JP3906342B2 - Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same - Google Patents
Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP3906342B2 JP3906342B2 JP2005368032A JP2005368032A JP3906342B2 JP 3906342 B2 JP3906342 B2 JP 3906342B2 JP 2005368032 A JP2005368032 A JP 2005368032A JP 2005368032 A JP2005368032 A JP 2005368032A JP 3906342 B2 JP3906342 B2 JP 3906342B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- active material
- lithium
- layer
- current collecting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 title claims description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 25
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 181
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 127
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 100
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 97
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 92
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 85
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 75
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 55
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 55
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 45
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 38
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 35
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 claims description 34
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims description 20
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 14
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims description 6
- 239000011162 core material Substances 0.000 claims description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 27
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 21
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 19
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 230000008859 change Effects 0.000 description 16
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 13
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 13
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- -1 or even if formed Inorganic materials 0.000 description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 8
- 239000010408 film Substances 0.000 description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 7
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 6
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 1,3-benzothiazole-2-thiol Chemical compound C1=CC=C2SC(S)=NC2=C1 YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 4
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 3
- WZRRRFSJFQTGGB-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-triazinane-2,4,6-trithione Chemical compound S=C1NC(=S)NC(=S)N1 WZRRRFSJFQTGGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YHMYGUUIMTVXNW-UHFFFAOYSA-N 1,3-dihydrobenzimidazole-2-thione Chemical compound C1=CC=C2NC(S)=NC2=C1 YHMYGUUIMTVXNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BZOVBIIWPDQIHF-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxy-2-methylbenzenesulfonic acid Chemical compound CC1=C(O)C=CC=C1S(O)(=O)=O BZOVBIIWPDQIHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CMGDVUCDZOBDNL-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-2h-benzotriazole Chemical compound CC1=CC=CC2=NNN=C12 CMGDVUCDZOBDNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 2
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000080590 Niso Species 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 229910004489 SiLi Inorganic materials 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012964 benzotriazole Substances 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 2
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 2
- AZUHEGMJQWJCFQ-UHFFFAOYSA-N 1,1-bis(2h-benzotriazol-4-ylmethyl)urea Chemical compound C1=CC2=NNN=C2C(CN(CC=2C3=NNN=C3C=CC=2)C(=O)N)=C1 AZUHEGMJQWJCFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KFJDQPJLANOOOB-UHFFFAOYSA-N 2h-benzotriazole-4-carboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC2=NNN=C12 KFJDQPJLANOOOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013372 LiC 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013470 LiC1 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012513 LiSbF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006715 Li—O Inorganic materials 0.000 description 1
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn] Chemical compound [Li].[Mn] KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N cobalt lithium Chemical compound [Li].[Co] CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- PEVJCYPAFCUXEZ-UHFFFAOYSA-J dicopper;phosphonato phosphate Chemical compound [Cu+2].[Cu+2].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O PEVJCYPAFCUXEZ-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000010981 drying operation Methods 0.000 description 1
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Inorganic materials [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N lithium nickel Chemical compound [Li].[Ni] RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- LNOPIUAQISRISI-UHFFFAOYSA-N n'-hydroxy-2-propan-2-ylsulfonylethanimidamide Chemical compound CC(C)S(=O)(=O)CC(N)=NO LNOPIUAQISRISI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000003115 supporting electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- RYCLIXPGLDDLTM-UHFFFAOYSA-J tetrapotassium;phosphonato phosphate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O RYCLIXPGLDDLTM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- YUOWTJMRMWQJDA-UHFFFAOYSA-J tin(iv) fluoride Chemical compound [F-].[F-].[F-].[F-].[Sn+4] YUOWTJMRMWQJDA-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000011366 tin-based material Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
本発明は、リチウムイオン二次電池などの非水電解液二次電池に用いられる負極に関する。また本発明は、該負極の製造方法に関する。 The present invention relates to a negative electrode used for a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery. The present invention also relates to a method for producing the negative electrode.
非水電解液二次電池の負極に金属リチウムを貼付して、電池の耐過放電特性を高めることが提案されている。例えば、正極に遷移金属のリチウム含有複合酸化物を、負極に炭素材をそれぞれ用い、正極板、負極板をセパレータとともに渦巻状に巻回した非水電解液二次電池において、負極板の最外周に相当する部分で、なおかつ正極板と対向しない部分に金属リチウム箔を貼付することが提案されている(特許文献1ないし3参照)。
It has been proposed that metallic lithium is affixed to the negative electrode of a non-aqueous electrolyte secondary battery to enhance the battery's overdischarge resistance. For example, in a non-aqueous electrolyte secondary battery in which a lithium-containing composite oxide of a transition metal is used for the positive electrode and a carbon material is used for the negative electrode, and the positive electrode plate and the negative electrode plate are wound together with the separator, the outermost periphery of the negative electrode plate It has been proposed to attach a metal lithium foil to a portion corresponding to the above and not facing the positive electrode plate (see
しかし前記の負極においては、非水電解液と接する面である最表面に活物質が露出しているので、リチウムイオンの吸脱蔵に起因する活物質の膨張収縮によって該活物質の脱落が起こりやすい。その結果、電池のサイクル寿命が低下しやすい。また、金属リチウムも最表面に露出しているので、場合によってはリチウムのデンドライトが生成し、それが負極から脱落して、或いはセパレータを貫通して正極と接触し、内部短絡や発火の原因となるおそれがある。 However, in the negative electrode, since the active material is exposed on the outermost surface that is in contact with the nonaqueous electrolytic solution, the active material is dropped due to expansion and contraction of the active material due to absorption and desorption of lithium ions. Cheap. As a result, the cycle life of the battery tends to decrease. In addition, since lithium metal is also exposed on the outermost surface, in some cases, lithium dendrite is generated, which falls off the negative electrode or penetrates the separator and contacts the positive electrode, causing internal short circuit and ignition. There is a risk.
ところで、非水電解液二次電池においては、その製造過程で微量の水分が混入することがしばしばある。電池内において水分は非水電解液と反応し、これを分解させる。そこで、非水電解液二次電池に含まれる水分を低減させて、充放電サイクル特性を向上させることが提案されている(特許文献4参照)。しかし、水分を満足すべきレベルにまで低減させるには、過大な手間と時間がかかり経済的でない。 By the way, in a non-aqueous electrolyte secondary battery, a trace amount of water is often mixed in the manufacturing process. In the battery, moisture reacts with the non-aqueous electrolyte and decomposes it. Accordingly, it has been proposed to improve the charge / discharge cycle characteristics by reducing the moisture contained in the nonaqueous electrolyte secondary battery (see Patent Document 4). However, reducing the moisture to a satisfactory level is not economical because it takes excessive labor and time.
水分とは別に、集電体や活物質には不可避的に微量の酸素が含まれている。酸素は、充放電時にリチウムとの化合物を形成する。Li−Oは比較的結合力が強いので、該化合物の形成によって可逆的に使用可能なリチウムの量が減少してしまう。つまり不可逆容量が大きくなってしまう。 Apart from moisture, current collectors and active materials inevitably contain trace amounts of oxygen. Oxygen forms a compound with lithium during charging and discharging. Since Li—O has a relatively strong binding force, the amount of lithium that can be used reversibly decreases due to the formation of the compound. That is, the irreversible capacity increases.
従って本発明の目的は、前述した従来技術が有する種々の欠点を解消し得る非水電解液二次電池用負極を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery that can eliminate the various drawbacks of the above-described conventional technology.
本発明は、リチウム化合物の形成能の低い金属材料からなる一対の集電用表面層間に活物質層を有し、
少なくとも一方の前記集電用表面層には、その表面において開孔していると共にその厚さ方向へ延び且つ非水電解液の浸透が可能な微細空隙が多数形成されており、
前記活物質層が、充電開始前からリチウムを吸蔵したリチウム化合物の形成能の高い活物質の粒子を含み、また該活物質層においては、リチウム化合物の形成能の低い金属材料が該活物質層の厚み方向全域に亘って浸透しており、
芯材としての導電性金属箔層を備えていないことを特徴とする非水電解液二次電池用負極を提供することにより前記目的を達成したものである。
The present invention has an active material layer between a pair of current collecting surface layers made of a metal material having a low ability to form a lithium compound,
At least one of the current collecting surface layers is formed with a large number of fine voids which are open in the surface thereof and extend in the thickness direction and allow the nonaqueous electrolyte to penetrate,
The active material layer includes particles of an active material having a high lithium compound forming ability that occludes lithium before the start of charging , and the active material layer includes a metal material having a low lithium compound forming ability. Permeates throughout the thickness direction of
The object is achieved by providing a negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery that is not provided with a conductive metal foil layer as a core material.
また本発明は、前記負極の好ましい製造方法として、
キャリア箔の一面上に、集電用表面層を構成する材料と異質の材料からなる薄層の被覆体を形成して、キャリア箔における集電用表面層の形成面の電子伝導性を不均一な状態にした後に、電解めっきによって集電用表面層を形成し、
該集電用表面層上に、活物質の粒子を含む導電性スラリーを塗布して活物質層を形成して、該キャリア箔上に該集電用表面層と該活物質層とをこの順で備えた負極前駆体を形成し、
各負極前駆体における前記活物質層どうしが対向するように、金属リチウム箔を両負極前駆体間に挟み込んで、該金属リチウム箔と両負極前駆体とを貼り合わせにより一体化させ、
リチウムが熱拡散するに十分な温度に加熱して、前記金属リチウム箔からリチウムを前記活物質層へ拡散させ、然る後、
前記キャリア箔を各負極前駆体から剥離分離することを特徴とする非水電解液二次電池用負極の製造方法を提供するものである。
Further, the present invention provides a preferred method for producing the negative electrode as
A thin layer covering made of a material different from the material constituting the current collecting surface layer is formed on one surface of the carrier foil , and the electron conductivity of the surface of the current collecting layer on the carrier foil is not uniform. After forming a state, a surface layer for current collection is formed by electrolytic plating,
A conductive slurry containing active material particles is applied to the current collecting surface layer to form an active material layer, and the current collecting surface layer and the active material layer are arranged in this order on the carrier foil. Forming the negative electrode precursor prepared in
The metal lithium foil is sandwiched between both negative electrode precursors so that the active material layers in each negative electrode precursor face each other, and the metal lithium foil and both negative electrode precursors are integrated by bonding,
Lithium is heated to a temperature sufficient for thermal diffusion to diffuse lithium from the metallic lithium foil into the active material layer, and then
The present invention provides a method for producing a negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the carrier foil is separated from each negative electrode precursor.
