JP4765253B2 - Negative electrode active material for lithium secondary battery, lithium secondary battery negative electrode and lithium secondary battery - Google Patents

Negative electrode active material for lithium secondary battery, lithium secondary battery negative electrode and lithium secondary battery Download PDF

Info

Publication number
JP4765253B2
JP4765253B2 JP2004036952A JP2004036952A JP4765253B2 JP 4765253 B2 JP4765253 B2 JP 4765253B2 JP 2004036952 A JP2004036952 A JP 2004036952A JP 2004036952 A JP2004036952 A JP 2004036952A JP 4765253 B2 JP4765253 B2 JP 4765253B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
active material
negative electrode
secondary battery
lithium secondary
less
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2004036952A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004273444A (en
Inventor
学 林
富行 鎌田
正司 石原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP2004036952A priority Critical patent/JP4765253B2/en
Publication of JP2004273444A publication Critical patent/JP2004273444A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4765253B2 publication Critical patent/JP4765253B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

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

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

本発明は、リチウム二次電池用負極活物質、リチウム二次電池負極及びリチウム二次電池に関する。詳しくは、本発明は、活物質層の薄肉化による高出力・高入力化が可能で、しかも長寿命で安全性の高い、自動車用リチウム二次電池に適したリチウム二次電池用負極活物質と、この負極活物質を用いたリチウム二次電池負極及びリチウム二次電池に関する。   The present invention relates to a negative electrode active material for a lithium secondary battery, a lithium secondary battery negative electrode, and a lithium secondary battery. More specifically, the present invention provides a negative active material for a lithium secondary battery suitable for an automotive lithium secondary battery, which can achieve high output and high input by thinning the active material layer, and has a long life and high safety. And a lithium secondary battery negative electrode and a lithium secondary battery using the negative electrode active material.

従来、ノート型パソコンや、携帯電話、自動車用などの駆動用電源として、各種二次電池が開発されているが、昨今の高機能化と、特に自動車用途での加速性などの要求から、大電流を放出あるいは充電可能な、高出力・高入力性の二次電池が求められている。   Conventionally, various secondary batteries have been developed as driving power sources for notebook computers, mobile phones, automobiles, etc. However, due to recent demands for higher functionality and acceleration in particular for automotive applications, There is a need for secondary batteries with high output and high input characteristics that can discharge or charge current.

即ち、電気ドリルやカッターなどのコードレス機器、電気自動車やハイブリッド自動車用の電池では、大電流によるモーター駆動が必要である。特にハイブリッド自動車用の電池は、高容量である必要はなく、エンジン動力をアシストするモーターを瞬間的に作動させるための高出力性能や自動車が停止する時のエネルギーを回生するための高入力特性が望まれている。   That is, a cordless device such as an electric drill or a cutter, a battery for an electric vehicle or a hybrid vehicle needs to be driven by a large current. In particular, batteries for hybrid vehicles do not need to have a high capacity, and have high output performance for instantaneously operating a motor that assists engine power and high input characteristics for regenerating energy when the vehicle stops. It is desired.

一方で、リチウム二次電池は、小電流で放電した際のエネルギー密度(Wh/kg)、パワー密度(W/kg)では優れているものの、高電流放電(大きいパワーでの放電)では、電池の耐久劣化までを考慮すると、ニッケル水素二次電池などに比べて、必ずしも優れた高出力特性が得られている訳ではなかった。このようなことから、リチウム二次電池には、大きな電流値による短時間の充放電サイクル特性の改善が望まれる。なお、このような性能は、従来のモバイル機器向けリチウム二次電池としての使用形態には要求されることのなかったものである。   On the other hand, lithium secondary batteries are excellent in energy density (Wh / kg) and power density (W / kg) when discharged with a small current, but in high current discharge (discharge with large power) In view of the durability deterioration of the battery, excellent high output characteristics were not necessarily obtained as compared with nickel hydride secondary batteries. For this reason, lithium secondary batteries are desired to be improved in short-time charge / discharge cycle characteristics with a large current value. Such performance has not been required for conventional usage as a lithium secondary battery for mobile devices.

リチウム二次電池において、個々の電池(単セル)の出力性を増すために大電流を取り出すには、単セルの極板をより薄肉化することが望まれる。単セルをより薄肉化するには、電池を構成する正極、負極等の部材を薄肉化する必要がある。従来、リチウム二次電池の活物質層は、集電体上に、リチウムを吸蔵・放出可能な活物質を、結着及び増粘効果を有する有機物と共に、水或いは有機溶媒に分散させた分散液(スラリー)を塗布、乾燥することにより形成されているが、活物質層を薄くすると、塗工量が不均一となり、充放電の繰り返しにより、リチウム金属が析出し、短絡を起こしてしまい、電池寿命及び安全性の点で問題があった。特に、自動車用途においては、安全性を確保することは極めて重要であり、大きな課題であった。   In a lithium secondary battery, in order to extract a large current in order to increase the output performance of each battery (single cell), it is desirable to make the electrode plate of the single cell thinner. In order to make the single cell thinner, it is necessary to make the members such as the positive electrode and the negative electrode constituting the battery thinner. Conventionally, an active material layer of a lithium secondary battery is a dispersion in which an active material capable of occluding and releasing lithium is dispersed in water or an organic solvent together with an organic substance having a binding and thickening effect on a current collector. (Slurry) is applied and dried. However, if the active material layer is made thin, the coating amount becomes non-uniform, and lithium metal is deposited due to repeated charge and discharge, causing a short circuit. There was a problem in terms of life and safety. In particular, in automobile applications, ensuring safety is extremely important and a major issue.

WO00/022687号には、リチウム電池用炭素材料として、特定の比表面積、アスペクト比、タッピング嵩密度を備えた黒鉛粉末であって、粒径3μm以下及び/又は53μm以上の粒子を実質的に含まない黒鉛粉末が記載されている。WO00/022687号においては、粒径53μm以上の大きな粒子の混入がセパレータを傷付ける原因となることが指摘されている。しかしながら、WO00/022687号では、粒径53μm以上の粒子は、その含有量が1重量%以下となるように分級すれば良いとされており、実施例では、270メッシュ(53μm)の篩で篩っているに過ぎず、粒径53μm未満の粒子が残留し、また、扁平な黒鉛粒子では、270メッシュの篩で数回篩っても、粒径53μm以上の粒子は、通常5体積%程度残留してしまう。   WO00 / 022687 is a graphite powder having a specific surface area, aspect ratio, and tapping bulk density as a carbon material for a lithium battery, and substantially includes particles having a particle size of 3 μm or less and / or 53 μm or more. No graphite powder is described. In WO00 / 022687, it is pointed out that mixing of large particles having a particle size of 53 μm or more causes damage to the separator. However, in WO00 / 022687, it is said that particles having a particle size of 53 μm or more may be classified so that the content thereof is 1% by weight or less. In the example, the particles are sieved with a 270 mesh (53 μm) sieve. However, particles with a particle size of less than 53 μm remain, and in the case of flat graphite particles, particles with a particle size of 53 μm or more are usually about 5% by volume even if they are sieved several times with a 270 mesh sieve. It will remain.

このような粗大粒子の残留する黒鉛粒子では、活物質層を薄く形成した場合の不均一性、これに起因する繰り返し充放電によるリチウム金属の析出の問題を解決することはできず、特に、50μm以下もの薄肉化された活物質層を形成した負極にあっては、この問題が顕著である。
WO00/022687号
Such graphite particles with coarse particles remaining cannot solve the problem of non-uniformity in the case where the active material layer is formed thin, and lithium metal precipitation due to repeated charge and discharge resulting from this, particularly 50 μm. This problem is remarkable in the negative electrode in which the following thinned active material layer is formed.
WO00 / 022687

本発明は上記従来の問題点を解決し、活物質層の薄肉化が可能なリチウム二次電池用負極活物質、即ち、活物質層を50μm以下に薄肉化した場合であっても、均一な活物質層を形成することができ、充放電を繰り返しても、リチウム金属の析出の問題のない活物質と、この活物質を用いてなる薄肉化が可能なリチウム二次電池負極と、この負極を用いてなる、高出力・高入力特性に優れ、電池寿命が長く安全性の高いリチウム二次電池を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and even when the negative electrode active material for a lithium secondary battery capable of thinning the active material layer, that is, when the active material layer is thinned to 50 μm or less, it is uniform. An active material that can form an active material layer and has no problem of lithium metal precipitation even after repeated charge and discharge, a lithium secondary battery negative electrode that can be thinned using the active material, and the negative electrode An object of the present invention is to provide a lithium secondary battery that is excellent in high output and high input characteristics and has a long battery life and high safety.

本発明のリチウム二次電池用負極活物質は、炭素質粉末状のリチウム二次電池用負極活物質において、該活物質粉末100gを2gのカルボキシメチルセルロースと共に200gの水に分散させてなる分散液について、JIS K5400 粒ゲージ法による分散度に準拠して測定される、粒が現れ始める粒子径(以下、これを、「最大分散粒子径」という)が、50μm以下であることを特徴とする。   The negative electrode active material for a lithium secondary battery of the present invention is a dispersion obtained by dispersing 100 g of the active material powder in 200 g of water together with 2 g of carboxymethylcellulose in a carbonaceous powder negative electrode active material for a lithium secondary battery. , JIS K5400 The particle diameter (hereinafter referred to as “maximum dispersed particle diameter”) at which grains begin to appear, measured in accordance with the degree of dispersion by the JIS K5400 grain gauge method, is 50 μm or less.

即ち、本発明者らは、本発明の課題を解決すべく鋭意検討した結果、負極活物質の物性を選ぶことによって、活物質層を薄肉化しても繰り返し充放電によるリチウム金属の析出による短絡の問題は防止され、長寿命で安全性の高い、高出力・高入力性のリチウム二次電池を実現することができることを見出し、本発明を完成させた。   That is, as a result of intensive investigations to solve the problems of the present invention, the present inventors have selected the physical properties of the negative electrode active material, so that even if the active material layer is thinned, short-circuiting due to lithium metal precipitation due to repeated charge and discharge is achieved. The present inventors have found that a problem can be prevented, and that a lithium secondary battery having a high output and a high input property with a long life and high safety can be realized, and the present invention has been completed.

本発明のリチウム二次電池用負極活物質は、上述のJIS K5400 粒ゲージ法による分散度に準拠して測定される、粒子径35μm以上50μm以下の粒が10個以下であることが好ましい。   The negative electrode active material for a lithium secondary battery of the present invention preferably has 10 or less particles having a particle diameter of 35 μm or more and 50 μm or less as measured in accordance with the dispersity according to the JIS K5400 particle gauge method described above.

本発明のリチウム二次電池負極は、集電体上に、活物質と、結着及び増粘効果を有する有機物とを含有する活物質層を形成してなるリチウム二次電池負極において、該活物質が炭素質粉末であり、該活物質層の厚さが50μm以下であり、JIS B0601に準拠して測定される算術平均粗さ(Ra)が、5μm以下であることを特徴とする。 Lithium secondary battery negative electrode of the present invention, on a current collector and an active material, a lithium secondary battery negative electrode obtained by forming an active material layer containing a organic substance having a binding and thickening effect, active The material is carbonaceous powder, the thickness of the active material layer is 50 μm or less, and the arithmetic average roughness (Ra) measured in accordance with JIS B0601 is 5 μm or less.

本発明のリチウム二次電池は、リチウムを吸蔵・放出可能な正極、リチウムを吸蔵・放出可能な負極、及び、電解質を有するリチウム二次電池において、該負極として、このような本発明のリチウム二次電池負極を用いたことを特徴とする。   The lithium secondary battery of the present invention includes a positive electrode capable of occluding and releasing lithium, a negative electrode capable of occluding and releasing lithium, and a lithium secondary battery having an electrolyte. A secondary battery negative electrode is used.

本発明のリチウム二次電池用負極活物質によれば、50μm以下の薄肉の活物質層であっても、均一で、繰り返し充放電によるリチウム金属の析出の問題のない活物質層を形成することができる。50μm以下の薄肉であっても、表面が高度に均一化された活物質層を有する本発明のリチウム二次電池負極であれば、負極の薄肉化、長寿命化、安全性の向上が可能であり、この負極を用いた本発明のリチウム二次電池によれば、高出力・高入力特性に優れ、長寿命で安全性の高いリチウム二次電池が提供される。このような本発明のリチウム二次電池は、特に高出力性が要求される自動車用リチウム二次電池等として工業的に極めて有用である   According to the negative electrode active material for a lithium secondary battery of the present invention, a thin active material layer having a thickness of 50 μm or less can be formed uniformly and without any problem of lithium metal precipitation due to repeated charge and discharge. Can do. Even if the thickness is 50 μm or less, the negative electrode of the lithium secondary battery of the present invention having an active material layer with a highly uniform surface can reduce the thickness of the negative electrode, extend its life, and improve safety. In addition, according to the lithium secondary battery of the present invention using this negative electrode, a lithium secondary battery excellent in high output / high input characteristics, long life and high safety is provided. Such a lithium secondary battery of the present invention is extremely useful industrially as a lithium secondary battery for automobiles and the like that particularly require high output performance.

以下に本発明を更に詳細に説明する。   The present invention is described in further detail below.

まず、本発明のリチウム二次電池用負極活物質について説明する。   First, the negative electrode active material for a lithium secondary battery of the present invention will be described.

本発明のリチウム二次電池用負極活物質は、炭素質粉末状のリチウム二次電池用負極活物質であって、次の特定の物性を満たすことを必須とする。   The negative electrode active material for a lithium secondary battery of the present invention is a carbonaceous powder negative electrode active material for a lithium secondary battery, and it is essential to satisfy the following specific physical properties.

即ち、この活物質粉末100gと、2gのカルボキシメチルセルロースと200gの水からなる分散液(以下「試料分散液」と称す場合がある。)について、JIS K5400 粒ゲージ法による分散度に準拠して測定される、粒が現れ始める最大分散粒子径が、50μm以下であることが必要である。   That is, a dispersion composed of 100 g of this active material powder, 2 g of carboxymethyl cellulose and 200 g of water (hereinafter sometimes referred to as “sample dispersion”) is measured in accordance with the degree of dispersion according to the JIS K5400 grain gauge method. It is necessary that the maximum dispersed particle diameter at which grains begin to appear is 50 μm or less.

ここで、試料分散液は、活物質粉末、カルボキシメチルセルロース及び水の上記所定量を、25℃で、遊星型二軸混練機を用いて、公転780rpm、自転144rpmで30分間混合した状態の分散液とする。   Here, the sample dispersion is a dispersion in which the above-mentioned predetermined amounts of the active material powder, carboxymethyl cellulose and water are mixed at 25 ° C. for 30 minutes at revolution 780 rpm and rotation 144 rpm using a planetary twin-screw kneader. And

本発明においては、上述の試料分散液についてJIS K5400 粒ゲージ法によって測定される、粒が現れ始める粒子径を最大分散粒子径とするが(分布図法)、測定対象の試料分散液中では、活物質及び/又はカルボキシメチルセルロースが、通常ある程度の凝集を起こしているため、粒ゲージ法による分散度の測定において、粒が線条に観察されることが多い。従って、このような場合には、線条の現れ始める粒子径を最大分散粒子径とする(線条法)。   In the present invention, the particle diameter at which particles start to appear, which is measured by the JIS K5400 particle gauge method for the above sample dispersion, is defined as the maximum dispersion particle diameter (distribution diagram method). Since the substance and / or carboxymethyl cellulose usually causes a certain degree of aggregation, grains are often observed in the streak when measuring the degree of dispersion by the grain gauge method. Therefore, in such a case, the particle diameter at which the filament begins to appear is defined as the maximum dispersed particle diameter (the filament method).

以下に、本発明で特定される負極活物質の物性が、負極活物質層の薄肉化に有効である理由について説明する。   The reason why the physical properties of the negative electrode active material specified in the present invention are effective for thinning the negative electrode active material layer will be described below.

負極活物質層は、通常、負極活物質と、結着及び増粘効果を有する有機物(以下「結着剤」と称す場合がある。)を、水あるいは有機溶媒中に分散させたスラリー状のもの(以下「活物質スラリー」と称す場合がある。)を、金属箔などの集電体上に薄く塗布・乾燥する工程、続いて所定の厚み・密度まで圧密するプレス工程により形成される。活物質スラリーを集電体上に薄く塗布する工程では、通常、活物質スラリーをブレードなどを用いて所定の厚みですり切る方法、あるいは細くスリット状に開口部を設けたノズルから一定量のスラリーを吐出し、集電体上に均一に塗りつける方法が採用されている。   The negative electrode active material layer is usually a slurry-like material in which a negative electrode active material and an organic substance having a binding and thickening effect (hereinafter sometimes referred to as “binder”) are dispersed in water or an organic solvent. A material (hereinafter sometimes referred to as “active material slurry”) is formed by a thin coating and drying process on a current collector such as a metal foil, followed by a pressing process for compacting to a predetermined thickness and density. In the process of thinly applying the active material slurry on the current collector, a predetermined amount of slurry is usually obtained by slicing the active material slurry to a predetermined thickness using a blade or the like, or from a nozzle having a narrow slit-like opening. The method of discharging the water and applying it uniformly on the current collector is employed.

ところで、負極活物質層の形成に用いられる活物質スラリーには、負極活物質としての炭素質粉末の製造過程で種々の原因により持ち込まれたり、また、活物質層形成工程における塗布条件下で凝集ないし粗大化することにより生じた粗大粒子が含まれているが、活物質スラリー中にこのような粗大粒子が存在すると、これがブレードの間隙やノズル開口部に滞留し、その後にスラリーが十分供給されなくなるため、この滞留部位に相当する集電体上の活物質スラリーの塗布量が不充分となり、その後、乾燥、プレスして形成される活物質層の厚みに著しい不均一を生じる。このように粗大粒子が、すり切り用ブレードや吐出ノズルに滞留しない場合でも、活物質層中の粗大粒子は、プレス後も負極極板上の突起物として存在し、表面均一性を著しく妨げる原因となる。   By the way, the active material slurry used for forming the negative electrode active material layer is brought into the active material slurry for various reasons during the production process of the carbonaceous powder as the negative electrode active material, or aggregates under the application conditions in the active material layer forming step. Coarse particles generated by coarsening are included, but if such coarse particles are present in the active material slurry, they are retained in the gaps of the blades and the nozzle openings, and then the slurry is sufficiently supplied. Therefore, the application amount of the active material slurry on the current collector corresponding to the staying portion becomes insufficient, and then the thickness of the active material layer formed by drying and pressing is significantly nonuniform. Even when the coarse particles do not stay in the scraping blade or the discharge nozzle, the coarse particles in the active material layer exist as projections on the negative electrode plate even after pressing, which is a cause of significantly hindering surface uniformity. Become.

