JP2018206472A - Lithium ion battery - Google Patents

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Shingo Ito
真吾 伊藤
翔 檜山
Sho Hiyama
翔 檜山
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Abstract

To provide a lithium ion battery excellent in discharge rate characteristics.SOLUTION: A lithium ion battery comprises a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte. The positive electrode has a collector and a positive electrode mixture formed on the collector. The positive electrode mixture has a positive electrode active material and a conductive material. The conductive material contains acetylene black whose coarse particle ratio is 1 ppm or lower. Preferably, the positive electrode active material is a layered lithium-nickel-manganese-cobalt composite oxide. Also preferably, the average particle diameter of the acetylene black is 20 to 100 nm.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、リチウムイオン電池に関するものである。   The present invention relates to a lithium ion battery.

リチウムイオン電池は、高エネルギー密度の二次電池であり、その特性を活かして、ノートパソコンや携帯電話等のポータブル機器の電源に使用されている。近年、リチウムイオン二次電池は、ポータブル機器用等にとどまらず、電気自動車、ハイブリッド型電気自動車等の用途にも期待が寄せられている。電気自動車やハイブリッド型電気自動車では、エンジン始動時など、瞬間的に大電流を必要とするため、リチウムイオン電池には優れた出力特性が要求されている。   Lithium ion batteries are secondary batteries with high energy density, and are used as power sources for portable devices such as notebook computers and mobile phones, taking advantage of their characteristics. In recent years, lithium ion secondary batteries are expected to be used not only for portable devices but also for electric vehicles, hybrid electric vehicles, and the like. Since electric vehicles and hybrid electric vehicles require a large current instantaneously at the time of engine start, for example, excellent output characteristics are required for lithium ion batteries.

例えば、特許文献1には、出力特性を向上する目的として、正極導電材にカーボンナノファイバを添加したリチウムイオン電池が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a lithium ion battery in which carbon nanofibers are added to a positive electrode conductive material for the purpose of improving output characteristics.

また、特許文献2には、電池の内部抵抗を低減し、大電流での出力特性を向上させることを目的として、正極に活性炭を添加した電池が開示されている。   Patent Document 2 discloses a battery in which activated carbon is added to a positive electrode for the purpose of reducing internal resistance of the battery and improving output characteristics at a large current.

特開2004−220909号公報JP 2004-220909 A 特開2007−317583号公報JP 2007-317583 A

しかしながら、本発明者の検討によれば、導電材の種類だけでなく、導電材の一特性が出力特性に影響することが明らかとなった。   However, according to the study of the present inventor, it has been clarified that not only the kind of the conductive material but also one characteristic of the conductive material affects the output characteristic.

本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたものであり、出力特性に優れるリチウムイオン電池を提供することである。   An object of the present invention has been made in view of the above problems, and is to provide a lithium ion battery having excellent output characteristics.

本発明者らは、リチウムイオン電池の出力特性が、導電材の種類だけでなく、導電材の粗粒分にも影響を受け、粗粒分が多い場合には、出力特性が低下する恐れがあることを明らかとした。
本発明の一実施の形態に係るリチウムイオン電池は、正極、負極、及び電解液を備えるリチウムイオン電池であって、前記正極は、集電体と前記集電体に形成された正極合剤とを有し、前記正極合剤は、正極活物質と導電材とを有し、前記導電材は、粗粒分が1ppm以下のアセチレンブラックを含有する。
ここで、粗粒分とは、目開き45μmのふるい(330メッシュ)に掛けたときの、取り除けなかった粗粒の残量を示す。1ppmは、百万分の一であり、1mg/Kgである。
また、本発明に係るリチウムイオン電池は、正極活物質が、層状型リチウム・ニッケル・マンガン・コバルト複合酸化物(NMC)であると好ましい。
また、本発明に係るリチウムイオン電池は、アセチレンブラックの平均粒子径が、20〜100nmであると好ましい。
The inventors of the present invention are affected by not only the type of conductive material but also the coarse particle content of the conductive material, and there is a risk that the output characteristic will deteriorate when the coarse particle content is large. It was clarified that there was.
The lithium ion battery which concerns on one embodiment of this invention is a lithium ion battery provided with a positive electrode, a negative electrode, and electrolyte solution, Comprising: The said positive electrode is a positive electrode mixture formed in the collector and the said collector. The positive electrode mixture has a positive electrode active material and a conductive material, and the conductive material contains acetylene black having a coarse particle content of 1 ppm or less.
Here, the coarse particle content indicates the remaining amount of coarse particles that could not be removed when passed through a sieve (330 mesh) having an opening of 45 μm. 1 ppm is one millionth and is 1 mg / Kg.
In the lithium ion battery according to the present invention, the positive electrode active material is preferably a layered lithium / nickel / manganese / cobalt composite oxide (NMC).
In the lithium ion battery according to the present invention, the average particle diameter of acetylene black is preferably 20 to 100 nm.

本発明のリチウムイオン電池は、出力特性に優れるリチウムイオン電池を提供することができる。   The lithium ion battery of the present invention can provide a lithium ion battery having excellent output characteristics.

実施例のリチウムイオン電池の放電レートと放電容量比の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the discharge rate and discharge capacity ratio of the lithium ion battery of an Example. 実施例のリチウムイオン電池の直流抵抗(DCR)の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the direct current | flow resistance (DCR) of the lithium ion battery of an Example. 円柱状のリチウムイオン二次電池の構成の一例を示す断面斜視図である。It is a cross-sectional perspective view which shows an example of a structure of a cylindrical lithium ion secondary battery.

以下の実施の形態において、A〜Bとして範囲を示す場合には、特に明示した場合を除き、A以上、B以下を示すものとする。   In the following embodiments, when ranges are shown as A to B, A or more and B or less are shown unless otherwise specified.

まず、リチウムイオン電池(以下、リチウムイオン二次電池ともいう)の概要について簡単に説明する。リチウムイオン二次電池は、電池容器と、その内部に収容されている、正極、負極、セパレータ及び電解液を有している。正極と負極との間にはセパレータが配置されている。   First, an outline of a lithium ion battery (hereinafter also referred to as a lithium ion secondary battery) will be briefly described. The lithium ion secondary battery includes a battery container and a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an electrolytic solution housed therein. A separator is disposed between the positive electrode and the negative electrode.

リチウムイオン電池を充電する際には、正極と負極との間に充電器を接続する。充電時においては、正極活物質内に挿入されているリチウムイオンが脱離し、電解液中に放出される。電解液中に放出されたリチウムイオンは、電解液中を移動し、微多孔質膜からなるセパレータを通過して、負極に到達する。この負極に到達したリチウムイオンは、負極を構成する負極活物質内に挿入される。   When charging the lithium ion battery, a charger is connected between the positive electrode and the negative electrode. At the time of charging, lithium ions inserted into the positive electrode active material are desorbed and released into the electrolytic solution. The lithium ions released into the electrolytic solution move in the electrolytic solution, pass through a separator made of a microporous film, and reach the negative electrode. The lithium ions that have reached the negative electrode are inserted into the negative electrode active material constituting the negative electrode.

放電する際には、正極と負極の間に外部負荷を接続する。放電時においては、負極活物質内に挿入されていたリチウムイオンが脱離して電解液中に放出される。このとき、負極から電子が放出される。そして、電解液中に放出されたリチウムイオンは、電解液中を移動し、微多孔質膜からなるセパレータを通過して、正極に到達する。この正極に到達したリチウムイオンは、正極を構成する正極活物質内に挿入される。このとき、正極活物質にリチウムイオンが挿入することにより、正極に電子が流れ込む。このようにして、負極から正極に電子が移動することにより放電が行われる。   When discharging, an external load is connected between the positive electrode and the negative electrode. At the time of discharging, the lithium ions inserted into the negative electrode active material are desorbed and released into the electrolytic solution. At this time, electrons are emitted from the negative electrode. Then, the lithium ions released into the electrolytic solution move in the electrolytic solution, pass through a separator made of a microporous film, and reach the positive electrode. The lithium ions reaching the positive electrode are inserted into the positive electrode active material constituting the positive electrode. At this time, when lithium ions are inserted into the positive electrode active material, electrons flow into the positive electrode. In this way, discharge is performed by the movement of electrons from the negative electrode to the positive electrode.

このように、リチウムイオンを正極活物質と負極活物質との間で挿入、脱離することにより、充放電することができる。なお、実際のリチウムイオン電池の構成例については、後述する(例えば、図3参照)。   Thus, charging / discharging can be performed by inserting and desorbing lithium ions between the positive electrode active material and the negative electrode active material. A configuration example of an actual lithium ion battery will be described later (see, for example, FIG. 3).

次いで、本実施の形態のリチウムイオン二次電池の構成要素である正極、負極、電解液、セパレータ及びその他の構成部材に関し順次説明する。   Next, a positive electrode, a negative electrode, an electrolytic solution, a separator, and other constituent members that are constituent elements of the lithium ion secondary battery of the present embodiment will be sequentially described.

1.正極
本実施の形態においては、以下に示す正極を有する。本実施の形態の正極(正極板)は、集電体およびその表面に形成された正極合剤よりなる。正極合剤は、少なくとも正極活物質を含む層であり、本実施の形態においては、正極活物質として、層状型リチウム・ニッケル・マンガン・コバルト複合酸化物を含む。この正極合剤は正極活物質に加え、導電材としてアセチレンブラックを含み、例えば集電体の両面に形成(塗布)されている。
1. Positive electrode In this embodiment, the positive electrode shown below is included. The positive electrode (positive electrode plate) of the present embodiment is composed of a current collector and a positive electrode mixture formed on the surface thereof. The positive electrode mixture is a layer containing at least a positive electrode active material, and in the present embodiment, the positive electrode active material contains a layered lithium-nickel-manganese-cobalt composite oxide. This positive electrode mixture contains acetylene black as a conductive material in addition to the positive electrode active material, and is formed (coated) on, for example, both surfaces of the current collector.

(a)正極活物質
正極合剤は、少なくとも正極活物質を含む層であり、本実施の形態においては、正極活物質として、層状型リチウム・ニッケル・マンガン・コバルト複合酸化物(NMC)を含む。このNMCを用いることで、高容量であり、かつ安全性にも優れるリチウムイオン二次電池とすることができる。
(A) Positive electrode active material The positive electrode mixture is a layer containing at least a positive electrode active material, and in the present embodiment, a positive electrode active material contains a layered lithium-nickel-manganese-cobalt composite oxide (NMC). . By using this NMC, a lithium ion secondary battery having a high capacity and excellent safety can be obtained.

また、正極活物質としては、層状型リチウム・ニッケル・マンガン・コバルト複合酸化物(以下NMCという)に加え、スピネル型リチウム・マンガン酸化物を含むリチウム含有複合金属酸化物、オリビン型リチウム酸化物、カルコゲン化合物、二酸化マンガン等を含んでいてもよい。これらの中でも、リチウム含有複合金属酸化物を用いることが好ましい。リチウム含有複合金属酸化物は、リチウムと遷移金属とを含む金属酸化物または該金属酸化物中の遷移金属の一部が異種元素によって置換された金属酸化物である。ここで、異種元素としては、Na、Mg、Sc、Y、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Cr、Pb、Sb、B等が挙げられ、Mn、Al、Co、Ni、Mg等が好ましい。異種元素は1種でもよくまたは2種以上でもよい。リチウム含有複合金属酸化物としては、例えば、LiCoO、LiNiO、LiCoNi1−Y、LiCo1−YOz、LiNi1−Y、LiMPO、LiMPOF(上記各式中、MはNa、Mg、Sc、Y、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Cr、Pb、Sb、VおよびBよりなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を示す。X=0〜1.2、Y=0〜0.9、Z=2.0〜2.3である。)等が挙げられる。
ここで、リチウムのモル比を示すXの値は、充放電により増減する。また、オリビン型リチウム酸化物としては、LiFePO等が挙げられる。カルコゲン化合物としては、二硫化チタン、二硫化モリブデン等が挙げられる。正極活物質は1種を単独で使用してもよく、また、上記のように2種以上を併用してもよい。
In addition to the layered lithium / nickel / manganese / cobalt composite oxide (hereinafter referred to as NMC), the positive electrode active material includes a lithium-containing composite metal oxide containing spinel type lithium / manganese oxide, an olivine type lithium oxide, It may contain a chalcogen compound, manganese dioxide or the like. Among these, it is preferable to use a lithium-containing composite metal oxide. The lithium-containing composite metal oxide is a metal oxide containing lithium and a transition metal or a metal oxide in which a part of the transition metal in the metal oxide is substituted with a different element. Here, examples of the different elements include Na, Mg, Sc, Y, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al, Cr, Pb, Sb, and B, and Mn, Al, Co, Ni, Mg or the like is preferable. One kind or two or more kinds of different elements may be used. The lithium-containing composite metal oxide, for example, Li X CoO 2, Li X NiO 2, Li X Co Y Ni 1-Y O 2, Li X Co Y M 1-Y Oz, Li X Ni 1-Y M Y O Z , LiMPO 4 , Li 2 MPO 4 F (in the above formulas, M is Na, Mg, Sc, Y, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al, Cr, Pb, Sb, V, and B) And at least one element selected from the group consisting of X = 0 to 1.2, Y = 0 to 0.9, and Z = 2.0 to 2.3.
Here, the value of X indicating the molar ratio of lithium is increased or decreased by charging and discharging. Examples of the olivine type lithium oxide include LiFePO 4 . Examples of the chalcogen compound include titanium disulfide and molybdenum disulfide. One positive electrode active material may be used alone, or two or more positive electrode active materials may be used in combination as described above.

