JP4952968B2 - Negative electrode for secondary battery and secondary battery - Google Patents

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Description

本発明は、結着剤を含む二次電池用負極、およびそれを用いた二次電池に関する。 The present invention relates to a negative electrode for a secondary battery containing a binder and a secondary battery using the same.

近年、カメラ一体型VTR(ビデオテープレコーダ),携帯電話あるいはラップトップコンピュータ等のポータブル電子機器が多く登場し、その小型軽量化が図られている。それに伴い、これらの電子機器の電源として、電池、特に二次電池について、エネルギー密度をより向上させるための研究開発が活発に進められている。中でも、負極に炭素材料を用いたリチウムイオン二次電池は、従来の鉛電池およびニッケルカドミウム電池と比較して大きなエネルギー密度が得られるため広く実用化されている。   In recent years, many portable electronic devices such as a camera-integrated VTR (video tape recorder), a mobile phone, or a laptop computer have appeared, and their size and weight have been reduced. Accordingly, as a power source for these electronic devices, research and development for improving the energy density of batteries, particularly secondary batteries, are being actively promoted. Among them, lithium ion secondary batteries using a carbon material for the negative electrode are widely put into practical use because a large energy density can be obtained as compared with conventional lead batteries and nickel cadmium batteries.

また最近では、携帯用電子機器の高性能化に伴い、更なる容量の向上が求められており、負極活物質として炭素材料に代えてスズ(Sn)あるいはケイ素(Si)などを用いることが検討されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2000−311681号公報
Recently, with the improvement in performance of portable electronic devices, further improvement in capacity has been demanded, and it is considered to use tin (Sn) or silicon (Si) instead of carbon material as the negative electrode active material. (For example, see Patent Document 1).
JP 2000-311681 A

ところで、ポータブル電子機器は、屋外で使用されたり、あるいは日本とは環境が異なる海外で使用されたりする機会も多くなってきており、例えば、中近東や南アフリカのような国々の炎天下の中や、東南アジアのような国々における高温多湿の環境の中で使用することも珍しくなくなっている。また、自動車の車内、カフェあるいはオフィスのような室内でも陽射しの強い窓際などの場所に放置されることもある。   By the way, portable electronic devices are often used outdoors or used in foreign countries where the environment is different from Japan. For example, in the hot sun of countries such as the Middle East and South Africa, It is not uncommon to use it in hot and humid environments in countries like Southeast Asia. In addition, it may be left in places such as a window of strong sunlight even in the interior of a car, a cafe or an office.

このような環境下では、主に電解液の分解反応により負極表面に絶縁性被膜が形成され、更に、負極中にポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を用いると、この結着剤からガスが離脱することにより、フッ酸やトリフルオロベンゼンが生成し、負極表面に過剰な絶縁性被膜が形成され、高温におけるサイクル特性が低下してしまうという問題があった。   In such an environment, an insulating film is formed on the negative electrode surface mainly due to the decomposition reaction of the electrolyte, and when a binder such as polyvinylidene fluoride is used in the negative electrode, gas is released from the binder. As a result, hydrofluoric acid and trifluorobenzene are generated, an excessive insulating film is formed on the negative electrode surface, and the cycle characteristics at high temperatures are degraded.

また、スズあるいはケイ素などは充放電に伴い膨張収縮して、微粉化し、集電性が低下したり、あるいは表面積の増大により電解液の分解反応が促進され、絶縁性被膜が生成するので、特にサイクル特性が低下してしまうという問題があった。   In addition, tin or silicon expands and contracts with charge and discharge, pulverizes, reduces current collection, or increases the surface area, which promotes the decomposition reaction of the electrolyte and produces an insulating film. There was a problem that the cycle characteristics would deteriorate.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、高温環境下であっても、サイクル特性を向上させることができる二次電池およびそれに用いる二次電池用負極を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a secondary battery capable of improving cycle characteristics even in a high temperature environment and a negative electrode for a secondary battery used therefor. is there.

本発明の第1の二次電池用負極は、化1に示した構成単位と、化2に示した構成単位と、化3に示した構成単位とを含むアルカリ雰囲気下で加熱されたポリフッ化ビニリデンを結着剤として含有し、昇温熱分解による熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法により得られるガスクロマトグラムにおいて、420℃以上680℃以下の範囲を積分して得られる積分値Aに対する280℃以上420℃以下の範囲を積分して得られる積分値Bの割合(積分値B/積分値A)は、5%以下のものである。
(化1)
−CF2 −CH2
(化2)
−CF=CH−
(化3)
−CH=CH−
The first negative electrode for a secondary battery of the present invention is a polyfluoride heated in an alkaline atmosphere containing the structural unit shown in Chemical Formula 1, the structural unit shown in Chemical Formula 2, and the structural unit shown in Chemical Formula 3. containing vinylidene as a binder, in a gas chromatogram obtained by the pyrolysis gas chromatography mass spectrometry using a temperature-temperature pyrolysis, 420 ° C. 280 ° C. or higher for the integral value a obtained by integrating the range of 680 ° C. 420 ° C. or higher The ratio (integral value B / integral value A) of the integral value B obtained by integrating the following ranges is 5% or less.
(Chemical formula 1)
—CF 2 —CH 2
(Chemical formula 2)
-CF = CH-
(Chemical formula 3)
-CH = CH-

本発明による第2の二次電池用負極は、化1に示した構成単位と、化2に示した構成単位と、化3に示した構成単位とを含むアルカリ雰囲気下で加熱されたポリフッ化ビニリデンを結着剤として含有し、昇温熱分解による熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法により得られる分子イオン132またはフラグメントイオン132からなるマスクロマトグラムにおいて、420℃以上580℃以下の範囲を積分して得られる積分値Cに対する180℃以上420℃以下の範囲を積分して得られる積分値Dの割合(積分値D/積分値C)は、25%以下のものである。
(化1)
−CF2 −CH2
(化2)
−CF=CH−
(化3)
−CH=CH−
The second negative electrode for a secondary battery according to the present invention is a polyfluoride heated in an alkaline atmosphere containing the structural unit shown in Chemical Formula 1, the structural unit shown in Chemical Formula 2, and the structural unit shown in Chemical Formula 3. containing vinylidene as a binder, in the mass chromatogram consisting of molecular ion 132 or fragment ions 132 obtained by thermal decomposition gas chromatograph mass spectrometry using a temperature-temperature pyrolysis, obtained by integrating the range of 580 ° C. or less 420 ° C. or higher The ratio (integral value D / integral value C) of the integral value D obtained by integrating the range of 180 ° C. to 420 ° C. with respect to the integral value C is 25% or less.
(Chemical formula 1)
—CF 2 —CH 2
(Chemical formula 2)
-CF = CH-
(Chemical formula 3)
-CH = CH-

本発明による第1の二次電池は、正極および負極と共に電解質を備えたものであって、負極は、化1に示した構成単位と、化2に示した構成単位と、化3に示した構成単位とを含むアルカリ雰囲気下で加熱されたポリフッ化ビニリデンを結着剤として含有し、かつ昇温熱分解による熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法により得られるガスクロマトグラムにおいて、420℃以上680℃以下の範囲を積分して得られる積分値Aに対する280℃以上420℃以下の範囲を積分して得られる積分値Bの割合(積分値B/積分値A)は、5%以下のものである。
(化1)
−CF2 −CH2
(化2)
−CF=CH−
(化3)
−CH=CH−
A first secondary battery according to the present invention is provided with an electrolyte together with a positive electrode and a negative electrode. The negative electrode is represented by the structural unit shown in Chemical formula 1, the structural unit shown in Chemical formula 2, and the chemical formula shown in Chemical formula 3. polyvinylidene fluoride, which is heated under alkaline atmosphere containing constituent unit contained as a binder, and in a gas chromatogram obtained by the pyrolysis gas chromatography mass spectrometry using a temperature temperature pyrolysis, the range of 680 ° C. or less 420 ° C. or higher The ratio (integrated value B / integrated value A) of the integrated value B obtained by integrating the range of 280 ° C. or higher and 420 ° C. or lower with respect to the integrated value A obtained by integrating is 5% or lower.
(Chemical formula 1)
—CF 2 —CH 2
(Chemical formula 2)
-CF = CH-
(Chemical formula 3)
-CH = CH-

本発明による第2の二次電池は、正極および負極と共に電解質を備えたものであって、負極は、化1に示した構成単位と、化2に示した構成単位と、化3に示した構成単位とを含むアルカリ雰囲気下で加熱されたポリフッ化ビニリデンを結着剤として含有し、かつ昇温熱分解による熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法により得られる分子イオン132またはフラグメントイオン132からなるマスクロマトグラムにおいて、420℃以上580℃以下の範囲を積分して得られる積分値Cに対する180℃以上420℃以下の範囲を積分して得られる積分値Dの割合(積分値D/積分値C)は、25%以下のものである。
(化1)
−CF2 −CH2
(化2)
−CF=CH−
(化3)
−CH=CH−
A second secondary battery according to the present invention is provided with an electrolyte together with a positive electrode and a negative electrode. The negative electrode is represented by the structural unit shown in Chemical formula 1, the structural unit shown in Chemical formula 2, and the chemical formula shown in Chemical formula 3. mass chromatogram of heated polyvinylidene fluoride in an alkaline atmosphere containing as a binder, and made of pyrolytic gas chromatography mass spectrometry molecular ion 132 or fragment ions 132 are obtained by using a temperature-temperature pyrolysis comprising a structural unit The ratio of the integrated value D obtained by integrating the range of 180 ° C. or higher and 420 ° C. or lower to the integrated value C obtained by integrating the range of 420 ° C. or higher and 580 ° C. or lower (integrated value D / integrated value C) is: 25% or less.
(Chemical formula 1)
—CF 2 —CH 2
(Chemical formula 2)
-CF = CH-
(Chemical formula 3)
-CH = CH-

本発明の第1あるいは第2の二次電池用負極によれば、化1に示した構成単位と、化2に示した構成単位と、化3に示した構成単位とを含むアルカリ雰囲気下で加熱されたポリフッ化ビニリデンを結着剤として含み、昇温熱分解による熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法により得られるガスクロマトグラムにおいて、積分値Aに対する積分値Bの割合を5%以下とするように、または昇温熱分解による熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法により得られる分子イオン132またはフラグメントイオン132からなるマスクロマトグラムにおいて、積分値Cに対する積分値Dの割合を25%以下とするようにしたので、化2あるいは化3に示した構成単位の占める割合を多くすることができる。よって、この二次電池用負極を用いた本発明の第1あるいは第2の二次電池によれば、結着剤からガス成分などが離脱することが抑制され、負極における過剰な絶縁性被膜の生成を抑制することができると共に、導電性を向上させることができ、高温環境下であっても、サイクル特性を向上させることができる。 According to the first or second negative electrode for a secondary battery of the present invention, in an alkaline atmosphere including the structural unit represented by Chemical Formula 1, the structural unit represented by Chemical Formula 2, and the structural unit represented by Chemical Formula 3 In a gas chromatogram obtained by pyrolysis gas chromatograph mass spectrometry by heating pyrolysis , containing heated polyvinylidene fluoride as a binder, the ratio of the integral value B to the integral value A is 5% or less, or In the mass chromatogram composed of molecular ions 132 or fragment ions 132 obtained by pyrolysis gas chromatograph mass spectrometry by temperature-enhanced pyrolysis, the ratio of the integrated value D to the integrated value C is set to 25% or less. Alternatively, the proportion of the structural unit shown in Chemical Formula 3 can be increased. Therefore, according to the first or the second secondary battery of the present invention using the anode for the secondary battery, it is suppressed that such gas component is removed from the binder, the excess insulating film in the negative electrode Formation can be suppressed, conductivity can be improved, and cycle characteristics can be improved even in a high temperature environment.

また、積分値Aに対する積分値Bの割合を3%以下とするように、または積分値Cに対する積分値Dの割合を15%以下とするようにすれば、より高い効果を得ることができる。   Further, if the ratio of the integral value B to the integral value A is set to 3% or less, or the ratio of the integral value D to the integral value C is set to 15% or less, a higher effect can be obtained.