負極活物質層が不均一である、あるいは負極極板上に凹凸や突起物のある負極を電池に用いた場合、そうした表面不均一性のある部位を中心に、電流密度に疎密が生じ、長期間の充放電を経ることで、電流の集中した部位にリチウム金属が析出し、ひいては発火事故等の原因ともなる。従って、活物質層の均一性は、電流密度が大きい電池ほど、或いは瞬間的に大電流を流すパルス充放電用の電池ほど、高精度に求められる。   When the negative electrode active material layer is non-uniform, or when a negative electrode with irregularities or protrusions on the negative electrode plate is used for the battery, the current density becomes dense, mainly in such areas with surface non-uniformity, resulting in long Through the charging and discharging of the period, lithium metal is deposited at the site where the current is concentrated, which may cause a fire accident. Therefore, the uniformity of the active material layer is required with higher accuracy as the battery has a higher current density or as the battery for pulse charge / discharge that allows a large current to flow instantaneously.

前述のWO00/022687号には、セパレータの傷付きを防ぐために活物質中の粗大粒子を排除することが記載されているが、負極極板上の活物質層は、単にセパレータを傷付けない、即ち、セパレータ厚みを突き破らない程度の均一性では不十分であり、長期間の充放電サイクルを経ても、電流密度の均一性を保ち得るだけの高精度な均一性が必要である。   In WO 00/022687 described above, it is described that coarse particles in the active material are eliminated in order to prevent the separator from being scratched. However, the active material layer on the negative electrode plate simply does not damage the separator. The uniformity that does not break through the separator thickness is insufficient, and high-precision uniformity that can maintain the current density uniformity even after a long charge / discharge cycle is required.

本発明者らは、このような要求性能を満たす極板を得るためには、活物質中の粗大粒子を、単なる篩分けにより除去するのではなく、特定の条件で予め除去しておくことが重要であることを見出した。そして、この粗大粒子を排除する条件について検討する過程において、本発明者らは、黒鉛粉末などの炭素質粉末は、通常は必ずしも真球ではなく、単純な粒径の値で、その活物質層塗布形成時の活物質スラリーにおける挙動を捕らえることができないことに着目した。そして、所定の水分散液中での粗大粒子の挙動を個々の粒で観測することで、活物質粉体中の、希少ではあるが、活物質層に本質的な影響を及ぼす粗大粒子、即ち、単にセパレータの傷付きの有無に影響するものではなく、前述の電流密度の疎密化やリチウム金属の析出等の原因となる粗大粒子の存在を確認し、いかなる粉体特性を満たせば、十分な性能を得ることができるか、その評価手法と取得手法を見出し、本発明を完成させた。   In order to obtain an electrode plate satisfying such required performance, the present inventors need to remove coarse particles in the active material in advance under specific conditions, not simply by sieving. I found it important. And in the process of examining the conditions for eliminating the coarse particles, the present inventors have found that the carbonaceous powder such as graphite powder is not necessarily a true sphere, but has a simple particle size value and its active material layer. We paid attention to the fact that the behavior of the active material slurry during coating formation cannot be captured. Then, by observing the behavior of coarse particles in a given aqueous dispersion with individual particles, coarse particles that have an essential effect on the active material layer, although rare, in the active material powder, It does not affect the presence or absence of scratches on the separator, but it is sufficient to confirm the presence of coarse particles that cause the above-mentioned current density densification and lithium metal precipitation and satisfy any powder characteristics. Whether the performance can be obtained, the evaluation method and the acquisition method were found, and the present invention was completed.

即ち、本発明では、粗大粒子を排除する条件として、前述の試料分散液について、JIS K5400による粒ゲージ測定により最大分散粒子径を測定し、この最大分散粒子径を基準とし、この値が50μm以下となるような粗大粒子を含まない負極活物質とする。   That is, in the present invention, as a condition for eliminating coarse particles, the maximum dispersion particle diameter is measured by the particle gauge measurement according to JIS K5400 for the above-described sample dispersion, and this value is 50 μm or less based on the maximum dispersion particle diameter. The negative electrode active material does not contain such coarse particles.

このように、試料分散液をJIS K5400 粒ゲージ法で測定することによって、炭素質粉末状の負極活物質の製造過程で種々の原因により持ち込まれたり、また、活物質層形成工程における塗布条件で凝集ないし粗大化することにより生じる粗大粒子を検知ないし予測することができる。本発明においては、この測定によって、粒が現れ始める粒子径が50μm以下となる炭素質粉末状の負極活物質を用いることにより、形成される活物質層表面の厚みムラを防止し、高度に均一なものとして電流密度の疎密を抑制する。特に、本発明においては、このような条件で粗大粒子のない活物質とすることにより、50μm以下というような極めて薄肉に形成した活物質層においても、該粗大粒子が活物質層中で、充放電の繰り返しによりリチウム金属が析出する際のある種の核として作用することを抑制し、後述する実施例によって説明されるような優れた電池特性を得ることができるものと推定される。   Thus, by measuring the sample dispersion by the JIS K5400 particle gauge method, it is brought in for various reasons in the production process of the carbonaceous powder-like negative electrode active material, or under the coating conditions in the active material layer forming step. Coarse particles produced by agglomeration or coarsening can be detected or predicted. In the present invention, by using this carbonaceous powder-like negative electrode active material having a particle diameter of 50 μm or less by the measurement, unevenness of the thickness of the formed active material layer surface is prevented and highly uniform. As a result, the density of current density is suppressed. In particular, in the present invention, by making the active material free of coarse particles under such conditions, even in an active material layer formed to be very thin, such as 50 μm or less, the coarse particles are filled in the active material layer. It is presumed that the lithium battery can be prevented from acting as a kind of nucleus at the time of repeated discharge, and excellent battery characteristics as described in the examples described later can be obtained.

本発明において、上記最大分散粒子径の上限は50μm以下、好ましくは35μm以下、更に好ましくは30μm以下、最も好ましくは25μm以下であり、下限は5μm以上、好ましくは10μm以上である。最大分散粒子径が50μmを超えるような活物質では、形成される活物質層内において、前述の粗大粒子が充放電の繰り返しによりリチウム金属が析出するある種の核として作用し、リチウム金属の析出が進み、短絡を起こす原因となるものと考えられるため、最大分散粒子径は50μm以下とする。最大分散粒子径の好ましい上限は、負極集電体上に形成される活物質層の厚みとその均一性により、50μm以下の範囲で適宜決定される。一方、最大分散粒子径の好ましい下限は、これが小さすぎると充填性を損ないやすくなることによるものであり、通常、5μm以上とする。   In the present invention, the upper limit of the maximum dispersed particle size is 50 μm or less, preferably 35 μm or less, more preferably 30 μm or less, most preferably 25 μm or less, and the lower limit is 5 μm or more, preferably 10 μm or more. In an active material having a maximum dispersed particle diameter of more than 50 μm, in the formed active material layer, the above-mentioned coarse particles act as a kind of nucleus from which lithium metal is precipitated by repeated charge and discharge, and lithium metal is precipitated. Therefore, the maximum dispersed particle size is set to 50 μm or less. The preferable upper limit of the maximum dispersed particle size is appropriately determined in the range of 50 μm or less depending on the thickness of the active material layer formed on the negative electrode current collector and its uniformity. On the other hand, the preferable lower limit of the maximum dispersed particle size is that if the particle size is too small, the filling property tends to be impaired, and is usually set to 5 μm or more.

本発明のリチウム二次電池用負極活物質はまた、前記試料分散液について、JIS K5400 粒ゲージ法による分散度に準拠して測定される、粒子径35μm以上50μm以下の粒(以下「35〜50μm粒数」と称す。)が10個以下であることが好ましい。この35〜50μm粒数の上限は、より好ましくは8個以下、特に好ましくは5個以下である。下限については、少なければ少ないほど良いが、2個程度であれば、差し支えない。   The negative electrode active material for a lithium secondary battery of the present invention is a particle having a particle diameter of 35 μm or more and 50 μm or less (hereinafter referred to as “35-50 μm”) measured according to the dispersity according to JIS K5400 particle gauge method. The number of grains is preferably 10 or less. The upper limit of the number of 35-50 μm grains is more preferably 8 or less, and particularly preferably 5 or less. As for the lower limit, the smaller the better, the better.

本発明のリチウム二次電池用負極活物質はまた、前記試料分散液について、JIS K5400粒ゲージ法による分散度に準拠して測定される線条痕の占める割合が、ゲージ幅方向に50%以上に達する粒子径(以下、これを、「平均分散粒子径」と称す。)が、通常40μm以下、好ましくは35μm以下、更に好ましくは30μm以下、最も好ましくは25μm以下であることが好ましい。即ち、前述の試料分散液におけるJIS K5400に準拠した粒ゲージ測定方法では、通常、粗大粒子が線条痕として記録される。この粗大粒子が活物質に含まれる割合を示す指標として、線条痕がゲージ幅に占める割合が50%以上に達する粒子径を採用した。   In the negative active material for a lithium secondary battery of the present invention, the ratio of the line scars measured in accordance with the degree of dispersion according to JIS K5400 grain gauge method in the sample dispersion is 50% or more in the gauge width direction. It is preferable that the particle diameter reaching this value (hereinafter referred to as “average dispersed particle diameter”) is usually 40 μm or less, preferably 35 μm or less, more preferably 30 μm or less, and most preferably 25 μm or less. That is, in the particle gauge measuring method based on JIS K5400 in the sample dispersion described above, coarse particles are usually recorded as filaments. As an index indicating the ratio of the coarse particles contained in the active material, the particle diameter at which the ratio of the line marks to the gauge width reaches 50% or more was adopted.

なお、上記のJIS K5400粒ゲージ測定において、測定される粒子径は必ずしも、活物質粉末の粒子径ではなく、試料分散液中の分散粒子の粒子径であり、活物質粉末及び/又はカルボキシメチルセルロースが凝集してなる凝集粒子の粒子径なども含まれる。   In the above JIS K5400 particle gauge measurement, the particle diameter to be measured is not necessarily the particle diameter of the active material powder, but the particle diameter of the dispersed particles in the sample dispersion, and the active material powder and / or carboxymethylcellulose is The particle diameter of aggregated particles formed by aggregation is also included.

本発明のリチウム二次電池用負極活物質はまた、レーザー回折式粒径分布計により測定された活物質粉末としての平均粒子径(D50)及び最大粒子径(Dmax)が次のような値であることが好ましい。 The negative electrode active material for a lithium secondary battery of the present invention also has the following average particle diameter (D 50 ) and maximum particle diameter (D max ) as an active material powder measured by a laser diffraction particle size distribution meter. It is preferably a value.

[活物質粉末の平均粒子径(D50)]
平均粒子径(D50)は、レーザー回折式粒径分布計において、体積基準粒子径分布のメジアン径(50%粒子径)である。本発明の負極活物質の炭素質粉末において、この(D50)は、通常20μm以下、好ましくは15μm以下、更に好ましくは13μm以下、特に好ましくは10〜13μmである。
[Average particle diameter of active material powder (D 50 )]
The average particle size (D 50 ) is the median size (50% particle size) of the volume-based particle size distribution in the laser diffraction particle size distribution analyzer. In the carbonaceous powder of the negative electrode active material of the present invention, this (D 50 ) is usually 20 μm or less, preferably 15 μm or less, more preferably 13 μm or less, and particularly preferably 10 to 13 μm.

即ち、前述のJIS K5400粒ゲージ法による粒子径は、実際に活物質層を形成した場合、活物質層内に存在し得る粗大粒子の最大粒子径に対応するのに対して、レーザー回折式粒径分布径で測定される活物質の平均粒子径は、活物質粒子の平均的な大きさを示す。従って、レーザー回折式粒径分布計で得られる値は、電極厚みとの相関を示す指標ではなく、電池性能との相関を図る上で重要な指標となる。   That is, the particle diameter according to the above-mentioned JIS K5400 particle gauge method corresponds to the maximum particle diameter of coarse particles that can exist in the active material layer when the active material layer is actually formed, whereas the laser diffraction particle The average particle diameter of the active material measured by the diameter distribution diameter indicates the average size of the active material particles. Therefore, the value obtained by the laser diffraction particle size distribution meter is not an index indicating a correlation with the electrode thickness but an important index for achieving a correlation with the battery performance.

活物質の平均粒子径(D50)が上記上限を超えると活物質内へのリチウムイオンの拡散性が悪化し、電池の入出力特性が低下する。この平均粒子径(D50)の下限は通常5μm以上、好ましくは7μm以上である。平均粒子径(D50)が5μm未満の活物質を用いると、活物質の充填性が悪化するため、平均粒子径(D50)は5μm以上が好ましい。 When the average particle diameter (D 50 ) of the active material exceeds the above upper limit, the diffusibility of lithium ions into the active material is deteriorated, and the input / output characteristics of the battery are deteriorated. The lower limit of the average particle diameter (D 50 ) is usually 5 μm or more, preferably 7 μm or more. When an active material having an average particle size (D 50 ) of less than 5 μm is used, the filling property of the active material is deteriorated. Therefore, the average particle size (D 50 ) is preferably 5 μm or more.

[活物質の最大粒子径(Dmax)]
レーザー回折式粒径分布計による最大粒子径(Dmax)の上限は、通常70μm以下、好ましくは60μm以下、更に好ましくは52μm以下、特に好ましくは45μm以下、中でも特に好ましくは45〜52μmであり、下限値は通常20μm以上である。最大粒子径(Dmax)が20μ未満の活物質を用いると、活物質の充填性が悪化するばかりでなく、電池電極内の空隙構造が細分化され、リチウムイオンの移動が妨げられ、電池出力が低下する。そのため、最大粒子径(Dmax)は20μm以上が好ましい。
[Maximum particle size of active material (D max )]
The upper limit of the maximum particle size (D max ) measured by a laser diffraction particle size distribution meter is usually 70 μm or less, preferably 60 μm or less, more preferably 52 μm or less, particularly preferably 45 μm or less, and particularly preferably 45 to 52 μm. The lower limit is usually 20 μm or more. When an active material having a maximum particle size (D max ) of less than 20 μm is used, not only the filling property of the active material is deteriorated, but also the void structure in the battery electrode is subdivided, the movement of lithium ions is hindered, and the battery output Decreases. Therefore, the maximum particle size (D max ) is preferably 20 μm or more.

前述の如く、JIS K5400粒ゲージ法による最大分散粒子径は、スラリー状の活物質が実際に集電体上に塗布される状況に即した値であるのに対し、レーザー回折式粒径分布径による最大粒子径(Dmax)は、個々の粒子を球換算した粒子径分布に従って算出された最大粒子径(100%粒子径)である。即ち、JIS K5400粒ゲージ法の最大分散粒子径は、均一な極板を得るのに障害となる粗大粒子の大きさと個数を示す。更にこの最大分散粒子径では、例えば扁平な異方性を有する粒子であれば、測定時にその長軸方向をゲージ面と平行にして測定される確率が高いため、レーザー回折式粒径分布径で測定される最大粒子径(Dmax)よりも低い値が得られる場合がある。 As described above, the maximum dispersed particle size according to the JIS K5400 particle gauge method is a value in accordance with the situation in which the slurry-like active material is actually applied on the current collector, whereas the laser diffraction particle size distribution size is The maximum particle diameter (D max ) is a maximum particle diameter (100% particle diameter) calculated according to a particle diameter distribution obtained by converting individual particles into a sphere. That is, the maximum dispersed particle size of the JIS K5400 grain gauge method indicates the size and number of coarse particles that are an obstacle to obtaining a uniform electrode plate. Furthermore, with this maximum dispersed particle size, for example, particles having flat anisotropy have a high probability of being measured with the major axis direction parallel to the gauge surface at the time of measurement. A value lower than the maximum particle diameter ( Dmax ) to be measured may be obtained.

更に、本発明のリチウム二次電池用負極活物質は、窒素ガス吸着法によるBET法比表面積の上限が通常13m/g以下、好ましくは8m/g以下、更に好ましくは5m/g以下、特に好ましくは2.5〜4.5m/gであり、下限が通常1m/g以上、好ましくは2m/g以上、更に好ましくは2.5m/g以上であることが好ましい。この値が上記上限を超えると、保存耐久性が悪化しやすくなり、下限を下回ると、入出力特性が悪化しやすくなる。 Furthermore, in the negative electrode active material for a lithium secondary battery of the present invention, the upper limit of the BET specific surface area by the nitrogen gas adsorption method is usually 13 m 2 / g or less, preferably 8 m 2 / g or less, more preferably 5 m 2 / g or less. Particularly preferably, it is 2.5 to 4.5 m 2 / g, and the lower limit is usually 1 m 2 / g or more, preferably 2 m 2 / g or more, more preferably 2.5 m 2 / g or more. If this value exceeds the above upper limit, the storage durability tends to deteriorate, and if it falls below the lower limit, the input / output characteristics tend to deteriorate.

次に、本発明のリチウム二次電池用負極活物質を構成する炭素質粉末材料について説明する。   Next, the carbonaceous powder material constituting the negative electrode active material for a lithium secondary battery of the present invention will be described.

活物質の「炭素質」とは、リチウムを吸蔵及び放出し得る炭素質材料を含むものであれば特に限定されないが、その具体例としては、黒鉛質、非晶質、黒鉛質・非晶質の複合系があり、本発明ではいずれのものであっても良い。   The “carbonaceous material” of the active material is not particularly limited as long as it contains a carbonaceous material capable of occluding and releasing lithium, and specific examples thereof include graphite, amorphous, graphitic / amorphous. Any of these may be used in the present invention.

