JP2014157748A - Method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

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敦史 杉原
Tomoyuki Uezono
知之 上薗
Tomoya Meshida
智也 召田
Naoyuki Wada
直之 和田
Shuji Tsutsumi
修司 堤
Tatsuya Hashimoto
達也 橋本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a nonaqueous electrolyte secondary battery, by which a coating can be formed on an active material layer without causing unevenness.SOLUTION: The method for manufacturing a nonaqueous electrolyte secondary battery disclosed herein includes the steps of: (a) kneading a negative electrode active material and an oxalate complex compound with a predetermined solvent to prepare a negative electrode paste A; (b) kneading a negative electrode active material with a predetermined solvent without containing an oxalate complex compound to prepare a negative electrode paste B; (c) coating the negative electrode paste B on a central strip-like region which is a negative electrode active material layer formation region on a long negative electrode collector and includes the center in the width direction orthogonal to the longitudinal direction of the negative electrode active material layer formation region; (d) coating the negative electrode paste A on a region which is the negative electrode active material layer formation region and excludes the central strip-like region; (e) constructing an electrode body using a negative electrode coated with the negative electrode pastes A and B; and (f) constructing a battery by accommodating the electrode body and a nonaqueous electrolyte in a battery case.

Description

本発明は、非水電解液中にオキサラト錯体化合物を含む非水電解液二次電池の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery containing an oxalato complex compound in a non-aqueous electrolyte.

リチウムイオン二次電池等の非水電解液二次電池は、既存の電池に比べて小型、軽量かつ高エネルギー密度であって、出力密度にも優れたものとなり得る。そのため、パソコンや携帯端末等のいわゆるポータブル電源や、車載用の電源(車両駆動用電源)として好ましく用いられている。この種の電池は、典型的には、正極と負極とが絶縁状態で積層され、捲回されてなる捲回電極体と、非水電解液とが電池ケースに収容されて構築されている。正極および負極には、対応する集電体上に電荷担体(典型的にはリチウムイオン)を可逆的に吸蔵・放出し得る材料(活物質)を主体とする電極活物質層が備えられており、かかる電極間を電荷担体が行き来することによって充放電が行われる。   A non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery is smaller, lighter, and has a higher energy density than an existing battery, and can be excellent in output density. Therefore, it is preferably used as a so-called portable power source such as a personal computer or a portable terminal, or a vehicle-mounted power source (vehicle power source). This type of battery is typically constructed such that a wound electrode body, in which a positive electrode and a negative electrode are laminated in an insulating state and wound, and a non-aqueous electrolyte are housed in a battery case. Each of the positive electrode and the negative electrode is provided with an electrode active material layer mainly composed of a material (active material) capable of reversibly occluding and releasing charge carriers (typically lithium ions) on a corresponding current collector. Then, charge and discharge are performed as charge carriers move back and forth between the electrodes.

非水電解液二次電池では、充電時に非水電解液に含まれる成分(例えば非水溶媒や支持塩)の一部が分解され、正負極の活物質の表面にその分解物を含むSEI皮膜(Solid Electrolyte Interphase皮膜;例えばROCOLi等の有機物層やLiF,LiO等の無機物層等)が形成され得る。このようなSEI皮膜によって、以後の非水電解液の分解や活物質を構成する元素の溶出が抑制されるため、電池性能(例えば耐久性)が向上し得る。しかしながら、SEI皮膜の形成によって消費される電荷担体(例えばリチウムイオン)は不可逆容量となるため、かかる皮膜の形成は電池容量低下の原因ともなり得る。
そこで、非水電解液よりも低い電位で分解し、活物質の表面に安定な皮膜を形成し得る添加剤を、電池内に含有させる手法が知られている。例えば特許文献1には、非水電解液中に皮膜形成剤としてのオキサラト錯体化合物(例えば、リチウムビス(オキサラト)ボレート)を含む非水電解液二次電池が開示されている。
In a non-aqueous electrolyte secondary battery, a part of components (for example, a non-aqueous solvent and a supporting salt) contained in the non-aqueous electrolyte during decomposition is decomposed, and the SEI film containing the decomposition product on the surface of the active material of the positive and negative electrodes (Solid Electrolyte Interphase film; for example, an organic material layer such as ROCO 2 Li or an inorganic material layer such as LiF or Li 2 O) may be formed. Such SEI film suppresses subsequent decomposition of the non-aqueous electrolyte and elution of elements constituting the active material, so that battery performance (for example, durability) can be improved. However, since charge carriers (for example, lithium ions) consumed by the formation of the SEI film have an irreversible capacity, the formation of such a film may cause a decrease in battery capacity.
Therefore, a technique is known in which an additive that can be decomposed at a lower potential than the nonaqueous electrolytic solution to form a stable film on the surface of the active material is contained in the battery. For example, Patent Document 1 discloses a non-aqueous electrolyte secondary battery that includes an oxalato complex compound (for example, lithium bis (oxalato) borate) as a film forming agent in a non-aqueous electrolyte.

特開2005−259592号公報JP 2005-255952 A

ところで、非水電解液二次電池の電極体には、不可避の不純物としてナトリウム(Na)成分(例えばナトリウム塩)が含まれる。例えば、負極の活物質層の形成の際に増粘剤としてカルボキシメチルセルロース(CMC)を用いる場合等には、かかるナトリウム成分が負極活物質層中に均一に含まれ得る。そして、このナトリウム成分は、負極活物質層に非水電解液が含浸した際に該非水電解液に溶解するため、非水電解液の含浸と共に負極活物質層内を移動し、浸透方向先端に濃化される。そのため、例えば、電極体が平板状の正極および負極を積層または更に捲回してなる電極体である場合、負極活物質層のナトリウムイオンは幅方向の端部から浸透を始め、浸透方向の中心、すなわち、典型的には長手方向に直交する幅方向の中央部に集まる傾向にある。したがって、負極活物質層においては、幅方向の中央部ではナトリウムイオンが偏在し、濃度が高くなる傾向がある。   By the way, the electrode body of a nonaqueous electrolyte secondary battery contains a sodium (Na) component (for example, sodium salt) as an inevitable impurity. For example, when carboxymethyl cellulose (CMC) is used as a thickener when forming the active material layer of the negative electrode, such a sodium component can be uniformly contained in the negative electrode active material layer. The sodium component dissolves in the non-aqueous electrolyte when the negative electrode active material layer is impregnated with the non-aqueous electrolyte. Thicken. Therefore, for example, when the electrode body is an electrode body formed by laminating or further winding a flat positive electrode and a negative electrode, sodium ions of the negative electrode active material layer start to penetrate from the end in the width direction, That is, typically, they tend to gather at the center in the width direction orthogonal to the longitudinal direction. Therefore, in the negative electrode active material layer, sodium ions are unevenly distributed in the central portion in the width direction, and the concentration tends to increase.

ここで、非水電解液として、オキサライトを含有する電解液、例えば、リチウムビス(オキサラト)ボレート(LiBOB)を含有する電解液を用いた場合、ビス(オキサラト)ボレートアニオン([B(C)は、カチオンであるナトリウムイオン(Na)よりも拡散速度が遅い。したがって、ビス(オキサラト)ボレートアニオンは、ナトリウムイオンの偏在するこの中央部に遅れて到達するため、該中央部に到達したときに初めてナトリウムイオンと遭遇することが多い。したがって、この中央部では、ナトリウムイオン(Na)とビス(オキサラト)ボレートアニオン([B(C)との会合が活発に行われ、難溶性のNa[B(C]が多く析出される。この結果、負極活物質層の幅方向では中央部にNa[B(C]が多く析出される傾向となり、初回充電時にかかるNa[B(C]や非水電解液中の[B(Cが分解されて形成されるLiBOB由来の皮膜の形成にも幅方向でムラが生じてしまっていた。二次電池の長期の使用に際しては、LiBOB由来の皮膜の少ない部分が劣化しやすく、また、LiBOB由来の皮膜の多い部分の抵抗が高くなり得る。従って、充放電を繰り返し行った場合、負極活物質層の幅方向の中央部の抵抗が高い部分には、電荷担体に由来する物質(例えば、金属リチウム(Li)等の金属)が局所的に析出してしまっていた。特に、非水電解液の添加剤としてLiBOBを使用するリチウム二次電池については低温使用時にLiの析出が起こりやすいため、更なる容量の低下が発生することが懸念される。 Here, as the nonaqueous electrolytic solution, when an electrolytic solution containing oxalite, for example, an electrolytic solution containing lithium bis (oxalato) borate (LiBOB) is used, bis (oxalato) borate anion ([B (C 2 O 4 ) 2 ] ) has a slower diffusion rate than sodium ion (Na + ) which is a cation. Therefore, since the bis (oxalato) borate anion arrives at this central part where sodium ions are unevenly distributed, it often encounters sodium ions only when the central part is reached. Therefore, in this central part, association of sodium ion (Na + ) and bis (oxalato) borate anion ([B (C 2 O 4 ) 2 ] ) is actively performed, and hardly soluble Na [B (C A large amount of 2 O 4 ) 2 ] is precipitated. As a result, in the width direction of the negative electrode active material layer, a large amount of Na [B (C 2 O 4 ) 2 ] tends to be deposited in the center, and Na [B (C 2 O 4 ) 2 ] or non-charged during the first charge is not observed. Even in the formation of a LiBOB-derived film formed by decomposing [B (C 2 O 4 ) 2 ] in the water electrolyte, unevenness occurred in the width direction. When a secondary battery is used for a long period of time, a portion having a small LiBOB-derived film is likely to deteriorate, and a resistance of a portion having a large LiBOB-derived film can be increased. Therefore, when charging / discharging is repeated, a substance (for example, a metal such as metallic lithium (Li)) derived from the charge carrier is locally present in a portion having a high resistance in the central portion in the width direction of the negative electrode active material layer. It was deposited. In particular, lithium secondary batteries that use LiBOB as an additive for the nonaqueous electrolyte solution are liable to precipitate Li during low-temperature use, so there is a concern that the capacity may further decrease.

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、負極活物質層にLiBOB等のオキサラト錯体化合物に由来する皮膜をムラなく形成し得るために、耐久性が高められ、さらに低温特性が改善されている非水電解液二次電池の製造方法を提供することを目的とする。関連する他の目的は、かかる皮膜がムラなく形成されて機能性が高められた非水電解液二次電池を提供することである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and since a film derived from an oxalato complex compound such as LiBOB can be uniformly formed on the negative electrode active material layer, durability is enhanced and further low temperature characteristics are improved. An object of the present invention is to provide a method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery. Another related object is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery in which such a film is uniformly formed and the functionality is enhanced.

本発明によれば、非水電解液二次電池を製造する方法が提供される。かかる方法は、以下の工程、(a)負極活物質とオキサラト錯体化合物とを所定の溶媒と混練して負極ペーストAを調製する工程、(b)オキサラト錯体化合物を含まず、上記負極活物質を所定の溶媒と混練して負極ペーストBを調製する工程、(c)負極ペーストBを、長尺の負極集電体上の負極活物質層形成領域であって、上記負極活物質層形成領域の長手方向に直交する幅方向(以下、単に「幅方向」という場合もある。)の中央を含む中央帯状領域に塗布する工程、(d)上記負極ペーストAを、上記負極活物質層形成領域であって、上記中央帯状領域を除く領域に塗布する工程、(e)上記負極ペーストAおよびBが塗布されてなる負極を用いて電極体を構築する工程、および、(f)上記電極体と、非水電解液とを電池ケースに収容して電池を構築する工程、を包含する。なお、上記(a)〜(f)は、負極集電体上に負極活物質層を備えた負極を製造する方法としても理解することができる。   According to the present invention, a method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery is provided. The method includes the following steps: (a) a step of kneading a negative electrode active material and an oxalato complex compound with a predetermined solvent to prepare a negative electrode paste A; (b) an oxalate complex compound not contained, A step of preparing a negative electrode paste B by kneading with a predetermined solvent, and (c) the negative electrode paste B in a negative electrode active material layer forming region on a long negative electrode current collector, A step of applying to a central band-like region including the center of the width direction (hereinafter sometimes simply referred to as “width direction”) orthogonal to the longitudinal direction; (d) the negative electrode paste A in the negative electrode active material layer forming region; A step of applying to a region excluding the central band region, (e) a step of constructing an electrode body using a negative electrode to which the negative electrode pastes A and B are applied, and (f) the electrode body, Non-aqueous electrolyte and battery case Constructing a battery with capacity including,. In addition, said (a)-(f) can also be understood as a method of manufacturing the negative electrode provided with the negative electrode active material layer on the negative electrode collector.

本発明者らは、非水電解液の浸透時に発生するナトリウム成分の偏在の影響を解消すべく、皮膜が形成される初期充電の前に、かかるナトリウム成分の偏在する領域以外の負極活物質層形成領域に、皮膜の原料となり得るオキサラト錯体化合物の成分(典型的には、オキサラト錯イオンであり得る。)を配置しておくことで、かかるオキサラト錯体化合物の還元分解による皮膜をムラなく均一なものとして形成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、上記製造方法では、非水電解液の浸透によりナトリウム成分が偏在し得る中央帯状領域にはオキサラト錯体化合物を含まない負極ペーストBを塗布し、その他の領域にはオキサラト錯体化合物を含む負極ペーストAを塗布するようにしている。かかる構成によると、初期充電の前の負極活物質層においてオキサラト錯体成分が均一に(とくに幅方向で均一に)ムラなく存在することができ、初回充電により負極活物質の表面にも均質な皮膜を形成することができる。したがって、以降の充放電における非水電解液の分解や活物質の劣化等を好適に抑制することができ、耐久性に優れた電池を実現することができる。また、負極活物質の表面にも均質な皮膜が形成されているため、低温使用時の容量低下の問題も解消され得る。
In order to eliminate the influence of the uneven distribution of the sodium component that occurs when the non-aqueous electrolyte permeates, the present inventors have made a negative electrode active material layer other than the region in which the sodium component is unevenly distributed before the initial charge when the film is formed. By disposing a component of the oxalato complex compound (typically, it may be an oxalato complex ion) that can be a raw material of the film in the formation region, the film formed by the reductive decomposition of the oxalato complex compound can be uniformly distributed. As a result, the present invention has been completed.
That is, in the above manufacturing method, the negative electrode paste B containing no oxalato complex compound is applied to the central band region where the sodium component can be unevenly distributed due to the permeation of the non-aqueous electrolyte, and the negative electrode paste containing the oxalato complex compound to other regions. A is applied. According to such a configuration, the oxalato complex component can be present uniformly (particularly uniformly in the width direction) without unevenness in the negative electrode active material layer before the initial charge, and a uniform film can be formed on the surface of the negative electrode active material by the initial charge. Can be formed. Therefore, the decomposition of the nonaqueous electrolytic solution and the deterioration of the active material in the subsequent charge / discharge can be suitably suppressed, and a battery having excellent durability can be realized. In addition, since a uniform film is formed on the surface of the negative electrode active material, the problem of capacity reduction during low temperature use can be solved.

なお、本明細書において「非水電解液二次電池」とは非水電解液(典型的には、非水溶媒中に支持塩を含む電解液)を備えた電池を言い、リチウムイオン二次電池はその典型例である。また、本明細書において「リチウムイオン二次電池」とは、電解質イオンとしてリチウムイオンを利用し、正負極間のリチウムイオンの移動により充放電が実現される二次電池をいう。一般にリチウムイオン二次電池、リチウムポリマー電池、リチウムイオンキャパシタ等と称される二次電池は、本明細書におけるリチウムイオン二次電池に包含される典型例である。また、本明細書において「活物質」とは、正極または負極において電荷担体となる化学種(リチウムイオン二次電池ではリチウムイオン)を可逆的に吸蔵および放出し得る物質(組成物)をいう。さらに、本明細書において「ペースト」とは、スラリーまたはインクの形態を含むものであり得る。   In this specification, “non-aqueous electrolyte secondary battery” refers to a battery provided with a non-aqueous electrolyte (typically, an electrolyte containing a supporting salt in a non-aqueous solvent). A battery is a typical example. Further, in this specification, the “lithium ion secondary battery” refers to a secondary battery that uses lithium ions as electrolyte ions and is charged and discharged by movement of lithium ions between the positive and negative electrodes. A secondary battery generally referred to as a lithium ion secondary battery, a lithium polymer battery, a lithium ion capacitor, or the like is a typical example included in the lithium ion secondary battery in this specification. In the present specification, the “active material” refers to a substance (composition) capable of reversibly occluding and releasing chemical species (lithium ions in a lithium ion secondary battery) serving as a charge carrier in the positive electrode or the negative electrode. Further, in the present specification, the “paste” may include a slurry or an ink form.

ここに開示される製造方法の好ましい態様においては、上記中央帯状領域の幅を8mm以上12mm以下とすることを特徴とする。
非水電解液の浸透によるナトリウム成分の偏在自体は、例えば、負極活物質層の幅方向の両端から浸透した非水電解液が中央付近で打ち寄せ会うことによる生じるものであり、負極の寸法や、ナトリウム成分の実質的な濃度等には影響され難い。したがって、中央帯状領域の幅は上記の不抜な範囲内で設定することができる。
In a preferred embodiment of the manufacturing method disclosed herein, the width of the central strip region is 8 mm or more and 12 mm or less.
The uneven distribution of the sodium component itself due to the permeation of the non-aqueous electrolyte is caused by, for example, the non-aqueous electrolyte permeating from both ends in the width direction of the negative electrode active material layer near the center, the dimensions of the negative electrode, It is hardly affected by the substantial concentration of the sodium component. Therefore, the width of the central strip region can be set within the above-described range.

ここに開示される製造方法の好ましい態様において、上記負極ペーストAは、負極活物質100質量部に対してオキサラト錯体化合物を1〜10質量部の割合で含有することを特徴とする。
オキサラト錯体化合物の量を上記の範囲とすることで、負極活物質層の表面に適切な量のSEI皮膜を形成することができる。すなわち、負極活物質の劣化を好適に抑制することができ、かつ、SEI皮膜が厚く形成されすぎることなく、内部抵抗の増大を抑制することができる。
The preferable aspect of the manufacturing method disclosed here WHEREIN: The said negative electrode paste A contains an oxalato complex compound in the ratio of 1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of negative electrode active materials, It is characterized by the above-mentioned.
By setting the amount of the oxalato complex compound in the above range, an appropriate amount of SEI film can be formed on the surface of the negative electrode active material layer. That is, deterioration of the negative electrode active material can be suitably suppressed, and an increase in internal resistance can be suppressed without the SEI film being formed too thick.

ここに開示される製造方法の好ましい態様において、上記負極ペーストAおよび上記負極ペーストBの少なくとも1つは、増粘剤を含有することを特徴とする。
負極ペーストの調製に際し、増粘剤はペーストの塗布性を制御し得る添加剤として好ましく用いられるが、同時に、皮膜ムラの原因となるナトリウム成分を多く含む材料であり得る。本発明は、かかるナトリウム成分による皮膜ムラの発生を好適に抑制し得ることから、特に、負極ペーストに増粘剤を添加する配合を採用する場合にその効果を明瞭に発揮するものとなる。
In a preferred embodiment of the production method disclosed herein, at least one of the negative electrode paste A and the negative electrode paste B contains a thickener.
In the preparation of the negative electrode paste, the thickener is preferably used as an additive capable of controlling the applicability of the paste, but at the same time, it can be a material containing a large amount of sodium components that cause film unevenness. Since this invention can suppress suitably the generation | occurrence | production of the film | membrane nonuniformity by this sodium component, when employ | adopting the mixing | blending which adds a thickener to a negative electrode paste, the effect is exhibited clearly.

