JP3374136B2 - Lithium secondary battery - Google Patents

Lithium secondary battery

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JP3374136B2
JP3374136B2 JP2001213906A JP2001213906A JP3374136B2 JP 3374136 B2 JP3374136 B2 JP 3374136B2 JP 2001213906 A JP2001213906 A JP 2001213906A JP 2001213906 A JP2001213906 A JP 2001213906A JP 3374136 B2 JP3374136 B2 JP 3374136B2
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graphite
secondary battery
lithium secondary
battery
negative electrode
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宣之 好永
浩司 上野
修弘 古川
俊之 能間
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、リチウム二次電池に係
わり、詳しくは黒鉛を単一成分又は主成分とする炭素材
料を負極材料とするリチウム二次電池の電解液の改良に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithium secondary battery, and more particularly to improvement of an electrolyte for a lithium secondary battery using a carbon material containing graphite as a single component or a main component as a negative electrode material.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近時、
リチウム二次電池の負極材料として、可撓性に優れ
る、モッシー状のリチウムが電析するおそれがないな
どの理由から、炭素材料が、従前のリチウム合金に代わ
る負極材料として検討されている。
2. Description of the Related Art Recently, in recent years,
As a negative electrode material for a lithium secondary battery, a carbon material has been studied as a negative electrode material that replaces the conventional lithium alloy because it has excellent flexibility and there is no risk of electrodeposition of mossy lithium.

【0003】ところで、従前主に検討されてきた炭素材
料はコークスであり、黒鉛は殆ど検討の対象外に置かれ
ていた。しかし、コークスでは、リチウムの挿入量が充
分には大きくないため、大容量の電池を得難い。本発明
者らが知る限りでは、黒鉛を負極材料として使用してな
る二次電池を提案した文献としては、USP No.
4,423,125をただ一つ挙げ得るのみである。
By the way, the carbon material that has been mainly studied in the past is coke, and graphite has been almost excluded from the subject of the study. However, in coke, since the amount of lithium inserted is not sufficiently large, it is difficult to obtain a large-capacity battery. As far as the inventors of the present invention know, as a document proposing a secondary battery using graphite as a negative electrode material, USP No.
Only 4,423,125 can be mentioned.

【0004】上記の米国特許公報には、負極材料に活物
質としてのリチウムを吸蔵せる炭素材料を用い、電解液
に、溶媒としての1,3−ジオキソランに電解質溶質と
してのLiAsF6を溶かした溶液を用いた二次電池が
提案されており、同公報が報告するところによれば、サ
イクル特性に優れた二次電池が得られるとのことであ
る。
In the above-mentioned US Patent Publication, a carbon material capable of occluding lithium as an active material is used as a negative electrode material, and 1,3-dioxolane as a solvent and LiAsF 6 as an electrolyte solute are dissolved in an electrolytic solution. A secondary battery using the above has been proposed, and the publication discloses that a secondary battery having excellent cycle characteristics can be obtained.

【0005】しかしながら、後記する実施例に於いて、
従来電池としてその特性を示すように、上記従来の二次
電池は、サイクル特性(サイクル寿命)はもとより、黒
鉛の単位重量当たりの容量(mAh/g)、初期充放電
効率(%)、電池容量(%)、自己放電率(%/月)、
充放電効率(%)などの多くの点で特性が劣り、実用上
充分満足のいく二次電池ではなかった。
However, in the embodiment described later,
As shown in the characteristics of the conventional battery, the conventional secondary battery has not only cycle characteristics (cycle life), but also capacity per unit weight of graphite (mAh / g), initial charge / discharge efficiency (%), and battery capacity. (%), Self-discharge rate (% / month),
In many respects such as charge / discharge efficiency (%), the characteristics were inferior, and the secondary battery was not satisfactory in practical use.

【0006】これは、1,3−ジオキソランが負極側
(還元側)で重合することに起因するものと推察され
る。
It is speculated that this is because 1,3-dioxolane is polymerized on the negative electrode side (reduction side).

【0007】本発明は、以上の事情に鑑みなされたもの
であって、その目的とするところは、電池容量が大き
く、自己放電率が小さく、サイクル特性に優れ、しかも
充放電効率の高い黒鉛を負極材料とするリチウム二次電
池を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a graphite having a large battery capacity, a small self-discharge rate, excellent cycle characteristics, and high charge-discharge efficiency. It is to provide a lithium secondary battery as a negative electrode material.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係るリチウム二
次電池においては、上記の目的を達成するために、リチ
ウムを吸蔵放出可能な化合物を主材とする正極と、X線
回折におけるc軸方向の結晶子の大きさLcが150Å
以上の黒鉛(但し、X線回折におけるc軸方向の結晶子
の大きさLcが300Å未満のものを除く)とピッチと
の混合物を焼成して得た炭素材料を主材とする負極と、
これら正負両極間に介装されたセパレータと、溶媒に電
解質溶質が溶解された電解液とを備え、上記の溶媒とし
て、エチレンカーボネートと、低沸点溶媒(但し、ジメ
トキシエタンを除く)との混合溶媒を用いたのである。
In order to achieve the above object, in a lithium secondary battery according to the present invention, a positive electrode containing a compound capable of inserting and extracting lithium as a main material, and a c-axis in X-ray diffraction are used. Direction crystallite size Lc is 150Å
A negative electrode containing a carbon material as a main material, which is obtained by firing a mixture of the above graphite (except those having a crystallite size Lc in the c-axis direction in X-ray diffraction of less than 300 Å) and pitch.
A separator interposed between these positive and negative electrodes and an electrolytic solution in which an electrolyte solute is dissolved in a solvent, and as the above solvent, a mixed solvent of ethylene carbonate and a low boiling point solvent (excluding dimethoxyethane) Was used.

【0009】ここで、本発明におけるリチウム二次電池
において、上記の正極に用いるリチウムを吸蔵放出可能
な化合物としては、無機化合物として、Li2FeO3
TiO2、V25などの所謂トンネル状の空孔を有する
酸化物や、TiS2、MoS2等の層状構造の金属カルコ
ゲン化物が例示されるが、組成式LixMO2又はLiy
24(但し、Mは遷移元素、0≦x≦1、0≦y≦
2)で表される複合酸化物が好ましく、この具体例とし
ては、例えば、LiCoO2、LiMnO2、LiNiO
2、LiCrO2、LiMn24等が挙げられる。
In the lithium secondary battery of the present invention, the compound capable of inserting and extracting lithium used for the positive electrode is Li 2 FeO 3 as an inorganic compound,
Examples thereof include oxides having so-called tunnel-shaped pores such as TiO 2 and V 2 O 5 , and metal chalcogenides having a layered structure such as TiS 2 and MoS 2. The composition formula is Li x MO 2 or Li y.
M 2 O 4 (where M is a transition element, 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦
The complex oxide represented by 2) is preferable, and specific examples thereof include LiCoO 2 , LiMnO 2 , and LiNiO.
2 , LiCrO 2 , LiMn 2 O 4, and the like.

【0010】また、正極に用いるリチウムを吸蔵放出可
能な有機化合物としては、ポリアニリン等の導電性ポリ
マー、ポリアニリン等の導電性ポリマーに下記化1で表
されるパーフルオロカーボンスルホン酸(デュポン社
製、商品名「ナフィオン」(Nafion))やポルフ
ィリン等をドープしてなるドーパント含有導電性ポリマ
ーが例示される。
As the organic compound capable of occluding and releasing lithium used for the positive electrode, a conductive polymer such as polyaniline, a perfluorocarbon sulfonic acid represented by the following chemical formula 1 in a conductive polymer such as polyaniline (manufactured by DuPont, product Examples thereof include dopant-containing conductive polymers doped with the name “Nafion” or porphyrin.

【0011】[0011]

【化1】 [Chemical 1]

【0012】その他、正極に用いるリチウムを吸蔵放出
可能な化合物としては、黒鉛の層間にLiCoO2、L
iMnO2、LiNiO2、Li2FeO3、LiCrO2
などの金属酸化物が挿入された層間化合物、黒鉛の層間
に陰イオンが挿入された層間化合物、黒鉛の層間にハロ
ゲン又はハロゲン化物が挿入された層間化合物、黒鉛の
層間にポルフィリンが挿入された層間化合物などを用い
ることもできる。
Other compounds that can store and release lithium used for the positive electrode include LiCoO 2 and L between graphite layers.
iMnO 2 , LiNiO 2 , Li 2 FeO 3 , LiCrO 2
Intercalation compounds with metal oxides such as intercalation compounds, intercalation compounds with anions intercalated between graphite layers, intercalation compounds with halogen or halide intercalation between graphite layers, intercalation layers with porphyrin intercalation between graphite layers A compound etc. can also be used.

【0013】そして、上記の正極の材料は、アセチレン
ブラック、カーボンブラック等の導電剤及びポリテトラ
フルオロエチレン(PTFE)、ポリ二フッ化ビニリデ
ン(PVdF)等の結着剤と混練して正極合剤として使
用される。なお、上記の導電性ポリマー及びドーパント
含有導電性ポリマーのうち、導電性に優れるものについ
ては、導電剤を配合することなく結着剤と混練して正極
合剤としてもよい。
The positive electrode material is kneaded with a conductive agent such as acetylene black or carbon black and a binder such as polytetrafluoroethylene (PTFE) or polyvinylidene difluoride (PVdF) to prepare a positive electrode mixture. Used as. Among the above-mentioned conductive polymers and dopant-containing conductive polymers, those having excellent conductivity may be kneaded with a binder without blending a conductive agent to obtain a positive electrode mixture.

【0014】また、本発明におけるリチウム二次電池に
おいては、負極の材料として、上記のようにX線回折に
おけるc軸方向の結晶子の大きさLcが150Å以上の
黒鉛(但し、X線回折におけるc軸方向の結晶子の大き
さLcが300Å未満のものを除く)とピッチとの混合
物を焼成して得た炭素材料が用いられる。
Further, in the lithium secondary battery of the present invention, as the material of the negative electrode, graphite having a crystallite size Lc in the c-axis direction in X-ray diffraction of 150 Å or more as described above (however, in the X-ray diffraction A carbon material obtained by firing a mixture of a crystallite size Lc in the c-axis direction Lc of less than 300Å) and a pitch is used.

【0015】ここで、上記の黒鉛としては、平均粒径が
1〜30μmの範囲内である黒鉛、X線回折における格
子面(002)面のd値(d002)が3.35〜3.4
0Åの範囲内である黒鉛、比表面積が0.5〜50m2
/gの範囲内である黒鉛、真密度が1.9〜2.3g/
cm3の範囲内である黒鉛を用いることが好ましく、さ
らに、X線回折におけるa軸方向の結晶子の大きさLa
が150Å以上であり、H/Cの原子比の値が0.1以
下であり、ラマン分析におけるG値(1360cm-1
1590cm-1)が0.05以上である黒鉛を用いるこ
とがより好ましい。
Here, as the above-mentioned graphite, graphite having an average particle diameter in the range of 1 to 30 μm, and the d value (d 002 ) of the lattice plane (002) plane in X-ray diffraction is 3.35-3.3. Four
Graphite having a specific surface area of 0.5 to 50 m 2 within the range of 0Å
/ G in the range of true density of 1.9 to 2.3 g / g
It is preferable to use graphite in the range of cm 3 , and further, the crystallite size La in the a-axis direction in X-ray diffraction is La.
Is 150 Å or more, the atomic ratio of H / C is 0.1 or less, and the G value in Raman analysis (1360 cm -1 /
It is more preferable to use graphite whose 1590 cm −1 ) is 0.05 or more.

【0016】そして、上記のような黒鉛は、天然黒鉛
か、人造黒鉛か、キッシュ黒鉛かは問われない。因み
に、キッシュ黒鉛とは、製鉄所において溶鉱炉にて20
00°C以上の温度で鉄を溶融させた際に、鉄中に含ま
れている炭素が昇華して炉壁に付着し再結晶して出来た
ものであり、天然黒鉛以上に結晶化度の高い炭素材料で
ある。また、必要に応じて、これらの黒鉛の二種以上の
合剤を用いるようにしてもよい。なお、ここでいう人造
黒鉛には、黒鉛をさらに加工、変成してなる膨張黒鉛な
どの黒鉛系物質も含まれる。
The graphite as described above may be natural graphite, artificial graphite or quiche graphite. By the way, quiche graphite is used in a blast furnace at an iron mill.
When iron was melted at a temperature of 00 ° C or higher, the carbon contained in the iron sublimated, adhered to the furnace wall, and recrystallized. It is a high carbon material. Moreover, you may make it use the mixture of 2 or more types of these graphites as needed. The artificial graphite referred to here also includes graphite-based substances such as expanded graphite obtained by further processing and modifying graphite.

【0017】ここで、上記の天然黒鉛としては、スリラ
ンカ産黒鉛、マダガスカル産黒鉛、朝鮮産フレーク状黒
鉛、朝鮮産土状黒鉛、中国産黒鉛などがあり、人造黒鉛
としては、コークス系黒鉛がある。なお、これらの天然
黒鉛及び人造黒鉛のX線回折における格子面(002)
面のd値(d002)及びX線回折におけるc軸方向の結
晶子の大きさLcを表1に示す。
Examples of the above-mentioned natural graphite include graphite from Sri Lanka, graphite from Madagascar, flake graphite from Korea, clay-like graphite from Korea, and graphite from China. Coke-based graphite is an example of artificial graphite. The lattice plane (002) in X-ray diffraction of these natural graphite and artificial graphite
Table 1 shows the d value (d 002 ) of the plane and the crystallite size Lc in the c-axis direction in X-ray diffraction.

