JP2018170251A - Method for manufacturing negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery, and method for manufacturing negative electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

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楠 房
克典 西浦
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克典 西浦
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貴一 廣瀬
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Kota Takahashi
広太 高橋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a negative electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery, by which the increase in the weight and volume of a negative electrode owing to pre-doping can be suppressed, and a sufficient amount of pre-doping can be performed without lowering a production efficiency in uninterrupted production.SOLUTION: A method for manufacturing a negative electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery comprises the steps of: obtaining a negative electrode mixture layer containing an alloy-based material (A) capable of occluding alkali metals and including silicon or tin, carbon particles (B) and a binder (C) in a predetermined proportion; and bringing the negative electrode mixture layer into contact with a doping solution containing a straight-chain polyphenylene compound (D) and alkali metal ions or alkali-earth metal ions to obtain a pre-doped negative electrode mixture layer containing the alkali metals. The doping solution contains the alkali-metal ions or alkali-earth metal ions at 100 mol% or more and less than 150 mol% to a total of 100 mol% of the straight-chain polyphenylene compound (D).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、非水電解質二次電池用負極の製造方法、非水電解質二次電池の製造方法、および非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery, a method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery, and a method for producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery.

近年、携帯電話およびデジタルカメラなどの電子機器の電源として、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池が広く用いられている。上記非水電解質二次電池は、リチウムやナトリウムなどのアルカリ金属またはアルカリ土類金属(以下、単に「アルカリ金属類」ともいう。)を吸蔵および放出可能な材料を含む電極(正極および負極)、ならびに電解液を含んで構成される。   In recent years, nonaqueous electrolyte secondary batteries such as lithium ion secondary batteries have been widely used as power sources for electronic devices such as mobile phones and digital cameras. The non-aqueous electrolyte secondary battery includes an electrode (a positive electrode and a negative electrode) including a material capable of inserting and extracting an alkali metal or alkaline earth metal such as lithium or sodium (hereinafter, also simply referred to as “alkali metal”), And an electrolyte solution.

非水電解質二次電池の負極活物質としては、炭素材料が主に用いられてきた。しかし、近年、ケイ素またはスズを含む合金系材料を負極活物質に用いると、非水電解質二次電池の放電容量をより大きくできると期待されている。ケイ素またはスズを含む合金系材料を用いた負極活物質において、初期サイクルでの充放電効率を高めるため、電池製造前に上記負極活物質に上記アルカリ金属類を吸蔵させる技術が開発されている(以下、負極活物質にアルカリ金属類を予め吸蔵させることを、単に「プレドープ」ともいう。)。   Carbon materials have been mainly used as negative electrode active materials for non-aqueous electrolyte secondary batteries. However, in recent years, it is expected that the discharge capacity of a nonaqueous electrolyte secondary battery can be further increased by using an alloy-based material containing silicon or tin as a negative electrode active material. In a negative electrode active material using an alloy-based material containing silicon or tin, in order to increase charge / discharge efficiency in an initial cycle, a technique for occluding the alkali metals in the negative electrode active material before battery production has been developed ( Hereinafter, the occlusion of alkali metals in the negative electrode active material is also simply referred to as “pre-doping”.

例えば、特許文献1には、リチウムイオンおよび多環芳香族化合物(ナフタレン、アントラセンおよびフェナンスレンなど)を鎖状モノエーテルに溶解させた溶液に、SiOを含む電極(負極)を浸漬させて、電極中のSiOにリチウムを吸蔵させる方法が記載されている。この方法によれば、電極を浸漬させる時に、多環芳香族化合物が触媒として作用して、リチウムイオンが電極中のSiOに吸蔵される。特許文献1によれば、この方法では、容易に、かつ短時間で、電極中のSiOにリチウムをプレドープすることができ、当該電極を負極として用いることで、大きな放電容量を有するリチウムイオン二次電池が得られるとされている。   For example, Patent Document 1 discloses that an electrode (negative electrode) containing SiO is immersed in a solution in which lithium ions and a polycyclic aromatic compound (naphthalene, anthracene, phenanthrene, etc.) are dissolved in a chain monoether, Describes a method of occluding lithium in SiO. According to this method, when the electrode is immersed, the polycyclic aromatic compound acts as a catalyst, and lithium ions are occluded in SiO in the electrode. According to Patent Document 1, in this method, lithium in the electrode can be pre-doped to SiO in the electrode easily and in a short time, and the lithium ion secondary having a large discharge capacity can be obtained by using the electrode as a negative electrode. It is said that a battery will be obtained.

特開2005−108826号公報JP 2005-108826 A

しかしながら、我々の検討によると、特許文献1記載の方法により、負極に含まれるケイ素化合物にリチウムをプレドープすることで、初回充放電効率は高めることができるものの、プレドープ後の負極合材層の重量増加および体積膨張が大きく、電池のエネルギー密度が低下するという問題があることが分かった。重量増加の要因としては、多環芳香族化合物が合材層に付着するためと推定される。一方、体積膨張の要因としては、合材層に使用している結着剤が、リチウムイオンおよび多環芳香族化合物を溶解させた溶液により膨潤することで、プレドープ時に体積膨張したと推定している。   However, according to our study, although the initial charge and discharge efficiency can be increased by pre-doping lithium into the silicon compound contained in the negative electrode by the method described in Patent Document 1, the weight of the negative electrode mixture layer after pre-doping can be improved. It has been found that there is a problem that the increase in the volume and the volume expansion are large and the energy density of the battery is lowered. It is estimated that the increase in weight is due to the polycyclic aromatic compound adhering to the composite material layer. On the other hand, as a factor of volume expansion, it is estimated that the binder used in the composite layer swells with a solution in which lithium ions and polycyclic aromatic compounds are dissolved, so that the volume expansion occurs during pre-doping. Yes.

これに対して、本発明者らは、合金系材料(A)と、炭素粒子(B)と、バインダ(C)とを所定の比率で含む活物質含有層を、リチウムイオンと直鎖ポリフェニレン化合物(D)を含むドープ溶液と接触させることにより、プレドープによる負極合材層の質量および体積の増大を抑制しつつ、リチウムがプレドープされた負極合材層が得られることを見出した。   On the other hand, the present inventors have prepared an active material-containing layer containing an alloy material (A), carbon particles (B), and a binder (C) at a predetermined ratio, lithium ions and a linear polyphenylene compound. It has been found that a negative electrode mixture layer in which lithium is pre-doped can be obtained by contacting with a dope solution containing (D) while suppressing an increase in mass and volume of the negative electrode mixture layer due to pre-doping.

一方で、リチウムイオンと直鎖ポリフェニレン化合物(D)とを含むドープ溶液を用いる方法では、リチウムイオンと多環芳香族化合物とを含むドープ溶液を用いる方法と比べて、プレドープされるリチウム量が少ないため、初回充放電効率を高めにくいという傾向もあった。初回充放電効率を高めるためには、プレドープ量を多くすることが望まれ、そのためには、ドープ溶液中のリチウムイオン濃度を高くすること;例えば、ドープ溶液を調製する際のリチウム金属の溶解時間を長くすることが有効と考えられる。しかしながら、リチウム金属の溶解時間を長くすると、ドープ溶液の調製時間が長くなるため、連続生産時の生産効率が低下しやすい。さらに、そのようにして得られるドープ溶液(リチウムイオン濃度が高いドープ溶液)を用いても、プレドープされるリチウム量を多くすることができないばかりか、むしろ低下する場合があることが見出された。   On the other hand, in the method using a dope solution containing lithium ions and a linear polyphenylene compound (D), the amount of pre-doped lithium is small compared to the method using a dope solution containing lithium ions and a polycyclic aromatic compound. For this reason, there is a tendency that it is difficult to increase the initial charge / discharge efficiency. In order to increase the initial charge / discharge efficiency, it is desired to increase the amount of pre-dope. For this purpose, the concentration of lithium ions in the dope solution is increased; for example, the dissolution time of lithium metal when preparing the dope solution It is considered effective to lengthen the length. However, if the dissolution time of the lithium metal is lengthened, the preparation time of the dope solution is lengthened, so that the production efficiency during continuous production tends to decrease. Furthermore, it was found that the use of the dope solution thus obtained (dope solution having a high lithium ion concentration) not only does not increase the amount of pre-doped lithium but also may decrease it. .

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、アルカリ金属類のイオンおよび触媒を含有するドープ溶液への浸漬によってプレドープされた非水電解質二次電池用負極を製造する方法であって、プレドープによる負極の重量および体積を抑制し、連続生産時の生産効率を低下させることなく、かつ十分な量のプレドープを行うことができる、非水電解質二次電池用負極の製造方法、それを用いた非水電解質二次電池の製造方法、および非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of these problems, and is a method for producing a negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery that is pre-doped by immersion in a dope solution containing ions of alkali metals and a catalyst. A method for producing a negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery, in which the weight and volume of the negative electrode due to pre-doping are suppressed, and a sufficient amount of pre-doping can be performed without lowering the production efficiency during continuous production. An object of the present invention is to provide a method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery using, and a method for producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery.

[1] プレドープされたアルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む負極合材層を有する非水電解質二次電池用負極の製造方法であって、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を吸蔵可能なケイ素またはスズを含む合金系材料(A)、炭素粒子(B)およびバインダ(C)を含む負極合材層であって、前記負極合材層に含まれる前記合金系材料(A)および前記炭素粒子(B)の体積の合計を100体積%としたときの前記合金系材料(A)の体積が10体積%以上60体積%未満であり、前記バインダ(C)の量が、前記負極合材層100質量%に対して4質量%以上13質量%以下である負極合材層を得る工程と、前記負極合材層を、直鎖ポリフェニレン化合物(D)とアルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンとを含むドープ溶液と接触させて、前記プレドープされたアルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む負極合材層を得る工程とを含み、 前記ドープ溶液は、前記直鎖ポリフェニレン化合物(D)の全モル数100モル%に対して、前記アルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンを100モル%以上150モル%未満含む、非水電解質二次電池用負極の製造方法。
[2] 前記ドープ溶液を、20℃以上30℃以下でLi−NMR測定して得られるスペクトルにおいて、ケミカルシフト値が3ppm以上8ppm以下の範囲に存在するメインピークをピークA、ケミカルシフト値が1ppm以上5ppm以下の範囲に存在するマイナーピークをピークBとしたとき、前記ピークAと前記ピークBのケミカルシフト値の差(A−B)が1.5超3未満である、[1]に記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。
[3] 前記直鎖ポリフェニレン化合物(D)は、ビフェニル、ターフェニルまたはそれらの誘導体である、[1]または[2]に記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。
[4] 前記ドープ溶液は、前記直鎖ポリフェニレン化合物(D)を溶解させた溶媒に、前記アルカリ金属または前記アルカリ土類金属を投入した後、2時間以下攪拌させて得られる、[1]〜[3]のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。
[5] 前記溶媒は、テトラヒドロフランである、[4]に記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。
[6] 前記ドープ溶液における前記直鎖ポリフェニレン化合物(D)の濃度は、0.1mol/L以上4.0mol/L以下である、[1]〜[5]のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。
[7] 前記合金系材料(A)は、SiO(0.5≦x≦1.5)で表されるケイ素酸化物である、[1]〜[6]のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。
[8] 前記ケイ素酸化物の少なくとも一部は、炭素材料により被覆されており、前記被覆する炭素材料の質量は、前記負極合材層に含まれる前記ケイ素酸化物の全質量に対して2質量%以上50質量%以下である、[7]に記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。
[9] 前記炭素粒子(B)は、天然黒鉛、人造黒鉛、炭素被覆黒鉛からなる群から選ばれる少なくとも一種を含む、[1]〜[8]のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。
[10] 前記バインダ(C)は、イミド結合含有ポリマー(C1)またはカルボン酸塩含有ポリマー(C2)を含む、[1]〜[9]のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。
[11] [1]〜[10]のいずれかに記載の製造方法により負極を得る工程と、前記負極、正極、および電解液を備えた非水電解質二次電池を得る工程とを含み、前記正極が有する正極活物質の容量から算出されるアルカリ金属及びアルカリ土類金属のモル量より、満充電時の負極に含まれるアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計モル量が多い、非水電解質二次電池の製造方法。
[12] プレドープされたアルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法であって、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を吸蔵可能なケイ素またはスズを含む合金系材料(A)からなる負極活物質を、直鎖ポリフェニレン化合物(D)とアルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンとを含むドープ溶液と接触させて、前記プレドープされたアルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む負極活物質を得る工程を含み、前記ドープ溶液は、前記直鎖ポリフェニレン化合物(D)の全モル数100モル%に対して、前記アルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンを100モル%以上150モル%未満含む、非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法。
[13] 前記ドープ溶液を、20℃以上30℃以下でLi−NMR測定して得られるスペクトルにおいて、ケミカルシフト値が3ppm以上8ppm以下の範囲に存在するメインピークをピークA、ケミカルシフト値が1ppm以上5ppm以下の範囲に存在するマイナーピークをピークBとしたとき、前記ピークAと前記ピークBのケミカルシフト値の差(A−B)が1.5超3未満である、[12]に記載の非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法。
[14] 前記直鎖ポリフェニレン化合物(D)は、ビフェニル、ターフェニルまたはそれらの誘導体である、[12]または[13]に記載の非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法。
[15] 前記ケイ素またはスズを含む合金系材料は、SiO(0.5≦x≦1.5)で表されるケイ素酸化物である、[12]〜[14]のいずれかに記載の非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法。
[16] 前記ケイ素酸化物の少なくとも一部は、炭素材料により被覆されている、[15]に記載の非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法。
[1] A method for producing a negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery having a negative electrode mixture layer containing a pre-doped alkali metal or alkaline earth metal, and silicon or tin capable of occluding an alkali metal or alkaline earth metal An alloy material (A) containing carbon particles (B) and a binder (C), the alloy material (A) and carbon particles (B) contained in the anode mixture layer The volume of the alloy material (A) is 10% by volume or more and less than 60% by volume, and the amount of the binder (C) is 100% by mass of the negative electrode mixture layer. The step of obtaining a negative electrode mixture layer that is 4% by mass or more and 13% by mass or less with respect to%, and the negative electrode mixture layer contains a linear polyphenylene compound (D) and alkali metal ions or alkaline earth metal ions. Dope Contacting the solution to obtain a negative electrode mixture layer containing the pre-doped alkali metal or alkaline earth metal, wherein the dope solution has a total number of moles of 100 mol% of the linear polyphenylene compound (D). On the other hand, the manufacturing method of the negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries which contains the said alkali metal ion or alkaline-earth metal ion 100 mol% or more and less than 150 mol%.
[2] In the spectrum obtained by 7 Li-NMR measurement of the dope solution at 20 ° C. or higher and 30 ° C. or lower, the main peak existing in the range of 3 ppm or more and 8 ppm or less in chemical shift is peak A, and the chemical shift value is When the minor peak existing in the range of 1 ppm or more and 5 ppm or less is defined as peak B, the difference (A−B) in chemical shift value between peak A and peak B is more than 1.5 and less than 3, [1] The manufacturing method of the negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries of description.
[3] The method for producing a negative electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to [1] or [2], wherein the linear polyphenylene compound (D) is biphenyl, terphenyl, or a derivative thereof.
[4] The dope solution is obtained by adding the alkali metal or the alkaline earth metal to a solvent in which the linear polyphenylene compound (D) is dissolved, and then stirring the mixture for 2 hours or less. [3] The method for producing a negative electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of [3].
[5] The method for producing a negative electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to [4], wherein the solvent is tetrahydrofuran.
[6] The nonaqueous electrolyte according to any one of [1] to [5], wherein the concentration of the linear polyphenylene compound (D) in the dope solution is 0.1 mol / L or more and 4.0 mol / L or less. A method for producing a negative electrode for a secondary battery.
[7] The non-aqueous material according to any one of [1] to [6], wherein the alloy-based material (A) is a silicon oxide represented by SiO x (0.5 ≦ x ≦ 1.5). A method for producing a negative electrode for an electrolyte secondary battery.
[8] At least a part of the silicon oxide is coated with a carbon material, and the mass of the carbon material to be coated is 2 mass relative to the total mass of the silicon oxide contained in the negative electrode mixture layer. The manufacturing method of the negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries as described in [7] which is% -50 mass%.
[9] The nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of [1] to [8], wherein the carbon particles (B) include at least one selected from the group consisting of natural graphite, artificial graphite, and carbon-coated graphite. Manufacturing method for negative electrode.
[10] The negative electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of [1] to [9], wherein the binder (C) includes an imide bond-containing polymer (C1) or a carboxylate-containing polymer (C2). Manufacturing method.
[11] including a step of obtaining a negative electrode by the production method according to any one of [1] to [10], and a step of obtaining a nonaqueous electrolyte secondary battery including the negative electrode, the positive electrode, and an electrolytic solution, The non-aqueous electrolyte 2 has a larger total molar amount of alkali metal and alkaline earth metal contained in the negative electrode at full charge than the molar amount of alkali metal and alkaline earth metal calculated from the capacity of the positive electrode active material of the positive electrode. A method for manufacturing a secondary battery.
[12] A method for producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery containing a pre-doped alkali metal or alkaline earth metal, and an alloy system containing silicon or tin capable of occluding an alkali metal or alkaline earth metal A negative electrode active material made of the material (A) is brought into contact with a dope solution containing a linear polyphenylene compound (D) and an alkali metal ion or an alkaline earth metal ion, and the predoped alkali metal or alkaline earth metal is obtained. Including a step of obtaining a negative electrode active material, wherein the dope solution contains 100 mol% or more of the alkali metal ions or alkaline earth metal ions to 100 mol% of the total number of moles of the linear polyphenylene compound (D). The manufacturing method of the negative electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries containing less than mol%.
[13] In the spectrum obtained by 7 Li-NMR measurement of the dope solution at 20 ° C. or more and 30 ° C. or less, the main peak existing in the range of 3 ppm or more and 8 ppm or less in chemical shift is peak A, and the chemical shift value is When the minor peak existing in the range of 1 ppm or more and 5 ppm or less is defined as peak B, the difference (A−B) in chemical shift value between peak A and peak B is more than 1.5 and less than 3, [12] The manufacturing method of the negative electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary batteries of description.
[14] The method for producing a negative electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to [12] or [13], wherein the linear polyphenylene compound (D) is biphenyl, terphenyl, or a derivative thereof.
[15] The alloy material containing silicon or tin according to any one of [12] to [14], which is a silicon oxide represented by SiO x (0.5 ≦ x ≦ 1.5). A method for producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery.
[16] The method for producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to [15], wherein at least a part of the silicon oxide is coated with a carbon material.

本発明によれば、アルカリ金属類のイオンおよび触媒を含有するドープ溶液への浸漬によってプレドープされた非水電解質二次電池用負極を製造する方法であって、プレドープによる負極の重量および体積を抑制し、連続生産時の生産効率を低下させることなく、かつ十分な量のプレドープを行うことができる、非水電解質二次電池用負極の製造方法が提供される。   According to the present invention, a method for producing a negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery that is pre-doped by immersion in a dope solution containing ions of alkali metals and a catalyst, the weight and volume of the negative electrode being reduced by pre-doping is suppressed. And the manufacturing method of the negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries which can perform sufficient amount of pre dope, without reducing the production efficiency at the time of continuous production is provided.

前述の通り、本発明者らは、これまでの検討において、合金系材料(A)と、炭素粒子(B)と、バインダ(C)とを所定の比率で含む負極合材層を、リチウムイオンと直鎖ポリフェニレン化合物(D)を含むドープ溶液と接触させることにより、プレドープによる負極合材層の質量および体積の増大を抑制しつつ、十分な量のリチウムがプレドープされた負極合材層が得られることを見出した。   As described above, the inventors of the present invention have used a negative electrode mixture layer containing an alloy-based material (A), carbon particles (B), and a binder (C) in a predetermined ratio as lithium ions. And a dope solution containing a linear polyphenylene compound (D) are obtained to obtain a negative electrode mixture layer in which a sufficient amount of lithium is pre-doped while suppressing an increase in mass and volume of the negative electrode mixture layer due to pre-doping. I found out that

すなわち、負極活物質として合金系材料(A)と炭素粒子(B)とを組み合わせることで、合金系材料(A)を単独で含む場合と比べて、初回充放電反応時に生成する合金系材料(A)由来の不可逆成分の量を低減できることを見出した。また、直鎖ポリフェニレン化合物(D)をプレドープ時の触媒として用いることで、特許文献1のように多環芳香族化合物をプレドープ時の触媒として用いる場合よりも、プレドープによる負極合材層の質量および体積の増大を抑制しうることを見出した。これは、直鎖ポリフェニレン化合物(D)は、多環芳香族化合物に比べて、負極合材層、とりわけ炭素粒子(B)との相互作用が小さく、負極合材層に付着しにくいためであると推定している。   That is, by combining the alloy material (A) and the carbon particles (B) as the negative electrode active material, compared to the case where the alloy material (A) is contained alone, the alloy material (generated during the first charge / discharge reaction) ( It has been found that the amount of irreversible component derived from A) can be reduced. Further, by using the linear polyphenylene compound (D) as a catalyst at the time of pre-doping, the mass of the negative electrode mixture layer by pre-doping and the case of using a polycyclic aromatic compound as a catalyst at the time of pre-doping as in Patent Document 1 and It has been found that an increase in volume can be suppressed. This is because the linear polyphenylene compound (D) has a smaller interaction with the negative electrode mixture layer, particularly the carbon particles (B), and is less likely to adhere to the negative electrode mixture layer than the polycyclic aromatic compound. It is estimated.

一方で、リチウムイオンと直鎖ポリフェニレン化合物(D)とを含むドープ溶液を用いた方法では、リチウムイオンと多環芳香族化合物とを含むドープ溶液を用いた場合と比べて、プレドープされるリチウム量が少ないため、初回充放電効率を高めにくいという傾向もあった。   On the other hand, in the method using the dope solution containing lithium ions and the linear polyphenylene compound (D), the amount of lithium to be pre-doped is compared with the case of using the dope solution containing lithium ions and the polycyclic aromatic compound. Therefore, there was a tendency that it was difficult to improve the initial charge / discharge efficiency.

プレドープされるリチウム量を高めるためには、ドープ溶液中のリチウムイオン濃度を高くすること;そのためには、ドープ溶液を調製する際の、リチウム金属の溶解時間(リチウム金属を溶媒に投入した後の攪拌・反応時間)を長くすることが有効と考えられる。しかしながら、リチウム金属の溶解時間を長くしすぎると、ドープ溶液の調製に時間を要するため、連続生産時の生産効率が低下しやすい。さらに、そのようにして得られたドープ溶液(リチウムイオンの濃度が高いドープ溶液)を用いても、プレドープされるリチウム量を多くすることができないばかりか、リチウム金属の溶解時間(またはドープ溶液中のリチウムイオン濃度)がある一定以上に達すると、プレドープされるリチウム量はむしろ低下することが見出された。   In order to increase the amount of pre-doped lithium, the concentration of lithium ions in the dope solution should be increased; for that purpose, the dissolution time of lithium metal (after the addition of lithium metal to the solvent when preparing the dope solution) It is considered effective to lengthen the stirring and reaction time. However, if the dissolution time of the lithium metal is too long, it takes time to prepare the dope solution, so that the production efficiency during continuous production tends to decrease. Furthermore, even if the dope solution thus obtained (dope solution having a high lithium ion concentration) is used, not only can the amount of pre-doped lithium be increased, but also the dissolution time of lithium metal (or in the dope solution). It has been found that the amount of pre-doped lithium rather decreases when the lithium ion concentration of) reaches a certain level.

この原因は明らかではないが、以下のように推測される。ドープ溶液中のリチウムイオン濃度が高くなるほど(またはリチウム金属の溶解時間が長くなるほど)、リチウムイオンと直鎖ポリフェニレン化合物(D)との結合状態が安定化しやすい。その結果、直鎖ポリフェニレン化合物(D)と結合したリチウムイオンは、負極合材層中の合金系材料(A)と反応しにくくなり、プレドープされるリチウム量が低下すると考えられる。つまり、プレドープされるリチウム量を多くするためには、ドープ溶液中のリチウムイオン濃度を適度に高めつつも、直鎖ポリフェニレン化合物(D)とリチウムイオンとの結合状態が安定化しすぎないようにすることが望ましい。そのためには、ドープ溶液中の直鎖ポリフェニレン化合物(D)に対するアルカリ金属類のイオン濃度を適切な範囲に調整することが望ましい。   The cause of this is not clear, but is presumed as follows. The higher the lithium ion concentration in the dope solution (or the longer the dissolution time of lithium metal), the easier it is to stabilize the bonding state between the lithium ions and the linear polyphenylene compound (D). As a result, it is considered that lithium ions bonded to the linear polyphenylene compound (D) are less likely to react with the alloy material (A) in the negative electrode mixture layer, and the amount of predoped lithium is reduced. In other words, in order to increase the amount of pre-doped lithium, the lithium ion concentration in the dope solution is appropriately increased, but the bonding state between the linear polyphenylene compound (D) and the lithium ions is not stabilized too much. It is desirable. For that purpose, it is desirable to adjust the ion concentration of alkali metals with respect to the linear polyphenylene compound (D) in the dope solution to an appropriate range.

本発明者らは、ドープ溶液中のアルカリ金属類のイオン濃度を、直鎖ポリフェニレン化合物(D)の全モル数100モル%に対して100モル%以上150モル%未満とすることで、プレドープ量を効果的に高めることができることを見出した。それにより、連続生産時の生産効率を低下させることなく、プレドープ量を多くすることができる。本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。   The present inventors set the ion concentration of alkali metals in the dope solution to 100 mol% or more and less than 150 mol% with respect to 100 mol% of the total number of moles of the linear polyphenylene compound (D), so that the amount of pre-doping Has been found to be effective. Thereby, the amount of pre-doping can be increased without reducing the production efficiency during continuous production. The present invention has been made based on such knowledge.

