JP3512549B2 - Negative electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the negative electrode - Google Patents
Negative electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery using the negative electrodeInfo
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Description
【0001】[0001]
【技術分野】本発明は、リチウム二次電池の改良された
構成要素および該構成要素を有するリチウム二次電池に
関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an improved component of a lithium secondary battery and a lithium secondary battery having the component.
【0002】[0002]
【従来技術】近年の電子機器の小型化、薄型化、軽量化
の進歩は目ざましいものがあり、とりわけOA分野にお
いては、デスクトップ型からラップトップ型、ノートブ
ック型へと小型軽量化している。加えて、電子手帳、電
子スチールカメラ等の新しい小型電子機器の分野も出現
し、さらには従来のハードディスク、フロッピーディス
クの小型化に加えて、新しい小型のメモリーメディアで
あるメモリーカードの開発も進められている。このよう
な電子機器の小型化、薄型化、軽量化の波の中で、これ
らの電力をささえる二次電池にも高性能化が要求されて
きている。このような要望の中、鉛電池やニッカド電池
にかわる高エネルギー密度電池としてリチウム二次電池
の開発が急速にすすめられてきた。2. Description of the Related Art In recent years, there has been remarkable progress in downsizing, thinning, and lightening of electronic devices. Particularly in the OA field, the size and weight of electronic devices have been reduced from desktop types to laptop types and notebook types. In addition, the field of new small electronic devices such as electronic notebooks and electronic still cameras has emerged.In addition to the miniaturization of conventional hard disks and floppy disks, the development of memory cards, which are new small memory media, has been promoted. ing. In the wave of the miniaturization, thinning, and weight reduction of such electronic devices, high performance is also required for secondary batteries that support such electric power. Under such a demand, development of a lithium secondary battery as a high energy density battery replacing a lead battery or a nickel cadmium battery has been rapidly promoted.
【0003】(A)リチウム二次電池の正極活物質とし
ては、TiS2,MoS2,CoO2,V2O5,FeS2,
NbS2,ZrS2,VSe2,MnO2などの遷移金属酸
化物、あるいは遷移金属カルコゲン化合物があり、無機
材料を活物質として使用した例が数多く研究されてい
る。このような材料はリチウムイオンを電気化学的に可
逆的にその構造内に出し入れが可能であり、この性質を
利用することによりリチウム非水電解液二次電池の開発
が進められてきた。このような無機材料を活物質とする
リチウム非水電解液二次電池は、一般に活物質自体の真
密度が高いため、高いエネルギー密度の電池を構成しや
すく、リチウムの吸蔵、放出が活物質の結晶構造中への
インターカレート、デインターカレートである場合、電
圧平坦性に優れる電池を構成しやすいという特徴をもつ
反面、必要以上のリチウムイオンが結晶構造中に蓄積さ
れた場合、結晶構造の破壊がおこり、非水電解液二次電
池の活物質としての機能を著しく低下させるという欠点
を持つ。このことは、非水電解液二次電池用電極として
過放電に弱いということを現している。このような無機
材料を活物質とするリチウム非水電解液二次電池の開発
過程のなかで近年になってリチウム非水電解液二次電池
の電極活物質の可能性としてアニオンを可逆的に吸蔵、
放出させることで電極反応を行える導電性高分子の発見
があった。導電性高分子は、電極材料として軽量で高出
力密度等の特徴を有するほか、材料固有の性質である導
電性により集電性に優れ、100%の放電深度に対して
も高いサイクル特性を示し、また電極としての成型加工
性も良好であるなど無機材料に無い特徴を有している。
導電性高分子の例としては、ポリアセチレン(例えば、
特開昭56−136489)、ポリピロール(例えば、
第25回電池討論会、講演要旨集、P2561,198
4)、ポリアニリン(例えば、電気化学協会第50回大
会、講演要旨集、P2281,1984)などが報告さ
れている。また導電性高分子と無機活物質の複合体電極
が提案されている(たとえば、特開昭63−10216
2)。特に導電性高分子と無機活物質を特定の条件下で
複合することによって、加工性、電位平坦性、電流特性
に優れる高エネルギー密度正極を開発したのが特願平5
−129997号である。(A) As a positive electrode active material of a lithium secondary battery, TiS 2 , MoS 2 , CoO 2 , V 2 O 5 , FeS 2 ,
There are transition metal oxides such as NbS 2 , ZrS 2 , VSe 2 , and MnO 2 , or transition metal chalcogen compounds, and many examples using inorganic materials as active materials have been studied. Such a material is capable of electrochemically reversing lithium ions into and out of its structure, and by utilizing this property, development of a lithium nonaqueous electrolyte secondary battery has been promoted. Since a lithium non-aqueous electrolyte secondary battery using such an inorganic material as an active material generally has a high true density of the active material itself, it is easy to construct a battery having a high energy density, and the occlusion and release of lithium are performed by the active material. In the case of intercalation and deintercalation in the crystal structure, it is easy to construct a battery with excellent voltage flatness, but if more lithium ions are accumulated in the crystal structure than necessary, the crystal structure Of the non-aqueous electrolyte secondary battery, which significantly reduces the function of the non-aqueous electrolyte secondary battery as an active material. This indicates that the electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery is vulnerable to overdischarge. In the development process of lithium non-aqueous electrolyte secondary batteries using such inorganic materials as active materials, reversible occlusion of anions has recently been considered as a potential electrode active material for lithium non-aqueous electrolyte secondary batteries. ,
There was a discovery of a conductive polymer capable of performing an electrode reaction by release. Conductive polymers have characteristics such as light weight and high output density as electrode materials, and also have excellent current collection properties due to their inherent properties of conductivity, and exhibit high cycle characteristics even at 100% discharge depth. In addition, it has features that are not found in inorganic materials, such as good molding processability as an electrode.
Examples of conductive polymers include polyacetylene (eg,
JP-A-56-136489), polypyrrole (for example,
The 25th Battery Symposium, Abstracts of Lectures, P2561, 198
4), polyaniline (for example, The 50th Annual Meeting of the Electrochemical Society, Abstracts of Lectures, P2281, 1984) and the like. Further, a composite electrode of a conductive polymer and an inorganic active material has been proposed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-10216).
2). In particular, a high energy density cathode having excellent processability, potential flatness, and current characteristics was developed by combining a conductive polymer and an inorganic active material under specific conditions.
No. 129997.
【0004】(B)リチウム非水電解液二次電池には上
述したような正極の開発の他に、負極の開発という技術
課題がある。負極活物質としては、リチウム金属を電極
として用いると高起電力が得られ、軽量で高エネルギー
密度化し易いという利点がある。しかし、リチウム金属
は充放電によってデンドライトを生成し、このデンドラ
イトが電解液を分解するため電池のサイクル寿命が短い
という欠点を有する。またデンドライトが更に成長する
と正極に達し、電池内短絡を起こすという問題がある。
リチウム合金を負電極として用いると上記問題は緩和さ
れるが、二次電池として満足できる容量が得られない。
そこで負極活物質としてリチウムを吸蔵放出できる炭素
材料を用いることが提案されている。しかし、現在発表
されている負極に炭素材料を用いた試作電池はリチウム
イオン電池の能力を充分に活かしているとはいえない。
負極のエネルギー密度及び充放電可能な電流密度があま
り高くないことが考えられる。即ち、高結晶性の炭素材
料は理論的には372mAh/gのエネルギー密度が期
待できるが、このような電極活物質が本来有しているエ
ネルギー密度に比べ、加工された負極のエネルギー密
度、特に体積エネルギー密度がかなり低く、また電極の
内部インピーダンスが高いため、低い電流密度では高エ
ネルギー密度であるが、大電流で充放電を行なうと負極
のエネルギー密度がが著しく低下するためである。ま
た、充放電に伴う結晶構造の変化が大きいため、充放電
を繰り返すうちに電極の強度が低下し、サイクル特性が
十分でない。さらに初期容量は大きくても、充放電を繰
り返すことで劣化し、急激に容量が低下する等、二次電
池としての性能を満足しえない。前記炭素材料としては
高結晶性の炭素は好ましいものであるが、中でも黒鉛は
単独では、電解液とのマッチングなどにより、容量、サ
イクル特性などにおいて、必ずしも満足できる結果が得
られていないのが現状である。(B) Lithium nonaqueous electrolyte secondary batteries have the technical problem of developing a negative electrode in addition to the development of a positive electrode as described above. When lithium metal is used as an electrode as the negative electrode active material, a high electromotive force can be obtained, and there is an advantage that it is lightweight and easily has a high energy density. However, lithium metal generates dendrites by charging and discharging, and has a disadvantage that the cycle life of a battery is short because the dendrites decompose an electrolytic solution. Further, when the dendrite further grows, it reaches the positive electrode, causing a short circuit in the battery.
The use of a lithium alloy as the negative electrode alleviates the above problem, but does not provide a satisfactory capacity as a secondary battery.
Therefore, it has been proposed to use a carbon material capable of inserting and extracting lithium as a negative electrode active material. However, the prototype batteries using a carbon material for the negative electrode, which are currently being announced, do not fully utilize the capabilities of lithium-ion batteries.
It is considered that the energy density of the negative electrode and the chargeable / dischargeable current density are not so high. In other words, a highly crystalline carbon material can theoretically be expected to have an energy density of 372 mAh / g. However, the energy density of the processed negative electrode, particularly the energy density of the processed negative electrode, is higher than that of such an electrode active material. This is because the volume energy density is considerably low and the internal impedance of the electrode is high, so that the energy density is high at a low current density, but the energy density of the negative electrode is significantly reduced when charging and discharging with a large current. In addition, since the change in the crystal structure due to charge and discharge is large, the strength of the electrode is reduced during repeated charge and discharge, and the cycle characteristics are not sufficient. Further, even if the initial capacity is large, the performance as a secondary battery cannot be satisfied, for example, the capacity deteriorates due to repeated charging and discharging, and the capacity rapidly decreases. As the carbon material, highly crystalline carbon is preferable, but among them, graphite alone does not always provide satisfactory results in terms of capacity, cycle characteristics, etc. due to matching with an electrolytic solution. It is.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明はリチウム二次
電池の負極活物質として、リチウムを吸蔵放出可能な炭
素負極を用いた場合に、高エネルギーで高サイクル寿命
の重負荷放電可能なリチウム二次電池用負極および該負
極を使用したリチウム二次電池を提供することを目的と
する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a lithium secondary battery capable of discharging a heavy load having a high energy and a high cycle life when a carbon anode capable of inserting and extracting lithium is used as the anode active material of the lithium secondary battery. It is an object to provide a negative electrode for a secondary battery and a lithium secondary battery using the negative electrode.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の特徴の第1は、
負極が二種類以上の炭素材料を、ポリビニルピリジン系
バインダーを用いて形成されたものであることを特徴と
するC軸方向の面間隔(d 002)が3.4Å以下の二
種類以上の炭素材料を含有したリチウム二次電池用負極
に関する。本発明の特徴の第2は、負極がリチウム塩を
含有するものであることを特徴とする請求項1記載のリ
チウム二次電池用負極に関する。A first feature of the present invention is that:
The negative electrode is made of polyvinyl pyridine-based
It is characterized by being formed using a binder
The surface spacing (d 002 ) in the C-axis direction is 3.4 ° or less.
Negative electrode for lithium secondary battery containing more than one kind of carbon material
About. The second feature of the present invention is that the negative electrode contains a lithium salt.
2. The method according to claim 1, wherein
The present invention relates to a negative electrode for a secondary lithium battery .
【0007】以下、本発明の電池の各構成要素について
詳細に説明する。本発明のリチウム二次電池は基本的に
は正極、電解質層およびリチウムを吸蔵放出可能な炭素
系負極から構成される。Hereinafter, each component of the battery of the present invention will be described in detail. The lithium secondary battery of the present invention basically includes a positive electrode, an electrolyte layer, and a carbon-based negative electrode capable of inserting and extracting lithium.
【0008】一般に炭素電極を構成する炭素材料として
は、熱分解炭素類、コークス類、カーボンブラツク類、
黒鉛、ガラス状炭素、活性炭、炭素繊維、有機高分子焼
成物およびこれらの混合物等が挙げられる。この中でも
特に結晶化度が高く、リチウム吸蔵能力の大きい黒鉛
は、負極材料として望ましい。負極活物質としては、
フェノール、ポリイミドなどの合成高分子、天然高分子
を400〜800℃の還元雰囲気で焼成することにより
得られる絶縁性乃至半導体炭素体、石炭、ピッチ、合
成高分子、あるいは天然高分子を800〜1300℃で
の還元雰囲気で焼成することにより得られる導電性炭素
体、コークス、ピッチ、合成高分子、天然高分子を2
000℃以上の温度で還元雰囲気下焼成することにより
得られるものなどが用いられるが、の炭素体が好まし
く、中でもメゾフェーズピッチ、コークスを2500℃
以上の還元雰囲気下焼成してなる炭素体および天然黒鉛
が電位平坦性に優れ、好ましい電極特性を有する。しか
しながら、充放電に伴う結晶構造変化が大きいためサイ
クル特性が悪く、大電流での充放電がしずらい不具合を
持っている。[0008] In general, carbon materials constituting a carbon electrode include pyrolytic carbons, cokes, carbon blacks, and the like.
