JP2015049991A - Method for manufacturing negative electrode mixture - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a negative electrode mixture which enables the enhancement of charge and discharge cycle characteristics.SOLUTION: A method for manufacturing a negative electrode mixture comprises the step of mixing up a negative electrode active material, a solid electrolyte, and a solvent with a ball-mill. The solid electrolyte satisfies the following condition: (1) LiS vs. PScomposition ratio is given as LiS:PS=72:28-78:22 (molar ratio) in terms of LiS and PSfor elements in the solid electrolyte; or (2)LiS vs. PScomposition ratio is given as LiS:PS=72:28-78:22 (molar ratio) in terms of LiS, PSand LiX (where X represents a halogen atom) for the elements in the solid electrolyte.

Description

本発明は、負極合材の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a negative electrode composite material.

近年の移動通信、情報電子機器の発達に伴い、高容量かつ軽量なリチウム二次電池の需要が増加する傾向にある。室温で高いリチウムイオン伝導性を示す電解質のほとんどが液体であり、市販されているリチウムイオン二次電池の多くが有機系電解液を用いている。この有機系電解液を用いたリチウム二次電池では、漏洩、発火・爆発の危険性があり、より安全性の高い電池が望まれている。   With the recent development of mobile communication and information electronic devices, the demand for high-capacity and lightweight lithium secondary batteries tends to increase. Most electrolytes exhibiting high lithium ion conductivity at room temperature are liquids, and many of the commercially available lithium ion secondary batteries use organic electrolytes. The lithium secondary battery using this organic electrolyte has a risk of leakage, ignition and explosion, and a battery with higher safety is desired.

固体電解質を用いた全固体電池では、電解質の漏洩や発火が起こりにくいという特徴を有するが、実用化が難しいのが現状である。例えば全固体リチウム電池の負極の材料として、特許文献1は、活物質及び固体電解質を含む極材スラリーの製造方法を開示する。特許文献1で用いられている負極活物質であるシリコンは高容量であるが、より高いサイクル性能が望まれていた。   An all solid state battery using a solid electrolyte has a feature that electrolyte leakage and ignition hardly occur, but it is difficult to put it to practical use. For example, Patent Document 1 discloses a method for producing an electrode material slurry containing an active material and a solid electrolyte as a material for a negative electrode of an all-solid lithium battery. Although silicon, which is a negative electrode active material used in Patent Document 1, has a high capacity, higher cycle performance has been desired.

特開2010−040190号公報JP 2010-040190 A

本発明の目的は、充放電サイクル特性を向上できる負極合材の製造方法を提供することである。   The objective of this invention is providing the manufacturing method of the negative electrode compound material which can improve charging / discharging cycling characteristics.

本発明の一形態によれば、以下の負極合材の製造方法が提供される。
1.負極活物質、
リチウム原子、リン原子及び硫黄原子を含む固体電解質、及び
溶媒をボールミルを用いて混合する工程を含む負極合材の製造方法であって、
前記固体電解質が、下記(1)又は(2)を満たす負極合材の製造方法。
(1)固体電解質中の元素をLiS及びPに換算したときにLiS及びPの組成比が、LiS:P=72:28〜78:22(モル比)を満たす
(2)固体電解質中の元素をLiS、P及びLiX(Xはハロゲン原子)に換算したときにLiS及びPの組成比が、LiS:P=72:28〜78:22(モル比)を満たす
2.負極活物質、
リチウム原子、リン原子及び硫黄原子を含む固体電解質、及び
溶媒をボールミルを用いて混合する工程を含む負極合材の製造方法であって、
前記固体電解質が固体31PNMRスペクトルにおいて、86.1±0.6ppm及び83.0±1.0ppmの少なくとも一方にピークを有し、前記ピークに含まれるリン原子の割合が、全てのピークに含まれるリン原子に対して62mol%以上である負極合材の製造方法。
3.固体31PNMRスペクトルにおいて、前記固体電解質が91.0±0.6ppm及び90.5±0.6ppmの少なくとも一方にピークを有し、前記ピークに含まれるリン原子の割合が、全てのピークに含まれるリン原子に対して15mol%未満である2に記載の負極合材の製造方法。
4.前記負極活物質がシリコン金属粉末である1〜3のいずれかに記載の負極合材の製造方法。
5.前記負極活物質の平均粒径が0.01μm以上200μm以下である1〜4のいずれかに記載の負極合材の製造方法。
6.前記溶媒が炭化水素系溶媒又は極性非プロトン性溶媒である1〜5のいずれかに記載の負極合材の製造方法。
7.前記溶媒が、下記式(2)又は(3)で表わされる溶媒である1〜6のいずれかに記載の負極合材の製造方法。
Ph−(R)n (2)
(式中、Phは、芳香族炭化水素基であり、Rは、それぞれ独立にアルキル基である。
nは1〜5から選択される整数である)
N≡C−R’ (3)
(式中、R’は、置換又は無置換の、炭素数1〜13の炭化水素である主鎖及び炭素数1〜13の炭化水素である側鎖を有する基、又は炭素数3〜7の環状構造を有する基である。)
8.前記溶媒が、前記式(3)表わされる溶媒であり、
前記式(3)のR’が、置換又は無置換の、炭素数1〜13の炭化水素である主鎖及び炭素数1〜13の炭化水素である側鎖を有する基である7に記載の負極合材の製造方法。
9.前記式(3)のR’が、無置換の、炭素数1〜13の炭化水素である主鎖及び炭素数1〜13の炭化水素である側鎖を有する基である7又は8に記載の負極合材の製造方法。
10.前記式(3)のR’が、無置換の分岐構造を有する炭素数3及び4の炭化水素基である7〜9のいずれかに記載の負極合材の製造方法。
11.前記式(3)で表わされる溶媒が、イソブチロニトリルである7〜10のいずれかに記載の負極合材の製造方法。
12.前記負極活物質と前記固体電解質の配合比が、10重量%:90重量%〜70重量%:30重量%である、1〜11のいずれかに記載の負極合材。
13.1〜12のいずれかに記載の負極合材の製造方法から得られる負極合材を含む電極。
14.13に記載の電極を含むリチウムイオン電池。
According to one form of this invention, the manufacturing method of the following negative electrode compound materials is provided.
1. Negative electrode active material,
A method for producing a negative electrode mixture comprising a step of mixing a solid electrolyte containing lithium atoms, phosphorus atoms and sulfur atoms, and a solvent using a ball mill,
The manufacturing method of the negative electrode compound material in which the said solid electrolyte satisfy | fills following (1) or (2).
(1) the composition ratio of Li 2 S and P 2 S 5 when the element in the solid electrolyte in terms of Li 2 S and P 2 S 5 is, Li 2 S: P 2 S 5 = 72: 28~78: (2) When the element in the solid electrolyte is converted to Li 2 S, P 2 S 5 and LiX (X is a halogen atom), the composition ratio of Li 2 S and P 2 S 5 is 1. Li 2 S: P 2 S 5 = 72: 28 to 78:22 (molar ratio) is satisfied Negative electrode active material,
A method for producing a negative electrode mixture comprising a step of mixing a solid electrolyte containing a lithium atom, a phosphorus atom and a sulfur atom, and a solvent using a ball mill,
The solid electrolyte has a peak in at least one of 86.1 ± 0.6 ppm and 83.0 ± 1.0 ppm in the solid 31 PNMR spectrum, and the ratio of phosphorus atoms contained in the peak is included in all peaks The manufacturing method of the negative electrode compound material which is 62 mol% or more with respect to the phosphorus atom.
3. In the solid 31 PNMR spectrum, the solid electrolyte has a peak in at least one of 91.0 ± 0.6 ppm and 90.5 ± 0.6 ppm, and the ratio of phosphorus atoms contained in the peak is included in all peaks The manufacturing method of the negative electrode compound material of 2 which is less than 15 mol% with respect to the phosphorus atom which is made.
4). The manufacturing method of the negative electrode compound material in any one of 1-3 whose said negative electrode active material is silicon metal powder.
5. The manufacturing method of the negative electrode compound material in any one of 1-4 whose average particle diameter of the said negative electrode active material is 0.01 micrometer or more and 200 micrometers or less.
6). The method for producing a negative electrode mixture according to any one of 1 to 5, wherein the solvent is a hydrocarbon solvent or a polar aprotic solvent.
7). The manufacturing method of the negative mix in any one of 1-6 whose said solvent is a solvent represented by following formula (2) or (3).
Ph- (R) n (2)
(In the formula, Ph is an aromatic hydrocarbon group, and each R is independently an alkyl group.
n is an integer selected from 1 to 5)
N≡C−R ′ (3)
(In the formula, R ′ is a substituted or unsubstituted group having a main chain which is a hydrocarbon having 1 to 13 carbon atoms and a side chain which is a hydrocarbon having 1 to 13 carbon atoms, or a group having 3 to 7 carbon atoms. It is a group having a cyclic structure.)
8). The solvent is a solvent represented by the formula (3),
8. R ′ in the formula (3) is a substituted or unsubstituted group having a main chain which is a hydrocarbon having 1 to 13 carbon atoms and a side chain which is a hydrocarbon having 1 to 13 carbon atoms. A method for producing a negative electrode composite.
9. The R ′ in the formula (3) is an unsubstituted group having a main chain which is a hydrocarbon having 1 to 13 carbon atoms and a side chain which is a hydrocarbon having 1 to 13 carbon atoms. A method for producing a negative electrode composite.
10. The method for producing a negative electrode mixture according to any one of 7 to 9, wherein R ′ in the formula (3) is a hydrocarbon group having 3 and 4 carbon atoms having an unsubstituted branched structure.
11. The method for producing a negative electrode mixture according to any one of 7 to 10, wherein the solvent represented by the formula (3) is isobutyronitrile.
12 The negative electrode mixture according to any one of 1 to 11, wherein a mixing ratio of the negative electrode active material and the solid electrolyte is 10% by weight: 90% by weight to 70% by weight: 30% by weight.
13. An electrode comprising a negative electrode mixture obtained from the method for producing a negative electrode mixture according to any one of 1 to 12.
A lithium ion battery comprising the electrode according to 14.13.

本発明によれば、充放電サイクル特性を向上できる負極合材の製造方法が提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the negative electrode compound material which can improve charging / discharging cycling characteristics can be provided.

実施例で使用した一軸圧縮装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the uniaxial compression apparatus used in the Example. 実施例における、一軸圧縮装置による弾性回復を伴う空間率εrの測定手順を示す図である。It is a figure which shows the measurement procedure of the space ratio (epsilon) r accompanying the elastic recovery by a uniaxial compression apparatus in an Example.

本発明の一形態に係る第1の負極合材の製造方法は、負極活物質;リチウム原子、リン原子及び硫黄原子を含む固体電解質;及び溶媒をボールミルを用いて混合する工程を含み、混合する固体電解質が、下記(1)又は(2)を満たす:
(1)固体電解質中の元素をLiS及びPに換算したときにLiS及びPの組成比が、LiS:P=72:28〜78:22(モル比)を満たす
(2)固体電解質中の元素をLiS、P及びLiX(Xはハロゲン原子)に換算したときにLiS及びPの組成比が、LiS:P=72:28〜78:22(モル比)を満たす
The manufacturing method of the 1st negative electrode compound material which concerns on one form of this invention includes the process of mixing a negative electrode active material; The solid electrolyte containing a lithium atom, a phosphorus atom, and a sulfur atom; and a solvent using a ball mill, and mixes it. The solid electrolyte satisfies the following (1) or (2):
(1) the composition ratio of Li 2 S and P 2 S 5 when the element in the solid electrolyte in terms of Li 2 S and P 2 S 5 is, Li 2 S: P 2 S 5 = 72: 28~78: (2) When the element in the solid electrolyte is converted to Li 2 S, P 2 S 5 and LiX (X is a halogen atom), the composition ratio of Li 2 S and P 2 S 5 is Li 2 S: P 2 S 5 = 72: 28 to 78:22 (molar ratio) is satisfied

上記ハロゲン原子は、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子から選択される1以上である。
ここで「換算」とは、固体電解質に含まれるリチウム原子が全てLiSであり、固体電解質に含まれるリン原子の全てがPであると仮定することを意味する。ただし、原料の硫化リチウム中の不純物にリチウムが含まれる場合等、固体電解質に余剰のリチウムが含まれることもあるが、これは上記の換算に含めないものとして除外する。
また、固体電解質にハロゲン原子が含まれる場合、当該ハロゲン原子が全てLiXで表わされる化合物であると仮定し、固体電解質中のLi含有量からLiXのLi含有量を減じたLi含有量の全てがLiSであると仮定する。
The halogen atom is one or more selected from, for example, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
Here, “converted” means that all the lithium atoms contained in the solid electrolyte are Li 2 S, and all the phosphorus atoms contained in the solid electrolyte are P 2 S 5 . However, excessive lithium may be included in the solid electrolyte, such as when lithium is contained in the impurities in the raw material lithium sulfide, but this is excluded as not included in the above conversion.
Further, when a halogen atom is contained in the solid electrolyte, it is assumed that all the halogen atoms are compounds represented by LiX, and all of the Li content obtained by subtracting the Li content of LiX from the Li content in the solid electrolyte is Assume Li 2 S.