1.非水電解質二次電池用負極の製造方法
本発明の非水電解質二次電池用負極の製造方法は、1)合金系材料(A)、炭素粒子(B)、およびバインダ(C)を含む負極合材層を得る工程と、2)得られた負極合材層を、直鎖ポリフェニレン化合物(D)とアルカリ金属類のイオンとを含むドープ溶液と接触させて、プレドープされたアルカリ金属類を含む負極合材層(「プレドープされた負極合材層」ともいう)を得る工程とを含む。また、本発明の非水電解質二次電池用負極の製造方法は、必要に応じて、3)得られた負極合材層から不純物を除去する工程などをさらに含んでもよい。以下、各工程について、説明する。
1. Manufacturing method of negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery The manufacturing method of the negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is as follows. 1) Negative electrode containing alloy material (A), carbon particles (B), and binder (C) A step of obtaining a composite layer, and 2) bringing the obtained negative electrode composite layer into contact with a dope solution containing a linear polyphenylene compound (D) and ions of alkali metals, thereby containing predoped alkali metals. And obtaining a negative electrode mixture layer (also referred to as a “pre-doped negative electrode mixture layer”). Moreover, the manufacturing method of the negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries of this invention may further include the process of removing an impurity from the obtained negative mix layer, etc. as needed. Hereinafter, each process will be described.

1−1.負極合材層を得る工程
負極合材層は、合金系材料(A)、炭素粒子(B)、バインダ(C)、必要に応じて導電助剤(E)などを溶媒に分散させて、負極合材ペーストとし、これを集電体に塗布して得られる。負極合材ペーストの塗布後、必要に応じて溶媒を除去するなどして、負極合材ペーストを乾燥・固化させることで、負極合材層が得られる。
1-1. Step of obtaining negative electrode composite layer The negative electrode composite layer is prepared by dispersing an alloy-based material (A), carbon particles (B), a binder (C), and a conductive auxiliary agent (E) as necessary in a solvent. It is obtained as a composite paste, which is applied to a current collector. After application of the negative electrode mixture paste, the negative electrode mixture layer is obtained by drying and solidifying the negative electrode mixture paste by removing the solvent as necessary.

集電体の材質は、ケイ素および/またはケイ素合金、スズおよびその合金、ケイ素−銅合金、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼などの金属材料や、カーボンクロス、カーボンペーパーなどの炭素材料などでありうる。   Current collector material is silicon and / or silicon alloy, tin and its alloys, silicon-copper alloy, copper, nickel, stainless steel, nickel-plated steel, etc., carbon cloth, carbon paper such as carbon paper, etc. It can be.

以下、負極合材ペーストに含まれる各成分とその調製方法を説明する。   Hereinafter, each component contained in the negative electrode mixture paste and the preparation method thereof will be described.

(合金系材料(A))
合金系材料(A)は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を吸蔵可能なケイ素またはスズを構成元素に含む材料であり、負極活物質として機能する(アルカリ金属類の吸蔵および放出が可能な)材料である。合金系材料(A)は、プレドープによりアルカリ金属類との複合体となる。
(Alloy material (A))
The alloy-based material (A) is a material containing silicon or tin capable of occluding an alkali metal or alkaline earth metal as a constituent element, and functions as a negative electrode active material (capable of occluding and releasing alkali metals) It is. The alloy material (A) becomes a composite with alkali metals by pre-doping.

合金系材料(A)が吸蔵可能なアルカリ金属類の種類は特に制限されないが、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウムおよびカルシウムが好ましく、リチウムおよびナトリウムがより好ましく、リチウムが特に好ましい。   The type of alkali metal that can be occluded by the alloy material (A) is not particularly limited, but lithium, sodium, magnesium, potassium and calcium are preferable, lithium and sodium are more preferable, and lithium is particularly preferable.

ケイ素を構成元素として含む合金系材料(A)の例には、(i)ケイ素微粒子、(ii)マグネシウム、ニッケル、チタン、モリブデン、コバルト、カルシウム、クロム、銅、鉄、マンガン、ニオブ、タンタル、バナジウム、タングステン、または亜鉛と、ケイ素との合金、(iii)ホウ素、窒素、酸素または炭素と、ケイ素との化合物、および(iv)上記(ii)で例示される金属と上記(iii)で例示されるケイ素化合物との複合材料などが含まれる。   Examples of the alloy-based material (A) containing silicon as a constituent element include (i) silicon fine particles, (ii) magnesium, nickel, titanium, molybdenum, cobalt, calcium, chromium, copper, iron, manganese, niobium, tantalum, An alloy of vanadium, tungsten, or zinc and silicon; (iii) a compound of boron, nitrogen, oxygen or carbon and silicon; and (iv) a metal exemplified in (ii) above and exemplified in (iii) above. And composite materials with silicon compounds.

ケイ素を構成元素として含む合金系材料(A)の具体的な例には、上記(ii)の具体例であるMgSi、NiSi、TiSi、MoSi、CoSi、NiSi、CaSi、CrSi、CuSi、FeSi、MnSi、NbSi、TaSi、VSi、WSi、およびZnSi、上記(iii)の具体例であるSiB、SiB、SiC、SiO(0.5≦x≦1.5)、およびSi、ならびに上記(iv)の具体例であるSiO、およびLiSiOなどが含まれる。 Specific examples of the alloy-based material (A) containing silicon as a constituent element include Mg 2 Si, Ni 2 Si, TiSi 2 , MoSi 2 , CoSi 2 , NiSi 2 , and CaSi which are specific examples of (ii) above. 2, CrSi 2, Cu 5 Si , FeSi 2, MnSi 2, NbSi 2, TaSi 2, VSi 2, WSi 2, and ZnSi 2, SiB 4 is a specific example of the above (iii), SiB 6, SiC , SiO x (0.5 ≦ x ≦ 1.5), Si 3 N 4 , and Si 2 N 2 O which is a specific example of the above (iv), LiSiO, and the like are included.

スズを構成元素として含む合金系材料(A)の例には、(i)ケイ素、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモンまたはクロムと、スズとの合金、(ii)酸素または炭素と、スズとの化合物、(iii)上記(i)で例示される金属と、上記(ii)で例示されるスズ化合物との複合材料などが含まれる。   Examples of alloy materials (A) containing tin as a constituent element include (i) silicon, nickel, copper, iron, cobalt, manganese, zinc, indium, silver, titanium, germanium, bismuth, antimony or chromium, tin (Ii) a compound of oxygen or carbon and tin, (iii) a composite material of the metal exemplified in (i) above and the tin compound exemplified in (ii) above.

スズを構成元素として含む合金系材料(A)の具体的な例には、上記(i)の具体例であるMgSn、上記(ii)の具体例であるSnO(0<w≦2)およびLiSnO、ならびに上記(iii)の具体例であるSnSiOなどが含まれる。 Specific examples of the alloy-based material (A) containing tin as a constituent element include Mg 2 Sn, which is a specific example of (i) above, and SnO w (0 <w ≦ 2), which is a specific example of (ii) above. ) And LiSnO, and SnSiO 3 which is a specific example of the above (iii).

合金系材料(A)は、ケイ素またはスズを含む合金や化合物を一種のみ含んでもよく、二種以上含んでもよい。また、これらの表面は、導電性を高めるなどの観点から、炭素材料などで被覆されていてもよい。   The alloy-based material (A) may contain only one kind of alloy or compound containing silicon or tin, or may contain two or more kinds. In addition, these surfaces may be coated with a carbon material or the like from the viewpoint of enhancing conductivity.

特に好ましい合金系材料(A)の例には、SiO(0.5≦x≦1.5)で表されるケイ素酸化物(以下、単に「ケイ素酸化物」ともいう。)が含まれる。本発明において、SiO(0.5≦x≦1.5)とは、二酸化ケイ素(SiO)と金属ケイ素(Si)とを原料として得られる非晶質のケイ素酸化物の総称を表す一般式である。SiO(0.5≦x≦1.5)において、xが0.5未満であると、Si相の占める比率が高くなるため充放電時の体積変化が大きくなり、非水電解質二次電池のサイクル特性が低下することがある。また、xが1.5を超えると、Si相の比率が低下してエネルギー密度が低下することがある。より好ましいxの範囲は、0.7≦x≦1.2である。 Examples of particularly preferable alloy-based materials (A) include silicon oxides represented by SiO x (0.5 ≦ x ≦ 1.5) (hereinafter also simply referred to as “silicon oxides”). In the present invention, SiO x (0.5 ≦ x ≦ 1.5) is a general term for amorphous silicon oxides obtained from silicon dioxide (SiO 2 ) and metal silicon (Si) as raw materials. It is a formula. In SiO x (0.5 ≦ x ≦ 1.5), when x is less than 0.5, the proportion of the Si phase increases, so the volume change during charge / discharge increases, and the nonaqueous electrolyte secondary battery The cycle characteristics may be degraded. Moreover, when x exceeds 1.5, the ratio of Si phase may fall and energy density may fall. A more preferable range of x is 0.7 ≦ x ≦ 1.2.

合金系材料(A)の粒径D50は、一般に小さい方が好ましいが、あまりにも小さいと凝集によって、粗大化することがある。D50とはレーザー回析法による粒度分布測定における体積分布の積算値が50%に相当する粒子径、つまり、体積基準で測定したメディアン径を指す。このような観点から、合金系材料(A)の粒径D50は1μm以上40μm以下であることが好ましく、2μm以上30μm以下であることがより好ましい。 Particle size D 50 of the alloy-based material (A) is better generally small Preferably, the agglomerate too small, it may be coarse. D 50 refers to a particle diameter corresponding to a volume distribution integrated value of 50% in particle size distribution measurement by laser diffraction, that is, a median diameter measured on a volume basis. From such a viewpoint, the particle size D 50 of the alloy material (A) is preferably 1 μm or more and 40 μm or less, and more preferably 2 μm or more and 30 μm or less.

また、上記ケイ素酸化物は、導電性を高めるため、その表面の少なくとも一部が炭素材料により被覆されていてもよい。上記ケイ素酸化物が炭素材料によって被覆されたものである場合、上記複合体における炭素材料の付着量は、上記ケイ素酸化物の全質量に対して、2質量%以上50質量%以下であることが好ましく、3質量%以上40質量%以下であることがより好ましく、3質量%以上25質量%以下であることがさらに好ましい。炭素材料の付着量が2質量%以上であると、上記ケイ素酸化物の導電性が十分に高まり、上記二次電池用負極の集電効率が高まりやすい。一方、炭素材料の付着量が過剰であると、上記二次電池用負極を用いた非水電解質二次電池の容量が低下することがあるが、炭素材料の付着量が50質量%以下であれば、上記容量の低下は生じにくい。   Moreover, in order to improve electroconductivity, at least a part of the surface of the silicon oxide may be coated with a carbon material. When the silicon oxide is coated with a carbon material, the adhesion amount of the carbon material in the composite may be 2% by mass or more and 50% by mass or less with respect to the total mass of the silicon oxide. Preferably, it is 3 mass% or more and 40 mass% or less, More preferably, it is 3 mass% or more and 25 mass% or less. When the adhesion amount of the carbon material is 2% by mass or more, the conductivity of the silicon oxide is sufficiently increased, and the current collection efficiency of the secondary battery negative electrode is likely to be increased. On the other hand, if the amount of carbon material attached is excessive, the capacity of the non-aqueous electrolyte secondary battery using the negative electrode for a secondary battery may decrease, but the amount of carbon material attached may be 50% by mass or less. In this case, the capacity is hardly reduced.

炭素材料によって被覆された上記ケイ素酸化物の電気伝導率は、1×10−6S/m以上であることが好ましく、1×10−4S/m以上であることがより好ましい。上記電気伝導率とは、4端子を持つ円筒状のセル内に被測定粉末を充填し、この被測定粉末に電流を流したときの電圧降下を測定して求めた値である。 The electric conductivity of the silicon oxide coated with the carbon material is preferably 1 × 10 −6 S / m or more, and more preferably 1 × 10 −4 S / m or more. The electrical conductivity is a value obtained by filling a powder to be measured in a cylindrical cell having four terminals and measuring a voltage drop when a current is passed through the powder to be measured.

(炭素粒子(B))
炭素粒子(B)は、黒鉛材料を含有する粒子であり、負極活物質として機能する(アルカリ金属類の吸蔵および放出が可能な)材料である。
(Carbon particles (B))
The carbon particles (B) are particles containing a graphite material and function as a negative electrode active material (a material capable of occlusion and release of alkali metals).

炭素粒子(B)の粒径D50は特に制限されないが、1μm以上であることが好ましい。D50とはレーザー回析法による粒度分布測定における体積分布の積算値が50%に相当する粒子径、つまり、体積基準で測定したメディアン径を指す。なお、炭素粒子(B)の粒径D50は、合金系材料(A)の粒径D50の1.0倍以上8.0倍以下であることが好ましく、1.5倍以上6.5倍以下であることがより好ましく、2.0倍以上6.0倍未満であることがさらに好ましい。炭素粒子(B)の粒径D50を、前記合金系材料(A)の粒径D50と同径以上とすることで、充放電サイクルに伴う負極合材層の体積変化を小さくして、負極合材層の剥離などを生じにくくすることができる。一方、上記比が8.0倍以下であると、炭素粒子(B)の比表面積が過度に高まらず、電解液が炭素粒子(B)を分解することによる容量低下が生じ難くなる。 The particle diameter D 50 of the carbon particles (B) is not particularly limited, but is preferably 1 μm or more. D 50 refers to a particle diameter corresponding to a volume distribution integrated value of 50% in particle size distribution measurement by laser diffraction, that is, a median diameter measured on a volume basis. The particle diameter D 50 of the carbon particles (B) is preferably from 8.0 times 1.0 times the particle diameter D 50 of the alloy-based material (A), 1.5 times or more 6.5 It is more preferable that it is 2 times or less, and it is more preferable that it is 2.0 times or more and less than 6.0 times. The particle size D 50 of the carbon particles (B), in the above-particle diameter D 50 of the alloy-based material (A) and on the same diameter or less, to reduce the volume change of the negative electrode mixture layer due to charge and discharge cycles, It is possible to make it difficult for the negative electrode composite material layer to peel off. On the other hand, when the ratio is 8.0 times or less, the specific surface area of the carbon particles (B) is not excessively increased, and the capacity is not easily reduced due to the electrolytic solution decomposing the carbon particles (B).

炭素粒子(B)の具体例には、天然黒鉛、人造黒鉛、難黒鉛化性炭素(ハードカーボン)、易黒鉛化性炭素(ソフトカーボン)、メソカーボンマイクロビーズ、黒鉛粒子とその表面に存在する炭素質層とからなる粒子(すなわち、炭素被覆黒鉛)、および黒鉛粒子に炭素繊維を付着させてなる粒子などが含まれる。これらのうち、炭素粒子(B)は、天然黒鉛、人造黒鉛および炭素被覆黒鉛のうち少なくとも一種であることが好ましい。これら炭素粒子を使用することで、プレドープ時に、炭素粒子(B)にリチウムイオンがドープするのを抑制し、より選択的にケイ素化合物にリチウムイオンがプレドープされるため、初回充放電効率が向上しやすい。なお、炭素粒子(B)の形状は、球状、略球状、扁平状などのいずれの形状でもありうるが、本発明では、アスペクト比が10未満である粒子を、炭素粒子(B)とする。   Specific examples of the carbon particles (B) include natural graphite, artificial graphite, non-graphitizable carbon (hard carbon), graphitizable carbon (soft carbon), mesocarbon microbeads, graphite particles and the surface thereof. Particles composed of a carbonaceous layer (that is, carbon-coated graphite), particles obtained by attaching carbon fibers to graphite particles, and the like are included. Of these, the carbon particles (B) are preferably at least one of natural graphite, artificial graphite, and carbon-coated graphite. By using these carbon particles, the lithium ion is suppressed from being doped into the carbon particles (B) during pre-doping, and the lithium ion is pre-doped into the silicon compound more selectively, improving the initial charge / discharge efficiency. Cheap. The carbon particles (B) may have any shape such as a spherical shape, a substantially spherical shape, and a flat shape, but in the present invention, particles having an aspect ratio of less than 10 are referred to as carbon particles (B).

アルカリ金属類をプレドープした後の負極の充放電効率(たとえば、ドライエア中に24時間放置した後の充放電効率)を低下させにくくする観点からは、炭素粒子(B)は、天然黒鉛、人造黒鉛および炭素被覆黒鉛のいずれかを含むことが好ましい。   From the viewpoint of making it difficult to lower the charge / discharge efficiency of the negative electrode after pre-doping with an alkali metal (for example, charge / discharge efficiency after being left in dry air for 24 hours), the carbon particles (B) are natural graphite, artificial graphite. And carbon-coated graphite.

ここで、炭素粒子(B)は、窒素ガス吸着法で測定された全細孔容積が、1.0×10−2cm/g以上1.0×10−1cm/g以下であり、かつ平均細孔直径が20nm以上50nm以下であることが好ましい。全細孔容積および平均細孔直径は、それぞれ1.5×10−2cm/g以上9.0×10−2cm/g以下および25nm以上40nm以下であることがより好ましく、2.0×10−2cm/g以上7.0×10−2cm/g以下および25nm以上35nm以下であることがさらに好ましい。炭素粒子(B)の全細孔容積と平均細孔直径とが上記範囲を満たすと、電解液が活物質中に浸透しやすい。そのため、上記炭素粒子(B)を含む二次電池用負極は、イオン導電性が高く、電極抵抗が低いため、非水電解質二次電池の充放電容量および負荷特性を高めることができる。さらに、炭素粒子(B)の全細孔容積と平均細孔直径とが上記範囲を満たすと、充電時に合金系材料(A)が体積膨張しても、炭素粒子(B)が弾性変形して、合材層の変形が抑制される。その結果、負極合材層が集電体から剥離し難く、良好なサイクル特性が維持されやすい。なお、炭素粒子(B)は、上記粒径D50および全細孔容積のうち、少なくとも一方が、上述した範囲を満たす粒子であることが好ましい。 Wherein the carbon particles (B), the total pore volume measured by nitrogen gas adsorption method, be 1.0 × 10 -2 cm 3 / g or more 1.0 × 10 -1 cm 3 / g or less The average pore diameter is preferably 20 nm or more and 50 nm or less. The total pore volume and the average pore diameter are more preferably 1.5 × 10 −2 cm 3 / g or more and 9.0 × 10 −2 cm 3 / g or less and 25 nm or more and 40 nm or less, respectively. More preferably, it is 0 × 10 −2 cm 3 / g or more and 7.0 × 10 −2 cm 3 / g or less and 25 nm or more and 35 nm or less. When the total pore volume and the average pore diameter of the carbon particles (B) satisfy the above ranges, the electrolytic solution easily penetrates into the active material. Therefore, since the negative electrode for secondary batteries containing the carbon particles (B) has high ionic conductivity and low electrode resistance, the charge / discharge capacity and load characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery can be improved. Furthermore, if the total pore volume and the average pore diameter of the carbon particles (B) satisfy the above ranges, the carbon particles (B) are elastically deformed even if the alloy-based material (A) expands during charging. The deformation of the composite material layer is suppressed. As a result, the negative electrode mixture layer is difficult to peel from the current collector, and good cycle characteristics are easily maintained. The carbon particles (B) are preferably particles in which at least one of the particle diameter D 50 and the total pore volume satisfies the above-described range.

炭素粒子(B)は、前記黒鉛材料を含む一次粒子が集合または結合してなる二次凝集体であることがさらに好ましい。このとき、炭素粒子(B)の一次粒子は、扁平状であることが望ましい。このような形状を有する炭素粒子(B)では、充放電サイクル後も良好な導電性が保持されやすく、電極抵抗の増大が抑制されやすい。その結果、非水電解質二次電池のサイクル寿命を延ばすことができる。扁平状の一次粒子からなる炭素粒子(B)の例には、MAGなどが含まれる。   More preferably, the carbon particles (B) are secondary aggregates formed by aggregating or bonding the primary particles containing the graphite material. At this time, the primary particles of the carbon particles (B) are desirably flat. In the carbon particles (B) having such a shape, good conductivity is easily maintained even after the charge / discharge cycle, and an increase in electrode resistance is easily suppressed. As a result, the cycle life of the nonaqueous electrolyte secondary battery can be extended. Examples of the carbon particles (B) made of flat primary particles include MAG and the like.

(バインダ(C))
バインダ(C)は、結着剤として機能するポリマーである。バインダ(C)は、イミド結合含有ポリマー(C1)またはカルボン酸塩含有ポリマー(C2)を含むことが好ましい。これらのポリマーは、リチウムイオンを移動させやすいので、プレドープ量を増大させやすいだけでなく、ドープ溶液に対する膨潤耐性が高いので、プレドープ時の負極合材層の体積膨張を抑制しやすい。
(Binder (C))
The binder (C) is a polymer that functions as a binder. The binder (C) preferably contains an imide bond-containing polymer (C1) or a carboxylate-containing polymer (C2). Since these polymers easily move lithium ions, not only the amount of pre-doping is easily increased, but also the swelling resistance to the dope solution is high, so that the volume expansion of the negative electrode mixture layer during pre-doping can be easily suppressed.

<イミド結合含有ポリマー(C1)>
イミド結合含有ポリマー(C1)は、分子内にイミド結合を含むポリマーであれば特に制限されない。イミド結合含有ポリマーの例には、ポリイミドや、ポリアミドイミド等が含まれる。イミド結合含有ポリマー(C1)は、ジアミン化合物とテトラカルボン酸二無水物とが反応したアミド酸構造またはイミド結合を有する繰返し構成単位を含むことが好ましい。イミド結合含有ポリマー(C1)には、当該繰返し構成単位が一種のみ含まれてもよく、二種以上含まれてもよい。つまり、イミド結合含有ポリマー(C1)は、ホモポリマーであってもよく、コポリマーであってもよい。
<Imide bond-containing polymer (C1)>
The imide bond-containing polymer (C1) is not particularly limited as long as it is a polymer containing an imide bond in the molecule. Examples of the imide bond-containing polymer include polyimide and polyamideimide. The imide bond-containing polymer (C1) preferably includes a repeating structural unit having an amic acid structure or an imide bond obtained by reacting a diamine compound and tetracarboxylic dianhydride. In the imide bond-containing polymer (C1), only one type of the repeating structural unit may be included, or two or more types may be included. That is, the imide bond-containing polymer (C1) may be a homopolymer or a copolymer.

上記繰返し構成単位を含むイミド結合含有ポリマー(C1)において、繰返し構成単位の分子量は600以下であることが好ましく、500以下であることがより好ましい。なお、イミド結合含有ポリマー(C1)に二種類以上の繰返し構成単位が含まれる場合は、これらの繰返し構成単位の分子量の平均が600以下であることが好ましい。繰返し構成単位の分子量が600以下であると、負極合材層にリチウムをプレドープする際にイミド結合含有ポリマー(C1)が膨潤し難くなり、負極合材層の集電体からの剥離等が抑制される。   In the imide bond-containing polymer (C1) containing the repeating structural unit, the molecular weight of the repeating structural unit is preferably 600 or less, and more preferably 500 or less. In addition, when two or more types of repeating structural units are contained in the imide bond-containing polymer (C1), the average molecular weight of these repeating structural units is preferably 600 or less. When the molecular weight of the repeating structural unit is 600 or less, the imide bond-containing polymer (C1) is less likely to swell when lithium is pre-doped into the negative electrode mixture layer, and peeling of the negative electrode mixture layer from the current collector is suppressed. Is done.

また、上記繰返し構成単位を構成するためのジアミン化合物は、ジアミン化合物の全量に対して、分子量が300以下である低分子量ジアミン化合物を50モル%以上含むことが好ましく、70モル%以上含むことがより好ましい。ジアミン化合物が低分子量ジアミン化合物であると、上述の繰返し構成単位の分子量が小さくなりやすい。   Moreover, the diamine compound for constituting the repeating structural unit preferably contains 50 mol% or more, preferably 70 mol% or more of a low molecular weight diamine compound having a molecular weight of 300 or less with respect to the total amount of the diamine compound. More preferred. When the diamine compound is a low molecular weight diamine compound, the molecular weight of the above repeating structural unit tends to be small.

イミド結合含有ポリマー(C1)は、下記一般式(1)で表される構成単位を有するポリイミドであることが好ましい。一般式(1)で表される構成単位を含むポリイミドは、分子内に比較的多くの芳香環を含み、剛直な分子構造を有するため、弾性率が高く、熱膨張係数が低い。したがって、負極合材層にリチウムをプレドープする際に、負極合材層が体積変化し難く、負極合材層が集電体から剥離し難くなる。

Figure 2018170251
The imide bond-containing polymer (C1) is preferably a polyimide having a structural unit represented by the following general formula (1). The polyimide containing the structural unit represented by the general formula (1) contains a relatively large number of aromatic rings in the molecule and has a rigid molecular structure, and thus has a high elastic modulus and a low thermal expansion coefficient. Therefore, when the negative electrode composite material layer is pre-doped with lithium, the negative electrode composite material layer hardly changes in volume, and the negative electrode composite material layer becomes difficult to peel from the current collector.
Figure 2018170251

上記一般式(1)において、mは1以上の整数である。また、一般式(1)におけるAは、下記式で表される2価の基、または2価の脂肪族ジアミンから選ばれる。

Figure 2018170251
In the general formula (1), m is an integer of 1 or more. A in the general formula (1) is selected from a divalent group represented by the following formula or a divalent aliphatic diamine.
Figure 2018170251

上記式において、X〜Xは、それぞれ単結合、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−C(CH−、−C(CF−、−SO−または−NHCO−である。一分子内、上記式で表される基が複数含まれる場合、X〜Xは、相互に同一であっても異なっていてもよい。 In the above formula, X 1 to X 6 are each a single bond, —O—, —S—, —CO—, —COO—, —C (CH 3 ) 2 —, —C (CF 3 ) 2 —, — SO 2 — or —NHCO—. When a plurality of groups represented by the above formula are contained in one molecule, X 1 to X 6 may be the same as or different from each other.