Examples thereof include graphite, glassy carbon, activated carbon, carbon fiber, calcined organic polymer, and mixtures thereof. Among them, graphite having a particularly high crystallinity and a large lithium storage capacity is desirable as a negative electrode material. As the negative electrode active material,
Insulating or semiconducting carbon, coal, pitch, synthetic polymer, or natural polymer obtained by baking a synthetic polymer such as phenol or polyimide or a natural polymer in a reducing atmosphere at 400 to 800 ° C. to 800 to 1300. Conductive carbon, coke, pitch, synthetic polymer and natural polymer obtained by firing in a reducing atmosphere at
Although what is obtained by baking under a reducing atmosphere at a temperature of 000 ° C. or higher is used, a carbon body is preferable, and among them, mesophase pitch and coke are 2,500 ° C.
The carbon body and natural graphite fired in the above reducing atmosphere have excellent potential flatness and have preferable electrode characteristics. However, since the crystal structure change accompanying charge / discharge is large, the cycle characteristics are poor, and the charge / discharge at a large current is difficult.
【0009】本発明者らは種々の炭素材料を用いて負極
を作製しその特性を測定した結果、C軸方向の面間隔
(d002)が3.4Å以下の異なる二種類以上の炭素材
料を用いると各炭素材料粒子間の電子伝導がスムーズに
行うことができるため、エネルギー密度が高く、高サイ
クル寿命であることを見出した。前記d002が3.4Å
以上の炭素材料を用いると負極のエネルギー密度が低下
する。特に前記d002が3.4Å以下の二種類以上の炭
素材料の平均粒子径が異なっていると、負極に加工した
場合、大きい粒子径の各炭素材料の隙間に小さい粒子径
の炭素材料が入り込むため、負極の高密度化が可能とな
り好ましい。特に前記2種類以上の炭素材料としては、
d002が3.37Å未満の炭素材料とd002が3.37〜
3.4Åの炭素材料を用いることが好ましい。d002が
3.37Å以下の炭素材料はリチウムの吸蔵量が多い。
しかし、結晶の発達した炭素材料はほとんどの炭素材料
が面配向あるいは、軸配向しているため、結晶面方向あ
るいは結晶軸方向には高電子伝導性であるが、結晶面に
垂直な方向への電子伝導性が低下する。従って、d002
が3.37Å未満の炭素材料粒子間の電子伝導性が悪
い。d002が3.37〜3.4Åの炭素材料は結晶の配
向がまだ発達していないか、点配向であるが、電子伝導
の方向性は少なく、かつ十分な電子伝導性を有してい
る。そのため、d002が3.37Å未満の炭素材料とd
002が3.37〜3.4Åの炭素材料を用いた本負極は
集電特性に優れるため、重負荷放電においても高いエネ
ルギー密度を有する。The present inventors have fabricated negative electrodes using various carbon materials and measured the characteristics thereof. As a result, two or more different carbon materials having a plane spacing (d 002 ) of 3.4 ° or less in the C-axis direction were obtained. It has been found that when used, electron conduction between carbon material particles can be performed smoothly, so that the energy density is high and the cycle life is long. The d 002 is 3.4%
When the above carbon material is used, the energy density of the negative electrode decreases. In particular, when the average particle diameter of two or more types of carbon materials having d 002 of 3.4 ° or less is different, when processed into a negative electrode, the carbon material having a small particle diameter enters the gap between the carbon materials having a large particle diameter. Therefore, the density of the negative electrode can be increased, which is preferable. In particular, as the two or more types of carbon materials,
d 002 is a carbon material and d 002 of less than 3.37Å 3.37~
It is preferable to use a 3.4% carbon material. A carbon material having d 002 of 3.37 ° or less has a large lithium storage capacity.
However, most of carbon materials with developed crystals have high electron conductivity in the crystal plane direction or crystal axis direction because most of the carbon materials are plane-orientated or axially-oriented. The electronic conductivity decreases. Therefore, d 002
Is less than 3.37 °, the electron conductivity between the carbon material particles is poor. The carbon material having a d 002 of 3.37 to 3.4 ° has a crystal orientation that has not yet been developed or has a point orientation, but has low electron conduction directionality and sufficient electron conductivity. . Therefore, a carbon material having d 002 of less than 3.37 ° and d
The present negative electrode using a carbon material having a 002 of 3.37 to 3.4% has excellent current collecting characteristics, and thus has a high energy density even in heavy load discharge.
【0010】前記炭素材料のうち、最小の平均粒子径を
有する種類の炭素材料の平均粒子径は最大の平均粒子径
を有する種類の炭素材料の平均粒子径の80%以下、好
ましくは80%〜5%であることが好ましい。80%以
上では負極の密度が低下するため好ましくない。本発明
の負極に用いるd002が3.37Å未満の炭素材料の平
均粒子径は1〜40μm、好ましくは2〜30μm、さ
らに好ましくは2〜20μmである。平均粒子径が1μ
m以下の炭素材料は電池内で泳動が生じやすいため、二
次電池の短絡あるいはセパレータの目づまりによる二次
電池の内部抵抗の上昇が生じやすい。40μm以上では
均一な負極の作製が難しい。d002が3.37〜3.4
Åである炭素材料の平均粒子径は1〜30μm、好まし
くは1〜25μm、さらに好ましくは1〜20μmであ
る。平均粒子径が1μm以下では炭素材料の移動が生じ
やすいため、二次電池の短絡あるいはセパレータの目づ
まりによる二次電池の内部抵抗の上昇が生じやすい。3
0μm以上では均一な負極の作製が難しく、負極の集電
特性も低下する。本発明の負極に用いる最大の平均粒子
径を有する炭素材料群のd002は最小の平均粒子径を有
する炭素材料群のd002よりも小さい方が好ましい。即
ち、d002の小さな炭素材料の粒子の隙間にd002の大き
な炭素材料が入り込むようになるようにすることが負極
のエネルギー密度、集電特性の向上の面で好ましい。d
002がより小さい炭素材料の方が本質的にリチウム吸蔵
量が高く、電子伝導性の方向性が生じることからこのよ
うな構成になることが好ましく、より好ましい構成は最
大の平均粒子径を有する炭素材料のd002は3.37Å
未満であり、最小の平均粒子径を有する炭素材料のd
002は3.37〜3.4Åである。[0010] Among the carbon materials, the average particle size of the type of carbon material having the smallest average particle size is 80% or less, preferably 80% or less of the average particle size of the type of carbon material having the largest average particle size. Preferably it is 5%. If it is 80% or more, the density of the negative electrode decreases, which is not preferable. The average particle diameter of the carbon material having d 002 of less than 3.37 ° used in the negative electrode of the present invention is 1 to 40 μm, preferably 2 to 30 μm, and more preferably 2 to 20 μm. Average particle size is 1μ
Since the carbon material having a diameter of m or less easily migrates in the battery, the internal resistance of the secondary battery tends to increase due to a short circuit of the secondary battery or clogging of the separator. If it is 40 μm or more, it is difficult to produce a uniform negative electrode. d 002 is 3.37 to 3.4
The average particle diameter of the carbon material Å is 1 to 30 μm, preferably 1 to 25 μm, and more preferably 1 to 20 μm. If the average particle size is 1 μm or less, the carbon material is likely to move, and thus the internal resistance of the secondary battery is likely to increase due to short-circuiting of the secondary battery or clogging of the separator. 3
If the thickness is 0 μm or more, it is difficult to form a uniform negative electrode, and the current collecting characteristics of the negative electrode also deteriorate. The d002 of the carbon material group having the largest average particle diameter used in the negative electrode of the present invention is preferably smaller than the d002 of the carbon material group having the smallest average particle diameter. That is, it is preferable to make the carbon material having a large d 002 enter the gaps between the particles of the carbon material having a small d 002 from the viewpoint of improving the energy density and current collection characteristics of the negative electrode. d
It is preferable that the carbon material having a smaller average 002 has such a configuration because the lithium storage capacity is inherently higher and the directionality of electron conductivity occurs, and a more preferable configuration is a carbon material having a maximum average particle diameter. The material d 002 is 3.37Å
D of the carbon material having a minimum average particle diameter of less than
002 is 3.37 to 3.4 °.
【0011】本発明の炭素負極は、炭素体と結着剤から
湿式抄紙法等によりあらかじめ層形成したものを用い、
これを接着、圧着等の方法により集電体と積層すること
によって電極としたものであっても良いが、前記炭素材
料を適当な溶媒に分散させた均一塗工液を、集電体上に
塗布、乾燥して形成したものが層の均質性あるいは層間
の密着性等の観点から好ましい。これらの塗布方法で集
電体上に前記塗料を塗布し、乾燥させた後、次の層を同
様の方法で重ねてゆく、という方法がさらに好ましい。
前記塗工液の塗布方法としては、ワイヤーバー、ブレー
ド、ダイコート方式等のコーティング法が挙げられるが
これには限定されない。前記炭素負極は、種々の形状お
よび大きさに形成することができるが、特にフイルム状
に形成することが好ましい。前記炭素負極塗工液の作製
に際して使用する溶媒としては、バインダーが溶解ある
いは分散可能な溶媒として水、メタノール、エタノール
などのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、
メチルイソブチルケトンなどのケトン類、トルエン、キ
シレンなどの芳香族溶媒、ジメチルホルムアミドなどの
アミド類、エチレングリコール、メチレングリコール、
プロピレングリコールなどのグリコール類、テトラヒド
ロフラン、ジオキサンなどのエーテル類、N−メチルピ
ロリドン、これらの単独または混合溶媒が使用できるが
これらに限定されるものではない。The carbon anode of the present invention uses a carbon body and a binder which are previously formed in layers by a wet papermaking method or the like.
This may be used as an electrode by laminating it with a current collector by a method such as adhesion and pressure bonding, but a uniform coating solution in which the carbon material is dispersed in an appropriate solvent is applied onto the current collector. A layer formed by coating and drying is preferable from the viewpoint of uniformity of layers, adhesion between layers, and the like. It is more preferable to apply the above-mentioned coating material on the current collector by using these application methods, and after drying, apply the next layer in the same manner.
Examples of a method of applying the coating liquid include coating methods such as a wire bar, a blade, and a die coating method, but are not limited thereto. The carbon anode can be formed in various shapes and sizes, but is preferably formed in a film shape. As a solvent used when preparing the carbon negative electrode coating liquid, as a solvent in which the binder can be dissolved or dispersed, water, methanol, alcohols such as ethanol, acetone, methyl ethyl ketone,
Ketones such as methyl isobutyl ketone, aromatic solvents such as toluene and xylene, amides such as dimethylformamide, ethylene glycol, methylene glycol,
Glycols such as propylene glycol, ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, N-methylpyrrolidone, and a single or mixed solvent thereof can be used, but are not limited thereto.