【0018】[0018]

【表1】 [Table 1]

【0019】また、上記の天然黒鉛の市販品としては、
関西熱化学社製の「NG−2」、「NG−2L」、「N
G−4」、「NG−4L」、「NG−7」、「NG−7
L」、「NG−10」、「NG−10L」、「NG−1
2」、「NG−12L」、「NG−14」、「NG−1
4L」、「NG−100」、「NG−100L」(以
上、純度99%以上の高純度黒鉛);中越黒鉛社製の
「CX−3000」、「FBF」、「BF」、「CB
R」、「SSC−3000」、「SSC−600」、
「SSC−3」、「SSC」、「CX−600」、「C
PF−8」、「CPF−3」、「CPB−6S」、「C
PB」、「96E」、「96L」、「96L−3」、
「90L−3」、「CPC」、「S−87」、「K−
3」、「CF−80」、「CF−48」、「CF−3
2」、「CP−150」、「CP−100」、「C
P」、「HF−80」、「HF−48」、「HF−3
2」、「SC−120」、「SC−80」、「SC−6
0」、「SC−32」(以上、鱗状黒鉛)、「APF−
3000」、「APF」、「AX−600」、「S−
3」、「AP−6」、「AP−3」、「300F」、
「150F」(以上、土状黒鉛);日本黒鉛工業社製の
「CSSP」、「CSPE」、「CSP」、「特C
P」、「CP」、「CP・B」、「CB−150」、
「CB−100」、「F♯1」、「F♯2」、「F♯
3」、「SF・A」、「SF・B」(以上、鱗状黒
鉛)、「AOP」、「AUP」、「ASSP」、「AS
P」、「AP」、「青P」、「APB」、「PD」、
「CA.C」、「P♯1」(以上、土状黒鉛)、「AC
P−1000」、「ACP」、「ACCB−150」、
「SP−5」、「SP−5L」、「SP−10」、「S
P−10L」、「SP−20」、「SP−20L」、
「SCB+100」、「SP−300」、「HOP」
(以上、純度97.5%以上の高純度黒鉛)が例示され
る。
Commercial products of the above-mentioned natural graphite include
"NG-2", "NG-2L", "N" manufactured by Kansai Thermochemical Co., Inc.
"G-4", "NG-4L", "NG-7", "NG-7"
L "," NG-10 "," NG-10L "," NG-1 "
2 "," NG-12L "," NG-14 "," NG-1 "
4L "," NG-100 "," NG-100L "(above, high-purity graphite with a purity of 99% or more);" CX-3000 "," FBF "," BF "," CB "manufactured by Chuetsu Graphite Co., Ltd.
R ”,“ SSC-3000 ”,“ SSC-600 ”,
"SSC-3", "SSC", "CX-600", "C
"PF-8", "CPF-3", "CPB-6S", "C
PB "," 96E "," 96L "," 96L-3 ",
"90L-3", "CPC", "S-87", "K-"
3 "," CF-80 "," CF-48 "," CF-3 "
2 "," CP-150 "," CP-100 "," C
P "," HF-80 "," HF-48 "," HF-3 "
2 "," SC-120 "," SC-80 "," SC-6 "
0 "," SC-32 "(above, scaly graphite)," APF-
3000 "," APF "," AX-600 "," S- "
3 "," AP-6 "," AP-3 "," 300F ",
"150F" (above, soil graphite); "CSSP", "CSPE", "CSP", "special C" manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd.
P ”,“ CP ”,“ CP / B ”,“ CB-150 ”,
"CB-100", "F # 1", "F # 2", "F #
3 ”,“ SF • A ”,“ SF • B ”(above, scaly graphite),“ AOP ”,“ AUP ”,“ ASSP ”,“ AS ”
"P", "AP", "blue P", "APB", "PD",
"CA.C", "P # 1" (above, earth graphite), "AC
P-1000 "," ACP "," ACCB-150 ",
"SP-5", "SP-5L", "SP-10", "S"
P-10L "," SP-20 "," SP-20L ",
"SCB + 100", "SP-300", "HOP"
(The above is high-purity graphite having a purity of 97.5% or more).

【0020】また、上記の人造黒鉛の市販品としては、
中越黒鉛社製の「RA−3000」、「RA−15」、
「RA−44」、「GX−600」、「G−6S」、
「G−3」、「G−150」、「G−100」、「G−
48」、「G−30」、「G−50」;日本黒鉛工業社
製の「HAG−150」、「HAG−15」、「HAG
−5」、「PAG−15」、「PAG−5」、「PAG
−80」、「PAG−60」、「SGS−100」、
「SGS−50」、「SGS−25」、「SGS−1
5」、「SGS−5」、「SGS−1」、「SGP−1
00」、「SGP−50」、「SGP−25」、「SG
P−15」、「SGP−5」、「SGP−1」、「SG
O−100」、「SGO−50」、「SGO−25」、
「SGO−15」、「SGO−5」、「SGO−1」、
「SGX−100」、「SGX−50」、「SGX−2
5」、「SGX−15」、「SGX−5」、「SGX−
1」の他、99.9%以上の高純度人造黒鉛であるとこ
ろの、「QP−2」、「QP−5」、「QP−10」、
「QP−20」が例示される。
Commercial products of the above-mentioned artificial graphite include
"RA-3000", "RA-15" manufactured by Chuetsu Graphite Co., Ltd.
"RA-44", "GX-600", "G-6S",
"G-3", "G-150", "G-100", "G-"
48 "," G-30 "," G-50 ";" HAG-150 "," HAG-15 "," HAG "manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd.
-5 "," PAG-15 "," PAG-5 "," PAG "
-80 "," PAG-60 "," SGS-100 ",
"SGS-50", "SGS-25", "SGS-1"
5 "," SGS-5 "," SGS-1 "," SGP-1 "
00 "," SGP-50 "," SGP-25 "," SG "
P-15 "," SGP-5 "," SGP-1 "," SG "
O-100 "," SGO-50 "," SGO-25 ",
"SGO-15", "SGO-5", "SGO-1",
"SGX-100", "SGX-50", "SGX-2"
5 "," SGX-15 "," SGX-5 "," SGX- "
1 ", 9QP% or more of high-purity artificial graphite," QP-2 "," QP-5 "," QP-10 ",
“QP-20” is exemplified.

【0021】また、天然黒鉛をさらに加工、変成してな
る人造黒鉛の市販品としては、天然黒鉛粉末をピッチ、
アクリル、チタネートなどで表面処理して樹脂への分散
性を高めたものとして、日本黒鉛工業社製の「AOP−
Pi5」、「AOP−B5」、「AOP−A5」、「A
OP−T1」が例示される。
Further, as a commercially available product of artificial graphite obtained by further processing and modifying natural graphite, natural graphite powder is pitched,
"AOP-" manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd., which has been surface-treated with acrylic, titanate or the like to improve dispersibility in a resin.
Pi5 "," AOP-B5 "," AOP-A5 "," A
OP-T1 "is illustrated.

【0022】また、酸処理により天然黒鉛の層間を広げ
てなる膨張黒鉛の市販品としては、中越黒鉛社製の「S
SLF」、「SSMF」、「SSFF」、「SLF」、
「SMF」、「SFF」、「EMK」、「ELF」、
「EMF」、「EFF」、「CMF」;日本黒鉛工業社
製の「EXP−SPM」、「EXP−12M」、「EX
P−80M」、「EXP−SM」が例示される。
Further, as a commercially available product of expanded graphite obtained by expanding the layers of natural graphite by acid treatment, "S" manufactured by Chuetsu Graphite Co., Ltd.
"SLF", "SSMF", "SSFF", "SLF",
"SMF", "SFF", "EMK", "ELF",
"EMF", "EFF", "CMF";"EXP-SPM","EXP-12M","EX" manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd.
P-80M "and" EXP-SM "are illustrated.

【0023】また、天然黒鉛及び人造黒鉛以外の黒鉛と
しては、関西熱化学社などから市販されている先に述べ
たキッシュ黒鉛を用いることもできる。
As the graphite other than the natural graphite and the artificial graphite, the above-mentioned Kish graphite which is commercially available from Kansai Thermal Chemical Co., Ltd. may be used.

【0024】また、上記の黒鉛と混合させるピッチは、
石油ピッチや石炭ピッチのいずれであってもよい。
The pitch mixed with the above graphite is
It may be either petroleum pitch or coal pitch.

【0025】そして、上記の黒鉛とピッチとの混合物を
焼成させた炭素材料としては、X線回折におけるc軸方
向の結晶子の大きさLcが150Å以上のものを用いる
ことが好ましい。ここで、Lcが150Å以上の炭素材
料を得るためには、焼成温度を1000°C以上にする
必要があり、通常は、1000〜3000°Cの温度で
焼成させるようにする。
As the carbon material obtained by firing the above mixture of graphite and pitch, it is preferable to use a carbon material having a crystallite size Lc in the c-axis direction in X-ray diffraction of 150 Å or more. Here, in order to obtain a carbon material having Lc of 150 Å or higher, it is necessary to set the firing temperature to 1000 ° C or higher, and normally the firing temperature is set to 1000 to 3000 ° C.

【0026】そして、このように黒鉛にピッチを混合さ
せて焼成することにより、黒鉛の芯体(導電性基板)に
対する密着性を向上させることができる。黒鉛に対する
ピッチの好適な添加割合は、黒鉛100重量部に対して
ピッチが2〜10重量部の範囲である。これは、ピッチ
の添加割合が2重量部未満では、上記の密着性を向上す
る効果が充分には発現されなくなる一方、その添加割合
が10重量部を越えると、エネルギー密度が低下し、さ
らには電池容量の低下につながるので、何れも好ましく
ない。
By thus mixing the graphite with the pitch and firing the graphite, the adhesion of the graphite to the core (conductive substrate) can be improved. The preferred addition ratio of pitch to graphite is in the range of 2 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of graphite. This is because if the addition ratio of pitch is less than 2 parts by weight, the above-mentioned effect of improving the adhesiveness is not sufficiently exhibited, while if the addition ratio exceeds 10 parts by weight, the energy density is lowered, and further, Both are not preferable because they lead to a decrease in battery capacity.

【0027】そして、上記のように黒鉛とピッチとの混
合物を焼成させた炭素材料は、常法により、ポリテトラ
フルオロエチレン、ポリ二フッ化ビニリデン等の結着剤
と混練して負極合剤として使用される。
The carbon material obtained by firing the mixture of graphite and pitch as described above is kneaded by a conventional method with a binder such as polytetrafluoroethylene or polyvinylidene difluoride to prepare a negative electrode mixture. used.

【0028】また、本発明に係るリチウム二次電池にお
いては、電解液における溶媒として、上記のようにエチ
レンカーボネートと、低沸点溶媒(但し、ジメトキシエ
タンを除く)との混合溶媒を用いるようにする。なお、
本明細書において、低沸点溶媒とは、沸点150°C以
下の溶媒を指称する。
In the lithium secondary battery according to the present invention, a mixed solvent of ethylene carbonate and a low boiling point solvent (excluding dimethoxyethane) is used as a solvent in the electrolytic solution as described above. . In addition,
In the present specification, the low boiling point solvent refers to a solvent having a boiling point of 150 ° C or lower.

【0029】ここで、上記の低沸点溶媒としては、1,
2−ジエトキシエタン(DEE)、エトキシメトキシエ
タン(EME)等のエーテル系低沸点溶媒や、ジメチル
カーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DE
C)等のエステル系低沸点溶媒等を用いることができ、
特に、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカー
ボネート(DEC)等のエステル系低沸点溶媒を用いる
ことが好ましい。
Here, as the low boiling point solvent, 1,
Ether-based low boiling point solvents such as 2-diethoxyethane (DEE) and ethoxymethoxyethane (EME), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DE
Ester low boiling point solvents such as C) can be used,
Particularly, it is preferable to use an ester low boiling point solvent such as dimethyl carbonate (DMC) or diethyl carbonate (DEC).

【0030】そして、低沸点溶媒にジメチルカーボネー
トを用いると、ジメチルカーボネートの導電性が高いた
め、特に高率放電特性が向上し、またジエチルカーボネ
ートを用いると、ジエチルカーボネートの低温における
粘度が低く、イオン導電性に優れるため、特に低温放電
特性が向上する。
When dimethyl carbonate is used as the low boiling point solvent, the conductivity of dimethyl carbonate is high, so that the high-rate discharge characteristics are improved, and when diethyl carbonate is used, the viscosity of diethyl carbonate at low temperature is low and Since it has excellent conductivity, the low-temperature discharge characteristic is particularly improved.

【0031】また、エチレンカーボネートに上記低沸点
溶媒を混合させるにあたり、エチレンカーボネートが2
0〜80体積%の割合で含有されるようにすると、高率
放電時における電池容量が大きくなって好ましい。
When mixing the above-mentioned low boiling point solvent with ethylene carbonate, ethylene carbonate
It is preferable that the content is 0 to 80% by volume because the battery capacity at the time of high rate discharge becomes large.