一般式(1)におけるAは、ジアミン化合物から誘導される2価の基でありうる。ジアミン化合物の例には、m−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,2−ビス(3−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−アミノフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、3,3’−ジアミノジフェニルスルホキシド、3,4’−ジアミノジフェニルスルホキシド、4,4’−ジアミノジフェニルスルホキシド、1,3−ビス(3−アミノフェニル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェニル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェニル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェニル)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェニルスルフィド)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェニルスルフィド)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェニルスルフィド)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェニルスルホン)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェニルスルホン)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェニルスルホン)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノベンジル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノベンジル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノベンジル)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−4−フェノキシベンゾイル)ベンゼン、3,3’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、3,3’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、2,2−ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス〔4−(3-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2−メチル−4−アミノフェニル)フルオレン、9,9−ビス(3−メチル−4−アミノフェニル)フルオレン、9,9−ビス(2−エチル−4−アミノフェニル)フルオレン、9,9−ビス(3−エチル−4−アミノフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)−1−メチルフルオレン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)−2−メチルフルオレン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)−3−メチルフルオレンおよび9,9−ビス(4−アミノフェニル)−4−メチルフルオレン、4,4'-ジアミノベンズアニリド等の芳香族ジアミン;
1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、1,3-ビス(4-アミノブチル)テトラメチルジシロキサン、α,ω-ビス(3-アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン、α,ω-ビス(3-アミノブチル)ポリジメチルシロキサン、ビス(アミノメチル)エーテル、1,2-ビス(アミノメトキシ)エタン、ビス[(2-アミノメトキシ)エチル]エーテル、1,2-ビス[(2-アミノメトキシ)エトキシ]エタン、ビス(2-アミノエチル)エーテル、1,2-ビス(2-アミノエトキシ)エタン、ビス[2-(2-アミノエトキシ)エチル]エーテル、ビス[2-(2-アミノエトキシ)エトキシ]エタン、ビス(3-アミノプロピル)エーテル、エチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル、ジエチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル、トリエチレングリコールビス(3-アミノプロピル)エーテル、エチレンジアミン、1,3-ジアミノプロパン、1,4-ジアミノブタン、1,5-ジアミノペンタン、1,6-ジアミノヘキサン、1,7-ジアミノヘプタン、1,8-ジアミノオクタン、1,9-ジアミノノナン、1,10-ジアミノデカン、1,11-ジアミノウンデカン、1,12-ジアミノドデカン、1,2-ジアミノシクロヘキサン、1,3-ジアミノシクロヘキサン、1,4-ジアミノシクロヘキサン、1,4-ジアミノメチルシクロヘキサン、1,3-ジアミノメチルシクロヘキサン、1,2-ジアミノメチルシクロヘキサン、1,2-ジ(2-アミノエチル)シクロヘキサン、1,3-ジ(2-アミノエチル)シクロヘキサン、1,4-ジ(2-アミノエチル)シクロヘキサン、ビス(4-アミノシクロヘキシル)メタン、2,6-ビス(アミノメチル)ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン、2,5-ビス(アミノメチル)ビシクロ〔2.2.1〕ヘプタン等の脂肪族ジアミン;
などが含まれる。これら由来の構造は、ポリイミドに一種単独で含まれてもよく、二種以上含まれてもよい。
A in the general formula (1) may be a divalent group derived from a diamine compound. Examples of diamine compounds include m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 3,3′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3 ′. -Diaminodiphenyl sulfide, 3,4'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 3,4'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3′-diaminobenzophenone, 3,3′-diaminodiphenylmethane, 3,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 2,2-bis (3-aminophenyl) propane, 2,2-bis (4-Aminophenyl) propane, 2,2-bi (3-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis (4-aminophenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoro Propane, 3,3′-diaminodiphenyl sulfoxide, 3,4′-diaminodiphenyl sulfoxide, 4,4′-diaminodiphenyl sulfoxide, 1,3-bis (3-aminophenyl) benzene, 1,3-bis (4- Aminophenyl) benzene, 1,4-bis (3-aminophenyl) benzene, 1,4-bis (4-aminophenyl) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis ( 4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenyl) Nyl sulfide) benzene, 1,3-bis (4-aminophenyl sulfide) benzene, 1,4-bis (4-aminophenyl sulfide) benzene, 1,3-bis (3-aminophenylsulfone) benzene, 1,3 -Bis (4-aminophenylsulfone) benzene, 1,4-bis (4-aminophenylsulfone) benzene, 1,3-bis (3-aminobenzyl) benzene, 1,3-bis (4-aminobenzyl) benzene 1,4-bis (4-aminobenzyl) benzene, 1,3-bis (3-amino-4-phenoxybenzoyl) benzene, 3,3′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 3,3′- Bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 4,4′-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) Biphenyl, bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4 -Aminophenoxy) phenyl] ether, bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ketone, Bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (3-amino Phenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis 3- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (4-aminophenoxy) Phenyl] sulfone, bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] methane, bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] methane, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] methane, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] methane, 2,2-bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2- Bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis [3- (4-aminophenoxy) phenyl]- 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2, , 2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 9,9-bis (2-methyl-4-aminophenyl) fluorene, 9,9-bis (3-methyl-4-aminophenyl) fluorene, 9,9-bis (2-ethyl-4-aminophenyl) fluorene, 9,9- Bis (3-ethyl-4-aminophenyl) fluorene, 9,9 -Bis (4-aminophenyl) -1-methylfluorene, 9,9-bis (4-aminophenyl) -2-methylfluorene, 9,9-bis (4-aminophenyl) -3-methylfluorene and 9, Aromatic diamines such as 9-bis (4-aminophenyl) -4-methylfluorene, 4,4'-diaminobenzanilide;
1,3-bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 1,3-bis (4-aminobutyl) tetramethyldisiloxane, α, ω-bis (3-aminopropyl) polydimethylsiloxane, α, ω -Bis (3-aminobutyl) polydimethylsiloxane, bis (aminomethyl) ether, 1,2-bis (aminomethoxy) ethane, bis [(2-aminomethoxy) ethyl] ether, 1,2-bis [(2 -Aminomethoxy) ethoxy] ethane, bis (2-aminoethyl) ether, 1,2-bis (2-aminoethoxy) ethane, bis [2- (2-aminoethoxy) ethyl] ether, bis [2- (2 -Aminoethoxy) ethoxy] ethane, bis (3-aminopropyl) ether, ethylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, diethylene glycol bis (3-aminopropyl) E) ether, triethylene glycol bis (3-aminopropyl) ether, ethylenediamine, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,7- Diaminoheptane, 1,8-diaminooctane, 1,9-diaminononane, 1,10-diaminodecane, 1,11-diaminoundecane, 1,12-diaminododecane, 1,2-diaminocyclohexane, 1,3-diaminocyclohexane 1,4-diaminocyclohexane, 1,4-diaminomethylcyclohexane, 1,3-diaminomethylcyclohexane, 1,2-diaminomethylcyclohexane, 1,2-di (2-aminoethyl) cyclohexane, 1,3-di (2-aminoethyl) cyclohexane, 1,4-di (2-aminoethyl) cyclohexane, bis (4-aminocyclohexane) Aliphatic diamines such as xyl) methane, 2,6-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane, 2,5-bis (aminomethyl) bicyclo [2.2.1] heptane;
Etc. are included. These derived structures may be contained alone or in combination of two or more in the polyimide.

一般式(1)におけるBは、下記式で表される4価の基から選ばれる。

Figure 2018170251
B in the general formula (1) is selected from tetravalent groups represented by the following formula.
Figure 2018170251

上記式におけるY〜Yは、それぞれ単結合、−O−、−S−、−CO−、−COO−、−C(CH−、−C(CF−、−SO−または−NHCO−である。一分子内に、Bで表される基が複数含まれる場合、これらは相互に同一であっても異なっていてもよい。 Y 1 to Y 6 in the above formula are each a single bond, —O—, —S—, —CO—, —COO—, —C (CH 3 ) 2 —, —C (CF 3 ) 2 —, —SO. 2- or -NHCO-. When a plurality of groups represented by B are contained in one molecule, these may be the same as or different from each other.

一般式(1)におけるBは、芳香族テトラカルボン酸二無水物から誘導される4価の基でありうる。芳香族テトラカルボン酸二無水物の例には、ピロメリット酸二無水物、メロファン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルフィド二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物、1,3−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ビフェニル二無水物、2,2−ビス〔(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕プロパン二無水物等が含まれる。これらの中でも好ましくは、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物であり、特に好ましいのは3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物である。これら由来の構造は、ポリイミドに一種単独で含まれてもよく、二種以上含まれてもよい。   B in the general formula (1) may be a tetravalent group derived from an aromatic tetracarboxylic dianhydride. Examples of aromatic tetracarboxylic dianhydrides include pyromellitic dianhydride, merophanic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′ , 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, bis ( 3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (2,3-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfide dianhydride, bis (3,4-di Carboxyphenyl) sulfone dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, 2,2-bis (3 4 Dicarboxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 1,3-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) benzene dianhydride, 1,4-bis (3 , 4-dicarboxyphenoxy) benzene dianhydride, 1,4-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) biphenyl dianhydride, 2,2-bis [(3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] propane Anhydrides and the like are included. Among these, pyromellitic dianhydride and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride are preferable, and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic is particularly preferable. Acid dianhydride. These derived structures may be contained alone or in combination of two or more in the polyimide.

また、ポリイミドには、他のテトラカルボン酸二無水物から誘導される4価の基が一部に含まれてもよい。他のテトラカルボン酸二無水物の例には、エチレンテトラカルボン酸二無水物、ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,2−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物等が含まれる。また、他のテトラカルボン酸二無水物の芳香環上の水素原子は、一部または全てが、フルオロ基またはトリフルオロメチル基で置換されていてもよい。これら由来の構造はポリイミドに一種単独で含まれてもよく、二種以上含まれてもよい。   In addition, the polyimide may partially include a tetravalent group derived from other tetracarboxylic dianhydrides. Examples of other tetracarboxylic dianhydrides include ethylenetetracarboxylic dianhydride, butanetetracarboxylic dianhydride, cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyl Phenyl) ethane dianhydride, 1,1-bis (3,4-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 1,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 1,2-bis (3,4-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 2,3, 6,7-anthracenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,7,8-phenanthrenetetracarboxylic dianhydride and the like are included. In addition, some or all of the hydrogen atoms on the aromatic ring of other tetracarboxylic dianhydrides may be substituted with a fluoro group or a trifluoromethyl group. The structure derived from these may be contained in the polyimide individually by 1 type, and may be contained 2 or more types.

<カルボン酸塩含有ポリマー(C2)>
カルボン酸塩含有ポリマー(C2)は、カルボキシル基を有するポリマーと金属イオンまたはアンモニウムイオンが塩を形成したものであればよい。
<Carboxylate-containing polymer (C2)>
The carboxylate-containing polymer (C2) may be any polymer in which a salt having a carboxyl group-containing polymer and a metal ion or ammonium ion is formed.

上記塩を形成したカルボン酸塩含有ポリマー(C2)の中和度は、50%以上である。上記中和度が50%以上であると、カルボン酸塩含有ポリマー(C2)によるリチウムイオンの捕捉が抑制できるため、初回充放電効率を十分に高めることが可能になる。また、上記カルボン酸塩含有ポリマー(C2)の中和度が50%以上であると、アルカリ金属類および直鎖ポリフェニレン化合物(D)が溶解した溶液に対する耐膨潤性が向上するため、プレドープによる負極合材層の体積の増大もさらに抑制することができる。一方で、上記中和度が高すぎると、活物質とカルボン酸塩含有ポリマー(C2)の親和性が低下するため、初回充放電効率が十分に高まりにくく、また、プレドープによる負極合材層の体積の増大も十分に抑制しきれないことがある。そのため、初回充放電効率をより高め、かつ、プレドープによる負極合材層の体積の増大もより抑制する観点からは、上記カルボン酸塩含有ポリマー(C2)の中和度は97%未満であることが好ましく、95%未満であることがより好ましい。   The degree of neutralization of the carboxylate-containing polymer (C2) that forms the salt is 50% or more. When the degree of neutralization is 50% or more, the capture of lithium ions by the carboxylate-containing polymer (C2) can be suppressed, so that the initial charge / discharge efficiency can be sufficiently increased. Further, when the neutralization degree of the carboxylate-containing polymer (C2) is 50% or more, the swelling resistance to a solution in which alkali metals and linear polyphenylene compound (D) are dissolved is improved. An increase in the volume of the composite material layer can be further suppressed. On the other hand, if the degree of neutralization is too high, the affinity between the active material and the carboxylate-containing polymer (C2) decreases, so that the initial charge / discharge efficiency is not sufficiently increased. The increase in volume may not be sufficiently suppressed. Therefore, the neutralization degree of the carboxylate-containing polymer (C2) is less than 97% from the viewpoint of further improving the initial charge / discharge efficiency and further suppressing the increase in the volume of the negative electrode mixture layer due to pre-doping. Is preferable, and it is more preferable that it is less than 95%.

上記カルボキシル基を有するポリマーの例には、カルボキシルメチルセルロース(CMC)、ポリアクリル酸(PAA)、アクリルエマルションやオレフィンエマルションなどの水性エマルションなどが含まれる。上記カルボキシル基を有するポリマーは、同一の繰り返し単位からなるホモポリマーでもよいし、複数の繰り返し単位を有するコポリマーでもよい。   Examples of the polymer having a carboxyl group include carboxymethyl cellulose (CMC), polyacrylic acid (PAA), and aqueous emulsions such as acrylic emulsion and olefin emulsion. The polymer having a carboxyl group may be a homopolymer composed of the same repeating unit or a copolymer having a plurality of repeating units.

また、カルボン酸塩含有ポリマー(C2)は、以下の式(2)で表される構造を、ポリマーが有する繰り返し単位の全モル数を100モル%としたときに、50モル%以上含むことが好ましい。以下の式で表される構造を50モル%以上含むと、電解液に対する耐膨潤性が高まり、プレドープによる負極合材層の体積の増大もさらに抑制することができる。以下の式で表される構造の割合は、50モル%以上100モル%未満であることがより好ましく、70モル%以上98モル%未満であることがさらに好ましい。   Further, the carboxylate-containing polymer (C2) may contain a structure represented by the following formula (2) in an amount of 50 mol% or more when the total number of moles of repeating units of the polymer is 100 mol%. preferable. When the structure represented by the following formula is contained in an amount of 50 mol% or more, the swelling resistance to the electrolytic solution is increased, and the increase in the volume of the negative electrode mixture layer due to pre-doping can be further suppressed. The ratio of the structure represented by the following formula is more preferably 50 mol% or more and less than 100 mol%, and further preferably 70 mol% or more and less than 98 mol%.

Figure 2018170251
Figure 2018170251

式(2)中、MはLi、Na、KおよびNH から選択される少なくとも1種のカチオンである。MはLi、NaおよびKが好ましく、LiおよびNaがより好ましい。カルボン酸塩含有ポリマー(C2)は、Mが異なる複数種の上記式(2)で表される構造を含有してもよい。 In formula (2), M + is at least one cation selected from Li + , Na + , K + and NH 4 + . M + is preferably Li + , Na + and K +, more preferably Li + and Na + . The carboxylate-containing polymer (C2) may contain a plurality of types of structures represented by the above formula (2) with different M + .

カルボン酸塩含有ポリマー(C2)の構造は、電気化学分析法、核磁気共鳴法、ICP質量分析法、赤外吸光分光法およびラマン分光分析などによって確認することができる。   The structure of the carboxylate-containing polymer (C2) can be confirmed by electrochemical analysis, nuclear magnetic resonance, ICP mass spectrometry, infrared absorption spectroscopy, Raman spectroscopy, and the like.

特に好ましいカルボン酸塩含有ポリマー(C2)の例には、ポリアクリル酸のリチウム塩およびポリアクリル酸のナトリウム塩が含まれる。これらのカルボン酸塩含有ポリマー(C2)を用いることで、負極合材層中のイオン導電性が向上することによる初回充放電効率向上効果および、アルカリ金属類および直鎖ポリフェニレン化合物(D)が溶解した溶液に対する耐膨潤性向上による、プレドープ時の体積膨張低減効果が発現しやすくなるため好ましい。   Examples of particularly preferred carboxylate-containing polymer (C2) include lithium salt of polyacrylic acid and sodium salt of polyacrylic acid. By using these carboxylate-containing polymers (C2), the effect of improving the initial charge / discharge efficiency due to the improvement in ionic conductivity in the negative electrode mixture layer and the dissolution of alkali metals and linear polyphenylene compounds (D) It is preferable because the volume expansion reduction effect at the time of pre-doping due to the improvement of the swelling resistance to the prepared solution is easily exhibited.

上記カルボン酸塩含有ポリマー(C2)が含むリチウムイオンまたはナトリウムイオンの量は、イオンクロマトグラフィーなどによって測定することができる。   The amount of lithium ion or sodium ion contained in the carboxylate-containing polymer (C2) can be measured by ion chromatography or the like.

これらの中でも、バインダ(C)は、プレドープ量を増大させやすく、かつ、ドープ溶液に対する膨潤耐性が高い点から、カルボン酸塩含有ポリマー(C2)を含むことが好ましい。   Among these, it is preferable that the binder (C) includes the carboxylate-containing polymer (C2) from the viewpoint of easily increasing the amount of pre-dope and having high swelling resistance to the dope solution.

バインダ(C)の重量平均分子量は、5.0×10以上5.0×10以下であることが好ましい。重量平均分子量が5.0×10未満であると、負極合材層の機械強度が低下することがある。また、重量平均分子量が5.0×10を超えると、負極合材層の形成が困難になりやすい。バインダ(C)の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で測定されうる。 The weight average molecular weight of the binder (C) is preferably 5.0 × 10 3 or more and 5.0 × 10 5 or less. When the weight average molecular weight is less than 5.0 × 10 3 , the mechanical strength of the negative electrode mixture layer may be lowered. On the other hand, when the weight average molecular weight exceeds 5.0 × 10 5 , formation of the negative electrode mixture layer tends to be difficult. The weight average molecular weight of the binder (C) can be measured by gel permeation chromatography (GPC).

なお、バインダ(C)は、イミド結合含有ポリマー(C1)やカルボン酸塩含有ポリマー(C2)以外のポリマーまたは合成ゴムをさらに含んでいてもよい。そのようなポリマーの例には、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、およびアラミドなどのポリアミドなどが含まれる。また、合成ゴムの例には、スチレンブタジエン系ゴム(SBR)、フッ素系ゴム(FR)およびエチレンプロピレンジエン(EPDM)などが含まれる。   The binder (C) may further contain a polymer or synthetic rubber other than the imide bond-containing polymer (C1) and the carboxylate-containing polymer (C2). Examples of such polymers include polyamides such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polyimide (PI), polyamideimide (PAI), and aramid. Examples of the synthetic rubber include styrene butadiene rubber (SBR), fluorine rubber (FR), ethylene propylene diene (EPDM), and the like.

(導電助剤(E))
負極合材層は、導電助剤(E)をさらに含んでもよい。このような導電助剤(E)としては、非水電解質二次電池内において化学変化を起こさないものであれば特に限定されず、例えば、アスペクト比が10以上である炭素繊維、カーボンブラック(サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラックなど)、金属粉(銅、ニッケル、アルミニウム、銀などの粉末)、金属繊維、ポリフェニレン誘導体などの材料を用いることができる。
(Conductive aid (E))
The negative electrode mixture layer may further contain a conductive additive (E). Such a conductive auxiliary agent (E) is not particularly limited as long as it does not cause a chemical change in the nonaqueous electrolyte secondary battery. For example, carbon fiber or carbon black having an aspect ratio of 10 or more (thermal Black, furnace black, channel black, ketjen black, acetylene black, etc.), metal powder (powder of copper, nickel, aluminum, silver, etc.), metal fibers, polyphenylene derivatives, and the like can be used.

導電助剤(E)は、アスペクト比が10以上1000以下である炭素繊維を含むことが好ましい。炭素繊維のアスペクト比は、より好ましくは10以上500以下である。このような炭素繊維を、前述の炭素粒子(B)と組み合わせると、負極を非水電解質二次電池に用いた際に、容量およびサイクル寿命が高まりやすい。   It is preferable that a conductive support agent (E) contains the carbon fiber whose aspect ratio is 10-1000. The aspect ratio of the carbon fiber is more preferably 10 or more and 500 or less. When such a carbon fiber is combined with the aforementioned carbon particles (B), the capacity and cycle life are likely to increase when the negative electrode is used in a non-aqueous electrolyte secondary battery.

上記負極合材ペースト中の各成分の量は、得られる負極合材層の各成分の含有量が後述する範囲となるように調整されうる。   The amount of each component in the negative electrode mixture paste can be adjusted so that the content of each component in the obtained negative electrode mixture layer falls within the range described below.

(溶媒)
負極合材ペーストに使用可能な溶媒は、合金系材料(A)、炭素粒子(B)、およびバインダ(C)などを均一に溶解もしくは分散可能なものであれば特に制限されないが、好ましくは、非プロトン性極性溶媒であり、さらに好ましくは、非プロトン性アミド系溶媒である。非プロトン性アミド系溶媒の例には、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、および1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノンなどが含まれる。これらの溶媒は、単独で用いてもよいし、二種類以上組み合わせてもよい。
(solvent)
The solvent that can be used for the negative electrode mixture paste is not particularly limited as long as it can uniformly dissolve or disperse the alloy-based material (A), the carbon particles (B), and the binder (C). An aprotic polar solvent, more preferably an aprotic amide solvent. Examples of aprotic amide solvents include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and 1,3-dimethyl-2-imidazo Lysinone etc. are included. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

これらの溶媒以外に、必要に応じて他の溶媒を共存させてもよい。他の溶媒の例には、ベンゼン、トルエン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、メシチレン、1,2,4−トリメチルベンゼン、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、o−クロロトルエン、m−クロロトルエン、p−クロロトルエン、o−ブロモトルエン、m−ブロモトルエン、p−ブロモトルエン、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロピルアルコールおよびn−ブタノールなどが含まれる。   In addition to these solvents, other solvents may coexist as necessary. Examples of other solvents are benzene, toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene, mesitylene, 1,2,4-trimethylbenzene, o-cresol, m-cresol, p-cresol, o-chloro. Toluene, m-chlorotoluene, p-chlorotoluene, o-bromotoluene, m-bromotoluene, p-bromotoluene, chlorobenzene, bromobenzene, methanol, ethanol, n-propanol, isopropyl alcohol and n-butanol are included. .

負極合材ペーストにおける溶媒量は、負極合材ペーストの粘度などを考慮して適宜設定される。上記溶媒量は、合材ペーストに含まれる固形分100質量部に対して、50質量部以上900質量部以下であることが好ましく、65質量部以上500質量部以下であることがより好ましい。   The amount of solvent in the negative electrode mixture paste is appropriately set in consideration of the viscosity of the negative electrode mixture paste and the like. The amount of the solvent is preferably 50 parts by mass or more and 900 parts by mass or less, and more preferably 65 parts by mass or more and 500 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the solid content contained in the composite paste.

負極合材ペーストの塗布は、例えばスクリーン印刷、ロールコート、スリットコートなど、公知の方法で行うことができる。このとき、負極用合材ペーストをパターン状に塗布してもよく、例えば、メッシュ状の負極合材層を形成してもよい。   The negative electrode mixture paste can be applied by a known method such as screen printing, roll coating, or slit coating. At this time, the negative electrode mixture paste may be applied in a pattern, for example, a mesh-like negative electrode mixture layer may be formed.

塗布した負極合材ペーストの乾燥は、たとえば加熱硬化によって行うことができる。加熱硬化は、通常、大気圧下で行うことが可能であるが、加圧下、ないしは真空下で行ってもよい。また加熱乾燥時の雰囲気は、特に制限されないが、通常、空気、窒素、ヘリウム、ネオンまたはアルゴンなどの雰囲気下で行うことが好ましく、より好ましくは不活性気体である窒素またはアルゴン雰囲気下で行う。また、負極合材ペーストの加熱は、たとえば、150℃以上500℃以下で1分間以上24時間以下の熱処理によって行うことができる。   The applied negative electrode mixture paste can be dried by, for example, heat curing. Heat curing can usually be performed under atmospheric pressure, but may be performed under pressure or under vacuum. The atmosphere at the time of heating and drying is not particularly limited, but usually it is preferably performed in an atmosphere such as air, nitrogen, helium, neon or argon, more preferably in an atmosphere of nitrogen or argon which is an inert gas. The negative electrode mixture paste can be heated, for example, by heat treatment at 150 ° C. or more and 500 ° C. or less for 1 minute or more and 24 hours or less.

負極合材層の各成分の含有量は、製造しようとする非水電解質二次電池用負極中の負極合材層(プレドープされた負極合材層)の各成分の量にあわせて調整すればよい。なお、プレドープ時に負極合材層に導入される直鎖ポリフェニレン化合物(D)の量は、負極合材層の全質量に対してさほど多い量ではないため、無視してもよい。   If the content of each component of the negative electrode mixture layer is adjusted according to the amount of each component of the negative electrode mixture layer (pre-doped negative electrode mixture layer) in the negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery to be manufactured, Good. In addition, since the quantity of the linear polyphenylene compound (D) introduce | transduced into a negative electrode compound material layer at the time of pre dope is not so much with respect to the total mass of a negative electrode compound material layer, you may disregard.

