JP2019153545A - Secondary battery negative electrode and secondary battery - Google Patents

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Hiroyuki HAMAGAMI
弘行 濱上
謙次 高岡
Kenji Takaoka
謙次 高岡
西村 拓也
Takuya Nishimura
拓也 西村
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Abstract

To provide a secondary battery negative electrode capable of improving the discharge characteristics of a secondary battery and a secondary battery excellent in the discharge characteristics.SOLUTION: A secondary battery negative electrode according to the present invention includes a negative electrode current collector and a negative electrode mixture layer provided on the negative electrode current collector, and the negative electrode mixture layer includes a fibrous carbon material, a negative electrode active material other than the carbon material, an ionic liquid, and at least one electrolyte salt selected from the group consisting of lithium salt, sodium salt, calcium salt, and magnesium salt.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、二次電池用負極及び二次電池に関する。   The present invention relates to a negative electrode for a secondary battery and a secondary battery.

近年、携帯型電子機器、電気自動車等の普及により、高性能な二次電池が必要とされている。中でもリチウム二次電池は、高いエネルギー密度を有するため、携帯型電子機器、電気自動車等の電源として利用されている。   In recent years, with the widespread use of portable electronic devices, electric vehicles, etc., high performance secondary batteries are required. Among them, lithium secondary batteries have high energy density and are used as power sources for portable electronic devices, electric vehicles, and the like.

例えば、18650型のリチウム二次電池においては、円筒状の電池缶の内部に巻き取り電極体が収容されている。巻き取り電極体とは、正極と負極との間に微多孔性のセパレータを挟み込み、これらを渦巻き状に巻き取って構成されたものである。巻き取り電極体におけるセパレータには可燃性の電解液が含浸されているため、例えば異常事態の際に電池の温度が急上昇すると、電解液が気化して内圧が上昇することでリチウム二次電池が破裂する可能性、及び、電解液が発火する可能性がある。リチウム二次電池の破裂及び発火を防止することは、リチウム二次電池の設計において重要である。すなわち、リチウム二次電池においては、今後更に高エネルギー密度化及び大型化を図っていく上で、安全性をより一層向上させることが要求されている。   For example, in a 18650 type lithium secondary battery, a winding electrode body is accommodated in a cylindrical battery can. The wound electrode body is configured by sandwiching a microporous separator between a positive electrode and a negative electrode and winding them in a spiral shape. Since the separator in the winding electrode body is impregnated with a flammable electrolyte, for example, when the temperature of the battery suddenly rises during an abnormal situation, the electrolyte is vaporized and the internal pressure rises, so that the lithium secondary battery is There is a possibility of rupture and the electrolyte may ignite. Preventing rupture and ignition of a lithium secondary battery is important in the design of lithium secondary batteries. That is, in the lithium secondary battery, it is required to further improve safety in order to further increase the energy density and size.

リチウム二次電池の安全性を向上させるための抜本的な解決手段として、全固体電池の開発が進められている。全固体電池においては、ポリマ電解質又は無機固体電解質といった固体電解質の層が、電解液の代わりに、電極合剤層上に設けられている(例えば特許文献1)。近年では、放電特性等の様々な電池特性を向上させた全固体電池の開発が進められている(例えば特許文献2)。   As a fundamental solution for improving the safety of lithium secondary batteries, development of an all-solid battery is underway. In an all-solid battery, a layer of a solid electrolyte such as a polymer electrolyte or an inorganic solid electrolyte is provided on an electrode mixture layer instead of an electrolyte solution (for example, Patent Document 1). In recent years, development of all-solid-state batteries in which various battery characteristics such as discharge characteristics have been improved (for example, Patent Document 2).

特開2006−294326号公報JP 2006-294326 A 特開2017−050109号公報JP 2017-050109 A

そこで、本発明は、二次電池の放電特性を向上させることができる二次電池用負極、及び、放電特性に優れた二次電池を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the secondary battery excellent in the negative electrode for secondary batteries which can improve the discharge characteristic of a secondary battery, and the discharge characteristic.

本発明は、第1の態様として、負極集電体と、負極集電体上に設けられた負極合剤層と、を備え、負極合剤層が、繊維状の炭素材と、当該繊維状の炭素材以外の負極活物質と、イオン液体と、リチウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩及びマグネシウム塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の電解質塩と、を含有する二次電池用負極を提供する。   The present invention includes, as a first aspect, a negative electrode current collector and a negative electrode mixture layer provided on the negative electrode current collector, wherein the negative electrode mixture layer is a fibrous carbon material, and the fibrous material A negative electrode for a secondary battery comprising a negative electrode active material other than the carbon material, an ionic liquid, and at least one electrolyte salt selected from the group consisting of a lithium salt, a sodium salt, a calcium salt, and a magnesium salt. .

繊維状の炭素材の含有量は、負極合剤層全量を基準として、好ましくは0.1質量%以上10質量%以下である。   The content of the fibrous carbon material is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less based on the total amount of the negative electrode mixture layer.

負極合剤層は、結着剤を更に含有していてよく、この場合の結着剤は、ポリフッ化ビニリデン、4フッ化エチレンとフッ化ビニリデンとを構造単位として含有するコポリマ、及びフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとを構造単位として含有するコポリマからなる群より選ばれる少なくとも1種を含有していてもよい。   The negative electrode mixture layer may further contain a binder. In this case, the binder includes polyvinylidene fluoride, a copolymer containing ethylene tetrafluoride and vinylidene fluoride as structural units, and vinylidene fluoride. And at least one selected from the group consisting of copolymers containing hexafluoropropylene as a structural unit.

イオン液体は、好ましくは、カチオン成分として、鎖状四級オニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、ピリジニウムカチオン、及びイミダゾリウムカチオンからなる群より選ばれる少なくとも1種を含有し、アニオン成分として、下記一般式(1)で表されるアニオン成分の少なくとも1種を含有する。
N(SO2m+1)(SO2n+1 (1)
[m及びnは、それぞれ独立に0〜5の整数を表す。]
The ionic liquid preferably contains at least one selected from the group consisting of a chain quaternary onium cation, a piperidinium cation, a pyrrolidinium cation, a pyridinium cation, and an imidazolium cation as a cation component, and an anionic component As, it contains at least one kind of anion component represented by the following general formula (1).
N (SO 2 C m F 2m + 1 ) (SO 2 C n F 2n + 1 ) (1)
[M and n each independently represents an integer of 0 to 5. ]

本発明は、第2の態様として、正極と、上述した第1の態様に係る負極と、正極と負極との間に設けられた電解質層と、を備える二次電池であって、電解質層が、1種又は2種以上のポリマと、酸化物粒子と、リチウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩及びマグネシウム塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の電解質塩と、イオン液体と、を含有する、二次電池を提供する。   The present invention, as a second aspect, is a secondary battery comprising a positive electrode, the negative electrode according to the first aspect described above, and an electrolyte layer provided between the positive electrode and the negative electrode, wherein the electrolyte layer is One or two or more polymers, oxide particles, at least one electrolyte salt selected from the group consisting of a lithium salt, a sodium salt, a calcium salt, and a magnesium salt, and an ionic liquid, Provide the next battery.

1種又は2種以上のポリマは、好ましくは、4フッ化エチレン及びフッ化ビニリデンからなる群より選ばれる第1の構造単位を有する。   The one or more polymers preferably have a first structural unit selected from the group consisting of ethylene tetrafluoride and vinylidene fluoride.

1種又は2種以上のポリマを構成する構造単位の中に、好ましくは、第1の構造単位と、ヘキサフルオロプロピレン、アクリル酸、マレイン酸、エチルメタクリレート、及びメチルメタクリレートからなる群より選ばれる第2の構造単位とが含まれる。   Among the structural units constituting one or more polymers, the first structural unit is preferably selected from the group consisting of the first structural unit and hexafluoropropylene, acrylic acid, maleic acid, ethyl methacrylate, and methyl methacrylate. 2 structural units.

酸化物粒子の平均粒径は、好ましくは、0.005μm以上5μm以下である。   The average particle diameter of the oxide particles is preferably 0.005 μm or more and 5 μm or less.

電解質層に含まれるイオン液体は、好ましくは、カチオン成分として、鎖状四級オニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、ピリジニウムカチオン、及びイミダゾリウムカチオンからなる群より選ばれる少なくとも1種を含有し、アニオン成分として、下記一般式(1)で表されるアニオン成分の少なくとも1種を含有する。
N(SO2m+1)(SO2n+1 (1)
[m及びnは、それぞれ独立に0〜5の整数を表す。]
The ionic liquid contained in the electrolyte layer preferably contains at least one selected from the group consisting of a chain quaternary onium cation, a piperidinium cation, a pyrrolidinium cation, a pyridinium cation, and an imidazolium cation as a cation component. And at least one anion component represented by the following general formula (1) as an anion component.
N (SO 2 C m F 2m + 1 ) (SO 2 C n F 2n + 1 ) (1)
[M and n each independently represents an integer of 0 to 5. ]

本発明によれば、二次電池の放電特性を向上させることができる二次電池用負極、及び、放電特性に優れた二次電池を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the secondary battery which can improve the discharge characteristic of a secondary battery, and the secondary battery excellent in the discharge characteristic can be provided.

第1実施形態に係る二次電池を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a secondary battery according to a first embodiment. 図1に示した二次電池における電極群の一実施形態を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows one Embodiment of the electrode group in the secondary battery shown in FIG. (a)は一実施形態に係る二次電池用負極を示す模式断面図、(b)は他の実施形態に係る二次電池用負極を示す模式断面図である。(A) is a schematic cross section which shows the negative electrode for secondary batteries which concerns on one Embodiment, (b) is a schematic cross section which shows the negative electrode for secondary batteries which concerns on other embodiment. 第2実施形態に係る二次電池の電極群を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the electrode group of the secondary battery which concerns on 2nd Embodiment. (a)は図4に示した二次電池における一実施形態に係る二次電池用電池部材を示す模式断面図、(b)は図4に示した二次電池における他の実施形態に係る二次電池用電池部材を示す模式断面図である。(A) is a schematic cross-sectional view showing a battery member for a secondary battery according to an embodiment of the secondary battery shown in FIG. 4, and (b) is a diagram of a second embodiment according to another embodiment of the secondary battery shown in FIG. It is a schematic cross section which shows the battery member for secondary batteries.

以下、図面を適宜参照しながら、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素(ステップ等も含む)は、特に明示した場合を除き、必須ではない。各図における構成要素の大きさは概念的なものであり、構成要素間の大きさの相対的な関係は各図に示されたものに限定されない。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings as appropriate. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In the following embodiments, the components (including steps and the like) are not essential unless otherwise specified. The size of the component in each figure is conceptual, and the relative relationship of the size between the components is not limited to that shown in each figure.

本明細書における数値及びその範囲は、本発明を制限するものではない。本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書において段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載される数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。   The numerical values and ranges thereof herein are not intended to limit the invention. In the present specification, a numerical range indicated using “to” indicates a range including the numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively. In the numerical ranges described stepwise in this specification, the upper limit value or the lower limit value described in one numerical range may be replaced with the upper limit value or the lower limit value described in another stepwise description. Further, in the numerical ranges described in the present specification, the upper limit value or the lower limit value of the numerical range may be replaced with the values shown in the examples.

[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る二次電池を示す斜視図である。図1に示すように、二次電池1は、正極、負極及び電解質層から構成される電極群2と、電極群2を収容する袋状の電池外装体3とを備えている。正極及び負極には、それぞれ正極集電タブ4及び負極集電タブ5が設けられている。正極集電タブ4及び負極集電タブ5は、それぞれ正極及び負極が二次電池1の外部と電気的に接続可能なように、電池外装体3の内部から外部へ突き出している。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing the secondary battery according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the secondary battery 1 includes an electrode group 2 composed of a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte layer, and a bag-shaped battery outer package 3 that houses the electrode group 2. A positive electrode current collecting tab 4 and a negative electrode current collecting tab 5 are provided on the positive electrode and the negative electrode, respectively. The positive electrode current collecting tab 4 and the negative electrode current collecting tab 5 protrude from the inside of the battery outer package 3 to the outside so that the positive electrode and the negative electrode can be electrically connected to the outside of the secondary battery 1, respectively.

電池外装体3は、例えばラミネートフィルムで形成されていてよい。ラミネートフィルムは、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等の樹脂フィルムと、アルミニウム、銅、ステンレス等の金属箔と、ポリプロピレン等のシーラント層とがこの順で積層された積層フィルムであってよい。   The battery outer package 3 may be formed of a laminate film, for example. The laminate film may be, for example, a laminate film in which a resin film such as a polyethylene terephthalate (PET) film, a metal foil such as aluminum, copper, and stainless steel, and a sealant layer such as polypropylene are laminated in this order.

図2は、図1に示した二次電池1における電極群2の一実施形態を示す分解斜視図である。図2に示すように、本実施形態に係る電極群2Aは、正極6と、電解質層7と、負極8とをこの順に備えている。正極6は、正極集電体9と、正極集電体9上に設けられた正極合剤層10とを備えている。正極集電体9には、正極集電タブ4が設けられている。負極8は、負極集電体11と、負極集電体11上に設けられた負極合剤層12とを備えている。負極集電体11には、負極集電タブ5が設けられている。   FIG. 2 is an exploded perspective view showing an embodiment of the electrode group 2 in the secondary battery 1 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the electrode group 2A according to the present embodiment includes a positive electrode 6, an electrolyte layer 7, and a negative electrode 8 in this order. The positive electrode 6 includes a positive electrode current collector 9 and a positive electrode mixture layer 10 provided on the positive electrode current collector 9. The positive electrode current collector 9 is provided with a positive electrode current collector tab 4. The negative electrode 8 includes a negative electrode current collector 11 and a negative electrode mixture layer 12 provided on the negative electrode current collector 11. The negative electrode current collector 11 is provided with a negative electrode current collector tab 5.