固体電解質の元素組成の分析は、ICP発光分析により行うことができる。ICP分析は試料を水に溶解し、定容した後、リチウム、リン、及び、必要に応じてハロゲンの元素量をICP分析装置により測定して行う。   The analysis of the elemental composition of the solid electrolyte can be performed by ICP emission analysis. The ICP analysis is performed by dissolving the sample in water and adjusting the volume, and then measuring the elemental amounts of lithium, phosphorus, and, if necessary, the halogen with an ICP analyzer.

本発明の一形態に係る第2の負極合材の製造方法は、負極活物質;リチウム原子、リン原子及び硫黄原子を含む固体電解質;及び溶媒をボールミルを用いて混合する工程を含み、混合する固体電解質が固体31PNMRスペクトルにおいて、86.1±0.6ppm及び83.0±1.0ppmの少なくとも一方にピークを有し、前記ピークに含まれるリン原子の割合が、全てのピークに含まれるリン原子に対して62mol%以上である。 The manufacturing method of the 2nd negative electrode compound material which concerns on one form of this invention includes the process of mixing a negative electrode active material; The solid electrolyte containing a lithium atom, a phosphorus atom, and a sulfur atom; and a solvent using a ball mill, and mixes it. The solid electrolyte has a peak in at least one of 86.1 ± 0.6 ppm and 83.0 ± 1.0 ppm in the solid 31 PNMR spectrum, and the ratio of phosphorus atoms contained in the peak is included in all peaks It is 62 mol% or more with respect to phosphorus atoms.

第1の負極合材の製造方法及び第2の負極合材の製造方法はいずれも、特定の固体電解質を負極活物質及び溶媒と一緒に湿式粉砕混合することで、負極活物質もメディアとなって固体電解質を粉砕することができ、固体電解質をより微細化することができる。これにより負極合材の圧密性(負極合材内粒子同士の付着性)が向上すると同時に、湿式混合によって負極活物質及び固体電解質の双方の粒子を高分散化することができる。
得られる負極合材は、良好なリチウムイオン伝導パス及び電子伝導パスを形成することができる。そのため、充放電サイクル特性を向上させることが出来る。加えて放電時のハイレート特性を向上させることも出来る。
以下、本発明の一形態に係る第1及び第2の負極合材の製造方法で使用する材料、実施手段及び条件等について説明する。
In both the first negative electrode mixture production method and the second negative electrode mixture production method, a specific solid electrolyte is wet pulverized and mixed together with a negative electrode active material and a solvent, so that the negative electrode active material also becomes a medium. Thus, the solid electrolyte can be pulverized, and the solid electrolyte can be further refined. Thereby, the compactness of the negative electrode mixture (adhesion between the particles in the negative electrode mixture) is improved, and at the same time, both particles of the negative electrode active material and the solid electrolyte can be highly dispersed by wet mixing.
The obtained negative electrode mixture can form a good lithium ion conduction path and electron conduction path. Therefore, the charge / discharge cycle characteristics can be improved. In addition, the high rate characteristics during discharge can be improved.
Hereinafter, materials, implementation means, conditions, and the like used in the method for manufacturing the first and second negative electrode composites according to an embodiment of the present invention will be described.

[固体電解質]
(1)第1の固体電解質
本発明の一形態に係る第1の負極合材の製造方法に使用する固体電解質(第1の固体電解質という場合がある)は、リチウム原子、リン原子及び硫黄原子を含む固体電解質であって、当該固体電解質が、下記(1)又は(2)を満たす。
(1)固体電解質中の元素をLiS及びPに換算したときにLiS及びPの組成比が、LiS:P=72:28〜78:22(モル比)を満たす
(2)固体電解質中の元素をLiS、P及びLiX(Xはハロゲン原子)に換算したときにLiS及びPの組成比が、LiS:P=72:28〜78:22(モル比)を満たす。
[Solid electrolyte]
(1) 1st solid electrolyte The solid electrolyte (it may be called 1st solid electrolyte) used for the manufacturing method of the 1st negative electrode compound material which concerns on one form of this invention is a lithium atom, a phosphorus atom, and a sulfur atom. The solid electrolyte satisfies the following (1) or (2).
(1) the composition ratio of Li 2 S and P 2 S 5 when the element in the solid electrolyte in terms of Li 2 S and P 2 S 5 is, Li 2 S: P 2 S 5 = 72: 28~78: (2) When the element in the solid electrolyte is converted to Li 2 S, P 2 S 5 and LiX (X is a halogen atom), the composition ratio of Li 2 S and P 2 S 5 is li 2 S: P 2 S 5 = 72: 28~78: 22 meet (molar ratio).

上記(1)及び(2)のLiS及びPに換算したときの組成比は、いずれも好ましくはLiS:P=74:26〜76:24である。 The composition ratio when converted to Li 2 S and P 2 S 5 in the above (1) and (2) is preferably Li 2 S: P 2 S 5 = 74: 26 to 76:24.

上記第1の固体電解質は、高いイオン伝導度を示すことができ、加水分解もし難くなるうえ、粉砕し易い固体電解質である。従って、負極活物質もメディアとなって固体電解質を粉砕することができ、固体電解質をより微細化することができる。   The first solid electrolyte can exhibit high ionic conductivity, is difficult to hydrolyze, and is a solid electrolyte that is easily pulverized. Therefore, the negative electrode active material can also be used as a medium to pulverize the solid electrolyte, and the solid electrolyte can be further refined.

(2)第2の固体電解質
本発明の一形態に係る第2の負極合材の製造方法に使用する固体電解質(第2の固体電解質という場合がある)は、固体31PNMRスペクトルにおいて、86.1±0.6ppm及び83.0±1.0ppmの少なくとも一方にピークを有し、当該ピークに含まれるリン原子の割合が、全てのピークに含まれるリン原子に対して62mol%以上である。
尚、86.1±0.6ppm及び83.0±1.0ppmのピークを生じるリン原子の比率とは、固体31PNMRスペクトルにより測定されるリン原子の全量に対して、特定のピークに含まれるリン原子の比率を意味する。また、上記において、「全てのピーク」とは、例えばピークの最大強度に対して、3%以上の強度があるピーク強度を有する全てのピークを意味する。
(2) a solid electrolyte used in the second manufacturing method of the negative electrode material according to an embodiment of the second solid electrolyte present invention (sometimes referred to as a second solid electrolyte), in a solid-state 31 PNMR spectrum, 86. It has a peak in at least one of 1 ± 0.6 ppm and 83.0 ± 1.0 ppm, and the ratio of phosphorus atoms contained in the peak is 62 mol% or more with respect to phosphorus atoms contained in all peaks.
In addition, the ratio of the phosphorus atom which produces the peaks of 86.1 ± 0.6 ppm and 83.0 ± 1.0 ppm is included in a specific peak with respect to the total amount of phosphorus atoms measured by the solid 31 PNMR spectrum. It means the ratio of phosphorus atoms. In the above, “all peaks” means all peaks having a peak intensity of 3% or more with respect to the maximum intensity of the peak, for example.

第2の固体電解質が、固体31PNMRスペクトルにおいて、86.1±0.6ppm及び83.0±1.0ppmの少なくとも一方にピークを有することは、PS 3−構造体を有していることを示す。
また、86.1±0.6ppm及び83.0±1.0ppmのピークに含まれるリン原子の割合が、全てのピークに含まれるリン原子に対して62mol%以上であることは、上記PS 3−構造体が全体の構造体の62mol%以上であると推測される。86.1±0.6ppm及び83.0±1.0ppmのピークに含まれるリン原子の割合は、好ましくは65mol%以上であり、より好ましくは70mol%以上である。
尚、上限は特に規定しないが、通常、99mol%以下となる。
That the second solid electrolyte has a peak in at least one of 86.1 ± 0.6 ppm and 83.0 ± 1.0 ppm in the solid 31 PNMR spectrum has a PS 4 3- structure. Indicates.
Moreover, the proportion of the phosphorus atoms contained in the peak of 86.1 ± 0.6 ppm and 83.0 ± 1.0 ppm is at 62 mol% or more with respect to the phosphorus atoms contained in all the peaks, the PS 4 It is estimated that 3- structure is 62 mol% or more of the entire structure. The ratio of phosphorus atoms contained in the peaks at 86.1 ± 0.6 ppm and 83.0 ± 1.0 ppm is preferably 65 mol% or more, more preferably 70 mol% or more.
The upper limit is not particularly specified, but is usually 99 mol% or less.

第2の固体電解質がPS 3−構造体を有し、且つ当該PS 3−構造体が全構造体の62mol%以上であることにより、高いイオン伝導度を示すことができ、加水分解もし難くなるうえ、粉砕し易い固体電解質である。従って、負極活物質もメディアとなって固体電解質を粉砕することができ、固体電解質をより微細化することができる。
また、上記固体電解質を本発明の一形態に係る負極合材の製造方法に用いても構造体の変化が少ない。
When the second solid electrolyte has PS 4 3- structure and the PS 4 3- structure is 62 mol% or more of the total structure, high ion conductivity can be exhibited, and hydrolysis can be performed. It is a solid electrolyte that is difficult and easy to grind. Therefore, the negative electrode active material can also be used as a medium to pulverize the solid electrolyte, and the solid electrolyte can be further refined.
Further, even when the solid electrolyte is used in the method for producing a negative electrode mixture according to one embodiment of the present invention, there is little change in the structure.

第2の固体電解質は、好ましくは固体31PNMRスペクトルにおいて、さらに91.0±0.6ppm及び90.5±0.6ppmの少なくとも一方にピークを有し、当該ピークに含まれるリン原子の割合が、全てのピークに含まれるリン原子に対して20mol%未満である。91.0±0.6ppm及び90.5±0.6ppmの少なくとも一方にピークを有することは、P 4−構造体を有していることを示す。
上記91.0±0.6ppm及び90.5±0.6ppmに含まれるリン原子の割合は、より好ましくは18mol%未満であり、さらに好ましくは15mol%未満である。
尚、下限は特に規定しないが、通常、1mol%以上となる。
The second solid electrolyte preferably has a peak in at least one of 91.0 ± 0.6 ppm and 90.5 ± 0.6 ppm in the solid 31 PNMR spectrum, and the ratio of phosphorus atoms contained in the peak is , Less than 20 mol% with respect to phosphorus atoms contained in all peaks. Having a peak in at least one of 91.0 ± 0.6 ppm and 90.5 ± 0.6 ppm indicates having a P 2 S 7 4- structure.
The ratio of phosphorus atoms contained in the above 91.0 ± 0.6 ppm and 90.5 ± 0.6 ppm is more preferably less than 18 mol%, and still more preferably less than 15 mol%.
The lower limit is not particularly defined, but is usually 1 mol% or more.

(3)固体電解質の調製方法
第1の固体電解質及び第2の固体電解質(以下、単に「固体電解質」という場合がある)は、いずれもリチウム原子、リン原子及び硫黄原子を含む硫化物系固体電解質であり、当該硫化物系固体電解質は、例えば硫化リチウム及び五硫化二リン、又は硫化リチウム、単体リン及び単体硫黄から製造できるほか、硫化リチウム、五硫化二リン、単体リン及び/又は単体の硫黄等の原料からも製造できる。
硫化物系固体電解質はさらに難燃処理を施した硫化物系固体電解質でもよい。
(3) Solid Electrolyte Preparation Method The first solid electrolyte and the second solid electrolyte (hereinafter sometimes simply referred to as “solid electrolyte”) are all sulfide-based solids containing a lithium atom, a phosphorus atom and a sulfur atom. The sulfide-based solid electrolyte can be produced from, for example, lithium sulfide and diphosphorus pentasulfide, or lithium sulfide, simple phosphorus and simple sulfur, as well as lithium sulfide, diphosphorus pentasulfide, simple phosphorus and / or simple substance. It can also be produced from raw materials such as sulfur.
The sulfide-based solid electrolyte may be a sulfide-based solid electrolyte that is further subjected to a flame retardant treatment.