また本発明は、リチウム化合物の形成能の低い金属材料からなる一対の集電用表面層間に活物質層を有し、
少なくとも一方の前記集電用表面層には、その表面において開孔していると共にその厚さ方向へ延び且つ非水電解液の浸透が可能な微細空隙が多数形成されており、
前記活物質層が、充電開始前からリチウムを吸蔵したリチウム化合物の形成能の高い活物質の粒子を含み、また該活物質層においては、リチウム化合物の形成能の低い金属材料が該活物質層の厚み方向全域に亘って浸透しており、
芯材としての導電性金属箔層を備えていることを特徴とする非水電解液二次電池用負極を提供するものである。
Further, the present invention has an active material layer between a pair of current collecting surface layers made of a metal material having a low ability to form a lithium compound,
At least one of the current collecting surface layers is formed with a large number of fine voids which are open in the surface thereof and extend in the thickness direction and allow the nonaqueous electrolyte to penetrate,
The active material layer includes particles of an active material having a high lithium compound forming ability that occludes lithium before the start of charging , and the active material layer includes a metal material having a low lithium compound forming ability. Permeates throughout the thickness direction of
The present invention provides a negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a conductive metal foil layer as a core material.
本発明の負極によれば、充放電時にリチウムが消費されても、金属リチウム層からリチウムが溶解して供給される。従って、負極活物質の量(容量)に比較して正極活物質の量(容量)を少なくするような電池設計時に懸念される、いわゆる「リチウム枯渇」の問題が解消される。これによって、初期不可逆容量を少なくすることができ、また各充放電サイクルでの充放電効率(サイクル特性)が向上する。また、充放電開始前に活物質がリチウムを吸蔵しているので、充電時にリチウムを吸蔵することに起因する体積増加を軽減することができる。このことは、サイクル寿命の向上に大きく貢献する。 According to the negative electrode of the present invention, even when lithium is consumed during charging and discharging, lithium is dissolved and supplied from the metal lithium layer. Therefore, the problem of so-called “lithium depletion”, which is a concern during battery design in which the amount (capacity) of the positive electrode active material is reduced compared to the amount (capacity) of the negative electrode active material, is solved. As a result, the initial irreversible capacity can be reduced, and the charge / discharge efficiency (cycle characteristics) in each charge / discharge cycle is improved. Moreover, since the active material occludes lithium before the start of charging / discharging, volume increase resulting from occlusion of lithium during charging can be reduced. This greatly contributes to the improvement of cycle life.
また、負極を始めとする電池の構成部材に微量の水分や酸素が含まれている場合であっても、該水分や酸素は金属リチウムと反応して消費されるので、電池内の水分や酸素が減少する。このことによっても、初期不可逆容量を少なくすることができ、また各充放電サイクルでの充放電効率(サイクル特性)が向上する。 In addition, even when a minute amount of moisture or oxygen is contained in the battery components such as the negative electrode, the moisture and oxygen react with metal lithium and are consumed. Decrease. This also makes it possible to reduce the initial irreversible capacity and improve the charge / discharge efficiency (cycle characteristics) in each charge / discharge cycle.
更に、リチウムが溶解した後の金属リチウム層には空間が生じ、該空間は、充放電時の活物質の膨張・収縮に起因する応力を緩和するので、それによって活物質の微粉化が抑えられる。その上、活物質の微粉化が進行したとしても、活物質が電極の表面に露出しておらず電極の内部に包埋されているので、活物質の脱落が防止され、また充放電を繰り返しても活物質の集電性が確保される。しかも金属リチウム層は負極の表面に露出しておらず、内部に位置しているので、リチウムのデンドライトが生成することが防止される。 Furthermore, a space is generated in the metallic lithium layer after the lithium is dissolved, and the space relieves stress caused by expansion / contraction of the active material during charging / discharging, thereby suppressing pulverization of the active material. . In addition, even if the active material is finely powdered, the active material is not exposed on the surface of the electrode and is embedded in the electrode, so that the active material is prevented from falling off and is repeatedly charged and discharged. Even so, the current collector of the active material is secured. Moreover, since the metal lithium layer is not exposed on the surface of the negative electrode and is located inside, the lithium dendrite is prevented from being generated.
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図1には本発明の負極の一実施形態の構造が模式的に示されている。なお本実施形態の負極は、その充電開始前に、活物質にリチウムが吸蔵されていないので、本発明の範囲外である。本実施形態は、本発明の前提となる基本構造を示すことを目的とした実施形態である。本実施形態の負極は、その充電開始前に、活物質にリチウムが吸蔵されることで、本発明の範囲内となる。本実施形態の負極1は、その基本構成部材として、二つの負極前駆体2及び金属リチウム層3を有している。金属リチウム層3は、負極前駆体2の間に挟持されている。
The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows the structure of an embodiment of the negative electrode of the present invention. Note that the negative electrode of the present embodiment is outside the scope of the present invention because lithium is not occluded in the active material before the start of charging. This embodiment is an embodiment for the purpose of showing a basic structure which is a premise of the present invention. The negative electrode of the present embodiment falls within the scope of the present invention by occluding lithium in the active material before the start of charging. The
負極前駆体2は、集電用表面層4と、該集電用表面層4の一面に配された活物質層5とを備えている。図1に示すように、金属リチウム層3は、各負極前駆体2における活物質層5どうしが対向し且つ集電用表面層4が外方を向くように両負極前駆体2間に挟持されている。また図1から明らかなように負極1は、従来の負極に用いられてきた集電体と呼ばれる集電用の厚膜導電体(例えば厚さ8〜35μm程度の金属箔やエキスパンドメタル)を有していない。
The
集電用表面層4は集電機能を担っている。また集電用表面層4は、活物質層5に含まれる活物質がリチウムイオンを吸脱蔵することによる該活物質の膨張収縮に起因して脱落することを防止するためにも用いられている。集電用表面層4は、非水電解液二次電池の集電体となり得る金属から構成されていることが好ましい。特にリチウム二次電池の集電体となり得る金属から構成されていることが好ましい。そのような金属としては例えば、リチウム化合物の形成能の低い金属材料が挙げられる。具体的には銅、ニッケル、鉄、コバルト又はこれらの金属の合金などが挙げられる。これらの金属のうち銅及びニッケル或いはそれらの合金を用いることが特に好適である。負極1の強度を高める観点からはニッケルを用いることが好ましい。2つの集電用表面層4は、その構成材料が同じであってもよく、或いは異なっていてもよい。「リチウム化合物の形成能が低い」とは、リチウムと金属間化合物若しくは固溶体を形成しないか、又は形成したとしてもリチウムが微量であるか若しくは非常に不安定であることを意味する。
The current
各集電用表面層4は、従来の電極に用いられている集電用の厚膜導電体よりもその厚みが薄いものである。具体的には0.3〜10μm程度、特に1〜5μm程度の薄層であることが好ましい。これによって、必要最小限の厚みで活物質層5をほぼ満遍なく連続的に被覆することができる。その結果、充放電に起因して微粉化した活物質の脱落を防止することができる。前記範囲の薄い集電用表面層4は、後述するように電解めっきによって形成されることが好ましい。なお2つの集電用表面層4はその厚みが同じでもよく、或いは異なっていてもよい。
Each