得られる負極合材層に含まれる合金系材料(A)と炭素粒子(B)との合計体積を100体積%としたとき、合金系材料(A)の体積の割合は、10体積%以上60体積%未満であり、10体積%以上40体積%未満であることが好ましく、10体積%以上30体積%未満であることがより好ましい。上記合金系材料(A)の体積の割合が10体積%以上であると、プレドープにより吸蔵されるアルカリ金属類の量を多くして、生成する不可逆成分の量を少なくすることができる。その結果、上記二次電池用負極を有する非水電解質二次電池の初回充放電効率が高まり、エネルギー密度が十分に高くなる。上記合金系材料(A)の体積の割合が60体積%未満であると、プレドープ速度が速いため、初回充放電効率が高まり、かつ、プレドープ時の体積増大も抑制できる。上記体積比は、合金系材料(A)および炭素粒子(B)の含有量および真比重により測定される。合金系材料(A)および炭素粒子(B)の含有量は、電気化学分析法、蛍光X線分析法、イオンクロマトグラフィー、ICP質量分析法、および原子吸光光度法などの公知の方法で特定される。一方、真比重は、粉末状に粉砕した固体試料(合金系材料(A)および炭素粒子(B))を用いて、JIS Z8807に準拠した方法により測定可能であり、例えば、以下のようにして測定できる。   When the total volume of the alloy-based material (A) and the carbon particles (B) contained in the obtained negative electrode mixture layer is 100% by volume, the volume ratio of the alloy-based material (A) is 10% by volume or more and 60%. The volume is less than volume%, preferably 10 volume% or more and less than 40 volume%, more preferably 10 volume% or more and less than 30 volume%. When the volume ratio of the alloy material (A) is 10% by volume or more, the amount of alkali metals occluded by the pre-dope can be increased, and the amount of irreversible components to be generated can be decreased. As a result, the initial charge / discharge efficiency of the non-aqueous electrolyte secondary battery having the secondary battery negative electrode is increased, and the energy density is sufficiently increased. When the proportion of the volume of the alloy-based material (A) is less than 60% by volume, the pre-doping speed is high, so that the initial charge / discharge efficiency is increased, and the volume increase during pre-doping can be suppressed. The said volume ratio is measured by content and true specific gravity of an alloy type material (A) and a carbon particle (B). The contents of the alloy material (A) and the carbon particles (B) are specified by known methods such as electrochemical analysis, fluorescent X-ray analysis, ion chromatography, ICP mass spectrometry, and atomic absorption spectrophotometry. The On the other hand, the true specific gravity can be measured by a method according to JIS Z8807 using a solid sample (alloy material (A) and carbon particles (B)) pulverized into a powder form. It can be measured.

乾燥したピクノメータを室温になるまでデシケータ中で放置し、ピクノメータの質量W1を秤量する。十分に粉砕した試料(合金系材料(A)もしくは炭素粒子(B))をピクノメータに入れ、(ピクノメータ+試料)の質量W2を秤量する。さらに、試料が十分に浸るようにピクノメータにn−ブタノールを入れ、十分に脱気する。n−ブタノールをさらに加えてピクノメータに満たし、恒温水槽に入れて25℃にする。n−ブタノールおよび試料が25℃になった後、n−ブタノールのメニスカスを標線に合わせ、室温になるまで放置する。そして、(ピクノメータ+試料+n−ブタノール)の質量W3を秤量する。ピクノメータにn−ブタノールだけを満たし、恒温槽に入れて25℃にし、n−ブタノールのメニスカスを標線に合わせ、室温になるまで放置し、(ピクノメータ+n−ブタノール)の質量W4を秤量する。
真比重は、上記のようにして秤量した各質量W1、W2、W3、およびW4から、以下のように算出できる。
真比重={(W2−W1)×s}/{(W2−W1)−(W3−W4)}
ここで、sは、25℃におけるn−ブタノールの比重である。
The dried pycnometer is left in a desiccator until it reaches room temperature, and the mass W1 of the pycnometer is weighed. A sufficiently pulverized sample (alloy material (A) or carbon particle (B)) is put in a pycnometer, and the mass W2 of (pycnometer + sample) is weighed. Further, n-butanol is put into the pycnometer so that the sample is sufficiently immersed, and the sample is sufficiently deaerated. Add more n-butanol to fill the pycnometer and place in a constant temperature bath to 25 ° C. After the n-butanol and the sample reach 25 ° C., the n-butanol meniscus is aligned with the marked line and allowed to stand at room temperature. Then, the mass W3 of (pycnometer + sample + n-butanol) is weighed. Fill the pycnometer only with n-butanol, put in a thermostatic bath to 25 ° C., align the meniscus of n-butanol with the marked line, let it stand until it reaches room temperature, and weigh the mass W4 of (Pycnometer + n-butanol).
The true specific gravity can be calculated as follows from the respective masses W1, W2, W3, and W4 weighed as described above.
True specific gravity = {(W2-W1) × s} / {(W2-W1)-(W3-W4)}
Here, s is the specific gravity of n-butanol at 25 ° C.

なお、負極合材層に含まれる合金系材料(A)および後述する炭素粒子(B)の量の合計は、77質量%以上97質量%以下であることが好ましく、80質量%以上96質量%以下であることがより好ましい。合金系材料(A)および後述の炭素粒子(B)の量の合計が上記範囲であると、吸蔵および放出可能なアルカリ金属類の量を十分に多くし、非水電解質二次電池の放電容量を十分に大きくすることができる。   The total amount of the alloy-based material (A) and the carbon particles (B) described later included in the negative electrode mixture layer is preferably 77% by mass or more and 97% by mass or less, and 80% by mass or more and 96% by mass. The following is more preferable. When the total amount of the alloy-based material (A) and the carbon particles (B) described later is in the above range, the amount of alkali metals that can be occluded and released is sufficiently increased, and the discharge capacity of the nonaqueous electrolyte secondary battery Can be made sufficiently large.

得られる負極合材層に含まれる炭素粒子(B)の量は、合金系材料(A)と炭素粒子(B)との合計体積を100体積%としたときに、40体積%より多く90体積%以下であり、60体積%より多く90体積%以下であることが好ましく、70体積%より多く90体積%以下であることがより好ましい。前述のように、合金系材料(A)と炭素粒子(B)とが上記範囲であると、プレドープにより吸蔵されるアルカリ金属類の量を多くして、生成する不可逆成分の量を少なくすることができる。その結果、上記二次電池用負極を有する非水電解質二次電池の初回充放電効率が高まり、エネルギー密度が十分に高くなる。また、前述のように、合金系材料(A)と炭素粒子(B)とが上記範囲であると、プレドープ時の体積増大も抑制できる。炭素粒子(B)の体積比は、前述の方法で算出される。   The amount of the carbon particles (B) contained in the obtained negative electrode mixture layer is more than 40% by volume and 90% by volume when the total volume of the alloy-based material (A) and the carbon particles (B) is 100% by volume. %, Preferably more than 60 volume% and 90 volume% or less, more preferably more than 70 volume% and 90 volume% or less. As described above, when the alloy material (A) and the carbon particles (B) are within the above range, the amount of alkali metals occluded by the pre-doping is increased, and the amount of irreversible components to be generated is decreased. Can do. As a result, the initial charge / discharge efficiency of the non-aqueous electrolyte secondary battery having the secondary battery negative electrode is increased, and the energy density is sufficiently increased. Further, as described above, when the alloy-based material (A) and the carbon particles (B) are in the above range, an increase in volume during pre-doping can be suppressed. The volume ratio of the carbon particles (B) is calculated by the method described above.

得られる負極合材層に含まれるバインダ(C)の量は、負極合材層の全質量に対して4質量%以上13質量%以下であり、5質量%以上10質量%以下であることが好ましく、5質量%以上8質量%以下であることがより好ましい。バインダ(C)の量が4質量%以上であると、活物質同士または活物質と集電体とを十分に結着させうる。一方で、バインダ(C)の量が13質量%以下であると、プレドープにより吸蔵されるアルカリ金属類の量がより多くなるため、上記二次電池用負極を有する非水電解質二次電池の初回充放電効率を高めて、エネルギー密度を高めることができる。その理由は定かではないが、バインダ(C)の量が13質量%以下であると、バインダ(C)が活物質である合金系材料(A)や炭素粒子(B)を完全に被覆せず、合金系材料(A)や炭素粒子(B)が一部露出することで、活物質にアルカリ金属類がプレドープされやすくなると推察される。バインダ(C)の量は、負極合材層作製時の仕込み量や、電気化学分析法、蛍光X線分析法、イオンクロマトグラフィー、ICP質量分析法、および原子吸光光度法などによって算出することができる。また、結着剤が溶解する溶媒中に電極を浸漬して溶解し、溶媒除去後の残渣の重量を測定することで、結着剤を定量することができる。   The amount of the binder (C) contained in the obtained negative electrode mixture layer is 4% by mass to 13% by mass and 5% by mass to 10% by mass with respect to the total mass of the negative electrode composite layer. Preferably, it is 5 mass% or more and 8 mass% or less. When the amount of the binder (C) is 4% by mass or more, the active materials or the active material and the current collector can be sufficiently bound. On the other hand, when the amount of the binder (C) is 13% by mass or less, the amount of alkali metals occluded by the pre-dope is increased, so that the first time of the non-aqueous electrolyte secondary battery having the negative electrode for secondary battery. Charge / discharge efficiency can be increased and energy density can be increased. The reason is not clear, but when the amount of the binder (C) is 13% by mass or less, the binder (C) does not completely cover the alloy material (A) or carbon particles (B) whose active material is used. It is presumed that when the alloy material (A) and the carbon particles (B) are partially exposed, the active material is easily pre-doped with alkali metals. The amount of the binder (C) can be calculated by the preparation amount at the time of preparing the negative electrode mixture layer, electrochemical analysis, fluorescent X-ray analysis, ion chromatography, ICP mass spectrometry, atomic absorption spectrophotometry, and the like. it can. Further, the binder can be quantified by immersing the electrode in a solvent in which the binder is dissolved and measuring the weight of the residue after removing the solvent.

得られる負極合材層に含まれる導電助剤(E)の量は、0.01質量%以上であることが好ましく、より好ましくは0.05質量%以上であり、さらに好ましくは0.1質量%以上である。また通常20質量%以下が好ましく、より好ましくは10質量%以下である。   The amount of the conductive additive (E) contained in the obtained negative electrode mixture layer is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and further preferably 0.1% by mass. % Or more. Moreover, 20 mass% or less is preferable normally, More preferably, it is 10 mass% or less.

得られる負極合材層の厚みは、最終的に得られる、プレドープされた負極合材層の厚みが後述する範囲となるように調整されうる。   The thickness of the obtained negative electrode mixture layer can be adjusted so that the finally obtained predoped negative electrode mixture layer has a thickness described later.

1−2.プレドープ工程
前述の合金系材料(A)、炭素粒子(B)、およびバインダ(C)を少なくとも含む負極合材層を、直鎖ポリフェニレン化合物(D)とアルカリ金属類のイオンとを含むドープ溶液と接触させて、前述の負極合材層にアルカリ金属類をプレドープする。つまり、プレドープされたアルカリ金属類を含む負極合材層を有する負極を得る。負極合材層とドープ溶液とを接触させる方法は、特に制限されないが、ドープ溶液中に上記負極合材層を浸漬させて、溶液中でこれらを接触させることが好ましい。ここで、溶液中に溶解させるアルカリ金属類は、合金系材料(A)が吸蔵可能なものであればよい。
1-2. Pre-doping step A negative electrode mixture layer containing at least the alloy material (A), carbon particles (B), and binder (C) described above, and a dope solution containing a linear polyphenylene compound (D) and ions of alkali metals It is made to contact and the above-mentioned negative electrode compound layer is pre-doped with alkali metals. That is, a negative electrode having a negative electrode mixture layer containing predoped alkali metals is obtained. The method for bringing the negative electrode mixture layer into contact with the dope solution is not particularly limited, but it is preferable to immerse the negative electrode mixture layer in the dope solution and bring them into contact with the solution. Here, the alkali metals to be dissolved in the solution may be those that can occlude the alloy material (A).

アルカリ金属類および直鎖ポリフェニレン化合物(D)を、溶媒に溶解させると、アルカリ金属類から直鎖ポリフェニレン化合物(D)に電子が移動し、直鎖ポリフェニレン化合物(D)のアニオンおよびアルカリ金属イオン(例えばリチウムイオンまたはナトリウムイオン)やアルカリ土類金属イオンが生成する。上記溶液に前述の負極合材層を浸漬させると、直鎖ポリフェニレン化合物(D)のアニオンから、負極合材層側に電子が移動し、直鎖ポリフェニレン化合物(D)のアニオンは直鎖ポリフェニレン化合物(D)に戻る。一方、電子を受け取った負極活物質(合金系材料(A)および炭素原子(B))は、アルカリ金属イオンやアルカリ土類金属イオンと反応して、負極活物質にアルカリ金属類がプレドープされる。また、このとき、上述した量の直鎖ポリフェニレン化合物(D)が負極合材層に導入される。   When an alkali metal and a linear polyphenylene compound (D) are dissolved in a solvent, electrons move from the alkali metal to the linear polyphenylene compound (D), and an anion and an alkali metal ion of the linear polyphenylene compound (D) ( For example, lithium ions or sodium ions) or alkaline earth metal ions are generated. When the negative electrode mixture layer is immersed in the above solution, electrons move from the anion of the linear polyphenylene compound (D) to the negative electrode mixture layer, and the anion of the linear polyphenylene compound (D) is a linear polyphenylene compound. Return to (D). On the other hand, the negative electrode active material (alloy material (A) and carbon atom (B)) that has received electrons reacts with alkali metal ions or alkaline earth metal ions, and the negative electrode active material is pre-doped with alkali metals. . At this time, the amount of the linear polyphenylene compound (D) described above is introduced into the negative electrode mixture layer.

(ドープ溶液の調製)
直鎖ポリフェニレン化合物(D)とアルカリ金属類のイオンとを含むドープ溶液の調製方法は、特に制限されないが、例えば直鎖ポリフェニレン化合物(D)を溶解させた溶媒に、アルカリ金属類を添加した後、攪拌および反応させて得ることができる。
(Preparation of dope solution)
The method for preparing the dope solution containing the linear polyphenylene compound (D) and alkali metal ions is not particularly limited. For example, after adding the alkali metals to the solvent in which the linear polyphenylene compound (D) is dissolved. , Stirring and reacting.

(直鎖ポリフェニレン化合物(D))
直鎖ポリフェニレン化合物(D)は、負極活物質である合金系材料(A)および炭素材料(B)をプレドープする際に触媒として機能する化合物である。直鎖ポリフェニレン化合物(D)は、アルカリ金属類のプレドープの際に、負極合材層に導入される。そのため、得られる負極合材層が直鎖ポリフェニレン化合物(D)を含むことは、負極が、アルカリ金属類のイオンおよび触媒を含有する溶液への浸漬によりプレドープされたものであることを意味する。
(Linear polyphenylene compound (D))
The linear polyphenylene compound (D) is a compound that functions as a catalyst when pre-doping the alloy material (A) and the carbon material (B), which are negative electrode active materials. The linear polyphenylene compound (D) is introduced into the negative electrode mixture layer when the alkali metal is pre-doped. Therefore, that the obtained negative electrode mixture layer contains the linear polyphenylene compound (D) means that the negative electrode is pre-doped by immersion in a solution containing ions of alkali metals and a catalyst.

直鎖ポリフェニレン化合物(D)は、芳香環が単結合を介して結合してなる構造を含む直鎖状の化合物である。直鎖ポリフェニレン化合物(D)が有する芳香環が直鎖状に単結合を介して結合してなる構造は、2個以上5個以下の芳香環を含むことが好ましく、2個以上3個以下の芳香環を含むことがより好ましい。上記芳香環は、ヘテロ原子を含まないことが好ましい。2個以上の芳香環が単結合を介して結合してなる構造を含む直鎖ポリフェニレン化合物(D)は、リチウムとの会合体の活性が高く、電極へのプレドープ量が向上する。一方で芳香環の数が5個を超えると、会合体が安定化し、プレドープ量が低下する。直鎖ポリフェニレン化合物(D)の例には、ビフェニル、o−ターフェニル、m−ターフェニル、p−ターフェニル、ならびにこれらの誘導体が含まれる。上記誘導体の例には、ビフェニルまたはターフェニルに炭素数1以上10以下のアルキル基が置換された化合物、たとえば4−tert−ブチルビフェニルおよび4,4’−ジ−tert−ブチルビフェニル、p−メトキシビフェニルなどが含まれる。これらの中でも、ビフェニル、ターフェニルまたはその誘導体が好ましい。   The linear polyphenylene compound (D) is a linear compound having a structure in which aromatic rings are bonded through a single bond. The structure in which the aromatic ring of the linear polyphenylene compound (D) is linearly bonded via a single bond preferably includes 2 or more and 5 or less aromatic rings, preferably 2 or more and 3 or less. More preferably, it contains an aromatic ring. The aromatic ring preferably does not contain a hetero atom. The linear polyphenylene compound (D) containing a structure in which two or more aromatic rings are bonded through a single bond has high activity of an association with lithium, and the amount of pre-doping to the electrode is improved. On the other hand, when the number of aromatic rings exceeds 5, the aggregate is stabilized and the pre-doping amount is reduced. Examples of the linear polyphenylene compound (D) include biphenyl, o-terphenyl, m-terphenyl, p-terphenyl, and derivatives thereof. Examples of the derivatives include compounds in which biphenyl or terphenyl is substituted with an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, such as 4-tert-butylbiphenyl and 4,4′-di-tert-butylbiphenyl, p-methoxy. Biphenyl and the like are included. Among these, biphenyl, terphenyl or a derivative thereof is preferable.

(アルカリ金属類)
溶媒に溶解させるアルカリ金属類は、特に制限されないが、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウムおよびカルシウムが好ましく、リチウムおよびナトリウムがより好ましく、リチウムが特に好ましい。これらのアルカリ金属類は、例えば金属箔として溶媒に添加されうる。
(Alkali metals)
The alkali metal dissolved in the solvent is not particularly limited, but lithium, sodium, magnesium, potassium and calcium are preferable, lithium and sodium are more preferable, and lithium is particularly preferable. These alkali metals can be added to the solvent, for example, as a metal foil.

(溶媒)
直鎖ポリフェニレン化合物(D)およびアルカリ金属類を溶解させる溶媒の種類は、アルカリ金属類が溶媒和しやすいものであれば特に制限されず、例えば、環状炭酸エステル、環状エステル、鎖状エステル、環状エーテル、鎖状エーテル、ニトリル類などでありうる。
(solvent)
The kind of the solvent for dissolving the linear polyphenylene compound (D) and the alkali metal is not particularly limited as long as the alkali metal is easily solvated. For example, a cyclic carbonate, cyclic ester, chain ester, cyclic Ethers, chain ethers, nitriles and the like can be used.

環状炭酸エステルの例には、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルスルホキシド(DMSO)などが含まれる。環状エステルの例には、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、δ−ヘキサノラクトン、δ−オクタノラクトンなどが含まれる。鎖状エステルの例には、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどが含まれる。環状エーテルの例には、オキセタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピランなどが含まれる。鎖状エーテルの例には、ジメトキシエタン、エトキシメトキシエタン、ジエトキシエタンなどが含まれる。ニトリル類の例には、アセトニトリル、プロピオニトリル、グルタロニトリル、メトキシアセトニトリル、3−メトキシプロピオニトリルなどが含まれる。また、上記溶媒は、ヘキサメチルスルホルトリアミド、アセトン、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルアセトアミド、ピリジン、ジメチルホルムアミド、エタノール、ホルムアミド、メタノール、水などでもありうる。溶媒には、これらが一種のみ含まれてもよく、二種以上含まれてもよい。これらの中でも、環状エーテルが好ましく、テトラヒドロフランが好ましい。   Examples of the cyclic carbonate include propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl sulfoxide (DMSO) and the like. Examples of the cyclic ester include γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, δ-hexanolactone, δ-octanolactone and the like. Examples of the chain ester include dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and the like. Examples of the cyclic ether include oxetane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran and the like. Examples of the chain ether include dimethoxyethane, ethoxymethoxyethane, diethoxyethane and the like. Examples of nitriles include acetonitrile, propionitrile, glutaronitrile, methoxyacetonitrile, 3-methoxypropionitrile and the like. The solvent may be hexamethylsulfurtriamide, acetone, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylacetamide, pyridine, dimethylformamide, ethanol, formamide, methanol, water, and the like. Only one of these may be included in the solvent, or two or more thereof may be included. Among these, cyclic ether is preferable and tetrahydrofuran is preferable.

(ドープ溶液の物性)
ドープ溶液における直鎖ポリフェニレン化合物(D)の全モル数100モル%に対する、アルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンの含有比率は、100モル%以上150モル%未満であることが好ましい。上記含有比率が100モル%以上であると、ドープ溶液に含まれるアルカリ金属類のイオンの量が十分であるため、負極合材層中の合金系材料(A)との反応性を高めやすく、十分な量のアルカリ金属類のイオンをプレドープすることができる。上記含有比率が150モル%未満であると、ドープ溶液に含まれる直鎖ポリフェニレン化合物(D)の量が十分であり、アルカリ金属類のイオンと直鎖ポリフェニレン化合物(D)との結合が安定化しすぎないため、プレドープに必要な触媒作用が損なわれにくく、負極合材層中の合金系材料(A)との反応性が損なわれにくいので、十分な量のアルカリ金属類のイオンをプレドープすることができる。上記含有比率は、110モル%以上130モル%以下であることがより好ましい。
(Physical properties of dope solution)
The content ratio of alkali metal ions or alkaline earth metal ions to the total number of moles of 100 mol% of the linear polyphenylene compound (D) in the dope solution is preferably 100 mol% or more and less than 150 mol%. When the content ratio is 100 mol% or more, the amount of alkali metal ions contained in the dope solution is sufficient, so that it is easy to increase the reactivity with the alloy material (A) in the negative electrode mixture layer, A sufficient amount of alkali metal ions can be pre-doped. When the content ratio is less than 150 mol%, the amount of the linear polyphenylene compound (D) contained in the dope solution is sufficient, and the bond between the alkali metal ions and the linear polyphenylene compound (D) is stabilized. Therefore, it is difficult to impair the catalytic action required for pre-doping, and the reactivity with the alloy-based material (A) in the negative electrode mixture layer is hardly impaired, so that a sufficient amount of alkali metal ions is pre-doped. Can do. The content ratio is more preferably 110 mol% or more and 130 mol% or less.

ドープ溶液の直鎖ポリフェニレン化合物(D)の全モル数100モル%に対する、アルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンの含有比率は、ドープ溶液の直鎖ポリフェニレン化合物(D)の濃度と、アルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンの濃度をそれぞれ測定して算出することができる。ドープ溶液中の直鎖ポリフェニレン化合物(D)の濃度は、仕込み量から算出するか、または後述するガスクロマトグラフィ(GC)により測定することができる。アルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンの濃度は、ICP発光分析法により測定することができる。   The content ratio of alkali metal ions or alkaline earth metal ions to the total number of moles of 100 mol% of the linear polyphenylene compound (D) in the dope solution depends on the concentration of the linear polyphenylene compound (D) in the dope solution and the alkali metal ions. Alternatively, it can be calculated by measuring the concentration of alkaline earth metal ions. The concentration of the linear polyphenylene compound (D) in the dope solution can be calculated from the charged amount or measured by gas chromatography (GC) described later. The concentration of alkali metal ions or alkaline earth metal ions can be measured by ICP emission analysis.

上記含有比率は、例えば、直鎖ポリフェニレン化合物(D)を溶解させた溶媒に、アルカリ金属類を添加した後の攪拌・反応時間や、溶媒に溶解させる直鎖ポリフェニレン化合物(D)の濃度などによって調整することができる。例えば、上記攪拌・反応時間を長くすることで、溶媒中のアルカリ金属類のイオン濃度を高めることができる。   The content ratio depends on, for example, the stirring / reaction time after adding the alkali metal to the solvent in which the linear polyphenylene compound (D) is dissolved, the concentration of the linear polyphenylene compound (D) dissolved in the solvent, and the like. Can be adjusted. For example, the ion concentration of alkali metals in the solvent can be increased by lengthening the stirring and reaction time.

直鎖ポリフェニレン化合物(D)を溶解させた溶媒に、アルカリ金属類を添加した後の攪拌・反応時間は、生産性を損なわない範囲で、アルカリ金属類が十分に溶媒に溶解させうる範囲であることが好ましい。例えば、攪拌・反応時間は、5分以上2時間以下であることが好ましく、5分以上60分以下であることがより好ましく、15分以上40分以下であることがさらに好ましい。攪拌・反応温度は、例えば20℃以上60℃以下であることが好ましく、20℃以上50℃以下であることがより好ましく、20℃以上40℃以下であることがさらに好ましい。   The stirring / reaction time after adding the alkali metal to the solvent in which the linear polyphenylene compound (D) is dissolved is within a range in which the alkali metal can be sufficiently dissolved in the solvent without impairing the productivity. It is preferable. For example, the stirring / reaction time is preferably from 5 minutes to 2 hours, more preferably from 5 minutes to 60 minutes, and even more preferably from 15 minutes to 40 minutes. The stirring / reaction temperature is, for example, preferably 20 ° C. or more and 60 ° C. or less, more preferably 20 ° C. or more and 50 ° C. or less, and further preferably 20 ° C. or more and 40 ° C. or less.