固体電解質は、例えばガラス、ガラスセラミックス、又はガラスとガラスセラミックスの混合物のいずれでもよい。ガラスとガラスセラミックスの混合物は、1つの粒子中にガラスとガラスセラミックスが混合していることを意味する。使用する固体電解質中に上記複数種の固体電解質が存在していてもよく、1種類の固体電解質であってもよい。
また、固体電解質の形状は特に限定されず、粒子状体でも、板状体でも、棒状体であってもよい。
各元素の組成比は、固体電解質を製造する際の原料化合物の配合量を調整することにより制御できる。
The solid electrolyte may be, for example, glass, glass ceramics, or a mixture of glass and glass ceramics. The mixture of glass and glass ceramics means that glass and glass ceramics are mixed in one particle. In the solid electrolyte to be used, the above-mentioned plural kinds of solid electrolytes may be present, or one kind of solid electrolyte may be used.
The shape of the solid electrolyte is not particularly limited, and may be a particulate body, a plate body, or a rod-shaped body.
The composition ratio of each element can be controlled by adjusting the blending amount of the raw material compound when producing the solid electrolyte.

第1の固体電解質は、硫化リチウム、五硫化二リン、単体リン及び/又は単体硫黄等の原料から製造することができる。また、フッ化リチウム、塩化リチウム、臭化リチウム、ヨウ化リチウム等から選択されるLiX(Xはハロゲン原子)で表わされる原料をさらに用いることもできる。
第1の固体電解質は、好ましくは硫化リチウム及び五硫化二リンから得られる固体電解質、又は硫化リチウム、五硫化二リン及びLiXで表わされる化合物から得られる固体電解質である。
The first solid electrolyte can be manufactured from raw materials such as lithium sulfide, diphosphorus pentasulfide, simple phosphorus and / or simple sulfur. In addition, a raw material represented by LiX (X is a halogen atom) selected from lithium fluoride, lithium chloride, lithium bromide, lithium iodide and the like can also be used.
The first solid electrolyte is preferably a solid electrolyte obtained from lithium sulfide and diphosphorus pentasulfide, or a solid electrolyte obtained from a compound represented by lithium sulfide, diphosphorus pentasulfide and LiX.

第1の固体電解質は、例えば原料が硫化リチウム及び五硫化二リンである場合、LiS:P=72:28〜78:22となるように原料の配合量を調整することで製造できる。
また、原料が硫化リチウム、五硫化二リン及びLiXで表わされる化合物である場合、硫化リチウム及び五硫化二リンの組成比がLiS:P=72:28〜78:22となるように原料の配合量を調整するとよい。
LiXで表わされる化合物の使用量は、硫化リチウム及び五硫化二リンの合計物資量に対して、例えば40モル%以下5モル%以上、30モル%以下10モル%以上である。
For example, when the raw materials are lithium sulfide and phosphorous pentasulfide, the first solid electrolyte is adjusted by adjusting the amount of the raw materials so that Li 2 S: P 2 S 5 = 72: 28 to 78:22. Can be manufactured.
Moreover, when the raw material is a compound represented by lithium sulfide, diphosphorus pentasulfide, and LiX, the composition ratio of lithium sulfide and diphosphorus pentasulfide is Li 2 S: P 2 S 5 = 72: 28 to 78:22. It is good to adjust the compounding quantity of a raw material so that.
The amount of the compound represented by LiX is, for example, 40 mol% or less, 5 mol% or more, and 30 mol% or less, 10 mol% or more with respect to the total amount of lithium sulfide and diphosphorus pentasulfide.

第2の固体電解質も、例えば原料が硫化リチウム及び五硫化二リンである場合、LiS:P=72:28〜78:22となるように原料の配合量を調整することで製造できる。
第2の固体電解質は、好ましくは硫化リチウム及び五硫化二リンから得られる固体電解質である。
In the second solid electrolyte, for example, when the raw materials are lithium sulfide and phosphorous pentasulfide, the blending amount of the raw materials is adjusted to be Li 2 S: P 2 S 5 = 72: 28 to 78:22. Can be manufactured.
The second solid electrolyte is preferably a solid electrolyte obtained from lithium sulfide and diphosphorus pentasulfide.

硫化リチウムは、特に制限なく工業的に入手可能なものが使用できるが、高純度の硫化リチウムが好ましい。
高純度硫化リチウムは、好ましくは硫黄酸化物のリチウム塩の総含有量が0.15質量%以下である硫化リチウムであり、より好ましくは硫黄酸化物のリチウム塩の総含有量が0.1質量%以下の硫化リチウムである。また、高純度硫化リチウムは、好ましくはN−メチルアミノ酪酸リチウムの含有量が0.15質量%以下である硫化リチウムであり、より好ましくはN−メチルアミノ酪酸リチウムの含有量が0.1質量%以下の硫化リチウムである。
硫黄酸化物のリチウム塩の総含有量が0.15質量%以下であると、溶融急冷法やメカニカルミリング法で得られる固体電解質は、ガラス状電解質(完全非晶質)となる。一方、硫黄酸化物のリチウム塩の総含有量が0.15質量%を越えると、得られる電解質は、最初から結晶化物となるおそれがあり、この結晶化物のイオン伝導度は低い。さらに、この結晶化物について熱処理を施しても結晶化物には変化がなく、高イオン伝導度の硫化物系固体電解質を得ることができないおそれがある。
また、N−メチルアミノ酪酸リチウムの含有量が0.15質量%以下であると、N−メチルアミノ酪酸リチウムの劣化物がリチウムイオン電池のサイクル性能を低下させることがない。このように不純物が低減された硫化リチウムを用いると、高イオン伝導性電解質が得られる。
As lithium sulfide, those commercially available without particular limitation can be used, but high-purity lithium sulfide is preferred.
The high-purity lithium sulfide is preferably lithium sulfide having a total content of lithium salts of sulfur oxides of 0.15% by mass or less, more preferably a total content of lithium salts of sulfur oxides of 0.1% by mass. % Lithium sulfide. The high-purity lithium sulfide is preferably lithium sulfide having a content of lithium N-methylaminobutyrate of 0.15% by mass or less, more preferably a content of lithium N-methylaminobutyrate of 0.1% by mass. % Lithium sulfide.
When the total content of the lithium salt of sulfur oxide is 0.15% by mass or less, the solid electrolyte obtained by the melt quenching method or the mechanical milling method becomes a glassy electrolyte (fully amorphous). On the other hand, if the total content of the lithium salt of sulfur oxide exceeds 0.15% by mass, the obtained electrolyte may become a crystallized product from the beginning, and the ionic conductivity of this crystallized product is low. Further, even if this crystallized product is subjected to a heat treatment, the crystallized product is not changed, and there is a possibility that a sulfide-based solid electrolyte having high ion conductivity cannot be obtained.
In addition, when the content of lithium N-methylaminobutyrate is 0.15% by mass or less, a deteriorated product of lithium N-methylaminobutyrate does not deteriorate the cycle performance of the lithium ion battery. When lithium sulfide with reduced impurities is used, a high ion conductive electrolyte can be obtained.

硫化リチウムの製造方法としては、少なくとも上記不純物を低減できる方法であれば特に制限はない。例えば、以下の方法a〜cで製造された硫化リチウムを精製することにより得ることができる。以下の製造法の中では、特にa又はbの方法が好ましい。
a.非プロトン性有機溶媒中で水酸化リチウムと硫化水素とを0〜150℃で反応させて、水硫化リチウムを生成し、次いでこの反応液を150〜200℃で脱硫化水素化する方法(特開平7−330312号公報参照)。
b.非プロトン性有機溶媒中で水酸化リチウムと硫化水素とを150〜200℃で反応させ、直接硫化リチウムを生成する方法(特開平7−330312号公報参照)。
c.水酸化リチウムとガス状硫黄源を130〜445℃の温度で反応させる方法(特開平9−283156号公報参照)。
The method for producing lithium sulfide is not particularly limited as long as it can reduce at least the above impurities. For example, it can be obtained by purifying lithium sulfide produced by the following methods ac. Among the following production methods, the method a or b is particularly preferable.
a. A method in which lithium hydroxide and hydrogen sulfide are reacted at 0 to 150 ° C. in an aprotic organic solvent to produce lithium hydrosulfide, and then this reaction solution is dehydrosulfurized at 150 to 200 ° C. 7-330312 gazette).
b. A method in which lithium hydroxide and hydrogen sulfide are reacted at 150 to 200 ° C. in an aprotic organic solvent to directly produce lithium sulfide (see JP-A-7-330312).
c. A method of reacting lithium hydroxide and a gaseous sulfur source at a temperature of 130 to 445 ° C. (see JP-A-9-283156).

上記のようにして得られた硫化リチウムの精製方法としては、特に制限はない。好ましい精製法としては、例えば、国際公開WO2005/40039号に記載された精製法等が挙げられる。具体的には、上記のようにして得られた硫化リチウムを、有機溶媒を用い、100℃以上の温度で洗浄する。
洗浄に用いる有機溶媒は、非プロトン性極性溶媒であることが好ましく、さらに、硫化リチウム製造に使用する非プロトン性有機溶媒と洗浄に用いる非プロトン性極性有機溶媒とが同一であることがより好ましい。
洗浄に好ましく用いられる非プロトン性極性有機溶媒としては、例えば、アミド化合物、ラクタム化合物、尿素化合物、有機硫黄化合物、環式有機リン化合物等の非プロトン性の極性有機化合物が挙げられ、単独溶媒、又は混合溶媒として好適に使用することができる。特に、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)は、良好な溶媒に選択される。
洗浄に使用する有機溶媒の量は特に限定されず、また、洗浄の回数も特に限定されないが、2回以上であることが好ましい。洗浄は、窒素、アルゴン等の不活性ガス下で行うことが好ましい。
洗浄された硫化リチウムを、洗浄に使用した有機溶媒の沸点以上の温度で、窒素等の不活性ガス気流下、常圧又は減圧下で、5分以上、好ましくは約2〜3時間以上乾燥することにより、本発明で用いられる硫化リチウムを得ることができる。
There is no restriction | limiting in particular as a purification method of the lithium sulfide obtained as mentioned above. As a preferable purification method, for example, a purification method described in International Publication No. WO2005 / 40039 and the like can be mentioned. Specifically, the lithium sulfide obtained as described above is washed at a temperature of 100 ° C. or higher using an organic solvent.
The organic solvent used for washing is preferably an aprotic polar solvent, and more preferably, the aprotic organic solvent used for lithium sulfide production and the aprotic polar organic solvent used for washing are the same. .
Examples of the aprotic polar organic solvent preferably used for washing include aprotic polar organic compounds such as amide compounds, lactam compounds, urea compounds, organic sulfur compounds, cyclic organophosphorus compounds, Or it can use suitably as a mixed solvent. In particular, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) is selected as a good solvent.
The amount of the organic solvent used for washing is not particularly limited, and the number of times of washing is not particularly limited, but is preferably 2 or more. Cleaning is preferably performed under an inert gas such as nitrogen or argon.
The washed lithium sulfide is dried at a temperature equal to or higher than the boiling point of the organic solvent used for washing for 5 minutes or more, preferably about 2 to 3 hours or more under an inert gas stream such as nitrogen under normal pressure or reduced pressure. Thus, lithium sulfide used in the present invention can be obtained.

五硫化二リン(P)は、工業的に製造され、販売されているものであれば、特に限定なく使用することができる。また、Pに代えて、相当するモル比の単体リン(P)及び単体硫黄(S)を用いることもできる。単体リン(P)及び単体硫黄(S)は、工業的に生産され、販売されているものであれば、特に限定なく使用することができる。
硫化リチウムと、五硫化二リン又は単体リン及び単体硫黄の混合モル比は、好ましくはLiS:P=72:28〜78:22であり、特に好ましくはLiS:P=74:26〜76:24(モル比)である。硫化リチウム、単体リン及び単体硫黄が原料である場合は、前述のLiS及びPのモル比は、換算したものである。
As long as diphosphorus pentasulfide (P 2 S 5 ) is industrially manufactured and sold, it can be used without particular limitation. Further, instead of P 2 S 5 , simple phosphorus (P) and simple sulfur (S) in a corresponding molar ratio can be used. Simple phosphorus (P) and simple sulfur (S) can be used without particular limitation as long as they are industrially produced and sold.
The mixing molar ratio of lithium sulfide to diphosphorus pentasulfide or simple phosphorus and simple sulfur is preferably Li 2 S: P 2 S 5 = 72: 28 to 78:22, and particularly preferably Li 2 S: P 2. S 5 = 74: 26~76: a 24 (molar ratio). When lithium sulfide, elemental phosphorus, and elemental sulfur are raw materials, the molar ratio of Li 2 S and P 2 S 5 described above is converted.

