JP2020021553A - Electrode for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery - Google Patents

Electrode for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery Download PDF

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Fumiki Goto
文樹 後藤
寛大 奥田
Kanta Okuda
寛大 奥田
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Abstract

To provide: an electrode for a lithium ion secondary battery, hardly affected by moisture even when lithium nickel cobalt aluminum-based oxide is used as a positive electrode active material, and accordingly capable of providing a lithium ion secondary battery good in cycle characteristics; and a lithium ion secondary battery including the electrode for a lithium ion secondary battery.SOLUTION: An electrode for a lithium ion secondary battery includes: a positive electrode active material layer containing lithium nickel cobalt aluminum-based oxide; and a moisture absorbing layer provided on a surface of the positive electrode active material layer, the moisture absorbing layer containing particles A having a specific surface area of 10-30 m/g.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池用電極、及び該リチウムイオン二次電池用電極を備えるリチウムイオン二次電池に関する。   The present invention relates to a lithium-ion secondary battery electrode and a lithium-ion secondary battery including the lithium-ion secondary battery electrode.

リチウムイオン二次電池は、電力貯蔵用の大型定置用電源、電気自動車用等の電源として利用されており、近年では電池の小型化及び薄型化の研究が進展している。リチウムイオン二次電池は、金属箔の表面に電極活物質層を形成した両電極(正極及び負極)と、両電極の間に配置されるセパレータを備えるものが一般的である。セパレータは、両電極間の短絡防止や電解液を保持する役割を果たす。
リチウムイオン二次電池の正極は、一般的には、正極活物質及びバインダーを含有する正極活物質層を備えており、これら各成分の種類、組成などがリチウムイオン二次電池のサイクル特性、出力特性などの性能に影響を及ぼすことが知られている。例えば、正極活物質としてリチウムニッケルコバルトアルミニウム系酸化物を用いた場合には、高い充放電容量を示すことが知られており、該正極活物質を用いたリチウムイオン二次電池に関する開発が種々行われている(例えば特許文献1)。
しかしながら、ニッケルコバルトアルミニウム系酸化物は、大気中の水分により劣化して、リチウムイオン二次電池のサイクル特性などが低下することが知られている(特許文献2)。
Lithium ion secondary batteries are used as power sources for large stationary power storage devices, power sources for electric vehicles, and the like. In recent years, research into miniaturization and thinning of batteries has been progressing. Generally, a lithium ion secondary battery includes both electrodes (positive electrode and negative electrode) each having an electrode active material layer formed on a surface of a metal foil, and a separator disposed between the both electrodes. The separator plays a role in preventing a short circuit between the two electrodes and holding the electrolytic solution.
The positive electrode of a lithium ion secondary battery generally includes a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material and a binder, and the type and composition of each of these components is determined by the cycle characteristics and output of the lithium ion secondary battery. It is known to affect performance such as characteristics. For example, when a lithium nickel cobalt aluminum-based oxide is used as a positive electrode active material, it is known that a high charge / discharge capacity is exhibited, and various developments of lithium ion secondary batteries using the positive electrode active material have been carried out. (For example, Patent Document 1).
However, it is known that nickel-cobalt-aluminum-based oxides are deteriorated by moisture in the air, and the cycle characteristics and the like of a lithium ion secondary battery are deteriorated (Patent Document 2).

特開2017−208207号公報JP 2017-208207 A 特開2018−014199号公報JP 2018-014199 A

上記のとおり、リチウムニッケルコバルトアルミニウム系酸化物を含有する正極活物質層を備えるリチウムイオン二次電池は、水分の影響によりサイクル性能が低くなるという課題があり、これを解決することが求められている。
そこで、本発明は、リチウムニッケルコバルトアルミニウム系酸化物を正極活物質として用いた場合でも、水分の影響を受けにくく、その結果、サイクル特性の良好なリチウムイオン二次電池を提供できるリチウムイオン二次電池用電極、及び該リチウムイオン二次電池用電極を備えるリチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。
As described above, the lithium ion secondary battery including the positive electrode active material layer containing the lithium nickel cobalt aluminum-based oxide has a problem that the cycle performance is reduced due to the influence of moisture, and it is required to solve this problem. I have.
Therefore, the present invention provides a lithium-ion secondary battery that is less susceptible to moisture even when a lithium-nickel-cobalt-aluminum-based oxide is used as a positive electrode active material, thereby providing a lithium-ion secondary battery with good cycle characteristics. It is an object to provide a battery electrode and a lithium ion secondary battery including the lithium ion secondary battery electrode.

本発明者らは、鋭意検討の結果、正極活物質層の表面上に特定の水分吸収層を設けることで、上記課題を解決できることを見出し、以下の本発明を完成させた。本発明の要旨は、以下の[1]〜[9]である。
[1]リチウムニッケルコバルトアルミニウム系酸化物を含有する正極活物質層と、前記正極活物質層の表面上に設けられる水分吸収層を備え、前記水分吸収層は、比表面積が10〜30m/gの粒子Aを含む、リチウムイオン二次電池用電極。
[2]前記水分吸収層が比表面積10m/g未満の粒子Bを含む、上記[1]に記載のリチウムイオン二次電池用電極。
[3]前記水分吸収層がバインダーを含む、上記[1]又は[2]に記載のリチウムイオン二次電池用電極。
[4]前記粒子Aがカルボニル基を有する有機粒子である、上記[1]〜[3]のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用電極。
[5]前記粒子Aがポリメチル尿素樹脂である、上記[1]〜[4]のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用電極。
[6]前記水分吸収層中の前記粒子Aの含有量が15〜63質量%である上記[1]〜[5]のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用電極。
[7]前記粒子Aの一次粒子径が0.01〜0.5μmである、上記[1]〜[6]のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用電極。
[8]前記粒子Bの一次粒子径が0.05〜2μmである、上記[2]〜[7]のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用電極。
[9]上記[1]〜[8]のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用電極を備えるリチウムイオン二次電池。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problems can be solved by providing a specific moisture absorbing layer on the surface of the positive electrode active material layer, and have completed the present invention described below. The gist of the present invention is the following [1] to [9].
[1] A positive electrode active material layer containing a lithium nickel cobalt aluminum-based oxide, and a water absorbing layer provided on the surface of the positive electrode active material layer, wherein the water absorbing layer has a specific surface area of 10 to 30 m 2 / An electrode for a lithium ion secondary battery, comprising g particles A.
[2] The electrode for a lithium ion secondary battery according to the above [1], wherein the water absorbing layer contains particles B having a specific surface area of less than 10 m 2 / g.
[3] The electrode for a lithium ion secondary battery according to the above [1] or [2], wherein the moisture absorption layer contains a binder.
[4] The electrode for a lithium ion secondary battery according to any one of the above [1] to [3], wherein the particles A are organic particles having a carbonyl group.
[5] The electrode for a lithium ion secondary battery according to any one of [1] to [4], wherein the particles A are a polymethyl urea resin.
[6] The electrode for a lithium ion secondary battery according to any one of [1] to [5], wherein the content of the particles A in the moisture absorbing layer is 15 to 63% by mass.
[7] The electrode for a lithium ion secondary battery according to any one of [1] to [6], wherein the primary particle diameter of the particles A is 0.01 to 0.5 μm.
[8] The electrode for a lithium ion secondary battery according to any one of the above [2] to [7], wherein the primary particle diameter of the particles B is 0.05 to 2 μm.
[9] A lithium ion secondary battery comprising the lithium ion secondary battery electrode according to any one of [1] to [8].

