JP4876531B2 - Negative electrode for lithium secondary battery and method for producing lithium secondary battery - Google Patents

Negative electrode for lithium secondary battery and method for producing lithium secondary battery Download PDF

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Description

本発明は、リチウム二次電池用負極およびリチウム二次電池の製造方法に関する。   The present invention relates to a negative electrode for a lithium secondary battery and a method for producing a lithium secondary battery.

近年、非水電解質二次電池の高容量化のため、ケイ素(Si)やスズ(Sn)などの元素を含む負極材料が注目されている。例えば、Siの理論放電容量は約4199mAh/gであり、黒鉛の理論放電容量の約11倍である。   In recent years, negative electrode materials containing elements such as silicon (Si) and tin (Sn) have attracted attention in order to increase the capacity of non-aqueous electrolyte secondary batteries. For example, the theoretical discharge capacity of Si is about 4199 mAh / g, which is about 11 times the theoretical discharge capacity of graphite.

しかしながら、これらの負極材料はサイクル特性に問題があることが知られている。そのためこれらの負極材料に代えて、SiやSnの酸化物、窒化物あるいは酸窒化物等を用いることで、サイクル特性の改善が試みられている。   However, these negative electrode materials are known to have problems with cycle characteristics. Therefore, it is attempted to improve cycle characteristics by using oxides, nitrides or oxynitrides of Si or Sn instead of these negative electrode materials.

しかしSiやSn、あるいはこれらの酸化物および窒化物は不可逆容量が大きいという課題を有している。つまり初回充電時に正極から放出されたリチウムイオンの一部が負極に吸蔵されたままになる割合が大きいため、これらの負極材料の理論容量と比較して電池容量が小さくなる。この不可逆容量を回避するため、予め不可逆容量相当のリチウムを負極に吸蔵させ、しかる後に電池を組み立てて充放電を始めるという手法が開示されている(例えば、特許文献1から4参照)。これらの手法を用いることで、初回充電時に正極から放出されたリチウムイオンが高い割合で負極から回収できるようになり、電池容量が増加する。   However, Si, Sn, or their oxides and nitrides have a problem of large irreversible capacity. In other words, since a large proportion of lithium ions released from the positive electrode during the initial charge remains occluded in the negative electrode, the battery capacity becomes smaller than the theoretical capacity of these negative electrode materials. In order to avoid this irreversible capacity, a technique is disclosed in which lithium corresponding to the irreversible capacity is inserted in the negative electrode in advance, and then a battery is assembled and charging / discharging is started (see, for example, Patent Documents 1 to 4). By using these methods, lithium ions released from the positive electrode during the first charge can be recovered from the negative electrode at a high rate, and the battery capacity is increased.

特許文献1には、Si、Sn、およびSi−Ti系合金からなる群より選択される少なくとも1種を含む負極活物質を含む負極合剤層を備え、前記負極合剤層の表面を覆うように金属リチウム層を、蒸着またはスパッタにより形成することが開示されている。   Patent Document 1 includes a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material containing at least one selected from the group consisting of Si, Sn, and Si—Ti alloys, and covers the surface of the negative electrode mixture layer. Discloses forming a metal lithium layer by vapor deposition or sputtering.

特許文献2には、集電体上に形成した酸化ケイ素の薄膜の上に酸化リチウムの層を形成し、さらに金属リチウムの層を形成して、リチウムを酸化ケイ素に補填する方法が開示されている。   Patent Document 2 discloses a method in which a lithium oxide layer is formed on a silicon oxide thin film formed on a current collector, a metal lithium layer is further formed, and lithium is supplemented with silicon oxide. Yes.

特許文献3には、集電体上に炭素を主成分とする第1の層を設けた後、ケイ素などからなる第2の層を形成するときにケイ素とリチウムを同時蒸着する方法が開示されている。   Patent Document 3 discloses a method of co-evaporating silicon and lithium when a second layer made of silicon or the like is formed after a first layer mainly composed of carbon is provided on a current collector. ing.

特許文献4には、軽金属を吸蔵および離脱することが可能な負極合剤層を形成する工程と、負極合剤層に乾式成膜法により軽金属層を成膜する工程と、を含む負極の製造法が開示されている。
特開2005−063805号公報 特開2003−162997号公報 特開2002−358954号公報 特開2005−038720号公報
Patent Document 4 discloses the production of a negative electrode comprising a step of forming a negative electrode mixture layer capable of inserting and extracting light metals, and a step of forming a light metal layer on the negative electrode mixture layer by a dry film forming method. The law is disclosed.
Japanese Patent Laying-Open No. 2005-063805 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-162997 JP 2002-358594 A JP 2005-038720 A

電池の高容量化のためには、不可逆容量をできるだけ小さくすることが望ましい。そのためには不可逆容量とほぼ同じ電気量を持つリチウムを付与する事が必要になる。一般的に集電体上に形成された負極活物質層には、負極活物質層形成時のプロセス揺らぎに起因する重量ばらつきが電極面内に存在する。またリチウムを電極表面に付与する場合においても、例えばリチウム付与の方法として蒸着法等を用いた場合、リチウム付与源の状態(例えば蒸発面積、温度、蒸気飛翔経路等)を完璧に制御し、これらに起因する経時的なムラを抑制することは至難であることなどの理由により重量ばらつきが電極面内に存在する。このため不可逆容量とほぼ同じ電気量を持つリチウムを付与する場合には、局部的にリチウムの過剰付与が発生する。   In order to increase the capacity of the battery, it is desirable to make the irreversible capacity as small as possible. For that purpose, it is necessary to apply lithium having the same amount of electricity as the irreversible capacity. Generally, in the negative electrode active material layer formed on the current collector, there is a weight variation in the electrode surface due to process fluctuations at the time of forming the negative electrode active material layer. In addition, when lithium is applied to the electrode surface, for example, when a vapor deposition method or the like is used as a lithium application method, the state of the lithium application source (for example, evaporation area, temperature, vapor flight path, etc.) is completely controlled. The variation in weight exists in the electrode surface for the reason that it is very difficult to suppress the non-uniformity with time due to. For this reason, when lithium having substantially the same amount of electricity as the irreversible capacity is applied, excessive application of lithium locally occurs.

