameter is. It turns out that an effect is not acquired when it exceeds 100 nm. This is presumably because the formation of a stable coating was not performed because the surface area at which the catalytic effect was obtained decreased and the catalytic ability of the supported catalyst itself decreased due to the increase in particle diameter.
Figure 2013055006

表3から明らかなように、実施例16のように負極活物質にブロンズ型TiO2を用いた場合にも、Cu、Ag、Au、Pd、In、Zn、Sn、Pb、PtおよびCdからなる群から選ばれる少なくとも一つ以上の金属または合金の粒子が担持された導電性粒子を導電剤に用いることにより、電池膨れが抑制され、厚さ変化が比較例11に比して小さくなっていることが分かる。また、高温サイクル試験後の容量維持率及びレート特性が比較例11に比して高くなっていることが分かる。表1〜3の効果に示す通り、Li4Ti512(1.5V vs. Li/Li+)やブロンズ型TiO2(1.0 vs. Li/Li+)のようにLiイオンの吸蔵・放出電位が1V vs Li/Li+以上3V vs Li/Li+以下の負極活物質に有効であることが分かる。 As is apparent from Table 3, even when bronze type TiO 2 was used as the negative electrode active material as in Example 16, it was composed of Cu, Ag, Au, Pd, In, Zn, Sn, Pb, Pt and Cd. By using conductive particles carrying particles of at least one metal or alloy selected from the group for the conductive agent, battery swelling is suppressed and the thickness change is smaller than that of Comparative Example 11. I understand that. Moreover, it turns out that the capacity | capacitance maintenance factor and rate characteristic after a high-temperature cycle test are high compared with the comparative example 11. As shown in the effects of Tables 1 to 3, Occlusion of Li ions such as Li 4 Ti 5 O 12 (1.5 V vs. Li / Li + ) and bronze type TiO 2 (1.0 vs. Li / Li + ) -It turns out that it is effective for the negative electrode active material whose emission potential is 1 V vs Li / Li + or more and 3 V vs Li / Li + or less.

以上説明した少なくとも一つの実施形態の非水電解質電池用負極によれば、Cu、Ag、Au、Pd、In、Zn、Sn、Pb、PtおよびCdからなる群から選ばれる少なくとも一つ以上の金属または合金で平均粒子径が2nm以上100nm以下の粒子が担持された導電性粒子を含む導電剤を用いることにより、優れたレート特性を有し、かつ非水電解質の分解を抑制することが可能となる。   According to the negative electrode for a nonaqueous electrolyte battery of at least one embodiment described above, at least one metal selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, Pd, In, Zn, Sn, Pb, Pt, and Cd. Alternatively, by using a conductive agent containing conductive particles in which particles having an average particle diameter of 2 nm to 100 nm are supported by an alloy, it has excellent rate characteristics and can suppress decomposition of the nonaqueous electrolyte. Become.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…負極活物質、2…導電性粒子、3…触媒粒子、9…電極群、10…外装部材、11…負極、11a…負極集電体、11b…負極材料層、12…セパレータ、13…正極、13a…正極集電体、13b…正極材料層、14…負極端子、15…正極端子、21…単電池、23…組電池、24…プリント配線基板、25…サーミスタ、26…保護回路、37…収納容器、38…蓋。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Negative electrode active material, 2 ... Electroconductive particle, 3 ... Catalyst particle, 9 ... Electrode group, 10 ... Exterior member, 11 ... Negative electrode, 11a ... Negative electrode collector, 11b ... Negative electrode material layer, 12 ... Separator, 13 ... Positive electrode, 13a ... Positive electrode current collector, 13b ... Positive electrode material layer, 14 ... Negative electrode terminal, 15 ... Positive electrode terminal, 21 ... Single cell, 23 ... Battery assembly, 24 ... Printed circuit board, 25 ... Thermistor, 26 ... Protection circuit, 37 ... storage container, 38 ... lid.

Claims (5)

リチウム吸蔵・放出電位が1V vs Li/Li+以上3V vs Li/Li+以下の負極活物質と、
導電性粒子と、前記導電性粒子の表面に担持され、平均粒子径が2nm以上100nm以下であり、Cu、Ag、Au、Pd、In、Zn、Sn、Pb、PtおよびCdからなる群から選ばれる少なくとも一つ以上の金属または合金の粒子とを含む導電剤と
を含むことを特徴とする非水電解質電池用負極。
A negative electrode active material having a lithium insertion / release potential of 1 V vs Li / Li + or more and 3 V vs Li / Li + or less,
Selected from the group consisting of conductive particles, and supported on the surface of the conductive particles, having an average particle diameter of 2 nm to 100 nm and consisting of Cu, Ag, Au, Pd, In, Zn, Sn, Pb, Pt and Cd And a conductive agent comprising at least one metal or alloy particle.
前記導電性粒子は、グラファイト類、カーボンブラック類及び気相成長炭素繊維からなる群から選ばれる少なくとも1つ以上であることを特徴とする請求項1に記載の非水電解質電池用負極。   2. The negative electrode for a non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the conductive particles are at least one selected from the group consisting of graphites, carbon blacks, and vapor grown carbon fibers. 前記負極活物質は、スピネル型、ラムスデライト型、アナターゼ型、ルチル型、ブルッカイト型、ブロンズ型のいずれかの構造を有するチタン含有金属酸化物から選ばれる少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項2に記載の非水電解質電池用負極。   The negative electrode active material includes at least one selected from titanium-containing metal oxides having a structure of any one of spinel type, ramsdellite type, anatase type, rutile type, brookite type, and bronze type. Item 3. The negative electrode for a nonaqueous electrolyte battery according to Item 2. 請求項1〜3いずれか1項記載の非水電解質電池用負極と、
正極と、
非水電解質と
を含むことを特徴とする非水電解質電池。
A negative electrode for a non-aqueous electrolyte battery according to any one of claims 1 to 3,
A positive electrode;
A non-aqueous electrolyte battery comprising a non-aqueous electrolyte.
請求項1〜4いずれか1項記載の非水電解質電池を含むことを特徴とする電池パック。   A battery pack comprising the nonaqueous electrolyte battery according to claim 1.
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