本発明によれば、リチウムニッケルコバルトアルミニウム系酸化物を正極活物質として用いた場合でも、水分の影響を受けにくく、その結果、サイクル特性の良好なリチウムイオン二次電池を提供できるリチウムイオン二次電池用電極、及び該リチウムイオン二次電池用電極を備えるリチウムイオン二次電池を提供することができる。   According to the present invention, even when a lithium nickel cobalt aluminum-based oxide is used as a positive electrode active material, the lithium ion secondary battery can be provided with a low susceptibility to moisture and, as a result, a good lithium ion secondary battery having good cycle characteristics. A battery electrode and a lithium ion secondary battery including the lithium ion secondary battery electrode can be provided.

本発明のリチウムイオン二次電池の一実施形態を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of a lithium ion secondary battery of the present invention.

[リチウムイオン二次電池用電極]
本発明のリチウムイオン二次電池用電極は、リチウムニッケルコバルトアルミニウム系酸化物を含有する正極活物質層と、該正極活物質層の表面上に設けられる水分吸収層とを備えており、該水分吸収層は比表面積が10〜30m/gの粒子Aを含んでいる。該水分吸収層は、水分吸収力が高いため、水分吸収層の近傍に存在する正極活物質層は、水分の影響を受け難くなる。その結果、リチウムイオン二次電池用電極を備えるリチウムイオン二次電池は、サイクル特性が良好になる。
[Electrode for lithium ion secondary battery]
The electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention includes a positive electrode active material layer containing a lithium nickel cobalt aluminum-based oxide, and a moisture absorbing layer provided on a surface of the positive electrode active material layer. The absorption layer contains particles A having a specific surface area of 10 to 30 m 2 / g. Since the water absorbing layer has a high water absorbing power, the positive electrode active material layer existing near the water absorbing layer is hardly affected by the water. As a result, the lithium ion secondary battery including the lithium ion secondary battery electrode has good cycle characteristics.

<水分吸収層>
(粒子A)
本発明のリチウムイオン二次電池用電極における水分吸収層は、比表面積が10〜30m/gの粒子Aを含有する。このような比表面積範囲の粒子Aを含むことにより、水分吸着層の水分吸収力を高くすることが可能となる。粒子Aの比表面積は11〜28m/gであることが好ましく、12〜24m/gであることがより好ましい。比表面積はBET法により求めることができ、具体的には、窒素ガス吸着によるBET法により求めることができる。
粒子Aの平均一次粒子径は特に制限されないが、水分吸着層の水分吸収力を高める観点から、0.01〜0.5μmであることが好ましく、0.05〜0.5μmであることがより好ましく、0.1〜0.5μmであることが更に好ましい。
なお、本明細書における粒子の平均一次粒子径は、電子顕微鏡観察によって複数(例えば任意に抽出した100個から、極端に小さい20個および極端に大きい20個を差し引いた60個)の粒子の長径を測定し、その測定値を平均する方法により算出できる。
<Moisture absorption layer>
(Particle A)
The water absorbing layer in the electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention contains particles A having a specific surface area of 10 to 30 m 2 / g. By including the particles A in such a specific surface area range, it is possible to increase the water absorbing power of the water adsorption layer. Preferably the specific surface area of the particles A is 11~28m 2 / g, more preferably 12~24m 2 / g. The specific surface area can be determined by the BET method, and specifically, can be determined by the BET method using nitrogen gas adsorption.
The average primary particle diameter of the particles A is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 0.5 μm, more preferably 0.05 to 0.5 μm, from the viewpoint of increasing the water absorbing power of the water adsorption layer. More preferably, it is 0.1 to 0.5 μm.
The average primary particle diameter of the particles in the present specification is the long diameter of a plurality of particles (for example, 60 particles obtained by subtracting extremely small 20 and extremely large 20 from 100 arbitrarily extracted particles) by electron microscopic observation. Is measured, and the measured value is averaged.

粒子Aの種類としては、特に限定されず、有機粒子、無機粒子の何れであってもよい。
具体的な有機粒子としては、例えば、尿素樹脂、メラミンホルムアルデヒド樹脂、アクリル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、アクリロニトリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリ(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸リチウム)、ポリアセタール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等の有機化合物から構成される粒子が挙げられる。
具体的な無機粒子としては二酸化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ、ベーマイト、チタニア、ジルコニア、窒化ホウ素、酸化亜鉛、二酸化スズ、酸化ニオブ(Nb)、酸化タンタル(Ta)、フッ化カリウム、フッ化リチウム、クレイ、ゼオライト、炭酸カルシウム等の無機化合物から構成される粒子が挙げられる。また、無機粒子は、ニオブ−タンタル複合酸化物、マグネシウム−タンタル複合酸化物等の公知の複合酸化物から構成される粒子であってもよい。粒子Aは単独で用いてもよいし、複数用いてもよい。
The type of the particles A is not particularly limited, and may be either organic particles or inorganic particles.
Specific organic particles include, for example, urea resin, melamine formaldehyde resin, acrylic resin, acryl-styrene resin, acrylonitrile resin, polyamide resin, polyimide resin, poly (lithium 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonate) And particles composed of organic compounds such as polyacetal resin, epoxy resin, polyester resin, phenol resin and melamine resin.
Specific inorganic particles include silicon dioxide, silicon nitride, alumina, boehmite, titania, zirconia, boron nitride, zinc oxide, tin dioxide, niobium oxide (Nb 2 O 5 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), and fluoride. Examples include particles composed of inorganic compounds such as potassium, lithium fluoride, clay, zeolite, and calcium carbonate. The inorganic particles may be particles composed of a known composite oxide such as a niobium-tantalum composite oxide or a magnesium-tantalum composite oxide. The particles A may be used alone or in combination.

