JP2019036455A - Non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Non-aqueous electrolyte secondary battery Download PDF

Info

Publication number
JP2019036455A
JP2019036455A JP2017156374A JP2017156374A JP2019036455A JP 2019036455 A JP2019036455 A JP 2019036455A JP 2017156374 A JP2017156374 A JP 2017156374A JP 2017156374 A JP2017156374 A JP 2017156374A JP 2019036455 A JP2019036455 A JP 2019036455A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positive electrode
conductive carbon
carbon material
coating
active material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017156374A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6812928B2 (en
Inventor
裕輝 井口
Hiroki Iguchi
裕輝 井口
藤田 秀明
Hideaki Fujita
秀明 藤田
佐野 秀樹
Hideki Sano
秀樹 佐野
井上 薫
Kaoru Inoue
薫 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2017156374A priority Critical patent/JP6812928B2/en
Publication of JP2019036455A publication Critical patent/JP2019036455A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6812928B2 publication Critical patent/JP6812928B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

To improve the storage characteristics in a non-aqueous electrolyte secondary battery containing 1,2-dimethoxyethane in an electrolyte.SOLUTION: A non-aqueous electrolyte secondary battery includes at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte. The electrolyte includes at least 1,2-dimethoxyethane. The positive electrode includes at least a positive electrode active material, a conductive carbon material, and a coating. The coating is formed at least on the surface of the conductive carbon material. The coating includes a component derived from at least one selected from the group consisting of propane sultone, vinylene carbonate, and ethylene sulfite.SELECTED DRAWING: None

Description

本開示は非水電解液二次電池に関する。   The present disclosure relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery.

特開平9−092265号公報(特許文献1)は、炭素材料で被覆された正極活物質と、1,2−ジメトキシエタン(DME)を含む電解液との組み合わせを開示している。   Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-092265 (Patent Document 1) discloses a combination of a positive electrode active material coated with a carbon material and an electrolytic solution containing 1,2-dimethoxyethane (DME).

特開平9−092265号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-092265

電解液において、DMEは支持塩を溶かす溶媒である。DMEの使用により、抵抗の低減が期待される。DMEは、ドナー数が大きく、なおかつ粘度が低いためと考えられる。すなわちDMEの使用により、支持塩が解離しやすく、なおかつ解離後のイオンが移動しやすいと考えられる。   In the electrolytic solution, DME is a solvent that dissolves the supporting salt. The use of DME is expected to reduce resistance. It is considered that DME has a large number of donors and a low viscosity. That is, it is considered that the use of DME facilitates dissociation of the supporting salt and facilitates movement of the ions after dissociation.

しかしDMEは耐酸化性に劣る。そのため充電状態の電池が高温環境で保存されると、DMEが正極で酸化分解されると考えられる。その結果、電池容量が低下すると考えられる。   However, DME is inferior in oxidation resistance. Therefore, when the charged battery is stored in a high temperature environment, it is considered that DME is oxidatively decomposed at the positive electrode. As a result, the battery capacity is considered to decrease.

本開示の目的は、電解液にDMEを含む非水電解液二次電池において、保存特性を向上させることである。   An object of the present disclosure is to improve storage characteristics in a non-aqueous electrolyte secondary battery including DME in the electrolyte.

以下、本開示の技術的構成および作用効果が説明される。ただし本開示の作用メカニズムは推定を含んでいる。作用メカニズムの正否により、特許請求の範囲が限定されるべきではない。   Hereinafter, the technical configuration and effects of the present disclosure will be described. However, the mechanism of action of the present disclosure includes estimation. The scope of the claims should not be limited by the correctness of the mechanism of action.

本開示の非水電解液二次電池は、少なくとも正極、負極および電解液を含む。
電解液は、少なくとも1,2−ジメトキシエタンを含む。
正極は、少なくとも正極活物質、導電性炭素材料および被膜を含む。
被膜は、少なくとも導電性炭素材料の表面に形成されている。
被膜は、プロパンスルトン(PS)、ビニレンカーボネート(VC)およびエチレンサルファイト(ES)からなる群より選択される少なくとも1種に由来する成分を含む。
The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present disclosure includes at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution.
The electrolytic solution contains at least 1,2-dimethoxyethane.
The positive electrode includes at least a positive electrode active material, a conductive carbon material, and a coating.
The coating is formed on at least the surface of the conductive carbon material.
The coating includes a component derived from at least one selected from the group consisting of propane sultone (PS), vinylene carbonate (VC), and ethylene sulfite (ES).

従来正極は、正極活物質に加えて、導電性炭素材料(たとえばカーボンブラック等)も含む。正極内の電子伝導を補助するためである。導電性炭素材料は「導電助剤」とも称されている。導電性炭素材料は、正極活物質に比して、大きな比表面積を有する。そのため導電性炭素材料の表面では、DMEの酸化分解が起こりやすいと考えられる。   Conventional positive electrodes include a conductive carbon material (for example, carbon black) in addition to the positive electrode active material. This is to assist electronic conduction in the positive electrode. The conductive carbon material is also referred to as “conductive aid”. The conductive carbon material has a large specific surface area as compared with the positive electrode active material. Therefore, it is considered that oxidative decomposition of DME is likely to occur on the surface of the conductive carbon material.

本開示の新知見によれば、特定成分を含む被膜が、導電性炭素材料の表面に形成されていることにより、導電性炭素材料の表面におけるDMEの酸化分解が抑制され得る。すなわち保存特性の向上が期待される。特定成分は、PS、VCおよびESからなる群より選択される少なくとも1種に由来する。以下、PS、VCおよびESからなる群より選択される少なくとも1種は、「PS等」と略記され得る。   According to the new knowledge of the present disclosure, the coating containing the specific component is formed on the surface of the conductive carbon material, so that oxidative decomposition of DME on the surface of the conductive carbon material can be suppressed. That is, improvement in storage characteristics is expected. The specific component is derived from at least one selected from the group consisting of PS, VC and ES. Hereinafter, at least one selected from the group consisting of PS, VC and ES may be abbreviated as “PS etc.”.

図1は、本実施形態の電池の構成の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the battery according to the present embodiment. 図2は、電極群の構成の一例を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the electrode group. 図3は、複合粒子を示す概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram showing composite particles.

以下、本開示の実施形態(本明細書では「本実施形態」と記される)が説明される。ただし以下の説明は、特許請求の範囲を限定するものではない。   Hereinafter, an embodiment of the present disclosure (referred to as “the present embodiment” in the present specification) will be described. However, the following description does not limit the scope of the claims.

<非水電解液二次電池>
以下、非水電解液二次電池が「電池」と略記され得る。
本実施形態の電池は、典型的にはリチウム(Li)イオン二次電池である。ただし本実施形態の電池は、たとえば、ナトリウムイオン二次電池等でもあり得る。
<Nonaqueous electrolyte secondary battery>
Hereinafter, the non-aqueous electrolyte secondary battery may be abbreviated as “battery”.
The battery of this embodiment is typically a lithium (Li) ion secondary battery. However, the battery of this embodiment may be a sodium ion secondary battery, for example.

《ケース》
図1は、本実施形態の電池の構成の一例を示す概略図である。電池100は、ケース90を含む。ケース90は角形(扁平直方体)である。ただしケースは角形に限定されるべきではない。ケースは、たとえば円筒形であってもよい。ケース90は、容器91および蓋92を含む。蓋92は、たとえばレーザ溶接により容器91と接合されている。蓋92は、正極端子81および負極端子82を備える。蓋92は、たとえば、注液孔、ガス排出弁、電流遮断機構(CID)等を備えていてもよい。
"Case"
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the battery according to the present embodiment. Battery 100 includes a case 90. The case 90 has a rectangular shape (flat rectangular parallelepiped). However, the case should not be limited to a square. The case may be cylindrical, for example. Case 90 includes a container 91 and a lid 92. The lid 92 is joined to the container 91 by laser welding, for example. The lid 92 includes a positive electrode terminal 81 and a negative electrode terminal 82. The lid 92 may include, for example, a liquid injection hole, a gas discharge valve, a current interruption mechanism (CID), and the like.

