JP2023141825A - Positive electrode for lithium ion secondary battery - Google Patents

Positive electrode for lithium ion secondary battery Download PDF

Info

Publication number
JP2023141825A
JP2023141825A JP2022048343A JP2022048343A JP2023141825A JP 2023141825 A JP2023141825 A JP 2023141825A JP 2022048343 A JP2022048343 A JP 2022048343A JP 2022048343 A JP2022048343 A JP 2022048343A JP 2023141825 A JP2023141825 A JP 2023141825A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positive electrode
active material
electrode active
lithium ion
secondary battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022048343A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
康子 鈴木
Yasuko Suzuki
侑花 相磯
Yuka Aiso
俊介 川口
Shunsuke Kawaguchi
学 渡邉
Manabu Watanabe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Renault SAS
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS, Nissan Motor Co Ltd filed Critical Renault SAS
Priority to JP2022048343A priority Critical patent/JP2023141825A/en
Publication of JP2023141825A publication Critical patent/JP2023141825A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

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

Abstract

To provide means for achieving both high cycle durability and high energy density in a lithium ion secondary battery.SOLUTION: In a positive electrode for a lithium ion secondary battery having a positive electrode active material layer including a positive electrode active material, when the crystallite diameter calculated from the Williamson-Hall method is X (nm) and the average particle diameter (D50) calculated from the laser diffraction method is Y (nm), the positive electrode active material satisfies Y/X≤70, and the density of the positive electrode active material layer is 3.40 g/cm3 or more and less than 3.80 g/cm3.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明はリチウムイオン二次電池用正極に関する。 The present invention relates to a positive electrode for lithium ion secondary batteries.

近年、環境・エネルギー問題の解決へ向けて、種々の電気自動車の普及が期待されている。これら電気自動車の普及の鍵を握るモータ駆動用電源などの車載電源として、二次電池の開発が鋭意行われている。二次電池としては、高エネルギー密度、高出力が期待できるリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池に注目が集まっている。 In recent years, various electric vehicles are expected to become popular in order to solve environmental and energy problems. Rechargeable batteries are being actively developed as in-vehicle power supplies such as motor drive power supplies that are key to the spread of electric vehicles. As secondary batteries, nonaqueous electrolyte secondary batteries such as lithium ion secondary batteries are attracting attention because they are expected to have high energy density and high output.

ここで、特許文献1には、リチウムイオン二次電池の電池寿命、出力特性を劣化させず、活物質の利用効率を向上させ、高い電池容量を実現することを目的とした技術が開示されている。具体的に、特許文献1に記載の技術は、正極活物質層中の正極活物質の体積比率と空隙の体積比率とをそれぞれ所定の範囲に制御する。このようにして導電助剤やバインダによる正極活物質表面の被覆を低減して正極活物質の反応性を高めると同時に一定の空隙を確保して正極活物質の反応性も維持することで、高容量であって長寿命の電池が得られうる。 Here, Patent Document 1 discloses a technology that aims to improve the utilization efficiency of active materials and realize high battery capacity without deteriorating the battery life and output characteristics of lithium ion secondary batteries. There is. Specifically, the technique described in Patent Document 1 controls the volume ratio of the positive electrode active material and the volume ratio of the voids in the positive electrode active material layer, respectively, within predetermined ranges. In this way, the coating of the surface of the cathode active material with the conductive additive and binder is reduced, increasing the reactivity of the cathode active material, and at the same time maintaining the reactivity of the cathode active material by securing a certain amount of voids. A battery with high capacity and long life can be obtained.

特開2015-43257号公報JP 2015-43257 Publication

しかしながら、本発明者らが検討を行ったところ、特許文献1に記載の技術を用いたリチウムイオン二次電池であっても、エネルギー密度を向上させるために正極活物質層の密度を高くするとサイクル耐久性が低下する場合があることが判明した。このように、特許文献1に記載の技術を用いた場合であっても、改善の余地が存在するのが現状である。 However, the present inventors conducted a study and found that even in a lithium ion secondary battery using the technology described in Patent Document 1, if the density of the positive electrode active material layer is increased in order to improve the energy density, the cycle It has been found that durability may be reduced. As described above, even when the technology described in Patent Document 1 is used, there is currently room for improvement.

そこで本発明は、リチウムイオン二次電池において、高いサイクル耐久性と高いエネルギー密度とを両立しうる手段を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a means for achieving both high cycle durability and high energy density in a lithium ion secondary battery.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った。その過程で、高密度化した正極活物質層を有する正極においては、正極の作製時に、または充放電の繰り返しに伴って、正極活物質の割れが生じたり、割れが大きくなってしまうことがサイクル耐久性の低下の原因となっていることを見出した。そして、この知見に基づき、本発明者らは、正極活物質を構成する粒子に占める単一の結晶子からなる粒子の個数割合を高めることにより、正極活物質層を高密度化した場合であっても高いサイクル耐久性が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。 The present inventors conducted extensive studies to solve the above problems. In the process, in a positive electrode with a high-density positive electrode active material layer, cracks may occur in the positive electrode active material or cracks may become larger during the fabrication of the positive electrode or with repeated charging and discharging. It was found that this was the cause of the decrease in durability. Based on this knowledge, the present inventors have determined that the density of the positive electrode active material layer can be increased by increasing the number ratio of particles consisting of a single crystallite among the particles constituting the positive electrode active material. The present inventors have discovered that high cycle durability can be obtained even when using the same method, and have completed the present invention.

すなわち、本発明の一形態によれば、正極活物質を含む正極活物質層を有するリチウムイオン二次電池用正極であって、前記正極活物質は、Williamson-Hall法から算出される結晶子径をX(nm)、レーザー回折法から算出される平均粒子径(D50)をY(nm)とした際に、Y/X≦70を満たし、前記正極活物質層の密度が、3.40g/cm以上3.80g/cm未満である、リチウムイオン二次電池用正極が提供される。 That is, according to one embodiment of the present invention, there is provided a positive electrode for a lithium ion secondary battery having a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material, wherein the positive electrode active material has a crystallite diameter calculated from the Williamson-Hall method. is X (nm) and the average particle diameter (D50) calculated from laser diffraction method is Y (nm), Y/X≦70 is satisfied, and the density of the positive electrode active material layer is 3.40 g/ A positive electrode for a lithium ion secondary battery is provided that has a density of at least 3 cm 3 and less than 3.80 g/cm 3 .

本発明によれば、リチウムイオン二次電池において、高いサイクル耐久性と高いエネルギー密度とを両立させることができる。 According to the present invention, it is possible to achieve both high cycle durability and high energy density in a lithium ion secondary battery.

本発明の一実施形態である、積層型(扁平型)の非双極型(内部並列接続タイプ)二次電池を模式的に表した断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing a stacked (flat) non-bipolar (internal parallel connection type) secondary battery, which is an embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態である、双極型二次電池を模式的に表した断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a bipolar secondary battery, which is another embodiment of the present invention. 実施例1~4、比較例1~11で作製した電池の正極活物質層の密度と容量維持率の関係を表す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the density of the positive electrode active material layer and the capacity retention rate of the batteries produced in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 11.

本発明の一形態は、正極活物質を含む正極活物質層を有するリチウムイオン二次電池用正極であって、前記正極活物質は、Williamson-Hall法から算出される結晶子径をX(nm)、レーザー回折法から算出される平均粒子径(D50)をY(nm)とした際に、Y/X≦70を満たし、前記正極活物質層の密度が、3.40g/cm以上3.80g/cm未満である、リチウムイオン二次電池用正極である。 One form of the present invention is a positive electrode for a lithium ion secondary battery having a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material, wherein the positive electrode active material has a crystallite diameter of X (nm) calculated by the Williamson-Hall method. ), when the average particle diameter (D50) calculated by laser diffraction method is Y (nm), Y/X≦70 is satisfied, and the density of the positive electrode active material layer is 3.40 g/cm 3 or more 3 It is a positive electrode for a lithium ion secondary battery, which is less than .80 g/cm 3 .

本形態に係るリチウムイオン二次電池用正極によれば、リチウムイオン二次電池において、高いサイクル耐久性と高いエネルギー密度とを両立させることが可能である。このような効果が奏されるメカニズムを、本発明者らは以下のように推測している。 According to the positive electrode for a lithium ion secondary battery according to the present embodiment, it is possible to achieve both high cycle durability and high energy density in a lithium ion secondary battery. The present inventors speculate that the mechanism by which such an effect is produced is as follows.

リチウム-遷移金属複合酸化物などの一般的な正極活物質を用いたリチウムイオン二次電池において、正極活物質層の密度を一定以上に増加させるとサイクル耐久性が低下してしまう。ここで、本発明者らの検討によれば、一般的な正極活物質を用いたリチウムイオン二次電池用正極においては、正極活物質層を高密度化すると、正極の作製時に正極活物質粒子の割れが生じ、これが電池のサイクル耐久性の低下の原因になっていることが判明した。また、電池の充放電を繰り返すことによって粒子の割れがより大きくなってしまい、このこともサイクル耐久性に悪影響を及ぼしていることがわかった。 In a lithium ion secondary battery using a common positive electrode active material such as a lithium-transition metal composite oxide, if the density of the positive electrode active material layer is increased beyond a certain level, cycle durability will decrease. Here, according to the studies of the present inventors, in a positive electrode for a lithium ion secondary battery using a general positive electrode active material, when the positive electrode active material layer is made to have a high density, the positive electrode active material particles are It was found that cracking occurred, which caused a decrease in the cycle durability of the battery. It was also found that repeated charging and discharging of the battery caused cracks in the particles to become larger, which also had an adverse effect on cycle durability.

これに対して、本形態に係る正極では、正極活物質として単一の結晶子からなる粒子(単結晶の粒子)の個数割合の高いものを用いる。一般的な正極活物質層の密度では、単結晶の粒子は多結晶の粒子と比較して結晶子が大きいことから、正極活物質粒子間の接触面積を確保しにくい。そのため多結晶の正極活物質を用いた場合と比較して電池のサイクル耐久性が低い傾向にある。しかしながら、単結晶の粒子は粒界がないため、高密度化しても割れが生じにくい。その結果、正極活物質粒子の割れに起因するサイクル耐久性の低下が生じにくい。加えて、高密度化により粒子間の接触面積を確保しやすくなることから、正極活物質の表面において反応に関与する領域がより大きくなり、より均一に反応が生じうる。したがって、電池のサイクル耐久性が向上しうる。このように、正極活物質層の高密度化による高エネルギー密度化を図りつつ、サイクル耐久性にも優れた電池が得られうる。 On the other hand, in the positive electrode according to this embodiment, a positive electrode active material having a high number of particles consisting of a single crystallite (single crystal particles) is used. At a typical density of a positive electrode active material layer, since single crystal particles have larger crystallites than polycrystalline particles, it is difficult to ensure a contact area between the positive electrode active material particles. Therefore, the cycle durability of the battery tends to be lower than that when a polycrystalline positive electrode active material is used. However, single-crystal grains do not have grain boundaries, so even if the density is increased, cracks are less likely to occur. As a result, cycle durability is less likely to deteriorate due to cracking of the positive electrode active material particles. In addition, increasing the density makes it easier to secure a contact area between particles, so the area involved in the reaction becomes larger on the surface of the positive electrode active material, and the reaction can occur more uniformly. Therefore, the cycle durability of the battery can be improved. In this way, it is possible to obtain a battery that achieves high energy density by increasing the density of the positive electrode active material layer and also has excellent cycle durability.

以下、図面を参照しながら、上述した本発明の実施形態を説明するが、本発明の技術的範囲は特許請求の範囲の記載に基づいて定められるべきであり、以下の形態のみに制限されない。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。本明細書において、範囲を示す「X~Y」は「X以上Y以下」を意味する。また、特記しない限り、操作および物性等の測定は室温(20~25℃)、相対湿度40~50%RHの条件で行う。 Hereinafter, the embodiments of the present invention described above will be described with reference to the drawings, but the technical scope of the present invention should be determined based on the claims and is not limited only to the following embodiments. Note that the dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation and may differ from the actual ratios. In this specification, the range "X to Y" means "more than or equal to X and less than or equal to Y." Further, unless otherwise specified, operations and measurements of physical properties, etc. are performed at room temperature (20 to 25°C) and relative humidity of 40 to 50% RH.

図1は、本発明の一実施形態である扁平型(積層型)の非双極型(内部並列接続タイプ)二次電池(以下、単に「積層型二次電池」とも称する)を模式的に表した断面図である。 FIG. 1 schematically shows a flat (stacked) non-bipolar (internal parallel connection type) secondary battery (hereinafter also simply referred to as a "stacked secondary battery"), which is an embodiment of the present invention. FIG.

図1に示すように、本実施形態の積層型二次電池10aは、実際に充放電反応が進行する略矩形の発電要素21が、ラミネートフィルム29の内部に封止された構造を有する。ここで、発電要素21は、正極集電体11’の両面に正極活物質層13が配置された正極と、電解液を含有するセパレータからなる電解質層17と、負極集電体12の両面に負極活物質層15が配置された負極とを積層した構成を有している。具体的には、1つの正極活物質層13とこれに隣接する負極活物質層15とが、電解質層17を介して対向するようにして、正極、電解質層および負極がこの順に積層されている。 As shown in FIG. 1, the stacked secondary battery 10a of this embodiment has a structure in which a substantially rectangular power generation element 21 in which a charge/discharge reaction actually proceeds is sealed inside a laminate film 29. Here, the power generation element 21 includes a positive electrode in which a positive electrode active material layer 13 is disposed on both sides of a positive electrode current collector 11', an electrolyte layer 17 consisting of a separator containing an electrolytic solution, and an electrolyte layer 17 on both sides of a negative electrode current collector 12. It has a structure in which a negative electrode on which a negative electrode active material layer 15 is arranged is laminated. Specifically, one positive electrode active material layer 13 and an adjacent negative electrode active material layer 15 face each other with an electrolyte layer 17 in between, and the positive electrode, electrolyte layer, and negative electrode are stacked in this order. .