これらの中でも、水分吸着層の水分吸収力を高める観点から、粒子Aとしては、有機粒子であることが好ましい。有機粒子のなかでも、水分吸着層の水分吸収力をより高める観点から、カルボニル基を有する有機粒子が好ましい。
カルボニル基を有する有機粒子としては、例えば、尿素樹脂、アクリル系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリ(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸リチウム)、ポリエステル樹脂などが挙げられる。
アクリル系樹脂としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステルを含有するモノマーを重合させることにより得られるポリ(メタ)アクリル酸エステルである。例えば、ポリ(メタ)アクリル酸メチル、ポリ(メタ)アクリル酸エチル、ポリ(メタ)アクリル酸プロピル、ポリ(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸メチル−(メタ)アクリル酸エチル共重合体などが挙げられる。なお、(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸又はメタクリル酸を意味する。
アクリル−スチレン系樹脂としては、(メタ)アクリル酸エステル及び(メタ)アクリル酸の少なくともいずれかとスチレン系モノマーとを含有するモノマー混合物を重合させることにより得られるアクリル−スチレン系共重合体である。アクリル−スチレン系樹脂としては、(メタ)アクリル酸−スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸メチル−スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸エチル−スチレン共重合体などが挙げられる。
カルボニル基を有する有機粒子の中でも、水分吸着層の水分吸収力をより高める観点から、尿素樹脂が好ましく、中でもポリメチル尿素樹脂が特に好ましい。ポリメチル尿素樹脂としては、アルべマール社製「ペルゴパックM6」などが挙げられる。
Among these, the particles A are preferably organic particles from the viewpoint of increasing the water absorbing power of the water adsorption layer. Among the organic particles, organic particles having a carbonyl group are preferable from the viewpoint of further increasing the water absorbing power of the water adsorption layer.
Examples of the organic particles having a carbonyl group include urea resins, acrylic resins, acryl-styrene resins, polyamide resins, polyimide resins, poly (lithium 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonate), polyester resins, and the like. Can be
The acrylic resin is, for example, a poly (meth) acrylate obtained by polymerizing a monomer containing a (meth) acrylate. For example, poly (methyl (meth) acrylate), poly (ethyl (meth) acrylate), poly (propyl (meth) acrylate), poly (butyl (meth) acrylate), methyl (meth) acrylate-ethyl (meth) acrylate copolymer And the like. In addition, (meth) acrylic acid means acrylic acid or methacrylic acid.
The acryl-styrene-based resin is an acryl-styrene-based copolymer obtained by polymerizing a monomer mixture containing at least one of (meth) acrylic acid ester and (meth) acrylic acid and a styrene-based monomer. Examples of the acrylic-styrene resin include (meth) acrylic acid-styrene copolymer, methyl (meth) acrylate-styrene copolymer, and ethyl (meth) acrylate-styrene copolymer.
Among the organic particles having a carbonyl group, a urea resin is preferable, and a polymethyl urea resin is particularly preferable, from the viewpoint of further increasing the water absorbing power of the water adsorption layer. Examples of the polymethyl urea resin include “Pergopack M6” manufactured by Albemarle.

粒子Aは、一次粒子が凝集した二次粒子を形成することがある。特に上記したポリメチル尿素樹脂は、通常、一次粒子径が0.01〜0.5μmの微粒子が凝集して、平均粒径がおよそ3.5μmから6.5μmのマイクロ粒子を形成している。そのため、高い空孔率を有し、水分吸収性に優れている。   The particles A may form secondary particles in which the primary particles are aggregated. In particular, in the polymethyl urea resin described above, usually, fine particles having a primary particle diameter of 0.01 to 0.5 μm aggregate to form microparticles having an average particle diameter of about 3.5 μm to 6.5 μm. Therefore, it has a high porosity and is excellent in water absorption.

粒子Aの水分吸着層中の含有量は、水分吸着層全量基準に対して15〜63質量%であることが好ましく、20〜40質量%であることがより好ましい。   The content of the particles A in the moisture adsorption layer is preferably from 15 to 63% by mass, more preferably from 20 to 40% by mass, based on the total amount of the moisture adsorption layer.

(粒子B)
水分吸着層に含有される粒子としては、比表面積が10〜30m/gの粒子Aのみでもよいが、粒子Aに加えて比表面積が10m/g未満の粒子Bを含有することが好ましい。粒子Aと粒子Bを併用することにより、水分吸着層の水分吸収力がより向上する。さらに、粒子Bを用いることにより、水分吸着層に適度な空隙が形成されるようになり、水分吸着層を備えるリチウムイオン二次電池用電極の抵抗が下がり、リチウムイオン二次電池の出力特性が良好になる傾向がある。
粒子Bの比表面積は1〜8m/gであることが好ましく、3〜6m/gであることがより好ましい。
粒子Bの一次粒子径は0.05〜2μmであることが好ましく、0.1〜1.8μmであることがより好ましく、0.3〜1.5μmであることが更に好ましい。
(Particle B)
The particles contained in the moisture adsorption layer may be only particles A having a specific surface area of 10 to 30 m 2 / g, but preferably contain particles B having a specific surface area of less than 10 m 2 / g in addition to the particles A. . By using the particles A and the particles B together, the water absorbing power of the water adsorption layer is further improved. Further, by using the particles B, an appropriate gap is formed in the moisture adsorption layer, the resistance of the lithium ion secondary battery electrode including the moisture adsorption layer is reduced, and the output characteristics of the lithium ion secondary battery are reduced. Tends to be good.
Preferably the specific surface area of the particles B is 1~8m 2 / g, and more preferably 3 to 6 m 2 / g.
The primary particle diameter of the particles B is preferably from 0.05 to 2 μm, more preferably from 0.1 to 1.8 μm, even more preferably from 0.3 to 1.5 μm.

粒子Bの種類としては、特に限定されず、上記した粒子Aで説明したものと同様の種類のものを用いることができる。中でも、アルミナ、ベーマイト、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、チタニアなどが好ましい。   The type of the particle B is not particularly limited, and the same type as that described for the particle A can be used. Among them, alumina, boehmite, silicon dioxide, silicon nitride, titania and the like are preferable.

粒子Bの水分吸着層中の含有量は、水分吸着層全量基準に対して5〜83質量%であることが好ましく、30〜82質量%であることがより好ましく、40〜80質量%であることがさらにより好ましい。
粒子Aと粒子Bを併用する場合、水分吸着力を高める観点から、水分吸着層中の含有量は粒子Bの方が多いことが好ましい。粒子Aと粒子Bの質量比(粒子Aの質量/粒子Bの質量)は、0.4〜1が好ましく、0.45〜0.6がより好ましい。
The content of the particles B in the moisture adsorption layer is preferably from 5 to 83% by mass, more preferably from 30 to 82% by mass, and more preferably from 40 to 80% by mass, based on the total amount of the moisture adsorption layer. Is even more preferred.
When the particles A and the particles B are used in combination, it is preferable that the content of the particles B in the moisture adsorption layer is larger than that of the particles B from the viewpoint of increasing the water adsorption power. The mass ratio of the particles A and the particles B (the mass of the particles A / the mass of the particles B) is preferably from 0.4 to 1, and more preferably from 0.45 to 0.6.