各集電用表面層4は、その表面において開孔しており且つ活物質層5と通ずる多数の微細空隙6を有している。微細空隙6は集電用表面層4の厚さ方向へ延びるように該集電用表面層4中に存在している。微細空隙6が形成されていることで、非水電解液が活物質層5へ十分に浸透することができ、活物質との反応が十分に起こる。微細空隙6は、集電用表面層4を断面観察した場合にその幅が約0.1μmから約10μm程度の微細なものである。微細であるものの、微細空隙6は非水電解液の浸透が可能な程度の幅を有している。尤も非水電解液は水系の電解液に比べて表面張力が小さいことから、微細空隙6の幅が小さくても十分に浸透が可能である。微細空隙6は、好ましくは集電用表面層4を電解めっきで形成する際に同時に形成される。なお本実施形態においては、各集電用表面層4に微細空隙6が形成されているが、少なくとも一方の集電用表面層4に微細空隙6が形成されていれば、所望の効果が奏される。
Each current
集電用表面層4の表面を電子顕微鏡観察により平面視したとき、微細空隙6の平均開孔面積は、0.1〜50μm2であり、好ましくは0.1〜20μm2、更に好ましくは0.5〜10μm2程度である。この範囲の開孔面積とすることで、非水電解液の十分な浸透を確保しつつ、活物質の脱落を効果的に防止することができる。また充放電の初期段階から充放電容量を高めることができる。活物質が粒子である場合、該粒子の脱落を一層効果的に防止する観点から、前記の平均開孔面積は、活物質の粒子の最大断面積の0.1〜50%、特に0.1〜20%であることが好ましい。活物質の粒子の最大断面積とは、活物質の粒子の粒径(D50値)を測定し、該粒子を、D50値の直径を有する球とみなしたときの最大断面積をいう。
When viewed in plan by electron microscopic observation of the surface of the current
集電用表面層4の表面を電子顕微鏡観察により平面視したときに、観察視野の面積に対する微細空隙6の開孔面積の総和の割合(この割合を開孔率という)は、0.1〜20%であり、好ましくは0.5〜10%である。この理由は微細空隙6の開孔面積を前記の範囲内とすることと同様の理由である。更に同様の理由により、集電用表面層4の表面を電子顕微鏡観察により平面視したときに、どのような観察視野をとっても、100μm×100μmの正方形の視野範囲内に1個〜2万個、特に10個〜1千個、とりわけ50個〜500個の微細空隙6が存在していることが好ましい。
When the surface of the current
集電用表面層4のすぐ内側に位置する活物質層5は、リチウム化合物の形成能の高い活物質を含んでいる。該活物質としては、例えばシリコン系材料やスズ系材料、アルミニウム系材料、ゲルマニウム系材料が挙げられる。各活物質層5は各集電用表面層4によって被覆されているので、活物質がリチウムイオンを吸脱蔵することに起因して脱落することが効果的に防止される。活物質は微細空隙6を通じて電解液と接することができるので、電極反応が妨げられることもない。
The
活物質層5は、例えば図1に示すように、活物質の粒子7を含む導電性スラリーを塗布して形成されている。スラリーを塗布する手法に代えて、ガスデポジション法を用いてもよい。ガスデポジション法とは、活物質粒子粉(Siなど)を減圧空間にてキャリアガス(窒素、アルゴンなど)と混合し、エアロゾル化させた状態で、ノズル噴射することで基板(集電箔)表面に膜を圧着形成する手法である。常温での塗膜形成が可能なことから、以下に示す薄膜形成手段に比べ、多成分系の活物質粉を用いた場合でも組成変化が少ない。また、同法の噴射条件(活物質粒子径、ガス圧など)を調整することにより、多数の空隙を有した活物質膜層を形成することができる。また活物質層5は、各種薄膜形成手段によって形成された活物質の薄層から形成されていてもよい。薄膜形成手段としては、化学気相蒸着法(CVD)、物理気相蒸着法(PVD)、スパッタリング、電解めっきなどが挙げられる。
For example, as shown in FIG. 1, the
活物質層5が活物質の粒子7を含んで構成されている場合、該粒子7としては、例えばイ)シリコン単体又はスズ単体の粒子、ロ)少なくともシリコン又はスズと炭素との混合粒子、ハ)シリコン又はスズと金属との混合粒子、ニ)シリコン又はスズと金属との化合物粒子、ホ)シリコン又はスズと金属との化合物粒子と、金属の粒子との混合粒子、ヘ)シリコン単体又はスズ単体の粒子の表面に金属が被覆されてなる粒子、ト)それらの酸化物を含む粒子などが挙げられる。ロ)、ハ)、ニ)、ホ)及びヘ)の粒子を用いると、イ)のシリコン単体又はスズ単体の粒子を用いる場合に比べて、リチウムの吸脱蔵に起因するシリコン系材料の微粉化が一層抑制されるという利点がある。また半導体であり電子伝導性の乏しいシリコンに電子伝導性を付与できるという利点がある。
When the
活物質の粒子7はその最大粒径が好ましくは50μm以下であり、更に好ましくは20μm以下である。また粒子7の粒径をD50値で表すと0.1〜8μm、特に1〜5μmであることが好ましい。最大粒径が50μm超であると、粒子7の脱落が起こりやすくなり、電極の寿命が短くなる場合がある。粒径の下限値に特に制限はなく小さいほど好ましい。粒子7の製造方法に鑑みると、下限値は0.01μm程度である。粒子7の粒径は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置、電子顕微鏡観察によって測定される。
The
負極1全体に対する活物質の量が少なすぎると電池のエネルギー密度を十分に向上させにくく、逆に多すぎると活物質の脱落が起こりやすくなる傾向にある。これらを勘案すると、活物質の量は負極1全体に対して好ましくは5〜80重量%であり、更に好ましくは10〜50重量%、一層好ましくは20〜50重量%である。活物質層5の厚みは、負極全体に対する活物質の量の割合等に応じて適宜調節することができ、本実施形態においては特に臨界的なものではない。活物質層5が活物質の粒子7を含んで構成されている場合の厚みは、一般には1〜100μm、特に3〜40μm程度である。
If the amount of the active material relative to the whole
活物質層5に活物質の粒子7が含まれる場合、リチウム化合物の形成能の低い金属材料が活物質層5の厚み方向全域に亘って浸透していることが好ましい。そして浸透した該材料中に活物質の粒子7が存在していることが好ましい。つまり活物質の粒子7は負極1の表面に実質的に露出しておらず集電用表面層4の内部に包埋されていることが好ましい。これによって、活物質層5と集電用表面層4との密着性が強固なものとなり、活物質の脱落が一層防止される。また活物質層5中に浸透した前記材料を通じて集電用表面層4と活物質との間に電子伝導性が確保されるので、電気的に孤立した活物質が生成すること、特に活物質層5の深部に電気的に孤立した活物質が生成することが効果的に防止され、集電機能が保たれる。その結果、負極としての機能低下が抑えられる。更に負極の長寿命化も図られる。このことは、活物質として半導体であり電子伝導性の乏しい材料、例えばシリコン系材料を用いる場合に特に有利である。
When the
活物質層5の厚み方向全域に亘って浸透しているリチウム化合物の形成能の低い金属材料は、集電用表面層4を構成する金属材料と同種の材料であることが好ましい。しかし、リチウム化合物の形成能が低ければ、集電用表面層4を構成する金属材料と異種の材料を用いても差し支えない。
The metal material having a low ability to form a lithium compound penetrating over the entire thickness direction of the
リチウム化合物の形成能の低い金属材料は、活物質層5をその厚み方向に貫いていることが好ましい。それによって2つの集電用表面層4は前記金属材料及び金属リチウム層3を通じて電気的に導通することになり、負極1全体としての電子伝導性が一層高くなる。つまり本実施形態の負極1は、その全体が一体として集電機能を有する。リチウム化合物の形成能の低い金属材料が活物質層5の厚み方向全域に亘って浸透していることは、該材料を測定対象とした電子顕微鏡マッピングによって求めることができる。リチウム化合物の形成能の低い金属材料を、活物質層5中に浸透させるための好ましい方法は後述する。
It is preferable that the metal material with low lithium compound forming ability penetrates the
活物質層5中には活物質の粒子7に加えて導電性炭素材料又は導電性金属材料の粒子8が含まれていることが好ましい。これによって負極1に電子伝導性が一層付与される。この観点から活物質層5中に含まれる導電性炭素材料又は導電性金属材料の粒子8の量は、活物質層5を基準として0.1〜20重量%、特に1〜10重量%であることが好ましい。導電性炭素材料としては例えばアセチレンブラックやグラファイトなどの粒子が用いられる。これらの粒子の粒径は40μm以下、特に20μm以下であることが、電子伝導性の一層付与の点から好ましい。該粒子の粒径の下限値に特に制限はなく小さいほど好ましい。該粒子の製造方法に鑑みると、その下限値は0.01μm程度となる。
The
二つの活物質層5間に介在配置された金属リチウム層3は、非水電解液の存在下に、活物質(負極活物質)との間に局部電池を構成する。これによって金属リチウム層3から金属リチウムが近傍の活物質中に電気化学的にインターカレートする。或いはリチウムの濃度勾配に起因してリチウムが活物質中にインターカレートする。このように、金属リチウム層3はリチウムの供給源として作用する。その結果、充放電によってリチウムが消費されても、金属リチウム層3からリチウムが供給されるので、リチウム枯渇の問題が解消される。それによって負極1の長寿命化が図られる。また、負極1を始めとする電池の構成材料(例えば正極、電解液等)に微量の水分が存在していても、該水分は金属リチウムと反応して消費されるので、電池内の水分が減少する。更に、集電体や活物質に不可避的に含まれている微量の酸素が、金属リチウムに捕捉される。これらのことによって、初期不可逆容量を少なくすることができ、また各充放電サイクルでの充放電効率(サイクル特性)が向上する。その上、金属リチウム層3は、負極1の表面に露出しておらず、負極1の内部に位置しており、またリチウムは活物質中にインターカレートするので、内部短絡や発火の原因となるリチウムのデンドライトが生成するおそれも少ない。リチウムが溶解した後の金属リチウム層3には空間が生じ、該空間は、充放電時の活物質の膨張・収縮に起因する応力を緩和するので、それによって活物質の微粉化が抑えられるという利点もある。
The
金属リチウムの量は、負極活物質の初期充電理論容量に対して0.1%以上50%以下であることが、容量回復特性が良好になることから好ましい。更に好ましい範囲は5〜50%、一層好ましい範囲は10〜40%、とりわけ好ましい範囲は20〜40%である。負極活物質として例えばシリコンを用いる場合、理論的にはシリコンは組成式SiLi4.4で表される状態までリチウムを吸蔵するので、リチウムの吸蔵量が、シリコンの初期充電理論容量に対して100%であるとは、組成式SiLi4.4で表される状態までリチウムがシリコンに吸蔵されることをいう。 The amount of metallic lithium is preferably 0.1% or more and 50% or less with respect to the initial charge theoretical capacity of the negative electrode active material because the capacity recovery characteristics are improved. A more preferred range is 5 to 50%, a more preferred range is 10 to 40%, and a particularly preferred range is 20 to 40%. When silicon is used as the negative electrode active material, for example, silicon occludes lithium up to the state represented by the composition formula SiLi 4.4. Therefore, the occlusion amount of lithium is 100% of the initial charge theoretical capacity of silicon. “Present” means that lithium is occluded by silicon to the state represented by the composition formula SiLi 4.4 .