黒鉛質とは、人造黒鉛、天然黒鉛、メソフェーズピッチ系黒鉛、黒鉛化炭素繊維、これらの高純度精製品、これらの再加熱処理品、或いはこれらの混合物から選ばれる黒鉛質炭素であって、その形態として、例えば、異なる種類の黒鉛質炭素粒子が混在した混合粒子や、黒鉛質炭素微粒子が等方的に多数結合した造粒粒子が挙げられる。また、以下の粉末状態にあるものが好適に用いられる。   Graphite is a graphitic carbon selected from artificial graphite, natural graphite, mesophase pitch graphite, graphitized carbon fiber, high-purity purified products thereof, reheat-treated products thereof, or mixtures thereof. Examples of the form include mixed particles in which different types of graphitic carbon particles are mixed, and granulated particles in which many graphite carbon fine particles are isotropically bonded. Moreover, the thing in the following powder states is used suitably.

即ち、結晶面(002)の面間隔d002が0.348nm以下、且つ積層層の厚さLcが10nm以上である黒鉛粉体を用いることが好ましい。結晶面(002)の面間隔d002が0.338nm以下、且つ積層層の厚さLcが20nm以上のであるものは更に好ましく、結晶面(002)の面間隔d002が0.337nm以下、且つ積層層の厚さLcが40nm以上であるものは最も好ましい。 That is, it is preferable to use a graphite powder having a crystal plane (002) interval d 002 of 0.348 nm or less and a laminated layer thickness Lc of 10 nm or more. It is more preferable that the crystal plane (002) has an interplanar spacing d 002 of 0.338 nm or less and a thickness Lc of the laminated layer of 20 nm or greater, and the crystal plane (002) has an interplanar spacing d 002 of 0.337 nm or less. It is most preferable that the thickness Lc of the laminated layer is 40 nm or more.

また、リチウムイオンが黒鉛層間に格納されて生成する層間化合物であるC6Liを基準にした炭素1gあたりの容量理論値は372mAhである。このようにして選定した黒鉛質は、充放電レートを0.2mA/cm2とした、リチウム金属対極を用いた半電池による電気容量測定において、比容量が320mAH/g以上、より好ましくは340mAh/g以上、更に好ましくは350mAH/g以上と、上記理論に近ければ近いほど好適に用いられる。 The capacitance theoretical value per carbon 1g lithium ions relative to the C 6 Li, which is an interlayer compound produced is stored between the graphite layers is 372 mAh. The graphite selected in this manner has a specific capacity of 320 mAH / g or more, more preferably 340 mAh / in, in a capacitance measurement by a half-cell using a lithium metal counter electrode with a charge / discharge rate of 0.2 mA / cm 2. g or more, more preferably 350 mAH / g or more.

非晶質とは、その結晶面(002)の面間隔d002が0.349nm以上、且つ積層層の厚さLcが10nm未満である炭素質粉体を用いることが好ましい。結晶面(002)の面間隔d002が0.349nm以上0.355nm以下、且つC軸方向の結晶子の厚さLcが7nm以下であるものは更に好ましく、特にLcについては、1.5〜10nm、更には1.5〜5nmであるものが最も好ましい。
非晶質は、その形態として、例えば、異なる種類の非晶質炭素粒子が混在した混合粒子や、非晶質炭素微粒子が多数結合した造粒粒子が挙げられる。
As the amorphous material, it is preferable to use a carbonaceous powder whose crystal plane (002) has an interplanar spacing d 002 of 0.349 nm or more and a laminated layer thickness Lc of less than 10 nm. It is more preferable that the interplanar spacing d 002 of the crystal plane (002) is 0.349 nm to 0.355 nm and the crystallite thickness Lc in the C-axis direction is 7 nm or less. Most preferred is 10 nm, more preferably 1.5 to 5 nm.
Examples of the amorphous form include mixed particles in which different types of amorphous carbon particles are mixed, and granulated particles in which a large number of amorphous carbon fine particles are bonded.

黒鉛質・非晶質の複合系としては、前記した黒鉛質材料及び非晶質材料を含む形態に特に制限はないが、例えば、黒鉛質粉末を非晶質材料で一部又は全部被覆したもの、黒鉛質粉末と非晶質材料の混合体、黒鉛微粒子が非晶質あるいはその黒鉛化物を介して、少なくとも一部が等方的に多数結合した人造黒鉛等が挙げられる。これらの中でも、黒鉛質粉末を非晶質材料で一部又は全部被覆したものが、高容量、高出力特性と大電流によるパルスサイクル耐久性の性能が得られる点で、特に大型駆動電源、電気自動車、ハイブリッド自動車の用途において好適に用いられる。   The graphite / amorphous composite system is not particularly limited in the form containing the above-mentioned graphite material and amorphous material, but, for example, a graphite powder partially or entirely coated with an amorphous material And a mixture of graphite powder and an amorphous material, and artificial graphite in which graphite fine particles are amorphous or a large number of them are isotropically bonded via a graphitized product thereof. Among these, graphite powder coated with a part or all of an amorphous material can provide high capacity, high output characteristics and pulse cycle durability performance with a large current. It is suitably used in applications of automobiles and hybrid cars.

これら黒鉛質、非晶質等を含めて、本発明の炭素質粉末状負極活物質の物性としては、波長514.3nmのアルゴンイオンレーザー光を用いたラマンスペクトルにおいて、その1580〜1620cm-1の範囲に現れるピーク強度をIA、そのピークの半値幅をΔν、1350〜1370cm-1の範囲に現れるピーク強度をIBとしたときの、ピーク強度比R(=IB/IA)の上限が0.7以下であるものが好ましく、0.5以下であるものはより好ましく、0.3以下であるものは更に好ましい。また、このピーク強度比Rの下限が0.01以上であるものが好ましい。更に、前記半値幅Δνの上限が60cm-1以下、好ましくは40cm-1以下、より好ましくは30cm-1以下、特に好ましくは24cm-1以下であるものが好ましい。この半値幅Δνの下限は、狭いほど好ましいが、通常は14cm-1以上である。 As for the physical properties of the carbonaceous powdered negative electrode active material of the present invention, including these graphite and amorphous, the Raman spectrum using an argon ion laser beam having a wavelength of 514.3 nm is 1580 to 1620 cm −1 . The peak intensity ratio R (= IB / IA) is 0.7 when the peak intensity appearing in the range is IA, the half-width of the peak is Δν, and the peak intensity appearing in the range of 1350 to 1370 cm −1 is IB. What is below is preferable, What is 0.5 or less is more preferable, What is 0.3 or less is still more preferable. Moreover, what the minimum of this peak intensity ratio R is 0.01 or more is preferable. Further, it is preferable that the upper limit of the half-value width Δν is 60 cm −1 or less, preferably 40 cm −1 or less, more preferably 30 cm −1 or less, and particularly preferably 24 cm −1 or less. The lower limit of the half-value width Δν is preferably as narrow as possible, but is usually 14 cm −1 or more.

本発明の活物質に適用される炭素質材料の製法は特に限定されるものではないが、例えば以下に述べる炭素前駆体から、適宜、焼成条件を変えることによって、炭化、又は黒鉛化することにより得ることができる。   The production method of the carbonaceous material applied to the active material of the present invention is not particularly limited. For example, from the carbon precursor described below, carbonization or graphitization is performed by appropriately changing the firing conditions. Obtainable.

この場合、液相で炭素化を進行させる炭素前駆体としては、軟ピッチから硬ピッチまでのコールタールピッチ、或いは乾留液化油などの石炭系重質油、常圧残油、減圧残油の直流系重質油、原油、ナフサなどの熱分解時に副生するエチレンタール等分解系石油重質油、更にアセナフチレン、デカシクレン、アントラセン、フェナントレンなどの芳香族炭化水素、フェナジンやアクリジンなどのN環化合物、チオフェン、ビチオフェンなどのS環化合物、ビフェニル、テルフェニルなどのポリフェニレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、これらのものの不溶化処理品、含窒素性のポリアクニロニトリル、ポリピロールなどの有機高分子、含硫黄性のポリチオフェン、ポリスチレンなどの有機高分子、セルロース、リグニン、マンナン、ポリガラクトウロン酸、キトサン、サッカロースに代表される多糖類などの天然高分子、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキシド等の熱可塑性樹脂、フルフリルアルコール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、イミド樹脂等の熱硬化性樹脂、以上のものとベンゼン、トルエン、キシレン、キノリン、n−へキサンなどの低分子有機溶媒の混合品、などから選ばれる一種以上の炭素化可能な有機化合物が用いられる。   In this case, as the carbon precursor for proceeding carbonization in the liquid phase, coal tar pitch from soft pitch to hard pitch, or heavy coal based oil such as dry distillation liquefied oil, normal pressure residual oil, reduced pressure residual oil DC Heavy oils such as ethylene tar produced as a by-product during pyrolysis of heavy oils such as crude oils, crude oils, naphtha, aromatic hydrocarbons such as acenaphthylene, decacyclene, anthracene, phenanthrene, N ring compounds such as phenazine and acridine, S ring compounds such as thiophene and bithiophene, polyphenylenes such as biphenyl and terphenyl, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, insolubilized products of these, organic polymers such as nitrogen-containing polyacrylonitrile and polypyrrole, Sulfur-containing polythiophene, organic polymers such as polystyrene, cellulose Natural polymers such as lignin, mannan, polygalacturonic acid, chitosan, polysaccharides such as saccharose, thermoplastic resins such as polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, furfuryl alcohol resin, phenol-formaldehyde resin, imide resin, etc. One or more carbonizable organic compounds selected from thermosetting resins, mixtures of the above and low molecular organic solvents such as benzene, toluene, xylene, quinoline, and n-hexane are used.

以下に、炭素質粉末状のリチウム二次電池用負極活物質を得るための一般的手法を説明する。   Below, the general method for obtaining the negative electrode active material for lithium secondary batteries of a carbonaceous powder is demonstrated.

炭素質粉末状負極活物質を製造するには、まず、黒鉛質粉末及び/又は非晶質粉末を、粉砕、分級する。黒鉛質粉末、非晶質粉末の粉砕には、高速回転粉砕機(ハンマーミル、ピンミルなど)や、各種ボールミル(転動式、振動式、遊星式など)、攪拌ミル(ビーズミルなど)、スクリーンミル、ターボミル、ジェットミル等、好ましい粒径域に粉砕できるものであれば、あらゆる粉砕機が使用できる。また、粉砕は湿式でも乾式でも実施可能である。   In order to produce a carbonaceous powder-like negative electrode active material, first, graphite powder and / or amorphous powder are pulverized and classified. For pulverization of graphite powder and amorphous powder, high-speed rotary pulverizer (hammer mill, pin mill, etc.), various ball mills (rolling type, vibration type, planetary type, etc.), stirring mill (bead mill, etc.), screen mill Any pulverizer can be used as long as it can be pulverized into a preferred particle size range, such as a turbo mill and a jet mill. The pulverization can be carried out either wet or dry.

得られた粉末を所定の粒径範囲とするための分級操作は、粒子の分離が可能であれば何れでも良く、乾式でも湿式でも実施可能である。湿式あるいは乾式の篩法や強制渦流式遠心分級機(ミクロンセパレータ、ターボプレックス、ターボクラシファイアー、スーパーセパレータ)、慣性分級機(エルボジェットなど)等の気流式分級機、更に湿式の沈降分離法や遠心分級法も採用できる。   The classification operation for bringing the obtained powder into a predetermined particle size range may be performed as long as the particles can be separated, and can be performed either dry or wet. Wet or dry sieving methods, forced vortex type centrifugal classifiers (micron separators, turboplexes, turbo classifiers, super separators), air classifiers such as inertia classifiers (elbow jets, etc.), and wet sedimentation separation methods Centrifugal classification can also be employed.

また、本発明では、黒鉛質として、異なる種類の黒鉛質炭素粒子が混在した混合粒子を用いる場合には、適宜複数種の黒鉛質炭素粒子を所望の種類及び比率で混合すればよい。また、黒鉛質として、黒鉛質炭素微粒子が等方的に多数結合した造粒粒子を用いる場合の製法としては、例えば、一種あるいは2種以上の黒鉛質炭素微粒子と炭素前駆体とを、更に必要に応じて溶媒(通常、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒等の有機溶媒等)と共に混合機或いは混練機を用いて混合し、黒鉛質炭素微粒子と同等の結晶構造となるまで、通常2800℃以上、中でも2900℃以上、通常3500℃以下、中でも3100℃以下程度の温度下で、通常、前記混合物が酸化し難い条件で加熱処理することが好ましく、例えば真空中、混合物や、加熱処理の過程で原料に由来して発生する揮発ガス雰囲気中、窒素等の不活性ガス雰囲気下で焼成、その後、適宜、粉砕、分級し所望の粒度に調整する方法が挙げられる。この際、黒鉛質炭素微粒子と炭素前駆体と必要に応じて溶媒を混合し、一旦、通常、ブロック状、棒状等の形状に成形して加熱、焼成処理を行う。なお、ここで用いる混合機としては、高速剪断ミキサー、ビーズミル、ヘンシェルキミサー、内部にシャフトとシャフトに固定された攪拌翼が位相を変えて複数配置された混合槽を具備したミキサー等の縦型あるいは横型の混合機が挙げられる。また、混練機としては、混合槽の側面に沿ってシグマ型等の攪拌翼が回転するいわゆるニーダー形式の装置や、通常樹脂加工等にも用いられる一軸あるいは二軸の混練機等の混練機が挙げられる。   In the present invention, when mixed particles in which different types of graphitic carbon particles are mixed are used as the graphite, a plurality of types of graphitic carbon particles may be appropriately mixed in a desired type and ratio. In addition, as a method for producing granulated particles in which a large number of isotropic graphite particles are bonded as graphite, for example, one or more kinds of graphite carbon particles and a carbon precursor are further required. Depending on the solvent (usually organic solvent such as aromatic hydrocarbon solvent such as toluene, xylene, etc.) and mixed using a mixer or kneader, it is usually until a crystal structure equivalent to the graphitic carbon fine particles is obtained. Heat treatment is preferably performed at a temperature of 2800 ° C. or more, especially 2900 ° C. or more, usually 3500 ° C. or less, particularly 3100 ° C. or less, and the mixture is usually difficult to oxidize. In the volatile gas atmosphere generated from the raw material in the above process, firing is performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen, and thereafter, pulverization and classification are appropriately performed to adjust to a desired particle size. At this time, the graphitic carbon fine particles and the carbon precursor are mixed with a solvent as necessary, and once formed into a block shape, a rod shape or the like, and then heated and fired. The mixer used here is a high-speed shear mixer, a bead mill, a Henschel Kimiser, a vertical mixer such as a mixer equipped with a mixing tank in which a shaft and a plurality of stirring blades fixed to the shaft are arranged in different phases. Or a horizontal type mixer is mentioned. The kneader includes a kneader-type device in which a sigma-type stirring blade rotates along the side surface of the mixing tank, and a kneader such as a uniaxial or biaxial kneader that is usually used for resin processing or the like. Can be mentioned.

また、本発明では、非晶質として、異なる種類の非晶質炭素粒子が混在した混合粒子を用いる場合には、適宜複数種の非晶質炭素粒子を所望の種類及び比率で混合すればよい。また、非晶質として、非晶質炭素微粒子が多数結合した造粒粒子を用いる場合の製法としては、例えば、1種あるいは2種以上の非晶質炭素微粒子と炭素前駆体とを、更に必要に応じて溶媒(通常、トルエン、キシレン、等の芳香族炭化水素系溶媒等の有機溶媒等)と共に混合機或いは混練機を用いて混合し、炭素前駆体が黒鉛構造には成長しない温度、通常700℃以上、好ましくは800℃以上、中でも1000℃以上、通常2800℃以下、中でも2000℃以下、特に1500℃以下程度の温度下で、通常、前記混合物が酸化し難い条件で加熱処理することが好ましく、例えば真空中、混合物や加熱処理の過程で原料に由来して発生する揮発ガス雰囲気中、窒素等の不活性ガス雰囲気下で焼成、その後、適宜、粉砕、分級し所望の粒度に調整することが挙げられる。ここで用いる混合機としては、高速剪断ミキサー、ビーズミル、ヘンシェルキミサー、内部にシャフトとシャフトに固定された攪拌翼が位相を変えて複数配置された混合槽を具備したミキサー等の縦型あるいは横型の混合機が挙げられる。また、混練機としては、混合槽の側面に沿ってシグマ型等の攪拌翼が回転するいわゆるニーダー形式の装置や、通常樹脂加工等にも用いられる一軸あるいは二軸の混練機等の混練機が挙げられる。   In the present invention, when mixed particles in which different types of amorphous carbon particles are mixed as amorphous are used, a plurality of types of amorphous carbon particles may be appropriately mixed in a desired type and ratio. . Moreover, as a manufacturing method when using a granulated particle in which a large number of amorphous carbon fine particles are bonded as an amorphous material, for example, one or more kinds of amorphous carbon fine particles and a carbon precursor are further required. Depending on the solvent (usually an organic solvent such as an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene, xylene, etc.) mixed with a mixer or kneader, the temperature at which the carbon precursor does not grow into a graphite structure, usually 700 ° C. or higher, preferably 800 ° C. or higher, particularly 1000 ° C. or higher, usually 2800 ° C. or lower, especially 2000 ° C. or lower, especially 1500 ° C. or lower, and usually under the conditions that the mixture is not easily oxidized Preferably, for example, in a vacuum, in a volatile gas atmosphere generated from a raw material in the course of a mixture or heat treatment, firing in an inert gas atmosphere such as nitrogen, and then appropriately pulverized and classified to obtain desired particles And the like can be adjusted. The mixer used here is a high-speed shear mixer, a bead mill, a Henschel Kimiser, a vertical or horizontal type mixer such as a mixer equipped with a mixing tank in which a shaft and a plurality of stirring blades fixed to the shaft are arranged in different phases. Can be mentioned. The kneader includes a kneader-type device in which a sigma-type stirring blade rotates along the side surface of the mixing tank, and a kneader such as a uniaxial or biaxial kneader that is usually used for resin processing or the like. Can be mentioned.