ここに開示される製造方法の好ましい態様においては、上記非水電解液に上記オキサラト錯体化合物を添加することを特徴とする。
本発明の製造方法においては、皮膜の原料であるオキサラト錯体化合物を、必ずしも非水電解液に添加することを要件とはしないが、例えば、オキサラト錯体化合物を非水電解液に添加することで正極活物質層の表面においてもSEI皮膜の形成を実施することができる。
In a preferred embodiment of the production method disclosed herein, the oxalato complex compound is added to the non-aqueous electrolyte.
In the production method of the present invention, it is not always necessary to add the oxalato complex compound, which is a raw material of the film, to the non-aqueous electrolyte. For example, by adding the oxalato complex compound to the non-aqueous electrolyte, the positive electrode The SEI film can be formed also on the surface of the active material layer.

ここに開示される製造方法の好ましい態様においては、オキサラト錯体化合物のなかでも特に、下記式(I)で表されるリチウムビス(オキサラト)ボレート(以下、「LiBOB」と略称する場合がある。)を用いることを特徴とする。LiBOBは、負極活物質の表面に安定性に優れた皮膜を形成し得る。したがって、それ以後の充放電に伴う非水電解液の分解や、負極活物質の劣化等を好適に抑制することができ、本発明の効果をより高いレベルで発揮することができる。   In a preferred embodiment of the production method disclosed herein, lithium bis (oxalato) borate (hereinafter sometimes abbreviated as “LiBOB”) represented by the following formula (I) among the oxalato complex compounds. It is characterized by using. LiBOB can form a film having excellent stability on the surface of the negative electrode active material. Therefore, the decomposition of the non-aqueous electrolyte accompanying the subsequent charge / discharge, the deterioration of the negative electrode active material, and the like can be suitably suppressed, and the effects of the present invention can be exhibited at a higher level.

Figure 2014157748
Figure 2014157748

ここに開示される製造方法の好ましい態様においては、さらに、上記構築された電池に対して、所定の充電電圧まで充電を行った後、所定の放電電圧まで放電を行うコンディショニングを施す工程を含み、上記コンディショニングを施された電池において、上記負極活物質層の幅方向の端部における上記オキサラト錯体化合物の中心元素の濃度Cを100としたとき、上記中央帯状領域における上記オキサラト錯体化合物の中心元素の濃度Cが90〜110の範囲内となるよう構成することを特徴としている。
かかる態様の製造方法によると、負極活物質層(具体的には負極の表面)の幅方向でムラなく均一に皮膜が形成されるため、負極活物質層における抵抗のバラつきが抑制され、電荷担体に由来する析出物の発生を抑制することができる。したがって、例えば、電池の充放電を繰り返した場合に、優れた耐久性を発揮する電池を製造することができる。
In a preferred embodiment of the manufacturing method disclosed herein, the method further includes a step of performing a conditioning for discharging to a predetermined discharge voltage after charging the battery constructed as described above to a predetermined charge voltage, a battery that has been subjected to the conditioning, the central element of the negative electrode active when the concentration C a of the central element of the oxalato complex compound and 100 at the ends in the width direction of the material layer, the oxalate complex compound in the central strip region concentration C B is characterized by configured to be in the range of 90 to 110.
According to the manufacturing method of this aspect, since the coating is uniformly formed in the width direction of the negative electrode active material layer (specifically, the surface of the negative electrode), variation in resistance in the negative electrode active material layer is suppressed, and the charge carrier Generation | occurrence | production of the precipitate originating in can be suppressed. Therefore, for example, when the battery is repeatedly charged and discharged, a battery that exhibits excellent durability can be manufactured.

ここに開示される製造方法は、上記負極活物質として黒鉛を用いる場合に特に好ましく適用し得る。上記のとおりの幅方向でムラのない皮膜の形成は、負極活物質として黒鉛を用いた場合にその劣化を好適に抑制し得る。したがって、かかる構成においても、電池の充放電を繰り返した場合に、優れた耐久性を発揮する電池を製造することができる。   The production method disclosed herein can be particularly preferably applied when graphite is used as the negative electrode active material. The formation of a uniform coating in the width direction as described above can favorably suppress the deterioration when graphite is used as the negative electrode active material. Therefore, even in such a configuration, a battery that exhibits excellent durability can be manufactured when the battery is repeatedly charged and discharged.

また、本発明の他の側面として、非水電解液二次電池が提供される。かかる電池は、上正極活物質を含む正極活物質層を有する長尺の正極と、負極活物質を含む長尺の負極活物質層を有する負極とが、セパレータを介して積層されてなる電極体が、非水電解液と共に電池ケースに収容されている。そして、上記負極活物質層は、少なくとも一部にオキサラト錯体化合物に由来する皮膜を備えている。ここで、かかる電池は、上記負極活物質層の長手方向に直交する幅方向の端部における上記オキサラト錯体化合物の中心元素の濃度Cを100としたとき、上記負極活物質層の長手方向に直交する幅方向の中央を含む中央帯状領域における上記オキサラト錯体化合物の中心元素の濃度Cが90〜110の範囲内であることを特徴としている。 As another aspect of the present invention, a non-aqueous electrolyte secondary battery is provided. Such a battery has an electrode body in which a long positive electrode having a positive electrode active material layer containing an upper positive electrode active material and a negative electrode having a long negative electrode active material layer containing a negative electrode active material are laminated via a separator. However, it is accommodated in the battery case together with the non-aqueous electrolyte. And the said negative electrode active material layer is equipped with the membrane | film | coat derived from an oxalato complex compound at least in part. Here, such a battery, when the concentration C A of the central element of the oxalato complex compound at the end in the width direction perpendicular to the longitudinal direction of the negative electrode active material layer is 100, in the longitudinal direction of the negative electrode active material layer The concentration C B of the central element of the oxalato complex compound in the central band region including the center in the orthogonal width direction is in the range of 90 to 110.

かかる構成の電池においては、負極活物質層の上記幅方向でムラなく皮膜が形成されている。このため、負極活物質層表面の皮膜ムラによる局所的な抵抗の増大が解消され、電荷担体に由来する物質の析出等が抑制され得る。したがって、負極の抵抗を高めることなく耐久性を高めることができ、さらには、低温特性をも向上させることができる。この様な構成の電池は、上記に開示される方法により特に好適に製造され得る。   In the battery having such a configuration, a film is uniformly formed in the width direction of the negative electrode active material layer. For this reason, the local increase in resistance due to coating unevenness on the surface of the negative electrode active material layer is eliminated, and the deposition of the substance derived from the charge carrier can be suppressed. Therefore, the durability can be increased without increasing the resistance of the negative electrode, and further, the low temperature characteristics can be improved. The battery having such a configuration can be particularly suitably manufactured by the method disclosed above.

また、ここで開示される製造方法によれば、皮膜形成剤添加の効果が適切に発揮され、高い性能(例えば、耐久性と低温特性等)を安定して発揮し得る非水電解液二次電池が提供される。このような非水電解液二次電池は、例えば低温での容量低下が抑制され、且つその入出力特性を長期間に亘って維持し得ることから、例えば、ハイブリッド自動車(HV)、プラグインハイブリッド自動車(PHV)や電気自動車(EV)等のような車両の駆動電源として好適に利用され得る。   In addition, according to the production method disclosed herein, the effect of adding a film-forming agent is appropriately exhibited, and a non-aqueous electrolyte secondary that can stably exhibit high performance (for example, durability and low-temperature characteristics). A battery is provided. Such a non-aqueous electrolyte secondary battery can suppress, for example, a decrease in capacity at a low temperature and can maintain its input / output characteristics over a long period of time. For example, a hybrid vehicle (HV), a plug-in hybrid, etc. It can be suitably used as a drive power source for vehicles such as automobiles (PHV) and electric cars (EV).

一実施形態に係る非水電解液二次電池の製造方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the nonaqueous electrolyte secondary battery which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る、非水電解液二次電池の外形を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the external shape of the nonaqueous electrolyte secondary battery based on one Embodiment. 図2のIII−III線断面図である。It is the III-III sectional view taken on the line of FIG. 一実施形態に係る、非水電解液二次電池の捲回電極体の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the winding electrode body of the nonaqueous electrolyte secondary battery based on one Embodiment. 実施例における負極活物質層の採取位置を説明する図である。It is a figure explaining the extraction position of the negative electrode active material layer in an Example.

以下、ここで開示される非水電解液二次電池の製造方法の好適な実施形態について説明するとともに、本発明の非水電解液二次電池についても併せて説明を行う。本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって、実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。かかる構造の非水電解液二次電池およびその製造方法は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。   Hereinafter, while describing suitable embodiment of the manufacturing method of the non-aqueous-electrolyte secondary battery disclosed here, the non-aqueous-electrolyte secondary battery of this invention is also demonstrated collectively. Matters necessary for implementation other than matters specifically mentioned in the present specification can be grasped as design matters of those skilled in the art based on the prior art in the field. The non-aqueous electrolyte secondary battery having such a structure and the manufacturing method thereof can be implemented based on the contents disclosed in the present specification and the common general technical knowledge in the field.

以下、本発明にかかる非水電解液二次電池およびその製造方法を、典型例としてのリチウムイオン二次電池の場合を例に詳しく説明するが、本発明の適用対象はかかる電池に限定されるものではない。
本発明者らは、非水電解液二次電池の製造工程において、電極体への非水電解液の浸透時に発生するナトリウム成分の偏在に起因する負極活物質層表面での皮膜の形成ムラの問題を解消すべく、鋭意研究を行っていた。その結果、皮膜の形成が行われる初期充電に先立って、かかるナトリウム成分の偏在する領域以外の負極活物質層形成領域に、皮膜の原料となり得るオキサラト錯体化合物を配置しておくことで、かかるオキサラト錯体化合物の還元分解により皮膜をムラなく均一なものとして形成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
Hereinafter, the non-aqueous electrolyte secondary battery and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to a case of a lithium ion secondary battery as a typical example, but the application target of the present invention is limited to such a battery. It is not a thing.
In the manufacturing process of the non-aqueous electrolyte secondary battery, the present inventors have found that uneven formation of the film on the surface of the negative electrode active material layer due to the uneven distribution of the sodium component that occurs when the non-aqueous electrolyte penetrates into the electrode body. In order to solve the problem, I was conducting intensive research. As a result, prior to the initial charge when the film is formed, by placing an oxalato complex compound that can be a raw material of the film in the negative electrode active material layer forming region other than the region where the sodium component is unevenly distributed, The present inventors have found that the film can be formed uniformly and uniformly by reductive decomposition of the complex compound, and the present invention has been completed.

したがって、本発明の製造方法においては、非水電解液の浸透によりナトリウム成分が偏在し得る中央帯状領域にはオキサラト錯体化合物を含まない負極ペーストBを塗布し、その他の領域にはオキサラト錯体化合物を含む負極ペーストAを塗布することで、形成される負極活物質層の全体においてオキサラト錯体化合物が均等に配置されるようにしている。
すなわち、ここで開示される非水電解液二次電池の製造方法は、図1のフロー図に例示したように、本質的に以下の工程を包含する。
(a)負極活物質とオキサラト錯体化合物とを所定の溶媒と混練して負極ペーストAを調製する工程
(b)オキサラト錯体化合物を含まず、上記負極活物質を所定の溶媒と混練して負極ペーストBを調製する工程
(c)負極ペーストBを、長尺の負極集電体上の負極活物質層形成領域であって、上記負極活物質層形成領域の長手方向に直交する幅方向の中央を含む中央帯状領域に塗布する工程
(d)上記負極ペーストAを、上記負極活物質層形成領域であって、上記中央帯状領域を除く領域に塗布する工程
(e)上記負極ペーストAおよびBが塗布されてなる負極を用いて電極体を構築する工程
(f)上記電極体と、非水電解液とを電池ケースに収容して電池を構築する工程
なお、上記(a)〜(f)の工程は、負極集電体上に負極活物質層を備えた負極を作製する方法としても把握し得る。なお、上記工程(a)よりも後に工程(d)が、上記工程(b)よりも後に工程(c)が行われる限りにおいて、工程(a)〜(d)はどのような順およびタイミングで実施されてもよい。工程(e)および(f)は、工程(a)〜(d)の後に順に実施され得る。以下、各工程について順に説明する。
Therefore, in the production method of the present invention, the negative paste B that does not contain the oxalato complex compound is applied to the central strip region where the sodium component can be unevenly distributed due to the permeation of the non-aqueous electrolyte, and the oxalato complex compound is applied to the other regions. By applying the negative electrode paste A containing, the oxalato complex compound is uniformly arranged in the whole negative electrode active material layer to be formed.
In other words, the non-aqueous electrolyte secondary battery manufacturing method disclosed herein essentially includes the following steps as illustrated in the flowchart of FIG.
(A) Step of preparing negative electrode paste A by kneading a negative electrode active material and an oxalato complex compound with a predetermined solvent (b) Negative electrode paste containing no oxalato complex compound and kneading the negative electrode active material with a predetermined solvent Step of preparing B (c) The negative electrode paste B is a negative electrode active material layer forming region on a long negative electrode current collector, and the center in the width direction perpendicular to the longitudinal direction of the negative electrode active material layer forming region is (D) Step of applying the negative electrode paste A to the negative electrode active material layer forming region except for the central band region (e) Application of the negative electrode pastes A and B Step of constructing electrode body using negative electrode formed (f) Step of housing a battery case containing the electrode body and a non-aqueous electrolyte In addition, the steps (a) to (f) The negative electrode active material on the negative electrode current collector It may also grasped as a method for producing a negative electrode having a layer. As long as the step (d) is performed after the step (a) and the step (c) is performed after the step (b), the steps (a) to (d) are in any order and timing. May be implemented. Steps (e) and (f) may be performed in sequence after steps (a) to (d). Hereinafter, each process is demonstrated in order.

≪工程a:負極ペーストAの調製≫
工程aにおいては、皮膜形成のための原料とも言えるオキサラト錯体化合物を含む負極ペーストAを調製する。かかる工程では、少なくとも負極活物質と、オキサラト錯体化合物とを、所定の溶媒中で混練する。かかる負極ペーストAには、塗工性や塗膜形成性等を考慮して、例えば、バインダや、増粘剤や、この種の負極ペーストに従来より用いられている各種の添加剤等を添加することができる。
<< Step a: Preparation of negative electrode paste A >>
In step a, a negative electrode paste A containing an oxalato complex compound that can be said to be a raw material for film formation is prepared. In this step, at least the negative electrode active material and the oxalato complex compound are kneaded in a predetermined solvent. In consideration of coatability, coating film formability, and the like, for example, a binder, a thickener, and various additives conventionally used for this type of negative electrode paste are added to the negative electrode paste A. can do.

<負極活物質>
負極活物質としては、従来からリチウムイオン二次電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定なく使用することができる。例えば、好適な負極活物質としてカーボン粒子が挙げられる。少なくとも一部にグラファイト構造(層状構造)を含む粒子状の炭素材料(カーボン粒子)が好ましく用いられる。いわゆる黒鉛質のもの(グラファイト)、難黒鉛化炭素質のもの(ハードカーボン)、易黒鉛化炭素質のもの(ソフトカーボン)、これらを組み合わせた構造を有するもののいずれの炭素材料も好適に使用され得る。中でも特に、天然黒鉛等の黒鉛粒子を好ましく使用することができる。
<Negative electrode active material>
As the negative electrode active material, one type or two or more types of materials conventionally used in lithium ion secondary batteries can be used without any particular limitation. For example, a carbon particle is mentioned as a suitable negative electrode active material. A particulate carbon material (carbon particles) containing a graphite structure (layered structure) at least partially is preferably used. Any carbon material of a so-called graphitic material (graphite), non-graphitizable carbon material (hard carbon), easily graphitized carbon material (soft carbon), or a combination of these materials is preferably used. obtain. Among these, graphite particles such as natural graphite can be preferably used.

<オキサラト錯体化合物>
オキサラト錯体化合物としては、公知の各種の方法により作製したもの、および、一般に入手可能な各種の製品等から、1種または2種以上を特に限定することなく用いることができる。かかる化合物は、オキサライト錯体の各種の塩やその誘導体等を考慮することができる。また、オキサライト錯体は、少なくとも一つのシュウ酸イオン(C 2−)が、中心元素(配位原子ともいう。)と配位結合して形成されるイオン性の錯体である。中心元素としては、かかるイオン性のオキサライト錯体を形成し得る元素であれば特に制限はなく、例えば、ホウ素(B)等に代表される半金属元素や、フッ素(F)等に代表される非金属元素、白金(Pt)に代表される貴金属元素、コバルト(III),鉄(III)等に代表される遷移金属元素等が例示される。
かかるオキサラト錯体化合物としては、例えば、中心元素としてのホウ素(B)またはフッ素(F)に配位子としてのシュウ酸イオンが配位した構造を有するものが好ましく、とくに、中心元素がホウ素(B)であるもの、すなわち、オキサラトボレート錯体化合物であるのがより好ましい。
かかるオキサラトボレート錯体化合物としては、典型的には、下記式(II)または(III)で表されるような化合物が例示される。
<Oxalato complex compound>
As the oxalato complex compound, one or two or more kinds can be used without particular limitation from those prepared by various known methods and various products that are generally available. As such compounds, various salts of oxalite complexes, derivatives thereof, and the like can be considered. An oxalite complex is an ionic complex formed by coordination bond of at least one oxalate ion (C 2 O 4 2− ) with a central element (also referred to as a coordination atom). The central element is not particularly limited as long as it is an element capable of forming such an ionic oxalite complex. For example, it is represented by a metalloid element typified by boron (B) or the like, or fluorine (F) or the like. Nonmetallic elements, noble metal elements typified by platinum (Pt), transition metal elements typified by cobalt (III), iron (III) and the like are exemplified.
As such an oxalato complex compound, for example, a compound having a structure in which an oxalate ion as a ligand is coordinated to boron (B) or fluorine (F) as a central element is preferable. ), That is, an oxalatoborate complex compound is more preferable.
As such an oxalatoborate complex compound, a compound represented by the following formula (II) or (III) is typically exemplified.