以上の構成を有する負極1全体の厚みは、負極1の強度維持やエネルギー密度を高めること考慮すると、2〜50μm、特に10〜50μm程度であることが好ましい。
The total thickness of the
次に図1に示す負極1の好ましい製造方法を、図2を参照しながら説明する。先ず、負極前駆体2を製造する。負極前駆体2の製造には、図2(a)に示すようにキャリア箔11を用意する。キャリア箔11の材質に特に制限はない。キャリア箔11は導電性であることが好ましい。この場合、導電性を有していれば、キャリア箔11は金属製でなくてもよい。しかし金属製のキャリア箔11を用いることで、負極前駆体2の製造後にキャリア箔11を溶解・製箔してリサイクルできるという利点がある。リサイクルの容易性を考慮すると、キャリア箔11の材質は、後述する電解めっきによって形成される集電用表面層4の材質と同じであることが好ましい。キャリア箔11は、負極前駆体2を製造するための支持体として用いられるものであることから、製造工程においてヨレ等が生じないような強度を有していることが好ましい。従ってキャリア箔11は、その厚みが10〜50μm程度であることが好ましい。
Next, the preferable manufacturing method of the
キャリア箔11は例えば電解や圧延で製造することができる。圧延で製造することで、表面粗さの低いキャリア箔11を得ることができる。一方キャリア箔11を電解によって製造することで、キャリア箔11の製造から負極前駆体2の製造までをインラインで行うことができる。インラインで行うことは、負極前駆体2の安定製造及び製造コストの低減の点から有利である。電解によってキャリア箔11を製造する場合には、回転ドラムを陰極として用い、銅やニッケルなどの金属イオンを含む電解浴中で電解を行いドラム周面に金属を析出させる。析出した金属をドラム周面から剥離することでキャリア箔11が得られる。
The
次に図2(b)に示すように、キャリア箔11の一面上に、集電用表面層4を構成する材料と異質の材料からなる薄層の被覆体12を形成する。その後に集電用表面層4を電解めっきによって形成する。この操作によって、集電用表面層4に形成される微細空隙6の数や開孔面積を容易にコントロールすることができる。
Next, as shown in FIG. 2B, a thin layer covering 12 made of a material different from the material constituting the current
被覆体12は、集電用表面層4の形成面の電子伝導性を不均一な状態にすることで、集電用表面層4に多数の微細空隙を形成するために用いられる。被覆体12は、その厚みが0.001〜1μm、特に0.002〜0.5μm、とりわけ0.005〜0.2μmとなるように形成されることが好ましい。この程度の薄さにすることで、被覆体12は、キャリア箔の表面を不連続に、例えば島状に被覆することになるからである。
The covering 12 is used for forming a large number of fine voids in the current
被覆体12は、集電用表面層4の構成材料と異質の材料からなる。これによって剥離工程において、キャリア箔11から集電用表面層4を首尾良く剥離することができる。特に被覆体12は、集電用表面層4の構成材料と異質の材料であって、且つCu、Ni、Co、Mn、Fe、Cr、Sn、Zn、In、Ag、Au、C、Al、Si、Ti及びPdのうちの少なくとも1種類の元素を含んで構成されていることが好ましい。
The covering 12 is made of a material different from the constituent material of the current
被覆体12の形成方法に特に制限はない。例えば、集電用表面層4の形成方法との関係で、被覆体12の形成方法を選択することができる。具体的には、集電用表面層4を電解めっきで形成する場合には、被覆体12も電解めっきで形成することが製造効率等の点から好ましい。尤も他の方法、例えば無電解めっき、スパッタリング法、物理気相蒸着法、化学気相蒸着法、ゾルゲル法又はイオンプレーティング法によって被覆体12を形成することも可能である。
There is no restriction | limiting in particular in the formation method of the covering
電解めっきによって被覆体12を形成する場合には、被覆体12の構成材料に応じて適切なめっき浴やめっき条件が選択される。例えば被覆体12をスズから構成する場合には、めっき浴として以下の組成を有するものや、ほうふっ化スズ浴を用いることができる。このめっき浴を用いる場合の浴温は15〜30℃程度であり、電流密度は0.5〜10A/dm2程度であることが好ましい。
・SnSO4 30〜70g/l
・H2SO4 60〜150g/l
・クレゾールスルホン酸 70〜100g/l
When the covering 12 is formed by electrolytic plating, an appropriate plating bath and plating conditions are selected according to the constituent material of the
・ SnSO 4 30-70 g / l
・ H 2 SO 4 60-150 g / l
・ Cresol sulfonic acid 70-100g / l
先に述べた通り、被覆体12は、集電用表面層4の形成面の電子伝導性を不均一な状態にするために用いられる。従って、被覆体12の構成材料の電子伝導性がキャリア箔11の電子伝導性と大きく異なれば、被覆体12を形成することで集電用表面層4の形成面の電子伝導性が直ちに不均一な状態になる。例えば被覆体12の構成材料としてカーボンを用いるような場合である。一方、被覆体12の構成材料として、キャリア箔11と同程度の電子伝導性を有する材料、例えばスズ等を始めとする各種金属材料を用いた場合には、被覆体12の形成によっては、集電用表面層4の形成面の電子伝導性が直ちに不均一な状態とはならない。そこで、そのような材料から被覆体12を構成する場合には、被覆体12が形成されたキャリア箔11を、乾燥状態下に含酸素雰囲気、例えば大気中にさらすことが好ましい。これによって被覆体12の表面(及びキャリア箔11の露出面)を酸化させる(図2(c)参照)。この操作によって、集電用表面層4の形成面の電子伝導性が不均一な状態になる。この状態下に後述する電解めっきを行うと、被覆体12の表面とキャリア箔11の露出面とで電析速度に差が生じ、微細空隙6を容易に形成することができる。酸化の程度は本発明において臨界的ではない。例えば、被覆体12が形成されたキャリア箔11を大気中に10〜30分程度放置しておけば十分であることが本発明者らの検討によって判明した。尤も被覆体12が形成されたキャリア箔11を強制的に酸化させることは妨げられない。
As described above, the covering 12 is used to make the electron conductivity of the surface on which the current
被覆体12が形成されたキャリア箔11を、含酸素雰囲気にさらすときにこれを乾燥状態にする理由は、酸化を効率的に行うためである。例えば電解めっきによって被覆体12を形成した場合には、キャリア箔11をめっき浴から引き上げた後にドライヤ等を用いてこれを乾燥させ、次いで所定時間大気中に放置すればよい。被覆体12の形成方法としてスパッタリング法や各種蒸着法等の乾式法を用いる場合には乾燥操作は不要であり、被覆体12の形成後、そのまま大気中に放置しておけばよい。
The reason why the
被覆体12を酸化させた後、図2(d)に示すように、その上に剥離剤13を施す。剥離剤13は、後述する剥離工程において、キャリア箔11から負極前駆体2を首尾良く剥離するために用いられる。剥離剤13としては有機化合物を用いることが好ましく、特に窒素含有化合物又は硫黄含有化合物を用いることが好ましい。窒素含有化合物としては、例えばベンゾトリアゾール(BTA)、カルボキシベンゾトリアゾール(CBTA)、トリルトリアゾール(TTA)、N',N'−ビス(ベンゾトリアゾリルメチル)ユリア(BTD−U)及び3−アミノ−1H−1,2,4−トリアゾール(ATA)などのトリアゾール系化合物が好ましく用いられる。硫黄含有化合物としては、メルカプトベンゾチアゾール(MBT)、チオシアヌル酸(TCA)および2−ベンズイミダゾールチオール(BIT)などが挙げられる。剥離剤13を施す工程は、あくまでも、後述する剥離工程において、キャリア箔11から負極前駆体2を首尾良く剥離するために行われるものである。従ってこの工程を省いても、多数の微細空隙6を有する集電用表面層4を形成することができる。
After oxidizing the covering 12, as shown in FIG. 2 (d), a
次に図2(e)に示すように、剥離剤13を施した上に、集電用表面層4の構成材料を電解めっきによって電析させて集電用表面層4を形成する。形成された集電用表面層4には、先に述べた直径の微細空隙6が、先に述べた存在密度で多数形成されている。なお図2(e)においては、被覆体12の頂点の位置に微細空隙6が形成されているように描かれているが、これは便宜的なものであり、実際には、被覆体12の頂点の位置に必ず微細空隙6が形成される訳ではない。めっき浴やめっき条件は、集電用表面層4の構成材料に応じて適切に選択される。例えば集電用表面層4をNiから構成する場合には、めっき浴として以下の組成を有するワット浴やスルファミン酸浴を用いることができる。これらのめっき浴を用いる場合の浴温は40〜70℃程度であり、電流密度は0.5〜20A/dm2程度であることが好ましい。
・NiSO4・6H2O 150〜300g/l
・NiCl2・6H2O 30〜60g/l
・H3BO3 30〜40g/l
Next, as shown in FIG. 2 (e), after the
・ NiSO 4・ 6H 2 O 150 ~ 300g / l
・ NiCl 2 .6H 2 O 30-60 g / l
・ H 3 BO 3 30-40 g / l
次に図2(f)に示すように集電用表面層4上に、活物質の粒子を含む導電性スラリーを塗布して活物質層5を形成する。スラリーは、活物質の粒子、導電性炭素材料や導電性金属材料の粒子、結着剤及び希釈溶媒などを含んでいる。これらの成分のうち、結着剤としてはポリビニリデンフルオライド(PVDF)、ポリエチレン(PE)、エチレンプロピレンジエンモノマー(EPDM)などが用いられる。希釈溶媒としてはN−メチルピロリドン、シクロヘキサンなどが用いられる。スラリー中における活物質の量は14〜40重量%程度とすることが好ましい。導電性炭素材料又は導電性金属材料の粒子の量は0.4〜4重量%程度とすることが好ましい。結着剤の量は0.4〜4重量%程度とすることが好ましい。これらの成分に希釈溶媒を加えてスラリーを調製する。なお、スラリーを塗布する手法に代えて、先に述べた通り、ガスデポジション法を用いて活物質層を形成してもよい。この手法によれば希釈溶媒を使用せずに活物質層を形成することが可能なので、後の乾燥工程を必要としないという利点がある。乾燥工程は、活物質粒子の酸化、及び結着剤やスラリー希釈溶媒へ影響を及ぼす。従って乾燥工程を必要としないガスデポジション法は、負極への影響を最小限に抑制できるので好ましい手法である。
Next, as shown in FIG. 2 (f), an
スラリーの塗膜が乾燥して活物質層5が形成された後、該活物質層5が形成されたキャリア箔11を、リチウム化合物の形成能の低い金属材料を含むめっき浴中に浸漬して電解めっきを行う。めっき浴への浸漬によってめっき液が活物質層5内に浸入して、活物質層5と集電用表面層4との界面にまで達し、その状態下に電解めっきが行われる。その結果、(a)活物質層5の内部、及び(b)活物質層5の内面側(即ち集電用表面層4と対向している面側)において、リチウム化合物の形成能の低い金属材料が析出して、該材料が活物質層5の厚み方向全域に亘って浸透する。このようにして、キャリア箔11上に負極前駆体2が形成される。
After the coating film of the slurry is dried and the
電解めっきの条件としては、例えばリチウム化合物の形成能の低い金属材料として銅を用いる場合、硫酸銅系溶液を用いるときには、銅の濃度を30〜100g/l、硫酸の濃度を50〜200g/l、塩素の濃度を30ppm以下とし、液温を30〜80℃、電流密度を1〜100A/dm2とすればよい。ピロ燐酸銅系溶液を用いる場合には、銅の濃度2〜50g/l、ピロ燐酸カリウムの濃度100〜700g/lとし、液温を30〜60℃、pHを8〜12、電流密度を1〜10A/dm2とすればよい。これらの電解条件を適宜調節することで、金属材料が活物質層5の厚み方向全域に亘って浸透する。
As conditions for electrolytic plating, for example, when copper is used as a metal material having a low ability to form a lithium compound, when using a copper sulfate solution, the concentration of copper is 30 to 100 g / l, and the concentration of sulfuric acid is 50 to 200 g / l. The chlorine concentration may be 30 ppm or less, the liquid temperature may be 30 to 80 ° C., and the current density may be 1 to 100 A / dm 2 . When using a copper pyrophosphate solution, the concentration of copper is 2 to 50 g / l, the concentration of potassium pyrophosphate is 100 to 700 g / l, the liquid temperature is 30 to 60 ° C., the pH is 8 to 12, and the current density is 1. ~10A / dm 2 and may be set. By appropriately adjusting these electrolysis conditions, the metal material penetrates throughout the thickness direction of the