過剰付与されたリチウムは活物質層とは反応せずに析出する。このような極板を用いて電池を構成すると、リチウムが析出した部分に電界が集中するため、充放電の繰り返しとともにリチウム析出が進行する。その結果、セパレータあるいは電解質層で隔離された正極負極間が短絡することで不良を発生してしまう。   Excessive lithium is deposited without reacting with the active material layer. When a battery is configured using such an electrode plate, the electric field concentrates on the portion where lithium is deposited, and therefore lithium deposition proceeds with repeated charge and discharge. As a result, a short circuit occurs between the positive electrode and the negative electrode separated by the separator or the electrolyte layer, thereby causing a defect.

また、特許文献4に記載があるように、活物質層に付与されたリチウムが、活物質層に吸蔵されるまでには、ある程度の時間を要する。従って、長尺の集電体上に形成された負極活物質層にリチウムを付与する場合(連続生産)には、付与されたリチウムが吸蔵されるまでは、フープ状に巻き取ることが出来ない。リチウムの付与量にも依るが、必要な時間が長ければ、その分生産設備も大きくする必要があるなど、生産効率が低下してしまう、という課題を有していた。   In addition, as described in Patent Document 4, it takes a certain amount of time for lithium provided to the active material layer to be occluded in the active material layer. Accordingly, when lithium is applied to the negative electrode active material layer formed on the long current collector (continuous production), it cannot be wound into a hoop until the applied lithium is occluded. . Although depending on the amount of lithium applied, if the required time is long, there is a problem that the production efficiency is reduced, for example, the production facility needs to be increased accordingly.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、リチウム付与により不可逆容量をできるだけ軽減するとともに、局部的な過剰リチウムの付与による電池の短絡等の不具合を防止することが容易なリチウム二次電池用負極(以下、負極ともいう)の製造方法およびリチウム二次電池(以下、電池ともいう)の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and while reducing the irreversible capacity as much as possible by applying lithium, it is easy to prevent problems such as short-circuiting of the battery due to application of local excess lithium. An object of the present invention is to provide a manufacturing method of a negative electrode for a battery (hereinafter also referred to as a negative electrode) and a manufacturing method of a lithium secondary battery (hereinafter also referred to as a battery).

前記従来の課題を解決するために、本発明の負極の製造方法は、集電体上にケイ素単体、ケイ素合金、ケイ素と酸素とを含む化合物、ケイ素と窒素とを含む化合物、スズ単体、スズ合金、スズと酸素とを含む化合物、およびスズと窒素とを含む化合物からなる群より選ばれた少なくともいずれかを含む第1活物質層を設ける第1工程と、第1活物質層の上に真空プロセスでリチウムを付与する第2工程と、リチウムを付与された第1活物質層の上に、ケイ素単体、ケイ素合金、ケイ素と酸素とを含む化合物、ケイ素と窒素とを含む化合物、スズ単体、スズ合金、スズと酸素とを含む化合物、およびスズと窒素とを含む化合物からなる群(以下、活物質群ともいう)より選ばれた少なくともいずれかを含む第2活物質層を設ける第3工程とを含み、第2工程で付与するリチウムの量に相当する第1電気量は、第1活物質層の有する第1不可逆容量と第2活物質層の有する第2不可逆容量との総和に対して、80 %以上100%以下であることを特徴とする。 In order to solve the above-described conventional problems, the negative electrode manufacturing method of the present invention includes a silicon simple substance on a current collector, a silicon alloy, a compound containing silicon and oxygen, a compound containing silicon and nitrogen, a simple substance of tin, and tin. A first step of providing a first active material layer containing at least one selected from the group consisting of an alloy, a compound containing tin and oxygen, and a compound containing tin and nitrogen; and on the first active material layer A second step of applying lithium in a vacuum process, and a single element of silicon, a silicon alloy, a compound containing silicon and oxygen, a compound containing silicon and nitrogen, and a simple substance of tin on the first active material layer provided with lithium And a third active material layer including at least one selected from the group consisting of a tin alloy, a compound containing tin and oxygen, and a compound containing tin and nitrogen (hereinafter also referred to as an active material group). Including processes First electrical quantity corresponding to the amount of lithium to be applied in the second step, based on the sum of the first irreversible capacity and a second irreversible capacity possessed by the second active material layer having a first active material layer, 80 % Or more and 100% or less .

この製造方法により、リチウム付与により不可逆容量をできるだけ軽減するとともに、局部的な過剰リチウムの付与を防止することが可能な負極の製造が容易となる。   This production method facilitates the production of a negative electrode capable of reducing irreversible capacity as much as possible by applying lithium and preventing local application of excess lithium.

また、本発明の電池の製造方法は、リチウムイオンを吸蔵および放出可能な正極と、リチウムイオンを吸蔵および放出可能な負極と、前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータと、リチウムイオン伝導性を有する電解質と、を含む電池の製造方法であって、負極の集電体上に活物質群より選ばれた少なくともいずれかを含む第1活物質層を設ける第1工程と、第1活物質層の上に真空プロセスでリチウムを付与する第2工程と、リチウムを付与された前記第1活物質層の上に、活物質群より選ばれた少なくともいずれかを含む第2活物質層を設ける第3工程とを含み、第2工程で付与するリチウムの量に相当する第1電気量は、第1活物質層の有する第1不可逆容量と第2活物質層の有する第2不可逆容量との総和に対して、80%以上100%以下であることを特徴とする。 The battery manufacturing method of the present invention includes a positive electrode capable of inserting and extracting lithium ions, a negative electrode capable of inserting and extracting lithium ions, a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, and lithium ions. A first step of providing a first active material layer including at least one selected from an active material group on a current collector of a negative electrode, and A second step of applying lithium to the active material layer by a vacuum process; and a second active material layer including at least one selected from an active material group on the first active material layer to which lithium is applied The first electric quantity corresponding to the amount of lithium applied in the second process includes the first irreversible capacity of the first active material layer and the second irreversible capacity of the second active material layer. 80% of the total And equal to or less than the upper 100%.

この製造方法により、リチウム付与により不可逆容量をできるだけ軽減するとともに、局部的な過剰リチウムの付与を防止することが可能な電池の製造が容易となる。   This manufacturing method facilitates the manufacture of a battery that can reduce the irreversible capacity as much as possible by applying lithium, and that can prevent the application of local excess lithium.