LiS:P=72:28〜78:22(モル比)で得られる硫化物系固体電解質は粉砕し易く、ボールミルを用いた混合の際に固体電解質が微細化され、負極合材内の負極活物質粒子及び固体電解質粒子等の粒子同士の付着性を向上させることができる他、溶媒及びボールミルを用いた湿式混合により負極活物質粒子及び固体電解質粒子を高分散化させることができる。負極活物質粒子及び固体電解質粒子を高分散化している負極合材は、良好なリチウムイオン伝導パス及び電子伝導パスを形成することができる。 The sulfide-based solid electrolyte obtained with Li 2 S: P 2 S 5 = 72: 28 to 78:22 (molar ratio) is easy to grind, and the solid electrolyte is refined during mixing using a ball mill, and the negative electrode composite In addition to improving adhesion between particles such as negative electrode active material particles and solid electrolyte particles in the material, it is possible to highly disperse negative electrode active material particles and solid electrolyte particles by wet mixing using a solvent and a ball mill. it can. The negative electrode mixture in which the negative electrode active material particles and the solid electrolyte particles are highly dispersed can form a good lithium ion conduction path and electron conduction path.

硫化物系ガラス固体電解質の製造方法としては、溶融急冷法やメカニカルミリング法(MM法)がある。
溶融急冷法による場合、PとLiSを所定量乳鉢にて混合しペレット状にしたものを、カーボンコートした石英管中に入れ真空封入する。所定の反応温度で反応させた後、氷中に投入し急冷することにより、硫化物系ガラス固体電解質が得られる。
この際の反応温度は、好ましくは400℃〜1000℃、より好ましくは、800℃〜900℃である。また、反応時間は、好ましくは0.1時間〜12時間、より好ましくは、1〜12時間である。
上記反応物の急冷温度は、通常10℃以下、好ましくは0℃以下であり、その冷却速度は、通常1〜10000K/sec程度、好ましくは10〜10000K/secである。
As a method for producing a sulfide-based glass solid electrolyte, there are a melt quenching method and a mechanical milling method (MM method).
In the case of the melt quenching method, P 2 S 5 and Li 2 S mixed in a predetermined amount in a mortar and pelletized are placed in a carbon-coated quartz tube and vacuum-sealed. After reacting at a predetermined reaction temperature, a sulfide-based glass solid electrolyte is obtained by putting it in ice and rapidly cooling it.
The reaction temperature at this time is preferably 400 ° C to 1000 ° C, more preferably 800 ° C to 900 ° C. Moreover, reaction time becomes like this. Preferably it is 0.1 to 12 hours, More preferably, it is 1 to 12 hours.
The quenching temperature of the reactant is usually 10 ° C. or less, preferably 0 ° C. or less, and the cooling rate is usually about 1 to 10,000 K / sec, preferably 10 to 10,000 K / sec.

MM法による場合、PとLiSを所定量乳鉢にて混合し、例えば、各種ボールミル等を使用して所定時間反応させることにより、硫化物系ガラス固体電解質が得られる。
上記原料を用いたMM法は、室温で反応を行うことができる。MM法によれば、室温でガラス固体電解質を製造できるため、原料の熱分解が起らず、仕込み組成のガラス固体電解質を得ることができるという利点がある。また、MM法では、ガラス固体電解質の製造と同時に、ガラス固体電解質を微粉末化できるという利点もある。
MM法は回転ボールミル、転動ボールミル、振動ボールミル、遊星ボールミル等種々の形式を用いることができる。
MM法の条件としては、例えば、遊星型ボールミル機を使用した場合、回転速度を数十〜数百回転/分とし、0.5時間〜100時間処理すればよい。
以上、溶融急冷法及びMM法による硫化物系ガラス固体電解質の具体例を説明したが、温度条件や処理時間等の製造条件は、使用設備等に合わせて適宜調整することができる。
In the case of the MM method, a sulfide-based glass solid electrolyte is obtained by mixing a predetermined amount of P 2 S 5 and Li 2 S in a mortar and reacting them for a predetermined time using, for example, various ball mills.
The MM method using the above raw materials can be reacted at room temperature. According to the MM method, since a glass solid electrolyte can be produced at room temperature, there is an advantage that a glass solid electrolyte having a charged composition can be obtained without thermal decomposition of raw materials. Further, the MM method has an advantage that the glass solid electrolyte can be made into fine powder simultaneously with the production of the glass solid electrolyte.
In the MM method, various types such as a rotating ball mill, a rolling ball mill, a vibrating ball mill, and a planetary ball mill can be used.
As conditions for the MM method, for example, when a planetary ball mill is used, the rotational speed may be set to several tens to several hundreds of revolutions / minute, and the treatment may be performed for 0.5 hours to 100 hours.
Although specific examples of the sulfide-based glass solid electrolyte by the melt quenching method and the MM method have been described above, manufacturing conditions such as temperature conditions and processing time can be appropriately adjusted according to the equipment used.

その後、得られた硫化物系ガラス固体電解質を、必要に応じて所定の温度で熱処理することで、硫化物系結晶化ガラス(ガラスセラミックス)固体電解質を生成させることができる。
硫化物系結晶化ガラス固体電解質を生成させる熱処理温度は、好ましくは180℃〜330℃、より好ましくは、200℃〜320℃、特に好ましくは、210℃〜310℃である。
熱処理時間は、180℃以上210℃以下の温度の場合は、3〜240時間が好ましく、特に4〜230時間が好ましい。また、210℃より高く330℃以下の温度の場合は、0.1〜240時間が好ましく、特に0.2〜235時間が好ましく、さらに、0.3〜230時間が好ましい。
Thereafter, the obtained sulfide-based glass solid electrolyte is heat-treated at a predetermined temperature as required, whereby a sulfide-based crystallized glass (glass ceramic) solid electrolyte can be generated.
The heat treatment temperature for producing the sulfide-based crystallized glass solid electrolyte is preferably 180 ° C to 330 ° C, more preferably 200 ° C to 320 ° C, and particularly preferably 210 ° C to 310 ° C.
The heat treatment time is preferably from 3 to 240 hours, particularly preferably from 4 to 230 hours, when the temperature is from 180 ° C to 210 ° C. Moreover, in the case of temperature higher than 210 degreeC and 330 degrees C or less, 0.1 to 240 hours are preferable, 0.2 to 235 hours are especially preferable, Furthermore, 0.3 to 230 hours are preferable.

[負極活物質]
負極活物質としては、炭素(カーボン)を含む材料、Al(アルミニウム)金属を含む材料,Sn(スズ)金属を含む材料、Si(シリコン)金属を含む材料等が挙げられ、好ましくはSi金属を含む材料である。
炭素材料としては、人造黒鉛、黒鉛炭素繊維、樹脂焼成炭素、熱分解気相成長炭素、コークス、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、フルフリルアルコール樹脂焼成炭素、ポリアセン、ピッチ系炭素繊維、気相成長炭素繊維、天然黒鉛及び難黒鉛化性炭素等、及びこれらの混合物が挙げられる。
[Negative electrode active material]
Examples of the negative electrode active material include carbon (carbon) -containing material, Al (aluminum) metal-containing material, Sn (tin) metal-containing material, Si (silicon) metal-containing material, etc. It is a material that contains.
Carbon materials include artificial graphite, graphite carbon fiber, resin-fired carbon, pyrolytic vapor-grown carbon, coke, mesocarbon microbeads (MCMB), furfuryl alcohol resin-fired carbon, polyacene, pitch-based carbon fiber, vapor-phase growth Examples thereof include carbon fibers, natural graphite, non-graphitizable carbon, and mixtures thereof.

炭素材料、例えば鱗片状の天然黒鉛粒子は、表面処理により球状化することもできる。
炭素材料の粒径は、D50の平均粒径は0.1μm以上80μm以下が好ましく、1μm以上80μm以下がより好ましく、3μm以上60μm以下がさらに好ましい。
Carbon materials, such as scale-like natural graphite particles, can be spheroidized by surface treatment.
The average particle size of D50 is preferably 0.1 μm or more and 80 μm or less, more preferably 1 μm or more and 80 μm or less, and further preferably 3 μm or more and 60 μm or less.

炭素材料は、通常、異なる粒径の炭素材料の混合物である。炭素材料の混合物において、粒径3μm以下の炭素材料は9体積%以下であり、8.7体積%以下であると好ましく、1体積%以下であるとより好ましい。
粒径3μm以下の炭素材料が9体積%以下であることにより、不可逆容量を低減することができ、サイクル性能の向上に寄与する。
The carbon material is usually a mixture of carbon materials of different particle sizes. In the mixture of carbon materials, the carbon material having a particle size of 3 μm or less is 9% by volume or less, preferably 8.7% by volume or less, and more preferably 1% by volume or less.
When the carbon material having a particle size of 3 μm or less is 9% by volume or less, the irreversible capacity can be reduced, which contributes to improvement in cycle performance.

D50や粒径3μm以下の炭素材料の粒子割合(体積%)は、LASER回析法によりMALVERN社Mastersizer2000を用いて測定し、体積基準平均粒径から算出する。当該測定は、スラリー状態で測定する。
また、炭素材料のBET比表面積は、0.1m/g以上500m/g以下がより好ましく、さらに好ましくは0.1m/g以上50m/g以下であり、さらに好ましくは1m/g以上20m/g以下である。
D50 and the particle ratio (volume%) of the carbon material having a particle size of 3 μm or less are measured by a LASER diffraction method using a Mastersizer 2000 of MALVERN and calculated from a volume-based average particle size. The measurement is performed in a slurry state.
Further, BET specific surface area of the carbon material is more preferably 0.1 m 2 / g or more 500 meters 2 / g or less, still more preferably 0.1 m 2 / g or more 50 m 2 / g or less, more preferably 1 m 2 / g to 20 m 2 / g.

シリコン金属材料としては、シリコン金属単体、又はシリコンを含む合金が使用でき、好ましくはシリコン単体である。シリコン金属材料は、例えば理論容量が800mAh/g以上であり、負極活物質として使用することで、エネルギー密度が大きな負極合材を得ることができる。   As the silicon metal material, silicon metal alone or an alloy containing silicon can be used, and preferably silicon alone. The silicon metal material has a theoretical capacity of, for example, 800 mAh / g or more, and a negative electrode mixture having a large energy density can be obtained by using it as a negative electrode active material.

シリコン金属材料は、好ましくシリコン金属粉末として使用され、その平均粒径は好ましくは0.01μm以上200μm以下であり、より好ましくは0.05μm以上100μm以下であり、さらに好ましくは0.1μm以上70μm以下である。
シリコン金属粒子の平均粒径が0.01μm以上であれば、負極活物質の製造が容易になり、シリコン金属粒子の平均粒径が200μm以下であれば、十分にサイクル特性が高い負極合材を製造することが可能になる。
シリコン粒子の平均粒径は、例えば粉砕、分級、篩分けによって調整でき、レーザー回折式粒度分布測定法により確認できる。
The silicon metal material is preferably used as a silicon metal powder, and its average particle size is preferably 0.01 μm or more and 200 μm or less, more preferably 0.05 μm or more and 100 μm or less, and further preferably 0.1 μm or more and 70 μm or less. It is.
If the average particle diameter of the silicon metal particles is 0.01 μm or more, the production of the negative electrode active material becomes easy. If the average particle diameter of the silicon metal particles is 200 μm or less, a negative electrode mixture having sufficiently high cycle characteristics is obtained. It becomes possible to manufacture.
The average particle size of the silicon particles can be adjusted by, for example, pulverization, classification, and sieving, and can be confirmed by a laser diffraction particle size distribution measurement method.