このようにしてキャリア箔11上に集電用表面層4と活物質層5とをこの順で備えた負極前駆体2を形成する。これを一対用い、図2(g)に示すように、各負極前駆体2における活物質層5どうしが対向するように、金属リチウム箔14を両負極前駆体2間に挟み込む。それによって金属リチウム箔14と両負極前駆体2とを貼り合わせにより一体化させる。この場合、金属リチウム箔14と両負極前駆体2とを単に重ね合わせて圧着させるだけの操作でこれら三者を貼り合わせることができる。貼り合わせを強固にしたい場合には、導電性ペースト等の導電性接着材料を用いてこれら三者を貼り合わせてもよい。
Thus, the
最後に、図2(h)に示すように、集電用表面層4とキャリア箔11との界面において、負極前駆体2をキャリア箔11から剥離分離する。これによって目的とする負極1が得られる。
Finally, as shown in FIG. 2 (h), the
このようにして得られた本実施形態の負極は、公知の正極、セパレータ、非水系電解液と共に用いられて非水電解液二次電池となされる。正極は、正極活物質並びに必要により導電剤及び結着剤を適当な溶媒に懸濁し、正極合剤を作製し、これを集電体に塗布、乾燥した後、ロール圧延、プレスし、さらに裁断、打ち抜きすることにより得られる。正極活物質としては、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物等の従来公知の正極活物質が用いられる。セパレーターとしては、合成樹脂製不織布、ポリエチレン又はポリプロピレン多孔質フイルム等が好ましく用いられる。非水電解液は、リチウム二次電池の場合、支持電解質であるリチウム塩を有機溶媒に溶解した溶液からなる。リチウム塩としては、例えば、LiC1O4、LiA1Cl4、LiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LiSCN、LiC1、LiBr、LiI、LiCF3SO3、LiC4F9SO3等が例示される。
The negative electrode of the present embodiment thus obtained is used with a known positive electrode, separator, and non-aqueous electrolyte solution to form a non-aqueous electrolyte secondary battery. The positive electrode is prepared by suspending a positive electrode active material and, if necessary, a conductive agent and a binder in an appropriate solvent to prepare a positive electrode mixture, applying this to a current collector, drying it, then rolling and pressing, and further cutting. It is obtained by punching. As the positive electrode active material, conventionally known positive electrode active materials such as lithium nickel composite oxide, lithium manganese composite oxide, and lithium cobalt composite oxide are used. As the separator, a synthetic resin nonwoven fabric, polyethylene, polypropylene porous film, or the like is preferably used. In the case of a lithium secondary battery, the nonaqueous electrolytic solution is a solution in which a lithium salt that is a supporting electrolyte is dissolved in an organic solvent. The lithium salt, for example, LiC1O 4, LiA1Cl 4, LiPF 6,
次に、本発明の第2〜第5の実施形態について図3〜図6を参照しながら説明する。これらの実施形態に関し、特に説明しない点については、図1に示す負極1に関して詳述した説明が適宜適用される。なおこれらの実施形態のうち、図3に示す第2の実施形態が本発明の範囲内のものであり、その他の実施形態は、充電開始前に、活物質にリチウムが吸蔵されていないので本発明の範囲外である。当該その他の実施形態の負極は、その充電開始前に、活物質にリチウムが吸蔵されることで、本発明の範囲内となる。
Next, second to fifth embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. With respect to these embodiments, the explanation in detail regarding the
図3に示す負極1は、図1に示す負極1の製造方法に関して説明した図2(a)〜(h)に示す工程図において、図2(g)に示す貼り合わせの工程後、貼り合わせ体を所定温度に加熱することによって、金属リチウム箔14からリチウムを活物質の粒子中に熱拡散させて得られたものである。加熱温度は、リチウムが熱拡散するに十分な温度であればよく、具体的には30〜160℃、特に60〜150℃であることが好ましい。
The
このようにして得られた負極1においては、充電開始前から、活物質の粒子がリチウムを充分に吸蔵した状態になっている。従って、充電時にリチウムを吸蔵することに起因する体積増加を、図1に示す負極1よりも一層軽減することができる。また、活物質の粒子がリチウムを吸蔵することに起因して、金属リチウム箔14(図2(g)参照)の部分に、図1に示す負極1よりも大きな空間が形成される。その結果、活物質粒子の膨張収縮に起因する応力の発生が一層緩和される。
In the
図3においては、負極1に金属リチウム箔14(図2(g)参照)が残存しておらず、活物質粒子7にすべて吸蔵されたように描かれているが、これは便宜的なものであり、金属リチウム箔は負極1内に残存していてもよく、その場合であっても所望の性能を有する負極が得られる。金属リチウム箔が負極1中に残存するか否かは、使用する金属リチウム箔と活物質との相対的な量関係、熱拡散の温度や時間に依存する。充電前に金属リチウム箔の一部が負極1内に残存していたとしても、充放電を繰り返すうちにリチウムが消費されて、その量は次第に減少していく。
In FIG. 3, the metal lithium foil 14 (see FIG. 2G) does not remain on the
図4に示す負極1では、一対の集電用表面層4間に一つの活物質層5及び一つの金属リチウム層3が配置されている。本実施形態の負極1は、二つの活物質層5間に金属リチウム層3が介在配置されている図1に示す実施形態の負極1において、活物質層5を一層のみ用いたものに相当する。
In the
図5に示す負極1は、図1に示す実施形態の負極1に多数の孔9が形成されたものである。孔9は、負極1の各表面において開孔し且つ活物質層5及び各集電用表面層4の厚み方向に延びている。活物質層5においては、孔9の壁面において活物質層5が露出している。孔9の役割は大別して次の2つである。
A
一つは、孔9の壁面において露出した活物質層5を通じて電解液を活物質層内に供給する役割である。従って、孔9を形成した場合には、集電用表面層4に、先に述べた微細空隙6を形成しなくてもよい。孔9の壁面においては、活物質層5が露出しているが、活物質層内の活物質の粒子7間に、リチウム化合物の形成能の低い金属材料が浸透しているので、該粒子7が脱落することが防止されている。
One is the role of supplying the electrolytic solution into the active material layer through the
もう一つは、充放電に起因して活物質層内の活物質の粒子7が体積変化した場合、その体積変化に起因する応力を緩和する役割である。応力は、主として負極1の平面方向に生ずる。従って、充電によって活物質の粒子7の体積が増加して応力が生じても、その応力は、空間となっている孔9に吸収される。その結果、負極1の著しい変形が効果的に防止される。
The other is the role of relieving the stress caused by the volume change when the volume of the
孔9の他の役割として、負極内に発生したガスを、その外部に放出できるという役割がある。詳細には、負極中に微量に含まれている水分に起因して、H2、CO、CO2等のガスが発生することがある。これらのガスが負極内に蓄積すると分極が大きくなり、充放電のロスの原因となる。孔9を形成することで、これを通じて前記のガスが負極の外部に放出されるので、該ガスに起因する分極を小さくできる。更に、孔9の他の役割として、負極の放熱の役割がある。詳細には、孔9が形成されることによって負極の比表面積が増大するので、リチウムの吸蔵に伴い発生する熱が負極外部に効率よく放出される。また、活物質の粒子の体積変化に起因して応力が発生すると、それが原因で熱が発生する場合がある。孔9が形成されることで、その応力が緩和されるので、熱の発生自体が抑えられる。
Another role of the
活物質層内に電解液を十分に供給する観点及び活物質の粒子の体積変化に起因する応力を効果的に緩和する観点から、負極1の表面において開孔している孔9の開孔率、即ち孔9の面積の総和を、負極1の表面の見掛けの面積で除して100を乗じた値は0.3〜30%、特に2〜15%であることが好ましい。同様の理由により、負極1の表面において開孔している孔9の開孔径は5〜500μm、特に20〜100μmであることが好ましい。また、孔9のピッチを好ましくは20〜600μm、更に好ましくは45〜400μmに設定することで、活物質層内に電解液を十分に供給でき、また活物質の粒子7の体積変化による応力を効果的に緩和できるようになる。更に、負極1の表面における任意の部分に着目したとき、1cm×1cmの正方形の観察視野内に平均して100〜250000個、特に1000〜40000個、とりわけ5000〜20000個の孔9が開孔していることが好ましい。
From the viewpoint of sufficiently supplying the electrolytic solution into the active material layer and from the viewpoint of effectively relieving the stress caused by the volume change of the particles of the active material, the hole area ratio of the
孔9は負極1の厚さ方向に貫通していてもよい。しかし、活物質層内に電解液を十分に供給し、また活物質の粒子の体積変化に起因する応力を緩和するという孔9の役割に鑑みると、孔9は負極1の厚さ方向に貫通している必要はなく、負極1の表面において開孔し且つ少なくとも活物質層5にまで達していればよい。
The
本実施形態の負極1は、図2に示す製造方法に準じて製造できる。詳細には、図2(a)〜図2(f)に示す工程を行い負極前駆体を得る。次いで所定の孔あけ加工によって負極前駆体に孔9を形成する。その後、図2(g)及び(h)に示す工程を行う。孔9の形成方法に特に制限はない。例えばレーザー加工によって孔9を形成することができる。或いは針やポンチによって機械的に穿孔を行うこともできる。両者を比較すると、レーザー加工を用いる方が、サイクル特性及び充放電効率が良好な負極を得やすい。この理由は、レーザ加工の場合、加工によって溶解・再凝固した金属材料が孔9の壁面に存在する活物質粒子の表面を覆うので、活物質が直接露出することが防止され、それによって活物質が孔9の壁面から脱落することが防止されるからである。レーザー加工を用いる場合には、例えば図2(f)に示す工程の後、活物質層5に向けてレーザーを照射すればよい。なお、孔9の他の形成手段として、サンドブラスト加工を用いたり、フォトレジスト技術を利用して孔9を形成することもできる。孔9は、実質的に等間隔に存在するように形成されることが好ましい。そうすることによって、電極全体が均一に反応を起こすことが可能となるからである。
The
図5に示す負極の変形例として、図6に示す負極1が挙げられる。図6に示す負極においては、金属箔などの導電性箔10の各面に金属リチウム層3が形成されたものが、一対の負極前駆体2によって挟持されている。本実施形態の負極1によれば、図5に示す負極と同様の効果が奏され、それに加えて、導電性箔10によって負極1に一層高い強度が付与されるという効果が奏される。
As a modification of the negative electrode shown in FIG. 5, the
本発明は前記実施形態に制限されない。例えば図3及び図4に示す実施形態の負極に、図5及び図6に示す実施形態の負極に形成されている孔9と同様の孔を形成してもよい。また、図6に示す負極は、これに孔9を形成せずに用いてもよい。
The present invention is not limited to the embodiment. For example, a hole similar to the
また、前記の各実施形態の負極は、これを単独で用いることも可能であり、或いは複数個を重ねて使用することも可能である。後者の場合、隣り合う負極間に、芯材となる導電性箔(例えば金属箔)を介在配置することも可能である。 Moreover, the negative electrode of each of the embodiments described above can be used alone, or a plurality of the negative electrodes can be used in an overlapping manner. In the latter case, a conductive foil (for example, a metal foil) serving as a core material can be interposed between adjacent negative electrodes.