(バインダー)
水分吸着層はバインダーを含むことが好ましい。バインダーの種類は特に制限されないが、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(PVDF−HFP)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素含有樹脂、ポリメチルアクリレート(PMA)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)などのアクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリイミド(PI)、ポリアミド(PA)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリアクリロニトリル(PAN)、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ポリ(メタ)アクリル酸、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、及びポリビニルアルコール等が挙げられる。
バインダーの水分吸着層中の含有量は、水分吸着層全量基準に対して2〜80質量%であることが好ましく、8〜40質量%であることがより好ましい。
(binder)
It is preferable that the moisture adsorption layer contains a binder. Although the kind of the binder is not particularly limited, fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVDF-HFP), polytetrafluoroethylene (PTFE), and polymethyl acrylate (PMA) ), Acrylic resin such as polymethyl methacrylate (PMMA), polyvinyl acetate, polyimide (PI), polyamide (PA), polyvinyl chloride (PVC), polyether nitrile (PEN), polyethylene (PE), polypropylene (PP) , Polyacrylonitrile (PAN), acrylonitrile-butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, poly (meth) acrylic acid, carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, and polyvinyl alcohol.
The content of the binder in the moisture adsorption layer is preferably from 2 to 80% by mass, more preferably from 8 to 40% by mass, based on the total amount of the moisture adsorption layer.

水分吸着層の厚さは、特に制限されないが、1〜25μmであることが好ましく、2〜15μmであることがより好ましく、4〜10μmであることがさらにより好ましい。上記範囲の下限値以上であると、水分吸着層の水分吸着力が高まり、正極活物質層の性能の低下を防ぎやすくなる。上記範囲の上限値以下であると、充電性等のリチウムイオン二次電池としての性能が良好となる。
水分吸着層は、本発明の効果を損なわない範囲において、上記した粒子A、粒子B、及びバインダー以外の他の任意成分を含んでもよい。
The thickness of the moisture adsorption layer is not particularly limited, but is preferably 1 to 25 μm, more preferably 2 to 15 μm, and even more preferably 4 to 10 μm. When the value is equal to or more than the lower limit of the above range, the water adsorbing power of the water adsorbing layer is increased, and the performance of the positive electrode active material layer is easily prevented from lowering. When it is at most the upper limit of the above range, the performance as a lithium ion secondary battery such as chargeability will be good.
The moisture adsorption layer may contain any other components other than the particles A, the particles B, and the binder as long as the effects of the present invention are not impaired.

<正極活物質層>
本発明のリチウムイオン二次電池用電極における正極活物質層は、正極活物質としてリチウムニッケルコバルトアルミニウム系酸化物を含有する。リチウムニッケルコバルトアルミニウム系酸化物を用いることで、リチウムイオン二次電池の充放電容量を向上させることができる。
リチウムニッケルコバルトアルミニウム系酸化物は、ニッケル酸リチウムのニッケルの一部をアルミニウム及びコバルトで置換したものである。リチウムニッケルコバルトアルミニウム系酸化物は、一般式ではLitNi1−x−yCoAl(但し、0.95≦t≦1.15、0<x≦0.3、0<y≦0.2、x+y≦0.5を満たす。)と表される。
リチウムニッケルコバルトアルミニウム系酸化物の平均粒子径は0.5〜50μmであることが好ましく、1〜30μmであることがより好ましい。なお、平均粒子径は、レーザー回折で粒度分布を測定することにより求めることができる。
正極活物質層におけるリチウムニッケルコバルトアルミニウム系酸化物の含有量は、正極活物質層全量基準で50〜98.5質量%が好ましく、60〜98質量%がより好ましい。
<Positive electrode active material layer>
The positive electrode active material layer in the electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention contains a lithium nickel cobalt aluminum-based oxide as a positive electrode active material. By using a lithium nickel cobalt aluminum-based oxide, the charge / discharge capacity of a lithium ion secondary battery can be improved.
The lithium nickel cobalt aluminum oxide is obtained by substituting a part of nickel of lithium nickelate with aluminum and cobalt. Lithium-nickel-cobalt-aluminum-based oxide, by the formula Li t Ni 1-x-y Co x Al y O 2 ( where, 0.95 ≦ t ≦ 1.15,0 <x ≦ 0.3,0 <y ≦ 0.2, x + y ≦ 0.5).
The average particle size of the lithium nickel cobalt aluminum-based oxide is preferably 0.5 to 50 μm, and more preferably 1 to 30 μm. The average particle size can be determined by measuring the particle size distribution by laser diffraction.
The content of the lithium nickel cobalt aluminum-based oxide in the positive electrode active material layer is preferably from 50 to 98.5% by mass, more preferably from 60 to 98% by mass, based on the total amount of the positive electrode active material layer.

本発明では、リチウムニッケルコバルトアルミニウム系酸化物を正極活物質として用いるが、本発明の効果を妨げない範囲において、リチウムニッケルコバルトアルミニウム系酸化物以外の正極活物質を併用してもよい。リチウムニッケルコバルトアルミニウム系酸化物以外の正極活物質としては、コバルト酸リチウム(LiCoO)、ニッケル酸リチウム(LiNiO)、マンガン酸リチウム(LiMn)、オリビン型リン酸鉄リチウム(LiFePO)、NCM(ニッケルコバルトマンガン)系酸化物などが挙げられる。
正極活物質全量基準におけるリチウムニッケルコバルトアルミニウム系酸化物の含有量は、80質量%以上であることが好ましく、95質量%以上であることがより好ましく、100質量%であることが更に好ましい。
In the present invention, a lithium nickel cobalt aluminum oxide is used as the positive electrode active material. However, a positive electrode active material other than the lithium nickel cobalt aluminum oxide may be used together as long as the effects of the present invention are not impaired. As the positive electrode active material other than the lithium nickel cobalt aluminum-based oxide, lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), lithium manganate (LiMn 2 O 4 ), olivine type lithium iron phosphate (LiFePO 4) ), NCM (nickel-cobalt-manganese) oxides and the like.
The content of the lithium nickel cobalt aluminum-based oxide based on the total amount of the positive electrode active material is preferably 80% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, and even more preferably 100% by mass.

正極活物質層は、好ましくは導電助剤を含有する。導電助剤としては特に限定されないが、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、カーボンナノチューブ、棒状カーボンなどの炭素材料などが挙げられる。導電助剤の含有量は、正極活物質層全量基準で、1〜30質量%であることが好ましく、2〜25質量%であることがより好ましい。   The positive electrode active material layer preferably contains a conductive auxiliary. The conductive auxiliary agent is not particularly limited, and examples thereof include carbon materials such as Ketjen black, acetylene black, carbon nanotube, and rod-like carbon. The content of the conductive additive is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 2 to 25% by mass, based on the total amount of the positive electrode active material layer.