【0012】前記炭素負極を構成する炭素材料を溶媒に
分散する方法としては、ボールミル、サンドミル、ロー
ルミル、ホモジナイザーなどを用いる方法があげられ
る。また、粘度は400cP〜20000cPであるこ
とが好ましい。粘度が400cP以下においては、炭素
成分のフィラーが溶液中で沈降し、均一な塗工液が得ら
れない。また粘度が20000cP以上では、粘度が大
き過ぎて塗工液として用いることができない。バインダ
ーを用いて成型し電極とする方法を用いる場合、バイン
ダーとしてはポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリメ
チルメタアクリレート、アクリル樹脂、ポリテトラフル
オロエチレン、ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエ
チレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビ
ニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリビニルピリジン、ニ
トリルゴム、ポリブタジエン、ブチルゴム、スチレン/
ブタジエンゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセル
ロース、ポリアクリロニトリル、ポリクロロプレンなど
が挙げられ、これらは、単独で用いられたり、または混
合、さらに、共重合などによって、耐電解液性を強化し
て用いられる。中でもポリビニルピリジン系バインダー
を用いると負極の充放電を繰り返しても負極の強度が落
ちないため、高サイクル寿命であり好ましい。ポリビニ
ルピリジン系バインダーはポリビニルピリジンにエポキ
シ、ウレタン、アクリル等の架橋構造を導入して非水電
解液への溶解を減少させたものであることが好ましい。
ポリビニルピリジン系バインダーを用いる場合、電極に
はLiCl,LiBr,LiBF4,LiClO4,Li
PF6,LiCF3SO3,LiN(CF3SO2)2等のリ
チウム塩を含有していることが好ましい。リチウム塩を
用いることにより、負極の柔軟性、強度、電極活物質の
結着性が著しく上昇させることができる。負極の厚みと
しては1〜1000μm、好ましくは10〜300μm
である。1μm以下ではエネルギー密度的に不利であ
り、1000μm以上では集電効率の点で不利である。
これらの電極はプレスすることにより密度などを制御
し、電極の強度、導電性を向上させ、また体積エネルギ
ー密度を向上させて使用することが好ましい。本発明の
炭素材料を用いて作製した電極は加工性に優れ、かつフ
レキシブルなため、フィルム状電極を作製するのに適し
ており、ペーパー状の電池をつくる際の電極として優れ
た性能を発揮する。As a method for dispersing the carbon material constituting the carbon anode in a solvent, a method using a ball mill, a sand mill, a roll mill, a homogenizer or the like can be used. Further, the viscosity is preferably from 400 cP to 20,000 cP. When the viscosity is 400 cP or less, the filler of the carbon component precipitates in the solution, and a uniform coating liquid cannot be obtained. If the viscosity is 20,000 cP or more, the viscosity is too large to be used as a coating liquid. When the method of forming an electrode by using a binder is used, the binder may be polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, polymethyl methacrylate, acrylic resin, polytetrafluoroethylene, polyethylene, chlorosulfonated polyethylene, polystyrene, polypropylene, or polyolefin. Vinylidene fluoride, polyvinyl fluoride, polyvinyl pyridine, nitrile rubber, polybutadiene, butyl rubber, styrene /
Examples thereof include butadiene rubber, nitrocellulose, cyanoethylcellulose, polyacrylonitrile, and polychloroprene. These may be used alone, or may be used by mixing or further enhancing the electrolytic solution resistance by copolymerization or the like. In particular, when a polyvinylpyridine-based binder is used, the strength of the negative electrode does not decrease even when charge and discharge of the negative electrode are repeated, so that a high cycle life is preferable. The polyvinyl pyridine-based binder is preferably one in which a cross-linking structure such as epoxy, urethane, or acrylic is introduced into polyvinyl pyridine to reduce dissolution in a non-aqueous electrolyte.
When a polyvinylpyridine-based binder is used, LiCl, LiBr, LiBF 4 , LiClO 4 , Li
It preferably contains a lithium salt such as PF 6 , LiCF 3 SO 3 , and LiN (CF 3 SO 2 ) 2 . By using a lithium salt, the flexibility and strength of the negative electrode and the binding property of the electrode active material can be significantly increased. The thickness of the negative electrode is 1 to 1000 μm, preferably 10 to 300 μm
It is. If it is 1 μm or less, it is disadvantageous in terms of energy density, and if it is 1000 μm or more, it is disadvantageous in terms of current collection efficiency.
These electrodes are preferably used by controlling the density and the like by pressing, improving the strength and conductivity of the electrodes, and improving the volume energy density. The electrode manufactured using the carbon material of the present invention has excellent workability and is flexible, so that it is suitable for manufacturing a film-shaped electrode, and exhibits excellent performance as an electrode when making a paper-shaped battery. .
【0013】本発明の電池において用いられる正極活物
質はTiS2、MoS2、V2O5、MnO2、CoO2等の
遷移金属酸化物、遷移金属カルコゲン化合物及びこれら
とLiとの複合体(Li複合酸化物;LiMnO2、L
iMn2O4、LiCoO2、LiNO2等)、有機物の熱
重合物である一次元グラファイト化物、フッ化カーボ
ン、グラファイト、あるいはドープ状態で10-2S/c
m以上の電気伝導度を有する導電性高分子、具体的には
ポリアニリン、ポリピロール、ポリアズレン、ポリフェ
ニレン、ポリアセチレン、ポリアセン、ポリフタロシア
ニン、ポリ−3−メチルチオフェン、ポリピリジン、ポ
リジフェニルベンジジン等の高分子及びこれらの誘導体
が挙げられるが、100%の放電深度に対しても高いサ
イクル特性を示し、無機材料に比べ比較的過放電に強い
導電性高分子を使用することが好ましい。また導電性高
分子は、成形、加工性の点でプラスチックであるため
に、従来にない特徴を生かすことができる。以上のよう
な利点を導電性高分子は有しているものの、導電性高分
子を正極に用いた二次電池には、活物質の密度が低いた
め体積エネルギー密度が低く、また、電解液中に電極反
応に充分足りるだけの電解質が必要であり、且つ充放電
反応に伴い電解液濃度の変化が大きいため、液抵抗等の
変化が大きく、スムーズな充放電反応を行なうには、過
剰な電解液が必要となるという問題点がある。このこと
はエネルギー密度を向上させる点で不利となる。これに
対し、体積エネルギー密度の高い活物質として、上記無
機カルコゲナイド化合物、無機酸化物を正極に用いるこ
とが考えられるが、これらは充放電に伴う電極反応でカ
チオンの電極中の拡散速度が遅く、急速充放電が難し
く、且つ、過放電に対し可逆性が悪く、サイクル寿命が
低下するという問題点がある。また、無機活物質はその
ままでは成形することが難しいため、結着剤として四弗
化エチレン樹脂粉末等を用いて加圧成形することが多い
が、その場合電極の機械的強度は充分とは言えないとと
もに、過放電についてもリチウムイオンが過剰に蓄積さ
れると、結晶構造の破壊が起こり、二次電池としての機
能を果たさなくなる。The positive electrode active material used in the battery of the present invention is a transition metal oxide such as TiS 2 , MoS 2 , V 2 O 5 , MnO 2 , CoO 2 , a transition metal chalcogen compound, and a complex thereof with Li ( Li composite oxide; LiMnO 2 , L
iMn 2 O 4 , LiCoO 2 , LiNO 2, etc.) one-dimensional graphite compound which is a thermal polymer of an organic substance, carbon fluoride, graphite, or 10 −2 S / c in a doped state
a conductive polymer having an electrical conductivity of m or more, specifically, polymers such as polyaniline, polypyrrole, polyazulene, polyphenylene, polyacetylene, polyacene, polyphthalocyanine, poly-3-methylthiophene, polypyridine, polydiphenylbenzidine and the like. However, it is preferable to use a conductive polymer that exhibits high cycle characteristics even at a discharge depth of 100% and is relatively resistant to overdischarge as compared with inorganic materials. In addition, since the conductive polymer is a plastic in terms of moldability and processability, it can make use of features that have not existed before. Although the conductive polymer has the above advantages, the secondary battery using the conductive polymer for the positive electrode has a low volume energy density due to a low density of the active material, In order to perform a smooth charge / discharge reaction, it is necessary to use an excess There is a problem that a liquid is required. This is disadvantageous in improving the energy density. On the other hand, as the active material having a high volume energy density, it is conceivable to use the above-mentioned inorganic chalcogenide compounds and inorganic oxides for the positive electrode. There are problems that rapid charge and discharge are difficult, reversibility to overdischarge is poor, and cycle life is shortened. In addition, since it is difficult to form the inorganic active material as it is, it is often press-formed using a tetrafluoroethylene resin powder or the like as a binder, but in such a case, the mechanical strength of the electrode can be said to be sufficient. In addition, when lithium ions are excessively accumulated in overdischarge, the crystal structure is destroyed, and the function as a secondary battery is not achieved.
【0014】このような有機および無機の活物質の不具
合を解決するため、有機および無機の複合活物質を使用
することが考えられる。この場合、使用される高分子活
物質としてはいずれも電気化学ドーピングにより高い電
気伝導度を示し、電極材料としては10-2S/cm以上
の電気伝導度を有することが要求される。また、イオン
の拡散性においても高いイオン伝導度が要求される。こ
れらの高分子材料は、電気伝導度の高さが集電能を有
し、高分子としての結着能を持ち、更には活物質として
も機能する。また導電性高分子は卑な電位において絶縁
化するため、この複合正極が過放電状態になった時に
も、導電性高分子が絶縁化するため内部に含む無機活物
質に必要以上のリチウムイオンが蓄積されるのを防ぎ、
無機活物質の結晶構造の破壊を防いでいる。結果として
実質上過放電に強い電極を構成できることとなる。前記
のように複合正極に用いられる導電性高分子とは、活
物質としての能力を有する、電解液に溶解しない、
高分子材料間の結着性を有している、導電性を示す材
料であり、結着剤として無機活物質を固定する。このと
き、無機活物質は導電性高分子に全体を包括される形と
なり、その結果、無機活物質の周りすべてが導電性を帯
びることとなる。このような導電性高分子としてはポリ
アセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニ
リン、ポリジフェニルベンジジンなどのレドックス活性
材料をあげることができるが、特に含窒素化合物におい
て顕著な効果がみられる。これらの導電性高分子材料に
は、導電性もさることながらイオンの拡散性においても
高いイオン導電性が要求される。これらのなかでも重量
あたりの電気容量が比較的大きく、しかも汎用非水電解
液中で、比較的安定に充放電を行うことのできる点でポ
リピロール、ポリアニリンあるいはこれらの共重合体が
好ましい。さらに好ましくはポリアニリンである。複合
正極にもちいる無機活物質は電位平坦性に優れるものが
好ましく、具体的には、V、Co、Mn、Ni等の遷移
金属の酸化物あるいは前記遷移金属とアルカリ金属との
複合酸化物を例示することができ、電解液に安定な電極
電位、電圧平坦性、エネルギー密度を考慮すると結晶性
バナジウム酸化物が好ましく、特に、五酸化バナジウム
が好ましい。その理由は、結晶性五酸化バナジウムの放
電曲線の電位平坦部が、上記導電性高分子のアニオンの
挿入、脱離にともなう電極電位に比較的近いところにあ
ることによる。In order to solve such problems of the organic and inorganic active materials, it is conceivable to use an organic and inorganic composite active material. In this case, the polymer active material used is required to exhibit high electric conductivity by electrochemical doping, and the electrode material is required to have an electric conductivity of 10 −2 S / cm or more. Also, high ion conductivity is required for the ion diffusivity. These polymer materials have a high electric conductivity to have a current collecting ability, a binding ability as a polymer, and also function as an active material. In addition, since the conductive polymer is insulated at a low potential, even when the composite positive electrode is in an overdischarged state, the conductive polymer is insulated, so that unnecessary lithium ions are contained in the inorganic active material contained therein. Prevent it from accumulating,
This prevents the crystal structure of the inorganic active material from being destroyed. As a result, an electrode that is substantially resistant to overdischarge can be formed. The conductive polymer used for the composite positive electrode as described above has the ability as an active material, does not dissolve in the electrolytic solution,
A conductive material having a binding property between polymer materials and fixing an inorganic active material as a binder. At this time, the inorganic active material is in a form that is entirely covered by the conductive polymer, and as a result, the entire periphery of the inorganic active material becomes conductive. Examples of such a conductive polymer include redox active materials such as polyacetylene, polypyrrole, polythiophene, polyaniline, and polydiphenylbenzidine, and a remarkable effect is particularly observed in nitrogen-containing compounds. These conductive polymer materials are required to have high ionic conductivity not only in conductivity but also in ion diffusivity. Among these, polypyrrole, polyaniline, and copolymers thereof are preferable because they have a relatively large electric capacity per weight and can be relatively stably charged and discharged in a general-purpose nonaqueous electrolyte. More preferred is polyaniline. The inorganic active material used for the composite positive electrode preferably has excellent potential flatness. Specifically, an oxide of a transition metal such as V, Co, Mn, or Ni or a composite oxide of the transition metal and an alkali metal is used. Taking account of stable electrode potential, voltage flatness and energy density in the electrolyte, crystalline vanadium oxide is preferable, and vanadium pentoxide is particularly preferable. The reason is that the potential flat portion of the discharge curve of crystalline vanadium pentoxide is relatively close to the electrode potential accompanying insertion and desorption of the anion of the conductive polymer.