NMCとしては、以下の組成式(化1)で表されるものを用いることが好ましい。
Li(1+δ)MnNiCo(1−X−Y−Z)・・・(化1)
上記組成式(化1)において、(1+δ)はLi(リチウム)の組成比、XはMn(マンガン)の組成比、YはNi(ニッケル)の組成比、(1−X−Y−Z)はCo(コバルト)の組成比を示す。Zは、元素Mの組成比を示す。O(酸素)の組成比は2である。
As NMC, those represented by the following composition formula (Formula 1) are preferably used.
Li (1 + δ) Mn X Ni Y Co (1-XYZ) M Z O 2 (Chemical Formula 1)
In the above composition formula (Chemical formula 1), (1 + δ) is a composition ratio of Li (lithium), X is a composition ratio of Mn (manganese), Y is a composition ratio of Ni (nickel), (1-XYZ) Indicates the composition ratio of Co (cobalt). Z represents the composition ratio of the element M. The composition ratio of O (oxygen) is 2.

元素Mは、Ti(チタン)、Zr(ジルコニウム)、Nb(ニオブ)、Mo(モリブデン)、W(タングステン)、Al(アルミニウム)、Si(シリコン)、Ga(ガリウム)、Ge(ゲルマニウム)およびSn(錫)よりなる群から選択される少なくとも1種の元素である。   The element M includes Ti (titanium), Zr (zirconium), Nb (niobium), Mo (molybdenum), W (tungsten), Al (aluminum), Si (silicon), Ga (gallium), Ge (germanium), and Sn. It is at least one element selected from the group consisting of (tin).

上記組成比について、−0.15<δ<0.15、0.1<X≦0.5、0.6<X+Y+Z≦1.0、0≦Z≦0.1である。   The composition ratios are −0.15 <δ <0.15, 0.1 <X ≦ 0.5, 0.6 <X + Y + Z ≦ 1.0, and 0 ≦ Z ≦ 0.1.

以下に、正極合剤および集電体について詳細に説明する。正極合剤は、正極活物質や結着剤等を含有し、集電体上に形成される。その形成方法に制限はないが例えば次のように形成される。(a)正極活物質、(b)導電材、(c)結着剤、必要に応じて用いられる(d)増粘剤、および(e)その他の添加剤を、混合してシート状にし、これを集電体に圧着する(乾式法)。また、正極活物質、導電材、結着剤、必要に応じて用いられる増粘剤、およびその他の添加剤を、分散溶媒に溶解または分散させてスラリーとし、これを集電体に塗布し、乾燥する(湿式法)。   Hereinafter, the positive electrode mixture and the current collector will be described in detail. The positive electrode mixture contains a positive electrode active material, a binder, and the like, and is formed on the current collector. Although there is no restriction | limiting in the formation method, it forms as follows, for example. (A) positive electrode active material, (b) conductive material, (c) binder, (d) thickener used as required, and (e) other additives are mixed into a sheet, This is crimped to a current collector (dry method). Further, a positive electrode active material, a conductive material, a binder, a thickener used as necessary, and other additives are dissolved or dispersed in a dispersion solvent to form a slurry, which is applied to a current collector, Dry (wet method).

(a)正極活物質の粒子としては、塊状、多面体状、球状、楕円球状、板状、針状、柱状等のものが用いられる。中でも、一次粒子が凝集して、二次粒子を形成して成り、その二次粒子の形状が球状ないし楕円球状であるものが好ましい。   (A) As the particles of the positive electrode active material, those in the form of a lump, polyhedron, sphere, ellipsoid, plate, needle, column or the like are used. Among them, it is preferable that the primary particles are aggregated to form secondary particles, and the shape of the secondary particles is spherical or elliptical.

電池のような電気化学素子においては、その充放電に伴い、電極中の活物質が膨張収縮をするため、そのストレスによる活物質の破壊や導電パスの切断等の劣化が生じやすい。
そのため一次粒子のみの単一粒子を用いるよりも、一次粒子が凝集して、二次粒子を形成したものを用いる方が、膨張収縮のストレスを緩和し、上記劣化を防ぐことができるため好ましい。また、板状等の軸配向性の粒子よりも球状ないし楕円球状の粒子を用いる方が、電極内における配向が少なくなるため、充放電時の電極の膨張収縮が小さくなり好ましい。また、電極の形成時において、導電材等の他の材料とも均一に混合されやすいため好ましい。
In an electrochemical element such as a battery, the active material in the electrode expands and contracts as it is charged / discharged, so that the active material is easily damaged by the stress or the conductive path is broken.
For this reason, it is preferable to use particles in which primary particles are aggregated to form secondary particles, rather than using single particles of only primary particles, because the stress of expansion and contraction can be relieved and the above deterioration can be prevented. In addition, it is preferable to use spherical or oval spherical particles rather than plate-like particles having axial orientation, since the orientation in the electrode is reduced, so that the expansion and contraction of the electrode during charge / discharge is reduced. Further, it is preferable because other materials such as a conductive material are easily mixed uniformly when forming the electrode.

正極活物質に適用するNMC粒子の平均粒子径d50(一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合には二次粒子の平均粒子径d50)について、その範囲は次のとおりである。範囲の下限は、0.1μm以上、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上、さらに好ましくは3μm以上であり、上限は、20μm以下、好ましくは18μm以下、より好ましくは16μm以下、さらに好ましくは15μm以下である。上記下限未満では、タップ密度(充填性)が低下し、所望のタップ密度が得られなくなる恐れがあり、上記上限を超えると粒子内のリチウムイオンの拡散に時間がかかるため、電池性能の低下を招く恐れがある。また、上記上限を超えると、電極の形成時において、結着剤や導電材等の他の材料との混合性が低下する恐れがある。よって、この混合物をスラリー化し塗布する際に、均一に塗布できず、スジを引く等の問題を生ずる場合がある。ここで、正極活物質として、異なる平均粒子径d50をもつものを2種類以上混合することで、タップ密度(充填性)を向上させてもよい。なお、平均粒子径d50は、レーザー回折・散乱法により求めた粒度分布から求めることができる。   The range of the average particle diameter d50 of the NMC particles applied to the positive electrode active material (the average particle diameter d50 of the secondary particles when primary particles are aggregated to form secondary particles) is as follows. . The lower limit of the range is 0.1 μm or more, preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, further preferably 3 μm or more, and the upper limit is 20 μm or less, preferably 18 μm or less, more preferably 16 μm or less, and even more preferably. Is 15 μm or less. If it is less than the above lower limit, the tap density (fillability) may be lowered, and a desired tap density may not be obtained. If the upper limit is exceeded, it takes time to diffuse lithium ions in the particles, so that the battery performance is lowered. There is a risk of inviting. On the other hand, when the above upper limit is exceeded, there is a possibility that the mixing property with other materials such as a binder and a conductive material may be lowered during the formation of the electrode. Therefore, when this mixture is slurried and applied, it may not be applied uniformly, which may cause problems such as streaking. Here, the tap density (fillability) may be improved by mixing two or more positive electrode active materials having different average particle diameters d50. The average particle diameter d50 can be obtained from the particle size distribution obtained by the laser diffraction / scattering method.

一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合における一次粒子の平均粒子径について、その範囲は次のとおりである。範囲の下限は、0.01μm以上、好ましくは0.05μm以上、より好ましくは0.08μm以上、さらに好ましくは0.1μm以上であり、上限は、3μm以下、好ましくは2μm以下、より好ましくは1μm以下、さらに好ましくは0.6μm以下である。上記上限を超えると球状の二次粒子が形成し難くなり、タップ密度(充填性)の低下や、比表面積の低下により、出力特性等の電池性能が低下する恐れがある。また、上記下限未満では、結晶性の低下により、充放電の可逆性が劣化する等の問題を生ずる恐れがある。   The range of the average particle diameter of the primary particles in the case where the primary particles are aggregated to form secondary particles is as follows. The lower limit of the range is 0.01 μm or more, preferably 0.05 μm or more, more preferably 0.08 μm or more, further preferably 0.1 μm or more, and the upper limit is 3 μm or less, preferably 2 μm or less, more preferably 1 μm. Hereinafter, it is more preferably 0.6 μm or less. When the above upper limit is exceeded, it becomes difficult to form spherical secondary particles, and battery performance such as output characteristics may be reduced due to a decrease in tap density (fillability) and a decrease in specific surface area. Moreover, if it is less than the said minimum, there exists a possibility of producing problems, such as the reversibility of charging / discharging degrading by crystallinity fall.

NMC等の正極活物質の粒子のBET比表面積について、その範囲は次のとおりである。範囲の下限は、0.1m/g以上、好ましくは0.3m/g以上、より好ましくは0.4m/g以上であり、上限は、4.0m/g以下、好ましくは2.5m/g以下、より好ましくは1.5m/g以下である。上記下限未満では、電池性能が低下する恐れがある。上記上限を超えるとタップ密度が上がりにくくなり、結着剤や導電材等の他の材料との混合性が低下する恐れがある。よって、この混合物をスラリー化し塗布する際の塗布性が劣化する恐れがある。BET比表面積は、BET法により求められた比表面積(単位gあたりの面積)である。 The range of the BET specific surface area of the positive electrode active material particles such as NMC is as follows. The lower limit of the range is 0.1 m 2 / g or more, preferably 0.3 m 2 / g or more, more preferably 0.4 m 2 / g or more, and the upper limit is 4.0 m 2 / g or less, preferably 2 .5m 2 / g, more preferably at most 1.5 m 2 / g. If it is less than the said minimum, there exists a possibility that battery performance may fall. When the above upper limit is exceeded, the tap density is difficult to increase, and the miscibility with other materials such as a binder and a conductive material may be reduced. Therefore, there is a possibility that applicability at the time of slurrying and applying this mixture is deteriorated. The BET specific surface area is a specific surface area (area per unit g) determined by the BET method.

(b)導電材
本発明では、正極用の導電材としては、粗粒分が1ppm以下のアセチレンブラックを含有する。
(B) Conductive Material In the present invention, the positive electrode conductive material contains acetylene black having a coarse particle content of 1 ppm or less.

ここで、粗粒分とは、目開き45μmのふるい(330メッシュ)に掛けたときの、取り除けなかった粗粒の残量を示す。1ppmは、百万分の一であり、1mg/Kgである。JIS K6218−3(ゴム用カーボンブラック−付随的特性−第3部:ふるい残分の求め方)に準じて測定することができる。   Here, the coarse particle content indicates the remaining amount of coarse particles that could not be removed when passed through a sieve (330 mesh) having an opening of 45 μm. 1 ppm is one millionth and is 1 mg / Kg. It can be measured in accordance with JIS K6218-3 (carbon black for rubber-incidental characteristics-part 3: how to determine sieve residue).