ケース90は密閉されている。ケース90は、たとえばアルミニウム(Al)合金等により構成され得る。ただし所定の密閉性が確保され得る限り、ケース(すなわち外装体)は、たとえば、アルミラミネートフィルム製のパウチ等であってもよい。ケース90は、電極群50および電解液を収納している。図1中の一点鎖線は、電解液の液面を示している。電解液は、電極群50内にも存在している。   Case 90 is sealed. Case 90 may be made of, for example, an aluminum (Al) alloy. However, as long as a predetermined sealing property can be ensured, the case (that is, the exterior body) may be a pouch made of an aluminum laminate film, for example. The case 90 houses the electrode group 50 and the electrolytic solution. A one-dot chain line in FIG. 1 indicates a liquid level of the electrolytic solution. The electrolytic solution is also present in the electrode group 50.

《電極群》
図2は、電極群の構成の一例を示す概略図である。電極群50は巻回型である。すなわち電極群50は、正極10、セパレータ30、負極20およびセパレータ30がこの順序で積層され、渦巻状に巻回されることにより構成されている。正極10は、正極端子81(図1)と電気的に接続される。負極20は、負極端子82(図1)と電気的に接続される。電池100内において、正極10、セパレータ30および負極20には、それぞれ電解液が含浸されている。すなわち電池100は、少なくとも正極10、負極20および電解液を含む。なお電極群は、積層型(スタック型)であってもよい。積層型の電極群は、正極と負極との間にセパレータが挟まれつつ、正極と負極とが交互に積層されることにより構成され得る。
<Electrode group>
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the electrode group. The electrode group 50 is a wound type. That is, the electrode group 50 is configured by stacking the positive electrode 10, the separator 30, the negative electrode 20, and the separator 30 in this order and winding them in a spiral shape. The positive electrode 10 is electrically connected to the positive electrode terminal 81 (FIG. 1). The negative electrode 20 is electrically connected to the negative electrode terminal 82 (FIG. 1). In the battery 100, the positive electrode 10, the separator 30, and the negative electrode 20 are each impregnated with an electrolytic solution. That is, the battery 100 includes at least the positive electrode 10, the negative electrode 20, and the electrolytic solution. The electrode group may be a stacked type (stacked type). The stacked electrode group can be configured by alternately stacking the positive electrode and the negative electrode while the separator is sandwiched between the positive electrode and the negative electrode.

《正極》
本実施形態において、正極10は帯状のシートである。正極10は、正極集電体11および正極合材層12を含む。正極集電体11は、たとえばAl箔等であってもよい。正極集電体11は、たとえば10〜100μmの厚さを有してもよい。
《Positive electrode》
In the present embodiment, the positive electrode 10 is a strip-shaped sheet. The positive electrode 10 includes a positive electrode current collector 11 and a positive electrode mixture layer 12. The positive electrode current collector 11 may be, for example, an Al foil. The positive electrode current collector 11 may have a thickness of 10 to 100 μm, for example.

正極合材層12は多孔質である。正極合材層12は、正極集電体11の表面に形成されている。正極合材層12は、正極集電体11の表裏両面に形成されていてもよい。正極合材層12は、たとえば10〜200μmの厚さを有してもよい。正極合材層12は、少なくとも正極活物質、導電性炭素材料および被膜を含む。すなわち正極10が、少なくとも正極活物質、導電性炭素材料および被膜を含む。   The positive electrode mixture layer 12 is porous. The positive electrode mixture layer 12 is formed on the surface of the positive electrode current collector 11. The positive electrode mixture layer 12 may be formed on both the front and back surfaces of the positive electrode current collector 11. The positive electrode mixture layer 12 may have a thickness of 10 to 200 μm, for example. The positive electrode mixture layer 12 includes at least a positive electrode active material, a conductive carbon material, and a coating. That is, the positive electrode 10 includes at least a positive electrode active material, a conductive carbon material, and a film.

(正極活物質)
正極合材層12は、たとえば80〜99質量%の正極活物質を含んでもよい。正極活物質は粒子であり得る。正極活物質は、たとえば1〜30μmの平均粒径を有してもよい。本明細書の「平均粒径」は、レーザ回折散乱法によって測定される体積基準の粒度分布において、微粒側からの累積粒子体積が全粒子体積の50%になる粒径を示す。該粒径は「D50」とも称される。
(Positive electrode active material)
The positive electrode mixture layer 12 may include, for example, 80 to 99% by mass of a positive electrode active material. The positive electrode active material can be a particle. The positive electrode active material may have an average particle diameter of 1 to 30 μm, for example. The “average particle size” in the present specification indicates the particle size at which the cumulative particle volume from the fine particle side is 50% of the total particle volume in the volume-based particle size distribution measured by the laser diffraction scattering method. The particle size is also referred to as “D50”.

正極活物質は、たとえば0.1〜5m2/gの比表面積を有してもよい。本明細書の「比表面積」は、窒素ガス吸着法により測定される等温吸着曲線に基づき、BET多点法により算出される値である。比表面積は、少なくとも3回測定され得る。少なくとも3回の算術平均が測定結果として採用され得る。正極活物質は、たとえば0.1〜1m2/gの比表面積を有してもよい。 The positive electrode active material may have a specific surface area of, for example, 0.1 to 5 m 2 / g. The “specific surface area” in the present specification is a value calculated by a BET multipoint method based on an isothermal adsorption curve measured by a nitrogen gas adsorption method. The specific surface area can be measured at least three times. An arithmetic average of at least three times can be adopted as the measurement result. The positive electrode active material may have a specific surface area of, for example, 0.1 to 1 m 2 / g.

正極活物質は、電荷担体(典型的にはLiイオン)を電気化学的に吸蔵し、放出する。正極活物質は、特に限定されるべきではない。正極活物質は、たとえば、LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn24、LiNixCoyz2(ただし式中、Mは、MnまたはAlであり、x、y、zは、0<x<1、0<y<1、0<z<1、x+y+z=1を満たす)、LiFePO4等であってもよい。1種の正極活物質が単独で使用されてもよい。2種以上の正極活物質が組み合わされて使用されてもよい。 The positive electrode active material electrochemically occludes and releases charge carriers (typically Li ions). The positive electrode active material should not be particularly limited. The positive electrode active material is, for example, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNi x Co y M z O 2 (wherein M is Mn or Al, and x, y, and z are 0 <x <1, 0 <y <1, 0 <z <1, x + y + z = 1), LiFePO 4, or the like. One kind of positive electrode active material may be used alone. Two or more positive electrode active materials may be used in combination.

(導電性炭素材料)
正極合材層12は、たとえば0.5〜10質量%の導電性炭素材料を含んでもよい。導電性炭素材料は、正極活物質および導電性炭素材料の合計に対して、たとえば1質量%以上8質量%以下の比率を有してもよい。導電性炭素材料は、正極活物質および導電性炭素材料の合計に対して、たとえば3質量%以上の比率を有してもよい。これにより、たとえば出力特性の向上(抵抗の低減)が期待される。導電性炭素材料は、正極活物質および導電性炭素材料の合計に対して、たとえば5質量%以下の比率を有してもよい。これにより、たとえば保存特性の向上が期待される。
(Conductive carbon material)
The positive electrode mixture layer 12 may include, for example, 0.5 to 10% by mass of a conductive carbon material. The conductive carbon material may have a ratio of, for example, 1% by mass to 8% by mass with respect to the total of the positive electrode active material and the conductive carbon material. The conductive carbon material may have a ratio of, for example, 3% by mass or more with respect to the total of the positive electrode active material and the conductive carbon material. Thereby, for example, improvement of output characteristics (reduction of resistance) is expected. The conductive carbon material may have a ratio of, for example, 5% by mass or less with respect to the total of the positive electrode active material and the conductive carbon material. Thereby, for example, improvement of storage characteristics is expected.