これにより、正極、電解質層および負極は、1つの単電池層19を構成する。したがって、図1に示す積層型二次電池10aは、単電池層19が複数積層されることで、電気的に並列接続されてなる構成を有するともいえる。なお、発電要素21の両最外層に位置する最外層の正極集電体には、いずれも片面のみに正極活物質層13が配置されているが、両面に活物質層が設けられてもよい。すなわち、片面にのみ活物質層を設けた最外層専用の集電体とするのではなく、両面に活物質層がある集電体をそのまま最外層の集電体として用いてもよい。また、図1とは正極および負極の配置を逆にすることで、発電要素21の両最外層に最外層の負極集電体が位置するようにし、該最外層の負極集電体の片面または両面に負極活物質層が配置されるようにしてもよい。 Thereby, the positive electrode, the electrolyte layer, and the negative electrode constitute one single cell layer 19. Therefore, it can be said that the stacked secondary battery 10a shown in FIG. 1 has a configuration in which a plurality of cell layers 19 are stacked and electrically connected in parallel. Note that the positive electrode active material layer 13 is disposed on only one side of the outermost positive electrode current collectors located on both outermost layers of the power generation element 21, but active material layers may be provided on both sides. . That is, instead of using a current collector exclusively for the outermost layer with an active material layer provided on only one side, a current collector with active material layers on both sides may be used as it is as the outermost layer current collector. In addition, by reversing the arrangement of the positive electrode and negative electrode from FIG. 1, the outermost negative electrode current collector is located on both outermost layers of the power generation element 21, and A negative electrode active material layer may be arranged on both sides.

正極集電体11’および負極集電体12には、各電極(正極および負極)と導通される正極集電板25および負極集電板27がそれぞれ取り付けられ、ラミネートフィルム29の端部に挟まれるようにしてラミネートフィルム29の外部に導出される構造を有している。正極集電板25および負極集電板27は、それぞれ必要に応じて正極端子リードおよび負極端子リード(図示せず)を介して、各電極の正極集電体11’および負極集電体12に超音波溶接や抵抗溶接等により取り付けられていてもよい。 A positive current collector plate 25 and a negative current collector plate 27 that are electrically connected to each electrode (positive electrode and negative electrode) are attached to the positive electrode current collector 11' and the negative electrode current collector 12, respectively, and are sandwiched between the ends of the laminate film 29. It has a structure in which it is led out to the outside of the laminate film 29 in such a manner that it is exposed. The positive electrode current collector plate 25 and the negative electrode current collector plate 27 are connected to the positive electrode current collector 11' and the negative electrode current collector 12 of each electrode via a positive electrode terminal lead and a negative electrode terminal lead (not shown), respectively, as necessary. It may be attached by ultrasonic welding, resistance welding, or the like.

図2は、本発明の他の実施形態である双極型二次電池を模式的に表した断面図である。図2に示す双極型二次電池10bは、実際に充放電反応が進行する略矩形の発電要素21が、電池外装体であるラミネートフィルム29の内部に封止された構造を有する。なお、本明細書では、双極型リチウムイオン二次電池を単に「双極型二次電池」とも称し、双極型リチウムイオン二次電池用電極を単に「双極型電極」と称することがある。 FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a bipolar secondary battery according to another embodiment of the present invention. The bipolar secondary battery 10b shown in FIG. 2 has a structure in which a substantially rectangular power generation element 21, in which a charging/discharging reaction actually proceeds, is sealed inside a laminate film 29, which is a battery exterior body. Note that, in this specification, a bipolar lithium ion secondary battery may also be simply referred to as a "bipolar secondary battery," and an electrode for a bipolar lithium ion secondary battery may be simply referred to as a "bipolar electrode."

図2に示すように、本形態の双極型二次電池10bの発電要素21は、集電体11の一方の面に電気的に結合した正極活物質層13が形成され、集電体11の反対側の面に電気的に結合した負極活物質層15が形成された複数の双極型電極23を有する。各双極型電極23は、電解質層17を介して積層されて発電要素21を形成する。この際、一の双極型電極23の正極活物質層13と前記一の双極型電極23に隣接する他の双極型電極23の負極活物質層15とが電解質層17を介して向き合うように、各双極型電極23および電解質層17が交互に積層されている。すなわち、一の双極型電極23の正極活物質層13と前記一の双極型電極23に隣接する他の双極型電極23の負極活物質層15との間に電解質層17が挟まれて配置されている。 As shown in FIG. 2, the power generation element 21 of the bipolar secondary battery 10b of this embodiment has a positive electrode active material layer 13 electrically coupled to one surface of the current collector 11. It has a plurality of bipolar electrodes 23 each having an electrically coupled negative electrode active material layer 15 formed on its opposite surface. Each bipolar electrode 23 is stacked with the electrolyte layer 17 in between to form the power generation element 21 . At this time, the positive electrode active material layer 13 of one bipolar electrode 23 and the negative electrode active material layer 15 of another bipolar electrode 23 adjacent to the one bipolar electrode 23 face each other with the electrolyte layer 17 interposed therebetween. Bipolar electrodes 23 and electrolyte layers 17 are alternately stacked. That is, the electrolyte layer 17 is sandwiched between the positive electrode active material layer 13 of one bipolar electrode 23 and the negative electrode active material layer 15 of another bipolar electrode 23 adjacent to the one bipolar electrode 23. ing.

隣接する正極活物質層13、電解質層17、および負極活物質層15は、一つの単電池層19を構成する。したがって、双極型二次電池10bは、単電池層19が積層されてなる構成を有するともいえる。また、単電池層19の外周部にはシール部(絶縁層)31が配置されている。これにより、電解質層17からの電解液の漏れによる液絡を防止し、電池内で隣り合う集電体11同士が接触したり、発電要素21における単電池層19の端部の僅かな不揃いなどに起因する短絡が起こったりすることを防止している。なお、発電要素21の最外層に位置する正極側の最外層集電体11aには、片面のみに正極活物質層13が形成されている。また、発電要素21の最外層に位置する負極側の最外層集電体11bには、片面のみに負極活物質層15が形成されている。 Adjacent positive electrode active material layer 13 , electrolyte layer 17 , and negative electrode active material layer 15 constitute one cell layer 19 . Therefore, it can be said that the bipolar secondary battery 10b has a structure in which the single cell layers 19 are stacked. Furthermore, a seal portion (insulating layer) 31 is arranged on the outer periphery of the cell layer 19 . This prevents liquid junctions due to electrolyte leakage from the electrolyte layer 17, and prevents adjacent current collectors 11 from coming into contact with each other within the battery, and slight irregularities at the ends of the cell layers 19 in the power generation element 21. This prevents short circuits from occurring due to Note that the positive electrode active material layer 13 is formed only on one side of the outermost layer current collector 11a on the positive electrode side located at the outermost layer of the power generation element 21. Further, the negative electrode active material layer 15 is formed only on one side of the negative electrode side outermost layer current collector 11b located at the outermost layer of the power generation element 21.

さらに、図2に示す双極型二次電池10bでは、正極側の最外層集電体11aに隣接するように正極集電板(正極タブ)25が配置され、これが延長されて電池外装体であるラミネートフィルム29から導出している。一方、負極側の最外層集電体11bに隣接するように負極集電板(負極タブ)27が配置され、同様にこれが延長されてラミネートフィルム29から導出している。 Furthermore, in the bipolar secondary battery 10b shown in FIG. 2, a positive electrode current collector plate (positive electrode tab) 25 is arranged adjacent to the outermost layer current collector 11a on the positive electrode side, and this is extended to form a battery exterior body. It is derived from the laminate film 29. On the other hand, a negative electrode current collector plate (negative electrode tab) 27 is arranged adjacent to the outermost layer current collector 11b on the negative electrode side, and is similarly extended and led out from the laminate film 29.

なお、単電池層19の積層回数は、所望する電圧に応じて調節する。また、双極型二次電池10bでは、電池の厚みを極力薄くしても十分な出力が確保できれば、単電池層19の積層回数を少なくしてもよい。双極型二次電池10bでも、使用する際の外部からの衝撃、環境劣化を防止するために、発電要素21を電池外装体であるラミネートフィルム29に減圧封入し、正極集電板25および負極集電板27をラミネートフィルム29の外部に取り出した構造とするのがよい。 Note that the number of times the cell layer 19 is stacked is adjusted depending on the desired voltage. Furthermore, in the bipolar secondary battery 10b, the number of times the unit cell layers 19 are stacked may be reduced if sufficient output can be ensured even if the thickness of the battery is made as thin as possible. In the bipolar secondary battery 10b, in order to prevent external impact and environmental deterioration during use, the power generating element 21 is sealed under reduced pressure in a laminate film 29, which is the battery exterior, and the positive electrode current collector plate 25 and the negative electrode collector It is preferable to have a structure in which the electric plate 27 is taken out from the laminate film 29.

以下、本形態に係るリチウムイオン二次電池用正極の主要な構成部材について説明する。本形態に係るリチウムイオン二次電池用正極は、正極活物質を含む正極活物質層を有する。正極活物質層は、任意に設けられる集電体の表面に形成されてなる。 The main constituent members of the positive electrode for a lithium ion secondary battery according to this embodiment will be explained below. The positive electrode for a lithium ion secondary battery according to this embodiment has a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material. The positive electrode active material layer is formed on the surface of an optional current collector.

[集電体]
集電体は、後述する正極活物質層や負極活物質層からの電子の移動を媒介する機能を有する。集電体を構成する材料に特に制限はない。集電体の構成材料としては、例えば、金属や、導電性を有する樹脂が採用されうる。
[Current collector]
The current collector has a function of mediating the movement of electrons from the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, which will be described later. There is no particular restriction on the material constituting the current collector. As the constituent material of the current collector, for example, metal or conductive resin may be used.

具体的には、金属としては、アルミニウム、ニッケル、鉄、ステンレス、チタン、銅などが挙げられる。これらのほか、ニッケルとアルミニウムとのクラッド材、銅とアルミニウムとのクラッド材などが用いられてもよい。また、金属表面にアルミニウムが被覆されてなる箔であってもよい。なかでも、電子伝導性や電池作動電位等の観点からは、アルミニウム、ステンレス、銅、ニッケルが好ましい。 Specifically, examples of the metal include aluminum, nickel, iron, stainless steel, titanium, and copper. In addition to these, a cladding material of nickel and aluminum, a cladding material of copper and aluminum, etc. may be used. Alternatively, it may be a foil whose metal surface is coated with aluminum. Among these, aluminum, stainless steel, copper, and nickel are preferred from the viewpoint of electronic conductivity, battery operating potential, and the like.

また、後者の導電性を有する樹脂としては、非導電性高分子材料に導電性フィラーが添加された樹脂が挙げられる。 Further, examples of the latter conductive resin include resins in which a conductive filler is added to a non-conductive polymer material.

非導電性高分子材料としては、例えば、ポリエチレン(PE;高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)など)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリアミド(PA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、ポリアクリロニトリル(PAN)、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)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、またはポリスチレン(PS)などが挙げられる。 Examples of non-conductive polymer materials include polyethylene (PE; high-density polyethylene (HDPE), low-density polyethylene (LDPE), etc.), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polyethernitrile (PEN), polyimide. (PI), polyamideimide (PAI), polyamide (PA), polytetrafluoroethylene (PTFE), styrene-butadiene rubber (SBR), polyacrylonitrile (PAN), polymethyl acrylate (PMA), polymethyl methacrylate (PMMA) , polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene fluoride (PVDF), or polystyrene (PS).

導電性フィラーは、導電性を有する物質であれば特に制限なく用いることができる。例えば、導電性、耐電位性、またはリチウムイオン遮断性に優れた材料として、金属および導電性カーボンなどが挙げられる。金属としては、特に制限はないが、Ni、Ti、Al、Cu、Pt、Fe、Cr、Sn、Zn、In、およびSbからなる群から選択される少なくとも1種の金属またはこれらの金属を含む合金もしくは金属酸化物を含むことが好ましい。また、導電性カーボンとしては、特に制限はない。好ましくは、アセチレンブラック、バルカン(登録商標)、ブラックパール(登録商標)、カーボンナノファイバー、ケッチェンブラック(登録商標)、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノバルーン、およびフラーレンからなる群より選択される少なくとも1種を含むものである。 The conductive filler can be used without particular limitation as long as it is a substance that has conductivity. For example, metals, conductive carbon, and the like are examples of materials with excellent conductivity, potential resistance, or lithium ion blocking properties. The metal is not particularly limited, but includes at least one metal selected from the group consisting of Ni, Ti, Al, Cu, Pt, Fe, Cr, Sn, Zn, In, and Sb, or containing these metals. Preferably, it contains an alloy or metal oxide. Furthermore, there are no particular limitations on the conductive carbon. Preferably, it is selected from the group consisting of acetylene black, Vulcan (registered trademark), Black Pearl (registered trademark), carbon nanofiber, Ketjenblack (registered trademark), carbon nanotube, carbon nanohorn, carbon nanoballoon, and fullerene. It contains at least one kind.

導電性フィラーの添加量は、集電体に十分な導電性を付与できる量であれば特に制限はなく、一般的には、集電体の全質量100質量%に対して5~80質量%程度である。 The amount of conductive filler added is not particularly limited as long as it can impart sufficient conductivity to the current collector, and is generally 5 to 80% by mass based on 100% by mass of the total mass of the current collector. That's about it.

なお、集電体は、単独の材料からなる単層構造であってもよいし、あるいは、これらの材料からなる層を適宜組み合わせた積層構造であっても構わない。集電体の軽量化の観点からは、少なくとも導電性を有する樹脂からなる導電性樹脂層を含むことが好ましい。また、単電池層間のリチウムイオンの移動を遮断する観点からは、集電体の一部に金属層を設けてもよい。さらに、後述する正極活物質層や負極活物質層がそれ自体で導電性を有し集電機能を発揮できるのであれば、これらの電極活物質層とは別の部材としての集電体を用いなくともよい。このような形態においては、後述する正極活物質層がそのまま負極を構成し、後述する負極活物質層がそのまま正極を構成することとなる。 Note that the current collector may have a single-layer structure made of a single material, or may have a laminated structure in which layers made of these materials are appropriately combined. From the viewpoint of reducing the weight of the current collector, it is preferable to include at least a conductive resin layer made of a resin having conductivity. Further, from the viewpoint of blocking the movement of lithium ions between the cell layers, a metal layer may be provided on a part of the current collector. Furthermore, if the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, which will be described later, have conductivity by themselves and can exhibit a current collection function, it is possible to use a current collector as a member separate from these electrode active material layers. It is not necessary. In such a form, the positive electrode active material layer described later directly constitutes the negative electrode, and the negative electrode active material layer described later directly constitutes the positive electrode.

[正極活物質層]
正極活物質層は、正極活物質を含む。正極活物質層は、他に、バインダ、導電助剤、電解液(液体電解質)等を含みうる。
[Cathode active material layer]
The positive electrode active material layer contains a positive electrode active material. The positive electrode active material layer may also contain a binder, a conductive aid, an electrolyte (liquid electrolyte), and the like.