正極活物質層は、好ましくは正極用バインダーを含有する。正極用バインダーの種類としては、上記した水分吸収層において用いるバインダーと同種のものが使用できる。正極活物質層中のバインダーの含有量は、正極活物質層全量基準で、好ましくは0.1〜40質量%であり、より好ましくは0.1〜10質量%であり、更に好ましくは0.5〜5質量%である。   The positive electrode active material layer preferably contains a positive electrode binder. As the kind of the binder for the positive electrode, the same kind as the binder used in the above-mentioned moisture absorbing layer can be used. The content of the binder in the positive electrode active material layer is preferably 0.1 to 40% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, and still more preferably 0.1 to 40% by mass, based on the total amount of the positive electrode active material layer. 5 to 5% by mass.

正極活物質層の厚さは、特に制限されないが、10〜200μmであることが好ましく、50〜150μmであることがより好ましい。
正極活物質層は、本発明の効果を損なわない範囲において、上記した正極活物質、導電助剤、及びバインダー以外の他の任意成分を含んでもよい。
The thickness of the positive electrode active material layer is not particularly limited, but is preferably from 10 to 200 μm, and more preferably from 50 to 150 μm.
The positive electrode active material layer may contain any other components other than the above-described positive electrode active material, conductive auxiliary agent, and binder as long as the effects of the present invention are not impaired.

本発明のリチウムイオン二次電池用電極は、さらに正極集電体を備えることが好ましい。
すなわち、本発明のリチウムイオン二次電池用電極は、好ましくは、正極集電体と、正極集電体の少なくとも一方の表面に設けられる正極活物質層と、該正極活物質層の正極集電体側と反対側の表面に設けられる水分吸着層とを備える。正極集電体を構成する材料としては、例えば、銅、アルミニウム、チタン、ニッケル、ステンレス鋼等の導電性を有する金属が挙げられ、好ましくはアルミニウム又は銅、より好ましくはアルミニウムが使用される。正極集電体は、一般的に金属箔からなり、その厚さは、特に限定されないが、1〜50μmが好ましい。
The electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention preferably further includes a positive electrode current collector.
That is, the electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention preferably includes a positive electrode current collector, a positive electrode active material layer provided on at least one surface of the positive electrode current collector, and a positive electrode current collector of the positive electrode active material layer. A moisture adsorbing layer provided on a surface opposite to the body side. Examples of the material constituting the positive electrode current collector include metals having conductivity, such as copper, aluminum, titanium, nickel, and stainless steel. Preferably, aluminum or copper, and more preferably, aluminum is used. The positive electrode current collector is generally made of a metal foil, and its thickness is not particularly limited, but is preferably 1 to 50 μm.

<リチウムイオン二次電池>
以下、本発明のリチウムイオン二次電池について図面を用いて説明するが、本発明は図面に限定されるものではない。
図1は、本発明のリチウムイオン二次電池用電極を備えるリチウムイオン二次電池の一実施形態を示す概略断面図である。リチウムイオン二次電池10は、正極であるリチウムイオン二次電池用電極11、負極12、リチウムイオン二次電池用電極11と負極12との間に配置されるセパレータ13とを備えている。
リチウムイオン二次電池用電極11は、正極集電体11aと、正極集電体11aの表面に設けられる正極活物質層11bと、該正極活物質層11bの正極集電体11aと反対側の表面に設けられる水分吸着層11cとを備えている。
負極12は負極集電体12aと、負極集電体12aの表面に設けられる負極活物質層12bとを備えている。
セパレータ13は、水分吸着層11cと負極活物質層12bとの間に設けられている。
正極活物質層11bは、リチウムニッケルコバルトアルミニウム系酸化物を含有しており、通常であれば水分の影響を受けてサイクル特性が悪くなりやすい。しかし、本発明では、正極活物質層11bの近傍に水分吸着層11cが存在するため、正極活物質層11bは、水分の影響を受け難くなる。そのため、該正極活物質層11bを有するリチウムイオン二次電池10は、サイクル特性などの性能が良好である。
<Lithium ion secondary battery>
Hereinafter, the lithium ion secondary battery of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a lithium ion secondary battery including the lithium ion secondary battery electrode of the present invention. The lithium ion secondary battery 10 includes a lithium ion secondary battery electrode 11 serving as a positive electrode, a negative electrode 12, and a separator 13 disposed between the lithium ion secondary battery electrode 11 and the negative electrode 12.
The electrode 11 for a lithium ion secondary battery includes a positive electrode current collector 11a, a positive electrode active material layer 11b provided on the surface of the positive electrode current collector 11a, and a positive electrode current collector 11a on the opposite side of the positive electrode current collector 11a of the positive electrode active material layer 11b. A moisture adsorption layer 11c provided on the surface.
The negative electrode 12 includes a negative electrode current collector 12a and a negative electrode active material layer 12b provided on a surface of the negative electrode current collector 12a.
The separator 13 is provided between the moisture adsorption layer 11c and the negative electrode active material layer 12b.
The positive electrode active material layer 11b contains a lithium-nickel-cobalt-aluminum-based oxide, and is likely to be deteriorated in cycle characteristics due to the influence of moisture under normal circumstances. However, in the present invention, since the moisture adsorption layer 11c exists near the positive electrode active material layer 11b, the positive electrode active material layer 11b is hardly affected by moisture. Therefore, the lithium ion secondary battery 10 having the positive electrode active material layer 11b has good performance such as cycle characteristics.

以下、本発明のリチウムイオン二次電池の各構成について説明する。
(正極)
本発明のリチウムイオン二次電池における正極としては、上記したリチウムイオン二次電池用電極を用いることができ、好ましくは、正極集電体を備えるリチウムイオン二次電池用電極を用いることができる。
Hereinafter, each configuration of the lithium ion secondary battery of the present invention will be described.
(Positive electrode)
As the positive electrode in the lithium ion secondary battery of the present invention, the above-described electrode for a lithium ion secondary battery can be used, and preferably, an electrode for a lithium ion secondary battery including a positive electrode current collector can be used.

(負極)
本発明のリチウムイオン二次電池における負極は、負極活物質層を有し、好ましくは負極集電体と、負極集電体上に積層された負極活物質層とを有する。負極活物質層は、典型的には、負極活物質と、負極用バインダーとを含む。負極活物質としては、グラファイト、ハードカーボンなどの炭素材料、スズ化合物とシリコンと炭素の複合体、リチウムなどが挙げられる。
負極活物質は、特に限定されないが、その平均粒子径が0.5〜50μmであることが好ましく、1〜30μmであることがより好ましい。
負極活物質層における負極活物質の含有量は、負極活物質層全量基準で、50〜98.5質量%が好ましく、60〜98質量%がより好ましい。
(Negative electrode)
The negative electrode in the lithium ion secondary battery of the present invention has a negative electrode active material layer, and preferably has a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer laminated on the negative electrode current collector. The negative electrode active material layer typically includes a negative electrode active material and a negative electrode binder. Examples of the negative electrode active material include carbon materials such as graphite and hard carbon, a composite of a tin compound and silicon and carbon, and lithium.
The negative electrode active material is not particularly limited, but preferably has an average particle size of 0.5 to 50 µm, more preferably 1 to 30 µm.
The content of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer is preferably from 50 to 98.5% by mass, more preferably from 60 to 98% by mass, based on the total amount of the negative electrode active material layer.