【0032】また、本発明におけるリチウム二次電池に
おいて、上記のような混合溶媒に溶解させる電解質溶質
としては、例えば、LiPF6、LiBF4、LiClO
4、LiCF3SO3、LiC49SO3、LiN(CF3
SO22、LiAsF6などを用いることができる。そ
して、このような電解質溶質を上記のような溶媒に溶解
させるにあたっては、電解質溶質の割合を0.1〜3モ
ル/リットルにすることが好ましく、より好ましくは、
0.5〜1.5モル/リットルにする。
In the lithium secondary battery of the present invention, examples of the electrolyte solute dissolved in the above mixed solvent include LiPF 6 , LiBF 4 , and LiClO.
4 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiN (CF 3
SO 2 ) 2 , LiAsF 6 or the like can be used. Then, in dissolving such an electrolyte solute in the solvent as described above, it is preferable that the ratio of the electrolyte solute is 0.1 to 3 mol / liter, and more preferably,
0.5 to 1.5 mol / liter.

【0033】ここで、負極に、本発明に示す条件を満た
している黒鉛を用いたリチウム二次電池と、本発明の条
件を満たしていないコークスを用いたリチウム二次電池
とにおいて、各充放電サイクル特性を調べ、その結果を
図1に示した。ここで、図1は、縦軸にLi/Li+ 単
極電位に対する負極の電位(V)を、横軸に炭素材料
(黒鉛又はコークス)1g当たりの容量(mAh/g)
をとって示したグラフであり、本発明の条件を満たす黒
鉛を用いたリチウム二次電池の充放電サイクル特性を実
線で示し、本発明の条件を満たしていないコークスを用
いたリチウム二次電池の充放電サイクル特性を破線で示
した。図中の矢符の方向は、充放電の際の負極電位の昇
降の向きを示す。なお、図示の充放電サイクル特性は、
いずれもエチレンカーボネートとジメチルカーボネート
との体積比1:1の混合溶媒を電解液溶媒として使用し
た場合の両電池についてのデータである。
Here, in the negative electrode, a lithium secondary battery using graphite satisfying the conditions shown in the present invention and a lithium secondary battery using coke not satisfying the conditions of the present invention were charged and discharged. The cycle characteristics were examined and the results are shown in FIG. Here, in FIG. 1, the vertical axis represents the negative electrode potential (V) with respect to the Li / Li + single electrode potential, and the horizontal axis represents the capacity per 1 g of the carbon material (graphite or coke) (mAh / g).
Is a graph showing the charge and discharge cycle characteristics of the lithium secondary battery using graphite satisfying the conditions of the present invention is shown by a solid line, the lithium secondary battery using coke not satisfying the conditions of the present invention The charge / discharge cycle characteristics are shown by the broken line. The direction of the arrow in the figure indicates the direction in which the negative electrode potential rises and falls during charging and discharging. The charge / discharge cycle characteristics shown are
Both are data for both batteries when a mixed solvent of ethylene carbonate and dimethyl carbonate in a volume ratio of 1: 1 was used as an electrolyte solvent.

【0034】先ず、本発明の条件を満たしていないコー
クスを用いたリチウム二次電池の充放電サイクルについ
て図1を参照して説明する。初期充電前は3(V)程度
であった負極の電位(a点)は、初期充電が進み、コー
クスにLiが吸蔵されるにつれてLi/Li+単極電位
(縦軸の負極の電位はこの電位を基準(0V)として示
してある)に近づき、充電完了時にはb点(負極電位:
0V、容量:300mAh/g程度)に至る。なお、b
点でのコークスは茶色〜赤色を呈する。次いで、第1回
目の放電を行うと、放電が進むにつれて負極の電位は上
昇し、放電終止電位(1V程度)を示すc点(容量:5
0〜100mAh/g)に至る。この第1回目の放電の
際に、初期充電の際に辿ったルートを戻らずにヒステリ
シスにc点に至るのは、図中Pで示される容量に相当す
るLiがコークスに捕捉されてしまい、その後の充放電
における電極反応では、図中Qで示される容量に相当す
る量のLiしか反応に関与できなくなるからである。以
後の充放電サイクルの繰り返しにより、負極の電位はc
→b→c→b…の如きサイクルで変動する。
First, the charge / discharge cycle of a lithium secondary battery using coke which does not satisfy the conditions of the present invention will be described with reference to FIG. The potential of the negative electrode (point a), which was about 3 (V) before the initial charging, was Li / Li + single-pole potential (the negative electrode potential on the vertical axis is this as the initial charging progressed and Li was occluded in the coke). The potential approaches the reference (0 V), and when charging is completed, point b (negative electrode potential:
0 V, capacity: about 300 mAh / g). Note that b
The coke at the point is brown to red. Next, when the first discharge is performed, the potential of the negative electrode rises as the discharge progresses, and point c (capacity: 5) indicating the discharge end potential (about 1 V).
0 to 100 mAh / g). During the first discharge, the hysteresis reaches the point c without returning to the route followed during the initial charge, because Li corresponding to the capacity shown by P in the figure is trapped in the coke, This is because in the subsequent electrode reaction in charge and discharge, only Li in an amount corresponding to the capacity indicated by Q in the figure can participate in the reaction. By repeating the subsequent charge / discharge cycle, the potential of the negative electrode becomes c
It fluctuates in a cycle such as → b → c → b ....

【0035】次に、本発明の条件を満たしている黒鉛を
用いたリチウム二次電池における充放電サイクルを説明
する。初期充電前は、上記のコークスを用いたリチウム
二次電池と同様に、3(V)程度であった負極の電位
(a点)は、初期充電が進み、黒鉛にLiが吸蔵される
につれてLi/Li+ 単極電位に近づき、充電完了時に
は、Li/Li+ 単極電位に対する電位が0Vであるd
点(容量:375mAh/g)に至る。なお、d点での
黒鉛は黄金色を呈し、このことから、またX線回折から
もC6Liが生成したことが確認される。次いで、第1
回目の放電を行うと、放電が進むにつれて負極の電位は
上昇し、放電終止電位(1V程度)を示すe点(容量:
25mAh/g)に至る。以後の充放電サイクルの繰り
返しにより、負極の電位はe→d→e→d…の如きサイ
クルで変動する。
Next, a charge / discharge cycle in a lithium secondary battery using graphite satisfying the conditions of the present invention will be described. Before the initial charging, the potential of the negative electrode (point a), which was about 3 (V) before the initial charging, was similar to that of the lithium secondary battery using the above-mentioned coke. / Li + approaches the unipolar potential, and when the charging is completed, the potential for the Li / Li + unipolar potential is 0 V d
It reaches the point (capacity: 375 mAh / g). It should be noted that the graphite at point d had a golden color, which confirms that C 6 Li was also produced by X-ray diffraction. Then the first
When the second discharge is performed, the potential of the negative electrode rises as the discharge progresses, and point e (capacity:
25 mAh / g). By repeating the subsequent charge / discharge cycle, the potential of the negative electrode fluctuates in a cycle such as e → d → e → d.

【0036】図1に示す充放電サイクル特性に基づき、
本発明の条件を満たしている黒鉛を用いたリチウム二次
電池と、本発明の条件を満たしていないコークスを用い
たリチウム二次電池との電池特性を比較すると、本発明
の条件を満たす黒鉛を用いたリチウム二次電池における
初期充電の際の黒鉛1g当たりの仕込み容量は375m
Ah/g程度(d点)と大きいのに対して、本発明の条
件を満さないコークスを用いたリチウム二次電池におけ
る初期充電の際のコークス1g当たりの仕込み容量は3
00mAh/g程度(b点)と小さく、また上記の黒鉛
を用いたリチウム二次電池の放電終止電位1Vまでの黒
鉛1g当たりの容量は350mAh/g程度(d−e)
と大きいのに対して、上記のコークスを用いたリチウム
二次電池の放電終止電圧1Vまでのコークス1g当たり
の容量は200〜250mAh/g程度(b−c)と小
さい。
Based on the charge / discharge cycle characteristics shown in FIG.
Comparing the battery characteristics of the lithium secondary battery using graphite satisfying the conditions of the present invention and the lithium secondary battery using coke not satisfying the conditions of the present invention, graphite satisfying the conditions of the present invention was obtained. The charging capacity per 1 g of graphite at the time of initial charging of the used lithium secondary battery was 375 m.
While it is as large as about Ah / g (point d), the charging capacity per 1 g of coke at the time of initial charging in the lithium secondary battery using the coke that does not satisfy the conditions of the present invention is 3
It is as small as about 00 mAh / g (point b), and the capacity per 1 g of graphite up to a discharge end potential of 1 V of a lithium secondary battery using the above graphite is about 350 mAh / g (de).
On the other hand, the capacity of the lithium secondary battery using the above coke per 1 g of coke up to the discharge end voltage of 1 V is as small as about 200 to 250 mAh / g (b-c).

【0037】このことは、本発明の条件を満たす黒鉛を
用いたリチウム二次電池の充放電効率が、本発明の条件
を満たさないコークスを用いたリチウム二次電池に比べ
て高いことを意味する。
This means that the charge / discharge efficiency of the lithium secondary battery using graphite satisfying the conditions of the present invention is higher than that of the lithium secondary battery using coke which does not satisfy the conditions of the present invention. .

【0038】また、本発明の条件を満たす黒鉛を用いた
リチウム二次電池の充放電曲線は、d点からe点に向
かう放電中は殆ど平坦で、e点に近づいたところで急激
に負極電位が上昇しているのに対して、本発明の条件を
満たさないコークスを用いたリチウム二次電池の充放電
曲線は、b点からc点に向かうにつれて漸増してい
る。
The charging / discharging curve of the lithium secondary battery using graphite satisfying the conditions of the present invention is almost flat during the discharge from the point d to the point e, and the negative electrode potential sharply increases when approaching the point e. While rising, the charge / discharge curve of the lithium secondary battery using the coke that does not satisfy the conditions of the present invention gradually increases from point b to point c.

【0039】このことは、本発明の条件を満たす黒鉛を
用いたリチウム二次電池が、本発明の条件を満たさない
コークスを用いたリチウム二次電池に比べて、放電電圧
の平坦性の点でも優れていることを意味する。
This also means that the lithium secondary battery using graphite satisfying the conditions of the present invention is flat in discharge voltage as compared with the lithium secondary battery using coke which does not satisfy the conditions of the present invention. Means superior.

【0040】そして、上記のように本発明の条件を満た
さないコークスを用いたリチウム二次電池に比べて、本
発明の条件を満たす黒鉛を用いたリチウム二次電池の充
放電効率が高く、且つ、その放電電圧が平坦であるとい
うことは、本発明の条件を満たす黒鉛を用いたリチウム
二次電池の放電容量が、本発明の条件を満たさないコー
クスを用いたリチウム二次電池の比べて大きいことを意
味している。
As compared with the lithium secondary battery using the coke that does not satisfy the conditions of the present invention as described above, the lithium secondary battery using the graphite that satisfies the conditions of the present invention has a higher charge / discharge efficiency, and The fact that the discharge voltage is flat means that the discharge capacity of the lithium secondary battery using graphite satisfying the conditions of the present invention is larger than that of the lithium secondary battery using coke which does not satisfy the conditions of the present invention. It means that.

【0041】[0041]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明は下記実施例により何ら限定され
るものではなく、その要旨を変更しない範囲において適
宜変更して実施することが可能なものである。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail based on the following examples, but the invention is not intended to be limited by the examples described below, and various modifications may be made without departing from the scope of the invention. Is possible.

【0042】(参考例1)〔正極の作製〕炭酸コバルト
と炭酸リチウムとをCo:Liの原子比1:1で混合し
た後、空気中で900°Cで20時間熱処理してLiC
oO2を得た。
Reference Example 1 [Preparation of Positive Electrode] Cobalt carbonate and lithium carbonate were mixed at an atomic ratio of Co: Li of 1: 1 and then heat treated in air at 900 ° C. for 20 hours to obtain LiC.
oO 2 was obtained.

【0043】このようして得た正極材料としてのLiC
oO2に、導電剤としてのアセチレンブラックと、結着
剤としてのフッ素樹脂ディスパージョンとを、重量比9
0:6:4の比率で混合して正極合剤を得た。そして、
この正極合剤を集電体としてのアルミニウムの箔に圧延
し、250°Cで2時間真空下で熱処理して正極を作製
した。
LiC as the positive electrode material thus obtained
In oo 2 , acetylene black as a conductive agent and a fluororesin dispersion as a binder were added in a weight ratio of 9
The mixture was mixed at a ratio of 0: 6: 4 to obtain a positive electrode mixture. And
This positive electrode mixture was rolled on an aluminum foil as a current collector and heat-treated under vacuum at 250 ° C. for 2 hours to produce a positive electrode.

【0044】〔負極の作製〕400メッシュパスの負極
材料としての中国産の天然黒鉛、人造黒鉛、ロンザグラ
ファイトのそれぞれに、結着剤としてのフッ素樹脂ディ
スパージョンを、重量比95:5の比率で混合して負極
合剤を得た。そして、これらの負極合剤を、集電体とし
てのアルミニウムの箔にそれぞれ圧延し、250°Cで
2時間真空下で熱処理して、各炭素材料を主材とする負
極を作製した。ここで、負極に用いる黒鉛の粒径は40
0メッシュパスが好ましく、2〜14μmが好ましい。
[Preparation of Negative Electrode] Fluororesin dispersion as a binder was added to each of natural graphite, artificial graphite and Lonza graphite produced in China as a negative electrode material of 400 mesh pass in a weight ratio of 95: 5. The mixture was mixed to obtain a negative electrode mixture. Then, each of these negative electrode mixtures was rolled on an aluminum foil serving as a current collector, and heat-treated under vacuum at 250 ° C. for 2 hours to produce negative electrodes containing each carbon material as a main material. Here, the particle size of graphite used for the negative electrode is 40
0 mesh pass is preferable, and 2 to 14 μm is preferable.