ドープ溶液における直鎖ポリフェニレン化合物(D)の濃度は、0.1mol/L以上4.0mol/L以下であることが好ましく、0.1mol/L以上1.0mol/L以下であることがより好ましく、0.1mol/L以上0.7mol/L以下であることがさらに好ましい。直鎖ポリフェニレン化合物(D)の濃度が0.1mol/L以上であると、アルカリ金属類のプレドープに要する時間を短縮しやすい。一方、直鎖ポリフェニレン化合物(D)の濃度が4.0mol/L以下であると、直鎖ポリフェニレン化合物(D)が溶液中に析出しにくい。   The concentration of the linear polyphenylene compound (D) in the dope solution is preferably from 0.1 mol / L to 4.0 mol / L, more preferably from 0.1 mol / L to 1.0 mol / L. More preferably, it is 0.1 mol / L or more and 0.7 mol / L or less. When the concentration of the linear polyphenylene compound (D) is 0.1 mol / L or more, it is easy to shorten the time required for pre-doping with alkali metals. On the other hand, when the concentration of the linear polyphenylene compound (D) is 4.0 mol / L or less, the linear polyphenylene compound (D) hardly precipitates in the solution.

ドープ溶液における直鎖ポリフェニレン化合物(D)の濃度は、ガスクロマトグラフィ(GC)により確認することができる。具体的には、以下の手順で確認することができる。
1)直鎖ポリフェニレン化合物(D)の濃度が異なる液体試料を複数準備し、後述する測定条件でガスクロマトグラフィ(GC)測定を行い、検量線を得る。
2)次いで、測定対象となるドープ溶液をガスクロマトグラフィ(GC)にて分析し、前述の検量線と照合してドープ溶液中の直鎖ポリフェニレン化合物(D)を定量する。
ガスクロマトグラフィ(GC)は、例えば以下の条件で行うことができる。
測定装置名:Agilent 7890A/5975C GC/MSD
カラム:Agilent J&W HP−5MS 長さ60m、内径0.25mm、膜厚0.25μm
加熱条件:40℃(3分保持)−20℃/分で昇温−300℃(14分保持)
キャリアガス:ヘリウム
検出器:MSD(質量選択型検出器)
The concentration of the linear polyphenylene compound (D) in the dope solution can be confirmed by gas chromatography (GC). Specifically, it can be confirmed by the following procedure.
1) Prepare a plurality of liquid samples having different concentrations of the linear polyphenylene compound (D), perform gas chromatography (GC) measurement under the measurement conditions described later, and obtain a calibration curve.
2) Next, the dope solution to be measured is analyzed by gas chromatography (GC), and the linear polyphenylene compound (D) in the dope solution is quantified by collating with the above calibration curve.
Gas chromatography (GC) can be performed, for example, under the following conditions.
Measuring device name: Agilent 7890A / 5975C GC / MSD
Column: Agilent J & W HP-5MS 60m long, 0.25mm inner diameter, 0.25μm film thickness
Heating conditions: 40 ° C. (3 minutes hold) −20 ° C./min. Temperature rise −300 ° C. (14 minutes hold)
Carrier gas: Helium Detector: MSD (mass selective detector)

ドープ溶液を、20℃以上30℃以下でLi−NMR測定して得られるスペクトルにおいて、ケミカルシフト値が3ppm以上8ppm以下の範囲に存在するメインピークをピークA、1ppm以上5ppm以下の範囲に存在するマイナーピークをピークBとしたとき、ピークAとピークBのケミカルシフト値の差(A−B)が、1.5超3未満であることが好ましい。ピークAは、活性化リチウムイオン(具体的には、直鎖ポリフェニレン化合物(D)との結合が安定化していないリチウムイオン)に由来するピークであり、ピークBは、非活性化リチウムイオン(具体的には、直鎖ポリフェニレン化合物(D)との結合が安定化したチウムイオン)に由来するピークである。ピークAとピークBのケミカルシフト値の差(A−B)が1.5超であると、直鎖ポリフェニレン化合物(D)とリチウムイオンとの結合状態が安定化しすぎないことから、プレドープに必要な触媒効果を維持しやすく、3未満であると、活性化リチウムイオン量が十分であることから、負極合材層中の合金系材料(A)との反応性を高めやすい。 In the spectrum obtained by measuring 7 Li-NMR of the dope solution at 20 ° C. or higher and 30 ° C. or lower, the main peak having a chemical shift value in the range of 3 ppm or more and 8 ppm or less exists in the range of peak A, 1 ppm or more and 5 ppm or less. When the minor peak to be used is peak B, the difference (A−B) in the chemical shift value between peak A and peak B is preferably more than 1.5 and less than 3. Peak A is a peak derived from activated lithium ions (specifically, lithium ions whose bond with the linear polyphenylene compound (D) is not stabilized), and peak B is non-activated lithium ions (specifically Specifically, it is a peak derived from a stabilized lithium ion with the linear polyphenylene compound (D). Necessary for pre-doping because the difference in chemical shift value between peak A and peak B (AB) is more than 1.5, the bonding state between the linear polyphenylene compound (D) and lithium ions is not overstabilized. When the amount is less than 3, the activated lithium ion amount is sufficient, and the reactivity with the alloy-based material (A) in the negative electrode mixture layer is easily increased.

ケミカルシフト値が3ppm以上8ppm以下の範囲に存在するメインピークとは、ケミカルシフト値が3ppm以上8ppm以下の範囲に存在するピークのうち、ピーク強度が最も高いものをいう。ケミカルシフト値が1ppm以上5ppm以下の範囲に存在するマイナーピークとは、ケミカルシフト値が1ppm以上5ppm以下の範囲であって、前述のメインピークよりもケミカルシフト値が低い範囲に存在するピークのうちピーク強度が最も高いものをいう。   The main peak having a chemical shift value in a range of 3 ppm or more and 8 ppm or less means a peak having the highest peak intensity among peaks having a chemical shift value in a range of 3 ppm or more and 8 ppm or less. The minor peak having a chemical shift value in the range of 1 ppm or more and 5 ppm or less is a peak in which the chemical shift value is in the range of 1 ppm or more and 5 ppm or less, and the chemical shift value is lower than the main peak. The one with the highest peak intensity.

Li−NMR測定は、以下の方法で行うことができる。
1)標準(1M LiCl/DO)溶液を準備し、後述する測定条件で核磁気共鳴(NMR)測定を行い、ケミカルシフト基準を得る。
2)次いで、測定対象となる直鎖ポリフェニレン化合物(D)の溶液を、NMR試料管に入れ、後述する測定条件で核磁気共鳴(NMR)測定する。得られたスペクトルについて、ローレンツ関数分布でピーク分離を行い、前述のケミカルシフト基準と照合して各ピークの中心値、面積を求める。
核磁気共鳴(NMR)は、以下の条件で行うことができる。
測定装置名: 日本電子製ECA500型核磁気共鳴装置
測定核: Li(194MHz)
測定モード: シングルパルス
パルス幅: 45°(6.00μ秒)
ポイント数: 32k
観測範囲: 50ppm(−25ppm〜25ppm)
繰り返し時間: 7.0秒
積算回数: 128回
測定溶媒: Neat
測定温度 室温: (22℃)
ウインドウ関数: exponential(BF:0.2Hz)
ケミカルシフト基準: 1M LiCl/DO:0.00ppm
3)このようにして照合されたスペクトルから得られる、ケミカルシフト値として3ppm〜8ppmの範囲に存在するメインピークをピークAとし、1ppm〜5ppmの範囲に存在するマイナーピークをピークBとし、ケミカルシフト値の差をA−Bを求める。
7 Li-NMR measurement can be performed by the following method.
1) A standard (1M LiCl / D 2 O) solution is prepared, and nuclear magnetic resonance (NMR) measurement is performed under the measurement conditions described later to obtain a chemical shift reference.
2) Next, a solution of the linear polyphenylene compound (D) to be measured is put into an NMR sample tube, and nuclear magnetic resonance (NMR) measurement is performed under the measurement conditions described later. The obtained spectrum is subjected to peak separation by Lorentz function distribution, and the center value and area of each peak are obtained by collating with the above-mentioned chemical shift standard.
Nuclear magnetic resonance (NMR) can be performed under the following conditions.
Measurement apparatus name: ECA500 type nuclear magnetic resonance apparatus manufactured by JEOL Measurement nucleus: 7 Li (194 MHz)
Measurement mode: Single pulse Pulse width: 45 ° (6.00 μsec)
Number of points: 32k
Observation range: 50 ppm (-25 ppm to 25 ppm)
Repetition time: 7.0 seconds Integration count: 128 times Measurement solvent: Neat
Measurement temperature Room temperature: (22 ℃)
Window function: exponential (BF: 0.2Hz)
Chemical shift standard: 1M LiCl / D 2 O: 0.00 ppm
3) The chemical shift value obtained from the thus verified spectrum is the chemical shift value, the main peak existing in the range of 3 ppm to 8 ppm as peak A, the minor peak existing in the range of 1 ppm to 5 ppm as peak B, and the chemical shift. The difference between the values is obtained as AB.

ピークAとピークBのケミカルシフト値の差(A−B)は、ドープ溶液調製時の攪拌・反応時間(またはアルカリ金属類のイオン濃度)、直鎖ポリフェニレン化合物(D)の濃度によって調整されうる。ケミカルシフト値の差(A−B)を一定以上にするためには、たとえば、攪拌・反応時間(またはアルカリ金属類のイオン濃度)は一定以下にすることが好ましく、直鎖ポリフェニレン化合物(D)の濃度は一定以上にすることが好ましい。   The difference (A−B) in the chemical shift value between peak A and peak B can be adjusted by the stirring / reaction time (or ion concentration of alkali metal) during preparation of the dope solution and the concentration of the linear polyphenylene compound (D). . In order to make the difference (A-B) in the chemical shift value more than a certain value, for example, the stirring / reaction time (or the ion concentration of alkali metals) is preferably made less than a certain value, and the linear polyphenylene compound (D) The concentration of is preferably set to a certain level.

(プレドープ条件)
ドープ溶液と負極合材層とを接触させる時間は、特に制限されない。負極活物質(合金系材料(A)および炭素原子(B))にアルカリ金属類を十分にプレドープさせるためには、0.5分以上であることが好ましく、0.5分以上240時間以下であることが好ましく、0.5分以上72時間以下であることがより好ましく、0.5分以上24時間以下であることがさらに好ましく、0.5分以上1時間以下であることがさらに好ましく、0.5分以上0.5時間以下であることがさらに好ましい。
(Pre-doping conditions)
The time for contacting the dope solution and the negative electrode mixture layer is not particularly limited. In order to fully pre-dope alkali metals into the negative electrode active material (alloy material (A) and carbon atom (B)), it is preferably 0.5 minutes or more, and 0.5 minutes or more and 240 hours or less. It is preferably 0.5 minutes or more and 72 hours or less, more preferably 0.5 minutes or more and 24 hours or less, further preferably 0.5 minutes or more and 1 hour or less, More preferably, it is 0.5 minutes or more and 0.5 hours or less.

なお、溶液に負極を浸漬させる場合、溶液を攪拌または循環などにより流動させることによって、アルカリ金属類のプレドープ速度を速めることができる。また、溶液の温度を高くする方がプレドープ速度を速めることができるが、溶液を沸騰させないためには、溶媒の沸点以下の温度とすることが好ましい。   When the negative electrode is immersed in the solution, the alkali metal pre-doping rate can be increased by flowing the solution by stirring or circulation. In addition, although the pre-doping speed can be increased by increasing the temperature of the solution, it is preferable to set the temperature to be equal to or lower than the boiling point of the solvent in order not to boil the solution.

1−3.二次電池用負極から不純物を除去する工程
本工程では、前述の工程で得られた二次電池用負極を、直鎖ポリフェニレン化合物(D)が可溶な溶媒中に浸漬して、プレドープされた負極合材層から直鎖ポリフェニレン化合物(D)を除去する。本工程によって、直鎖ポリフェニレン化合物(D)を除去することで、上記二次電池用負極中の不純物が少なくなり、非水電解質二次電池の安定性が高まる。なお、直鎖ポリフェニレン化合物(D)はプレドープされた負極合材層から完全に除去されることはなく、少なくとも上述した量が、プレドープされた負極合材層の中に残留する。
1-3. Step for removing impurities from negative electrode for secondary battery In this step, the negative electrode for secondary battery obtained in the above-mentioned step was pre-doped by dipping in a solvent in which the linear polyphenylene compound (D) is soluble. The linear polyphenylene compound (D) is removed from the negative electrode mixture layer. By removing the linear polyphenylene compound (D) by this step, impurities in the secondary battery negative electrode are reduced, and the stability of the nonaqueous electrolyte secondary battery is increased. The linear polyphenylene compound (D) is not completely removed from the predoped negative electrode mixture layer, and at least the above-mentioned amount remains in the predoped negative electrode mixture layer.

直鎖ポリフェニレン化合物(D)が可溶な溶媒の例には、前述の環状炭酸エステル、環状エステル、鎖状エステル、環状エーテル、鎖状エーテル、ニトリル類などが含まれる。これらのうち、リチウムの溶解性の観点からは、環状炭酸エステルが好ましく、テトラヒドロフランがより好ましい。負極合材層を上記溶媒に浸漬させる時間は特に制限されず、5秒以上であればよく、10秒以上10時間以下であることが好ましい。上記溶媒に浸漬後、十分に溶媒を揮発させることで、安定な非水電解質二次電池用負極が得られる。なお、溶液に負極合材層を浸漬させる場合、溶液を流動、または、超音波などにより微振動させることによって、直鎖ポリフェニレン化合物(D)が除去されやすくなり、不純物の除去速度を速めることができる。また、溶液の温度を高くしても、不純物の除去速度を速めることができるが、溶液を沸騰させないためには、加熱時の溶液の温度は溶媒の沸点以下の温度とすることが好ましい。   Examples of the solvent in which the linear polyphenylene compound (D) is soluble include the aforementioned cyclic carbonates, cyclic esters, chain esters, cyclic ethers, chain ethers, nitriles, and the like. Among these, from the viewpoint of lithium solubility, a cyclic carbonate is preferable, and tetrahydrofuran is more preferable. The time for immersing the negative electrode mixture layer in the solvent is not particularly limited, and may be 5 seconds or more, and preferably 10 seconds or more and 10 hours or less. A stable negative electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery can be obtained by sufficiently evaporating the solvent after immersion in the solvent. In addition, when the negative electrode mixture layer is immersed in the solution, the linear polyphenylene compound (D) can be easily removed and the removal rate of impurities can be increased by causing the solution to flow or slightly vibrate with ultrasonic waves. it can. Even if the temperature of the solution is increased, the removal rate of impurities can be increased, but in order not to boil the solution, the temperature of the solution during heating is preferably set to a temperature not higher than the boiling point of the solvent.

1−4.負極
本発明の非水電解質二次電池用負極の製造方法で得られる非水電解質二次電池用負極(以下、単に「二次電池用負極」ともいう。)は、前述の合金系材料(A)と、炭素粒子(B)と、バインダ(C)と、直鎖ポリフェニレン化合物(D)とを少なくとも含み、かつ、合金系材料(A)の少なくとも一部が、プレドープされたアルカリ金属類を含む負極合材層(プレドープされた負極合材層)を有する。上記二次電池用負極は、集電体をさらに有してもよい。上記二次電池用負極の構造は、適用する非水電解質二次電池の用途に合わせて適宜選択することができ、たとえば、シート状の集電体と、上記集電体の両面に配置された上記プレドープされた負極合材層とからなる積層体などとすることができる。上記二次電池用負極は、リチウムイオンキャパシタなどのキャパシタの電極としても利用することができる。
1-4. Negative electrode The negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery obtained by the method for producing a negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention (hereinafter, also simply referred to as “secondary battery negative electrode”) is the above-described alloy material (A ), Carbon particles (B), binder (C), and linear polyphenylene compound (D), and at least a part of the alloy-based material (A) contains pre-doped alkali metals. It has a negative electrode mixture layer (a pre-doped negative electrode mixture layer). The secondary battery negative electrode may further include a current collector. The structure of the negative electrode for the secondary battery can be appropriately selected according to the application of the nonaqueous electrolyte secondary battery to be applied. For example, the negative electrode for the secondary battery is disposed on both sides of the sheet-like current collector and the current collector. It can be set as the laminated body etc. which consist of the said predoped negative electrode compound-material layer. The negative electrode for a secondary battery can also be used as an electrode of a capacitor such as a lithium ion capacitor.

(プレドープされた負極合材層)
プレドープされた負極合材層は、合金系材料(A)、炭素粒子(B)、バインダ(C)、および直鎖ポリフェニレン化合物(D)を少なくとも含む。
(Pre-doped negative electrode mixture layer)
The predoped negative electrode mixture layer includes at least an alloy material (A), carbon particles (B), a binder (C), and a linear polyphenylene compound (D).

プレドープされた負極合材層の厚みは、特に制限されず、例えば5μm以上であることが好ましく、より好ましくは10μm以上である。また、負極合材層の厚みは、200μm以下とすることが好ましく、より好ましくは100μm以下、さらに好ましくは75μm以下である。当該負極合材層の厚みが上記範囲であると、高い充放電レートでの充放電に対しても、吸蔵および放出の機能可能なアルカリ金属類の量が十分に多くなる。   The thickness of the pre-doped negative electrode mixture layer is not particularly limited, and is preferably, for example, 5 μm or more, more preferably 10 μm or more. The thickness of the negative electrode mixture layer is preferably 200 μm or less, more preferably 100 μm or less, and still more preferably 75 μm or less. When the thickness of the negative electrode mixture layer is in the above range, the amount of alkali metals capable of occlusion and release can be sufficiently increased even for charge / discharge at a high charge / discharge rate.

プレドープされた負極合材層の密度は、1.1g/cm以上1.7g/cm以下であることが好ましく、1.2g/cm以上1.5g/cm以下であることがより好ましく、1.2g/cm以上1.4g/cm以下であることがさらに好ましい。当該負極合材層における活物質の密度が、1.1g/cm以上であると、電池の体積エネルギー密度十分に高まりやすく、1.6g/cm以下であると、サイクル特性が高まりやすい。 The density of the predoped negative electrode mixture layer is preferably 1.1 g / cm 3 or more and 1.7 g / cm 3 or less, more preferably 1.2 g / cm 3 or more and 1.5 g / cm 3 or less. Preferably, it is 1.2 g / cm 3 or more and 1.4 g / cm 3 or less. When the density of the active material in the negative electrode mixture layer is 1.1 g / cm 3 or more, the volume energy density of the battery is easily increased sufficiently, and when it is 1.6 g / cm 3 or less, cycle characteristics are easily increased.

さらに、プレドープされた負極合材層が、集電体の両面に形成されている場合、当該負極合材層の片面の単位面積当たりに含まれる活物質(合金系材料(A)および炭素粒子(B))の量は、2mg/cm以上10mg/cm以下であることが好ましく、3mg/cm以上8mg/cm以下であることがより好ましい。 Further, when the pre-doped negative electrode mixture layer is formed on both surfaces of the current collector, the active material (alloy material (A) and carbon particles (per unit area) included on one side of the negative electrode mixture layer ( the amount of B)) is more preferably is at 2 mg / cm 2 or more 10 mg / cm 2 or less is preferable, 3 mg / cm 2 or more 8 mg / cm 2 or less.

プレドープされた負極合材層の各成分の量は、プレドープ前の負極合材層の各成分の含有量と対応している。すなわち、プレドープされた負極合材層に含まれる合金系材料(A)と炭素粒子(B)との合計体積を100体積%としたとき、合金系材料(A)の体積の割合は、10体積%以上60体積%未満であり、10体積%以上40体積%未満であることが好ましく、10体積%以上30体積%未満であることがより好ましい。前述のように、上記合金系材料(A)の体積の割合が10体積%以上であると、プレドープにより吸蔵されるアルカリ金属類の量を多くして、生成する不可逆成分の量を少なくすることができる。その結果、上記二次電池用負極を有する非水電解質二次電池の初回充放電効率が高まり、エネルギー密度が十分に高くなる。上記合金系材料(A)の体積の割合が60体積%未満であると、プレドープ速度が速いため、初回充放電効率が高まり、かつ、プレドープ時の体積増大も抑制できる。   The amount of each component of the pre-doped negative electrode mixture layer corresponds to the content of each component of the negative electrode mixture layer before pre-doping. That is, when the total volume of the alloy-based material (A) and the carbon particles (B) contained in the predoped negative electrode mixture layer is 100% by volume, the volume ratio of the alloy-based material (A) is 10 volumes. % Or more and less than 60% by volume, preferably 10% by volume or more and less than 40% by volume, more preferably 10% by volume or more and less than 30% by volume. As described above, when the volume ratio of the alloy material (A) is 10% by volume or more, the amount of alkali metals occluded by the pre-dope is increased and the amount of irreversible components to be generated is decreased. Can do. As a result, the initial charge / discharge efficiency of the non-aqueous electrolyte secondary battery having the secondary battery negative electrode is increased, and the energy density is sufficiently increased. When the proportion of the volume of the alloy-based material (A) is less than 60% by volume, the pre-doping speed is high, so that the initial charge / discharge efficiency is increased, and the volume increase during pre-doping can be suppressed.

プレドープされた負極合材層における炭素粒子(B)の量は、合金系材料(A)と炭素粒子(B)との合計体積を100体積%としたときに、40体積%より多く90体積%以下であり、60体積%より多く90体積%以下であることが好ましく、70体積%より多く90体積%以下であることがより好ましい。前述のように、合金系材料(A)と炭素粒子(B)とが上記範囲であると、プレドープにより吸蔵されるアルカリ金属類の量を多くして、生成する不可逆成分の量を少なくすることができる。その結果、上記二次電池用負極を有する非水電解質二次電池の初回充放電効率が高まり、エネルギー密度が十分に高くなる。また、前述のように、合金系材料(A)と炭素粒子(B)とが上記範囲であると、プレドープ時の体積増大も抑制できる。   The amount of the carbon particles (B) in the predoped negative electrode mixture layer is more than 40% by volume and 90% by volume when the total volume of the alloy-based material (A) and the carbon particles (B) is 100% by volume. It is preferable that it is more than 60 volume% and 90 volume% or less, and more preferably more than 70 volume% and 90 volume% or less. As described above, when the alloy material (A) and the carbon particles (B) are within the above range, the amount of alkali metals occluded by the pre-doping is increased, and the amount of irreversible components to be generated is decreased. Can do. As a result, the initial charge / discharge efficiency of the non-aqueous electrolyte secondary battery having the secondary battery negative electrode is increased, and the energy density is sufficiently increased. Further, as described above, when the alloy-based material (A) and the carbon particles (B) are in the above range, an increase in volume during pre-doping can be suppressed.

プレドープされた負極合材層に含まれるバインダ(C)の量は、当該負極合材層の全質量に対して4質量%以上13質量%以下であり、5質量%以上10質量%以下であることが好ましく、5質量%以上8質量%以下であることがより好ましい。前述のように、バインダ(C)の量が4質量%以上であると、活物質同士または活物質と集電体とを十分に結着させうる。一方で、バインダ(C)の量が13質量%以下であると、プレドープにより吸蔵されるアルカリ金属類の量がより多くなるため、上記二次電池用負極を有する非水電解質二次電池の初回充放電効率を高めて、エネルギー密度を高めることができる。   The amount of the binder (C) contained in the pre-doped negative electrode mixture layer is 4% by mass to 13% by mass, and 5% by mass to 10% by mass with respect to the total mass of the negative electrode composite layer. It is preferably 5% by mass or more and 8% by mass or less. As described above, when the amount of the binder (C) is 4% by mass or more, the active materials or the active material and the current collector can be sufficiently bound. On the other hand, when the amount of the binder (C) is 13% by mass or less, the amount of alkali metals occluded by the pre-dope is increased, so that the first time of the non-aqueous electrolyte secondary battery having the negative electrode for secondary battery. Charge / discharge efficiency can be increased and energy density can be increased.

プレドープされた負極合材層に含まれる直鎖ポリフェニレン化合物(D)の量は、片面電極の場合、電極面積(cm)当たり0.005μg以上20μg以下であることが好ましく、0.005μg以上10μg以下であることがより好ましく、0.005μg以上5μg以下であることがさらに好ましい。直鎖ポリフェニレン化合物(D)の量は、両面電極の場合、電極面積(cm)当たり0.01μg以上40μg以下であることが好ましく、0.01μg以上20μg以下であることがより好ましく、0.01μg以上10μg以下であることがさらに好ましい。直鎖ポリフェニレン化合物(D)が多量に存在すると、負極を非水電解質二次電池に用いた際に、電池の内部抵抗が増大したり、初期特性や負荷特性が低下することある。これに対し、直鎖ポリフェニレン化合物(D)の量が上記範囲であれば、直鎖ポリフェニレン化合物(D)が電池の特性に影響を及ぼし難く、電池特性が安定しやすくなる。 In the case of a single-sided electrode, the amount of the linear polyphenylene compound (D) contained in the predoped negative electrode mixture layer is preferably 0.005 μg or more and 20 μg or less, and 0.005 μg or more and 10 μg per electrode area (cm 2 ). Or less, more preferably 0.005 μg or more and 5 μg or less. In the case of a double-sided electrode, the amount of the linear polyphenylene compound (D) is preferably 0.01 μg or more and 40 μg or less, more preferably 0.01 μg or more and 20 μg or less per electrode area (cm 2 ). More preferably, it is 01 μg or more and 10 μg or less. When the linear polyphenylene compound (D) is present in a large amount, when the negative electrode is used for a non-aqueous electrolyte secondary battery, the internal resistance of the battery may increase, or the initial characteristics and load characteristics may decrease. On the other hand, when the amount of the linear polyphenylene compound (D) is in the above range, the linear polyphenylene compound (D) hardly affects the characteristics of the battery, and the battery characteristics are easily stabilized.