導電性炭素材料は、たとえば、カーボンブラック、黒鉛、気相成長炭素繊維(VGCF)、カーボンナノチューブ等であってもよい。カーボンブラックは、たとえば、アセチレンブラック(AB)、ケッチェンブラック(登録商標)(KB)等であってもよい。すなわち導電性炭素材料は、ABおよびKBからなる群より選択される少なくとも1種であってもよい。   The conductive carbon material may be, for example, carbon black, graphite, vapor grown carbon fiber (VGCF), carbon nanotube, or the like. The carbon black may be, for example, acetylene black (AB), ketjen black (registered trademark) (KB), or the like. That is, the conductive carbon material may be at least one selected from the group consisting of AB and KB.

導電性炭素材料は、正極活物質に比して、大きな比表面積を有し得る。導電性炭素材料は、たとえば10〜2000m2/gの比表面積を有してもよい。導電性炭素材料は、たとえば10〜100m2/gの比表面積を有してもよい。該比表面積により、たとえば保存特性の向上が期待される。 The conductive carbon material can have a large specific surface area as compared with the positive electrode active material. The conductive carbon material may have a specific surface area of, for example, 10 to 2000 m 2 / g. The conductive carbon material may have a specific surface area of, for example, 10 to 100 m 2 / g. The specific surface area is expected to improve storage characteristics, for example.

(被膜)
被膜は、少なくとも導電性炭素材料の表面に形成されている。これにより導電性炭素材料の表面におけるDMEの酸化分解が抑制され得る。すなわち保存特性の向上が期待される。被膜は、たとえば、正極活物質の表面にも形成されていてもよい。
(Coating)
The coating is formed on at least the surface of the conductive carbon material. Thereby, oxidative decomposition of DME on the surface of the conductive carbon material can be suppressed. That is, improvement in storage characteristics is expected. The coating may be formed also on the surface of the positive electrode active material, for example.

被膜は、PS、VCおよびESからなる群より選択される少なくとも1種に由来する成分を含む。被膜は、たとえばPS等の分解生成物であり得る。被膜は、イオン伝導性を有すると考えられる。たとえば、電解液に添加されたPS等が、導電性炭素材料等の表面において酸化分解されることにより、被膜が形成され得る。しかし通常、導電性炭素材料の表面において、PS等の酸化分解および被膜の形成は進行し難いと考えられる。たとえば、正極合材層12内に導電性炭素材料が単純に分散しているだけでは、導電性炭素材料の表面において、被膜が実質的に形成されないと考えられる。DMEの酸化分解を抑制し得る被膜は、正極活物質の表面において優先的に形成されるためと考えられる。   The coating includes a component derived from at least one selected from the group consisting of PS, VC, and ES. The coating can be a degradation product such as PS. The coating is considered to have ionic conductivity. For example, a film can be formed by oxidatively decomposing PS or the like added to the electrolytic solution on the surface of the conductive carbon material or the like. However, it is generally considered that the oxidative decomposition of PS or the like and the formation of a coating hardly progress on the surface of the conductive carbon material. For example, it is considered that a film is not substantially formed on the surface of the conductive carbon material simply by dispersing the conductive carbon material in the positive electrode mixture layer 12. It is considered that the coating that can suppress the oxidative decomposition of DME is preferentially formed on the surface of the positive electrode active material.

(複合粒子)
導電性炭素材料の表面に被膜を形成する方法として、たとえば、導電性炭素材料により正極活物質の表面を被覆することが考えられる。すなわち正極活物質および導電性炭素材料は、複合粒子を構成していてもよい。図3は、複合粒子を示す概念図である。複合粒子200は、母材粒子201および被覆層202を含む。母材粒子201は正極活物質を含む。被覆層202は導電性炭素材料を含む。
(Composite particles)
As a method for forming a film on the surface of the conductive carbon material, for example, it is conceivable to coat the surface of the positive electrode active material with a conductive carbon material. That is, the positive electrode active material and the conductive carbon material may constitute composite particles. FIG. 3 is a conceptual diagram showing composite particles. Composite particle 200 includes base material particle 201 and coating layer 202. Base material particle 201 contains a positive electrode active material. The covering layer 202 includes a conductive carbon material.

複合粒子200によれば、導電性炭素材料(被覆層202)において、PS等の酸化分解および被膜300の形成が促進されることが期待される。すなわち導電性炭素材料の表面に被膜300が形成されることが期待される。導電性炭素材料が細孔を含む場合、細孔の内壁にも被膜300が形成されることが期待される。   According to the composite particle 200, it is expected that the oxidative decomposition of PS or the like and the formation of the coating 300 are promoted in the conductive carbon material (coating layer 202). That is, the coating 300 is expected to be formed on the surface of the conductive carbon material. When the conductive carbon material includes pores, the coating 300 is expected to be formed on the inner walls of the pores.

正極活物質(母材粒子201)の表面にも被膜300が形成された場合、抵抗が増加する可能性もある。被膜300の電子伝導性が低いためと考えられる。複合粒子200によれば、導電性炭素材料(被覆層202)が正極活物質の表面における電子伝導を補うことが期待される。すなわち被膜300の形成に伴う抵抗増加が抑制され得る。   When the coating 300 is also formed on the surface of the positive electrode active material (base material particle 201), the resistance may increase. This is probably because the electronic conductivity of the coating 300 is low. According to the composite particle 200, it is expected that the conductive carbon material (the coating layer 202) supplements the electron conduction on the surface of the positive electrode active material. That is, an increase in resistance accompanying the formation of the coating 300 can be suppressed.

複合粒子200は、たとえばメカノケミカル法により形成され得る。複合粒子200において、被覆層202は、母材粒子201(正極活物質)の表面全体を覆っていてもよいし、母材粒子201の表面を部分的に覆っていてもよい。複合粒子200は、たとえば40%以上100%以下の被覆率を有してもよい。複合粒子200は、たとえば50%以上の被覆率を有してもよいし、80%以上の被覆率を有してもよい。該被覆率により、たとえば出力特性の向上が期待される。複合粒子200は、たとえば90%以下の被覆率を有してもよい。該被覆率により、たとえば保存特性の向上が期待される。   The composite particle 200 can be formed by, for example, a mechanochemical method. In the composite particle 200, the coating layer 202 may cover the entire surface of the base material particle 201 (positive electrode active material) or may partially cover the surface of the base material particle 201. Composite particle 200 may have a coverage of 40% or more and 100% or less, for example. The composite particle 200 may have a coverage of 50% or more, for example, or may have a coverage of 80% or more. For example, an improvement in output characteristics is expected due to the coverage. The composite particle 200 may have a coverage of 90% or less, for example. The coverage is expected to improve storage characteristics, for example.

本明細書の「被覆率」は、電子顕微鏡−エネルギー分散型X線分析装置(SEM−EDS)により測定され得る。すなわち複合粒子200のSEM画像が取得される。複合粒子200のSEM画像において、炭素の元素マッピングが実施される。炭素が検出される部分の面積が算出される。複合粒子200全体の面積に対する、炭素が検出される部分の面積の比率(百分率)が、被覆率である。被覆率は、10個の複合粒子200において測定され得る。10個の被覆率の算術平均が測定結果として採用され得る。   The “coverage” in this specification can be measured by an electron microscope-energy dispersive X-ray analyzer (SEM-EDS). That is, an SEM image of the composite particle 200 is acquired. In the SEM image of the composite particle 200, elemental mapping of carbon is performed. The area of the part where carbon is detected is calculated. The ratio (percentage) of the area of the part where carbon is detected to the area of the entire composite particle 200 is the coverage. The coverage can be measured on 10 composite particles 200. An arithmetic average of 10 coverages can be adopted as a measurement result.

被覆層202は、たとえば0.12μm以上0.6μm以下の厚さを有してもよい。被覆層202は、たとえば0.25μm以上の厚さを有してもよい。該厚さにより、たとえば出力特性の向上が期待される。被覆層202は、たとえば0.37μm以下の厚さを有してもよい。該厚さにより、たとえば保存特性の向上が期待される。   The coating layer 202 may have a thickness of 0.12 μm or more and 0.6 μm or less, for example. Covering layer 202 may have a thickness of, for example, 0.25 μm or more. The thickness is expected to improve output characteristics, for example. The covering layer 202 may have a thickness of 0.37 μm or less, for example. The thickness is expected to improve the storage characteristics, for example.