(正極活物質)
正極活物質は、充電時にリチウムイオン等のイオンを放出し、放電時にリチウムイオン等のイオンを吸蔵する機能を有する。本形態のリチウムイオン二次電池用正極において、正極活物質の種類は特に制限されないが、より高い容量を有することから、R3mの空間群からなるものであることが好ましい。空間群R3mに帰属される正極活物質は、リチウム原子層と遷移金属原子層が交互に積み重なった層状構造(層状岩塩型構造)を有する。したがって、このような正極活物質を用いることで、リチウムイオン二次電池の電池容量を向上させることができる。
(Cathode active material)
The positive electrode active material has a function of releasing ions such as lithium ions during charging and occluding ions such as lithium ions during discharging. In the positive electrode for a lithium ion secondary battery according to the present embodiment, the type of positive electrode active material is not particularly limited, but it is preferably made of a space group of R3m because it has a higher capacity. The positive electrode active material belonging to the space group R3m has a layered structure (layered rock salt type structure) in which lithium atomic layers and transition metal atomic layers are stacked alternately. Therefore, by using such a positive electrode active material, the battery capacity of a lithium ion secondary battery can be improved.

空間群R3mに帰属される正極活物質としては、例えば、LiCoO、LiNiO、LiMnO、Li(Ni-Mn-Co)O、Li(Ni-Co-Al)Oおよびこれらの遷移金属の一部が他の元素により置換されたもの等のリチウム-遷移金属複合酸化物が挙げられる。場合によっては、2種以上の正極活物質が併用されてもよい。より好ましくはリチウムとニッケルとを含有する複合酸化物が用いられ、さらに好ましくはLi(Ni-Mn-Co)Oおよびこれらの遷移金属の一部が他の元素により置換されたもの(以下、単に「NMC複合酸化物」とも称する)またはLi(Ni-Co-Al)Oおよびこれらの遷移金属の一部が他の元素により置換されたもの(以下、単に「NCA複合酸化物」とも称する)が用いられ、特に好ましくはNMC複合酸化物が用いられる。すなわち、本発明の好ましい一実施形態によると、正極活物質は、層状構造を有するリチウム-ニッケル-マンガン-コバルト複合酸化物である。NMC複合酸化物およびNCA複合酸化物は、リチウム原子層と遷移金属原子層とが酸素原子層を介して交互に積み重なった層状結晶構造を持ち、遷移金属Mの1原子あたり1個のLi原子が含まれ、取り出せるLi量が、スピネル系リチウムマンガン酸化物の2倍、つまり供給能力が2倍になり、高い容量を持つことができる。 Examples of positive electrode active materials belonging to space group R3m include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , Li(Ni-Mn-Co)O 2 , Li(Ni-Co-Al)O 2 and these transition metals. Examples include lithium-transition metal composite oxides in which a portion of the transition metal is substituted with other elements. In some cases, two or more types of positive electrode active materials may be used together. More preferably, a composite oxide containing lithium and nickel is used, and even more preferably a composite oxide containing Li(Ni-Mn-Co)O 2 and a part of these transition metals substituted with other elements (hereinafter referred to as (also simply referred to as "NMC composite oxide") or Li(Ni-Co-Al)O 2 and those in which some of these transition metals are replaced with other elements (hereinafter also simply referred to as "NCA composite oxide") ) is used, and NMC composite oxide is particularly preferably used. That is, according to a preferred embodiment of the present invention, the positive electrode active material is a lithium-nickel-manganese-cobalt composite oxide having a layered structure. NMC composite oxide and NCA composite oxide have a layered crystal structure in which lithium atomic layers and transition metal atomic layers are stacked alternately through oxygen atomic layers, and one Li atom per atom of transition metal M. The amount of Li that can be contained and taken out is twice that of spinel-based lithium manganese oxide, that is, the supply capacity is doubled, and it can have a high capacity.

NMC複合酸化物およびNCA複合酸化物には、上述したように、遷移金属元素の一部が他の金属元素により置換されている複合酸化物も含む。その場合の他の元素としては、Ti、Zr、Nb、W、P、Al、Mg、V、Ca、Sr、Cr、Fe、B、Ga、In、Si、Mo、Y、Sn、V、Cu、Ag、Znなどが挙げられ、好ましくは、Ti、Zr、Nb、W、P、Al、Mg、V、Ca、Sr、Crであり、より好ましくは、Ti、Zr、P、Al、Mg、Crであり、サイクル特性向上の観点から、さらに好ましくは、Ti、Zr、Al、Mg、Crである。ただし、NCA複合酸化物の遷移金属元素を置換しうる他の金属元素はAl以外のものである。 As described above, the NMC composite oxide and the NCA composite oxide also include composite oxides in which a part of the transition metal element is replaced with another metal element. Other elements in that case include Ti, Zr, Nb, W, P, Al, Mg, V, Ca, Sr, Cr, Fe, B, Ga, In, Si, Mo, Y, Sn, V, Cu. , Ag, Zn, etc., preferably Ti, Zr, Nb, W, P, Al, Mg, V, Ca, Sr, Cr, more preferably Ti, Zr, P, Al, Mg, Cr, and from the viewpoint of improving cycle characteristics, Ti, Zr, Al, Mg, and Cr are more preferred. However, other metal elements that can replace the transition metal elements in the NCA composite oxide are other than Al.

NMC複合酸化物は、理論放電容量が高いことから、好ましくは、一般式(1):LiNiMnCo(但し、式中、a、b、c、d、xは、0.9≦a≦1.2、0<b<1、0<c≦0.5、0<d≦0.5、0≦x≦0.3、b+c+d+x=1を満たす。MはTi、Zr、Nb、W、P、Al、Mg、V、Ca、Sr、Crから選ばれる元素で少なくとも1種類である)で表される組成を有する。ここで、aは、Liの原子比を表し、bは、Niの原子比を表し、cは、Mnの原子比を表し、dは、Coの原子比を表し、xは、Mの原子比を表す。サイクル特性の観点からは、一般式(1)において、0.4≦b≦0.92であることが好ましい。なお、各元素の組成は、例えば、プラズマ(ICP)発光分析法により測定できる。 Since the NMC composite oxide has a high theoretical discharge capacity, it is preferably formed using the general formula (1): Li a Ni b Mn c Co d M x O 2 (wherein a, b, c, d, x satisfies 0.9≦a≦1.2, 0<b<1, 0<c≦0.5, 0<d≦0.5, 0≦x≦0.3, b+c+d+x=1.M is It has a composition represented by at least one element selected from Ti, Zr, Nb, W, P, Al, Mg, V, Ca, Sr, and Cr. Here, a represents the atomic ratio of Li, b represents the atomic ratio of Ni, c represents the atomic ratio of Mn, d represents the atomic ratio of Co, and x represents the atomic ratio of M. represents. From the viewpoint of cycle characteristics, in general formula (1), it is preferable that 0.4≦b≦0.92. Note that the composition of each element can be measured by, for example, plasma (ICP) emission spectrometry.

一般に、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)およびマンガン(Mn)は、材料の純度向上および電子伝導性向上という観点から、容量および出力特性に寄与することが知られている。Ti等は、結晶格子中の遷移金属を一部置換するものである。サイクル特性の観点から、遷移金属元素の一部が他の金属元素により置換されていてもよい。Ti、Zr、Nb、W、P、Al、Mg、V、Ca、SrおよびCrからなる群から選ばれる少なくとも1種が固溶することにより結晶構造が安定化されるため、その結果、充放電を繰り返しても電池の容量低下が防止でき、優れたサイクル特性が実現し得ると考えられる。 Generally, nickel (Ni), cobalt (Co), and manganese (Mn) are known to contribute to capacity and output characteristics from the viewpoint of improving material purity and electron conductivity. Ti and the like partially substitute transition metals in the crystal lattice. From the viewpoint of cycle characteristics, some of the transition metal elements may be substituted with other metal elements. The crystal structure is stabilized by the solid solution of at least one member selected from the group consisting of Ti, Zr, Nb, W, P, Al, Mg, V, Ca, Sr, and Cr. It is thought that even if the process is repeated, a decrease in battery capacity can be prevented and excellent cycle characteristics can be achieved.

より好ましい実施形態としては、一般式(1)において、b、cおよびdが、0.44≦b≦0.92、0.05≦c≦0.31、0.03≦d≦0.26であることが、容量と寿命特性とのバランスを向上させるという観点からは好ましい。例えば、LiNi0.5Mn0.3Co0.2は、一般的な民生電池で実績のあるLiCoO、LiMn、LiNi1/3Mn1/3Co1/3などと比較して、単位質量あたりの容量が大きく、エネルギー密度の向上が可能となることでコンパクトかつ高容量の電池を作製できるという利点を有しており、航続距離の観点からも好ましい。なお、より容量が大きいという点ではLiNi0.8Co0.1Al0.1やLiNi0.8Mn0.1Co0.1、LiNi0.88Mn0.06Co0.06、LiNi0.86Mn0.08Co0.06がより有利である。他方、LiNi0.5Mn0.3Co0.2はLiNi1/3Mn1/3Co1/3並みに優れた寿命特性を有している。 As a more preferred embodiment, in general formula (1), b, c and d are 0.44≦b≦0.92, 0.05≦c≦0.31, 0.03≦d≦0.26 This is preferable from the viewpoint of improving the balance between capacity and life characteristics. For example, LiNi 0.5 Mn 0.3 Co 0.2 O 2 is similar to LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2, etc., which have a proven track record in general consumer batteries. Compared to this, it has a larger capacity per unit mass and can improve energy density, making it possible to produce a compact and high-capacity battery, which is also preferable from the viewpoint of cruising distance. In terms of larger capacity, LiNi 0.8 Co 0.1 Al 0.1 O 2 , LiNi 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 O 2 , LiNi 0.88 Mn 0.06 Co 0. 06 O 2 , LiNi 0.86 Mn 0.08 Co 0.06 O 2 are more preferred. On the other hand, LiNi 0.5 Mn 0.3 Co 0.2 O 2 has excellent life characteristics comparable to LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 .

他の好ましい実施形態としては、前記層状構造を有するリチウム-ニッケル-マンガン-コバルト複合酸化物において、ニッケルの含有比率が、リチウム以外の金属原子の合計量に対して組成比で80原子%以上90原子%未満の範囲である。例えば、一般式(1)において、bが、0.8≦b<0.90である。ニッケルの含有比率が80原子%以上であると容量と寿命特性とのバランスにより優れるため好ましい。また、ニッケルの含有比率が90原子%未満であると電極反応に伴うガスの発生が低減されうる。そのため、ガスの発生に起因するサイクル耐久性の低下が生じにくいため好ましい。なお、正極活物質層の密度を高くするとガスを系外に放出しにくくなる傾向があることから、本形態の正極では上記効果がより顕著に得られうる。この際、一般式(1)において、cおよびdが、0.05≦c≦0.31、0.03≦d≦0.26であることが、容量と寿命特性とのバランスを向上させるという観点からより好ましい。 In another preferred embodiment, in the lithium-nickel-manganese-cobalt composite oxide having a layered structure, the content ratio of nickel is 80 atomic % or more and 90 atomic % or more with respect to the total amount of metal atoms other than lithium. The range is less than atomic percent. For example, in general formula (1), b satisfies 0.8≦b<0.90. It is preferable that the content ratio of nickel is 80 atomic % or more because it provides a better balance between capacity and life characteristics. Moreover, when the content ratio of nickel is less than 90 atomic %, gas generation accompanying electrode reactions can be reduced. Therefore, it is preferable because cycle durability is less likely to deteriorate due to gas generation. In addition, since increasing the density of the positive electrode active material layer tends to make it difficult to release gas to the outside of the system, the positive electrode of this embodiment can more significantly obtain the above effect. At this time, in general formula (1), c and d satisfy 0.05≦c≦0.31, 0.03≦d≦0.26, which improves the balance between capacity and life characteristics. More preferable from this point of view.

本形態に係るリチウムイオン二次電池用正極においては、正極活物質が、Williamson-Hall法から算出される結晶子径をX(nm)、レーザー回折法から算出される平均粒子径(D50)をY(nm)とした際に、Y/X≦70を満たす点に特徴がある。ここで、Y/Xは、正極活物質粒子を構成する結晶粒の数の指標であり、当該値が小さいほど、粒子を構成する結晶粒が少ないことを意味する。すなわち、当該値が小さいほど、正極活物質を構成する粒子に占める単一の結晶子からなる粒子(単結晶)の個数割合が高いものと考えられる。結晶子径X(nm)および平均粒子径(D50)Yは、それぞれ後述する実施例の欄に記載されている手法により測定できる。Y/Xが70を超えると、正極活物質を構成する粒子は多結晶の粒子の個数割合が高くなり、正極活物質層の密度が3.40g/cm以上であるとサイクル耐久性が低下してしまう。Y/Xは、より好ましくは50以下であり、さらに好ましくは40以下である。一方、Y/Xの下限値は、1以上である。また、正極活物質が2種以上の混合物からなる場合には、まず、当該混合物を構成する各正極活物質について上記の手法により結晶子径X(nm)および平均粒子径(D50)をそれぞれ測定し、得られた値を混合比で足し合わせることにより当該混合物の結晶子径X(nm)および平均粒子径(D50)Yを算出する。そして、これらの算出値からY/Xを算出するものとする。 In the positive electrode for a lithium ion secondary battery according to this embodiment, the positive electrode active material has a crystallite diameter of X (nm) calculated by the Williamson-Hall method and an average particle diameter (D50) calculated by a laser diffraction method. It is characterized in that it satisfies Y/X≦70 when Y (nm). Here, Y/X is an index of the number of crystal grains constituting the positive electrode active material particles, and the smaller the value, the fewer the crystal grains constituting the particles. That is, it is considered that the smaller the value, the higher the number ratio of particles consisting of a single crystallite (single crystal) to the particles constituting the positive electrode active material. The crystallite diameter X (nm) and the average particle diameter (D50)Y can be measured by the methods described in the Examples section described later. When Y/X exceeds 70, the number ratio of polycrystalline particles in the particles constituting the positive electrode active material increases, and when the density of the positive electrode active material layer is 3.40 g/cm 3 or more, cycle durability decreases. Resulting in. Y/X is more preferably 50 or less, still more preferably 40 or less. On the other hand, the lower limit of Y/X is 1 or more. In addition, when the positive electrode active material consists of a mixture of two or more types, first, the crystallite diameter X (nm) and average particle diameter (D50) of each positive electrode active material constituting the mixture are measured by the above method Then, the crystallite diameter X (nm) and average particle diameter (D50)Y of the mixture are calculated by adding up the obtained values based on the mixing ratio. Then, it is assumed that Y/X is calculated from these calculated values.

なお、正極活物質の結晶子径Xは、特に制限されないが、よりいっそうサイクル耐久性を向上させるという観点からは、100nm以上であることが好ましい。 Note that the crystallite diameter X of the positive electrode active material is not particularly limited, but from the viewpoint of further improving cycle durability, it is preferably 100 nm or more.

正極活物質の平均粒子径(D50)Yは特に制限されないが、高出力化の観点からは、好ましくは1~10μmであり、より好ましくは1.5~6μmであり、さらに好ましくは2~5μmである。 The average particle diameter (D50) Y of the positive electrode active material is not particularly limited, but from the viewpoint of high output, it is preferably 1 to 10 μm, more preferably 1.5 to 6 μm, and even more preferably 2 to 5 μm. It is.