上記アセチレンブラックは、平均粒子径が20nm以上、100nm以下の粒子が好ましく、この粒子径範囲であれば特に制限はない。ここで粒子とは、例えば、粒状、フレーク状、球状、柱状、不規則形状などが挙げられる。上記「粒状」とは、不規則形状のものではなくほぼ等しい寸法をもつ形状である(JIS Z2500:2000参照)。上記「フレーク状(片状)」とは、板のような形状であり(JIS Z2500:2000参照)、鱗のように薄い板状であることから鱗片状とも言われる。ここで、本明細書においては、SEM観察の結果から解析を行い、アスペクト比(粒子径a/平均厚さt)が2〜100の範囲をフレーク状(片状)とする。ここでいう粒子径aは、片状の粒子を平面視したときの面積Sの平方根として定義するものとし、これを、本明細書において、粒子径とする。上記「球状」とは、ほぼ球に近い形状である(JIS Z2500:2000参照)。また、形状は必ずしも真球状である必要はなく、粒子の長径(DL)と短径(DS)との比(DL)/(DS)(球状係数あるいは真球度と言うことがある)が1.0〜1.2の範囲にあるものを含み、この場合、粒子径とは長径(DL)を指すものとする。上記「柱状」とは、略円柱、略多角柱等が挙げられ、粒子径とは柱の高さを指すものとする。   The acetylene black is preferably particles having an average particle size of 20 nm or more and 100 nm or less, and is not particularly limited as long as it is in this particle size range. Here, examples of the particles include granular, flake-like, spherical, columnar, and irregular shapes. The “granular” is not an irregular shape but a shape having almost equal dimensions (see JIS Z2500: 2000). The “flake shape (strip shape)” is a plate-like shape (see JIS Z2500: 2000) and is also referred to as a scale-like shape because it is a thin plate shape like a scale. Here, in this specification, it analyzes from the result of SEM observation, and makes the range whose aspect-ratio (particle diameter a / average thickness t) 2-100 is flake shape (piece shape). The particle diameter a here is defined as the square root of the area S when the flaky particles are viewed in plan, and this is defined as the particle diameter in this specification. The “spherical shape” is a shape that is almost a sphere (see JIS Z2500: 2000). Further, the shape does not necessarily need to be spherical, and the ratio of the major axis (DL) to the minor axis (DS) of the particles (DL) / (DS) (sometimes referred to as spherical coefficient or sphericity) is 1. In this case, the particle diameter refers to the long diameter (DL). Examples of the “columnar shape” include a substantially columnar shape and a substantially polygonal column, and the particle diameter refers to the height of the column.

導電材に含まれるアセチレンブラックは平均粒子径が100nmを超えると、正極活物質との接触点が少なくなって活物質間の導電網が阻害され、電池の入出力特性が低下する傾向がある。また、平均粒子径が20nm未満になると、正極合剤中での分散性が悪くなり、アセチレンブラックの偏析等の悪影響によって電池性能の低下が顕著になる。このように、アセチレンブラックの平均粒子径は、20nm以上、100nm以下が好ましいが、30nm以上、80nm以下であることより好ましく、40nm以上、60nm以下であることがさらに好ましい。   When the average particle diameter of acetylene black contained in the conductive material exceeds 100 nm, the number of contact points with the positive electrode active material is reduced, the conductive network between the active materials is hindered, and the input / output characteristics of the battery tend to deteriorate. On the other hand, when the average particle size is less than 20 nm, the dispersibility in the positive electrode mixture is deteriorated, and the battery performance is significantly deteriorated due to an adverse effect such as segregation of acetylene black. As described above, the average particle diameter of acetylene black is preferably 20 nm or more and 100 nm or less, more preferably 30 nm or more and 80 nm or less, and further preferably 40 nm or more and 60 nm or less.

なお、導電材の平均粒子径は、20万倍で撮影した走査型電子顕微鏡により撮影し、画像内粒子像の全ての径を測定した算術平均粒子径である。   Note that the average particle diameter of the conductive material is an arithmetic average particle diameter obtained by photographing with a scanning electron microscope photographed at a magnification of 200,000 and measuring all the diameters of the in-image particle images.

導電材の含有量は、正極合剤の全量に対して、0.2質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましく、1質量%以上がさらに好ましい、導電材の含有量の上限は、30質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましい。上記範囲内であると、電池容量および入出力特性に優れたものとなる。   The content of the conductive material is preferably 0.2% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and further preferably 1% by mass or more, based on the total amount of the positive electrode mixture. The upper limit of the content of the conductive material Is preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and still more preferably 10% by mass or less. Within the above range, the battery capacity and input / output characteristics are excellent.

さらに、上記導電材に含まれるアセチレンブラックの含有量は、導電性と高容量化の観点から、正極合剤全量に対して、0.1質量%以上、15質量%以下が好ましく、1質量%以上、10質量%以下がより好ましく、2質量%以上、5質量%以下がさらに好ましい。上記範囲内であると、電池容量および入出力特性に優れたものとなる。   Furthermore, the content of acetylene black contained in the conductive material is preferably 0.1% by mass or more and 15% by mass or less, and preferably 1% by mass with respect to the total amount of the positive electrode mixture, from the viewpoint of conductivity and high capacity. As mentioned above, 10 mass% or less is more preferable, and 2 mass% or more and 5 mass% or less are more preferable. Within the above range, the battery capacity and input / output characteristics are excellent.

(c)結着剤
(c)正極用の結着剤としては、特に限定されず、塗布法により正極合剤を形成する場合には、分散溶媒に対する溶解性や分散性が良好な材料が選択される。具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、芳香族ポリアミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子;SBR(スチレン−ブタジエンゴム)、NBR(アクリロニトリル−ブタジエンゴム)、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム等のゴム状高分子;スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体またはその水素添加物、EPDM(エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体)、スチレン・エチレン・ブタジエン・エチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体またはその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子;シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等の軟質樹脂状高分子;ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン・フッ化ビニリデン共重合体等のフッ素系高分子;アルカリ金属イオン(特にリチウムイオン)のイオン伝導性を有する高分子組成物等が挙げられる。なお、これらのうち、1種を単独で用いてもよく、2種以上のものを組み合わせて用いてもよい。正極の安定性の観点から、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)やポリテトラフルオロエチレン・フッ化ビニリデン共重合体等のフッ素系高分子を用いることが好ましい。
(C) Binder (c) The binder for the positive electrode is not particularly limited. When the positive electrode mixture is formed by a coating method, a material having good solubility and dispersibility in the dispersion solvent is selected. Is done. Specific examples include resin polymers such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, polyimide, aromatic polyamide, cellulose, and nitrocellulose; SBR (styrene-butadiene rubber), NBR (acrylonitrile-butadiene rubber), fluorine Rubbery polymers such as rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, ethylene-propylene rubber; styrene / butadiene / styrene block copolymer or hydrogenated product thereof, EPDM (ethylene / propylene / diene terpolymer), styrene / Thermoplastic elastomeric polymers such as ethylene / butadiene / ethylene copolymers, styrene / isoprene / styrene block copolymers or hydrogenated products thereof; syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyacetic acid Soft resinous polymers such as Nyl, ethylene / vinyl acetate copolymer, propylene / α-olefin copolymer; polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene, fluorinated polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene / ethylene Fluoropolymers such as copolymers and polytetrafluoroethylene / vinylidene fluoride copolymers; polymer compositions having ion conductivity of alkali metal ions (particularly lithium ions), and the like. Of these, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. From the viewpoint of the stability of the positive electrode, it is preferable to use a fluorine-based polymer such as polyvinylidene fluoride (PVDF) or a polytetrafluoroethylene / vinylidene fluoride copolymer.

正極合剤の全量に対する結着剤の含有量は、0.1質量%以上が好ましく、1質量%以上がより好ましく、3質量%以上がさらに好ましい。上限は、50質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましく、30質量%以下がさらに好ましく、10質量%以下が特に好ましい。上記範囲とすることで、サイクル特性等の電池性能をより良好なものとすることができる。   The content of the binder with respect to the total amount of the positive electrode mixture is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and further preferably 3% by mass or more. The upper limit is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, further preferably 30% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or less. By setting it as the said range, battery performance, such as cycling characteristics, can be made more favorable.

(d)増粘剤
(d)増粘剤は、スラリーの粘度を調製するために使用される。分散溶媒として、水系溶媒を用いる場合、増粘剤を用いることが好ましいが、有機系溶媒を用いる場合には、用いなくてもよい。
(D) Thickener (d) The thickener is used to adjust the viscosity of the slurry. When an aqueous solvent is used as the dispersion solvent, it is preferable to use a thickener, but when an organic solvent is used, it may not be used.

上記湿式法や乾式法を用いて集電体上に形成された層は、正極活物質の充填密度を向上させるため、ハンドプレスやローラープレス等により圧密化することが好ましい。   In order to improve the packing density of the positive electrode active material, the layer formed on the current collector using the wet method or the dry method is preferably consolidated by a hand press, a roller press, or the like.

(集電体)
正極用の集電体の材質としては特に制限はなく、具体例としては、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属材料が挙げられる。中でもアルミニウムが好ましい。
(Current collector)
There is no restriction | limiting in particular as a material of the electrical power collector for positive electrodes, As a specific example, metal materials, such as aluminum and stainless steel, are mentioned. Of these, aluminum is preferable.

集電体の形状としては特に制限はなく、種々の形状に加工された材料を用いることができる。具体例としては、金属材料(例えば、Al)については、金属箔、金属薄膜、エキスパンドメタル、等が挙げられる。中でも、金属薄膜を用いることが好ましい。なお、薄膜は適宜メッシュ状に形成してもよい。金属薄膜の厚さは任意であるが、その範囲は次のとおりである。範囲の下限は、1μm以上、好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上であり、上限は、1mm以下、好ましくは100μm以下、より好ましくは50μm以下である。上記下限未満では、集電体として必要な強度が不足する場合がある。また、上記上限を超えると可撓性が低下し、加工性が劣化する恐れがある。   There is no restriction | limiting in particular as a shape of an electrical power collector, The material processed into various shapes can be used. Specific examples of the metal material (for example, Al) include a metal foil, a metal thin film, and an expanded metal. Among these, it is preferable to use a metal thin film. In addition, you may form a thin film suitably in mesh shape. Although the thickness of a metal thin film is arbitrary, the range is as follows. The lower limit of the range is 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and the upper limit is 1 mm or less, preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less. If it is less than the said minimum, intensity | strength required as a collector may be insufficient. Moreover, when the said upper limit is exceeded, flexibility will fall and workability may deteriorate.

(正極合剤密度)
正極合剤密度の範囲は、入出力特性の観点から、2.4g/cm以上、3.3g/cm以下であることが好ましく、正極合剤の集電体への片面塗布量は、80g/m以上、200g/m以下であることが好ましく、90g/m以上、150g/m以下であることがより好ましい。
(Positive electrode mixture density)
The range of the density of the positive electrode mixture is preferably 2.4 g / cm 3 or more and 3.3 g / cm 3 or less from the viewpoint of input / output characteristics. It is preferably 80 g / m 2 or more and 200 g / m 2 or less, and more preferably 90 g / m 2 or more and 150 g / m 2 or less.

2.負極
本実施の形態においては、以下に示す負極を有する。本実施の形態の負極(負極板)は、集電体及びその表面に形成された負極合剤よりなる。負極合剤は、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵、放出可能な負極活物質を含有する。
2. Negative electrode In this embodiment, the negative electrode shown below is included. The negative electrode (negative electrode plate) of the present embodiment is composed of a current collector and a negative electrode mixture formed on the surface thereof. The negative electrode mixture contains a negative electrode active material that can electrochemically occlude and release lithium ions.