本明細書の「被覆層の厚さ」は、複合粒子200の断面SEM画像において測定され得る。すなわち、複合粒子200の断面SEM画像において、無作為に抽出される10個所で被覆層202の厚さが測定される。10個所の算術平均が測定結果として採用され得る。   “Coating layer thickness” herein may be measured in a cross-sectional SEM image of the composite particle 200. That is, in the cross-sectional SEM image of the composite particle 200, the thickness of the coating layer 202 is measured at 10 points that are randomly extracted. An arithmetic average of 10 points can be adopted as a measurement result.

複合粒子200は、たとえば0.6m2/g以上3m2/g以下の比表面積を有してもよい。複合粒子200は、たとえば1.3m2/g以上の比表面積を有してもよい。該比表面積により、たとえば出力特性の向上が期待される。複合粒子200は、たとえば2m2/g以下の比表面積を有してもよい。該比表面積により、たとえば保存特性の向上が期待される。 The composite particles 200 may have a specific surface area of, for example, 0.6 m 2 / g or more and 3 m 2 / g or less. Composite particle 200 may have a specific surface area of, for example, 1.3 m 2 / g or more. The specific surface area is expected to improve output characteristics, for example. Composite particle 200 may have a specific surface area of, for example, 2 m 2 / g or less. The specific surface area is expected to improve storage characteristics, for example.

(バインダ)
正極合材層12は、バインダをさらに含んでもよい。正極合材層12は、たとえば0.5〜10質量%のバインダを含んでもよい。バインダは特に限定されるべきではない。バインダは、たとえば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体〔poly(VDF―co―HFP)〕、ポリアクリル酸(PAA)、カルボキシメチルセルロース(CMC)等であってもよい。1種のバインダが単独で使用されてもよい。2種以上のバインダが組み合わされて使用されてもよい。
(Binder)
The positive electrode mixture layer 12 may further include a binder. The positive electrode mixture layer 12 may include, for example, a binder of 0.5 to 10% by mass. The binder should not be particularly limited. Examples of the binder include polyvinylidene fluoride (PVdF), polytetrafluoroethylene (PTFE), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer [poly (VDF-co-HFP)], polyacrylic acid (PAA), carboxymethylcellulose. (CMC) or the like may be used. One kind of binder may be used alone. Two or more binders may be used in combination.

《負極》
本実施形態において、負極20は帯状のシートである。負極20は、負極集電体21および負極合材層22を含む。負極集電体21は、たとえば、銅(Cu)箔等であってもよい。負極集電体21は、たとえば10〜100μmの厚さを有してもよい。
<Negative electrode>
In the present embodiment, the negative electrode 20 is a strip-shaped sheet. The negative electrode 20 includes a negative electrode current collector 21 and a negative electrode mixture layer 22. The negative electrode current collector 21 may be, for example, a copper (Cu) foil. The negative electrode current collector 21 may have a thickness of 10 to 100 μm, for example.

負極合材層22は多孔質である。負極合材層22は、負極集電体21の表面に形成されている。負極合材層22は、負極集電体21の表裏両面に形成されていてもよい。負極合材層22は、たとえば10〜200μmの厚さを有してもよい。   The negative electrode mixture layer 22 is porous. The negative electrode mixture layer 22 is formed on the surface of the negative electrode current collector 21. The negative electrode mixture layer 22 may be formed on both the front and back surfaces of the negative electrode current collector 21. Negative electrode composite material layer 22 may have a thickness of 10 to 200 μm, for example.

負極合材層22は、たとえば80〜99.5質量%の負極活物質を含んでもよい。負極活物質は粒子であり得る。負極活物質は、たとえば1〜30μmの平均粒径を有してもよい。負極活物質は、電荷担体を電気化学的に吸蔵し、放出する。負極活物質は、特に限定されるべきではない。負極活物質は、たとえば、黒鉛構造を含む炭素材料、珪素、酸化珪素、珪素基合金、錫、錫基合金等であってもよい。黒鉛構造は、炭素六角網面が積層された結晶構造を示す。黒鉛構造を含む炭素材料としては、黒鉛、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素等が挙げられる。1種の負極活物質が単独で使用されてもよい。2種以上の負極活物質が組み合わされて使用されてもよい。   The negative electrode mixture layer 22 may include, for example, 80 to 99.5% by mass of the negative electrode active material. The negative electrode active material can be a particle. The negative electrode active material may have an average particle diameter of 1 to 30 μm, for example. The negative electrode active material electrochemically occludes and releases charge carriers. The negative electrode active material should not be particularly limited. The negative electrode active material may be, for example, a carbon material including a graphite structure, silicon, silicon oxide, a silicon-based alloy, tin, a tin-based alloy, or the like. The graphite structure indicates a crystal structure in which carbon hexagonal network surfaces are stacked. Examples of the carbon material containing a graphite structure include graphite, graphitizable carbon, and non-graphitizable carbon. One kind of negative electrode active material may be used alone. Two or more negative electrode active materials may be used in combination.

負極合材層22は、たとえば0.5〜20質量%のバインダを含んでもよい。バインダは特に限定されるべきではない。バインダは、たとえば、CMC、スチレンブタジエンゴム(SBR)、PAA等であってもよい。1種のバインダが単独で使用されてもよい。2種以上のバインダが組み合わされて使用されてもよい。   The negative electrode mixture layer 22 may include, for example, 0.5 to 20% by mass of a binder. The binder should not be particularly limited. The binder may be, for example, CMC, styrene butadiene rubber (SBR), PAA, or the like. One kind of binder may be used alone. Two or more binders may be used in combination.

《セパレータ》
本実施形態において、セパレータ30は帯状のシートである。セパレータ30は、正極10と負極20との間に配置されている。セパレータ30は電気絶縁性である。セパレータ30は、正極10と負極20とを電気的に隔絶している。セパレータ30は多孔質である。セパレータ30は電解液を透過させる。セパレータ30は、たとえば10〜50μmの厚さを有してもよい。
<< Separator >>
In this embodiment, the separator 30 is a strip-shaped sheet. The separator 30 is disposed between the positive electrode 10 and the negative electrode 20. The separator 30 is electrically insulating. The separator 30 electrically isolates the positive electrode 10 and the negative electrode 20. The separator 30 is porous. The separator 30 allows the electrolytic solution to pass therethrough. Separator 30 may have a thickness of 10 to 50 μm, for example.

セパレータ30は、たとえば、ポリエチレン(PE)製、ポリプロピレン(PP)製等の多孔質膜であり得る。セパレータ30は、たとえば単層構造を有してもよい。セパレータ30は、たとえばPE製の多孔質膜のみにより構成されていてもよい。セパレータ30は、たとえば多層構造(たとえば3層構造等)を有してもよい。セパレータ30は、たとえば、PP製の多孔質膜、PE製の多孔質膜およびPP製の多孔質膜がこの順序で積層されることにより構成されていてもよい。   The separator 30 may be a porous film made of, for example, polyethylene (PE) or polypropylene (PP). Separator 30 may have a single layer structure, for example. Separator 30 may be constituted only by a porous film made of PE, for example. Separator 30 may have, for example, a multilayer structure (for example, a three-layer structure). The separator 30 may be configured, for example, by stacking a PP porous film, a PE porous film, and a PP porous film in this order.

《電解液》
電解液は、溶媒および支持塩を含む。溶媒は非プロトン性である。すなわち電解液は非水電解液である。溶媒は少なくともDMEを含む。すなわち電解液が少なくともDMEを含む。電解液がDMEを含むことにより、抵抗の低減が期待される。すなわち出力特性の向上が期待される。
<Electrolyte>
The electrolytic solution includes a solvent and a supporting salt. The solvent is aprotic. That is, the electrolytic solution is a non-aqueous electrolytic solution. The solvent contains at least DME. That is, the electrolytic solution contains at least DME. When the electrolytic solution contains DME, a reduction in resistance is expected. That is, an improvement in output characteristics is expected.