負極活物質層は、導電助剤を含有してもよい。導電助剤は、上記負極活物質よりも導電性が高い材料が使用され、具体的には、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、カーボンナノチューブ、棒状カーボンなどの炭素材料などが挙げられる。
負極活物質層において、導電助剤が含有される場合、導電助剤の含有量は、負極活物質層全量基準で、1〜30質量%であることが好ましく、2〜25質量%であることがより好ましい。
The negative electrode active material layer may contain a conductive auxiliary. As the conductive additive, a material having higher conductivity than the above-described negative electrode active material is used, and specific examples thereof include carbon materials such as Ketjen black, acetylene black, carbon nanotube, and rod-like carbon.
When the negative electrode active material layer contains a conductive auxiliary, the content of the conductive auxiliary is preferably 1 to 30% by mass, and more preferably 2 to 25% by mass, based on the total amount of the negative electrode active material layer. Is more preferred.

負極用バインダーの種類としては、上記した水分吸収層において用いるバインダーと同種のものが使用できる。負極活物質層における負極用バインダーの含有量は、負極活物質層全量基準で、好ましくは0.1〜40質量%であり、より好ましくは0.1〜10質量%であり、更に好ましくは0.5〜5質量%である。
負極活物質層の厚みは、特に限定されないが、10〜200μmであることが好ましく、50〜150μmであることがより好ましい。
As the kind of the binder for the negative electrode, the same kind as the binder used in the above-described moisture absorbing layer can be used. The content of the binder for the negative electrode in the negative electrode active material layer is preferably 0.1 to 40% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, and still more preferably 0 to 10% by mass, based on the total amount of the negative electrode active material layer. 0.5 to 5% by mass.
The thickness of the negative electrode active material layer is not particularly limited, but is preferably from 10 to 200 μm, and more preferably from 50 to 150 μm.

負極集電体を構成する材料としては、例えば、銅、アルミニウム、チタン、ニッケル、ステンレス鋼等の導電性を有する金属が挙げられ、これらの中ではアルミニウム又は銅が好ましく、銅がより好ましい。負極集電体は、一般的に金属箔からなり、その厚さは、特に限定されないが、1〜50μmが好ましい。   Examples of the material constituting the negative electrode current collector include conductive metals such as copper, aluminum, titanium, nickel, and stainless steel. Among these, aluminum or copper is preferable, and copper is more preferable. The negative electrode current collector is generally made of a metal foil, and its thickness is not particularly limited, but is preferably 1 to 50 μm.

(セパレータ)
本発明のリチウムイオン二次電池は、負極と正極との間に配置されるセパレータを備える。セパレータにより、正極及び負極の間の短絡が効果的に防止される。また、セパレータは、後述する電解質を保持してもよい。
セパレータとしては、多孔性の高分子膜、不織布、ガラスファイバー等が挙げられ、これらの中では多孔性の高分子膜が好ましい。多孔性の高分子膜としては、エチレン系多孔質フィルムなどのオレフィン系多孔質フィルムが例示される。
(Separator)
The lithium ion secondary battery of the present invention includes a separator disposed between a negative electrode and a positive electrode. The separator effectively prevents a short circuit between the positive electrode and the negative electrode. Further, the separator may hold an electrolyte described later.
Examples of the separator include a porous polymer film, a nonwoven fabric, and a glass fiber. Among these, a porous polymer film is preferable. Examples of the porous polymer film include an olefin-based porous film such as an ethylene-based porous film.

(電解質)
本発明のリチウムイオン二次電池は、電解質を備える。電解質は特に限定されず、リチウムイオン二次電池で使用される公知の電解質を使用すればよい。電解質としては例えば電解液を使用する。
電解液としては、有機溶媒と、電解質塩を含む電解液が例示できる。有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、スルホラン、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、テトロヒドラフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジオキソラン、メチルアセテートなどの極性溶媒、又はこれら溶媒の2種類以上の混合物が挙げられる。電解質塩としては、LiClO、LiPF、LiBF、LiAsF、LiCF、LiCFCO、LiPFSO、LiN(SOCF、Li(SOCFCF、LiN(COCF及びLiN(COCFCF、リチウムビスオキサレートボラート(LiB(C等のリチウムを含む塩が挙げられる。また、有機酸リチウム塩−三フッ化ホウ素錯体、LiBH等の錯体水素化物等の錯体が挙げられる。これらの塩又は錯体は、1種単独で使用してもよいが、2種以上の混合物であってもよい。
また、電解質は、上記電解液に更に高分子化合物を含むゲル状電解質であってもよい。高分子化合物としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系ポリマー、ポリ(メタ)アクリル酸メチル等のポリアクリル系ポリマーが挙げられる。なお、ゲル状電解質は、セパレータとして使用されてもよい。
電解質は、負極及び正極間に配置されればよく、例えば、電解質液は、上記した負極、正極、及びセパレータが内部に収納されたバッテリーセル内に充填される。また、電解質は、例えば、負極又は正極上に塗布されて負極及び正極間に配置されてもよい。
(Electrolytes)
The lithium ion secondary battery of the present invention includes an electrolyte. The electrolyte is not particularly limited, and a known electrolyte used in a lithium ion secondary battery may be used. For example, an electrolyte is used as the electrolyte.
Examples of the electrolyte include an electrolyte containing an organic solvent and an electrolyte salt. Examples of the organic solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, γ-butyrolactone, sulfolane, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, dimethylformamide, dimethylacetamide, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, and tetrohydra. Examples thereof include polar solvents such as furan, 2-methyltetrahydrofuran, dioxolan, and methyl acetate, and a mixture of two or more of these solvents. Examples of electrolyte salts include LiClO 4 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiCF 6 , LiCF 3 CO 2 , LiPF 6 SO 3 , LiN (SO 3 CF 3 ) 2 , Li (SO 2 CF 2 CF 3 ) 2 , LiN (COCF 3 ) 2 , a salt containing lithium such as LiN (COCF 2 CF 3 ) 2 , lithium bisoxalate borate (LiB (C 2 O 4 ) 2, and the like; Examples include complexes such as boron hydride complexes and complex hydrides such as LiBH 4. These salts or complexes may be used alone or in a mixture of two or more.
Further, the electrolyte may be a gel electrolyte further containing a polymer compound in the above-mentioned electrolytic solution. Examples of the polymer compound include a fluorine-based polymer such as polyvinylidene fluoride and a polyacryl-based polymer such as poly (methyl meth) acrylate. Note that the gel electrolyte may be used as a separator.
The electrolyte may be disposed between the negative electrode and the positive electrode. For example, the electrolyte solution is filled in the battery cell in which the above-described negative electrode, positive electrode, and separator are housed. Further, the electrolyte may be, for example, applied on the negative electrode or the positive electrode and disposed between the negative electrode and the positive electrode.