[溶媒]
湿式粉砕混合時の溶媒としては、例えば炭化水素系溶媒及び極性非プロトン性溶媒から選択される1以上の溶媒が使用できる。
炭化水素系溶媒は、炭素原子と水素原子からなる溶媒であり、当該炭化水素系溶媒として、例えば飽和炭化水素、不飽和炭化水素、芳香族炭化水素等が挙げられる。
飽和炭化水素溶媒としては、ヘキサン、ペンタン、2−エチルヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、IPソルベント1016((株)出光興産製)、IPソルベント1620(出光興産製)等が挙げられる。飽和炭化水素溶媒は、上述の溶媒からなる群から選択される1以上を使用できる。
不飽和炭化水素しては、ヘキセン、ヘプテン、シクロヘキセン等が挙げられる。
芳香族炭化水素としては、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、デカリン、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン、また、イプゾール100((株)出光興産製)、イプゾール150((株)出光興産製)等が挙げられる。
炭化水素系溶媒は、1種単独でも、2種以上を使用してもよい。
[solvent]
As a solvent at the time of wet pulverization and mixing, for example, one or more solvents selected from hydrocarbon solvents and polar aprotic solvents can be used.
The hydrocarbon solvent is a solvent composed of carbon atoms and hydrogen atoms, and examples of the hydrocarbon solvent include saturated hydrocarbons, unsaturated hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons.
Examples of the saturated hydrocarbon solvent include hexane, pentane, 2-ethylhexane, heptane, octane, decane, cyclohexane, methylcyclohexane, IP solvent 1016 (manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.), IP solvent 1620 (manufactured by Idemitsu Kosan), and the like. It is done. As the saturated hydrocarbon solvent, one or more selected from the group consisting of the above-mentioned solvents can be used.
Examples of the unsaturated hydrocarbon include hexene, heptene, cyclohexene and the like.
As aromatic hydrocarbons, toluene, xylene, ethylbenzene, decalin, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene, Ipsol 100 (manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.), Ipsol 150 (manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.), etc. Is mentioned.
One hydrocarbon solvent may be used alone, or two or more hydrocarbon solvents may be used.

炭化水素系溶媒中の水分量は、原料及び得られる固体電解質との反応を考慮して、50ppm(重量)以下であることが好ましい。水分は反応により硫化物系固体電解質の変性を引き起こし、固体電解質の性能を悪化させる。そのため、水分量は低いほど好ましく、炭化水素系溶媒中の水分量は、より好ましくは30ppm以下であり、さらに好ましくは20ppm以下である。   The water content in the hydrocarbon solvent is preferably 50 ppm (weight) or less in consideration of the reaction with the raw material and the obtained solid electrolyte. Moisture causes the modification of the sulfide-based solid electrolyte due to the reaction, and deteriorates the performance of the solid electrolyte. Therefore, the lower the water content, the better. The water content in the hydrocarbon solvent is more preferably 30 ppm or less, and further preferably 20 ppm or less.

極性非プロトン性溶媒とは、極性基を少なくとも1つ有するプロトン供与性を持たない溶媒である。
極性非プロトン性溶媒としては、アニソール、アセトニトリル、イソブチロニトリル、プロピオニトリル、マロノニトリル、スクシノニトリル、フマロニトリル、トリメチルシリルシアニド、N−メチルピロリドン、トリエチルアミン、ピリジン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ニトロメタン、二硫化炭素、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、t−ブチルメチルエーテル、フェニルメチルエーテル、ジメトキシメタン、ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、シクロへキシルメチルジメトキシシラン、アセトン、メチルエチルケトン、アセトアルデヒド、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルスルホキシド、メチレンクロライド、クロロホルム、ジクロロエタン、ジクロロベンゼン、ヘキサフロオロベンゼン、トリフルオロメチルベンゼン等が挙げられる。極性非プロトン性溶媒は、上述の溶媒からなる群から選択される1以上を使用できる。
The polar aprotic solvent is a solvent having at least one polar group and not having a proton donating property.
Examples of polar aprotic solvents include anisole, acetonitrile, isobutyronitrile, propionitrile, malononitrile, succinonitrile, fumaronitrile, trimethylsilylcyanide, N-methylpyrrolidone, triethylamine, pyridine, dimethylformamide, dimethylacetamide, nitromethane, Carbon disulfide, diethyl ether, diisopropyl ether, t-butyl methyl ether, phenyl methyl ether, dimethoxymethane, diethoxyethane, tetrahydrofuran, dioxane, trimethylmethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, cyclohexyl Methyldimethoxysilane, acetone, methyl ethyl ketone, acetaldehyde, ethylene carbonate, propylene Boneto, dimethyl sulfoxide, methylene chloride, chloroform, dichloroethane, dichlorobenzene, hexafluoride Oro benzene, trifluoromethyl benzene and the like. As the polar aprotic solvent, one or more selected from the group consisting of the above-mentioned solvents can be used.

極性非プロトン性溶媒としては、例えばエーテル系溶媒が挙げられる。エーテル系溶媒は、エーテル結合を少なくとも1つ有する溶媒である。エーテル系溶媒には、環状エーテル系溶媒が含まれる。
上記エーテル系溶媒としては、アニソール、ジエトキシエタン、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等が挙げられ、これらのうち環状エーテルは、テトラヒドロフランである。
また、極性非プロトン性溶媒としては、例えばニトリル系溶媒が挙げられる。ニトリル系溶媒は、ニトリル基を少なくとも1つ有する溶媒である。ニトリル系溶媒としては、イソブチロニトリル、プロピオニトリル、マロノニトリル、スクシノニトリル、フマロニトリルが挙げられる。
Examples of the polar aprotic solvent include ether solvents. The ether solvent is a solvent having at least one ether bond. The ether solvent includes a cyclic ether solvent.
Examples of the ether solvent include anisole, diethoxyethane, diethyl ether, tetrahydrofuran and the like. Among these, the cyclic ether is tetrahydrofuran.
Examples of polar aprotic solvents include nitrile solvents. A nitrile solvent is a solvent having at least one nitrile group. Examples of the nitrile solvent include isobutyronitrile, propionitrile, malononitrile, succinonitrile, and fumaronitrile.

溶媒は、好ましくは下記式(2)で表わされる芳香族炭化水素系溶媒、又は下記式(3)で表わされるニトリル溶媒である。
Ph−(R) (2)
(式中、Phは、芳香族炭化水素基であり、Rは、それぞれ独立にアルキル基である。
nは1〜5から選択される整数である(好ましくは1又は2の整数))
N≡C−R’ (3)
(式中、R’は、置換又は無置換の、炭素数1〜13の炭化水素である主鎖及び炭素数1〜13の炭化水素である側鎖を有する基、又は炭素数3〜7の環状構造を有する基である。)
The solvent is preferably an aromatic hydrocarbon solvent represented by the following formula (2) or a nitrile solvent represented by the following formula (3).
Ph- (R) n (2)
(In the formula, Ph is an aromatic hydrocarbon group, and each R is independently an alkyl group.
n is an integer selected from 1 to 5 (preferably an integer of 1 or 2))
N≡C−R ′ (3)
(In the formula, R ′ is a substituted or unsubstituted group having a main chain which is a hydrocarbon having 1 to 13 carbon atoms and a side chain which is a hydrocarbon having 1 to 13 carbon atoms, or a group having 3 to 7 carbon atoms. It is a group having a cyclic structure.)

式(2)において、Phの芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフタセニル基が挙げられる。炭素数6以上24以下の芳香族炭化水素基が好ましく、6以上12以下の芳香族炭化水素基がより好ましい。
式(2)において、Rはアルキル基であり、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられる。アルキル基の炭素数は、1以上24以下が好ましく、1以上12以下がより好ましい。
式(2)で表わされる芳香族炭化水素系溶媒としては、例えばトルエン、キシレン、エチルベンゼンが挙げられる。
In the formula (2), examples of the aromatic hydrocarbon group of Ph include a phenyl group and a naphthacenyl group. An aromatic hydrocarbon group having 6 to 24 carbon atoms is preferable, and an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms is more preferable.
In the formula (2), R is an alkyl group, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group. The number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 or more and 24 or less, and more preferably 1 or more and 12 or less.
Examples of the aromatic hydrocarbon solvent represented by the formula (2) include toluene, xylene, and ethylbenzene.

式(3)中、R’は、置換又は無置換の、炭素数1〜13の炭化水素からなる主鎖及び炭素数1〜13の炭化水素からなる側鎖を有する基、又は炭素数3〜7の環状構造を有する基であり、これらは飽和でも不飽和であってもよい。
上記炭素数3〜7の環状構造を有する基の環状構造は、好ましくは芳香環構造であり、環状構造の炭素数は好ましくは5又は6である。炭素数3〜7の環状構造を有する基は、より好ましくはフェニル基である。
In Formula (3), R ′ is a substituted or unsubstituted group having a main chain composed of a hydrocarbon having 1 to 13 carbon atoms and a side chain composed of a hydrocarbon having 1 to 13 carbon atoms, or 3 to 3 carbon atoms. 7 groups having a cyclic structure, which may be saturated or unsaturated.
The cyclic structure of the group having a cyclic structure having 3 to 7 carbon atoms is preferably an aromatic ring structure, and the carbon number of the cyclic structure is preferably 5 or 6. The group having a cyclic structure having 3 to 7 carbon atoms is more preferably a phenyl group.

式(3)において、R’が置換基を有する場合の当該置換基は、アルキル、エーテル、カルボニル、チオ、チオキシ、ニトリル、ニトロ、アミド、アミノ、又はハロゲンであり、好ましくは、アルキル、チオ、ニトリルである。   In the formula (3), when R ′ has a substituent, the substituent is alkyl, ether, carbonyl, thio, thioxy, nitrile, nitro, amide, amino, or halogen, preferably alkyl, thio, Nitrile.

式(3)で表わされるニトリル溶媒は、好ましくは、R’が無置換の炭素数1〜13の炭化水素からなる主鎖及び炭素数1〜13の炭化水素からなる側鎖を有する基、又は無置換の炭素数3〜7の環状構造を有する基であり、
さらに好ましくはR’が無置換の分岐構造を有する炭素数3及び4の炭化水素基、又は無置換の六員環構造を含む基であり、具体的には、イソブチロニトリル、イソバレロニトリル及びベンゾニトリル等が挙げられる。最も好ましくは、イソブチロニトリルである。
上記ニトリル溶媒は上記固体電解質を劣化させず、また、上記バインダーの溶解性や固体物分散性が良好である。
The nitrile solvent represented by the formula (3) is preferably a group having a main chain composed of an unsubstituted hydrocarbon having 1 to 13 carbon atoms and a side chain composed of a hydrocarbon having 1 to 13 carbon atoms, or R ′. A group having an unsubstituted cyclic structure having 3 to 7 carbon atoms,
More preferably, R ′ is a hydrocarbon group having 3 and 4 carbon atoms having an unsubstituted branched structure, or a group containing an unsubstituted 6-membered ring structure. Specifically, isobutyronitrile, isovaleronitrile And benzonitrile. Most preferred is isobutyronitrile.
The nitrile solvent does not degrade the solid electrolyte, and the solubility and solid dispersibility of the binder are good.

使用する溶媒が炭化水素系溶媒及び極性非プロトン性溶媒の混合溶媒である場合において、炭化水素系溶媒及び極性非プロトン性溶媒の混合比は、好ましくは95:5〜5:95(体積比)である。   When the solvent to be used is a mixed solvent of a hydrocarbon solvent and a polar aprotic solvent, the mixing ratio of the hydrocarbon solvent and the polar aprotic solvent is preferably 95: 5 to 5:95 (volume ratio). It is.

尚、必要に応じて他の溶媒を添加してもよい。具体的には、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、エタノール、ブタノール等のアルコール類、酢酸エチル等のエステル類等、ジクロロメタン、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素等が挙げられる。   In addition, you may add another solvent as needed. Specific examples include ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, alcohols such as ethanol and butanol, esters such as ethyl acetate, and halogenated hydrocarbons such as dichloromethane and chlorobenzene.

[その他の材料]
本発明の一形態に係る負極合材の製造方法では、負極活物質、固体電解質及び溶媒の他に、本発明の効果を損なわない範囲で、例えば以下に示すその他の成分を使用してもよい。
[Other materials]
In the method for producing a negative electrode mixture according to one embodiment of the present invention, in addition to the negative electrode active material, the solid electrolyte, and the solvent, other components shown below may be used as long as the effects of the present invention are not impaired. .

[バインダー]
その他の成分としては、バインダーが挙げられ、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂;ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂;エチレン−プロピレン−ジエンポリマー(EPDM)、スルホン化EPDM、天然ブチルゴム(NBR)等を単独で、あるいは2種以上の混合物として用いることができる。
また、水系バインダーであるセルロース系やスチレンブタジエンゴム(SBR)の水分散体等を用いることもできる。
[binder]
Other components include binders, fluorine-containing resins such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), and fluororubber; thermoplastic resins such as polypropylene and polyethylene; ethylene-propylene-diene polymer ( EPDM), sulfonated EPDM, natural butyl rubber (NBR) and the like can be used alone or as a mixture of two or more.
In addition, an aqueous dispersion of cellulose or styrene butadiene rubber (SBR), which is an aqueous binder, can also be used.