上記Y/Xを70以下の値に制御したり、上記Xを例えば100nm以上の値に制御したりする手法として、特許第6574222号公報、特許第5702289号公報といった特許文献や、Solid State Ionics,Volume 345,February 2020,115200、Journal of The Electrochemical Society,165(5)A1038-A1045(2018)といった非特許文献に開示された手法を参照することができる。 As methods for controlling the above Y/X to a value of 70 or less, or controlling the above X to a value of 100 nm or more, patent documents such as Japanese Patent No. 6574222 and Japanese Patent No. 5702289, Solid State Ionics, Reference can be made to methods disclosed in non-patent documents such as Volume 345, February 2020, 115200, Journal of The Electrochemical Society, 165(5) A1038-A1045 (2018).

本形態に係るリチウムイオン二次電池用正極においては、正極活物質のラフネスファクターが3以下であることが好ましい。ここで、「ラフネスファクター」とは、正極活物質の表面の平滑性の指標となるパラメータであり、後述する実施例の欄に記載されている手法により、正極活物質の「平均粒子径から算出される幾何比表面積」に対する「BET比表面積」の比の値(=BET比表面積/幾何比表面積)として算出される。正極活物質のラフネスファクターが3以下であると、正極活物質の粒子の表面の平滑性が十分に高く、粒界が少ないため正極活物質層の密度を高くした場合であっても割れが生じにくい。また、正極活物質の表面においてより均一に反応が進行しうる。その結果、サイクル耐久性がより向上しうる。なお、ラフネスファクターの値は、好ましくは2.7以下であり、より好ましくは2.4以下である。一方、ラフネスファクターの下限値は、1以上である。また、正極活物質が2種以上の混合物からなる場合には、まず、当該混合物を構成する各正極活物質について上記の手法によりBET比表面積および幾何比表面積をそれぞれ測定し、得られた値を混合比で足し合わせることにより当該混合物のBET比表面積および幾何比表面積を算出する。そして、これらの算出値から上記と同様の手法によりラフネスファクターを算出するものとする。 In the positive electrode for a lithium ion secondary battery according to this embodiment, the roughness factor of the positive electrode active material is preferably 3 or less. Here, the "roughness factor" is a parameter that is an index of the surface smoothness of the positive electrode active material, and is calculated from the "average particle diameter" of the positive electrode active material using the method described in the Examples section below. It is calculated as the value of the ratio of the "BET specific surface area" to the "geometric specific surface area" (=BET specific surface area/geometric specific surface area). When the roughness factor of the positive electrode active material is 3 or less, the surface smoothness of the particles of the positive electrode active material is sufficiently high and there are few grain boundaries, so cracks occur even when the density of the positive electrode active material layer is increased. Hateful. Furthermore, the reaction can proceed more uniformly on the surface of the positive electrode active material. As a result, cycle durability can be further improved. Note that the roughness factor value is preferably 2.7 or less, more preferably 2.4 or less. On the other hand, the lower limit of the roughness factor is 1 or more. In addition, when the positive electrode active material consists of a mixture of two or more types, first, the BET specific surface area and geometric specific surface area of each positive electrode active material constituting the mixture are measured by the above method, and the obtained values are The BET specific surface area and geometric specific surface area of the mixture are calculated by adding the mixture ratios. Then, the roughness factor is calculated from these calculated values using the same method as above.

正極活物質のラフネスファクターの値を3以下に制御する手法については特に制限はなく、正極活物質粒子の表面の平滑性を制御しうる従来公知の知見が適宜参照されうる。例えば、NMC複合酸化物を製造する手法の一例として、まず、(1)前駆体である(NiCoMn)(OH)を共沈法により合成する。具体的には目的とする化学量論比の硫酸ニッケル、硫酸コバルト、硫酸マンガン、水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウム等の原料を含む水溶液を所定の時間撹拌する。沈殿析出物をろ過分離した後、例えば80℃程度の温度で8~15時間程度乾燥して前駆体を得る。次いで、(2)得られた前駆体を600~800℃程度の温度条件下にて3~7時間程度焼成すると、NiCoMnが得られる。その後、(3)得られた酸化物に1~1.2倍の量論比となるようにリチウム塩(例えば、炭酸リチウム)を加え、ボールミルで粉砕・混合する。そして、(4)大気中または酸素雰囲気下、600~800℃程度の温度条件下で3~5時間程度焼成した後、さらに750~1000℃程度の温度で2~12時間程度焼成を行う。最後に、(5)このようにして焼成した粉末を水洗して残留したリチウム塩を除去した後、80℃程度の温度で10~15時間程度乾燥することにより、NMC複合酸化物を得ることができる。なお、(6)必要に応じて、ボールミルでサンプルを粉砕した後、大気中または酸素雰囲気下で500~1000℃、3~5時間の再焼成を行ってもよい。この際、NMC複合酸化物のラフネスファクターの値を制御するためには、(2)の焼成温度や時間、(3)の粉砕の程度、(4)の焼成時間・温度、(6)の粉砕の程度を調整することで、一次粒子のサイズを制御可能である。また、(6)の再焼成を長時間・高温で行うことにより、粉砕後の表面がより平滑となりラフネスファクターが低下しうる。 There is no particular restriction on the method of controlling the roughness factor value of the positive electrode active material to 3 or less, and conventionally known knowledge that can control the surface smoothness of the positive electrode active material particles can be appropriately referred to. For example, as an example of a method for manufacturing an NMC composite oxide, first, (1) a precursor ( Nix Co y Mn z )(OH) 2 is synthesized by a coprecipitation method. Specifically, an aqueous solution containing raw materials such as nickel sulfate, cobalt sulfate, manganese sulfate, sodium hydroxide, and ammonium hydroxide in a desired stoichiometric ratio is stirred for a predetermined period of time. After the precipitate is separated by filtration, it is dried at a temperature of, for example, about 80° C. for about 8 to 15 hours to obtain a precursor. Next, (2) the obtained precursor is fired at a temperature of about 600 to 800° C. for about 3 to 7 hours to obtain Ni x Co y Mn z O 2 . Then, (3) lithium salt (for example, lithium carbonate) is added to the obtained oxide at a stoichiometric ratio of 1 to 1.2 times, and the mixture is ground and mixed in a ball mill. (4) After baking in the air or in an oxygen atmosphere at a temperature of about 600 to 800°C for about 3 to 5 hours, it is further baked at a temperature of about 750 to 1000°C for about 2 to 12 hours. Finally, (5) the thus calcined powder is washed with water to remove the remaining lithium salt, and then dried at a temperature of about 80°C for about 10 to 15 hours to obtain an NMC composite oxide. can. (6) If necessary, after pulverizing the sample with a ball mill, it may be re-fired at 500 to 1000° C. for 3 to 5 hours in the air or in an oxygen atmosphere. At this time, in order to control the roughness factor value of the NMC composite oxide, (2) firing temperature and time, (3) degree of pulverization, (4) firing time and temperature, and (6) pulverization are required. By adjusting the degree of oxidation, the size of the primary particles can be controlled. Moreover, by performing the re-firing in (6) for a long time and at high temperature, the surface after pulverization becomes smoother and the roughness factor can be reduced.

本形態に係るリチウムイオン二次電池用正極においては、正極活物質が前述のR3mの空間群からなることに加え、正極活物質のX線回折測定により得られる(104)面の回折ピークに対する(003)面の回折ピークのピーク強度比((003)/(104))が1.35以上であることが好ましい。ピーク強度比((003)/(104))は、より好ましくは1.4以上であり、さらに好ましくは1.45以上であり、特に好ましくは1.48以上である。ピーク強度比((003)/(104))の上限値は、特に制限されないが、好ましくは2.1以下である。当該ピーク強度比は、正極活物質の結晶性の高さの指標であり、ピーク強度比の値が大きいほど、結晶性が高いことを意味する。ピーク強度比が上記範囲内であると、結晶内の欠陥が少なくなり、電池充放電容量の減少や耐久性の低下を抑えることができる。ピーク強度比は、原料、組成や焼成条件などによって制御されうる。なお、上記の正極活物質の結晶構造およびピーク強度比は、それぞれ後述の実施例に記載の測定方法により求められる。 In the positive electrode for a lithium ion secondary battery according to the present embodiment, in addition to the positive electrode active material consisting of the space group R3m described above, the (104) plane diffraction peak obtained by X-ray diffraction measurement of the positive electrode active material is It is preferable that the peak intensity ratio ((003)/(104)) of the diffraction peak of the (003) plane is 1.35 or more. The peak intensity ratio ((003)/(104)) is more preferably 1.4 or more, still more preferably 1.45 or more, particularly preferably 1.48 or more. The upper limit of the peak intensity ratio ((003)/(104)) is not particularly limited, but is preferably 2.1 or less. The peak intensity ratio is an index of the degree of crystallinity of the positive electrode active material, and the larger the value of the peak intensity ratio, the higher the crystallinity. When the peak intensity ratio is within the above range, defects in the crystal will be reduced, and a decrease in battery charge/discharge capacity and durability can be suppressed. The peak intensity ratio can be controlled by raw materials, composition, firing conditions, and the like. Note that the crystal structure and peak intensity ratio of the above-mentioned positive electrode active material are determined by the measurement methods described in Examples below, respectively.

本形態に係るリチウムイオン二次電池用正極においては、正極活物質のタップ密度が2g/cm以下であることが好ましく、1.9g/cm以下であることがより好ましく、1.8g/cm以下であることがさらに好ましい。タップ密度の下限値は、特に制限されないが、好ましくは1.2g/cm以上である。タップ密度の値が小さいほど、粒子表面の凹凸部の空間の体積や、粒子と粒子との隙間の体積が小さいことを意味する。タップ密度が上記範囲内であると、正極活物質の粒子間の接触面積をより大きくすることができる。その結果、電極反応がより効率的に進行し、サイクル耐久性をより一層向上させることが可能となる。 In the positive electrode for a lithium ion secondary battery according to this embodiment, the tap density of the positive electrode active material is preferably 2 g/cm 3 or less, more preferably 1.9 g/cm 3 or less, and 1.8 g/cm 3 or less. It is more preferable that it is below cm3 . The lower limit of the tap density is not particularly limited, but is preferably 1.2 g/cm 3 or more. The smaller the value of the tap density, the smaller the volume of the space between the uneven portions on the particle surface and the volume of the gaps between the particles. When the tap density is within the above range, the contact area between particles of the positive electrode active material can be further increased. As a result, the electrode reaction proceeds more efficiently, making it possible to further improve cycle durability.

正極活物質層における正極活物質の含有量は、特に限定されないが、正極活物質層の全固形分100質量%に対して、例えば、60~99質量%の範囲内であることが好ましく、80~98質量%の範囲内であることがより好ましい。 The content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is not particularly limited, but is preferably within the range of 60 to 99% by mass, for example, 80 to 99% by mass, based on 100% by mass of the total solid content of the positive electrode active material layer. More preferably, it is within the range of 98% by mass.

(導電助剤)
導電助剤は、正極活物質層中で電子伝導パス(導電通路)を形成する機能を有する。このような電子伝導パスが正極活物質層中に形成されると、電池の内部抵抗が低減し、高レートでの出力特性が向上しうる。
(Conductivity aid)
The conductive aid has a function of forming an electron conduction path (conductive path) in the positive electrode active material layer. When such electron conduction paths are formed in the positive electrode active material layer, the internal resistance of the battery can be reduced and the output characteristics at high rates can be improved.

導電助剤としては、アセチレンブラック、カーボンブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、ケッチェンブラック(登録商標)等の粒子状炭素材料、およびカーボンナノチューブ(単層カーボンナノチューブおよび複層カーボンナノチューブ)、カーボンナノファイバー、気相成長炭素繊維、電界紡糸法炭素繊維、ポリアクリロニトリル系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の繊維状炭素材料が挙げられる。導電助剤は、1種のみが単独で使用されてもよいし、2種以上が併用されてもよい。 As conductive aids, particulate carbon materials such as acetylene black, carbon black, channel black, thermal black, Ketjen black (registered trademark), carbon nanotubes (single-walled carbon nanotubes and multi-walled carbon nanotubes), and carbon nanofibers are used. , vapor-grown carbon fibers, electrospun carbon fibers, polyacrylonitrile carbon fibers, pitch carbon fibers, and other fibrous carbon materials. One type of conductive aid may be used alone, or two or more types may be used in combination.

正極活物質層に含まれうる導電助剤の含有量(2種以上を含む場合はその合計量)は、特に制限されないが、正極活物質層の全固形分100質量%に対して、0.5~10質量%であることが好ましく、1~5質量%であることがより好ましい。導電助剤の含有量が0.5質量%以上であると、導電助剤同士の凝集が抑制されることにより電子伝導パスが良好に形成されるため、出力特性をより向上することができる。また、リチウムイオン二次電池のエネルギー密度をより向上させることが可能となる。また、10質量%以下であると、電子伝導パスを形成するための十分な導電助剤が存在することから、出力特性をより向上させることができる。 The content of the conductive support agent that can be contained in the positive electrode active material layer (if two or more types are included, the total amount) is not particularly limited, but is 0.5% based on 100% by mass of the total solid content of the positive electrode active material layer. It is preferably 5 to 10% by weight, more preferably 1 to 5% by weight. When the content of the conductive additive is 0.5% by mass or more, aggregation of the conductive additives is suppressed, thereby forming a good electron conduction path, thereby further improving output characteristics. Moreover, it becomes possible to further improve the energy density of the lithium ion secondary battery. Furthermore, when the amount is 10% by mass or less, there is sufficient conductive agent to form an electron conduction path, so that the output characteristics can be further improved.