Figure 2014157748
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Figure 2014157748
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ここで、式(II)中のRおよびRは、ハロゲン原子(例えば、F、Cl、Br。好ましくはF)および炭素原子数1〜10(好ましくは1〜3)のパーフルオロアルキル基から、それぞれ独立して選択することができる。また、式(II)、(III)中のAは、無機カチオンおよび有機カチオンのいずれであってもよい。無機カチオンの具体例としては、Li,Na,K等のアルカリ金属のカチオン、Be,Mg,Ca等のアルカリ土類金属のカチオン、その他、Ag,Zn,Cu,Co,Fe,Ni,Mn,Ti,Pb,Cr,V,Ru,Y,ランタノイド,アクチノイド等の金属のカチオン、プロトン等が挙げられる。有機カチオンの具体例としては、テトラブチルアンモニウムイオン,テトラエチルアンモニウムイオン,テトラメチルアンモニウムイオン等のテトラアルキルアンモニウイオン、トリエチルメチルアンモニウムイオン,トリエチルアンモニウムイオン等のトリアルキルアンモニウムイオン、その他、ピリジニウムイオン、イミダゾリウムイオン、テトラエチルホスホニウムイオン、テトラメチルホスホニウムイオン、テトラフェニルホスホニウムイオン、トリフェニルスルホニウムイオン、トリエチルスルホニウムイオン等が挙げられる。好ましいカチオンの例として、リチウムイオン、テトラアルキルアンモニウムイオンおよびプロトンが挙げられる。 Here, R 1 and R 2 in the formula (II) are a halogen atom (for example, F, Cl, Br, preferably F) and a perfluoroalkyl group having 1 to 10 (preferably 1 to 3) carbon atoms. Can be selected independently from each other. A + in formulas (II) and (III) may be either an inorganic cation or an organic cation. Specific examples of the inorganic cation include alkali metal cations such as Li, Na, and K, alkaline earth metal cations such as Be, Mg, and Ca, Ag, Zn, Cu, Co, Fe, Ni, Mn, Examples thereof include cations of metals such as Ti, Pb, Cr, V, Ru, Y, lanthanoids and actinoids, protons, and the like. Specific examples of the organic cation include tetraalkylammonium ions such as tetrabutylammonium ion, tetraethylammonium ion and tetramethylammonium ion, trialkylammonium ions such as triethylmethylammonium ion and triethylammonium ion, other pyridinium ions and imidazolium. Ion, tetraethylphosphonium ion, tetramethylphosphonium ion, tetraphenylphosphonium ion, triphenylsulfonium ion, triethylsulfonium ion, and the like. Examples of preferred cations include lithium ions, tetraalkylammonium ions and protons.

ここで開示される好ましい一態様では、上記オキサラト錯体化合物として、式(III)で表される化合物を用いることができる。なかでも、式(I)で表されるリチウムビス(オキサラト)ボレート(LiBOB)が好ましい例として挙げられる。LiBOBは、活物質表面に強固で安定性に優れた皮膜を形成し得る。したがって、それ以後の充放電に伴う非水電解液の分解反応や負極活物質の劣化を好適に抑制することができる。また、LiBOBのリチウム解離により生じるビス(オキサラト)ボレートアニオン([B(C)は、後述するように負極に含まれ得るナトリウム成分より拡散速度が遅く、かつ、かかるナトリウム成分と会合して難溶性のナトリウムビス(オキサラト)ボレート(NaBOB)を形成する。本発明の製造方法は、かかるNaBOBの偏析に起因する不都合を好適に解消し得るため、オキサラト錯体化合物として上記のLiBOBを用いる場合について特に好ましく適用することができる。 In a preferred embodiment disclosed herein, a compound represented by the formula (III) can be used as the oxalato complex compound. Of these, lithium bis (oxalato) borate (LiBOB) represented by the formula (I) is a preferred example. LiBOB can form a strong and stable film on the active material surface. Therefore, the decomposition reaction of the nonaqueous electrolytic solution and the deterioration of the negative electrode active material accompanying the subsequent charge / discharge can be suitably suppressed. Further, the bis (oxalato) borate anion ([B (C 2 O 4 ) 2 ] ) generated by lithium dissociation of LiBOB has a lower diffusion rate than the sodium component that can be contained in the negative electrode as described later, and the sodium Forms poorly soluble sodium bis (oxalato) borate (NaBOB) in association with the components. The production method of the present invention can be preferably applied to the case where the above-described LiBOB is used as the oxalato complex compound because the disadvantage caused by the segregation of NaBOB can be preferably eliminated.

<バインダ,増粘剤>
バインダとしては、混練に使用する溶媒に溶解または分散が可能なものであれば、従来から非水電解液二次電池に用いられる種々の有機重合体(ポリマー)のうち、一種または二種以上を特に限定することなく使用することができる。例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリ塩化ビニリデン(PVdC)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重含体(PFA)等のハロゲン化ポリマー;ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリメタリロニトリル等のニトリル系ポリマー;ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート等のポリアルキル(メタ)アクリレートおよびその誘導体;ポリアミドイミド、ポリイミド等のイミド系ポリマー;ポリエチレンオキサイド(PEO)等のエチレン系ポリマー;ポリビニルアルコール(PVA)、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)等のアクリル系ポリマー;ポリウレタン等のウレタン系ポリマー;アルキルトリメチルアンモニウ
これらのポリマー材料は、バインダもしくは増粘剤としての用途の他に、上記負極ペーストのその他の添加剤として使用され得る。
<Binder, thickener>
As the binder, one or two or more of various organic polymers (polymers) conventionally used in nonaqueous electrolyte secondary batteries can be used as long as they can be dissolved or dispersed in the solvent used for kneading. It can be used without any particular limitation. For example, polyvinylidene fluoride (PVdF), polyvinylidene chloride (PVdC), polyvinyl fluoride (PVF), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-par Halogenated polymers such as fluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA); nitrile polymers such as polyacrylonitrile (PAN) and polymethacrylonitrile; polyalkyl (meth) acrylates such as polymethyl methacrylate and polymethyl acrylate and their derivatives Imide polymers such as polyamideimide and polyimide; ethylene polymers such as polyethylene oxide (PEO); polymers such as polyvinyl alcohol (PVA) and polymethyl methacrylate (PMMA); Lil-based polymers; urethane polymer such as polyurethane, alkyl trimethyl ammonium Niu These polymeric materials, in addition to use as a binder or thickening can be used as other additives of the negative electrode paste.

<その他の添加剤>
さらに、ここで調製される負極ペーストAには、必須ではないものの、本発明の効果を損なわない限りにおいて、分散剤、ガス発生添加剤等の各種の添加剤を加えることもできる。
<Other additives>
Furthermore, although not essential, the negative electrode paste A prepared here may contain various additives such as a dispersant and a gas generating additive as long as the effects of the present invention are not impaired.

<溶媒>
溶媒としては、上記の負極ペーストの調製に用いる材料を均一に分散または溶解し得る限りにおいて特に限定されないが、例えば従来から非水電解液二次電池の製造に用いられている溶媒のうちの1種または2種以上を用いることができる。かかる溶媒は、有機溶剤と水系溶媒とに大別することができる。有機溶剤としては、例えば、アミド系溶剤、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アミン系溶剤、エーテル系溶剤、ニトリル系溶剤、環状エーテル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤等を用いることができる。より具体的には、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、2−プロパノール、エタノール、メタノール、アセトン、メチルエチルケトン、プロペン酸メチル、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン、アセトニトリル、エチレンオキシド、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレンジメチルスルホキシド、ジクロロメタン、トリクロロメタン、ジクロロエタン等が挙げられ、典型的にはNMPを用いることができる。また、水系溶媒としては、水または水を主体とする混合溶媒であることが好ましい。この混合溶媒を構成する水以外の溶媒としては、水と均一に混合し得る有機溶剤(低級アルコール、低級ケトン等)の1種または2種以上を適宜選択して用いることができる。例えば、該水系溶媒の80質量%以上(より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上)が水である水系溶媒の使用が好ましい。環境負荷の軽減、廃棄物の減量等の種々の観点から、特に好ましい例として、実質的に水からなる水系溶媒(例えば水)が挙げられる。
<Solvent>
Although it does not specifically limit as long as the material used for preparation of said negative electrode paste can disperse | distribute or melt | dissolve uniformly, For example, it is one of the solvents conventionally used for manufacture of a nonaqueous electrolyte secondary battery. Species or two or more can be used. Such solvents can be broadly classified into organic solvents and aqueous solvents. As the organic solvent, for example, an amide solvent, an alcohol solvent, a ketone solvent, an ester solvent, an amine solvent, an ether solvent, a nitrile solvent, a cyclic ether solvent, an aromatic hydrocarbon solvent, or the like is used. Can do. More specifically, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, 2-propanol, ethanol, methanol, acetone, methyl ethyl ketone, methyl propenoate, cyclohexanone, acetic acid Methyl, ethyl acetate, methyl acrylate, diethyltriamine, N, N-dimethylaminopropylamine, acetonitrile, ethylene oxide, tetrahydrofuran, dioxane, benzene, toluene, ethylbenzene, xylene dimethyl sulfoxide, dichloromethane, trichloromethane, dichloroethane, etc. Typically, NMP can be used. In addition, the aqueous solvent is preferably water or a mixed solvent mainly composed of water. As the solvent other than water constituting the mixed solvent, one or more organic solvents (lower alcohol, lower ketone, etc.) that can be uniformly mixed with water can be appropriately selected and used. For example, it is preferable to use an aqueous solvent in which 80% by mass or more (more preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more) of the aqueous solvent is water. From various viewpoints such as reduction of environmental burden and reduction of waste, a particularly preferable example is an aqueous solvent (for example, water) substantially composed of water.

これらの材料は、負極活物質層全体(すなわち、負極ペーストの固形分全体の質量)に占める負極活物質の割合が、およそ50質量%以上となるよう調整することが適当であり、好ましくは90質量%〜99質量%(例えば95質量%〜99質量%)である。   These materials are appropriately adjusted so that the ratio of the negative electrode active material to the entire negative electrode active material layer (that is, the total mass of the solid content of the negative electrode paste) is about 50% by mass or more, preferably 90%. Mass% to 99 mass% (for example, 95 mass% to 99 mass%).

また、負極活物質層に配合されるオキサラト錯体化合物の割合は、例えば負極活物質の種類、性状(例えば、粒径や比表面積)等によって異なり得るため厳密には規定できないものの、負極活物質100質量部に対して例えば1質量部〜10質量部程度とするのが適当であり、好ましくはおよそ1質量部〜5質量部とすることができる。オキサラト錯体化合物が少なすぎると、負極活物質層に形成される皮膜ムラを抑制する効果が十分得られない可能性があり、オキサラト錯体化合物が多すぎると皮膜ムラの問題は解消されるものの、負極活物質層に形成される皮膜量が多すぎて抵抗の増大を招くために好ましくない。バインダを使用する場合には、負極活物質層に占めるバインダの割合を、負極活物質100質量部に対して例えば1質量部〜10質量部とすることができ、通常はおよそ1質量部〜5質量部とすることが適当である。   Further, although the ratio of the oxalato complex compound blended in the negative electrode active material layer may vary depending on, for example, the type and properties (for example, particle size and specific surface area) of the negative electrode active material, it cannot be strictly defined. For example, the amount is suitably about 1 to 10 parts by weight, preferably about 1 to 5 parts by weight with respect to parts by weight. If the amount of the oxalato complex compound is too small, the effect of suppressing the unevenness of the film formed on the negative electrode active material layer may not be sufficiently obtained. This is not preferable because the amount of the film formed on the active material layer is too large and the resistance is increased. When a binder is used, the proportion of the binder in the negative electrode active material layer can be set to, for example, 1 part by mass to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the negative electrode active material, and is usually about 1 part by mass to 5 parts by mass. It is appropriate to use parts by mass.

なお、増粘剤や溶媒の配合量は、負極ペーストAの塗工性や塗膜形成性等を考慮して適宜設定することができる。例えば、負極ペーストAの固形分濃度は増粘剤の量等にもよるため特に限定されないが、おおよその目安として、例えば、例えば40質量%〜65質量%(好ましくは45質量%〜55質量%、より好ましくは45質量%〜50質量%)とすることができる。   In addition, the compounding quantity of a thickener and a solvent can be suitably set considering the applicability | paintability, coating-film formation property, etc. of the negative electrode paste A. For example, the solid content concentration of the negative electrode paste A is not particularly limited because it depends on the amount of the thickener and the like, but as an approximate guideline, for example, 40 mass% to 65 mass% (preferably 45 mass% to 55 mass%). , More preferably 45 mass% to 50 mass%).

以上の負極ペーストAを構成する材料の混練には、例えば、ボールミル、ロールミル、ミキサー、ディスパー、ニーダ等の、公知の各種の撹拌混合装置を用いることができる。混練は、これらの材料が均質に分散するように実施すればよい。例えば、具体的には、負極活物質、オキサラト錯体化合物、増粘剤等の添加剤および溶媒の一部を混練した後、残りの溶媒で希釈し、最後にバインダを混合させる手法等が例示される。かかる負極ペーストの調製における好ましい混練時間は、用いる装置や混練条件によっても異なるために一概には言えないものの、一般的には10分〜3時間程度とすることができ、例えば、10分〜30分間程度であり得る。   For kneading the material constituting the negative electrode paste A, various known stirring and mixing devices such as a ball mill, a roll mill, a mixer, a disper, and a kneader can be used. The kneading may be performed so that these materials are uniformly dispersed. For example, a specific example is a method of kneading a part of a solvent and an additive such as a negative electrode active material, an oxalato complex compound, a thickener and the like, then diluting with the remaining solvent, and finally mixing a binder. The Although the preferable kneading time in the preparation of such a negative electrode paste varies depending on the apparatus and kneading conditions used and cannot be generally stated, it can generally be about 10 minutes to 3 hours, for example, 10 minutes to 30 hours. It can be on the order of minutes.

≪工程b:負極ペーストBの調製≫
工程bにおいては、上記のオキサラト錯体化合物を含まない負極ペーストBを調製する。すなわち、負極ペーストBは、典型的には、上記負極ペーストAからオキサラト錯体化合物を除いた構成とすることができる。したがって、工程bでは、少なくとも負極活物質を所定の溶媒と混練する。また、負極ペーストBの塗工性や塗膜形成性等を考慮して、例えば、バインダや、増粘剤や、この種の負極ペーストに従来より用いられている各種の添加剤等を添加してもよい。負極ペーストBを構成する材料については、オキサラト錯体化合物を用いない点以外は、上記の負極ペーストAで示されたものと同様のものを用いることができ、その配合も同様に決定することができる。以上の負極ペーストBを構成する材料の混練についても、上記の負極ペーストAの場合と同様に実施することができる。
<< Step b: Preparation of negative electrode paste B >>
In the process b, the negative electrode paste B which does not contain said oxalato complex compound is prepared. That is, the negative electrode paste B can typically be configured by removing the oxalato complex compound from the negative electrode paste A. Therefore, in step b, at least the negative electrode active material is kneaded with a predetermined solvent. In consideration of the coating properties and coating film formability of the negative electrode paste B, for example, a binder, a thickener, various additives conventionally used for this type of negative electrode paste, and the like are added. May be. About the material which comprises the negative electrode paste B, the thing similar to what was shown by said negative electrode paste A can be used except the point which does not use an oxalato complex compound, The compounding can also be determined similarly. . The kneading of the material constituting the negative electrode paste B can be carried out in the same manner as in the case of the negative electrode paste A described above.

≪工程c:負極ペーストBの塗布≫
工程cにおいては、負極ペーストBを、長尺の負極集電体上の負極活物質層形成領域であって、負極活物質層形成領域の長手方向に直交する幅方向の中央を含む中央帯状領域に塗布する。
負極集電体としては、導電性の良好な金属(例えば、銅、ニッケル、チタン、ステンレス鋼等)からなる導電性部材を好ましく用いることができる。集電体の形状は構築される電池の形状等に応じて異なるため特に限定されないが、例えば棒状体、板状体、箔状体、網状体等を考慮することができる。なお、後述する捲回電極体を備える電池では、主に箔状体が用いられる。箔状集電体の厚みは特に限定されないが、電池の容量密度と集電体の強度との兼ね合いから、5μm〜50μm程度のものを用いることができ、より好ましくは8μm〜30μm程度のものである。
<< Step c: Application of negative electrode paste B >>
In step c, the negative electrode paste B is a negative electrode active material layer forming region on a long negative electrode current collector, and a central strip region including the center in the width direction orthogonal to the longitudinal direction of the negative electrode active material layer forming region Apply to.
As the negative electrode current collector, a conductive member made of a metal having good conductivity (for example, copper, nickel, titanium, stainless steel, etc.) can be preferably used. The shape of the current collector is not particularly limited because it differs depending on the shape of the battery to be constructed. For example, a rod-like body, a plate-like body, a foil-like body, a net-like body, or the like can be considered. In addition, in a battery provided with the winding electrode body mentioned later, a foil-like body is mainly used. The thickness of the foil current collector is not particularly limited, but a thickness of about 5 μm to 50 μm can be used, more preferably about 8 μm to 30 μm, in view of the balance between the capacity density of the battery and the strength of the current collector. is there.

かかる負極集電体には、負極活物質層を形成する負極活物質層形成領域を設定することができる。例えば、負極集電体には、集電効率を向上させるために、負極活物質層を形成しない未塗工部を設けることができる。かかる未塗工部は、典型的には、長尺の負極集電体の長手方向に延びる一方の端部に帯状に設けることができる。また、負極活物質層形成領域は、かかる未塗工部を除く負極集電体の表面全域とすることができる。この負極活物質層形成領域は、負極集電体の一方の面のみに形成されてもよいし、両面に形成されてもよい。   In such a negative electrode current collector, a negative electrode active material layer forming region for forming a negative electrode active material layer can be set. For example, the negative electrode current collector can be provided with an uncoated portion where a negative electrode active material layer is not formed in order to improve current collection efficiency. Such an uncoated portion can typically be provided in a strip shape at one end extending in the longitudinal direction of the long negative electrode current collector. Further, the negative electrode active material layer forming region can be the entire surface of the negative electrode current collector excluding the uncoated portion. This negative electrode active material layer formation region may be formed only on one surface of the negative electrode current collector, or may be formed on both surfaces.

そして、この負極活物質層形成領域には、さらに、長手方向に直交する幅方向の中央を含む中央帯状領域を設定することができる。かかる中央帯状領域は、負極活物質層形成領域の幅方向の中心に位置することが好ましい。また、中央帯状領域の幅は、厳密に限定されるものではないが、6mmを超えて14mm未満の範囲とすることが好ましく、例えば、8mm以上12mm以下とするのがより望ましい。かかる値は、負極(負極活物質層形成領域)の寸法や、ナトリウム成分の実質的な濃度等には殆ど影響されない。したがって、中央帯状領域の幅は上記のとおりの絶対的な値として決定され得る。
負極ペーストBの塗布には、例えば、スリットコーター、ダイコーター、コンマコーター、グラビアコーター等の従来公知の塗布装置を用いることができる。
In this negative electrode active material layer formation region, a central strip region including the center in the width direction perpendicular to the longitudinal direction can be further set. Such a central belt-like region is preferably located at the center in the width direction of the negative electrode active material layer forming region. Further, the width of the central strip region is not strictly limited, but is preferably in the range of more than 6 mm and less than 14 mm, and more preferably, for example, 8 mm or more and 12 mm or less. Such a value is hardly influenced by the dimension of the negative electrode (negative electrode active material layer forming region), the substantial concentration of the sodium component, and the like. Therefore, the width of the central strip region can be determined as an absolute value as described above.
For the application of the negative electrode paste B, for example, a conventionally known coating apparatus such as a slit coater, a die coater, a comma coater, or a gravure coater can be used.

≪工程d:負極ペーストAの塗布≫
工程dにおいては、負極ペーストAを、負極活物質層形成領域であって、中央帯状領域を除く領域に塗布する。負極ペーストAの塗布には、上記ペーストBの塗布と同様に、例えば、スリットコーター、ダイコーター、コンマコーター、グラビアコーター等の従来公知の塗布装置を用いることができる。
<< Step d: Application of negative electrode paste A >>
In step d, the negative electrode paste A is applied to the negative electrode active material layer formation region except the central band region. For the application of the negative electrode paste A, similarly to the application of the paste B, for example, a conventionally known coating apparatus such as a slit coater, a die coater, a comma coater, or a gravure coater can be used.