【0045】また、上記の中国産の天然黒鉛、人造黒
鉛、ロンザグラファイトのX線回折におけるc軸方向の
結晶子の大きさLcは、何れも300Å以上であった。
The above-mentioned natural graphite, artificial graphite, and Lonza graphite produced in China all had a crystallite size Lc in the c-axis direction in X-ray diffraction of 300 Å or more.

【0046】ここで、X線回折は次に示す測定条件によ
り行った(以下のX線回折も同じ測定条件による)。 線源:CuKα スリット:発散スリット1°、散乱スリット1°、受光
スリット0.3mm ゴニオ半径:180mm グラファイト湾曲結晶モノクロメータ
Here, X-ray diffraction was performed under the following measurement conditions (the following X-ray diffraction was also under the same measurement conditions). Radiation source: CuKα Slit: Divergence slit 1 °, scattering slit 1 °, light receiving slit 0.3 mm Gonio radius: 180 mm Graphite curved crystal monochromator

【0047】〔電解液の調製〕エチレンカーボネートと
ジメチルカーボネートとの体積比1:1の混合溶媒に、
LiPF6を1モル/リットル溶かして電解液を調製し
た。なお、混合比は、0.001:1〜1:0.01の
範囲が好ましい。
[Preparation of Electrolyte Solution] In a mixed solvent of ethylene carbonate and dimethyl carbonate at a volume ratio of 1: 1,
LiPF 6 was dissolved at 1 mol / liter to prepare an electrolytic solution. The mixing ratio is preferably in the range of 0.001: 1 to 1: 0.01.

【0048】〔参考電池BA1〜BA3の作製〕以上の
正負両極及び電解質を用いて円筒形非水電解液二次電池
を作製した。炭素材料として天然黒鉛を用いたものを参
考電池BA1、人造黒鉛を用いたものを参考電池BA
2、ロンザグラファイトを用いたものを参考電池BA3
で表す。なお、セパレータとしては、イオン透過性のポ
リプロピレン(ダイセル社製、商品名「ジュラガー
ド」)を用いた。
[Production of Reference Batteries BA1 to BA3] A cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery was produced using the positive and negative electrodes and the electrolyte described above. Reference battery BA1 using natural graphite as the carbon material, reference battery BA using artificial graphite
2. Reference battery BA3 using Lonza graphite
It is represented by. As the separator, ion-permeable polypropylene (manufactured by Daicel, trade name "Duraguard") was used.

【0049】図2は作製した参考電池BA1〜BA3の
断面図であり、これらの参考電池BA1〜BA3は、正
極1及び負極2、これら両電極を離隔するセパレータ
3、正極リード4、負極リード5、正極外部端子6、負
極缶7などからなる。正極1及び負極2は電解液が注入
されたセパレータ3を介して渦巻き状に巻き取られた状
態で負極缶7内に収容されており、正極1は正極リード
4を介して正極外部端子6に、また負極2は負極リード
5を介して負極缶7に接続され、電池BA1内部で生じ
た化学エネルギーを電気エネルギーとして外部へ取り出
し得るようになっている。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the produced reference batteries BA1 to BA3. These reference batteries BA1 to BA3 include a positive electrode 1 and a negative electrode 2, a separator 3 separating these two electrodes, a positive electrode lead 4 and a negative electrode lead 5. , Positive electrode external terminal 6, negative electrode can 7 and the like. The positive electrode 1 and the negative electrode 2 are housed in the negative electrode can 7 in a spirally wound state via the separator 3 into which the electrolytic solution is injected, and the positive electrode 1 is connected to the positive electrode external terminal 6 via the positive electrode lead 4. Further, the negative electrode 2 is connected to the negative electrode can 7 through the negative electrode lead 5 so that the chemical energy generated inside the battery BA1 can be taken out as electric energy to the outside.

【0050】(比較例1)負極材料として、Lcが26
Åのコークスを用いたこと以外は、上記の参考例1と同
様にして、比較電池BC1を作製した。
(Comparative Example 1) As a negative electrode material, Lc was 26.
A comparative battery BC1 was produced in the same manner as in Reference Example 1 except that the coke of Å was used.

【0051】(各電池の充放電特性)図3は、上記の参
考電池BA1〜BA3及び比較電池BC1の250mA
(定電流放電)における2サイクル目以降の充放電特性
を、縦軸に電圧(V)を横軸に時間(h)をとって示し
たグラフであり、また図4及び図5は、それぞれ参考電
池BA1、参考電池BA2の充放電特性を、比較電池B
C1の充放電特性と比較したものであり、縦軸にLi/
Li+ 単極電位に対する負極の電位(V)を、横軸に充
放電容量(mAh/g)をとって示したグラフである。
(Charge / Discharge Characteristics of Each Battery) FIG. 3 shows 250 mA of the above reference batteries BA1 to BA3 and comparative battery BC1.
FIG. 4 is a graph showing charge and discharge characteristics after the second cycle in (constant current discharge), with the vertical axis representing voltage (V) and the horizontal axis representing time (h), and FIG. 4 and FIG. The charge / discharge characteristics of the battery BA1 and the reference battery BA2 are compared with those of the comparative battery B.
The charge and discharge characteristics of C1 are compared, and the vertical axis shows Li /
3 is a graph showing the potential (V) of the negative electrode with respect to the Li + single electrode potential, with the horizontal axis representing the charge / discharge capacity (mAh / g).

【0052】これらの図より、負極材料に中国産の天然
黒鉛、人造黒鉛、ロンザグラファイトを用いた参考電池
BA1〜BA3は、負極材料にコークスを用いた比較電
池BC1に比し、優れた充放電特性を有することが理解
される。
From these figures, the reference batteries BA1 to BA3 using the Chinese-made natural graphite, artificial graphite and Lonza graphite as the negative electrode material are superior to the comparative battery BC1 using the coke as the negative electrode material in excellent charging / discharging. It is understood to have characteristics.

【0053】また、図6は上記の参考電池BA1、BA
2及び比較電池BC1のサイクル特性を、縦軸に放電容
量(mAh/g)を、横軸にサイクル数をとって示した
グラフである。同図より、負極材料に中国産の天然黒
鉛、人造黒鉛を用いた参考電池電池BA1、BA2は、
負極材料にコークスを用いた比較電池BC1に比べて、
優れたサイクル特性を発現することが分かる。
FIG. 6 shows the above reference batteries BA1 and BA.
2 is a graph showing the cycle characteristics of No. 2 and comparative battery BC1, with the vertical axis representing discharge capacity (mAh / g) and the horizontal axis representing cycle number. From the figure, reference battery cells BA1 and BA2 using Chinese-made natural graphite and artificial graphite as the negative electrode material are
Compared to the comparative battery BC1 using coke as the negative electrode material,
It can be seen that excellent cycle characteristics are exhibited.

【0054】また、上記の参考電池BA1〜BA3及び
比較電池BC1について、それぞれ充電した後、室温で
1カ月保存し、保存特性を測定した。その結果、自己放
電率は、上記の参考電池BA1〜BA3では2〜5%/
月であり、比較電池BC1では15%/月であった。
The reference batteries BA1 to BA3 and the comparative battery BC1 were each charged and then stored at room temperature for 1 month, and the storage characteristics were measured. As a result, the self-discharge rate of the reference batteries BA1 to BA3 is 2 to 5% /
The month was 15% for the comparative battery BC1.

【0055】(実施例1)負極材料として、上記の中国
産の天然黒鉛100重量部に対して、ピッチ5重量部を
添加した混合物を1000°Cの温度で焼成した炭素材
料を用いるようにし、それ以外は、上記の実施例1と同
様にして実施例電池BA4を作製した。ここで、上記の
ようにして得た炭素材料は、X線回折におけるc軸方向
の結晶子の大きさLcが150Åであった。
Example 1 As a negative electrode material, a carbon material obtained by firing a mixture obtained by adding 5 parts by weight of pitch to 100 parts by weight of the above-mentioned natural graphite produced in China at a temperature of 1000 ° C. was used. Example battery BA4 was made in the same manner as Example 1 except for the above. Here, in the carbon material obtained as described above, the crystallite size Lc in the c-axis direction in X-ray diffraction was 150Å.

【0056】図7は、上記の実施例電池BA4のサイク
ル特性を、縦軸に電池の放電容量(mAh/g)を、横
軸にサイクル数をとって示したグラフである。なお、図
7には、負極材料として上記の天然黒鉛だけを用いた参
考電池BA1及びコークスを用いた比較電池BC1のサ
イクル特性も、比較のために示してある。
FIG. 7 is a graph showing the cycle characteristics of the above-mentioned embodiment battery BA4, with the vertical axis representing the discharge capacity (mAh / g) of the battery and the horizontal axis representing the number of cycles. Note that FIG. 7 also shows, for comparison, the cycle characteristics of the reference battery BA1 using only the above-mentioned natural graphite as the negative electrode material and the comparative battery BC1 using the coke.

【0057】同図より、実施例電池BA4は、炭素材料
の電極からの脱落が少ないため、コークスを用いた比較
電池BC1や天然黒鉛だけを用いた参考電池BA1に比
べて、優れたサイクル特性を発現することが分かる。
As can be seen from the figure, the example battery BA4 has less cycle characteristics than the comparative battery BC1 using coke and the reference battery BA1 using only natural graphite because the carbon material is less likely to fall off the electrode. It can be seen that it is expressed.

【0058】(参考例2)電解液の溶媒として、エチレ
ンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DM
C)との体積比1:1の混合溶媒に代えて、参考電池B
A6ではエチレンカーボネートとジエチルカーボネート
(DEC)との体積比1:1の混合溶媒を、比較電池B
C2ではエチレンカーボネートとジプロピルカーボネー
ト(DPC)との体積比1:1の混合溶媒を、従来電池
では1,3−ジオキソラン(1,3−DOL)を用い、
それ以外は上記の参考例1と同様にして、参考電池BA
6、比較電池BC2及び従来電池を作製した。
Reference Example 2 As a solvent for the electrolytic solution, ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DM) were used.
Reference battery B instead of the mixed solvent having a volume ratio of 1: 1 with C).
In A6, a mixed solvent of ethylene carbonate and diethyl carbonate (DEC) in a volume ratio of 1: 1 was used as a comparative battery B.
In C2, a mixed solvent of ethylene carbonate and dipropyl carbonate (DPC) in a volume ratio of 1: 1 was used, and in a conventional battery, 1,3-dioxolane (1,3-DOL) was used.
Otherwise, in the same manner as in Reference Example 1 above, reference battery BA
6, comparative battery BC2 and conventional battery were produced.

【0059】図8は、これらの電池の充放電特性を、縦
軸に負極の電位(V)を、横軸に充放電容量をとって示
したグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the charge / discharge characteristics of these batteries, with the vertical axis representing the negative electrode potential (V) and the horizontal axis representing the charge / discharge capacity.

【0060】同図より、参考電池BA6は、上記の参考
電池BA1と同様、比較電池BC2及び従来電池に比べ
て優れた充放電特性を発現することが分かる。なお、上
記の実施例1に示すように、黒鉛とピッチとの混合物を
焼成した炭素材料を負極に用いた場合にも同様の特性が
得られる。
From the figure, it can be seen that the reference battery BA6, like the reference battery BA1 described above, exhibits superior charge / discharge characteristics as compared with the comparative battery BC2 and the conventional battery. As shown in Example 1 above, similar characteristics are obtained when a carbon material obtained by firing a mixture of graphite and pitch is used for the negative electrode.

【0061】(参考例3)X線回折における格子面(0
02)面のd値(d002)の異なる13種の炭素材料を
用いて負極を作製し、それ以外は上記の参考例1と同様
にして、13種の電池を作製した。
Reference Example 3 A lattice plane (0
13 types of batteries were produced in the same manner as in Reference Example 1 above, except that 13 types of carbon materials having different d values (d 002 ) of the (02) plane were used.

【0062】図9は、炭素材料のd002値と電池の放電
容量との関係を示すグラフであり、電池の放電容量(m
Ah/g)を縦軸に、また使用した炭素材料のd002
(Å)を横軸にとって示したものである。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the d 002 value of the carbon material and the discharge capacity of the battery.
Ah / g) is plotted on the vertical axis, and the d 002 value (Å) of the carbon material used is plotted on the horizontal axis.

【0063】同図より、d002が3.35〜3.40Å
である黒鉛を炭素材料として用いた電池は、大きな放電
容量を有することが分かる。なお、上記の実施例1に示
すように、黒鉛とピッチとの混合物を焼成した炭素材料
を負極に用いた場合にも同様の特性が得られる。
From the figure, d 002 is 3.35-3.40Å
It can be seen that the battery using graphite as a carbon material has a large discharge capacity. As shown in Example 1 above, similar characteristics are obtained when a carbon material obtained by firing a mixture of graphite and pitch is used for the negative electrode.

【0064】(参考例4)真密度の異なる12種の炭素
材料を用いて負極を作製し、それ以外は上記の参考例1
と同様にして、12種の電池を作製した。
Reference Example 4 A negative electrode was prepared by using 12 kinds of carbon materials having different true densities, and other than that, the above Reference Example 1 was used.
Twelve types of batteries were prepared in the same manner as in.

【0065】図10は、炭素材料の真密度と電池の放電
容量との関係を示すグラフであり、電池の放電容量(m
Ah/g)を縦軸に、また使用した炭素材料の真密度
(g/cm3)を横軸にとって示したものである。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the true density of the carbon material and the discharge capacity of the battery.
Ah / g) is plotted on the vertical axis, and the true density (g / cm 3 ) of the carbon material used is plotted on the horizontal axis.