本発明の負極の製造方法および電池の製造方法によれば、不可逆容量を軽減するとともに、局部的な過剰リチウムの付与を防止することで、電池性能、特にサイクル特性を向上することができる負極および電池が容易に製造することが出来る。これにより理論的にはリチウムイオンを多く吸収あるいは放出できるが不可逆容量の大きな、例えば活物質群より選ばれた少なくとも1つを含む活物質材料を活用することが可能となる。また、長尺の集電体上に形成された負極活物質層を移動させながら、リチウムを連続的に付与する連続生産も可能となる。   According to the method for producing a negative electrode and the method for producing a battery of the present invention, a negative electrode capable of improving battery performance, particularly cycle characteristics, by reducing irreversible capacity and preventing local application of excess lithium. The battery can be manufactured easily. This makes it possible to use an active material that theoretically absorbs or releases a large amount of lithium ions but has a large irreversible capacity, for example, at least one selected from the group of active materials. In addition, continuous production in which lithium is continuously applied while moving the negative electrode active material layer formed on the long current collector is also possible.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1における負極の製造方法の一例を示す模式図である。図1において、真空槽2の内部は排気ポンプ1で排気されている。真空層2中で巻き出しロール3から巻き出された長尺の電池電極4は、搬送ローラ5および円筒状の第一キャン6および第二キャン7の周面に沿って走行し、巻き取りロール8に巻き取られる。電池電極4は、集電体上に活物質群から選ばれた少なくともいずれかを含む第1活物質層(図示せず)が予め形成されている(第1工程)。第1活物質層は、集電体の第一キャン6と接する面と対向する面に形成されていればよいが、集電体の第一キャン6と接する面に形成されていてもよい。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a method for producing a negative electrode in the first embodiment. In FIG. 1, the inside of the vacuum chamber 2 is exhausted by an exhaust pump 1. The long battery electrode 4 unwound from the unwinding roll 3 in the vacuum layer 2 travels along the peripheral surfaces of the conveying roller 5 and the cylindrical first can 6 and the second can 7, and the winding roll 8 is wound up. In the battery electrode 4, a first active material layer (not shown) including at least one selected from an active material group is formed on a current collector in advance (first step). Although the 1st active material layer should just be formed in the surface facing the surface which contacts the 1st can 6 of a collector, you may be formed in the surface which contacts the 1st can 6 of a collector.

第1工程を経た電池電極4は、第一キャン6に沿った状態で、リチウム付与源9からリチウムの付与を受ける(第2工程)。リチウム付与源9は、例えば坩堝と坩堝内部に配置されたリチウムとから構成され、例えば、抵抗加熱装置、誘導加熱装置、電子ビーム加熱装置などの加熱装置(図示せず)により加熱され、リチウムが蒸発する。その際、リチウムを付与する量や範囲は、リチウムの加熱条件や、遮蔽板10の隙間や遮蔽板10とリチウム付与源9との距離などを適正化することでも調整可能である。   The battery electrode 4 that has undergone the first step receives the application of lithium from the lithium supply source 9 in a state along the first can 6 (second step). The lithium application source 9 is composed of, for example, a crucible and lithium disposed inside the crucible, and is heated by a heating device (not shown) such as a resistance heating device, an induction heating device, or an electron beam heating device, and the lithium is supplied. Evaporate. At this time, the amount and range of applying lithium can also be adjusted by optimizing the heating condition of lithium, the gap between the shielding plates 10, the distance between the shielding plate 10 and the lithium applying source 9, and the like.

第2工程終了後、電池電極4が第二キャン7に沿った状態で、活物質付与源31から第2活物質層が付与される(第3工程)。活物質付与源31は、例えば坩堝と坩堝内部に配置された活物質とから構成され、例えば、抵抗加熱装置、誘導加熱装置、電子ビーム加熱装置などの加熱装置(図示せず)により加熱され、活物質が蒸発する。その際、活物質を付与する量や範囲は、遮蔽板10の隙間や遮蔽板10と活物質付与源31との距離などを適正化することで調整可能である。また、活物質を付与する際に、酸素ガスまたは窒素ガスを供与することにより、活物質を酸素または窒素を含む化合物とすることも出来る。   After the second step, the second active material layer is applied from the active material applying source 31 with the battery electrode 4 along the second can 7 (third step). The active material application source 31 is composed of, for example, a crucible and an active material disposed inside the crucible, and is heated by a heating device (not shown) such as a resistance heating device, an induction heating device, or an electron beam heating device, The active material evaporates. At this time, the amount and range of applying the active material can be adjusted by optimizing the gap between the shielding plates 10 and the distance between the shielding plate 10 and the active material application source 31. In addition, when the active material is provided, the active material can be a compound containing oxygen or nitrogen by supplying oxygen gas or nitrogen gas.

第3工程終了後、電池電極4は巻き取りロール8に巻き取られる。なお、第1工程から第3工程までを単位工程として、複数回繰り返してもよい。   After completion of the third step, the battery electrode 4 is taken up by the take-up roll 8. Note that the steps from the first step to the third step may be repeated a plurality of times as unit steps.

また、第2工程で付与されたリチウムは、電池電極4が第2工程終了後の最初の搬送ローラ5aに達するまでに第1活物質層に吸蔵されていることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the lithium provided in the second step is occluded in the first active material layer before the battery electrode 4 reaches the first transport roller 5a after the end of the second step.

本実施の形態1の製造方法は、集電体上に活物質群より選ばれた少なくともいずれかを含む第1活物質層を設ける第1工程と、第1活物質層の上に真空プロセスでリチウムを付与する第2工程と、リチウムを付与された第1活物質層の上に、活物質群より選ばれた少なくともいずれかを含む第2活物質層を設ける第3工程と、を含むことを特徴としている。この製造方法により、不可逆容量を軽減するために第1活物質層の上に付与されたリチウムは、第1活物質層に完全に吸蔵される前であっても、また付与されたリチウムが過剰であり第1活物質層の上に析出したとしても、さらにその上から第2活物質層が形成されるので、負極の表面には過剰なリチウムが存在することはない。従って、不可逆容量を軽減するとともに、局部的な過剰リチウムの付与を防止することで、電池性能、特にサイクル特性を向上することができる負極を容易に製造することが出来る。また、長尺の集電体上に形成された負極活物質層を移動させながら、リチウムを連続的に付与する連続生産も可能となる。   The manufacturing method of Embodiment 1 includes a first step of providing a first active material layer including at least one selected from an active material group on a current collector, and a vacuum process on the first active material layer. Including a second step of providing lithium, and a third step of providing a second active material layer including at least one selected from the active material group on the first active material layer to which lithium is applied. It is characterized by. According to this manufacturing method, the lithium applied on the first active material layer in order to reduce the irreversible capacity is excessive even before the lithium is completely occluded in the first active material layer. Even if it is deposited on the first active material layer, the second active material layer is formed on the first active material layer, so that excess lithium does not exist on the surface of the negative electrode. Accordingly, a negative electrode capable of improving battery performance, particularly cycle characteristics, can be easily manufactured by reducing irreversible capacity and preventing local application of excess lithium. In addition, continuous production in which lithium is continuously applied while moving the negative electrode active material layer formed on the long current collector is also possible.