なお、上記の工程cおよび工程dは、いずれを先に実施してもよいし、同時に実施してもよい。例えば、スリットダイコーター、スロットダイコーターあるいは2台のダイコーターを用いる等し、コーティングパターンが中央帯状領域を挟むストライプ状となるようにして負極ペーストAを二筋に塗工した後、かかる中央帯状領域(間隙)に負極ペーストBを塗布するようにしてもよい。
または、例えば、中央帯状領域に負極ペーストBを塗布した後、かかる中央帯状領域を挟むようにストライプ状に、スリットダイコーター、スロットダイコーターあるいは2台のダイコーターにより負極ペーストAを二筋に塗工するようにしてもよい。
さらには、スリットダイコーター、スロットダイコーターあるいは3台のダイコーターを用いる等して、負極ペーストAおよびBを同時に塗工するようにしてもよい。
In addition, either said process c and process d may be implemented first, and may be implemented simultaneously. For example, using a slit die coater, a slot die coater, or two die coaters, the negative electrode paste A is applied in two stripes so that the coating pattern has a stripe shape sandwiching the central strip region, and then the central strip shape is applied. The negative electrode paste B may be applied to the region (gap).
Alternatively, for example, after applying the negative electrode paste B to the central band region, the negative electrode paste A is applied in two stripes by a slit die coater, a slot die coater, or two die coaters so as to sandwich the central band region. You may make it work.
Furthermore, the negative electrode pastes A and B may be applied simultaneously by using a slit die coater, a slot die coater, or three die coaters.

なお、上記の通り負極集電体に塗布した負極ペーストAおよびBについては、好ましくは、適当な乾燥手法により溶媒を除去することができる。かかる手法としては、自然乾燥や、熱風,低湿風,真空,凍結,赤外線,遠赤外線,電子線等による乾燥を単独で、または組み合わせて実施することができる。   In addition, about the negative electrode paste A and B apply | coated to the negative electrode collector as above-mentioned, Preferably, a solvent can be removed with a suitable drying method. As such a technique, natural drying, drying with hot air, low humidity air, vacuum, freezing, infrared rays, far infrared rays, electron beams, or the like can be performed alone or in combination.

負極集電体上に塗布された負極ペーストAおよびBは、その界面(例えば、1mm程度の幅)において拡散等の作用によりオキサラト錯体化合物の濃度は若干の均質化(レベリンク)がなされる。すなわち、負極ペーストAとBとの界面においては、オキサラト錯体化合物の濃度が傾斜しているといえる。しかしながら、かかる負極ペーストAおよびBが塗布され、乾燥された後の負極においては、中央帯状領域とその他の領域とにおけるオキサラト錯体化合物の濃度は明瞭に異ならしめられる。すなわち、負極活物質層の中央帯状領域においてオキサラト錯体化合物は本質的に含まれておらず、その他の領域においてオキサラト錯体化合物は負極活物質100質量部に対して典型的には1質量部〜10質量部程度の割合で含まれることとなる。なお、上記の「その他の領域」とは、負極ペーストAが塗布される領域である。具体的には、上記幅方向における中央帯状領域の両端側に広がる負極活物質層形成領域である。   In the negative electrode pastes A and B applied on the negative electrode current collector, the concentration of the oxalato complex compound is slightly homogenized (leveled) by an action such as diffusion at the interface (for example, a width of about 1 mm). That is, it can be said that the concentration of the oxalato complex compound is inclined at the interface between the negative electrode pastes A and B. However, in the negative electrode after such negative electrode pastes A and B are applied and dried, the concentration of the oxalato complex compound in the central band region and other regions is clearly different. That is, the oxalato complex compound is essentially not contained in the central band region of the negative electrode active material layer, and the oxalato complex compound is typically 1 part by mass to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the negative electrode active material in other regions. It is included at a ratio of about part by mass. In addition, said "other area | region" is an area | region where the negative electrode paste A is apply | coated. Specifically, it is a negative electrode active material layer forming region extending on both ends of the central strip region in the width direction.

負極集電体の単位面積当たりに設けられる負極活物質層の質量(負極集電体の両面に負極活物質層を有する構成では両面の合計質量)は、中央帯状領域およびその他の領域の何れにおいても、例えば5mg/cm〜20mg/cm(典型的には5mg/cm〜10mg/cm)程度とすることができる。負極集電体の両面に負極活物質層を有する構成において、負極集電体の各々の面に設けられる負極活物質層の質量は、通常、概ね同程度とすることが好ましい。負極活物質層の密度は、例えば0.5g/cm〜2g/cm(典型的には1g/cm〜1.5g/cm)程度とすることができる。
そして、上記負極に適宜プレス処理を施すことによって、負極活物質層の厚みや密度を調整することができる。該プレス処理には、例えば、ロールプレス法、平板プレス法等の公知の各種のプレス方法を採用することができる。プレス処理後の負極活物質層の厚みは、例えば20μm以上(典型的には50μm以上)であって、200μm以下(典型的には100μm以下)とすることができる。
The mass of the negative electrode active material layer provided per unit area of the negative electrode current collector (the total mass of both surfaces in the structure having the negative electrode active material layer on both sides of the negative electrode current collector) also, for example, (typically 5mg / cm 2 ~10mg / cm 2 ) 5mg / cm 2 ~20mg / cm 2 may be of the order. In the configuration having the negative electrode active material layers on both surfaces of the negative electrode current collector, the mass of the negative electrode active material layers provided on each surface of the negative electrode current collector is usually preferably approximately the same. The density of the negative electrode active material layer, for example, (typically 1g / cm 3 ~1.5g / cm 3 ) 0.5g / cm 3 ~2g / cm 3 may be of the order.
Then, the thickness and density of the negative electrode active material layer can be adjusted by appropriately pressing the negative electrode. For the press treatment, various known press methods such as a roll press method and a flat plate press method can be employed. The thickness of the negative electrode active material layer after the press treatment is, for example, 20 μm or more (typically 50 μm or more), and can be 200 μm or less (typically 100 μm or less).

≪工程e:電極体の構築≫
工程eでは、上記負極ペーストAおよびBが塗布されてなる負極を用いて電極体を構築することができる。典型的には、負極と、正極とを、セパレータ等の絶縁材料を介して重ね合わせることで電極体とすることができる。かかる負極、正極およびセパレータは、複数のものを重ね合わせたり、あるいは、長尺状のものを倦回したりする等して単位体積当たりの電池容量を増大させることができる。
<正極>
ここで開示される非水電解液二次電池の正極は、正極集電体と、該正極集電体上に形成された少なくとも正極活物質を含む正極活物質層と、を備えている。かかる正極を作製する方法は特に限定されないが、例えば正極活物質と導電材とバインダ等とを適切な溶媒と混合して正極ペーストを調製し、該正極ペーストを正極集電体上に塗布して正極活物質層を形成することで用意することができる。正極ペーストの固形分濃度は特に限定されないが、例えば、一例として、10質量%〜60質量%(好ましくは10質量%〜50質量%)とすることができる。正極活物質層の形成方法や乾燥方法等は、上述の負極の場合と同様の手法で行うことができる。
<< Step e: Construction of electrode body >>
In step e, an electrode body can be constructed using a negative electrode to which the negative electrode pastes A and B are applied. Typically, a negative electrode and a positive electrode can be overlapped with an insulating material such as a separator to form an electrode body. The negative electrode, the positive electrode, and the separator can increase the battery capacity per unit volume by overlapping a plurality of them, or winding a long one.
<Positive electrode>
The positive electrode of the non-aqueous electrolyte secondary battery disclosed here includes a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer including at least a positive electrode active material formed on the positive electrode current collector. A method for producing such a positive electrode is not particularly limited. For example, a positive electrode active material, a conductive material, a binder, and the like are mixed with an appropriate solvent to prepare a positive electrode paste, and the positive electrode paste is applied onto a positive electrode current collector. It can be prepared by forming a positive electrode active material layer. Although the solid content concentration of a positive electrode paste is not specifically limited, For example, it is 10 mass%-60 mass% (preferably 10 mass%-50 mass%) as an example. The method for forming the positive electrode active material layer, the drying method, and the like can be performed in the same manner as in the case of the negative electrode described above.

<正極集電体>
正極集電体としては、導電性の良好な金属(例えば、アルミニウム、ニッケル、チタン、ステンレス鋼等)からなる導電性部材を好ましく用いることができる。また、正極集電体の形状は正極集電体の形状と同様とすることができる。
<Positive electrode current collector>
As the positive electrode current collector, a conductive member made of a metal having good conductivity (for example, aluminum, nickel, titanium, stainless steel, etc.) can be preferably used. The shape of the positive electrode current collector can be the same as the shape of the positive electrode current collector.

<正極活物質>
上記正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な材料であって、リチウム元素と一種または二種以上の遷移金属元素を含むリチウム含有化合物(例えばリチウム遷移金属複合酸化物)が挙げられる。例えば、リチウムニッケル複合酸化物(例えばLiNiO)、リチウムコバルト複合酸化物(例えばLiCoO)、リチウムマンガン複合酸化物(例えばLiMn)、或いは、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物(例えばLiNi1/3Co1/3Mn1/3)のような三元系リチウム含有複合酸化物が挙げられる。
また、一般式がLiMPO或いはLiMVO或いはLiMSiO(式中のMはCo、Ni、Mn、Feのうちの少なくとも一種以上の元素)等で表記されるようなポリアニオン系化合物(例えばLiFePO、LiMnPO、LiFeVO、LiMnVO、LiFeSiO、LiMnSiO、LiCoSiO)を上記正極活物質として用いてもよい。
<Positive electrode active material>
Examples of the positive electrode active material include materials capable of inserting and extracting lithium ions, and include lithium-containing compounds (for example, lithium transition metal composite oxides) containing a lithium element and one or more transition metal elements. For example, lithium nickel composite oxide (for example, LiNiO 2 ), lithium cobalt composite oxide (for example, LiCoO 2 ), lithium manganese composite oxide (for example, LiMn 2 O 4 ), or lithium nickel cobalt manganese composite oxide (for example, LiNi 1). / 3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 ), a ternary lithium-containing composite oxide.
In addition, a polyanionic compound (for example, LiFePO 4) whose general formula is represented by LiMPO 4, LiMVO 4, or Li 2 MSiO 4 (wherein M is at least one element of Co, Ni, Mn, and Fe), etc. 4 , LiMnPO 4 , LiFeVO 4 , LiMnVO 4 , Li 2 FeSiO 4 , Li 2 MnSiO 4 , Li 2 CoSiO 4 ) may be used as the positive electrode active material.

上記正極活物質は、種々の方法により製造されたものであり得る。正極活物質がリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物である場合を例として説明すると、例えば、NiとCoとMnとを目的とするモル比で含む水酸化物(例えば、Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2で表わされるNiCoMn複合水酸化物)を調製し、この水酸化物とリチウム源とのモル比が目的値となるように混合して焼成することにより、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物を得ることができる。上記NiCoMn複合水酸化物は、例えば共沈法により好ましく調製することができる。上記焼成は、典型的には酸化性雰囲気中(例えば大気中)で行われる。焼成温度としては700℃〜1000℃が好ましい。共沈法では、例えば、比較的濃度の高い水酸化ナトリウムを用いてNiCoMn複合水酸化物を調製するため、上記のようにして生成されたリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物は、不純物としてのナトリウム成分(例えば、NaSO)を含む傾向にある。 The positive electrode active material may be manufactured by various methods. The case where the positive electrode active material is a lithium nickel cobalt manganese composite oxide will be described as an example. For example, a hydroxide containing Ni, Co, and Mn at a target molar ratio (for example, Ni 1/3 Co 1/3 NiCoMn composite hydroxide represented by Mn 1/3 (OH) 2 is prepared, mixed and fired so that the molar ratio of the hydroxide to the lithium source becomes the target value, thereby lithium nickel cobalt Manganese composite oxide can be obtained. The NiCoMn composite hydroxide can be preferably prepared by, for example, a coprecipitation method. The firing is typically performed in an oxidizing atmosphere (for example, in the air). The firing temperature is preferably 700 ° C to 1000 ° C. In the coprecipitation method, for example, since a NiCoMn composite hydroxide is prepared using sodium hydroxide having a relatively high concentration, the lithium nickel cobalt manganese composite oxide produced as described above has a sodium component as an impurity. (For example, Na 2 SO 4 ).

また、例えば、一般式:xLi[Li1/3Mn2/3]O・(1−x)LiMeO、(式中、Meは1種または2種以上の遷移金属であり、xは0<x≦1を満たす)で表されるような、いわゆる固溶型のリチウム過剰遷移金属酸化物を用いることもできる。 Also, for example, the general formula: xLi [Li 1/3 Mn 2/3 ] O 2. (1-x) LiMeO 2 , wherein Me is one or more transition metals, and x is 0 It is also possible to use a so-called solid solution type lithium-excess transition metal oxide represented by <satisfying x ≦ 1.

<導電材>
導電材としては、従来より非水電解液二次電池に用いられる各種の物質の1種または2種以上を特に制限することなく使用することができる。例えば、カーボンブラック(例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、サーマルブラック等)、コークス、活性炭、黒鉛(天然黒鉛およびその改質体、人造黒鉛)、炭素繊維(PAN系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維)、カーボンナノチューブ、フラーレン、グラフェン等の炭素材料から選択される、1種または2種以上であり得る。なかでも特に、カーボンブラック(典型的には、アセチレンブラック)を好ましく用いることができる。
<Conductive material>
As the conductive material, one or more of various substances conventionally used in nonaqueous electrolyte secondary batteries can be used without any particular limitation. For example, carbon black (for example, acetylene black, furnace black, ketjen black, channel black, lamp black, thermal black, etc.), coke, activated carbon, graphite (natural graphite and its modified products, artificial graphite), carbon fiber (PAN) Carbon fiber, pitch-based carbon fiber), carbon nanotube, fullerene, graphene, or other carbon material. Among these, carbon black (typically acetylene black) can be preferably used.

<溶媒>
溶媒としては、上記の正極ペーストの調製に用いる材料を均一に分散または溶解し得る限りにおいて特に限定されない。例えば、上記の負極ペーストの調製で例示した溶媒のうちの1種または2種以上を用いることができる。
<Solvent>
The solvent is not particularly limited as long as the material used for preparing the positive electrode paste can be uniformly dispersed or dissolved. For example, one or more of the solvents exemplified in the preparation of the negative electrode paste can be used.

<バインダ>
バインダとしては、上記負極ペースト調製用のバインダとして例示したポリマー材料から適当なものを選択して用いることができる。具体的には、正極ペーストの調製に用いる溶媒に溶解または分散可能なバインダを選択して用いることができる。かかるバインダとしては、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等が好ましいものとして例示される。
なお、上記で負極ペースト調製用として例示したポリマー材料は、バインダとして用いられる他に、正極ペーストの増粘剤その他の添加剤として使用されることもあり得る。
その他、上記の負極ペーストの調製で例示したように、過充電時においてガスを発生させ得る無機化合物や、分散剤として機能し得る材料等、この種の正極ペーストに従来より添加されている各種の添加剤を適宜使用することもできる。
<Binder>
As the binder, an appropriate material can be selected and used from the polymer materials exemplified as the binder for preparing the negative electrode paste. Specifically, a binder that can be dissolved or dispersed in a solvent used for preparing the positive electrode paste can be selected and used. Examples of such a binder include styrene butadiene rubber (SBR), polyvinylidene fluoride (PVdF), polytetrafluoroethylene (PTFE), and the like.
The polymer material exemplified above for preparing the negative electrode paste may be used as a thickener and other additives for the positive electrode paste in addition to being used as a binder.
In addition, as exemplified in the preparation of the above negative electrode paste, various types of inorganic compounds that can generate gas during overcharge, materials that can function as a dispersant, and the like conventionally added to this type of positive electrode paste Additives can also be used as appropriate.

特に限定されるものではないが、正極集電体の単位面積当たりに設ける正極活物質層の質量(正極集電体の両面に正極活物質層を有する構成では両面の合計質量)は、例えば5mg/cm〜40mg/cm(典型的には10mg/cm〜30mg/cm)程度とすることができる。正極集電体の両面に正極活物質層を有する構成において、正極集電体の各々の面に設けられる正極活物質層の質量は、通常、概ね同程度とすることが好ましい。 Although not particularly limited, the mass of the positive electrode active material layer provided per unit area of the positive electrode current collector (the total mass of both surfaces in the configuration having the positive electrode active material layer on both surfaces of the positive electrode current collector) is, for example, 5 mg. / Cm 2 to 40 mg / cm 2 (typically 10 mg / cm 2 to 30 mg / cm 2 ). In the configuration having the positive electrode active material layers on both surfaces of the positive electrode current collector, the mass of the positive electrode active material layers provided on each surface of the positive electrode current collector is usually preferably approximately the same.

正極活物質層全体に占める正極活物質の割合は、およそ50質量%以上(典型的には50質量%〜95質量%)とすることが適当であり、通常はおよそ70質量%〜95質量%であることが好ましい。正極活物質層に占める導電材の割合は、正極活物質100質量部に対して、例えばおよそ0.1質量部〜20質量部とすることができ、通常はおよそ1質量部〜15質量部(例えば2質量部〜10質量部、典型的には3質量部〜7質量部)とすることが好ましい。正極活物質層に占めるバインダの割合は、正極活物質100質量部に対して、例えばおよそ0.5質量部〜10質量部とすることができ、通常はおよそ1質量部〜5質量部(例えば2質量部〜7質量部、典型的には2質量部〜5質量部)とすることが好ましい。   The proportion of the positive electrode active material in the entire positive electrode active material layer is suitably about 50% by mass or more (typically 50% by mass to 95% by mass), and usually about 70% by mass to 95% by mass. It is preferable that The proportion of the conductive material in the positive electrode active material layer can be, for example, about 0.1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material, and is usually about 1 to 15 parts by mass ( For example, it is preferable to set it as 2 mass parts-10 mass parts, typically 3 mass parts-7 mass parts. The proportion of the binder in the positive electrode active material layer can be, for example, approximately 0.5 parts by mass to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material, and is usually approximately 1 part by mass to 5 parts by mass (for example, 2 parts by mass to 7 parts by mass, typically 2 parts by mass to 5 parts by mass).

また、上記正極に適宜プレス処理を施すことによって、正極活物質層の厚みや密度を調整することができる。プレス処理後の正極活物質層の厚みは、例えば20μm以上(典型的には50μm以上)であって、200μm以下(典型的には100μm以下)とすることができる。また、正極活物質層の密度は特に限定されないが、例えば1.5g/cm以上(典型的には2g/cm以上)であって、4.5g/cm以下(典型的には4.2g/cm以下)とすることができる。上記範囲を満たす正極活物質層は、高い電池性能(例えば、高いエネルギー密度や出力密度)を実現し得る。 The thickness and density of the positive electrode active material layer can be adjusted by appropriately pressing the positive electrode. The thickness of the positive electrode active material layer after the press treatment is, for example, 20 μm or more (typically 50 μm or more), and can be 200 μm or less (typically 100 μm or less). The density of the positive electrode active material layer is not particularly limited, but is, for example, 1.5 g / cm 3 or more (typically 2 g / cm 3 or more) and 4.5 g / cm 3 or less (typically 4 .2 g / cm 3 or less). The positive electrode active material layer satisfying the above range can achieve high battery performance (for example, high energy density and output density).