以下に、負極合剤及び集電体について詳細に説明する。負極合剤は、負極活物質や結着剤等を含有し、集電体上に形成される。その形成方法に制限はないが例えば次のように形成される。(a)負極活物質、(b)導電材、(c)結着剤、(d)必要に応じて用いられる増粘剤、及びその他の添加剤を、混合してシート状にし、これを集電体に圧着する(乾式法)。また、正極活物質、導電材、結着剤、必要に応じて用いられる増粘剤、及びその他の添加剤を、分散溶媒に溶解又は分散させてスラリーとし、これを集電体の表面に塗布し、乾燥する(湿式法)。この負極合剤は、例えば、集電体の両面に形成(塗布)されていてもよい。   Hereinafter, the negative electrode mixture and the current collector will be described in detail. The negative electrode mixture contains a negative electrode active material and a binder, and is formed on the current collector. Although there is no restriction | limiting in the formation method, it forms as follows, for example. (A) a negative electrode active material, (b) a conductive material, (c) a binder, (d) a thickener used as necessary, and other additives are mixed to form a sheet, which is collected. Crimp to electrical body (dry method). Moreover, a positive electrode active material, a conductive material, a binder, a thickener used as necessary, and other additives are dissolved or dispersed in a dispersion solvent to form a slurry, which is applied to the surface of the current collector. And dry (wet method). This negative electrode mixture may be formed (coated) on both surfaces of the current collector, for example.

(a)負極活物質
(a)負極活物質としては、例えば、易黒鉛化炭素を用いる。易黒鉛化炭素は、800℃以上の熱処理によって黒鉛化する易黒鉛化性を有する。これに対し、難黒鉛化炭素は、2800℃以上の熱処理によっても黒鉛化が進みにくい難黒鉛化性を有する。これは、易黒鉛化炭素が、層状構造を形成しやすい原子配列構成であり、難黒鉛化炭素と比較して、比較的低温の熱処理によって容易に黒鉛構造に変化する性質を有するためである。
(A) Negative electrode active material (a) As the negative electrode active material, for example, graphitizable carbon is used. Graphitizable carbon has graphitization properties that graphitize by heat treatment at 800 ° C. or higher. On the other hand, non-graphitizable carbon has non-graphitization property that hardly graphitizes even by heat treatment at 2800 ° C. or higher. This is because graphitizable carbon has an atomic arrangement structure that easily forms a layered structure, and has a property of easily changing to a graphite structure by heat treatment at a relatively low temperature as compared with non-graphitizable carbon.

易黒鉛化炭素は、熱重量測定(TG)により求められる空気気流中550℃の質量が25℃の質量に対して75%以上を有し、650℃の質量が25℃の質量に対して20%以下である。   The graphitizable carbon has a mass of 550 ° C. of 75% or more with respect to the mass of 25 ° C. in the air stream determined by thermogravimetry (TG), and the mass of 650 ° C. is 20% of the mass of 25 ° C. % Or less.

電池性能上の観点から、空気気流中550℃の質量が25℃の質量に対して85%以上を有し、650℃の質量が25℃の質量に対して10%以下であることがより好ましい。
さらには、空気気流中550℃の質量が25℃の質量に対して95%以上を有し、650℃の質量が25℃の質量に対して5%未満であることが好ましい。
From the viewpoint of battery performance, it is more preferable that the mass at 550 ° C in the air stream has 85% or more with respect to the mass at 25 ° C, and the mass at 650 ° C is 10% or less with respect to the mass at 25 ° C. .
Furthermore, it is preferable that the mass of 550 ° C. in the air stream is 95% or more with respect to the mass of 25 ° C., and the mass of 650 ° C. is less than 5% with respect to the mass of 25 ° C.

空気気流中550℃の質量が25℃の質量に対して75%未満の場合、入出力特性が低下し、650℃の質量が25℃の質量に対して20%を超える場合、寿命特性が低下する。ここでの熱重量測定は、TG分析装置(例えば、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製、TG/DTA6200)を用いて測定することができる。例えば、10mgの試料を採取し、乾燥空気300mL/分の流通下でアルミナをリファレンスとして、昇温速度を1℃/分とし、各温度での質量の測定を行う。   When the mass at 550 ° C. in the air stream is less than 75% with respect to the mass at 25 ° C., the input / output characteristics are degraded, and when the mass at 650 ° C. exceeds 20% with respect to the mass at 25 ° C., the life characteristics are degraded. To do. The thermogravimetric measurement here can be measured using a TG analyzer (for example, TG / DTA6200, manufactured by SII Nano Technology Co., Ltd.). For example, a sample of 10 mg is taken, and the mass is measured at each temperature at a temperature rising rate of 1 ° C./min with alumina as a reference under a flow of dry air of 300 mL / min.

易黒鉛化炭素の形成方法としては、例えば、易黒鉛化性を示す材料を、800℃以上の不活性雰囲気中で焼成し、ついで、これをジェットミル、振動ミル、ピンミル、ハンマーミル等の既知の方法により粉砕し、5〜30μmの範囲となるように平均粒子径を調整することで上記易黒鉛化炭素を得ることができる。   As a method for forming graphitizable carbon, for example, a material exhibiting graphitizable properties is fired in an inert atmosphere at 800 ° C. or higher, and then this is known in a jet mill, a vibration mill, a pin mill, a hammer mill or the like. The graphitizable carbon can be obtained by pulverizing by the above method and adjusting the average particle diameter so as to be in the range of 5 to 30 μm.

上記易黒鉛化性を示す材料としては、特に制限はないが、熱可塑性樹脂、ナフタレン、アントラセン、フェナントロレン、コールタール、タールピッチ等が挙げられ、好ましくは、石炭系コールタールや石油系タールを用いる。   The material exhibiting graphitizability is not particularly limited, and examples thereof include thermoplastic resins, naphthalene, anthracene, phenanthrolen, coal tar, tar pitch, etc., preferably coal-based coal tar or petroleum-based tar. Is used.

ここで、上記易黒鉛化炭素は、X線広角回折法により得られるC軸方向の面間隔d002値が、0.34nm以上、0.40nm以下であると定義する。   Here, the graphitizable carbon is defined as having a surface spacing d002 value in the C-axis direction obtained by an X-ray wide angle diffraction method of 0.34 nm or more and 0.40 nm or less.

上記易黒鉛化炭素は、X線広角回折法により得られるC軸方向の面間隔d002値が、0.34nm以上、0.36nm未満であることが好ましく、0.341nm以上、0.355nm以下であることがより好ましく、0.342nm以上、0.35nm以下であることがさらに好ましい。
上記易黒鉛化炭素はリチウムイオン電池用の負極活物質としてそのまま使用可能であるが、粉砕条件によっては比表面積が大きいことが予想され、所望の特性が発現しない場合がある。そのため、上記易黒鉛化炭素の表面上に炭素層等を形成させることにより、以下の(1)〜(3)に示す物性に調整することが好ましい。
The graphitizable carbon preferably has a surface spacing d002 value in the C-axis direction obtained by an X-ray wide angle diffraction method of 0.34 nm or more and less than 0.36 nm, and is 0.341 nm or more and 0.355 nm or less. More preferably, it is 0.342 nm or more and 0.35 nm or less.
Although the graphitizable carbon can be used as it is as a negative electrode active material for a lithium ion battery, a specific surface area is expected to be large depending on pulverization conditions, and desired characteristics may not be exhibited. Therefore, it is preferable to adjust the physical properties shown in the following (1) to (3) by forming a carbon layer or the like on the surface of the graphitizable carbon.

(1)平均粒子径(d50)について、その範囲は以下の通りである。5〜30μmであることが好ましく、10〜25μmであることがより好ましく、12〜23μmであることがさらに好ましい。   (1) About the average particle diameter (d50), the range is as follows. It is preferably 5 to 30 μm, more preferably 10 to 25 μm, and still more preferably 12 to 23 μm.

上記上限以下であると、電極面に凹凸が発生しにくく、電池の短絡を抑制できるとともに、粒子表面から内部へのLiの拡散距離が比較的短くなるためリチウムイオン電池の入出力特性が向上する傾向がある。また、上記下限以上であれば、比表面積を適正な範囲とすることができ、リチウムイオン電池の初回充放電効率が優れるとともに、粒子同士の接触が良く入出力特性に優れる傾向がある。   If it is below the above upper limit, unevenness on the electrode surface is unlikely to occur, the short circuit of the battery can be suppressed, and the Li diffusion distance from the particle surface to the inside becomes relatively short, so the input / output characteristics of the lithium ion battery are improved. Tend. Moreover, if it is more than the said minimum, a specific surface area can be made into an appropriate range, and while it is excellent in the initial charge-and-discharge efficiency of a lithium ion battery, there exists a tendency for the contact of particle | grains to be good and input / output characteristics to be excellent.

なお、粒度分布は界面活性剤を含んだ精製水に試料を分散させ、レーザー回折式粒度分布測定装置(株式会社島津製作所製SALD−3000J)で測定することができ、平均粒子径は50%dとして算出する。   The particle size distribution can be measured with a laser diffraction particle size distribution measuring device (SALD-3000J, manufactured by Shimadzu Corporation) by dispersing the sample in purified water containing a surfactant, and the average particle size is 50% d. Calculate as

(2)窒素吸着測定より求められるBET比表面積(測定温度:77K)について、その範囲は以下の通りである。1.0〜5.0m/gであることが好ましく、1.3〜4.0m/gであることがより好ましく、1.5〜3.0m/gであることがさらに好ましい。上記下限以上であれば入出力特性に優れ、上記上限以下であると、初期の電池容量の損失が少なく、寿命特性に優れる。 (2) About the BET specific surface area (measurement temperature: 77K) calculated | required from nitrogen adsorption measurement, the range is as follows. Preferably 1.0~5.0m is 2 / g, more preferably 1.3~4.0m 2 / g, more preferably from 1.5~3.0m 2 / g. If it is at least the above lower limit, the input / output characteristics are excellent.

なお、窒素吸着での比表面積は、77Kでの窒素吸着測定により得た吸着等温線からBET法を用いて求めることができる。   In addition, the specific surface area by nitrogen adsorption can be calculated | required using BET method from the adsorption isotherm obtained by the nitrogen adsorption measurement at 77K.

(3)相対圧0.03までの二酸化炭素吸着量(測定温度:273K)について、その範囲は以下の通りである。0.01〜4.0cm/gであることが好ましく、0.05〜1.5cm/gであることがより好ましく、0.1〜1.2cm/gであることがさらに好ましい。 (3) Regarding the carbon dioxide adsorption amount (measurement temperature: 273 K) up to a relative pressure of 0.03, the ranges are as follows. Preferably 0.01~4.0cm 3 / is g, more preferably 0.05~1.5cm 3 / g, further preferably 0.1~1.2cm 3 / g.

なお、二酸化炭素吸着での比表面積は、273Kでの二酸化炭素吸着測定により得た吸着等温線からBET法を用いて求めることができる。上記下限以上であれば入力特性に優れ、上記上限以下であると、初回付加逆容量の損失が少なく、寿命特性に優れる。   In addition, the specific surface area by carbon dioxide adsorption can be calculated | required using a BET method from the adsorption isotherm obtained by the carbon dioxide adsorption measurement by 273K. If it is above the lower limit, the input characteristics are excellent, and if it is below the upper limit, the loss of the initial additional reverse capacity is small and the life characteristics are excellent.

このように、易黒鉛化炭素は、熱重量測定(TG)より求められる空気気流中550℃の質量が25℃の質量に対して75%以上を有し、650℃の質量が25℃の質量に対して20%以下である核となる易黒鉛化炭素の表面上に炭素層を形成したものであってもよい。   Thus, graphitizable carbon has a mass of 550 ° C. of 75% or more with respect to a mass of 25 ° C. in an air stream determined by thermogravimetry (TG), and a mass of 650 ° C. of 25 ° C. Alternatively, a carbon layer may be formed on the surface of graphitizable carbon serving as a nucleus of 20% or less.