[導電性微粒子]
その他の成分として導電性微粒子が使用できる
導電性微粒子は、電子伝導度が1.0×10S/m以上であり、好ましくは1.0×10S/m以上であり、より好ましくは1.0×10S/m以上である。
導電性物質の導電性が高いほど、本発明の負極合材を用いて製造した電池の出力密度を向上させることができるとともに、エネルギー密度も高めることが可能である。
上記電子伝導度を満たす導電性物質としては、例えば、カーボン、金属粉末、金属化合物等が挙げられ、好ましくはカーボンである。カーボンは、電気伝導性が高く、比重が小さいために、質量当りの出力密度が高くエネルギー密度も高い電池を得ることができる。
導電性物質であるカーボンは、グラファイト、ハードカーボン、ソフトカーボン、アモルファス炭素、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブ等を含み、これらのうち、グラファイトは、電気伝導性が高く、かつグラファイト自体も負極活物質として機能することから出力密度とエネルギー密度の両方が高い電池を製造することが可能であるため、より好ましい。
尚、導電性物質は粒状であれば粒径等は特に限定されないが、好ましくはレーザー回折式粒度分布測定法における粒径が0.001μm以上100μm以下であり、より好ましくは0.01μm以上3μm以下である。0.001μm未満であると、一次粒子の凝集等が起こり、取扱が容易でなくなるおそれがある。一方、100μmより大きいと、本発明の二次電池用電極材料を用いて製造した電極が厚くなるおそれがある。
[Conductive fine particles]
Conductive fine particles that can be used as other components The conductive fine particles have an electron conductivity of 1.0 × 10 3 S / m or more, preferably 1.0 × 10 4 S / m or more, more preferably It is 1.0 × 10 5 S / m or more.
The higher the conductivity of the conductive material, the higher the output density of the battery manufactured using the negative electrode mixture of the present invention, and the higher the energy density.
Examples of the conductive substance that satisfies the electronic conductivity include carbon, metal powder, metal compound, and the like, preferably carbon. Since carbon has high electrical conductivity and low specific gravity, a battery having a high output density per mass and a high energy density can be obtained.
Carbon, which is a conductive material, includes graphite, hard carbon, soft carbon, amorphous carbon, acetylene black, ketjen black, fullerene, carbon nanotubes, etc. Of these, graphite has high electrical conductivity and graphite itself. Since it functions as a negative electrode active material, it is possible to manufacture a battery having both high output density and energy density, which is more preferable.
The particle size and the like are not particularly limited as long as the conductive material is granular, but the particle size in the laser diffraction particle size distribution measurement method is preferably 0.001 μm to 100 μm, more preferably 0.01 μm to 3 μm. It is. If it is less than 0.001 μm, aggregation of primary particles occurs and handling may be difficult. On the other hand, if it is larger than 100 μm, the electrode manufactured using the electrode material for a secondary battery of the present invention may be thick.

[混合工程]
本発明の一形態に係る負極合材の製造方法では、負極活物質、固体電解質及び溶媒をボールミルを用いて混合する。
負極活物質と固体電解質の配合割合は、負極活物質:固体電解質=95重量%:5重量%〜5重量%:95重量%が好ましく、90重量%:10重量%〜10重量%:90重量%がより好ましく、85重量%:15重量%〜15重量%:85重量%がさらに好ましい。
[Mixing process]
In the method for producing a negative electrode mixture according to one embodiment of the present invention, a negative electrode active material, a solid electrolyte, and a solvent are mixed using a ball mill.
The mixing ratio of the negative electrode active material and the solid electrolyte is preferably negative electrode active material: solid electrolyte = 95 wt%: 5 wt% to 5 wt%: 95 wt%, 90 wt%: 10 wt% to 10 wt%: 90 wt%. % Is more preferable, and 85% by weight: 15% by weight to 15% by weight: 85% by weight is more preferable.

本発明の一形態に係る負極合材の製造方法では、負極活物質、固体電解質及び溶媒を、ボールミルを用いて混合する湿式メカニカルミリング処理をすることで、処理時の増粒効果を抑制し、合成反応を効率的に促進できる。これにより、均一性に優れ、未反応原料の含有率が低いガラス状の固体電解質を得ることができる。また、原料や反応物の器壁等への固着を防止することができ、製品の歩留を向上できる。   In the method for producing a negative electrode mixture according to one aspect of the present invention, by performing a wet mechanical milling process in which a negative electrode active material, a solid electrolyte, and a solvent are mixed using a ball mill, the grain growth effect during the treatment is suppressed, The synthesis reaction can be efficiently promoted. Thereby, it is possible to obtain a glassy solid electrolyte having excellent uniformity and low content of unreacted raw materials. Further, it is possible to prevent the raw materials and reactants from sticking to the vessel wall and the like, and to improve the product yield.

溶媒の量は、原料が、溶媒の添加により溶液又はスラリー状になる程度であることが好ましい。通常、溶媒1リットルに対する原料(合計量)の添加量は0.01Kg以上1Kg以下となる。好ましくは0.1Kg以上1Kg以下、特に好ましくは0.2Kg以上0.8Kg以下である。   The amount of the solvent is preferably such that the raw material becomes a solution or slurry by the addition of the solvent. Usually, the amount of the raw material (total amount) added per liter of solvent is 0.01 kg or more and 1 kg or less. Preferably they are 0.1 kg or more and 1 kg or less, Most preferably, they are 0.2 kg or more and 0.8 kg or less.

湿式メカニカルミリング処理には、種々の形式の粉砕法を用いることができる。特に、遊星型ボールミルを使用するのが好ましい。
遊星型ボールミルは、ポットが自転回転しながら、台盤が公転回転し、非常に高い衝撃エネルギーを効率良く発生させることができる。
Various types of grinding methods can be used for the wet mechanical milling treatment. In particular, it is preferable to use a planetary ball mill.
The planetary ball mill can efficiently generate very high impact energy by rotating the platform while the pot rotates.

湿式メカニカルミリング処理の回転速度及び回転時間は特に限定されないが、回転速度が速いほど、ガラス状の固体電解質の生成速度は速くなり、回転時間が長いほどガラス状の固体電解質ヘの原料の転化率は高くなる。但し、メカニカルミリング処理の回転速度が速くすると粉砕機にかかる負担が大きくなるおそれがあり、回転時間を長くするとガラス状の電解質の製造に時間がかかる。   The rotation speed and rotation time of the wet mechanical milling process are not particularly limited, but the higher the rotation speed, the faster the production rate of the glassy solid electrolyte, and the longer the rotation time, the conversion rate of the raw material to the glassy solid electrolyte Becomes higher. However, if the rotational speed of the mechanical milling process is increased, the burden on the pulverizer may be increased. If the rotation time is increased, it takes time to produce a glassy electrolyte.

また、ボールミルのボールは異なる径のボールを混合して使用してもよい。
上記の他、MM処理の際のミル内の温度を調整してもよい。MM法の条件としては、例えば、遊星型ボールミル機を使用した場合、回転速度を数十〜数百回転/分とし、0.5時間〜100時間処理すればよい。
The balls of the ball mill may be used by mixing balls having different diameters.
In addition to the above, the temperature in the mill during MM processing may be adjusted. As conditions for the MM method, for example, when a planetary ball mill is used, the rotational speed may be set to several tens to several hundreds of revolutions / minute, and the treatment may be performed for 0.5 hours to 100 hours.

溶媒の存在下でメカニカルミリング処理するため、処理時間を短縮できる。室温から200℃まで必要に応じて加熱してもよい。
メカニカルミリング処理後の結果物を乾燥し、溶媒を除去することにより、負極合材が得られる。
Since mechanical milling is performed in the presence of a solvent, the processing time can be shortened. You may heat from room temperature to 200 degreeC as needed.
The resultant after mechanical milling is dried and the solvent is removed to obtain a negative electrode mixture.

製造例1
[固体電解質の製造]
(1)硫化リチウムの製造
硫化リチウムの製造及び精製は、国際公開公報WO2005/040039A1の実施例と同様に行った。具体的には、下記の通りである。
撹拌翼のついた10リットルオートクレーブにN−メチル−2−ピロリドン(NMP)3326.4g(33.6モル)及び水酸化リチウム287.4g(12モル)を仕込み、300rpm、130℃に昇温した。昇温後、液中に硫化水素を3リットル/分の供給速度で2時間吹き込んだ。
続いて、この反応液を窒素気流下(200cc/分)昇温し、反応した硫化水素の一部を脱硫化水素化した。昇温するにつれ、上記硫化水素と水酸化リチウムの反応により副生した水が蒸発を始めたが、この水はコンデンサにより凝縮し系外に抜き出した。水を系外に留去すると共に反応液の温度は上昇するが、180℃に達した時点で昇温を停止し、一定温度に保持した。脱硫化水素反応が終了後(約80分)反応を終了し、硫化リチウムを得た。
Production Example 1
[Production of solid electrolyte]
(1) Production of lithium sulfide Production and purification of lithium sulfide were carried out in the same manner as in the examples of International Publication WO2005 / 040039A1. Specifically, it is as follows.
A 10-liter autoclave equipped with a stirring blade was charged with 3326.4 g (33.6 mol) of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and 287.4 g (12 mol) of lithium hydroxide, and the temperature was raised to 130 rpm at 300 rpm. . After the temperature rise, hydrogen sulfide was blown into the liquid at a supply rate of 3 liters / minute for 2 hours.
Subsequently, this reaction solution was heated in a nitrogen stream (200 cc / min) to dehydrosulfide a part of the reacted hydrogen sulfide. As the temperature increased, water produced as a by-product due to the reaction between hydrogen sulfide and lithium hydroxide started to evaporate, but this water was condensed by the condenser and extracted out of the system. While water was distilled out of the system, the temperature of the reaction solution rose, but when the temperature reached 180 ° C., the temperature increase was stopped and the temperature was kept constant. After the dehydrosulfurization reaction was completed (about 80 minutes), the reaction was completed to obtain lithium sulfide.

(2)硫化リチウムの精製
上記(1)で得られた500mLのスラリー反応溶液(NMP−硫化リチウムスラリー)中のNMPをデカンテーションした後、脱水したNMP100mLを加え、105℃で約1時間撹拌した。その温度のままNMPをデカンテーションした。さらにNMP100mLを加え、105℃で約1時間撹拌し、その温度のままNMPをデカンテーションし、同様の操作を合計4回繰り返した。デカンテーション終了後、窒素気流下230℃(NMPの沸点以上の温度)で硫化リチウムを常圧下で3時間乾燥した。得られた硫化リチウム中の不純物含有量を測定した。
尚、亜硫酸リチウム(LiSO)、硫酸リチウム(LiSO)並びにチオ硫酸リチウム(Li)の各硫黄酸化物、及びN−メチルアミノ酪酸リチウム(LMAB)の含有量は、イオンクロマトグラフ法により定量した。その結果、硫黄酸化物の総含有量は0.13質量%であり、LMABは0.07質量%であった。
(2) Purification of lithium sulfide After decanting NMP in the 500 mL slurry reaction solution (NMP-lithium sulfide slurry) obtained in (1) above, 100 mL of dehydrated NMP was added and stirred at 105 ° C. for about 1 hour. . NMP was decanted at that temperature. Further, 100 mL of NMP was added, stirred at 105 ° C. for about 1 hour, NMP was decanted at that temperature, and the same operation was repeated a total of 4 times. After completion of the decantation, lithium sulfide was dried at 230 ° C. (temperature higher than the boiling point of NMP) under a nitrogen stream for 3 hours under normal pressure. The impurity content in the obtained lithium sulfide was measured.
Incidentally, lithium sulfite (Li 2 SO 3), the content of each sulfur oxide lithium sulfate (Li 2 SO 4) and lithium thiosulfate (Li 2 S 2 O 3) , and N- methylamino acid lithium (LMAB) Was quantified by ion chromatography. As a result, the total content of sulfur oxides was 0.13% by mass, and LMAB was 0.07% by mass.

(3)固体電解質の製造
(2)で作製した平均粒径30μm程度のLiSを3.90gと平均粒径50μm程度のP(アルドリッチ社製)6.10gを、直径10mmアルミナボール600gが入った500mlアルミナ製容器に入れ密閉した。尚、これらの計量及び密閉作業は全てグローブボックス内で実施し、使用する器具類は全て乾燥機で事前に水分除去したものを用いた。
この密閉したアルミナ容器を、遊星ボールミル(伊藤製作所製LP−4)にて室温下、20時間メカニカルミリング処理することで白黄色の固体電解質ガラス粒子を得た。このときの回収率は65%であった。
得られた固体電解質ガラスセラミック粒子の伝導度は、0.2×10−3S/cmであった。
(3) Production of solid electrolyte 3.90 g of Li 2 S having an average particle diameter of about 30 μm prepared in (2) and 6.10 g of P 2 S 5 (manufactured by Aldrich) having an average particle diameter of about 50 μm are produced with an alumina having a diameter of 10 mm. The container was sealed in a 500 ml alumina container containing 600 g of balls. These weighing and sealing operations were all carried out in the glove box, and all the instruments used were those that had been previously dehydrated with a dryer.
The sealed alumina container was mechanically milled at room temperature for 20 hours with a planetary ball mill (LP-4 manufactured by Ito Seisakusho) to obtain white yellow solid electrolyte glass particles. The recovery rate at this time was 65%.
The conductivity of the obtained solid electrolyte glass ceramic particles was 0.2 × 10 −3 S / cm.