また、本発明の負極は、長尺の集電体に形成された負極活物質層を有する電池電極を巻き取り走行する工程を備えた装置を用いて作製される場合が多い。このような装置の場合、走行速度のムラなどのプロセス変動が存在するため、そのプロセス変動に起因してリチウム付着量の分布が面内で生じ、その結果として部分的に過剰なリチウムが付与される場合がある。リチウムの付与量が活物質層の有する不可逆容量に対して少ない場合には、付与されたリチウムが全て活物質層に吸蔵されるので部分的なリチウム析出は起きない。しかしリチウム付与量が多くなると部分的に過剰なリチウムが付与されることになり、その結果リチウムの析出が発生する。このような状況は、極板を巻き取り走行する工程の精度および活物質とリチウムの反応性にもよるが、リチウムの析出はおおむね不可逆容量の80%以上のリチウムを付与した場合に発生する。そのため、第2工程で付与するリチウムの量に相当する第1電気量は、第1活物質層の有する第1不可逆容量と第2活物質層の有する第2不可逆容量との総和に対して、80%以上100%以下であることが好ましい。不可逆容量がほぼ100%補充された、リチウム析出のない負極が得られるからである。   Moreover, the negative electrode of the present invention is often produced using an apparatus including a step of winding and running a battery electrode having a negative electrode active material layer formed on a long current collector. In the case of such a device, process fluctuations such as uneven running speed exist, so the distribution of lithium deposition occurs in-plane due to the process fluctuations, and as a result, a part of excess lithium is given. There is a case. When the amount of lithium applied is small relative to the irreversible capacity of the active material layer, all of the applied lithium is occluded in the active material layer, so that partial lithium deposition does not occur. However, when the amount of lithium applied is increased, excessive lithium is partially applied, and as a result, precipitation of lithium occurs. Such a situation depends on the accuracy of the process of winding and running the electrode plate and the reactivity between the active material and lithium, but the precipitation of lithium generally occurs when 80% or more of the irreversible capacity is applied. Therefore, the first amount of electricity corresponding to the amount of lithium applied in the second step is the sum of the first irreversible capacity of the first active material layer and the second irreversible capacity of the second active material layer. It is preferably 80% or more and 100% or less. This is because a negative electrode free from lithium deposition with almost 100% irreversible capacity is obtained.

第一活物質層と第二活物質層とは、ケイ素単体、ケイ素合金、ケイ素と酸素とを含む化合物、ケイ素と窒素とを含む化合物、スズ単体、スズ合金、スズと酸素とを含む化合物、およびスズと窒素とを含む化合物からなる群より選ばれた少なくともいずれかであれば、同じ活物質でもよいし、異なってもよい。中でもSiやSnの酸化物系材料は不可逆容量の度合いが初回充電容量に対して例えば5〜70%と大きいため、リチウム付与量が多く必要となる。そのため面内でのリチウムの分布ムラが大きくなる傾向がある。従って本発明の製造方法による改善度合いが顕著である。   The first active material layer and the second active material layer are silicon simple substance, silicon alloy, compound containing silicon and oxygen, compound containing silicon and nitrogen, tin simple substance, tin alloy, compound containing tin and oxygen, And at least one selected from the group consisting of compounds containing tin and nitrogen may be the same active material or different materials. In particular, since the degree of irreversible capacity is as large as, for example, 5 to 70% with respect to the initial charge capacity, an oxide-based material such as Si or Sn needs a large amount of applied lithium. Therefore, there is a tendency that uneven distribution of lithium in the surface becomes large. Therefore, the improvement degree by the manufacturing method of this invention is remarkable.

リチウムとの反応性の観点からは、活物質は非晶質または低結晶性であることが好ましい。ここでいう低結晶性とは、結晶粒の粒径が50nm以下の領域を言う。なお結晶粒の粒径は、X線回折分析で得られる回折像の中で最も強度の大きなピークの半価幅から、Scherrerの式によって算出される。また非晶質とは、X線回折分析で得られる回折像において、2θ=15°〜40°の範囲にブロードなピークを有することを言う。   From the viewpoint of reactivity with lithium, the active material is preferably amorphous or low crystalline. The term “low crystallinity” as used herein refers to a region where the crystal grain size is 50 nm or less. Note that the grain size of the crystal grains is calculated by the Scherrer equation from the half-value width of the peak with the highest intensity in the diffraction image obtained by X-ray diffraction analysis. The term “amorphous” means that a diffraction peak obtained by X-ray diffraction analysis has a broad peak in the range of 2θ = 15 ° to 40 °.

第一活物質層と第二活物質層との割合は特に制限はないが、反応性の高いリチウムをなるべく金属状態にしないという観点から、第一活物質層の割合は80%以上が好ましい。   The ratio between the first active material layer and the second active material layer is not particularly limited, but the ratio of the first active material layer is preferably 80% or more from the viewpoint of preventing highly reactive lithium from being in a metallic state as much as possible.

リチウムの析出は不可逆容量の92%以上を付与した場合に特に顕著になることから、第3工程に続いて、さらにリチウムを付与する第4工程を有していてもよい。その場合について、以下に説明する。   Lithium deposition becomes particularly noticeable when 92% or more of the irreversible capacity is imparted, and therefore, a fourth step of further imparting lithium may be provided following the third step. Such a case will be described below.

(実施の形態2)
図2は、本実施の形態2における負極の製造方法の別の例を示す模式図である。本実施の形態2における製造法は、前述した第4工程を有する点を除いて、実施の形態1における製造法と同様である。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a schematic diagram showing another example of the method for producing a negative electrode in the second embodiment. The manufacturing method in the second embodiment is the same as the manufacturing method in the first embodiment except that the fourth step described above is included.