上記炭素層は、例えば、熱処理により炭素質を残す有機化合物(炭素前駆体)を上記易黒鉛化炭素の表面に付着させた後、焼成することで形成することができる。易黒鉛化炭素の表面に有機化合物を付着させる方法としては、特に制限されないが、例えば、有機化合物を溶媒に溶解、又は分散させた混合溶液に核となる易黒鉛化炭素を分散、混合した後、溶媒を除去する湿式方式、易黒鉛化炭素と有機化合物を固体同士で混合し、その混合物に力学エネルギーを加え付着させる乾式方式、CVD法等の気相法などが挙げられる。中でも、均一かつ反応系の制御が容易で、易黒鉛化炭素の形状が維持できるという観点から、湿式方式が好ましい。   The carbon layer can be formed, for example, by attaching an organic compound (carbon precursor) that remains carbonaceous by heat treatment to the surface of the graphitizable carbon, and then firing. The method for attaching the organic compound to the surface of the graphitizable carbon is not particularly limited. For example, after the graphitizable carbon serving as a nucleus is dispersed and mixed in a mixed solution obtained by dissolving or dispersing the organic compound in a solvent. Examples include a wet method for removing a solvent, a dry method in which graphitizable carbon and an organic compound are mixed together as solids, and mechanical energy is applied to the mixture to adhere, and a vapor phase method such as a CVD method. Among these, the wet method is preferable from the viewpoint of being uniform and easy to control the reaction system and maintaining the shape of graphitizable carbon.

上記有機化合物としては、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂等の高分子化合物などを用いることができ、特に制限されないが、熱可塑性の高分子化合物を用いることが好ましい。
熱可塑性の高分子化合物は、液相経由で炭素化し、比表面積の小さな炭素を生成するため、これが易黒鉛化炭素表面を被覆すると負極活物質自身の比表面積が小さくなる。これにより、結果としてリチウムイオン電池の初回不可逆容量を小さくすることができるため好ましい。上記熱可塑性の高分子化合物としては、特に制限はされないが、例えば、エチレンヘビーエンドピッチ、原油ピッチ、コールタールピッチ、アスファルト分解ピッチ、ポリ塩化ビニル等を熱分解して生成するピッチ、ナフタレン等を超酸性存在下で重合させて作製される合成ピッチが使用できる。また、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチラール等の熱可塑性合成樹脂又はデンプン、セルロース等の天然物を用いることもできる。これら有機化合物は、1種単独で又は2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
The organic compound may be a polymer compound such as a thermoplastic resin or a thermosetting resin, and is not particularly limited, but a thermoplastic polymer compound is preferably used.
The thermoplastic polymer compound is carbonized via the liquid phase to generate carbon having a small specific surface area. Therefore, when this coats the graphitizable carbon surface, the specific surface area of the negative electrode active material itself becomes small. This is preferable because the initial irreversible capacity of the lithium ion battery can be reduced as a result. The thermoplastic polymer compound is not particularly limited. For example, ethylene heavy end pitch, crude oil pitch, coal tar pitch, asphalt cracking pitch, pitch generated by thermally decomposing polyvinyl chloride, naphthalene, etc. A synthetic pitch produced by polymerization in the presence of superacidity can be used. Further, thermoplastic synthetic resins such as polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, and polyvinyl butyral, or natural products such as starch and cellulose can also be used. These organic compounds may be used alone or in combination of two or more.

また、上記有機化合物を溶解、分散する溶媒としては、特に制限されないが、例えば、有機化合物がピッチ類の場合には、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、ベンゼン、キノリン等を使用することができる。この他、有機化合物の種類に応じて、適した溶媒を用いればよい。   The solvent for dissolving and dispersing the organic compound is not particularly limited. For example, when the organic compound is pitches, tetrahydrofuran, toluene, xylene, benzene, quinoline and the like can be used. In addition, a suitable solvent may be used depending on the type of the organic compound.

また、上記溶媒の除去は、常圧、あるいは減圧雰囲気で加熱することによって行うことができる。溶媒除去の際の温度は、雰囲気が大気の場合、200℃以下であることが好ましい。除去温度が200℃を超えると、雰囲気中の酸素と有機化合物及び溶媒(特にクレオソート油を用いた場合)が反応し、焼成によって生成する炭素量が変動、また多孔質化が進み、負極活物質としての物性範囲を逸脱し、所望の特性を発現できなくなる場合がある。   The solvent can be removed by heating in a normal pressure or reduced pressure atmosphere. The temperature at the time of solvent removal is preferably 200 ° C. or lower when the atmosphere is air. When the removal temperature exceeds 200 ° C., oxygen in the atmosphere reacts with the organic compound and the solvent (especially when creosote oil is used), the amount of carbon produced by the calcination fluctuates, and the porosity increases, so In some cases, the physical properties of the substance may be deviated and desired characteristics cannot be expressed.

炭素層で被覆させるための焼成条件は、当該有機化合物の炭素化率を考慮して適宜決定すればよく、特に制限はされないが、非酸化性雰囲気下、700〜1400℃が好ましく、800〜1300℃の範囲であることがより好ましい。焼成温度が700℃未満では、負極活物質として用いた場合、リチウムイオン電池の初回不可逆容量が大きくなる傾向があり、一方、1400℃を超えて加熱しても性能にはほとんど変化がなく、コストの増加を引き起こすのみである。また、非酸化性雰囲気下としては、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気下、真空雰囲気下等が挙げられる。   The firing conditions for coating with the carbon layer may be appropriately determined in consideration of the carbonization rate of the organic compound, and are not particularly limited, but are preferably 700 to 1400 ° C. and 800 to 1300 in a non-oxidizing atmosphere. More preferably, it is in the range of ° C. When the firing temperature is less than 700 ° C., when used as a negative electrode active material, the initial irreversible capacity of the lithium ion battery tends to increase. It only causes an increase. Examples of the non-oxidizing atmosphere include an inert gas atmosphere such as nitrogen, argon, and helium, and a vacuum atmosphere.

なお、焼成時間は、用いる有機化合物の種類やその付着量によって適宜選択され、特に制限されない。用いる焼成装置についても、加熱機構を有する反応装置であれば特に制限されず、連続法、回分法等での処理が可能な焼成装置などが挙げられる。   The firing time is appropriately selected depending on the type of organic compound used and the amount of the organic compound used, and is not particularly limited. The baking apparatus to be used is not particularly limited as long as it is a reaction apparatus having a heating mechanism, and examples thereof include a baking apparatus capable of processing by a continuous method, a batch method, or the like.

ここで、焼成処理により得られた易黒鉛化炭素は、個々の粒子が凝集している場合があるため、解砕処理することが好ましく、所望の平均粒子径への調整が必要な場合はさらに粉砕処理を行ってもよい。   Here, the graphitizable carbon obtained by the firing treatment is preferably subjected to pulverization because individual particles may be aggregated, and further when adjustment to a desired average particle size is necessary. A pulverization process may be performed.

また、上記方法によって炭素層を形成した易黒鉛化炭素(被覆されたもの)の熱重量測定結果(TG)が、形成された炭素層(結晶性、被覆量等)の影響により、核となる易黒鉛化炭素(被覆前)の熱重量測定結果と異なる場合がある。所望の特性を得るためには、炭素層が形成された易黒鉛化炭素(被覆されたもの)の熱重量測定結果においても、空気気流中550℃の質量が25℃の質量に対して75%以上を有し、650℃の質量が25℃の質量に対して20%以下であることが好ましい。   Further, the thermogravimetric measurement result (TG) of graphitizable carbon (coated) having a carbon layer formed by the above method becomes a nucleus due to the influence of the formed carbon layer (crystallinity, coating amount, etc.). May differ from thermogravimetric measurement results of graphitizable carbon (before coating). In order to obtain the desired characteristics, even in the thermogravimetric measurement result of graphitizable carbon (coated) with a carbon layer formed, the mass at 550 ° C. in the air stream is 75% relative to the mass at 25 ° C. It is preferable that the mass at 650 ° C. is 20% or less with respect to the mass at 25 ° C.

加えて、表面炭素層の結晶性については、核となる易黒鉛化炭素よりも低いことが好ましい。表面炭素層の結晶性を核となる易黒鉛化炭素よりも低くすることで、リチウムイオン電池用負極活物質と電解液との馴染みが向上し、その結果、寿命特性が向上する傾向にある。このような易黒鉛化炭素を負極活物質として使用した場合、安全性、入出力特性及び寿命特性に優れる。   In addition, the crystallinity of the surface carbon layer is preferably lower than the graphitizable carbon that is the nucleus. By making the crystallinity of the surface carbon layer lower than the graphitizable carbon as the core, the familiarity between the negative electrode active material for lithium ion batteries and the electrolytic solution is improved, and as a result, the life characteristics tend to be improved. When such graphitizable carbon is used as a negative electrode active material, it is excellent in safety, input / output characteristics, and life characteristics.

さらに、負極活物質として、黒鉛質、活性炭等の導電性の高い炭素質材料を混合して用いてもよい。   Furthermore, a carbonaceous material having high conductivity such as graphite and activated carbon may be mixed and used as the negative electrode active material.

混合する場合には、上記黒鉛質材料の混合割合(質量比)は、易黒鉛化炭素/黒鉛質=100/0〜10/90が好ましく、100/0〜50/50がより好ましく、100/0〜80/20がさらに好ましい。このような条件の黒鉛質を負極活物質として用いることにより、高エネルギー密度化、高出力化などの電池性能を向上させることができる。また、易黒鉛化炭素と難黒鉛化炭素を併用して用いてもよい。上記難黒鉛化炭素の混合割合(質量比)は、易黒鉛化炭素/難黒鉛化炭素=100/0〜10/90が好ましく、100/0〜50/50がより好ましく、100/0〜70/30がさらに好ましい。   In the case of mixing, the mixing ratio (mass ratio) of the graphite material is preferably graphitizable carbon / graphite = 100/0 to 10/90, more preferably 100/0 to 50/50, and 100 / 0-80 / 20 is more preferable. By using the graphite under such conditions as the negative electrode active material, battery performance such as higher energy density and higher output can be improved. Also, graphitizable carbon and non-graphitizable carbon may be used in combination. The mixing ratio (mass ratio) of the non-graphitizable carbon is preferably graphitizable carbon / non-graphitizable carbon = 100/0 to 10/90, more preferably 100/0 to 50/50, and 100/0 to 70. / 30 is more preferable.

負極合剤の質量に対する負極活物質の含有量(添加量、割合、量)は、負極活物質の全量に対して、20質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましく、70質量%以上がさらに好ましい。   The content (addition amount, ratio, amount) of the negative electrode active material with respect to the mass of the negative electrode mixture is preferably 20% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and more than 70% by mass with respect to the total amount of the negative electrode active material. Is more preferable.

(b)導電材
(b)また、易黒鉛化炭素とは異なる性質の炭素質材料を導電材として添加してもよい。上記性質とは、X線回折パラメータ、平均粒子径、アスペクト比、BET比表面積、配向比、ラマンR値、タップ密度、真密度、細孔分布、円形度、灰分量の一つ以上の特性を示す。
(B) Conductive material (b) In addition, a carbonaceous material having properties different from those of graphitizable carbon may be added as a conductive material. The above properties include one or more characteristics of X-ray diffraction parameters, average particle diameter, aspect ratio, BET specific surface area, orientation ratio, Raman R value, tap density, true density, pore distribution, circularity, and ash content. Show.

導電材としては、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛(グラファイト)、アセチレンブラック等のカーボンブラック、ニードルコークス等の無定形炭素などを用いることができる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上のものを組み合わせて用いてもよい。このように、導電材を添加することにより、電極の抵抗を低減するなどの効果を奏する。   As the conductive material, natural graphite, graphite such as artificial graphite (graphite), carbon black such as acetylene black, and amorphous carbon such as needle coke can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Thus, by adding a conductive material, there are effects such as reducing the resistance of the electrode.

負極合剤の質量に対する導電材の含有量の範囲は、導電性の向上、初期不可逆容量低減の観点から、1〜45質量%の範囲であることが好ましく、2〜42質量%であることがより好ましく、3〜40質量%であることがさらに好ましい。   The range of the content of the conductive material relative to the mass of the negative electrode mixture is preferably in the range of 1 to 45% by mass, and preferably 2 to 42% by mass from the viewpoint of improving conductivity and reducing the initial irreversible capacity. More preferably, it is more preferably 3 to 40% by mass.