【0066】同図より、真密度が1.9〜2.3g/c
3である黒鉛を炭素材料として用いた電池は、大きな
放電容量を有することが分かる。なお、上記の実施例1
に示すように、黒鉛とピッチとの混合物を焼成した炭素
材料を負極に用いた場合にも同様の特性が得られる。
From the figure, the true density is 1.9 to 2.3 g / c.
It can be seen that the battery using m 3 of graphite as the carbon material has a large discharge capacity. In addition, the above-mentioned Example 1
As shown in, even when a carbon material obtained by firing a mixture of graphite and pitch is used for the negative electrode, similar characteristics are obtained.

【0067】(参考例5)平均粒径の異なる9種の炭素
材料を用いて負極を作製し、それ以外は上記の参考例1
と同様にして、9種の電池を作製した。
Reference Example 5 A negative electrode was prepared using nine kinds of carbon materials having different average particle diameters, and other than that, the above Reference Example 1 was used.
Nine kinds of batteries were produced in the same manner as in.

【0068】図11は、炭素材料の平均粒径と電池の放
電容量との関係を示すグラフであり、電池の放電容量
(mAh/g)を縦軸に、また使用した炭素材料の平均
粒径(μm)を横軸にとって示したものである。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the average particle size of the carbon material and the discharge capacity of the battery. The discharge capacity (mAh / g) of the battery is plotted on the ordinate and the average particle size of the carbon material used. (Μm) is shown on the horizontal axis.

【0069】同図より、平均粒径が1〜30μmである
黒鉛を炭素材料として用いた電池は、大きな放電容量を
有することが分かる。なお、上記の実施例1に示すよう
に、黒鉛とピッチとの混合物を焼成した炭素材料を負極
に用いた場合にも同様の特性が得られる。
From the figure, it is understood that the battery using graphite having an average particle size of 1 to 30 μm as the carbon material has a large discharge capacity. As shown in Example 1 above, similar characteristics are obtained when a carbon material obtained by firing a mixture of graphite and pitch is used for the negative electrode.

【0070】(参考例6)比表面積の異なる13種の炭
素材料を用いて負極を作製し、それ以外は上記の参考例
1と同様にして、13種の電池を作製した。
Reference Example 6 Thirteen types of batteries were produced in the same manner as in Reference Example 1 except that negative electrodes were produced using 13 types of carbon materials having different specific surface areas.

【0071】図12は、炭素材料の比表面積と電池の放
電容量との関係を示すグラフであり、電池の放電容量
(mAh/g)を縦軸に、また使用した炭素材料の比表
面積(m2/g)を横軸にとって示したグラフである。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the specific surface area of the carbon material and the discharge capacity of the battery. The discharge capacity (mAh / g) of the battery is plotted on the vertical axis and the specific surface area (m of the carbon material used is 2 / g) is a graph showing the horizontal axis.

【0072】同図より、比表面積が0.5〜50m2
gである黒鉛を炭素材料として用いた電池は、大きな放
電容量を有することが分かる。なお、上記の実施例1に
示すように、黒鉛とピッチとの混合物を焼成した炭素材
料を負極に用いた場合にも同様の特性が得られる。
From the figure, the specific surface area is 0.5 to 50 m 2 /
It can be seen that the battery using the graphite of g as the carbon material has a large discharge capacity. As shown in Example 1 above, similar characteristics are obtained when a carbon material obtained by firing a mixture of graphite and pitch is used for the negative electrode.

【0073】(参考例7)X線回折におけるc軸方向の
結晶子の大きさLcの異なる11種の炭素材料を用いて
負極を作製し、それ以外は上記の参考例1と同様にし
て、11種の電池を作製した。
Reference Example 7 A negative electrode was prepared using 11 kinds of carbon materials having different crystallite sizes Lc in the c-axis direction in X-ray diffraction, and otherwise the same as in Reference Example 1 described above. Eleven types of batteries were produced.

【0074】図13は、炭素材料のLcと電池の放電容
量との関係を示すグラフであり、電池の放電容量(mA
h/g)を縦軸に、また使用した炭素材料のLc(Å)
を横軸にとって示したグラフである。
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the carbon material Lc and the discharge capacity of the battery. The discharge capacity (mA) of the battery is shown in FIG.
h / g) on the vertical axis and Lc (Å) of the carbon material used
Is a graph in which the horizontal axis represents.

【0075】同図より、Lcが150Å以上、特に30
0Å以上である黒鉛を負極材料として用いた電池は、大
きな放電容量を有することが分かる。なお、上記の実施
例1に示すように、黒鉛とピッチとの混合物を焼成した
炭素材料を負極に用いた場合にも同様の特性が得られ
る。
From the figure, Lc is 150 Å or more, especially 30
It can be seen that a battery using graphite having a volume of 0 Å or more as a negative electrode material has a large discharge capacity. As shown in Example 1 above, similar characteristics are obtained when a carbon material obtained by firing a mixture of graphite and pitch is used for the negative electrode.

【0076】(参考例8)電解液として、表2及び表3
に示す混合溶媒にLiPF6を1モル/リットルの割合
で溶解させた電解液を用いるようにし、それ以外は上記
の参考例1と同様にして、21種の電池を作製した。
Reference Example 8 As Table 2 and Table 3 as electrolyte solutions
Twenty-one kinds of batteries were produced in the same manner as in Reference Example 1 except that an electrolytic solution prepared by dissolving LiPF 6 in the mixed solvent shown in 1 at a ratio of 1 mol / liter was used.

【0077】そして、この参考例8における各電池を1
00mAで放電して、黒鉛特性[単位重量当たりの容量
(mAh/g)及び初期充放電効率(%)]及び電池特
性[電池容量(mAh)、自己放電率(%/月)、サイ
クル寿命(回)、充放電効率(%)]を測定し、その結
果を表2及び表3に示した。
Each battery in this reference example 8
After discharging at 00 mA, graphite characteristics [capacity per unit weight (mAh / g) and initial charge / discharge efficiency (%)] and battery characteristics [battery capacity (mAh), self-discharge rate (% / month), cycle life ( Times) and charge / discharge efficiency (%)] were measured, and the results are shown in Tables 2 and 3.

【0078】[0078]

【表2】 [Table 2]

【0079】[0079]

【表3】 [Table 3]

【0080】(参考例9)電解液として、表4及び表5
に示す混合溶媒にLiPF6を1モル/リットルの割合
で溶解させた電解液を用いるようにし、それ以外は上記
の参考例1と同様にして、21種の電池を作製した。そ
して、この参考例9における各電池についても、上記の
ように100mAで放電して、上記の参考例8と同じ項
目について測定し、その結果を表4及び表5に示した。
(Reference Example 9) As the electrolytic solution, Tables 4 and 5 were used.
Twenty-one kinds of batteries were produced in the same manner as in Reference Example 1 except that an electrolytic solution prepared by dissolving LiPF 6 in the mixed solvent shown in 1 at a ratio of 1 mol / liter was used. Each battery in Reference Example 9 was also discharged at 100 mA as described above, the same items as in Reference Example 8 were measured, and the results are shown in Tables 4 and 5.

【0081】[0081]

【表4】 [Table 4]

【0082】[0082]

【表5】 [Table 5]

【0083】ここで、上記の表2〜表5の結果から明ら
かなように、ジメチルカーボネートやジエチルカーボネ
ートからなる低沸点溶媒と、エチレンカーポネートとの
混合溶媒を用いた場合、上記の黒鉛特性や電池特性が向
上していた。なお、上記の実施例1に示すように、黒鉛
とピッチとの混合物を焼成した炭素材料を負極に用いた
場合にも同様の特性が得られる。
As is clear from the results shown in Tables 2 to 5, when a mixed solvent of a low boiling point solvent such as dimethyl carbonate or diethyl carbonate and ethylene carbonate is used, the above graphite characteristics and The battery characteristics were improved. As shown in Example 1 above, similar characteristics are obtained when a carbon material obtained by firing a mixture of graphite and pitch is used for the negative electrode.

【0084】(参考例10)電解液として、表6及び表
7に示すように、エチレンカーボネートに対して、低沸
点溶媒であるジメチルカーボネート、ジエチルカーボネ
ート、1,2―ジエトキシエタン、エトキシメトキシエ
タンをそれぞれ1:1の体積比で混合させた混合溶媒
に、LiPF6を1モル/リットルの割合で溶解させた
電解液を用いるようにし、それ以外は上記の参考例1と
同様にして、4種の電池を作製した。そして、この参考
例10における各電池についても、上記のように100
mAで放電して、上記の参考例8と同じ項目について測
定し、その結果を表6及び表7に示した。
Reference Example 10 As an electrolytic solution, as shown in Tables 6 and 7, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, 1,2-diethoxyethane, ethoxymethoxyethane, which are low-boiling solvents, with respect to ethylene carbonate. In the same manner as in the above Reference Example 1, except that an electrolyte solution in which LiPF 6 was dissolved at a ratio of 1 mol / liter was used in a mixed solvent in which 1: 1 and 4: 1 were mixed, respectively, was used. A seed battery was made. And, as for each battery in this reference example 10, as described above,
After discharging at mA, the same items as in Reference Example 8 were measured, and the results are shown in Tables 6 and 7.

【0085】[0085]

【表6】 [Table 6]

【0086】[0086]

【表7】 [Table 7]

【0087】この結果、エチレンカーボネートに対し
て、低沸点溶媒であるジメチルカーボネート、ジエチル
カーボネート、1,2―ジエトキシエタン、エトキシメ
トキシエタンを混合させた混合溶媒を用いた場合、上記
の黒鉛特性や電池特性が高くなっていた。なお、上記の
実施例1に示すように、黒鉛とピッチとの混合物を焼成
した炭素材料を負極に用いた場合にも同様の特性が得ら
れる。
As a result, when a mixed solvent in which dimethyl carbonate, diethyl carbonate, 1,2-diethoxyethane and ethoxymethoxyethane, which are low boiling point solvents, are mixed with ethylene carbonate is used, the above graphite characteristics and The battery characteristics were high. As shown in Example 1 above, similar characteristics are obtained when a carbon material obtained by firing a mixture of graphite and pitch is used for the negative electrode.

【0088】(参考例11)電解液として、表8及び表
9に示すように、エチレンカーボネートに低沸点溶媒で
あるジメチルカーボネートを1:1の体積比で混合させ
た混合溶媒に、同表に示す各電解液溶質を1モル/リッ
トルの割合で溶解させた電解液を用いるようにし、それ
以外は上記の参考例1と同様にして、6種の電池を作製
した。そして、この参考例11における各電池について
も、上記のように100mAで放電して、上記の参考例
8と同じ項目について測定し、その結果を表8及び表9
に示した。
Reference Example 11 As an electrolytic solution, as shown in Tables 8 and 9, a mixed solvent prepared by mixing dimethyl carbonate, which is a low boiling point solvent, with ethylene carbonate in a volume ratio of 1: 1 was used. Six types of batteries were produced in the same manner as in Reference Example 1 except that the electrolyte solution obtained by dissolving each of the electrolyte solution solutes described above at a rate of 1 mol / liter was used. Then, with respect to each of the batteries in Reference Example 11, the same items as in Reference Example 8 were measured by discharging at 100 mA as described above, and the results are shown in Table 8 and Table 9.
It was shown to.

【0089】[0089]

【表8】 [Table 8]

【0090】[0090]

【表9】 [Table 9]

【0091】この結果、エチレンカーボネートに低沸点
溶媒であるジメチルカーボネートを1:1の体積比で混
合させた混合溶媒に、同表に示す各電解液溶質を溶解さ
せた各電解液を用いた場合においても、上記の黒鉛特性
や電池特性が高くなっていた。なお、上記の実施例1に
示すように、黒鉛とピッチとの混合物を焼成した炭素材
料を負極に用いた場合にも同様の特性が得られる。
As a result, when each electrolyte solution obtained by dissolving each electrolyte solution solute shown in the same table in a mixed solvent prepared by mixing dimethyl carbonate, which is a low boiling point solvent, with ethylene carbonate in a volume ratio of 1: 1 Also in the above, the above-mentioned graphite characteristics and battery characteristics were high. As shown in Example 1 above, similar characteristics are obtained when a carbon material obtained by firing a mixture of graphite and pitch is used for the negative electrode.

【0092】(参考例12)電解液の溶媒として、エチ
レンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(D
MC)との体積混合比が、100:0、90:10、8
0:20、70:30、60:40、50:50、4
0:60、30:70、20:80、10:90、0:
100になった11種の溶媒を用い、各溶媒にそれぞれ
LiPF6を1モル/リットルの割合で溶解させた電解
液を用いると共に、正極材料としてLiNiO2を使用
し、それ以外は上記の参考例1と同様にして、11種の
電池を作製した。
Reference Example 12 Ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (D
MC), volume mixing ratio is 100: 0, 90:10, 8
0:20, 70:30, 60:40, 50:50, 4
0:60, 30:70, 20:80, 10:90, 0:
Using 11 kinds of solvents that became 100, and using an electrolyte solution in which LiPF 6 was dissolved in each solvent at a ratio of 1 mol / liter, LiNiO 2 was used as the positive electrode material, and other than that, the above reference example was used. Eleven types of batteries were produced in the same manner as in 1.