【0015】本発明に使用する前記負極の集電体として
は、例えば、ステンレス鋼、金、白金、ニッケル、アル
ミニウム、モリブデン、チタン等の金属シート、金属
箔、金属網、パンチングメタル、エキスバンドメタル、
あるいは金属メッキ繊維、金属蒸着線、金属含有合成繊
維等からなる網や不織布があげられる。特に銅箔が密着
性、集電性の点で優れる。一方、正極集電体としては上
記の負極の集電体があげられ、電気伝導度、化学的、電
気化学安定性、経済性、加工性、軽量性等を考えるとア
ルミニウムが好ましい。さらに本発明に使用される正極
および/または負極集電体層の表面は粗面化してあるこ
とが好ましい。粗面化を施すことにより活物質層の接触
面積が大きくなるとともに、密着性も向上し、電池とし
てのインピーダンスを下げる効果がある。また、塗工溶
液を用いての電極作製においては、粗面化処理を施すこ
とにより活物質と集電体の密着性を大きく向上させるこ
とができる。粗面化処理としてはエメリー紙による研
磨、ブラスト処理、化学的あるいは電気化学的エッチン
グがあり、これにより集電体を粗面化することができ
る。特にアルミニウムの場合はエッチング処理したエッ
チドアルミニウムが好ましい。エッチング処理はアルミ
ニウムの変形やその強度を大きく下げることなくミクロ
のオーダーで表面を効果的に粗面化することが可能であ
り、アルミニウムの粗面化としては最も好ましい方法で
ある。Examples of the current collector of the negative electrode used in the present invention include a metal sheet such as stainless steel, gold, platinum, nickel, aluminum, molybdenum, and titanium, a metal foil, a metal net, a punching metal, and an ex-band metal. ,
Alternatively, a mesh or nonwoven fabric made of metal-plated fiber, metal-deposited wire, metal-containing synthetic fiber, or the like can be used. Particularly, copper foil is excellent in adhesion and current collecting properties. On the other hand, the positive electrode current collector includes the above-described current collector of the negative electrode. Aluminum is preferable in consideration of electric conductivity, chemical stability, electrochemical stability, economy, workability, light weight, and the like. Furthermore, the surface of the positive electrode and / or negative electrode current collector layer used in the present invention is preferably roughened. By performing the surface roughening, the contact area of the active material layer is increased, the adhesion is also improved, and the impedance as a battery is reduced. In the preparation of an electrode using a coating solution, the adhesion between the active material and the current collector can be significantly improved by performing a surface roughening treatment. Examples of the surface roughening treatment include polishing with an emery paper, blasting, and chemical or electrochemical etching, whereby the current collector can be roughened. In particular, in the case of aluminum, etched aluminum is preferable. The etching treatment can effectively roughen the surface on the order of micrometer without deforming the aluminum or greatly reducing its strength, and is the most preferable method for roughening the aluminum.
【0016】本発明の電池は基本的には正極、負極およ
び電解質から構成される。必要によりセパレータを用い
ることができる。本発明の電解質としては、電解液ある
いは固体電解質が用いられる。本発明のリチウム二次電
池の電解液としては、非水溶媒に電解質塩を溶解したも
のが挙げられる。非水溶媒としては、環状カーボネート
溶媒(プロピレンカーボネート、エチレンカーボネー
ト、ブチレンカーボネート)、鎖状カーボネート溶媒
(ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチ
ルエチルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネー
ト)、アミド溶媒(N−メチルホルムアミド、N−エチ
ルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−
メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、
N−エチルアセトアミド、N−メチルピロジリノン)、
ラクトン溶媒(γ−ブチルラクトン、γ−バレロラクト
ン、δ−バレロラクトン、3−メチル−1,3−オキサ
ゾリジン−2−オン等)、アルコール溶媒(エチレング
リコール、プロピレングリコール、グリセリン、メチル
セロソルブ、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタン
ジオール、1,4−ブタンジオール、ジグリセリン、ポ
リオキシアルキレングリコール、シクロヘキサンジオー
ル、キシレングリコール等)、エーテル溶媒(メチラー
ル、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエ
タン、1−エトキシ−2−メトキシエタン、アルコキシ
ポリアルキレンエーテル等)、ニトリル溶媒(ベンゾニ
トリル、アセトニトリル、3−メトキシプロピオニトリ
ル等)、燐酸類及び燐酸エステル溶媒(正燐酸、メタ燐
酸、ピロ燐酸、ポリ燐酸、亜燐酸、トリメチルホスフェ
ート等)、2−イミダゾリジノン類(1,3−ジメチル
−2−イミダゾリジノン等)、ピロリドン類、スルホラ
ン溶媒(スルホラン、テトラメチレンスルホラン)、フ
ラン溶媒(テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒド
ロフラン、2,5−ジメトキシテトラヒドロフラン)、
ジオキソラン、ジオキサン、ジクロロエタンの単独ある
いは2種以上の混合溶媒が使用できる。これらのうち好
ましくは、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネー
ト、メチルエチルカーボネート、メチルイソプロピルカ
ーボネートなどの鎖状カーボネート類を含有し、さら
に、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、
ブチレンカーボネートなどの環状カーボネート類を含有
することが好ましい。The battery of the present invention basically comprises a positive electrode, a negative electrode and an electrolyte. If necessary, a separator can be used. An electrolyte or a solid electrolyte is used as the electrolyte of the present invention. Examples of the electrolyte for the lithium secondary battery of the present invention include a solution in which an electrolyte salt is dissolved in a non-aqueous solvent. Examples of the non-aqueous solvent include cyclic carbonate solvents (propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate), chain carbonate solvents (dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, methyl isopropyl carbonate), amide solvents (N-methylformamide, N- Ethylformamide, N, N-dimethylformamide, N-
Methylacetamide, N, N-dimethylacetamide,
N-ethylacetamide, N-methylpyrrolidinone),
Lactone solvents (γ-butyl lactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, 3-methyl-1,3-oxazolidin-2-one, etc.), alcohol solvents (ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, methyl cellosolve, 1, 2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, diglycerin, polyoxyalkylene glycol, cyclohexanediol, xylene glycol, etc., ether solvent (methylal, 1,2-dimethoxyethane, 1,2 -Diethoxyethane, 1-ethoxy-2-methoxyethane, alkoxypolyalkylene ethers, etc., nitrile solvents (benzonitrile, acetonitrile, 3-methoxypropionitrile, etc.), phosphoric acids and phosphate esters solvents (normal phosphoric acid, metaphosphoric acid) , Pyrophosphoric acid, poly Acid, phosphorous acid, trimethyl phosphate, etc.), 2-imidazolidinones (1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, etc.), pyrrolidones, sulfolane solvents (sulfolane, tetramethylene sulfolane), furan solvents (tetrahydrofuran, 2 -Methyltetrahydrofuran, 2,5-dimethoxytetrahydrofuran),
Dioxolane, dioxane, dichloroethane alone or a mixture of two or more solvents can be used. Of these, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, contains a chain carbonate such as methyl isopropyl carbonate, further ethylene carbonate, propylene carbonate,
It is preferable to contain a cyclic carbonate such as butylene carbonate.
【0017】本発明のリチウム電池の電解質塩として
は、非水溶媒に溶解し、高いイオン伝導度を示すものが
用いられる。このようなものとしては、例えば、カチオ
ンとしてはアルカリ金属イオン、アニオンとしてはCl
-,Br-,I-,SCN-,ClO4 -,BF4 -,PF6 -,
SbF6 -,CF3SO3 -,(CF3SO2)2N-等が例示
できるが、なかでもスルホン酸塩が好ましい。該スルホ
ン酸塩としては、例えばLiN(CF3SO2)2,Li
CF3SO3,LiC(CF3SO2)3,C6F9SO3L
i,C8F17SO3Li等が挙げられ、特にLiN(CF
3SO2)2,LiC(CF3SO2)3が好ましい。また、
本発明のリチウム二次電池に用いる電解質塩としては、
前記スルホン酸塩と該スルホン酸塩以外の他の種類の電
解質塩の混合物であってもよい。スルホン酸塩以外の他
の種類の電解質塩を与える化合物としては、例えばLi
PF6,LiSbF6,LiAsF6,LiBF4,LiC
lO4,LiI,LiBr,KPF6,KClO4,Na
PF6,〔(n−Bu)4N〕BF4,〔(n−Bu)
4N〕ClO4,LiAlCl4,LiBR4(Rはフェニ
ル基、アルキル基)、LiTFPB、{LiB〔Ph
(−CF3)2−3,5〕4、Phはフェニル基}、Li
AlCl4等を例示することができるが、特にこれらに
限定されるものではない。電解質塩のうち、前述のよう
にLiN(CF3SO2)2は、イオン伝導度が高いこ
と、重負荷放電特性、低温特性に優れていることから、
リチウム二次電池用の電解質塩としては好ましいもので
ある。しかしながら、LiN(CF3SO2)2は腐食性
があり、特に正極集電体層をアルミニウムとしたときは
腐食が顕著である。前記腐食性とは、電界が印加される
とアルミニウムの溶出電流が流れることであり、本発明
者らはこの腐食性を押さえることを検討した結果、Li
N(CF3SO2)2に他の電解質塩を加えることにより
腐食性を押さえることができた。前記の他の電解質塩と
しては上記したカチオン、アニオンの組合せよりなる電
解質塩の添加が効果があったが、腐食の防止、本発明の
複合正極、複合負極とのマッチングの面からより好まし
くは、下式(1)から(3)で表される少なくとも1種
の化合物および/またはLiX、LiSbX6、LiA
lX4、LiSCN(式中Xはハロゲン)で表せる少な
くとも1種のリチウム塩を用いることにより特に顕著な
効果を表すことが判った。As the electrolyte salt of the lithium battery of the present invention, a salt which is dissolved in a non-aqueous solvent and has high ionic conductivity is used. Such materials include, for example, alkali metal ions as cations and Cl as anions.
-, Br -, I -, SCN -, ClO 4 -, BF 4 -, PF 6 -,
SbF 6 − , CF 3 SO 3 − , (CF 3 SO 2 ) 2 N − and the like can be exemplified, and among them, a sulfonate is preferable. Examples of the sulfonate include LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , Li
CF 3 SO 3 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , C 6 F 9 SO 3 L
i, C 8 F 17 SO 3 Li and the like, and particularly, LiN (CF
3 SO 2 ) 2 and LiC (CF 3 SO 2 ) 3 are preferred. Also,
As the electrolyte salt used in the lithium secondary battery of the present invention,
A mixture of the sulfonate and another type of electrolyte salt other than the sulfonate may be used. Compounds that provide other types of electrolyte salts other than sulfonates include, for example, Li
PF 6, LiSbF 6, LiAsF 6 , LiBF 4, LiC
lO 4, LiI, LiBr, KPF 6, KClO 4, Na
PF 6 , [(n-Bu) 4 N] BF 4 , [(n-Bu)
4 N] ClO 4 , LiAlCl 4, LiBR 4 (R is a phenyl group or an alkyl group), LiTFPB, {LiB [Ph
(—CF 3 ) 2 -3,5] 4 , Ph is a phenyl group}, Li
Examples include AlCl 4, but are not particularly limited thereto. Among the electrolyte salts, as described above, LiN (CF 3 SO 2 ) 2 has high ionic conductivity, excellent heavy-load discharge characteristics, and excellent low-temperature characteristics.
It is preferable as an electrolyte salt for a lithium secondary battery. However, LiN (CF 3 SO 2 ) 2 is corrosive, and the corrosion is remarkable especially when the positive electrode current collector layer is made of aluminum. The above-mentioned corrosiveness means that the elution current of aluminum flows when an electric field is applied, and the present inventors have studied to suppress this corrosiveness.
By adding another electrolyte salt to N (CF 3 SO 2 ) 2 , the corrosiveness could be suppressed. As the other electrolyte salt, the above-mentioned cation, the addition of an electrolyte salt composed of a combination of anions was effective, but from the viewpoint of corrosion prevention, the composite cathode of the present invention, more preferably from the viewpoint of matching with the composite anode, At least one compound represented by the following formulas (1) to (3) and / or LiX, LiSbX 6 , LiA
It has been found that a particularly remarkable effect is exhibited by using at least one lithium salt represented by lX 4 and LiSCN (X is a halogen).
【化3】
M(BF4)x (1)
(R1R2R3R4)NBF4 (2)
LiPF6 (3)
〔前式中、Mはアルカリ金属またはアルカリ土類金属を
表す。Xは1または2であり、R1,R2,R3,R4はそ
れぞれアルキル基を表わす。〕
前式(1)または(2)で表されるテトラフルオロボレ
ート塩としては、具体的には、例えば式(1)の化合物
としては、MがLi,Na,K,Ca,Mg等のものが
挙げられ、また式(2)の化合物としては、例えばLi
BF4,(CH3)4NBF4,(CH3CH2)4NBF4,
(CH3CH2CH2CH2)4NBF4,(CH3CH2CH
2CH2)2(CH3)2NBF4等が挙げられる。前記電解
質塩の濃度は、使用する電極、電解液によって異なる
が、0.1〜10mol/lが好ましい。0.1mol
/l以下ではエネルギー密度を得ることができず、10
mol/l以上では調製することが困難となる。Embedded image M (BF 4 ) x (1) (R 1 R 2 R 3 R 4 ) NBF 4 (2) LiPF 6 (3) [In the above formula, M represents an alkali metal or an alkaline earth metal. X is 1 or 2, and R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each represent an alkyl group. As the tetrafluoroborate salt represented by the above formula (1) or (2), specifically, for example, as the compound of the formula (1), those in which M is Li, Na, K, Ca, Mg, etc. And the compound of the formula (2) is, for example, Li
BF 4 , (CH 3 ) 4 NBF 4 , (CH 3 CH 2 ) 4 NBF 4 ,
(CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 ) 4 NBF 4 , (CH 3 CH 2 CH
2 CH 2 ) 2 (CH 3 ) 2 NBF 4 and the like. The concentration of the electrolyte salt varies depending on the electrode and electrolyte used, but is preferably 0.1 to 10 mol / l. 0.1mol
/ L or less, energy density cannot be obtained and 10
If it is at least mol / l, it will be difficult to prepare.