また前記の各実施形態においては、集電用表面層4は単層構造であったが、これに代えて、少なくとも一方の表面層を2層以上の多層構造にしても良い。例えば少なくとも一方の表面層をニッケル(リチウム化合物の形成能の低い元素)及びリチウム化合物の形成能の高い元素からなる下層と、銅(リチウム化合物の形成能の低い元素)及びリチウム化合物の形成能の高い元素からなる上層の2層構造とすることで、活物質の体積変化に起因する負極の著しい変形を一層効果的に防止することができる。集電用表面層が多層構造である場合、該集電用表面層に含まれるリチウム化合物の形成能の低い金属材料の少なくとも1種を、活物質層5に浸透したリチウム化合物の形成能の低い金属材料と異種の材料とすることができる。或いは各集電用表面層に含まれるリチウム化合物の形成能の低い金属材料のすべてが、活物質層5に浸透したリチウム化合物の形成能の低い金属材料と異種の材料でもよい。
In each of the embodiments described above, the current
また集電用表面層の構成材料と、活物質層5中に浸透している材料とが異なる場合には、活物質層5中に浸透している金属材料は、活物質層5と集電用表面層との境界部まで存在していてもよい。或いは、活物質層5中に浸透している金属材料は、当該境界部を越えて集電用表面層の一部を構成していてもよい。逆に、集電用表面層の構成材料が、当該境界部を越えて活物質層5内に存在していてもよい。
When the constituent material of the current collecting surface layer is different from the material penetrating into the
また、活物質層5中に、リチウム化合物の形成能の低い金属材料を析出させる操作を、異なる2種以上のめっき浴を用いて行うことで、活物質層5中に析出される金属材料を、異なる2種以上の多層構造とすることができる。
Moreover, the metal material deposited in the
また図2に示す製造方法においては、活物質層5を活物質の粒子を含む導電性スラリーから形成したが、これに代えて、化学気相蒸着法、物理気相蒸着法、スパッタリング、電解めっきなどの薄膜形成手段を用いて、活物質の薄層からなる活物質層5を形成してもよい。
In the manufacturing method shown in FIG. 2, the
以下、例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。以下の参考例は本発明の参考となるものであり、本発明の範囲外である。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples . The following reference examples serve as references for the present invention and are outside the scope of the present invention.
〔参考例1〕
図5に示す負極を製造した。電解によって得られた銅製のキャリア箔(厚さ35μm)を室温で30秒間酸洗浄した。引き続き室温で30秒間純水洗浄した。次いで以下の浴組成を有するすずめっき浴にキャリア箔を浸漬させて電解めっきを行いすずからなる被覆体を形成した。電流密度は2A/dm2、浴温は30℃とした。陽極にはすず電極を用いた。電源は直流電源を用いた。被覆体は20nmの厚さに不均一に形成した。めっき浴から引き上げた後、30秒間純水洗浄して大気中で乾燥後、15分間放置して被覆体の酸化を行った。
・SnSO4 50g/l
・H2SO4 100g/l
・クレゾールスルホン酸 100g/l
[ Reference Example 1]
The negative electrode shown in FIG. 5 was manufactured. A copper carrier foil (thickness 35 μm) obtained by electrolysis was acid-washed at room temperature for 30 seconds. Subsequently, it was washed with pure water at room temperature for 30 seconds. Next, a carrier foil was immersed in a tin plating bath having the following bath composition, and electrolytic plating was performed to form a coating made of tin. The current density was 2 A / dm 2 and the bath temperature was 30 ° C. A tin electrode was used as the anode. A DC power source was used as the power source. The covering was formed unevenly to a thickness of 20 nm. After lifting from the plating bath, it was washed with pure water for 30 seconds, dried in the atmosphere, and allowed to stand for 15 minutes to oxidize the coating.
・ SnSO 4 50g / l
・ H 2 SO 4 100 g / l
・ Cresol sulfonic acid 100g / l
被覆体が形成されたキャリア箔を、40℃に保たれた3g/lのCBTA溶液中に30秒間浸漬した。これにより剥離層形成処理を行った。剥離層形成処理後、溶液から引き上げて15秒間純水洗浄した。 The carrier foil on which the covering was formed was immersed in a 3 g / l CBTA solution maintained at 40 ° C. for 30 seconds. Thus, a release layer forming process was performed. After the release layer forming treatment, the film was pulled up from the solution and washed with pure water for 15 seconds.
次にキャリア箔を、H2SO4/CuSO4系のめっき浴に浸漬させて電解めっきを行った。これによって銅からなる集電用表面層を、キャリア箔における被覆体が形成された面上に形成した。めっき浴の組成は、CuSO4が250g/l、H2SO4が70g/lであった。電流密度は5A/dm2とした。集電用表面層は5μmの厚さに形成した。めっき浴から引き上げた後、30秒間純水洗浄して大気中で乾燥させた。 Next, the carrier foil was immersed in an H 2 SO 4 / CuSO 4 plating bath to perform electroplating. Thus, a current collecting surface layer made of copper was formed on the surface of the carrier foil on which the covering was formed. The composition of the plating bath was 250 g / l for CuSO 4 and 70 g / l for H 2 SO 4 . The current density was 5 A / dm 2 . The surface layer for current collection was formed to a thickness of 5 μm. After lifting from the plating bath, it was washed with pure water for 30 seconds and dried in the air.
次に、集電用表面層上に負極活物質の粒子を含むスラリーを膜厚20μmになるように塗布し活物質層を形成した。活物質粒子はSiからなり、平均粒径はD50=2μmであった。スラリーの組成は、活物質:アセチレンブラック:スチレンブタジエンラバー=98:2:1.7であった。 Next, a slurry containing negative electrode active material particles was applied on the current collecting surface layer to a thickness of 20 μm to form an active material layer. The active material particles were made of Si, and the average particle size was D 50 = 2 μm. The composition of the slurry was active material: acetylene black: styrene butadiene rubber = 98: 2: 1.7.
活物質層が形成されたにキャリア箔を、以下の浴組成を有するワット浴に浸漬させ、電解により、活物質層に対してニッケルの浸透めっきを行った。電流密度は5A/dm2、浴温は50℃、pHは5であった。陽極にはニッケル電極を用いた。電源は直流電源を用いた。めっき浴から引き上げた後、30秒間純水洗浄して大気中で乾燥させた。このようにしてキャリア箔に支持された負極前駆体を得た。電子顕微鏡像観察の結果、この負極前駆体における集電用表面層に、微細空隙が多数形成されていることを確認した。
・NiSO4・6H20 250g/l
・NiCl2・6H20 45g/l
・H3BO4 30g/l
After the active material layer was formed, the carrier foil was immersed in a Watt bath having the following bath composition, and nickel was infiltrated into the active material layer by electrolysis. The current density was 5 A / dm 2 , the bath temperature was 50 ° C., and the pH was 5. A nickel electrode was used as the anode. A DC power source was used as the power source. After lifting from the plating bath, it was washed with pure water for 30 seconds and dried in the air. Thus, a negative electrode precursor supported on the carrier foil was obtained. As a result of observing an electron microscope image, it was confirmed that a large number of fine voids were formed in the current collecting surface layer of the negative electrode precursor.
・ NiSO 4・
・ NiCl 2・
・ H 3 BO 4 30g / l
負極前駆体に向けてYAGレーザを照射し、該負極前駆体を貫通する孔を規則的に形成した。孔の直径は24μm、ピッチは100μm(10000孔/cm2)、開孔率は4.5%とした。 The negative electrode precursor was irradiated with a YAG laser to regularly form holes penetrating the negative electrode precursor. The hole diameter was 24 μm, the pitch was 100 μm (10000 holes / cm 2 ), and the hole area ratio was 4.5%.
次に、負極前駆体とは別に用意しておいた厚さ30μmの金属リチウム箔を、一対の負極前駆体で挟み込んだ。挟み込みは、各負極前駆体における活物質層どうしが対向するように行った。これによって各負極前駆体と金属リチウムとを貼り合わせて一体化させた。最後に、キャリア箔と集電用表面層とを剥離して目的とする負極を得た。負極における金属リチウムの量は、負極に含まれる活物質の初期充電理論容量に対して30%であった。 Next, a 30 μm thick metal lithium foil prepared separately from the negative electrode precursor was sandwiched between a pair of negative electrode precursors. The sandwiching was performed so that the active material layers in each negative electrode precursor face each other. Thus, each negative electrode precursor and metallic lithium were bonded and integrated. Finally, the carrier foil and the current collecting surface layer were peeled off to obtain a target negative electrode. The amount of metallic lithium in the negative electrode was 30% with respect to the initial charge theoretical capacity of the active material contained in the negative electrode.
得られた負極を用い、以下の方法で非水電解液二次電池を作製した。この電池の1サイクル後の放電容量、負極厚み変化率、及び100サイクル後の容量維持率を以下の方法で測定、算出した。これらの結果を以下の表1に示す。 Using the obtained negative electrode, a nonaqueous electrolyte secondary battery was produced by the following method. The discharge capacity, negative electrode thickness change rate, and capacity retention rate after 100 cycles of this battery were measured and calculated by the following methods. These results are shown in Table 1 below.