<セパレータ>
セパレータとしては、従来から非水電解液二次電池に用いられるものと同様の各種の微多孔質シートを用いることができる。例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリエステル、セルロース、ポリアミド等の樹脂から成る多孔質樹脂シート(フィルム、不織布等)が挙げられる。かかる多孔質樹脂シートは、単層構造であってもよく、二層以上の複数構造(例えば、PE層の両面にPP層が積層された三層構造)であってもよい。また、上記多孔質シート、不織布等の片面または両面(典型的には片面)に、多孔質の耐熱層を備える構成のものであってもよい。かかるセパレータの厚みは、例えば、およそ10μm〜40μmの範囲内で設定することが好ましい。
<Separator>
As the separator, various microporous sheets similar to those conventionally used for non-aqueous electrolyte secondary batteries can be used. For example, a porous resin sheet (film, nonwoven fabric, etc.) made of a resin such as polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyester, cellulose, polyamide or the like can be mentioned. Such a porous resin sheet may have a single layer structure, or may have a two or more layers structure (for example, a three-layer structure in which a PP layer is laminated on both sides of a PE layer). Moreover, the thing of a structure provided with a porous heat resistant layer in the single side | surface or both surfaces (typically single side | surface), such as the said porous sheet and a nonwoven fabric, may be sufficient. The thickness of the separator is preferably set within a range of about 10 μm to 40 μm, for example.

<正極と負極との容量比>
特に限定するものではないが、上記正極活物質の単位質量当たりの理論容量(mAh/g)と該正極活物質の質量(g)との積で算出される正極容量(C(mAh))と、上記負極活物質の単位質量当たりの理論容量(mAh/g)と該負極活物質の質量(g)との積で算出される負極容量(C(mAh))と、の比(C/C)は、通常、例えば1.0〜2.0とすることが適当であり、1.2〜1.9(例えば1.7〜1.9)とすることが好ましい。対向する正極容量と負極容量の割合は、電池容量(または不可逆容量)やエネルギー密度に直接的に影響し、電池の使用条件等(例えば急速充電)によってはリチウムの析出を招き易くなる。対向する正負極の容量比を上記範囲とすることで、電池容量やエネルギー密度等の電池特性を良好に維持しつつ、リチウムの析出を好適に抑制することができる。
<Capacitance ratio between positive electrode and negative electrode>
Although not particularly limited, the positive electrode capacity (C c (mAh)) calculated by the product of the theoretical capacity (mAh / g) per unit mass of the positive electrode active material and the mass (g) of the positive electrode active material. And the negative electrode capacity (C a (mAh)) calculated by the product of the theoretical capacity per unit mass of the negative electrode active material (mAh / g) and the mass of the negative electrode active material (g) (C a / C c ) is usually suitably 1.0 to 2.0, for example, and preferably 1.2 to 1.9 (eg 1.7 to 1.9). The ratio of the positive electrode capacity and the negative electrode capacity facing each other directly affects the battery capacity (or irreversible capacity) and the energy density, and lithium is likely to be precipitated depending on the use conditions of the battery (for example, rapid charging). By setting the capacity ratio of the opposing positive and negative electrodes in the above range, it is possible to favorably suppress lithium deposition while maintaining good battery characteristics such as battery capacity and energy density.

≪工程f:電池の構築≫
工程fにおいては、上記で用意した電極体と、非水電解液とを電池ケースに収容して電池を構築することができる。典型的には、電極体を電池ケースに収容して密閉した後、電池ケースに設けた注液孔等から非水電解液を注入し、該注入孔を封止することで非水電解液二次電池を得ることができる。
<< Process f: Construction of battery >>
In step f, a battery can be constructed by housing the electrode body prepared above and the non-aqueous electrolyte in a battery case. Typically, after the electrode body is accommodated in the battery case and sealed, a non-aqueous electrolyte is injected from a liquid injection hole or the like provided in the battery case, and the non-aqueous electrolyte solution is sealed by sealing the injection hole. A secondary battery can be obtained.

<非水電解液>
非水電解液としては、従来から非水電解質二次電池に用いられる非水電解液と同様のものを特に限定なく使用することができる。この非水電解液は、典型的には、適当な非水溶媒に支持塩を含有させた組成を有する。上記非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン等からなる群から選択された一種または二種以上を用いることができる。また、上記支持塩としては、例えば、LiPF,LiBF,LiAsF,LiCFSO,LiCSO,LiN(CFSO,LiC(CFSO等のリチウム塩を用いることができる。一例として、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合溶媒(例えば体積比1:1)にLiPFを約1mol/Lの濃度で含有させた非水電解液が挙げられる。
<Non-aqueous electrolyte>
As the non-aqueous electrolyte, those similar to the non-aqueous electrolyte conventionally used in non-aqueous electrolyte secondary batteries can be used without particular limitation. This nonaqueous electrolytic solution typically has a composition in which a supporting salt is contained in a suitable nonaqueous solvent. Examples of the non-aqueous solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, and the like. One kind or two or more kinds selected from the group can be used. Examples of the supporting salt include LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 and the like. Lithium salts can be used. As an example, a nonaqueous electrolytic solution in which LiPF 6 is contained at a concentration of about 1 mol / L in a mixed solvent of ethylene carbonate and diethyl carbonate (for example, a volume ratio of 1: 1) can be mentioned.

<オキサラト錯体化合物>
また、必須の成分ではないものの、この非水電解液は、皮膜形成剤としてオキサラト錯体化合物を含むことができる。かかるオキサラト錯体化合物としては、上記の負極ペーストAの調整に用いることができる各種の化合物から、1種または2種以上を適宜選択して用いることができる。なかでも、上記式(III)で表される化合物を用いることが好ましく、さらには、式(I)で表されるリチウムビス(オキサラト)ボレート(LiBOB)を用いるのがより好ましい。かかるオキサラト錯体化合物を非水電解液に添加することで、正極活物質層および負極活物質層の表面においてかかるオキサラト錯体化合物が還元分解されてなる皮膜が形成され、非水電解液の分解や活物質の劣化等を抑制することができる。
非水電解液中へのオキサラト錯体化合物の添加量は、上記負極ペーストAへの外化合物の添加量を考慮しながら適宜設定することができる。例えば、0.01mol/L〜0.15mol/L程度の範囲、好ましくは、0.01mol/L〜0.1mol/L程度の範囲で適宜調整することができる。
<Oxalato complex compound>
Moreover, although not an essential component, this nonaqueous electrolytic solution can contain an oxalato complex compound as a film forming agent. As such an oxalato complex compound, one or two or more kinds can be appropriately selected from various compounds that can be used for the preparation of the negative electrode paste A described above. Among these, it is preferable to use a compound represented by the above formula (III), and it is more preferable to use lithium bis (oxalato) borate (LiBOB) represented by the formula (I). By adding such an oxalato complex compound to the non-aqueous electrolyte solution, a film formed by reducing and decomposing the oxalato complex compound on the surface of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer is formed. Deterioration of substances can be suppressed.
The amount of the oxalato complex compound added to the non-aqueous electrolyte can be appropriately set in consideration of the amount of the external compound added to the negative electrode paste A. For example, it can be appropriately adjusted in the range of about 0.01 mol / L to 0.15 mol / L, preferably in the range of about 0.01 mol / L to 0.1 mol / L.

<その他の添加剤>
さらに、非水電解液には、必ずしも必要ではないものの、本発明の効果を損なわない限りにおいて、ガス発生添加剤等の添加剤等を、例えば、0.01〜10質量%程度添加することもできる。
<Other additives>
Furthermore, although not necessarily required for the non-aqueous electrolyte, an additive such as a gas generating additive may be added, for example, about 0.01 to 10% by mass, as long as the effects of the present invention are not impaired. it can.

<電池ケース>
電池ケースとしては、従来から非水電解液二次電池に用いられる材料や形状を用いることができる。該ケースの材質としては、例えば、アルミニウム,スチール等の金属材料、ポリフェニレンサルファイド樹脂,ポリイミド樹脂等の樹脂材料が代表的なものとして挙げられる。なかでも、放熱性向上やエネルギー密度を高める目的から、比較的軽量な金属(例えば、アルミニウムやアルミニウム合金)を好ましく採用することができる。また、該ケースの形状(容器の外形)は特に限定されず、例えば、円形(円筒形、コイン形、ボタン形)、六面体形(直方体形、立方体形)、袋体形、およびそれらを加工し変形させた形状等であり得る。また、該ケースには電流遮断機構(電池の過充電時に、電池温度および/または内圧の上昇に応じて電流を遮断し得る機構)等の安全機構を設けることもできる。
<Battery case>
As the battery case, materials and shapes conventionally used for non-aqueous electrolyte secondary batteries can be used. Typical examples of the material of the case include metal materials such as aluminum and steel, and resin materials such as polyphenylene sulfide resin and polyimide resin. Among these, relatively light metals (for example, aluminum and aluminum alloys) can be preferably employed for the purpose of improving heat dissipation and increasing energy density. Further, the shape of the case (outer shape of the container) is not particularly limited. For example, the shape (cylindrical shape, coin shape, button shape), hexahedron shape (cuboid shape, cube shape), bag shape, and the like are processed and deformed. It can be a shape or the like. In addition, the case can be provided with a safety mechanism such as a current interruption mechanism (a mechanism capable of interrupting current in response to an increase in battery temperature and / or internal pressure when the battery is overcharged).

<オキサラト錯体化合物成分の分布>
例えば、電池ケース内に非水電解液を注入することで、電極体に非水電解液を含浸させることができる。より詳細には、正極および負極の活物質層ならびにセパレータの内部に形成されている細孔内に非水電解液を含浸させることができる。かかる非水電解液の含浸は、積層された正極、負極およびセパレータの端部から電極体の内部に向かって進行する。典型的には、非水電解液は、正極、負極およびセパレータの長手方向に直交する幅方向の端部から中央部に向かって浸透してゆく。ここで、上述のように、電極体内、とりわけ負極に含まれる負極活物質層内には不可避的にナトリウム成分が存在し、かかるナトリウム成分は非水電解液に溶解してその浸透と共に幅方向の中央部に向かって濃化される。
また、上記の負極活物質層には、長手方向に直交する幅方向の中央を含む中央帯状領域に、オキサラト錯体化合物は本質的に含まれていないが、かかる中央帯状領域以外の領域に、オキサラト錯体化合物が含まれている。そして、かかるオキサラト錯体化合物は、非水電解質に溶解し、その成分(例えば、オキサラト錯イオン)が中央帯状領域に幾分か移動し得るものの、おおよそは該中央帯状領域以外の負極活物質層領域に留まり得る。これは、非水電解液中にオキサラト錯体化合物が含まれる場合においても同様であり得る。
<Distribution of Oxalato Complex Compound Components>
For example, the electrode body can be impregnated with the non-aqueous electrolyte by injecting the non-aqueous electrolyte into the battery case. More specifically, the non-aqueous electrolyte can be impregnated into the positive and negative electrode active material layers and the pores formed in the separator. The impregnation with the nonaqueous electrolytic solution proceeds from the end portions of the stacked positive electrode, negative electrode, and separator toward the inside of the electrode body. Typically, the non-aqueous electrolyte penetrates from the end in the width direction perpendicular to the longitudinal direction of the positive electrode, the negative electrode, and the separator toward the center. Here, as described above, a sodium component is unavoidably present in the electrode body, particularly in the negative electrode active material layer included in the negative electrode, and the sodium component dissolves in the non-aqueous electrolyte and penetrates in the width direction along with its penetration. Thickening towards the center.
Further, the negative electrode active material layer essentially does not contain an oxalato complex compound in the central band region including the center in the width direction orthogonal to the longitudinal direction, but in the region other than the central band region, Complex compounds are included. And although this oxalato complex compound melt | dissolves in a non-aqueous electrolyte and the component (for example, oxalato complex ion) can move to a center strip | belt area | region somewhat, it is roughly negative electrode active material layer area | regions other than this center strip | belt area | region. Can stay on. This can be the same when the oxalato complex compound is contained in the non-aqueous electrolyte.

一般にナトリウムイオンの拡散速度は他のイオン(ここでは、オキサラト錯イオンであり得る。)よりも速いため、オキサラト錯イオンは典型的には中央帯状領域に移動してからナトリウムイオンと会合して、該中央帯状領域に難溶性のオキサラト錯塩を形成し得る。すなわち、非水電解液の含浸後、幾分かのオキサラト錯イオンの移動が終了した負極活物質層においては、中央帯状領域に難溶性のオキサラト錯塩が、該中央帯状領域以外の領域においてオキサラト錯体化合物が万遍なく存在した状態を実現することができる。つまり、オキサラト錯体化合物の成分が、負極活物質層における非水電解液の浸透方向(すなわち、長手方向に直交する幅方向)においてムラなく分布した状態となり得る。
例えば、オキサラト錯体化合物としてリチウムビス(オキサラト)ボレート(LiBOB)を中央帯状領域以外の負極活物質層領域に配置させた場合には、中央帯状領域に難溶性のNa[B(C]が、その他の負極活物質層領域にはビス(オキサラト)ボレートアニオン([B(C)が主として存在し、[B(C]成分が幅方向でムラなく分布した状態となり得る。
Since the diffusion rate of sodium ions is generally faster than other ions (which can be oxalate complex ions here), the oxalato complex ions typically migrate to the central zone and then associate with sodium ions, A sparingly soluble oxalato complex salt can be formed in the central strip region. That is, in the negative electrode active material layer in which some of the oxalato complex ions have been transferred after impregnation with the non-aqueous electrolyte solution, the oxalate complex salt that is sparingly soluble in the central band region, and the oxalato complex in the region other than the central band region It is possible to realize a state in which the compound exists evenly. That is, the components of the oxalato complex compound can be distributed uniformly in the penetration direction of the non-aqueous electrolyte in the negative electrode active material layer (that is, the width direction orthogonal to the longitudinal direction).
For example, when lithium bis (oxalato) borate (LiBOB) is arranged as the oxalato complex compound in the negative electrode active material layer region other than the central band region, Na [B (C 2 O 4 ) is hardly soluble in the central band region. 2 ], but the bis (oxalato) borate anion ([B (C 2 O 4 ) 2 ] ) is mainly present in the other negative electrode active material layer region, and the [B (C 2 O 4 ) 2 ] component is wide. It can be in a uniformly distributed state in the direction.

≪工程g:コンディショニング≫
本発明では、さらに、工程gとして、上記の通り構築された電池に対して、所定の充電電圧まで充電を行った後、所定の放電電圧まで放電を行うコンディショニング(活性化工程ともいう。)を施すことができる。このコンディショニングの様な初回の充電処理によって、負極活物質層の表面に存在するオキサラト錯体化合物成分が分解され、負極活物質層(負極活物質であり得る)の表面にかかるオキサラト錯体化合物に由来する皮膜が形成される。また、非水電解液中にオキサラト錯体化合物が含まれる場合は、同様にかかるオキサラト錯体化合物が分解されて負極活物質層(負極活物質であり得る)の表面に皮膜が形成される。ここで、上記のとおり、コンディショニング前の負極活物質層においては、オキサラト錯体化合物の成分がムラなく分布した状態であるため、かかる皮膜もムラなく形成され得る。
これにより、負極活物質の表面と非水電解液との界面が安定化されて、負極活物質の劣化や、非水電解液成分の更なる分解を防ぐことができる。また、負極活物質層の表面抵抗が均質となるため、例えば電荷担体に由来する析出物(例えば、リチウムイオン二次電池の場合は金属リチウム)の発生を抑制することができ、出入力特性や、耐久性が向上される。
≪Process g: Conditioning≫
In the present invention, as step g, conditioning (also referred to as an activation step) is performed in which the battery constructed as described above is charged to a predetermined charging voltage and then discharged to a predetermined discharging voltage. Can be applied. Due to the initial charging treatment such as conditioning, the oxalato complex compound component present on the surface of the negative electrode active material layer is decomposed and derived from the oxalato complex compound applied to the surface of the negative electrode active material layer (which can be the negative electrode active material). A film is formed. When the oxalato complex compound is contained in the nonaqueous electrolytic solution, the oxalato complex compound is similarly decomposed to form a film on the surface of the negative electrode active material layer (which can be the negative electrode active material). Here, as described above, in the negative electrode active material layer before conditioning, since the components of the oxalato complex compound are uniformly distributed, such a film can be formed evenly.
Thereby, the interface between the surface of the negative electrode active material and the non-aqueous electrolyte is stabilized, and the deterioration of the negative electrode active material and further decomposition of the non-aqueous electrolyte components can be prevented. In addition, since the surface resistance of the negative electrode active material layer is uniform, for example, the generation of precipitates derived from charge carriers (for example, metallic lithium in the case of a lithium ion secondary battery) can be suppressed. , Durability is improved.

さらに、LiBOBを使用するリチウムイオン二次電池においては、LiBOBに由来する皮膜の形成ムラにより、低温での電池使用時に金属Liの析出が起こり易く、容量低下が大きかった。しかしながら、ここに開示される発明によると、上記の通りLiBOBに由来する皮膜の形成ムラが解消されるため、かかる低温時の容量低下の問題もが解消される。   Furthermore, in a lithium ion secondary battery using LiBOB, due to uneven formation of a film derived from LiBOB, metal Li is likely to precipitate when the battery is used at a low temperature, resulting in a large decrease in capacity. However, according to the invention disclosed herein, since the uneven formation of the film derived from LiBOB is eliminated as described above, the problem of capacity reduction at low temperatures is also eliminated.

なお、充電処理における正負極端子間の電圧(典型的には最高到達電圧)は、例えば使用する電極材料(活物質)や非水電解液等によっても異なるが、少なくとも負極の電位がオキサラト錯体化合物の分解され得る電位(還元電位(vs.Li/Li))よりも低くなるよう設定する必要がある。また、正極の電位が高すぎると非水電解液の酸化分解反応が促進される等、電池性能に悪影響及ぼすおそれがある。したがって、充電処理における正負極端子間の電圧(典型的には最高到達電圧)は、該電池の上限電圧を大きく上回らない程度に設定することが好ましい。例えばSOC100%における端子間電圧を4.1Vとする電池では、充電電圧を2V以上4.5V以下(典型的には3.5V以上4.2V以下)とすることができる。 Note that the voltage between the positive and negative terminals (typically the highest voltage reached) in the charging process varies depending on, for example, the electrode material (active material) used, the non-aqueous electrolyte, etc., but at least the potential of the negative electrode is an oxalato complex compound. It is necessary to set it to be lower than the potential (reduction potential (vs. Li / Li + )) that can be decomposed. On the other hand, if the potential of the positive electrode is too high, the oxidative decomposition reaction of the non-aqueous electrolyte solution is promoted, which may adversely affect the battery performance. Therefore, it is preferable that the voltage between the positive and negative terminals (typically the highest voltage reached) in the charging process is set so as not to greatly exceed the upper limit voltage of the battery. For example, in a battery in which the terminal voltage at 100% SOC is 4.1 V, the charging voltage can be 2 V to 4.5 V (typically 3.5 V to 4.2 V).