リチウムイオン二次電池は、負極、正極がそれぞれ複数積層された多層構造であってもよい。この場合、負極及び正極は、積層方向に沿って交互に設けられればよい。また、セパレータは各負極と各正極の間に配置されればよい。   The lithium ion secondary battery may have a multilayer structure in which a plurality of negative electrodes and a plurality of positive electrodes are stacked. In this case, the negative electrode and the positive electrode may be provided alternately along the laminating direction. Further, the separator may be disposed between each negative electrode and each positive electrode.

以下に実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

得られたリチウムイオン二次電池用電極は、以下の評価方法により評価した。
(水分吸収層の水分吸着量の測定)
各実施例、比較例で作製したリチウムイオン二次電池用電極を、所定のサイズ(15mm×48mm)に切り出し、温度120℃、真空下で8時間乾燥させた。その後、露点が−40℃〜−30℃の環境下で24時間放置し、リチウムイオン二次電池用電極の水分値(α)を測定した。
露点が−40℃〜−30℃の環境下で24時間放置した後のリチウムイオン二次電池用電極を、さらに大気下(温度25℃、湿度60%RH)に24時間放置して、水分値(β)を測定した。次いで、得られた水分値(β)から水分値(α)を差し引いた差分を水分値(γ)として求めた。
水分値(α)及び水分値(β)は、カールフィッシャー装置(京都電子工業株式会社製「ADP−611」)を用い、加熱温度を200℃、フロー気体を窒素(N)、フロー量を200mL/minの条件を採用し、相対ドリフト値が0.03μg/s以下になった時点で得られた値である。
水分値(γ)は、正極活物質層及び水分吸収層が吸収した水分量であるが、各実施例、比較例で作製したリチウムイオン二次電池用電極の正極活物質層は組成及び厚みが同一のものであるため、水分値(γ)は、水分吸着層の水分吸着量と相関するものである。
The obtained electrode for a lithium ion secondary battery was evaluated by the following evaluation method.
(Measurement of the amount of water adsorbed on the water absorption layer)
The electrode for a lithium ion secondary battery produced in each of Examples and Comparative Examples was cut into a predetermined size (15 mm × 48 mm) and dried at 120 ° C. under vacuum for 8 hours. Then, it left for 24 hours under the environment of the dew point of -40 degreeC--30 degreeC, and measured the water value ((alpha)) of the electrode for lithium ion secondary batteries.
After leaving the electrode for a lithium ion secondary battery for 24 hours in an environment having a dew point of −40 ° C. to −30 ° C., the electrode was further left in the atmosphere (temperature 25 ° C., humidity 60% RH) for 24 hours to obtain a moisture value. (Β) was measured. Next, the difference obtained by subtracting the moisture value (α) from the obtained moisture value (β) was determined as the moisture value (γ).
The moisture value (α) and the moisture value (β) were measured using a Karl Fischer apparatus (“ADP-611” manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.) at a heating temperature of 200 ° C., a flow gas of nitrogen (N 2 ), and a flow amount. This is a value obtained when the relative drift value becomes 0.03 μg / s or less under the condition of 200 mL / min.
The water value (γ) is the amount of water absorbed by the positive electrode active material layer and the water absorption layer, and the composition and thickness of the positive electrode active material layer of the lithium ion secondary battery electrode manufactured in each of Examples and Comparative Examples are different. Since they are the same, the moisture value (γ) correlates with the moisture adsorption amount of the moisture adsorption layer.

[実施例1]
(正極活物質層用組成物の調製)
正極活物質として平均粒子径10μmのリチウムニッケルコバルトアルミニウム系酸化物を100質量部と、導電助剤としてアセチレンブラックを4質量部と、電極用バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVdF)4質量部と、N−メチルピロリドン(NMP)とを混合し、固形分濃度60質量%に調整した正極活物質層用組成物を得た。
(水分吸着層用組成物の調製)
粒子Aとして比表面積が18m/g、平均一次粒子径が0.05μmのポリメチル尿素樹脂(アルべマール社製、ポリメチル尿素樹脂「ペルゴパックM6」)、バインダーとしてポリフッ化ビニリデンヘキサフルオロプロピレン(PVDF−HFP)粉体を混合し混合物を得た。各成分の配合量は、形成される水分吸着層の組成が表1のとおりになるように調整した。NMPに前記混合物を固形分濃度が30質量%となるように混合し、攪拌機で30分間穏やかに攪拌し、目開き80μmのフィルターでろ過し、水分吸着層用組成物を得た。
(リチウムイオン二次電池用電極の製造)
上記正極活物質層用組成物を、正極集電体としての厚さ15μmのアルミニウム箔の両面に塗布し、予備乾燥後、120℃で真空乾燥した。その後、400kN/mで加圧プレスして、アルミニウム箔の両面に正極活物質層を備える積層体を得た。該積層体における正極活物質層の厚みはそれぞれ45μmであった。次いで、該積層体の正極活物質層の両表面に、上記水分吸着層用組成物をバーコーターで塗布した。水分吸着層用組成物を塗布して形成した塗膜を60℃で乾燥することによって、正極活物質層の両表面上に厚さ5μmの水分吸収層を形成させ、リチウムイオン二次電池用電極を得た。該リチウムイオン二次電池用電極について、水分吸収層の水分吸着量の測定を行った。結果を表1に示す。
[Example 1]
(Preparation of composition for positive electrode active material layer)
100 parts by mass of a lithium nickel cobalt aluminum-based oxide having an average particle diameter of 10 μm as a positive electrode active material, 4 parts by mass of acetylene black as a conductive additive, 4 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as an electrode binder, and N -Methylpyrrolidone (NMP) to obtain a composition for a positive electrode active material layer adjusted to a solid concentration of 60% by mass.
(Preparation of composition for moisture adsorption layer)
Polymethyl urea resin having a specific surface area of 18 m 2 / g and an average primary particle diameter of 0.05 μm (polymethyl urea resin “Pergo Pack M6” manufactured by Albemarle Co., Ltd.) as particles A, and polyvinylidene fluoride hexafluoropropylene (PVDF) as a binder -HFP) powder to obtain a mixture. The amount of each component was adjusted such that the composition of the formed moisture adsorption layer was as shown in Table 1. The mixture was mixed with NMP so that the solid content concentration was 30% by mass, gently stirred with a stirrer for 30 minutes, and filtered with a filter having an aperture of 80 μm to obtain a composition for a moisture adsorption layer.
(Manufacture of electrodes for lithium ion secondary batteries)
The composition for a positive electrode active material layer was applied on both sides of a 15 μm-thick aluminum foil as a positive electrode current collector, preliminarily dried, and then vacuum dried at 120 ° C. Then, the laminate was provided with a positive electrode active material layer on both sides of an aluminum foil by pressing under a pressure of 400 kN / m. The thickness of each of the positive electrode active material layers in the laminate was 45 μm. Next, the composition for a moisture adsorption layer was applied to both surfaces of the positive electrode active material layer of the laminate using a bar coater. By drying the coating film formed by applying the composition for a water adsorption layer at 60 ° C., a water absorption layer having a thickness of 5 μm was formed on both surfaces of the positive electrode active material layer, and the electrode for a lithium ion secondary battery was formed. I got With respect to the lithium ion secondary battery electrode, the amount of water adsorbed on the water absorbing layer was measured. Table 1 shows the results.