図2において、図1と同じ構成要素については同じ符号を用いる。図2において、真空槽2の内部は排気ポンプ1で排気されている。真空層2中で巻き出しロール3から巻き出された長尺の電池電極4は、搬送ローラ5および円筒状の第一キャン6、第二キャン7および第三キャン32の周面に沿って走行し、巻き取りロール8に巻き取られる。電池電極4は、集電体上に活物質群から選ばれた少なくともいずれかを含む第1活物質層(図示せず)が予め形成されている(第1工程)。第1活物質層は、集電体の第一キャン6と接する面と対向する面に形成されていればよいが、集電体の第一キャン6と接する面に形成されていてもよい。   2, the same reference numerals are used for the same components as in FIG. In FIG. 2, the inside of the vacuum chamber 2 is exhausted by the exhaust pump 1. The long battery electrode 4 unwound from the unwinding roll 3 in the vacuum layer 2 travels along the peripheral surfaces of the transport roller 5 and the cylindrical first can 6, second can 7 and third can 32. Then, it is wound on the winding roll 8. In the battery electrode 4, a first active material layer (not shown) including at least one selected from an active material group is formed on a current collector in advance (first step). Although the 1st active material layer should just be formed in the surface facing the surface which contacts the 1st can 6 of a collector, you may be formed in the surface which contacts the 1st can 6 of a collector.

第1工程を経た電池電極4は、第一キャン6に沿った状態で、リチウム付与源9からリチウムの付与を受ける(第2工程)。第2工程終了後、電池電極4が第二キャン7に沿った状態で、活物質付与源31から第2活物質層が付与される(第3工程)。第3工程終了後、電池電極4が第三キャン32に沿った状態で、リチウム付与源9aからリチウムの付与を受ける(第4工程)。第4工程終了後、電池電極4は巻き取りロール8に巻き取られる。第1工程から第3工程までは、図1で説明した工程と同様であり、第4工程は第2工程と同様であるので、説明を省略する。なお、第1工程から第3工程までもしくは第4工程までを単位工程として、複数回繰り返してもよい。   The battery electrode 4 that has undergone the first step receives the application of lithium from the lithium supply source 9 in a state along the first can 6 (second step). After the second step, the second active material layer is applied from the active material applying source 31 with the battery electrode 4 along the second can 7 (third step). After completion of the third step, lithium is applied from the lithium supply source 9a with the battery electrode 4 along the third can 32 (fourth step). After completion of the fourth step, the battery electrode 4 is taken up by the take-up roll 8. The steps from the first step to the third step are the same as the steps described in FIG. 1, and the fourth step is the same as the second step. Note that the steps from the first step to the third step or the fourth step may be repeated a plurality of times as a unit step.

第2工程で付与するリチウムの量に相当する第1電気量と第4工程で付与するリチウムの量に相当する第2電気量との総和は、第1活物質層の有する第1不可逆容量と第2活物質層の有する第2不可逆容量との総和に対して、80%以上、100%以下であることが好ましい。第2工程と第4工程でのリチウムの付与量の比率は任意であるが、第2工程においては第1不可逆容量の100%を付与し、残りを第4工程で付与するのが、第1活物質層内へのリチウム反応性向上という観点から好ましい。   The sum of the first electric amount corresponding to the amount of lithium applied in the second step and the second electric amount corresponding to the amount of lithium applied in the fourth step is the first irreversible capacity of the first active material layer. It is preferable that it is 80% or more and 100% or less with respect to the sum total with the 2nd irreversible capacity | capacitance which a 2nd active material layer has. The ratio of the amount of lithium applied in the second step and the fourth step is arbitrary, but in the second step, 100% of the first irreversible capacity is given, and the rest is given in the fourth step. This is preferable from the viewpoint of improving the reactivity of lithium into the active material layer.

なお、第2工程で付与されたリチウムは、電池電極4が第2工程終了後の最初の搬送ローラ5aに達するまでに第1活物質層に吸蔵されていることが好ましい。また、第4工程で付与されたリチウムは、電池電極4が第4工程終了後の最初の搬送ローラ5bに達するまでに第2活物質層に吸蔵されていることが好ましい。   Note that the lithium applied in the second step is preferably occluded in the first active material layer before the battery electrode 4 reaches the first transport roller 5a after the end of the second step. Moreover, it is preferable that the lithium provided in the fourth step is occluded in the second active material layer before the battery electrode 4 reaches the first transport roller 5b after the fourth step.

また、第3工程の第2の負極活物質付与は、余剰リチウムの不用意な反応を防ぐために第2工程のリチウム付与の後、真空を破壊せずに行うことが望ましいが、必ずしもこの限りではない。   In addition, it is desirable that the second negative electrode active material application in the third step is performed without breaking the vacuum after the lithium application in the second step in order to prevent inadvertent reaction of excess lithium. Absent.

以上の各実施の形態において、各搬送ローラ5、5aおよび5bは、リチウムと合金化しない材料で構成することが望ましい。これによって未反応なリチウムが存在した場合でも、そのリチウムがローラと反応し、ローラが汚染されたり、ローラと極板が接着されて走行不良になることを防止できるからである。リチウムと合金化しない材料であればどのようなものでもよいが、ローラ形状やローラ表面層への加工容易性、更にコストの観点から、銅、ニッケル、クロム、ステンレス、またはフッ素あるいは含フッ素樹脂からなる材料を用いることが望ましい。これらの材料を極板と接触する部分で用いると、その部分でのリチウムとの反応を防止して、極板の安定な走行を確保することができる。   In each of the embodiments described above, it is desirable that each of the transport rollers 5, 5a, and 5b be made of a material that does not alloy with lithium. This is because even when unreacted lithium is present, it is possible to prevent the lithium from reacting with the roller, contaminating the roller, or bonding the roller and the electrode plate to cause poor running. Any material that does not form an alloy with lithium may be used, but from the viewpoint of roller shape and ease of processing into the roller surface layer, and from the viewpoint of cost, copper, nickel, chromium, stainless steel, fluorine, or fluorine-containing resin may be used. It is desirable to use such a material. When these materials are used in a portion in contact with the electrode plate, reaction with lithium in that portion can be prevented, and stable travel of the electrode plate can be ensured.

本発明で使用できる集電体としては、銅、ニッケルなどを含むシート状の金属箔を用いることが出来る。強度、電池としての体積効率、および取り扱いの容易性などの観点から箔の厚みは4〜30μmが好ましく、より好ましくは5〜10μmである。箔の表面は平滑であってもよいが、活物質層との付着強度を高めるために、Ra=0.1〜4μm程度の凹凸箔を用いることも出来る。箔の凹凸は活物質層を構成する粒子間に空隙を形成する効果を併せ持つ。付着力、コストなどの点から、より好ましくはRa=0.4〜2.5である。   As the current collector that can be used in the present invention, a sheet-like metal foil containing copper, nickel, or the like can be used. The thickness of the foil is preferably 4 to 30 μm, more preferably 5 to 10 μm from the viewpoints of strength, volumetric efficiency as a battery, and ease of handling. The surface of the foil may be smooth, but in order to increase the adhesion strength with the active material layer, a concavo-convex foil of about Ra = 0.1 to 4 μm can be used. The unevenness of the foil also has the effect of forming voids between the particles constituting the active material layer. From the viewpoints of adhesion, cost, etc., Ra is more preferably 0.4 to 2.5.