電圧を調整する際は、充電開始から正負極端子間電圧が所定値に到達するまで定電流で充電する、定電流充電(CC充電)により行ってもよく、あるいは、充電開始から正負極端子間電圧が所定値に到達するまで定電流で充電し、さらに定電圧で所定時間充電する、定電流定電圧充電(CCCV充電)により行ってもよい。通常は、CCCV充電方式を好ましく採用し得る。これにより、オキサラト錯体化合物を好適に分解して、負極活物質層の表面に強固で緻密な皮膜を安定的に形成することができる。CC充電時(CCCV充電方式におけるCC充電時であり得る。)の充電レートは特に限定されず、例えば1/50C〜5C(1Cは、1時間で満充放電可能な電流の値)程度とすることができる。通常は、上記充電レートを1/30C〜2C程度(例えば1/20C〜1C)程度とすることが適当である。充電レートが低すぎると、処理効率が低下しがちである。また、充電レートが高すぎると、正極活物質が劣化したり、形成される皮膜の均一性が低下したり、該皮膜の還元分解防止性能が低下傾向となったりすることがあり得る。
なお、上記充電処理は一回でもよく、例えば二回以上の充放電操作を繰り返し行うこともできる。さらに、電池性能に大きな悪影響を与えない範囲内で、その他の操作(例えば、拘束等による圧力の負荷や超音波の照射)を併用することもできる。
When adjusting the voltage, it may be performed by constant current charging (CC charging) from the start of charging until the voltage between the positive and negative terminals reaches a predetermined value, or between the positive and negative terminals from the start of charging. The charging may be performed by constant current constant voltage charging (CCCV charging) in which charging is performed at a constant current until the voltage reaches a predetermined value and charging is performed at a constant voltage for a predetermined time. Usually, the CCCV charging method can be preferably adopted. Thereby, an oxalato complex compound can be decomposed | disassembled suitably and a firm and dense membrane | film | coat can be stably formed on the surface of a negative electrode active material layer. The charge rate at the time of CC charge (it may be at the time of CC charge in a CCCV charge system) is not specifically limited, For example, it shall be about 1 / 50C-5C (1C is the value of the electric current which can be fully charged and discharged in 1 hour). be able to. Usually, it is appropriate to set the charging rate to about 1/30 C to 2 C (for example, 1/20 C to 1 C). If the charge rate is too low, the processing efficiency tends to decrease. On the other hand, if the charging rate is too high, the positive electrode active material may deteriorate, the uniformity of the formed film may decrease, or the reductive degradation prevention performance of the film may tend to decrease.
In addition, the said charge process may be performed once, for example, charging / discharging operation of 2 times or more can also be performed repeatedly. Furthermore, other operations (for example, pressure load due to restraint or irradiation of ultrasonic waves) can be used in combination as long as the battery performance is not greatly affected.

ここで開示される非水電解液二次電池においては、負極活物質層の少なくとも一部にオキサラト錯体化合物に由来する皮膜が形成されている。そして、かかるオキサラト錯体化合物に由来する皮膜は、例えば、負極活物質層の幅方向の端部における皮膜量を100としたとき、中央帯状領域における皮膜量が90〜110の範囲内となる程度に均質化されたものであり得る。かかる皮膜量は、例えば、オキサラト錯体化合物の中心元素の濃度により確認することが可能である。すなわち、オキサラト錯体化合物の中心元素の濃度Cを100としたときに、中央帯状領域におけるオキサラト錯体化合物の中心元素の濃度Cが90〜110の範囲内にあればよい。なお、参考のために、例えば、オキサラト錯体化合物を含まない一般的な負極活物質層においては、上記Cを100としたときのCは110を超える値(例えば、114以上)となり得る。 In the non-aqueous electrolyte secondary battery disclosed here, a film derived from the oxalato complex compound is formed on at least a part of the negative electrode active material layer. And the film | membrane derived from this oxalato complex compound is the grade which the film quantity in a center strip | belt area | region becomes in the range of 90-110, when the film quantity in the edge part of the width direction of a negative electrode active material layer is set to 100, for example. It can be homogenized. Such a coating amount can be confirmed by, for example, the concentration of the central element of the oxalato complex compound. That is, the concentration C A of the central element of the oxalate complex compound is taken as 100, the concentration C B of the central element of the oxalate complex compound in the central strip-like regions may be in the range of 90 to 110. For reference, for example, in a general negative electrode active material layer not containing oxalate complex compound, C B when the C A and 100 can be a more than 110 values (e.g., 114 or more).

かかる皮膜量、すなわちオキサラト錯体化合物の中心元素の濃度の測定は、特に限定されるものではないが、例えば、当該電池の負極活物質層の中央帯状領域および幅方向の端部から測定試料を採取し、かかる測定試料中の中心元素の濃度を測定することで確認することができる。かかる濃度測定には、例えば、一例として、誘導結合プラズマ(ICP)発光分析法や、原子吸光分析法、イオンクロマトグラフィ法等を利用することができる。より具体的には、電池を解体して取り出した負極活物質層を適当な溶媒(例えばEMC)で洗浄した後、所定の重量の測定試料を採取する。そして、かかる測定試料を酸溶媒中に溶解し、分析手法に応じた測定用試料溶液を調製して、かかる測定用試料溶液について目的の中心元素の含有量を測定すればよい。   The measurement of the amount of the film, that is, the concentration of the central element of the oxalato complex compound is not particularly limited. For example, a measurement sample is collected from the central band region and the end in the width direction of the negative electrode active material layer of the battery. It can be confirmed by measuring the concentration of the central element in the measurement sample. For example, an inductively coupled plasma (ICP) emission analysis method, an atomic absorption analysis method, an ion chromatography method, or the like can be used for the concentration measurement. More specifically, the negative electrode active material layer taken out by disassembling the battery is washed with an appropriate solvent (for example, EMC), and then a measurement sample having a predetermined weight is collected. Then, the measurement sample is dissolved in an acid solvent, a measurement sample solution is prepared according to the analysis technique, and the content of the target central element in the measurement sample solution is measured.

ここで開示される技術では、オキサラト錯体化合物として好ましくはLiBOBを使用する。かかる場合、上記の中心元素量の測定においてはホウ素(B)原子の含有量を求めればよい。なお、LiBOBに由来する皮膜量を求めたい場合には、上記の分析により試料溶液中のホウ素濃度を測定した後、負極活物質層の単位重量当たりのホウ素(B)原子の量(例えば、単位:μg/mg)を算出し、皮膜の組成に基づいて皮膜重量を算出すればよい。一方で、上記の通りの負極活物質層の長手方向に直交する幅方向における皮膜の分布状況(ムラ)を調べる場合には、正確な濃度による評価に代えて、上記分析における検出値に基づいて評価することができる。例えば、具体的には、上記の負極活物質層の長手方向に直交する幅方向の端部におけるホウ素(B)の濃度C、および、中央帯状領域におけるホウ素(B)の濃度Cに代えて、各々を測定する際の分析における検出強度IおよびIを採用してもよい。 In the technique disclosed here, LiBOB is preferably used as the oxalato complex compound. In such a case, the content of boron (B) atoms may be obtained in the measurement of the amount of the central element. In addition, when calculating | requiring the film quantity derived from LiBOB, after measuring the boron density | concentration in a sample solution by said analysis, the quantity (for example, unit) of the boron (B) atom per unit weight of a negative electrode active material layer : Μg / mg) and the film weight may be calculated based on the composition of the film. On the other hand, when investigating the distribution state (unevenness) of the film in the width direction perpendicular to the longitudinal direction of the negative electrode active material layer as described above, based on the detection value in the analysis instead of the evaluation based on the accurate concentration Can be evaluated. For example, specifically, instead of the concentration C A of boron (B) at the end in the width direction orthogonal to the longitudinal direction of the negative electrode active material layer, and the concentration C B of boron (B) in the central strip region Te, may be employed to detect the intensity I a and I B in the analysis of when measuring each.

以下、特に限定することを意図したものではないが、本発明の一実施形態に係る非水電解液二次電池の概略構成として、扁平に捲回された電極体(捲回型電極体)と、非水電解液とを扁平な直方体形(角形)の容器に収容した形態の非水電解液二次電池(単電池)を例とし、図2〜4にその概略構成を示す。以下の図面において、同じ作用を奏する部材および部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化することがある。なお、各図における寸法関係(長さ、幅、厚さ等)は、実際の寸法関係を反映するものではない。   Hereinafter, although not intended to be particularly limited, as a schematic configuration of the non-aqueous electrolyte secondary battery according to one embodiment of the present invention, a flatly wound electrode body (winding electrode body) and A non-aqueous electrolyte secondary battery (unit cell) in a form in which a non-aqueous electrolyte is accommodated in a flat rectangular parallelepiped (square) container is shown as an example in FIGS. In the following drawings, members and parts having the same action are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted or simplified. Note that the dimensional relationship (length, width, thickness, etc.) in each figure does not reflect the actual dimensional relationship.

ここで開示される技術の一実施形態に係る非水電解液二次電池10は、例えば図2および図3に示すように、扁平な直方体形状(角形)の電池ケース80に、該電池ケース80に対応した形状の捲回電極体20が、図示しない非水電解液とともに収容された構成を有する。この電池ケース80は、上端が開放された扁平な直方体形状(角形)の電池ケース本体84と、その開口部を塞ぐ蓋体82とを備える。電池ケース80の上面(すなわち蓋体82)には、外部接続用の正極端子40および負極端子60が、それら端子の一部が蓋体82から電池10の外方に突出するように設けられている。また、蓋体82には電池ケース80内部で発生したガスをケース80の外部に排出するための安全弁88が備えられている。かかる構成の非水電解液二次電池10は、例えば、ケース80の開口部から電極体20を内部に収容し、該ケース80の開口部に蓋体82を取り付けた後、蓋体82に設けられた電解液注入孔86から非水電解液を注入し、次いでかかる注入孔86を塞ぐことによって構築される。   A nonaqueous electrolyte secondary battery 10 according to an embodiment of the technology disclosed herein includes, for example, a battery case 80 having a flat rectangular parallelepiped shape (rectangular shape), as shown in FIGS. The wound electrode body 20 having a shape corresponding to the above-mentioned configuration is accommodated together with a non-aqueous electrolyte solution (not shown). The battery case 80 includes a flat rectangular parallelepiped (rectangular) battery case main body 84 with an open upper end, and a lid 82 that closes the opening. A positive electrode terminal 40 and a negative electrode terminal 60 for external connection are provided on the upper surface (that is, the lid body 82) of the battery case 80 so that a part of the terminals protrudes from the lid body 82 to the outside of the battery 10. Yes. Further, the lid 82 is provided with a safety valve 88 for discharging gas generated inside the battery case 80 to the outside of the case 80. For example, the non-aqueous electrolyte secondary battery 10 having such a configuration is provided in the lid body 82 after the electrode body 20 is accommodated inside the opening portion of the case 80 and the lid body 82 is attached to the opening portion of the case 80. It is constructed by injecting a non-aqueous electrolyte from the prepared electrolyte injection hole 86 and then closing the injection hole 86.

図4は、捲回電極体20を組み立てる段階における長尺状のシート構造(電極シート)を模式的に示す図である。捲回電極体20は、長尺状の正極集電体32の片面または両面(典型的には両面)に長手方向に沿って正極活物質層34が形成された正極シート30と、長尺状の負極集電体52の片面または両面(典型的には両面)に長手方向に沿って負極活物質層54が形成された負極シート50とを重ね合わせて捲回し、得られた捲回体を側面方向から押圧して拉げさせることによって扁平形状に成形されている。本発明において負極活物質層54は、捲回電極体20の組み立て段階においては、外観視では確認できないものの、幅方向の中央部に帯状にオキサラト錯体化合物を含まない領域54Bが、その両脇にオキサラト錯体化合物を含む領域54Aが、それぞれ形成されている。そして、この正極活物質層34と負極活物質層54との間は、両者の短絡を防ぐ絶縁層が配置されている。ここに示す例では、捲回電極体20を作製するに際して、上記絶縁層として長尺シート状のセパレータ70を使用している。この例では、負極活物質層54の幅b1は、正極活物質層34の幅a1よりも少し広い(b1>a1)。さらに、セパレータ70の幅c1は負極活物質層54の幅b1よりも少し広く、c1>b1>a1である。   FIG. 4 is a diagram schematically showing a long sheet structure (electrode sheet) at the stage of assembling the wound electrode body 20. The wound electrode body 20 includes a positive electrode sheet 30 in which a positive electrode active material layer 34 is formed along the longitudinal direction on one or both surfaces (typically both surfaces) of a long positive electrode current collector 32, and a long shape. A negative electrode sheet 50 having a negative electrode active material layer 54 formed in the longitudinal direction on one side or both sides (typically, both sides) of the negative electrode current collector 52 of the negative electrode current collector 52 is overlapped and wound. It is formed into a flat shape by pressing and abating from the side. In the present invention, although the negative electrode active material layer 54 cannot be confirmed by appearance in the assembly stage of the wound electrode body 20, regions 54B that do not contain an oxalato complex compound are formed on both sides of the belt in the center in the width direction. Each of the regions 54A including the oxalato complex compound is formed. And between this positive electrode active material layer 34 and the negative electrode active material layer 54, the insulating layer which prevents both short circuit is arrange | positioned. In the example shown here, when the wound electrode body 20 is produced, a long sheet-like separator 70 is used as the insulating layer. In this example, the width b1 of the negative electrode active material layer 54 is slightly wider than the width a1 of the positive electrode active material layer 34 (b1> a1). Further, the width c1 of the separator 70 is slightly wider than the width b1 of the negative electrode active material layer 54, and c1> b1> a1.

なお、正極シート30は、その長手方向に沿う一方の端部において正極活物質層34が設けられておらず(あるいは除去されて)、正極集電体32が露出するよう形成されている。同様に、負極シート50は、その長手方向に沿う一方の端部において、負極活物質層54が設けられておらず(あるいは除去されて)、負極集電体52が露出するように形成されている。そして、正極集電体32の該露出端部に正極集電板42が、負極集電体52の該露出端部には負極集電板62がそれぞれ付設され、上記正極端子40および上記負極端子60とそれぞれ電気的に接続されている。   The positive electrode sheet 30 is formed such that the positive electrode active material layer 34 is not provided (or removed) at one end portion along the longitudinal direction, and the positive electrode current collector 32 is exposed. Similarly, the negative electrode sheet 50 is formed so that the negative electrode active material layer 54 is not provided (or removed) at one end along the longitudinal direction, and the negative electrode current collector 52 is exposed. Yes. A positive current collector 42 is attached to the exposed end of the positive current collector 32, and a negative current collector 62 is attached to the exposed end of the negative current collector 52. The positive terminal 40 and the negative terminal 60 are electrically connected to each other.

また、本発明によると、ここで開示される非水電解液二次電池(単電池)を複数組み合わせた組電池が提供される。単電池を複数個相互に(典型的には直列に)接続してなる組電池では、構成する単電池のなかで最も低い性能のものに全体の性能が左右され得る。ここで開示される非水電解液二次電池は、従来の電池に比べて信頼性が高く、耐久性や低温特性に優れるため、組電池として一層高い電池性能を発揮し得る。   Moreover, according to this invention, the assembled battery which combined multiple nonaqueous electrolyte secondary batteries (unit cell) disclosed here is provided. In an assembled battery in which a plurality of unit cells are connected to each other (typically in series), the overall performance can be influenced by the lowest performance among the unit cells. The non-aqueous electrolyte secondary battery disclosed herein has higher reliability than conventional batteries and is excellent in durability and low-temperature characteristics, and therefore can exhibit higher battery performance as an assembled battery.

以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる具体例に示すものに限定することを意図したものではない。
オキサラト錯体化合物としてリチウムビス(オキサラト)ボレート(LiBOB)を用い、以下の手順で、リチウムイオン二次電池を作製した。
Several examples relating to the present invention will be described below, but the present invention is not intended to be limited to the specific examples.
Using lithium bis (oxalato) borate (LiBOB) as the oxalato complex compound, a lithium ion secondary battery was fabricated by the following procedure.

<サンプル1>
(負極シートの作製)
負極活物質として粒径が10μmの天然黒鉛(C)を、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース(CMC)を、添加剤として上記のLiBOBを、溶媒としてイオン交換水(W)を、結着剤としてスチレンブタジエンゴム(SBR)を用い、負極ペーストを調整した。
すなわち、これらの材料を、まず、質量比で、C:100質量部に対して、CMC:1質量部、LiBOB:5質量部、W:66質量部となるように配合して混練機に投入して混練したのち、溶媒としてのイオン交換水をさらにW:20質量部の割合で加えて粘度を調整し、SBR:1質量部(固形分)を加えて混合することで、LiBOBを含有する負極ペーストAを調製した。
また、上記の材料を、まず、質量比で、C:100質量部に対して、CMC:1質量部、LiBOB:なし、W:66質量部となるように配合して混練機に投入して混練したのち、溶媒としてのイオン交換水をさらにW:20質量部の割合で加えて粘度を調整し、SBR:1質量部(固形分)を加えて混合することで、LiBOBを含まない負極ペーストBを調製した。
<Sample 1>
(Preparation of negative electrode sheet)
Natural graphite (C) having a particle size of 10 μm as a negative electrode active material, carboxymethylcellulose (CMC) as a thickener, LiBOB as an additive, ion-exchanged water (W) as a solvent, and styrene as a binder A negative electrode paste was prepared using butadiene rubber (SBR).
That is, these materials are first blended in a mass ratio such that CMC: 100 parts by mass, CMC: 1 part by mass, LiBOB: 5 parts by mass, and W: 66 parts by mass, and put into a kneader. After kneading, ion exchange water as a solvent is further added at a ratio of W: 20 parts by mass to adjust the viscosity, and SBR: 1 part by mass (solid content) is added and mixed to contain LiBOB. A negative electrode paste A was prepared.
Further, the above materials are first blended in a mass ratio such that CMC: 100 parts by mass, CMC: 1 part by mass, LiBOB: none, W: 66 parts by mass, and put into a kneader. After kneading, ion-exchanged water as a solvent is further added at a ratio of W: 20 parts by mass to adjust the viscosity, and SBR: 1 part by mass (solid content) is added and mixed, so that the negative electrode paste does not contain LiBOB B was prepared.

負極集電体としては、厚み10μmの銅箔を用い、その両面に、長手方向に直交する幅方向の寸法が100mm幅となるように負極活物質層形成領域を設定した。そして、この負極活物質層形成領域の幅方向の中心6mm幅の領域を中央帯状領域Bとし、かかる中央帯状領域BにLiBOBを含まない負極ペーストBを、中央帯状領域の両側の47mm幅の領域AそれぞれにLiBOBを含有する負極ペーストAを、スロットダイを用いて塗布した。これらの負極ペーストは、目付量が(両面で)7.6mg/cmとなるように塗布し、乾燥後にプレスすることによって負極集電体上に負極活物質層を有する負極シート(厚み79μm、電極密度1.1g/cm)を作製した。プレス後に、極板長が3250mmとなるように加工し、負極板とした。 As the negative electrode current collector, a copper foil having a thickness of 10 μm was used, and negative electrode active material layer formation regions were set on both surfaces so that the dimension in the width direction perpendicular to the longitudinal direction was 100 mm. Then, a region 6 mm wide in the width direction of the negative electrode active material layer forming region is defined as a central strip region B, and the negative paste B not including LiBOB is added to the central strip region B on both sides of the central strip region. A negative electrode paste A containing LiBOB in each A was applied using a slot die. These negative electrode pastes were applied so that the weight per unit area was 7.6 mg / cm 2 (on both sides), dried and pressed to form a negative electrode sheet having a negative electrode active material layer on the negative electrode current collector (thickness 79 μm, An electrode density of 1.1 g / cm 3 ) was produced. After pressing, the electrode plate was processed to 3250 mm to obtain a negative electrode plate.