正極活物質層に用いられる任意成分のバインダとしては、特に限定されないが、例えば、以下の材料が挙げられる:
ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)(水素原子が他のハロゲン元素にて置換された化合物を含む)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリブテン、ポリエーテルニトリル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアミド、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、エチレン-プロピレン-ジエン共重合体、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体およびその水素添加物、スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体およびその水素添加物などの熱可塑性高分子、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレン-クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)等のフッ素樹脂、ビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン系フッ素ゴム(VDF-HFP系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン-テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF-HFP-TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド-ペンタフルオロプロピレン系フッ素ゴム(VDF-PFP系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド-ペンタフルオロプロピレン-テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF-PFP-TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド-パーフルオロメチルビニルエーテル-テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF-PFMVE-TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド-クロロトリフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF-CTFE系フッ素ゴム)等のビニリデンフルオライド系フッ素ゴム、エポキシ樹脂等が挙げられる。中でも、ポリイミド、スチレン-ブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロース、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミドであることがより好ましい。
The optional binder used in the positive electrode active material layer is not particularly limited, but examples include the following materials:
Polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyvinylidene fluoride (PVDF) (including compounds in which hydrogen atoms are substituted with other halogen elements), polyethylene, polypropylene, polymethylpentene, polybutene, polyethernitrile, polytetrafluoroethylene, Polyacrylonitrile, polyimide, polyamide, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl chloride, styrene-butadiene rubber (SBR), ethylene-propylene-diene copolymer, styrene-butadiene-styrene block copolymer and hydrogenated products thereof , thermoplastic polymers such as styrene-isoprene-styrene block copolymers and their hydrogenated products, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymers (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymers (PFA) , fluororesins such as ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), polyvinyl fluoride (PVF), vinylidene fluoride- Hexafluoropropylene-based fluororubber (VDF-HFP-based fluororubber), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene-based fluororubber (VDF-HFP-TFE-based fluororubber), vinylidene fluoride-pentafluoropropylene-based fluororubber (VDF-PFP-based fluororubber), vinylidene fluoride-pentafluoropropylene-tetrafluoroethylene-based fluororubber (VDF-PFP-TFE-based fluororubber), vinylidene fluoride-perfluoromethyl vinyl ether-tetrafluoroethylene-based fluororubber ( Examples include vinylidene fluoride-based fluororubbers such as VDF-PFMVE-TFE-based fluororubber), vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene-based fluororubber (VDF-CTFE-based fluororubber), and epoxy resins. Among these, polyimide, styrene-butadiene rubber, carboxymethyl cellulose, polypropylene, polytetrafluoroethylene, polyacrylonitrile, and polyamide are more preferred.

正極活物質層に含まれうるバインダの含有量(2種以上を含む場合はその合計量)は、特に制限されないが、正極活物質層の全固形分に対して、0.5~10質量%であることが好ましく、1~5質量%であることがより好ましい。 The content of the binder that can be contained in the positive electrode active material layer (the total amount if two or more types are included) is not particularly limited, but is 0.5 to 10% by mass based on the total solid content of the positive electrode active material layer. It is preferably 1 to 5% by mass, and more preferably 1 to 5% by mass.

正極(正極活物質層)は、特に制限されないが、通常のスラリーを塗布(コーティング)する方法によって形成することができる。 The positive electrode (positive electrode active material layer) is not particularly limited, but can be formed by a conventional slurry coating method.

本形態のリチウムイオン二次電池用正極において、正極活物質層の密度は、3.40g/cm以上3.80g/cm未満である。正極活物質層の密度が3.40g/cm未満であると、単結晶では粒子間の接触面積が確保しにくいため高いサイクル耐久性が得られない。また、十分なエネルギー密度を有する電池を得ることができない。一方、正極活物質層の密度が3.80g/cm以上である正極を作製することは困難である。正極活物質層の密度は、サイクル耐久性とエネルギー密度とをよりバランスよく両立する観点から、3.40~3.70g/cmであることが好ましく、3.40~3.68g/cmであることがより好ましく、3.45~3.65g/cmであることがさらにより好ましく、3.50~3.60g/cmであることが特に好ましい。なお、本明細書において、正極活物質層の密度は、以下の方法により測定するものとする。 In the positive electrode for a lithium ion secondary battery of this embodiment, the density of the positive electrode active material layer is 3.40 g/cm 3 or more and less than 3.80 g/cm 3 . If the density of the positive electrode active material layer is less than 3.40 g/cm 3 , high cycle durability cannot be obtained because it is difficult to ensure a contact area between particles in a single crystal. Furthermore, it is not possible to obtain a battery with sufficient energy density. On the other hand, it is difficult to produce a positive electrode in which the density of the positive electrode active material layer is 3.80 g/cm 3 or more. The density of the positive electrode active material layer is preferably 3.40 to 3.70 g /cm 3 , and 3.40 to 3.68 g/cm 3 from the viewpoint of achieving a better balance between cycle durability and energy density. It is more preferably 3.45 to 3.65 g/cm 3 , even more preferably 3.50 to 3.60 g/cm 3 . In addition, in this specification, the density of the positive electrode active material layer shall be measured by the following method.

正極活物質層の密度は、下記式に従って算出する:
正極活物質層密度(g/cm)=固体材料質量(g)÷正極活物質層体積(cm)。
The density of the positive electrode active material layer is calculated according to the following formula:
Positive electrode active material layer density (g/cm 3 ) = solid material mass (g) ÷ positive electrode active material layer volume (cm 3 ).

なお、固体材料質量は、正極活物質層中の各材料の質量のうち、固体材料の質量のみを足し合わせることにより算出する。正極活物質層体積は正極活物質層の厚みと塗布面積から算出する。 Note that the solid material mass is calculated by adding up only the mass of the solid material among the masses of each material in the positive electrode active material layer. The volume of the positive electrode active material layer is calculated from the thickness of the positive electrode active material layer and the coating area.

正極活物質層の密度は、例えば、正極活物質層を構成する固体材料中の正極活物質の割合や、正極活物質を含む正極スラリーの塗工量を調節したり、プレス条件などにより空孔率を調節することによって調整することができる。 The density of the positive electrode active material layer can be determined, for example, by adjusting the ratio of the positive electrode active material in the solid material constituting the positive electrode active material layer, by adjusting the coating amount of the positive electrode slurry containing the positive electrode active material, or by controlling the pore density by adjusting the pressing conditions, etc. It can be adjusted by adjusting the rate.

正極活物質層の厚さは特に制限されず、電池についての従来公知の知見が適宜参照されうる。一例を挙げると、正極活物質層の厚さは、通常1~1000μm程度である。本形態の正極においては、正極活物質層の厚さは、好ましくは10~200μmであり、より好ましくは20~100μmであり、さらに好ましくは20~80μmである。一般に、正極活物質層の厚さが大きいほど、十分な容量(エネルギー密度)を発揮するための正極活物質を保持することが可能となる。一方、正極活物質層の厚さが小さいほど、放電レート特性が向上しうる。本形態の正極においては、正極活物質層の厚さは、所望の正極活物質層の密度になるように適宜調整されうる。 The thickness of the positive electrode active material layer is not particularly limited, and conventionally known knowledge regarding batteries can be appropriately referred to. For example, the thickness of the positive electrode active material layer is usually about 1 to 1000 μm. In the positive electrode of this embodiment, the thickness of the positive electrode active material layer is preferably 10 to 200 μm, more preferably 20 to 100 μm, and even more preferably 20 to 80 μm. Generally, the greater the thickness of the positive electrode active material layer, the more the positive electrode active material can be retained to exhibit sufficient capacity (energy density). On the other hand, the smaller the thickness of the positive electrode active material layer, the better the discharge rate characteristics can be. In the positive electrode of this embodiment, the thickness of the positive electrode active material layer can be adjusted as appropriate to achieve a desired density of the positive electrode active material layer.

正極活物質層の空孔率は、特に制限されないが、好ましくは15%以上25%未満であり、より好ましくは17~24%であり、さらに好ましくは18~24%であり、さらにより好ましくは19~24%であり、特に好ましくは19~23%である。正極活物質層の空孔率が15%以上であると、本発明の効果がより一層顕著に得られうる。加えて、正極活物質層中の電子伝導性材料(導電助剤、正極活物質等)同士の接触を十分に維持することができ、電子移動抵抗の増大が防止できる。また、正極活物質粒子間に十分な電解液が存在するため、リチウムイオン移動抵抗の増大が防止できる。その結果、リチウムイオン二次電池における出力特性をより向上させることが可能となる。一方、25%未満であると、所定のY/X値を有する正極活物質を用いることによるサイクル耐久性向上の効果がより顕著に得られうる。また、電池のエネルギー密度に優れる。 The porosity of the positive electrode active material layer is not particularly limited, but is preferably 15% or more and less than 25%, more preferably 17 to 24%, still more preferably 18 to 24%, and even more preferably It is 19 to 24%, particularly preferably 19 to 23%. When the porosity of the positive electrode active material layer is 15% or more, the effects of the present invention can be obtained even more markedly. In addition, sufficient contact between the electron conductive materials (conductivity aid, positive electrode active material, etc.) in the positive electrode active material layer can be maintained, and an increase in electron transfer resistance can be prevented. Furthermore, since a sufficient amount of electrolyte exists between the positive electrode active material particles, an increase in lithium ion transfer resistance can be prevented. As a result, it becomes possible to further improve the output characteristics of the lithium ion secondary battery. On the other hand, if it is less than 25%, the effect of improving cycle durability by using a positive electrode active material having a predetermined Y/X value can be more significantly obtained. Additionally, the battery has excellent energy density.

本形態に係るリチウムイオン二次電池用正極は、リチウムイオン二次電池に適用されることにより、サイクル耐久性とエネルギー密度との両方に優れたリチウムイオン二次電池が得られうる。よって、本発明の他の形態によれば、上述した本発明の一形態に係るリチウムイオン二次電池用正極を有する発電要素を備えた、リチウムイオン二次電池が提供される。リチウムイオン二次電池の正極以外の構成要素について、以下に簡単に説明する。 By applying the positive electrode for a lithium ion secondary battery according to the present embodiment to a lithium ion secondary battery, a lithium ion secondary battery excellent in both cycle durability and energy density can be obtained. Therefore, according to another aspect of the present invention, there is provided a lithium ion secondary battery including a power generation element having the positive electrode for a lithium ion secondary battery according to one aspect of the present invention described above. Components other than the positive electrode of the lithium ion secondary battery will be briefly explained below.

[負極活物質層]
(負極活物質)
負極活物質は、放電時にリチウムイオン等のイオンを放出し、充電時にリチウムイオン等のイオンを吸蔵する機能を有する。
[Negative electrode active material layer]
(Negative electrode active material)
The negative electrode active material has a function of releasing ions such as lithium ions during discharging and storing ions such as lithium ions during charging.

負極活物質としては、例えば、グラファイト(黒鉛)、ソフトカーボン、ハードカーボン等の炭素材料、リチウム-遷移金属複合酸化物(例えば、LiTi12)、金属材料(スズ、シリコン)、ケイ素含有合金系負極材料(例えば、Si60Sn10Ti30)、リチウム合金系負極材料(例えばリチウム-スズ合金、リチウム-シリコン合金、リチウム-アルミニウム合金、リチウム-アルミニウム-マンガン合金等)などが挙げられる。場合によっては、2種以上の負極活物質が併用されてもよい。好ましくは、容量、出力特性の観点から、ケイ素含有合金系負極材料、炭素材料、リチウム-遷移金属複合酸化物、リチウム合金系負極材料が、負極活物質として好ましく用いられる。なお、上記以外の負極活物質が用いられてもよいことは勿論である。 Examples of negative electrode active materials include carbon materials such as graphite, soft carbon, and hard carbon, lithium-transition metal composite oxides (for example, Li 4 Ti 5 O 12 ), metal materials (tin, silicon), and silicon. Containing alloy-based negative electrode materials (for example, Si 60 Sn 10 Ti 30 ), lithium alloy-based negative electrode materials (for example, lithium-tin alloy, lithium-silicon alloy, lithium-aluminum alloy, lithium-aluminum-manganese alloy, etc.), etc. . In some cases, two or more types of negative electrode active materials may be used together. Preferably, from the viewpoint of capacity and output characteristics, silicon-containing alloy negative electrode materials, carbon materials, lithium-transition metal composite oxides, and lithium alloy negative electrode materials are preferably used as the negative electrode active material. Note that, of course, negative electrode active materials other than those mentioned above may be used.

負極活物質の平均粒子径(D50)は特に制限されないが、高出力化の観点からは、好ましくは1~100μm、より好ましくは1~20μmである。 The average particle diameter (D 50 ) of the negative electrode active material is not particularly limited, but from the viewpoint of increasing output, it is preferably 1 to 100 μm, more preferably 1 to 20 μm.

負極活物質層における負極活物質の含有量は、全固形分100質量%に対して、例えば60質量%以上100質量%未満であり、好ましくは80質量%以上99.5%以下であり、より好ましくは95質量%を超えて99.0質量%以下であり、さらに好ましくは97質量%以上98.5質量%以下である。負極活物質の含有量が上記範囲であれば、電池容量と出力特性とを両立させることができる。 The content of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer is, for example, 60% by mass or more and less than 100% by mass, preferably 80% by mass or more and 99.5% or less, based on 100% by mass of the total solid content. It is preferably more than 95% by mass and less than 99.0% by mass, and more preferably more than 97% by mass and less than 98.5% by mass. When the content of the negative electrode active material is within the above range, both battery capacity and output characteristics can be achieved.

また、負極活物質層は、必要に応じて、正極活物質層について上述したのと同様の、導電助剤、バインダなどをさらに含む。 Further, the negative electrode active material layer further includes the same conductive additive, binder, etc. as described above for the positive electrode active material layer, if necessary.

負極活物質層の厚さは特に制限されず、電池についての従来公知の知見が適宜参照されうる。一例を挙げると、負極活物質層の厚さは、通常1~1000μm程度、好ましくは10~800μmであり、より好ましくは15~600μmであり、さらに好ましくは20~200μmである。負極活物質層の厚さが大きいほど、十分な容量(エネルギー密度)を発揮するための負極活物質を保持することが可能となる。一方、負極活物質層の厚さが小さいほど、放電レート特性が向上しうる。 The thickness of the negative electrode active material layer is not particularly limited, and conventional knowledge regarding batteries may be appropriately referred to. For example, the thickness of the negative electrode active material layer is usually about 1 to 1000 μm, preferably 10 to 800 μm, more preferably 15 to 600 μm, and even more preferably 20 to 200 μm. The larger the thickness of the negative electrode active material layer, the more the negative electrode active material can be retained to exhibit sufficient capacity (energy density). On the other hand, the smaller the thickness of the negative electrode active material layer, the better the discharge rate characteristics can be.

負極(負極活物質層)は、通常のスラリーを塗布(コーティング)する方法によって形成することができる。 The negative electrode (negative electrode active material layer) can be formed by a conventional slurry coating method.

[電解質層]
電解質層は、セパレータに電解液(液体電解質)が含浸されてなる構成を有することが好ましい。
[Electrolyte layer]
The electrolyte layer preferably has a structure in which a separator is impregnated with an electrolytic solution (liquid electrolyte).

(電解液)
電解液は、リチウムイオンのキャリヤーとしての機能を有する。電解液は、非水溶媒にリチウム塩が溶解した形態を有する。
(electrolyte)
The electrolytic solution functions as a lithium ion carrier. The electrolytic solution has a form in which a lithium salt is dissolved in a non-aqueous solvent.