【0018】セパレーターとしては、電解質溶液のイオ
ン移動に対して低抵抗であり、且つ、溶液保持に優れた
ものを使用するのがよい。そのようなセパレータの例と
しては、ガラス繊維フィルター、ポリエステル、テフロ
ン、ポリフロン、ポリプロピレン等の高分子繊維からな
る不織布フィルター、ガラス繊維とそれらの高分子繊維
を混用した不織布フィルターなどを挙げることができ
る。さらにこれら電解液、セパレータの代わり、あるい
は併用して固体電解質を用いることができる。固体電解
質は、漏液がなく、かつ電池発熱時の安全性が高い等の
理由から好ましい。本発明に用いる固体電解質としては
例えば無機系では、AgCl,AgBr,AgI,Li
Iなどの金属ハロゲン化物、RbAg4I5,RbAg4
I4CNイオン伝導体などが挙げられる。また、有機系
では、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサ
イド、ポリビニリデンフルオライド、ポリアクリロニト
リルなどをポリマーマトリクスとして前述したような電
解質塩を溶解せしめた固溶体、あるいはこれらの架橋
体、低分子ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンイミ
ン、クラウンエーテルなどのイオン解離基をポリマー主
鎖にグラフト化した高分子固体電解質が挙げられる。あ
るいは高分子量重合体に前記電解液を含有した構造を有
するゲル状高分子固体電解質が挙げられる。ゲル状高分
子固体電解質は、前記の電解液に重合性化合物を加え、
熱あるいは光により重合を行い電解液を固体化するもの
である。より具体的には、WO91/14294記載の
ものが用いられる。重合性化合物として、例えばアクリ
レート系化合物(例えばメトキシジエチレングリコール
アクリレート、メトキシジエチレンアルコールメタアク
リレート)を過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロニ
トリル、メチルベンゾイルホルメート、ベンゾインイソ
プロピルエーテル、フルフリルアクリレート、トリメチ
ロールプロパンアクリレート等の重合開始剤を用い重合
させ電解液を固体化するものである。このような固体電
解質の中でイオン伝導度、可撓性の点からゲル状高分子
固体電解質を用いることが好ましい。As the separator, it is preferable to use a separator having a low resistance to the ion transfer of the electrolyte solution and having an excellent solution retention. Examples of such a separator include a glass fiber filter, a nonwoven fabric filter made of polymer fibers such as polyester, Teflon, polyflon, and polypropylene, and a nonwoven fabric filter in which glass fibers are mixed with these polymer fibers. Further, a solid electrolyte can be used in place of or in combination with these electrolytes and separators. The solid electrolyte is preferable because it has no liquid leakage and has high safety when the battery is heated. Examples of the solid electrolyte used in the present invention include, for example, AgCl, AgBr, AgI, Li
Metal halides such as I, RbAg 4 I 5 , RbAg 4
I 4 CN ion conductor and the like. In the organic system, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile and the like as a polymer matrix and a solid solution in which the above-described electrolyte salt is dissolved, or a cross-linked form thereof, low-molecular-weight polyethylene oxide, polyethyleneimine, Examples include a solid polymer electrolyte in which an ion dissociating group such as a crown ether is grafted to a polymer main chain. Alternatively, a gel-like polymer solid electrolyte having a structure in which the above-mentioned electrolytic solution is contained in a high-molecular-weight polymer may be used. The gel polymer solid electrolyte is obtained by adding a polymerizable compound to the above-mentioned electrolytic solution,
Polymerization is performed by heat or light to solidify the electrolyte. More specifically, those described in WO91 / 14294 are used. As the polymerizable compound, for example, an acrylate compound (for example, methoxydiethylene glycol acrylate, methoxydiethylene alcohol methacrylate) is converted from benzoyl peroxide, azobisisobutyronitrile, methylbenzoyl formate, benzoin isopropyl ether, furfuryl acrylate, trimethylolpropane acrylate. And the like to polymerize using a polymerization initiator such as the above to solidify the electrolytic solution. Among such solid electrolytes, it is preferable to use a gel polymer solid electrolyte from the viewpoint of ionic conductivity and flexibility.
【0019】以下、本発明の実施例を示す。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
【0020】実施例1
d002が3.355Åで平均粒子径が10μmの炭素材
料とd002が3.380Åで平均粒子径が10μmの炭
素材料の各50重量部に15重量部のポリフッ化ビニリ
デンを秤量し、N−メチルピロリドンを加えて混合して
ペースト状にした。これを20μmの銅ホイルに塗布
し、乾燥して電極活物質層の厚さが60μmの電極を作
製した。[0020] Example 1 d 002 polyvinylidene fluoride 15 parts by weight of each 50 parts by weight of the average carbon material particle size 10μm and d 002 is the average particle diameter of 10μm carbon material 3.380Å in 3.355Å Was weighed, N-methylpyrrolidone was added and mixed to form a paste. This was applied to a 20 μm copper foil and dried to prepare an electrode having an electrode active material layer thickness of 60 μm.
【0021】実施例2
d002が3.356Åで平均粒子径が12μmの炭素材
料とd002が3.375Åで平均粒子径が8μmの炭素
材料の各50重量部に15重量部のポリフッ化ビニリデ
ンを秤量し、N−メチルピロリドンを加えて混合してペ
ースト状にした。これを20μmの銅ホイルに塗布し、
乾燥して電極活物質層の厚さが60μmの電極を作製し
た。[0021] Example 2 d 002 polyvinylidene fluoride 15 parts by weight of each 50 parts by weight of the average carbon material particle size 12μm and d 002 is the average particle diameter of 8μm carbon material 3.375Å in 3.356Å Was weighed, N-methylpyrrolidone was added and mixed to form a paste. This is applied to a copper foil of 20 μm,
After drying, an electrode having a thickness of the electrode active material layer of 60 μm was produced.
【0022】比較例1
d002が3.355Åで平均粒子径が10μmの炭素材
料100重量部に15重量部のポリフッ化ビニリデンを
秤量し、N−メチルピロリドンを加えて混合してペース
ト状にした。これを20μmの銅ホイルに塗布し、乾燥
して電極活物質層の厚さが60μmの電極を作製した。[0022] Comparative Example 1 d 002 average particle diameter were weighed polyvinylidene fluoride 15 parts by weight to 100 parts by weight of carbon material of 10μm in 3.355A, and the paste was mixed with a N- methylpyrrolidone . This was applied to a 20 μm copper foil and dried to prepare an electrode having an electrode active material layer thickness of 60 μm.
【0023】比較例2
d002が3.375Åで平均粒子径が10μmの炭素材
料100重量部に15重量部のポリフッ化ビニリデンを
秤量し、N−メチルピロリドンを加えて混合してペース
ト状にした。これを20μmの銅ホイルに塗布し、乾燥
して電極活物質層の厚さが60μmの電極を作製した。[0023] Comparative Example 2 d 002 is the average particle diameter were weighed polyvinylidene fluoride 15 parts by weight to 100 parts by weight of carbon material of 10μm in 3.375A, and the paste was mixed with a N- methylpyrrolidone . This was applied to a 20 μm copper foil and dried to prepare an electrode having an electrode active material layer thickness of 60 μm.
【0024】比較例3
d002が3.355Åで平均粒子径が10μmの炭素材
料とd002が3.43Åで平均粒子径が10μmの炭素
材料の各50重量部に15重量部のポリフッ化ビニリデ
ンを秤量し、N−メチルピロリドンを加えて混合してペ
ースト状にした。これを20μmの銅ホイルに塗布し、
乾燥して電極活物質層の厚さが60μmの電極を作製し
た。[0024] Comparative Example 3 d 002 average particle size of 10μm carbon material and d 002 of the average particle diameter of 10μm at 3.43Å polyvinylidene fluoride 15 parts by weight each of 50 parts by weight of the carbon material in 3.355Å Was weighed, N-methylpyrrolidone was added and mixed to form a paste. This is applied to a copper foil of 20 μm,
After drying, an electrode having a thickness of the electrode active material layer of 60 μm was produced.
【0025】負極性能試験
実施例1,2及び比較例1,2および3の負極の電極特
性を測定した。電解液にはlMLiPF6をエチレンカ
ーボネートとジメチルカーボネートの1:1(体積比)
の混合溶媒に溶解したものを用いた。負極をリチウム電
極に対して0Vまで充電を行い、各電流値で0.8Vま
で放電を行い負極のエネルギー密度を測定した。Negative electrode performance test The electrode characteristics of the negative electrodes of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1, 2 and 3 were measured. 1M LiPF 6 of ethylene carbonate and dimethyl carbonate (1: 1 by volume) was used as the electrolyte.
Used in a mixed solvent. The negative electrode was charged to 0 V with respect to the lithium electrode, discharged at 0.8 V at each current value, and the energy density of the negative electrode was measured.
【表1】 [Table 1]
【0026】実施例3
d002が3.355Åで平均粒子径が12μmの炭素材
料を55重量部とd002が3.38Åで平均粒子径が1
2μmの炭素材料を45重量部、15重量部のポリフッ
化ビニリデンを秤量し、N−メチルピロリドンを加えて
混合してペースト状にした。これを20μmの銅ホイル
に塗布し、乾燥して電極活物質層の厚さが60μmの電
極を作製した。Example 3 55 parts by weight of a carbon material having a d 002 of 3.355 ° and an average particle diameter of 12 μm, and a d 002 of 3.38 ° and an average particle diameter of 1
45 parts by weight of a 2 μm carbon material and 15 parts by weight of polyvinylidene fluoride were weighed, N-methylpyrrolidone was added and mixed to form a paste. This was applied to a 20 μm copper foil and dried to prepare an electrode having an electrode active material layer thickness of 60 μm.
【0027】実施例4
d002が3.355Åで平均粒子径が12μmの炭素材
料を55重量部とd002が3.38Åで平均粒子径が7
μmの炭素材料を45重量部、15重量部のポリフッ化
ビニリデンを坪量し、N−メチルピロリドンを加えて混
合してペースト状にした。これを20μmの銅ホイルに
塗布し、乾燥して電極活物質層の厚さが60μmの電極
を作製した。[0027] Example 4 d 002 is the average particle size an average particle size of the carbon material of 12μm is 55 parts by weight and d 002 at 3.38Å in 3.355Å 7
The carbon material of μm was weighed at 45 parts by weight and 15 parts by weight of polyvinylidene fluoride, and N-methylpyrrolidone was added and mixed to form a paste. This was applied to a 20 μm copper foil and dried to prepare an electrode having an electrode active material layer thickness of 60 μm.
【0028】実施例5
d002が3.355Åで平均粒子径が25μmの炭素材
料を55重量部とd002が3.38Åで平均粒子径が7
μmの炭素材料を45重量部、15重量部のポリフッ化
ビニリデンを秤量し、N−メチルピロリドンを加えて混
合してペースト状にした。これを20μmの銅ホイルに
塗布し、乾燥して電極活物質層の厚さが60μmの電極
を作製したが、膜厚は不均一であった。Example 5 55 parts by weight of a carbon material having a d 002 of 3.355 ° and an average particle diameter of 25 μm, and a d 002 of 3.38 ° and an average particle diameter of 7
A carbon material of μm was weighed at 45 parts by weight and 15 parts by weight of polyvinylidene fluoride, and N-methylpyrrolidone was added and mixed to form a paste. This was applied to a copper foil of 20 μm and dried to produce an electrode having an electrode active material layer having a thickness of 60 μm, but the film thickness was not uniform.
【0029】実施例6
d002が3.356Åで平均粒子径が10μmの炭素材
料を55重量部とd002が3.38Åで平均粒子径が1
5μmの炭素材料を45重量部、15重量部のポリフッ
化ビニリデンを秤量し、N−メチルピロリドンを加えて
混合してペースト状にした。これを20μmの銅ホイル
に塗布し、乾燥して電極活物質層の厚さが60μmの電
極を作製した。Example 6 55 parts by weight of a carbon material having a d 002 of 3.356 ° and an average particle diameter of 10 μm, and a d 002 of 3.38 ° and an average particle diameter of 1
45 parts by weight of a 5 μm carbon material and 15 parts by weight of polyvinylidene fluoride were weighed, and N-methylpyrrolidone was added and mixed to form a paste. This was applied to a 20 μm copper foil and dried to prepare an electrode having an electrode active material layer thickness of 60 μm.