(c)結着剤
(c)負極活物質の結着剤としては、非水系電解液や電極の形成時に用いる分散溶媒に対して安定な材料であれば、特に制限はなく、正極活物質の結着剤として用いたものと同様な結着剤を用いることができる。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、SBR(スチレン−ブタジエンゴム)、NBR(アクリロニトリル−ブタジエンゴム)、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(C) Binder (c) The binder for the negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a material that is stable to the non-aqueous electrolyte and the dispersion solvent used in forming the electrode. A binder similar to that used as the binder can be used. Specific examples include polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, SBR (styrene-butadiene rubber), NBR (acrylonitrile-butadiene rubber), polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, and fluorinated polyvinylidene fluoride. . These may be used alone or in combination of two or more.

負極合剤の質量に対する結着剤の含有量の範囲は、0.1〜20質量%が好ましく、0.5〜15質量%がより好ましく、0.6〜10質量%がさらに好ましい。   0.1-20 mass% is preferable, as for the range of content of the binder with respect to the mass of a negative electrode mixture, 0.5-15 mass% is more preferable, and 0.6-10 mass% is further more preferable.

結着剤の含有量が0.1質量%以上であると、負極活物質を充分に結着でき、充分な負極活物質の機械的強度が得られる。20質量%以下であると、充分な電池容量及び導電性が得られる。   When the content of the binder is 0.1% by mass or more, the negative electrode active material can be sufficiently bound, and sufficient mechanical strength of the negative electrode active material can be obtained. Sufficient battery capacity and electroconductivity are obtained as it is 20 mass% or less.

結着剤として、ポリフッ化ビニリデンに代表されるフッ素系高分子を主要成分として用いる場合の負極合剤の質量に対する結着剤の含有量の範囲は、1〜15質量%であることが好ましく、2〜10質量%であることがより好ましく、3〜8質量%であることがさらに好ましい。   As the binder, the range of the content of the binder with respect to the mass of the negative electrode mixture when a fluorine-based polymer typified by polyvinylidene fluoride is used as a main component is preferably 1 to 15% by mass, It is more preferable that it is 2-10 mass%, and it is further more preferable that it is 3-8 mass%.

(溶媒)
スラリーを形成するための分散溶媒としては、負極活物質、結着剤、及び必要に応じて用いられる導電材や増粘剤などを溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。水系溶媒の例としては、水、アルコールと水との混合溶媒等が挙げられ、有機系溶媒の例としては、N−メチルピロリドン(NMP)、シクロヘキサノン、酢酸メチル等が挙げられる。特に水系溶媒を用いる場合、増粘剤を用いることが好ましい。この増粘剤に併せて分散剤等を加え、SBR等のラテックスを用いてスラリー化する。なお、上記分散溶媒は、1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(solvent)
As the dispersion solvent for forming the slurry, any type of solvent can be used as long as it can dissolve or disperse the negative electrode active material, the binder, and the conductive material and thickener used as necessary. There is no restriction, and either an aqueous solvent or an organic solvent may be used. Examples of the aqueous solvent include water, a mixed solvent of alcohol and water, and examples of the organic solvent include N-methylpyrrolidone (NMP), cyclohexanone, and methyl acetate. In particular, when an aqueous solvent is used, it is preferable to use a thickener. In addition to this thickener, a dispersant or the like is added and slurried using a latex such as SBR. In addition, the said dispersion solvent may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.

(d)増粘剤
(d)増粘剤は、スラリーの粘度を調製するために使用される。増粘剤としては、特に制限はないが、具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(D) Thickener (d) The thickener is used to adjust the viscosity of the slurry. The thickener is not particularly limited, and specific examples include carboxymethyl cellulose and methyl cellulose. These may be used alone or in combination of two or more.

増粘剤を用いる場合、負極合剤の質量に対する増粘剤の含有量の範囲は、0.1〜5質量%であることが好ましく、0.5〜3質量%であることがより好ましく、0.6〜2質量%であることがさらに好ましい。   When using a thickener, the range of the content of the thickener with respect to the mass of the negative electrode mixture is preferably 0.1 to 5 mass%, more preferably 0.5 to 3 mass%, More preferably, it is 0.6-2 mass%.

上記湿式法や乾式法を用いて集電体上に形成された層は、負極活物質の充填密度を向上させるため、ハンドプレスやローラープレス等により圧密化することが好ましい。   The layer formed on the current collector using the above wet method or dry method is preferably consolidated by a hand press, a roller press or the like in order to improve the packing density of the negative electrode active material.

(集電体)
負極用の集電体の材質、形状としては特に制限はなく、加工のし易さとコストの観点から銅箔が好ましい。銅箔には、圧延法により形成された圧延銅箔と、電解法により形成された電解銅箔とがあり、どちらも集電体として用いて好適である。
(Current collector)
The material and shape of the current collector for the negative electrode are not particularly limited, and copper foil is preferred from the viewpoint of ease of processing and cost. The copper foil includes a rolled copper foil formed by a rolling method and an electrolytic copper foil formed by an electrolytic method, both of which are suitable for use as a current collector.

負極合剤の集電体への片面塗布量は、エネルギー密度及び入出力特性の観点から、50〜120g/mであることが好ましく、60〜100g/mであることがより好ましい。 The single-sided coating amount of the negative electrode mixture on the current collector is preferably 50 to 120 g / m 2 and more preferably 60 to 100 g / m 2 from the viewpoint of energy density and input / output characteristics.

負極活物質を用いて形成した負極合剤の構成に特に制限はないが、負極合剤密度の範囲は0.7〜2g/cmあることが好ましく、0.8〜1.9g/cmであることがより好ましく、0.9〜1.8g/cmであることがさらに好ましい。 Although there is no particular limitation to the configuration of the negative electrode mixture was formed by using the anode active material, preferably in the range of the negative electrode mixture density is 0.7~2g / cm 3, 0.8~1.9g / cm 3 More preferably, it is 0.9-1.8 g / cm < 3 >.

0.7g/cm以上であると、負極活物質間の導電性が向上し電池抵抗の増加を抑制することができ、単位容積あたりの容量を向上できる。2g/cm以下であると、初期の付加逆容量の増加、集電体と負極活物質との界面付近への電解液への浸透性の低下による放電特性の劣化を招く恐れが少なくなる。 When it is 0.7 g / cm 3 or more, the conductivity between the negative electrode active materials is improved, an increase in battery resistance can be suppressed, and the capacity per unit volume can be improved. When it is 2 g / cm 3 or less, there is less possibility of incurring deterioration in discharge characteristics due to an increase in initial additional reverse capacity and a decrease in permeability to the electrolyte near the interface between the current collector and the negative electrode active material.

3.電解液
本実施の形態の電解液は、リチウム塩(電解質)と、これを溶解する非水系溶媒から構成される。このような電解液を、非水系電解液という場合がある。この非水系電解液に、必要に応じて、添加剤を加えてもよい。
3. Electrolytic Solution The electrolytic solution of the present embodiment is composed of a lithium salt (electrolyte) and a non-aqueous solvent that dissolves the lithium salt. Such an electrolytic solution may be referred to as a non-aqueous electrolytic solution. You may add an additive to this non-aqueous electrolyte solution as needed.

リチウム塩としては、リチウムイオン電池用の非水系電解液の電解質として使用可能なリチウム塩であれば特に制限はないが、例えば、無機リチウム塩、含フッ素有機リチウム塩やオキサラトボレート塩等が挙げられる。   The lithium salt is not particularly limited as long as it is a lithium salt that can be used as an electrolyte of a non-aqueous electrolyte solution for a lithium ion battery, and examples thereof include inorganic lithium salts, fluorine-containing organic lithium salts, and oxalatoborate salts. It is done.

無機リチウム塩としては、LiPF、LiBF、LiAsF、LiSbF等の無機フッ化物塩や、LiClO、LiBrO、LiIO等の過ハロゲン酸塩や、LiAlCl等の無機塩化物塩等が挙げられる。含フッ素有機リチウム塩やフルオロアルキルフッ化リン酸塩等を用いてもよい。オキサラトボレート塩としては、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムジフルオロオキサラトボレート等が挙げられる。 Examples of the inorganic lithium salt, LiPF 6, LiBF 4, LiAsF 6, LiSbF inorganic fluoride salts and the like 6, LiClO 4, Libro 4, LiIO and perhalogenate such as 4, an inorganic chloride salts such as LiAlCl 4, etc. Is mentioned. A fluorine-containing organic lithium salt, a fluoroalkyl fluorophosphate, or the like may be used. Examples of the oxalatoborate salt include lithium bis (oxalato) borate and lithium difluorooxalatoborate.

これらのリチウム塩は、1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、溶媒に対する溶解性、電池とした場合の充放電特性、出力特性、サイクル特性等を総合的に判断すると、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF)が好ましい。 These lithium salts may be used alone or in combination of two or more. Among these, lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is preferable when comprehensively judging the solubility in a solvent, charge / discharge characteristics in the case of a battery, output characteristics, cycle characteristics, and the like.

電解液中の電解質の濃度に特に制限はないが、電解質の濃度範囲は0.5〜2mol/Lであることが好ましく、0.6〜1.8mol/Lであることがより好ましく、0.7〜1.8mol/Lであることがさらに好ましい。   The concentration of the electrolyte in the electrolytic solution is not particularly limited, but the concentration range of the electrolyte is preferably 0.5 to 2 mol / L, more preferably 0.6 to 1.8 mol / L, and More preferably, it is 7-1.8 mol / L.

濃度が0.5mol/L以上であると、充分な電解液の電気伝導率が得られる。また、濃度が2mol/L以下であると、粘度が高くなりすぎないため、電気伝導度の低下を抑制できる。   When the concentration is 0.5 mol / L or more, sufficient electric conductivity of the electrolytic solution can be obtained. Moreover, since a viscosity does not become high too much that a density | concentration is 2 mol / L or less, the fall of electrical conductivity can be suppressed.

非水系溶媒としては、リチウムイオン電池用の電解質の溶媒として使用可能な非水系溶媒であれば特に制限はないが、例えば次の環状カーボネート、鎖状カーボネート、鎖状エステル、環状エーテル及び鎖状エーテル等が挙げられる。   The non-aqueous solvent is not particularly limited as long as it is a non-aqueous solvent that can be used as an electrolyte solvent for lithium ion batteries. For example, the following cyclic carbonates, chain carbonates, chain esters, cyclic ethers and chain ethers are used. Etc.

これらとして、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジアルキルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−n−プロピルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチル−n−プロピルカーボネート、エチル−n−プロピルカーボネート、酢酸メチル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジメトキシメタン等が挙げられる。   These include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dialkyl carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, di-n-propyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl n-propyl carbonate, ethyl n-propyl carbonate, methyl acetate, tetrahydrofuran , Dimethoxyethane, dimethoxymethane and the like.

これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもよいが、2種以上の化合物を併用した混合溶媒を用いることが好ましく、環状カーボネート類の高誘電率溶媒と、鎖状カーボネート類や鎖状エステル類等の低粘度溶媒とを併用するのが好ましい。好ましい組み合わせの一つは、環状カーボネート類と鎖状カーボネート類とを主体とする組み合わせである。中でも、非水系溶媒に占める環状カーボネート類と鎖状カーボネート類との合計が、80容量%以上であることが好ましく、85容量%以上であることがより好ましく、90容量%以上であることがさらに好ましい。かつ環状カーボネート類と鎖状カーボネート類との合計に対する環状カーボネート類の容量が次の範囲であるものが好ましい。   These may be used alone or in combination of two or more, but it is preferable to use a mixed solvent in which two or more compounds are used in combination, a high dielectric constant solvent of cyclic carbonates, chain carbonates, It is preferable to use in combination with a low-viscosity solvent such as a chain ester. One of the preferable combinations is a combination mainly composed of cyclic carbonates and chain carbonates. Among them, the total of the cyclic carbonates and the chain carbonates in the non-aqueous solvent is preferably 80% by volume or more, more preferably 85% by volume or more, and further preferably 90% by volume or more. preferable. And the thing whose capacity | capacitance of the cyclic carbonate with respect to the sum total of cyclic carbonate and chain carbonate is the following range is preferable.