溶媒においてDMEは、たとえば30体積%以下の比率を有してもよい。溶媒においてDMEは、たとえば1体積%以上の比率を有してもよいし、10体積%以上の比率を有してもよいし、20体積%以上の比率を有してもよい。   In the solvent, DME may have a ratio of, for example, 30% by volume or less. In the solvent, DME, for example, may have a ratio of 1% by volume or more, may have a ratio of 10% by volume or more, or may have a ratio of 20% by volume or more.

溶媒は、環状カーボネートをさらに含んでもよい。溶媒において環状カーボネートは、たとえば10〜40体積%の比率を有してもよい。環状カーボネートは、たとえば、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)、フルオロエチレンカーボネート(FEC)等であってもよい。1種の環状カーボネートが単独で使用されてもよい。2種以上の環状カーボネートが組み合わされて使用されてもよい。   The solvent may further contain a cyclic carbonate. In the solvent, the cyclic carbonate may have a ratio of, for example, 10 to 40% by volume. The cyclic carbonate may be, for example, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), fluoroethylene carbonate (FEC), and the like. One cyclic carbonate may be used alone. Two or more cyclic carbonates may be used in combination.

溶媒は、鎖状カーボネートをさらに含んでもよい。溶媒において鎖状カーボネートおよびDMEの合計は、60〜90体積%の比率を有してもよい。鎖状カーボネートとしては、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジエチルカーボネート(DEC)等であってもよい。1種の鎖状カーボネートが単独で使用されてもよい。2種以上の鎖状カーボネートが組み合わされて使用されてもよい。   The solvent may further contain a chain carbonate. The sum of the chain carbonate and DME in the solvent may have a ratio of 60 to 90% by volume. The chain carbonate may be dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), diethyl carbonate (DEC) or the like. One type of chain carbonate may be used alone. Two or more chain carbonates may be used in combination.

電解液は、たとえば0.5〜2mоl/lの支持塩を含んでもよい。支持塩は、たとえばLiPF6、LiBF4、Li[N(SO2F)2]、Li[N(CF3SO22]等であってもよい。1種の支持塩が単独で使用されてもよい。2種以上の支持塩が組み合わされて使用されてもよい。 The electrolytic solution may contain a supporting salt of 0.5 to 2 mol / l, for example. The supporting salt may be, for example, LiPF 6 , LiBF 4 , Li [N (SO 2 F) 2 ], Li [N (CF 3 SO 2 ) 2 ] and the like. One supporting salt may be used alone. Two or more supporting salts may be used in combination.

電解液は、PS、VCおよびESからなる群より選択される少なくとも1種をさらに含んでもよい。電解液中のPS等は、被膜の形成のために消費されたPS等の残部であり得る。電解液は、たとえば0.1〜5質量%のPS等を含んでもよい。電解液は、たとえば0質量%を超えて1質量%未満のPS等を含んでもよい。   The electrolytic solution may further include at least one selected from the group consisting of PS, VC, and ES. PS etc. in electrolyte solution may be the remainder of PS etc. consumed for formation of a coat. The electrolytic solution may contain, for example, 0.1 to 5% by mass of PS. The electrolytic solution may contain, for example, PS exceeding 0% by mass and less than 1% by mass.

<非水電解液二次電池の製造方法>
本実施形態の電池100は、たとえば、以下の製造方法により製造され得る。
(α)少なくとも正極活物質および導電性炭素材料を含む正極を準備する。
(β)少なくともDMEおよび添加剤を含む電解液を準備する。
(γ)少なくとも正極、負極および電解液を含む電池を製造する。
(δ)少なくとも導電性炭素材料の表面に被膜を形成する。
被膜は、添加剤に由来する成分を含む。
添加剤は、PS、VCおよびESからなる群より選択される少なくとも1種である。
<Method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery>
The battery 100 of this embodiment can be manufactured, for example, by the following manufacturing method.
(Α) A positive electrode including at least a positive electrode active material and a conductive carbon material is prepared.
(Β) Prepare an electrolytic solution containing at least DME and an additive.
(Γ) A battery including at least a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution is manufactured.
(Δ) A film is formed at least on the surface of the conductive carbon material.
The coating includes a component derived from the additive.
The additive is at least one selected from the group consisting of PS, VC and ES.

上記(α)において、複合粒子を含む正極が準備されてもよい。複合粒子は、母材粒子および被覆層を含む。母材粒子は正極活物質を含む。被覆層は導電性炭素材料を含む。複合粒子は、たとえばメカノケミカル法により形成され得る。被膜は、たとえば、充電状態で電池が保存されることにより形成され得る。   In the above (α), a positive electrode including composite particles may be prepared. The composite particles include base material particles and a coating layer. The base material particles include a positive electrode active material. The covering layer includes a conductive carbon material. The composite particles can be formed by, for example, a mechanochemical method. The coating can be formed, for example, by storing the battery in a charged state.

<用途等>
本実施形態の電池100は、優れた出力特性を有し得る。さらに本実施形態の電池100は、優れた保存特性も有し得る。これらの特性が活かされる用途としては、たとえば、ハイブリッド自動車(HV)、プラグインハイブリッド自動車(PHV)、電気自動車(EV)等の駆動用電源が考えられる。ただし本実施形態の電池100の用途は、自動車の駆動用電源に限定されるべきではない。本実施形態の電池100は、あらゆる用途に適用可能である。
<Applications>
The battery 100 of this embodiment can have excellent output characteristics. Furthermore, the battery 100 of the present embodiment can also have excellent storage characteristics. As an application in which these characteristics are utilized, for example, a driving power source for a hybrid vehicle (HV), a plug-in hybrid vehicle (PHV), an electric vehicle (EV), or the like can be considered. However, the use of the battery 100 of this embodiment should not be limited to the power source for driving a car. The battery 100 of this embodiment is applicable to all uses.

以下、本開示の実施例が説明される。ただし以下の説明は、特許請求の範囲を限定するものではない。   Hereinafter, examples of the present disclosure will be described. However, the following description does not limit the scope of the claims.

<実験1>
《実施例1》
以下の材料が準備された。
正極活物質:LiNi1/3Co1/3Mn1/32(D50 10μm、比表面積 0.5m2/g)
導電性炭素材料:AB(比表面積 68m2/g)
バインダ:PVdF
溶媒:N−メチル−2−ピロリドン
正極集電体:Al箔(厚さ 15μm)
<Experiment 1>
Example 1
The following materials were prepared:
Positive electrode active material: LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 (D50 10 μm, specific surface area 0.5 m 2 / g)
Conductive carbon material: AB (specific surface area 68 m 2 / g)
Binder: PVdF
Solvent: N-methyl-2-pyrrolidone Positive electrode current collector: Al foil (thickness 15 μm)

(被覆処理)
循環型メカノフュージョンシステム(ホソカワミクロン社製)が準備された。回転容器に、正極活物質および導電性炭素材料が投入された。回転容器の内壁と、プレスヘッド(インナーピース)との間で、正極活物質および導電性炭素材料にせん断力が与えられた。これにより複合粒子が形成された。すなわちメカノケミカル法により複合粒子が形成された。回転容器の回転数は2000rpmとされた。処理時間は30分とされた。該複合粒子は、母材粒子および被覆層を含む。母材粒子は正極活物質を含む。被覆層は導電性炭素材料を含む。
(Coating treatment)
A circulation type mechanofusion system (manufactured by Hosokawa Micron Corporation) was prepared. A positive electrode active material and a conductive carbon material were charged into the rotating container. A shearing force was applied to the positive electrode active material and the conductive carbon material between the inner wall of the rotating container and the press head (inner piece). Thereby, composite particles were formed. That is, composite particles were formed by a mechanochemical method. The rotation speed of the rotating container was 2000 rpm. The processing time was 30 minutes. The composite particles include base material particles and a coating layer. The base material particles include a positive electrode active material. The covering layer includes a conductive carbon material.