【0030】実施例7
d002が3.357Åで平均粒子径が12μmの炭素材
料を55重量部とd002が3.37Åで平均粒子径が8
μmの炭素材料を45重量部、10重量部のポリビニル
ピリジン系バインダー(広栄化学製)を秤量し、N−メ
チルピロリドンを加えて混合してペースト状にした。こ
れを20μmの銅ホイルに塗布し、乾燥して電極活物質
層の厚さが60μmの電極を作製した。Example 7 55 parts by weight of a carbon material having a d 002 of 3.357 ° and an average particle size of 12 μm, and a d 002 of 3.37 ° and an average particle size of 8
45 parts by weight and 10 parts by weight of a polyvinyl pyridine-based binder (manufactured by Koei Chemical Co., Ltd.) were weighed, and N-methylpyrrolidone was added thereto and mixed to form a paste. This was applied to a 20 μm copper foil and dried to prepare an electrode having an electrode active material layer thickness of 60 μm.
【0031】実施例8
実施例7において5重量部のLiBF4を添加して負極
を作製する以外は実施例7と同様にして負極を作製し
た。本負極は90°の屈曲に対しても電極活物質の脱
落、剥がれはまったく見られなかった。Example 8 A negative electrode was produced in the same manner as in Example 7, except that 5 parts by weight of LiBF 4 was added to produce the negative electrode. In the present negative electrode, the electrode active material did not fall off or peel off even at 90 ° bending.
【0032】負極性能試験
実施例3〜8の電極特性を測定した。電解液には2ML
iN(CF3SO2)2をエチレンカーボネートとプロピ
レンカーボネートの1:1(体積比)の混合溶媒に溶解
したものを用いた。負極をリチウム電極に対して0Vま
で充電を行い、各電流値で0.8Vまで放電を行い負極
のエネルギー密度を測定した。なお、実施例4、7、8
についてはサイクル寿命も測定した。Negative electrode performance test The electrode characteristics of Examples 3 to 8 were measured. 2ML for electrolyte
A solution prepared by dissolving iN (CF 3 SO 2 ) 2 in a mixed solvent of ethylene carbonate and propylene carbonate in a ratio of 1: 1 (volume ratio) was used. The negative electrode was charged to 0 V with respect to the lithium electrode, discharged at 0.8 V at each current value, and the energy density of the negative electrode was measured. Examples 4, 7, 8
For, the cycle life was also measured.
【表2】 [Table 2]
【表3】 [Table 3]
【0033】実施例9
実施例8で作製した負極を用いてビーカーセルを作製し
た。正極にはポリアニリンと五酸化バナジウムを3:7
(重量比)で複合した電極(初期容量に2mAh)を用
いた。電解液には2MLiN(CF3SO2)2をエチレ
ンカーボネートとプロピレンカーボネートの7:3(体
積比)混合溶媒に溶解したものを用いた。2.5V〜
3.7Vの間で充放電を行い電池特性として20℃にお
ける放電容量を測定した。充放電電流は4mAで行っ
た。Example 9 A beaker cell was produced using the negative electrode produced in Example 8. For the positive electrode, polyaniline and vanadium pentoxide 3: 7
The electrodes (weight ratio) were combined (the initial capacity was 2 mAh). As the electrolytic solution, a solution prepared by dissolving 2M LiN (CF 3 SO 2 ) 2 in a 7: 3 (volume ratio) mixed solvent of ethylene carbonate and propylene carbonate was used. 2.5V ~
The battery was charged and discharged between 3.7 V, and the discharge capacity at 20 ° C. was measured as a battery characteristic. The charge / discharge current was 4 mA.
【0034】比較例4
実施例9において負極にリチウムを用いる以外は実施例
9と同様にしてビーカーセルを作製して電池特性を測定
した。Comparative Example 4 A beaker cell was prepared and the battery characteristics were measured in the same manner as in Example 9 except that lithium was used for the negative electrode in Example 9.
【表4】 [Table 4]
【0035】実施例10
天然黒鉛(d002=3.357Å、平均粒径=13μ
m)とメソフェーズピッチを還元雰囲気下、2500℃
で焼成した炭素体(d002=3.371Å、平均粒径=
5μm)を1:1(重量部)で混合したものをポリフッ
化ビニリデンと共にN−メチルピロリドンに溶かし、こ
れらをロールミルを用いて不活性ガス中で混合、分散
し、塗工溶液とする。この塗工溶液をワイヤーバーを用
いてAl集電体上に塗布し、これを大気中で80℃の温
度で20分間乾燥させ、膜厚60μmのシート状の電極
を得る。対極にLi板を用い、電解液としてはEC(エ
チレンカーボネート):DME(ジメトキシエタン)=
7:3(重量部)の混合液1リットルに対し、LiCF
3SO3 2モルの割合で溶解したもの(2MLiCF3S
O3/7E3DMEと表記する)と、電解液をEC(エ
チレンカーボネート):DME=7:3(重量部)の混
合液1リットルに対し、LiBF4 2モルの割合で溶解
したもの(2MLiBF4/7E3DMEと表記する)
との2種を用意した。測定方法は、北斗電工(株)HJ
−201B充放電測定装置を用い、まず、0.7mAの
電流で電池電圧が−0.05Vになるまで充電し、1時
間の休止時間の後、0.7mAの電流で電池電圧が0.
8Vになるまで放電し、以下、充、放電のくり返しを行
い、20℃において5サイクル目と40サイクル目のエ
ネルギー密度を電池特性として評価した。Example 10 Natural graphite (d 002 = 3.357 °, average particle size = 13 μm)
m) and mesophase pitch in a reducing atmosphere at 2500 ° C.
(D 002 = 3.371 °, average particle size =
5 μm) at a ratio of 1: 1 (parts by weight) is dissolved in N-methylpyrrolidone together with polyvinylidene fluoride, and these are mixed and dispersed in an inert gas using a roll mill to obtain a coating solution. This coating solution is applied on an Al current collector using a wire bar, and dried in the air at a temperature of 80 ° C. for 20 minutes to obtain a sheet-like electrode having a thickness of 60 μm. A Li plate was used as a counter electrode, and the electrolyte was EC (ethylene carbonate): DME (dimethoxyethane) =
7: 3 (parts by weight) 1 liter of the mixed solution
3 SO 3 dissolved at a ratio of 2 mol (2M LiCF 3 S
The O 3 / denoted as 7E3DME), an electrolyte solution EC (ethylene carbonate): DME = 7: to a mixture a 1 liter 3 (parts by weight), which was dissolved in a proportion of LiBF 4 2 moles (2MLiBF 4 / 7E3DME)
And two types were prepared. The measuring method is Hokuto Denko HJ
Using a -201B charge / discharge measurement device, the battery was charged at a current of 0.7 mA until the battery voltage became -0.05 V, and after a 1-hour pause, the battery voltage was reduced to 0.7 mA at a current of 0.7 mA.
The battery was discharged until the voltage reached 8 V. Thereafter, charging and discharging were repeated, and the energy densities at the 5th and 40th cycles at 20 ° C. were evaluated as battery characteristics.
【表5】 [Table 5]
【0036】実施例11
実施例10の負極で、集電体にステンレス鋼を用いた以
外は同じ電極を用い、電解液をEC(エチレンカーボネ
ート):PC(プロピレンカーボネート):DMC=
5:2:3(重量部)の混合液1リットルに対し、Li
N(CF3SO2)2 2.0モルの割合で溶解したもの
(2Mイミド/5E2P3DMCと表記する)を用いた
電池について実施例10と同様の測定方法で電池特性の
評価を行った。その結果を下表6に示した。Example 11 The negative electrode of Example 10 was the same as the negative electrode except that stainless steel was used as the current collector. The electrolyte was EC (ethylene carbonate): PC (propylene carbonate): DMC =
For 1 liter of a mixture of 5: 2: 3 (parts by weight), Li
A battery using a solution in which N (CF 3 SO 2 ) 2 was dissolved at a ratio of 2.0 mol (expressed as 2M imide / 5E2P3DMC) was evaluated for battery characteristics by the same measurement method as in Example 10. The results are shown in Table 6 below.
【表6】 [Table 6]
【0037】実施例12
実施例11の負極で、集電体に銅を用いた以外は実施例
11と同様にして電池特性の評価を行った。その結果を
下表7に示した。Example 12 The battery characteristics of the negative electrode of Example 11 were evaluated in the same manner as in Example 11 except that copper was used for the current collector. The results are shown in Table 7 below.
【表7】 [Table 7]
【0038】実施例13
LiCoO2と人造グラファイトとポリフッ化ビニリデ
ンを85:8:7(重量部)で混合したものにN−メチ
ルピロリドンを添加してペ−スト状にしたものをステン
レス鋼(厚さ20μm)に厚さ60μmで塗布し、乾燥
して正極を作製した。負極に実施例1で作製した電極を
用いてボルトナット型のセルを作製した。セパレーター
には微多孔性ポリプロピレンフィルムを用いた。電解液
には1.4MのLiN(CF3SO2)2をエチレンカー
ボネートとジエチルカーボネートを1:1(体積比)で
混合した溶液を用いた。なお、正極および負極の形状は
直径1.6cmの円板状とした。 2mA、4.1V、
3時間の定電流定電圧充電および2.8Vまで2mAの
定電流放電の条件で充放電を繰り返して充放電試験を行
い電池特性として20℃における放電容量を測定した。
その結果を下表8に示す。Example 13 N-methylpyrrolidone was added to a mixture of LiCoO 2 , artificial graphite, and polyvinylidene fluoride in a ratio of 85: 8: 7 (parts by weight) to form a paste. To a thickness of 20 μm) and dried to form a positive electrode. A bolt-nut type cell was produced using the electrode produced in Example 1 as a negative electrode. A microporous polypropylene film was used as a separator. As the electrolyte, a solution in which 1.4 M LiN (CF 3 SO 2 ) 2 was mixed with ethylene carbonate and diethyl carbonate at a ratio of 1: 1 (volume ratio) was used. In addition, the shape of the positive electrode and the negative electrode was a disk shape with a diameter of 1.6 cm. 2 mA, 4.1 V,
The charge / discharge test was repeated under the conditions of constant current / constant voltage charge for 3 hours and constant current discharge of 2 mA to 2.8 V, and a discharge capacity at 20 ° C. was measured as a battery characteristic.
The results are shown in Table 8 below.
【0039】実施例14
実施例13においてLiCoO2の代わりにLi0.3Mn
O2を用いる以外は実施例13と同様にして正極を作製
し、ボルトナット型のセルを作製した。2mA、3.5
V、3時間の定電流定電圧充電および2Vまで2mAの
定電流放電の条件で充放電を繰り返して充放電試験を行
い電池特性として20℃における放電容量を測定した。
その結果を下表8に示す。Example 14 In Example 13, Li 0.3 Mn was used instead of LiCoO 2.
A positive electrode was produced in the same manner as in Example 13 except that O 2 was used, and a bolt-nut type cell was produced. 2 mA, 3.5
The charge / discharge test was repeated under the conditions of V, constant-current constant-voltage charge for 3 hours, and constant-current discharge of 2 mA up to 2 V to perform a charge / discharge test, and a discharge capacity at 20 ° C. was measured as a battery characteristic.
The results are shown in Table 8 below.
【0040】実施例15
Li0.3MnO2とポリピロールとポリフッ化ビニリデン
を85:8:7(重量部)で混合したものにN−メチル
ピロリドンを添加してペ−スト状にしたものをステンレ
ス鋼(厚さ20μm)に厚さ60μmで塗布し、乾燥し
て正極を作製した。この正極を用いる以外は実施例14
と同様にしてボルトナット型のセルを作製し充放電試験
を行い電池特性として20℃における放電容量を測定し
た。その結果を下表8に示す。EXAMPLE 15 N-methylpyrrolidone was added to a mixture of Li 0.3 MnO 2 , polypyrrole, and polyvinylidene fluoride in a ratio of 85: 8: 7 (parts by weight) to form a paste. (Thickness: 20 μm) was applied at a thickness of 60 μm and dried to prepare a positive electrode. Example 14 except that this positive electrode was used.
In the same manner as in the above, a bolt-nut type cell was prepared and subjected to a charge / discharge test to measure a discharge capacity at 20 ° C. as battery characteristics. The results are shown in Table 8 below.
【0041】実施例16
実施例15において、電解液に0.5MのLiPF6と
1MLiN(CF3SO2)2をエチレンカーボネートと
ジメチルカーボネートの6:4(体積比)混合溶媒に溶
解したものを用いる以外は実施例15と同様にしてボル
トナット型のセルを作製し充放電試験を行い電池特性と
して20℃における放電容量を測定した。その結果を下
表9に示す。Example 16 In Example 15, an electrolyte obtained by dissolving 0.5 M LiPF 6 and 1 M LiN (CF 3 SO 2 ) 2 in a 6: 4 (volume ratio) mixed solvent of ethylene carbonate and dimethyl carbonate was used. A bolt-nut type cell was prepared and subjected to a charge / discharge test in the same manner as in Example 15 except for using the battery, and a discharge capacity at 20 ° C. was measured as a battery characteristic. The results are shown in Table 9 below.