製造例2
[シリコン粉末の調製]
平均粒径5μmのシリコン(Si)粉末(純度99.9%,高純度化学研究所製)と、溶媒として窒素をバブリングすることにより脱気したトルエン(和光純薬製)を用い、ビーズミル(LMZ015 アシザワファインテック製)で湿式粉砕した。粉砕後のスラリーを150℃で3時間真空乾燥することで、溶媒を除去し、シリコン粉末を得た。粉砕後のシリコン粉末の平均粒径は0.7μmであった。
Production Example 2
[Preparation of silicon powder]
Using a silicon (Si) powder having an average particle size of 5 μm (purity 99.9%, manufactured by High Purity Chemical Laboratory) and toluene (made by Wako Pure Chemical Industries) deaerated by bubbling nitrogen as a solvent, a bead mill (LMZ015) Wet pulverized with Ashizawa Finetech. The pulverized slurry was vacuum-dried at 150 ° C. for 3 hours to remove the solvent and obtain silicon powder. The average particle size of the pulverized silicon powder was 0.7 μm.

実施例1
[負極合材の調製]
負極活物質として製造例2で調製したシリコン粉末を8.40g、製造例1で調製した固体電解質粉末を3.60g、及び溶媒としてイソブチロニトリル(キシダ化学製)12.0g、径10mmのジルコニアボールを20個をアルミナ製のミルポット(内容積45mL)に投入した。回転数370rpmで30分間湿式粉砕混合(P−7,フリッチュ製)を行った。混合後のスラリーを3時間150℃で真空乾燥することで、溶媒を除去した。溶媒除去後の生成物を乳鉢で10分間混合し、シリコン負極合材を得た。
得られた負極合材について、弾性回復を伴う空間率εr及びリチウムイオン脱離容量をそれぞれ評価した。結果を表1に示す。
Example 1
[Preparation of negative electrode mixture]
8.40 g of the silicon powder prepared in Production Example 2 as the negative electrode active material, 3.60 g of the solid electrolyte powder prepared in Production Example 1, and 12.0 g of isobutyronitrile (manufactured by Kishida Chemical) as the solvent and a diameter of 10 mm Twenty zirconia balls were put into an alumina mill pot (internal volume: 45 mL). Wet pulverization mixing (P-7, manufactured by Fritsch) was performed at a rotation speed of 370 rpm for 30 minutes. The solvent was removed by vacuum-drying the mixed slurry for 3 hours at 150 ° C. The product after removal of the solvent was mixed in a mortar for 10 minutes to obtain a silicon negative electrode mixture.
With respect to the obtained negative electrode mixture, the space ratio εr accompanied by elastic recovery and the lithium ion desorption capacity were evaluated. The results are shown in Table 1.

[負極合材の弾性回復を伴う空間率の評価]
尚、上記空間率εrは、図1に示す一軸圧縮装置を用いて評価した。図1は、一軸圧縮装置の概略断面図であり、一軸圧縮装置1は、耐加圧性の円筒形容器10と、この円筒形容器10の内部空間に投入された負極合材を加圧して負極合材の密度を真密度まで高める加圧ロッド20と、負極合材の高さを測定する測定手段(マイクロメータ)30及びその固定具40を備える装置である。
円筒形容器10は、外径43mm、内径13mmで高さ40mmであり、側面の厚さが15mmであり、底面が外径13mmで厚さ10mmであり、SKD11製の円筒形の容器を使用した。SKD11はダイス鋼(大同特殊鋼社製)である。
加圧ロッド20は、円筒形容器10の内部に滑らかに挿入するものであり、外径13mmで長さ50mmであり、SKD11製である。加圧ロッド20の上部には、加圧するための押圧手段(図示なし)がある。また、加圧ロッド20の変位をマイクロメーター30に伝達する伝達部が設けられている。
[Evaluation of porosity with elastic recovery of negative electrode composite]
The space ratio εr was evaluated using the uniaxial compression device shown in FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a uniaxial compression device. The uniaxial compression device 1 pressurizes a pressure-resistant cylindrical container 10 and a negative electrode mixture charged in the internal space of the cylindrical container 10 to form a negative electrode. The pressure rod 20 increases the density of the composite material to the true density, the measuring means (micrometer) 30 for measuring the height of the negative electrode composite material, and the fixture 40.
The cylindrical container 10 has an outer diameter of 43 mm, an inner diameter of 13 mm, a height of 40 mm, a side surface thickness of 15 mm, a bottom surface of an outer diameter of 13 mm and a thickness of 10 mm, and a cylindrical container made of SKD11 was used. . SKD11 is die steel (manufactured by Daido Steel).
The pressure rod 20 is smoothly inserted into the cylindrical container 10 and has an outer diameter of 13 mm and a length of 50 mm, and is made of SKD11. Above the pressure rod 20 is a pressing means (not shown) for applying pressure. Further, a transmission unit that transmits the displacement of the pressure rod 20 to the micrometer 30 is provided.

続いて、一軸圧縮装置による弾性回復を伴う空間率εrの測定について図2を用いて説明する。
はじめに、負極合材を挿入しない状態でのマイクロメーターの値(l)を確認する(図2(1))。
次に、円筒形容器10の内部に負極合材50を0.3g投入し、負極合材を均した状態にする。尚、評価対象の嵩密度が大きい場合、投入量は0.1g又は0.05gでもよい。
容器10の内部に加圧ロッド20を挿入し、負極合材50の見掛け密度が、負極合材の真密度と同じになるまで加圧し圧縮する(図2(2))。尚、ここで「負極合材50の見掛け密度と真密度とが同じ」とは、負極合材50の密度を真密度と仮定したときの容器10内の負極合材の高さと同一になるまで加圧ロッド20で負極合材を圧縮した場合を意味する。尚、実質的に同一になるのではなく、加圧ロッド20による加圧によって容器10の側面がわずかに外側に膨らむ場合もあるが、測定における誤差とみなす。
次に、加圧ロッド20による加圧をやめ、加圧ロッド20で複合体5を押す力を0にする(図2(3))。負極合材50の圧縮後に圧力を0にした状態でのマイクロメーターの値をlとする。
Next, the measurement of the space ratio ε r accompanied by the elastic recovery by the uniaxial compression device will be described with reference to FIG.
First, the value (l 0 ) of the micrometer in a state where no negative electrode mixture is inserted is confirmed (FIG. 2 (1)).
Next, 0.3 g of the negative electrode mixture 50 is introduced into the cylindrical container 10 to make the negative electrode mixture uniform. When the bulk density to be evaluated is large, the input amount may be 0.1 g or 0.05 g.
The pressure rod 20 is inserted into the container 10 and pressurized and compressed until the apparent density of the negative electrode mixture 50 becomes the same as the true density of the negative electrode mixture (FIG. 2 (2)). Here, “the apparent density and the true density of the negative electrode mixture 50 are the same” means that the density of the negative electrode mixture 50 is the same as the height of the negative electrode mixture in the container 10 when the density of the negative electrode mixture 50 is assumed to be the true density. It means the case where the negative electrode composite is compressed by the pressure rod 20. Note that the side surfaces of the container 10 may slightly swell outward due to pressurization by the pressurizing rod 20, but this is regarded as an error in measurement.
Next, the pressure applied by the pressure rod 20 is stopped, and the force for pressing the composite 5 with the pressure rod 20 is set to 0 (FIG. 2 (3)). After compression of the negative electrode mixture 50 the value of the micrometer while the pressure in the 0 to l 3.

弾性回復を伴う空間率εrは、下記式(A)から算出され、上記の手順で得られる及びl−lは、式(A)のLに対応する。
ε=1−{m/(ρSL)} (A)
(式中、mは、円筒形容器内に挿入する複合体の重量である。
ρpは、複合体の真密度である。
Sは、加圧ロッドの面積である。
Lは、円筒形容器内に挿入した複合体の見かけ密度が真密度と同じになるまで加圧ロッドにより加圧し、その後、前記加圧を解除した際の複合体の高さである
円筒形容器:外径43mm、内径13mm、高さ40mmであり、側面の厚さが15mmであり、底面が外径13mmで厚さ10mmであり、SKD11製の円筒形の容器。
加圧ロッド:外径13mm、長さ50mm、SKD11製の棒状体。)
Void ratio epsilon r with elastic recovery is calculated from the following formula (A), and l 3 -l 0 obtained by the above procedure corresponds to the L of formula (A).
ε r = 1− {m / (ρ p SL)} (A)
(Where, m is the weight of the complex to be inserted into the cylindrical container.
ρ p is the true density of the complex.
S is the area of the pressure rod.
L is the height of the composite when pressurized by a pressure rod until the apparent density of the composite inserted into the cylindrical container is equal to the true density, and then the pressure is released. Cylindrical container A cylindrical container made of SKD11 having an outer diameter of 43 mm, an inner diameter of 13 mm, a height of 40 mm, a side surface thickness of 15 mm, a bottom surface of 13 mm outer diameter and a thickness of 10 mm.
Pressure rod: rod-shaped body made of SKD11 with an outer diameter of 13 mm, a length of 50 mm. )

式(A)の負極合材の真密度ρは、下記式(B)又は(C)により求めることができる。
ρp={(負極合材の固体電解質の真密度)×(負極合材中の固体電解質の重量%)+(負極合材のシリコン粉末の真密度)×(負極合材中のシリコン粉末の重量%)}÷100 (B)
ρp={(負極合材を製造する際に用いた固体電解質の真密度)×(負極合材を製造する際に用いた固体電解質の重量)+(負極合材を製造する際に用いたシリコン粉末の真密度)×(負極合材を製造する際に用いたシリコン粉末の重量)}÷(負極合材を製造する際に用いた固体電解質の重量+負極合材を製造する際に用いたシリコン粉末の重量) (C)
The true density ρ p of the negative electrode mixture of the formula (A) can be obtained by the following formula (B) or (C).
ρ p = {(true density of solid electrolyte in negative electrode mixture) × (weight% of solid electrolyte in negative electrode mixture) + (true density of silicon powder in negative electrode mixture) × (of silicon powder in negative electrode mixture) % By weight)} ÷ 100 (B)
ρ p = {(true density of the solid electrolyte used when manufacturing the negative electrode mixture) × (weight of the solid electrolyte used when manufacturing the negative electrode mixture) + (used when manufacturing the negative electrode mixture) (True density of silicon powder) x (weight of silicon powder used in producing negative electrode mixture)} / (weight of solid electrolyte used in producing negative electrode mixture + used in producing negative electrode mixture) Weight of silicon powder) (C)

尚、実施例1では、負極合材の重量mは0.3g、真密度ρは、2.2033g/cm、加圧ロッドによる加圧を解除した後の負極合材の高さLは、1.18mmであった。 In Example 1, the weight m of the negative electrode mixture was 0.3 g, the true density ρ p was 2.2033 g / cm 3 , and the height L of the negative electrode mixture after releasing the pressure by the pressure rod was 1.18 mm.