第1活物質層を形成する手法は錬合、塗工、プレスの各工程を有するウェットプロセス、または蒸着法、スパッタ法、CVD法などのドライプロセスを用いることができる。 活物質層をウェットプロセスで形成するには、負極活物質粒子に結着剤や導電補助剤を適宜混合してペーストを作り、これをドクターブレード方などにより適当な厚さに塗布、乾燥する。その後必要に応じてプレスを行う。使用される負極活物質粒子は、一般的に0.1μm以上50μm以下の粒径を持つ。また結着剤は集電体と、負極活物質とを結合する接着力を有し、かつ電池が動作する電位範囲において電気化学的に不活性であればよい。例えば、スチレン−ブチレン共重合ゴム、ポリフッ化ビニリデン、ポリ4フッ化エチレン、カルボキシメチルセルロースなどを単独あるいは複数を組み合わせて用いる。導電補助剤には、黒鉛またはカーボンブラックまたはカーボンナノチューブなどを代表とする炭素を主とするものが用いられる。   As a method for forming the first active material layer, a wet process having steps of refining, coating, and pressing, or a dry process such as a vapor deposition method, a sputtering method, and a CVD method can be used. In order to form the active material layer by a wet process, a negative electrode active material particle is appropriately mixed with a binder and a conductive auxiliary agent to form a paste, which is applied to an appropriate thickness by a doctor blade or the like and dried. Then press as necessary. The negative electrode active material particles used generally have a particle size of 0.1 μm or more and 50 μm or less. Further, the binder only needs to have an adhesive force for binding the current collector to the negative electrode active material and be electrochemically inactive in a potential range where the battery operates. For example, styrene-butylene copolymer rubber, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, carboxymethylcellulose, or the like is used alone or in combination. As the conductive auxiliary agent, a material mainly composed of carbon such as graphite, carbon black, or carbon nanotube is used.

第1活物質層をドライプロセスで形成する場合は蒸着法、スパッタ法、CVD法などを用いることが出来るが、中でも蒸着法が、効率的に活物質層を形成する観点から特に望ましい。蒸着法は電子ビーム蒸着を用いても良く、抵抗加熱蒸着を行っても良い。SiやSnの酸化物や窒化物の蒸着を行う場合には酸化物や窒化物を蒸発材料として用いてもよく、また、SiやSnを蒸発させながら酸素ガスや窒素ガス、またはこれらガスをイオン化あるいはラジカル化したものを差し向けることによって反応蒸着を行っても良い。   When the first active material layer is formed by a dry process, a vapor deposition method, a sputtering method, a CVD method, or the like can be used. Among these, the vapor deposition method is particularly desirable from the viewpoint of efficiently forming the active material layer. As the vapor deposition method, electron beam vapor deposition may be used, or resistance heating vapor deposition may be performed. When depositing oxides or nitrides of Si or Sn, oxides or nitrides may be used as evaporation materials, and oxygen gas, nitrogen gas, or these gases are ionized while Si or Sn is evaporated. Alternatively, reactive vapor deposition may be performed by directing a radicalized product.

第2工程あるいは第4工程で行うリチウム付与方法としては、薄膜プロセスを用いることが望ましい。その中でも高速でリチウム付与が可能であるので真空蒸着法が望ましい。薄膜プロセスを用いることにより、負極板上にリチウムを精度よく薄く均一に付与することができる。その結果リチウムの偏在を減少することができるので、リチウムの付与を不可逆容量の100%まで行うことが可能となる。リチウムの高い活性を考えると、これら一連のプロセスを全て真空中で連続して行うことが望ましい。   As the lithium application method performed in the second step or the fourth step, it is desirable to use a thin film process. Among these, vacuum deposition is desirable because lithium can be applied at high speed. By using a thin film process, lithium can be applied thinly and uniformly on the negative electrode plate with high accuracy. As a result, uneven distribution of lithium can be reduced, so that lithium can be applied up to 100% of the irreversible capacity. Considering the high activity of lithium, it is desirable to perform all of these series of processes continuously in a vacuum.

リチウムの付与時あるいは付与後に活物質層との反応を促進するために極板を加熱しても良い。極板の加熱は、例えば図1および図2に示した加熱手段30を用いて行えばよい。特に実施の形態2においては、第4工程で付与されたリチウムが、活物質層に十分に吸蔵されないままで巻き取りを行うと、裏面へのリチウム転写が起きるからである。負極活物質層に付与したリチウムは巻き取りまでに反応を終えることが重要であり、リチウムの付与後巻き取りまでの時間が長いほど、また極板温度が高いほど、リチウムと負極活物質の反応は完全となる。加熱手段30としては特に限定されないが、例えばヒーター加熱、光加熱、誘導加熱その他の方法が利用可能である。   The electrode plate may be heated to promote the reaction with the active material layer during or after the application of lithium. The electrode plate may be heated using the heating means 30 shown in FIGS. 1 and 2, for example. In particular, in Embodiment 2, when the lithium applied in the fourth step is wound without being sufficiently occluded in the active material layer, lithium transfer to the back surface occurs. It is important that the lithium applied to the negative electrode active material layer finishes the reaction before winding, and the longer the time after winding of lithium and the higher the electrode plate temperature, the more the reaction between lithium and the negative electrode active material. Is perfect. Although it does not specifically limit as the heating means 30, For example, heater heating, light heating, induction heating, and other methods can be used.

(実施の形態3)
以上の各実施の形態に示した手法により得られた負極を用いた電池について、図を参照しながら説明する。
(Embodiment 3)
A battery using the negative electrode obtained by the method described in each of the above embodiments will be described with reference to the drawings.

図3は本発明にかかる電池の一例を示す概略断面図である。図3において、所定の大きさに作製された正極11の集電体に、例えばアルミニウム製の正極リード14の一端が接続されている。実施の形態1または2に示した手法により得られた負極12の集電体には、例えばニッケル製の負極リード15の一端が接続されている。正極11と負極12とを、両極板より幅広なセパレータ13を介して捲回することで、極板群20を構成できる。セパレータ13としては、例えば厚さ20μmのポリエチレン樹脂製微多孔フィルムが適用可能であるが、これに限定されるものではない。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a battery according to the present invention. In FIG. 3, one end of a positive electrode lead 14 made of, for example, aluminum is connected to a current collector of the positive electrode 11 manufactured to a predetermined size. For example, one end of a negative electrode lead 15 made of nickel is connected to the current collector of the negative electrode 12 obtained by the method shown in the first or second embodiment. The electrode plate group 20 can be configured by winding the positive electrode 11 and the negative electrode 12 through a separator 13 wider than both electrode plates. As the separator 13, for example, a polyethylene resin microporous film having a thickness of 20 μm is applicable, but is not limited thereto.