(正極シートの作製)
正極活物質粉末としてLiNi1/3Co1/3Mn1/3(LNCM)を用い、この正極活物質100質量部に対して、アセチレンブラック(AB)を8質量部と、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)を2質量部の割合で配合し、固形分濃度が50質量%となるように溶媒としてのN−メチルピロリドン(NMP)で粘度を調製しながら混練機にて混練することで、正極ペーストを調製した。正極集電体としては、厚み15μmのアルミニウム箔を用い、その両面に、幅94mmで目付量が(両面で)11mg/cmとなるように塗布し、乾燥後にプレスすることによって正極集電体上に正極活物質層を有する正極シート(厚み65μm、電極密度2.2g/cm)を作製した。プレス後に、極板長が3000mmとなるように加工し、正極板とした。
(Preparation of positive electrode sheet)
LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 (LNCM) was used as the positive electrode active material powder, 8 parts by mass of acetylene black (AB) with respect to 100 parts by mass of this positive electrode active material, and polyvinylidene fluoride (PVdF) is blended at a ratio of 2 parts by mass, and kneaded in a kneader while adjusting the viscosity with N-methylpyrrolidone (NMP) as a solvent so that the solid content concentration is 50% by mass. A paste was prepared. As the positive electrode current collector, an aluminum foil having a thickness of 15 μm was used. The positive electrode current collector was applied to both surfaces so as to have a width of 94 mm and a basis weight of 11 mg / cm 2 (on both sides) and pressed after drying. A positive electrode sheet (thickness 65 μm, electrode density 2.2 g / cm 3 ) having a positive electrode active material layer thereon was produced. After pressing, the electrode plate was processed to have a length of 3000 mm to obtain a positive electrode plate.

(非水電解液二次電池の構築)
上記で作製した負極シートと正極シートとを、2枚のセパレータシートとともに捲回し、扁平形状に成形して捲回型電極体を作製した。なお、セパレータシートとしては、ポリエチレン(PE)の両面にポリプロピレン(PP)が積層された三層構造であって、厚み20μm、孔径0.09μm、気孔率48体積%のものを用いた。また、捲回型電極体の捲回軸方向の一方の端部には、正極活物質層が塗工されていない正極集電体が、他方の端部には、負正極活物質層が塗工されていない負極集電体が、それぞれ露出する様に各シートの配置を調製した。そして、電池ケースの蓋体に正,負の端子および集電体リードを取り付け、これらの集電体リードを捲回型電極体の端部において露出した正極集電体および負極集電体にそれぞれ溶接した。このようにして蓋体と連結された電極体を、該電池ケースの開口部からその内部に収容し、開口部と蓋体を溶接した。次いで、蓋体に設けられた電解液注入孔から非水電解液を45g注液した。なお、非水電解液としては、エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを、EC:DMC:EMC=3:4:3の体積比で含む混合溶媒に、支持塩としてのLiPFを1mol/Lの濃度で、添加剤としてのLiBOBを0.05mol/Lの濃度で溶解させたものを用いた。
これにより、電池容量4Ahのリチウムイオン二次電池(サンプル1)を構築した。
(Construction of non-aqueous electrolyte secondary battery)
The negative electrode sheet and the positive electrode sheet prepared above were wound together with two separator sheets and formed into a flat shape to prepare a wound electrode body. The separator sheet was a three-layer structure in which polypropylene (PP) was laminated on both sides of polyethylene (PE), and had a thickness of 20 μm, a pore diameter of 0.09 μm, and a porosity of 48 volume%. In addition, a positive electrode current collector not coated with a positive electrode active material layer is applied to one end in the winding axis direction of the wound electrode body, and a negative positive electrode active material layer is applied to the other end. The arrangement of each sheet was prepared so that the unprocessed negative electrode current collector was exposed. Then, positive and negative terminals and current collector leads are attached to the lid of the battery case, and these current collector leads are respectively connected to the positive electrode current collector and the negative electrode current collector exposed at the end of the wound electrode body. Welded. The electrode body thus connected to the lid body was accommodated in the battery case from the opening portion, and the opening portion and the lid body were welded. Next, 45 g of non-aqueous electrolyte was injected from the electrolyte injection hole provided in the lid. As a non-aqueous electrolyte, a mixed solvent containing ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and ethyl methyl carbonate (EMC) in a volume ratio of EC: DMC: EMC = 3: 4: 3, A solution obtained by dissolving LiPF 6 as a supporting salt at a concentration of 1 mol / L and LiBOB as an additive at a concentration of 0.05 mol / L was used.
Thereby, a lithium ion secondary battery (sample 1) having a battery capacity of 4 Ah was constructed.

<サンプル2>
負極ペーストBを塗布する中央帯状領域Bの幅を8mmとし、その両側の負極ペーストAを塗布する領域Aの幅をそれぞれ46mmとした以外は、サンプル1と同様にして、リチウムイオン二次電池(サンプル2)を構築した。このサンプル2のリチウムイオン二次電池の電池容量は4Ahである。
<サンプル3>
負極ペーストBを塗布する中央帯状領域Bの幅を10mmとし、その両側の負極ペーストAを塗布する領域Aの幅をそれぞれ45mmとした以外は、サンプル1と同様にして、リチウムイオン二次電池(サンプル3)を構築した。このサンプル3のリチウムイオン二次電池の電池容量は4Ahである。
<サンプル4>
負極ペーストBを塗布する中央帯状領域Bの幅を12mmとし、その両側の負極ペーストAを塗布する領域Aの幅をそれぞれ44mmとした以外は、サンプル1と同様にして、リチウムイオン二次電池(サンプル4)を構築した。このサンプル4のリチウムイオン二次電池の電池容量は4Ahである。
<サンプル5>
負極ペーストBを塗布する中央帯状領域Bの幅を14mmとし、その両側の負極ペーストAを塗布する領域Aの幅をそれぞれ43mmとした以外は、サンプル1と同様にして、リチウムイオン二次電池(サンプル5)を構築した。このサンプル5のリチウムイオン二次電池の電池容量は4Ahである。
<Sample 2>
A lithium ion secondary battery (as in sample 1), except that the width of the central strip region B where the negative electrode paste B is applied is 8 mm, and the width of the region A where the negative electrode paste A is applied on both sides is 46 mm. Sample 2) was constructed. The battery capacity of the lithium ion secondary battery of Sample 2 is 4 Ah.
<Sample 3>
A lithium ion secondary battery (as in sample 1), except that the width of the central strip region B to which the negative electrode paste B is applied is 10 mm and the width of the region A to which the negative electrode paste A is applied on both sides is 45 mm. Sample 3) was constructed. The battery capacity of the lithium ion secondary battery of Sample 3 is 4 Ah.
<Sample 4>
A lithium ion secondary battery (as in sample 1), except that the width of the central strip region B where the negative electrode paste B is applied is 12 mm, and the width of the region A where the negative electrode paste A is applied on both sides is 44 mm. Sample 4) was constructed. The battery capacity of the lithium ion secondary battery of Sample 4 is 4 Ah.
<Sample 5>
A lithium ion secondary battery (as in sample 1), except that the width of the central strip region B to which the negative electrode paste B is applied is 14 mm and the width of the region A to which the negative electrode paste A is applied on both sides is 43 mm. Sample 5) was constructed. The battery capacity of the lithium ion secondary battery of Sample 5 is 4 Ah.

<サンプル6>
非水電解液に添加剤としてのLiBOBを添加しないこと以外は、サンプル3同様にして、リチウムイオン二次電池(サンプル6)を構築した。このサンプル6のリチウムイオン二次電池の電池容量は4Ahである。
<サンプル7>
負極活物質層形成領域の幅を120mmとし、負極ペーストBを塗布する中央帯状領域Bの幅を10mm、その両側の負極ペーストAを塗布する領域Aの幅をそれぞれ55mmとして、これに対応するように正極シートについても幅を増し、非水電解液の量を51gと増加させた以外は、サンプル3と同様にして、リチウムイオン二次電池(サンプル7)を構築した。このサンプル7のリチウムイオン二次電池の電池容量は4.8Ahである。
<サンプル8>
負極活物質層形成領域の幅を140mmとし、負極ペーストBを塗布する中央帯状領域Bの幅を10mm、その両側の負極ペーストAを塗布する領域Aの幅をそれぞれ65mmとして、これに対応するように正極シートについても幅を増し、非水電解液の量を57gとした以外は、サンプル3と同様にして、リチウムイオン二次電池(サンプル8)を構築した。このサンプル8のリチウムイオン二次電池の電池容量は5.6Ahである。
<Sample 6>
A lithium ion secondary battery (Sample 6) was constructed in the same manner as Sample 3 except that LiBOB as an additive was not added to the non-aqueous electrolyte. The battery capacity of the lithium ion secondary battery of Sample 6 is 4 Ah.
<Sample 7>
The width of the negative electrode active material layer forming region is set to 120 mm, the width of the central band region B to which the negative electrode paste B is applied is set to 10 mm, and the width of the region A to which the negative electrode paste A is applied on both sides is set to 55 mm. In addition, a lithium ion secondary battery (Sample 7) was constructed in the same manner as Sample 3 except that the width of the positive electrode sheet was increased and the amount of the nonaqueous electrolyte was increased to 51 g. The battery capacity of the lithium ion secondary battery of Sample 7 is 4.8 Ah.
<Sample 8>
The width of the negative electrode active material layer forming region is 140 mm, the width of the central strip region B where the negative electrode paste B is applied is 10 mm, and the width of the region A where the negative electrode paste A is applied on both sides is 65 mm. In addition, a lithium ion secondary battery (Sample 8) was constructed in the same manner as Sample 3 except that the width of the positive electrode sheet was increased and the amount of the non-aqueous electrolyte was changed to 57 g. The battery capacity of the lithium ion secondary battery of Sample 8 is 5.6 Ah.

<サンプル9>
負極ペーストBのみを用いて塗工幅100mmで負極活物質層形成領域の全体を形成し、非水電解液に添加するLiBOBの濃度を0.1mol/Lと濃くした以外は、サンプル3と同様にして、リチウムイオン二次電池(サンプル9)を構築した。このサンプル9のリチウムイオン二次電池の電池容量は4Ahである。
<サンプル10>
負極ペーストAのみを用いて塗工幅100mmで負極活物質層形成領域の全体を形成したこと以外は、サンプル3と同様にして、リチウムイオン二次電池(サンプル10)を構築した。このサンプル10のリチウムイオン二次電池の電池容量は4Ahである。
<サンプル11>
負極ペーストAのみを用いて塗工幅100mmで負極活物質層形成領域の全体を形成し、非水電解液に添加剤としてのLiBOBを添加しなかったこと以外は、サンプル3と同様にして、リチウムイオン二次電池(サンプル11)を構築した。このサンプル11のリチウムイオン二次電池の電池容量は4Ahである。
<Sample 9>
The same as Sample 3 except that the entire negative electrode active material layer forming region was formed with a coating width of 100 mm using only the negative electrode paste B, and the concentration of LiBOB added to the non-aqueous electrolyte was increased to 0.1 mol / L. Thus, a lithium ion secondary battery (Sample 9) was constructed. The battery capacity of the lithium ion secondary battery of Sample 9 is 4 Ah.
<Sample 10>
A lithium ion secondary battery (Sample 10) was constructed in the same manner as Sample 3 except that only the negative electrode paste A was used to form the entire negative electrode active material layer formation region with a coating width of 100 mm. The battery capacity of the lithium ion secondary battery of Sample 10 is 4 Ah.
<Sample 11>
The entire negative electrode active material layer formation region was formed with a coating width of 100 mm using only the negative electrode paste A, and in the same manner as in Sample 3, except that LiBOB as an additive was not added to the nonaqueous electrolytic solution. A lithium ion secondary battery (Sample 11) was constructed. The battery capacity of the lithium ion secondary battery of Sample 11 is 4 Ah.

<サンプル12>
負極ペーストBに配合するLiBOB量を上記C:100質量部に対して1質量部と減量し、非水電解液に添加するLiBOBの濃度を0.01mol/Lと薄くした以外は、サンプル3同様にして、リチウムイオン二次電池(サンプル12)を構築した。このサンプル12のリチウムイオン二次電池の電池容量は4Ahである。
<サンプル13>
負極ペーストBに配合するLiBOB量を10質量部と増量し、非水電解液に添加するLiBOBの濃度を0.1mol/Lと濃くした以外は、サンプル3と同様にして、リチウムイオン二次電池(サンプル13)を構築した。このサンプル13のリチウムイオン二次電池の電池容量は4Ahである。
<サンプル14>
負極ペーストBに配合するLiBOB量を15質量部と増量し、非水電解液に添加するLiBOBの濃度を0.15mol/Lと濃くした以外は、サンプル3と同様にして、リチウムイオン二次電池(サンプル14)を構築した。このサンプル14のリチウムイオン二次電池の電池容量は4Ahである。
<Sample 12>
Same as sample 3, except that the amount of LiBOB blended in the negative electrode paste B was reduced to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the above C: and the concentration of LiBOB added to the non-aqueous electrolyte was reduced to 0.01 mol / L Thus, a lithium ion secondary battery (sample 12) was constructed. The battery capacity of the lithium ion secondary battery of Sample 12 is 4 Ah.
<Sample 13>
A lithium ion secondary battery was prepared in the same manner as in Sample 3, except that the LiBOB amount added to the negative electrode paste B was increased to 10 parts by mass and the concentration of LiBOB added to the non-aqueous electrolyte was increased to 0.1 mol / L. (Sample 13) was constructed. The battery capacity of the lithium ion secondary battery of Sample 13 is 4 Ah.
<Sample 14>
Lithium ion secondary battery was performed in the same manner as Sample 3, except that the LiBOB amount added to the negative electrode paste B was increased to 15 parts by mass and the concentration of LiBOB added to the non-aqueous electrolyte was increased to 0.15 mol / L. (Sample 14) was constructed. The battery capacity of the lithium ion secondary battery of Sample 14 is 4 Ah.

[評価]
(活性化工程による皮膜形成状態の評価)
上記で構築したサンプル1〜6,9〜14の電池に対し、非水電解液の注液から6時間後に、以下の手順に従って活性化処理を施した。
(1)4A(1C)のレートで4.1Vまで定電流充電(CC充電)し、初期充電する。
(2)初期充電状態のまま、60℃の恒温槽にて1週間保存する。
(3)4.1Vで電流が0.1Aになるまで定電圧充電(CV充電)する。
また、サンプル7および8の電池については、他のサンプルと単位面積当たりの電流量を揃えるために、充放電レートをそれぞれ4.8Aおよび5.6Aとして上記の(1)〜(3)の手順で活性化処理を行った。
[Evaluation]
(Evaluation of film formation by activation process)
The batteries of Samples 1 to 6 and 9 to 14 constructed as described above were activated according to the following procedure after 6 hours from the injection of the nonaqueous electrolytic solution.
(1) A constant current charge (CC charge) is performed up to 4.1 V at a rate of 4A (1C), and an initial charge is performed.
(2) Store in a constant temperature bath at 60 ° C. for 1 week with the initial charging state.
(3) Constant voltage charging (CV charging) is performed until the current reaches 0.1 A at 4.1 V.
In addition, for the batteries of Samples 7 and 8, in order to make the current amount per unit area equal to that of the other samples, the charge / discharge rates were set to 4.8 A and 5.6 A, respectively, and the above procedures (1) to (3) The activation process was performed.

上記の活性化工程の後、サンプル1〜14の電池を分解し、捲回電極体から負極シートの最外周と最内周の中間付近の負極を、長手方向に100mmの長さで切り出し、EMCで2〜3回軽く洗浄した。そして、この負極活物質層を、図5に示すように、中心から5mm間隔の(1)〜(10)の部位に切り分け、各部位の所定量の負極活物質層を硫酸に加熱溶解させ、この溶液をICP発光分光分析(ICP−AES:Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy)法により分析することで、かかる測定用試料中に含まれるホウ素原子の量(B量)を測定した。そして、ICPによる測定値は、測定に用いた試料の単位重量当たりの値に換算した後、さらに、電池ごとに、部位(1)〜(3)および部位(8)〜(10)におけるホウ素原子量(B量)の算術平均値を100としたときの、各部位のホウ素原子量をその相対値として、下記の表1の「B量」の欄に示した。表1では、各部位のホウ素原子量を示す相対値が、110を超過する場合および90未満となる場合について、かかる相対値にアンダーラインを設けている。
なお、負極活物質層は正極活物質層よりも幅広のため、負極活物質層の端部は充放電に寄与しない。そして、サンプル1〜14と同様の負極活物質層についての予備的な試験から、中心から両端に向けて10mm〜25mm程度の領域(すなわち、上記の部位(1)〜(3)および部位(8)〜(10)に相当)おけるホウ素原子の量(皮膜量)と、この負極活物質層の幅方向の端部のホウ素原子の量(皮膜量)とでは、ほぼ差がないことを確認している。
After the activation step, the batteries of Samples 1 to 14 were disassembled, and the negative electrode near the middle of the outermost periphery and innermost periphery of the negative electrode sheet was cut from the wound electrode body to a length of 100 mm in the longitudinal direction, and EMC 2 to 3 times. Then, as shown in FIG. 5, this negative electrode active material layer is cut into parts (1) to (10) at intervals of 5 mm from the center, and a predetermined amount of the negative electrode active material layer at each part is heated and dissolved in sulfuric acid, By analyzing this solution by ICP-AES (Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy) method, the amount (B amount) of boron atoms contained in the measurement sample was measured. And the measured value by ICP is converted into the value per unit weight of the sample used for the measurement, and further, the boron atomic weight in the parts (1) to (3) and the parts (8) to (10) for each battery. When the arithmetic average value of (B amount) is 100, the boron atom amount at each site is shown as a relative value in the “B amount” column of Table 1 below. In Table 1, an underline is provided for the relative value indicating the amount of boron atoms at each site when the relative value exceeds 110 and when the relative value is less than 90.
Note that since the negative electrode active material layer is wider than the positive electrode active material layer, the end portion of the negative electrode active material layer does not contribute to charging and discharging. And from the preliminary test about the negative electrode active material layer similar to the samples 1-14, it is the area | region (namely, said site | part (1)-(3) and site | part (8) about 10 mm-25 mm toward both ends from a center. ) To (10)) and confirm that there is almost no difference between the amount of boron atoms (film amount) and the amount of boron atoms (film amount) at the end in the width direction of the negative electrode active material layer. ing.