本発明では、電池の用途に応じて、黒鉛質粉体と非晶質粉体を任意の量比で混合して用いることもできる。この場合、黒鉛質粉体と非晶質粉体の混合割合は、如何なる量比でも使用可能であるが、黒鉛質粉体と非晶質粉体の合計量に対する黒鉛質粉体の重量比は、好ましくは50%以上、更に好ましくは70%以上である。黒鉛質粉体と非晶質粉体の合計量に対する非晶質粉体の割合が多いと非晶質に特徴的な不可逆容量の影響が大きくなるので、通常、40%以下とするのが良い。   In the present invention, the graphite powder and the amorphous powder can be mixed and used in an arbitrary quantity ratio depending on the use of the battery. In this case, the mixing ratio of the graphite powder and the amorphous powder can be used in any quantitative ratio, but the weight ratio of the graphite powder to the total amount of the graphite powder and the amorphous powder is , Preferably 50% or more, more preferably 70% or more. When the ratio of the amorphous powder to the total amount of the graphite powder and the amorphous powder is large, the influence of the irreversible capacity characteristic of the amorphous becomes large. .

更に、本発明では、黒鉛質粉体を母剤として、非晶質炭素を複合化した粉体も活物質として使用可能である。この場合、母剤としての黒鉛質粉体は、前述の黒鉛質炭素の要件を満たすと共に、以下の粒径及び比表面積の要件を満たすものから選択可能である。一方、複合化される非晶質としては、前述の非晶質炭素の要件を満たすものから選択可能である。   Further, in the present invention, a powder obtained by combining amorphous carbon with a graphite powder as a base material can also be used as an active material. In this case, the graphite powder as the base material can be selected from those satisfying the above-mentioned requirements for graphitic carbon and the following requirements for particle size and specific surface area. On the other hand, the composite amorphous can be selected from those satisfying the above-mentioned requirements for amorphous carbon.

母剤となる黒鉛質粉体の好ましい粒径と比表面積は、次の通りである。レーザー回折式粒径分布計において、平均粒子径(D50)が、通常20μm以下、好ましくは15μm以下、更に好ましくは13μm以下、特に好ましくは8〜13μm。BET比表面積は、15m/g以下、好ましくは2m/g以上13m/g以下、更に好ましくは3m/g以上12m/g以下、最も好ましくは、8m/g以上12m/g以下である。 The preferred particle size and specific surface area of the graphite powder as the base material are as follows. In the laser diffraction particle size distribution analyzer, the average particle size (D 50 ) is usually 20 μm or less, preferably 15 μm or less, more preferably 13 μm or less, and particularly preferably 8 to 13 μm. BET specific surface area, 15 m 2 / g or less, preferably 2m 2 / g or more 13m 2 / g or less, more preferably 3m 2 / g or more 12m 2 / g or less, and most preferably, 8m 2 / g or more 12m 2 / g or less.

黒鉛質と非晶質の複合化は、非晶質を得るための炭素前駆体をそのまま用いて炭素前駆体と黒鉛質粉体との混合物を加熱処理し、その後粉砕処理して複合粉体を得る方法、前述の非晶質粉体を予め作成しておき、黒鉛質粉体と混合し、加熱処理して複合化する方法、前述の非晶質粉体を予め作成しておき、黒鉛質粉体と非晶質粉体と炭素前駆体とを混合し、加熱処理して複合化する方法などが採用可能である。なお、後二者の予め非晶質粉体を用意しておく方法では、平均粒子径が黒鉛質粒子の平均粒径の10分の1以下の非晶質粒子を用いることが好ましい。   Graphite and amorphous composites are obtained by heat-treating a mixture of carbon precursors and graphite powder using the carbon precursors to obtain amorphous, and then grinding the composite powders. A method of obtaining the above-mentioned amorphous powder in advance, mixing it with the graphite powder, and heat-treating the composite, preparing the above-mentioned amorphous powder in advance, A method of mixing powder, amorphous powder, and a carbon precursor, and performing a heat treatment to form a composite can be employed. In the latter two methods of preparing an amorphous powder in advance, it is preferable to use amorphous particles having an average particle diameter of 1/10 or less of the average particle diameter of the graphite particles.

通常、かかる黒鉛質粒子、あるいは黒鉛質粒子と非晶質粒子の混合物と炭素前駆体を混合したものを加熱し中間物質を得て、その後炭化焼成、粉砕することにより、最終的に黒鉛粒子に非晶質物を複合化させた黒鉛非晶質複合粉末を得ることができるが、このような黒鉛非晶質複合粉末中の非晶質物の割合は50重量%以下、好ましくは25重量%以下、更に好ましくは15重量%以下、特に好ましくは10重量%以下で、0.1重量%以上、好ましくは0.5重量%以上、更に好ましくは1重量%以上、特に好ましくは2重量%以上となるように調整するのがよい。   Usually, such graphite particles or a mixture of graphite particles and amorphous particles and a carbon precursor are heated to obtain an intermediate substance, and then carbonized, fired, and pulverized to finally form graphite particles. A graphite amorphous composite powder obtained by compounding an amorphous material can be obtained. The ratio of the amorphous material in such a graphite amorphous composite powder is 50% by weight or less, preferably 25% by weight or less. More preferably 15% by weight or less, particularly preferably 10% by weight or less, 0.1% by weight or more, preferably 0.5% by weight or more, more preferably 1% by weight or more, particularly preferably 2% by weight or more. It is better to adjust as follows.

かかる黒鉛非晶質複合粉末を得るための製造工程は、通常、以下の4工程に分けられる。   The manufacturing process for obtaining such a graphite amorphous composite powder is usually divided into the following four processes.

第1工程:黒鉛質粒子あるいは黒鉛質粒子と非晶質粒子の混合粉体と炭素前駆体、更に必要に応じて溶媒とを種々の市販の混合機や混練機等を用いて混合し、混合物を得る。   First step: Graphite particles or a mixed powder of graphite particles and amorphous particles, a carbon precursor, and, if necessary, a solvent are mixed using various commercially available mixers and kneaders, and the mixture is mixed. Get.

第2工程:必要に応じ前記混合物を攪拌しながら加熱し、溶媒を除去した中間物質を得る。   Second step: If necessary, the mixture is heated with stirring to obtain an intermediate substance from which the solvent has been removed.

第3工程:前記混合物又は中間物質を、窒素ガス、炭酸ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で700℃以上2800℃以下に加熱し、黒鉛非晶質複合物質を得る。   Third step: The mixture or intermediate substance is heated to 700 ° C. or higher and 2800 ° C. or lower in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas, carbon dioxide gas or argon gas to obtain a graphite amorphous composite material.

第4工程:前記複合物質を必要に応じて粉砕、解砕、分級処理など粉体加工する。   Fourth step: The composite material is subjected to powder processing such as pulverization, pulverization, and classification as required.

これらの工程中、第2工程及び第4工程は場合によっては省略可能であり、第4工程は第3工程の前に行っても良い。   Among these steps, the second step and the fourth step may be omitted depending on circumstances, and the fourth step may be performed before the third step.

また、第3工程の加熱処理条件としては、熱履歴温度条件が重要である。その温度下限は炭素前駆体の種類、その熱履歴によっても若干異なるが通常700℃以上、好ましくは900℃以上である。一方、上限温度は基本的に黒鉛粒子核の結晶構造を上回る構造秩序を有しない温度まで上げることができる。従って熱処理の上限温度としては、通常2800℃以下、好ましくは2000℃以下、更に好ましくは1500℃以下が好ましい範囲である。このような熱処理条件において、昇温速度、冷却速度、熱処理時間などは目的に応じて任意に設定することができる。また、比較的低温領域で熱処理した後、所定の温度に昇温することもできる。なお、本工程に用いる反応機は回分式でも連続式でも又、一基でも複数基でも良い。   In addition, the heat history temperature condition is important as the heat treatment condition in the third step. The lower temperature limit is usually 700 ° C. or higher, preferably 900 ° C. or higher, although it varies slightly depending on the type of carbon precursor and its thermal history. On the other hand, the upper limit temperature can basically be raised to a temperature that does not have a structural order exceeding the crystal structure of the graphite particle nucleus. Therefore, the upper limit temperature of the heat treatment is usually 2800 ° C. or lower, preferably 2000 ° C. or lower, more preferably 1500 ° C. or lower. Under such heat treatment conditions, the heating rate, cooling rate, heat treatment time, etc. can be arbitrarily set according to the purpose. Further, after heat treatment in a relatively low temperature region, the temperature can be raised to a predetermined temperature. In addition, the reactor used for this process may be a batch type or a continuous type, and may be one or more.

このようにして得られた黒鉛質に非晶質を複合させた材料は、ラマンスペクトル分析によるピーク強度比R値や、1580cm-1の付近のピークの半値幅Δν、X線広角回折の回折図において得られるd002、Lcの値において、黒鉛質材料の結晶化度を上回らないこと、即ちR値は黒鉛質のその値以上で、半値幅Δνは黒鉛質のその値以上、d002値は黒鉛質のその値以上で、Lcは黒鉛質のその値以下であることが好ましい。具体的な黒鉛非晶質複合粉末材料のR値としては、0.01以上1.0以下、好ましくは0.05以上0.8以下、より好ましくは0.2以上0.7以下、更に好ましくは0.3以上0.5以下の範囲で、かつ、母剤となる黒鉛質の値以上であることが挙げられる。 The material obtained by combining amorphous with graphite obtained as described above has a peak intensity ratio R value by Raman spectrum analysis, a half-value width Δν of a peak near 1580 cm −1 , and a diffraction diagram of X-ray wide angle diffraction. In the values of d 002 and Lc obtained in the above, the crystallinity of the graphite material is not exceeded, that is, the R value is greater than that of graphite, the half-value width Δν is greater than that of graphite, and the d 002 value is It is preferable that Lc is not less than that of graphite and not more than that of graphite. The R value of the specific graphite amorphous composite powder material is 0.01 or more and 1.0 or less, preferably 0.05 or more and 0.8 or less, more preferably 0.2 or more and 0.7 or less, and still more preferably. Is not less than 0.3 and not more than 0.5, and is not less than the value of the graphite as a base material.

このような黒鉛非晶質複合粉末材料は、黒鉛質炭素に特徴的な低電位な充放電曲線を有することから発現する高出力な性質と、非晶質炭素に特徴的な優れたリチウム受け入れ性とを兼ね備えているため、高出力でかつ高パルス耐久性な性能が得られることから、本発明の活物質としてより好適であり、このことは、大型駆動電源、電気自動車、特にハイブリッド自動車の用途においてより顕著である。   Such a graphite amorphous composite powder material has a high output property that is manifested by a low-potential charge / discharge curve characteristic of graphitic carbon, and excellent lithium acceptability that is characteristic of amorphous carbon. Therefore, it is more suitable as an active material of the present invention because high performance and high pulse durability can be obtained. This is used for large drive power supplies, electric vehicles, particularly hybrid vehicles. Is more prominent.

以下に、上述のようにして製造される炭素質粉末状であって、前述の特定の最大分散粒子径、更には35〜50μm粒数、平均分散粒子径等の条件を満たす、本発明のリチウム二次電池用負極活物質を調製する方法について説明する。   The lithium of the present invention is in the form of a carbonaceous powder produced as described above, and satisfies the above-mentioned specific maximum dispersed particle size, further 35 to 50 μm number of grains, average dispersed particle size and the like. A method for preparing a negative electrode active material for a secondary battery will be described.

従来、リチウム二次電池用負極活物質は、黒鉛質粉末、非晶質粉末、黒鉛質・非晶質の複合化粉末を粉砕、分級して用いられていたが、従来の通常の分級では、篩の目開きを選択しても、扁平な粒子などは篩を通ってしまい、このような粗大粒子が、一度混入してしまうと取り除くことができず、この粗大粒子が、セパレータを傷付けることはなくても、活物質層内でリチウム金属の析出の核になるなど、電池性能に悪影響を及ぼしていた。   Conventionally, negative electrode active materials for lithium secondary batteries have been used by pulverizing and classifying graphite powder, amorphous powder, and graphite / amorphous composite powder, but in conventional normal classification, Even if the sieve opening is selected, flat particles and the like pass through the sieve, and once such coarse particles are mixed, they cannot be removed, and these coarse particles may damage the separator. Even if not, the battery performance was adversely affected, such as being the nucleus of lithium metal precipitation in the active material layer.

本発明では、前述の特定の最大分散粒子径、更には35〜50μm粒数、平均分散粒子径等の条件を満たす活物質を得るために、例えば、次のような技術的工夫をする。   In the present invention, in order to obtain an active material that satisfies the above-mentioned specific maximum dispersed particle diameter, 35 to 50 μm number of grains, average dispersed particle diameter, and the like, for example, the following technical measures are taken.

(1) 篩分け操作を繰り返すことにより、粗大粒子を確実に除去する。通常、ASTM400メッシュ以下の篩で、2回以上、好ましくは4回以上篩分けを繰り返すことで、扁平な粒子の篩分けを行って粗大粒子を確実に除去する。   (1) The coarse particles are surely removed by repeating the sieving operation. Usually, by repeating sieving twice or more, preferably 4 times or more with a sieve of ASTM 400 mesh or less, sieving of flat particles is performed to reliably remove coarse particles.

(2) 湿式篩を用いて、分級効率を上げる。   (2) Use a wet sieve to increase classification efficiency.

例えば、媒体として、水、エタノール等のアルコール類等の活物質粉末との反応性のない液体、あるいはその混合液を用い、篩上で、固形分濃度として、通常1重量%以上、中でも5重量%以上で、通常20重量%以下、中でも10重量%以下程度に維持されるようにするのが良い。この固形分濃度が20重量%を超えると、活物質粉末が目詰まりを起こしやすく生産性が低下しやすくなる。また、粗大粒子が篩上の媒体液面方向に移行することでより分離が確実になるが、固形分濃度が20重量%を超えると粗大粒子が媒体液面方向に移行しにくい傾向がある。一方、固形分濃度が1重量%を下回ると、生産性が低下し、かえって扁平な粗大粒子が回転して篩の目開きを通過してしまう機会が増えやすくなる。   For example, as a medium, a liquid that is not reactive with active material powders such as water and alcohols such as ethanol, or a mixture thereof is used, and the solid content concentration on the sieve is usually 1% by weight or more, especially 5% % Or more, usually 20% by weight or less, and particularly preferably about 10% by weight or less. When this solid content concentration exceeds 20% by weight, the active material powder is likely to be clogged, and the productivity tends to be lowered. In addition, the separation of the coarse particles in the medium liquid surface direction on the sieve is further ensured, but if the solid content concentration exceeds 20% by weight, the coarse particles tend to hardly move in the medium liquid surface direction. On the other hand, when the solid content concentration is less than 1% by weight, the productivity is lowered, and on the contrary, the chances that the flat coarse particles rotate and pass through the openings of the sieve are easily increased.

このような湿式篩を、2回以上、更には4回以上通過させる処理を行うのが好ましい。なお、後述する、風力式分級機と湿式分級機とを組み合わせて用いることもできる。   It is preferable to perform a treatment of passing such a wet sieve twice or more, more preferably four times or more. Note that a wind classifier and a wet classifier, which will be described later, may be used in combination.

(3) 風力式分級を通常2回以上、好ましくは4回以上繰り返すことによって、粗大粒子を確実に除去する。通常、この上限回数としては、対象とする活物質の性状により異なり一概に言えないが、10回以下、中でも8回以下程度である。   (3) The coarse particles are surely removed by repeating the wind-type classification usually twice or more, preferably 4 times or more. Usually, the upper limit number of times varies depending on the properties of the target active material and cannot be generally specified, but is about 10 times or less, especially about 8 times or less.

用いる風力式分級機の風量が大きすぎると、粗大粒子が含まれたまま活物質粉末が取り出されてしまう。また、処理する活物質粉末の供給量が多すぎると、粒子あたりの気流から受けるエネルギーが小さく、分級点の調整が困難で、目的とする活物質粉末が製造しにくい。更に、扁平な活物質粒子の風力分級においては、粗大粒子であるほど気流の当たる方向によって抵抗の差が大きくなりやすいため、より制御上の工夫を要する。   If the air volume of the wind classifier used is too large, the active material powder is taken out with coarse particles contained. Moreover, when the supply amount of the active material powder to be processed is too large, the energy received from the air current per particle is small, the adjustment of the classification point is difficult, and the target active material powder is difficult to manufacture. Furthermore, in air classification of flat active material particles, the coarser the particles, the greater the difference in resistance depending on the direction in which the air current strikes.

風力分級をより確実にするためには、粗大粒子が気流によって小粒子に同伴して浮遊し混入してしまうことがないようにするために、処理量を少なくして、粗大粒子の落下がスムーズに行われるようにすると良い。また、粗粉を含まない粉体を効率良く分級するためには、原料供給量を低減させることが有効である。因みに、その低減の程度は、一般的な粗大粒子を含む従来条件に対して4分の1〜3分の1の粉体供給量が好ましい。   In order to make air classification more reliable, the coarse particles fall smoothly by reducing the amount of processing to prevent the coarse particles from floating and mixing with the small particles by the air flow. It is better to be done. Further, in order to efficiently classify powder that does not contain coarse powder, it is effective to reduce the amount of raw material supply. Incidentally, the degree of the reduction is preferably a powder supply amount of ¼ to ¼ with respect to conventional conditions including general coarse particles.

また、粉体の分級室の、気流導入位置から目的とする粉体を含有する気流の抜き出し口までの気流空間を縦方向に長めにとるなどの工夫も大切である。   It is also important to devise a long airflow space in the vertical direction from the airflow introduction position of the powder classification chamber to the outlet of the airflow containing the target powder.

風力式分級の具体的条件としては、平均粒子径(D50)が20μm以下の粉体の風力式分級について、工業的な分級機としては、通常、下限としては5m/分以上、中でも10m/分以上、上限としては80m/分以下、中でも50m/分以下の、活物質粉体に反応性のない気体流、通常は、空気を供給することにより、下限としては、通常0.5kg/分以上、中でも1kg/分以上、上限としては、通常10kg/分以下、中でも8kg/分以下の処理速度で粉体を分級するのが良い。 As specific conditions for the wind classification, as for the wind classification of powder having an average particle diameter (D 50 ) of 20 μm or less, as an industrial classifier, the lower limit is usually 5 m 3 / min or more, especially 10 m. 3 / min or more, upper limit is 80 m 3 / min or less, especially 50 m 3 / min or less, a gas flow that is not reactive with the active material powder, usually by supplying air, and the lower limit is usually 0 It is better to classify the powder at a processing speed of 5 kg / min or more, especially 1 kg / min or more, and the upper limit is usually 10 kg / min or less, especially 8 kg / min or less.