得られた極板群20は、例えば露点温度が−60℃のドライ雰囲気において60℃真空乾燥を10時間行い、極板群20中に含まれる水分を追い出す。事前にセパレータ13および他の電池部材についても乾燥を充分に行い、電池中に持ち込む水分を低減させることが好ましい。極板群の外面はセパレータ13で介装する。この極板群20は、その上下に、それぞれ上部絶縁リング16および下部絶縁リング17を配して、例えば鉄製で表面がニッケルめっきされた電池缶18の内空間に収容される。   The obtained electrode plate group 20 is vacuum-dried at 60 ° C. for 10 hours in a dry atmosphere having a dew point temperature of −60 ° C., for example, to drive out moisture contained in the electrode plate group 20. It is preferable to sufficiently dry the separator 13 and other battery members in advance to reduce moisture brought into the battery. An outer surface of the electrode plate group is interposed by a separator 13. The electrode plate group 20 is provided with an upper insulating ring 16 and a lower insulating ring 17 on the upper and lower sides thereof, and is accommodated in an inner space of a battery can 18 made of, for example, iron and nickel-plated on the surface.

極板群には、非水電解質(図示せず)が含浸される。正極リード14の他端は、周縁に絶縁パッキン21が配された封口板19の裏面に溶接される。負極リード15の他端は、電池缶18の内底面に溶接される。電池缶18の開口を、封口板19で塞ぐことにより、円筒型のリチウムイオン二次電池が作製できる。なお非水電解質には、例えばエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートの容積比1:1の混合溶媒にLiPFを1mol/Lの濃度で溶解した非水電解質溶液を用いることが出来るが、これに限定されるものではない。 The electrode plate group is impregnated with a non-aqueous electrolyte (not shown). The other end of the positive electrode lead 14 is welded to the back surface of a sealing plate 19 having an insulating packing 21 disposed on the periphery. The other end of the negative electrode lead 15 is welded to the inner bottom surface of the battery can 18. By closing the opening of the battery can 18 with the sealing plate 19, a cylindrical lithium ion secondary battery can be produced. As the non-aqueous electrolyte, for example, a non-aqueous electrolyte solution in which LiPF 6 is dissolved at a concentration of 1 mol / L in a mixed solvent of ethylene carbonate and propylene carbonate in a volume ratio of 1: 1 can be used, but the invention is not limited thereto. It is not a thing.

正極11に用いられる正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵および放出可能なLiCoO、LiNiO、LiMnなどが適用できるがこれらに限定されるものではない。 Examples of the positive electrode active material used for the positive electrode 11 include, but are not limited to, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 that can occlude and release lithium ions.

本発明は、円筒型、扁平型、コイン型、角形等の様々な形状の非水電解質二次電池に適用可能であり、電池の形状は特に限定されない。本発明は、金属製の電池缶やラミネートフィルム製のケースに、電池電極、電解液等の発電要素を収容した電池を含め、様々な封止形態の電池に適用可能であり、電池の封止形態は特に限定されない。   The present invention can be applied to non-aqueous electrolyte secondary batteries having various shapes such as a cylindrical shape, a flat shape, a coin shape, and a square shape, and the shape of the battery is not particularly limited. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applicable to batteries of various sealing forms, including batteries that contain power generation elements such as battery electrodes and electrolytes in metal battery cans and laminated film cases. The form is not particularly limited.

このように本発明によれば、理論的にはイオンを多く吸収あるいは放出できるが不可逆容量の大きな、例えばSiやSnなどの金属、あるいは酸化物、窒化物の活物質材料を活用することを可能としている。   As described above, according to the present invention, it is theoretically possible to use an active material such as a metal such as Si or Sn, or an oxide or nitride having a large irreversible capacity, although it can absorb or release a large amount of ions. It is said.

なお、本発明の負極および電池の製造方法は、本発明の活物質に限定されるものではなく、不可逆容量の大きな活物質材料全般に適用可能である。また、リチウムイオン二次電池以外の電池や、不可逆反応に伴う課題を有する極板に適用できる。   In addition, the manufacturing method of the negative electrode and battery of this invention is not limited to the active material of this invention, It can apply to all the active material materials with a large irreversible capacity | capacitance. Moreover, it can apply to batteries other than a lithium ion secondary battery, and the electrode plate which has the subject accompanying an irreversible reaction.

本発明は、不可逆容量の程度が大きい活物質のエネルギー密度を有効に引き出すための極板および電池の製造方法を提供するものである。本発明の製造方法により得られる極板は電池産業分野に限らず、電気化学素子全般への応用が可能である。   The present invention provides an electrode plate and a battery manufacturing method for effectively extracting the energy density of an active material having a large degree of irreversible capacity. The electrode plate obtained by the production method of the present invention is not limited to the battery industry field and can be applied to all electrochemical devices.

本発明の実施の形態1における極板の製造方法を示す模式図The schematic diagram which shows the manufacturing method of the electrode plate in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2における極板の製造方法を示す模式図The schematic diagram which shows the manufacturing method of the electrode plate in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3における電池を示す概略断面図Schematic sectional view showing a battery according to Embodiment 3 of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 排気ポンプ
2 真空槽
3 巻き出しロール
4 電池電極
5 搬送ローラ
6 第一キャン
7 第二キャン
8 巻き取りロール
9、9a リチウム付与源
10 遮蔽板
11 正極
12 負極
13 セパレータ
14 正極リード
15 負極リード
16 上部絶縁リング
17 下部絶縁リング
18 電池缶
19 封口板
20 極板群
21 絶縁パッキン
30 加熱手段
31 負極活物質付与源
32 第三キャン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exhaust pump 2 Vacuum tank 3 Unwinding roll 4 Battery electrode 5 Conveyance roller 6 1st can 7 2nd can 8 Winding roll 9, 9a Lithium supply source 10 Shielding plate 11 Positive electrode 12 Negative electrode 13 Separator 14 Positive electrode lead 15 Negative electrode lead 16 Upper insulating ring 17 Lower insulating ring 18 Battery can 19 Sealing plate 20 Electrode plate group 21 Insulating packing 30 Heating means 31 Negative electrode active material application source 32 Third can