プレドープされた負極合材層に含まれる直鎖ポリフェニレン化合物(D)の量は、ガスクロマトグラフィ(GC)により確認することができる。具体的には、以下の手順で確認することができる。
1)プレドープされた負極合材層中の直鎖ポリフェニレン化合物(D)を、ガスクロマトグラフィ(GC)にて特定する。そして、特定した直鎖ポリフェニレン化合物(D)の濃度が異なる液体試料を複数準備し、後述する測定条件でガスクロマトグラフィ(GC)測定を行い、検量線を得る。
2)次いで、測定対象となるプレドープされた負極合材層を、バイアル瓶に入れ、そこに直鎖ポリフェニレン化合物(D)が可溶な抽出溶媒1mLを加えて、30分間浸漬する。このバイアルを超音波洗浄機VS−D100(アズワン製)にセットし、上記バイアルに24kHzおよび31kHzの複合周波を3分間照射する。
3)得られた抽出溶媒をガスクロマトグラフィ(GC)にて分析し、前述の検量線と照合して抽出溶媒中の直鎖ポリフェニレン化合物(D)を定量する。
ガスクロマトグラフィ(GC)は、例えば以下の条件で行うことができる。
測定装置名:Agilent 7890A/5975C GC/MSD
カラム:Agilent J&W HP−5MS 長さ60m、内径0.25mm、膜厚0.25μm
加熱条件:40℃(3分保持)−20℃/分で昇温−300℃(14分保持)
キャリアガス:ヘリウム
検出器:MSD(質量選択型検出器)
The amount of the linear polyphenylene compound (D) contained in the predoped negative electrode mixture layer can be confirmed by gas chromatography (GC). Specifically, it can be confirmed by the following procedure.
1) The linear polyphenylene compound (D) in the pre-doped negative electrode mixture layer is specified by gas chromatography (GC). And several liquid samples from which the density | concentration of the specified linear polyphenylene compound (D) differs are prepared, a gas chromatography (GC) measurement is performed on the measurement conditions mentioned later, and a calibration curve is obtained.
2) Next, the pre-doped negative electrode mixture layer to be measured is placed in a vial, and 1 mL of an extraction solvent in which the linear polyphenylene compound (D) is soluble is added thereto and immersed for 30 minutes. This vial is set in an ultrasonic cleaning machine VS-D100 (manufactured by ASONE), and the vial is irradiated with a composite frequency of 24 kHz and 31 kHz for 3 minutes.
3) The obtained extraction solvent is analyzed by gas chromatography (GC), and the linear polyphenylene compound (D) in the extraction solvent is quantified by collating with the above-mentioned calibration curve.
Gas chromatography (GC) can be performed, for example, under the following conditions.
Measuring device name: Agilent 7890A / 5975C GC / MSD
Column: Agilent J & W HP-5MS 60m long, 0.25mm inner diameter, 0.25μm film thickness
Heating conditions: 40 ° C. (3 minutes hold) −20 ° C./min. Temperature rise −300 ° C. (14 minutes hold)
Carrier gas: Helium Detector: MSD (mass selective detector)

また、上記抽出溶媒としては、直鎖ポリフェニレン化合物(D)が溶解する溶媒であれば特に制限されないが、気化しやすい低沸点溶媒が好ましい。そのような抽出溶媒の例には、アセトンが含まれる。   The extraction solvent is not particularly limited as long as it is a solvent in which the linear polyphenylene compound (D) is dissolved, but a low boiling point solvent that is easily vaporized is preferable. An example of such an extraction solvent includes acetone.

プレドープされた負極合材層中には、導電助剤(E)が0.01質量%以上含まれることが好ましく、より好ましくは0.05質量%以上であり、さらに好ましくは0.1質量%以上である。また通常20質量%以下が好ましく、より好ましくは10質量%以下である。   The pre-doped negative electrode mixture layer preferably contains 0.01% by mass or more of the conductive additive (E), more preferably 0.05% by mass or more, and further preferably 0.1% by mass. That's it. Moreover, 20 mass% or less is preferable normally, More preferably, it is 10 mass% or less.

(集電体)
負極の集電体の形状は、非水電解質二次電池の用途に合わせて適宜選択される。たとえば、集電体が金属材料からなる場合、箔状、円柱状、コイル状、板状、薄膜状などでありうる。一方、集電体が炭素材料からなる場合、板状、薄膜状、円柱状などでありうる。集電体の厚みは、特に制限されないが、通常5μm以上30μm以下であり、好ましくは6μm以上20μm以下である。さらに、集電体表面は、化学処理もしくは物理処理によって、表面を粗化されたものであってもよく、表面にカーボンブラック、アセチレンブラックなどの導電材が塗布されたものであってもよい。
(Current collector)
The shape of the current collector of the negative electrode is appropriately selected according to the use of the nonaqueous electrolyte secondary battery. For example, when the current collector is made of a metal material, it may be in the form of a foil, a column, a coil, a plate, a thin film, or the like. On the other hand, when the current collector is made of a carbon material, it may have a plate shape, a thin film shape, a cylindrical shape, or the like. The thickness of the current collector is not particularly limited, but is usually 5 μm or more and 30 μm or less, and preferably 6 μm or more and 20 μm or less. Further, the current collector surface may be roughened by chemical treatment or physical treatment, or may be one obtained by applying a conductive material such as carbon black or acetylene black to the surface.

なお、本実施形態では、合金系材料(A)などの負極活物質を含む負極合材層をドープ溶液と接触させることによって、プレドープされたアルカリ金属類を含む負極合材層を得る方法を説明したが、これに限定されず、合金系材料(A)などの負極活物質をドープ溶液と接触させた後、当該負極活物質を用いることによって、プレドープされたアルカリ金属類を含む負極合材層を得てもよい。   In the present embodiment, a method of obtaining a negative electrode mixture layer containing a pre-doped alkali metal by contacting a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material such as an alloy-based material (A) with a dope solution will be described. However, the present invention is not limited to this, and after bringing a negative electrode active material such as an alloy-based material (A) into contact with the dope solution, the negative electrode active material layer is used to form a negative electrode mixture layer containing alkali metals pre-doped. You may get

すなわち、本発明の非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法は、アルカリ金属類を吸蔵可能なケイ素またはスズを含む合金系材料(A)からなる負極活物質を、直鎖ポリフェニレン化合物(D)とアルカリ金属類のイオンとを含むドープ溶液と接触させて、プレドープされたアルカリ金属類を含む負極活物質(A)’を得る工程を含む。   That is, in the method for producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, a negative electrode active material made of an alloy-based material (A) containing silicon or tin capable of occluding alkali metals is converted into a linear polyphenylene compound ( A step of obtaining a negative electrode active material (A) ′ containing pre-doped alkali metals by contacting with a dope solution containing D) and alkali metal ions;

本発明の非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法に用いる合金系材料(A)は、前述の実施形態における合金系材料(A)と同様のものを用いることができる。また、合金系材料(A)と接触させるドープ溶液は、前述の実施形態において負極合材層と接触させるドープ溶液と同様のものを用いることができ、また前述の実施形態におけるドープ溶液の製造方法・条件と同様にして製造することができる。このようなドープ溶液を用いることで、前述の実施形態と同様に、負極活物質に、比較的短時間で多くのアルカリ金属類をプレドープさせることができる。   The alloy material (A) used in the method for producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be the same as the alloy material (A) in the above-described embodiment. In addition, as the dope solution to be brought into contact with the alloy-based material (A), the same dope solution as that to be brought into contact with the negative electrode mixture layer in the above-described embodiment can be used, and the method for producing the dope solution in the above-mentioned embodiment -It can be manufactured in the same manner as the conditions. By using such a dope solution, a large amount of alkali metals can be pre-doped in a relatively short time in the negative electrode active material as in the above-described embodiment.

本発明の非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法で得られた負極活物質(A)’は、負極合材層の製造に広く用いられる。負極合材層の製造は、前述の実施形態における1)の工程と同様に行うことができる。たとえば、得られた負極活物質(A)’、炭素粒子(B)、バインダ(C)、必要に応じて導電助剤(E)などを溶媒に分散させて、負極合材ペーストとし、これを集電体に塗布して得ることができる。用いられる炭素粒子(B)、バインダ(C)、導電助剤(E)は、それぞれ前述の実施形態における炭素粒子(B)、バインダ(C)、導電助剤(E)とそれぞれ同様のものを用いることができる。得られる負極合材層の組成も、前述の実施形態で得られる負極合材層の組成と同様としうる。   The negative electrode active material (A) ′ obtained by the method for producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is widely used for the production of a negative electrode mixture layer. The negative electrode composite material layer can be produced in the same manner as in step 1) in the above-described embodiment. For example, the obtained negative electrode active material (A) ′, carbon particles (B), binder (C), and conductive auxiliary agent (E) as necessary are dispersed in a solvent to obtain a negative electrode mixture paste. It can be obtained by applying to a current collector. The carbon particles (B), binder (C), and conductive auxiliary (E) used are the same as the carbon particles (B), binder (C), and conductive auxiliary (E) in the above-described embodiments, respectively. Can be used. The composition of the obtained negative electrode mixture layer can be the same as the composition of the negative electrode mixture layer obtained in the above-described embodiment.

2.非水電解質二次電池の製造方法
本発明の非水電解質二次電池の製造方法は、前述の非水電解質二次電池用負極の製造方法により負極を得る工程または前述の非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法により得られる負極活物質を用いて負極を得る工程(好ましくは前述の非水電解質二次電池用負極の製造方法により負極を得る工程)と、得られた負極、正極、および電解液を備えた非水電解質二次電池を得る工程とを含む。
2. Method for Producing Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery The method for producing a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention includes a step of obtaining a negative electrode by the above-described method for producing a negative electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery, or the above nonaqueous electrolyte secondary battery. A step of obtaining a negative electrode using a negative electrode active material obtained by a method for producing a negative electrode active material for use (preferably a step of obtaining a negative electrode by a method for producing a negative electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery as described above), and the obtained negative electrode and positive electrode And a step of obtaining a non-aqueous electrolyte secondary battery provided with an electrolytic solution.

非水電解質二次電池は、前述の製造方法で得られた二次電池用負極と、正極などとを、電池の構造に応じて適切な手順で組み立てることにより製造できる。一例を挙げると、外装ケース上に上記二次電池用負極を乗せ、その上に電解液とセパレータを設け、更に負極と対向するように正極を乗せて、ガスケット、封口板と共にかしめて製造することができる。   A non-aqueous electrolyte secondary battery can be manufactured by assembling the negative electrode for a secondary battery obtained by the above-described manufacturing method, the positive electrode, and the like in an appropriate procedure according to the structure of the battery. For example, the above-mentioned negative electrode for a secondary battery is placed on an outer case, an electrolytic solution and a separator are provided thereon, and a positive electrode is placed so as to face the negative electrode, and is caulked together with a gasket and a sealing plate. Can do.

非水電解質二次電池の形態は、特に制限されないが、その例には、シート電極およびセパレータをスパイラル状にしたシリンダータイプ、ペレット電極およびセパレータを組み合わせたインサイドアウト構造のシリンダータイプ、ペレット電極およびセパレータを積層したコインタイプなどが含まれる。また、これらの形態の電池を任意の外装ケースに収めることにより、コイン型、円筒型、角型、パウチ型などの任意の形状としてもよい。   The form of the non-aqueous electrolyte secondary battery is not particularly limited, but examples thereof include a cylinder type in which a sheet electrode and a separator are spiral, a cylinder type having an inside-out structure in which a pellet electrode and a separator are combined, a pellet electrode and a separator A coin type with stacked layers is included. Moreover, it is good also as arbitrary shapes, such as a coin shape, a cylindrical shape, a square shape, and a pouch shape, by accommodating the battery of these forms in arbitrary exterior cases.

このようにして得られる非水電解質二次電池は、正極、上述した二次電池用負極、および電解液を含む。上記非水電解質二次電池の負極は、アルカリ金属類がプレドープされている。そのため、「正極が有する正極活物質の容量から算出されるアルカリ金属類のモル量」より、「満充電時の二次電池用負極に含まれるアルカリ金属類の合計モル量」が多い。「正極活物質の容量から算出されるアルカリ金属類のモル量」、「満充電時の負極に含まれるアルカリ金属類の合計モル量」、および「負極へプレドープされたアルカリ金属類の量」は、以下の方法で検証することができる。   The non-aqueous electrolyte secondary battery thus obtained includes a positive electrode, the above-described negative electrode for a secondary battery, and an electrolytic solution. The negative electrode of the non-aqueous electrolyte secondary battery is pre-doped with alkali metals. Therefore, “the total molar amount of alkali metals contained in the secondary battery negative electrode at full charge” is larger than “the molar amount of alkali metals calculated from the capacity of the positive electrode active material of the positive electrode”. “Molar amount of alkali metals calculated from capacity of positive electrode active material”, “Total molar amount of alkali metals contained in negative electrode at full charge”, and “Amount of alkali metals pre-doped to negative electrode” It can be verified by the following method.

「満充電時の負極に含まれるアルカリ金属類の合計モル量」は、例えば、ICP発光分析法、原子吸光法などの元素定量分析法により特定できる。なお、上記合計モル量は、「正極活物質の充放電に寄与するアルカリ金属類のモル量(B)」と「二次電池用負極中のアルカリ金属類(負極にプレドープされたアルカリ金属類)の合計モル量」との合計(A)に相当する。   The “total molar amount of alkali metals contained in the negative electrode when fully charged” can be identified by an element quantitative analysis method such as an ICP emission analysis method or an atomic absorption method. The total molar amount is “molar amount of alkali metal contributing to charge / discharge of positive electrode active material (B)” and “alkali metal in negative electrode for secondary battery (alkali metal pre-doped on negative electrode)”. Corresponds to the total (A).

一方、「正極活物質の容量から算出されるアルカリ金属類のモル量」は、非水電解質二次電池の正極および上記アルカリ金属類を対極としたハーフセルを作製し、上記ハーフセルの放電容量(正極へのアルカリ金属類の吸蔵量)を測定することで特定できる。上記値は、上記の「正極活物質の充放電に寄与するアルカリ金属類のモル量(B)」に相当することから、(A)から(B)を差し引くことで、「負極へプレドープされたアルカリ金属類の量」が特定できる。   On the other hand, “molar amount of alkali metal calculated from the capacity of the positive electrode active material” is a half cell having a positive electrode of a nonaqueous electrolyte secondary battery and a counter electrode of the alkali metal, and the discharge capacity of the half cell (positive electrode). It can be identified by measuring the amount of alkali metal occlusion in Since the above value corresponds to the above “molar amount of alkali metal contributing to charge / discharge of positive electrode active material (B)”, by subtracting (B) from (A), “pre-doped to negative electrode” The amount of alkali metals can be specified.

なお、本発明の非水電解質二次電池では、上記二次電池用負極は、前述の「正極が有する正極活物質の容量から算出されるアルカリ金属類のモル量」に対して3モル%以上50モル%以下、好ましくは7モル%以上40モル%以下、さらに好ましくは10モル%以上35モル%以下のアルカリ金属類がプレドープされていることが好ましい。上記二次電池用負極に含まれるアルカリ金属およびアルカリ土類金属の合計モル量が上記範囲であると、上記二次電池用負極が安定で、ドープ容量の経時低下が少なく、不活性雰囲気以外で非水電解質二次電池を組み立てることができる。アルカリ金属類の合計モル量が3モル%未満の場合、電池の初回充放電効率が十分に向上しない。また50モル%より大きい場合、負極の活性が高まり、アルゴンなどの不活性雰囲気下で電池を組み立てる必要が生じるため、実用的でない。   In the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the negative electrode for the secondary battery is 3 mol% or more with respect to the aforementioned “molar amount of alkali metals calculated from the capacity of the positive electrode active material possessed by the positive electrode”. It is preferable that 50 mol% or less, preferably 7 mol% or more and 40 mol% or less, more preferably 10 mol% or more and 35 mol% or less of alkali metal is pre-doped. When the total molar amount of alkali metal and alkaline earth metal contained in the negative electrode for secondary battery is in the above range, the negative electrode for secondary battery is stable, there is little decrease in the dope capacity over time, and other than in an inert atmosphere. A non-aqueous electrolyte secondary battery can be assembled. When the total molar amount of alkali metals is less than 3 mol%, the initial charge / discharge efficiency of the battery is not sufficiently improved. On the other hand, if it is larger than 50 mol%, the activity of the negative electrode is increased, and it becomes necessary to assemble the battery in an inert atmosphere such as argon, which is not practical.

なお、上記二次電池用負極については上述したので、非水電解質二次電池の負極以外の構成である、正極、電解液、およびセパレータについて、以下説明する。   In addition, since it mentioned above about the said negative electrode for secondary batteries, it demonstrates below about the positive electrode, electrolyte solution, and separator which are structures other than the negative electrode of a nonaqueous electrolyte secondary battery.

2−1.正極
上記正極は非水電解質二次電池の用途に合わせて適宜選択することができ、たとえば、シート状の集電体と、上記集電体の両面に配置された正極合材層とからなる積層体などとすることができる。
2-1. Positive electrode The positive electrode can be appropriately selected according to the use of the nonaqueous electrolyte secondary battery. For example, a laminate composed of a sheet-like current collector and a positive electrode mixture layer disposed on both surfaces of the current collector It can be a body or the like.

(正極合材層)
正極合材層は、正極活物質が、正極用結着剤(正極用結着剤)で結着された層でありうる。正極活物質は、前記二次電池用負極が負極合材層に有する合金系材料(A)が吸蔵および放出可能なアルカリ金属類の吸蔵および放出が可能な材料であれば限定されず、非水電解質二次電池に通常用いられる正極活物質を利用することができる。具体的には、上記アルカリ金属類がリチウムの場合は、リチウム−マンガン複合酸化物(LiMnなど)、リチウム−ニッケル複合酸化物(LiNiOなど)、リチウム−コバルト複合酸化物(LiCoOなど)、リチウム−鉄複合酸化物(LiFeOなど)、リチウム−ニッケル−マンガン複合酸化物(LiNi0.5Mn0.5など)、リチウム−ニッケル−コバルト複合酸化物(LiNi0.8Co0.2など)、リチウム−ニッケル−コバルト−マンガン複合酸化物、リチウム−遷移金属リン酸化合物(LiFePOなど)、およびリチウム−遷移金属硫酸化合物(LiFe(SO)などが挙げられる。
(Positive electrode mixture layer)
The positive electrode mixture layer may be a layer in which a positive electrode active material is bound by a positive electrode binder (positive electrode binder). The positive electrode active material is not limited as long as the alloy-based material (A) that the negative electrode for secondary battery has in the negative electrode mixture layer is a material that can occlude and release alkali metals that can be occluded and released. A positive electrode active material usually used for an electrolyte secondary battery can be used. Specifically, when the alkali metal is lithium, a lithium-manganese composite oxide (such as LiMn 2 O 4 ), a lithium-nickel composite oxide (such as LiNiO 2 ), or a lithium-cobalt composite oxide (LiCoO 2). Etc.), lithium-iron composite oxide (LiFeO 2 etc.), lithium-nickel-manganese composite oxide (LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 etc.), lithium-nickel-cobalt composite oxide (LiNi 0.8). Co 0.2 O 2 ), lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide, lithium-transition metal phosphate compound (such as LiFePO 4 ), and lithium-transition metal sulfate compound (Li x Fe 2 (SO 4 ) 3 ) And the like.

なお、上記合金系材料(A)が吸蔵および放出可能なアルカリ金属類と、前記プレドープ工程でプレドープされたアルカリ金属類と、上記正極活物質が吸蔵および放出可能なアルカリ金属類と、は同じ元素であることが好ましい。   The alkali metal that can be occluded and released by the alloy material (A), the alkali metal that has been pre-doped in the pre-doping step, and the alkali metal that can be occluded and released by the positive electrode active material are the same elements. It is preferable that

これらの正極活物質は、正極合材層に一種のみ含まれてもよく、二種以上含まれてもよい。正極合材層中の正極活物質の量は、10質量%以上であればよく、30質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがさらに好ましい。また、正極合材層中の正極活物質の量は、99.9質量%以下であればよく、99質量%以下であることが好ましい。   Only one kind of these positive electrode active materials may be contained in the positive electrode mixture layer, or two or more kinds thereof may be contained. The amount of the positive electrode active material in the positive electrode mixture layer may be 10% by mass or more, preferably 30% by mass or more, and more preferably 50% by mass or more. Moreover, the quantity of the positive electrode active material in a positive electrode compound-material layer should just be 99.9 mass% or less, and it is preferable that it is 99 mass% or less.

一方、正極活物質を結着する正極用結着剤は、上記の負極合材層に含まれる結着剤(バインダ(C))などであってもいが、その他の公知の正極用結着剤樹脂でもありうる。公知の正極用結着剤樹脂の例には、シリケート、水ガラスなどの無機化合物や、テフロン(登録商標)、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミドなどの不飽和結合を有さない高分子などが含まれる。これらの高分子の重量平均分子量の下限は、1.0×10であればよく、1.0×10であることが好ましい。これらの高分子の重量平均分子量の上限は、3.0×10であればよく、1.0×10であることが好ましい。 On the other hand, the positive electrode binder for binding the positive electrode active material may be a binder (binder (C)) or the like contained in the negative electrode mixture layer, but other known positive electrode binders. It can also be a resin. Examples of known positive electrode binder resins include inorganic compounds such as silicate and water glass, and polymers having no unsaturated bond such as Teflon (registered trademark), polyvinylidene fluoride, and polyimide. The lower limit of the weight average molecular weight of these polymers may be 1.0 × 10 4 , and is preferably 1.0 × 10 5 . The upper limit of the weight average molecular weight of these polymers may be 3.0 × 10 6 , and is preferably 1.0 × 10 6 .

正極合材層には、電極の導電性を向上させるために、導電助剤が含まれてもよい。導電助剤は、導電性を付与できるものであれば特に制限はないが、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛などの炭素粉末、各種の金属の繊維、粉末、箔などとすることができる。   In order to improve the electroconductivity of an electrode, the conductive support agent may be contained in the positive mix layer. The conductive auxiliary agent is not particularly limited as long as it can impart conductivity, and may be carbon powder such as acetylene black, carbon black, and graphite, various metal fibers, powder, foil, and the like.

正極合材層の厚さは、10μm以上200μm以下であればよい。正極合材層の密度(集電体に積層した単位面積あたりの正極合材層の質量と、厚みから算出される)は、3.0g/cm以上4.5g/cm以下であることが好ましい。 The thickness of the positive electrode mixture layer may be 10 μm or more and 200 μm or less. The density of the positive electrode mixture layer (calculated from the mass and thickness of the positive electrode mixture layer per unit area laminated on the current collector) is 3.0 g / cm 3 or more and 4.5 g / cm 3 or less. Is preferred.

(正極集電体)
正極の集電体としては、通常、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ、チタン、タンタルなどの金属材料や、カーボンクロス、カーボンペーパーなどの炭素材料などを用いることができる。これらのうち、金属材料が好ましく、アルミニウムが特に好ましい。集電体の形状は、集電体が金属材料からなる場合、箔状、円柱状、コイル状、板状、薄膜状でありうる。上記集電体はメッシュ状などであってもよく、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタルなどからなるものであってもよい。一方、集電体が炭素材料からなる場合、その形状は、板状、薄膜状、円柱などとすることができる。中でも、金属薄膜が、現在工業化製品に使用されているため好ましい。
(Positive electrode current collector)
As the current collector for the positive electrode, metal materials such as aluminum, stainless steel, nickel plating, titanium, and tantalum, and carbon materials such as carbon cloth and carbon paper can be used. Of these, metal materials are preferred, and aluminum is particularly preferred. When the current collector is made of a metal material, the shape of the current collector can be a foil shape, a columnar shape, a coil shape, a plate shape, or a thin film shape. The current collector may be in the form of a mesh or the like, and may be made of expanded metal, punch metal, foam metal, or the like. On the other hand, when the current collector is made of a carbon material, the shape can be a plate shape, a thin film shape, a cylinder shape, or the like. Among these, metal thin films are preferable because they are currently used in industrialized products.

正極集電体が薄膜である場合、その厚さは任意であるが、1μm以上とすることができ、3μm以上であることが好ましく、5μm以上であることがより好ましい。上記厚さは、100mm以下であればよく、1mm以下であることが好ましく、50μm以下であることがより好ましい。薄膜である正極集電体の厚さが上記範囲よりも薄いと、集電体として必要な強度が不足するおそれがある。一方で、薄膜である正極集電体の厚さが上記範囲よりも厚いと、取り扱いの容易さが損なわれる恐れがある。   When the positive electrode current collector is a thin film, the thickness is arbitrary, but it can be 1 μm or more, preferably 3 μm or more, and more preferably 5 μm or more. The thickness may be 100 mm or less, preferably 1 mm or less, and more preferably 50 μm or less. If the thickness of the positive electrode current collector that is a thin film is thinner than the above range, the strength required for the current collector may be insufficient. On the other hand, when the thickness of the positive electrode current collector as a thin film is thicker than the above range, the ease of handling may be impaired.