次に、本発明のリチウム二次電池負極について説明する。   Next, the lithium secondary battery negative electrode of the present invention will be described.

本発明のリチウム二次電池負極は、集電体上に、負極活物質と、結着及び増粘効果を有する有機物とを含有する活物質層(以下「負極合剤層」と称す場合がある。)を形成してなるものであり、活物質層の厚さが50μm以下であり、JIS B0601に準拠して測定される算術平均粗さ(Ra)が5μm以下であることを特徴とする。このように活物質層を薄肉化しても、表面が高度に均一化された活物質層であれば、後述する実施例に示すように、パルス充放電の長期サイクル特性に優れたリチウム二次電池を実現することができる。   The lithium secondary battery negative electrode of the present invention may be referred to as an active material layer (hereinafter referred to as a “negative electrode mixture layer”) containing a negative electrode active material and an organic substance having a binding and thickening effect on a current collector. .), The thickness of the active material layer is 50 μm or less, and the arithmetic average roughness (Ra) measured in accordance with JIS B0601 is 5 μm or less. Even if the active material layer is thinned as described above, if the active material layer has a highly uniform surface, a lithium secondary battery having excellent long-term cycle characteristics of pulse charge / discharge, as shown in the examples described later, Can be realized.

なお、この表面粗さ(Ra)は、レーザー顕微鏡を用い、JIS B0601に従って、中心線平均粗さ(Ra)をレーザー回折式粒径分布計で計測される前述の平均粒子径(D50)の10倍を目安にした測定区間内で算出することにより行われる。活物質粉体の粒子径にもよるが、通常この測定区間は100μmで実施するのが適当である。 In addition, this surface roughness (Ra) is the above-mentioned average particle diameter (D 50 ) measured using a laser diffraction particle size distribution meter in accordance with JIS B0601 using a laser microscope. This is done by calculating within a measurement interval with 10 times as a guide. Although it depends on the particle diameter of the active material powder, it is usually appropriate to carry out this measurement section at 100 μm.

この活物質層の表面粗さ(Ra)の上限は5μm以下、好ましくは2μm以下であり、下限は小さいほど良いが、0.1μm程度であればリチウム金属の析出を確実に防止することができる。   The upper limit of the surface roughness (Ra) of this active material layer is 5 μm or less, preferably 2 μm or less. The lower limit is better, but if it is about 0.1 μm, lithium metal deposition can be reliably prevented. .

通常、活物質層は集電体の両面に設けられることが多いが、本発明のリチウム二次電池負極によれば、活物質層1層(片側)の厚さを、100μm以下、中でも80μm以下、その中でも50μm以下、特に40μm以下、例えば30〜40μmに薄肉化することもできる。   Usually, the active material layer is often provided on both sides of the current collector. However, according to the lithium secondary battery negative electrode of the present invention, the thickness of one active material layer (one side) is 100 μm or less, particularly 80 μm or less. Of these, the thickness can be reduced to 50 μm or less, particularly 40 μm or less, for example, 30 to 40 μm.

このような本発明のリチウム二次電池負極の活物質層は、前述の本発明のリチウム二次電池用負極活物質を活物質として用いることにより実現することができる。   Such an active material layer of the lithium secondary battery negative electrode of the present invention can be realized by using the above-described negative electrode active material for lithium secondary battery of the present invention as an active material.

負極活物質層(負極合剤層)は、前述の如く、通常、負極活物質と結着及び増粘効果を有する有機物を水系溶媒あるいは有機溶媒中に分散させたスラリー状のものを、金属箔などの集電体上に薄く塗布・乾燥する工程、続いて所定の厚み・密度まで圧密するプレス工程により形成される。負極活物質層(負極合剤層)の密度は、通常0.9g/cm以上、中でも1.2g/cm以上、特に1.5g/cm以上であり、通常2.2g/cm以下、中でも1.9g/cm以下、特に1.7g/cm以下であることが好ましい。 As described above, the negative electrode active material layer (negative electrode mixture layer) is usually a slurry obtained by dispersing an organic substance having a binding and thickening effect with a negative electrode active material in an aqueous solvent or an organic solvent. For example, a thin coating and drying process on a current collector, followed by a pressing process for compacting to a predetermined thickness and density. The density of the negative electrode active material layer (negative electrode mixture layer) is usually 0.9 g / cm 3 or more, particularly 1.2 g / cm 3 or more, particularly 1.5 g / cm 3 or more, and usually 2.2 g / cm 3. In the following, 1.9 g / cm 3 or less is preferable, and 1.7 g / cm 3 or less is particularly preferable.

負極活物質層の形成に用いられる、結着及び増粘効果を有する有機物としては、特に制限はないが、通常、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれであってもよい。本発明において好ましいものとして結着剤は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、スチレンブタジエンゴム、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE樹脂)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、フッ化ビニリデン−ペンタフルオロプロピレン共重合体、プロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−パーフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体又は前記材料の(Na)イオン架橋体、エチレン−メタクリル酸共重合体又は前記材料の(Na)イオン架橋体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体又は前記材料の(Na)イオン架橋体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体又は前記材料の(Na)イオン架橋体を挙げることができ、これらの材料を単独又は混合物として用いることができる。これらの材料の中でより好ましい材料は、スチレンブタジエンゴム、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−アクリル酸共重合体又は前記材料の(Na)イオン架橋体、エチレン−メタクリル酸共重合体又は前記材料の(Na)イオン架橋体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体又は前記材料の(Na)イオン架橋体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体又は前記材料の(Na)イオン架橋体である。 The organic material having a binding and thickening effect used for forming the negative electrode active material layer is not particularly limited, but may be either a thermoplastic resin or a thermosetting resin. Preferred binders in the present invention include, for example, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), styrene butadiene rubber, tetrafluoroethylene-hexafluoroethylene copolymer, tetrafluoroethylene. -Hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene copolymer, ethylene -Tetrafluoroethylene copolymer (ETFE resin), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), vinylidene fluoride-pentafluoropropylene copolymer, propylene-tetrafluoro Ethylene copolymer, ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-perfluoromethyl vinyl ether-tetrafluoroethylene copolymer, ethylene -Acrylic acid copolymer or (Na + ) ion crosslinked product of the material, ethylene-methacrylic acid copolymer or (Na + ) ion crosslinked product of the material, ethylene-methyl acrylate copolymer or ( Na + ) ion cross-linked body, ethylene-methyl methacrylate copolymer, or (Na + ) ion cross-linked body of the above materials can be mentioned, and these materials can be used alone or as a mixture. Among these materials, more preferable materials are styrene butadiene rubber, polyvinylidene fluoride, ethylene-acrylic acid copolymer, or (Na + ) ion-crosslinked product of the material, ethylene-methacrylic acid copolymer, or ( Na + ) ion-crosslinked product, ethylene-methyl acrylate copolymer, (Na + ) ion-crosslinked product of the material, ethylene-methyl methacrylate copolymer, or (Na + ) ion-crosslinked product of the material.

負極活物質層には、必要に応じて、負極用導電剤を用いることもできる。負極用導電剤は、電子伝導性材料で、活物質層の均一性を損なわないものであれば何でもよい。例えば、天然黒鉛(鱗片状黒鉛など)、人造黒鉛、膨張黒鉛などのグラファイト類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等のカ−ボンブラック類、炭素繊維、金属繊維などの導電性繊維類、銅、ニッケル等の金属粉末類及びポリフェニレン誘導体などの有機導電性材料などを単独又はこれらの混合物として含ませることができる。これらの導電剤のなかで、人造黒鉛、アセチレンブラック、炭素繊維が特に好ましい。通常、導電剤は、平均粒径が、3μm以下、中でも1μm以下の粒径のものを用いることが極板での粗大粒子の形成を抑える点でより効果的である。導電剤の平均粒径の下限は、数nm程度であれば、極板の性能上特に支障はない。   If necessary, a negative electrode conductive agent can be used for the negative electrode active material layer. The negative electrode conductive agent may be anything as long as it is an electron conductive material and does not impair the uniformity of the active material layer. For example, natural graphite (such as flake graphite), graphite such as artificial graphite and expanded graphite, carbon black such as acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, thermal black, carbon fiber, Conductive fibers such as metal fibers, metal powders such as copper and nickel, and organic conductive materials such as polyphenylene derivatives can be contained alone or as a mixture thereof. Among these conductive agents, artificial graphite, acetylene black, and carbon fiber are particularly preferable. Usually, it is more effective in terms of suppressing the formation of coarse particles on the electrode plate that the conductive agent has an average particle size of 3 μm or less, particularly 1 μm or less. If the lower limit of the average particle diameter of the conductive agent is about several nm, there is no particular problem in the performance of the electrode plate.

負極活物質層には、上記導電剤の他、更にフィラー、分散剤、イオン伝導体、圧力増強剤及びその他の各種添加剤を配合することができる。フィラーは、構成された電池において、化学変化を起こさない繊維状材料であれば何でも用いることができる。通常、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのオレフィン系ポリマー、ガラス、炭素などの繊維が用いられる。   In addition to the conductive agent, the negative electrode active material layer may further contain a filler, a dispersant, an ionic conductor, a pressure enhancer, and other various additives. Any filler can be used as long as it is a fibrous material that does not cause a chemical change in the constructed battery. Usually, olefin polymers such as polypropylene and polyethylene, fibers such as glass and carbon are used.

活物質スラリーの調製には、水系溶媒又は有機溶媒が分散媒として用いられる。   For the preparation of the active material slurry, an aqueous solvent or an organic solvent is used as a dispersion medium.

水系溶媒としては、通常、水が用いられるが、これにエタノール等のアルコール類、N−メチルピロリドン等の環状アミド類等の添加剤を水に対して、30重量%以下程度まで添加することもできる。   As the aqueous solvent, water is usually used, and additives such as alcohols such as ethanol and cyclic amides such as N-methylpyrrolidone may be added to water up to about 30% by weight or less. it can.

また、有機溶媒としては、通常、N−メチルピロリドン等の環状アミド類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等の直鎖状アミド類、アニソール、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ブタノール、シクロヘキサノール等のアルコール類が挙げられ、中でも、N−メチルピロリドン等の環状アミド類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等の直鎖状アミド類等が好ましい。   As the organic solvent, usually, cyclic amides such as N-methylpyrrolidone, linear amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide, and aromatic carbonization such as anisole, toluene and xylene Examples thereof include alcohols such as hydrogens, butanol and cyclohexanol, among which cyclic amides such as N-methylpyrrolidone, linear amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide are preferable. .

活物質、結着剤である結着及び増粘効果を有する有機物、及び必要に応じて配合される負極用導電剤、その他フィラー等をこれらの溶媒に混合して活物質スラリーを調製し、これを負極用集電体に所定の厚みとなるように塗布することにより負極活物質層が形成される。   An active material slurry is prepared by mixing an active material, an organic material having a binding and thickening effect as a binder, and a conductive agent for a negative electrode and other fillers blended as necessary in these solvents. Is applied to the negative electrode current collector so as to have a predetermined thickness, whereby a negative electrode active material layer is formed.

なお、この活物質スラリー中の活物質の濃度の上限は通常70重量%以下、好ましくは55重量%以下であり、下限は通常30重量%以上、好ましくは40重量%以上である。活物質の濃度がこの上限を超えると活物質スラリー中の活物質が凝集しやすくなり、下限を下回ると活物質スラリーの保存中に活物質が沈降しやすくなる。   The upper limit of the concentration of the active material in this active material slurry is usually 70% by weight or less, preferably 55% by weight or less, and the lower limit is usually 30% by weight or more, preferably 40% by weight or more. If the concentration of the active material exceeds this upper limit, the active material in the active material slurry tends to aggregate, and if it falls below the lower limit, the active material tends to settle during storage of the active material slurry.

また、活物質スラリー中の結着剤の濃度の上限は通常30重量%以下、好ましくは10重量%以下であり、下限は通常0.1重量%以上、好ましくは0.5重量以上である。結着剤の濃度がこの上限を超えると電極の内部抵抗が大きくなり、下限を下回ると得られた電極と電極粉体の結着性に劣るものとなる。   Moreover, the upper limit of the binder concentration in the active material slurry is usually 30% by weight or less, preferably 10% by weight or less, and the lower limit is usually 0.1% by weight or more, preferably 0.5% or more. When the concentration of the binder exceeds this upper limit, the internal resistance of the electrode increases, and when the concentration is lower than the lower limit, the binding property between the obtained electrode and the electrode powder becomes poor.

更に、活物質スラリー中の前述の負極用導電剤の濃度は0〜5重量%であることが好ましく、その他のフィラー等の濃度は0〜30重量%であることが好ましい。   Furthermore, the concentration of the negative electrode conductive agent in the active material slurry is preferably 0 to 5% by weight, and the concentration of other fillers and the like is preferably 0 to 30% by weight.

負極用集電体としては、構成された電池において化学変化を起こさない電子伝導体であれば何でも良い。例えば、材料としてステンレス鋼、ニッケル、銅、チタン、炭素、導電性樹脂などの他に、銅やステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケルあるいはチタンを処理させたものなどが用いられる。特に、銅あるいは銅合金が好ましい。これらの材料の表面を酸化して用いることもできる。また、表面処理により集電体表面に凹凸を付けることが望ましい。形状は、フォイルの他、フィルム、シート、ネット、パンチングされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の成形体などが用いられる。このような負極集電体の厚みは、特に限定されないが、1〜500μmのものが用いられる。   Any negative electrode current collector may be used as long as it is an electronic conductor that does not cause a chemical change in the constituted battery. For example, in addition to stainless steel, nickel, copper, titanium, carbon, conductive resin, etc., materials obtained by treating the surface of copper or stainless steel with carbon, nickel, or titanium are used. In particular, copper or a copper alloy is preferable. The surface of these materials can be oxidized and used. Further, it is desirable to make the current collector surface uneven by surface treatment. As the shape, a film, a sheet, a net, a punched product, a lath body, a porous body, a foamed body, a molded body of fiber group, and the like are used in addition to the foil. The thickness of such a negative electrode current collector is not particularly limited, but a thickness of 1 to 500 μm is used.

なお、本発明においては、前述の負極活物質層の表面平均粗さ(Ra)5μm以下を満たすために、活物質、結着剤、必要に応じてその他の成分を溶媒中に配合してなる活物質スラリーを、集電体上への塗布に先立ち、篩による濾過を行っても良い。この場合、通常、ASTM270メッシュ(目開き53μm)以下、好ましくはASTM325メッシュ以下(目開き43μm)、更に好ましくはASTM400メッシュ以下(目開き35μm)の篩を用いて、通常1回以上、好ましくは2回以上、濾過操作を行うことが好ましい。この濾過操作における温度条件の下限は、通常5℃以上、特に10℃以上であり、上限は50℃以下、特に30℃以下とするのが好ましい。この温度条件が、上記上限を超えると分散媒が蒸発しやすくなり、下限を下回ると分散媒の粘度が上昇しやすくなる。   In the present invention, in order to satisfy the surface average roughness (Ra) of 5 μm or less of the negative electrode active material layer described above, an active material, a binder, and other components as necessary are blended in a solvent. Prior to application of the active material slurry onto the current collector, filtration with a sieve may be performed. In this case, it is usually at least once using a sieve of ASTM 270 mesh (aperture 53 μm) or less, preferably ASTM 325 mesh or less (aperture 43 μm), more preferably ASTM 400 mesh or less (aperture 35 μm), preferably 2 It is preferable to perform the filtration operation more than once. The lower limit of the temperature condition in this filtration operation is usually 5 ° C or higher, particularly 10 ° C or higher, and the upper limit is preferably 50 ° C or lower, particularly 30 ° C or lower. When this temperature condition exceeds the above upper limit, the dispersion medium tends to evaporate, and when the temperature condition is below the lower limit, the viscosity of the dispersion medium tends to increase.

また、この濾過操作において、篩目の下側は、濾過が進行するに従い、大気圧よりも加圧されてくるため、定期的に大気開放して圧力を大気圧に戻すのが好ましい。更に、篩下側を減圧状態にしても良い。このときの減圧条件としては10〜30kPa程度の減圧が好ましい。また、篩上側には、スクレパーを取り付け、分散液が篩目に常に均一に接するように、塗り付けるように攪拌することも好ましい。   In this filtration operation, the lower side of the sieve mesh is pressurized from the atmospheric pressure as the filtration proceeds. Therefore, it is preferable to periodically release the atmosphere to return to the atmospheric pressure. Furthermore, you may make the under sieve side into a pressure reduction state. At this time, the reduced pressure is preferably about 10 to 30 kPa. Moreover, it is also preferable to attach a scraper on the upper side of the sieve and stir it so that the dispersion is always in contact with the sieve evenly.

次に、リチウムを吸蔵・放出可能な正極、リチウムを吸蔵・放出可能な負極、及び、電解質を有し、負極として、このような本発明のリチウム二次電池負極を用いた、本発明のリチウム二次電池について説明する。   Next, the lithium of the present invention having a positive electrode capable of inserting and extracting lithium, a negative electrode capable of inserting and extracting lithium, and an electrolyte, and using such a negative electrode of the lithium secondary battery of the present invention as the negative electrode The secondary battery will be described.

本発明のリチウム二次電池における正極極板も、負極極板と同様に集電体上に、正極活物質と、結着及び増粘効果を有する有機物(結着剤)を含有する活物質層(以下「正極合剤層」と称す場合がある。)を形成してなり、負極活物質層と同様、正極活物質層も、通常、正極活物質と結着及び増粘効果を有する有機物を水あるいは有機溶媒中に分散させたスラリー状のものを、金属箔などの集電体上に薄く塗布・乾燥する工程、続いて所定の厚み・密度まで圧密するプレス工程により形成される。   Similarly to the negative electrode plate, the positive electrode plate in the lithium secondary battery of the present invention also has a positive electrode active material and an active material layer containing an organic substance (binder) having a binding and thickening effect on the current collector. (Hereinafter sometimes referred to as “positive electrode mixture layer”), and like the negative electrode active material layer, the positive electrode active material layer is usually made of an organic substance having a binding and thickening effect with the positive electrode active material. A slurry-like material dispersed in water or an organic solvent is formed by a thin coating and drying process on a current collector such as a metal foil, followed by a pressing process for compacting to a predetermined thickness and density.