非水溶媒は、例えば、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、ジプロピルカーボネート(DPC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、プロピオン酸メチル(MP)、酢酸メチル(MA)、ギ酸メチル(MF)、4-メチルジオキソラン(4MeDOL)、ジオキソラン(DOL)、2-メチルテトラヒドロフラン(2MeTHF)、テトラヒドロフラン(THF)、ジメトキシエタン(DME)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、およびγ-ブチロラクトン(GBL)などが挙げられる。なかでも、非水溶媒は、急速充電特性および出力特性をより向上できるとの観点から、好ましくは鎖状カーボネートであり、より好ましくはジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)およびジメチルカーボネート(DMC)からなる群から選択される少なくとも1種であり、より好ましくはエチルメチルカーボネート(EMC)およびジメチルカーボネート(DMC)から選択される。 Non-aqueous solvents include, for example, dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), dipropyl carbonate (DPC), ethyl methyl carbonate (EMC), methyl propionate (MP), methyl acetate (MA), and methyl formate (MF). ), 4-methyldioxolane (4MeDOL), dioxolane (DOL), 2-methyltetrahydrofuran (2MeTHF), tetrahydrofuran (THF), dimethoxyethane (DME), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), dimethyl sulfoxide (DMSO) ), and γ-butyrolactone (GBL). Among these, the non-aqueous solvent is preferably a linear carbonate, more preferably diethyl carbonate (DEC), ethylmethyl carbonate (EMC), or dimethyl carbonate ( DMC), more preferably selected from ethyl methyl carbonate (EMC) and dimethyl carbonate (DMC).

リチウム塩としては、Li(FSON(リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド;LiFSI)、Li(CSON、LiPF、LiBF、LiClO、LiAsF、LiCFSO等が挙げられる。 Lithium salts include Li( FSO2 ) 2N (lithium bis( fluorosulfonyl )imide; LiFSI), Li( C2F5SO2 ) 2N , LiPF6 , LiBF4 , LiClO4 , LiAsF6 , LiCF3. Examples include SO3 .

電解液中におけるリチウム塩の濃度は、0.1mol/L以上3.0mol/L未満であることが好ましく、0.8~2.2mol/Lであることがさらにより好ましい。リチウム塩の濃度が0.1mol/L以上であると、リチウムイオンの吸蔵側におけるリチウムイオン濃度が十分に高くなるため電池のレート特性が向上し、サイクル耐久性がより向上しうる。一方、3.0mol/L未満であると、高密度電極であっても電極の膜厚方向のリチウムイオンの濃度勾配を適切に制御できるため、電池のレート特性が向上し、サイクル耐久性がより向上しうる。本発明の一実施形態において、電解液中のリチウム塩の濃度は、高密度電極においてリチウムイオンの輸送性を確保する観点から、リチウムイオン濃度が電解液の25℃における飽和リチウムイオン濃度に対して50%未満となる濃度であることが好ましい。 The concentration of the lithium salt in the electrolytic solution is preferably 0.1 mol/L or more and less than 3.0 mol/L, and even more preferably 0.8 to 2.2 mol/L. When the concentration of the lithium salt is 0.1 mol/L or more, the lithium ion concentration on the lithium ion storage side becomes sufficiently high, so that the rate characteristics of the battery can be improved and the cycle durability can be further improved. On the other hand, when it is less than 3.0 mol/L, the concentration gradient of lithium ions in the electrode film thickness direction can be appropriately controlled even in high-density electrodes, so the rate characteristics of the battery are improved and the cycle durability is improved. It can be improved. In one embodiment of the present invention, the concentration of lithium salt in the electrolyte is determined such that the lithium ion concentration is lower than the saturated lithium ion concentration of the electrolyte at 25°C from the viewpoint of ensuring transportability of lithium ions in a high-density electrode. Preferably, the concentration is less than 50%.

電解液は、上述した成分以外の添加剤をさらに含有してもよい。かような化合物の具体例としては、例えば、エチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、ジメチルビニレンカーボネート、フェニルビニレンカーボネート、ジフェニルビニレンカーボネート、エチルビニレンカーボネート、ジエチルビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、1,2-ジビニルエチレンカーボネート、1-メチル-1-ビニルエチレンカーボネート、1-メチル-2-ビニルエチレンカーボネート、1-エチル-1-ビニルエチレンカーボネート、1-エチル-2-ビニルエチレンカーボネート、ビニルビニレンカーボネート、アリルエチレンカーボネート、ビニルオキシメチルエチレンカーボネート、アリルオキシメチルエチレンカーボネート、アクリルオキシメチルエチレンカーボネート、メタクリルオキシメチルエチレンカーボネート、エチニルエチレンカーボネート、プロパルギルエチレンカーボネート、エチニルオキシメチルエチレンカーボネート、プロパルギルオキシエチレンカーボネート、メチレンエチレンカーボネート、1,1-ジメチル-2-メチレンエチレンカーボネートなどが挙げられる。これらの添加剤は、1種のみが単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。また、添加剤を電解液に使用する場合の使用量は、適宜調整することができる。 The electrolytic solution may further contain additives other than the above-mentioned components. Specific examples of such compounds include ethylene carbonate, vinylene carbonate, methyl vinylene carbonate, dimethyl vinylene carbonate, phenyl vinylene carbonate, diphenyl vinylene carbonate, ethyl vinylene carbonate, diethyl vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, 1,2- Divinylethylene carbonate, 1-methyl-1-vinylethylene carbonate, 1-methyl-2-vinylethylene carbonate, 1-ethyl-1-vinylethylene carbonate, 1-ethyl-2-vinylethylene carbonate, vinyl vinylene carbonate, allyl ethylene Carbonate, vinyloxymethylethylene carbonate, allyloxymethylethylene carbonate, acryloxymethylethylene carbonate, methacryloxymethylethylene carbonate, ethynylethylene carbonate, propargylethylene carbonate, ethynyloxymethylethylene carbonate, propargyloxyethylene carbonate, methylene ethylene carbonate, 1 , 1-dimethyl-2-methylene ethylene carbonate and the like. These additives may be used alone or in combination of two or more. Furthermore, the amount of additive used in the electrolytic solution can be adjusted as appropriate.

(セパレータ)
電解質層を構成するセパレータは、電解質を保持して正極と負極との間のリチウムイオン伝導性を確保する機能、および正極と負極との間の隔壁としての機能を有する。
(Separator)
The separator constituting the electrolyte layer has the function of holding the electrolyte and ensuring lithium ion conductivity between the positive electrode and the negative electrode, and the function of functioning as a partition between the positive electrode and the negative electrode.

セパレータの形態としては、例えば、上記電解液を吸収保持するポリマーや繊維からなる多孔性シートのセパレータや不織布セパレータ等を挙げることができる。 Examples of the form of the separator include a porous sheet separator made of a polymer or fiber that absorbs and retains the electrolytic solution, a nonwoven fabric separator, and the like.

ポリマーないし繊維からなる多孔性シートのセパレータとしては、例えば、微多孔質(微多孔膜)を用いることができる。該ポリマーないし繊維からなる多孔性シートの具体的な形態としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)などのポリオレフィン;これらを複数積層した積層体(例えば、PP/PE/PPの3層構造をした積層体など)、ポリイミド、アラミド、ポリフッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン(PVDF-HFP)等の炭化水素系樹脂、ガラス繊維などからなる微多孔質(微多孔膜)セパレータが挙げられる。 As the porous sheet separator made of polymer or fiber, for example, microporous material (microporous membrane) can be used. Specific forms of the porous sheet made of the polymer or fibers include, for example, polyolefins such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP); Examples include microporous (microporous membrane) separators made of polyimide, aramid, hydrocarbon resins such as polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene (PVDF-HFP), glass fiber, etc.

微多孔質(微多孔膜)セパレータの厚みとして、使用用途により異なることから一義的に規定することはできない。一例を示せば、電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV)、燃料電池自動車(FCV)などのモータ駆動用二次電池などの用途においては、単層あるいは多層で4~60μmであることが望ましい。前記微多孔質(微多孔膜)セパレータの微細孔径は、最大で1μm以下(通常、数十nm程度の孔径である)であることが望ましい。前記微多孔質(微多孔膜)セパレータの空孔率も特に制限されないが、例えば、30~70%である。 The thickness of a microporous (microporous membrane) separator cannot be uniquely defined because it varies depending on the intended use. For example, in applications such as secondary batteries for motor drives such as electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), and fuel cell vehicles (FCVs), a single layer or multilayer thickness of 4 to 60 μm is required. desirable. The microporous (microporous membrane) separator preferably has a micropore diameter of 1 μm or less at maximum (usually a pore diameter of about several tens of nanometers). The porosity of the microporous (microporous membrane) separator is also not particularly limited, but is, for example, 30 to 70%.

不織布セパレータとしては、綿、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステル;PP、PEなどのポリオレフィン;ポリイミド、アラミドなど従来公知のものを、単独または混合して用いる。また、不織布のかさ密度は、含浸させた高分子ゲル電解質により十分な電池特性が得られるものであればよく、特に制限されるべきものではない。さらに、不織布セパレータの厚さは、電解質層と同じであればよく、好ましくは5~200μmであり、特に好ましくは10~100μmである。不織布セパレータの空孔率も特に制限されないが、例えば、30~70%である。 As the nonwoven fabric separator, conventionally known materials such as cotton, rayon, acetate, nylon, polyester; polyolefins such as PP and PE; polyimide and aramid may be used alone or in combination. Further, the bulk density of the nonwoven fabric is not particularly limited as long as sufficient battery characteristics can be obtained by the impregnated polymer gel electrolyte. Furthermore, the thickness of the nonwoven fabric separator may be the same as that of the electrolyte layer, preferably 5 to 200 μm, particularly preferably 10 to 100 μm. The porosity of the nonwoven fabric separator is also not particularly limited, but is, for example, 30 to 70%.

また、セパレータとしては多孔質基体に耐熱絶縁層が積層されたセパレータ(耐熱絶縁層付セパレータ)であることが好ましい。耐熱絶縁層は、無機粒子およびバインダを含むセラミック層である。耐熱絶縁層付セパレータは融点または熱軟化点が150℃以上、好ましくは200℃以上である耐熱性の高いものを用いる。耐熱絶縁層を有することによって、温度上昇の際に増大するセパレータの内部応力が緩和されるため熱収縮抑制効果が得られうる。その結果、電池の電極間ショートの誘発を防ぐことができるため、温度上昇による性能低下が起こりにくい電池構成になる。また、耐熱絶縁層を有することによって、耐熱絶縁層付セパレータの機械的強度が向上し、セパレータの破膜が起こりにくい。さらに、熱収縮抑制効果および機械的強度の高さから、電池の製造工程でセパレータがカールしにくくなる。 Further, the separator is preferably a separator in which a heat-resistant insulating layer is laminated on a porous substrate (a separator with a heat-resistant insulating layer). The heat-resistant insulating layer is a ceramic layer containing inorganic particles and a binder. The separator with a heat-resistant insulating layer has a melting point or thermal softening point of 150° C. or higher, preferably 200° C. or higher, and has high heat resistance. By having a heat-resistant insulating layer, the internal stress of the separator that increases when the temperature rises is alleviated, so that an effect of suppressing thermal shrinkage can be obtained. As a result, it is possible to prevent short-circuiting between the electrodes of the battery, resulting in a battery configuration in which performance deterioration due to temperature rise is less likely to occur. Moreover, by having a heat-resistant insulating layer, the mechanical strength of the separator with a heat-resistant insulating layer is improved, and membrane rupture of the separator is less likely to occur. Furthermore, due to its heat shrinkage suppressing effect and high mechanical strength, the separator is less likely to curl during the battery manufacturing process.

[正極集電板および負極集電板]
集電板(25、27)を構成する材料は、特に制限されず、リチウムイオン二次電池用の集電板として従来用いられている公知の高導電性材料が用いられうる。集電板の構成材料としては、例えば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、ステンレス鋼(SUS)、これらの合金等の金属材料が好ましい。軽量、耐食性、高導電性の観点から、より好ましくはアルミニウム、銅であり、特に好ましくはアルミニウムである。なお、正極集電板25と負極集電板27とでは、同一の材料が用いられてもよいし、異なる材料が用いられてもよい。
[Positive current collector plate and negative current collector plate]
The material constituting the current collector plates (25, 27) is not particularly limited, and known highly conductive materials conventionally used as current collector plates for lithium ion secondary batteries can be used. As the constituent material of the current collector plate, for example, metal materials such as aluminum, copper, titanium, nickel, stainless steel (SUS), and alloys thereof are preferable. From the viewpoints of light weight, corrosion resistance, and high conductivity, aluminum and copper are more preferred, and aluminum is particularly preferred. Note that the positive electrode current collector plate 25 and the negative electrode current collector plate 27 may use the same material or different materials.

[正極リードおよび負極リード]
また、図示は省略するが、集電体11と集電板(25、27)との間を正極リードや負極リードを介して電気的に接続してもよい。正極および負極リードの構成材料としては、公知のリチウムイオン二次電池において用いられる材料が同様に採用されうる。なお、外装体から取り出された部分は、周辺機器や配線などに接触して漏電したりして製品(例えば、自動車部品、特に電子機器等)に影響を与えないように、耐熱絶縁性の熱収縮チューブなどにより被覆することが好ましい。
[Positive lead and negative lead]
Further, although not shown, the current collector 11 and the current collecting plates (25, 27) may be electrically connected via a positive electrode lead or a negative electrode lead. As constituent materials for the positive electrode and negative electrode leads, materials used in known lithium ion secondary batteries can be similarly employed. In addition, the parts removed from the exterior body should be covered with heat-resistant insulating material to prevent them from coming into contact with peripheral devices or wiring, causing electrical leakage, and affecting products (e.g., automobile parts, especially electronic equipment, etc.). It is preferable to cover with a shrink tube or the like.