一実施形態において、電極群2Aには、負極集電体11と、負極集電体11上に設けられた負極合剤層12とを備える二次電池用負極部材13が含まれているとみることができる。図3(a)は、一実施形態に係る二次電池用負極部材を示す模式断面図である。図3(a)に示すように、二次電池用負極部材13は、負極集電体11と、負極集電体11上に設けられた負極合剤層12とを備える負極部材である。負極8は、一実施形態に係る二次電池用負極部材13により構成されている。以下、「二次電池用負極部材」を、単に「負極」と呼ぶことがある。   In one embodiment, it is assumed that the electrode group 2 </ b> A includes a negative electrode member 13 for a secondary battery that includes a negative electrode current collector 11 and a negative electrode mixture layer 12 provided on the negative electrode current collector 11. be able to. Fig.3 (a) is a schematic cross section which shows the negative electrode member for secondary batteries which concerns on one Embodiment. As shown in FIG. 3A, the secondary battery negative electrode member 13 is a negative electrode member including a negative electrode current collector 11 and a negative electrode mixture layer 12 provided on the negative electrode current collector 11. The negative electrode 8 is comprised by the negative electrode member 13 for secondary batteries which concerns on one Embodiment. Hereinafter, the “secondary battery negative electrode member” may be simply referred to as “negative electrode”.

負極集電体11は、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス等の金属、それらの合金などであってよい。負極集電体11は、軽量で高い重量エネルギー密度を有するため、好ましくはアルミニウム又はその合金である。負極集電体11は、薄膜への加工のしやすさ及びコストの観点から、好ましくは銅である。負極集電体11は、上記以外にも、電池の使用中に溶解、酸化等の変化を生じないものであれば、任意の材料で形成されていてよく、また、その形状、製造方法等も制限されない。   The negative electrode current collector 11 may be a metal such as aluminum, copper, nickel, stainless steel, or an alloy thereof. Since the negative electrode current collector 11 is lightweight and has a high weight energy density, it is preferably aluminum or an alloy thereof. The negative electrode current collector 11 is preferably copper from the viewpoint of ease of processing into a thin film and cost. In addition to the above, the negative electrode current collector 11 may be formed of any material as long as it does not cause changes such as dissolution and oxidation during use of the battery, and its shape, manufacturing method, etc. Not limited.

負極集電体11の厚さは、10μm以上100μm以下であってよく、負極全体の体積を小さくする観点から、好ましくは10μm以上50μm以下であり、電池を形成する際に小さな曲率で負極を捲回する観点から、より好ましくは10μm以上20μm以下である。   The thickness of the negative electrode current collector 11 may be 10 μm or more and 100 μm or less, and is preferably 10 μm or more and 50 μm or less from the viewpoint of reducing the volume of the whole negative electrode. From the viewpoint of turning, it is more preferably 10 μm or more and 20 μm or less.

負極合剤層12は、一実施形態において、繊維状の炭素材と、当該繊維状の炭素材以外の負極活物質と、イオン液体と、リチウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、及びマグネシウム塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の電解質塩と、を含有する。   In one embodiment, the negative electrode mixture layer 12 is composed of a fibrous carbon material, a negative electrode active material other than the fibrous carbon material, an ionic liquid, a lithium salt, a sodium salt, a calcium salt, and a magnesium salt. And at least one electrolyte salt selected from the group.

繊維状の炭素材は、繊維状の形状を有する導電性の炭素材(導電材)であり、その形状においてアスペクト比が20を超える炭素材を意味する。アスペクト比は、炭素材の走査型電子顕微鏡写真から算出した、炭素材の短軸方向の長さ(炭素材の最小長さ)に対する炭素材の長軸方向の長さ(炭素材の最大長さ)の比(最大長さ/最小長さ)として定義される。炭素材の長さは、上記写真を、市販の画像処理ソフト(例えば、旭化成エンジニアリング株式会社製の画像解析ソフト、A像くん(登録商標))を用いて、統計的に計算して求められる。   The fibrous carbon material is a conductive carbon material (conductive material) having a fibrous shape, and means a carbon material having an aspect ratio exceeding 20 in the shape. The aspect ratio is calculated from the scanning electron micrograph of the carbon material. The length of the carbon material in the long axis direction (the maximum length of the carbon material) relative to the length of the carbon material in the short axis direction (minimum length of the carbon material). ) Ratio (maximum length / minimum length). The length of the carbon material is obtained by statistically calculating the above-mentioned photograph using commercially available image processing software (for example, image analysis software manufactured by Asahi Kasei Engineering Co., Ltd., Image A (registered trademark)).

繊維状の炭素材は、具体的には、気相成長炭素繊維(VGCF(登録商標))等の炭素繊維、カーボンナノチューブなどであってよい。   Specifically, the fibrous carbon material may be a carbon fiber such as a vapor-grown carbon fiber (VGCF (registered trademark)), a carbon nanotube, or the like.

繊維状の炭素材の平均繊維径は、好ましくは50nm以上、より好ましくは80nm以上、更に好ましくは120nm以上である。繊維状の炭素材の平均繊維径は、好ましくは250nm以下、であり、より好ましくは200nm以下であり、更に好ましくは170nm以下である。平均繊維径は、透過型電子顕微鏡(TEM)により測定することができる。   The average fiber diameter of the fibrous carbon material is preferably 50 nm or more, more preferably 80 nm or more, and still more preferably 120 nm or more. The average fiber diameter of the fibrous carbon material is preferably 250 nm or less, more preferably 200 nm or less, and still more preferably 170 nm or less. The average fiber diameter can be measured with a transmission electron microscope (TEM).

繊維状の炭素材の平均長さは、好ましくは1μm以上、より好ましくは2.5μm以上、更に好ましくは5μm以上である。繊維状の炭素材の平均長さは、好ましくは30μm以下、より好ましくは20μm以下、更に好ましくは15μm以下である。平均長さとは、繊維状の炭素材において長手方向の寸法の平均値をいい、透過型電子顕微鏡(TEM)により測定することができる。   The average length of the fibrous carbon material is preferably 1 μm or more, more preferably 2.5 μm or more, and further preferably 5 μm or more. The average length of the fibrous carbon material is preferably 30 μm or less, more preferably 20 μm or less, and even more preferably 15 μm or less. The average length refers to an average value of dimensions in the longitudinal direction of the fibrous carbon material, and can be measured by a transmission electron microscope (TEM).

負極合剤層12に含まれる繊維状の炭素材の含有量は、放電特性を更に向上させる観点から、負極合剤層全量を基準として、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上、更に好ましくは0.5質量%以上であり、また、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、更に好ましくは3質量%以下、特に好ましくは1質量%以下である。   From the viewpoint of further improving discharge characteristics, the content of the fibrous carbon material contained in the negative electrode mixture layer 12 is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.00%, based on the total amount of the negative electrode mixture layer. 3% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, still more preferably 3% by mass or less, and particularly preferably 1% by mass or less. is there.

負極活物質としては、上述した繊維状の炭素材以外の負極活物質であれば、特に制限されず、エネルギデバイスの分野で常用されるものを使用できる。負極活物質としては、例えば、金属リチウム、チタン酸リチウム(LiTi12)、リチウム合金又はその他の金属化合物、炭素材料(ただし、繊維状の炭素材を除く)、金属錯体、有機高分子化合物などが挙げられる。負極活物質は、これらの1種単独、又は2種以上の混合物であってよい。炭素材料としては、天然黒鉛(鱗片状黒鉛等)、人造黒鉛等の黒鉛(グラファイト)、非晶質炭素、及びアセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等のカーボンブラックなどが挙げられ、中でも黒鉛を含むことが好ましい。負極活物質は、より大きな理論容量(例えば500〜1500Ah/kg)を得る観点から、シリコン、スズ又はこれらの元素を含む化合物(酸化物、窒化物、他の金属との合金)であってもよい。 The negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a negative electrode active material other than the fibrous carbon material described above, and those commonly used in the field of energy devices can be used. Examples of the negative electrode active material include metal lithium, lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ), lithium alloy or other metal compounds, carbon materials (however, excluding fibrous carbon materials), metal complexes, organic high Examples include molecular compounds. The negative electrode active material may be one of these alone or a mixture of two or more. Carbon materials include natural graphite (such as flake graphite), graphite such as artificial graphite, amorphous carbon, and carbon such as acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and thermal black. Black etc. are mentioned, and it is preferable to contain graphite among them. The negative electrode active material may be silicon, tin, or a compound containing these elements (oxide, nitride, alloy with other metals) from the viewpoint of obtaining a larger theoretical capacity (for example, 500 to 1500 Ah / kg). Good.

負極合剤層12に含まれる負極活物質の含有量は、負極合剤層全量を基準として、60質量%以上、65質量%以上、又は70質量%以上であってよい。負極活物質の含有量は、負極合剤層全量を基準として、99質量%以下、95質量%以下、又は90質量%以下であってよい。   The content of the negative electrode active material contained in the negative electrode mixture layer 12 may be 60% by mass or more, 65% by mass or more, or 70% by mass or more based on the total amount of the negative electrode mixture layer. The content of the negative electrode active material may be 99% by mass or less, 95% by mass or less, or 90% by mass or less based on the total amount of the negative electrode mixture layer.

負極合剤層12に含まれるイオン液体は、以下のアニオン成分及びカチオン成分を含有する。なお、本実施形態におけるイオン液体は、−20℃以上で液状の物質である。   The ionic liquid contained in the negative electrode mixture layer 12 contains the following anion component and cation component. In addition, the ionic liquid in this embodiment is a liquid substance at −20 ° C. or higher.

イオン液体のアニオン成分は、特に限定されないが、Cl、Br、I等のハロゲンのアニオン、BF 、N(SOF) 等の無機アニオン、B(C 、CHSO、CFSO、N(SO 、N(SOCF 、N(SO 等の有機アニオンなどであってよい。イオン液体のアニオン成分は、好ましくは、下記一般式(1)で表されるアニオン成分の少なくとも1種を含有する。
N(SO2m+1)(SO2n+1 (1)
m及びnは、それぞれ独立に0〜5の整数を表す。m及びnは、互いに同一でも異なっていてもよく、好ましくは互いに同一である。
Anion component of the ionic liquid is not particularly limited, Cl -, Br -, I - halogen anions such, BF 4 -, N (SO 2 F) 2 - or the like of the inorganic anion, B (C 6 H 5) 4 -, CH 3 SO 2 O -, CF 3 SO 2 O -, N (SO 2 C 4 F 9) 2 -, N (SO 2 CF 3) 2 -, N (SO 2 C 2 F 5) 2 - Or an organic anion. The anionic component of the ionic liquid preferably contains at least one anionic component represented by the following general formula (1).
N (SO 2 C m F 2m + 1 ) (SO 2 C n F 2n + 1 ) (1)
m and n each independently represents an integer of 0 to 5. m and n may be the same as or different from each other, and are preferably the same as each other.

式(1)で表されるアニオン成分は、例えば、N(SO 、N(SOF) 、N(SOCF 及びN(SO である。イオン液体のアニオン成分は、比較的低粘度でイオン伝導度を更に向上させるとともに、充放電特性も更に向上させる観点から、より好ましくは、N(SO 、CFSO、N(SOF) 、N(SOCF 、及びN(SO からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有し、更に好ましくはN(SOF) を含有する。 Anion component represented by formula (1) may, for example, N (SO 2 C 4 F 9) 2 -, N (SO 2 F) 2 -, N (SO 2 CF 3) 2 - and N (SO 2 C 2 F 5) 2 - a. The anionic component of the ionic liquid is more preferably N (SO 2 C 4 F 9 ) 2 , CF 3 SO from the viewpoint of further improving the ionic conductivity with a relatively low viscosity and further improving the charge / discharge characteristics. It contains at least one selected from the group consisting of 2 O , N (SO 2 F) 2 , N (SO 2 CF 3 ) 2 , and N (SO 2 C 2 F 5 ) 2 —, and more preferably. Contains N (SO 2 F) 2 .

なお、以下では下記の略称を用いる場合がある。
[FSI]:N(SOF) 、ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオン
[TFSI]:N(SOCF 、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン
[BOB]:B(O 、ビスオキサレートボラートアニオン
[f3C]:C(SOF) 、トリス(フルオロスルホニル)カルボアニオン
In the following, the following abbreviations may be used.
[FSI] : N (SO 2 F) 2 , bis (fluorosulfonyl) imide anion [TFSI] : N (SO 2 CF 3 ) 2 , bis (trifluoromethanesulfonyl) imide anion [BOB] : B (O 2 C 2 O 2) 2 -, bis oxalate borate anion [f3C] -: C (SO 2 F) 3 -, tris (fluorosulfonyl) carbanions

負極合剤層12に含まれるイオン液体のカチオン成分は、好ましくは鎖状四級オニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、ピリジニウムカチオン、及びイミダゾリウムカチオンからなる群より選ばれる少なくとも1種である。   The cation component of the ionic liquid contained in the negative electrode mixture layer 12 is preferably at least one selected from the group consisting of a chain quaternary onium cation, a piperidinium cation, a pyrrolidinium cation, a pyridinium cation, and an imidazolium cation. It is.

鎖状四級オニウムカチオンは、例えば、下記一般式(2)で表される化合物である。   The chain quaternary onium cation is, for example, a compound represented by the following general formula (2).