〔非水電解液二次電池の作製〕
参考例及び比較例で得られた負極を作用極とし、対極としてLiCoO2を用いた。対極は、4mAh/cm2となるように、LiCoO2を厚み20μmのAl箔上に塗工して製造した。正極容量と負極容量との比率(前者:後者)は1:2とした。両極を、セパレータを介して対向させた。非水電解液としてLiPF6/エチレンカーボネートとジメチルカーボネートの混合液(1:1容量比)を用いて通常の方法によって非水電解液二次電池を作製した。
[Production of non-aqueous electrolyte secondary battery]
The negative electrodes obtained in Reference Examples and Comparative Examples were used as working electrodes, and LiCoO 2 was used as a counter electrode. The counter electrode was manufactured by coating LiCoO 2 on an Al foil having a thickness of 20 μm so as to be 4 mAh / cm 2 . The ratio of the positive electrode capacity to the negative electrode capacity (the former: the latter) was 1: 2. Both electrodes were opposed to each other through a separator. A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced by a conventional method using a mixed solution (1: 1 volume ratio) of LiPF 6 / ethylene carbonate and dimethyl carbonate as the non-aqueous electrolyte.
〔1サイクル後の放電容量〕
負極の単位面積当たりの放電容量を測定した。
[Discharge capacity after one cycle]
The discharge capacity per unit area of the negative electrode was measured.
〔負極厚み変化率〕
宝泉株式会社製HS変位セルを用いて、1サイクルにおける充電に伴う負極の厚み変化を測定した。この変位セルでは、負極+セパレーター+正極LiCoO2の、全体の厚み変化が測定される。しかし、正極は充放電によってほとんど膨張せず、負極の厚み変化の寄与率が大きいので、測定している厚み変化は実質的に負極の厚み変化とみなせる。
[Negative electrode thickness change rate]
Using an HS displacement cell manufactured by Hosen Co., Ltd., the thickness change of the negative electrode accompanying charging in one cycle was measured. In this displacement cell, the total thickness change of negative electrode + separator + positive electrode LiCoO 2 is measured. However, since the positive electrode hardly expands due to charge / discharge and the contribution rate of the change in thickness of the negative electrode is large, the thickness change being measured can be regarded substantially as a change in thickness of the negative electrode.
〔100サイクル後の容量維持率〕
100サイクル後の放電容量を測定し、その値を最大負極放電容量で除し、100を乗じて算出した。
[Capacity maintenance rate after 100 cycles]
The discharge capacity after 100 cycles was measured, and the value was divided by the maximum negative electrode discharge capacity and multiplied by 100.
〔比較例1〕
金属リチウム箔を用いず、一対の負極前駆体を、それらの活物質層どうしが対向するように重ね合わせた以外は参考例1と同様の方法により負極を得た。得られた負極について、参考例1と同様の評価を行った。その結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
A negative electrode was obtained in the same manner as in Reference Example 1 except that a pair of negative electrode precursors were superposed so that their active material layers were opposed to each other without using a metal lithium foil. The obtained negative electrode was evaluated in the same manner as in Reference Example 1. The results are shown in Table 1.
表1に示す結果から明らかなように、参考例1の負極を用いた電池は、放電容量及び容量維持率が高いことが判る。更に、負極厚みの変化率が小さいことが判る。これに対して、リチウム箔を用いない比較例1の負極を用いた電池は、負極厚みの変化率が大きく、また容量維持率が低いことが判る。
As is clear from the results shown in Table 1, the battery using the negative electrode of Reference Example 1 has a high discharge capacity and capacity retention rate. Furthermore, it can be seen that the rate of change in the thickness of the negative electrode is small. On the other hand, it can be seen that the battery using the negative electrode of Comparative Example 1 that does not use lithium foil has a large change rate of the negative electrode thickness and a low capacity retention rate.
〔参考例2〜4及び比較例2〕
本参考例及び比較例では、負極に含まれる金属リチウムの量の違いによる負極の性能の違いを評価した。YAGレーザを用いた孔あけ加工を負極前駆体に施さず、且つ金属リチウムの量を表2に示す値とした以外は参考例1と同様にして負極を作製した。得られた負極は、図1に示す構造を有するものであった(但し比較例1を除く)。電子顕微鏡像観察の結果、集電用表面層に微細空隙が多数形成されていることを確認した。
[ Reference Examples 2 to 4 and Comparative Example 2]
In this reference example and comparative example, the difference in the performance of the negative electrode due to the difference in the amount of metallic lithium contained in the negative electrode was evaluated. A negative electrode was produced in the same manner as in Reference Example 1 except that the negative electrode precursor was not subjected to drilling using a YAG laser and the amount of metallic lithium was changed to the values shown in Table 2. The obtained negative electrode had the structure shown in FIG. 1 (except for Comparative Example 1). As a result of observing an electron microscope image, it was confirmed that many fine voids were formed in the surface layer for current collection.
得られた負極について、1サイクル後の充電容量及び放電容量を測定した。その結果を表2に示す。表2には、1サイクル後の容量可逆性も併せて記載されている。1サイクル後の容量可逆性は、1サイクル後の放電容量を、1サイクル後の充電容量で除し、それに100を乗じた値である。なお、対極には金属リチウムを用いた。従って、対極由来の不可逆容量を含まず、負極由来の不可逆容量を主として見積もることができる。また、対極による容量規制を行わないので、負極の全容量が充放電される。 For the obtained negative electrode, the charge capacity and discharge capacity after one cycle were measured. The results are shown in Table 2. Table 2 also describes the capacity reversibility after one cycle. The capacity reversibility after one cycle is a value obtained by dividing the discharge capacity after one cycle by the charge capacity after one cycle and multiplying it by 100. Note that metallic lithium was used for the counter electrode. Accordingly, the irreversible capacity derived from the negative electrode can be mainly estimated without including the irreversible capacity derived from the counter electrode. In addition, since the capacity is not regulated by the counter electrode, the entire capacity of the negative electrode is charged and discharged.
表2に示す結果から明らかなように、各参考例の負極は、比較例の負極に対して1サイクル後の容量可逆性が大きいことが判る。この理由は、各参考例の負極に含まれる金属リチウムによって、負極の性能に悪影響を及ぼす水分が除去され、また酸素が捕捉されたからであると考えられる。なお、参考例3及び4において、1サイクル後の容量可逆性が100を超えている理由は、予め添加した金属リチウムが、充放電反応に寄与しているためである。
As is clear from the results shown in Table 2, it can be seen that the negative electrode of each reference example has a large capacity reversibility after one cycle as compared with the negative electrode of the comparative example. The reason for this is considered that the metal lithium contained in the negative electrode of each reference example removed moisture that adversely affects the performance of the negative electrode and trapped oxygen. In Reference Examples 3 and 4, the reason why the capacity reversibility after one cycle exceeds 100 is that the lithium metal added in advance contributes to the charge / discharge reaction.
〔参考例5及び6並びに比較例3及び4〕
本参考例及び比較例では、負極に含まれる水分率の違いによる負極の性能の違いを評価した。YAGレーザを用いた孔あけ加工を負極前駆体に施さず、且つ金属リチウムの量をシリコンの初期充電理論容量に対して40%とする以外は参考例1と同様にして負極を作製した。得られた負極は、図1に示す構造を有するものであった。電子顕微鏡像観察の結果、集電用表面層に微細空隙が多数形成されていることを確認した。得られた負極を、160℃の条件下、真空チャンバ内で1週間乾燥させて、水分率を390ppmとした(参考例5)。また、得られた負極を、160℃の条件下、真空チャンバ内で3時間乾燥させて、水分率を870ppmとした(参考例6)。
[ Reference Examples 5 and 6 and Comparative Examples 3 and 4]
In this reference example and comparative example, the difference in the performance of the negative electrode due to the difference in moisture content contained in the negative electrode was evaluated. A negative electrode was prepared in the same manner as in Reference Example 1 except that the negative electrode precursor was not subjected to drilling using a YAG laser and the amount of metallic lithium was 40% of the initial charge theoretical capacity of silicon. The obtained negative electrode had the structure shown in FIG. As a result of observing an electron microscope image, it was confirmed that many fine voids were formed in the surface layer for current collection. The obtained negative electrode was dried in a vacuum chamber for 1 week under the condition of 160 ° C., and the water content was adjusted to 390 ppm ( Reference Example 5). Further, the obtained negative electrode was dried in a vacuum chamber for 3 hours under the condition of 160 ° C., and the moisture content was adjusted to 870 ppm ( Reference Example 6).
参考例5及び6とは別に、比較例2で得られた負極を、160℃の条件下、真空チャンバ内で1週間乾燥させて、水分率を390ppmとした(比較例3)。また、得られた負極を、160℃の条件下、真空チャンバ内で3時間乾燥させて、水分率を870ppmとした(比較例4)。
Separately from Reference Examples 5 and 6, the negative electrode obtained in Comparative Example 2 was dried in a vacuum chamber for 1 week under the condition of 160 ° C. to obtain a moisture content of 390 ppm (Comparative Example 3). Moreover, the obtained negative electrode was dried in a vacuum chamber for 3 hours under the condition of 160 ° C., and the moisture content was adjusted to 870 ppm (Comparative Example 4).
得られた負極を用いて電池を作製し、サイクル特性を測定した。結果を図7及び図8に示す。なお、参考例5については100サイクルまで測定を行った。その他は50サイクルまで測定を行った。電池における対極としては、LiCoO2を、厚み20μmのAl箔上に塗工したものを用いた。非水電解液としては、LiPF6/エチレンカーボネートとジメチルカーボネートの混合液(1:1容量比)を用いた。充放電条件は、次の通りである。
・初回充電:定電流・定電圧モード、電流密度0.4mA/cm2、カットオフ4.15V、0.04mA/cm2
・2サイクル目以降充電:定電流モード、電流密度1.0mA/cm2、カットオフ3.95V
・初回放電:定電流・定電圧モード、電流密度0.4mA/cm2、カットオフ2.7V
・2サイクル目以降放電:定電流モード、電流密度1.0mA/cm2、カットオフ2.7V
A battery was prepared using the obtained negative electrode, and cycle characteristics were measured. The results are shown in FIGS. In Reference Example 5, measurement was performed up to 100 cycles. The others were measured up to 50 cycles. As a counter electrode in the battery, LiCoO 2 coated on an Al foil having a thickness of 20 μm was used. As the non-aqueous electrolyte, a mixed solution of LiPF 6 / ethylene carbonate and dimethyl carbonate (1: 1 volume ratio) was used. The charge / discharge conditions are as follows.