環状カーボネート類は、5〜50容量%であることが好ましく、10〜35容量%であることがより好ましく、15〜30容量%であることがさらに好ましい。このような非水系溶媒の組み合わせを用いることで、電池のサイクル特性や高温保存特性(特に、高温保存後の残存容量及び高負荷放電容量)が向上する。   The cyclic carbonates are preferably 5 to 50% by volume, more preferably 10 to 35% by volume, and still more preferably 15 to 30% by volume. By using such a combination of non-aqueous solvents, battery cycle characteristics and high-temperature storage characteristics (particularly, remaining capacity and high-load discharge capacity after high-temperature storage) are improved.

添加剤としては、リチウムイオン電池の電解液用の添加剤であれば特に制限はないが、例えば、硫黄又は窒素を含有する複素環化合物、環状カルボン酸エステル、フッ素含有環状カーボネート、その他の分子内に不飽和結合を有する化合物が挙げられる。電池の長寿命化の観点からは、フッ素含有環状カーボネート、その他の分子内に不飽和結合を有する化合物が好ましい。   The additive is not particularly limited as long as it is an additive for an electrolyte solution of a lithium ion battery. For example, a heterocyclic compound containing sulfur or nitrogen, a cyclic carboxylic acid ester, a fluorine-containing cyclic carbonate, and other intramolecular molecules And compounds having an unsaturated bond. From the viewpoint of extending the life of the battery, fluorine-containing cyclic carbonates and other compounds having an unsaturated bond in the molecule are preferred.

上記添加剤以外に、求められる機能に応じて過充電防止剤、負極皮膜形成剤、正極保護剤、高入出力剤等の他の添加剤を用いてもよい。   In addition to the above additives, other additives such as an overcharge inhibitor, a negative electrode film forming agent, a positive electrode protective agent, and a high input / output agent may be used depending on the required function.

上記他の添加剤により、過充電による異常時の急激な電極反応の抑制、高温保存後の容量維持特性、サイクル特性の向上、入出力特性の向上等を図ることができる。   By using the other additives, it is possible to suppress a rapid electrode reaction at the time of abnormality due to overcharge, to improve capacity maintenance characteristics after storage at high temperature, to improve cycle characteristics, and to improve input / output characteristics.

4.セパレータ
セパレータは、正極及び負極間を電子的には絶縁しつつもイオン透過性を有し、かつ、正極側における酸化性及び負極側における還元性に対する耐性を備えるものであれば特に制限はない。このような特性を満たすセパレータの材料(材質)としては、樹脂、無機物、ガラス繊維等が用いられる。
4). Separator The separator is not particularly limited as long as it has ion permeability while electronically insulating the positive electrode and the negative electrode, and has resistance to oxidation on the positive electrode side and reducibility on the negative electrode side. As a material (material) of the separator satisfying such characteristics, a resin, an inorganic material, glass fiber, or the like is used.

樹脂としては、オレフィン系ポリマー、フッ素系ポリマー、セルロース系ポリマー、ポリイミド、ナイロン(ポリアミド)等が用いられる。電解液に対して安定で、保液性の優れた材料の中から選ぶのが好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンを原料とする多孔性シート又は不織布等を用いることが好ましい。   As the resin, an olefin polymer, a fluorine polymer, a cellulose polymer, polyimide, nylon (polyamide), or the like is used. It is preferable to select from materials that are stable with respect to the electrolytic solution and have excellent liquid retention properties, and it is preferable to use a porous sheet or a nonwoven fabric made of a polyolefin such as polyethylene or polypropylene.

無機物としては、アルミナや二酸化珪素等の酸化物類、窒化アルミニウム、窒化珪素等の窒化物類、硫酸バリウム等の硫酸塩類などが用いられる。例えば、繊維形状又は粒子形状の上記無機物を、不織布、織布、微多孔性フィルム等の薄膜形状の基材に付着させたものをセパレータとして用いることができる。薄膜形状の基材としては、孔径が0.01〜1μm、厚さが5〜50μmのものが好適に用いられる。   As the inorganic substance, oxides such as alumina and silicon dioxide, nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride, sulfates such as barium sulfate, and the like are used. For example, what made the said inorganic substance of fiber shape or particle shape adhere to thin film-shaped base materials, such as a nonwoven fabric, a woven fabric, and a microporous film, can be used as a separator. As a thin film-shaped substrate, a substrate having a pore diameter of 0.01 to 1 μm and a thickness of 5 to 50 μm is preferably used.

5.その他の構成部材
上記正極、負極、セパレータ及び電解液は、電池外装体の内部に収容されている。この電池外装体(電池容器や外装フィルムなど)に、開裂弁を設けてもよい。開裂弁が開放することで、電池内部の圧力上昇を抑制でき、安全性を向上させることができる。
5. Other components The positive electrode, the negative electrode, the separator, and the electrolytic solution are accommodated inside the battery outer package. A cleavage valve may be provided in this battery outer body (battery container, outer film, etc.). By opening the cleavage valve, it is possible to suppress an increase in pressure inside the battery and to improve safety.

また、電池容器の内部に、温度上昇に伴い不活性ガス(例えば、二酸化炭素など)を放出する構成部を設けてもよい。このような構成部を設けることで、電池内部の温度が上昇した場合に、不活性ガスの発生により速やかに開裂弁を開けることができ、安全性を向上させることができる。上記構成部に用いられる材料としては、炭酸リチウム、ポリエチレンカーボネート、ポリプロピレンカーボネートが挙げられる。   Moreover, you may provide the structure part which discharge | releases inert gas (for example, carbon dioxide etc.) with a temperature rise inside a battery container. By providing such a component, when the temperature inside the battery rises, the cleavage valve can be opened quickly due to the generation of inert gas, and safety can be improved. Examples of the material used for the component include lithium carbonate, polyethylene carbonate, and polypropylene carbonate.

(リチウムイオン二次電池)
次いで、リチウムイオン二次電池の構成例について説明する。
(Lithium ion secondary battery)
Next, a configuration example of the lithium ion secondary battery will be described.

ここでは、円柱状のリチウムイオン二次電池(18650タイプ)について説明する。図3は、円柱状のリチウムイオン二次電池の構成の一例を示す断面斜視図である。   Here, a cylindrical lithium ion secondary battery (18650 type) will be described. FIG. 3 is a cross-sectional perspective view showing an example of the configuration of a cylindrical lithium ion secondary battery.

図3に示すように、円柱状のリチウムイオン二次電池100は、ニッケルメッキが施されたスチール製で有底円筒状の電池容器106を有している。電池容器106には、帯状の正極板101及び負極板103がセパレータ105を介して断面渦巻状に捲回された電極群が収容されている。電極群は、正極板101及び負極板103がポリエチレン製多孔質シートのセパレータ105を介して断面渦巻状に捲回されている。セパレータ105は、例えば、幅が58mm、厚さが30μmに設定される。電極群の上端面には、一端部を正極板101に固定されたアルミニウム製でリボン状の正極タブ端子(正極集電タブ)102が導出されている。正極タブ端子102の他端部は、電極群の上側に配置され正極外部端子となる円盤状の電池蓋の下面に超音波溶接で接合されている。一方、電極群の下端面には、一端部を負極板103に固定された銅製でリボン状の負極タブ端子(負極集電タブ)104が導出されている。負極タブ端子104の他端部は、電池容器106の内底部に抵抗溶接で接合されている。したがって、正極タブ端子102及び負極タブ端子104は、それぞれ電極群の両端面の互いに反対側に導出されている。なお、電極群の外周面全周には、図示を省略した絶縁被覆が施されている。電池蓋は、絶縁性の樹脂製ガスケットを介して電池容器106の上部にカシメ固定されている。このため、リチウムイオン二次電池100の内部は密封されている。また、電池容器106内には、図示しない非水電解液が注液されている。   As shown in FIG. 3, a columnar lithium ion secondary battery 100 includes a bottomed cylindrical battery container 106 made of steel plated with nickel. The battery case 106 accommodates an electrode group in which a strip-like positive electrode plate 101 and a negative electrode plate 103 are wound in a spiral shape with a separator 105 interposed therebetween. In the electrode group, a positive electrode plate 101 and a negative electrode plate 103 are wound in a spiral shape in cross section via a separator 105 made of a polyethylene porous sheet. For example, the separator 105 is set to have a width of 58 mm and a thickness of 30 μm. A ribbon-like positive electrode tab terminal (positive electrode current collecting tab) 102 made of aluminum and having one end fixed to the positive electrode plate 101 is led out to the upper end surface of the electrode group. The other end of the positive electrode tab terminal 102 is ultrasonically welded to the lower surface of a disk-shaped battery lid that is disposed on the upper side of the electrode group and serves as a positive electrode external terminal. Meanwhile, a ribbon-like negative electrode tab terminal (negative electrode current collecting tab) 104 made of copper and having one end fixed to the negative electrode plate 103 is led out to the lower end surface of the electrode group. The other end portion of the negative electrode tab terminal 104 is joined to the inner bottom portion of the battery container 106 by resistance welding. Accordingly, the positive electrode tab terminal 102 and the negative electrode tab terminal 104 are led out to opposite sides of both end faces of the electrode group. In addition, the insulation coating which abbreviate | omitted illustration is given to the outer peripheral surface whole periphery of an electrode group. The battery lid is caulked and fixed to the upper part of the battery container 106 via an insulating resin gasket. For this reason, the inside of the lithium ion secondary battery 100 is sealed. In addition, a non-aqueous electrolyte (not shown) is injected into the battery container 106.

以下、実施例に基づき本実施の形態をさらに詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例によって限定されるものではない。   Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail based on examples. The present invention is not limited to the following examples.

[正極板の作製]
正極板の作製を以下のように行った。正極活物質であるLi(Ni1/3Mn1/3Co1/3)O(MX6、ユミコアジャパン株式会社製、平均粒子径(d50)6.5μm)に、導電材としてアセチレンブラックA(デンカ株式会社製、粗粒分10ppm、平均粒子径48nm)もしくはアセチレンブラックB(Li−400、デンカ株式会社製、粗粒分0.1ppm、平均粒子径48nm)と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)とを順次添加し、混合することにより正極材料の混合物を得た。
[Production of positive electrode plate]
The positive electrode plate was produced as follows. Li (Ni 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 ) O 2 (MX6, manufactured by Umicore Japan Co., Ltd., average particle size (d50) 6.5 μm) as a positive electrode active material, and acetylene black A as a conductive material (Denka Co., Ltd., coarse particle content 10 ppm, average particle size 48 nm) or acetylene black B (Li-400, Denka Co., Ltd., coarse particle content 0.1 ppm, average particle size 48 nm) and polyfluoride as a binder A mixture of positive electrode materials was obtained by sequentially adding and mixing vinylidene (PVDF).

尚、正極活物質、導電材及び結着剤の含有量は、質量比で、正極活物質:導電材:結着剤=90:4.5:5.5とした。   In addition, content of a positive electrode active material, a electrically conductive material, and a binder was a positive electrode active material: conductive material: binder = 90: 4.5: 5.5 by mass ratio.

さらに、上記混合物に対し、分散溶媒であるN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を添加し、混練することによりスラリーを形成した。このスラリーを正極用の集電体である厚さ20μmのアルミニウム箔の両面に実質的に均等かつ均質に塗布した。その後、乾燥処理を施し、正極合剤密度が2.55g/cmとなるようプレスした。尚、正極合剤の片面塗布量は115g/mとした。 Further, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a dispersion solvent was added to the mixture and kneaded to form a slurry. This slurry was applied substantially evenly and uniformly to both surfaces of a 20 μm thick aluminum foil as a positive electrode current collector. Then, the drying process was performed and it pressed so that positive electrode mixture density might be 2.55 g / cm < 3 >. The coating amount on one side of the positive electrode mixture was 115 g / m 2 .