Figure 2019153545

[式(2)中、R〜Rは、それぞれ独立に、炭素数が1〜20の鎖状アルキル基、又はR−O−(CH−で表される鎖状アルコキシアルキル基(Rはメチル基又はエチル基を表し、nは1〜4の整数を表す)を表し、Xは、窒素原子又はリン原子を表す。R〜Rで表されるアルキル基の炭素数は、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜5である。]
Figure 2019153545

[In Formula (2), R 1 to R 4 are each independently a chain alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a chain alkoxyalkyl group represented by R—O— (CH 2 ) n —. (R represents a methyl group or an ethyl group, and n represents an integer of 1 to 4), and X represents a nitrogen atom or a phosphorus atom. The number of carbon atoms of the alkyl group represented by R 1 to R 4 is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, more preferably from 1 to 5. ]

ピペリジニウムカチオンは、例えば、下記一般式(3)で表される、窒素を含有する六員環環状化合物である。   The piperidinium cation is, for example, a nitrogen-containing six-membered cyclic compound represented by the following general formula (3).

Figure 2019153545

[式(3)中、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数が1〜20のアルキル基、又はR−O−(CH−で表されるアルコキシアルキル基(Rはメチル基又はエチル基を表し、nは1〜4の整数を表す)を表す。R及びRで表されるアルキル基の炭素数は、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜5である。]
Figure 2019153545

[In Formula (3), R 5 and R 6 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an alkoxyalkyl group represented by R—O— (CH 2 ) n — (R is methyl Represents a group or an ethyl group, and n represents an integer of 1 to 4. Carbon number of the alkyl group represented by R 5 and R 6 is preferably 1-20, more preferably 1-10, and still more preferably 1-5. ]

ピロリジニウムカチオンは、例えば、下記一般式(4)で表される五員環環状化合物である。   The pyrrolidinium cation is, for example, a five-membered cyclic compound represented by the following general formula (4).

Figure 2019153545

[式(4)中、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数が1〜20のアルキル基、又はR−O−(CH−で表されるアルコキシアルキル基(Rはメチル基又はエチル基を表し、nは1〜4の整数を表す)を表す。R及びRで表されるアルキル基の炭素数は、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜5である。]
Figure 2019153545

[In Formula (4), R 7 and R 8 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an alkoxyalkyl group represented by R—O— (CH 2 ) n — (R is methyl Represents a group or an ethyl group, and n represents an integer of 1 to 4. Carbon number of the alkyl group represented by R 7 and R 8 is preferably 1-20, more preferably 1-10, and still more preferably 1-5. ]

ピリジニウムカチオンは、例えば、下記一般式(5)で表される化合物である。   The pyridinium cation is, for example, a compound represented by the following general formula (5).

Figure 2019153545

[式(5)中、R〜R13は、それぞれ独立に、炭素数が1〜20のアルキル基、R−O−(CH−で表されるアルコキシアルキル基(Rはメチル基又はエチル基を表し、nは1〜4の整数を表す)、又は水素原子を表す。R〜R13で表されるアルキル基の炭素数は、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜5である。]
Figure 2019153545

Wherein (5), R 9 ~R 13 independently represents an alkyl group having a carbon number of 1~20, R-O- (CH 2 ) n - alkoxyalkyl group represented by (R is a methyl group Or represents an ethyl group, and n represents an integer of 1 to 4, or represents a hydrogen atom. Carbon number of the alkyl group represented by R 9 to R 13 is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, and still more preferably 1 to 5. ]

イミダゾリウムカチオンは、例えば、一般式(6)で表される化合物である。   The imidazolium cation is, for example, a compound represented by the general formula (6).

Figure 2019153545

[式(6)中、R14〜R18は、それぞれ独立に、炭素数が1〜20のアルキル基、R−O−(CH−で表されるアルコキシアルキル基(Rはメチル基又はエチル基を表し、nは1〜4の整数を表す)、又は水素原子を表す。R14〜R18で表されるアルキル基の炭素数は、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜5である。]
Figure 2019153545

Wherein (6), R 14 ~R 18 independently represents an alkyl group having a carbon number of 1~20, R-O- (CH 2 ) n - alkoxyalkyl group represented by (R is a methyl group Or represents an ethyl group, and n represents an integer of 1 to 4, or represents a hydrogen atom. Carbon number of the alkyl group represented by R 14 to R 18 is preferably 1 to 20, more preferably 1 to 10, and further preferably 1 to 5. ]

負極合剤層12に含まれるイオン液体は、上述したアニオン成分及びカチオン成分のいずれかを含んでいればよいが、好ましくは、アニオン成分として、N(SOF) を含み、カチオン成分として、ピロリジニウムカチオンを含む。このようなイオン液体は、例えば、N−メチル−N−プロピルピロリジニウムビス(フルオロスルホニル)イミド(Py13−FSI)である。 Ionic liquid contained in the negative electrode mixture layer 12, it is enough include any anionic component and a cationic component as described above, preferably, as an anionic component, N (SO 2 F) 2 - wherein the cationic component As a pyrrolidinium cation. Such an ionic liquid is, for example, N-methyl-N-propylpyrrolidinium bis (fluorosulfonyl) imide (Py13-FSI).

負極合剤層12に含まれるイオン液体の含有量は、負極合剤層全量を基準として、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは10質量%以上である。負極合剤層12に含まれるイオン液体の含有量は、負極合剤層全量を基準として、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下、更に好ましくは20質量%以下である。   The content of the ionic liquid contained in the negative electrode mixture layer 12 is preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and still more preferably 10% by mass or more based on the total amount of the negative electrode mixture layer. The content of the ionic liquid contained in the negative electrode mixture layer 12 is preferably 30% by mass or less, more preferably 25% by mass or less, and still more preferably 20% by mass or less, based on the total amount of the negative electrode mixture layer.

負極合剤層12に含まれる電解質塩は、リチウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、及びマグネシウム塩からなる群より選ばれる少なくとも1種であってよい。   The electrolyte salt contained in the negative electrode mixture layer 12 may be at least one selected from the group consisting of a lithium salt, a sodium salt, a calcium salt, and a magnesium salt.

負極合剤層12に含まれる電解質塩のアニオン成分は、ハロゲン化物イオン(I、Cl、Br等)、SCN、BF 、BF(CF、BF(C、PF 、ClO 、SbF 、N(SOF) 、N(SOCF 、N(SO 、B(C 、B(O 、C(SOF) 、C(SOCF 、CFCOO、CFSO、CSO、B(O 等であってよい。電解質塩のアニオン成分は、好ましくは、N(SOF) 、N(SOCF 等の上述した式(1)で表されるアニオン成分、PF 、BF 、B(O 、又はClO である。 The anion component of the electrolyte salt contained in the negative electrode mixture layer 12 includes halide ions (I , Cl , Br − and the like), SCN , BF 4 , BF 3 (CF 3 ) , and BF 3 (C 2). F 5 ) , PF 6 , ClO 4 , SbF 6 , N (SO 2 F) 2 , N (SO 2 CF 3 ) 2 , N (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , B ( C 6 H 5) 4 -, B (O 2 C 2 H 4) 2 -, C (SO 2 F) 3 -, C (SO 2 CF 3) 3 -, CF 3 COO -, CF 3 SO 2 O - , C 6 F 5 SO 2 O , B (O 2 C 2 O 2 ) 2 — and the like. Anionic component of the electrolyte salt, preferably, N (SO 2 F) 2 -, N (SO 2 CF 3) 2 - above anion component represented by formula (1), such as, PF 6 -, BF 4 - , B (O 2 C 2 O 2 ) 2 , or ClO 4 .

リチウム塩は、LiPF、LiBF、Li[FSI]、Li[TFSI]、Li[f3C]、Li[BOB]、LiClO、LiBF(CF)、LiBF(C)、LiBF(C)、LiBF(C)、LiC(SOCF、CFSOOLi、CFCOOLi、及びRCOOLi(Rは、炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基、又はナフチル基である。)からなる群より選ばれる少なくとも1種であってよい。 Lithium salts include LiPF 6 , LiBF 4 , Li [FSI], Li [TFSI], Li [f 3 C], Li [BOB], LiClO 4 , LiBF 3 (CF 3 ), LiBF 3 (C 2 F 5 ), LiBF 3 (C 3 F 7 ), LiBF 3 (C 4 F 9 ), LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , CF 3 SO 2 OLi, CF 3 COOLi, and RCOOLi (R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms) , A phenyl group, or a naphthyl group).

ナトリウム塩は、NaPF、NaBF、Na[FSI]、Na[TFSI]、Na[f3C]、Na[BOB]、NaClO、NaBF(CF)、NaBF(C)、NaBF(C)、NaBF(C)、NaC(SOCF、CFSOONa、CFCOONa、及びRCOONa(Rは、炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基、又はナフチル基である。)からなる群より選ばれる少なくとも1種であってよい。 Sodium salts include NaPF 6 , NaBF 4 , Na [FSI], Na [TFSI], Na [f 3 C], Na [BOB], NaClO 4 , NaBF 3 (CF 3 ), NaBF 3 (C 2 F 5 ), NaBF 3 (C 3 F 7 ), NaBF 3 (C 4 F 9 ), NaC (SO 2 CF 3 ) 3 , CF 3 SO 2 ONa, CF 3 COONa, and RCOONa (R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms) , A phenyl group, or a naphthyl group).

カルシウム塩は、Ca(PF、Ca(BF、Ca[FSI]、Ca[TFSI]、Ca[f3C]、Ca[BOB]、Ca(ClO、Ca[BF(CF)]、Ca[BF(C)]、Ca[BF(C)]、Ca[BF(C)]、Ca[C(SOCF、(CFSOO)Ca、(CFCOO)Ca、及び(RCOO)Ca(Rは、炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基、又はナフチル基である。)からなる群より選ばれる少なくとも1種であってよい。 The calcium salts are Ca (PF 6 ) 2 , Ca (BF 4 ) 2 , Ca [FSI] 2 , Ca [TFSI] 2 , Ca [f3C] 2 , Ca [BOB] 2 , Ca (ClO 4 ) 2 , Ca [BF 3 (CF 3 )] 2 , Ca [BF 3 (C 2 F 5 )] 2 , Ca [BF 3 (C 3 F 7 )] 2 , Ca [BF 3 (C 4 F 9 )] 2 , Ca [C (SO 2 CF 3 ) 3 ] 2 , (CF 3 SO 2 O) 2 Ca, (CF 3 COO) 2 Ca, and (RCOO) 2 Ca (R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, phenyl Or at least one selected from the group consisting of a naphthyl group).

マグネシウム塩は、Mg(PF、Mg(BF、Mg[FSI]、Mg[TFSI]、Mg[f3C]、Mg[BOB]、Na(ClO、Mg[BF(CF)]、Mg[BF(C)]、Mg[BF(C)]、Mg[BF(C)]、Mg[C(SOCF、(CFSOMg、(CFCOO)Mg、及び(RCOO)Mg(Rは、炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基、又はナフチル基である。)からなる群より選ばれる少なくとも1種であってよい。 Magnesium salts are Mg (PF 6 ) 2 , Mg (BF 4 ) 2 , Mg [FSI] 2 , Mg [TFSI] 2 , Mg [f 3 C] 2 , Mg [BOB] 2 , Na (ClO 4 ) 2 , Mg [BF 3 (CF 3 )] 2 , Mg [BF 3 (C 2 F 5 )] 2 , Mg [BF 3 (C 3 F 7 )] 2 , Mg [BF 3 (C 4 F 9 )] 2 , Mg [C (SO 2 CF 3) 3] 2, (CF 3 SO 3) 2 Mg, (CF 3 COO) 2 Mg, and (RCOO) 2 Mg (R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group Or a naphthyl group) may be at least one selected from the group consisting of:

これらのうち、解離性及び電気化学的安定性の観点から、電解質塩は、好ましくはLiPF、LiBF、Li[FSI]、Li[TFSI]、Li[f3C]、Li[BOB]、LiClO4、LiBF(CF)、LiBF(C)、LiBF(C)、LiBF(C)、LiC(SOCF、CFSOOLi、CFCOOLi、及びRCOOLi(Rは、炭素数1〜4のアルキル基、フェニル基、又はナフチル基である。)からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、より好ましくはLi[TFSI]、Li[FSI]、LiPF、LiBF、Li[BOB]、及びLiClO4からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、更に好ましくはLi[TFSI]、及びLi[FSI]からなる群より選ばれる1種である。 Among these, from the viewpoint of dissociation property and electrochemical stability, the electrolyte salt is preferably LiPF 6 , LiBF 4 , Li [FSI], Li [TFSI], Li [f 3 C], Li [BOB], LiClO 4. , LiBF 3 (CF 3 ), LiBF 3 (C 2 F 5 ), LiBF 3 (C 3 F 7 ), LiBF 3 (C 4 F 9 ), LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , CF 3 SO 2 OLi, CF 3 COOLi and RCOOLi (R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenyl group, or a naphthyl group), and more preferably Li [TFSI], Li [FSI], LiPF 6, LiBF 4, Li [BOB], and at least one selected from the group consisting of LiClO 4, more preferably Li [TF I], and is one selected from the group consisting of Li [FSI].

負極合剤層12に含まれる電解質塩は、イオン液体に溶解されて含有されていてよい。負極合剤層12に含まれる、電解質塩とイオン液体との合計の含有量は、負極合剤層全量を基準として、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは10質量%以上であり、また、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下、更に好ましくは20質量%以下である。   The electrolyte salt contained in the negative electrode mixture layer 12 may be dissolved in the ionic liquid and contained. The total content of the electrolyte salt and the ionic liquid contained in the negative electrode mixture layer 12 is preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and further preferably 10%, based on the total amount of the negative electrode mixture layer. It is at least mass%, preferably at most 30 mass%, more preferably at most 25 mass%, still more preferably at most 20 mass%.