[負極合材のイオン脱離容量の評価]
(1)ハーフセルの作製
製造例1で調製した固体電解質ガラスである固体電解質粉末60mgを直径10mmのセラミック製の円筒に投入し、加圧成型して電解質層(電解質シート、無機固体電解質粉末目付け量:76.4mg/cm)とした。
次に調製した負極合材4.7mg(負極合材目付け量:6.0mg/cm)を電解質層と接触するように加圧成型することで、作用極とした。作用極の反対側から、参照極且つ対極として、LiIn合金箔を貼付し加圧成型した。最後にセルの周囲を90度おきに4か所ネジ締めを行うことで、積層方向に加圧した。このようにして、3層構造の2極式ハーフセルを作製した。
尚、LiIn合金は原子数比Li/Inが0.8以下であれば、Li脱挿入の反応電位が一定(0.62Vvs.Li/Li)に保たれるため、参照極として使用することが可能となる。
[Evaluation of ion desorption capacity of negative electrode mixture]
(1) Production of half cell 60 mg of solid electrolyte powder, which is the solid electrolyte glass prepared in Production Example 1, is put into a ceramic cylinder having a diameter of 10 mm, and pressure-molded to form an electrolyte layer (electrolyte sheet, inorganic solid electrolyte powder basis weight) : 76.4 mg / cm 2 ).
Next, 4.7 mg of the prepared negative electrode mixture (weight per unit area of negative electrode mixture: 6.0 mg / cm 2 ) was pressure-molded so as to be in contact with the electrolyte layer to obtain a working electrode. From the opposite side of the working electrode, a LiIn alloy foil was applied as a reference electrode and a counter electrode, followed by pressure molding. Finally, the periphery of the cell was screwed at four positions every 90 degrees to pressurize in the stacking direction. In this way, a bipolar half cell having a three-layer structure was produced.
When the atomic ratio Li / In is 0.8 or less, the LiIn alloy can be used as a reference electrode because the Li desorption reaction potential is kept constant (0.62 V vs. Li / Li + ). Is possible.

(2)負極合材を用いたハーフセルの評価
作製したハーフセルを、0.5mA/cmで、電位が0.01Vvs.Li/Liになるまで、その後0.01Vvs.Li/Liで、0.127mA/cmになるまでLiイオンを挿入し、0.5mA/cmで電位1.52Vvs.Li/LiまでLiイオンを脱離させた。続いて、0.5mA/cmで、電位が0.01Vvs.Li/Liになるまで、続いて0.01Vvs.Li/Liで、0.127mA/cmになるまでLiイオンを挿入し、10mA/cmで電位1.52Vvs.Li/LiまでLiイオンを脱離させた。この10mA/cmでLiイオンを脱離させたときの、作用極に含まれるSi重量あたりの容量を表1に示す。
次に、1.0mA/cmで、電位が0.01Vvs.Li/Liになるまで、その後0.01Vvs.Li/Liで、0.127mA/cmになるまでLiイオンを挿入し、1.0mA/cmで電位1.52Vvs.Li/LiまでLiイオンを脱離させた。この条件で充放電サイクルを繰返し、80サイクル後のLiイオン脱離容量維持率[%](80 サイクル目のLiイオン脱離容量/1サイクル目のLiイオン脱離容量×100)を算出した。得られた結果を表1に示す。
(2) Evaluation of half cell using negative electrode composite material The prepared half cell was 0.5 mA / cm 2 and the potential was 0.01 Vvs. Until Li / Li + , then 0.01 V vs. Li / Li + is, by inserting Li ions until 0.127mA / cm 2, the potential 1.52Vvs at 0.5 mA / cm 2. Li ions were desorbed to Li / Li + . Subsequently, at 0.5 mA / cm 2 , the potential was 0.01 Vvs. Until Li / Li + , continue to 0.01Vvs. Li / Li + is, by inserting Li ions until 0.127mA / cm 2, the potential 1.52Vvs at 10 mA / cm 2. Li ions were desorbed to Li / Li + . Table 1 shows the capacity per weight of Si contained in the working electrode when Li ions are desorbed at 10 mA / cm 2 .
Next, at 1.0 mA / cm 2 , the potential was 0.01 Vvs. Until Li / Li + , then 0.01 V vs. Li / Li + is, by inserting Li ions until 0.127mA / cm 2, the potential 1.52Vvs at 1.0 mA / cm 2. Li ions were desorbed to Li / Li + . The charge / discharge cycle was repeated under these conditions, and the Li ion desorption capacity retention rate [%] after 80 cycles (80th cycle Li ion desorption capacity / 1st cycle Li ion desorption capacity × 100) was calculated. The obtained results are shown in Table 1.

比較例1
[負極合材の調製及び評価]
負極活物質として製造例2で調製したシリコン粉末0.070g、及び製造例1で調製した固体電解質粉末0.030gを瑪瑙乳鉢で10分間混合することで、シリコン負極合材を得た。
得られた負極合材の弾性回復を伴う空間率εrを実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。尚、負極合材の重量mは0.3g、真密度ρは、2.2033g/cm、加圧ロッドによる加圧を解除した後の複合体の高さLは、1.55mmであった。
また、得られた負極合材のイオン脱離容量も実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
Comparative Example 1
[Preparation and Evaluation of Negative Electrode Compound]
A silicon negative electrode mixture was obtained by mixing 0.070 g of the silicon powder prepared in Production Example 2 as a negative electrode active material and 0.030 g of the solid electrolyte powder prepared in Production Example 1 for 10 minutes in an agate mortar.
The space ratio εr accompanied by elastic recovery of the obtained negative electrode composite was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. The weight m of the negative electrode mixture was 0.3 g, the true density ρ p was 2.2033 g / cm 3 , and the height L of the composite after releasing the pressure by the pressure rod was 1.55 mm. It was.
Further, the ion desorption capacity of the obtained negative electrode mixture was also evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

Figure 2015049991
Figure 2015049991

表1の通り、溶媒中で湿式粉砕混合を行うことで負極合材を作製した実施例1では、乳鉢混合で負極合材を作製した比較例1と比べて、εrが小さくなっていることが分かる。また、実施例1の負極合材は、ハイレート(10mA/cm)でLiイオンを脱離させたときの容量が増大し、Liイオン脱挿入サイクルを重ねたときの容量維持率が高くなっていることが分かる。
負極合材のεrが小さいほど、合材内のSi粒子及び固体電解質粒子間の接触点数が多くなる。つまり、εrが小さいほど良好なLiイオン伝導パス(固体電解質粒子−固体電解質粒子間)、電子伝導パス(Si粒子−Si粒子間)が形成され、加えて電気化学反応面積(固体電解質−Si粒子間)が増大する。従って、εrが小さいほど、良好なハイレート特性、サイクル特性を有すようになると推定される。
As shown in Table 1, in Example 1 in which the negative electrode mixture was prepared by wet pulverization and mixing in a solvent, εr was smaller than that in Comparative Example 1 in which the negative electrode mixture was prepared by mortar mixing. I understand. Moreover, the capacity | capacitance when the negative electrode compound material of Example 1 desorbs Li ion at a high rate (10 mA / cm 2 ) increases, and the capacity retention rate when the Li ion desorption cycle is repeated increases. I understand that.
The smaller the εr of the negative electrode mixture, the greater the number of contact points between the Si particles and the solid electrolyte particles in the mixture. That is, the smaller the εr, the better the Li ion conduction path (between the solid electrolyte particles and the solid electrolyte particles) and the electron conduction path (between the Si particles and the Si particles), and in addition, the electrochemical reaction area (solid electrolyte-Si particles). Increase). Therefore, it is estimated that the smaller the εr, the better the high rate characteristics and cycle characteristics.

1 一軸圧縮装置
10 円筒形容器
20 加圧ロッド
30 マイクロメータ
40 固定具
50 負極合材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Uniaxial compression apparatus 10 Cylindrical container 20 Pressure rod 30 Micrometer 40 Fixing tool 50 Negative electrode compound material

Claims (12)

負極活物質、
リチウム原子、リン原子及び硫黄原子を含む固体電解質、及び
溶媒をボールミルを用いて混合する工程を含む負極合材の製造方法であって、
前記固体電解質が、下記(1)又は(2)を満たす負極合材の製造方法。
(1)固体電解質中の元素をLiS及びPに換算したときにLiS及びPの組成比が、LiS:P=72:28〜78:22(モル比)を満たす
(2)固体電解質中の元素をLiS、P及びLiX(Xはハロゲン原子)に換算したときにLiS及びPの組成比が、LiS:P=72:28〜78:22(モル比)を満たす
Negative electrode active material,
A method for producing a negative electrode mixture comprising a step of mixing a solid electrolyte containing a lithium atom, a phosphorus atom and a sulfur atom, and a solvent using a ball mill,
The manufacturing method of the negative electrode compound material in which the said solid electrolyte satisfy | fills following (1) or (2).
(1) the composition ratio of Li 2 S and P 2 S 5 when the element in the solid electrolyte in terms of Li 2 S and P 2 S 5 is, Li 2 S: P 2 S 5 = 72: 28~78: (2) When the element in the solid electrolyte is converted to Li 2 S, P 2 S 5 and LiX (X is a halogen atom), the composition ratio of Li 2 S and P 2 S 5 is Li 2 S: P 2 S 5 = 72: 28 to 78:22 (molar ratio) is satisfied
前記負極活物質がシリコン金属粉末である請求項1に記載の負極合材の製造方法。   The method for producing a negative electrode mixture according to claim 1, wherein the negative electrode active material is silicon metal powder. 前記負極活物質の平均粒径が0.01μm以上200μm以下である請求項1又は2に記載の負極合材の製造方法。   3. The method for producing a negative electrode mixture according to claim 1, wherein the negative electrode active material has an average particle diameter of 0.01 μm to 200 μm. 前記溶媒が炭化水素系溶媒又は極性非プロトン性溶媒である請求項1〜3のいずれかに記載の負極合材の製造方法。   The method for producing a negative electrode mixture according to any one of claims 1 to 3, wherein the solvent is a hydrocarbon solvent or a polar aprotic solvent. 前記溶媒が、下記式(2)又は(3)で表わされる溶媒である請求項1〜4のいずれかに記載の負極合材の製造方法。
Ph−(R) (2)
(式中、Phは、芳香族炭化水素基であり、Rは、それぞれ独立にアルキル基である。
nは1〜5から選択される整数である)
N≡C−R’ (3)
(式中、R’は、置換又は無置換の、炭素数1〜13の炭化水素である主鎖及び炭素数1〜13の炭化水素である側鎖を有する基、又は炭素数3〜7の環状構造を有する基である。)
The said solvent is a solvent represented by following formula (2) or (3), The manufacturing method of the negative mix in any one of Claims 1-4.
Ph- (R) n (2)
(In the formula, Ph is an aromatic hydrocarbon group, and each R is independently an alkyl group.
n is an integer selected from 1 to 5)
N≡C−R ′ (3)
(In the formula, R ′ is a substituted or unsubstituted group having a main chain which is a hydrocarbon having 1 to 13 carbon atoms and a side chain which is a hydrocarbon having 1 to 13 carbon atoms, or a group having 3 to 7 carbon atoms. It is a group having a cyclic structure.)
前記溶媒が、前記式(3)表わされる溶媒であり、
前記式(3)のR’が、置換又は無置換の、炭素数1〜13の炭化水素である主鎖及び炭素数1〜13の炭化水素である側鎖を有する基である、請求項5に記載の負極合材の製造方法。
The solvent is a solvent represented by the formula (3),
6. R ′ in the formula (3) is a substituted or unsubstituted group having a main chain which is a hydrocarbon having 1 to 13 carbon atoms and a side chain which is a hydrocarbon having 1 to 13 carbon atoms. The manufacturing method of the negative electrode compound material as described in any one of.
前記式(3)のR’が、無置換の、炭素数1〜13の炭化水素である主鎖及び炭素数1〜13の炭化水素である側鎖を有する基である、請求項5又は6に記載の負極合材の製造方法。   R 'in the formula (3) is an unsubstituted group having a main chain which is a hydrocarbon having 1 to 13 carbon atoms and a side chain which is a hydrocarbon having 1 to 13 carbon atoms. The manufacturing method of negative electrode compound material as described in any one of. 前記式(3)のR’が、無置換の分岐構造を有する炭素数3及び4の炭化水素基である請求項5〜7のいずれかに記載の負極合材の製造方法。   The method for producing a negative electrode mixture according to any one of claims 5 to 7, wherein R 'in the formula (3) is a hydrocarbon group having 3 and 4 carbon atoms having an unsubstituted branched structure. 前記式(3)ので表わされる溶媒が、イソブチロニトリルである請求項5〜8のいずれかに記載の負極合材の製造方法。   The method for producing a negative electrode mixture according to any one of claims 5 to 8, wherein the solvent represented by the formula (3) is isobutyronitrile. 前記負極活物質と前記固体電解質の配合比が、10重量%:90重量%〜70重量%:30重量%である、請求項1〜9のいずれかに記載の負極合材。   10. The negative electrode mixture according to claim 1, wherein a mixing ratio of the negative electrode active material and the solid electrolyte is 10 wt%: 90 wt% to 70 wt%: 30 wt%. 請求項1〜10のいずれかに記載の負極合材の製造方法から得られる負極合材を含む電極。   The electrode containing the negative electrode compound material obtained from the manufacturing method of the negative electrode compound material in any one of Claims 1-10. 請求項11に記載の電極を含むリチウムイオン電池。
A lithium ion battery comprising the electrode according to claim 11.
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