(正極の準備)
複合粒子、バインダおよび溶媒が混合されることにより、正極ペーストが調製された。正極ペーストが正極集電体の表面(表裏両面)に塗布され、乾燥されることにより、正極合材層が形成された。正極合材層が圧縮された。これにより正極が準備された。正極が帯状に裁断された。
(Preparation of positive electrode)
A positive electrode paste was prepared by mixing the composite particles, the binder, and the solvent. The positive electrode paste was applied to the surface (both front and back surfaces) of the positive electrode current collector and dried to form a positive electrode mixture layer. The positive electrode mixture layer was compressed. Thereby, the positive electrode was prepared. The positive electrode was cut into a strip shape.

正極は0.16mmの厚さを有する。正極合材層は3.5g/cm3の密度を有する。正極合材層は、96質量%の正極活物質、1質量%の導電性炭素材料、および3質量%のバインダを含む。導電性炭素材料は、正極活物質および導電性炭素材料の合計に対して1質量%の比率を有する。 The positive electrode has a thickness of 0.16 mm. The positive electrode mixture layer has a density of 3.5 g / cm 3 . The positive electrode mixture layer includes 96% by mass of a positive electrode active material, 1% by mass of a conductive carbon material, and 3% by mass of a binder. The conductive carbon material has a ratio of 1% by mass with respect to the total of the positive electrode active material and the conductive carbon material.

(負極の準備)
以下の材料が準備された。
負極活物質:黒鉛(D50 15μm)
バインダ:CMC、SBR
溶媒:水
負極集電体:Cu箔(厚さ 10μm)
(Preparation of negative electrode)
The following materials were prepared:
Negative electrode active material: Graphite (D50 15 μm)
Binder: CMC, SBR
Solvent: Water Negative electrode current collector: Cu foil (thickness 10 μm)

負極活物質、バインダおよび溶媒が混合されることにより、負極ペーストが調製された。負極ペーストが負極集電体の表面(表裏両面)に塗布され、乾燥されることにより、負極合材層が形成された。負極合材層が圧縮された。これにより負極が準備された。負極が帯状に裁断された。   A negative electrode paste was prepared by mixing a negative electrode active material, a binder, and a solvent. The negative electrode paste was applied to the surface (both front and back surfaces) of the negative electrode current collector and dried to form a negative electrode mixture layer. The negative electrode mixture layer was compressed. This prepared the negative electrode. The negative electrode was cut into a strip shape.

負極は0.17mmの厚さを有する。負極合材層は1.5g/cm3の密度を有する。負極合材層は、98質量%の負極活物質および2質量%のバインダを含む。 The negative electrode has a thickness of 0.17 mm. The negative electrode mixture layer has a density of 1.5 g / cm 3 . The negative electrode mixture layer includes 98% by mass of a negative electrode active material and 2% by mass of a binder.

(電極群の形成)
帯状のセパレータが準備された。該セパレータは3層構造を有する。すなわち該セパレータは、PP製の多孔質膜、PE製の多孔質膜およびPP製の多孔質膜がこの順序で積層されることにより構成されている。正極、セパレータ、負極およびセパレータがこの順序で積層され、渦巻状に巻回された。これにより筒状の電極群が形成された。電極群が扁平状に成形された。
(Formation of electrode group)
A strip separator was prepared. The separator has a three-layer structure. That is, the separator is configured by laminating a porous film made of PP, a porous film made of PE, and a porous film made of PP in this order. The positive electrode, the separator, the negative electrode, and the separator were laminated in this order and wound in a spiral shape. Thereby, a cylindrical electrode group was formed. The electrode group was formed into a flat shape.

(電池の製造)
角形のケースが準備された。正極が正極端子に電気的に接続された。負極が負極端子に電気的に接続された。電極群がケースに収納された。電解液が準備された。電解液は以下の成分を含む。
(Manufacture of batteries)
A square case was prepared. The positive electrode was electrically connected to the positive terminal. The negative electrode was electrically connected to the negative terminal. The electrode group was stored in the case. An electrolyte was prepared. The electrolytic solution includes the following components.

溶媒:[EC:EMC:DME=3:4:3(体積比)]
支持塩:LiPF6(1mоl/l)
添加剤:PS(1質量%)
Solvent: [EC: EMC: DME = 3: 4: 3 (volume ratio)]
Supporting salt: LiPF 6 (1 mol / l)
Additive: PS (1% by mass)

80gの電解液がケースに注入された。ケースが密閉された。以上より電池(角形リチウムイオン二次電池)が製造された。該電池は、3〜4.1Vの電圧範囲において、25Ahの定格容量を有するように設計されている。以下、電流の単位に「C」が使用される。1Cの電流は、定格容量を1時間で放電する。   80 g of electrolyte was poured into the case. The case was sealed. Thus, a battery (rectangular lithium ion secondary battery) was produced. The battery is designed to have a rated capacity of 25 Ah in the voltage range of 3 to 4.1V. Hereinafter, “C” is used as the unit of current. A current of 1 C discharges the rated capacity in 1 hour.

(エージング)
25℃環境において、0.2Cの定電流充電により、電池が4.1Vに充電された。60℃環境において、電池が10時間保存された。これにより正極活物質の表面および導電性炭素材料の表面に被膜が形成されたと考えられる。被膜は、PSに由来する成分を含むと考えられる。
(aging)
In a 25 ° C. environment, the battery was charged to 4.1 V by constant current charging at 0.2 C. The battery was stored for 10 hours in a 60 ° C. environment. Thus, it is considered that a film was formed on the surface of the positive electrode active material and the surface of the conductive carbon material. The coating is considered to contain a component derived from PS.

《実施例2〜4》
下記表1に示されるように、導電性炭素材料の含量、被覆層の厚さおよび被覆率が変更されることを除いては、実施例1と同じ製造方法により、電池がそれぞれ製造された。
<< Examples 2 to 4 >>
As shown in Table 1 below, batteries were respectively produced by the same production method as in Example 1 except that the content of the conductive carbon material, the thickness of the coating layer, and the coverage were changed.

《比較例1》
下記表1に示されるように、被覆処理が実施されず、添加剤(PS)を含まない電解液が使用されることを除いては、実施例1と同じ製造方法により、電池が製造された。なお本実験において、被覆処理が実施されない試料では、正極活物質および導電性炭素材料が単純に混合されることにより、混合物が調製されている。該混合物、バインダおよび溶媒が混合されることにより、正極ペーストが調製されている。
<< Comparative Example 1 >>
As shown in Table 1 below, the battery was manufactured by the same manufacturing method as in Example 1 except that the coating treatment was not performed and an electrolytic solution containing no additive (PS) was used. . In this experiment, for the sample that is not subjected to the coating treatment, a mixture is prepared by simply mixing the positive electrode active material and the conductive carbon material. A positive electrode paste is prepared by mixing the mixture, binder and solvent.

《比較例2》
下記表1に示されるように、導電性炭素材料の含量が変更されることを除いては、比較例1と同じ製造方法により、電池が製造された。
<< Comparative Example 2 >>
As shown in Table 1 below, a battery was manufactured by the same manufacturing method as Comparative Example 1 except that the content of the conductive carbon material was changed.

《比較例3および4》
下記表1に示されるように、添加剤(PS)を含まない電解液が使用されることを除いては、実施例1および2と同じ製造方法により、電池がそれぞれ製造された。
<< Comparative Examples 3 and 4 >>
As shown in Table 1 below, batteries were produced by the same production method as in Examples 1 and 2 except that an electrolyte solution containing no additive (PS) was used.

《比較例5および6》
下記表1に示されるように、被覆処理が実施されないこと除いては、実施例1および2と同じ製造方法により、電池がそれぞれ製造された。
<< Comparative Examples 5 and 6 >>
As shown in Table 1 below, batteries were manufactured by the same manufacturing method as in Examples 1 and 2 except that the coating treatment was not performed.