負極合剤層12に含まれるイオン液体の単位体積あたりの電解質塩の濃度は、放電特性を更に向上させる観点から、好ましくは0.5mol/L以上、より好ましくは0.7mol/L以上、更に好ましくは0.8mol/L以上であり、また、好ましくは3.0mol/L以下、より好ましくは2.7mol/L以下、更に好ましくは2.3mol/L以下である。   The concentration of the electrolyte salt per unit volume of the ionic liquid contained in the negative electrode mixture layer 12 is preferably 0.5 mol / L or more, more preferably 0.7 mol / L or more, from the viewpoint of further improving the discharge characteristics. Preferably it is 0.8 mol / L or more, preferably 3.0 mol / L or less, more preferably 2.7 mol / L or less, and still more preferably 2.3 mol / L or less.

負極合剤層12は、結着剤を更に含有してもよい。   The negative electrode mixture layer 12 may further contain a binder.

結着剤は、特に限定されないが、4フッ化エチレン、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、アクリル酸、マレイン酸、エチルメタクリレート、及びメチルメタクリレートからなる群より選ばれる少なくとも1種をモノマ単位として含有するポリマ、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、アクリルゴム等のゴムなどであってよい。結着剤は、好ましくはポリフッ化ビニリデン、4フッ化エチレンとフッ化ビニリデンとを構造単位として含有するコポリマ、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとを構造単位として含有するコポリマである。   The binder is not particularly limited, but contains as a monomer unit at least one selected from the group consisting of ethylene tetrafluoride, vinylidene fluoride, hexafluoropropylene, acrylic acid, maleic acid, ethyl methacrylate, and methyl methacrylate. It may be a polymer, rubber such as styrene-butadiene rubber, isoprene rubber or acrylic rubber. The binder is preferably a copolymer containing polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene and vinylidene fluoride as structural units, and a copolymer containing vinylidene fluoride and hexafluoropropylene as structural units.

結着剤の含有量は、負極合剤層全量を基準として、0.5質量%以上、1質量%以上、又は3質量%以上であってよい。結着剤の含有量は、負極合剤層全量を基準として、20質量%以下、15質量%以下、又は10質量%以下であってよい。   The content of the binder may be 0.5% by mass or more, 1% by mass or more, or 3% by mass or more based on the total amount of the negative electrode mixture layer. The content of the binder may be 20% by mass or less, 15% by mass or less, or 10% by mass or less based on the total amount of the negative electrode mixture layer.

負極合剤層12の厚さは、導電率を更に向上させる観点から、10μm以上、15μm以上、又は20μm以上であってよい。負極合剤層12の厚さは、60μm以下、55μm以下、又は50μm以下であってよい。負極合剤層の厚さを50μm以下とすることにより、負極合剤層12の表面近傍及び負極集電体11の表面近傍の負極活物質の充電レベルのばらつきに起因する充放電の偏りを抑制できる。   From the viewpoint of further improving the conductivity, the thickness of the negative electrode mixture layer 12 may be 10 μm or more, 15 μm or more, or 20 μm or more. The thickness of the negative electrode mixture layer 12 may be 60 μm or less, 55 μm or less, or 50 μm or less. By controlling the thickness of the negative electrode mixture layer to 50 μm or less, charging and discharging unevenness caused by variations in the charge level of the negative electrode active material in the vicinity of the surface of the negative electrode mixture layer 12 and in the vicinity of the surface of the negative electrode current collector 11 are suppressed. it can.

電解質層7は、一実施形態において、1種又は2種以上のポリマと、酸化物粒子と、リチウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩及びマグネシウム塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の電解質塩と、イオン液体と、を含有する。   In one embodiment, the electrolyte layer 7 includes one or more polymers, oxide particles, and at least one electrolyte salt selected from the group consisting of a lithium salt, a sodium salt, a calcium salt, and a magnesium salt; An ionic liquid.

1種又は2種以上のポリマは、好ましくは、4フッ化エチレン及びフッ化ビニリデンからなる群より選ばれる第1の構造単位を有する。   The one or more polymers preferably have a first structural unit selected from the group consisting of ethylene tetrafluoride and vinylidene fluoride.

1種又は2種以上のポリマは、好ましくは、上記第1の構造単位と、ヘキサフルオロプロピレン、アクリル酸、マレイン酸、エチルメタクリレート、及びメチルメタクリレートからなる群より選ばれる第2の構造単位とが含まれていてもよい。すなわち、第1の構造単位及び第2の構造単位は、1種のポリマに含まれてコポリマを構成していてもよく、それぞれ別のポリマに含まれて、第1の構造単位を有する第1のポリマと、第2の構造単位を有する第2のポリマとの少なくとも2種のポリマを構成していてもよい。   Preferably, the one or more polymers are preferably composed of the first structural unit and a second structural unit selected from the group consisting of hexafluoropropylene, acrylic acid, maleic acid, ethyl methacrylate, and methyl methacrylate. It may be included. That is, the first structural unit and the second structural unit may be included in one kind of polymer to form a copolymer, and each of the first structural unit and the second structural unit may be included in another polymer and have the first structural unit. And at least two types of polymers, the second polymer having the second structural unit.

ポリマは、具体的には、ポリ4フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとのコポリマ等であってよい。   Specifically, the polymer may be polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, or the like.

1種又は2種以上のポリマの含有量は、電解質層全量を基準として、好ましくは3質量%以上である。ポリマの含有量は、電解質層全量を基準として、好ましくは70質量%以下であり、より好ましくは60質量%以下である。   The content of one or more polymers is preferably 3% by mass or more based on the total amount of the electrolyte layer. The content of the polymer is preferably 70% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, based on the total amount of the electrolyte layer.

本実施形態に係るポリマは、電解質組成物に含まれるイオン液体との親和性に優れるため、イオン液体中の電解質塩を保持する。これにより、電解質組成物に荷重が加えられた際のイオン液体の液漏れが抑制される。   Since the polymer according to the present embodiment is excellent in affinity with the ionic liquid contained in the electrolyte composition, the polymer retains the electrolyte salt in the ionic liquid. Thereby, the leakage of the ionic liquid when a load is applied to the electrolyte composition is suppressed.

酸化物粒子は、例えば無機酸化物の粒子である。無機酸化物は、例えば、Li、Mg、Al、Si、Ca、Ti、Zr、La、Na、K、Ba、Sr、V、Nb、B、Ge等を構成元素として含む無機酸化物であってよい。酸化物粒子は、好ましくは、SiO、Al、AlOOH、MgO、CaO、ZrO、TiO、LiLaZr12、及びBaTiOからなる群より選ばれる少なくとも1種の粒子である。酸化物粒子は極性を有するため、電解質層7中の電解質の解離を促進し、電池特性を高めることができる。 The oxide particles are, for example, inorganic oxide particles. The inorganic oxide is an inorganic oxide containing, for example, Li, Mg, Al, Si, Ca, Ti, Zr, La, Na, K, Ba, Sr, V, Nb, B, Ge and the like as constituent elements. Good. The oxide particles are preferably at least one selected from the group consisting of SiO 2 , Al 2 O 3 , AlOOH, MgO, CaO, ZrO 2 , TiO 2 , Li 7 La 3 Zr 2 O 12 , and BaTiO 3 . Particles. Since the oxide particles have polarity, it is possible to promote dissociation of the electrolyte in the electrolyte layer 7 and improve battery characteristics.

酸化物粒子は、希土類金属の酸化物であってもよい。酸化物粒子は、具体的には、酸化スカンジウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化プラセオジム、酸化ネオジム、酸化サマリウム、酸化ユウロビウム、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エルビウム、酸化ツリウム、酸化イッテルビウム、酸化ルテチウム等であってよい。   The oxide particles may be rare earth metal oxides. Specifically, the oxide particles include scandium oxide, yttrium oxide, lanthanum oxide, cerium oxide, praseodymium oxide, neodymium oxide, samarium oxide, eurobium oxide, gadolinium oxide, terbium oxide, dysprosium oxide, holmium oxide, erbium oxide, and oxide. It may be thulium, ytterbium oxide, lutetium oxide or the like.

酸化物粒子の比表面積は、2〜380m/gであり、5〜100m/g、10〜80m/g、又は15〜60m/gであってもよい。比表面積が2〜380m/gであると、このような酸化物粒子を含有する電解質組成物を用いた二次電池は、放電特性に優れる傾向にある。同様の観点から、酸化物粒子の比表面積は、5m/g以上、10m/g以上、又は15m/g以上であってもよく、100m/g以下、80m/g以下、又は60m/g以下であってもよい。酸化物粒子の比表面積は、一次粒子及び二次粒子を含む酸化物粒子全体の比表面積を意味し、BET法によって測定される。 The specific surface area of the oxide particles is 2 to 380 m 2 / g, and may be 5 to 100 m 2 / g, 10 to 80 m 2 / g, or 15 to 60 m 2 / g. When the specific surface area is 2 to 380 m 2 / g, the secondary battery using the electrolyte composition containing such oxide particles tends to be excellent in discharge characteristics. From the same viewpoint, the specific surface area of the oxide particles may be 5 m 2 / g or more, 10 m 2 / g or more, or 15 m 2 / g or more, 100 m 2 / g or less, 80 m 2 / g or less, or It may be 60 m 2 / g or less. The specific surface area of the oxide particles means the specific surface area of the whole oxide particles including primary particles and secondary particles, and is measured by the BET method.

酸化物粒子の平均一次粒径(一次粒子の平均粒径)は、導電率を更に向上させる観点から、好ましくは0.005μm(5nm)以上であり、より好ましくは0.01μm(10nm)以上であり、更に好ましくは0.015μm(15nm)以上である。酸化物粒子の平均一次粒径は、電解質層7を薄くする観点から、好ましくは1μm以下であり、より好ましくは0.1μm以下であり、更に好ましくは0.05μm以下である。酸化物粒子の平均一次粒径は、酸化物粒子を透過型電子顕微鏡等によって観察することによって測定できる。   The average primary particle size of the oxide particles (average particle size of the primary particles) is preferably 0.005 μm (5 nm) or more, more preferably 0.01 μm (10 nm) or more from the viewpoint of further improving the electrical conductivity. More preferably 0.015 μm (15 nm) or more. From the viewpoint of making the electrolyte layer 7 thin, the average primary particle size of the oxide particles is preferably 1 μm or less, more preferably 0.1 μm or less, and even more preferably 0.05 μm or less. The average primary particle size of the oxide particles can be measured by observing the oxide particles with a transmission electron microscope or the like.

酸化物粒子の平均粒径は、好ましくは0.005μm以上であり、より好ましくは0.01μm以上であり、更に好ましくは0.03μm以上である。酸化物粒子の平均粒径は、好ましくは5μm以下であり、より好ましくは3μm以下であり、更に好ましくは1μm以下である。酸化物粒子の平均粒径は、好ましくは0.005μm以上5μm以下、0.005μm以上3μm以下、0.005μm以上1μm以下、0.01μm以上5μm以下、0.01μm以上3μm以下、0.01μm以上1μm以下、0.03μm以上5μm以下、0.03μm以上3μm以下、又は0.03μm以上1μm以下である。   The average particle diameter of the oxide particles is preferably 0.005 μm or more, more preferably 0.01 μm or more, and further preferably 0.03 μm or more. The average particle size of the oxide particles is preferably 5 μm or less, more preferably 3 μm or less, and even more preferably 1 μm or less. The average particle size of the oxide particles is preferably 0.005 μm to 5 μm, 0.005 μm to 3 μm, 0.005 μm to 1 μm, 0.01 μm to 5 μm, 0.01 μm to 3 μm, 0.01 μm or more. 1 μm or less, 0.03 μm to 5 μm, 0.03 μm to 3 μm, or 0.03 μm to 1 μm.

酸化物粒子の含有量は、電解質層全量を基準として、5質量%以上、10質量%以上、又は15質量%以上であってよい。酸化物粒子の含有量は、電解質層全量を基準として、60質量%以下、50質量%以下、40質量%以下であってよい。   The content of the oxide particles may be 5% by mass or more, 10% by mass or more, or 15% by mass or more based on the total amount of the electrolyte layer. The content of the oxide particles may be 60% by mass or less, 50% by mass or less, or 40% by mass or less based on the total amount of the electrolyte layer.

電解質層7に含まれるイオン液体は、上述した負極合剤層12に使用できるイオン液体と同様であってよい。電解質層7に含まれるイオン液体は、好ましくは、アニオン成分としてN(SOCF 、を含み、カチオン成分として、鎖状四級オニウムカチオンを含むイオン液体である。このようなイオン液体は、例えば、N,N−ジエチル−N−メチル−N−(2−メトキシエチル)アンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(DEME−TFSI)である。 The ionic liquid contained in the electrolyte layer 7 may be the same as the ionic liquid that can be used for the negative electrode mixture layer 12 described above. The ionic liquid contained in the electrolyte layer 7 is preferably an ionic liquid containing N (SO 2 CF 3 ) 2 as an anion component and a chain quaternary onium cation as a cation component. Such an ionic liquid is, for example, N, N-diethyl-N-methyl-N- (2-methoxyethyl) ammonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (DEME-TFSI).