[実施例2]
水分吸着用組成物の調製を以下のとおりとした以外は、実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池用電極を得た。該リチウムイオン二次電池用電極について、水分吸収層の水分吸着量の測定を行った。結果を表1に示す。
(水分吸着層用組成物の調製)
粒子Aとして比表面積が18m/g、平均一次粒子径が0.05μmのポリメチル尿素樹脂(アルべマール社製、ポリメチル尿素樹脂「ペルゴパックM6」)、粒子Bとして比表面積が4m/g、平均一次粒子径が0.5μmのアルミナ粒子(Al)(サソール社製)、バインダーとしてPVDF−HFP粉体を混合し混合物を得た。各成分の配合量は、形成される水分吸着層の組成が表1のとおりになるように調整した。NMPに前記混合物を固形分濃度が30質量%となるように混合し、攪拌機で30分間穏やかに攪拌し、目開き80μmのフィルターでろ過し、水分吸着層用組成物を得た。
[Example 2]
An electrode for a lithium ion secondary battery was obtained in the same manner as in Example 1, except that the preparation of the composition for moisture adsorption was performed as follows. With respect to the lithium ion secondary battery electrode, the amount of water adsorbed on the water absorbing layer was measured. Table 1 shows the results.
(Preparation of composition for moisture adsorption layer)
Polymethyl urea resin having a specific surface area of 18 m 2 / g and an average primary particle diameter of 0.05 μm (a polymethyl urea resin “Pergopack M6” manufactured by Albemarle) as particles A, and a specific surface area of 4 m 2 / g as particles B Alumina particles (Al 2 O 3 ) having an average primary particle diameter of 0.5 μm (manufactured by Sasol) and PVDF-HFP powder as a binder were mixed to obtain a mixture. The amount of each component was adjusted such that the composition of the formed moisture adsorption layer was as shown in Table 1. The mixture was mixed with NMP so that the solid content concentration was 30% by mass, gently stirred with a stirrer for 30 minutes, and filtered with a filter having an aperture of 80 μm to obtain a composition for a moisture adsorption layer.

[比較例1]
水分吸着用組成物の調製において、粒子Aを用いない以外は、実施例2と同様にしてリチウムイオン二次電池用電極を得た。各成分の配合量は、形成される水分吸着層の組成が表1のとおりになるように調整した。該リチウムイオン二次電池用電極について、水分吸収層の水分吸着量の測定を行った。結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
An electrode for a lithium ion secondary battery was obtained in the same manner as in Example 2, except that the particles A were not used in the preparation of the composition for adsorbing moisture. The amount of each component was adjusted such that the composition of the formed moisture adsorption layer was as shown in Table 1. With respect to the lithium ion secondary battery electrode, the amount of water adsorbed on the water absorbing layer was measured. Table 1 shows the results.

実施例1、2の結果より、特定範囲の比表面積を有する粒子Aを含むリチウムイオン二次電池用電極の水分吸着層は、水分吸収力が高いことが分かった。一方、比較例1の結果より、粒子Aを含まないリチウムイオン二次電池用電極の水分吸収層は、水分吸収力が低いことが分かった。
この結果より、本発明のリチウムイオン二次電池用電極の正極活物質層は、水分の影響を受け難く、該リチウムイオン二次電池用電極を用いたリチウムイオン二次電池は、サイクル特性が良好になることが分かった。
From the results of Examples 1 and 2, it was found that the water adsorbing layer of the electrode for a lithium ion secondary battery containing the particles A having a specific surface area in a specific range had a high water absorbing power. On the other hand, from the results of Comparative Example 1, it was found that the water absorbing layer of the electrode for a lithium ion secondary battery containing no particles A had a low water absorbing power.
From these results, the positive electrode active material layer of the electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention is hardly affected by moisture, and the lithium ion secondary battery using the electrode for a lithium ion secondary battery has good cycle characteristics. It turned out to be.

10 リチウムイオン二次電池
11 正極
11a 正極集電体
11b 正極活物質層
11c 水分吸収層
12 負極
12a 負極集電体
12b 負極活物質層
13 セパレータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Lithium ion secondary battery 11 Positive electrode 11a Positive electrode current collector 11b Positive electrode active material layer 11c Water absorption layer 12 Negative electrode 12a Negative electrode current collector 12b Negative electrode active material layer 13 Separator

Claims (9)

リチウムニッケルコバルトアルミニウム系酸化物を含有する正極活物質層と、
前記正極活物質層の表面上に設けられる水分吸収層を備え、
前記水分吸収層は、比表面積が10〜30m/gの粒子Aを含む、リチウムイオン二次電池用電極。
A positive electrode active material layer containing a lithium nickel cobalt aluminum-based oxide,
A moisture absorbing layer provided on the surface of the positive electrode active material layer,
The electrode for a lithium ion secondary battery, wherein the water absorption layer contains particles A having a specific surface area of 10 to 30 m 2 / g.
前記水分吸収層が比表面積10m/g未満の粒子Bを含む、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用電極。 The moisture absorption layer comprises particles B is less than a specific surface area of 10 m 2 / g, a lithium ion secondary battery electrode of claim 1. 前記水分吸収層がバインダーを含む、請求項1又は2に記載のリチウムイオン二次電池用電極。   The electrode for a lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the moisture absorbing layer contains a binder. 前記粒子Aがカルボニル基を有する有機粒子である、請求項1〜3のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用電極。   The electrode for a lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the particles A are organic particles having a carbonyl group. 前記粒子Aがポリメチル尿素樹脂である、請求項1〜4のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用電極。   The electrode for a lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the particles A are a polymethyl urea resin. 前記水分吸収層中の前記粒子Aの含有量が15〜63質量%である、請求項1〜5のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用電極。   The electrode for a lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the content of the particles A in the moisture absorbing layer is 15 to 63% by mass. 前記粒子Aの一次粒子径が0.01〜0.5μmである、請求項1〜6のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用電極。   The electrode for a lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein a primary particle diameter of the particles A is 0.01 to 0.5 μm. 前記粒子Bの一次粒子径が0.05〜2μmである、請求項2〜7のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用電極。   The electrode for a lithium ion secondary battery according to claim 2, wherein a primary particle diameter of the particles B is 0.05 to 2 μm. 請求項1〜8のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用電極を備えるリチウムイオン二次電池。
A lithium ion secondary battery comprising the electrode for a lithium ion secondary battery according to claim 1.
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