【0042】実施例17
実施例16において、負極に実施例2で作製した負極を
用いる以外は実施例16と同様にしてボルトナット型の
セルを作製し充放電試験を行い電池特性として20℃に
おける放電容量を測定した。その結果を下表9に示す。Example 17 In Example 16, a bolt-nut type cell was prepared and subjected to a charge / discharge test in the same manner as in Example 16 except that the negative electrode prepared in Example 2 was used as the negative electrode. The discharge capacity was measured. The results are shown in Table 9 below.
【表8】 [Table 8]
【表9】 [Table 9]
【0043】実施例18
負極Aの作製
天然黒鉛(d002=3.355Å、平均粒径=12μ
m)とピッチコークス系炭素(d002=3.375Å、
平均粒径=7μm)とポリフッ化ビニリデンを60:3
0:10(重量部)の割合で混合し、N−メチルピロリ
ドンを添加してペースト状にし、10μmの銅箔上に7
0μm塗布し、乾燥して負極Aを作製した。Example 18 Preparation of Negative Electrode A Natural graphite (d 002 = 3.355 °, average particle size = 12 μm)
m) and pitch coke carbon (d 002 = 3.375 °,
(Average particle size = 7 μm) and 60: 3 polyvinylidene fluoride
The mixture was mixed at a ratio of 0:10 (parts by weight), and N-methylpyrrolidone was added to form a paste.
0 μm was applied and dried to produce a negative electrode A.
【0044】実施例19
負極Bの作製
メソフェーズピッチ系炭素繊維(d002=3.366
Å、平均粒径=25μm)とピッチコークス系炭素(d
002=3.375Å、平均粒径=7μm)とポリフッ化
ビニリデンを40:50:10(重量部)の割合で混合
し、N−メチルピロリドンを添加してペースト状にし、
10μmの銅箔上に70μm塗布し、乾燥して負極Bを
作製した。Example 19 Preparation of Negative Electrode B Mesophase pitch-based carbon fiber (d 002 = 3.366)
Å, average particle size = 25 μm) and pitch coke-based carbon (d
002 = 3.375 °, average particle size = 7 μm) and polyvinylidene fluoride in a ratio of 40:50:10 (parts by weight), and add N-methylpyrrolidone to form a paste.
70 μm was applied on a 10 μm copper foil and dried to prepare a negative electrode B.
【0045】実施例20
負極Cの作製
天然黒鉛(d002=3.355Å、平均粒径=12μ
m)とメソフェーズ小球体を焼成した炭素体(d002=
3.380Å、平均粒径=2μm)とポリフッ化ビニリ
デンを50:40:10(重量部)の割合で混合し、N
−メチルピロリドンを添加してペースト状にし、10μ
mの銅箔上に70μm塗布し、乾燥して負極Cを作製し
た。Example 20 Preparation of Negative Electrode C Natural graphite (d 002 = 3.355 °, average particle size = 12 μm)
m) and a carbon body obtained by firing mesophase microspheres (d 002 =
3.380 °, average particle size = 2 μm) and polyvinylidene fluoride in a ratio of 50:40:10 (parts by weight).
-Add methylpyrrolidone to make a paste, 10μ
m was coated on a copper foil having a thickness of 70 m and dried to prepare a negative electrode C.
【0046】実施例21
負極Dの作製
天然黒鉛(d002=3.355Å、平均粒径=12μ
m)とフリュードコークス系炭素(d002=3.377
Å、平均粒径=6μm)とポリフッ化ビニリデンを6
0:30:10(重量部)の割合で混合し、N−メチル
ピロリドンを添加してペースト状にし、10μmの銅箔
上に70μm塗布し、乾燥して負極Dを作製した。Example 21 Preparation of Negative Electrode D Natural graphite (d 002 = 3.355 °, average particle size = 12 μm)
m) and fluid coke carbon (d 002 = 3.377)
Å, average particle size = 6 μm) and polyvinylidene fluoride in 6
The mixture was mixed at a ratio of 0:30:10 (parts by weight), N-methylpyrrolidone was added to make a paste, 70 μm was applied on a 10 μm copper foil, and dried to prepare a negative electrode D.
【0047】実施例22
負極Eの作製
負極Dをロールプレスにより活物質層を45μmに厚み
を調整して負極Eを作製した。Example 22 Preparation of Negative Electrode E A negative electrode E was prepared by adjusting the thickness of the negative electrode D to 45 μm in an active material layer by roll pressing.
【0048】実施例23
負極Fの作製
天然黒鉛(d002=3.355Å、平均粒径=12μ
m)とフリュードコークス系炭素(d002=3.377
Å、平均粒径=6μm)とポリビニルピリジン系バイン
ダーとLiBF4を60:30:10:5(重量部)の
割合で混合し、N−メチルピロリドンを添加してペース
ト状にし、10μmの銅箔上に70μm塗布し、乾燥し
て負極Fを作製した。Example 23 Preparation of Negative Electrode F Natural graphite (d 002 = 3.355 °, average particle size = 12 μm)
m) and fluid coke carbon (d 002 = 3.377)
{Average particle size = 6 μm), a polyvinylpyridine-based binder, and LiBF 4 at a ratio of 60: 30: 10: 5 (parts by weight), and adding N-methylpyrrolidone to form a paste to form a 10 μm copper foil 70 μm was applied on the top and dried to prepare a negative electrode F.
【0049】実施例24
負極Gの作製
負極Fをロールプレスにより活物質層を45μmに厚み
を調整して負極Gを作製した。Example 24 Preparation of Negative Electrode G The negative electrode F was prepared by adjusting the thickness of the active material layer of the negative electrode F to 45 μm by roll pressing.
【0050】比較例5
負極Hの作製
天然黒鉛(d002=3.355Å、平均粒径=12μ
m)とポリビニルピリジン系バインダーとLiBF4を
90:10:5(重量部)の割合で混合し、N−メチル
ピロリドンを添加してペースト状にし、10μmの銅箔
上に70μm塗布し、乾燥した。これをロールプレスに
より活物質層を45μmに厚みを調整し負極Hを作製し
た。Comparative Example 5 Preparation of Negative Electrode H Natural graphite (d 002 = 3.355 °, average particle size = 12 μm)
m), a polyvinylpyridine-based binder and LiBF 4 at a ratio of 90: 10: 5 (parts by weight), N-methylpyrrolidone was added to form a paste, and 70 μm was applied on a 10 μm copper foil and dried. . The thickness of the active material layer was adjusted to 45 μm by a roll press to produce a negative electrode H.
【0051】比較例6
負極Iの作製
負極Hの作製において、天然黒鉛の代わりにピッチコー
クス系炭素(d002=3.45Å、平均粒径=15μ
m)を用いる以外は比較例5と同様にして負極Iを作製
した。Comparative Example 6 Preparation of Negative Electrode I In the preparation of the negative electrode H, pitch coke carbon (d 002 = 3.45 °, average particle size = 15 μm) was used instead of natural graphite.
A negative electrode I was produced in the same manner as in Comparative Example 5, except that m) was used.
【0052】参考例1
正極Aの作製
五酸化バナジウムとポリアニリンを(重量比)9:1の
割合で混合し、N−メチルピロリドンを加えて溶解分散
を行ないステンレス鋼(厚み20μm)上に100μm
塗布し、乾燥して正極Aを作製した。REFERENCE EXAMPLE 1 Preparation of Positive Electrode A Vanadium pentoxide and polyaniline were mixed at a weight ratio of 9: 1, and N-methylpyrrolidone was added for dissolution and dispersion, and 100 μm on stainless steel (20 μm thick).
Coating and drying were performed to produce positive electrode A.
【0053】参考例2
正極Bの作製
参考例1の正極Aの作製において、ステンレス鋼の代わ
りに表面を電解エッチングしたエッチドアルミ箔(25
μm)を用いる以外は同様にして正極Bを作製した。Reference Example 2 Preparation of Positive Electrode B In the preparation of positive electrode A of Reference Example 1, an etched aluminum foil (25
positive electrode B was prepared in the same manner except that μm) was used.
【0054】実施例25
実施例18の負極A及び参考例1の正極Aをそれぞれ直
径2cmの円板上に打ち抜き、セパレーターにポリプロ
ピレン製微多孔性フィルムを用いてコイン電池を作製し
た。電解液には1.5MLiN(CF3SO2)2をエチ
レンカーボネートとジメチルカーボネートを体積比6:
4の混合溶媒に溶解したものを用いた。3.7V,2m
A,3時間の定電流定電圧充電と、2.6Vまで2mA
の定電流放電の条件で充放電を繰返し、電池特性として
20℃における放電容量を測定した。その結果を表10
に示した。Example 25 The negative electrode A of Example 18 and the positive electrode A of Reference Example 1 were punched out on a disk having a diameter of 2 cm, respectively, and a coin battery was produced using a polypropylene microporous film as a separator. The electrolyte solution was prepared by mixing 1.5 M LiN (CF 3 SO 2 ) 2 with ethylene carbonate and dimethyl carbonate at a volume ratio of 6:
What was dissolved in the mixed solvent of No. 4 was used. 3.7V, 2m
A, constant current constant voltage charging for 3 hours, 2 mA up to 2.6 V
The charge / discharge was repeated under the constant current discharge conditions described above, and the discharge capacity at 20 ° C. was measured as the battery characteristics. Table 10 shows the results.
It was shown to.
【0055】実施例26
実施例25において、負極Aの代わりに実施例19の負
極Bを用いる以外は実施例25と同様にして電池を作製
し、電池特性を評価した。その結果を表10に示した。Example 26 A battery was fabricated in the same manner as in Example 25 except that the negative electrode B of Example 19 was used instead of the negative electrode A, and the battery characteristics were evaluated. Table 10 shows the results.
【0056】実施例27
実施例25において電解液に1.5MLiN(CF3S
O2)2をγ−ブチルラクトンとジメトキシエタンとの体
積比6:4の混合溶媒に溶解したものを用いる以外は同
様にして電池を作製し、電池特性を評価した。その結果
を表10に示した。Example 27 In Example 25, 1.5 M LiN (CF 3 S
A battery was prepared in the same manner except that a solution of O 2 ) 2 dissolved in a mixed solvent of γ-butyl lactone and dimethoxyethane in a volume ratio of 6: 4 was used, and the battery characteristics were evaluated. Table 10 shows the results.
【0057】実施例28
実施例26において電解液の電解質塩に1.4MLiN
(CF3SO2)2と0.1Mテトラブチルアンモニウム
テトラフルオロホウ酸を用いる以外は実施例26と同様
にして電池を作製し、電池特性を評価した。その結果を
表10に示した。Example 28 In Example 26, 1.4 M LiN was added to the electrolyte salt of the electrolytic solution.
A battery was prepared in the same manner as in Example 26 except that (CF 3 SO 2 ) 2 and 0.1 M tetrabutylammonium tetrafluoroboric acid were used, and the battery characteristics were evaluated. Table 10 shows the results.
【0058】実施例29
実施例26において電解液の電解質塩に1.4MLiN
(CF3SO2)2と0.1MLiSbF6を用いる以外は
実施例26と同様にして電池を作製し、電池特性を評価
した。その結果を表11に示した。Example 29 In Example 26, 1.4 M LiN was added to the electrolyte salt of the electrolytic solution.
A battery was fabricated in the same manner as in Example 26 except that (CF 3 SO 2 ) 2 and 0.1 M LiSbF 6 were used, and the battery characteristics were evaluated. Table 11 shows the results.
【0059】実施例30
実施例26において電解液の電解質塩に1.3MLiN
(CF3SO2)2と0.2MLiBF4を用いる以外は実
施例26と同様にして電池を作製し、電池特性を評価し
た。その結果を表11に示した。Example 30 In Example 26, 1.3 M LiN was added to the electrolyte salt of the electrolytic solution.
A battery was prepared in the same manner as in Example 26 except that (CF 3 SO 2 ) 2 and 0.2 M LiBF 4 were used, and the battery characteristics were evaluated. Table 11 shows the results.
【表10】 [Table 10]
【表11】 [Table 11]
【0060】実施例31
実施例30において、正極に前記正極Bを用いる以外は
実施例30と同様にして電池を作製し、電池特性を評価
した。その結果を表12に示した。Example 31 A battery was prepared in the same manner as in Example 30, except that the positive electrode B was used as the positive electrode, and the battery characteristics were evaluated. Table 12 shows the results.
【0061】実施例32
実施例31において、負極に前記負極Cを用いる以外は
実施例31と同様にして電池を作製し、電池特性を評価
した。その結果を表12に示した。Example 32 A battery was prepared in the same manner as in Example 31 except that the negative electrode C was used as the negative electrode, and the battery characteristics were evaluated. Table 12 shows the results.
【0062】実施例33
実施例31において、負極に前記負極Dを用いる以外は
実施例31と同様にして電池を作製し、電池特性を評価
した。その結果を表12に示した。Example 33 A battery was prepared in the same manner as in Example 31 except that the negative electrode D was used as the negative electrode, and the battery characteristics were evaluated. Table 12 shows the results.