電解質層7に含まれるイオン液体の含有量は、電解質層7を好適に作製する観点から、電解質層全量を基準として、10質量%以上であってよく、80質量%以下であってよい。   From the viewpoint of suitably producing the electrolyte layer 7, the content of the ionic liquid contained in the electrolyte layer 7 may be 10% by mass or more and 80% by mass or less based on the total amount of the electrolyte layer.

電解質層7に含まれる電解質塩は、イオン液体に溶解されて含有されていてよい。電解質塩は、リチウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、及びマグネシウム塩からなる群より選ばれる少なくとも1種であってよい。電解質層7に含まれる電解質塩は、上述した負極合剤層12に使用できる電解質塩と同様であってよい。   The electrolyte salt contained in the electrolyte layer 7 may be dissolved and contained in the ionic liquid. The electrolyte salt may be at least one selected from the group consisting of a lithium salt, a sodium salt, a calcium salt, and a magnesium salt. The electrolyte salt contained in the electrolyte layer 7 may be the same as the electrolyte salt that can be used for the negative electrode mixture layer 12 described above.

電解質層7に含まれる電解質塩は、好ましくは、イミド系リチウム塩、イミド系ナトリウム塩、イミド系カルシウム塩、及びイミド系マグネシウム塩からなる群より選ばれる1種である。   The electrolyte salt contained in the electrolyte layer 7 is preferably one kind selected from the group consisting of an imide-based lithium salt, an imide-based sodium salt, an imide-based calcium salt, and an imide-based magnesium salt.

イミド系リチウム塩は、Li[TFSI]、Li[FSI]等であってよい。イミド系ナトリウム塩は、Na[TFSI]、Na[FSI]等であってよい。イミド系カルシウム塩は、Ca[TFSI]、Ca[FSI]等であってよい。イミド系マグネシウム塩は、Mg[TFSI]、Mg[FSI]等であってよい。 The imide-based lithium salt may be Li [TFSI], Li [FSI], or the like. The imide-based sodium salt may be Na [TFSI], Na [FSI] or the like. The imide-based calcium salt may be Ca [TFSI] 2 , Ca [FSI] 2 or the like. The imide-based magnesium salt may be Mg [TFSI] 2 , Mg [FSI] 2 or the like.

電解質層7に含まれる電解質塩とイオン液体との合計の含有量は、導電率を更に向上させ、二次電池の容量低下を抑制する観点から、電解質層全量を基準として、好ましくは10質量%以上であり、より好ましくは25質量%以上であり、更に好ましくは40質量%以上である。電解質塩とイオン液体との合計の含有量は、電解質層の強度低下を抑制する観点から、電解質層全量を基準として、好ましくは80質量%以下である。   The total content of the electrolyte salt and the ionic liquid contained in the electrolyte layer 7 is preferably 10% by mass based on the total amount of the electrolyte layer from the viewpoint of further improving the conductivity and suppressing the capacity reduction of the secondary battery. It is above, More preferably, it is 25 mass% or more, More preferably, it is 40 mass% or more. The total content of the electrolyte salt and the ionic liquid is preferably 80% by mass or less based on the total amount of the electrolyte layer from the viewpoint of suppressing the strength reduction of the electrolyte layer.

電解質層7に含まれるイオン液体の単位体積あたりの電解質塩の濃度は、充放電特性を更に向上させる観点から、好ましくは0.5mol/L以上、より好ましくは0.7mol/L以上、更に好ましくは0.8mol/L以上であり、また、好ましくは3.0mol/L以下、より好ましくは2.7mol/L以下、更に好ましくは2.3mol/L以下である。   The concentration of the electrolyte salt per unit volume of the ionic liquid contained in the electrolyte layer 7 is preferably 0.5 mol / L or more, more preferably 0.7 mol / L or more, and still more preferably, from the viewpoint of further improving charge / discharge characteristics. Is 0.8 mol / L or more, preferably 3.0 mol / L or less, more preferably 2.7 mol / L or less, and still more preferably 2.3 mol / L or less.

電解質層7の厚さは、強度を高め安全性を向上させる観点から、好ましくは5μm以上であり、より好ましくは10μm以上である。電解質層7の厚さは、二次電池の内部抵抗を更に低減させる観点及び大電流特性を更に向上させる観点から、好ましくは200μm以下、より好ましくは150μm以下、更に好ましくは100μm以下である。   The thickness of the electrolyte layer 7 is preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, from the viewpoint of increasing strength and improving safety. The thickness of the electrolyte layer 7 is preferably 200 μm or less, more preferably 150 μm or less, and still more preferably 100 μm or less, from the viewpoint of further reducing the internal resistance of the secondary battery and further improving the large current characteristics.

正極集電体9は、アルミニウム、ステンレス鋼、チタン等で形成されていてよい。正極集電体9は、具体的には、例えば孔径0.1〜10mmの孔を有するアルミニウム製穿孔箔、エキスパンドメタル、発泡金属板等であってよい。正極集電体9は、上記以外にも、電池の使用中に溶解、酸化等の変化を生じないものであれば、任意の材料で形成されていてよく、また、その形状、製造方法等も制限されない。   The positive electrode current collector 9 may be formed of aluminum, stainless steel, titanium, or the like. Specifically, the positive electrode current collector 9 may be, for example, an aluminum perforated foil having a hole diameter of 0.1 to 10 mm, an expanded metal, a foamed metal plate, or the like. In addition to the above, the positive electrode current collector 9 may be formed of any material as long as it does not cause changes such as dissolution and oxidation during use of the battery, and its shape, manufacturing method, etc. Not limited.

正極集電体9の厚さは、10μm以上100μm以下であってよく、正極全体の体積を小さくする観点から、好ましくは10μm以上50μm以下であり、電池を形成する際に小さな曲率で正極を捲回する観点から、より好ましくは10μm以上20μm以下である。   The thickness of the positive electrode current collector 9 may be 10 μm or more and 100 μm or less, and is preferably 10 μm or more and 50 μm or less from the viewpoint of reducing the volume of the entire positive electrode, and the positive electrode current collector 9 has a small curvature when forming a battery. From the viewpoint of turning, it is more preferably 10 μm or more and 20 μm or less.

正極合剤層10は、一実施形態において、正極活物質を含有する。   In one embodiment, the positive electrode mixture layer 10 contains a positive electrode active material.

正極活物質は、リチウム遷移金属酸化物、リチウム遷移金属リン酸塩等のリチウム遷移金属化合物であってよい。リチウム遷移金属酸化物は、例えば、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、コバルト酸リチウム等であってよい。リチウム遷移金属酸化物は、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、コバルト酸リチウム等に含有されるMn、Ni、Co等の遷移金属の一部を、1種若しくは2種以上の他の遷移金属、又はMg、Al等の金属元素(典型元素)で置換したリチウム遷移金属酸化物であってもよい。すなわち、リチウム遷移金属酸化物は、LiM又はLiM(Mは少なくとも1種の遷移金属を含む)で表される化合物であってよい。リチウム遷移金属酸化物は、具体的には、Li(Co1/3Ni1/3Mn1/3)O、LiNi1/2Mn1/2、LiNi1/2Mn3/2等であってよい。 The positive electrode active material may be a lithium transition metal compound such as a lithium transition metal oxide or a lithium transition metal phosphate. The lithium transition metal oxide may be, for example, lithium manganate, lithium nickelate, lithium cobaltate, or the like. Lithium transition metal oxide is a part of transition metals such as Mn, Ni, Co, etc. contained in lithium manganate, lithium nickelate, lithium cobaltate, etc., one or more other transition metals, or A lithium transition metal oxide substituted with a metal element (typical element) such as Mg or Al may also be used. That is, the lithium transition metal oxide may be a compound represented by LiM 1 O 2 or LiM 1 O 4 (M 1 includes at least one transition metal). Specifically, lithium transition metal oxides are Li (Co 1/3 Ni 1/3 Mn 1/3 ) O 2 , LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 , LiNi 1/2 Mn 3/2 O. It may be 4 mag.

リチウム遷移金属酸化物は、エネルギー密度を更に向上させる観点から、好ましくは下記式(7)で表される化合物である。
LiNiCo 2+e (7)
[式(7)中、Mは、Al、Mn、Mg及びCaからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、a、b、c、d及びeは、それぞれ0.2≦a≦1.2、0.5≦b≦0.9、0.1≦c≦0.4、0≦d≦0.2、−0.2≦e≦0.2、かつb+c+d=1を満たす数である。]
From the viewpoint of further improving the energy density, the lithium transition metal oxide is preferably a compound represented by the following formula (7).
Li a Ni b Co c M 2 d O 2 + e (7)
Wherein (7), M 2 is at least one Al, Mn, selected from the group consisting of Mg and Ca, a, b, c, d and e are each 0.2 ≦ a ≦ 1. 2, 0.5 ≦ b ≦ 0.9, 0.1 ≦ c ≦ 0.4, 0 ≦ d ≦ 0.2, −0.2 ≦ e ≦ 0.2, and b + c + d = 1. . ]

リチウム遷移金属リン酸塩は、LiFePO、LiMnPO、LiMn 1−xPO(0.3≦x≦1、MはFe、Ni、Co、Ti、Cu、Zn、Mg及びZrからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素である)等であってよい。 Lithium transition metal phosphates are LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiMn x M 3 1-x PO 4 (0.3 ≦ x ≦ 1, M 3 is Fe, Ni, Co, Ti, Cu, Zn, Mg and Zr) Or at least one element selected from the group consisting of:

正極活物質は、造粒されていない一次粒子であってもよく、造粒された二次粒子であってもよい。   The positive electrode active material may be primary particles that are not granulated, or may be secondary particles that are granulated.

正極活物質の粒径は、正極合剤層10の厚さ以下になるように調整される。正極活物質中に正極合剤層10の厚さ以上の粒径を有する粗粒子がある場合、ふるい分級、風流分級等により粗粒子を予め除去し、正極合剤層10の厚さ以下の粒径を有する正極活物質を選別する。   The particle size of the positive electrode active material is adjusted to be equal to or less than the thickness of the positive electrode mixture layer 10. When there are coarse particles having a particle size equal to or larger than the thickness of the positive electrode mixture layer 10 in the positive electrode active material, the coarse particles are removed in advance by sieving classification, wind classification, etc. A positive electrode active material having a diameter is selected.

正極活物質の平均粒径は、0.1μm以上、より好ましくは1μm以上である。正極活物質の平均粒径は、好ましくは30μm以下であり、より好ましくは25μm以下である。正極活物質の平均粒径は、正極活物質全体の体積に対する比率(体積分率)が50%のときの粒径(D50)である。正極活物質の平均粒径(D50)は、レーザー散乱型粒径測定装置(例えば、マイクロトラック)を用いて、レーザー散乱法により水中に正極活物質を懸濁させた懸濁液を測定することで得られる。 The average particle diameter of the positive electrode active material is 0.1 μm or more, more preferably 1 μm or more. The average particle diameter of the positive electrode active material is preferably 30 μm or less, more preferably 25 μm or less. The average particle diameter of the positive electrode active material is the particle diameter (D 50 ) when the ratio (volume fraction) to the volume of the entire positive electrode active material is 50%. The average particle diameter (D 50 ) of the positive electrode active material is measured by suspending the positive electrode active material in water by a laser scattering method using a laser scattering particle size measuring device (for example, Microtrack). Can be obtained.

正極活物質の含有量は、正極合剤層全量を基準として、70質量%以上、80質量%以上、又は90質量%以上であってよい。正極活物質の含有量は、正極合剤層全量を基準として、99質量%以下であってよい。   The content of the positive electrode active material may be 70% by mass or more, 80% by mass or more, or 90% by mass or more based on the total amount of the positive electrode mixture layer. The content of the positive electrode active material may be 99% by mass or less based on the total amount of the positive electrode mixture layer.

正極合剤層10は、イオン液体と、電解質塩と、導電材と、結着剤と、を更に含有してもよい。   The positive electrode mixture layer 10 may further contain an ionic liquid, an electrolyte salt, a conductive material, and a binder.

正極合剤層10に含まれるイオン液体、電解質塩の種類及びその含有量は、上述した負極合剤層12におけるイオン液体、電解質塩の種類及びその含有量と同様であってよい。   The kind and content of the ionic liquid and electrolyte salt contained in the positive electrode mixture layer 10 may be the same as the kind and content of the ionic liquid and electrolyte salt in the negative electrode mixture layer 12 described above.

正極合剤層10に含まれる導電材は、特に限定されないが、黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラック、炭素繊維等の炭素材料などであってよい。導電材は、上述した炭素材料の2種以上の混合物であってもよい。   The conductive material included in the positive electrode mixture layer 10 is not particularly limited, and may be a carbon material such as graphite, acetylene black, carbon black, and carbon fiber. The conductive material may be a mixture of two or more of the carbon materials described above.

正極合剤層10に含まれる導電材の含有量は、正極合剤層全量を基準として、0.1質量%以上、1質量%以上、又は3質量%以上であってよく、15質量%以下、10質量%以下、又は8質量%以下であってよい。   The content of the conductive material contained in the positive electrode mixture layer 10 may be 0.1% by mass or more, 1% by mass or more, or 3% by mass or more, and 15% by mass or less based on the total amount of the positive electrode mixture layer. It may be 10% by mass or less, or 8% by mass or less.

正極合剤層10は、上述した負極合剤層12に使用できる結着剤と同様の結着剤を更に含有してもよい。正極合剤層10に含まれる結着剤の含有量は、上述した負極合剤層12における結着剤の含有量と同様であってよい。   The positive electrode mixture layer 10 may further contain a binder similar to the binder that can be used for the negative electrode mixture layer 12 described above. The content of the binder contained in the positive electrode mixture layer 10 may be the same as the content of the binder in the negative electrode mixture layer 12 described above.