(低温サイクル試験)
上記で構築したサンプル1〜6,9〜14の電池に対し、非水電解液の注液から6時間後に、上記と同様の活性化工程を施した後、電池を−15℃まで冷却し、以下の手順に従って低温サイクル試験を行った。
(1)4.1Vまで4Aのレートで定電流充電(CC充電)した後、10分間休止する。
(2)3.0Vまで4Aのレートで定電流放電(CC放電)した後、10分間休止する。
(3)上記(1)および(2)を1サイクルとして、10サイクルの充放電を行う。
また、サンプル7および8の電池については、他のサンプルと単位面積当たりの電流量を揃えるために、充放電レートをそれぞれ4.8Aおよび5.6Aとして上記の(1)〜(3)の手順で活性化処理を行った。
低温サイクル試験後の電池を解体して負極を取り出し、負極活物質層の表面にリチウム(Li)の析出の有無を目視で確認した。その結果を表1の「Li析出」の欄に示した。なお、当該欄中の記号「○」はLiの析出が確認されなかったことを、「×」はLiの析出が確認されたことを、それぞれ示している。
(Low temperature cycle test)
For the batteries of Samples 1 to 6 and 9 to 14 constructed above, after the activation process similar to the above after 6 hours from the injection of the non-aqueous electrolyte, the battery was cooled to −15 ° C., A low temperature cycle test was conducted according to the following procedure.
(1) After constant current charging (CC charging) at a rate of 4 A up to 4.1 V, pause for 10 minutes.
(2) After a constant current discharge (CC discharge) at a rate of 4 A up to 3.0 V, rest for 10 minutes.
(3) The above (1) and (2) are regarded as one cycle, and charge / discharge of 10 cycles is performed.
In addition, for the batteries of Samples 7 and 8, in order to make the current amount per unit area equal to that of the other samples, the charge / discharge rates were set to 4.8 A and 5.6 A, respectively, and the above procedures (1) to (3) The activation process was performed.
The battery after the low-temperature cycle test was disassembled, the negative electrode was taken out, and the presence or absence of lithium (Li) precipitation was visually confirmed on the surface of the negative electrode active material layer. The results are shown in the column of “Li precipitation” in Table 1. In addition, the symbol “◯” in the column indicates that no Li precipitation was confirmed, and “x” indicates that Li deposition was confirmed.

Figure 2014157748
Figure 2014157748

表1のサンプル1〜5を比較すると、サンプル2〜4のように、LiBOBを含まない負極ペーストBを塗布する中央帯状領域Bの幅を8mm〜12mmの範囲とすることで、負極活物質層の幅方向で、LiBOBに由来する皮膜をムラなく形成できることがわかった。かかる皮膜ムラの無い負極活物質層の表面には、低温でのサイクル試験を施した後にも、Liの析出は認められなかった。   Comparing Samples 1 to 5 in Table 1, as in Samples 2 to 4, by setting the width of the central strip region B to which the negative electrode paste B not including LiBOB is applied to a range of 8 mm to 12 mm, the negative electrode active material layer It was found that a film derived from LiBOB can be formed evenly in the width direction. Li deposition was not observed on the surface of the negative electrode active material layer having no coating unevenness even after a low temperature cycle test.

一方で、サンプル1のように、LiBOBを含まない中央帯状領域Bの幅が狭すぎ、LiBOBを含む領域Aが中央側まで延びていると、かかる領域Aと、ナトリウム成分が偏在する領域、すなわちNa[B(CO4)]が多量に析出する領域とが重複してしまい(あるいは、領域Bでナトリウム成分が偏在する領域を充分にカバーすることができず)、負極活物質の幅方向でビス(オキサラト)ボレートを含む成分にムラが発生してしまう。
また、サンプル5のように、LiBOBを含まない中央帯状領域Bの幅が広すぎ、LiBOBを含む領域Aが十分に形成されていないと、かかる領域Aと、Na[B(CO4)]が多量に析出する領域との間にビス(オキサラト)ボレート成分の少ない領域が発生してしまい、やはり、負極活物質の幅方向でビス(オキサラト)ボレート成分にムラが発生してしまう。
その結果、かかるビス(オキサラト)ボレート成分のムラにより抵抗が高くなった負極活物質層の表面には、低温でのサイクル試験後にLiが析出してしまうことが確認できた。このLi析出の原因としては、ビス(オキサラト)ボレート成分が還元分解されて皮膜が過剰に形成された結果、負極活物質のリチウムイオンの吸蔵・放出に伴う抵抗が増大したためであると考えられる。
On the other hand, as in Sample 1, when the width of the central band region B that does not include LiBOB is too narrow and the region A that includes LiBOB extends to the center side, such a region A and a region in which sodium components are unevenly distributed, that is, The region where a large amount of Na [B (C 2 O4) 2 ] precipitates overlaps (or the region where the sodium component is unevenly distributed in region B cannot be sufficiently covered), and the width of the negative electrode active material In the direction, unevenness occurs in the component containing bis (oxalato) borate.
Further, as in sample 5, if the central band-like region B not including LiBOB is too wide and the region A including LiBOB is not sufficiently formed, the region A and Na [B (C 2 O4) 2 ], A region having a small amount of bis (oxalato) borate component is generated between the region and a region where a large amount of bis (oxalato) borate component is deposited, and the bis (oxalato) borate component is uneven in the width direction of the negative electrode active material.
As a result, it was confirmed that Li was deposited on the surface of the negative electrode active material layer whose resistance was increased by the unevenness of the bis (oxalato) borate component after the low-temperature cycle test. The cause of this Li precipitation is considered to be that the resistance accompanying the insertion and extraction of lithium ions of the negative electrode active material increased as a result of the excessive formation of the film by reducing and decomposing the bis (oxalato) borate component.

なお、サンプル6の結果から、LiBOBを含む負極ペーストAとLiBOBを含まない負極ペーストBとを適切な領域に塗布して形成した負極活物質層を備える電池では、非水電解液に特にLiBOを添加しなくても、負極活物質層にLiBOBに由来する皮膜をムラなく形成できることが確認できた。   In addition, from the result of sample 6, in the battery including the negative electrode active material layer formed by applying the negative electrode paste A containing LiBOB and the negative electrode paste B not containing LiBOB to an appropriate region, LiBO is particularly added to the non-aqueous electrolyte. It was confirmed that a film derived from LiBOB could be formed evenly in the negative electrode active material layer without addition.

また、サンプル7および8の結果から、中央帯状領域Bの幅を上記の8mm〜12mmの範囲内とすることで、負極活物質層の幅方向で、LiBOBに由来する皮膜をムラなく形成できることがわかった。すなわち、領域Bの幅は負極活物質層の幅方向の寸法に影響されないことから、負極活物質層の幅に対して相対的に決定するのではなく、絶対的な値として決定できることが確認できた。   In addition, from the results of Samples 7 and 8, by setting the width of the central strip region B within the above range of 8 mm to 12 mm, a film derived from LiBOB can be formed uniformly in the width direction of the negative electrode active material layer. all right. That is, since the width of the region B is not affected by the dimension in the width direction of the negative electrode active material layer, it can be confirmed that it can be determined as an absolute value rather than relative to the width of the negative electrode active material layer. It was.

サンプル9は、一般的に製造されているLiBOBを含まない負極ペーストBのみにより形成された負極を備える電池である。かかる電池においては、LiBOBを含む非水電解液を注入すると、負極活物質層中への電解液の含浸と共に負極活物質層の幅方向の中央部にビス(オキサラト)ボレート成分が偏在して、LiBOBに由来する皮膜が多く形成されるとともに、低温でのサイクル試験後にかかる部分にLiが析出してしまうことが確認できた。   Sample 9 is a battery including a negative electrode formed only by a negative electrode paste B that does not contain LiBOB that is generally manufactured. In such a battery, when a non-aqueous electrolyte containing LiBOB is injected, the bis (oxalato) borate component is unevenly distributed at the center in the width direction of the negative electrode active material layer along with the impregnation of the electrolyte into the negative electrode active material layer, It was confirmed that many films derived from LiBOB were formed, and Li was deposited in such portions after a cycle test at a low temperature.

サンプル10および11は、LiBOBを含む負極ペーストAのみにより形成された負極を備える電池である。かかる電池においては、負極活物質層中に含まれるビス(オキサラト)ボレート成分が、非水電解液の注入に伴ってかかる電解液中に溶け出し、電解液の含浸と共に幅方向の中央部に移動して偏在することがわかった。このビス(オキサラト)ボレート成分の移動は、電解液中にLiBOBが添加されない場合に顕著となることもわかった。このような電池では、LiBOBに由来する皮膜の形成にムラが生じ、低温でのサイクル試験後にかかるムラの部分にLiが析出してしまうことが確認できた。   Samples 10 and 11 are batteries each including a negative electrode formed only by the negative electrode paste A containing LiBOB. In such a battery, the bis (oxalato) borate component contained in the negative electrode active material layer dissolves into the electrolyte solution as the nonaqueous electrolyte solution is injected, and moves to the center in the width direction along with the electrolyte solution impregnation. And found that it was unevenly distributed. It has also been found that the movement of the bis (oxalato) borate component becomes significant when LiBOB is not added to the electrolytic solution. In such a battery, it was confirmed that unevenness occurred in the formation of a film derived from LiBOB, and Li was deposited in the unevenness part after a cycle test at a low temperature.

サンプル12〜14の結果から、負極ペーストAへのLiBOBの配合は、その配合量に関わらず、LiBOBに由来する皮膜を負極活物質層にムラなく形成する効果があることがわかった。ただし、その配合量は、負極活物質100質量部に対して、例えば、1〜10質量部程度の配合で十分であり、例えば、15質量部を配合すると形成される皮膜量が多くなりすぎ、結果としてLiBOBに由来する皮膜により抵抗が増大し、Liの析出に繋がってしまうことが確認できた。   From the results of Samples 12 to 14, it was found that the blending of LiBOB into the negative electrode paste A has an effect of forming a film derived from LiBOB uniformly on the negative electrode active material layer regardless of the blending amount. However, the blending amount is, for example, about 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the negative electrode active material. For example, when 15 parts by weight is blended, the amount of film formed is too large. As a result, it was confirmed that the resistance was increased by the coating derived from LiBOB, leading to precipitation of Li.

なお、表1に示した負極活物質層の幅方向でのホウ素原子量(B量)の分布とLiの析出との間には、相関がみられた。すなわち、負極活物質層におけるLiBOBに由来する皮膜の形成ムラがあっても、負極活物質層の幅方向の端部のホウ素原子量(B量)を100としたとき、中央部のホウ素原子量(B量)が±10%の範囲となるようなムラであれば、Liの析出は起こらないことがわかる。また、負極活物質層の幅方向の端部のホウ素原子量(B量)を100としたとき、中央部のホウ素原子量(B量)が90に満たないか、110を超えるような顕著なムラが生じている場合には、Liの析出が発生するといえる。   A correlation was found between the distribution of the amount of boron atoms (B amount) in the width direction of the negative electrode active material layer shown in Table 1 and the precipitation of Li. That is, even if there is uneven formation of a coating derived from LiBOB in the negative electrode active material layer, when the boron atom amount (B amount) at the end in the width direction of the negative electrode active material layer is defined as 100, the boron atom amount (B It can be seen that Li precipitation does not occur if the amount is such that the amount is in the range of ± 10%. Further, when the boron atom amount (B amount) at the end in the width direction of the negative electrode active material layer is set to 100, remarkable unevenness such that the boron atom amount (B amount) in the central portion is less than 90 or exceeds 110 is obtained. If it occurs, it can be said that precipitation of Li occurs.

以上のことから、ここに開示される製造方法によれば、負極活物質層内にムラなく均等にオキサラト錯成分を配置させることができ、該オキサラト錯成分が初回充電時に分解されることで負極活物質に均質な皮膜が形成された電池を製造することができる。かかる電池では、LiBOB添加の効果を効果的に発揮させることができ、その結果高い電池性能(例えば、低温特性、耐久性等)を発揮し得ることが示された。   From the above, according to the manufacturing method disclosed herein, the oxalato complex component can be evenly arranged in the negative electrode active material layer evenly, and the oxalato complex component is decomposed at the time of the first charge so that the negative electrode A battery in which a homogeneous film is formed on the active material can be manufactured. In such a battery, it was shown that the effect of adding LiBOB can be effectively exhibited, and as a result, high battery performance (for example, low temperature characteristics, durability, etc.) can be exhibited.

以上、本発明を詳細に説明したが、上記実施形態および実施例は例示にすぎず、ここで開示される発明には上述の具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail, the said embodiment and Example are only illustrations and what changed and changed the above-mentioned specific example is contained in the invention disclosed here.

ここで開示される電池はオキサラト錯体化合物添加の効果が好適に発揮され、従来に比べ高い電池性能(例えば、低温特性、耐久性)を発揮し得る。したがって、高い耐久性や低温特性が要求される用途で好適に用いることができる。かかる用途としては、例えば、プラグインハイブリッド自動車(PHV)、ハイブリッド自動車(HV)、電気自動車(EV)、電気トラック、原動機付自転車、電動アシスト自転車、電動車いす、電気鉄道等の車両に搭載されるモーター用の動力源(駆動用電源)を挙げることができる。したがって、本発明の他の側面として、ここで開示されるいずれかの非水電解液二次電池を(好ましくは動力源として)備えた車両が提供され得る。車両は、複数個の非水電解液二次電池を、典型的にはそれらが並列接続された組電池の形態で備えるものであり得る。   The battery disclosed here can exhibit the effect of adding an oxalato complex compound suitably, and can exhibit higher battery performance (for example, low temperature characteristics and durability) than conventional ones. Therefore, it can be suitably used in applications requiring high durability and low temperature characteristics. Such applications include, for example, plug-in hybrid vehicles (PHV), hybrid vehicles (HV), electric vehicles (EV), electric trucks, motorbikes, electric assist bicycles, electric wheelchairs, electric railways, and other vehicles. A power source for motors (drive power source) can be mentioned. Therefore, as another aspect of the present invention, a vehicle including any of the nonaqueous electrolyte secondary batteries disclosed herein (preferably as a power source) can be provided. The vehicle may be provided with a plurality of nonaqueous electrolyte secondary batteries, typically in the form of an assembled battery in which they are connected in parallel.

10 非水電解液二次電池
20 捲回電極体
30 正極シート(正極)
32 正極集電体
34 正極活物質層
40 正極端子
42 正極集電板
50 負極シート(負極)
52 負極集電体
54 負極活物質層
60 負極端子
62 負極集電板
70 セパレータシート(セパレータ)
80 電池ケース
82 蓋体
84 ケース本体
86 注入孔
88 安全弁
10 non-aqueous electrolyte secondary battery 20 wound electrode body 30 positive electrode sheet (positive electrode)
32 Positive electrode current collector 34 Positive electrode active material layer 40 Positive electrode terminal 42 Positive electrode current collector plate 50 Negative electrode sheet (negative electrode)
52 Negative electrode current collector 54 Negative electrode active material layer 60 Negative electrode terminal 62 Negative electrode current collector plate 70 Separator sheet (separator)
80 Battery Case 82 Lid 84 Case Body 86 Injection Hole 88 Safety Valve

Claims (10)

負極活物質とオキサラト錯体化合物とを所定の溶媒と混練して負極ペーストAを調製する工程、
オキサラト錯体化合物を含まず、負極活物質を所定の溶媒と混練して負極ペーストBを調製する工程、
前記負極ペーストBを、長尺の負極集電体上の負極活物質層形成領域であって、前記負極活物質層形成領域の長手方向に直交する幅方向の中央を含む中央帯状領域に塗布する工程、
前記負極ペーストAを、前記負極活物質層形成領域であって、前記中央帯状領域を除く領域に塗布する工程、
前記負極ペーストAおよびBが塗布されてなる負極を用いて電極体を構築する工程、および、
前記電極体と、非水電解液とを電池ケースに収容して電池を構築する工程、
を包含する、非水電解液二次電池の製造方法。
A step of preparing a negative electrode paste A by kneading a negative electrode active material and an oxalato complex compound with a predetermined solvent;
A step of preparing a negative electrode paste B by kneading a negative electrode active material with a predetermined solvent without containing an oxalato complex compound;
The negative electrode paste B is applied to a central band-shaped region that is a negative electrode active material layer forming region on a long negative electrode current collector and includes a center in the width direction perpendicular to the longitudinal direction of the negative electrode active material layer forming region. Process,
Applying the negative electrode paste A to the negative electrode active material layer forming region excluding the central band region;
A step of constructing an electrode body using a negative electrode to which the negative electrode pastes A and B are applied, and
A step of building a battery by housing the electrode body and a non-aqueous electrolyte in a battery case;
A method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery.
前記中央帯状領域の幅を8mm以上12mm以下とする、請求項1に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, wherein a width of the central belt-shaped region is 8 mm or more and 12 mm or less. 前記負極ペーストAは、負極活物質100質量部に対してオキサラト錯体化合物を1〜10質量部の割合で含有する、請求項1または2に記載の製造方法。   The said negative electrode paste A is a manufacturing method of Claim 1 or 2 which contains an oxalato complex compound in the ratio of 1-10 mass parts with respect to 100 mass parts of negative electrode active materials. 前記負極ペーストAおよび前記負極ペーストBの少なくとも1つは、増粘剤を含有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one of the negative electrode paste A and the negative electrode paste B contains a thickener. 前記非水電解液に前記オキサラト錯体化合物を添加する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の製造方法。   The manufacturing method of any one of Claims 1-4 which adds the said oxalato complex compound to the said non-aqueous electrolyte. 前記オキサラト錯体化合物としてリチウムビス(オキサラト)ボレートを用いる、請求項1〜5のいずれか1項に記載の製造方法。   The manufacturing method according to any one of claims 1 to 5, wherein lithium bis (oxalato) borate is used as the oxalato complex compound. さらに、前記構築された電池に対して、所定の充電電圧まで充電を行った後、所定の放電電圧まで放電を行うコンディショニングを施す工程を含み、
前記コンディショニングを施された電池において、前記負極活物質層の幅方向の端部における前記オキサラト錯体化合物の中心元素の濃度Cを100としたとき、前記中央帯状領域における前記オキサラト錯体化合物の中心元素の濃度Cが90〜110の範囲内となるよう構成する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の製造方法。
Furthermore, after charging the battery constructed to a predetermined charging voltage, including a step of conditioning to discharge to a predetermined discharge voltage,
In the battery having been subjected to the conditioning, central element of the said is 100 concentration C A of the central element of the oxalate complex compound in an edge in the width direction of the negative electrode active material layer, the in the central strip region oxalate complex compound configuring such that the concentration C B is in the range of 90 to 110 a process according to any one of claims 1-6.
前記負極活物質として黒鉛を用いる、請求項1〜7のいずれか1項に記載の製造方法。   The manufacturing method of any one of Claims 1-7 using graphite as the said negative electrode active material. 正極活物質を含む正極活物質層を有する長尺の正極と、負極活物質を含む長尺の負極活物質層を有する負極とが、セパレータを介して積層されてなる電極体が、非水電解液と共に電池ケースに収容されてなる非水電解液二次電池であって、
前記負極活物質層は、少なくとも一部にオキサラト錯体化合物に由来する皮膜を備え、
前記負極活物質層の長手方向に直交する幅方向の端部における前記オキサラト錯体化合物の中心元素の濃度Cを100としたとき、前記負極活物質層の長手方向に直交する幅方向の中央を含む中央帯状領域における前記オキサラト錯体化合物の中心元素の濃度Cが90〜110の範囲内である、非水電解液二次電池。
An electrode body formed by laminating a long positive electrode having a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material and a negative electrode having a long negative electrode active material layer containing a negative electrode active material via a separator is non-aqueous electrolysis. A non-aqueous electrolyte secondary battery housed in a battery case together with a liquid,
The negative electrode active material layer includes a film derived from an oxalato complex compound at least in part,
Wherein when the oxalato 100 concentration C A of the central element of the complex compound in an edge in the width direction perpendicular to the longitudinal direction of the negative electrode active material layer, the center in the width direction orthogonal to the longitudinal direction of the negative electrode active material layer the concentration C B of the central element of the oxalate complex compound is within a range of 90 to 110, a non-aqueous electrolyte secondary battery in the central strip region including.
請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法により製造された非水電解液二次電池。   The nonaqueous electrolyte secondary battery manufactured by the method of any one of Claims 1-8.
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