【0093】そして、この参考例12における各電池に
ついて、1Aで放電して電池容量(mAh)を求め、エ
チレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート
(DMC)との体積混合比率(体積%)と電池容量(m
Ah)との関係を調べ、その結果を図14のグラフに示
した。
Then, for each battery in Reference Example 12, the battery capacity (mAh) was obtained by discharging at 1 A, and the volume mixing ratio (volume%) of ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DMC) and the battery capacity were calculated. (M
The relationship with Ah) was investigated, and the results are shown in the graph of FIG.

【0094】この結果、エチレンカーボネートとジメチ
ルカーボネートとの混合溶媒を用いた場合において、上
記のように1Aで放電した場合における電池容量は、エ
チレンカーボネートを20〜80体積%の範囲で含有さ
せた混合溶媒を使用した電池において高くなっていた。
なお、上記の実施例1に示すように、黒鉛とピッチとの
混合物を焼成した炭素材料を負極に用いた場合にも同様
の特性が得られる。
As a result, when the mixed solvent of ethylene carbonate and dimethyl carbonate was used, the battery capacity when discharged at 1 A as described above was a mixture of ethylene carbonate and 20 to 80% by volume. It was higher in the battery using the solvent.
As shown in Example 1 above, similar characteristics are obtained when a carbon material obtained by firing a mixture of graphite and pitch is used for the negative electrode.

【0095】(参考例13)電解液の溶媒として、エチ
レンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(D
EC)との体積混合比が、100:0、90:10、8
0:20、70:30、60:40、50:50、4
0:60、30:70、20:80、10:90、0:
100になった11種の溶媒を用い、各溶媒にそれぞれ
LiPF6を1モル/リットルの割合で溶解させた電解
液を用いると共に、正極材料としてLiNiO2を使用
し、それ以外は上記の参考例1と同様にして、11種の
電池を作製した。
Reference Example 13 As a solvent for the electrolytic solution, ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (D
EC) volume mixing ratio is 100: 0, 90:10, 8
0:20, 70:30, 60:40, 50:50, 4
0:60, 30:70, 20:80, 10:90, 0:
Using 11 kinds of solvents that became 100, and using an electrolyte solution in which LiPF 6 was dissolved in each solvent at a ratio of 1 mol / liter, LiNiO 2 was used as the positive electrode material, and other than that, the above reference example was used. Eleven types of batteries were produced in the same manner as in 1.

【0096】そして、この参考例13における各電池に
ついても、1Aで放電して電池容量(mAh)を求め、
エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート
(DEC)との体積混合比率(体積%)と電池容量(m
Ah)との関係を調べ、その結果を図15のグラフに示
した。
Then, for each of the batteries in Reference Example 13, the battery capacity (mAh) was obtained by discharging at 1 A,
Volume mixing ratio (volume%) of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) and battery capacity (m
The relationship with Ah) was investigated, and the results are shown in the graph of FIG.

【0097】この結果、エチレンカーボネートとジエチ
ルカーボネートとの混合溶媒を用いた場合において、上
記のように1Aで放電した場合における電池容量は、エ
チレンカーボネートを20〜80体積%の範囲で含有さ
せた混合溶媒を使用した電池において高くなっていた。
なお、上記の実施例1に示すように、黒鉛とピッチとの
混合物を焼成した炭素材料を負極に用いた場合にも同様
の特性が得られる。
As a result, when a mixed solvent of ethylene carbonate and diethyl carbonate was used, the battery capacity when discharged at 1 A as described above was a mixture containing ethylene carbonate in the range of 20 to 80% by volume. It was higher in the battery using the solvent.
As shown in Example 1 above, similar characteristics are obtained when a carbon material obtained by firing a mixture of graphite and pitch is used for the negative electrode.

【0098】(参考例14)電解液の溶媒として、エチ
レンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(D
MC)とジエチルカーボネート(DEC)との体積混合
比が、100:0:0、90:5:5、80:10:1
0、70:15:15、60:20:20、50:2
5:25、40:30:30、30:35:35、2
0:40:40、10:45:45、0:50:50に
なった11種の溶媒を用い、各溶媒にそれぞれLiPF
6を1モル/リットルの割合で溶解させた電解液を用い
ると共に、正極材料としてLiNiO2を使用し、それ
以外は上記の参考例1と同様にして、11種の電池を作
製した。
Reference Example 14 As solvents for the electrolytic solution, ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (D
The volume mixing ratio of MC) and diethyl carbonate (DEC) is 100: 0: 0, 90: 5: 5, 80: 10: 1.
0, 70:15:15, 60:20:20, 50: 2
5:25, 40:30:30, 30:35:35, 2
11 kinds of solvents, 0:40:40, 10:45:45, and 0:50:50, were used, and LiPF was used for each solvent.
Eleven batteries were prepared in the same manner as in Reference Example 1 except that an electrolyte solution in which 6 was dissolved at a ratio of 1 mol / liter was used, LiNiO 2 was used as the positive electrode material.

【0099】そして、この参考例14における各電池に
ついても、1Aで放電して電池容量(mAh)を求め、
エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート
(DMC)とジエチルカーボネート(DEC)との体積
混合比率(体積%)と電池容量(mAh)との関係を調
べ、その結果を図16のグラフに示した。
Then, for each of the batteries in Reference Example 14, the battery capacity (mAh) was obtained by discharging at 1 A,
The relationship between the volume mixing ratio (volume%) of ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and diethyl carbonate (DEC) and the battery capacity (mAh) was examined, and the result is shown in the graph of FIG. 16.

【0100】この結果、エチレンカーボネートとジメチ
ルカーボネートとジエチルカーボネートとの混合溶媒を
用いた場合において、上記のように1Aで放電した場合
における電池容量は、エチレンカーボネートを20〜8
0体積%の範囲で含有させた混合溶媒を使用した電池に
おいて高くなっていた。なお、上記の実施例1に示すよ
うに、黒鉛とピッチとの混合物を焼成した炭素材料を負
極に用いた場合にも同様の特性が得られる。
As a result, when the mixed solvent of ethylene carbonate, dimethyl carbonate and diethyl carbonate was used, the battery capacity when discharged at 1 A as described above was 20 to 8 ethylene carbonate.
It was higher in the battery using the mixed solvent contained in the range of 0% by volume. As shown in Example 1 above, similar characteristics are obtained when a carbon material obtained by firing a mixture of graphite and pitch is used for the negative electrode.

【0101】(参考例15)参考例15においては、正
極の材料として、黒鉛に下記の表10及び表11に示す
金属酸化物や金属カルコゲン化物が挿入された16種の
層間化合物を用いるようにした。
Reference Example 15 In Reference Example 15, 16 types of intercalation compounds in which metal oxides or chalcogenides shown in Tables 10 and 11 below were inserted into graphite were used as materials for the positive electrode. did.

【0102】ここで、これらの層間化合物を作製するに
あたっては、表10及び表11に示す金属酸化物や金属
カルコゲン化物200gと触媒のKMnO4とを氷酢酸
中で撹拌した後、黒鉛粉末(商品名「NG−7」)10
gを入れて、45°Cで3日間撹拌した。
In producing these intercalation compounds, 200 g of the metal oxides and chalcogenides shown in Tables 10 and 11 and KMnO 4 as a catalyst were stirred in glacial acetic acid, and then the graphite powder Name "NG-7") 10
g, and stirred at 45 ° C for 3 days.

【0103】次いで、これをろ過し、酢酸で洗浄した
後、減圧下において80°Cで2日間乾燥させ、これを
遠心分離法により、金属酸化物残査と、金属酸化物や金
属カルコゲン化物が黒鉛に挿入された層間化合物の粉末
とに分離した。なお、このようにして得たものをそのま
ま使用する場合を、表10及び表11に製法1として示
した。
Next, this was filtered, washed with acetic acid, and then dried under reduced pressure at 80 ° C. for 2 days, and the metal oxide residue, metal oxide and metal chalcogenide were separated by centrifugation. It was separated into powder of intercalation compound inserted in graphite. In addition, the case where the thus obtained product is used as it is is shown as a manufacturing method 1 in Tables 10 and 11.

【0104】また、Liを含んでいないV2 5 、Mo
3 、CrO3 、VO2 、MnO2、WO3 、Ti
2 、TiSe2 、VS2 、VSe2 、K0.3 MoO3
を黒鉛に挿入された層間化合物については、さらにエチ
レンカーボネートとジメチルカーボネートとを1:1の
体積比で混合させた混合溶媒にLiPF6を1モル/リ
ットルの割合で溶解させた電解液中において、3mA/
cm2の定電流で陰極還元し、上記の各層間化合物にL
iを挿入させた。なお、このようにしてLiを挿入させ
たものを使用する場合を、表10及び表11に製法2と
して示した。
Further, V 2 O 5 and Mo containing no Li
O 3 , CrO 3 , VO 2 , MnO 2 , WO 3 , Ti
S 2 , TiSe 2 , VS 2 , VSe 2 , K 0.3 MoO 3
For the intercalation compound inserted in graphite, LiPF 6 was dissolved in a mixed solvent in which ethylene carbonate and dimethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 1 in an electrolytic solution of 1 mol / liter, 3mA /
Cathode reduction with a constant current of cm 2
i was inserted. In addition, the case of using the one in which Li is inserted in this way is shown as a manufacturing method 2 in Tables 10 and 11.

【0105】そして、上記のようにして得た16種の層
間化合物を正極材料として用いるようにし、それ以外
は、上記の参考例1の場合と同様にして、参考例15の
16種の電池を作製した。
The 16 types of intercalation compounds obtained as described above were used as positive electrode materials, and the 16 types of batteries of Reference Example 15 were used in the same manner as in Reference Example 1 except for the above. It was made.

【0106】そして、この参考例15の各電池をそれぞ
れ100mAで放電して、正極容量(mAh/g)、電
池容量(mAh)、自己放電率(%/月)、サイクル寿
命(回)及び充放電効率(%)を測定し、その結果を表
10及び表11に示した。
Then, the batteries of Reference Example 15 were each discharged at 100 mA to obtain a positive electrode capacity (mAh / g), a battery capacity (mAh), a self-discharge rate (% / month), a cycle life (times) and a charge. The discharge efficiency (%) was measured, and the results are shown in Tables 10 and 11.

【0107】[0107]

【表10】 [Table 10]

【0108】[0108]

【表11】 [Table 11]

【0109】この結果、黒鉛に上記の各金属酸化物や金
属カルコゲン化物が挿入された16種の層間化合物を正
極に用いた各電池においては、電池容量、自己放電率、
サイクル寿命、充放電効率の各特性が改善されていた。
なお、上記の実施例1に示すように、黒鉛とピッチとの
混合物を焼成した炭素材料を負極に用いた場合にも同様
の特性が得られる。
As a result, in each battery using 16 kinds of intercalation compounds in which the above metal oxides or metal chalcogenides are inserted in graphite, the battery capacity, self-discharge rate,
The characteristics of cycle life and charge / discharge efficiency were improved.
As shown in Example 1 above, similar characteristics are obtained when a carbon material obtained by firing a mixture of graphite and pitch is used for the negative electrode.

【0110】(参考例16)参考例16においては、正
極の材料として、下記の製法1〜製法3のいずれかによ
り、黒鉛に下記の表12〜表14に示す陰イオンを挿入
させた24種の層間化合物を用いるようにした。
Reference Example 16 In Reference Example 16, 24 kinds of positive electrode materials prepared by inserting anions shown in Tables 12 to 14 into graphite by any of the following Production Method 1 to Production Method 3 were used. Was used.

【0111】(製法1)BF4 -、CF3 SO3 -、ClO
4 -、B10Cl10 - 、B12Cl12 - 、PF6 -、前記のパー
フルオロカーボンスルホン酸イオン(デュポン社製、商
品名「ナフィオン」(Nafion))、CF3 COO
- 、S2 4 2-、NO3 -、SO4 2-からなる陰イオンを含
む1Mの酸水溶液1リットルにKMnO4を6g入れて
撹拌した後、黒鉛粉末(商品名「NG−7」)10gを
入れて、60°Cで3日間撹拌した後、これをろ過し、
水洗し、その後、60°Cで3日間乾燥させて、黒鉛に
上記の陰イオンが挿入された層間化合物を得た。
(Production Method 1) BF 4 , CF 3 SO 3 , ClO
4 -, B 10 Cl 10 - , B 12 Cl 12 -, PF 6 -, wherein the perfluorocarbon sulfonic acid ion (manufactured by DuPont, trade name "Nafion" (Nafion)), CF 3 COO
- , S 2 O 4 2− , NO 3 , SO 4 2− 6 g of KMnO 4 was added to 1 liter of a 1M aqueous acid solution containing anions, and the mixture was stirred and then graphite powder (trade name “NG-7”) was added. ) 10 g was added and the mixture was stirred at 60 ° C. for 3 days and then filtered,
It was washed with water and then dried at 60 ° C. for 3 days to obtain an intercalation compound in which the above anion was inserted into graphite.

【0112】(製法2)黒鉛にTiF4 -やVF5 -の陰イ
オンが挿入された層間化合物を得るにあたっては、Ti
4やVF5をチャンバー内に入れてフッ素ガスを充満さ
せた後、黒鉛粉末(商品名「NG−7」)10gを入
れ、TiF4については160°Cで、VF5は180°
Cで3日さらし、黒鉛にTiF4 -やVF5 -の陰イオンを
挿入させた。
(Production Method 2) In order to obtain an intercalation compound in which an anion such as TiF 4 or VF 5 is inserted into graphite, Ti is used.
After F 4 and VF 5 were put into the chamber and filled with fluorine gas, 10 g of graphite powder (trade name “NG-7”) was put, and 160 ° C. for TiF 4 and 180 ° for VF 5 .
It was exposed to C for 3 days and TiF 4 and VF 5 anions were inserted into graphite.