《参考例》
参考例ではDMEを含まない電解液が使用された。電解液の溶媒組成は、[EC:EMC=3:7(体積比)]である。これを除いては、比較例1と同じ製造方法により、電池が製造された。
《Reference example》
In the reference example, an electrolyte solution containing no DME was used. The solvent composition of the electrolytic solution is [EC: EMC = 3: 7 (volume ratio)]. Except for this, a battery was manufactured by the same manufacturing method as Comparative Example 1.

<評価>
《被覆層の厚さ、被覆率、比表面積の合計》
前述の方法に従って、複合粒子における被覆層の厚さ、および被覆率が測定された。各試料の被覆層の厚さおよび被覆率は、下記表1に示されている。
<Evaluation>
<Total thickness of coating layer, coverage, specific surface area>
According to the above-mentioned method, the thickness of the coating layer and the coverage of the composite particles were measured. The thickness of the coating layer and the coverage of each sample are shown in Table 1 below.

前述の方法に従って、正極活物質および導電性炭素材料の混合物の比表面積、または複合粒子の比表面積が測定された。各試料の比表面積は、下記表1に示されている。下記表1および表2(後述)中、「比表面積の合計」の欄において、「*」が付された値は、複合粒子の比表面積を示す。「*」が付されていない値は、正極活物質および導電性炭素材料の混合物の比表面積を示す。混合物の混合比率は各表中に示されている。   According to the above-described method, the specific surface area of the mixture of the positive electrode active material and the conductive carbon material or the specific surface area of the composite particles was measured. The specific surface area of each sample is shown in Table 1 below. In the following Table 1 and Table 2 (described later), the value with “*” in the column of “total surface area” indicates the specific surface area of the composite particles. The value without “*” indicates the specific surface area of the mixture of the positive electrode active material and the conductive carbon material. The mixing ratio of the mixture is shown in each table.

《出力特性》
25℃環境において、0.2Cの定電流放電により、電池が3Vまで放電された。同環境において、電池のSOC(State of charge)が60%に調整された。20Cの電流により、電池が放電された。放電開始から10秒後の電圧降下量が測定された。電圧降下量が電流で除されることにより、抵抗が算出された。本明細書では、該抵抗が「IV抵抗」と記される。各試料のIV抵抗は、下記表1に示されている。下記表1において「IV抵抗」の欄に示される値は、参考例のIV抵抗が100%とされる場合の相対値である。値が低い程、出力特性が向上していると考えられる。
<Output characteristics>
In a 25 ° C. environment, the battery was discharged to 3 V by a constant current discharge of 0.2 C. In the same environment, the SOC (State of charge) of the battery was adjusted to 60%. The battery was discharged by a current of 20C. The amount of voltage drop 10 seconds after the start of discharge was measured. The resistance was calculated by dividing the voltage drop by the current. In this specification, the resistance is referred to as “IV resistance”. The IV resistance of each sample is shown in Table 1 below. In Table 1 below, the value shown in the column of “IV resistance” is a relative value when the IV resistance of the reference example is 100%. The lower the value, the better the output characteristics.

《保存特性》
出力特性の評価後、25℃環境において、4.1Vの定電圧充電により、電池が4.1Vに充電された。これにより充電容量が測定された。60℃環境において、電池が14日間保存された。14日経過後、25℃環境において、0.2Cの定電流放電により、電池が3Vまで放電された。これにより放電容量が測定された。放電容量が充電容量で除されることにより、容量維持率(百分率)が算出された。各試料の容量維持率は、下記表1に示されている。容量維持率が高い程、保存特性が向上していると考えられる。
<Storage characteristics>
After the evaluation of the output characteristics, the battery was charged to 4.1 V by constant voltage charging of 4.1 V in a 25 ° C. environment. Thereby, the charge capacity was measured. The battery was stored for 14 days in a 60 ° C. environment. After 14 days, the battery was discharged to 3 V by 0.2 C constant current discharge in a 25 ° C. environment. Thereby, the discharge capacity was measured. The capacity retention rate (percentage) was calculated by dividing the discharge capacity by the charge capacity. The capacity retention rate of each sample is shown in Table 1 below. The higher the capacity retention rate, the better the storage characteristics.

Figure 2019036455
Figure 2019036455

<実験1の結果>
参考例は抵抗が高い。DMEが使用されていないためと考えられる。
<Result of Experiment 1>
The reference example has high resistance. This is probably because DME is not used.

比較例1〜4は容量維持率が低い。導電性炭素材料の表面に被膜が形成されていないため、高温保存時にDMEの酸化分解が促進されていると考えられる。   Comparative Examples 1 to 4 have a low capacity retention rate. Since no film is formed on the surface of the conductive carbon material, it is considered that oxidative decomposition of DME is promoted during high temperature storage.

比較例5および6は、比較例1〜4に対して容量維持率が向上している。正極活物質の表面に、PSに由来する成分を含む被膜が形成されているため、正極活物質の表面におけるDMEの酸化分解が抑制されたと考えられる。しかし比較例5および6では、導電性炭素材料が正極合材層内に単純に分散しているに過ぎない。そのため導電性炭素材料の表面においては、被膜が実質的に形成されてないと考えられる。そのため比較例5および6では、実施例1〜4に比して、容量維持率が低いと考えられる。   In Comparative Examples 5 and 6, the capacity retention rate is improved compared to Comparative Examples 1 to 4. Since the film containing the component derived from PS is formed on the surface of the positive electrode active material, it is considered that the oxidative decomposition of DME on the surface of the positive electrode active material was suppressed. However, in Comparative Examples 5 and 6, the conductive carbon material is simply dispersed in the positive electrode mixture layer. Therefore, it is considered that a film is not substantially formed on the surface of the conductive carbon material. Therefore, in Comparative Examples 5 and 6, it is considered that the capacity retention rate is lower than in Examples 1 to 4.

実施例1〜4は、比較例1〜6に対して容量維持率が向上している。すなわち保存特性が向上している。導電性炭素材料の表面に、PSに由来する成分を含む被膜が形成されているためと考えられる。実施例1〜4では、正極活物質の表面が導電性炭素材料により被覆されているため、導電性炭素材料の表面にも被膜が形成されたと考えられる。   In Examples 1 to 4, the capacity retention rate is improved compared to Comparative Examples 1 to 6. That is, the storage characteristics are improved. This is presumably because a film containing a component derived from PS is formed on the surface of the conductive carbon material. In Examples 1 to 4, since the surface of the positive electrode active material is covered with the conductive carbon material, it is considered that a film is also formed on the surface of the conductive carbon material.

なおVCおよびESに由来する成分を含む被膜も、PSに由来する成分を含む被膜と同様の作用を有すると推定される。VCおよびESも、PS同様、正極活物質の表面に被膜を生成することにより、電解液の酸化分解を抑制し得るためである。したがって被膜は、PS、VCおよびESからなる群より選択される少なくとも1種に由来する成分を含んでよいと考えられる。   In addition, it is estimated that the film containing the component derived from VC and ES also has the same effect | action as the film containing the component derived from PS. This is because VC and ES, like PS, can suppress oxidative decomposition of the electrolytic solution by forming a film on the surface of the positive electrode active material. Therefore, it is considered that the coating may contain a component derived from at least one selected from the group consisting of PS, VC and ES.

実施例1〜4において次の傾向が認められる。複合粒子が80%以上の被覆率を有することにより、出力特性が向上する。複合粒子が1.3m2/g以上の比表面積を有することにより、出力特性が向上する。被覆層が0.25μm以上の厚さを有することにより、出力特性が向上する。 The following tendency is recognized in Examples 1-4. When the composite particles have a coverage of 80% or more, output characteristics are improved. When the composite particles have a specific surface area of 1.3 m 2 / g or more, the output characteristics are improved. When the coating layer has a thickness of 0.25 μm or more, the output characteristics are improved.