正極活物質材料には、リチウムを吸蔵・放出できる機能を有している限り特に制限はないが、例えば、リチウム含有遷移金属酸化物を用いることができる。   The positive electrode active material is not particularly limited as long as it has a function capable of occluding and releasing lithium. For example, a lithium-containing transition metal oxide can be used.

リチウム含有遷移金属酸化物としては、例えば、LixCoO2、LixNiO2、LixMnO2、LixCoyNi1-y2、LixCoy1-yz、LixNi1-yz、LixMn24、LixMn2-yy4(M=Na、Mg、Sc、Y、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Cr、Pb、Sb、Bのうち少なくとも一種。x=0〜1.2、y=0〜0.9、z=2.0〜2.3)が挙げられる。ここで、上記のx値は、充放電開始前の値であり、充放電により増減する。更にCo、Ni、Mnの一部を他の遷移金属などの元素で置き換えたものを使用することもできる。ただし、遷移金属カルコゲン化物、バナジウム酸化物及びそのリチウム化合物、ニオブ酸化物及びそのリチウム化合物、有機導電性物質を用いた共役系ポリマー、シェブレル相化合物等の他の正極材料を用いることも可能である。また、複数の異なった正極材料を混合して用いることも可能である。正極活物質粒子の平均粒径は、特に限定はされないが、1〜30μmであることが好ましい。 Examples of the lithium-containing transition metal oxide include Li x CoO 2 , Li x NiO 2 , Li x MnO 2 , Li x Co y Ni 1 -y O 2 , Li x Co y M 1 -y O z , and Li x. Ni 1-y M y O z , Li x Mn 2 O 4, Li x Mn 2-y M y O 4 (M = Na, Mg, Sc, Y, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al , Cr, Pb, Sb, B. x = 0 to 1.2, y = 0 to 0.9, z = 2.0 to 2.3). Here, said x value is a value before the start of charging / discharging, and it increases / decreases by charging / discharging. Furthermore, it is possible to use a material in which a part of Co, Ni, and Mn is replaced with an element such as another transition metal. However, it is also possible to use other positive electrode materials such as transition metal chalcogenides, vanadium oxides and lithium compounds thereof, niobium oxides and lithium compounds thereof, conjugated polymers using organic conductive substances, and chevrel phase compounds. . It is also possible to use a mixture of a plurality of different positive electrode materials. The average particle diameter of the positive electrode active material particles is not particularly limited, but is preferably 1 to 30 μm.

正極活物質層には、正極用導電剤を用いることができる。正極用導電剤は、用いる正極材料の充放電電位において、化学変化を起こさない電子伝導性材料であれば何でも良い。例えば、天然黒鉛(鱗片状黒鉛など)、人造黒鉛などのグラファイト類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等のカ−ボンブラック類、炭素繊維、金属繊維などの導電性繊維類、フッ化カーボン、アルミニウム等の金属粉末類、酸化亜鉛、チタン酸カリウムなどの導電性ウィスカー類、酸化チタンなどの導電性金属酸化物あるいはポリフェニレン誘導体などの有機導電性材料などを単独又はこれらの混合物として含ませることができる。これらの導電剤のなかで、人造黒鉛、アセチレンブラックが特に好ましい。導電剤の添加量は、特に限定されないが、正極材料に対して1〜50重量%が好ましく、特に1〜30重量%が好ましい。カーボンやグラファイトでは、2〜15重量%が特に好ましい。   A positive electrode conductive agent can be used for the positive electrode active material layer. The positive electrode conductive agent may be any electron conductive material that does not cause a chemical change in the charge / discharge potential of the positive electrode material used. For example, natural graphite (such as flake graphite), graphite such as artificial graphite, carbon black such as acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, thermal black, carbon fiber, metal fiber, etc. Conductive fibers, metal powders such as carbon fluoride and aluminum, conductive whiskers such as zinc oxide and potassium titanate, conductive metal oxides such as titanium oxide, and organic conductive materials such as polyphenylene derivatives It can be included alone or as a mixture thereof. Among these conductive agents, artificial graphite and acetylene black are particularly preferable. Although the addition amount of a electrically conductive agent is not specifically limited, 1-50 weight% is preferable with respect to positive electrode material, and 1-30 weight% is especially preferable. In the case of carbon or graphite, 2 to 15% by weight is particularly preferable.

正極活物質層の形成に用いられる結着及び増粘効果を有する有機物としては、特に制限はなく、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれであっても良い。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、スチレンブタジエンゴム、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE樹脂)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、フッ化ビニリデン−ペンタフルオロプロピレン共重合体、プロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−パーフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体又は前記材料の(Na)イオン架橋体、エチレン−メタクリル酸共重合体又は前記材料の(Na)イオン架橋体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体又は前記材料の(Na)イオン架橋体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体又は前記材料の(Na)イオン架橋体を挙げることができ、これらの材料を単独又は混合物として用いることができる。これらの材料の中でより好ましい材料はポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)である。 There is no restriction | limiting in particular as an organic substance which has a binding and thickening effect used for formation of a positive electrode active material layer, Any of a thermoplastic resin and a thermosetting resin may be sufficient. For example, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), styrene butadiene rubber, tetrafluoroethylene-hexafluoroethylene copolymer, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), Tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene copolymer, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE resin) , Polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), vinylidene fluoride-pentafluoropropylene copolymer, propylene-tetrafluoroethylene copolymer, ethylene-chlorotrif Oroethylene copolymer (ECTFE), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-perfluoromethyl vinyl ether-tetrafluoroethylene copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer or (Na + ) ion crosslinked product, ethylene-methacrylic acid copolymer or (Na + ) ion crosslinked product of the material, ethylene-methyl acrylate copolymer, or (Na + ) ion crosslinked product of the material, ethylene-methacrylic acid Examples thereof include an acid methyl copolymer or a (Na + ) ion-crosslinked product of the above materials, and these materials can be used alone or as a mixture. Among these materials, more preferable materials are polyvinylidene fluoride (PVDF) and polytetrafluoroethylene (PTFE).

正極活物質層には、上記導電剤の他、更にフィラー、分散剤、イオン伝導体、圧力増強剤及びその他の各種添加剤を配合することができる。フィラーは、構成された電池において、化学変化を起こさない繊維状材料であれば何でも用いることができる。通常、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのオレフィン系ポリマー、ガラス、炭素などの繊維が用いられる。フィラーの添加量は特に限定されないが、活物質層中の含有量として0〜30重量%が好ましい。   In addition to the conductive agent, the positive electrode active material layer may further contain a filler, a dispersant, an ionic conductor, a pressure enhancer, and other various additives. Any filler can be used as long as it is a fibrous material that does not cause a chemical change in the constructed battery. Usually, olefin polymers such as polypropylene and polyethylene, fibers such as glass and carbon are used. Although the addition amount of a filler is not specifically limited, 0-30 weight% is preferable as content in an active material layer.

正極活物質スラリーの調製には、負極活物質スラリーの分散媒として前述したものと同様の水系溶媒又は有機溶媒が用いられる。   For the preparation of the positive electrode active material slurry, the same aqueous solvent or organic solvent as described above is used as the dispersion medium of the negative electrode active material slurry.

活物質、結着剤である結着及び増粘効果を有する有機物及び必要に応じて配合される正極用導電剤、その他フィラー等をこれらの溶媒に混合して活物質スラリーを調製し、これを正極用集電体に所定の厚みとなるように塗布することにより正極活物質層が形成される。   An active material, a binder, an organic substance having a thickening effect, and a positive electrode conductive agent blended as necessary, other fillers and the like are mixed in these solvents to prepare an active material slurry. The positive electrode active material layer is formed by applying the positive electrode current collector to a predetermined thickness.

なお、この活物質スラリー中の活物質の濃度の上限は通常70重量%以下、好ましくは55重量%以下であり、下限は通常30重量%以上、好ましくは40重量%以上である。活物質の濃度がこの上限を超えると活物質スラリー中の活物質が凝集しやすくなり、下限を下回ると活物質スラリーの保存中に活物質が沈降しやすくなる。   The upper limit of the concentration of the active material in this active material slurry is usually 70% by weight or less, preferably 55% by weight or less, and the lower limit is usually 30% by weight or more, preferably 40% by weight or more. If the concentration of the active material exceeds this upper limit, the active material in the active material slurry tends to aggregate, and if it falls below the lower limit, the active material tends to settle during storage of the active material slurry.

また、活物質スラリー中の結着剤の濃度の上限は通常30重量%以下、好ましくは10重量%以下であり、下限は通常0.1重量%以上、好ましくは0.5重量以上である。結着剤の濃度がこの上限を超えると電極の内部抵抗が大きくなり、下限を下回ると得られた電極と電極粉体の結着性に劣るものとなる。   Moreover, the upper limit of the binder concentration in the active material slurry is usually 30% by weight or less, preferably 10% by weight or less, and the lower limit is usually 0.1% by weight or more, preferably 0.5% or more. When the concentration of the binder exceeds this upper limit, the internal resistance of the electrode increases, and when the concentration is lower than the lower limit, the binding property between the obtained electrode and the electrode powder becomes poor.

正極用集電体としては、用いる正極材料の充放電電位において化学変化を起こさない電子伝導体であれば何でも良い。例えば、材料としてステンレス鋼、アルミニウム、チタン、炭素、導電性樹脂などの他に、アルミニウムやステンレス鋼の表面にカーボンあるいはチタンを処理させたものが用いられる。特に、アルミニウムあるいはアルミニウム合金が好ましい。これらの材料の表面を酸化して用いることもできる。また、表面処理により集電体表面に凹凸を付けることが望ましい。形状は、フォイルの他、フィルム、シート、ネット、パンチされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群、不織布体の成形体などが用いられる。このような正極集電体の厚みは、特に限定されないが、1〜500μmのものが用いられる。   As the current collector for the positive electrode, any electronic conductor that does not cause a chemical change at the charge / discharge potential of the positive electrode material to be used may be used. For example, in addition to stainless steel, aluminum, titanium, carbon, conductive resin, etc., materials obtained by treating carbon or titanium on the surface of aluminum or stainless steel are used. In particular, aluminum or an aluminum alloy is preferable. The surface of these materials can be oxidized and used. Further, it is desirable to make the current collector surface uneven by surface treatment. As the shape, a film, a sheet, a net, a punched product, a lath body, a porous body, a foamed body, a fiber group, a non-woven body shaped body, and the like are used in addition to the foil. The thickness of such a positive electrode current collector is not particularly limited, but a thickness of 1 to 500 μm is used.

本発明のリチウム二次電池において、負極板と正極板の構成は、少なくとも正極活物質層面の対向面に負極活物質層面が存在していることが好ましい。   In the lithium secondary battery of the present invention, the negative electrode plate and the positive electrode plate are preferably configured such that the negative electrode active material layer surface is present at least on the surface facing the positive electrode active material layer surface.

本発明のリチウム二次電池に用いられる電解質としては、非水溶媒と、その溶媒に溶解するリチウム塩とから構成される非水電解液が挙げられる。   Examples of the electrolyte used in the lithium secondary battery of the present invention include a nonaqueous electrolytic solution composed of a nonaqueous solvent and a lithium salt dissolved in the solvent.

非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネ−ト(EC)、プロピレンカ−ボネ−ト(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、ビニレンカーボネート(VC)などの環状カーボネート類、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジプロピルカーボネート(DPC)などの鎖状カーボネート類、ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルなどの脂肪族カルボン酸エステル類、γ−ブチロラクトン等のγ−ラクトン類、1,2−ジメトキシエタン(DME)、1,2−ジエトキシエタン(DEE)、エトキシメトキシエタン(EME)等の鎖状エーテル類、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン等の環状エーテル類、ジメチルスルホキシド、1,3−ジオキソラン、ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、アセトニトリル、プロピルニトリル、ニトロメタン、エチルモノグライム、リン酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、メチルスルホラン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、エチルエーテル、1,3−プロパンサルトン、アニソール、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、などの非プロトン性有機溶媒を挙げることができ、これらの一種または二種以上を混合して使用する。なかでも環状カーボネートと鎖状カーボネートとの混合系、または環状カーボネートと鎖状カーボネート及び脂肪族カルボン酸エステルとの混合系が好ましい。   Examples of the non-aqueous solvent include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), cyclic carbonates such as vinylene carbonate (VC), dimethyl carbonate (DMC), Chain carbonates such as diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), dipropyl carbonate (DPC), aliphatic carboxylic acid esters such as methyl formate, methyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, γ- Γ-lactones such as butyrolactone, chain ethers such as 1,2-dimethoxyethane (DME), 1,2-diethoxyethane (DEE), ethoxymethoxyethane (EME), tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, etc. Cyclic ethers, dimethylsulfur Hoxide, 1,3-dioxolane, formamide, acetamide, dimethylformamide, dioxolane, acetonitrile, propylnitrile, nitromethane, ethyl monoglyme, phosphate triester, trimethoxymethane, dioxolane derivative, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl Aprotic organic solvents such as 2-imidazolidinone, 3-methyl-2-oxazolidinone, propylene carbonate derivatives, tetrahydrofuran derivatives, ethyl ether, 1,3-propane sultone, anisole, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone These may be used alone or in combination of two or more. Of these, a mixed system of a cyclic carbonate and a chain carbonate, or a mixed system of a cyclic carbonate, a chain carbonate, and an aliphatic carboxylic acid ester is preferable.

これらの溶媒に溶解するリチウム塩としては、たとえばLiClO4、LiBF4、LiPF6、LiAlCl4、LiSbF6、LiSCN、LiCl、LiCF3SO3、LiCF3CO2、Li(CF3SO22、LiAsF6、LiN(CF3SO22、LiB10Cl10、低級脂肪族カルボン酸リチウム、LiCl、LiBr、LiI、クロロボランリチウム、四フェニルホウ酸リチウム、イミド類等を挙げることができ、これらの一種又は二種以上を組み合わせて使用することができるが、特にLiPF6を含ませることがより好ましい。 Examples of the lithium salt dissolved in these solvents include LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 , LiAlCl 4 , LiSbF 6 , LiSCN, LiCl, LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 , LiAsF 6 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiB 10 Cl 10 , lower aliphatic lithium carboxylate, LiCl, LiBr, LiI, lithium chloroborane, lithium tetraphenylborate, imides, etc. One or a combination of two or more can be used, but it is particularly preferable to include LiPF 6 .

本発明における特に好ましい非水電解液は、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートを少なくとも含み、支持塩としてLiPF6を含む電解液である。 A particularly preferred nonaqueous electrolytic solution in the present invention is an electrolytic solution containing at least ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate and LiPF 6 as a supporting salt.

このような電解質を電池内に添加する量は、特に限定されないが、正極材料や負極材料の量や電池のサイズによって必要量を用いることができる。支持電解質であるリチウム塩の非水溶媒に対する溶解量は、特に限定されないが、0.2〜2mol/lが好ましい。特に、0.5〜1.5mol/lとすることがより好ましい。   The amount of such an electrolyte added to the battery is not particularly limited, but a necessary amount can be used depending on the amount of the positive electrode material and the negative electrode material and the size of the battery. Although the dissolution amount with respect to the nonaqueous solvent of lithium salt which is a supporting electrolyte is not specifically limited, 0.2-2 mol / l is preferable. In particular, 0.5 to 1.5 mol / l is more preferable.

また、電解質としては、上述のような電解液の他に次の様な固体電解質も用いることができる。固体電解質としては、無機固体電解質と有機固体電解質に分けられる。無機固体電解質には、Liの窒化物、ハロゲン化物、酸素酸塩などがよく知られている。なかでもLi4SiO4、Li4SiO4−LiI−LiOH、xLi3PO4−(1-x)Li4SiO4、Li2SiS3、Li3PO4−Li2S−SiS2、硫化リン化合物などが有効である。有機固体電解質では、例えば、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリホスファゼン、ポリアジリジン、ポリエチレンスルフィド、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレンなどやこれらの誘導体、混合物、複合体などのポリマー材料が有効である。 Further, as the electrolyte, the following solid electrolyte can be used in addition to the above-described electrolytic solution. The solid electrolyte is classified into an inorganic solid electrolyte and an organic solid electrolyte. Well-known inorganic solid electrolytes include Li nitrides, halides, oxyacid salts, and the like. Of these Li 4 SiO 4, Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH, xLi 3 PO 4 - (1-x) Li 4 SiO 4, Li 2 SiS 3, Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2, phosphosulfurized Compounds and the like are effective. For organic solid electrolytes, for example, polymer materials such as polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyphosphazene, polyaziridine, polyethylene sulfide, polyvinyl alcohol, polyvinylidene fluoride, polyhexafluoropropylene, and their derivatives, mixtures, and composites are effective. is there.

更に、放電や充放電特性を改良する目的で、他の化合物を電解質に添加することも有効である。このような添加剤としては、例えば、トリエチルフォスファイト、トリエタノールアミン、環状エーテル、エチレンジアミン、n−グライム、ピリジン、ヘキサリン酸トリアミド、ニトロベンゼン誘導体、クラウンエーテル類、第四級アンモニウム塩、エチレングリコールジアルキルエーテル等を挙げることができる。   Furthermore, it is also effective to add other compounds to the electrolyte for the purpose of improving discharge and charge / discharge characteristics. Examples of such additives include triethyl phosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, n-glyme, pyridine, hexaphosphoric acid triamide, nitrobenzene derivatives, crown ethers, quaternary ammonium salts, ethylene glycol dialkyl ethers. Etc.