【0063】実施例34
実施例31において、負極に前記負極Fを用いる以外は
実施例31と同様にして電池を作製し、電池特性を評価
した。その結果を表12に示した。Example 34 A battery was prepared in the same manner as in Example 31 except that the negative electrode F was used as the negative electrode, and the battery characteristics were evaluated. Table 12 shows the results.
【表12】 [Table 12]
【0064】実施例35
実施例31において、負極に前記負極Eを用いる以外は
実施例31と同様にして電池を作製した。放電電流を4
mAとする以外は実施例31と同様にして電池特性を評
価した。その結果を表13に示した。Example 35 A battery was fabricated in the same manner as in Example 31, except that the negative electrode E was used as the negative electrode. Discharge current of 4
The battery characteristics were evaluated in the same manner as in Example 31 except that mA was used. Table 13 shows the results.
【0065】実施例36
実施例35において、負極に前記負極Gを用いる以外は
実施例35と同様にして電池を作製し、電池特性を評価
した。その結果を表13に示した。Example 36 A battery was prepared in the same manner as in Example 35 except that the negative electrode G was used as the negative electrode, and the battery characteristics were evaluated. Table 13 shows the results.
【0066】比較例7
実施例35において、負極に前記負極Hを用いる以外は
実施例35と同様にして電池を作製し、電池特性を評価
した。その結果を表13に示した。Comparative Example 7 A battery was prepared in the same manner as in Example 35 except that the negative electrode H was used as the negative electrode, and the battery characteristics were evaluated. Table 13 shows the results.
【0067】比較例8
実施例35において、負極に前記負極Iを用いる以外は
実施例35と同様にして電池を作製し、電池特性を評価
した。その結果を表13に示した。Comparative Example 8 A battery was prepared in the same manner as in Example 35 except that the negative electrode I was used as the negative electrode, and the battery characteristics were evaluated. Table 13 shows the results.
【表13】 [Table 13]
【0068】実施例37
前記負極E及び前記正極Aを用いて4cm×5cmのシ
ート状電池を作製した。電解液には1.5MLiN(C
F3SO2)2をエチレンカーボネートとプロピレンカー
ボネートとジメチルカーボネートを体積比5:1:4の
混合溶媒に溶解した電解液86gに13.8gのエトキ
シジエチレングリコールアクリレートと0.2gのトリ
メチロールプロパントリアクリレートと0.1gのベン
ゾインイソプロピルエーテルを混合した溶液にUV光を
照射して作製したゲル状高分子固体電解質を用いた。短
絡を防止するためセパレータとしてポリプロピレン微多
孔性フィルムを用いた。外装材にはポリエチレン/アル
ミニウム/ポリエチレンテレフタレートラミネートフィ
ルムを用いた。作製した電池を10mA、3.7V、4
時間の定電圧充電及び2.6Vまで10mAの定電流放
電の条件で充放電を行ない電池特性として20℃におけ
る放電容量を測定した。その結果を表14に示した。Example 37 A 4 cm × 5 cm sheet battery was prepared using the negative electrode E and the positive electrode A. 1.5 M LiN (C
13.8 g of ethoxydiethylene glycol acrylate and 0.2 g of trimethylolpropane triacrylate are dissolved in 86 g of an electrolyte obtained by dissolving F 3 SO 2 ) 2 in a mixed solvent of ethylene carbonate, propylene carbonate and dimethyl carbonate in a volume ratio of 5: 1: 4. And a solution in which 0.1 g of benzoin isopropyl ether was mixed was irradiated with UV light to use a gelled polymer solid electrolyte. A polypropylene microporous film was used as a separator to prevent a short circuit. A polyethylene / aluminum / polyethylene terephthalate laminate film was used for the exterior material. The prepared battery was charged at 10 mA, 3.7 V, 4
The battery was charged and discharged under the conditions of constant voltage charging for 10 hours and constant current discharging of 10 mA up to 2.6 V, and the discharge capacity at 20 ° C. was measured as battery characteristics. Table 14 shows the results.
【0069】実施例38
前記負極G及び前記正極Bを用いて4cm×5cmのシ
ート状電池を作製した。電解液には1.2MLiN(C
F3SO2)2と0.3MLiBF4をエチレンカーボネー
トとプロピレンカーボネートとジメチルカーボネートを
体積比5:1:4の混合溶媒に溶解した電解液86gに
13.8gのエトキシジエチレングリコールアクリレー
トと0.2gのトリメチロールプロパントリアクリレー
トと0.1gのベンゾインイソプロピルエーテルを混合
した溶液にUV光を照射して作製したゲル状高分子固体
電解質を用いた。短絡を防止するためセパレータとして
ポリプロピレン微多孔性フィルムを用いた。外装材には
ポリエチレン/アルミニウム/ポリエチレンテレフタレ
ートラミネートフィルムを用いた。作製した電池を実施
例37と同様に電池特性を評価した。その結果を表14
に示した。Example 38 Using the negative electrode G and the positive electrode B, a 4 cm × 5 cm sheet battery was manufactured. 1.2 M LiN (C
13.8 g of ethoxydiethylene glycol acrylate and 0.2 g of F 3 SO 2 ) 2 and 0.3 M LiBF 4 in 86 g of an electrolytic solution obtained by dissolving ethylene carbonate, propylene carbonate and dimethyl carbonate in a mixed solvent having a volume ratio of 5: 1: 4. A gel polymer solid electrolyte produced by irradiating a solution obtained by mixing trimethylolpropane triacrylate and 0.1 g of benzoin isopropyl ether with UV light was used. A polypropylene microporous film was used as a separator to prevent a short circuit. A polyethylene / aluminum / polyethylene terephthalate laminate film was used for the exterior material. The battery characteristics of the fabricated battery were evaluated in the same manner as in Example 37. Table 14 shows the results.
It was shown to.
【0070】実施例39
実施例38において、LiBF4の代わりにLiPF6を
用いる以外は実施例38と同様にして電池を作製し、電
池特性を評価した。その結果を表14に示した。Example 39 A battery was prepared in the same manner as in Example 38 except that LiPF 6 was used instead of LiBF 4 , and the battery characteristics were evaluated. Table 14 shows the results.
【0071】比較例9
実施例38において、負極Gの代わりに前記負極Hを用
いる以外は実施例38と同様にして電池を作製し、電池
特性を評価した。その結果を表15に示した。Comparative Example 9 A battery was prepared in the same manner as in Example 38 except that the negative electrode H was used instead of the negative electrode G, and the battery characteristics were evaluated. Table 15 shows the results.
【0072】比較例10
実施例38において、負極Gの代わりに前記負極Iを用
いる以外は実施例38と同様にして電池を作製し、電池
特性を評価した。その結果を表15に示した。Comparative Example 10 A battery was prepared in the same manner as in Example 38 except that the negative electrode I was used instead of the negative electrode G, and the battery characteristics were evaluated. Table 15 shows the results.
【表14】 [Table 14]
【表15】 [Table 15]
【0073】実施例40
前記負極E及び前記正極Aを用いて4cm×5cmのシ
ート状電池を作製した。電解液には1.2MLiN(C
F3SO2)2とポリエチレンオキサイドーポリプロピレ
ンオキサイド共重合架橋体の固溶体を用いた。外装材に
はポリエチレン/アルミニウム/ポリエチレンテレフタ
レートラミネートフィルムを用いた。1mAで3.7V
まで定電流充電を行ない、1mAで2.5Vまで定電流
放電を行なったところ28.1mAhの放電容量が得ら
れた。充放電を100サイクル繰り返したときの放電容
量は26.5mAhであった。Example 40 A 4 cm × 5 cm sheet battery was prepared using the above-mentioned negative electrode E and positive electrode A. 1.2 M LiN (C
A solid solution of F 3 SO 2 ) 2 and a crosslinked polyethylene oxide-polypropylene oxide copolymer was used. A polyethylene / aluminum / polyethylene terephthalate laminate film was used for the exterior material. 3.7V at 1mA
When the battery was discharged at a constant current of 1 mA to 2.5 V, a discharge capacity of 28.1 mAh was obtained. The discharge capacity when charge / discharge was repeated 100 cycles was 26.5 mAh.
【0074】[0074]
【発明の作用効果】1.エネルギー密度が高く、重負荷
放電可能なリチウム二次電池用負極が提供される。
2.高サイクル寿命の負極を提供する。
3.柔軟で高サイクル寿命の負極を提供する。
4.高容量でサイクル寿命の長いリチウム二次電池が得
られた。
5.有機および無機電極活物質の不具合を解決したリチ
ウム二次電池が得られた。
6.集電体層の変形やその強度を下げることなく集電体
層の表面は粗面化して電極活物質
と集電体との密着性を向上させたリチウム二次電池が得
られた。
7.高容量でサイクル寿命の長いリチウム二次電池が得
られた。
8.集電体層、特にアルミニウム正極集電体層の腐食を
防止したリチウム二次電池が得られた。
9.高容量でサイクル特性が向上したリチウム二次電池
が得られた。
10.サイクル特性を向上させたリチウム二次電池が得
られた。
11.固体電解質を使用することにより電解質としては
漏液がなく、かつ信頼性の高いリチウム二次電池が得ら
れた。Operation and Effect of the Invention A negative electrode for a lithium secondary battery having a high energy density and capable of discharging a heavy load is provided. 2. Provide a negative electrode with a high cycle life. 3. Provide a flexible and high cycle life negative electrode. 4. A lithium secondary battery having a high capacity and a long cycle life was obtained. 5. A lithium secondary battery that solved the problems of the organic and inorganic electrode active materials was obtained. 6. A lithium secondary battery was obtained in which the surface of the current collector layer was roughened to improve the adhesion between the electrode active material and the current collector without deforming the current collector layer or reducing its strength. 7. A lithium secondary battery having a high capacity and a long cycle life was obtained. 8. A lithium secondary battery in which the current collector layer, particularly the aluminum positive electrode current collector layer was prevented from being corroded, was obtained. 9. A lithium secondary battery with high capacity and improved cycle characteristics was obtained. 10. A lithium secondary battery with improved cycle characteristics was obtained. 11. By using the solid electrolyte, a highly reliable lithium secondary battery having no electrolyte leakage was obtained.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平7−46235 (32)優先日 平成7年2月10日(1995.2.10) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平7−134801 (32)優先日 平成7年5月8日(1995.5.8) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平7−137236 (32)優先日 平成7年5月11日(1995.5.11) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平7−196952 (32)優先日 平成7年7月10日(1995.7.10) (33)優先権主張国 日本(JP) (31)優先権主張番号 特願平7−297499 (32)優先日 平成7年10月20日(1995.10.20) (33)優先権主張国 日本(JP) (72)発明者 木村 興利 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (72)発明者 藤井 俊茂 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (72)発明者 黒沢 美子 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (72)発明者 家地 洋之 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (72)発明者 林 嘉隆 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (72)発明者 井上 智博 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 平6−318459(JP,A) 特開 平5−121066(JP,A) 特開 平8−180864(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 4/00 - 4/62 H01M 10/40 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 7-46235 (32) Priority date February 10, 1995 (Feb. 10, 1995) (33) Priority claim country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 7-134801 (32) Priority date May 8, 1995 (5.8.1995) (33) Priority claim country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 7-137236 (32) Priority date May 11, 1995 (May 11, 1995) (33) Priority claiming country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 7-196952 ( 32) Priority date July 10, 1995 (July 7, 1995) (33) Priority claiming country Japan (JP) (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 7-297499 (32) Priority date 1995 October 20, 1995 (Oct. 20, 1995) (33) Priority claiming country Japan (JP) (72) Inventor Kiyoshi Komura 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Ricoh Co., Ltd. (72 Inventor Toshige Fujii 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Miko Kurosawa 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Ricoh Co., Ltd. (72) Invention Person Hiroyuki Iechi 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Yoshitaka Hayashi 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Co., Ltd. (72) Tomohiro Inoue 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Co., Ltd. (56) References JP-A-6-318459 (JP, A) JP-A-5-121066 (JP, A) JP-A-8 −180864 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01M 4/00-4/62 H01M 10/40
Claims (2)
ニルピリジン系バインダーを用いて形成されたものであ
ることを特徴とするC軸方向の面間隔(d 002)が
3.4Å以下の二種類以上の炭素材料を含有したリチウ
ム二次電池用負極。 1. A negative electrode comprising two or more carbon materials,
Formed using an n-pyridine binder.
Characterized in that the surface spacing (d 002 ) in the C-axis direction is
Lithium containing two or more carbon materials of 3.4% or less
Negative electrode for secondary batteries.
ことを特徴とする請求項1記載のリチウム二次電池用負
極。 2. The negative electrode contains a lithium salt.
The negative for a lithium secondary battery according to claim 1, wherein
very.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (17)
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---|---|---|---|
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JP2876895 | 1995-01-25 | ||
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JP4623495 | 1995-02-10 | ||
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