正極合剤層10の厚さは、導電率を更に向上させる観点から、10μm以上、15μm以上、又は20μm以上であってよい。正極合剤層10の厚さは、100μm以下、80μm以下、又は70μm以下であってよい。正極合剤層の厚さを100μm以下とすることにより、正極合剤層10の表面近傍及び正極集電体9の表面近傍の正極活物質の充電レベルのばらつきに起因する充放電の偏りを抑制できる。   From the viewpoint of further improving the conductivity, the thickness of the positive electrode mixture layer 10 may be 10 μm or more, 15 μm or more, or 20 μm or more. The thickness of the positive electrode mixture layer 10 may be 100 μm or less, 80 μm or less, or 70 μm or less. By making the thickness of the positive electrode mixture layer 100 μm or less, charging and discharging unevenness due to variations in the charge level of the positive electrode active material in the vicinity of the surface of the positive electrode mixture layer 10 and in the vicinity of the surface of the positive electrode current collector 9 are suppressed. it can.

他の実施形態において、電極群2Aには、負極集電体11と、負極合剤層12と、電解質層7とをこの順に備える負極部材が含まれていると見ることもできる。図3(b)は、他の実施形態に係る二次電池用負極部材を示す模式断面図である。図3(b)に示すように、負極部材14は、負極集電体11と、負極集電体11上に設けられた負極合剤層12と、負極合剤層12上に設けられた電解質層7とをこの順に備える負極部材である。電解質層7、負極集電体11及び負極合剤層12は、上述した負極部材13における電解質層7、負極集電体11及び負極合剤層12とそれぞれ同様である。   In other embodiments, the electrode group 2 </ b> A can also be regarded as including a negative electrode member including the negative electrode current collector 11, the negative electrode mixture layer 12, and the electrolyte layer 7 in this order. FIG.3 (b) is a schematic cross section which shows the negative electrode member for secondary batteries which concerns on other embodiment. As shown in FIG. 3B, the negative electrode member 14 includes a negative electrode current collector 11, a negative electrode mixture layer 12 provided on the negative electrode current collector 11, and an electrolyte provided on the negative electrode mixture layer 12. It is a negative electrode member provided with the layer 7 in this order. The electrolyte layer 7, the negative electrode current collector 11, and the negative electrode mixture layer 12 are the same as the electrolyte layer 7, the negative electrode current collector 11, and the negative electrode mixture layer 12 in the negative electrode member 13 described above.

続いて、上述した二次電池1の製造方法について説明する。二次電池1の製造方法は、正極集電体9上に正極合剤層10を形成して正極6を得る第1の工程と、負極集電体11上に負極合剤層12を形成して負極8を得る第2の工程と、正極6と負極8との間に電解質層7を設ける第3の工程と、を有する。   Then, the manufacturing method of the secondary battery 1 mentioned above is demonstrated. The manufacturing method of the secondary battery 1 includes the first step of forming the positive electrode mixture layer 10 on the positive electrode current collector 9 to obtain the positive electrode 6, and forming the negative electrode mixture layer 12 on the negative electrode current collector 11. The second step of obtaining the negative electrode 8 and the third step of providing the electrolyte layer 7 between the positive electrode 6 and the negative electrode 8 are included.

第1の工程では、正極6は、例えば、正極合剤層に用いる材料を分散媒に分散させてスラリ状の正極合剤を得たのち、この正極合剤を正極集電体9に塗布してから分散媒を揮発させることにより得られる。分散媒は、好ましくはN−メチル−2−ピロリドン(NMP)等の有機溶剤である。正極合剤層10に含まれる電解質塩は、イオン液体に溶解させてから、他の材料とともに分散媒に分散させることができる。   In the first step, the positive electrode 6 is obtained by, for example, dispersing a material used for the positive electrode mixture layer in a dispersion medium to obtain a slurry-like positive electrode mixture, and then applying the positive electrode mixture to the positive electrode current collector 9. Then, it is obtained by volatilizing the dispersion medium. The dispersion medium is preferably an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). The electrolyte salt contained in the positive electrode mixture layer 10 can be dissolved in an ionic liquid and then dispersed in a dispersion medium together with other materials.

正極合剤層10における正極活物質、導電材、結着剤、及び電解質塩を溶解したイオン液体の混合比は、例えば、正極活物質:導電材:結着剤:電解質塩を溶解したイオン液体=69〜82:0.1〜10:5〜12:10〜17(質量比)であってよい。ただし、必ずしもこの範囲に限定されない。   The mixing ratio of the positive electrode active material, the conductive material, the binder, and the ionic liquid in which the electrolyte salt is dissolved in the positive electrode mixture layer 10 is, for example, positive electrode active material: conductive material: binder: ionic liquid in which the electrolyte salt is dissolved. = 69-82: 0.1-10: 5-12: 10-17 (mass ratio). However, it is not necessarily limited to this range.

第2の工程では、負極8は、上述した正極6と同様の方法で得られる。すなわち、負極合剤層12に用いる材料を分散媒に分散させてスラリ状の負極合剤を得たのち、この負極合剤を負極集電体11に塗布してから分散媒を揮発させることにより得られる。第2の工程は、すなわち、上述した負極部材13を得る工程である。   In the second step, the negative electrode 8 is obtained by the same method as the positive electrode 6 described above. That is, by dispersing the material used for the negative electrode mixture layer 12 in a dispersion medium to obtain a slurry-like negative electrode mixture, the negative electrode mixture is applied to the negative electrode current collector 11 and then the dispersion medium is volatilized. can get. The second step is a step of obtaining the negative electrode member 13 described above.

負極合剤層12における負極活物質、繊維状の炭素材、結着剤、及び電解質塩を溶解したイオン液体の混合比は、例えば、負極活物質:繊維状の炭素材:結着剤:電解質塩を溶解したイオン液体=70〜80:0.1〜10:5〜10:10〜17(質量比)であってよい。ただし、必ずしもこの範囲に限定されない。   The mixing ratio of the negative electrode active material, the fibrous carbon material, the binder, and the ionic liquid in which the electrolyte salt is dissolved in the negative electrode mixture layer 12 is, for example, negative electrode active material: fibrous carbon material: binder: electrolyte. The ionic liquid in which the salt is dissolved = 70 to 80: 0.1 to 10: 5 to 10:10 to 17 (mass ratio). However, it is not necessarily limited to this range.

第3の工程では、一実施形態において、電解質層7は、電解質層7に用いる材料を分散媒に分散させてスラリ状の電解質組成物を得た後、これを基材上に塗布してから分散媒を揮発させることによってシート状の電解質層として得られる。分散媒は、好ましくは水、NMP、トルエン等である。この場合、第3の工程では、正極6、電解質層7及び負極8を、例えばラミネートにより積層することで二次電池1が得られる。このとき、電解質層7が、正極6の正極合剤層10側かつ負極8の負極合剤層12側に位置するように、すなわち、正極集電体9、正極合剤層10、電解質層7、負極合剤層12及び負極集電体11がこの順で配置されるように積層する。   In the third step, in one embodiment, the electrolyte layer 7 is obtained by dispersing a material used for the electrolyte layer 7 in a dispersion medium to obtain a slurry-like electrolyte composition, and then applying the slurry on the substrate. It is obtained as a sheet-like electrolyte layer by volatilizing the dispersion medium. The dispersion medium is preferably water, NMP, toluene or the like. In this case, in the third step, the secondary battery 1 is obtained by laminating the positive electrode 6, the electrolyte layer 7 and the negative electrode 8 by, for example, laminating. At this time, the electrolyte layer 7 is positioned on the positive electrode mixture layer 10 side of the positive electrode 6 and on the negative electrode mixture layer 12 side of the negative electrode 8, that is, the positive electrode current collector 9, the positive electrode mixture layer 10, and the electrolyte layer 7. The negative electrode mixture layer 12 and the negative electrode current collector 11 are laminated so as to be arranged in this order.

第3の工程では、他の実施形態において、電解質層7は、正極6の正極合剤層10側及び負極8の負極合剤層12側の少なくともいずれか一方に塗布により形成され、好ましくは正極6の正極合剤層10側及び負極8の負極合剤層12側の両方に塗布により形成される。この工程は、すなわち、上述した負極部材14を得る工程である。この場合、例えば、電解質層7が設けられた負極8(負極部材14)と、電解質層7が設けられた正極6とを、電解質層7同士が接するように積層することで、二次電池1が得られる。   In the third step, in another embodiment, the electrolyte layer 7 is formed by coating on at least one of the positive electrode mixture layer 10 side of the positive electrode 6 and the negative electrode mixture layer 12 side of the negative electrode 8, preferably the positive electrode 6 on both the positive electrode mixture layer 10 side and the negative electrode 8 on the negative electrode mixture layer 12 side. This step is a step of obtaining the negative electrode member 14 described above. In this case, for example, the secondary battery 1 is formed by laminating the negative electrode 8 (negative electrode member 14) provided with the electrolyte layer 7 and the positive electrode 6 provided with the electrolyte layer 7 so that the electrolyte layers 7 are in contact with each other. Is obtained.

負極合剤層12上に電解質層7を形成する方法は、例えば、電解質層7に用いる材料を分散媒に分散させてスラリ状の電解質組成物を得たのち、この電解質組成物を負極合剤層12上にアプリケータを用いて塗布する方法である。分散媒は、好ましくはNMP等の有機溶剤である。電解質層7に含まれる電解質塩は、イオン液体に溶解させてから、他の材料とともに分散媒に分散させることができる。   The method for forming the electrolyte layer 7 on the negative electrode mixture layer 12 includes, for example, dispersing a material used for the electrolyte layer 7 in a dispersion medium to obtain a slurry-like electrolyte composition, and then using this electrolyte composition as the negative electrode mixture It is a method of applying on the layer 12 using an applicator. The dispersion medium is preferably an organic solvent such as NMP. The electrolyte salt contained in the electrolyte layer 7 can be dissolved in an ionic liquid and then dispersed in a dispersion medium together with other materials.

電解質層7を形成するためのスラリにおける酸化物粒子、電解質塩を溶解したイオン液体、ポリマの混合比は、例えば、酸化物粒子:電解質塩を溶解したイオン液体:ポリマ=5〜60:10〜80:5〜50(質量比)であってよい。ただし、必ずしもこの混合比に限定されない。   The mixing ratio of the oxide particles, the ionic liquid in which the electrolyte salt is dissolved, and the polymer in the slurry for forming the electrolyte layer 7 is, for example, oxide particles: ionic liquid in which the electrolyte salt is dissolved: polymer = 5 to 60:10. It may be 80: 5-50 (mass ratio). However, it is not necessarily limited to this mixing ratio.

正極合剤層10に電解質層7を形成する方法は、負極合剤層12に電解質層7を形成する方法と同様の方法であってよい。   The method for forming the electrolyte layer 7 on the positive electrode mixture layer 10 may be the same as the method for forming the electrolyte layer 7 on the negative electrode mixture layer 12.

[第2実施形態]
次に、第2実施形態に係る二次電池について説明する。図4は、第2実施形態に係る二次電池の電極群を示す分解斜視図である。図4に示すように、第2実施形態における二次電池が第1実施形態における二次電池と異なる点は、電極群2Bが、バイポーラ電極15を備えている点である。すなわち、電極群2Bは、正極6と、第1の電解質層7と、バイポーラ電極15と、第2の電解質層7と、負極8とをこの順に備えている。
[Second Embodiment]
Next, the secondary battery according to the second embodiment will be described. FIG. 4 is an exploded perspective view showing an electrode group of the secondary battery according to the second embodiment. As shown in FIG. 4, the secondary battery in the second embodiment is different from the secondary battery in the first embodiment in that the electrode group 2 </ b> B includes a bipolar electrode 15. That is, the electrode group 2B includes the positive electrode 6, the first electrolyte layer 7, the bipolar electrode 15, the second electrolyte layer 7, and the negative electrode 8 in this order.

バイポーラ電極15は、バイポーラ電極集電体16と、バイポーラ電極集電体16の負極8側の面(正極面)に設けられた正極合剤層10と、バイポーラ電極集電体16の正極6側の面(負極面)に設けられた負極合剤層12とを備えている。すなわち、バイポーラ電極15は正極の機能と負極の機能とを併せ持っていることから、第2実施形態における電極群2Bには、正極6及び負極8に加えて、バイポーラ電極集電体16及びバイポーラ電極集電体16上に設けられた正極合剤層10を備えるもう一つの正極と、バイポーラ電極集電体16及びバイポーラ電極集電体16上に設けられた負極合剤層12を備えるもう一つ負極とが含まれていると見ることができる。   The bipolar electrode 15 includes a bipolar electrode current collector 16, a positive electrode mixture layer 10 provided on a surface (positive electrode surface) on the negative electrode 8 side of the bipolar electrode current collector 16, and a positive electrode 6 side of the bipolar electrode current collector 16. And a negative electrode mixture layer 12 provided on the surface (negative electrode surface). That is, since the bipolar electrode 15 has both a positive electrode function and a negative electrode function, the electrode group 2B in the second embodiment includes a bipolar electrode current collector 16 and a bipolar electrode in addition to the positive electrode 6 and the negative electrode 8. Another positive electrode including the positive electrode mixture layer 10 provided on the current collector 16 and another negative electrode mixture layer 12 provided on the bipolar electrode current collector 16 and the bipolar electrode current collector 16. It can be seen that the negative electrode is included.