本発明に用いられるセパレータとしては、大きなイオン透過度と、所定の機械的強度を有する、絶縁性の微多孔性薄膜が用いられる。また、このセパレータは一定温度以上で孔を閉塞し、抵抗をあげる機能を持つことが好ましい。耐有機溶剤性と疎水性の面から、セパレータとしては、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの単独又は組み合わせたオレフィン系ポリマーあるいはガラス繊維などからつくられたシートや不織布または織布が用いられる。セパレータの孔径は、電極より脱離した正負極材料、結着剤、導電剤が透過しない範囲であることが望ましく、例えば、0.01〜1μmであるものが望ましい。セパレータの厚みは、一般的には、10〜300μmが用いられる。また、空孔率は、電子やイオンの透過性と素材や膜厚に応じて決定されるが、一般的には30〜80%であることが望ましい。   As the separator used in the present invention, an insulating microporous thin film having a large ion permeability and a predetermined mechanical strength is used. Moreover, it is preferable that this separator has a function of closing the holes at a certain temperature or higher and increasing the resistance. From the viewpoint of organic solvent resistance and hydrophobicity, a sheet, a nonwoven fabric, or a woven fabric made of olefin polymers such as polypropylene and polyethylene, glass fibers, or the like is used as the separator. The pore diameter of the separator is desirably in a range in which the positive and negative electrode materials, the binder, and the conductive agent detached from the electrode do not permeate, for example, 0.01 to 1 μm is desirable. The thickness of the separator is generally 10 to 300 μm. The porosity is determined according to the permeability of electrons and ions, the material, and the film thickness, but is generally preferably 30 to 80%.

また、ポリマー材料に、溶媒とその溶媒に溶解するリチウム塩とから構成される有機電解液を吸収保持させたものを正極合剤、負極合剤に含ませ、更に有機電解液を吸収保持するポリマーからなる多孔性のセパレータを正極、負極と一体化した電池を構成することも可能である。このポリマー材料としては、有機電解液を吸収保持できるものであれば良いが、特にフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体が好ましい。   In addition, a polymer in which an organic electrolyte composed of a solvent and a lithium salt dissolved in the solvent is absorbed and held in a polymer material is included in the positive electrode mixture and the negative electrode mixture, and the organic electrolyte is further absorbed and held. It is also possible to constitute a battery in which a porous separator made of is integrated with a positive electrode and a negative electrode. The polymer material is not particularly limited as long as it can absorb and retain the organic electrolyte, but a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene is particularly preferable.

このようなセパレータの厚みの上限は通常60μm以下、好ましくは50μm以下、更に好ましくは30μm以下であり、下限は通常10μm以上、好ましくは15μm以上である。セパレータの厚みが上記上限を超えると電池の内部抵抗が上昇しやすくなり、下限を下回ると正負極が短絡しやすくなる。   The upper limit of the thickness of such a separator is usually 60 μm or less, preferably 50 μm or less, more preferably 30 μm or less, and the lower limit is usually 10 μm or more, preferably 15 μm or more. If the thickness of the separator exceeds the above upper limit, the internal resistance of the battery tends to increase, and if it falls below the lower limit, the positive and negative electrodes are likely to be short-circuited.

本発明のリチウム二次電池の形状は特に制限されず、コイン型、ボタン型、シート型、積層型、円筒型、偏平型、角型のいずれでも良く、また、小型のリチウム二次電池に限らず、電気自動車等に用いる大型のものなどいずれのタイプのものにも適用することができる。   The shape of the lithium secondary battery of the present invention is not particularly limited, and may be any of a coin type, a button type, a sheet type, a laminated type, a cylindrical type, a flat type, and a square type, and is limited to a small lithium secondary battery. It can be applied to any type such as a large one used for an electric vehicle.

本発明のリチウム二次電池は、携帯情報端末、携帯電子機器、家庭用小型電力貯蔵装置、自動二輪車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車等に用いることができるが、特にこれらに限定されるわけではない。   The lithium secondary battery of the present invention can be used for a portable information terminal, a portable electronic device, a small electric power storage device for home use, a motorcycle, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, etc., but is not particularly limited thereto. .

本発明によれば、JIS K5400粒ゲージ測定による最大分散粒子径が50μm以下の負極活物質を用いることにより、パルスサイクルにおける内部抵抗上昇、負極表面上のリチウム金属析出を有効に抑制することができ、例えば、10C(電池容量の10倍の電気量を1時間でながす電流値)10秒パルス(10C電流を10秒続ける)充放電を10万サイクル実施した場合に、その内部抵抗の上昇(換言すれば出力の低下)を10%以内に収めることができ、リチウム二次電池の高電流値におけるパルス充放電サイクル特性を大幅に改善することができる。   According to the present invention, by using a negative electrode active material having a maximum dispersed particle size of 50 μm or less as measured by JIS K5400 particle gauge, it is possible to effectively suppress an increase in internal resistance in a pulse cycle and precipitation of lithium metal on the negative electrode surface. For example, 10C (current value that reduces the amount of electricity 10 times the battery capacity in 1 hour) 10 seconds pulse (10C current is continued for 10 seconds) When charge / discharge is performed for 100,000 cycles, the internal resistance increases (in other words, If this is done, the reduction in output) can be kept within 10%, and the pulse charge / discharge cycle characteristics at a high current value of the lithium secondary battery can be greatly improved.

従って、本発明によれば、例えば、リチウム二次電池として、10Cの高負荷電流条件でパルス充放電サイクル試験を実施したときに、20万サイクルを経ても安定して充放電を繰り返し、70%以上の電池容量回復率を示す、高出力・高入力性のリチウム二次電池が提供される。このような高出力・高入力特性を示す本発明のリチウム二次電池は、上述の幅広いリチウム二次電池の用途のうち、特に、高出力・高入力性が要求される電気ドリルやカッターなどの大型駆動電源や、電気自動車、ハイブリッド電気自動車等、とりわけ、ハイブリッド自動車用のリチウム二次電池として好適である。   Therefore, according to the present invention, for example, when a pulse charge / discharge cycle test is performed under a high load current condition of 10 C as a lithium secondary battery, charge / discharge is stably repeated even after 200,000 cycles. A high output / high input lithium secondary battery exhibiting the above battery capacity recovery rate is provided. The lithium secondary battery of the present invention exhibiting such high output and high input characteristics is an electric drill or cutter that requires high output and high input characteristics, among the above-mentioned wide range of lithium secondary battery applications. It is suitable as a lithium secondary battery for a hybrid vehicle such as a large drive power source, an electric vehicle, and a hybrid electric vehicle.

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例により何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.

実施例1
表1における実施例4に記載される、市販の天然黒鉛粉末と、ナフサ熱分解時に得られる石油系重質油を混合し、不活性ガス中で900℃の炭化処理を施し、しかる後に焼結物を粉砕・分級処理することにより、黒鉛粒子表面が非晶質炭素で被覆された非晶質被覆黒鉛を得た。分級処理に際しては、粗大粒子の混入を防ぐため、ASTM400メッシュの篩いを5回繰り返して非晶質被覆黒鉛よりなる負極活物質粉末を得た。残炭率から、得られた負極活物質粉末は、黒鉛100重量部に対して2重量部の非晶質炭素で被覆されていることが確認された。
Example 1
Commercially available natural graphite powder described in Example 4 in Table 1 and petroleum heavy oil obtained during naphtha pyrolysis are mixed, carbonized at 900 ° C. in an inert gas, and then sintered. By crushing and classifying the product, amorphous coated graphite in which the surface of the graphite particles was coated with amorphous carbon was obtained. In the classification process, in order to prevent mixing of coarse particles, ASTM 400 mesh sieving was repeated 5 times to obtain a negative electrode active material powder made of amorphous coated graphite. From the residual carbon ratio, it was confirmed that the obtained negative electrode active material powder was coated with 2 parts by weight of amorphous carbon with respect to 100 parts by weight of graphite.

この活物質粉末に対し、以下の手法に従って、X線測定、ラマン測定、レーザー回折式粒径分布測定、比表面積測定、JIS K5400 粒ゲージ測定による各種分析を行った。その結果を表1に記載する。   This active material powder was subjected to various analyzes by X-ray measurement, Raman measurement, laser diffraction particle size distribution measurement, specific surface area measurement, and JIS K5400 particle gauge measurement according to the following methods. The results are listed in Table 1.

(1)X線回折
試料に対して約15重量%のX線標準高純度シリコン粉末を加えて混合し、試料セルに詰め、グラファイトモノクロメーターで単色化したCuKα線を線源とし、反射式ディフラクトメーター法によって、広角X線回折曲線を測定した。測定により得られた広角X線回折曲線を学振法に基づき、(002)面の面間隔(d002)及びC軸方向の結晶子の大きさ(Lc)を測定した。
(1) X-ray diffraction About 15% by weight of X-ray standard high-purity silicon powder is added to the sample, mixed, packed in a sample cell, and monochromatic with a graphite monochromator. A wide-angle X-ray diffraction curve was measured by the fractometer method. Based on the Gakushin method, the wide-angle X-ray diffraction curve obtained by the measurement was used to measure the (002) plane spacing (d 002 ) and the crystallite size (Lc) in the C-axis direction.

(2)ラマン測定
波長514.5nmのアルゴンイオンレーザー光を用いたラマンスペクトル分析において、1580〜1620cm-1のピーク強度IAとその半値幅Δν、1350〜1370cm-1のピーク強度IBを測定し、その強度の比R=IB/IAを測定した。試料の調製にあたっては、粉末状態のものを自然落下によりセルに充填し、セル内のサンプル表面にレーザー光を照射しながら、セルをレーザー光と垂直な面内で回転させて測定を行った。
(2) Raman measurement In a Raman spectrum analysis using an argon ion laser beam having a wavelength of 514.5 nm, a peak intensity IA of 1580 to 1620 cm −1 and a half width Δν thereof, a peak intensity IB of 1350 to 1370 cm −1 are measured, The intensity ratio R = IB / IA was measured. In the preparation of the sample, the powder was charged into the cell by natural dropping, and the measurement was performed by rotating the cell in a plane perpendicular to the laser beam while irradiating the sample surface in the cell with the laser beam.

(3)体積基準平均粒子径・最大粒子径測定
界面活性剤にポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレートの2体積%水溶液を約1cc用い、これを予め活物質粉末に混合し、しかる後にイオン交換水を分散媒として、レーザー回折式粒度分布計にて、体積基準平均粒子径(D50)と最大粒子径(Dmax)を測定した。
(3) Volume-based average particle size / maximum particle size measurement About 1 cc of a 2% by volume aqueous solution of polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate is used as a surfactant, which is mixed in advance with an active material powder, and then ionized. The volume-based average particle size (D 50 ) and the maximum particle size (D max ) were measured with a laser diffraction particle size distribution analyzer using exchange water as a dispersion medium.

(4)比表面積測定
予備乾燥として350℃に加熱し、15分間窒素ガスを流した後、窒素ガス吸着による相対圧0.3におけるBET1点法によって測定した。
(4) Specific surface area measurement It heated to 350 degreeC as preliminary drying, and after flowing nitrogen gas for 15 minutes, it measured by the BET 1 point method in the relative pressure 0.3 by nitrogen gas adsorption | suction.

(5)粒ゲージ測定
活物質粉末100gとカルボキシメチルセルロース2gと水200gを0.8Lの遊星運動式二軸混練機を用いて、公転780rpm、自転144回転、温度25℃で、30分間混合した。次に得られた分散液について、JIS K5400に準拠した粒ゲージ試験器を使用して、粒が現れ始める最大分散粒子径と、粗大粒子が作る線条痕の本数から、35〜50μm粒数を測定した。また、線条痕の占める割合が、ゲージ幅方向に50%以上に達する平均分散粒子径を測定した。
(5) Particle Gauge Measurement 100 g of active material powder, 2 g of carboxymethylcellulose, and 200 g of water were mixed for 30 minutes at a revolution of 780 rpm, a rotation of 144 revolutions, and a temperature of 25 ° C. using a 0.8 L planetary motion biaxial kneader. Next, for the obtained dispersion, using a particle gauge tester in accordance with JIS K5400, the number of particles 35 to 50 μm is determined from the maximum dispersed particle diameter at which particles begin to appear and the number of filaments formed by coarse particles. It was measured. Further, the average dispersed particle diameter at which the ratio of the line scars reached 50% or more in the gauge width direction was measured.

次に得られた非晶質被覆黒鉛粉末を負極活物質として、以下の手順で電池を作製し、以下の手法に従って、負極極板の表面粗さ測定と電池性能評価を行い、結果を表1に示した。   Next, using the obtained amorphous coated graphite powder as a negative electrode active material, a battery was prepared according to the following procedure. According to the following method, the surface roughness of the negative electrode plate was measured and the battery performance was evaluated. It was shown to.

[正極の作製]
正極活物質としてのニッケル酸リチウム(LiNiO)90重量%と、導電剤としてのアセチレンブラック5重量%と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)5重量%とを、N−メチルピロリドン溶媒中で混合して、スラリー化した後、厚さ20μmのアルミ箔の両面に塗布して乾燥し、更にプレス機で70μmの厚さとなるように圧延した。これを幅52mm、長さ830mmに切り出し、正極とした。
[Production of positive electrode]
90% by weight of lithium nickelate (LiNiO 2 ) as a positive electrode active material, 5% by weight of acetylene black as a conductive agent, and 5% by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, an N-methylpyrrolidone solvent After mixing in a slurry to form a slurry, it was applied to both sides of an aluminum foil having a thickness of 20 μm, dried, and further rolled to a thickness of 70 μm with a press. This was cut out into a width of 52 mm and a length of 830 mm to obtain a positive electrode.

[負極の作製]
負極活物質94重量部にカルボキシメチルセルロースとスチレン−ブタジエンゴム(SBR)を固形分で各々3重量部となるように加え、蒸留水を分散媒として攪拌混合し、負極活物質スラリーとした。得られたスラリーは、通常既に均一に混合されているが、必要に応じてASTM325メッシュ(目開き43μm)の篩で3回濾過(裏ごし)を行った。裏ごしにより、スラリー中にまれに残留している活物質粉体の凝集物を破砕除去することができる。厚さ18μmの銅箔上にこの負極活物質スラリーを均一に塗布、乾燥後、更にプレス機で厚み40μmに圧延したものを、幅56mm、長さ850mmに切り出し、負極とした。これらの作業は25℃の環境下で行った。
[Production of negative electrode]
Carboxymethylcellulose and styrene-butadiene rubber (SBR) were added to 94 parts by weight of the negative electrode active material so as to be 3 parts by weight in solid content, respectively, and stirred and mixed using distilled water as a dispersion medium to obtain a negative electrode active material slurry. The obtained slurry was usually already mixed uniformly, but was filtered (backed) three times with a screen of ASTM 325 mesh (aperture 43 μm) as necessary. By agitation, the aggregate of the active material powder rarely remaining in the slurry can be crushed and removed. This negative electrode active material slurry was uniformly applied onto a 18 μm thick copper foil, dried, and then rolled to a thickness of 40 μm with a press machine, cut into a width of 56 mm and a length of 850 mm, to form a negative electrode. These operations were performed in an environment of 25 ° C.

[電解液の調製]
乾燥アルゴン雰囲気下で、精製したエチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DMC)及びジエチルカーボネート(DEC)の体積比3:3:4の混合溶媒に、1mol/リットルの濃度で、充分に乾燥したヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF)を電解質として溶解させ、電解液とした。
[Preparation of electrolyte]
Under a dry argon atmosphere, a well-dried hexahexadioxide in a mixed solvent of purified ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC) and diethyl carbonate (DEC) in a volume ratio of 3: 3: 4 at a concentration of 1 mol / liter. Lithium fluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved as an electrolyte to obtain an electrolytic solution.

[電池の組立]
正極と負極は、多孔質ポリエチレンシートのセパレータ(厚さ25μm)をはさんで捲回して電極群とし、電池缶に封入した。その後、電極群を装填した電池缶に上記電解液を5ミリリットル注入し、電極に充分浸透させ、かしめ成形を行って18650型円筒電池を作成した。
[Battery assembly]
The positive electrode and the negative electrode were wound around a porous polyethylene sheet separator (thickness: 25 μm) to form an electrode group and enclosed in a battery can. Thereafter, 5 ml of the electrolyte solution was poured into a battery can loaded with an electrode group, sufficiently infiltrated into the electrode, and caulked to form an 18650 type cylindrical battery.

(6)負極板の表面粗さ測定
作製した負極について、レーザー顕微鏡を使用して、表面粗さ測定を実施した。レーザー回折式粒径分布計で計測される負極活物質の平均粒子径(D50)の10倍の区間範囲を目安に測定を行い、これを5回繰り返した。実施例1では、100μmの区間で測定した。それぞれの測定データに対して、JIS B0601Bに準拠して、算術平均粗さ(Ra)の算出し、それらの平均値を表面粗さ(Ra)とした。
(6) Surface roughness measurement of negative electrode plate The surface roughness measurement was implemented about the produced negative electrode using the laser microscope. The measurement was carried out with reference to a section range 10 times the average particle diameter (D 50 ) of the negative electrode active material measured with a laser diffraction particle size distribution meter, and this was repeated 5 times. In Example 1, it measured in the area of 100 micrometers. For each measurement data, arithmetic average roughness (Ra) was calculated in accordance with JIS B0601B, and the average value was defined as surface roughness (Ra).