【0113】(製法3)エチレンカーボネートとジメチ
ルカーボネートとを1:1の体積比で混合させた混合溶
媒に、BF4 -、CF3 SO3 -、ClO4 -、B10
10 - 、B12Cl12 -、PF6 -、前記のパーフルオロカ
ーボンスルホン酸イオン(デュポン社製、商品名「ナフ
ィオン」(Nafion))、CF3 COO- 、S2
4 2-、NO3 -、SO4 2-からなる陰イオンを含むLi塩を
溶かした電解液を用い、これらの電解液中にで黒鉛を正
極に用いて陽極酸化し、黒鉛に上記の陰イオンが挿入さ
れた層間化合物を得た後、これを上記の混合溶媒で洗浄
し、60°Cで3日間乾燥させた。
(Production Method 3) BF 4 , CF 3 SO 3 , ClO 4 , B 10 C were added to a mixed solvent prepared by mixing ethylene carbonate and dimethyl carbonate at a volume ratio of 1: 1.
l 10 , B 12 Cl 12 , PF 6 , the above-mentioned perfluorocarbon sulfonate ion (manufactured by DuPont, trade name “Nafion” (Nafion)), CF 3 COO , S 2 O.
4 2-, NO 3 -, using an electrolytic solution obtained by dissolving Li salt containing anions consisting of SO 4 2-, using graphite in the cathode and anodic oxidation in these electrolytes, said shade graphite After obtaining the intercalation compound into which the ions were inserted, this was washed with the above mixed solvent and dried at 60 ° C for 3 days.

【0114】そして、上記のようにして作製した24種
の層間化合物を正極材料に用いると共に、負極には、黒
鉛(商品名「NG−7」)をエチレンカーボネートとジ
メチルカーボネートとを1:1の体積比で混合させた混
合溶媒にLiPF6を1モル/リットルの割合で溶解さ
せた電解液中で陰極還元させて得たC6Liを用い、そ
れ以外は、上記の参考例1の場合と同様にして、参考例
16の24種の電池を作製した。
The 24 types of intercalation compounds prepared as described above were used for the positive electrode material, and graphite (trade name "NG-7") was used for the negative electrode in a ratio of 1: 1 ethylene carbonate and dimethyl carbonate. C 6 Li obtained by cathodic reduction in an electrolytic solution in which LiPF 6 was dissolved at a ratio of 1 mol / liter in a mixed solvent mixed in a volume ratio was used. Other than that, the case of Reference Example 1 described above was used. In the same manner, 24 types of batteries of Reference Example 16 were produced.

【0115】そして、この参考例16の各電池をそれぞ
れ100mAで放電して、正極容量(mAh/g)、電
池容量(mAh)、自己放電率(%/月)、サイクル寿
命(回)及び充放電効率(%)を測定し、その結果を表
12〜表14に示した。
Then, the batteries of Reference Example 16 were each discharged at 100 mA to obtain a positive electrode capacity (mAh / g), a battery capacity (mAh), a self-discharge rate (% / month), a cycle life (times) and a charge. The discharge efficiency (%) was measured, and the results are shown in Tables 12 to 14.

【0116】[0116]

【表12】 [Table 12]

【0117】[0117]

【表13】 [Table 13]

【0118】[0118]

【表14】 [Table 14]

【0119】この結果、黒鉛に上記の各陰イオンが挿入
された24種の層間化合物を正極に用いた参考例16の
各電池においても、電池容量、自己放電率、サイクル寿
命、充放電効率の各特性が改善されていた。なお、上記
の実施例1に示すように、黒鉛とピッチとの混合物を焼
成した炭素材料を負極に用いた場合にも同様の特性が得
られる。
As a result, in each battery of Reference Example 16 using 24 kinds of intercalation compounds in which the above-mentioned anions were inserted into graphite as the positive electrode, the battery capacity, self-discharge rate, cycle life and charge / discharge efficiency were also improved. Each property was improved. As shown in Example 1 above, similar characteristics are obtained when a carbon material obtained by firing a mixture of graphite and pitch is used for the negative electrode.

【0120】(参考例17)参考例17においては、正
極の材料として、下記の製法1及び製法2のいずれかに
より、黒鉛に下記の表15及び表16に示すハロゲンを
挿入させた10種の層間化合物を用いるようにした。
Reference Example 17 In Reference Example 17, as the material for the positive electrode, 10 kinds of the halogens shown in Tables 15 and 16 below were inserted into graphite by either of the following Production Method 1 and Production Method 2. An intercalation compound was used.

【0121】(製法1)黒鉛粉末(商品名「NG−
7」)10gを、ハロゲン1リットルの流体中に24時
間浸漬した後、挿入されたハロゲンの飽和蒸気圧近くで
未反応のハロゲンを蒸発させた。
(Production method 1) Graphite powder (trade name "NG-
7 ") was immersed in a fluid of 1 liter of halogen for 24 hours, and unreacted halogen was evaporated near the saturated vapor pressure of the inserted halogen.

【0122】(製法2)ハロゲンのガス中に黒鉛粉末
(商品名「NG−7」)を放置させた。
(Production Method 2) Graphite powder (trade name "NG-7") was allowed to stand in a halogen gas.

【0123】また、上記の製法1又は製法2により黒鉛
にハロゲンを挿入した後、エチレンカーボネートとジメ
チルカーボネートとを1:1の体積比で混合させた混合
溶媒にLiPF6を1モル/リットルの割合で溶解させ
た電解液中において、3mA/cm2の定電流で陰極還
元させてLiを挿入させた。
Further, after inserting halogen into graphite by the above-mentioned manufacturing method 1 or manufacturing method 2, LiPF 6 is mixed at a ratio of 1 mol / l in a mixed solvent in which ethylene carbonate and dimethyl carbonate are mixed at a volume ratio of 1: 1. In the electrolytic solution dissolved in, the cathode was reduced with a constant current of 3 mA / cm 2 to insert Li.

【0124】そして、上記のようにして作製した10種
の層間化合物を正極材料に用いるようにし、それ以外
は、上記の参考例1の場合と同様にして、参考例17の
10種の電池を作製した。
Then, the ten kinds of intercalation compounds prepared as described above were used for the positive electrode material, and the ten kinds of batteries of Reference Example 17 were prepared in the same manner as in Reference Example 1 except for the above. It was made.

【0125】また、この参考例17の各電池をそれぞれ
100mAで放電して、正極容量(mAh/g)、電池
容量(mAh)、自己放電率(%/月)、サイクル寿命
(回)及び充放電効率(%)を測定し、その結果を表1
5及び表16に示した。
The batteries of Reference Example 17 were each discharged at 100 mA to obtain positive electrode capacity (mAh / g), battery capacity (mAh), self-discharge rate (% / month), cycle life (times) and charge. The discharge efficiency (%) was measured and the results are shown in Table 1.
5 and Table 16.

【0126】[0126]

【表15】 [Table 15]

【0127】[0127]

【表16】 [Table 16]

【0128】この結果、黒鉛に上記の各ハロゲンが挿入
された10種の層間化合物を正極に用いた参考例17の
各電池においても、電池容量、自己放電率、サイクル寿
命、充放電効率の各特性が改善されていた。なお、上記
の実施例1に示すように、黒鉛とピッチとの混合物を焼
成した炭素材料を負極に用いた場合にも同様の特性が得
られる。
As a result, also in each battery of Reference Example 17 in which 10 kinds of intercalation compounds in which each of the above halogens was inserted into graphite was used for the positive electrode, the battery capacity, self-discharge rate, cycle life and charge / discharge efficiency were The characteristics were improved. As shown in Example 1 above, similar characteristics are obtained when a carbon material obtained by firing a mixture of graphite and pitch is used for the negative electrode.

【0129】(参考例18)参考例18においては、黒
鉛粉末(商品名「NG−7」)10gを、下記の表17
及び表18に示す各金属塩化物(ハロゲン化物)の蒸気
を接触させて、黒鉛に各金属塩化物が挿入された9種の
層間化合物を作製した。
Reference Example 18 In Reference Example 18, 10 g of graphite powder (trade name "NG-7") was used in Table 17 below.
Further, vapors of the respective metal chlorides (halides) shown in Table 18 were brought into contact with each other to prepare nine types of intercalation compounds in which the respective metal chlorides were inserted into graphite.

【0130】また、このようにして得た9種の層間化合
物を、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートと
を1:1の体積比で混合させた混合溶媒にLiPF6
1モル/リットルの割合で溶解させた電解液中におい
て、3mA/cm2の定電流で陰極還元させてLiを挿
入させた。
Further, the nine kinds of intercalation compounds thus obtained were dissolved in LiPF 6 at a ratio of 1 mol / liter in a mixed solvent in which ethylene carbonate and dimethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 1. In the electrolytic solution, Li was inserted by performing cathodic reduction with a constant current of 3 mA / cm 2 .

【0131】そして、上記のようにして作製した9種の
層間化合物を正極材料に用いるようにし、それ以外は、
上記の参考例1の場合と同様にして、参考例18の9種
の電池を作製した。
Then, the nine kinds of intercalation compounds produced as described above are used for the positive electrode material, and otherwise,
In the same manner as in Reference Example 1 above, nine types of batteries of Reference Example 18 were produced.

【0132】また、この参考例18の各電池をそれぞれ
100mAで放電して、正極容量(mAh/g)、電池
容量(mAh)、自己放電率(%/月)、サイクル寿命
(回)及び充放電効率(%)を測定し、その結果を表1
7及び表18に示した。
The batteries of Reference Example 18 were each discharged at 100 mA to obtain a positive electrode capacity (mAh / g), a battery capacity (mAh), a self-discharge rate (% / month), a cycle life (times) and a charge. The discharge efficiency (%) was measured and the results are shown in Table 1.
7 and Table 18.

【0133】[0133]

【表17】 [Table 17]

【0134】[0134]

【表18】 [Table 18]

【0135】この結果、黒鉛に上記の各金属塩化物(ハ
ロゲン化物)が挿入された9種の層間化合物を正極に用
いた参考例18の各電池においても、電池容量、自己放
電率、サイクル寿命、充放電効率の各特性が改善されて
いた。なお、上記の実施例1に示すように、黒鉛とピッ
チとの混合物を焼成した炭素材料を負極に用いた場合に
も同様の特性が得られる。
As a result, also in each battery of Reference Example 18 using as a positive electrode nine kinds of intercalation compounds in which each of the above metal chlorides (halides) was inserted into graphite, the battery capacity, self-discharge rate, and cycle life , Each property of charge and discharge efficiency was improved. As shown in Example 1 above, similar characteristics are obtained when a carbon material obtained by firing a mixture of graphite and pitch is used for the negative electrode.

【0136】(参考例19)参考例19においては、正
極に導電性ポリマー及び導電性ポリマーにドーパントが
ドープされたドーパント含有導電性ポリマー用いるよう
にした。
Reference Example 19 In Reference Example 19, a conductive polymer and a dopant-containing conductive polymer obtained by doping a conductive polymer with a dopant were used for the positive electrode.

【0137】ここで、導電性ポリマーを得るにあたって
は、各モノマー0.5モルをそれぞれ1規定のホウフッ
化水素酸水溶液1リットルに溶かし、これに0.5モル
の過硫酸アンモニウムを1規定のホウフッ化水素酸水溶
液1リットルに溶かした溶液を滴下して沈澱させた。そ
して、これに1規定の水酸化ナトリウム水溶液を添加し
て陰イオンを除去した後、これを充分に水洗し、メタノ
ール洗浄した後、これを80°Cで真空乾燥させて、下
記の表19〜表21に示すポリアニリンとポリピロール
とポリチオフェンとポリカルバゾールとポリイミノジベ
ンジルの5種類の導電性ポリマー粉末を得た。
Here, in order to obtain the conductive polymer, 0.5 mol of each monomer was dissolved in 1 liter of a 1N aqueous solution of borofluoric acid, and 0.5 mol of ammonium persulfate was added to 1N of borofluoride. A solution dissolved in 1 liter of an aqueous solution of hydrogen acid was added dropwise to cause precipitation. Then, 1N sodium hydroxide aqueous solution was added thereto to remove anions, which were thoroughly washed with water, washed with methanol, and then vacuum dried at 80 ° C. Five kinds of conductive polymer powders of polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polycarbazole and polyiminodibenzyl shown in Table 21 were obtained.

【0138】次いで、上記の各導電性ポリマー粉末を加
圧成型し、この成型体を正極に用いる一方、リチウム金
属を負極に用い、ナフィオン(商品名)、ポリビニルス
ルホン酸リチウム、過硫酸リチウム、パラトルエンスル
ホン酸リチウムから選択されるドーパントを溶かした非
水溶媒中において充電し、正極に用いた各導電性ポリマ
ー粉末内に前記ドーパントをドープして、下記の表19
〜表21に示す10種類のドーパント含有導電性ポリマ
ーを得た。
Next, each of the above conductive polymer powders was pressure-molded, and the molded body was used for the positive electrode, while lithium metal was used for the negative electrode. Nafion (trade name), polyvinyl polyvinyl sulfonate, lithium persulfate, para It was charged in a non-aqueous solvent in which a dopant selected from lithium toluenesulfonate was dissolved, and each conductive polymer powder used for the positive electrode was doped with the dopant, and the results are shown in Table 19 below.
~ Ten kinds of dopant-containing conductive polymers shown in Table 21 were obtained.