一実施形態において、バイポーラ電極15は、バイポーラ電極集電体16と、バイポーラ電極集電体16上に設けられた負極合剤層12とを含む二次電池用電池部材と見ることができる。図5(a)は、一実施形態に係る二次電池用電池部材を示す模式断面図である。図5(a)に示すように、この電池部材17は、バイポーラ電極集電体16と、バイポーラ電極集電体16の一方の面上に設けられた正極合剤層10と、正極合剤層10上におけるバイポーラ電極集電体16と反対側に設けられた負極合剤層12と、を備える電池部材である。   In one embodiment, the bipolar electrode 15 can be regarded as a battery member for a secondary battery including a bipolar electrode current collector 16 and a negative electrode mixture layer 12 provided on the bipolar electrode current collector 16. Fig.5 (a) is a schematic cross section which shows the battery member for secondary batteries which concerns on one Embodiment. As shown in FIG. 5A, the battery member 17 includes a bipolar electrode current collector 16, a positive electrode mixture layer 10 provided on one surface of the bipolar electrode current collector 16, and a positive electrode mixture layer. And a negative electrode mixture layer 12 provided on the opposite side of the bipolar electrode current collector 16 on the battery member 10.

バイポーラ電極集電体16において、正極面は、好ましくは耐酸化性に優れた材料で形成されていてよく、アルミニウム、ステンレス鋼、チタン等で形成されていてよい。負極活物質として黒鉛又は合金を用いたバイポーラ電極集電体16における負極面は、リチウムと合金を形成しない材料で形成されていてよく、具体的には、ステンレス鋼、ニッケル、鉄、チタン等で形成されていてよい。正極面と負極面に異種の金属を用いる場合、バイポーラ電極集電体16は、異種金属箔を積層させたクラッド材であってよい。ただし、チタン酸リチウムのように、リチウムと合金を形成しない電位で動作する負極8を用いる場合、上述の制限はなくなり、負極面は、正極集電体9と同様の材料であってよい。その場合、バイポーラ電極集電体16は、単一の金属箔であってよい。単一の金属箔としてのバイポーラ電極集電体16は、孔径0.1〜10mmの孔を有するアルミニウム製穿孔箔、エキスパンドメタル、発泡金属板等であってよい。バイポーラ電極集電体16は、上記以外にも、電池の使用中に溶解、酸化等の変化を生じないものであれば、任意の材料で形成されていてよく、また、その形状、製造方法等も制限されない。   In the bipolar electrode current collector 16, the positive electrode surface may be preferably formed of a material excellent in oxidation resistance, and may be formed of aluminum, stainless steel, titanium, or the like. The negative electrode surface of the bipolar electrode current collector 16 using graphite or an alloy as the negative electrode active material may be formed of a material that does not form an alloy with lithium, specifically, stainless steel, nickel, iron, titanium, or the like. It may be formed. When different types of metals are used for the positive electrode surface and the negative electrode surface, the bipolar electrode current collector 16 may be a clad material in which different metal foils are laminated. However, when the negative electrode 8 that operates at a potential that does not form an alloy with lithium, such as lithium titanate, is used, the above limitation is eliminated, and the negative electrode surface may be the same material as the positive electrode current collector 9. In that case, the bipolar electrode current collector 16 may be a single metal foil. The bipolar electrode current collector 16 as a single metal foil may be a perforated foil made of aluminum having a hole diameter of 0.1 to 10 mm, an expanded metal, a foamed metal plate, or the like. In addition to the above, the bipolar electrode current collector 16 may be formed of any material as long as it does not cause changes such as dissolution and oxidation during use of the battery, and its shape, manufacturing method, etc. Is not limited.

バイポーラ電極集電体16の厚さは、10μm以上100μm以下であってよく、バイポーラ電極全体の体積を小さくする観点から、好ましくは10μm以上50μm以下であり、電池を形成する際に小さな曲率でバイポーラ電極を捲回する観点から、より好ましくは10μm以上20μm以下である。   The thickness of the bipolar electrode current collector 16 may be not less than 10 μm and not more than 100 μm, and is preferably not less than 10 μm and not more than 50 μm from the viewpoint of reducing the volume of the entire bipolar electrode, and bipolar with a small curvature when forming a battery. From the viewpoint of winding the electrode, it is more preferably 10 μm or more and 20 μm or less.

電池部材17における負極合剤層12は、上述した第1実施形態の負極部材13における負極合剤層12と同様の材料で構成されていてよい。   The negative electrode mixture layer 12 in the battery member 17 may be made of the same material as the negative electrode mixture layer 12 in the negative electrode member 13 of the first embodiment described above.

他の実施形態において、電極群2Bには、第1の電解質層7と、バイポーラ電極15と、第2の電解質層7とをこの順に備える電池部材が含まれていると見ることもできる。図5(b)は、他の実施形態に係る二次電池用電池部材を示す模式断面図である。図5(b)に示すように、この電池部材18は、バイポーラ電極集電体16と、バイポーラ電極集電体16の一方の面上に設けられた正極合剤層10と、正極合剤層10上におけるバイポーラ電極集電体16と反対側に設けられた第2の電解質層7と、バイポーラ電極集電体16の他方の面上に設けられた負極合剤層12と、負極合剤層12上におけるバイポーラ電極集電体16と反対側に設けられた第1の電解質層7と、を備えている。   In another embodiment, the electrode group 2 </ b> B can also be regarded as including a battery member including the first electrolyte layer 7, the bipolar electrode 15, and the second electrolyte layer 7 in this order. FIG.5 (b) is a schematic cross section which shows the battery member for secondary batteries which concerns on other embodiment. As shown in FIG. 5B, the battery member 18 includes a bipolar electrode current collector 16, a positive electrode mixture layer 10 provided on one surface of the bipolar electrode current collector 16, and a positive electrode mixture layer. 10, a second electrolyte layer 7 provided on the opposite side of the bipolar electrode current collector 16, a negative electrode mixture layer 12 provided on the other surface of the bipolar electrode current collector 16, and a negative electrode mixture layer 12, and a first electrolyte layer 7 provided on the opposite side of the bipolar electrode current collector 16.

電池部材18におけるバイポーラ電極集電体16、正極合剤層10、及び負極合剤層12は、上述した電池部材17におけるバイポーラ電極集電体16、正極合剤層10、及び負極合剤層12と同様の材料で構成されていてよい。   The bipolar electrode current collector 16, the positive electrode mixture layer 10, and the negative electrode mixture layer 12 in the battery member 18 are the bipolar electrode current collector 16, positive electrode mixture layer 10, and negative electrode mixture layer 12 in the battery member 17 described above. It may be composed of the same material.

電池部材18における第1の電解質層7及び第2の電解質層7は、上述した第1実施形態の負極部材14における電解質層7と同様の材料で構成されていてよい。第1の電解質層7と第2の電解質層7とは、互いに同種であっても異種であってもよく、好ましくは互いに同種である。   The 1st electrolyte layer 7 and the 2nd electrolyte layer 7 in the battery member 18 may be comprised with the material similar to the electrolyte layer 7 in the negative electrode member 14 of 1st Embodiment mentioned above. The first electrolyte layer 7 and the second electrolyte layer 7 may be the same type or different types, and preferably the same type.

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

[実施例1]
<電解質層の作製>
SiO粒子(平均粒径0.04μm、比表面積50m/g)40質量部、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとのコポリマ60質量部を混合し、その後分散媒であるN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を添加し、混練することによりSiO粒子とコポリマの混合物を得た。また、乾燥アルゴン雰囲気下で乾燥したリチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(LiTFSI)を電解質塩として用い、イオン液体であるN,N−ジエチル−N−メチル−N−(2−メトキシエチル)アンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(DEME−TFSI)に、LiTFSIを1.5mol/Lの濃度で溶解させた(以下、電解質塩を溶解させたイオン液体における電解質塩濃度、電解質塩の種類及びイオン液体の種類を、「電解質塩濃度(mol/L)/電解質塩の種類/イオン液体の種類」とも表記する。)。次に、SiO粒子とコポリマの混合物と、電解質塩を溶解させたイオン液体とを混合し電解質組成物を含むスラリを調製した。このとき、SiO粒子と、電解質塩を溶解させたイオン液体との体積比は、SiO粒子:電解質塩を溶解させたイオン液体=25:75であった。得られたスラリを、ポリエチレンテレフタレート製の基材に塗布し、加熱して分散媒を揮発させることにより電解質シートを得た。得られた電解質シートにおける電解質層の厚さは、20±2μmであった。
[Example 1]
<Preparation of electrolyte layer>
40 parts by mass of SiO 2 particles (average particle size 0.04 μm, specific surface area 50 m 2 / g) and 60 parts by mass of a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene are mixed, and then N-methyl-2-2, which is a dispersion medium, is mixed. Pyrrolidone (NMP) was added and kneaded to obtain a mixture of SiO 2 particles and a copolymer. Also, lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI) dried in a dry argon atmosphere is used as an electrolyte salt, and N, N-diethyl-N-methyl-N- (2-methoxyethyl) ammonium bis, which is an ionic liquid, is used. LiTFSI was dissolved in (trifluoromethanesulfonyl) imide (DEME-TFSI) at a concentration of 1.5 mol / L (hereinafter, the electrolyte salt concentration in the ionic liquid in which the electrolyte salt was dissolved, the type of the electrolyte salt, and the ionic liquid The type is also expressed as “electrolyte salt concentration (mol / L) / type of electrolyte salt / type of ionic liquid”). Next, a slurry containing an electrolyte composition was prepared by mixing a mixture of SiO 2 particles and a copolymer and an ionic liquid in which an electrolyte salt was dissolved. At this time, the SiO 2 particles, the volume ratio of ionic liquid obtained by dissolving an electrolyte salt, SiO 2 particles: the ionic liquid by dissolving an electrolyte salt = 25: was 75. The obtained slurry was applied to a polyethylene terephthalate base material and heated to volatilize the dispersion medium to obtain an electrolyte sheet. The thickness of the electrolyte layer in the obtained electrolyte sheet was 20 ± 2 μm.

<正極の作製>
層状型リチウム・ニッケル・マンガン・コバルト複合酸化物(正極活物質)70質量部、アセチレンブラック(導電材、平均粒径48nm、比表面積39m/g、製品名:HS−100、デンカ株式会社製)7質量部、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとのコポリマ(結着剤)9質量部、電解質塩としてリチウム塩を溶解させたイオン液体(1mol/L/リチウムビス(フルオロメタンスルホニル)イミド(LiFSI)/N−メチル−N−プロピルピロリジニウムビス(フルオロスルホニル)イミド(Py13−FSI))14質量部を混合した。次に、分散媒であるNMPを添加し、混練することによりスラリ状の正極合剤を調製した。この正極合剤を正極集電体(厚さ20μmのアルミニウム箔)上に塗工量125g/mで塗工し、80℃で加熱して分散媒を揮発させ、プレスにより合剤密度2.60g/cmまで圧密化し、正極合剤層を形成した。これを13.5cmの角型に打ち抜き、正極とした。
<Preparation of positive electrode>
70 parts by mass of layered lithium / nickel / manganese / cobalt composite oxide (positive electrode active material), acetylene black (conductive material, average particle size 48 nm, specific surface area 39 m 2 / g, product name: HS-100, manufactured by Denka Corporation ) 7 parts by mass, 9 parts by mass of a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (binder), an ionic liquid (1 mol / L / lithium bis (fluoromethanesulfonyl) imide) (LiFSI) in which a lithium salt is dissolved as an electrolyte salt ) / N-methyl-N-propylpyrrolidinium bis (fluorosulfonyl) imide (Py13-FSI)) 14 parts by mass were mixed. Next, a slurry-like positive electrode mixture was prepared by adding NMP as a dispersion medium and kneading. This positive electrode mixture is applied onto a positive electrode current collector (aluminum foil having a thickness of 20 μm) at a coating amount of 125 g / m 2 , heated at 80 ° C. to volatilize the dispersion medium, and the mixture density is set to 2. It consolidated to 60 g / cm < 3 > and formed the positive mix layer. This was punched out into a 13.5 cm 2 square to obtain a positive electrode.

<負極の作製>
負極活物質A(黒鉛、製品名:SMG−KB3、日立化成株式会社製)81.2質量部、繊維状の炭素材(平均繊維径150nm、製品名:VGCF、昭和電工株式会社製)0.52質量部、結着剤A(フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンのコポリマ)4.30質量部、電解質塩(リチウム塩を溶解させたイオン液体(1mol/L/LiFSI/Py13−FSI))14質量部を混合した。次に、分散媒であるNMPを添加し、混練することによりスラリ状の負極合剤を調製した。この負極合剤を負極集電体(厚さ10μmの銅箔)上に塗工量60g/mで塗工し、80℃で加熱して分散媒を揮発させ、プレスにより合剤密度1.60g/cmまで圧密化し、負極合剤層を形成した。これを13.9cmの角型に打ち抜き、負極とした。
<Production of negative electrode>
Negative electrode active material A (graphite, product name: SMG-KB3, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) 81.2 parts by mass, fibrous carbon material (average fiber diameter 150 nm, product name: VGCF, manufactured by Showa Denko Co., Ltd.) 52 parts by mass, binder A (copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene) 4.30 parts by mass, electrolyte salt (ionic liquid in which lithium salt is dissolved (1 mol / L / LiFSI / Py13-FSI)) 14 parts by mass The parts were mixed. Next, NMP as a dispersion medium was added and kneaded to prepare a slurry-like negative electrode mixture. This negative electrode mixture was applied onto a negative electrode current collector (copper foil having a thickness of 10 μm) at a coating amount of 60 g / m 2 , heated at 80 ° C. to volatilize the dispersion medium, and the mixture density 1. It consolidated to 60 g / cm < 3 > and formed the negative mix layer. This was punched into a square shape of 13.9 cm 2 to form a negative electrode.