(正極の形成方法)
上述の正極は、前述の正極活物質や正極用結着剤またはその前駆体、および導電助剤などを溶媒に分散させて、正極合材ペーストとし、これを集電体に塗布して得られる。正極合材ペーストの塗布後、必要に応じて溶媒を除去したり、正極用結着剤の前駆体を反応させたりすることによって、正極合材ペーストを乾燥・固化させる。正極合材ペーストの塗布方法や固化方法などは、負極の形成方法と同様でありうる。
(Method for forming positive electrode)
The positive electrode described above is obtained by dispersing the positive electrode active material, positive electrode binder or precursor thereof, and a conductive additive in a solvent to form a positive electrode mixture paste, which is applied to a current collector. . After the application of the positive electrode mixture paste, the positive electrode mixture paste is dried and solidified by removing the solvent or reacting the positive electrode binder as necessary. The method for applying and solidifying the positive electrode mixture paste can be the same as the method for forming the negative electrode.

2−2.電解液
本発明の非水電解質二次電池の電解液は、非水系溶媒に上記アルカリ金属類の塩を溶解させた非水系電解液でありうる。また、この非水系電解液に有機高分子化合物などを添加して、ゲル状、ゴム状、固体シート状にしたものなどでもありうる。
2-2. Electrolyte Solution The electrolyte solution of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention may be a nonaqueous electrolyte solution obtained by dissolving the alkali metal salt in a nonaqueous solvent. Further, it may be a gel, rubber, or solid sheet obtained by adding an organic polymer compound or the like to this non-aqueous electrolyte solution.

非水系電解液には、アルカリ金属類の塩と非水溶媒とが含まれる。アルカリ金属類の塩は、公知のアルカリ金属類の塩の中から、適宜選択して用いることができる。例えば、アルカリ金属類がリチウムであるときは、LiCl、LiBrなどのハロゲン化物、LiBrO、LiClOなどの過ハロゲン酸塩、LiPF、LiBF、LiAsFなどの無機フッ化物塩、リチウムビス(オキサラトホウ酸塩)LiBCなどの無機リチウム塩、LiCFSO、LiCSOなどのパーフルオロアルカンスルホン酸塩、Liトリフルオロスルフォンイミド((CFSONLi)などのパーフルオロアルカンスルホン酸イミド塩などの含フッ素有機リチウム塩とすることができる。電解液には、アルカリ金属類の塩が一種のみ含まれてもよく、二種以上含まれてもよい。非水系電解液中におけるアルカリ金属類の塩の濃度は、0.5M以上2.0M以下とすることができる。 The non-aqueous electrolyte includes an alkali metal salt and a non-aqueous solvent. The alkali metal salt can be appropriately selected from known alkali metal salts. For example, when the alkali metal is lithium, halides such as LiCl and LiBr, perhalogenates such as LiBrO 4 and LiClO 4 , inorganic fluoride salts such as LiPF 6 , LiBF 4 , and LiAsF 6 , lithium bis ( Oxalatoborate) Inorganic lithium salts such as LiBC 4 O 8 , perfluoroalkane sulfonates such as LiCF 3 SO 3 and LiC 4 F 9 SO 3 , Li trifluorosulfonimide ((CF 3 SO 2 ) 2 NLi), etc. Fluorine-containing organic lithium salt such as perfluoroalkanesulfonic acid imide salt. The electrolytic solution may contain only one kind of alkali metal salt or two or more kinds thereof. The concentration of the alkali metal salt in the non-aqueous electrolyte can be 0.5 M or more and 2.0 M or less.

非水系溶媒の例には、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、ビニレンカーボネート(VC)などの環状カーボネート類、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジプロピルカーボネート(DPC)などの鎖状カーボネート類、ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルなどの脂肪族カルボン酸エステル類、γ−ブチロラクトンなどのγ−ラクトン類、1,2−ジメトキシエタン(DME)、1,2−ジエトキシエタン(DEE)、エトキシメトキシエタン(EME)などの鎖状エーテル類、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフランなどの環状エーテル類、ジメチルスルホキシド、1,3−ジオキソラン、ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、アセトニトリル、プロピルニトリル、ニトロメタン、エチルモノグライム、リン酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、メチルスルホラン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、エチルエーテル、1,3−プロパンサルトン、アニソール、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、ブチルジグライム、メチルテトラグライムなどの非プロトン性有機溶媒などが含まれる。電解液には、これらが一種のみ含まれてもよく、二種以上含まれてもよい。   Examples of non-aqueous solvents include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), cyclic carbonates such as vinylene carbonate (VC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl Chain carbonates such as methyl carbonate (EMC) and dipropyl carbonate (DPC), aliphatic carboxylic acid esters such as methyl formate, methyl acetate, methyl propionate and ethyl propionate, and γ-lactones such as γ-butyrolactone Chain ethers such as 1,2-dimethoxyethane (DME), 1,2-diethoxyethane (DEE) and ethoxymethoxyethane (EME), cyclic ethers such as tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfate Hoxide, 1,3-dioxolane, formamide, acetamide, dimethylformamide, dioxolane, acetonitrile, propylnitrile, nitromethane, ethyl monoglyme, phosphate triester, trimethoxymethane, dioxolane derivative, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl -2-imidazolidinone, 3-methyl-2-oxazolidinone, propylene carbonate derivative, tetrahydrofuran derivative, ethyl ether, 1,3-propane sultone, anisole, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, butyl diglyme, methyl tetraglyme And aprotic organic solvents. These electrolytes may contain only one kind or two or more kinds.

また、電解液をゲル状、ゴム状、或いは固体シート状とするための有機高分子化合物の具体例には、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシドなどのポリエーテル系高分子化合物、ポリエーテル系高分子化合物の架橋体高分子、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニルアルコール系高分子化合物、ビニルアルコール系高分子化合物の不溶化物、ポリエピクロルヒドリン、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリビニルピロリドン、ポリビニリデンカーボネート、ポリアクリロニトリルなどのビニル系高分子化合物、ポリ(ω−メトキシオリゴオキシエチレンメタクリレート)、ポリ(ω−メトキシオリゴオキシエチレンメタクリレート−co−メチルメタクリレート)、ポリ(ヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリデン)などのポリマー共重合体などが含まれる。   Specific examples of the organic polymer compound for making the electrolyte into a gel, rubber or solid sheet include polyether polymer compounds such as polyethylene oxide and polypropylene oxide, polyether polymer compounds Cross-linked polymers, vinyl alcohol polymer compounds such as polyvinyl alcohol and polyvinyl butyral, insolubilized products of vinyl alcohol polymer compounds, polyepichlorohydrin, polyphosphazene, polysiloxane, polyvinyl pyrrolidone, polyvinylidene carbonate, polyacrylonitrile and other vinyl Polymer compounds, poly (ω-methoxyoligooxyethylene methacrylate), poly (ω-methoxyoligooxyethylene methacrylate-co-methyl methacrylate), poly (hexafluoropropylene-fluorinated) Polymer copolymers such as vinylidene).

電解液には、更に被膜形成剤が含まれてもよい。被膜形成剤の具体例としては、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、ビニルエチルカーボネート、メチルフェニルカーボネートなどのカーボネート化合物、フルオロエチレンカーボネート、ジフルオロエチレンカーボネート、トリフルオロメチルエチレンカーボネート、ビス(トリフルオロメチル)エチレンカーボネート、1−フルオロエチルメチルカーボネート、エチル1−フルオロエチルカーボネート、フルオロメチルメチルカーボネート、ビス(1−フルオロエチル)カーボネート、ビス(フルオロメチル)カーボネート、エチル2−フルオロエチルカーボネート、ビス(2−フルオロエチル)カーボネート、メチル1,1,1−トリフルオロプロパン−2−イルカーボネート、エチル1,1,1−トリフルオロプロパン−2−イルカーボネート、メチル2,2,2−トリフルオロエチルカーボネート、ビス(1,1,1−トリフルオロプロパン−2−イル)カーボネート、ビス(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネート、エチル3,3,3−トリフルオロプロピルカーボネート、ビス(3,3,3−トリフルオロプロピル)カーボネートなどのフッ素系カーボネート化合物、エチレンサルファイド、プロピレンサルファイドなどのアルケンサルファイド、1,3−プロパンスルトン、1,4−ブタンスルトンなどのスルトン化合物、マレイン酸無水物、コハク酸無水物などの酸無水物などが含まれる。   The electrolytic solution may further contain a film forming agent. Specific examples of the film forming agent include vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, vinyl ethyl carbonate, methyl phenyl carbonate and other carbonate compounds, fluoroethylene carbonate, difluoroethylene carbonate, trifluoromethyl ethylene carbonate, bis (trifluoromethyl) ethylene carbonate. 1-fluoroethyl methyl carbonate, ethyl 1-fluoroethyl carbonate, fluoromethyl methyl carbonate, bis (1-fluoroethyl) carbonate, bis (fluoromethyl) carbonate, ethyl 2-fluoroethyl carbonate, bis (2-fluoroethyl) Carbonate, methyl 1,1,1-trifluoropropan-2-yl carbonate, ethyl 1,1,1-trifluoropro N-2-yl carbonate, methyl 2,2,2-trifluoroethyl carbonate, bis (1,1,1-trifluoropropan-2-yl) carbonate, bis (2,2,2-trifluoroethyl) carbonate , Fluorine-based carbonate compounds such as ethyl 3,3,3-trifluoropropyl carbonate, bis (3,3,3-trifluoropropyl) carbonate, alkene sulfides such as ethylene sulfide and propylene sulfide, 1,3-propane sultone, Examples include sultone compounds such as 1,4-butane sultone, and acid anhydrides such as maleic anhydride and succinic anhydride.

電解液に被膜形成剤が含まれる場合、その含有量は、電解液の構成成分全量(質量)に対して、30質量%以下とすればよく、15質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがさらに好ましく、2質量%以下であることが特に好ましい。被膜形成剤の含有量が多過ぎると、非水電解質二次電池の初期不可逆容量の増加や低温特性、レート特性の低下など、他の電池特性に悪影響を及ぼす場合がある。   When a film forming agent is contained in the electrolytic solution, the content thereof may be 30% by mass or less, preferably 15% by mass or less, and preferably 10% by mass with respect to the total amount (mass) of the components of the electrolytic solution. % Or less is more preferable, and 2% by mass or less is particularly preferable. When the content of the film forming agent is too large, other battery characteristics such as an increase in initial irreversible capacity, low temperature characteristics, and rate characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery may be adversely affected.

2−3.セパレータ
正極と前記二次電池用負極との間には、セパレータが含まれてもよい。セパレータが含まれると、電極間の短絡が防止される。セパレータは、多孔膜や不織布などの多孔性体とすることができる。セパレータの空孔率は、電子やイオンの透過性、セパレータの素材などに応じて適宜設定されるが、30%以上80%以下であることが好ましい。
2-3. Separator A separator may be included between the positive electrode and the negative electrode for a secondary battery. When a separator is included, a short circuit between the electrodes is prevented. The separator can be a porous body such as a porous film or a nonwoven fabric. Although the porosity of a separator is suitably set according to the permeability | transmittance of an electron or ion, the raw material of a separator, etc., it is preferable that they are 30% or more and 80% or less.

セパレータの例には、優れたイオン透過性を有する微多孔性フィルム、ガラス繊維シート、不織布、および織布などが含まれる。また、耐有機溶剤性および疎水性を高める観点からは、セパレータの材料は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフェニレンスルフイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレナフタレート、ポリメチルペンテン、ポリアミド、ポリイミドなどが好ましい。セパレータは、これらの一種のみからなるものであってもよく、二種以上からなるものであってもよい。   Examples of the separator include a microporous film having excellent ion permeability, a glass fiber sheet, a nonwoven fabric, and a woven fabric. Further, from the viewpoint of enhancing the organic solvent resistance and hydrophobicity, the separator material is preferably polypropylene, polyethylene, polyphenylene sulfide, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polymethylpentene, polyamide, polyimide, or the like. A separator may consist only of these 1 type, and may consist of 2 or more types.

セパレータには、安価なポリプロピレンを用いることができる。非水電解質二次電池に耐リフロー性が要求される場合には、セパレータは、熱変形温度が230℃以上のポリプロピレンスルフィド、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリイミドなどであることが好ましい。また、セパレータの厚みは、10μm以上300μm以下とすることができる。   An inexpensive polypropylene can be used for the separator. When the non-aqueous electrolyte secondary battery is required to have reflow resistance, the separator is preferably made of polypropylene sulfide, polyethylene terephthalate, polyamide, polyimide, or the like having a heat distortion temperature of 230 ° C. or higher. Moreover, the thickness of a separator can be 10 micrometers or more and 300 micrometers or less.

以下、実施例を参照して本発明を更に具体的に説明するが、本発明の範囲は実施例の記載に限定されない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the scope of the present invention is not limited to the description of the examples.

本実施例及び比較例で用いた略称の内容を以下に示す。
PAALi:Liで中和したポリアクリル酸
THF:テトラヒドロフラン
BP:ビフェニル
NAP:ナフタレン
The contents of the abbreviations used in the examples and comparative examples are shown below.
PAALi: Polyacrylic acid neutralized with Li THF: Tetrahydrofuran BP: Biphenyl NAP: Naphthalene

本実施例及び比較例における、各種物性の測定方法は、以下の通りである。   The measuring methods of various physical properties in the examples and comparative examples are as follows.

(カルボン酸塩含有ポリマー(C2)の固形分濃度)
カルボン酸塩含有ポリマー(C2)(その質量をwとする)を、熱風乾燥機中150℃で60分間加熱処理して、加熱処理後の質量(その質量をwとする)を測定した。固形分濃度(質量%)は、次式によって算出した。
固形分濃度(質量%)=(w/w)×100
(Solid content concentration of carboxylate-containing polymer (C2))
The carboxylate-containing polymer (C2) (whose mass is w 1 ) was heat-treated in a hot air dryer at 150 ° C. for 60 minutes, and the mass after the heat treatment (its mass is designated as w 2 ) was measured. . The solid content concentration (% by mass) was calculated by the following formula.
Solid content concentration (% by mass) = (w 2 / w 1 ) × 100

(ドープ溶液のリチウムイオン濃度、及びリチウムイオンと直鎖ポリフェニレン化合物(D)のモル比率)
1)各実施例または比較例で調製したドープ溶液を準備した。このドープ溶液に、硫酸および硝酸を添加して加熱することにより有機物を分解した後、イオン交換水で希釈して検液を得た。
2)得られた検液を、後述する測定条件で誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析装置にて分析し、抽出溶液中のリチウムイオンの濃度を定量した。誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析は、例えば以下の条件で行った。
測定装置名:720−ES(アジレント・テクノロジー製)
測定条件:アジレント・テクノロジー社 機器操作マニュアルに従った。
検出器:マルチチャンネルCCD
3)このようにして定量されたリチウムイオンの濃度を、ドープ溶液中の直鎖ポリフェニレン化合物の濃度(仕込み量から算出される濃度)で除して、リチウムイオンと直鎖ポリフェニレン化合物のモル比率を求めた。
(Lithium ion concentration of dope solution and molar ratio of lithium ion to linear polyphenylene compound (D))
1) A dope solution prepared in each example or comparative example was prepared. To this dope solution, sulfuric acid and nitric acid were added and heated to decompose the organic matter, and then diluted with ion-exchanged water to obtain a test solution.
2) The obtained test solution was analyzed with an inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopic analyzer under the measurement conditions described later, and the concentration of lithium ions in the extraction solution was quantified. Inductively coupled plasma (ICP) emission spectrometry was performed, for example, under the following conditions.
Measurement device name: 720-ES (manufactured by Agilent Technologies)
Measurement conditions: Followed the instrument operation manual of Agilent Technologies.
Detector: Multi-channel CCD
3) The lithium ion concentration determined in this way is divided by the concentration of the linear polyphenylene compound in the dope solution (concentration calculated from the charged amount), and the molar ratio of the lithium ion to the linear polyphenylene compound is calculated. Asked.

(ドープ溶液のLi−NMR測定)
1)標準(1M LiCl/DO)溶液を準備し、後述する測定条件で核磁気共鳴(NMR)測定を行い、ケミカルシフト基準を得た。
2)次いで、測定対象となる直鎖ポリフェニレン化合物(D)の溶液を、NMR試料管に入れ、後述する測定条件で核磁気共鳴(NMR)測定した。得られたスペクトルについて、ローレンツ関数分布でピーク分離を行い、前述のケミカルシフト基準と照合して各ピークの中心値、面積を求めた。核磁気共鳴(NMR)は、以下の条件で行った。
測定装置名: 日本電子製ECA500型核磁気共鳴装置
測定核: Li(194MHz)
測定モード: シングルパルス
パルス幅: 45°(6.00μ秒)
ポイント数: 32k
観測範囲: 50ppm(−25ppm〜25ppm)
繰り返し時間: 7.0秒
積算回数: 128回
測定溶媒: Neat
測定温度: 室温(22℃)
ウインドウ関数: exponential(BF:0.2Hz)
ケミカルシフト基準: 1M LiCl/DO:0.00ppm
3)このようにして照合されたスペクトルから得られる、ケミカルシフト値として3ppm〜8ppmの範囲に存在するメインピークをピークAとし、1ppm〜5ppmの範囲に存在するマイナーピークをピークBとし、ケミカルシフト値の差をA−Bを求めた。
( 7 Li-NMR measurement of dope solution)
1) A standard (1M LiCl / D 2 O) solution was prepared, and nuclear magnetic resonance (NMR) measurement was performed under the measurement conditions described later to obtain a chemical shift reference.
2) Next, a solution of the linear polyphenylene compound (D) to be measured was placed in an NMR sample tube, and nuclear magnetic resonance (NMR) measurement was performed under the measurement conditions described later. The obtained spectrum was subjected to peak separation by Lorentz function distribution, and the center value and area of each peak were obtained by collating with the above-mentioned chemical shift standard. Nuclear magnetic resonance (NMR) was performed under the following conditions.
Measurement apparatus name: ECA500 type nuclear magnetic resonance apparatus manufactured by JEOL Measurement nucleus: 7 Li (194 MHz)
Measurement mode: Single pulse Pulse width: 45 ° (6.00 μsec)
Number of points: 32k
Observation range: 50 ppm (-25 ppm to 25 ppm)
Repetition time: 7.0 seconds Integration count: 128 times Measurement solvent: Neat
Measurement temperature: Room temperature (22 ° C)
Window function: exponential (BF: 0.2Hz)
Chemical shift standard: 1M LiCl / D 2 O: 0.00 ppm
3) The chemical shift value obtained from the thus verified spectrum is the chemical shift value, the main peak existing in the range of 3 ppm to 8 ppm as peak A, the minor peak existing in the range of 1 ppm to 5 ppm as peak B, and the chemical shift. The difference in values was obtained as AB.

(負極容量、初回充放電効率)
負極容量および初回充放電効率は、コインセルを用いて評価した。電極は、各実施例及び比較例で作製した直径14.5mmΦの負極と、直径15mmΦのリチウム箔からなる正極を用いた。電解液には、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートの混合溶媒(体積比1:1混合)にLiPFを1mol/lの濃度で溶解したものを用いた。セパレータは、直径16mmΦ、膜厚25μmのポリプロピレン多孔質膜を使用した。
(Negative electrode capacity, initial charge / discharge efficiency)
The negative electrode capacity and the initial charge / discharge efficiency were evaluated using a coin cell. As the electrode, a negative electrode having a diameter of 14.5 mmΦ and a positive electrode made of a lithium foil having a diameter of 15 mmΦ were used. As the electrolytic solution, a solution obtained by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1 mol / l in a mixed solvent of ethylene carbonate and diethyl carbonate (volume ratio 1: 1 mixing) was used. As the separator, a polypropylene porous film having a diameter of 16 mmΦ and a film thickness of 25 μm was used.

これらのコインセルを25℃にて24時間放置後、測定温度25℃、0.05Cで3Vになるまで定電流充電した。まず、コインセルを10分放置後、0.005Vになるまで定電流放電し、その後、0.01Cになるまで定電圧放電を行った。次に放電後のコインセルを10分放置後、0.05C、CCモードで1.2Vになるまで定電流充電を行った。当該充放電時の放電容量を負極へのリチウム挿入時容量、放電後に続いて実施した充電容量をリチウム脱離時容量とした。初回充放電効率は以下の式により算出した。
初回充放電効率(%)=リチウム脱離時容量/リチウム挿入時容量*100
These coin cells were allowed to stand at 25 ° C. for 24 hours and then charged at a constant current until the voltage reached 3 V at a measurement temperature of 25 ° C. and 0.05 C. First, the coin cell was allowed to stand for 10 minutes, and then a constant current discharge was performed until it reached 0.005 V, and then a constant voltage discharge was performed until 0.01 C. Next, the discharged coin cell was allowed to stand for 10 minutes, and then was charged with a constant current until it became 0.05 V and 1.2 V in the CC mode. The discharge capacity at the time of charge / discharge was defined as the capacity at the time of lithium insertion into the negative electrode, and the charge capacity carried out after the discharge was defined as the capacity at the time of lithium desorption. The initial charge / discharge efficiency was calculated by the following equation.
Initial charge / discharge efficiency (%) = Lithium desorption capacity / Lithium insertion capacity * 100

(負極合材層 重量増加率)
リチウムプレドープ前後の積層体重量を秤量し、以下の式により、リチウムプレドープによる負極合材層の重量増加率を算出した。
リチウムプレドープによる負極合材層の重量増加率=
((リチウムプレドープ後の積層体重量―集電体重量)−(リチウムプレドープ前の積層体重量―集電体重量))/(リチウムプレドープ前の積層体重量―集電体重量)*100
(Negative electrode mixture layer weight increase rate)
The weight of the laminate before and after lithium pre-doping was weighed, and the weight increase rate of the negative electrode mixture layer by lithium pre-doping was calculated from the following formula.
Weight increase rate of negative electrode mixture layer by lithium pre-doping =
((Laminated body weight after lithium pre-doping−current collector weight) − (Laminated body weight before lithium pre-doping−Current collector weight)) / (Laminated body weight before lithium pre-doping−Current collector weight) * 100

(負極合材層 厚み増加率)
リチウムプレドープ前後の積層体厚みを測定し、以下式により、リチウムプレドープによる負極合材層の厚み増加率を算出した。
リチウムプレドープによる負極合材層の厚み増加率=
((リチウムプレドープ後の積層体厚み―集電体厚み)−(リチウムプレドープ前の積層体厚み―集電体厚み))/(リチウムプレドープ前の積層体厚み―集電体厚み)*100
(Negative electrode layer thickness increase rate)
The laminate thickness before and after lithium pre-doping was measured, and the rate of increase in thickness of the negative electrode mixture layer by lithium pre-doping was calculated from the following formula.
Thickness increase rate of negative electrode mixture layer by lithium pre-doping =
((Laminated body thickness after lithium pre-doping-current collector thickness)-(Laminated body thickness before lithium pre-doping-current collector thickness)) / (Laminated body thickness before lithium pre-doping-current collector thickness) * 100

〔実施例1〕
<カルボン酸塩含有ポリマー(C2)の調製>
ポリアクリル酸の25%水溶液(和光純薬工業社製、分子量約15万)29.5質量部(固形分0.1モル)に、1mol/Lの水酸化リチウム水溶液92.2質量部(固形分0.09モル)を撹拌しながら滴下することで、中和度90%のポリアクリル酸リチウム水溶液を得た。この水溶液の固形分濃度は7.1%であった。
[Example 1]
<Preparation of carboxylate-containing polymer (C2)>
25% aqueous solution of polyacrylic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., molecular weight of about 150,000) 29.5 parts by mass (solid content 0.1 mol), 92.2 parts by mass of 1 mol / L lithium hydroxide aqueous solution (solid Was added dropwise with stirring to obtain a lithium polyacrylate aqueous solution having a neutralization degree of 90%. The solid content concentration of this aqueous solution was 7.1%.

<負極の作製>
(負極合材層の作製工程)
前記方法で調製した中和度90%のポリアクリル酸ナトリウム水溶液12.2質量部(固形分1質量部)と、0.6質量部の導電助剤アセチレンブラック(電気化学工業製、HS−100)を、電池用コンパウンド攪拌機(プライミクス社製、T.K.ハイビスミックス モデル2P−03)を用いて混練した。得られたペーストに、ケイ素酸化物(信越化学工業製、KSC−1064)、炭素粒子(黒鉛:日立化成株式会社製、MAGD−20)を合計18.4質量部添加し、HOを加えてさらに混練を行い、負極合材ペーストを調製した。活物質であるケイ素酸化物と炭素粒子の体積比率は20:80とした。
<Production of negative electrode>
(Preparation process of negative electrode mixture layer)
12.2 parts by mass of sodium polyacrylate aqueous solution having a neutralization degree of 90% prepared by the above method (solid part 1 part by mass) and 0.6 parts by mass of conductive assistant acetylene black (manufactured by Denki Kagaku Kogyo, HS-100) ) Was kneaded using a battery compound stirrer (Primix Co., Ltd., TK Hibismix Model 2P-03). To the obtained paste, a total of 18.4 parts by mass of silicon oxide (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., KSC-1064) and carbon particles (graphite: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., MAGD-20) is added, and H 2 O is added. Further kneading was performed to prepare a negative electrode mixture paste. The volume ratio of silicon oxide as an active material and carbon particles was 20:80.

この負極合材ペーストを、集電体としてのCu箔(厚さ:18μm)にアプリケータを用いて塗布し、窒素雰囲気下で150℃、5分間熱処理を行って硬化させた。これにより、集電体と負極合材層とが積層された積層体が得られた。乾燥後の負極合材層中の活物質質量は、単位面積当たり4mg/cmであった。 This negative electrode mixture paste was applied to a Cu foil (thickness: 18 μm) as a current collector using an applicator, and cured by heat treatment at 150 ° C. for 5 minutes in a nitrogen atmosphere. Thereby, the laminated body by which the electrical power collector and the negative electrode compound-material layer were laminated | stacked was obtained. The mass of the active material in the negative electrode mixture layer after drying was 4 mg / cm 2 per unit area.