特に、負極に、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能であり、構成元素として金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を含む負極材料を含有する場合、または、スズあるいはケイ素を構成元素として有する材料を含有する場合に、効果的である。   In particular, it is possible to occlude and release electrode reactants in the negative electrode, and it contains a negative electrode material containing at least one of a metal element and a metalloid element as a constituent element, or it is composed of tin or silicon It is effective when the material which has as an element is contained.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態に係る負極10の構成を表したものである。負極10は、例えば、一対の対向面を有する負極集電体11と、負極集電体11の片面に設けられた負極活物質層12とを有している。なお、図示しないが、負極集電体11の両面に負極活物質層12を設けるようにしてもよい。   FIG. 1 illustrates a configuration of a negative electrode 10 according to an embodiment of the present invention. The negative electrode 10 includes, for example, a negative electrode current collector 11 having a pair of opposed surfaces, and a negative electrode active material layer 12 provided on one surface of the negative electrode current collector 11. Although not shown, the negative electrode active material layers 12 may be provided on both surfaces of the negative electrode current collector 11.

負極集電体11は、良好な電気化学的安定性、電気伝導性および機械的強度を有することが好ましく、銅(Cu),ニッケル(Ni)あるいはステンレスなどの金属材料により構成されている。特に、銅は高い電気伝導性を有するので好ましい。   The negative electrode current collector 11 preferably has good electrochemical stability, electrical conductivity, and mechanical strength, and is made of a metal material such as copper (Cu), nickel (Ni), or stainless steel. In particular, copper is preferable because it has high electrical conductivity.

負極活物質層12は、例えば、負極活物質として、リチウムなどを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか1種または2種以上を含んでいる。リチウムなどを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、炭素材料,金属酸化物あるいは高分子材料などが挙げられる。炭素材料としては、難黒鉛化炭素,易黒鉛化炭素,人造黒鉛,天然黒鉛,熱分解炭素類,コークス類,グラファイト類,ガラス状炭素類,有機高分子化合物焼成体,活性炭および繊維状炭素などの炭素材料のいずれか1種または2種以上を用いることができる。このうち、コークス類には、ピッチコークス,ニードルコークスあるいは石油コークスなどがあり、有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂などの高分子化合物を適当な温度で焼成して炭素化したものをいう。また、金属酸化物としては、酸化スズなどが挙げられ、高分子材料としては、ポリアセチレンあるいはポリピロールなどが挙げられる。   The negative electrode active material layer 12 includes, for example, any one or more negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium or the like as a negative electrode active material. Examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium and the like include carbon materials, metal oxides, and polymer materials. Examples of carbon materials include non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, artificial graphite, natural graphite, pyrolytic carbons, cokes, graphites, glassy carbons, organic polymer compound fired bodies, activated carbon, and fibrous carbon. Any one or more of these carbon materials can be used. Among these, cokes include pitch coke, needle coke, and petroleum coke. Organic polymer compound fired bodies are carbonized by firing polymer compounds such as phenol resin and furan resin at an appropriate temperature. What you did. Examples of the metal oxide include tin oxide, and examples of the polymer material include polyacetylene or polypyrrole.

リチウムなどを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、また、リチウムなどを吸蔵および放出することが可能であり、金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を構成元素として含む材料も挙げられる。このような材料を用いれば、高いエネルギー密度を得ることができるからである。この負極材料は金属元素あるいは半金属元素の単体でも合金でも化合物でもよく、またこれらの1種または2種以上の相を少なくとも一部に有するようなものでもよい。なお、本発明において、合金には2種以上の金属元素からなるものに加えて、1種以上の金属元素と1種以上の半金属元素とを含むものも含める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体,共晶(共融混合物),金属間化合物あるいはそれらのうちの2種以上が共存するものがある。   As a negative electrode material capable of inserting and extracting lithium and the like, a material that can store and release lithium and the like and includes at least one of a metal element and a metalloid element as a constituent element is also included. Can be mentioned. This is because a high energy density can be obtained by using such a material. The negative electrode material may be a single element, alloy or compound of a metal element or metalloid element, or may have at least a part of one or more of these phases. In the present invention, alloys include those containing one or more metal elements and one or more metalloid elements in addition to those composed of two or more metal elements. Moreover, the nonmetallic element may be included. There are structures in which a solid solution, a eutectic (eutectic mixture), an intermetallic compound, or two or more of them coexist.

この負極材料を構成する金属元素あるいは半金属元素としては、マグネシウム(Mg),ホウ素(B),アルミニウム(Al),ガリウム(Ga),インジウム(In),ケイ素,ゲルマニウム(Ge),スズ,鉛(Pb),ビスマス(Bi),カドミウム(Cd),銀(Ag),亜鉛(Zn),ハフニウム(Hf),ジルコニウム(Zr),イットリウム(Y),パラジウム(Pd)あるいは白金(Pt)が挙げられる。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。   Examples of metal elements or metalloid elements constituting the negative electrode material include magnesium (Mg), boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), silicon, germanium (Ge), tin, and lead. (Pb), bismuth (Bi), cadmium (Cd), silver (Ag), zinc (Zn), hafnium (Hf), zirconium (Zr), yttrium (Y), palladium (Pd) or platinum (Pt). It is done. These may be crystalline or amorphous.

中でも、この負極材料としては、短周期型周期表における4B族の金属元素あるいは半金属元素を構成元素として含むものが好ましく、特に好ましいのはケイ素およびスズの少なくとも一方を構成元素として含むものである。ケイ素およびスズは、リチウムを吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。   Among these, as the negative electrode material, a material containing a 4B group metal element or a semimetal element in the short-period type periodic table as a constituent element is preferable, and at least one of silicon and tin is particularly preferable as a constituent element. This is because silicon and tin have a large ability to occlude and release lithium, and a high energy density can be obtained.

スズの合金としては、例えば、スズ以外の第2の構成元素として、ケイ素,ニッケル,銅,鉄,コバルト(Co),マンガン(Mn),亜鉛,インジウム,銀,チタン(Ti),ゲルマニウム,ビスマス,アンチモン(Sb),およびクロム(Cr)からなる群のうちの少なくとも1種を含むものが挙げられる。ケイ素の合金としては、例えば、ケイ素以外の第2の構成元素として、スズ,ニッケル,銅,鉄,コバルト,マンガン,亜鉛,インジウム,銀,チタン,ゲルマニウム,ビスマス,アンチモンおよびクロムからなる群のうちの少なくとも1種を含むものが挙げられる。   Examples of tin alloys include silicon, nickel, copper, iron, cobalt (Co), manganese (Mn), zinc, indium, silver, titanium (Ti), germanium, and bismuth as the second constituent element other than tin. , Antimony (Sb), and chromium (Cr). As an alloy of silicon, for example, as a second constituent element other than silicon, among the group consisting of tin, nickel, copper, iron, cobalt, manganese, zinc, indium, silver, titanium, germanium, bismuth, antimony and chromium The thing containing at least 1 sort (s) of these is mentioned.

スズの化合物あるいはケイ素の化合物としては、例えば、酸素(O)あるいは炭素(C)を含むものが挙げられ、スズまたはケイ素に加えて、上述した第2の構成元素を含んでいてもよい。   Examples of the tin compound or silicon compound include those containing oxygen (O) or carbon (C), and may contain the second constituent element described above in addition to tin or silicon.

負極活物質層12は、また、化1に示した構成単位と、化2に示した構成単位と、化3に示した構成単位を含む結着剤を含有している。
(化1)
−CF2 −CH2
(化2)
−CF=CH−
(化3)
−CH=CH−
The negative electrode active material layer 12 also contains a binder including the structural unit shown in Chemical Formula 1, the structural unit shown in Chemical Formula 2, and the structural unit shown in Chemical Formula 3.
(Chemical formula 1)
—CF 2 —CH 2
(Chemical formula 2)
-CF = CH-
(Chemical formula 3)
-CH = CH-

一般に、化1に示した構成単位を主成分とするポリフッ化ビニリデンは、化4に示したように反応し、環化されてトリフルオロベンゼンを生成する。このトリフルオロベンゼンは、サイクル特性を劣化させる原因となるので、例えば、環化反応が起こる温度領域を上昇させることにより、サイクル特性の劣化を抑制することが好ましい。具体的には、化1に示した構成単位が重合している分子構造中において、化2および化3に示した構成単位、特に化3に示した構成単位の割合を多くすると環化反応が起こりにくくなると考えられる。   In general, polyvinylidene fluoride containing the structural unit shown in Chemical Formula 1 as a main component reacts as shown in Chemical Formula 4 and is cyclized to produce trifluorobenzene. Since this trifluorobenzene causes deterioration of the cycle characteristics, it is preferable to suppress the deterioration of the cycle characteristics, for example, by increasing the temperature region where the cyclization reaction occurs. Specifically, in the molecular structure in which the structural unit represented by Chemical Formula 1 is polymerized, if the proportion of the structural units represented by Chemical Formula 2 and Chemical Formula 3, particularly the structural unit represented by Chemical Formula 3, is increased, the cyclization reaction will occur. It is thought that it is hard to happen.

Figure 0004952968
Figure 0004952968

図2は、負極10について、昇温熱分解し、発生するガス成分を熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法により解析し得られる分子イオン132またはフラグメントイオン132からなるマスクロマトグラムの一例を表したものであり、図3は、ガスクロマトグラムの一例を表すものである。このマスクロマトグラムでは、主に、420℃以下の第1領域に観られるピークP1と、420℃以上の第2領域に観られるピークP2とに分離され、420℃付近にこれらの交点が観られる。   FIG. 2 shows an example of a mass chromatogram composed of molecular ions 132 or fragment ions 132 obtained by pyrolyzing the negative electrode 10 at elevated temperature and analyzing the generated gas components by pyrolysis gas chromatography mass spectrometry. FIG. 3 shows an example of a gas chromatogram. In this mass chromatogram, it is mainly separated into a peak P1 observed in the first region of 420 ° C. or lower and a peak P2 observed in the second region of 420 ° C. or higher, and these intersections are observed near 420 ° C. .

図3に示したように、ガスクロマトグラムにおいては、第2の領域における420℃以上680℃以下の範囲を積分して得られる積分値Aに対する第1の領域における280℃以上420℃以下の範囲を積分して得られる積分値Bの割合(積分値B/積分値A)が、5%以下であれば好ましく、3%以下であればより好ましい。また、図2に示したように、分子イオン132またはフラグメントイオン132からなるマスクロマトグラムにおいて、第2の領域における420℃以上580℃以下の範囲を積分して得られる積分値Cに対する第1の領域における180℃以上420℃以下の範囲を積分して得られる積分値Dの割合(積分値D/積分値C)が、25%以下であれば好ましく、15%以下であればより好ましい。積分値の割合がこれらの範囲内であれば、化2および化3に示した構成単位、特に化3に示した構成単位の占める割合が多くなっており、高温環境下での脱ガス反応が十分に抑制されると共に、導電性がより高くなっているからである。   As shown in FIG. 3, in the gas chromatogram, the range of 280 ° C. or more and 420 ° C. or less in the first region with respect to the integrated value A obtained by integrating the range of 420 ° C. or more and 680 ° C. or less in the second region. The ratio of the integrated value B obtained by integration (integrated value B / integrated value A) is preferably 5% or less, more preferably 3% or less. Further, as shown in FIG. 2, in the mass chromatogram composed of molecular ions 132 or fragment ions 132, the first value with respect to the integrated value C obtained by integrating the range of 420 ° C. or higher and 580 ° C. or lower in the second region. The ratio of the integrated value D (integrated value D / integrated value C) obtained by integrating the range of 180 ° C. to 420 ° C. in the region is preferably 25% or less, and more preferably 15% or less. If the ratio of the integral value is within these ranges, the proportion of the structural units shown in Chemical Formula 2 and Chemical Formula 3, especially the structural unit shown in Chemical Formula 3, is large, and the degassing reaction under high temperature environment This is because it is sufficiently suppressed and the conductivity is higher.

なお、ここでいう積分値とは、ガスクロマトグラムあるいはマスクロマトグラムにおいて、横軸(温度軸)をx、縦軸(強度軸)をyとしたときに、x=各温度と、y=0と、ピークの外周とに囲まれた領域の面積を意味する。具体的に例を挙げれば、ガスクロマトグラムにおいて、第2の領域における420℃以上680℃以下の範囲を積分して得られる積分値とは、図4に示したガスクロマトグラムにおける斜線領域の面積を表す。すなわち、x=420,x=680,y=0およびピークの外周で囲まれる面積をいう。   The integrated value here means that in the gas chromatogram or mass chromatogram, x = each temperature, y = 0, where x is the horizontal axis (temperature axis) and y is the vertical axis (intensity axis). Means the area of the region surrounded by the outer periphery of the peak. For example, in the gas chromatogram, the integrated value obtained by integrating the range of 420 ° C. or higher and 680 ° C. or lower in the second region represents the area of the hatched region in the gas chromatogram shown in FIG. . That is, x = 420, x = 680, y = 0 and the area surrounded by the outer periphery of the peak.

結着剤における化2あるいは化3に示した構成単位の割合は、例えば、ポリフッ化ビニリデンをアルカリ雰囲気下で加熱することにより多くすることができる。   The proportion of the structural units shown in Chemical Formula 2 or Chemical Formula 3 in the binder can be increased by, for example, heating polyvinylidene fluoride in an alkaline atmosphere.

負極10は、例えば、次のようにして製造することができる。   The negative electrode 10 can be manufactured as follows, for example.

まず、例えば、負極材料と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、N−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤に分散させて負極合剤スラリーを作製する。次いで、この負極合剤スラリーを負極集電体22Aに塗布し、乾燥させて溶剤を除去したのち、ロールプレス機などにより圧縮成型して負極活物質層12を形成する。これにより、図1に示した負極10が得られる。   First, for example, a negative electrode material and a binder are mixed to prepare a negative electrode mixture, and dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a negative electrode mixture slurry. Next, this negative electrode mixture slurry is applied to the negative electrode current collector 22A, dried to remove the solvent, and then compression molded by a roll press or the like to form the negative electrode active material layer 12. Thereby, the negative electrode 10 shown in FIG. 1 is obtained.

この負極10は、例えば、次のようにして二次電池に用いられる。なお、本実施の形態では、電極反応物質としてリチウムを用いる場合について説明する。   This negative electrode 10 is used for a secondary battery as follows, for example. Note that in this embodiment, the case where lithium is used as an electrode reactant is described.

(第1の二次電池)
図5はその二次電池の断面構造を表すものである。この二次電池は、負極の容量がリチウムの吸蔵および放出による容量成分により表される、いわゆるリチウムイオン二次電池である。この二次電池は、いわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶21の内部に、帯状の正極31と帯状の負極10とがセパレータ32を介して積層し巻回された巻回電極体30を有している。電池缶21は、例えばニッケルのめっきがされた鉄により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶21の内部には、液状の電解質である電解液が注入され、セパレータ32に含浸されている。また、巻回電極体30を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板22,23がそれぞれ配置されている。
(First secondary battery)
FIG. 5 shows a cross-sectional structure of the secondary battery. This secondary battery is a so-called lithium ion secondary battery in which the capacity of the negative electrode is represented by a capacity component due to insertion and extraction of lithium. This secondary battery is a so-called cylindrical type, in which a strip-shaped positive electrode 31 and a strip-shaped negative electrode 10 are stacked and wound around a separator 32 in a substantially hollow cylindrical battery can 21. A rotating electrode body 30 is provided. The battery can 21 is made of, for example, iron plated with nickel, and has one end closed and the other end open. Inside the battery can 21, an electrolytic solution that is a liquid electrolyte is injected and impregnated in the separator 32. In addition, a pair of insulating plates 22 and 23 are respectively disposed perpendicular to the winding peripheral surface so as to sandwich the winding electrode body 30.

電池缶21の開放端部には、電池蓋24と、この電池蓋24の内側に設けられた安全弁機構25および熱感抵抗素子(Positive Temperature Coefficient;PTC素子)26とが、ガスケット27を介してかしめられることにより取り付けられており、電池缶21の内部は密閉されている。電池蓋24は、例えば、電池缶21と同様の材料により構成されている。安全弁機構25は、熱感抵抗素子26を介して電池蓋24と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合にディスク板25Aが反転して電池蓋24と巻回電極体30との電気的接続を切断するようになっている。熱感抵抗素子26は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止するものである。ガスケット27は、例えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。   At the open end of the battery can 21, a battery lid 24, a safety valve mechanism 25 and a thermal resistance element (PTC element) 26 provided inside the battery lid 24 are interposed via a gasket 27. It is attached by caulking, and the inside of the battery can 21 is sealed. The battery lid 24 is made of the same material as the battery can 21, for example. The safety valve mechanism 25 is electrically connected to the battery lid 24 via the heat sensitive resistance element 26, and the disk plate 25A is reversed when the internal pressure of the battery exceeds a certain level due to an internal short circuit or external heating. Thus, the electrical connection between the battery lid 24 and the wound electrode body 30 is cut off. When the temperature rises, the heat-sensitive resistor element 26 limits the current by increasing the resistance value, and prevents abnormal heat generation due to a large current. The gasket 27 is made of, for example, an insulating material, and asphalt is applied to the surface.

巻回電極体30は、例えば、センターピン33を中心に巻回されている。巻回電極体30の正極31にはアルミニウムなどよりなる正極リード34が接続されており、負極10にはニッケルなどよりなる負極リード35が接続されている。正極リード34は安全弁機構25に溶接されることにより電池蓋24と電気的に接続されており、負極リード35は電池缶21に溶接され電気的に接続されている。   The wound electrode body 30 is wound around a center pin 33, for example. A positive electrode lead 34 made of aluminum or the like is connected to the positive electrode 31 of the spirally wound electrode body 30, and a negative electrode lead 35 made of nickel or the like is connected to the negative electrode 10. The positive electrode lead 34 is welded to the safety valve mechanism 25 to be electrically connected to the battery lid 24, and the negative electrode lead 35 is welded to and electrically connected to the battery can 21.

図6は図5に示した巻回電極体30の一部を拡大して表すものである。負極10は上述した構成を有している。これにより、高温環境下での脱ガス反応が抑制されると共に、導電性が向上するようになっている。なお、図6では、負極活物質層12は、負極集電体11の両面に形成されているように表されている。   FIG. 6 shows an enlarged part of the spirally wound electrode body 30 shown in FIG. The negative electrode 10 has the above-described configuration. Thereby, the degassing reaction in a high temperature environment is suppressed, and the conductivity is improved. In FIG. 6, the negative electrode active material layer 12 is represented as being formed on both surfaces of the negative electrode current collector 11.

正極31は、例えば、対向する一対の面を有する正極集電体31Aの両面あるいは片面に正極活物質層31Bが設けられた構造を有している。正極集電体31Aは、例えば、アルミニウム箔などの金属箔により構成されている。正極活物質層31Bは、例えば、正極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料のいずれか1種または2種以上を含んでおり、必要に応じて人造黒鉛あるいはカーボンブラックなどの導電剤およびポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んでいてもよい。   The positive electrode 31 has, for example, a structure in which a positive electrode active material layer 31B is provided on both surfaces or one surface of a positive electrode current collector 31A having a pair of opposed surfaces. The positive electrode current collector 31A is made of, for example, a metal foil such as an aluminum foil. The positive electrode active material layer 31B includes, for example, any one or more of positive electrode materials capable of occluding and releasing lithium as a positive electrode active material, and artificial graphite or carbon black as necessary. And a binder such as polyvinylidene fluoride.

リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、TiS2 ,MoS2 ,NbSe2 あるいはV2 5 などのリチウムを含有しない金属硫化物あるいは金属酸化物などや、化学式がLix M1O2 (M1は1種以上の遷移金属を表す。xは電池の充放電状態によって異なり、一般に0.05≦x≦1.10である。)で表される化合物を主体とするリチウム複合酸化物、または特定のポリマーなどが挙げられる。正極材料は、1種類を単独で用いてもよいが、2種以上を混合して用いてもよい。 Examples of the positive electrode material capable of inserting and extracting lithium include metal sulfides or metal oxides that do not contain lithium, such as TiS 2 , MoS 2 , NbSe 2, and V 2 O 5, and a chemical formula of Li x M1O 2. (M1 represents one or more transition metals. X is different depending on the charge / discharge state of the battery, and generally 0.05 ≦ x ≦ 1.10.) Or a specific polymer etc. are mentioned. As the positive electrode material, one kind may be used alone, or two or more kinds may be mixed and used.

中でも、化学式Lix M1O2 において、遷移金属M1としてコバルト,ニッケルおよびマンガンからなる群のうちの少なくとも1種を含むリチウム複合酸化物が好ましい。具体的には、LiCoO2 ,LiNiO2 ,Lix Niy Co1-y 2 (yの値は、0.7<y<1.0である。)あるいはスピネル構造を有するLiMn2 4 などのリチウムマンガン複合酸化物などが挙げられる。これらリチウム複合酸化物は、高電圧および高エネルギー密度を得ることができるからである。 Among these, in the chemical formula Li x M1O 2 , a lithium composite oxide containing at least one member selected from the group consisting of cobalt, nickel, and manganese as the transition metal M1 is preferable. Specifically, LiCoO 2 , LiNiO 2 , Li x Ni y Co 1-y O 2 (the value of y is 0.7 <y <1.0), LiMn 2 O 4 having a spinel structure, or the like. And lithium manganese composite oxide. This is because these lithium composite oxides can obtain a high voltage and a high energy density.

なお、この二次電池では、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の電気化学当量が、正極31の電気化学当量よりも大きくなっており、充電の途中において負極10にリチウム金属が析出しないようになっている。   In this secondary battery, the electrochemical equivalent of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium is larger than the electrochemical equivalent of the positive electrode 31, and lithium metal is deposited on the negative electrode 10 during charging. It is supposed not to.

セパレータ32は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン,ポリプロピレンあるいはポリエチレンなどの合成樹脂製の多孔質膜、またはセラミック製の多孔質膜により構成されており、これら2種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。   The separator 32 is made of, for example, a porous film made of synthetic resin such as polytetrafluoroethylene, polypropylene, or polyethylene, or a porous film made of ceramic, and has a structure in which two or more kinds of porous films are laminated. May be.

セパレータ32には、液状の電解質である電解液が含浸されている。この電解液は、例えば溶媒と、この溶媒に溶解された電解質塩とを含んでいる。   The separator 32 is impregnated with an electrolytic solution that is a liquid electrolyte. This electrolytic solution contains, for example, a solvent and an electrolyte salt dissolved in this solvent.

溶媒としては、例えば、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル、アニソール、酢酸エステル、酪酸エステルあるいはプロピオン酸エステルが挙げられる。溶媒には、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。   Examples of the solvent include propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, Examples include 4-methyl-1,3-dioxolane, diethyl ether, sulfolane, methyl sulfolane, acetonitrile, propionitrile, anisole, acetic acid ester, butyric acid ester or propionic acid ester. As the solvent, one kind may be used alone, or two or more kinds may be mixed and used.

電解質塩には、例えば、LiClO4 ,LiAsF6 ,LiPF6 ,LiBF4 ,LiB(C6 5 4 ,CH3 SO3 Li,CF3 SO3 Li,LiClあるいはLiBrが用いられる。これらは単独で使用してもよく、複数種を混合して用いてもよい。 For example, LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiB (C 6 H 5 ) 4 , CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, LiCl, or LiBr is used as the electrolyte salt. These may be used alone or in combination of two or more.

この二次電池は、例えば、次のようにして製造することができる。   For example, the secondary battery can be manufactured as follows.

まず、例えば、上述したようにして負極10を作製する。次いで、例えば、正極材料と、必要に応じて導電剤および結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をN−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤に分散させて正極合剤スラリーを作製する。次いで、この正極合剤スラリーを正極集電体31Aに塗布し乾燥させ、圧縮成型することにより正極活物質層31Bを形成し、正極31を作製する。   First, for example, the negative electrode 10 is produced as described above. Next, for example, a positive electrode material and, if necessary, a conductive agent and a binder are mixed to prepare a positive electrode mixture, and the positive electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone. A mixture slurry is prepared. Next, this positive electrode mixture slurry is applied to the positive electrode current collector 31A, dried, and compression molded to form the positive electrode active material layer 31B, thereby producing the positive electrode 31.

続いて、正極集電体31Aに正極リード34を溶接などにより取り付けると共に、負極集電体11に負極リード35を溶接などにより取り付ける。そののち、正極31と負極10とをセパレータ32を介して積層して巻回し、正極リード34の先端部を安全弁機構25に溶接すると共に、負極リード35の先端部を電池缶21に溶接して、巻回した正極31および負極10を一対の絶縁板22,23で挟み電池缶21の内部に収納する。次いで、例えば、電解液を電池缶21の内部に注入し、セパレータ32に含浸させる。そののち、電池缶21の開口端部に電池蓋24,安全弁機構25および熱感抵抗素子26をガスケット27を介してかしめることにより固定する。これにより、図5および図6に示した二次電池が形成される。   Subsequently, the positive electrode lead 34 is attached to the positive electrode current collector 31A by welding or the like, and the negative electrode lead 35 is attached to the negative electrode current collector 11 by welding or the like. After that, the positive electrode 31 and the negative electrode 10 are laminated and wound via the separator 32, and the tip of the positive electrode lead 34 is welded to the safety valve mechanism 25 and the tip of the negative electrode lead 35 is welded to the battery can 21. The wound positive electrode 31 and negative electrode 10 are sandwiched between a pair of insulating plates 22 and 23 and housed inside the battery can 21. Next, for example, an electrolytic solution is injected into the battery can 21 and impregnated in the separator 32. After that, the battery lid 24, the safety valve mechanism 25, and the heat sensitive resistance element 26 are fixed to the opening end of the battery can 21 by caulking through a gasket 27. Thereby, the secondary battery shown in FIGS. 5 and 6 is formed.

この二次電池では、充電を行うと、正極活物質層31Bからリチウムイオンが放出され、セパレータ32に含浸された電解液を介して、負極活物質層12に吸蔵される。次いで、放電を行うと、負極活物質層12からリチウムイオンが放出され、セパレータ32に含浸された電解液を介して、正極活物質層31Bに吸蔵される。この二次電池では、負極10に、化1に示した構成単位と、化2に示した構成単位と、化3に示した構成単位を含む結着剤を含有しており、化2および化3に示した構成単位、特に化3に示した構成単位の占める割合が多くなっているので、高温環境下での脱ガス反応が抑制されると共に、導電性が改善される。   In this secondary battery, when charged, lithium ions are released from the positive electrode active material layer 31 </ b> B and inserted in the negative electrode active material layer 12 through the electrolytic solution impregnated in the separator 32. Next, when discharging is performed, lithium ions are released from the negative electrode active material layer 12 and inserted in the positive electrode active material layer 31B through the electrolytic solution impregnated in the separator 32. In this secondary battery, the negative electrode 10 contains a binder containing the structural unit shown in Chemical formula 1, the structural unit shown in Chemical formula 2, and the structural unit shown in Chemical formula 3, and Since the proportion of the structural unit shown in FIG. 3, especially the structural unit shown in Chemical Formula 3, is increased, the degassing reaction in a high temperature environment is suppressed and the conductivity is improved.

このように本実施の形態に係る二次電池によれば、負極10に、化1に示した構成単位と、化2に示した構成単位と、化3に示した構成単位とを含む結着剤を含み、昇温熱分解による熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法により得られるガスクロマトグラムにおいて、積分値Aに対する積分値Bの割合(積分値B/積分値A)を5%以下とするように、または昇温熱分解による熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法により得られる分子イオン132またはフラグメントイオン132からなるマスクロマトグラムにおいて、積分値Cに対する積分値Dの割合(積分値D/積分値C)を25%以下とするようにしたので、化2あるいは化3に示した構成単位の占める割合を多くすることができる。よって、結着剤からガス成分などが離脱することが抑制され、負極10における過剰な絶縁性被膜の生成を抑制することができると共に、導電性を向上させることができ、高温環境下であっても、サイクル特性を向上させることができる。   As described above, according to the secondary battery according to the present embodiment, the negative electrode 10 includes the structural unit represented by Chemical Formula 1, the structural unit represented by Chemical Formula 2, and the structural unit represented by Chemical Formula 3. In a gas chromatogram obtained by pyrolysis gas chromatograph mass spectrometry by thermal pyrolysis with temperature increase, the ratio of the integral value B to the integral value A (integral value B / integral value A) should be 5% or less, or In a mass chromatogram composed of molecular ions 132 or fragment ions 132 obtained by pyrolysis gas chromatograph mass spectrometry by temperature-enhanced pyrolysis, the ratio of the integrated value D to the integrated value C (integrated value D / integrated value C) is 25% or less. Therefore, the proportion of the constituent units shown in Chemical Formula 2 or Chemical Formula 3 can be increased. Therefore, separation of gas components and the like from the binder is suppressed, generation of an excessive insulating film in the negative electrode 10 can be suppressed, and conductivity can be improved. In addition, cycle characteristics can be improved.

また、積分値Aに対する積分値Bの割合を3%以下とするように、または積分値Cに対する積分値Dの割合を15%以下とするようにすれば、より高い効果を得ることができる。   Further, if the ratio of the integral value B to the integral value A is set to 3% or less, or the ratio of the integral value D to the integral value C is set to 15% or less, a higher effect can be obtained.

特に、負極10に、リチウムを吸蔵および放出することが可能であり、構成元素として金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を含む負極材料を含有する場合、または、スズあるいはケイ素を構成元素として有する材料を含有する場合に、効果的である。   In particular, when the negative electrode 10 contains a negative electrode material capable of inserting and extracting lithium and containing at least one of a metal element and a metalloid element as a constituent element, or a constituent element of tin or silicon It is effective when it contains the material which has as.

(第2の二次電池)
第2の二次電池は、負極の容量がリチウムの吸蔵および放出による容量成分と、リチウムの析出および溶解による容量成分とを含み、かつその和により表されるものである。
(Secondary secondary battery)
In the second secondary battery, the capacity of the negative electrode includes a capacity component due to insertion and extraction of lithium and a capacity component due to precipitation and dissolution of lithium, and is expressed by the sum thereof.

この二次電池は、負極活物質層の構成が異なることを除き、他は第1の二次電池と同様の構成および効果を有しており、同様にして製造することができる。よって、ここでは、図1,5,6を参照し、同一の符号を用いて説明する。なお、同一部分についての詳細な説明は省略する。   This secondary battery has the same configuration and effects as the first secondary battery except that the configuration of the negative electrode active material layer is different, and can be manufactured in the same manner. Therefore, here, description will be made using the same reference numerals with reference to FIGS. Detailed descriptions of the same parts are omitted.

負極活物質層12は、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の充電容量を正極31の充電容量よりも小さくすることにより、充電の過程において、開回路電圧(すなわち電池電圧)が過充電電圧よりも低い時点で負極10にリチウム金属が析出し始めるようになっている。従って、この二次電池では、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料とリチウム金属との両方が負極活物質として機能し、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料はリチウム金属が析出する際の基材となっている。リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、リチウムを吸蔵および放出することが可能な炭素材料が好ましい。   For example, the negative electrode active material layer 12 has an open circuit voltage (that is, a battery voltage) in the charging process by making the charge capacity of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium smaller than the charge capacity of the positive electrode 31. When lithium is lower than the overcharge voltage, lithium metal begins to deposit on the negative electrode 10. Therefore, in this secondary battery, both the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium and lithium metal function as a negative electrode active material, and the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium is lithium metal. It is a base material for precipitation. The negative electrode material capable of inserting and extracting lithium is preferably a carbon material capable of inserting and extracting lithium.

なお、過充電電圧というのは、電池が過充電状態になった時の開回路電圧を指し、例えば、日本蓄電池工業会(電池工業会)の定めた指針の一つである「リチウム二次電池安全性評価基準ガイドライン」(SBA G1101)に記載され定義される「完全充電」された電池の開回路電圧よりも高い電圧を指す。また換言すれば、各電池の公称容量を求める際に用いた充電方法、標準充電方法、もしくは推奨充電方法を用いて充電した後の開回路電圧よりも高い電圧を指す。   The overcharge voltage refers to the open circuit voltage when the battery is overcharged. For example, the “lithium secondary battery” is one of the guidelines established by the Japan Storage Battery Industry Association (Battery Industry Association). Refers to a voltage that is higher than the open circuit voltage of a “fully charged” battery as defined and defined in the “Safety Evaluation Criteria Guidelines” (SBA G1101). In other words, it refers to a voltage higher than the open circuit voltage after charging using the charging method, standard charging method, or recommended charging method used when determining the nominal capacity of each battery.

これにより、この二次電池は、負極10にリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料を用いるという点ではリチウムイオン二次電池と同様であり、また、負極10にリチウム金属を析出させるという点ではリチウム金属二次電池と同様であるが、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料にリチウム金属を析出させるようにしたことにより、高いエネルギー密度を得ることができると共に、サイクル特性および急速充電特性を向上させることができるようになっている。   Accordingly, this secondary battery is similar to the lithium ion secondary battery in that a negative electrode material capable of inserting and extracting lithium is used for the negative electrode 10, and lithium metal is deposited on the negative electrode 10. In this respect, it is the same as the lithium metal secondary battery, but by depositing lithium metal on the negative electrode material capable of occluding and releasing lithium, high energy density can be obtained, cycle characteristics and The quick charge characteristics can be improved.

この二次電池では、充電を行うと、正極31からリチウムイオンが放出され、電解液を介して、まず、負極10に含まれるリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料に吸蔵される。更に充電を続けると、開回路電圧が過充電電圧よりも低い状態において、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の表面にリチウム金属が析出し始める。そののち、充電を終了するまで負極10にはリチウム金属が析出し続ける。次いで、放電を行うと、まず、負極10に析出したリチウム金属がイオンとなって溶出し、電解液を介して、正極31に吸蔵される。更に放電を続けると、負極10中のリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料に吸蔵されたリチウムイオンが放出され、電解液を介して正極31に吸蔵される。この二次電池では、負極10に、化1に示した構成単位と、化2に示した構成単位と、化3に示した構成単位を含む結着剤を含んでおり、化2および化3に示した構成単位、特に化3に示した構成単位の占める割合が多くなっているので、高温環境下での脱ガス反応が抑制されると共に、導電性が改善される。   In this secondary battery, when charged, lithium ions are released from the positive electrode 31 and are first inserted into the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium contained in the negative electrode 10 through the electrolytic solution. When charging is further continued, lithium metal begins to deposit on the surface of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium in a state where the open circuit voltage is lower than the overcharge voltage. After that, lithium metal continues to deposit on the negative electrode 10 until charging is completed. Next, when discharging is performed, first, lithium metal deposited on the negative electrode 10 is eluted as ions, and is occluded in the positive electrode 31 through the electrolytic solution. When the discharge is further continued, lithium ions stored in the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium in the negative electrode 10 are released and inserted into the positive electrode 31 through the electrolytic solution. In this secondary battery, the negative electrode 10 contains a binder containing the structural unit shown in Chemical formula 1, the structural unit shown in Chemical formula 2, and the structural unit shown in Chemical formula 3, and Chemical formula 2 and Chemical formula 3 Since the proportion of the structural units shown in (4), especially the structural units shown in Chemical Formula 3, is increased, the degassing reaction in a high temperature environment is suppressed and the conductivity is improved.

(第3の二次電池)
図7は、第3の二次電池の構成を表すものである。この二次電池は、正極リード41および負極リード42が取り付けられた巻回電極体40をフィルム状の外装部材50の内部に収容したものであり、小型化,軽量化および薄型化が可能となっている。
(Third secondary battery)
FIG. 7 shows the configuration of the third secondary battery. In this secondary battery, a wound electrode body 40 to which a positive electrode lead 41 and a negative electrode lead 42 are attached is accommodated in a film-like exterior member 50, and can be reduced in size, weight, and thickness. ing.

正極リード41,負極リード42は、それぞれ、外装部材50の内部から外部に向かい例えば同一方向に導出されている。正極リード41および負極リード42は、例えば、アルミニウム,銅,ニッケルあるいはステンレスなどの金属材料によりそれぞれ構成されており、それぞれ薄板状または網目状とされている。   The positive electrode lead 41 and the negative electrode lead 42 are led out from the inside of the exterior member 50 to the outside, for example, in the same direction. The positive electrode lead 41 and the negative electrode lead 42 are each made of a metal material such as aluminum, copper, nickel, or stainless steel, and each have a thin plate shape or a mesh shape.

外装部材50は、例えば、ナイロンフィルム,アルミニウム箔およびポリエチレンフィルムをこの順に貼り合わせた矩形状のアルミラミネートフィルムにより構成されている。外装部材50は、例えば、ポリエチレンフィルム側と巻回電極体40とが対向するように配設されており、各外縁部が融着あるいは接着剤により互いに密着されている。外装部材50と正極リード41および負極リード42との間には、外気の侵入を防止するための密着フィルム51が挿入されている。密着フィルム51は、正極リード41および負極リード42に対して密着性を有する材料、例えば、ポリエチレン,ポリプロピレン,変性ポリエチレンあるいは変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂により構成されている。   The exterior member 50 is made of, for example, a rectangular aluminum laminated film in which a nylon film, an aluminum foil, and a polyethylene film are bonded together in this order. The exterior member 50 is disposed, for example, so that the polyethylene film side and the wound electrode body 40 face each other, and the outer edge portions are in close contact with each other by fusion or an adhesive. An adhesive film 51 for preventing the entry of outside air is inserted between the exterior member 50 and the positive electrode lead 41 and the negative electrode lead 42. The adhesion film 51 is made of a material having adhesion to the positive electrode lead 41 and the negative electrode lead 42, for example, a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, modified polyethylene, or modified polypropylene.

なお、外装部材50は、上述したアルミラミネートフィルムに代えて、他の構造を有するラミネートフィルム,ポリプロピレンなどの高分子フィルムあるいは金属フィルムにより構成するようにしてもよい。   The exterior member 50 may be made of a laminated film having another structure, a polymer film such as polypropylene, or a metal film instead of the above-described aluminum laminated film.

図8は、図7に示した巻回電極体40のI−I線に沿った断面構造を表すものである。巻回電極体40は、正極43と負極10とをセパレータ44および電解質層45を介して積層し、巻回したものであり、最外周部は保護テープ46により保護されている。   FIG. 8 shows a cross-sectional structure taken along line II of the spirally wound electrode body 40 shown in FIG. The wound electrode body 40 is formed by laminating the positive electrode 43 and the negative electrode 10 via the separator 44 and the electrolyte layer 45 and winding them, and the outermost peripheral portion is protected by a protective tape 46.

正極43は、正極集電体43Aの片面あるいは両面に正極活物質層43Bが設けられた構造を有している。負極10は、負極集電体11の片面あるいは両面に負極活物質層12が設けられた構造を有しており、負極活物質層12の側が正極活物質層43Bと対向するように配置されている。正極集電体43A,正極活物質層43B,およびセパレータ44の構成は、それぞれ第1または第2の二次電池で説明した正極集電体31A,正極活物質層31B,およびセパレータ32と同様である。   The positive electrode 43 has a structure in which a positive electrode active material layer 43B is provided on one or both surfaces of the positive electrode current collector 43A. The negative electrode 10 has a structure in which a negative electrode active material layer 12 is provided on one side or both sides of a negative electrode current collector 11, and the negative electrode active material layer 12 side is disposed so as to face the positive electrode active material layer 43B. Yes. The configurations of the positive electrode current collector 43A, the positive electrode active material layer 43B, and the separator 44 are the same as those of the positive electrode current collector 31A, the positive electrode active material layer 31B, and the separator 32 described in the first or second secondary battery, respectively. is there.

電解質層45は、電解液と、この電解液を保持する保持体となる高分子化合物とを含み、いわゆるゲル状となっている。ゲル状の電解質層45は高いイオン伝導率を得ることができると共に、電池の漏液を防止することができるので好ましい。電解液(すなわち溶媒および電解質塩など)の構成は、図5に示した円筒型の二次電池と同様である。高分子化合物は、例えばポリフッ化ビニリデンあるいはフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体などのフッ素系高分子化合物、ポリエチレンオキサイドあるいはポリエチレンオキサイドを含む架橋体などのエーテル系高分子化合物、またはポリアクリロニトリルなどが挙げられる。特に、酸化還元安定性の観点からは、フッ素系高分子化合物が望ましい。   The electrolyte layer 45 includes an electrolytic solution and a polymer compound serving as a holding body that holds the electrolytic solution, and has a so-called gel shape. The gel electrolyte layer 45 is preferable because high ion conductivity can be obtained and battery leakage can be prevented. The configuration of the electrolytic solution (that is, the solvent and the electrolyte salt) is the same as that of the cylindrical secondary battery shown in FIG. The polymer compound is, for example, a fluorine polymer compound such as polyvinylidene fluoride or a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, an ether polymer compound such as polyethylene oxide or a crosslinked product containing polyethylene oxide, or polyacrylonitrile. Etc. In particular, from the viewpoint of redox stability, a fluorine-based polymer compound is desirable.

この二次電池は、例えば、次のようにして製造することができる。   For example, the secondary battery can be manufactured as follows.

まず、正極43および負極10のそれぞれに、溶媒と、電解質塩と、高分子化合物と、混合溶剤とを含む前駆溶液を塗布し、混合溶剤を揮発させて電解質層45を形成する。そののち、正極集電体43Aの端部に正極リード41を溶接により取り付けると共に、負極集電体11の端部に負極リード42を溶接により取り付ける。次いで、電解質層45が形成された正極43と負極10とをセパレータ44を介して積層し積層体としたのち、この積層体をその長手方向に巻回して、最外周部に保護テープ46を接着して巻回電極体40を形成する。最後に、例えば、外装部材50の間に巻回電極体40を挟み込み、外装部材50の外縁部同士を熱融着などにより密着させて封入する。その際、正極リード41および負極リード42と外装部材50との間には密着フィルム51を挿入する。これにより、図7および図8に示した二次電池が完成する。   First, a precursor solution containing a solvent, an electrolyte salt, a polymer compound, and a mixed solvent is applied to each of the positive electrode 43 and the negative electrode 10, and the mixed solvent is volatilized to form the electrolyte layer 45. After that, the positive electrode lead 41 is attached to the end of the positive electrode current collector 43A by welding, and the negative electrode lead 42 is attached to the end of the negative electrode current collector 11 by welding. Next, the positive electrode 43 and the negative electrode 10 on which the electrolyte layer 45 is formed are laminated through a separator 44 to form a laminated body, and then the laminated body is wound in the longitudinal direction, and the protective tape 46 is adhered to the outermost peripheral portion. Thus, the wound electrode body 40 is formed. Finally, for example, the wound electrode body 40 is sandwiched between the exterior members 50, and the outer edges of the exterior members 50 are sealed and sealed by thermal fusion or the like. At that time, the adhesive film 51 is inserted between the positive electrode lead 41 and the negative electrode lead 42 and the exterior member 50. Thereby, the secondary battery shown in FIGS. 7 and 8 is completed.

また、この二次電池は、次のようにして作製してもよい。まず、上述したようにして正極43および負極10を作製し、正極43および負極10に正極リード41および負極リード42を取り付けたのち、正極43と負極10とをセパレータ44を介して積層して巻回し、最外周部に保護テープ46を接着して、巻回電極体40の前駆体である巻回体を形成する。次いで、この巻回体を外装部材50で挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とし、外装部材50の内部に収納する。続いて、溶媒と、電解質塩と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤などの他の材料とを含む電解質用組成物とを用意し、外装部材50の内部に注入する。   Further, this secondary battery may be manufactured as follows. First, the positive electrode 43 and the negative electrode 10 are prepared as described above, and after the positive electrode lead 41 and the negative electrode lead 42 are attached to the positive electrode 43 and the negative electrode 10, the positive electrode 43 and the negative electrode 10 are stacked via the separator 44 and wound. Then, the protective tape 46 is adhered to the outermost peripheral portion to form a wound body that is a precursor of the wound electrode body 40. Next, the wound body is sandwiched between the exterior members 50, and the outer peripheral edge portion excluding one side is heat-sealed to form a bag shape and stored in the interior of the exterior member 50. Subsequently, an electrolyte composition including a solvent, an electrolyte salt, a monomer that is a raw material of the polymer compound, a polymerization initiator, and other materials such as a polymerization inhibitor as necessary is prepared, and the exterior Inject into the member 50.

電解質用組成物を注入したのち、外装部材50の開口部を真空雰囲気下で熱融着して密封する。次いで、熱を加えてモノマーを重合させて高分子化合物とすることによりゲル状の電解質層45を形成し、図7および図8に示した二次電池を組み立てる。   After injecting the electrolyte composition, the opening of the exterior member 50 is heat-sealed in a vacuum atmosphere and sealed. Next, heat is applied to polymerize the monomer to obtain a polymer compound, thereby forming the gel electrolyte layer 45, and assembling the secondary battery shown in FIGS.

この二次電池は、第1あるいは第2の二次電池と同様に作用し、同様の効果を得ることができる。   This secondary battery operates in the same manner as the first or second secondary battery, and can obtain the same effect.

更に、本発明の具体的な実施例について詳細に説明する。   Further, specific embodiments of the present invention will be described in detail.

(実施例1−1〜1−4)
負極10を作製した。まず、負極活物質として人造黒鉛と、導電剤としてアセチレンブラックと、結着剤とを、負極活物質:導電剤:結着剤=89.5:0.5:10の質量比で混合し、溶剤であるN−メチル−2−ピロリドンに分散させて負極合剤スラリーとしたのち、銅箔よりなる負極集電体11に均一に塗布して乾燥させ、ロールプレス機で圧縮成型して負極活物質層12を形成し、直径15.5mmのペレット状に打ち抜くことにより負極10を作製した。その際、結着剤には、汎用のポリフッ化ビニリデンを、アルコール性の水酸化カリウム(KOH)溶液に含浸させ、50℃で4時間,3時間,2時間または1時間加熱することにより作製したものを用いた。なお、負極活物質層12の厚みは150μmとした。
(Examples 1-1 to 1-4)
A negative electrode 10 was produced. First, artificial graphite as a negative electrode active material, acetylene black as a conductive agent, and a binder are mixed in a mass ratio of negative electrode active material: conductive agent: binder = 89.5: 0.5: 10, After being dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent to form a negative electrode mixture slurry, it is uniformly applied to the negative electrode current collector 11 made of copper foil, dried, and compression-molded with a roll press machine to produce a negative electrode active material. The material layer 12 was formed, and the negative electrode 10 was produced by punching into a pellet shape having a diameter of 15.5 mm. At that time, the binder was made by impregnating a general-purpose polyvinylidene fluoride with an alcoholic potassium hydroxide (KOH) solution and heating at 50 ° C. for 4, 3, 2, or 1 hour. A thing was used. The negative electrode active material layer 12 had a thickness of 150 μm.

得られた負極10について、昇温熱分解し、熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法により、ガスクロマトグラムおよび132マスクロマトグラムを得た。その際、装置には、GC/MS HP6890/5973、またはHP5890/5971,HP5890/5972,HP5890/5973のいずれかを用いた。また、カラムには、Ultra alloy DTM を用い、熱分解炉には、PY2020D (フロンティアラボ社製)を用いた。更に、各測定条件は、次のように設定した。
昇温熱分解条件:80℃〜700℃、20℃/min.
GC注入口温度:250℃
スプリット比:50:1
GCオーブン温度:300℃
キャリアガス:ヘリウム 1.5ml/min.
取り込みMS範囲:45〜500
The obtained negative electrode 10 was pyrolyzed at elevated temperature, and a gas chromatogram and a 132 mass chromatogram were obtained by pyrolysis gas chromatography mass spectrometry. At that time, any of GC / MS HP6890 / 5973, HP5890 / 5971, HP5890 / 5972, and HP5890 / 5973 was used as the apparatus. Moreover, Ultra alloy DTM was used for the column, and PY2020D (manufactured by Frontier Laboratories) was used for the pyrolysis furnace. Furthermore, each measurement condition was set as follows.
Temperature rising pyrolysis conditions: 80 ° C. to 700 ° C., 20 ° C./min.
GC inlet temperature: 250 ° C
Split ratio: 50: 1
GC oven temperature: 300 ° C
Carrier gas: Helium 1.5 ml / min.
Capture MS range: 45-500

得られたガスクロマトグラムについて、第2の領域における420℃以上680℃以下の範囲を積分して得られる積分値Aに対する第1の領域における280℃以上420℃以下の範囲を積分して得られる積分値Bの割合[(積分値B/積分値A)×100(%)]を求めた。また132マスクロマトグラムについて、第2の領域における420℃以上580℃以下の範囲を積分して得られる積分値Cに対する第1の領域における180℃以上420℃以下の範囲を積分して得られる積分値Dの割合[(積分値D/積分値C)×100(%)]を求めた。これらの結果を表1に示す。また、実施例1−1の負極10についてのガスクロマトグラムおよび132マスクロマトグラムをそれぞれ図9,10に示す。   For the obtained gas chromatogram, the integral obtained by integrating the range of 280 ° C. to 420 ° C. in the first region with respect to the integral value A obtained by integrating the range of 420 ° C. to 680 ° C. in the second region. The ratio of value B [(integrated value B / integrated value A) × 100 (%)] was determined. For the 132 mass chromatogram, the integral obtained by integrating the range of 180 ° C. to 420 ° C. in the first region with respect to the integral value C obtained by integrating the range of 420 ° C. to 580 ° C. in the second region. The ratio of the value D [(integrated value D / integrated value C) × 100 (%)] was determined. These results are shown in Table 1. Moreover, the gas chromatogram and 132 mass chromatogram about the negative electrode 10 of Example 1-1 are shown to FIG. 9, 10, respectively.

Figure 0004952968
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実施例1−1〜1−4に対する比較例1−1,1−2として、アルコール性の水酸化カリウム(KOH)溶液中での熱処理時間を0.25時間または0時間としたことを除き、他は実施例1−1〜1−4と同様にして負極10を作製した。得られた比較例1−1,1−2の負極10について、実施例1−1〜1−4と同様にして、昇温熱分解し、熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法により、ガスクロマトグラムおよび132マスクロマトグラムを求め、積分値Aに対する積分値Bの割合および積分値Cに対する積分値Dの割合を求めた。結果を表1に示す。   As Comparative Examples 1-1 and 1-2 for Examples 1-1 to 1-4, except that the heat treatment time in an alcoholic potassium hydroxide (KOH) solution was 0.25 hours or 0 hours, Otherwise, the negative electrode 10 was produced in the same manner as in Examples 1-1 to 1-4. The obtained negative electrodes 10 of Comparative Examples 1-1 and 1-2 were subjected to pyrolysis at elevated temperature in the same manner as in Examples 1-1 to 1-4, and gas chromatograms and 132 masses were obtained by pyrolysis gas chromatography mass spectrometry. The chromatogram was determined, and the ratio of the integral value B to the integral value A and the ratio of the integral value D to the integral value C were determined. The results are shown in Table 1.

次に、実施例1−1〜1−4および比較例1−1,1−2の負極10を用いて、図11に示した二次電池を作製した。この二次電池は、正極61と、負極10とを電解液を含浸させたセパレータ62を介して積層し、外装缶63と外装カップ64との間に挟み、ガスケット65を介してかしめたものである。   Next, the secondary battery shown in FIG. 11 was produced using the negative electrodes 10 of Examples 1-1 to 1-4 and Comparative Examples 1-1 and 1-2. This secondary battery is formed by laminating a positive electrode 61 and a negative electrode 10 through a separator 62 impregnated with an electrolytic solution, sandwiched between an outer can 63 and an outer cup 64, and caulked through a gasket 65. is there.

正極61は次のようにして作製した。まず、炭酸リチウム(Li2 CO3 )と炭酸コバルト(CoCO3 )とを0.5:1のモル比で混合し、空気中において900℃で5時間焼成してリチウム・コバルト複合酸化物(LiCoO2 )を得た。このLiCoO2 を正極活物質として用い、LiCoO2 と、導電剤としてグラファイトと、結着剤としてポリフッ化ビニリデンとを、正極活物質:導電剤:結着剤=91:6:3の質量比で混合し、溶剤であるN−メチル−2−ピロリドンに分散させて正極合剤スラリーとしたのち、この正極合剤スラリーをアルミニウム箔よりなる正極集電体61Aに均一に塗布して乾燥させ、圧縮成型して正極活物質層61Bを形成し、直径15.5mmのペレット状に打ち抜くことにより正極31を作製した。その際、正極活物質層61Bの厚みは150μmとした。なお、負極10と正極61との面積密度比は、負極10の容量が、リチウムの吸蔵および放出による容量成分により表されるように設計した。 The positive electrode 61 was produced as follows. First, lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) and cobalt carbonate (CoCO 3 ) are mixed at a molar ratio of 0.5: 1, and calcined in air at 900 ° C. for 5 hours to obtain a lithium / cobalt composite oxide (LiCoO). 2 ) got. Using this LiCoO 2 as a positive electrode active material, LiCoO 2 , graphite as a conductive agent, and polyvinylidene fluoride as a binder at a mass ratio of positive electrode active material: conductive agent: binder = 91: 6: 3 After mixing and dispersing in N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent to form a positive electrode mixture slurry, this positive electrode mixture slurry is uniformly applied to a positive electrode current collector 61A made of an aluminum foil, dried, and compressed. The positive electrode active material layer 61B was formed by molding, and the positive electrode 31 was produced by punching into a pellet shape having a diameter of 15.5 mm. At that time, the thickness of the positive electrode active material layer 61B was 150 μm. The area density ratio between the negative electrode 10 and the positive electrode 61 was designed such that the capacity of the negative electrode 10 is represented by a capacity component due to insertion and extraction of lithium.

次いで、正極61と負極10とを厚み25μmの微多孔性ポリプロピレンフィルムよりなるセパレータ62を介して積層したのち、セパレータ62に電解液を注液した。そののち、ステンレスよりなる外装カップ64と外装缶63との中に入れ、それらをかしめることにより、直径20mm、高さ2.5mmの図11に示した二次電池を得た。電解液には、溶媒として炭酸エチレンと炭酸ジエチルとを、1:1の体積比で混合した溶媒に、電解質塩としてLiPF6 を1.0mol/lとなるように溶解したものを用いた。 Next, after the positive electrode 61 and the negative electrode 10 were laminated via a separator 62 made of a microporous polypropylene film having a thickness of 25 μm, an electrolyte solution was injected into the separator 62. After that, they were put in an exterior cup 64 and an exterior can 63 made of stainless steel and caulked, thereby obtaining the secondary battery shown in FIG. 11 having a diameter of 20 mm and a height of 2.5 mm. As the electrolytic solution, a solution obtained by dissolving LiPF 6 as an electrolyte salt to 1.0 mol / l in a solvent in which ethylene carbonate and diethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 1 as a solvent was used.

得られた二次電池について、高温サイクル特性を次のようにして調べた。まず、60℃で電流値1mAの定電流充電を電池電圧が4.2Vに達するまで行ったのち、4.2Vの定電圧で、電流値が0.05mAに達するまで定電圧充電を行い、続いて、電流値1mAの定電流放電を電池電圧が2.5Vまで行うという充放電を繰返した。高温サイクル特性は、1サイクル目の放電容量を100とした場合の100サイクル目の放電容量維持率から求めた。結果を表1に示す。   About the obtained secondary battery, the high temperature cycle characteristic was investigated as follows. First, constant current charging at 60 ° C. with a current value of 1 mA was performed until the battery voltage reached 4.2 V, then constant voltage charging was performed at a constant voltage of 4.2 V until the current value reached 0.05 mA, and then Thus, charging / discharging was performed in which constant current discharging with a current value of 1 mA was performed until the battery voltage reached 2.5V. The high-temperature cycle characteristics were determined from the discharge capacity retention rate at the 100th cycle when the discharge capacity at the first cycle was 100. The results are shown in Table 1.

表1から分かるように、積分値Aに対する積分値Bの割合が5%以下、あるいは積分値Cに対する積分値Dの割合が25%以下である実施例1−1〜1−4によれば、これらの範囲外にある比較例1−1,1−2よりも、高温サイクル特性が向上し、特に、積分値Aに対する積分値Bの割合が3%以下、あるいは積分値Cに対する積分値Dの割合が15%以下である実施例1−1,1−2において、高温サイクル特性について高い値が得られた。   As can be seen from Table 1, according to Examples 1-1 to 1-4 in which the ratio of the integral value B to the integral value A is 5% or less, or the ratio of the integral value D to the integral value C is 25% or less. High-temperature cycle characteristics are improved as compared with Comparative Examples 1-1 and 1-2 outside these ranges, and in particular, the ratio of the integral value B to the integral value A is 3% or less, or the integral value D to the integral value C In Examples 1-1 and 1-2 in which the ratio was 15% or less, a high value was obtained for the high-temperature cycle characteristics.

すなわち、積分値Aに対する積分値Bの割合を5%以下、あるいは積分値Cに対する積分値Dの割合を25%以下とするようにすれば、高温環境下であっても、サイクル特性を向上させることができ、特に積分値Aに対する積分値Bの割合を3%以下、あるいは積分値Cに対する積分値Dの割合を15%以下とするようにすれば、好ましいことが分かった。   That is, if the ratio of the integral value B to the integral value A is 5% or less, or the ratio of the integral value D to the integral value C is 25% or less, the cycle characteristics are improved even in a high temperature environment. In particular, it has been found that it is preferable if the ratio of the integral value B to the integral value A is 3% or less, or the ratio of the integral value D to the integral value C is 15% or less.

(実施例2−1〜2−4,3−1〜3−4)
実施例2−1〜2−4として、負極活物質にスズ−銅合金を用い、このスズ−銅合金54.5質量部と、負極活物質でありかつ導電剤である人造黒鉛35質量部と、導電剤としてアセチレンブラック0.5質量部と、結着剤10質量部とを混合し、溶剤としてN−メチル−2−ピロリドンを添加して、銅箔よりなる負極集電体11に均一に塗布し乾燥させることにより厚み120μmの負極活物質層12を形成したことを除き、他は実施例1−1〜1−4と同様にして負極10および二次電池を作製した。その際、結着剤には、実施例1−1〜1−4と同様のものを用いた。また、スズ−銅合金には、スズ粉末45gと銅粉末55gとを混合し、アルゴン雰囲気下で1000℃に加熱したのち、室温まで冷却し、アルゴン雰囲気下でボールミルにより30分間粉砕したものを用いた。なお、レーザー回折式粒度分布測定器により粒径を測定したところ、平均粒径は10μmであった。実施例2−1〜2−4に対する比較例1−1,1−2として、アルコール性の水酸化カリウム(KOH)溶液中での熱処理時間を0.25時間または0時間としたことを除き、すなわち、比較例1−1,1−2と同様の結着剤を用いたことを除き、他は実施例2−1〜2−4と同様にして負極および二次電池を作製した。
(Examples 2-1 to 2-4, 3-1 to 3-4)
As Examples 2-1 to 2-4, a tin-copper alloy was used as the negative electrode active material, 54.5 parts by mass of this tin-copper alloy, and 35 parts by mass of artificial graphite that was a negative electrode active material and a conductive agent, In addition, 0.5 parts by mass of acetylene black as a conductive agent and 10 parts by mass of a binder are mixed, and N-methyl-2-pyrrolidone is added as a solvent to uniformly form a negative electrode current collector 11 made of copper foil. A negative electrode 10 and a secondary battery were produced in the same manner as in Examples 1-1 to 1-4 except that the negative electrode active material layer 12 having a thickness of 120 μm was formed by coating and drying. At that time, the same binders as in Examples 1-1 to 1-4 were used. The tin-copper alloy used was a mixture of 45 g of tin powder and 55 g of copper powder, heated to 1000 ° C. in an argon atmosphere, cooled to room temperature, and pulverized in a ball mill for 30 minutes in an argon atmosphere. It was. In addition, when the particle size was measured with a laser diffraction particle size distribution analyzer, the average particle size was 10 μm. As Comparative Examples 1-1 and 1-2 for Examples 2-1 to 2-4, except that the heat treatment time in an alcoholic potassium hydroxide (KOH) solution was 0.25 hours or 0 hours, That is, a negative electrode and a secondary battery were produced in the same manner as in Examples 2-1 to 2-4 except that the same binder as in Comparative Examples 1-1 and 1-2 was used.

実施例3−1〜3−4として、負極活物質に平均粒径が3μmのケイ素粉末を用い、このケイ素粉末90質量部と、結着剤10質量部とを混合し、溶剤としてN−メチル−2−ピロリドンを添加して、銅箔よりなる負極集電体11に均一に塗布し乾燥させることにより厚み20μmの負極活物質層12を形成したことを除き、他は実施例1−1〜1−4と同様にして負極10および二次電池を作製した。実施例3−1〜3−4に対する比較例3−1,3−2として、アルコール性の水酸化カリウム(KOH)溶液中での熱処理時間を0.25時間または0時間としたことを除き、すなわち、比較例1−1,1−2と同様の結着剤を用いたことを除き、他は実施例3−1〜3−4と同様にして負極および二次電池を作製した。   As Examples 3-1 to 3-4, silicon powder having an average particle diameter of 3 μm was used as the negative electrode active material, 90 parts by mass of this silicon powder and 10 parts by mass of the binder were mixed, and N-methyl was used as a solvent. Except that the negative electrode active material layer 12 having a thickness of 20 μm was formed by adding -2-pyrrolidone, uniformly applying to the negative electrode current collector 11 made of copper foil and drying, Example 1-1 to A negative electrode 10 and a secondary battery were produced in the same manner as in 1-4. As Comparative Examples 3-1 and 3-2 for Examples 3-1 to 3-4, except that the heat treatment time in an alcoholic potassium hydroxide (KOH) solution was 0.25 hours or 0 hours, That is, a negative electrode and a secondary battery were produced in the same manner as in Examples 3-1 to 3-4 except that the same binder as in Comparative Examples 1-1 and 1-2 was used.

作製した実施例2−1〜2−4,3−1〜3−4および比較例2−1,2−2,3−1,3−2の負極について、実施例1−1〜1−4と同様にして、昇温熱分解し、熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法により、ガスクロマトグラムおよび132マスクロマトグラムを求め、積分値Aに対する積分値Bの割合および積分値Cに対する積分値Dの割合を求めた。結果を表2,3に示す。また、二次電池についても、実施例1−1〜1−4と同様にして、高温サイクル特性を調べた。結果を表2,3に示す。   About the produced negative electrodes of Examples 2-1 to 2-4, 3-1 to 3-4 and Comparative Examples 2-1, 2-2, 3-1, 3-2, Examples 1-1 to 1-4 In the same manner as described above, thermal pyrolysis is performed, gas chromatogram and 132 mass chromatogram are obtained by pyrolysis gas chromatograph mass spectrometry, and the ratio of integral value B to integral value A and the ratio of integral value D to integral value C are obtained. It was. The results are shown in Tables 2 and 3. Moreover, also about the secondary battery, it carried out similarly to Examples 1-1 to 1-4, and investigated the high temperature cycling characteristic. The results are shown in Tables 2 and 3.

Figure 0004952968
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表2,3から分かるように、実施例1−1〜1−4と同様に、積分値Aに対する積分値Bの割合が5%以下、あるいは積分値Cに対する積分値Dの割合が25%以下である実施例2−1〜2−4,3−1〜3−4によれば、これらの範囲外にある比較例2−1,2−2,3−1,3−2よりも、高温サイクル特性が向上した。また、その改善効果は、負極活物質として人造黒鉛を用いた実施例1−1〜1−4よりも高かった。すなわち、負極10に電極反応物質を吸蔵および放出することが可能であり、構成元素として金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を含む負極材料を含有する場合にも、積分値Aに対する積分値Bの割合を5%以下、あるいは積分値Cに対する積分値Dの割合を25%以下とするようにすれば、高温環境下であっても、サイクル特性を向上させることができ、特に積分値Aに対する積分値Bの割合を3%以下、あるいは積分値Cに対する積分値Dの割合を15%以下とするようにすれば、好ましいことが分かった。   As can be seen from Tables 2 and 3, as in Examples 1-1 to 1-4, the ratio of the integral value B to the integral value A is 5% or less, or the ratio of the integral value D to the integral value C is 25% or less. According to Examples 2-1 to 2-4 and 3-1 to 3-4, which are higher than those of Comparative Examples 2-1, 2-2, 3-1, 3-2 outside these ranges, Cycle characteristics improved. Moreover, the improvement effect was higher than Examples 1-1 to 1-4 using artificial graphite as the negative electrode active material. That is, it is possible to occlude and release the electrode reactant in the negative electrode 10, and the integral with respect to the integral value A is also included when the negative electrode material containing at least one of a metal element and a metalloid element is contained as a constituent element. If the ratio of the value B is 5% or less, or the ratio of the integral value D to the integral value C is 25% or less, the cycle characteristics can be improved even in a high temperature environment. It has been found that it is preferable if the ratio of the integral value B to A is 3% or less, or the ratio of the integral value D to the integral value C is 15% or less.

(実施例4−1〜4−4)
負極活物質層12の厚みを80μmとしたことを除き、他は実施例1−1〜1−4と同様にして負極10および二次電池を作製した。なお、この二次電池では、負極10の容量がリチウムの吸蔵および放出による容量成分と、リチウムの析出および溶解による容量成分とを含み、かつその和により表されるように設計した。実施例4−1〜4−4に対する比較例4−1,4−2として、アルコール性の水酸化カリウム(KOH)溶液中での熱処理時間を0.25時間または0時間としたことを除き、すなわち、比較例1−1,1−2と同様の結着剤を用いたことを除き、他は実施例4−1〜4−4と同様にして負極および二次電池を作製した。
(Examples 4-1 to 4-4)
A negative electrode 10 and a secondary battery were produced in the same manner as in Examples 1-1 to 1-4 except that the thickness of the negative electrode active material layer 12 was 80 μm. The secondary battery was designed such that the capacity of the negative electrode 10 includes a capacity component due to insertion and extraction of lithium and a capacity component due to precipitation and dissolution of lithium, and is expressed by the sum thereof. As Comparative Examples 4-1 and 4-2 for Examples 4-1 to 4-4, except that the heat treatment time in the alcoholic potassium hydroxide (KOH) solution was 0.25 hours or 0 hours, That is, a negative electrode and a secondary battery were produced in the same manner as in Examples 4-1 to 4-4 except that the same binder as in Comparative Examples 1-1 and 1-2 was used.

作製した実施例4−1〜4−4および比較例4−1,4−2の負極について、実施例1−1〜1−4と同様にして、昇温熱分解し、熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法により、ガスクロマトグラムおよび132マスクロマトグラムを求め、積分値Aに対する積分値Bの割合および積分値Cに対する積分値Dの割合を求めた。結果を表4に示す。また、二次電池についても、実施例1−1〜1−4と同様にして、高温サイクル特性を調べた。結果を表4に示す。   The produced negative electrodes of Examples 4-1 to 4-4 and Comparative Examples 4-1 and 4-2 were subjected to pyrolysis at elevated temperature in the same manner as in Examples 1-1 to 1-4, and pyrolysis gas chromatograph mass spectrometry. The gas chromatogram and 132 mass chromatogram were obtained by the method, and the ratio of the integral value B to the integral value A and the ratio of the integral value D to the integral value C were obtained. The results are shown in Table 4. Moreover, also about the secondary battery, it carried out similarly to Examples 1-1 to 1-4, and investigated the high temperature cycling characteristic. The results are shown in Table 4.

Figure 0004952968
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また、実施例4−1〜4−4および比較例4−1,4−2の二次電池について、目視および7 Li核磁気共鳴分光法により負極10にリチウム金属およびリチウムイオンが存在しているか否かを調べた。 In addition, regarding the secondary batteries of Examples 4-1 to 4-4 and Comparative Examples 4-1 and 4-2, whether lithium metal and lithium ions are present in the negative electrode 10 by visual observation and 7 Li nuclear magnetic resonance spectroscopy I investigated whether or not.

7 Li核磁気共鳴分光法による結果、実施例4−1〜4−4および比較例4−1,4−2の二次電池では、完全充電状態においてリチウム金属に帰属されるピークが確認され、また、リチウムイオンに帰属されるピークが確認された。一方、完全放電状態においては、リチウム金属に帰属されるピークが確認されなかった。また、目視によっても、完全充電状態においてのみリチウム金属が確認された。すなわち、負極10の容量は、リチウムの吸蔵および放出による容量成分と、リチウムの析出および溶解による容量成分とを含み、かつその和により表されることが確認された。 As a result of 7 Li nuclear magnetic resonance spectroscopy, in the secondary batteries of Examples 4-1 to 4-4 and Comparative examples 4-1 and 4-2, a peak attributed to lithium metal in a fully charged state was confirmed, Moreover, the peak attributed to lithium ion was confirmed. On the other hand, no peak attributed to lithium metal was observed in the fully discharged state. Moreover, the lithium metal was also confirmed by visual inspection only in the fully charged state. That is, it was confirmed that the capacity of the negative electrode 10 includes a capacity component due to insertion and extraction of lithium and a capacity component due to precipitation and dissolution of lithium, and is expressed by the sum thereof.

表4から分かるように、実施例1−1〜1−4と同様に、積分値Aに対する積分値Bの割合が5%以下、あるいは積分値Cに対する積分値Dの割合が25%以下である実施例4−1〜4−4によれば、これらの範囲外にある比較例4−1,4−2よりも、高温サイクル特性が向上した。すなわち、負極10の容量がリチウムの吸蔵および放出による容量成分と、リチウムの析出および溶解による成分とを含み、かつその和で表される二次電池の場合であっても、積分値Aに対する積分値Bの割合を5%以下、あるいは積分値Cに対する積分値Dの割合を25%以下とするようにすれば、高温環境下であっても、サイクル特性を向上させることができ、特に積分値Aに対する積分値Bの割合を3%以下、あるいは積分値Cに対する積分値Dの割合を15%以下とするようにすれば、好ましいことが分かった。   As can be seen from Table 4, as in Examples 1-1 to 1-4, the ratio of the integral value B to the integral value A is 5% or less, or the ratio of the integral value D to the integral value C is 25% or less. According to Examples 4-1 to 4-4, the high-temperature cycle characteristics were improved as compared with Comparative Examples 4-1 and 4-2 outside these ranges. That is, even in the case of a secondary battery in which the capacity of the negative electrode 10 includes a capacity component due to insertion and extraction of lithium and a component due to precipitation and dissolution of lithium and is represented by the sum thereof, If the ratio of the value B is 5% or less, or the ratio of the integral value D to the integral value C is 25% or less, the cycle characteristics can be improved even in a high temperature environment. It has been found that it is preferable if the ratio of the integral value B to A is 3% or less, or the ratio of the integral value D to the integral value C is 15% or less.

以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は実施の形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態および実施例では、巻回構造を有する二次電池あるいはコイン型の二次電池を具体的に挙げて説明したが、本発明は、シート型,ボタン型あるいは角型などの外装部材を用いた他の形状を有する二次電池、または正極および負極を複数積層した積層構造を有する二次電池についても同様に適用することができる。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments and examples, the present invention is not limited to the embodiments and examples, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiments and examples, a secondary battery having a winding structure or a coin-type secondary battery has been specifically described. However, the present invention is not limited to a sheet type, a button type, a square type, or the like. The present invention can be similarly applied to a secondary battery having another shape using an exterior member, or a secondary battery having a stacked structure in which a plurality of positive and negative electrodes are stacked.

また、上記実施の形態および実施例では、電極反応物質としてリチウムを用いる場合について説明したが、ナトリウム(Na)あるいはカリウム(K)などの長周期型周期表における他の1族の元素、またはマグネシウムあるいはカルシウム(Ca)などの長周期型周期表における2族の元素、またはアルミニウムなどの他の軽金属、またはリチウムあるいはこれらの合金を用いる場合についても、本発明を適用することができ、同様の効果を得ることができる。その際、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能な正極活物質あるいは溶媒などは、その電極反応物質に応じて選択される。   In the above embodiments and examples, the case where lithium is used as the electrode reactant has been described, but other group 1 elements in the long-period periodic table such as sodium (Na) or potassium (K), or magnesium Alternatively, the present invention can be applied to the case where a Group 2 element in a long-period periodic table such as calcium (Ca), another light metal such as aluminum, lithium, or an alloy thereof is used, and similar effects are obtained. Can be obtained. At that time, a positive electrode active material or a solvent that can occlude and release the electrode reactant is selected according to the electrode reactant.

更に、上記実施の形態および実施例では、液状の電解質である電解液を用いる場合、あるいは電解液を高分子化合物に保持させたゲル状の電解質を用いる場合について説明したが、これらの電解質に代えて、他の電解質を用いるようにしてもよい。他の電解質としては、例えば、イオン伝導性を有する固体電解質、固体電解質と電解液とを混合したもの、あるいは固体電解質とゲル状の電解質とを混合したものが挙げられる。   Furthermore, in the above-described embodiments and examples, the case where an electrolyte solution that is a liquid electrolyte is used or the case where a gel electrolyte in which the electrolyte solution is held in a polymer compound is used has been described. Other electrolytes may be used. Examples of the other electrolyte include a solid electrolyte having ion conductivity, a mixture of a solid electrolyte and an electrolytic solution, and a mixture of a solid electrolyte and a gel electrolyte.

固体電解質には、例えば、イオン伝導性を有する高分子化合物に電解質塩を分散させた高分子固体電解質、またはイオン伝導性ガラスあるいはイオン性結晶などよりなる無機固体電解質を用いることができる。このとき、高分子化合物としては、例えば、ポリエチレンオキサイドあるいはポリエチレンオキサイドを含む架橋体などのエーテル系高分子化合物、ポリメタクリレートなどのエステル系高分子化合物、アクリレート系高分子化合物を単独あるいは混合して、または分子中に共重合させて用いることができる。また、無機固体電解質としては、窒化リチウムあるいはヨウ化リチウムなどを用いることができる。   As the solid electrolyte, for example, a polymer solid electrolyte in which an electrolyte salt is dispersed in a polymer compound having ion conductivity, or an inorganic solid electrolyte made of ion conductive glass or ionic crystals can be used. At this time, as the polymer compound, for example, an ether polymer compound such as polyethylene oxide or a crosslinked product containing polyethylene oxide, an ester polymer compound such as polymethacrylate, an acrylate polymer compound alone or mixed, Alternatively, it can be used by copolymerizing in the molecule. As the inorganic solid electrolyte, lithium nitride, lithium iodide, or the like can be used.

本発明の一実施の形態に係る負極の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the negative electrode which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の負極のマスクロマトグラムの一例を表した特性図である。It is a characteristic view showing an example of the mass chromatogram of the negative electrode of this invention. 本発明の負極のガスクロマトグラムの一例を表した特性図である。It is a characteristic view showing an example of the gas chromatogram of the negative electrode of this invention. 本発明の積分値について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the integral value of this invention. 図1に示した負極を用いた二次電池の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the secondary battery using the negative electrode shown in FIG. 図5に示した二次電池における巻回電極体の一部を拡大して表す断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view illustrating a part of a wound electrode body in the secondary battery illustrated in FIG. 5. 図1に示した負極を用いた他の二次電池の構成を表す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view showing the structure of the other secondary battery using the negative electrode shown in FIG. 図7に示した巻回電極体のI−I線に沿った構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure along the II line of the winding electrode body shown in FIG. 実施例1−1で作製した負極のガスクロマトグラムを表した特性図である。It is a characteristic view showing the gas chromatogram of the negative electrode produced in Example 1-1. 実施例1−1で作製した負極のマスクロマトグラムを表した特性図である。It is the characteristic view showing the mass chromatogram of the negative electrode produced in Example 1-1. 実施例で作製した二次電池の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the secondary battery produced in the Example.

符号の説明Explanation of symbols

10…負極、11…負極集電体、12…負極活物質層、21…電池缶、22,23…絶縁板、24…電池蓋、25…安全弁機構、25A…ディスク板、26…熱感抵抗素子、27,65…ガスケット、30,40…巻回電極体、31,43,61…正極、31A,43A,61A…正極集電体、31B,43B,61B…正極活物質層、32,44,62…セパレータ、33…センターピン、34,41…正極リード、35,42…負極リード、45…電解質層、46…保護テープ、50…外装部材、51…密着フィルム、63…外装缶、64…外装カップ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Negative electrode, 11 ... Negative electrode collector, 12 ... Negative electrode active material layer, 21 ... Battery can, 22, 23 ... Insulation board, 24 ... Battery cover, 25 ... Safety valve mechanism, 25A ... Disc board, 26 ... Heat resistance Element, 27, 65 ... Gasket, 30, 40 ... Winding electrode body, 31, 43, 61 ... Positive electrode, 31A, 43A, 61A ... Positive electrode current collector, 31B, 43B, 61B ... Positive electrode active material layer, 32, 44 , 62 ... separator, 33 ... center pin, 34, 41 ... positive electrode lead, 35, 42 ... negative electrode lead, 45 ... electrolyte layer, 46 ... protective tape, 50 ... exterior member, 51 ... adhesion film, 63 ... exterior can, 64 ... exterior cup.

Claims (15)

化1に示した構成単位と、化2に示した構成単位と、化3に示した構成単位とを含むアルカリ雰囲気下で加熱されたポリフッ化ビニリデンを結着剤として含有し、
昇温熱分解による熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法により得られるガスクロマトグラムにおいて、420℃以上680℃以下の範囲を積分して得られる積分値Aに対する280℃以上420℃以下の範囲を積分して得られる積分値Bの割合(積分値B/積分値A)は、5%以下である、二次電池用負極。
(化1)
−CF2 −CH2
(化2)
−CF=CH−
(化3)
−CH=CH−
Containing 1 a constitutional unit shown in Chemical formula, a constituent unit represented by Chemical Formula 2, a polyvinylidene fluoride, which is heated under alkaline atmosphere containing a constituent unit represented by Chemical Formula 3 as a binder,
In a gas chromatogram obtained by pyrolysis gas chromatograph mass spectrometry using temperature rising pyrolysis, obtained by integrating the range of 280 ° C. to 420 ° C. with respect to the integral value A obtained by integrating the range of 420 ° C. to 680 ° C. The negative electrode for a secondary battery, wherein the ratio of the integral value B (integral value B / integral value A) is 5% or less.
(Chemical formula 1)
—CF 2 —CH 2
(Chemical formula 2)
-CF = CH-
(Chemical formula 3)
-CH = CH-
前記積分値Aに対する積分値Bの割合(積分値B/積分値A)は、3%以下である請求項1記載の二次電池用負極。 2. The negative electrode for a secondary battery according to claim 1 , wherein a ratio of the integrated value B to the integrated value A (integrated value B / integrated value A) is 3% or less. 炭素材料を含む請求項1記載の二次電池用負極。 The negative electrode for a secondary battery according to claim 1, comprising a carbon material. 電極反応物質を吸蔵および放出することが可能であり、構成元素として金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を含む負極材料を含有する請求項1記載の二次電池用負極。 2. The negative electrode for a secondary battery according to claim 1 , wherein the negative electrode material is capable of inserting and extracting an electrode reactant and contains a negative electrode material containing at least one of a metal element and a metalloid element as a constituent element. スズ(Sn)およびケイ素(Si)うちの少なくとも一方を構成元素として含む材料を含有する請求項1記載の二次電池用負極。 The negative electrode for a secondary battery according to claim 1 , comprising a material containing at least one of tin (Sn) and silicon (Si) as a constituent element. 化1に示した構成単位と、化2に示した構成単位と、化3に示した構成単位とを含むアルカリ雰囲気下で加熱されたポリフッ化ビニリデンを結着剤として含有し、
昇温熱分解による熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法により得られる分子イオン132またはフラグメントイオン132からなるマスクロマトグラムにおいて、420℃以上580℃以下の範囲を積分して得られる積分値Cに対する180℃以上420℃以下の範囲を積分して得られる積分値Dの割合(積分値D/積分値C)は、25%以下である、二次電池用負極。
(化1)
−CF2 −CH2
(化2)
−CF=CH−
(化3)
−CH=CH−
Containing 1 a constitutional unit shown in Chemical formula, a constituent unit represented by Chemical Formula 2, a polyvinylidene fluoride, which is heated under alkaline atmosphere containing a constituent unit represented by Chemical Formula 3 as a binder,
In a mass chromatogram composed of molecular ions 132 or fragment ions 132 obtained by pyrolysis gas chromatograph mass spectrometry by temperature-enhanced pyrolysis, 180 ° C. or higher and 420 ° C. or higher with respect to an integral value C obtained by integrating the range of 420 ° C. or higher and 580 ° C. The negative electrode for a secondary battery, wherein the ratio of the integral value D (integral value D / integral value C) obtained by integrating the range below ° C. is 25% or less.
(Chemical formula 1)
—CF 2 —CH 2
(Chemical formula 2)
-CF = CH-
(Chemical formula 3)
-CH = CH-
前記積分値Cに対する積分値Dの割合(積分値D/積分値A)は、15%以下である請求項6記載の二次電池用負極。 The negative electrode for a secondary battery according to claim 6 , wherein a ratio of the integrated value D to the integrated value C (integrated value D / integrated value A) is 15% or less. 正極および負極と共に電解質を備え、
前記負極は、化1に示した構成単位と、化2に示した構成単位と、化3に示した構成単位とを含むアルカリ雰囲気下で加熱されたポリフッ化ビニリデンを結着剤として含有し、かつ昇温熱分解による熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法により得られるガスクロマトグラムにおいて、420℃以上680℃以下の範囲を積分して得られる積分値Aに対する280℃以上420℃以下の範囲を積分して得られる積分値Bの割合(積分値B/積分値A)は、5%以下である、二次電池。
(化1)
−CF2 −CH2
(化2)
−CF=CH−
(化3)
−CH=CH−
Bei example a cathode, an anode,
The negative electrode, a constitutional unit shown in Chemical formula 1, a constitutional unit shown in Chemical Formula 2, a polyvinylidene fluoride, which is heated under alkaline atmosphere containing a constitutional unit shown in Chemical Formula 3 contains as a binder, In a gas chromatogram obtained by pyrolysis gas chromatograph mass spectrometry by temperature-enhanced pyrolysis, obtained by integrating the range of 280 ° C to 420 ° C with respect to the integral value A obtained by integrating the range of 420 ° C to 680 ° C. The ratio of the integrated value B to be obtained (integrated value B / integrated value A) is a secondary battery having 5% or less.
(Chemical formula 1)
—CF 2 —CH 2
(Chemical formula 2)
-CF = CH-
(Chemical formula 3)
-CH = CH-
前記積分値Bに対する積分値Aの割合(積分値B/積分値A)は、3%以下である請求項8記載の二次電池。 The secondary battery according to claim 8 , wherein a ratio of the integrated value A to the integrated value B (integrated value B / integrated value A) is 3% or less. 前記負極は、炭素材料を含む請求項8記載の二次電池。 The negative electrode comprises a carbon material, a secondary battery according to claim 8. 前記負極は、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能であり、構成元素として金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を含む負極材料を含有する請求項8記載の二次電池。 The negative electrode, it is possible to the electrode reactant occluding and releasing negative electrode material containing secondary battery according to claim 8 comprising at least one of metal elements and metalloid elements as an element. 前記負極は、スズ(Sn)およびケイ素(Si)うちの少なくとも一方を構成元素として含む材料を含有する請求項8記載の二次電池。 The negative electrode, tin (Sn) and contains a material containing as at least one of the constituent elements of silicon (Si), a secondary battery according to claim 8. 前記負極の容量は、軽金属の吸蔵および放出による容量成分と、軽金属の析出および溶解による容量成分とを含み、かつその和で表される請求項8記載の二次電池。 The secondary battery according to claim 8 , wherein the capacity of the negative electrode includes a capacity component due to insertion and extraction of light metal and a capacity component due to precipitation and dissolution of light metal, and is expressed as a sum thereof. 正極および負極と共に電解質を備え、
前記負極は、化1に示した構成単位と、化2に示した構成単位と、化3に示した構成単位とを含むアルカリ雰囲気下で加熱されたポリフッ化ビニリデンを結着剤として含有し、かつ昇温熱分解による熱分解ガスクロマトグラフ質量分析法により得られる分子イオン132またはフラグメントイオン132からなるマスクロマトグラムにおいて、420℃以上580℃以下の範囲を積分して得られる積分値Cに対する180℃以上420℃以下の範囲を積分して得られる積分値Dの割合(積分値D/積分値C)は、25%以下である、二次電池。
(化1)
−CF2 −CH2
(化2)
−CF=CH−
(化3)
−CH=CH−
Bei example a cathode, an anode,
The negative electrode, a constitutional unit shown in Chemical formula 1, a constitutional unit shown in Chemical Formula 2, a polyvinylidene fluoride, which is heated under alkaline atmosphere containing a constitutional unit shown in Chemical Formula 3 contains as a binder, In addition, in a mass chromatogram composed of molecular ions 132 or fragment ions 132 obtained by pyrolysis gas chromatograph mass spectrometry based on thermal pyrolysis, 180 ° C. or higher with respect to an integral value C obtained by integrating a range of 420 ° C. or higher and 580 ° C. A secondary battery in which a ratio (integrated value D / integrated value C) of an integrated value D obtained by integrating a range of 420 ° C. or lower is 25% or lower.
(Chemical formula 1)
—CF 2 —CH 2
(Chemical formula 2)
-CF = CH-
(Chemical formula 3)
-CH = CH-
前記積分値Dに対する積分値Cの割合(積分値D/積分値C)は、15%以下である請求項14記載の二次電池。 The secondary battery according to claim 14 , wherein a ratio of the integrated value C to the integrated value D (integrated value D / integrated value C) is 15% or less.
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