[シール部]
シール部(絶縁層)31は、双極型二次電池(直列積層型電池)に特有の部材であり、電解質層からの電解液の漏れを防止する機能を有する。また、シール部31は、集電体同士の接触や単電池層の端部における短絡を防止する機能を有する。シール部を構成する材料としては、絶縁性、固体電解質の脱落に対するシール性や外部からの水分の透湿に対するシール性(密封性)、電池動作温度下での耐熱性等を有するものであればよい。例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリイミド樹脂、ゴム(エチレン-プロピレン-ジエンゴム:EPDM)等が用いられうる。また、イソシアネート系接着剤や、アクリル樹脂系接着剤、シアノアクリレート系接着剤などを用いてもよく、ホットメルト接着剤(ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂)などを用いてもよい。なかでも、耐食性、耐薬品性、作り易さ(製膜性)、経済性等の観点から、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂が、シール部の構成材料として好ましく用いられ、非結晶性ポリプロピレン樹脂を主成分とするエチレン、プロピレン、ブテンを共重合した樹脂を用いることがより好ましい。
[Seal part]
The seal portion (insulating layer) 31 is a member unique to bipolar secondary batteries (series stacked batteries), and has a function of preventing leakage of electrolyte from the electrolyte layer. Further, the seal portion 31 has a function of preventing contact between current collectors and short circuit at the end of the cell layer. The material constituting the seal part must have insulation properties, sealing properties against falling of the solid electrolyte, sealing properties against permeation of moisture from the outside (sealing properties), and heat resistance under the battery operating temperature. good. For example, acrylic resin, urethane resin, epoxy resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyimide resin, rubber (ethylene-propylene-diene rubber: EPDM), etc. can be used. Further, isocyanate adhesives, acrylic resin adhesives, cyanoacrylate adhesives, etc. may be used, and hot melt adhesives (urethane resins, polyamide resins, polyolefin resins), etc. may also be used. Among these, polyethylene resin and polypropylene resin are preferably used as constituent materials for the sealing part from the viewpoints of corrosion resistance, chemical resistance, ease of production (film formability), economic efficiency, etc. It is more preferable to use a resin obtained by copolymerizing ethylene, propylene, and butene.

[電池外装体]
電池外装体としては、公知の金属缶ケースを用いることができるほか、図1および図2に示すように発電要素を覆うことができる、アルミニウムを含むラミネートフィルム29を用いた袋状のケースが用いられうる。該ラミネートフィルムには、例えば、PP、アルミニウム、ナイロンをこの順に積層してなる3層構造のラミネートフィルム等を用いることができるが、これらに何ら制限されるものではない。高出力化や冷却性能に優れ、EV、HEV用の大型機器用電池に好適に利用することができるという観点から、ラミネートフィルムが望ましい。また、外部から掛かる発電要素への群圧を容易に調整することができることから、外装体はアルミネートラミネートがより好ましい。
[Battery exterior body]
As the battery exterior body, a well-known metal can case can be used, or a bag-shaped case using a laminate film 29 containing aluminum that can cover the power generation element as shown in FIGS. 1 and 2 can be used. It can be done. The laminate film may be, for example, a laminate film having a three-layer structure in which PP, aluminum, and nylon are laminated in this order, but is not limited thereto. A laminate film is desirable from the viewpoint that it has high output and excellent cooling performance, and can be suitably used in batteries for large equipment such as EVs and HEVs. Moreover, since the group pressure applied to the power generation element from the outside can be easily adjusted, the exterior body is more preferably made of aluminate laminate.

本形態に係るリチウムイオン二次電池は、優れたサイクル耐久性および高いエネルギー密度を両立することができる。したがって、本形態に係るリチウムイオン二次電池は、EV、HEVの駆動用電源として好適に使用される。 The lithium ion secondary battery according to this embodiment can have both excellent cycle durability and high energy density. Therefore, the lithium ion secondary battery according to this embodiment is suitably used as a power source for driving EVs and HEVs.

[組電池]
組電池は、電池を複数個接続して構成したものである。詳しくは少なくとも2つ以上用いて、直列化あるいは並列化あるいはその両方で構成されるものである。直列、並列化することで容量および電圧を自由に調節することが可能になる。
[Assembled battery]
A battery pack is constructed by connecting a plurality of batteries. Specifically, it is configured by using at least two or more, serially or parallelly, or both. By connecting them in series or parallel, it becomes possible to freely adjust the capacity and voltage.

電池が複数、直列にまたは並列に接続して装脱着可能な小型の組電池を形成することもできる。そして、この装脱着可能な小型の組電池をさらに複数、直列にまたは並列に接続して、高体積エネルギー密度、高体積出力密度が求められる車両駆動用電源や補助電源に適した大容量、大出力を持つ組電池(電池モジュール、電池パックなど)を形成することもできる。何個の電池を接続して組電池を作製するか、また、何段の小型組電池を積層して大容量の組電池を作製するかは、搭載される車両(電気自動車)の電池容量や出力に応じて決めればよい。 A plurality of batteries can be connected in series or in parallel to form a small detachable battery pack. By connecting multiple small, removable battery packs in series or in parallel, high-capacity, high-capacity power supplies suitable for vehicle drive power sources and auxiliary power sources that require high volumetric energy density and high volumetric power density can be created. It is also possible to form an assembled battery (battery module, battery pack, etc.) that has an output. How many batteries to connect to make a battery pack, and how many stages of small battery packs to stack to make a large-capacity battery pack depends on the battery capacity of the vehicle (electric vehicle) in which it will be mounted. You can decide according to the output.

[車両]
電池またはこれらを複数個組み合わせてなる組電池を車両に搭載することができる。本発明では、長期信頼性に優れた高寿命の電池を構成できることから、こうした電池を搭載するとEV走行距離の長いプラグインハイブリッド電気自動車や、一充電走行距離の長い電気自動車を構成できる。電池またはこれらを複数個組み合わせてなる組電池を、例えば、自動車ならばハイブリッド車、燃料電池車、電気自動車(いずれも四輪車(乗用車、トラック、バスなどの商用車、軽自動車など)のほか、二輪車(バイク)や三輪車を含む)に用いることにより高寿命で信頼性の高い自動車となるからである。ただし、用途が自動車に限定されるわけではなく、例えば、他の車両、例えば、電車などの移動体の各種電源であっても適用は可能であるし、無停電電源装置などの載置用電源として利用することも可能である。
[vehicle]
A battery or a battery pack made by combining a plurality of batteries can be mounted on a vehicle. In the present invention, it is possible to configure a long-life battery with excellent long-term reliability, so when such a battery is installed, a plug-in hybrid electric vehicle with a long EV mileage or an electric vehicle with a long mileage per charge can be configured. Batteries or assembled batteries made by combining multiple of these can be used, for example, in the case of automobiles, such as hybrid vehicles, fuel cell vehicles, electric vehicles (all four-wheeled vehicles (passenger cars, commercial vehicles such as trucks, buses, light vehicles, etc.), etc. , two-wheeled vehicles (including motorcycles, and three-wheeled vehicles)) can provide long-life and highly reliable vehicles. However, the application is not limited to automobiles; for example, it can be applied to various power sources for other vehicles, such as trains, and on-board power sources such as uninterruptible power supplies. It is also possible to use it as

以下、実施例および比較例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明が以下の実施例のみに限定されるわけではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail using Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

<正極活物質>
正極活物質として、以下の2種類の市販品を準備した。
<Cathode active material>
The following two types of commercially available products were prepared as positive electrode active materials.

単結晶NMC複合酸化物1(単結晶1)(Easpring製、ME88SC、LiNi0.86Mn0.08Co0.06、ラフネスファクター:2.4、結晶子径(X):110nm、平均粒子径(D50)(Y):4000nm、Y/X:36.4、結晶構造:空間群R3m、ピーク強度比(003)/(104):1.48、タップ密度:1.76g/cm)。 Single crystal NMC composite oxide 1 (single crystal 1) (manufactured by Easpring, ME88SC, LiNi 0.86 Mn 0.08 Co 0.06 O 2 , roughness factor: 2.4, crystallite diameter (X): 110 nm, average Particle diameter (D50) (Y): 4000 nm, Y/X: 36.4, crystal structure: space group R3m, peak intensity ratio (003)/(104): 1.48, tap density: 1.76 g/cm 3 ).

多結晶NMC複合酸化物1(多結晶1)(Ecopro製、NMC811、LiNi0.8Mn0.1Co0.1、ラフネスファクター:16.5、結晶子径(X):80nm、平均粒子径(D50)(Y):11500nm、Y/X:144、結晶構造:空間群R3m、ピーク強度比(003)/(104):1.29、タップ密度:2.68g/cm)。 Polycrystalline NMC composite oxide 1 (polycrystalline 1) (manufactured by Ecopro, NMC811, LiNi 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 O 2 , roughness factor: 16.5, crystallite diameter (X): 80 nm, average Particle diameter (D50) (Y): 11500 nm, Y/X: 144, crystal structure: space group R3m, peak intensity ratio (003)/(104): 1.29, tap density: 2.68 g/cm 3 ).

なお、各正極活物質の物性値は、以下の手法により測定した。 Note that the physical property values of each positive electrode active material were measured by the following method.

[Y/X]
(結晶子径X)
正極活物質の結晶子径XをWilliamson-Hall法(Williamson-Hall法、Hall,W.II.,J.Inst.Met.,75,1127(1950);idem,Proc.Phys.Soc.,A62,741(1949))を用いることで算出した。測定には、CuKα線を用いたX線回折(XRD)装置(株式会社リガク製)を使用した。Williamson-Hall法によると、正極活物質のX線回折測定により得られる回折ピークのθと、その積分値βとの間には、以下の関係が成り立つ。
[Y/X]
(Crystallite diameter X)
The crystallite diameter , 741 (1949)). For the measurement, an X-ray diffraction (XRD) device (manufactured by Rigaku Co., Ltd.) using CuKα radiation was used. According to the Williamson-Hall method, the following relationship holds between θ of a diffraction peak obtained by X-ray diffraction measurement of a positive electrode active material and its integral value β.

βcosθ/λ=2η(sinθ/λ)+(1/ε)
ここで、εは結晶子径、λはCuKα線の波長、ηは正極活物質の歪に相当する。X軸にsinθ、Y軸にβcosθを取り、得られた正極活物質の回折ピ-クのθとその積分幅βをX軸とY軸にプロットしてゆき、最小二乗法を用いて近似直線を引く。Y軸との交点から結晶子径ε(X)を求める。
βcosθ/λ=2η(sinθ/λ)+(1/ε)
Here, ε corresponds to the crystallite diameter, λ corresponds to the wavelength of the CuKα ray, and η corresponds to the strain of the positive electrode active material. Taking sin θ on the X axis and β cos θ on the Y axis, plot the obtained diffraction peak θ of the positive electrode active material and its integral width β on the X axis and Y axis, and use the least squares method to approximate a straight line. pull. The crystallite diameter ε(X) is determined from the intersection with the Y axis.

(平均粒子径(D50)Y)
正極活物質の平均粒子径(D50)Yをレーザー回折法により測定した。なお、D50は、体積基準における粒度分布の累積値が50%の時の粒子径を表す。
(Average particle diameter (D50)Y)
The average particle diameter (D50) Y of the positive electrode active material was measured by laser diffraction method. Note that D50 represents the particle diameter when the cumulative value of the particle size distribution on a volume basis is 50%.

[ラフネスファクター]
まず、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて正極活物質の粉末を観察し、得られたSEM画像から、活物質粒子の輪郭線上の任意の2点間の距離のうち最大の距離を粒子径として測定し、数十視野中に観察される粒子の粒子径の算術平均値を平均粒子径として算出した。
[Roughness factor]
First, the powder of the positive electrode active material is observed using a scanning electron microscope (SEM), and from the obtained SEM image, the maximum distance between any two points on the contour line of the active material particles is determined as the particle diameter. The arithmetic mean value of the particle diameters of particles observed in several dozen fields of view was calculated as the average particle diameter.

次いで、上記で算出された平均粒子径の値から、当該平均粒子径を粒子径とする真球状の粒子体積[m]および粒子表面積[m]を算出し、得られた粒子体積に活物質の比重(ここでは、4.78[g/cm])を乗じることにより、上記真球状の粒子質量[g]を算出した。そして、上記で算出した粒子表面積を、同じく上記で算出した粒子質量で除することにより、「平均粒子径から算出される幾何比表面積[m/g]」を算出した。 Next, from the value of the average particle diameter calculated above, the particle volume [m 3 ] and particle surface area [m 2 ] of a true spherical shape with the average particle diameter as the particle diameter are calculated, and the particle volume obtained is The true spherical particle mass [g] was calculated by multiplying by the specific gravity of the substance (here, 4.78 [g/cm 3 ]). Then, the "geometric specific surface area [m 2 /g] calculated from the average particle diameter" was calculated by dividing the particle surface area calculated above by the particle mass also calculated above.

一方、JIS Z8830:2013(ISO 9277:2010)に記載の「ガス吸着による粉体(固体)の比表面積測定方法」に準じて、静的容量法により窒素ガスを吸着ガスとして測定を行い、多点法により解析することによりBET比表面積[m/g]を算出した。そして、上記で算出された「平均粒子径から算出される幾何比表面積」に対する「BET比表面積」の比の値(=BET比表面積/幾何比表面積)として、ラフネスファクターを算出した。 On the other hand, according to the "Method for measuring the specific surface area of powder (solid) by gas adsorption" described in JIS Z8830:2013 (ISO 9277:2010), measurements were carried out using nitrogen gas as an adsorbed gas by the static capacitance method. BET specific surface area [m 2 /g] was calculated by analysis using the point method. Then, the roughness factor was calculated as the value of the ratio of the "BET specific surface area" to the "geometric specific surface area calculated from the average particle diameter" calculated above (=BET specific surface area/geometric specific surface area).

[結晶構造、ピーク強度比(003)/(104)]
正極活物質の結晶構造およびピーク強度比(I(003)/I(104))を算出するための粉末X線回折測定には、CuKα線を用いたX線回折装置(株式会社リガク製)を使用し、Fundamental Parameterを採用して解析を行った。回折角2θ=15~120°の範囲より得られたX線回折パターンを用いて、解析用ソフトウエアTopas Version 3を用いて解析を行った。
[Crystal structure, peak intensity ratio (003)/(104)]
For powder X-ray diffraction measurements to calculate the crystal structure and peak intensity ratio (I(003)/I(104)) of the positive electrode active material, an X-ray diffractometer (manufactured by Rigaku Co., Ltd.) using CuKα rays was used. The analysis was conducted using the Fundamental Parameter. Using the X-ray diffraction pattern obtained from the diffraction angle 2θ=15 to 120°, analysis was performed using analysis software Topas Version 3.

[タップ密度]
正極活物質を10mLのガラス製メスシリンダーに入れ、200回タップした後の粉体充填密度を測定し、これを正極活物質のタップ密度とした。
[Tap density]
The positive electrode active material was placed in a 10 mL glass graduated cylinder, and the powder packing density after tapping 200 times was measured, and this was taken as the tapped density of the positive electrode active material.