(負極合材層へのリチウムプレドープ工程)
《ドープ溶液の調製》
アルゴン雰囲気下において、THF(和光純薬工業社製、脱酸素グレード)17.7質量部に、BP1.5質量部と、金属リチウム(本城金属製)0.15質量部とを加え、25℃で20分撹拌して、リチウムドープ溶液を調製した。
(Lithium pre-doping process to the negative electrode mixture layer)
<< Preparation of dope solution >>
Under an argon atmosphere, 1.5 parts by mass of BP and 0.15 parts by mass of metallic lithium (manufactured by Honjo Metal) are added to 17.7 parts by mass of THF (made by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., deoxygenated grade). The mixture was stirred for 20 minutes at a temperature to prepare a lithium dope solution.

リチウムドープ溶液のリチウムイオン濃度は0.55mol/Lであり、ビフェニル濃度に対するリチウムイオン濃度の割合は110モル%であった。また、得られたリチウムドープ溶液について、25℃でLi−NMR測定を行った。得られたスペクトルにおいて、ケミカルシフト値が3ppm以上8ppm以下の範囲に存在するメインピーク(ピークA)と、1ppm以上5ppm以下の範囲に存在するマイナーピーク(ピークB)のケミカルシフト値の差(A−B)は、2.7ppmであった。 The lithium ion concentration of the lithium dope solution was 0.55 mol / L, and the ratio of the lithium ion concentration to the biphenyl concentration was 110 mol%. Moreover, about the obtained lithium dope solution, 7 Li-NMR measurement was performed at 25 degreeC. In the obtained spectrum, the difference in chemical shift value between the main peak (peak A) existing in the range of 3 ppm to 8 ppm and the minor peak (peak B) existing in the range of 1 ppm to 5 ppm (A) (A -B) was 2.7 ppm.

《プレドープ》
当該ドープ溶液中に、上記方法で作製した積層体を25℃で15分間浸漬し、この積層体の負極合材層にリチウムをプレドープさせた。積層体をドープ溶液から引き上げた後、積層体に付着したドープ溶液を除去するために、当該積層体をTHFに1分間浸漬した。その後、当該積層体を25℃で5分間真空乾燥することで、集電体とプレドープされた負極合材層とが積層された負極を得た。
《Pre-Dope》
The laminate produced by the above method was immersed in the dope solution at 25 ° C. for 15 minutes, and lithium was pre-doped into the negative electrode mixture layer of this laminate. After lifting the laminate from the dope solution, the laminate was immersed in THF for 1 minute in order to remove the dope solution adhering to the laminate. Then, the said laminated body was vacuum-dried at 25 degreeC for 5 minute (s), and the negative electrode with which the electrical power collector and the pre-doped negative mix layer were laminated | stacked was obtained.

<コインセルの作製>
得られた負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出を行った。結果を表1に示す。
<Production of coin cell>
A coin cell was prepared using the obtained negative electrode, and the initial charge / discharge efficiency was calculated by the method described above. The results are shown in Table 1.

〔実施例2〜4、比較例1〜3〕
<負極の作製>
(負極合材層の作製工程)
負極合材層を有する積層体の作製は、実施例1と同様の方法で行った。
[Examples 2-4, Comparative Examples 1-3]
<Production of negative electrode>
(Preparation process of negative electrode mixture layer)
The laminate having the negative electrode mixture layer was produced in the same manner as in Example 1.

(負極合材層へのリチウムプレドープ工程)
《ドープ溶液の調製》
実施例1のドープ溶液の調製において、THF(和光純薬工業社製、脱酸素グレード)と、BPと、金属リチウム(本城金属製)とを含む溶液の攪拌時間を、表1または2に示されるように変更した以外は同様にして、ドープ溶液を調製した。得られたドープ溶液のリチウムイオン濃度の割合およびLi−NMR測定で得られるスペクトルのケミカルシフト値の差(A−B)を、それぞれ実施例1と同様にして測定した。
(Lithium pre-doping process to the negative electrode mixture layer)
<< Preparation of dope solution >>
In the preparation of the dope solution of Example 1, the stirring time of the solution containing THF (made by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., deoxygenated grade), BP, and metallic lithium (made by Honjo Metal) is shown in Table 1 or 2. A dope solution was prepared in the same manner except that the changes were made. The ratio of the lithium ion concentration of the obtained dope solution and the chemical shift value difference (AB) obtained by 7 Li-NMR measurement were measured in the same manner as in Example 1.

《プレドープ》
得られた負極合材層へのリチウムプレドープは、実施例1と同様の方法で行い、負極を得た。
《Predope》
Lithium pre-doping of the obtained negative electrode mixture layer was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a negative electrode.

<コインセルの作製>
得られた負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出を行った。結果を表1または2に示す。
<Production of coin cell>
A coin cell was prepared using the obtained negative electrode, and the initial charge / discharge efficiency was calculated by the method described above. The results are shown in Table 1 or 2.

〔実施例5、比較例4〕
<負極の作製>
(負極合材層の作製工程)
ケイ素酸化物と炭素粒子の体積比率を表1または2に示されるように変更した以外は実施例1と同様の方法で負極合材ペーストを作製し、集電体と負極合材層とが積層された積層体を得た。
[Example 5, Comparative Example 4]
<Production of negative electrode>
(Preparation process of negative electrode mixture layer)
A negative electrode mixture paste was prepared in the same manner as in Example 1 except that the volume ratio of silicon oxide and carbon particles was changed as shown in Table 1 or 2, and the current collector and the negative electrode mixture layer were laminated. A laminated body was obtained.

(負極合材層へのリチウムプレドープ工程)
負極合材層へのリチウムプレドープは、実施例2と同様のドープ溶液、同様のプレドープ条件にて行い、負極を得た。
(Lithium pre-doping process to the negative electrode mixture layer)
Lithium pre-doping of the negative electrode mixture layer was performed under the same dope solution and the same pre-dope conditions as in Example 2 to obtain a negative electrode.

<コインセルの作製>
得られた負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出を行った。結果を表1または2に示す。
<Production of coin cell>
A coin cell was prepared using the obtained negative electrode, and the initial charge / discharge efficiency was calculated by the method described above. The results are shown in Table 1 or 2.

〔実施例6〜7、比較例5〜6〕
<負極の作製>
(負極合材層の作製工程)
前記方法で調製した中和度90%のポリアクリル酸リチウム水溶液(カルボン酸塩含有ポリマー(C2))の添加量を表1または2に示されるように変更した以外は実施例1と同様の方法で負極合材ペーストを作製し、集電体と負極合材層とが積層された積層体を得た。
[Examples 6-7, Comparative Examples 5-6]
<Production of negative electrode>
(Preparation process of negative electrode mixture layer)
The same method as in Example 1 except that the addition amount of the polyacrylic acid lithium aqueous solution (carboxylate-containing polymer (C2)) having a neutralization degree of 90% prepared by the above method was changed as shown in Table 1 or 2. A negative electrode mixture paste was prepared to obtain a laminate in which a current collector and a negative electrode mixture layer were laminated.

(負極合材層へのリチウムプレドープ工程)
負極合材層へのリチウムプレドープは、実施例2と同様のドープ溶液、同様のプレドープ条件にて行い、負極を得た。
(Lithium pre-doping process to the negative electrode mixture layer)
Lithium pre-doping of the negative electrode mixture layer was performed under the same dope solution and the same pre-dope conditions as in Example 2 to obtain a negative electrode.

<コインセルの作製>
得られた負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出を行った。結果を表1または2に示す。
<Production of coin cell>
A coin cell was prepared using the obtained negative electrode, and the initial charge / discharge efficiency was calculated by the method described above. The results are shown in Table 1 or 2.

〔実施例8〜9〕
<負極の作製>
(負極合材層の作製工程)
負極合材層を有する積層体の作製は、実施例1と同様の方法で行った。
[Examples 8 to 9]
<Production of negative electrode>
(Preparation process of negative electrode mixture layer)
The laminate having the negative electrode mixture layer was produced in the same manner as in Example 1.

(負極合材層へのリチウムプレドープ工程)
《ドープ溶液の調製》
実施例1のドープ溶液の調製において、ドープ溶液におけるBPの濃度を表1に示されるように変更した以外は同様にして、ドープ溶液を調製した。得られたドープ溶液のリチウムイオン濃度の割合およびLi−NMR測定で得られるスペクトルのケミカルシフト値の差(A−B)を、それぞれ実施例1と同様にして測定した。
(Lithium pre-doping process to the negative electrode mixture layer)
<< Preparation of dope solution >>
A dope solution was prepared in the same manner as in the preparation of the dope solution of Example 1, except that the concentration of BP in the dope solution was changed as shown in Table 1. The ratio of the lithium ion concentration of the obtained dope solution and the chemical shift value difference (AB) obtained by 7 Li-NMR measurement were measured in the same manner as in Example 1.

《プレドープ》
得られた負極合材層へのリチウムプレドープは、実施例1と同様の方法で行い、負極を得た。
《Predope》
Lithium pre-doping of the obtained negative electrode mixture layer was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a negative electrode.

<コインセルの作製>
得られた負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出を行った。結果を表1に示す。
<Production of coin cell>
A coin cell was prepared using the obtained negative electrode, and the initial charge / discharge efficiency was calculated by the method described above. The results are shown in Table 1.

〔比較例7〕
<負極の作製>
(負極合材層の作製工程)
負極合材層を有する積層体の作製は、実施例7と同様の方法で行った。
[Comparative Example 7]
<Production of negative electrode>
(Preparation process of negative electrode mixture layer)
The laminate having the negative electrode mixture layer was produced in the same manner as in Example 7.

(負極合材層へのリチウムプレドープ工程)
《ドープ溶液の調製》
アルゴン雰囲気下において、THF(和光純薬工業社製、脱酸素グレード)17.7質量部に、NAP0.5質量部と、金属リチウム(本城金属製)0.07質量部とを加え、25℃で80分撹拌して、リチウムドープ溶液を調製した。
(Lithium pre-doping process to the negative electrode mixture layer)
<< Preparation of dope solution >>
Under an argon atmosphere, 0.5 parts by mass of NAP and 0.07 parts by mass of metallic lithium (manufactured by Honjo Metal) are added to 17.7 parts by mass of THF (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., deoxygenated grade). Stir at 80 ° C. for 80 minutes to prepare a lithium dope solution.

ドープ溶液のリチウムイオン濃度は0.38mol/Lであり、ビフェニル濃度に対するリチウムイオン濃度の割合は190モル%であった。また、得られたドープ溶液について、25℃でLi−NMR測定を行った。得られたスペクトルにおいて、ケミカルシフト値が3ppm以上8ppm以下の範囲に存在するメインピーク(ピークA)と、1ppm以上5ppm以下の範囲に存在するマイナーピーク(ピークB)のケミカルシフト値の差(A−B)は、0.3ppmであった。 The lithium ion concentration of the dope solution was 0.38 mol / L, and the ratio of the lithium ion concentration to the biphenyl concentration was 190 mol%. Moreover, about the obtained dope solution, 7 Li-NMR measurement was performed at 25 degreeC. In the obtained spectrum, the difference in chemical shift value between the main peak (peak A) existing in the range of 3 ppm to 8 ppm and the minor peak (peak B) existing in the range of 1 ppm to 5 ppm (A) (A -B) was 0.3 ppm.

《プレドープ》
得られた負極合材層へのリチウムプレドープは、実施例4と同様の方法で行い、負極を得た。
《Pre-Dope》
Lithium pre-doping into the obtained negative electrode mixture layer was performed in the same manner as in Example 4 to obtain a negative electrode.

<コインセルの作製>
得られた負極を用いてコインセルを作製し、前述の方法で初回充放電効率の算出および、負極合材層の重量増加率、厚み増加率の算出を行った。結果を表3に示す。
<Production of coin cell>
A coin cell was prepared using the obtained negative electrode, and the initial charge / discharge efficiency and the weight increase rate and thickness increase rate of the negative electrode mixture layer were calculated by the above-described methods. The results are shown in Table 3.

Figure 2018170251
Figure 2018170251

Figure 2018170251
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Figure 2018170251
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表1に示されるように、合金系材料(A)と、炭素粒子(B)と、バインダ(C)とを含む負極合材層であって、合金系材料(A)および炭素粒子(B)の合計に対する合金系材料(A)の割合が10体積%以上60体積%以下であり、かつバインダ(C)の量が、負極合材層の全質量に対して4質量%以上13質量%以下の範囲である負極合材層を、直鎖ポリフェニレン化合物(D)とリチウムイオンとを含み、リチウムイオンの濃度の直鎖ポリフェニレン化合物(D)の濃度に対して100モル%以上150モル%未満である溶液でプレドープして得た実施例1〜9の負極は、初回充放電効率が高いことがわかる。   As shown in Table 1, a negative electrode mixture layer containing an alloy-based material (A), carbon particles (B), and a binder (C), the alloy-based material (A) and the carbon particles (B) The proportion of the alloy-based material (A) with respect to the total of 10% by volume to 60% by volume and the amount of the binder (C) is 4% by mass to 13% by mass with respect to the total mass of the negative electrode mixture layer The negative electrode mixture layer in the range of 100 to 100 mol% with respect to the concentration of the linear polyphenylene compound (D) containing the linear polyphenylene compound (D) and lithium ions and having a lithium ion concentration. It can be seen that the negative electrodes of Examples 1 to 9 obtained by pre-doping with a certain solution have high initial charge / discharge efficiency.

これに対し、表2に示されるように、上記負極合材層を、リチウムイオンの濃度が、直鎖ポリフェニレン化合物(D)の濃度に対して110モル%未満または150モル%以上である溶液でプレドープして得た比較例1〜3の負極は、初期充放電効率が低いことがわかる。   On the other hand, as shown in Table 2, the negative electrode mixture layer was formed of a solution having a lithium ion concentration of less than 110 mol% or 150 mol% or more with respect to the concentration of the linear polyphenylene compound (D). It can be seen that the negative electrodes of Comparative Examples 1 to 3 obtained by pre-doping have low initial charge / discharge efficiency.

また、負極合材層における合金系材料(A)および炭素粒子(B)の合計に対する合金系材料(A)の割合が60体積%以上である比較例4の電極は、本願のドープ溶液でプレドープしても、初回充放電効率が低いことがわかる。   The electrode of Comparative Example 4 in which the ratio of the alloy material (A) to the total of the alloy material (A) and the carbon particles (B) in the negative electrode mixture layer is 60% by volume or more is pre-doped with the dope solution of the present application. Even so, it can be seen that the initial charge / discharge efficiency is low.

また、負極合材層におけるバインダ(C)の量が、負極合材層の全質量に対して4質量%未満または13質量%超である比較例5〜6の電極は、本願のドープ溶液でプレドープしても、初回充放電効率が低いことがわかる。   Further, the electrodes of Comparative Examples 5 to 6 in which the amount of the binder (C) in the negative electrode mixture layer is less than 4% by mass or more than 13% by mass with respect to the total mass of the negative electrode mixture layer is the dope solution of the present application. It can be seen that the initial charge and discharge efficiency is low even when pre-doping.

また、表3に示されるように、負極合材層を、ナフタレンとリチウムイオンとを含み、かつリチウムイオンの濃度が、ナフタレンの濃度に対して150モル%以上である溶液でプレドープして得た比較例7の負極は、プレドープにより負極の重量および体積が増大したことがわかる。これに対し、実施例4の負極は、プレドープにより負極の重量および体積が増大が少ないことがわかる。   Further, as shown in Table 3, the negative electrode composite material layer was obtained by pre-doping with a solution containing naphthalene and lithium ions and having a lithium ion concentration of 150 mol% or more with respect to the naphthalene concentration. As for the negative electrode of the comparative example 7, it turns out that the weight and volume of the negative electrode increased by pre dope. On the other hand, the negative electrode of Example 4 shows that the weight and volume of a negative electrode increase little by pre dope.

本発明の非水電解質二次電池は、初回充放電効率が高く、エネルギー密度が高い。したがって、上記非水電解質二次電池は、各種用途に適用可能である。   The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention has high initial charge / discharge efficiency and high energy density. Therefore, the non-aqueous electrolyte secondary battery can be applied to various uses.

Claims (16)

プレドープされたアルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む負極合材層を有する非水電解質二次電池用負極の製造方法であって、
アルカリ金属またはアルカリ土類金属を吸蔵可能なケイ素またはスズを含む合金系材料(A)、炭素粒子(B)およびバインダ(C)を含む負極合材層であって、前記負極合材層に含まれる前記合金系材料(A)および前記炭素粒子(B)の体積の合計を100体積%としたときの前記合金系材料(A)の体積が10体積%以上60体積%未満であり、前記バインダ(C)の量が、前記負極合材層100質量%に対して4質量%以上13質量%以下である負極合材層を得る工程と、
前記負極合材層を、直鎖ポリフェニレン化合物(D)とアルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンとを含むドープ溶液と接触させて、前記プレドープされたアルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む負極合材層を得る工程と、
を含み、
前記ドープ溶液は、前記直鎖ポリフェニレン化合物(D)の全モル数100モル%に対して、前記アルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンを100モル%以上150モル%未満含む、非水電解質二次電池用負極の製造方法。
A method for producing a negative electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery having a negative electrode mixture layer containing a pre-doped alkali metal or alkaline earth metal,
An alloy-based material (A) containing silicon or tin capable of occluding an alkali metal or alkaline earth metal, a negative electrode composite layer containing carbon particles (B) and a binder (C), and included in the negative electrode composite layer The volume of the alloy material (A) is 10% by volume or more and less than 60% by volume when the total volume of the alloy material (A) and the carbon particles (B) is 100% by volume. A step of obtaining a negative electrode mixture layer in which the amount of (C) is 4% by mass to 13% by mass with respect to 100% by mass of the negative electrode mixture layer;
The negative electrode composite material containing the pre-doped alkali metal or alkaline earth metal by bringing the negative electrode composite material layer into contact with a dope solution containing the linear polyphenylene compound (D) and alkali metal ions or alkaline earth metal ions. Obtaining a layer;
Including
The dope solution contains the alkali metal ion or alkaline earth metal ion in an amount of 100 mol% or more and less than 150 mol% with respect to 100 mol% of the total number of moles of the linear polyphenylene compound (D). A method for producing a negative electrode for a battery.
前記ドープ溶液を、20℃以上30℃以下でLi−NMR測定して得られるスペクトルにおいて、ケミカルシフト値が3ppm以上8ppm以下の範囲に存在するメインピークをピークA、ケミカルシフト値が1ppm以上5ppm以下の範囲に存在するマイナーピークをピークBとしたとき、前記ピークAと前記ピークBのケミカルシフト値の差(A−B)が1.5超3未満である、請求項1に記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。 In the spectrum obtained by 7 Li-NMR measurement of the dope solution at 20 ° C. or more and 30 ° C. or less, the main peak existing in the range of 3 ppm or more and 8 ppm or less in chemical shift is peak A, and the chemical shift value is 1 ppm or more and 5 ppm. When the minor peak existing in the following range is defined as peak B, the chemical shift value difference (AB) between peak A and peak B is more than 1.5 and less than 3, wherein A method for producing a negative electrode for a water electrolyte secondary battery. 前記直鎖ポリフェニレン化合物(D)は、ビフェニル、ターフェニルまたはそれらの誘導体である、請求項1または2に記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。   The method for producing a negative electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the linear polyphenylene compound (D) is biphenyl, terphenyl or a derivative thereof. 前記ドープ溶液は、前記直鎖ポリフェニレン化合物(D)を溶解させた溶媒に、前記アルカリ金属または前記アルカリ土類金属を投入した後、2時間以下撹拌して得られる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。   The said dope solution is obtained by stirring for 2 hours or less, after throwing the said alkali metal or the said alkaline-earth metal into the solvent in which the said linear polyphenylene compound (D) was dissolved. A method for producing a negative electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1. 前記溶媒は、テトラヒドロフランである、請求項4に記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。   The method for producing a negative electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 4, wherein the solvent is tetrahydrofuran. 前記ドープ溶液における前記直鎖ポリフェニレン化合物(D)の濃度は、0.1mol/L以上4.0mol/L以下である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the concentration of the linear polyphenylene compound (D) in the dope solution is 0.1 mol / L or more and 4.0 mol / L or less. Manufacturing method for negative electrode. 前記合金系材料(A)は、SiO(0.5≦x≦1.5)で表されるケイ素酸化物である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。 The non-aqueous electrolyte secondary according to claim 1, wherein the alloy material (A) is a silicon oxide represented by SiO x (0.5 ≦ x ≦ 1.5). A method for producing a negative electrode for a battery. 前記ケイ素酸化物の少なくとも一部は、炭素材料により被覆されており、
前記被覆する炭素材料の質量は、前記負極合材層に含まれる前記ケイ素酸化物の全質量に対して2質量%以上50質量%以下である、請求項7に記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。
At least a part of the silicon oxide is coated with a carbon material,
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 7, wherein a mass of the carbon material to be coated is 2% by mass or more and 50% by mass or less with respect to a total mass of the silicon oxide included in the negative electrode mixture layer. Manufacturing method for negative electrode.
前記炭素粒子(B)は、天然黒鉛、人造黒鉛、炭素被覆黒鉛からなる群から選ばれる少なくとも一種を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。   The said carbon particle (B) of the negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries as described in any one of Claims 1-8 containing at least 1 type chosen from the group which consists of natural graphite, artificial graphite, and carbon covering graphite. Production method. 前記バインダ(C)は、イミド結合含有ポリマー(C1)またはカルボン酸塩含有ポリマー(C2)を含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池用負極の製造方法。   The said binder (C) is a manufacturing method of the negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries as described in any one of Claims 1-9 containing an imide bond containing polymer (C1) or a carboxylate salt containing polymer (C2). . 請求項1〜10のいずれか一項に記載の製造方法により負極を得る工程と、
前記負極、正極、および電解液を備えた非水電解質二次電池を得る工程と、
を含み、
前記正極が有する正極活物質の容量から算出されるアルカリ金属及びアルカリ土類金属のモル量より、満充電時の負極に含まれるアルカリ金属及びアルカリ土類金属の合計モル量が多い、非水電解質二次電池の製造方法。
A step of obtaining a negative electrode by the production method according to claim 1;
Obtaining a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the negative electrode, the positive electrode, and an electrolyte;
Including
A non-aqueous electrolyte in which the total molar amount of alkali metal and alkaline earth metal contained in the negative electrode at full charge is larger than the molar amount of alkali metal and alkaline earth metal calculated from the capacity of the positive electrode active material of the positive electrode A method for manufacturing a secondary battery.
プレドープされたアルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法であって、
アルカリ金属またはアルカリ土類金属を吸蔵可能なケイ素またはスズを含む合金系材料(A)からなる負極活物質を、直鎖ポリフェニレン化合物(D)とアルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンとを含むドープ溶液と接触させて、前記プレドープされたアルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む負極活物質を得る工程を含み、
前記ドープ溶液は、前記直鎖ポリフェニレン化合物(D)の全モル数100モル%に対して、前記アルカリ金属イオンまたはアルカリ土類金属イオンを100モル%以上150モル%未満含む、非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法。
A method for producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a pre-doped alkali metal or alkaline earth metal,
A negative electrode active material made of an alloy material (A) containing silicon or tin capable of occluding an alkali metal or an alkaline earth metal is doped with a linear polyphenylene compound (D) and an alkali metal ion or an alkaline earth metal ion Contacting with a solution to obtain a negative electrode active material comprising the pre-doped alkali metal or alkaline earth metal,
The dope solution contains the alkali metal ion or alkaline earth metal ion in an amount of 100 mol% or more and less than 150 mol% with respect to 100 mol% of the total number of moles of the linear polyphenylene compound (D). A method for producing a negative electrode active material for a battery.
前記ドープ溶液を、20℃以上30℃以下でLi−NMR測定して得られるスペクトルにおいて、ケミカルシフト値が3ppm以上8ppm以下の範囲に存在するメインピークをピークA、ケミカルシフト値が1ppm以上5ppm以下の範囲に存在するマイナーピークをピークBとしたとき、前記ピークAと前記ピークBのケミカルシフト値の差(A−B)が1.5超3未満である、請求項12に記載の非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法。 In the spectrum obtained by 7 Li-NMR measurement of the dope solution at 20 ° C. or more and 30 ° C. or less, the main peak existing in the range of 3 ppm or more and 8 ppm or less in chemical shift is peak A, and the chemical shift value is 1 ppm or more and 5 ppm. The non-limiting according to claim 12, wherein a difference (A-B) in chemical shift value between the peak A and the peak B is more than 1.5 and less than 3 when a minor peak existing in the following range is defined as the peak B. A method for producing a negative electrode active material for a water electrolyte secondary battery. 前記直鎖ポリフェニレン化合物(D)は、ビフェニル、ターフェニルまたはそれらの誘導体である、請求項12または13に記載の非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法。   The method for producing a negative electrode active material for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 12 or 13, wherein the linear polyphenylene compound (D) is biphenyl, terphenyl or a derivative thereof. 前記ケイ素またはスズを含む合金系材料は、SiO(0.5≦x≦1.5)で表されるケイ素酸化物である、請求項12〜14のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法。 The non-aqueous electrolyte according to claim 12, wherein the alloy-based material containing silicon or tin is a silicon oxide represented by SiO x (0.5 ≦ x ≦ 1.5). A method for producing a negative electrode active material for a secondary battery. 前記ケイ素酸化物の少なくとも一部は、炭素材料により被覆されている、請求項15に記載の非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法。   The method for producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 15, wherein at least a part of the silicon oxide is coated with a carbon material.
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