Claims (6)

集電体上にケイ素単体、ケイ素合金、ケイ素と酸素とを含む化合物、ケイ素と窒素とを含む化合物、スズ単体、スズ合金、スズと酸素とを含む化合物、およびスズと窒素とを含む化合物からなる群より選ばれた少なくともいずれかを含む第1活物質層を設ける第1工程と、
前記第1活物質層の上に真空プロセスでリチウムを付与する第2工程と、
前記リチウムを付与された前記第1活物質層の上に、ケイ素単体、ケイ素合金、ケイ素と酸素とを含む化合物、ケイ素と窒素とを含む化合物、スズ単体、スズ合金、スズと酸素とを含む化合物、およびスズと窒素とを含む化合物からなる群より選ばれた少なくともいずれかを含む第2活物質層を設ける第3工程とを含み、
前記第2工程で付与するリチウムの量に相当する第1電気量は、前記第1活物質層の有する第1不可逆容量と前記第2活物質層の有する第2不可逆容量との総和に対して、80%以上100%以下であるリチウム二次電池用負極の製造方法。
From a simple substance of silicon on a current collector, a silicon alloy, a compound containing silicon and oxygen, a compound containing silicon and nitrogen, a simple substance of tin, a tin alloy, a compound containing tin and oxygen, and a compound containing tin and nitrogen A first step of providing a first active material layer containing at least one selected from the group consisting of:
A second step of applying lithium on the first active material layer by a vacuum process;
On the first active material layer provided with lithium, silicon simple substance, silicon alloy, compound containing silicon and oxygen, compound containing silicon and nitrogen, simple substance tin, tin alloy, tin and oxygen are included. And a third step of providing a second active material layer containing at least one selected from the group consisting of a compound and a compound containing tin and nitrogen,
The first quantity of electricity corresponding to the amount of lithium applied in the second step is a sum of the first irreversible capacity of the first active material layer and the second irreversible capacity of the second active material layer. The manufacturing method of the negative electrode for lithium secondary batteries which is 80% or more and 100% or less .
前記第3工程に続いて、さらにリチウムを付与する第4工程を有すること、
を特徴とする請求項1記載のリチウム二次電池用負極の製造方法。
Following the third step, further comprising a fourth step of applying lithium,
The manufacturing method of the negative electrode for lithium secondary batteries of Claim 1 characterized by these.
前記第2工程で付与するリチウムの量に相当する第1電気量と前記第4工程で付与するリチウムの量に相当する第2電気量との総和は、前記第1活物質層の有する第1不可逆容量と前記第2活物質層の有する第2不可逆容量との総和に対して、80%以上、100%以下であること、
を特徴とする請求項2記載のリチウム二次電池用負極の製造方法。
The sum of the first electric amount corresponding to the amount of lithium applied in the second step and the second electric amount corresponding to the amount of lithium applied in the fourth step is the first active material layer has. 80% or more and 100% or less of the total of the irreversible capacity and the second irreversible capacity of the second active material layer;
The method for producing a negative electrode for a lithium secondary battery according to claim 2.
リチウムイオンを吸蔵および放出可能な正極と、リチウムイオンを吸蔵および放出可能な負極と、前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータと、リチウムイオン伝導性を有する電解質と、を含むリチウム二次電池の製造方法であって、
前記負極の集電体上にケイ素単体、ケイ素合金、ケイ素と酸素とを含む化合物、ケイ素と窒素とを含む化合物、スズ単体、スズ合金、スズと酸素とを含む化合物、およびスズと窒素とを含む化合物からなる群より選ばれた少なくともいずれかを含む第1活物質層を設ける第1工程と、
前記第1活物質層の上に真空プロセスでリチウムを付与する第2工程と、
前記リチウムを付与された前記第1活物質層の上に、ケイ素単体、ケイ素合金、ケイ素と酸素とを含む化合物、ケイ素と窒素とを含む化合物、スズ単体、スズ合金、スズと酸素とを含む化合物、およびスズと窒素とを含む化合物からなる群より選ばれた少なくともいずれかを含む第2活物質層を設ける第3工程とを含み、
前記第2工程で付与するリチウムの量に相当する第1電気量は、前記第1活物質層の有する第1不可逆容量と前記第2活物質層の有する第2不可逆容量との総和に対して、80%以上100%以下であるリチウム二次電池の製造方法。
A lithium secondary battery comprising: a positive electrode capable of inserting and extracting lithium ions; a negative electrode capable of inserting and extracting lithium ions; a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode; and an electrolyte having lithium ion conductivity. A method for manufacturing a secondary battery, comprising:
On the current collector of the negative electrode, silicon simple substance, silicon alloy, compound containing silicon and oxygen, compound containing silicon and nitrogen, tin simple substance, tin alloy, compound containing tin and oxygen, and tin and nitrogen A first step of providing a first active material layer containing at least one selected from the group consisting of containing compounds;
A second step of applying lithium on the first active material layer by a vacuum process;
On the first active material layer provided with lithium, silicon simple substance, silicon alloy, compound containing silicon and oxygen, compound containing silicon and nitrogen, simple substance tin, tin alloy, tin and oxygen are included. And a third step of providing a second active material layer containing at least one selected from the group consisting of a compound and a compound containing tin and nitrogen,
The first quantity of electricity corresponding to the amount of lithium applied in the second step is a sum of the first irreversible capacity of the first active material layer and the second irreversible capacity of the second active material layer. , 80% or more and 100% or less of a method for producing a lithium secondary battery.
前記第3工程に続いて、さらにリチウムを付与する第4工程を有すること、
を特徴とする請求項4記載のリチウム二次電池の製造方法。
Following the third step, further comprising a fourth step of applying lithium,
The method for producing a lithium secondary battery according to claim 4.
前記第2工程で付与するリチウムの量に相当する第1電気量と前記第4工程で付与するリチウムの量に相当する第2電気量との総和は、前記第1活物質層の有する第1不可逆容量と前記第2活物質層の有する第2不可逆容量との総和に対して、80%以上、100%以下であること、
を特徴とする請求項5記載のリチウム二次電池の製造方法。
The sum of the first electric amount corresponding to the amount of lithium applied in the second step and the second electric amount corresponding to the amount of lithium applied in the fourth step is the first active material layer has. 80% or more and 100% or less of the total of the irreversible capacity and the second irreversible capacity of the second active material layer;
The method for producing a lithium secondary battery according to claim 5.
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