<正極の作製>
[実施例1]
正極活物質として上記単結晶NMC複合酸化物1(単結晶1)95質量部、導電助剤としてアセチレンブラック(AB)3質量部、バインダとしてポリフッ化ビニリデン(PVDF)2質量部からなる固形分に対し、溶媒であるN-メチル-2-ピロリドン(NMP)を混合することにより正極スラリーを得た。この際、PVDFはあらかじめNMPに7質量%に分散させた溶液を作製して添加、混合し、固形分濃度の調整もNMPを用いて行った。得られた正極スラリーを目付(片面塗工量)が20mg/cmとなるようにギャップを調節したドクターブレードと塗工機(テスター産業製)とを用いて厚さ20μmのアルミニウム箔上に塗工し、塗膜を90℃に調節したホットプレート上で1時間乾燥させた。乾燥させた塗膜を、卓上小型ロールプレス機(テスター産業株式会社製)を用い、最終的な正極活物質層の厚さが58.8μmとなるようにプレスした。その後、これを真空乾燥機に入れ、真空引きした状態で130℃で8時間乾燥させることで、本実施例の正極を得た。
<Preparation of positive electrode>
[Example 1]
A solid content consisting of 95 parts by mass of the above single crystal NMC composite oxide 1 (single crystal 1) as a positive electrode active material, 3 parts by mass of acetylene black (AB) as a conductive aid, and 2 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder. On the other hand, a positive electrode slurry was obtained by mixing N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a solvent. At this time, a solution in which PVDF was dispersed at 7% by mass in NMP was prepared in advance, added and mixed, and the solid content concentration was also adjusted using NMP. The obtained positive electrode slurry was coated onto a 20 μm thick aluminum foil using a doctor blade and a coating machine (manufactured by Tester Sangyo) with a gap adjusted so that the basis weight (coating amount on one side) was 20 mg/cm 2 . The coating film was dried on a hot plate adjusted to 90° C. for 1 hour. The dried coating film was pressed using a tabletop small roll press machine (manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.) so that the final thickness of the positive electrode active material layer was 58.8 μm. Thereafter, this was placed in a vacuum dryer and dried at 130° C. for 8 hours under vacuum to obtain the positive electrode of this example.

[実施例2~4、比較例8~11]
実施例1において、正極活物質層の最終的な厚さが下記表1に記載の厚さになるようにプレス条件をそれぞれ変化させたことを除いては、実施例1と同様にして実施例2~4、比較例8~11の正極を作製した。
[Examples 2 to 4, Comparative Examples 8 to 11]
Example 1 was carried out in the same manner as in Example 1, except that the pressing conditions were changed so that the final thickness of the positive electrode active material layer was as shown in Table 1 below. Positive electrodes of Examples 2 to 4 and Comparative Examples 8 to 11 were prepared.

[比較例1~7]
実施例1において、正極活物質を上記多結晶NMC複合酸化物1(多結晶1)に変更し、正極活物質層の最終的な厚さが下記表1に記載の厚さになるようにプレス条件をそれぞれ変化させたことを除いては、実施例1と同様にして比較例1~7の正極を作製した。
[Comparative Examples 1 to 7]
In Example 1, the positive electrode active material was changed to the above polycrystalline NMC composite oxide 1 (polycrystalline 1), and pressed so that the final thickness of the positive electrode active material layer was as shown in Table 1 below. Positive electrodes of Comparative Examples 1 to 7 were produced in the same manner as in Example 1, except that the conditions were changed.

<リチウムイオン二次電池の作製>
上記で作製した正極と負極としてのLi金属とを対向させ、この間にガラス繊維セパレータ(厚さ:200μm)を配置した。次いで、正極、セパレータおよび負極(Li金属)の積層体をコインセル(CR2025)の底部側に配置した。さらに、電極同士の絶縁性を保つためガスケットを装着し、電解液150μmをピペットにより注入し、スプリングおよびスペーサを積層し、コインセルの上部側を重ねあわせ、かしめることにより密閉して、リチウムイオン二次電池(コインセル)を作製した。なお、上記電解液としては、エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)との混合溶媒(体積比3:7)にLiPF 1mol/Lを溶解させて得られた電解液(キシダ化学株式会社製)を用いた。また、セル作製はすべてドライルーム内のグローブボックス(露点-60℃)の中で実施した。
<Production of lithium ion secondary battery>
The positive electrode prepared above and the Li metal serving as the negative electrode were opposed to each other, and a glass fiber separator (thickness: 200 μm) was placed between them. Next, a laminate of a positive electrode, a separator, and a negative electrode (Li metal) was placed on the bottom side of a coin cell (CR2025). Furthermore, a gasket is attached to maintain insulation between the electrodes, a 150 μm electrolyte is injected with a pipette, a spring and a spacer are stacked, the upper sides of the coin cells are overlapped, and the coin cell is sealed by caulking. A secondary battery (coin cell) was manufactured. The electrolytic solution is an electrolytic solution obtained by dissolving 1 mol/L of LiPF 6 in a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) (volume ratio 3:7) (Kishida Chemical Co., Ltd.). (manufactured by) was used. Furthermore, all cell preparations were performed in a glove box (dew point -60°C) in a dry room.

[サイクル耐久性の測定]
25℃の条件下において、1C=230mAh/gとし、初回および2回目の充放電を、電圧範囲2.5~4.3Vで充電CC-CVモード、放電CCモード(充電・放電間の休止時間8時間)で実施した。充放電レートは、初回充電のみ0.05Cで実施し、それ以外は0.1Cで実施した。サイクル試験は充電/放電=0.33C/0.33Cで充放電を行い、50サイクルごとに充電/放電=0.1C/0.1Cでチェックアップサイクルを行った。そして、1サイクル目の放電容量に対する100サイクル目の放電容量の割合を容量維持率[%]として算出した。
[Measurement of cycle durability]
Under the condition of 25°C, 1C = 230mAh/g, the first and second charge and discharge are performed in the voltage range of 2.5 to 4.3V in charging CC-CV mode and discharging CC mode (rest time between charging and discharging). 8 hours). The charge/discharge rate was 0.05C only for the first charge, and 0.1C for the rest. In the cycle test, charging/discharging was performed at charge/discharge = 0.33C/0.33C, and a check-up cycle was performed at charge/discharge = 0.1C/0.1C every 50 cycles. Then, the ratio of the discharge capacity at the 100th cycle to the discharge capacity at the 1st cycle was calculated as the capacity retention rate [%].

電極エネルギー密度は、1サイクル目の放電について、下記式により求めた。 The electrode energy density was determined using the following formula for the first cycle of discharge.

上記式中、正極容量密度(Ah/m)は、正極活物質の容量(Ah/g)×正極の単位面積あたりの活物質担持量(g/m)により求められる。平均電圧(V)は、放電曲線(横軸容量、縦軸電圧のカーブ)の面積から総エネルギー(mWh)を求め、これを得られた放電容量(mAh)で割ることにより求めた。電極層厚み(m)は、(正極集電体-正極活物質層-セパレータ-負極活物質層-負極集電体)の厚みを表す。 In the above formula, the positive electrode capacity density (Ah/m 2 ) is determined by the capacity of the positive electrode active material (Ah/g)×the amount of active material supported per unit area of the positive electrode (g/m 2 ). The average voltage (V) was determined by determining the total energy (mWh) from the area of the discharge curve (horizontal axis capacity, vertical axis voltage curve) and dividing this by the obtained discharge capacity (mAh). The electrode layer thickness (m) represents the thickness of (positive electrode current collector - positive electrode active material layer - separator - negative electrode active material layer - negative electrode current collector).

結果を下記表1および図3に示す。図3は、実施例1~4、比較例1~11で作製した正極を用いた電池の正極活物質層の密度と容量維持率の関係を表す図である。 The results are shown in Table 1 and FIG. 3 below. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the density of the positive electrode active material layer and the capacity retention rate of batteries using the positive electrodes produced in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 11.

表1および図3の結果より、本発明のリチウムイオン二次電池用正極である実施例1~4の正極を用いると、容量維持率および電極エネルギー密度の両方に優れた電池が得られることがわかった。 From the results shown in Table 1 and FIG. 3, it can be seen that when the positive electrodes of Examples 1 to 4, which are the positive electrodes for lithium ion secondary batteries of the present invention, are used, a battery excellent in both capacity retention and electrode energy density can be obtained. Understood.

一方、多結晶の正極活物質を用いた場合は、比較例1~3のように正極活物質層の密度が3.40g/cm未満であると正極活物質層の厚さが厚くなることに起因して十分な電極エネルギー密度を達成することができない。その一方で、比較例4~7のように正極活物質層の密度を3.40g/cm以上とするとサイクル耐久性が低下してしまうことがわかった。また、単結晶の正極活物質を用いたとしても、正極活物質層の密度が3.40g/cm未満である場合には、十分な電極エネルギー密度を達成することができないことが確認された。 On the other hand, when a polycrystalline positive electrode active material is used, if the density of the positive electrode active material layer is less than 3.40 g/cm 3 as in Comparative Examples 1 to 3, the thickness of the positive electrode active material layer becomes thick. Due to this, sufficient electrode energy density cannot be achieved. On the other hand, it was found that when the density of the positive electrode active material layer was set to 3.40 g/cm 3 or more as in Comparative Examples 4 to 7, the cycle durability decreased. Furthermore, it was confirmed that even if a single-crystal cathode active material was used, sufficient electrode energy density could not be achieved if the density of the cathode active material layer was less than 3.40 g/ cm3 . .

10a 積層型二次電池、
10b 双極型二次電池、
11 集電体、
11a 正極側の最外層集電体、
11b 負極側の最外層集電体、
11’ 正極集電体
12 負極集電体
13 正極活物質層、
15 負極活物質層、
17 電解質層、
19 単電池層、
21 発電要素、
23 双極型電極、
25 正極集電板(正極タブ)、
27 負極集電板(負極タブ)、
29 ラミネートフィルム、
31 シール部。
10a stacked secondary battery,
10b bipolar secondary battery,
11 current collector,
11a outermost layer current collector on the positive electrode side,
11b outermost layer current collector on the negative electrode side,
11′ positive electrode current collector 12 negative electrode current collector 13 positive electrode active material layer,
15 negative electrode active material layer,
17 electrolyte layer,
19 cell layer,
21 Power generation element,
23 Bipolar electrode,
25 Positive electrode current collector plate (positive electrode tab),
27 Negative electrode current collector plate (negative electrode tab),
29 Laminating film,
31 Seal part.

Claims (8)

正極活物質を含む正極活物質層を有するリチウムイオン二次電池用正極であって、
前記正極活物質は、Williamson-Hall法から算出される結晶子径をX(nm)、レーザー回折法から算出される平均粒子径(D50)をY(nm)とした際に、Y/X≦70を満たし、
前記正極活物質層の密度が、3.40g/cm以上3.80g/cm未満である、リチウムイオン二次電池用正極。
A positive electrode for a lithium ion secondary battery having a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material,
The positive electrode active material satisfies Y/X≦, where X (nm) is the crystallite diameter calculated by the Williamson-Hall method, and Y (nm) is the average particle diameter (D50) calculated by the laser diffraction method. meet 70,
A positive electrode for a lithium ion secondary battery, wherein the density of the positive electrode active material layer is 3.40 g/cm 3 or more and less than 3.80 g/cm 3 .
前記正極活物質層の密度が、3.45g/cm以上3.65g/cm以下である、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用正極。 The positive electrode for a lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the density of the positive electrode active material layer is 3.45 g/cm 3 or more and 3.65 g/cm 3 or less. 前記正極活物質の、平均粒子径から算出される幾何比表面積に対するBET比表面積の比の値として定義されるラフネスファクターの値が3以下である、請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池用正極。 The lithium ion secondary according to claim 1 or 2, wherein the positive electrode active material has a roughness factor value of 3 or less, which is defined as the ratio of the BET specific surface area to the geometric specific surface area calculated from the average particle diameter. Positive electrode for batteries. 前記正極活物質は、R3mの空間群からなり、X線回折測定により得られる(104)面の回折ピークに対する(003)面の回折ピークのピーク強度比(003)/(104)が1.35以上である、請求項1~3のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用正極。 The positive electrode active material consists of a space group of R3m, and the peak intensity ratio (003)/(104) of the diffraction peak of the (003) plane to the diffraction peak of the (104) plane obtained by X-ray diffraction measurement is 1.35. The positive electrode for a lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 3, which is the above. 前記正極活物質のタップ密度が2g/cm以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用正極。 The positive electrode for a lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the positive electrode active material has a tap density of 2 g/cm 3 or less. 前記正極活物質は、層状構造を有するリチウム-ニッケル-マンガン-コバルト複合酸化物である、請求項1~5のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用正極。 The positive electrode for a lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the positive electrode active material is a lithium-nickel-manganese-cobalt composite oxide having a layered structure. 前記層状構造を有するリチウム-ニッケル-マンガン-コバルト複合酸化物において、ニッケルの含有比率が、リチウム以外の金属原子の合計量に対して組成比で80原子%以上90原子%未満の範囲である、請求項6に記載のリチウムイオン二次電池用正極。 In the lithium-nickel-manganese-cobalt composite oxide having a layered structure, the content ratio of nickel is in the range of 80 atomic % or more and less than 90 atomic % in terms of composition ratio with respect to the total amount of metal atoms other than lithium. The positive electrode for a lithium ion secondary battery according to claim 6. 請求項1~7のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池用正極を有する発電要素を備えた、リチウムイオン二次電池。 A lithium ion secondary battery comprising a power generation element having the positive electrode for a lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 7.
JP2022048343A 2022-03-24 2022-03-24 Positive electrode for lithium ion secondary battery Pending JP2023141825A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022048343A JP2023141825A (en) 2022-03-24 2022-03-24 Positive electrode for lithium ion secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022048343A JP2023141825A (en) 2022-03-24 2022-03-24 Positive electrode for lithium ion secondary battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023141825A true JP2023141825A (en) 2023-10-05

Family

ID=88206126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022048343A Pending JP2023141825A (en) 2022-03-24 2022-03-24 Positive electrode for lithium ion secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023141825A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9461299B2 (en) Transition metal oxide containing solid solution lithium, non-aqueous electrolyte secondary battery positive electrode and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP5223166B2 (en) Battery active material and secondary battery
US9496065B2 (en) Positive electrode active material for electric device, positive electrode for electric device, and electric device
JP5402411B2 (en) Lithium ion secondary battery and manufacturing method thereof
JP5625273B2 (en) Method for producing positive electrode material for lithium ion battery
KR101891013B1 (en) Electrical device
WO2014133070A1 (en) Negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries
WO2014203621A1 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
KR20160100348A (en) Electrical device
US20170012287A1 (en) Electrical device
WO2016093246A1 (en) Lithium ion secondary battery
JP6815902B2 (en) Positive electrode for lithium ion secondary battery and battery using it
EP3780234B1 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2020068081A (en) Lithium ion conductive solid electrolyte, and electrochemical device including the same
JP7437995B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2023017367A (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP7040364B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP7040388B2 (en) Lithium ion secondary battery
JP2021170494A (en) Secondary battery
JP2023141825A (en) Positive electrode for lithium ion secondary battery
JP2023015591A (en) Positive electrode for lithium ion secondary battery
WO2021240194A1 (en) Secondary battery positive electrode
US20240079587A1 (en) Composite cathodes for li-ion batteries
JP2022158172A (en) Manufacturing method of non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2024025740A (en) Electrode for lithium ion secondary battery