[負極板の作製]
負極板の作製を以下のように行った。負極活物質として易黒鉛化炭素(以下、ソフトカーボンともいう)を用いた。ここでは、平均粒子径(d50)20μm,比表面積2.0m/g、炭素被覆量1.0質量%のソフトカーボンを使用した。このソフトカーボンに結着剤としてポリフッ化ビニリデンを添加した。これらの質量比は、活物質:結着剤=92.4:7.6とした。これに分散溶媒であるN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を添加し、混練することによりスラリーを形成した。このスラリーを負極用の集電体である厚さ10μmの圧延銅箔の両面に実質的に均等かつ均質に所定量塗布した。その後、乾燥処理を施し、負極合剤密度が1.15g/cmとなるようプレスした。尚、負極合剤の片面塗布量は72g/mとした。
[Production of negative electrode plate]
The negative electrode plate was produced as follows. Easily graphitized carbon (hereinafter also referred to as soft carbon) was used as the negative electrode active material. Here, soft carbon having an average particle diameter (d50) of 20 μm, a specific surface area of 2.0 m 2 / g, and a carbon coating amount of 1.0 mass% was used. Polyvinylidene fluoride was added as a binder to this soft carbon. These mass ratios were set to active material: binder = 92.4: 7.6. A dispersion solvent N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was added thereto and kneaded to form a slurry. A predetermined amount of this slurry was applied to both surfaces of a rolled copper foil having a thickness of 10 μm, which is a negative electrode current collector, substantially uniformly and uniformly. Then, the drying process was performed and it pressed so that negative electrode mixture density might be 1.15 g / cm < 3 >. The coating amount on one side of the negative electrode mixture was 72 g / m 2 .

[リチウムイオン電池の作製]
以下のように、円柱状のリチウムイオン電池を作製した。まず、正極板及び負極板をそれぞれ、445mm×54mm、480mm×56mmの矩形状に切断した。正極板及び負極板の長辺片側端部からそれぞれ、45mm、20mmの部分の両面合剤層を取り除き、取り除いて現れた集電体上に、それぞれアルミニウム製でリボン状の正極タブ端子、ニッケル製でリボン状の負極タブ端子を、超音波溶接を用いて接合した。幅58mm、厚さ30μmのセパレータを介し、正極板、負極板のタブが上下逆になるよう配置し、断面渦巻状に捲回し、捲回群を作製した。電池容器の底面側に負極タブ端子が当たるように、捲回群を電池容器に収納した。捲回群の中心空洞部分に、棒状の溶接用電極を通し、電池底面と負極タブ端子を抵抗溶接により接合した。電池容器開放部に絶縁性の樹脂製ガスケットをはめ込み、その後、正極タブ端子と電池蓋を、抵抗溶接により接合した。これを、真空乾燥機を用いて、60℃、12時間乾燥させた後、非水電解液(エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジメチルカーボネートの体積比2:2:3の混合溶液中へ6フッ化リン酸リチウム(LiPF)を1.2mol/Lとなるように溶解したもの(三菱化学株式会社製))を6mL添加し、絶縁性の樹脂製ガスケットを介して、電池容器と電池蓋をカシメ固定した。このカシメ固定により電池の内部は密閉されている。以上のようにして、円柱状のリチウムイオン電池を作製した。
[Production of lithium-ion batteries]
A cylindrical lithium ion battery was produced as follows. First, the positive electrode plate and the negative electrode plate were cut into rectangular shapes of 445 mm × 54 mm and 480 mm × 56 mm, respectively. 45 mm and 20 mm portions of the double-sided mixture layer are removed from the ends on one side of the long side of the positive electrode plate and the negative electrode plate, respectively, and the ribbon-like positive electrode tab terminal and nickel made on the current collectors that appear after removal. The ribbon-shaped negative electrode tab terminals were joined using ultrasonic welding. Through a separator having a width of 58 mm and a thickness of 30 μm, the tabs of the positive electrode plate and the negative electrode plate were placed upside down and wound into a spiral cross section to produce a wound group. The wound group was housed in the battery container so that the negative electrode tab terminal hits the bottom side of the battery container. A rod-shaped welding electrode was passed through the central hollow portion of the wound group, and the battery bottom surface and the negative electrode tab terminal were joined by resistance welding. An insulating resin gasket was fitted into the battery container opening, and then the positive electrode tab terminal and the battery lid were joined by resistance welding. This was dried at 60 ° C. for 12 hours using a vacuum drier, and then non-aqueous electrolyte (hexafluoride into a mixed solution of ethylene carbonate, ethyl methyl carbonate and dimethyl carbonate in a volume ratio of 2: 2: 3). 6 mL of lithium phosphate (LiPF 6 ) dissolved to 1.2 mol / L (Mitsubishi Chemical Corporation) was added, and the battery container and the battery lid were caulked through an insulating resin gasket. Fixed. The inside of the battery is sealed by this caulking. A cylindrical lithium ion battery was produced as described above.

[出力特性の評価]
上記リチウムイオン電池の出力特性の評価として、放電レート特性を、以下に示す方法で評価した。
[Evaluation of output characteristics]
As an evaluation of the output characteristics of the lithium ion battery, the discharge rate characteristics were evaluated by the following method.

上記リチウムイオン電池を、充放電装置(BATTERY TEST UNIT、株式会社IEM製)を用いて、まず、初期化充放電として、25℃の環境下において4.1〜2.7Vの電圧範囲で、0.2Cの電流値による充放電サイクルを2回繰り返した。このときの2サイクル目の放電容量を電池容量として、1Cの電流値を決定した。なお、Cとは“電流値(A)/電池容量(Ah)”を意味する。今回作製した10本の電池(アセチレンブラックA使用電池5本、アセチレンブラックB(Li−400)使用電池5本)の電池容量の平均値が520mAhであったため、1Cの電流値を520mAと定義し、以下に示す放電レート特性を測定した。   The above lithium ion battery was first initialized / charged using a charging / discharging device (BATTERY TEST UNIT, manufactured by IEM Co., Ltd.) in a voltage range of 4.1 to 2.7 V in an environment of 25 ° C., and 0 The charge / discharge cycle with a current value of 2 C was repeated twice. The current value of 1C was determined with the discharge capacity at the second cycle at this time as the battery capacity. C means “current value (A) / battery capacity (Ah)”. Since the average value of the battery capacity of 10 batteries (5 batteries using acetylene black A and 5 batteries using acetylene black B (Li-400)) was 520 mAh, the current value of 1C was defined as 520 mA. The discharge rate characteristics shown below were measured.

まず、電流値0.2Cにおける放電容量及び電流値5Cにおける放電容量を測定した。
上記電池容量を測定後、0.2Cの電流値で4.1Vまで電池を充電し、0.2Cの電流値で終止電圧2.7Vの定電流放電を行い、この放電時の容量を電流値0.2Cにおける放電容量とした。次に、前記電池を0.5Cの電流値で4.1Vまで電池を充電し、0.5〜5Cにおける各電流値で終止電圧2.7Vの定電流放電を行った。0.2Cの放電容量を基準とし、各電流値における放電容量比を求めた。各電池5本の平均を取り、これ電池の放電レート特性とした。
First, the discharge capacity at a current value of 0.2 C and the discharge capacity at a current value of 5 C were measured.
After measuring the battery capacity, the battery is charged to 4.1 V with a current value of 0.2 C, and a constant current discharge with a final voltage of 2.7 V is performed with a current value of 0.2 C, and the capacity at the time of discharge is defined as the current value. The discharge capacity was 0.2 C. Next, the battery was charged to 4.1 V with a current value of 0.5 C, and a constant current discharge with a final voltage of 2.7 V was performed at each current value of 0.5 to 5 C. Based on the discharge capacity of 0.2 C, the discharge capacity ratio at each current value was determined. An average of five batteries was taken to determine the discharge rate characteristics of the batteries.

以下に放電容量比の算出方法を示す。   The method for calculating the discharge capacity ratio is shown below.

〈放電容量比の算出方法〉
放電容量比=(各電流値における放電容量/0.2Cにおける放電容量)×100
<Calculation method of discharge capacity ratio>
Discharge capacity ratio = (discharge capacity at each current value / discharge capacity at 0.2 C) × 100

なお、本試験においては5Cにおける放電容量比の大小を比較し、それぞれの電池の放電レート特性の優劣を判断した。   In this test, the magnitudes of the discharge capacity ratios at 5C were compared, and the superiority or inferiority of the discharge rate characteristics of each battery was determined.

また、上記0.2〜5Cの放電における放電開始10秒後の電圧降下から電池の直流抵抗(DCR)を求め、各電池5本の平均を取り、それぞれの電池で比較した。   Moreover, the direct current resistance (DCR) of the battery was obtained from the voltage drop 10 seconds after the start of discharge in the discharge of 0.2 to 5C, and the average of five batteries was taken and compared with each battery.

〈DCRの算出方法〉
DCR=(放電開始前の電池電圧−放電開始10秒後の電池電圧)/放電電流値
<DCR calculation method>
DCR = (battery voltage before the start of discharge−battery voltage 10 seconds after the start of discharge) / discharge current value

(放電レート特性、実施例1、比較例1)
図1に放電レート特性を示す。導電材に粗粒分1ppm以下である0.1ppmのアセチレンブラックB(Li−400)を用いた実施例1では、粗粒分10ppmのアセチレンブラックAを用いた比較例1に比べて、5Cにおける放電容量比が1.5%向上することがわかった。
(Discharge rate characteristics, Example 1, Comparative Example 1)
FIG. 1 shows the discharge rate characteristics. In Example 1 in which 0.1 ppm of acetylene black B (Li-400) having a coarse particle content of 1 ppm or less was used as the conductive material, compared with Comparative Example 1 in which acetylene black A having a coarse particle content of 10 ppm was used, It was found that the discharge capacity ratio was improved by 1.5%.

(DCR,実施例1、比較例1)
図2にDCRを示す。導電材にアセチレンブラックB(Li−400)を用いた実施例1では、アセチレンブラックAを用いた比較例1に比べて、DCRが低減されたことがわかった。
(DCR, Example 1, Comparative Example 1)
FIG. 2 shows the DCR. In Example 1 using acetylene black B (Li-400) as the conductive material, it was found that DCR was reduced as compared with Comparative Example 1 using acetylene black A.

以上の結果から、導電材に粗粒分1ppm以下である0.1ppmのアセチレンブラックB(Li−400)を用いた実施例1では、粗粒分10ppmのアセチレンブラックAを用いた比較例1に比べて、DCRが低減されたことで、放電レート特性が向上したと考えられる。なお、アセチレンブラックB(Li−400)を用いた実施例1でDCRが低減された要因は、粗粒分0.1ppmに低減されたことで、電極内の導電ネットワークが改善されたためと考えられる。   From the above results, in Example 1 in which 0.1 ppm of acetylene black B (Li-400) having a coarse particle content of 1 ppm or less was used as the conductive material, Comparative Example 1 in which acetylene black A having a coarse particle content of 10 ppm was used. In comparison, it is considered that the discharge rate characteristics are improved by reducing the DCR. In addition, it is thought that the factor by which DCR was reduced in Example 1 using acetylene black B (Li-400) was because the conductive network in the electrode was improved by reducing the coarse particle content to 0.1 ppm. .

100…円柱状のリチウムイオン二次電池
101…正極板
102…正極タブ端子
103…負極板
104…負極タブ端子
105…セパレータ
106…電池容器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Cylindrical lithium ion secondary battery 101 ... Positive electrode plate 102 ... Positive electrode tab terminal 103 ... Negative electrode plate 104 ... Negative electrode tab terminal 105 ... Separator 106 ... Battery container

Claims (3)

正極、負極、及び電解液を備えるリチウムイオン電池であって、
前記正極は、集電体と前記集電体に形成された正極合剤とを有し、
前記正極合剤は、正極活物質と導電材とを有し、
前記導電材は、粗粒分が1ppm以下のアセチレンブラックを含有するリチウムイオン電池。
A lithium ion battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte solution,
The positive electrode has a current collector and a positive electrode mixture formed on the current collector,
The positive electrode mixture has a positive electrode active material and a conductive material,
The conductive material is a lithium ion battery containing acetylene black having a coarse particle content of 1 ppm or less.
正極活物質が、層状型リチウム・ニッケル・マンガン・コバルト複合酸化物である請求項1に記載のリチウムイオン電池。   The lithium ion battery according to claim 1, wherein the positive electrode active material is a layered lithium / nickel / manganese / cobalt composite oxide. アセチレンブラックの平均粒子径が、20〜100nmである請求項1又は請求項2に記載のリチウムイオン電池。   The lithium ion battery according to claim 1 or 2, wherein the average particle diameter of acetylene black is 20 to 100 nm.
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