【0139】次いで、エチレンカーボネートとジメチル
カーボネートとを1:1の体積比で混合させた混合溶媒
にLiPF6を1モル/リットルの割合で溶解させた電
解液中において、上記の各導電性ポリマー及びドーパン
ト含有導電性ポリマーを3mA/cm2の定電流で陰極
還元して、各導電性ポリマー及びドーパント含有導電性
ポリマーにリチウムを挿入した。
Then, in a mixed solvent of ethylene carbonate and dimethyl carbonate mixed at a volume ratio of 1: 1 LiPF 6 was dissolved at a ratio of 1 mol / liter, in an electrolytic solution, each of the above conductive polymers and The dopant-containing conductive polymer was subjected to cathodic reduction with a constant current of 3 mA / cm 2 , and lithium was inserted into each conductive polymer and the dopant-containing conductive polymer.

【0140】そして、上記のようにして得た15種の導
電性ポリマーを正極材料として用いるようにし、それ以
外は、上記の参考例1の場合と同様にして、参考例19
の15種の電池を作製した。
Then, 15 kinds of conductive polymers obtained as described above were used as the positive electrode material, and other than that, in the same manner as in Reference Example 1 described above, Reference Example 19
15 kinds of batteries were prepared.

【0141】そして、この参考例19の各電池をそれぞ
れ100mAで放電して、正極容量(mAh/g)、電
池容量(mAh)、自己放電率(%/月)、サイクル寿
命(回)及び充放電効率(%)を測定し、その結果を表
19〜表21に示した。
Then, each of the batteries of Reference Example 19 was discharged at 100 mA to obtain a positive electrode capacity (mAh / g), a battery capacity (mAh), a self-discharge rate (% / month), a cycle life (times) and a charge. The discharge efficiency (%) was measured, and the results are shown in Tables 19 to 21.

【0142】[0142]

【表19】 [Table 19]

【0143】[0143]

【表20】 [Table 20]

【0144】[0144]

【表21】 [Table 21]

【0145】この結果、上記の各導電性ポリマー及びド
ーパント含有導電性ポリマーを正極に用いた参考例19
の各電池においては、電池容量、自己放電率、サイクル
寿命の特性が改善されていた。なお、上記の実施例1に
示すように、黒鉛とピッチとの混合物を焼成した炭素材
料を負極に用いた場合にも同様の特性が得られる。
As a result, Reference Example 19 using each of the above conductive polymers and the conductive polymer containing a dopant as the positive electrode
In each battery, the characteristics of battery capacity, self-discharge rate, and cycle life were improved. As shown in Example 1 above, similar characteristics are obtained when a carbon material obtained by firing a mixture of graphite and pitch is used for the negative electrode.

【0146】また、上記の実施例では本発明を円筒形電
池に適用する場合の具体例について説明したが、電池の
形状は特に制限なく、本発明は角形、偏平形等、種々の
形状のリチウム二次電池に適用し得るものである。
Further, although the specific examples in which the present invention is applied to the cylindrical battery have been described in the above-mentioned embodiments, the shape of the battery is not particularly limited, and the present invention is applicable to various shapes such as prismatic and flat lithium batteries. It can be applied to a secondary battery.

【0147】[0147]

【発明の効果】本発明に係るリチウム二次電池は、電池
容量が大きく、充放電効率が高いなど本発明は優れた特
有の効果を奏する。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The lithium secondary battery according to the present invention has a large battery capacity and a high charge / discharge efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】参考電池BA1〜BA3及び比較電池BC1の
各充放電サイクル特性を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing charge / discharge cycle characteristics of reference batteries BA1 to BA3 and a comparative battery BC1.

【図2】円筒型電池の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a cylindrical battery.

【図3】参考電池BA1〜BA3及び比較電池BC1の
各充放電特性を示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing charge / discharge characteristics of reference batteries BA1 to BA3 and comparative battery BC1.

【図4】参考電池BA1の充放電特性を示した図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing charge / discharge characteristics of a reference battery BA1.

【図5】参考電池BA2の充放電特性を示した図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing charge / discharge characteristics of a reference battery BA2.

【図6】参考電池BA1、BA2及び比較電池BC1の
各サイクル特性を示した図である。
FIG. 6 is a diagram showing cycle characteristics of reference batteries BA1 and BA2 and a comparative battery BC1.

【図7】実施例電池BA4の充放電特性を示した図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing charge / discharge characteristics of Example battery BA4.

【図8】参考電池BA6、比較電池BC2及び従来電池
の各サイクル特性を示した図である。
FIG. 8 is a diagram showing cycle characteristics of a reference battery BA6, a comparative battery BC2, and a conventional battery.

【図9】炭素材料のd002値と電池の放電容量との関係
を示した図である。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the d 002 value of a carbon material and the discharge capacity of a battery.

【図10】炭素材料の真密度と電池の放電容量との関係
を示した図である。
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the true density of a carbon material and the discharge capacity of a battery.

【図11】炭素材料の平均粒径と電池の放電容量との関
係を示した図である。
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the average particle size of a carbon material and the discharge capacity of a battery.

【図12】炭素材料の比表面積と電池の放電容量との関
係を示した図である。
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the specific surface area of a carbon material and the discharge capacity of a battery.

【図13】炭素材料のX線回折におけるc軸方向の結晶
子の大きさLcと電池の放電容量との関係を示した図で
ある。
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the crystallite size Lc in the c-axis direction of a carbon material in X-ray diffraction and the discharge capacity of a battery.

【図14】参考例12において、エチレンカーボネート
(EC)とジメチルカーボネート(DMC)との体積混
合比率(体積%)と電池容量(mAh)との関係を示し
た図である。
FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the volume mixing ratio (volume%) of ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DMC) and the battery capacity (mAh) in Reference Example 12.

【図15】参考例13において、エチレンカーボネート
(EC)とジエチルカーボネート(DEC)との体積混
合比率(体積%)と電池容量(mAh)との関係を示し
た図である。
15 is a diagram showing the relationship between the volume mixing ratio (volume%) of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) and the battery capacity (mAh) in Reference Example 13. FIG.

【図16】参考例14において、エチレンカーボネート
(EC)とジメチルカーボネート(DMC)とジエチル
カーボネート(DEC)との体積混合比率(体積%)と
電池容量(mAh)との関係を示した図である。
16 is a diagram showing the relationship between the volume mixing ratio (volume%) of ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and diethyl carbonate (DEC) and the battery capacity (mAh) in Reference Example 14. FIG. .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

BA1 電池 1 正極 2 負極 3 セパレータ 4 正極リード 5 負極リード 6 正極外部端子 7 負極缶 BA1 battery 1 positive electrode 2 Negative electrode 3 separator 4 Positive lead 5 Negative electrode lead 6 Positive external terminal 7 Negative electrode can

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古川 修弘 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 能間 俊之 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 高橋 昌利 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−337247(JP,A) 特開 平5−28996(JP,A) 特開 昭64−2258(JP,A) 特開 昭59−96666(JP,A) 特開 平3−8270(JP,A) 特開 平2−172162(JP,A) 特開 昭63−102166(JP,A) 特開 昭63−121260(JP,A) 特開 平4−171675(JP,A) 特開 平1−311565(JP,A) 特開 昭61−111907(JP,A) 特開 昭59−121782(JP,A) 特開 昭60−182670(JP,A) 特開 平5−41251(JP,A) 特開 平4−332465(JP,A) 特開 平4−155775(JP,A) 特開 昭64−14880(JP,A) 特開 平4−280068(JP,A) 特開 平7−320783(JP,A) 特開 平1−248469(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 10/40 H02M 4/02 H02M 4/58 H02M 4/62 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Nobuhiro Furukawa 2-5-5 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Toshiyuki Noma, 2-5 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Prefecture No. 5 Sanyo Denki Co., Ltd. (72) Inventor Masatoshi Takahashi 2-5-5 Keihan Hondori, Moriguchi City, Osaka Sanyo Denki Co., Ltd. (56) Reference JP-A-4-337247 (JP, A) Kaihei 5-28996 (JP, A) JP 64-2258 (JP, A) JP 59-96666 (JP, A) JP 3-8270 (JP, A) JP 2-172162 ( JP, A-JP 63-102166 (JP, A) JP-A 63-121260 (JP, A) JP 4-171675 (JP, A) JP 1-31565 (JP, A) JP 61-111907 (JP, A) JP-A-59-121782 (JP, A) JP-A-60 182670 (JP, A) JP 5-41251 (JP, A) JP 4-332465 (JP, A) JP 4-155775 (JP, A) JP 64-14880 (JP, A) JP-A-4-280068 (JP, A) JP-A-7-320783 (JP, A) JP-A-1-248469 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 10/40 H02M 4/02 H02M 4/58 H02M 4/62

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 リチウムを吸蔵放出可能な化合物を主材
とする正極と、X線回折におけるc軸方向の結晶子の大
きさLcが150Å以上の黒鉛(但し、X線回折におけ
るc軸方向の結晶子の大きさLcが300Å未満のもの
を除く)とピッチとの混合物を焼成して得た炭素材料を
主材とする負極と、これら正負両極間に介装されたセパ
レータと、溶媒に電解質溶質が溶解された電解液とを備
え、上記の溶媒として、エチレンカーボネートと、低沸
点溶媒(但し、ジメトキシエタンを除く)との混合溶媒
を用いたことを特徴とするリチウム二次電池。
1. A positive electrode containing a compound capable of occluding and releasing lithium as a main material, and graphite having a crystallite size Lc in the c-axis direction in X-ray diffraction of 150 Å or more (provided that the crystallite size in the c-axis direction in X-ray diffraction is A negative electrode containing a carbon material as a main material obtained by firing a mixture of a crystallite size Lc of less than 300Å) and a pitch, a separator interposed between the positive and negative electrodes, and an electrolyte in a solvent. A lithium secondary battery comprising an electrolytic solution in which a solute is dissolved, and a mixed solvent of ethylene carbonate and a low boiling point solvent (excluding dimethoxyethane) is used as the solvent.
【請求項2】 前記の低沸点溶媒が、エステル系低沸点
溶媒であることを特徴とする請求項1に記載のリチウム
二次電池。
2. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the low boiling point solvent is an ester low boiling point solvent.
【請求項3】 前記の低沸点溶媒が、ジメチルカーボネ
ート、ジエチルカーボネート、1,2―ジエトキシエタ
ン、エトキシメトキシエタンから選択される少なくとも
1種の溶媒であることを特徴とする請求項1に記載のリ
チウム二次電池。
3. The low boiling point solvent is at least one solvent selected from dimethyl carbonate, diethyl carbonate, 1,2-diethoxyethane and ethoxymethoxyethane. Rechargeable lithium battery.
【請求項4】 前記の混合溶媒は、エチレンカーボネー
トとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートとか
らなることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記
載のリチウム二次電池。
4. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the mixed solvent comprises ethylene carbonate, dimethyl carbonate and diethyl carbonate.
【請求項5】 前記の混合溶媒中にエチレンカーボネー
トが20〜80体積%含有されていることを特徴とする
請求項1〜4の何れか1項に記載のリチウム二次電池。
5. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the mixed solvent contains 20 to 80% by volume of ethylene carbonate.
【請求項6】 前記の黒鉛のX線回折における(00
2)面のd値が3.35〜3.40Åであることを特徴
とする請求項1〜5の何れか1項に記載のリチウム二次
電池。
6. The (00) in the X-ray diffraction of the graphite
2) The lithium secondary battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the d value of the plane is 3.35-3.40Å.
【請求項7】 前記の黒鉛のX線回折における(00
2)面のd値が3.554〜3.365Åであることを
特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のリチウム
二次電池。
7. (00) in X-ray diffraction of said graphite
2) The lithium secondary battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the d value of the plane is 3.554 to 3.365Å.
【請求項8】 前記の黒鉛の平均粒径が1〜30μmで
あることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載
のリチウム二次電池。
8. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the average particle diameter of the graphite is 1 to 30 μm.
【請求項9】 前記の黒鉛の比表面積が0.5〜50m
2 /gであることを特徴とする請求項1〜12の何れか
1項に記載のリチウム二次電池。
9. The specific surface area of the graphite is 0.5 to 50 m.
It is 2 / g, The lithium secondary battery in any one of Claims 1-12 characterized by the above-mentioned.
【請求項10】 前記の黒鉛の真密度が1.9〜2.3
g/cm3 であることを特徴とする請求項1〜9の何れ
か1項に記載のリチウム二次電池。
10. The true density of the graphite is 1.9 to 2.3.
It is g / cm < 3 >, The lithium secondary battery in any one of Claims 1-9 characterized by the above-mentioned.
【請求項11】 正極に用いる前記のリチウムを吸蔵放
出可能な化合物が、組成式Lix MO2 又はLiy 2
4 (但し、Mは遷移元素、0≦x≦1、0≦y≦2)
で表されることを特徴とする請求項1〜10の何れか1
項に記載のリチウム二次電池。
11. The composition formula Li x MO 2 or Li y M 2 used for the positive electrode is capable of inserting and extracting lithium.
O 4 (where M is a transition element, 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 2)
It is represented by any one of Claims 1-10 characterized by the above-mentioned.
The lithium secondary battery according to the item.
【請求項12】 前記の電解液にLiPF6 が溶質とし
て溶解していることを特徴とする請求項1〜11の何れ
か1項に記載のリチウム二次電池。
12. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein LiPF 6 is dissolved as a solute in the electrolytic solution.
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