(7)電池性能の評価
1)初期充放電
25℃の室温環境下で充放電(容量確認)を行い、この結果を基にそれぞれのリチウム二次電池の充電状態を50%に調整した。
2)初期出力評価
25℃の室温環境下で、1)の状態の電池を、1/4C、1/2C、1.0C、1.5C、2.5C、3.0C(1時間率の放電容量による定格容量を1時間で放電する電流値を1Cとする、以下同様)の各電流値で10秒間定電流放電させ、各条件での放電における10秒後の電圧降下を測定した。それらの測定値から放電下限電圧を3.0Vとした際に、10秒間流すことのできる電流値Iを算出し、3.0×I(W)という式で計算される値をそれぞれの電池の初期出力とした。表1には、後述の比較例電池1の出力を100%としたときの出力比を示す。
3)高温サイクル試験
高温サイクル試験は、リチウム二次電池の実使用上限温度と目される60℃の高温環境下にて行った。2)で出力評価の終了した電池に対し、充電上限電圧4.1Vまで2Cの定電流定電圧法で充電した後、放電終止電圧3.0Vまで2Cの定電流で放電する充放電サイクルを1サイクルとし、このサイクルを500サイクルまで繰り返した。このときの1サイクル目の放電容量に対する500サイクル目の放電容量の割合を容量維持率とした。
4)パルスサイクル試験
パルスサイクル試験は、室温環境下25℃で行った。2)で出力評価の終了した電池を充電状態50%に調整し、その電圧を中心に、10Cの高負荷電流を充電方向、放電方向ともに約10秒通電し、休止時間も含め1サイクル15秒の試験を連続的に繰り返した。10万サイクル時点で電池を取り出し、次の手順でパルスサイクル後の回復率を算出した。1/2Cの電流値で、3.0Vまで放電した後、4.1Vまで充電し、再び3.0Vまで放電した時の放電容量を分子とし、1)の初期充放電での放電容量を分母として、回復率とした。
(7) Evaluation of battery performance 1) Initial charge / discharge Charge / discharge (capacity confirmation) was performed in a room temperature environment of 25 ° C., and the charge state of each lithium secondary battery was adjusted to 50% based on this result.
2) Initial output evaluation Under a room temperature environment of 25 ° C., the battery in the state 1) was discharged at 1 / 4C, 1 / 2C, 1.0C, 1.5C, 2.5C, 3.0C (1 hour rate discharge). A constant current discharge was performed for 10 seconds at each current value of 1C, which is a current value for discharging the rated capacity in one hour in 1 hour (the same applies hereinafter), and a voltage drop after 10 seconds in the discharge under each condition was measured. When the discharge lower limit voltage is set to 3.0 V from these measured values, the current value I that can flow for 10 seconds is calculated, and the value calculated by the formula of 3.0 × I (W) is calculated for each battery. Initial output. Table 1 shows the output ratio when the output of the comparative battery 1 described later is 100%.
3) High-temperature cycle test The high-temperature cycle test was performed in a high-temperature environment of 60 ° C, which is regarded as the actual upper limit temperature of the lithium secondary battery. For the battery whose output evaluation was completed in 2), after charging the battery with the constant current constant voltage method of 2C up to the charge upper limit voltage of 4.1V, the charge / discharge cycle is discharged with the constant current of 2C up to the discharge end voltage of 3.0V. This cycle was repeated up to 500 cycles. The ratio of the discharge capacity at the 500th cycle to the discharge capacity at the first cycle at this time was defined as a capacity retention rate.
4) Pulse cycle test The pulse cycle test was performed at 25 ° C in a room temperature environment. The battery whose output evaluation has been completed in 2) is adjusted to 50% charge state, and a high load current of 10 C is applied for about 10 seconds in both the charge and discharge directions, centering on the voltage, and 15 seconds per cycle including the rest period. The test was repeated continuously. The battery was taken out at the time of 100,000 cycles, and the recovery rate after the pulse cycle was calculated by the following procedure. Discharge to 3.0 V at a current value of 1/2 C, charge to 4.1 V, and use the discharge capacity when discharged to 3.0 V again as the numerator. As a recovery rate.

実施例2
黒鉛100重量部に対して、非晶質炭素8重量部の非晶質被覆黒鉛粉末を製造したこと以外は、実施例1と同様にして負極活物質粉末を調製し、同様に各種評価を行って、結果を表1に示した。
Example 2
A negative electrode active material powder was prepared in the same manner as in Example 1 except that 8 parts by weight of amorphous carbon was produced with respect to 100 parts by weight of graphite, and various evaluations were performed in the same manner. The results are shown in Table 1.

実施例3
黒鉛100重量部に対して、非晶質炭素18重量部の非晶質被覆黒鉛粉末を製造したこと以外は、実施例1と同様にして負極活物質粉末を調製し、同様に各種評価を行って、結果を表1に示した。
Example 3
A negative electrode active material powder was prepared in the same manner as in Example 1 except that 18 parts by weight of amorphous carbon was produced with respect to 100 parts by weight of graphite, and various evaluations were performed in the same manner. The results are shown in Table 1.

実施例4
市販の天然黒鉛粉末を分級処理したこと以外は、実施例1と同様にして負極活物質粉末を調製し、同様に各種評価を行って、結果を表1に示した。
Example 4
A negative electrode active material powder was prepared in the same manner as in Example 1 except that the commercially available natural graphite powder was classified, and various evaluations were similarly performed. The results are shown in Table 1.

実施例5
後述の比較例1で調製した粒子径が全体に大きい非晶質被覆黒鉛粉末をASTM400メッシュの篩に5回通過させて、粗大粒子の除去を精密に行ったこと以外は、実施例1と同様にして負極活物質粉末を調製し、同様に各種評価を行って、結果を表1に示した。
Example 5
The same as in Example 1 except that the amorphous coated graphite powder with a large particle diameter prepared in Comparative Example 1 described later was passed through an ASTM 400 mesh sieve 5 times to remove coarse particles precisely. A negative electrode active material powder was prepared, various evaluations were performed in the same manner, and the results are shown in Table 1.

実施例6
後述の比較例2に記載の、多数の黒鉛微粒子がバインダーピッチの黒鉛化物を介して等方的に結合した人造黒鉛粉末をASTM400メッシュの篩に5回通過させて、粗大粒子の除去を精密に行ったこと以外は、実施例1と同様にして負極活物質粉末を調製し、同様に各種評価を行って、結果を表1に示した。
Example 6
The artificial graphite powder in which a number of graphite fine particles described in Comparative Example 2 to be described below are bonded isotropically through a binder pitch graphitized material is passed through an ASTM 400 mesh screen five times to accurately remove coarse particles. Except for what was performed, a negative electrode active material powder was prepared in the same manner as in Example 1, various evaluations were performed in the same manner, and the results are shown in Table 1.

実施例7
市販の非晶質炭素粉末を分級処理したこと以外は、実施例1と同様にして負極活物質粉末を調製し、同様に各種評価を行って、結果を表1に示した。
Example 7
A negative electrode active material powder was prepared in the same manner as in Example 1 except that the commercially available amorphous carbon powder was classified, and various evaluations were similarly performed. The results are shown in Table 1.

比較例1
粒子径が全体に大きい非晶質被覆黒鉛粉末を負極活物質に使用すること以外は、実施例1と同様にして各種評価を行い、結果を表1に示した。
Comparative Example 1
Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1 except that amorphous coated graphite powder having a large particle size as a whole was used as the negative electrode active material, and the results are shown in Table 1.

なお、この際、負極活物質スラリーの塗布に先立ち、裏ごし作業を実施したが、篩上には多数の粗大粒子が残留した。しかし、こうした作業だけでは、粗大粒子の除去は十分でなく、粒ゲージ試験では、多数の線条痕がゲージ上に残る結果となった。   At this time, a back work was performed prior to the application of the negative electrode active material slurry, but a large number of coarse particles remained on the sieve. However, such operations alone are not sufficient to remove coarse particles, and the grain gauge test resulted in many streak marks remaining on the gauge.

得られた電池は、初期出力が低い値を示した。更にパルスサイクル試験においては、20万サイクルに到達する前に、測定中に電池電圧が3V以下に低下し、サイクル測定を中断する結果とった。電圧異常の原因は、電池素子内の局部短絡によるものと推定された。   The obtained battery showed a low initial output value. Furthermore, in the pulse cycle test, before reaching 200,000 cycles, the battery voltage dropped to 3 V or less during the measurement, and the cycle measurement was interrupted. The cause of the voltage abnormality was presumed to be a local short circuit in the battery element.

比較例2
バインダーピッチ中に黒鉛微粒子を多数分散させ、黒鉛化と粉体加工処理を施し、黒鉛化物がバインダーピッチの黒鉛化物を介して等方的に結合した人造黒鉛粉末を作成した。この人造黒鉛粉末を負極活物質粉末としたこと以外は、実施例1と同様にして各種評価を行い、結果を表1に示した。
Comparative Example 2
A large number of fine graphite particles were dispersed in the binder pitch, and graphitization and powder processing were performed to produce an artificial graphite powder in which the graphitized material was bonded isotropically through the graphitized material of the binder pitch. Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1 except that this artificial graphite powder was used as the negative electrode active material powder, and the results are shown in Table 1.

得られた電池は、比較例1と同様に、パルスサイクル試験が途中中断する結果となった。   The obtained battery had a result that the pulse cycle test was interrupted in the same way as in Comparative Example 1.

比較例3
比較例1に記載の粒子径が全体に大きい非晶質被覆黒鉛粉末をASTM400メッシュの篩に1回通過させたものを負極活物質粉末としたこと以外は、実施例1と同様にして各種評価を行い、結果を表1に示した。
Comparative Example 3
Various evaluations were made in the same manner as in Example 1 except that the amorphous coated graphite powder having a large particle size as described in Comparative Example 1 was passed through an ASTM 400 mesh sieve once to obtain a negative electrode active material powder. The results are shown in Table 1.

得られた電池は、比較例1と同様に、パルスサイクル試験が途中中断する結果となった。   The obtained battery had a result that the pulse cycle test was interrupted in the same way as in Comparative Example 1.

Figure 0004765253
Figure 0004765253

Claims (4)

炭素質粉末状のリチウム二次電池用負極活物質において、
該活物質粉末100gを2gのカルボキシメチルセルロースと共に200gの水に分散させてなる分散液について、JIS K5400 粒ゲージ法による分散度に準拠して測定される、粒が現れ始める粒子径が、50μm以下であることを特徴とするリチウム二次電池用負極活物質。
In the carbonaceous powder-like negative electrode active material for lithium secondary battery,
With respect to a dispersion obtained by dispersing 100 g of the active material powder in 200 g of water together with 2 g of carboxymethylcellulose, the particle diameter at which particles begin to appear is 50 μm or less, measured according to the degree of dispersion according to JIS K5400 particle gauge method. A negative electrode active material for a lithium secondary battery.
請求項1において、前記JIS K5400 粒ゲージ法による分散度に準拠して測定される、粒子径35μm以上50μm以下の粒が10個以下であることを特徴とするリチウム二次電池用負極活物質。   2. The negative electrode active material for a lithium secondary battery according to claim 1, wherein the number of particles having a particle diameter of 35 μm or more and 50 μm or less is 10 or less as measured in accordance with the degree of dispersion according to the JIS K5400 particle gauge method. 集電体上に、活物質と、結着及び増粘効果を有する有機物とを含有する活物質層を形成してなるリチウム二次電池負極において、
該活物質が炭素質粉末であり、該活物質層の厚さが50μm以下であり、JIS B0601に準拠して測定される算術平均粗さ(Ra)が5μm以下であることを特徴とするリチウム二次電池負極。
In a lithium secondary battery negative electrode formed by forming an active material layer containing an active material and an organic material having a binding and thickening effect on a current collector,
The active material is a carbonaceous powder, the thickness of the active material layer is 50 μm or less, and the arithmetic average roughness (Ra) measured in accordance with JIS B0601 is 5 μm or less. Secondary battery negative electrode.
リチウムを吸蔵・放出可能な正極、リチウムを吸蔵・放出可能な負極、及び、電解質を有するリチウム二次電池において、
該負極として、請求項3に記載のリチウム二次電池負極を用いたことを特徴とするリチウム二次電池。
In a lithium secondary battery having a positive electrode capable of inserting and extracting lithium, a negative electrode capable of inserting and extracting lithium, and an electrolyte,
The lithium secondary battery negative electrode of Claim 3 was used as this negative electrode, The lithium secondary battery characterized by the above-mentioned.
JP2004036952A 2003-02-20 2004-02-13 Negative electrode active material for lithium secondary battery, lithium secondary battery negative electrode and lithium secondary battery Expired - Lifetime JP4765253B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004036952A JP4765253B2 (en) 2003-02-20 2004-02-13 Negative electrode active material for lithium secondary battery, lithium secondary battery negative electrode and lithium secondary battery

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003042985 2003-02-20
JP2003042985 2003-02-20
JP2004036952A JP4765253B2 (en) 2003-02-20 2004-02-13 Negative electrode active material for lithium secondary battery, lithium secondary battery negative electrode and lithium secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004273444A JP2004273444A (en) 2004-09-30
JP4765253B2 true JP4765253B2 (en) 2011-09-07

Family

ID=33134197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004036952A Expired - Lifetime JP4765253B2 (en) 2003-02-20 2004-02-13 Negative electrode active material for lithium secondary battery, lithium secondary battery negative electrode and lithium secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4765253B2 (en)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004311108A (en) * 2003-04-03 2004-11-04 Nissan Motor Co Ltd Total polymer electrolyte battery and manufacturing method
JP4508882B2 (en) * 2005-01-18 2010-07-21 大日本印刷株式会社 Electroluminescence element
JP2007087814A (en) * 2005-09-22 2007-04-05 Toyota Motor Corp Lithium secondary battery
CN101517817B (en) * 2006-07-31 2013-03-20 株式会社Lg化学 Hybrid-typed electrode assembly of capacitor-battery structure
JP2009032682A (en) * 2007-06-28 2009-02-12 Hitachi Maxell Ltd Lithium-ion secondary battery
JP2010034024A (en) * 2008-06-25 2010-02-12 Hitachi Maxell Ltd Lithium-ion secondary battery
JP5813910B2 (en) * 2008-11-05 2015-11-17 古河電池株式会社 Method for producing positive electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery
JP5367521B2 (en) * 2009-09-18 2013-12-11 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 Carbon material for negative electrode of lithium secondary battery and method for producing the same
JP5576740B2 (en) * 2009-12-14 2014-08-20 日立マクセル株式会社 Electrochemical element
JP5621867B2 (en) * 2012-03-27 2014-11-12 Tdk株式会社 Lithium ion secondary battery
JP6605451B2 (en) * 2014-03-31 2019-11-13 株式会社クラレ Non-aqueous electrolyte secondary battery negative electrode carbonaceous material, non-aqueous electrolyte secondary battery negative electrode, non-aqueous electrolyte secondary battery and vehicle
JP6820088B2 (en) * 2015-03-24 2021-01-27 株式会社Gsユアサ Power storage element
CN110168787B (en) * 2017-01-06 2022-05-03 昭和电工材料株式会社 Negative electrode material for lithium ion secondary battery, negative electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery
CN113871733B (en) * 2021-08-31 2023-10-31 湖南立方新能源科技有限责任公司 Lithium supplementing method of diaphragm and application of lithium supplementing method

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3567618B2 (en) * 1996-05-28 2004-09-22 Jsr株式会社 Conductive binder composition for secondary battery electrode and method for producing the same
JPH11283630A (en) * 1998-03-30 1999-10-15 Nippon Zeon Co Ltd Electrode slurry of lithium ion secondary battery, binder composition, electrode, and battery
JP4389340B2 (en) * 2000-03-30 2009-12-24 日本ゼオン株式会社 Binder composition for electrode of lithium ion secondary battery, slurry, electrode, and battery
JP5303817B2 (en) * 2001-07-25 2013-10-02 ソニー株式会社 Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP4356294B2 (en) * 2001-09-03 2009-11-04 日本ゼオン株式会社 Electrode binder composition, electrode slurry, electrode, and battery
KR101083129B1 (en) * 2002-07-02 2011-11-11 니폰 제온 가부시키가이샤 2 method for preparing slurry composition for electrode of secondary cell

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004273444A (en) 2004-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4729716B2 (en) Lithium secondary battery negative electrode and lithium secondary battery
KR100754258B1 (en) Active substance for negative electrode of lithium secondary battery, negative electrode of lithium secondary battery and lithium secondary battery
KR101441712B1 (en) Composite graphite particles for non-aqueous secondary batteries, negative electrode material containing the same, negative electrodes, and non-aqueous secondary batteries
KR102412700B1 (en) Negative electrode material for non-aqueous secondary battery, negative electrode for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery
CN107528053B (en) Negative electrode material for lithium ion secondary battery, negative electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery
JP4040381B2 (en) Composite graphite particles, method for producing the same, negative electrode for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery
JP2004210634A (en) COMPOSITE GRAPHITE PARTICLE, ITS PRODUCTION METHOD, Li ION SECONDARY BATTERY CATHODE MATERIAL, Li ION SECONDARY BATTERY CATHODE AND Li ION SECONDARY BATTERY
JP2015164127A (en) Carbon material for nonaqueous secondary battery negative electrode, negative electrode for nonaqueous secondary battery and nonaqueous secondary battery
JP2012216545A (en) Graphite particle for nonaqueous secondary battery and method for producing the same, negative electrode and nonaqueous secondary battery
JP4765253B2 (en) Negative electrode active material for lithium secondary battery, lithium secondary battery negative electrode and lithium secondary battery
JP6252025B2 (en) Method for producing composite graphite particles for non-aqueous secondary battery negative electrode, and composite graphite particles for non-aqueous secondary battery negative electrode produced by the production method, negative electrode for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery
JP2010165580A (en) Manufacturing method of negative electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, negative electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery, negative electrode, and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2018006270A (en) Graphite carbon material for lithium ion secondary battery negative electrode, method for manufacturing the same, and negative electrode or battery arranged by use thereof
JP4171259B2 (en) Method for producing graphite material, negative electrode material for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery
JP2004134244A (en) Graphite particle, lithium ion secondary battery, negative electrode material for it, and negative electrode
KR20150107674A (en) Negative electrode active material for lithium ion secondary battery, negative electrode for lithium ion secondary battery using the same, and lithium ion secondary battery
WO2020110942A1 (en) Lithium ion secondary battery negative electrode and lithium ion secondary battery
TWI752112B (en) Negative electrode material for lithium ion secondary battery, negative electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery
JP2005149792A (en) Carbonaceous negative electrode material for lithium secondary battery
US20230307641A1 (en) Negative electrode active material, and negative electrode and secondary battery which include the same
JP2018055999A (en) Low-crystallinity carbon material for negative electrode active material of lithium ion secondary battery, method for manufacturing the same, lithium ion secondary battery negative electrode arranged by use thereof, and lithium ion secondary battery
JP4299608B2 (en) Method for producing graphite material, negative electrode material for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery
WO2020110943A1 (en) Lithium ion secondary battery negative electrode and lithium ion secondary battery
JP6070016B2 (en) Non-aqueous secondary battery composite carbon material and method for producing the same, negative electrode, and non-aqueous secondary battery
KR20210098965A (en) Carbonaceous material, manufacturing method of carbonaceous material, negative electrode for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070126

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100312

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100518

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100716

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: 20110517

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110530

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4765253

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: 20140624

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term