<二次電池の作製>
上記で作製した正極と、電解質層と、負極とをこの順に重ね合せた電極群を作製した。この電極群をアルミニウム製のラミネート容器(製品名:アルミラミネートフィルム、大日本印刷株式会社製)に入れ、ラミネート容器を熱融着させて、評価用の二次電池を作製した。
<Production of secondary battery>
An electrode group in which the positive electrode prepared above, the electrolyte layer, and the negative electrode were superposed in this order was manufactured. This electrode group was put in an aluminum laminate container (product name: aluminum laminate film, manufactured by Dai Nippon Printing Co., Ltd.), and the laminate container was heat-sealed to produce a secondary battery for evaluation.

[実施例2]
負極合剤層において、負極活物質Aを79.1質量部、繊維状の炭素材を2.58質量部使用した以外は、実施例1と同様の方法により二次電池を作製した。
[Example 2]
A secondary battery was produced in the same manner as in Example 1, except that 79.1 parts by mass of negative electrode active material A and 2.58 parts by mass of fibrous carbon material were used in the negative electrode mixture layer.

[実施例3]
負極合剤層において、負極活物質として、負極活物質Aを79.1質量部、及び負極活物質B(黒鉛、製品名:J−SP−α、日本黒鉛工業株式会社製)を2.06質量部用いたこと以外は、実施例1と同様の方法により二次電池を作製した。
[Example 3]
In the negative electrode mixture layer, 79.1 parts by mass of negative electrode active material A and 2.06 of negative electrode active material B (graphite, product name: J-SP-α, manufactured by Nippon Graphite Industries Co., Ltd.) were used as the negative electrode active material. A secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the parts by mass were used.

[実施例4]
負極合剤層において、負極活物質として、負極活物質Aを79.1質量部、及び負極活物質C(アセチレンブラック、平均粒径48nm、比表面積39m/g、製品名:HS−100、デンカ株式会社製)を2.06質量部使用し、繊維状の炭素材を0.52質量部使用した以外は、実施例1と同様の方法により二次電池を作製した。
[Example 4]
In the negative electrode mixture layer, 79.1 parts by mass of negative electrode active material A and negative electrode active material C (acetylene black, average particle size 48 nm, specific surface area 39 m 2 / g, product name: HS-100, A secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that 2.06 parts by mass of Denka Co., Ltd. was used and 0.52 parts by mass of a fibrous carbon material was used.

[実施例5]
負極合剤層において、負極活物質として、負極活物質Aを79.1質量部、及び負極活物質Bを0.52質量部使用し、繊維状の炭素材を2.06質量部使用したこと以外は、実施例1と同様の方法により二次電池を作製した。
[Example 5]
In the negative electrode mixture layer, 79.1 parts by mass of negative electrode active material A, 0.52 parts by mass of negative electrode active material B, and 2.06 parts by mass of fibrous carbon material were used as the negative electrode active material. A secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except for the above.

[実施例6]
負極合剤層において、負極活物質として、負極活物質Aを76.5質量部、及び負極活物質Bを4.13質量部使用し、繊維状の炭素材を1.03質量部使用したこと以外は、実施例1と同様の方法により二次電池を作製した。
[Example 6]
In the negative electrode mixture layer, 76.5 parts by mass of the negative electrode active material A, 4.13 parts by mass of the negative electrode active material B, and 1.03 parts by mass of the fibrous carbon material were used as the negative electrode active material. A secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except for the above.

[実施例7]
負極合剤層において、負極活物質として、負極活物質Aを74.0質量部、及び負極活物質Bを6.19質量部使用し、繊維状の炭素材を2.06質量部使用したこと以外は、実施例1と同様の方法により二次電池を作製した。
[Example 7]
In the negative electrode mixture layer, 74.0 parts by mass of negative electrode active material A, 6.19 parts by mass of negative electrode active material B, and 2.06 parts by mass of fibrous carbon material were used as the negative electrode active material. A secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except for the above.

[実施例8]
負極合剤層において、結着剤として、結着剤Aの代わりに結着剤B(ポリフッ化ビニリデン)を4.30質量部使用したこと以外は、実施例1と同様の方法により二次電池を作製した。
[Example 8]
In the negative electrode mixture layer, a secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that 4.30 parts by mass of binder B (polyvinylidene fluoride) was used instead of binder A as the binder. Was made.

[実施例9]
負極合剤層において、負極活物質として、負極活物質Aを73.1質量部、及び負極活物質D(黒鉛、製品名:SMG−N−HP1−10、日立化成株式会社製)を8.1質量部使用したこと以外は、実施例1と同様の方法により二次電池を作製した。
[Example 9]
In the negative electrode mixture layer, 73.1 parts by mass of negative electrode active material A and negative electrode active material D (graphite, product name: SMG-N-HP1-10, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) are used as the negative electrode active material. A secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that 1 part by mass was used.

[参考例1]
負極合剤層において、負極活物質Aを95質量部、結着剤Aを5質量部使用し、繊維状の炭素材及び電解質塩を使用しなかったこと以外は、実施例1と同様の方法により二次電池を作製した。
[Reference Example 1]
In the negative electrode mixture layer, the same method as in Example 1 except that 95 parts by mass of the negative electrode active material A, 5 parts by mass of the binder A were used, and the fibrous carbon material and the electrolyte salt were not used. Thus, a secondary battery was produced.

<放電特性の評価>
得られた実施例1〜9及び参考例1の二次電池について、25℃での放電容量を、充放電装置(東洋システム株式会社製)を用いて以下の充放電条件の下で測定した。
(1)終止電圧4.2V、0.1Cで定電流定電圧(CCCV)充電を行った後、0.1Cで終止電圧2.7Vまで定電流(CC)放電するサイクルを1サイクル行い、放電容量を求めた。なお、Cとは「電流値(A)/電池容量(Ah)」を意味する。
(2)次いで、終止電圧4.2V、0.1Cで定電流定電圧(CCCV)充電を行った後、0.5Cで終止電圧2.7Vまで定電流(CC)放電するサイクルを1サイクル行い、放電容量を求めた。
得られた放電容量から、下記式を用いて放電特性を算出した。
放電特性=(2)で得られた放電容量/(1)で得られた放電容量
放電特性は、0.95以上1.0以下を「A」、0.9以上0.95未満を「B」、0.8以上0.9未満を「C」、0.8未満を「D」として四段階で評価した。得られた結果を表1に示す。
<Evaluation of discharge characteristics>
About the obtained secondary battery of Examples 1-9 and Reference Example 1, the discharge capacity in 25 degreeC was measured on the following charging / discharging conditions using the charging / discharging apparatus (made by Toyo System Co., Ltd.).
(1) After performing constant current and constant voltage (CCCV) charging at a final voltage of 4.2 V and 0.1 C, one cycle of discharging at a constant current (CC) to a final voltage of 2.7 V at 0.1 C is performed and discharged. The capacity was determined. C means “current value (A) / battery capacity (Ah)”.
(2) Next, after performing constant current and constant voltage (CCCV) charging at a final voltage of 4.2 V and 0.1 C, one cycle of discharging at a constant current (CC) to 0.5 V at a final voltage of 2.7 V is performed. The discharge capacity was determined.
From the obtained discharge capacity, discharge characteristics were calculated using the following formula.
Discharge characteristics = Discharge capacity obtained by (2) / Discharge capacity obtained by (1). ”, Less than 0.9 and less than 0.9 was evaluated as“ C ”, and less than 0.8 was evaluated as“ D ”in four stages. The obtained results are shown in Table 1.

Figure 2019153545
Figure 2019153545

1…二次電池、6…正極、7…電解質層、8…負極、9…正極集電体、10…正極合剤層、11…負極集電体、12…負極合剤層、13、14…二次電池用負極部材、17、18…二次電池用電池部材。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Secondary battery, 6 ... Positive electrode, 7 ... Electrolyte layer, 8 ... Negative electrode, 9 ... Positive electrode collector, 10 ... Positive electrode mixture layer, 11 ... Negative electrode collector, 12 ... Negative electrode mixture layer, 13, 14 ... negative electrode member for secondary battery, 17, 18 ... battery member for secondary battery.

Claims (10)

負極集電体と、前記負極集電体上に設けられた負極合剤層と、を備え、
前記負極合剤層が、
繊維状の炭素材と、
前記炭素材以外の負極活物質と、
イオン液体と、
リチウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩及びマグネシウム塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の電解質塩と、を含有する二次電池用負極。
A negative electrode current collector, and a negative electrode mixture layer provided on the negative electrode current collector,
The negative electrode mixture layer is
Fibrous carbon material,
A negative electrode active material other than the carbon material;
An ionic liquid,
A negative electrode for a secondary battery, comprising at least one electrolyte salt selected from the group consisting of a lithium salt, a sodium salt, a calcium salt, and a magnesium salt.
前記炭素材の含有量が、前記負極合剤層全量を基準として、0.1質量%以上10質量%以下である、請求項1に記載の負極。   2. The negative electrode according to claim 1, wherein the content of the carbon material is 0.1% by mass or more and 10% by mass or less based on the total amount of the negative electrode mixture layer. 前記負極合剤層が、結着剤を更に含有する、請求項1又は2に記載の負極。   The negative electrode according to claim 1, wherein the negative electrode mixture layer further contains a binder. 前記結着剤が、ポリフッ化ビニリデン、4フッ化エチレンとフッ化ビニリデンとを構造単位として含有するコポリマ、及びフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとを構造単位として含有するコポリマからなる群より選ばれる少なくとも1種を含有する、請求項3に記載の負極。   The binder is at least selected from the group consisting of a copolymer containing polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene and vinylidene fluoride as structural units, and a copolymer containing vinylidene fluoride and hexafluoropropylene as structural units. The negative electrode of Claim 3 containing 1 type. 前記イオン液体が、カチオン成分として、鎖状四級オニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、ピリジニウムカチオン、及びイミダゾリウムカチオンからなる群より選ばれる少なくとも1種を含有し、アニオン成分として、下記一般式(1)で表されるアニオン成分の少なくとも1種を含有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の負極。
N(SO2m+1)(SO2n+1 (1)
[m及びnは、それぞれ独立に0〜5の整数を表す。]
The ionic liquid contains at least one selected from the group consisting of a chain quaternary onium cation, a piperidinium cation, a pyrrolidinium cation, a pyridinium cation, and an imidazolium cation as a cation component, and as an anion component, The negative electrode as described in any one of Claims 1-4 containing at least 1 sort (s) of the anion component represented by following General formula (1).
N (SO 2 C m F 2m + 1 ) (SO 2 C n F 2n + 1 ) (1)
[M and n each independently represents an integer of 0 to 5. ]
正極と、請求項1〜5のいずれか一項に記載の負極と、前記正極と前記負極との間に設けられた電解質層と、を備える二次電池であって、
前記電解質層が、
1種又は2種以上のポリマと、
酸化物粒子と、
リチウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩及びマグネシウム塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の電解質塩と、
イオン液体と、を含有する、二次電池。
A secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode according to any one of claims 1 to 5, and an electrolyte layer provided between the positive electrode and the negative electrode,
The electrolyte layer is
One or more polymers,
Oxide particles,
At least one electrolyte salt selected from the group consisting of lithium salt, sodium salt, calcium salt and magnesium salt;
A secondary battery containing an ionic liquid.
前記1種又は2種以上のポリマが、4フッ化エチレン及びフッ化ビニリデンからなる群より選ばれる第1の構造単位を有する、請求項6に記載の二次電池。   The secondary battery according to claim 6, wherein the one or more kinds of polymers have a first structural unit selected from the group consisting of tetrafluoroethylene and vinylidene fluoride. 前記1種又は2種以上のポリマを構成する構造単位の中に、前記第1の構造単位と、ヘキサフルオロプロピレン、アクリル酸、マレイン酸、エチルメタクリレート、及びメチルメタクリレートからなる群より選ばれる第2の構造単位とが含まれる、請求項7に記載の二次電池。   A second unit selected from the group consisting of the first structural unit and hexafluoropropylene, acrylic acid, maleic acid, ethyl methacrylate, and methyl methacrylate, among the structural units constituting the one or more polymers. The secondary battery according to claim 7, wherein: 前記酸化物粒子の平均粒径が、0.005μm以上5μm以下である、請求項6〜8のいずれか一項に記載の二次電池。   The secondary battery according to any one of claims 6 to 8, wherein an average particle diameter of the oxide particles is 0.005 µm or more and 5 µm or less. 前記電解質層に含まれる前記イオン液体が、カチオン成分として、鎖状四級オニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、ピリジニウムカチオン、及びイミダゾリウムカチオンからなる群より選ばれる少なくとも1種を含有し、アニオン成分として、下記一般式(1)で表されるアニオン成分の少なくとも1種を含有する、請求項6〜9のいずれか一項に記載の二次電池。
N(SO2m+1)(SO2n+1 (1)
[m及びnは、それぞれ独立に0〜5の整数を表す。]
The ionic liquid contained in the electrolyte layer contains, as a cation component, at least one selected from the group consisting of a chain quaternary onium cation, a piperidinium cation, a pyrrolidinium cation, a pyridinium cation, and an imidazolium cation. And the secondary battery as described in any one of Claims 6-9 containing at least 1 sort (s) of the anion component represented by following General formula (1) as an anion component.
N (SO 2 C m F 2m + 1 ) (SO 2 C n F 2n + 1 ) (1)
[M and n each independently represents an integer of 0 to 5. ]
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