Initial charge: constant current / constant voltage mode, current density 0.4 mA / cm 2 , cutoff 4.15 V, 0.04 mA / cm 2
-Charging after the second cycle: constant current mode, current density 1.0 mA / cm 2 , cutoff 3.95 V
Initial discharge: constant current / constant voltage mode, current density 0.4 mA / cm 2 , cutoff 2.7 V
-Discharge after the second cycle: constant current mode, current density 1.0 mA / cm 2 , cutoff 2.7 V
図7及び図8に示す結果から明らかなように、各参考例の負極は、充放電を繰り返した後も容量の低下が観察されないことが判る。これに対して各比較例の負極は、充放電の繰り返しによって次第に容量が低下していくことが判る。
As is apparent from the results shown in FIGS. 7 and 8, it can be seen that the negative electrode of each reference example does not observe a decrease in capacity even after repeated charge and discharge. On the other hand, it can be seen that the capacity of the negative electrode of each comparative example gradually decreases with repeated charge and discharge.
〔参考例7及び比較例5〕
本参考例及び比較例では、負極に含まれる酸素の量の違いによる負極の性能の違いを評価した。参考例5で得られた負極(水分率390ppm)を、大気中での熱処理によって酸化させ、酸素濃度を4000ppmとした(参考例7)。また、比較例4で得られた負極を更に乾燥させて水分率を390ppmとした後に、大気中での熱処理によって酸化させ、酸素濃度を4000ppmとした(比較例5)。
[ Reference Example 7 and Comparative Example 5]
In this reference example and comparative example, the difference in the performance of the negative electrode due to the difference in the amount of oxygen contained in the negative electrode was evaluated. The negative electrode (moisture content of 390 ppm) obtained in Reference Example 5 was oxidized by a heat treatment in the atmosphere to obtain an oxygen concentration of 4000 ppm ( Reference Example 7). Further, the negative electrode obtained in Comparative Example 4 was further dried to obtain a moisture content of 390 ppm, and then oxidized by heat treatment in the atmosphere to obtain an oxygen concentration of 4000 ppm (Comparative Example 5).
参考例7及び比較例5で得られた負極の充放電特性を評価した。その結果を図9(a)に示す。図9(b)は、図9(a)における充放電曲線の立ち上がり部を拡大して示す図である。図9(a)及び図9(b)に示す結果、特に図9(b)に示す結果から明らかなように、比較例5の負極では、酸化された負極に特有のショルダー部が観察されるのに対し、参考例7の負極では、該ショルダー部が消失していることが判る。この理由は、参考例7の負極では、それに含まれている金属リチウムが酸素を捕捉したからであると考えられる。
The charge / discharge characteristics of the negative electrodes obtained in Reference Example 7 and Comparative Example 5 were evaluated. The result is shown in FIG. FIG. 9B is an enlarged view of the rising portion of the charge / discharge curve in FIG. As is clear from the results shown in FIGS. 9A and 9B, particularly the results shown in FIG. 9B, a shoulder portion peculiar to the oxidized negative electrode is observed in the negative electrode of Comparative Example 5. On the other hand, in the negative electrode of Reference Example 7, it can be seen that the shoulder portion has disappeared. The reason for this is considered that, in the negative electrode of Reference Example 7, the lithium metal contained therein captured oxygen.
1 非水電解液二次電池用負極
2 負極前駆体
3 金属リチウム層
4 集電用表面層
5 活物質層
6 微細空隙
7 活物質の粒子
9 孔
DESCRIPTION OF
Claims (5)
少なくとも一方の前記集電用表面層には、その表面において開孔していると共にその厚さ方向へ延び且つ非水電解液の浸透が可能な微細空隙が多数形成されており、
前記活物質層が、充電開始前からリチウムを吸蔵したリチウム化合物の形成能の高い活物質の粒子を含み、また該活物質層においては、リチウム化合物の形成能の低い金属材料が該活物質層の厚み方向全域に亘って浸透しており、
芯材としての導電性金属箔層を備えていないことを特徴とする非水電解液二次電池用負極。 An active material layer between a pair of current collecting surface layers made of a metal material having a low ability to form a lithium compound;
At least one of the current collecting surface layers is formed with a large number of fine voids which are open in the surface thereof and extend in the thickness direction and allow the nonaqueous electrolyte to penetrate,
The active material layer includes particles of an active material having a high lithium compound forming ability that occludes lithium before the start of charging , and the active material layer includes a metal material having a low lithium compound forming ability. Permeates throughout the thickness direction of
A negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery, characterized by not having a conductive metal foil layer as a core material.
キャリア箔の一面上に、集電用表面層を構成する材料と異質の材料からなる薄層の被覆体を形成して、キャリア箔における集電用表面層の形成面の電子伝導性を不均一な状態にした後に、電解めっきによって集電用表面層を形成し、
該集電用表面層上に、活物質の粒子を含む導電性スラリーを塗布して活物質層を形成して、該キャリア箔上に該集電用表面層と該活物質層とをこの順で備えた負極前駆体を形成し、
各負極前駆体における前記活物質層どうしが対向するように、金属リチウム箔を両負極前駆体間に挟み込んで、該金属リチウム箔と両負極前駆体とを貼り合わせにより一体化させ、
リチウムが熱拡散するに十分な温度に加熱して、前記金属リチウム箔からリチウムを前記活物質層へ拡散させ、然る後、
前記キャリア箔を各負極前駆体から剥離分離することを特徴とする非水電解液二次電池用負極の製造方法。 A method for producing a negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 2,
A thin layer covering made of a material different from the material constituting the current collecting surface layer is formed on one surface of the carrier foil , and the electronic conductivity of the surface of the current collecting layer on the carrier foil is uneven. After forming a state, a surface layer for current collection is formed by electrolytic plating,
A conductive slurry containing active material particles is applied to the current collecting surface layer to form an active material layer, and the current collecting surface layer and the active material layer are arranged in this order on the carrier foil. Forming the negative electrode precursor prepared in
The metal lithium foil is sandwiched between both negative electrode precursors so that the active material layers in each negative electrode precursor face each other, and the metal lithium foil and both negative electrode precursors are integrated by bonding,
Lithium is heated to a temperature sufficient for thermal diffusion to diffuse lithium from the metallic lithium foil to the active material layer, and then
A method for producing a negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the carrier foil is peeled and separated from each negative electrode precursor.
少なくとも一方の前記集電用表面層には、その表面において開孔していると共にその厚さ方向へ延び且つ非水電解液の浸透が可能な微細空隙が多数形成されており、
前記活物質層が、充電開始前からリチウムを吸蔵したリチウム化合物の形成能の高い活物質の粒子を含み、また該活物質層においては、リチウム化合物の形成能の低い金属材料が該活物質層の厚み方向全域に亘って浸透しており、
芯材としての導電性金属箔層を備えていることを特徴とする非水電解液二次電池用負極。
An active material layer between a pair of current collecting surface layers made of a metal material having a low ability to form a lithium compound;
At least one of the current collecting surface layers is formed with a large number of fine voids which are open in the surface thereof and extend in the thickness direction and allow the nonaqueous electrolyte to penetrate,
The active material layer includes particles of an active material having a high lithium compound forming ability that occludes lithium before the start of charging , and the active material layer includes a metal material having a low lithium compound forming ability. Permeates throughout the thickness direction of
A negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery, comprising a conductive metal foil layer as a core material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005368032A JP3906342B2 (en) | 2004-05-12 | 2005-12-21 | Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004141981 | 2004-05-12 | ||
JP2005368032A JP3906342B2 (en) | 2004-05-12 | 2005-12-21 | Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005061280A Division JP3799049B2 (en) | 2004-05-12 | 2005-03-04 | Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006134894A JP2006134894A (en) | 2006-05-25 |
JP2006134894A5 JP2006134894A5 (en) | 2006-07-06 |
JP3906342B2 true JP3906342B2 (en) | 2007-04-18 |
Family
ID=36728201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005368032A Active JP3906342B2 (en) | 2004-05-12 | 2005-12-21 | Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3906342B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8206569B2 (en) | 2009-02-04 | 2012-06-26 | Applied Materials, Inc. | Porous three dimensional copper, tin, copper-tin, copper-tin-cobalt, and copper-tin-cobalt-titanium electrodes for batteries and ultra capacitors |
CN102379050B (en) * | 2009-02-04 | 2014-06-11 | 应用材料公司 | Porous three dimensional copper, tin, copper-tin, copper-tin-cobalt, and copper-tin-cobalt-titanium electrodes for batteries and ultra capacitors |
EP3876310A4 (en) * | 2019-03-01 | 2023-04-12 | Vehicle Energy Japan Inc. | Lithium secondary battery electrode and lithium secondary battery |
-
2005
- 2005-12-21 JP JP2005368032A patent/JP3906342B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006134894A (en) | 2006-05-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3799049B2 (en) | Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same | |
JP4024254B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
US7682739B2 (en) | Negative electrode for nonaqueous secondary battery and process of producing the same | |
US7838154B2 (en) | Negative electrode for nonaqueous secondary battery | |
CN100524900C (en) | Negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery and process of producing the same | |
JP3764470B1 (en) | Anode for non-aqueous electrolyte secondary battery | |
CN100566006C (en) | The manufacture method of nonaqueous electrolytic solution secondary battery | |
JP2008277156A (en) | Negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP4616584B2 (en) | Anode for non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP4764232B2 (en) | Anode for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP3987851B2 (en) | Secondary battery negative electrode and secondary battery including the same | |
CN100514716C (en) | Negative electrode for nonaqueous secondary battery | |
JP3612669B1 (en) | Negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP2005197217A (en) | Anode for non-aqueous electrolytic solution secondary battery | |
JP3906342B2 (en) | Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same | |
WO2005055345A1 (en) | Secondary battery-use electrode and production method therefor and secondary battery | |
JP4746328B2 (en) | Anode for non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP4763995B2 (en) | Nonaqueous electrolyte secondary battery electrode | |
JP2006134891A (en) | Negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP2006228512A (en) | Anode for nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP2005129264A (en) | Porous metallic foil and its manufacturing method | |
JP3742828B2 (en) | Anode for non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP2006147316A (en) | Anode for nonaqueous electrolyte secondary battery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060411 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060411 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20060411 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20060508 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A132 Effective date: 20060704 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060831 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061010 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061027 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061205 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061215 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3906342 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110126 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110126 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120126 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130126 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140126 Year of fee payment: 7 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |