JP5196718B2 - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

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Description

本発明は、非水電解質二次電池に関し、特に、正極活物質として異種元素を含有する六方晶系コバルト酸リチウムを用いる、安全性に優れた非水電解質二次電池に関する。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and more particularly, to a non-aqueous electrolyte secondary battery excellent in safety using a hexagonal lithium cobalt oxide containing a different element as a positive electrode active material.

携帯型の電子機器の急速な普及に伴い、それに使用される電池への要求仕様は、年々厳しくなり、特に小型・薄型化、高容量でサイクル特性が優れ、性能の安定したものが要求されている。そして、二次電池分野では他の電池に比べて高エネルギー密度であるリチウム非水電解質二次電池が注目され、このリチウム非水電解質二次電池の占める割合は二次電池市場において大きな伸びを示している。   With the rapid spread of portable electronic devices, the required specifications for the batteries used for them are becoming stricter year by year, and in particular, small and thin, high capacity, excellent cycle characteristics, and stable performance are required. Yes. In the field of secondary batteries, lithium non-aqueous electrolyte secondary batteries, which have a higher energy density than other batteries, are attracting attention, and the proportion of lithium non-aqueous electrolyte secondary batteries shows a significant increase in the secondary battery market. ing.

図1は、従来から作製されている円筒形の非水電解質二次電池を縦方向に切断して示す斜視図である。この非水電解質二次電池10は、正極板11と負極板12とがセパレータ13を介して巻回された渦巻状電極体14を、この渦巻状電極体14の上下にそれぞれ絶縁板15及び16を配置した後、負極端子を兼ねるスチール製の円筒形の電池外装缶17の内部に収容し、負極板12の集電タブ12aを電池外装缶17の内側底部に溶接するとともに正極板11の集電タブ11aを安全装置が組み込まれた電流遮断封口体18の底板部に溶接し、この電池外装缶17の開口部から所定の非水電解液を注入した後、電流遮断封口体18によって電池外装缶17を密閉することにより製造されている。このような非水電解質二次電池は、電池性能や電池の信頼性が高いという優れた効果を奏するものである。   FIG. 1 is a perspective view showing a conventional cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery cut in the longitudinal direction. This nonaqueous electrolyte secondary battery 10 includes a spiral electrode body 14 in which a positive electrode plate 11 and a negative electrode plate 12 are wound via a separator 13, and insulating plates 15 and 16 above and below the spiral electrode body 14, respectively. Is placed in a steel cylindrical battery outer can 17 that also serves as a negative electrode terminal, and the current collecting tab 12a of the negative electrode plate 12 is welded to the inner bottom of the battery outer can 17 and the positive electrode plate 11 is collected. The electric tab 11a is welded to the bottom plate portion of the current interrupting sealing body 18 in which the safety device is incorporated, and a predetermined nonaqueous electrolyte is injected from the opening of the battery outer can 17. It is manufactured by sealing the can 17. Such a non-aqueous electrolyte secondary battery has an excellent effect of high battery performance and high battery reliability.

この非水電解質二次電池に使用される負極活物質としては、黒鉛、非晶質炭素などの炭素質材料がリチウム金属やリチウム合金に匹敵する放電電位を有しながらも、デンドライトが成長することがないために安全性が高く、さらに初期効率に優れ、電位平坦性も良好であり、また、密度も高いという優れた性質を有していることから広く用いられている。   As the negative electrode active material used in this non-aqueous electrolyte secondary battery, carbonaceous materials such as graphite and amorphous carbon have a discharge potential comparable to that of lithium metal or lithium alloy, but dendrite grows. Therefore, it is widely used because it has excellent properties such as high safety, excellent initial efficiency, good potential flatness, and high density.

また、非水電解液の非水溶媒としては、カーボネート類、ラクトン類、エーテル類、エステル類などが単独であるいは2種類以上が混合されて使用されているが、これらの中では特に誘電率が大きく、非水電解液のイオン伝導度が大きいカーボネート類が多く使用されている。   In addition, as the non-aqueous solvent of the non-aqueous electrolyte, carbonates, lactones, ethers, esters and the like are used alone or in combination of two or more, and among these, the dielectric constant is particularly high. Many carbonates which are large and have a high ionic conductivity of the non-aqueous electrolyte are used.

一方、正極活物質としては、LiCoO(コバルト酸リチウム)、LiNiO(ニッケル酸リチウム)、LiMn(マンガン酸リチウム)、LiFeO(鉄酸リチウム)等のリチウム複合酸化物が炭素材料からなる負極と組み合わせることにより高エネルギー密度の4V級の非水電解質二次電池が得られることが知られている。このうち、特に各種電池特性が他のものに対して優れていることから、コバルト酸リチウムが多く使用されているが、コバルトは高価であると共に資源としての存在量が少ないため、このコバルト酸リチウムを非水電解質二次電池の正極材料として使用し続けるには非水電解質二次電池のさらなる高性能化及び高寿命化が望まれている。 On the other hand, as the positive electrode active material, lithium composite oxides such as LiCoO 2 (lithium cobaltate), LiNiO 2 (lithium nickelate), LiMn 2 O 4 (lithium manganate), LiFeO 2 (lithium ferrate) are carbon materials. It is known that a 4V class non-aqueous electrolyte secondary battery having a high energy density can be obtained by combining with a negative electrode comprising: Of these, lithium cobaltate is often used because various battery characteristics are superior to others. However, since cobalt is expensive and its abundance as a resource is small, this lithium cobaltate In order to continue to use as a positive electrode material for non-aqueous electrolyte secondary batteries, further enhancement of performance and lifetime of non-aqueous electrolyte secondary batteries are desired.

このようなコバルト酸リチウムを正極活物質として用いた非水電解質二次電池の更なる高性能化及び高寿命化には、電池の高容量化及び安全性の向上が必須の課題である。しかしながら、正極活物質であるコバルト酸リチウムは、充電時にリチウム基準で4V以上の電位に曝されるため、充放電サイクルを重ねるとコバルト酸リチウム中のコバルトが溶出することによって劣化し、負荷性能が低下するとともに放電容量が低下する。そこで、正極活物質であるLiCoOの合成時に、コバルトに換えて他の遷移元素Mを添加含有し、一般式LiCo1−xで表されるリチウム含有遷移金属複合酸化物とすることでコバルトの溶出を抑制し、コバルト酸リチウムを使用した場合と同等ないしはそれ以上の各種電池特性を達成すべく現在に至るまで多くの開発がなされている。 In order to further improve the performance and life of a non-aqueous electrolyte secondary battery using such lithium cobalt oxide as a positive electrode active material, it is essential to increase the capacity and safety of the battery. However, since lithium cobaltate, which is a positive electrode active material, is exposed to a potential of 4 V or more on the basis of lithium at the time of charging, it deteriorates due to elution of cobalt in lithium cobaltate when charging and discharging cycles are repeated, and load performance is reduced. The discharge capacity decreases with decreasing. Therefore, when synthesizing LiCoO 2 that is a positive electrode active material, another transition element M is added and contained instead of cobalt to obtain a lithium-containing transition metal composite oxide represented by the general formula LiCo 1-x M x O 2. Thus, many developments have been made so far in order to suppress the elution of cobalt and achieve various battery characteristics equivalent to or higher than those obtained when lithium cobaltate is used.

たとえば、下記特許文献1には、正極活物質としてリチウム化合物と添加元素Mを共沈することにより得られた添加元素共沈酸化コバルト(ただし、添加元素Mは、Mg、Al、Cu、Znの中から選ばれる少なくとも1種)を用いることにより、活物質比容量が高く、優れた充放電サイクル特性を有し、電池厚み増加を抑制し得る非水電解質二次電池が得られることが示されている。同じく下記特許文献2には、正極活物質として一般式LiCo(式中、MはMg、Al、Si、Ti、Zn、Zr及びSnから選択された少なくとも1種の元素を示す)で表されるLi含有遷移金属複合酸化物を使用すると、相転移が抑制され、結晶構造の崩壊が少なく、高容量を維持しつつ充電時の熱安定性が改善されるとともに、良好な充放電特性を実現し得ることが示されている。更に、下記特許文献3には、正極活物質として、リチウムとコバルトを含む複合酸化物の粒子からなり、前記複合酸化物はMg、Cu、及びZnよりなる群から選択された元素Mと、Al、Ca、Ba、Sr、Y及びZrからなる群から選択された元素Mとからなり、元素Mは前記粒子中に均一に分布しており、元素Mは前記粒子の内部よりも表層部に多く分布しているものを用いることにより、正極活物質のタップ密度を減少させずにサイクル寿命特性と熱安定性の向上を達成し得る非水電解液二次電池が得られることが示されている。 For example, Patent Document 1 below discloses an additive element coprecipitated cobalt oxide obtained by coprecipitation of a lithium compound and an additive element M as a positive electrode active material (however, the additive element M is Mg, Al, Cu, Zn). Using at least one selected from the above shows that a non-aqueous electrolyte secondary battery having a high active material specific capacity, excellent charge / discharge cycle characteristics, and capable of suppressing an increase in battery thickness can be obtained. ing. Similarly, in Patent Document 2 below, as a positive electrode active material, a general formula Li x Co y M z O 2 (wherein M is at least one element selected from Mg, Al, Si, Ti, Zn, Zr and Sn). When the Li-containing transition metal composite oxide represented by (2) is used, the phase transition is suppressed, the crystal structure is less disrupted, the thermal stability during charging is improved while maintaining high capacity, and good It has been shown that good charge / discharge characteristics can be realized. Furthermore, in Patent Document 3 below, the positive electrode active material is composed of particles of a complex oxide containing lithium and cobalt, and the complex oxide is an element M 1 selected from the group consisting of Mg, Cu, and Zn; al, Ca, Ba, Sr, made from selected elements M 2 Metropolitan from the group consisting of Y and Zr, the element M 1 is uniformly distributed in the particle, the element M 2 is than the interior of the particles By using a material that is widely distributed in the surface layer part, a non-aqueous electrolyte secondary battery that can achieve improved cycle life characteristics and thermal stability without reducing the tap density of the positive electrode active material can be obtained. It is shown.

また、下記特許文献4には、正極活物質としてコバルト化合物の合成時に共沈によりジルコニウムが0.01モル%以上、0.9モル%以下添加された六方晶系のリチウム含有コバルト複合酸化物を使用すると、容量低下や安全性を損なうことなく、サイクル性能の向上を達成し得る非水電解質二次電池が得られることが示されている。また、下記特許文献5には、正極活物質として、共沈によりコバルト量に対してジルコニウムが0.01〜1.0モル%、マグネシウムが0.01〜3.0モル%及びアルミニウムが0.01〜3.0モル%添加されたコバルト源としてのコバルト化合物と、リチウム源としてのリチウム化合物との合成により得られた一般式がLiCo1−x(M=Zr、Mg、Al)で表される六方晶系のリチウム含有コバルト複合酸化物を用いると、電池容量を低下させることなく、熱安定性、負荷特性及び充放電サイクル特性が向上した非水電解質二次電池が得られることが示されている。 Patent Document 4 below discloses a hexagonal lithium-containing cobalt composite oxide to which zirconium is added in an amount of 0.01 mol% or more and 0.9 mol% or less by coprecipitation during the synthesis of a cobalt compound as a positive electrode active material. It has been shown that, when used, a non-aqueous electrolyte secondary battery that can achieve improved cycle performance without lowering capacity or impairing safety is obtained. In Patent Document 5 below, as a positive electrode active material, zirconium is 0.01 to 1.0 mol%, magnesium is 0.01 to 3.0 mol%, and aluminum is 0.1 to 0.3 mol by coprecipitation. A general formula obtained by the synthesis of a cobalt compound as a cobalt source added with 01 to 3.0 mol% and a lithium compound as a lithium source is LiCo 1-x M x O 2 (M = Zr, Mg, Al ), A nonaqueous electrolyte secondary battery with improved thermal stability, load characteristics, and charge / discharge cycle characteristics can be obtained without reducing battery capacity. It has been shown.

特開2002−198051号公報(特許請求の範囲、段落[0082])JP 2002-198051 A (claims, paragraph [0082]) 特開2003− 45426号公報(特許請求の範囲、段落[0087])JP 2003-45426 A (Claims, paragraph [0087]) 特開2004− 47437号公報(特許請求の範囲、段落[0087])Japanese Patent Laying-Open No. 2004-47437 (Claims, paragraph [0087]) 特開2004−200101号公報(特許請求の範囲、段落[0050])JP 2004-200101 A (claim, paragraph [0050]) 特開2005−129489号公報(特許請求の範囲、段落[0014])Japanese Patent Laying-Open No. 2005-129489 (Claims, paragraph [0014])

上述のように、正極活物質として、コバルト酸リチウムの合成時に他の遷移元素を添加含有したリチウム含有遷移金属酸化物を使用すると、コバルト酸リチウムを用いた場合に比べて優れたサイクル特性、熱安定性、負荷特性等を示す非水電解質二次電池を得ることができることが知られているが、更なる電池特性の向上を期待すべく異種元素の添加含有量を増加させると、結晶成長が阻害されるため、特に電池容量及び安全性が低下し易いという問題点が存在している。   As described above, when a lithium-containing transition metal oxide containing other transition elements added during the synthesis of lithium cobaltate is used as the positive electrode active material, the cycle characteristics and heat are superior to those obtained when lithium cobaltate is used. It is known that a non-aqueous electrolyte secondary battery exhibiting stability, load characteristics, etc. can be obtained, but if the additive content of different elements is increased to further improve battery characteristics, crystal growth is Since it is obstructed, there is a problem that the battery capacity and safety are particularly likely to be lowered.

本出願人は、上述のような非水電解質二次電池用の正極活物質の開発状況を踏まえ、正極活物質として特に上記特許文献5に開示されているところの一般式がLiCo1−x(M=Zr、Mg、Al)で表される六方晶系のリチウム含有コバルト複合酸化物を採用した場合に、安全性の向上を達成できる正極活物質を得るべく種々検討を重ねた結果、共沈法により亜鉛を特定の組成となるように更に含有したコバルト化合物を原料として製造された六方晶系コバルト酸リチウムを用いることにより、熱安定性が良好で安全性に優れた非水電解質二次電池を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。 Based on the development status of the positive electrode active material for the non-aqueous electrolyte secondary battery as described above, the applicant of the present invention has the general formula disclosed in Patent Document 5 as the positive electrode active material, particularly LiCo 1-x M When a hexagonal system lithium-containing cobalt composite oxide represented by xO 2 (M = Zr, Mg, Al) is employed, various studies have been repeated to obtain a positive electrode active material that can achieve improved safety. As a result, by using a hexagonal system lithium cobalt oxide produced by using a cobalt compound further containing zinc to have a specific composition by a coprecipitation method, non-water having good thermal stability and excellent safety The inventors have found that an electrolyte secondary battery can be obtained, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、正極活物質として異種元素を含有した六方晶系コバルト酸リチウムを使用した、熱安定性が良好で安全性に優れた非水電解質二次電池を提供することを目的とする。   That is, an object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery that uses a hexagonal lithium cobalt oxide containing a different element as a positive electrode active material and has good thermal stability and excellent safety. .

本発明の上記目的は以下の構成により達成し得る。すなわち、請求項1に係る非水電解質二次電池の発明は、
正極活物質を有する正極と、負極活物質を有する負極と、非水電解質とを備える非水電解質二次電池において、
前記正極活物質は、異種元素としてジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム及び亜鉛を共沈により含有するコバルト化合物を原料として製造された、六方晶系コバルト酸リチウムからなり、
前記六方晶系コバルト酸リチウム中のジルコニウム含有量はコバルト量に対して0.01〜1.0モル%であり、マグネシウム含有量はコバルト量に対して0.01〜3.0モル%であり、アルミニウム含有量はコバルト量に対して0.01〜3.0モル%であり、更に亜鉛含有量はコバルト量に対して0.01〜3.0モル%であることを特徴とする。
The above object of the present invention can be achieved by the following configurations. That is, the invention of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1
In a nonaqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode having a positive electrode active material, a negative electrode having a negative electrode active material, and a nonaqueous electrolyte,
The positive electrode active material, zirconium as different element, magnesium, cobalt compound containing the aluminum and zinc coprecipitated prepared as a raw material, Ri Do hexagonal lithium cobalt oxide,
The zirconium content in the hexagonal lithium cobalt oxide is 0.01 to 1.0 mol% with respect to the cobalt content, and the magnesium content is 0.01 to 3.0 mol% with respect to the cobalt content. the aluminum content is 0.01 to 3.0 mol% with respect to cobalt weight, further zinc content is characterized 0.01-3.0 mol% der Rukoto relative amount of cobalt.

すなわち、請求項1に係る発明においては、異種元素としてのジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム及び亜鉛の4元素を六方晶系コバルト酸リチウムの合成用原料であるコバルト化合物調製時に共沈により同時に含有させる。この場合、異種元素としてのジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム及び亜鉛ないしはこれらの化合物は、焼成後のコバルト酸リチウムに混合した場合や、リチウム原料、コバルト原料、ジルコニウム原料及び亜鉛原料を、粉末状態で混合して焼成した場合には(乾式混合焼成)所定の効果は得られないが、予め共沈によりコバルト化合物中に同時に含有させてから六方晶系コバルト酸リチウムを合成することにより所定の効果を奏するようになる。
また、六方晶系コバルト酸リチウムからなる正極活物質は、ジルコニウム含有量がコバルト量に対して0.01〜1.0モル%であり、マグネシウム含有量がコバルト量に対して0.01〜3.0モル%であり、アルミニウム含有量がコバルト量に対して0.01〜3.0モル%であり、更に、亜鉛含有量がコバルト慮に対して0.01〜3.0モル%の場合に良好な効果を奏する。
すなわち、上記特許文献5に開示されているように、正極活物質合成原料として共沈によりコバルト量に対してジルコニウムが0.01〜1.0モル%、マグネシウムが0.01〜3.0モル%及びアルミニウムが0.01〜3.0モル%含有するコバルト化合物を原料として用いると、優れた電池容量、サイクル特性及び安全性に優れた非水電解質二次電池が得られていることから、更に亜鉛の含有量について最適範囲が0.01〜3.0モル%にあることを見出し、限定したものである。この亜鉛含有量は、0.01モル%以上では電池の熱安定性が良好になるため安全性に優れるが、3.0モル%を超えると電池容量の低下が見られるようになる。
That is, in the invention according to claim 1, four elements of zirconium, magnesium, aluminum, and zinc as different elements are simultaneously contained by coprecipitation when preparing a cobalt compound that is a raw material for synthesizing hexagonal lithium cobalt oxide. In this case, zirconium, magnesium, aluminum and zinc or these compounds as different elements are mixed with lithium cobalt oxide after firing, or lithium raw material, cobalt raw material, zirconium raw material and zinc raw material are mixed in a powder state. When it is fired (dry mixed firing), the predetermined effect cannot be obtained, but the predetermined effect is obtained by synthesizing hexagonal lithium cobalt oxide after simultaneously containing it in the cobalt compound by coprecipitation. become.
In addition, the positive electrode active material made of hexagonal lithium cobalt oxide has a zirconium content of 0.01 to 1.0 mol% with respect to the cobalt content, and a magnesium content of 0.01 to 3 with respect to the cobalt content. 0.0 mol%, when the aluminum content is 0.01 to 3.0 mol% with respect to the cobalt content, and when the zinc content is 0.01 to 3.0 mol% with respect to cobalt It has a good effect.
That is, as disclosed in Patent Document 5, zirconium is 0.01 to 1.0 mol% and magnesium is 0.01 to 3.0 mol based on the amount of cobalt by coprecipitation as a positive electrode active material synthesis raw material. % And a cobalt compound containing 0.01 to 3.0 mol% of aluminum is used as a raw material, a nonaqueous electrolyte secondary battery excellent in battery capacity, cycle characteristics and safety is obtained. Furthermore, it has been found and limited that the optimum range of zinc content is 0.01 to 3.0 mol%. If the zinc content is 0.01 mol% or more, the thermal stability of the battery will be good and the safety will be excellent, but if it exceeds 3.0 mol%, the battery capacity will be reduced.

また、本発明においては、非水電解質二次電池を構成する非水溶媒(有機溶媒)としては、カーボネート類、ラクトン類、エーテル類、エステル類などを使用することができ、これら溶媒の2種類以上を混合して用いることもできる。これらの中ではカーボネート類、ラクトン類、エーテル類、ケトン類、エステル類などが好ましく、カーボネート類がさらに好適に用いられる。   In the present invention, carbonates, lactones, ethers, esters and the like can be used as the nonaqueous solvent (organic solvent) constituting the nonaqueous electrolyte secondary battery. A mixture of the above can also be used. Among these, carbonates, lactones, ethers, ketones, esters and the like are preferable, and carbonates are more preferably used.

具体例としては、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、ビニレンカーボネート(VC)、シクロペンタノン、スルホラン、3−メチルスルホラン、2,4−ジメチルスルホラン、3−メチル−1,3オキサゾリジン−2−オン、ジメチルカーボネート(DMC)、メチルエチルカーボネート(MEC)、ジエチルカーボネート(DEC)、メチルプロピルカーボネート、メチルブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、エチルブチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、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、酢酸メチル、酢酸エチル、1,4−ジオキサンなどを挙げることができる。本発明では充放電効率を高める点からECを含む混合溶媒が好適に用いられるが、一般に環状カーボネートは高電位において酸化分解されやすいので、非水溶媒中のEC含有量を5体積%以上25体積%以下とすることが好ましい。   Specific examples include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), vinylene carbonate (VC), cyclopentanone, sulfolane, 3-methylsulfolane, 2,4-dimethylsulfolane, 3-methyl. -1,3-oxazolidine-2-one, dimethyl carbonate (DMC), methyl ethyl carbonate (MEC), diethyl carbonate (DEC), methyl propyl carbonate, methyl butyl carbonate, ethyl propyl carbonate, ethyl butyl carbonate, dipropyl carbonate, γ -Butyrolactone, γ-valerolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, methyl acetate, ethyl acetate, 1,4-dio Xanthan can be mentioned. In the present invention, a mixed solvent containing EC is preferably used from the viewpoint of improving the charge / discharge efficiency. However, since cyclic carbonate is generally easily oxidized and decomposed at a high potential, the EC content in the non-aqueous solvent is 5% by volume or more and 25% by volume. % Or less is preferable.

なお、本発明における非水電解液の溶質としては、非水電解質二次電池において一般に溶質として用いられるリチウム塩を用いることができる。このようなリチウム塩としては、LiPF、LiBF、LiCFSO、LiN(CFSO、LiN(CSO、LiN(CFSO)(CSO)、LiC(CFSO、LiC(CSO、LiAsF、LiClO、Li10Cl10、Li12Cl12など及びそれらの混合物が例示される。これらの中でも、LiPF(ヘキサフルオロリン酸リチウム)が好ましく用いられる。高い充電電圧で充電する場合、正極の集電体として一般的に用いられているアルミニウムが溶解しやすくなるが、LiPFの存在下では、LiPFが分解することにより、アルミニウム表面に被膜が形成され、この被膜によってアルミニウムの溶解を抑制することができる。従って、リチウム塩としては、LiPFを用いることが好ましい。前記非水溶媒に対する溶質の溶解量は、0.5〜2.0モル/Lとするのが好ましい。また、これらの非水溶媒及び溶質を適当な高分子に含有させてゲル状とした非水電解質を用いることもできる。 In addition, as a solute of the nonaqueous electrolyte solution in the present invention, a lithium salt generally used as a solute in a nonaqueous electrolyte secondary battery can be used. Such lithium salts include LiPF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ), LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC (C 2 F 5 SO 2 ) 3 , LiAsF 6 , LiClO 4 , Li 2 B 10 Cl 10 , Li 2 B 12 Cl 12 , and mixtures thereof Illustrated. Among these, LiPF 6 (lithium hexafluorophosphate) is preferably used. When charged with a high charging voltage, becomes easily dissolved aluminum which is generally used as a current collector for the positive electrode, in the presence of LiPF 6, by the LiPF 6 is decomposed, the aluminum surface coating formed Thus, dissolution of aluminum can be suppressed by this coating. Therefore, it is preferable to use LiPF 6 as the lithium salt. The amount of solute dissolved in the non-aqueous solvent is preferably 0.5 to 2.0 mol / L. In addition, a non-aqueous electrolyte in which these non-aqueous solvent and solute are contained in an appropriate polymer to form a gel can be used.

また、請求項2に係る発明は、請求項1に記載の非水電解質二次電池において、前記コバルト化合物はジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム及び亜鉛が共沈により含有された炭酸コバルト又は水酸化コバルトであることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the cobalt compound is cobalt carbonate or cobalt hydroxide containing zirconium, magnesium, aluminum, and zinc by coprecipitation. It is characterized by that.

また、請求項に係る発明は、請求項1又は2のいずれかに記載の非水電解質二次電池において、前記負極活物質が炭素質物からなることを特徴とする。この炭素質物としては、天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラック、コークス、ガラス状炭素、炭素繊維、又はこ
れらの焼成体から選択された少なくとも一種を使用し得る。
The invention according to claim 3 is the nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1 or 2 , wherein the negative electrode active material is made of a carbonaceous material. As the carbonaceous material, at least one selected from natural graphite, artificial graphite, carbon black, coke, glassy carbon, carbon fiber, or a fired body thereof can be used.

請求項1に係る発明によれば、以下に実施例及び比較例を基に詳細に述べるように、熱安定性が良好で安全性に優れた非水電解質二次電池が得られる。   According to the first aspect of the present invention, as will be described in detail based on the following examples and comparative examples, a nonaqueous electrolyte secondary battery having good thermal stability and excellent safety can be obtained.

また、請求項2に係る発明によれば、異種元素を含有したコバルト酸リチウムからなる正極活物質合成用のコバルト化合物としては、炭酸コバルト及び水酸化コバルト以外のコバルト化合物でも一応使用できるが、炭酸コバルト又は水酸化コバルトとして得る方がジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム及び亜鉛とともに均質に効率よく共沈させることができ、しかも製法が簡便であり、また、安価となるために好ましい。   Further, according to the invention according to claim 2, as a cobalt compound for synthesizing a positive electrode active material comprising lithium cobaltate containing a different element, a cobalt compound other than cobalt carbonate and cobalt hydroxide can be used for the time being. Cobalt or cobalt hydroxide is preferred because it can be coprecipitated homogeneously and efficiently together with zirconium, magnesium, aluminum and zinc, and the production method is simple and inexpensive.

また、請求項に係る発明によれば、電池電圧は正極の電位と負極の電位との差で示され、電池電圧を大きくすることにより電池の容量を大きくすることができるが、負極活物質として電位の低い炭素質物(リチウム基準で約0.1V、例えば天然黒鉛や人造黒鉛)を用いると、電池電圧が高く、正極活物質の利用率の高い非水電解質二次電池が得られる。
According to the invention of claim 3 , the battery voltage is indicated by the difference between the positive electrode potential and the negative electrode potential, and the battery capacity can be increased by increasing the battery voltage. When a carbonaceous material having a low potential (about 0.1 V based on lithium, such as natural graphite or artificial graphite) is used, a nonaqueous electrolyte secondary battery having a high battery voltage and a high utilization rate of the positive electrode active material can be obtained.

以下、本願発明を実施するための最良の形態を実施例及び比較例を用いて詳細に説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための非水電解質二次電池の一例を例示するものであって、本発明をこの実施例に特定することを意図するものではなく、本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行ったものにも均しく適用し得るものである。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail using examples and comparative examples. However, the following examples illustrate one example of a nonaqueous electrolyte secondary battery for embodying the technical idea of the present invention, and are intended to specify the present invention in this example. Rather, the present invention can be equally applied to a variety of modifications without departing from the technical idea shown in the claims.

[実施例1〜3、参考例1
まず最初に、実施例1〜3、参考例1の全てに共通する非水電解質二次電池の具体的製造方法について説明する。
[正極の作製]
異種元素含有コバルト酸リチウムは次のようにして作製した。まず、コバルトを酸(例えば、硫酸)に溶解した溶液に、同じく酸に溶解させたジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム及び亜鉛の溶液を添加した後、炭酸水素ナトリウムを加えることによって、ジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム及び亜鉛が共沈した炭酸コバルトを得た。この後、このジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム及び亜鉛が共沈した炭酸コバルトを酸素存在下において加熱分解反応を起こさせ、コバルト源の出発原料としてのジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム及び亜鉛が共沈含有された四酸化三コバルトを得た。
[Examples 1 to 3, Reference Example 1 ]
First, a specific method for manufacturing a nonaqueous electrolyte secondary battery common to all of Examples 1 to 3 and Reference Example 1 will be described.
[Production of positive electrode]
The heterogeneous element-containing lithium cobalt oxide was produced as follows. First, after adding a solution of zirconium, magnesium, aluminum and zinc dissolved in an acid to a solution in which cobalt is dissolved in an acid (for example, sulfuric acid), zirconium hydrogen, magnesium, aluminum and Cobalt carbonate co-precipitated with zinc was obtained. Thereafter, the cobalt carbonate co-precipitated with zirconium, magnesium, aluminum and zinc was subjected to a thermal decomposition reaction in the presence of oxygen, and zirconium, magnesium, aluminum and zinc as starting materials for the cobalt source were coprecipitated. Tricobalt oxide was obtained.

次いで、リチウム源の出発原料として炭酸リチウムを用い、リチウムとコバルトとのモル比が1:1となるように炭酸リチウムと、ジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム及び亜鉛が共沈含有された四酸化三コバルトを秤量した。次いで、これらの化合物を乳鉢で混合した後、得られた混合物を空気中850℃で20時間焼成し、ジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム及び亜鉛が含有された六方晶系コバルト酸リチウムの焼成体を合成した。この後、合成した焼成体を平均粒径が10μmになるまで粉砕して正極活物質とした。得られた正極活物質中のジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム及び亜鉛の含有量は、ICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合プラズマ)発光分析法により分析して求めた。   Next, lithium carbonate was used as a starting material for the lithium source, and lithium cobalt and tricobalt tetroxide containing zirconium, magnesium, aluminum and zinc were co-precipitated so that the molar ratio of lithium to cobalt was 1: 1. Weighed. Next, after mixing these compounds in a mortar, the resulting mixture was fired in air at 850 ° C. for 20 hours to synthesize a hexagonal lithium cobalt oxide fired body containing zirconium, magnesium, aluminum and zinc. . Thereafter, the synthesized fired body was pulverized until the average particle size became 10 μm to obtain a positive electrode active material. The contents of zirconium, magnesium, aluminum and zinc in the obtained positive electrode active material were determined by analysis by ICP (Inductively Coupled Plasma) emission analysis.

以上のようにして得られたジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム及び亜鉛が共沈含有された六方晶系コバルト酸リチウムからなる正極活物質粉末が85質量部、導電剤としての炭素粉末が10質量部、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン粉末が5質量部となるよう混合し、これをN−メチルピロリドン(NMP)溶液と混合してスラリーを調製した。このスラリーを厚さ20μmのアルミニウム製の集電体の両面にドクターブレード法により塗布、乾燥して、正極集電体の両面に活物質層を形成した。その後、圧縮ローラーを用いて厚さ160μmに圧縮し、短辺の長さが55mm、長辺の長さが500mmの正極を作製した。   85 parts by mass of the positive electrode active material powder made of hexagonal lithium cobaltate co-precipitated with zirconium, magnesium, aluminum and zinc obtained as described above, 10 parts by mass of carbon powder as a conductive agent, A polyvinylidene fluoride powder as an adhesive was mixed so as to be 5 parts by mass, and this was mixed with an N-methylpyrrolidone (NMP) solution to prepare a slurry. This slurry was applied on both sides of an aluminum current collector having a thickness of 20 μm by a doctor blade method and dried to form active material layers on both sides of the positive electrode current collector. Then, it compressed to 160 micrometers in thickness using the compression roller, and produced the positive electrode whose short side length is 55 mm and whose long side length is 500 mm.

なお、上記特許文献5に開示されているように、正極活物質合成原料として共沈によりジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム及び亜鉛を含有する場合、コバルト量に対してジルコニウムが0.01〜1.0モル%、マグネシウムが0.01〜3.0モル%及びアルミニウムが0.01〜3.0モル%となるように設定する必要があるため、実施例1〜3に係る正極活物質は、ジルコニウム含有量が0.5モル%、マグネシウム含有量が1.0モル%、アルミニウム含有量が1.0モル%のものをベースとした。   As disclosed in Patent Document 5, when zirconium, magnesium, aluminum and zinc are contained as a positive electrode active material synthesis raw material by coprecipitation, the zirconium content is 0.01 to 1.0 mol relative to the cobalt amount. %, Magnesium is 0.01 to 3.0 mol% and aluminum is 0.01 to 3.0 mol%, so that the positive electrode active materials according to Examples 1 to 3 contain zirconium. The amount was 0.5 mol%, the magnesium content was 1.0 mol%, and the aluminum content was 1.0 mol%.

[負極の作製]
天然黒鉛粉末が95質量部、ポリフッ化ビニリデン粉末が5質量部となるように混合し、これをNMP溶液と混合してスラリーを調整し、このスラリーを厚さ18μmの銅製の集電体の両面にドクターブレード法により塗布、乾燥して、負極集電体の両面に活物質層を形成した。その後、圧縮ローラーを用いて155μmに圧縮し、短辺の長さが57mm、長辺の長さが550mmの負極を作製した。なお、黒鉛の電位はリチウム基準で0.1Vである。また、正極及び負極の活物質充填量は、設計基準となる正極活物質の電圧(例えば満充電電位がリチウム金属基準で4.3V)において、正極と負極の充電容量比(負極充電容量/正極充電容量)を1.1となるように調整した。
[Production of negative electrode]
A natural graphite powder is mixed in an amount of 95 parts by mass and a polyvinylidene fluoride powder is mixed in an amount of 5 parts by mass. This is mixed with an NMP solution to prepare a slurry, and the slurry is mixed on both sides of a copper current collector having a thickness of 18 μm. The active material layer was formed on both surfaces of the negative electrode current collector by applying and drying the film on the surface of the negative electrode current collector. Then, it compressed to 155 micrometers using the compression roller, and produced the negative electrode whose length of a short side is 57 mm, and whose length of a long side is 550 mm. The potential of graphite is 0.1 V with respect to lithium. Also, the active material filling amount of the positive electrode and the negative electrode is determined based on the charge capacity ratio of the positive electrode and the negative electrode (negative electrode charge capacity / positive electrode) at the voltage of the positive electrode active material (for example, the full charge potential is 4.3 V based on the lithium metal). The charge capacity was adjusted to 1.1.

[電解液の作製]
エチレンカーボネートとジエチルカーボネートの等体積混合溶媒にLiPFを1モル/Lとなる割合で溶解して電解液とし、これを電池作製に供した。
[Preparation of electrolyte]
LiPF 6 was dissolved in an equal volume mixed solvent of ethylene carbonate and diethyl carbonate at a rate of 1 mol / L to prepare an electrolyte solution, which was used for battery production.

[電池の作製]
上記の正極、負極及び電解液を用い、また、セパレータとしてポリプロピレン製微多孔膜を用い、実施例1〜3の円筒形の非水電解質二次電池(高さ65mm、直径18mm)を作製した。
[Production of battery]
Cylindrical non-aqueous electrolyte secondary batteries (65 mm in height and 18 mm in diameter) of Examples 1 to 3 were prepared using the above positive electrode, negative electrode, and electrolytic solution, and using a polypropylene microporous membrane as a separator.

[比較例1〜3]
比較例1〜3の電池は、[正極の作製]において、加えるマグネシウム、アルミニウム
及び亜鉛を変化させること以外は実施例1〜3、参考例1と同様にして作製した。
[Comparative Examples 1-3]
The batteries of Comparative Examples 1 to 3 were produced in the same manner as in Examples 1 to 3 and Reference Example 1 except that the magnesium, aluminum, and zinc to be added were changed in [Production of Positive Electrode].

[比較例4]
また、比較例4の電池は、[正極の作製]において、亜鉛を共沈添加せずに、四酸化三コバルトと炭酸リチウムを混合する際に混合含有(乾式含有)したこと以外は実施例1〜3、参考例1と同様にして作製した。
[Comparative Example 4]
Further, the battery of Comparative Example 4 was obtained in Example 1 except that, in [Preparation of positive electrode], tricobalt tetroxide and lithium carbonate were mixed and contained (dry-type inclusion) without adding zinc by coprecipitation. -3, produced in the same manner as in Reference Example 1 .

[電池初期容量の測定]
上述のようにして作製した実施例1〜3、参考例1及び比較例1〜4の各電池について、25℃において、1500mAの定電流で充電し、電池の電圧が4.2Vになった後は4.2Vの定電圧で充電電流値が30mAになるまで初期充電した。この初期充電した電池について1500mAの定電流で電池電圧が2.75Vに達するまで放電を行い、この時の放電容量を初期容量として求めた。
[Measurement of initial battery capacity]
About each battery of Examples 1-3 manufactured as mentioned above , Reference Example 1, and Comparative Examples 1-4, after charging with a constant current of 1500 mA at 25 ° C., the voltage of the battery became 4.2V Was initially charged at a constant voltage of 4.2 V until the charge current value reached 30 mA. The initially charged battery was discharged at a constant current of 1500 mA until the battery voltage reached 2.75 V, and the discharge capacity at this time was determined as the initial capacity.

[DSC発熱開始温度の測定]
実施例1〜3、参考例1及び比較例1〜4の全ての電池について、25℃において、電流値30mAで4.3Vとなるまで充電した後、ドライボックス中で分解してジメチルカーボネートで洗浄後、真空乾燥を行い、サンプルとした。各サンプル40mgに対してエチレンカーボネート10mgを加え、アルゴン雰囲気下でアルミニウム製のセル中に封じ、示差走査熱量計(Differential Scanning Calorimetry)にて5℃/minで昇温し、自己発熱を開始する温度を測定した。ちなみに、非水電解質二次電池中でのコバルト酸リチウムは、高温に晒されると分解して、電池が異常状態になる。DSC発熱開始温度は、正極活物質が分解を開始する温度を示しており、発熱開始温度が高くなるほど、コバルト酸リチウムが高温で安定に存在することとなり、すなわち電池の安全性が高まることを示す。
[Measurement of DSC heat generation start temperature]
For all the batteries of Examples 1 to 3, Reference Example 1 and Comparative Examples 1 to 4, the battery was charged at 25 ° C. until it reached 4.3 V at a current value of 30 mA, then decomposed in a dry box and washed with dimethyl carbonate. Then, it vacuum-dried and set it as the sample. 10 mg of ethylene carbonate is added to 40 mg of each sample, sealed in an aluminum cell under an argon atmosphere, and heated at 5 ° C./min with a differential scanning calorimeter to start self-heating. Was measured. Incidentally, the lithium cobalt oxide in the non-aqueous electrolyte secondary battery is decomposed when exposed to high temperature, and the battery becomes abnormal. The DSC exotherm start temperature indicates a temperature at which the positive electrode active material starts to decompose, and the higher the exotherm start temperature, the more stable lithium cobalt oxide is present, that is, the higher the safety of the battery. .

[C軸格子定数の測定]
実施例2、比較例1、2及び3のそれぞれの正極活物質粉末試料を粉末X線回折用ガラス板に充填し、CuKα1線(λ=1.5406Å)によるX線回折測定を行うことにより、格子定数を求めた。
[Measurement of C-axis lattice constant]
By filling each positive electrode active material powder sample of Example 2, Comparative Examples 1, 2 and 3 into a powder X-ray diffraction glass plate, and performing X-ray diffraction measurement by CuKα1 line (λ = 1.5406Å), The lattice constant was determined.

上記のそれぞれの測定結果をそれぞれ異種元素の組成ごとに整理して表1〜表3に示した。

Figure 0005196718
The above measurement results are shown in Tables 1 to 3 organized for each composition of different elements.
Figure 0005196718

Figure 0005196718
Figure 0005196718

Figure 0005196718
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[亜鉛の含有量について]
ジルコニウム含有量を0.5モル%一定、マグネシウム含有量を1.0モル%一定、アルミニウム含有量を1.0モル%一定とし、亜鉛含有量を0モル%〜4.0モル%と変化させた場合の結果をまとめた表1の結果から次のことが分かる。すなわち、亜鉛含有量を0.01モル%以上(実施例1〜3、参考例1)とすることにより、亜鉛を添加しない比較例1の電池と比すると、DSC発熱温度が上昇して電池の安全性が向上している。亜鉛含有量が4.0モル%の参考例1では、DSC発熱温度は良好な結果が得られているが、電池初期容量が低下している。また、亜鉛を添加しない比較例1の電池では、初期容量は良好な結果が得られているが、DSC発熱温度が低く、安全性に劣っている
[Zinc content]
The zirconium content is constant at 0.5 mol%, the magnesium content is constant at 1.0 mol%, the aluminum content is constant at 1.0 mol%, and the zinc content is changed from 0 mol% to 4.0 mol%. The following can be understood from the results of Table 1 that summarize the results of the cases. That is, by setting the zinc content to 0.01 mol% or more (Examples 1 to 3, Reference Example 1 ), the DSC heat generation temperature rises as compared with the battery of Comparative Example 1 in which zinc is not added. Safety is improved. In Reference Example 1 having a zinc content of 4.0 mol%, a good DSC exothermic temperature was obtained, but the battery initial capacity was lowered. In addition, in the battery of Comparative Example 1 in which zinc was not added, a good initial capacity was obtained, but the DSC heat generation temperature was low and the safety was poor .

[亜鉛の含有効果について]
ジルコニウム含有量を0.5モル%一定とし、マグネシウム、アルミニウム及び亜鉛ともに含有しない場合(比較例2)、マグネシウム及びアルミニウムを含有せず、亜鉛1.0モル%の場合(比較例3)、更には、上述の比較例1及び実施例2の場合について、それぞれC軸格子定数を測定した結果を示した表2の結果から次のことが分かる。すなわち、マグネシウム及びアルミニウムを共沈含有しない場合には、亜鉛を含有(比較例3)しても亜鉛を含有しない場合(比較例2)に比してC軸格子定数は変化せず、また、DSC発熱温度も上昇しない。更に、マグネシウム及びアルミニウムを共沈含有した場合、同時に亜鉛を共沈含有しなくても(比較例1)僅かにC軸格子定数が増加し、DSC発熱温度も上昇する。しかしながら、マグネシウム及びアルミニウムを共沈含有すると同時に亜鉛をも共沈含有(実施例2)すると、C軸格子定数が顕著に増加し、DSC発熱温度も顕著に上昇する。
[About the effect of zinc content]
When the zirconium content is constant at 0.5 mol% and neither magnesium, aluminum nor zinc is contained (Comparative Example 2), when magnesium or aluminum is not contained and zinc is 1.0 mol% (Comparative Example 3), The following can be understood from the results of Table 2 showing the results of measuring the C-axis lattice constant for the cases of Comparative Example 1 and Example 2 described above. That is, in the case where magnesium and aluminum are not coprecipitated, the C-axis lattice constant does not change even when zinc is contained (Comparative Example 3) as compared with the case where zinc is not contained (Comparative Example 2). DSC exothermic temperature does not rise either. Further, when magnesium and aluminum are co-precipitated, the C-axis lattice constant is slightly increased and the DSC exothermic temperature is also increased even if zinc is not co-precipitated simultaneously (Comparative Example 1). However, when co-precipitated with magnesium and aluminum and co-precipitated with zinc (Example 2), the C-axis lattice constant is remarkably increased and the DSC exothermic temperature is also remarkably increased.

このことは、詳細には未だに解明されていない点もあるが、マグネシウム及びアルミニウムが存在すると、亜鉛がコバルト酸リチウム構造中に固溶することにより熱安定性が向上するものと考えられる。従って、本発明においては、熱安定性及び電池容量を高いレベルで両立させるためには、従って、本発明の非水電解質二次電池においては、異種元素としてジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム及び亜鉛が共沈により含有されたコバルト化合物を原料として合成された六方晶系コバルト酸リチウムからなる正極活物質を用いる必要がある。   Although this has not yet been clarified in detail, it is considered that when magnesium and aluminum are present, the thermal stability is improved by the solid solution of zinc in the lithium cobaltate structure. Therefore, in the present invention, in order to achieve both high thermal stability and battery capacity at a high level, therefore, in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, zirconium, magnesium, aluminum and zinc are co-precipitated as different elements. It is necessary to use a positive electrode active material composed of hexagonal lithium cobalt oxide synthesized from a cobalt compound contained in the above.

[亜鉛の共沈含有について]
共沈含有ジルコニウムの含有量が0.5モル%、共沈含有マグネシウムの共沈含有量が1.0モル%及び共沈含有アルミニウム含有量が1.0モル%それぞれ一定とし、亜鉛含有量を0モル%(比較例1)、3.0モル%共沈含有(実施例3)及び3.0モル%乾式含有(比較例4)と変化させた場合の表3の結果から次のことが分かる。すなわち、亜鉛を含有しない場合(比較例1)に比べて、亜鉛を共沈含有した場合(実施例3)にはDSC発熱温度が顕著に増加するが、亜鉛を乾式含有した場合(比較例4)ではDSC発熱温度は変化していない。従って、表3に示した結果からしても、本発明の非水電解液質二次電池においては、異種元素としてジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム及び亜鉛が共沈により添加含有されたコバルト化合物を原料として合成された六方晶系コバルト酸リチウムからなる正極活物質を用いる必要があることが確認できる。
[About the coprecipitation of zinc]
The coprecipitation-containing zirconium content is 0.5 mol%, the coprecipitation-containing magnesium coprecipitation content is 1.0 mol%, and the coprecipitation content aluminum content is 1.0 mol%, and the zinc content is constant. From the results of Table 3 when changed to 0 mol% (Comparative Example 1), 3.0 mol% coprecipitation (Example 3), and 3.0 mol% dry content (Comparative Example 4), the following is obtained. I understand. That is, the DSC exothermic temperature markedly increases when zinc is coprecipitated (Example 3) as compared to the case where zinc is not contained (Comparative Example 1), but the case where zinc is contained dry (Comparative Example 4). ) DSC exothermic temperature does not change. Accordingly, even from the results shown in Table 3, in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, a cobalt compound containing zirconium, magnesium, aluminum, and zinc added by coprecipitation as different elements is used as a raw material. It can be confirmed that it is necessary to use a positive electrode active material made of synthesized hexagonal lithium cobalt oxide.

なお、上記実施例1〜3、参考例1においては、コバルト、ジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム及び亜鉛の出発原料としてこれらの金属を酸に溶解したものを用いた例を示したが、硫酸塩、硝酸塩等の水溶性塩を用いてもよい。更に、上記実施例1〜3、参考例1においては、ジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム及び亜鉛が共沈により含有されたコバルト化合物として炭酸塩を用いた例を示したが、アルカリ添加による水酸化物を用いることもできる。
In Examples 1 to 3 and Reference Example 1 , examples in which these metals were dissolved in acid as starting materials for cobalt, zirconium, magnesium, aluminum and zinc were shown. Water-soluble salts such as Further, in Examples 1 to 3 and Reference Example 1 , an example in which carbonate was used as a cobalt compound containing zirconium, magnesium, aluminum and zinc by coprecipitation was shown. It can also be used.

従来から作製されている円筒形の非水電解質二次電池を縦方向に切断して示す斜視図である。It is a perspective view which cuts the cylindrical nonaqueous electrolyte secondary battery produced conventionally from the lengthwise direction.

符号の説明Explanation of symbols

10 非水電解質二次電池
11 正極板
12 負極板
13 セパレータ
14 渦巻状電極体
15、16 絶縁板
17 電池外装缶
18 電流遮断封口体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Nonaqueous electrolyte secondary battery 11 Positive electrode plate 12 Negative electrode plate 13 Separator 14 Spiral electrode body 15, 16 Insulating plate 17 Battery outer can 18 Current interruption sealing body

Claims (3)

正極活物質を有する正極と、負極活物質を有する負極と、非水電解質とを備える非水電解質二次電池において、
前記正極活物質は、異種元素としてジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム及び亜鉛を共沈により含有するコバルト化合物を原料として製造された、六方晶系のコバルト酸リチウムからなり、
前記六方晶系コバルト酸リチウム中のジルコニウム含有量はコバルト量に対して0.01〜1.0モル%であり、マグネシウム含有量はコバルト量に対して0.01〜3.0モル%であり、アルミニウム含有量はコバルト量に対して0.01〜3.0モル%であり、更に亜鉛含有量はコバルト量に対して0.01〜3.0モル%であることを特徴とする非水電解質二次電池。
In a nonaqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode having a positive electrode active material, a negative electrode having a negative electrode active material, and a nonaqueous electrolyte,
The positive electrode active material, zirconium as different element, magnesium, cobalt compound containing the aluminum and zinc coprecipitated prepared as a raw material, Ri Do from lithium cobalt oxide hexagonal,
The zirconium content in the hexagonal lithium cobalt oxide is 0.01 to 1.0 mol% with respect to the cobalt content, and the magnesium content is 0.01 to 3.0 mol% with respect to the cobalt content. the aluminum content is 0.01 to 3.0 mol% with respect to cobalt weight, further zinc content non characterized by 0.01 to 3.0 mol% der Rukoto with cobalt amount Water electrolyte secondary battery.
前記異種元素としてジルコニウム、マグネシウム、アルミニウム及び亜鉛を共沈により含有するコバルト化合物は、炭酸コバルト又は水酸化コバルトであることを特徴とする請求項1に記載の非水電解質二次電池。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the cobalt compound containing zirconium, magnesium, aluminum, and zinc as the different elements by coprecipitation is cobalt carbonate or cobalt hydroxide. 前記負極活物質が炭素質物からなることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の非水電解質二次電池。
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the negative active material is characterized by comprising the carbonaceous material.
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