<実験2>
《実施例5》
AB(比表面積 68m2/g)に代えて、KB(比表面積 1500m2/g)が導電性炭素材料として使用されることを除いては、実施例1と同じ製造方法により、電池が製造された。
<Experiment 2>
Example 5
A battery is manufactured by the same manufacturing method as in Example 1 except that KB (specific surface area 1500 m 2 / g) is used as the conductive carbon material instead of AB (specific surface area 68 m 2 / g). It was.

《実施例6》
下記表2に示されるように、導電性炭素材料の含量が変更されることを除いては、実施例5と同じ製造方法により、電池が製造された。
Example 6
As shown in Table 2 below, a battery was manufactured by the same manufacturing method as in Example 5 except that the content of the conductive carbon material was changed.

《比較例7》
下記表2に示されるように、被覆処理が実施されないことを除いては、実施例5と同じ製造方法により、電池が製造された。
<< Comparative Example 7 >>
As shown in Table 2 below, a battery was manufactured by the same manufacturing method as in Example 5 except that the coating treatment was not performed.

<評価>
実験1と同様に、被覆層の厚さ、被覆率、比表面積、出力特性および保存特性が評価された。結果は下記表2に示されている。
<Evaluation>
Similar to Experiment 1, the thickness, coverage, specific surface area, output characteristics and storage characteristics of the coating layer were evaluated. The results are shown in Table 2 below.

Figure 2019036455
Figure 2019036455

<実験2の結果>
上記表2に示されるように、導電性炭素材料がKBであっても、導電性炭素材料の表面に、被膜が形成されることにより、保存特性が向上している。したがって導電性炭素材料は、ABおよびKBからなる群より選択される少なくとも1種であってもよいと考えられる。
<Result of Experiment 2>
As shown in Table 2 above, even when the conductive carbon material is KB, the storage characteristics are improved by forming a film on the surface of the conductive carbon material. Therefore, it is considered that the conductive carbon material may be at least one selected from the group consisting of AB and KB.

今回開示された実施形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではない。特許請求の範囲の記載によって確定される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含む。   The embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The technical scope defined by the description of the claims includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the claims.

10 正極、11 正極集電体、12 正極合材層、20 負極、21 負極集電体、22 負極合材層、30 セパレータ、50 電極群、81 正極端子、82 負極端子、90 ケース、91 容器、92 蓋、100 電池(非水電解液二次電池)、200 複合粒子、201 母材粒子、202 被覆層、300 被膜。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Positive electrode, 11 Positive electrode collector, 12 Positive electrode compound material layer, 20 Negative electrode, 21 Negative electrode current collector, 22 Negative electrode compound material layer, 30 Separator, 50 Electrode group, 81 Positive electrode terminal, 82 Negative electrode terminal, 90 Case, 91 Container , 92 Lid, 100 battery (non-aqueous electrolyte secondary battery), 200 composite particles, 201 base material particles, 202 coating layer, 300 coating film.

Claims (1)

少なくとも正極、負極および電解液
を含み、
前記電解液は、少なくとも1,2−ジメトキシエタンを含み、
前記正極は、少なくとも正極活物質、導電性炭素材料および被膜を含み、
前記被膜は、少なくとも前記導電性炭素材料の表面に形成されており、
前記被膜は、プロパンスルトン、ビニレンカーボネートおよびエチレンサルファイトからなる群より選択される少なくとも1種に由来する成分を含む、
非水電解液二次電池。
Including at least a positive electrode, a negative electrode and an electrolyte,
The electrolytic solution includes at least 1,2-dimethoxyethane,
The positive electrode includes at least a positive electrode active material, a conductive carbon material, and a coating,
The coating is formed on at least the surface of the conductive carbon material,
The coating includes a component derived from at least one selected from the group consisting of propane sultone, vinylene carbonate, and ethylene sulfite.
Non-aqueous electrolyte secondary battery.
JP2017156374A 2017-08-14 2017-08-14 Non-aqueous electrolyte secondary battery Active JP6812928B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017156374A JP6812928B2 (en) 2017-08-14 2017-08-14 Non-aqueous electrolyte secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017156374A JP6812928B2 (en) 2017-08-14 2017-08-14 Non-aqueous electrolyte secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019036455A true JP2019036455A (en) 2019-03-07
JP6812928B2 JP6812928B2 (en) 2021-01-13

Family

ID=65637822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017156374A Active JP6812928B2 (en) 2017-08-14 2017-08-14 Non-aqueous electrolyte secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6812928B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023512387A (en) * 2021-03-19 2023-03-27 積水化学工業株式会社 Positive electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery, battery module, and battery system using the same

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007220510A (en) * 2006-02-17 2007-08-30 Kck Oyo Gijutsu Kenkyusho:Kk Method of manufacturing cathode mixture containing composition, method of manufacturing anode mixture containing composition, method of manufacturing cathode for battery, method of manufacturing anode for battery, nonaqueous secondary battery, and its manufacturing method
JP2012038724A (en) * 2010-07-16 2012-02-23 Mitsubishi Chemicals Corp Positive electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same
JP2014035953A (en) * 2012-08-09 2014-02-24 Sanyo Electric Co Ltd Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2014130775A (en) * 2012-12-28 2014-07-10 Toyota Motor Corp Nonaqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method therefor
JP2016062698A (en) * 2014-09-16 2016-04-25 トヨタ自動車株式会社 Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2016095980A (en) * 2014-11-13 2016-05-26 日立金属株式会社 Positive electrode active material, positive electrode, and lithium ion secondary battery

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007220510A (en) * 2006-02-17 2007-08-30 Kck Oyo Gijutsu Kenkyusho:Kk Method of manufacturing cathode mixture containing composition, method of manufacturing anode mixture containing composition, method of manufacturing cathode for battery, method of manufacturing anode for battery, nonaqueous secondary battery, and its manufacturing method
JP2012038724A (en) * 2010-07-16 2012-02-23 Mitsubishi Chemicals Corp Positive electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the same
JP2014035953A (en) * 2012-08-09 2014-02-24 Sanyo Electric Co Ltd Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2014130775A (en) * 2012-12-28 2014-07-10 Toyota Motor Corp Nonaqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method therefor
JP2016062698A (en) * 2014-09-16 2016-04-25 トヨタ自動車株式会社 Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2016095980A (en) * 2014-11-13 2016-05-26 日立金属株式会社 Positive electrode active material, positive electrode, and lithium ion secondary battery

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023512387A (en) * 2021-03-19 2023-03-27 積水化学工業株式会社 Positive electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery, battery module, and battery system using the same
JP7269442B2 (en) 2021-03-19 2023-05-08 積水化学工業株式会社 Positive electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery, battery module, and battery system using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP6812928B2 (en) 2021-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5924552B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method thereof
JP6287707B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP5854279B2 (en) Method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery
JP5668993B2 (en) Sealed nonaqueous electrolyte secondary battery and method for manufacturing the same
JP6287651B2 (en) Non-aqueous secondary battery
JP2019050154A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP5392585B2 (en) Non-aqueous electrolyte type lithium ion secondary battery
JP6819542B2 (en) Positive electrode and non-aqueous electrolyte secondary battery equipped with it
JP6390902B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP6902206B2 (en) Lithium ion secondary battery
JP2014026932A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method therefor
JP7452420B2 (en) Energy storage element
JP2018049821A (en) Nonaqueous electrolyte for power storage element, nonaqueous electrolyte power storage element, and method for manufacturing nonaqueous electrolyte power storage element
JP2019040721A (en) Lithium ion secondary battery
JP5838952B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery and manufacturing method thereof
JP6667111B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP6812928B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2014130729A (en) Method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2018078029A (en) Negative electrode and nonaqueous electrolyte power storage device
JP2021077531A (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2020173998A (en) Non-aqueous electrolyte storage element and manufacturing method thereof
KR102571545B1 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2019021516A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
CN111029580B (en) Electrode for secondary battery and secondary battery
JP6822159B2 (en) Non-aqueous electrolyte, non-aqueous electrolyte power storage element

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190709

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200312

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200407

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200601

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201117

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201130

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6812928

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250