JP5417852B2 - Positive electrode active material, and positive electrode and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same - Google Patents

Positive electrode active material, and positive electrode and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same Download PDF

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Description

この発明は、正極活物質、並びにこれを用いた正極および非水電解質二次電池に関し、詳しくは、電池内部におけるガス発生を抑制することが可能な正極活物質、並びにこれを用いた正極および非水電解質二次電池に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a positive electrode active material, a positive electrode using the same, and a nonaqueous electrolyte secondary battery, and more specifically, a positive electrode active material capable of suppressing gas generation inside the battery, and a positive electrode and a non-electrode using the same. The present invention relates to a water electrolyte secondary battery.

近年、携帯電子機器の技術がめざましく発達し、携帯電話やノートブックコンピューターなどの電子機器は高度情報化社会を支える基盤技術と認知され始めた。また、これらの電子機器の高機能化に関する研究開発が精力的に進められており、これらの電子機器の消費電力も比例して増加の一途を辿っている。その反面、これらの電子機器は、長時間の駆動が求められており、駆動電源である二次電池の高エネルギー密度化が必然的に望まれている。また、環境面の配慮からサイクル寿命の延命についても望まれてきた。   In recent years, the technology of portable electronic devices has been remarkably developed, and electronic devices such as mobile phones and notebook computers have begun to be recognized as basic technologies that support an advanced information society. In addition, research and development related to the enhancement of the functions of these electronic devices have been energetically advanced, and the power consumption of these electronic devices has been increasing proportionally. On the other hand, these electronic devices are required to be driven for a long time, and a high energy density of a secondary battery as a driving power source is inevitably desired. In addition, it has been desired to extend the cycle life for environmental reasons.

電子機器に内蔵される電池の占有体積や質量などの観点より、電池のエネルギー密度は高いほど望ましい。現在では、リチウムイオン二次電池が、他の電池系に比較して高電圧で優れたエネルギー密度を有することから、殆どの機器に内蔵されるに至っている。   From the standpoint of the occupied volume and mass of the battery built in the electronic device, the higher the energy density of the battery, the better. At present, lithium ion secondary batteries have a high voltage and an excellent energy density as compared with other battery systems, and thus have been built into most devices.

通常、リチウムイオン二次電池では、正極にはコバルト酸リチウム(LiCoO2)、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)などのリチウム遷移金属複合酸化物、負極には炭素材料が使用されており、作動電圧が4.2Vから2.5Vの範囲で用いられている。単電池において、端子電圧を4.2Vまで上げられるのは、非水電解質材料やセパレータなどの優れた電気化学的安定性によるところが大きい。 Usually, in lithium ion secondary batteries, lithium transition metal composite oxides such as lithium cobaltate (LiCoO 2 ) and lithium nickelate (LiNiO 2 ) are used for the positive electrode, and a carbon material is used for the negative electrode. It is used in the range of 4.2V to 2.5V. In the unit cell, the terminal voltage can be increased to 4.2 V largely due to excellent electrochemical stability such as a non-aqueous electrolyte material and a separator.

このようなリチウムイオン二次電池のさらなる高性能化、用途拡大を目的として多くの検討が進められている。その一つとして、例えば、充電電圧を高めるなどの方法で、コバルト酸リチウムをはじめとする正極活物質のエネルギー密度を高め、リチウムイオン二次電池の高容量化を図ることが検討されている。   Many studies have been conducted for the purpose of further enhancing the performance and expanding the applications of such lithium ion secondary batteries. As one of them, for example, it has been studied to increase the energy density of a positive electrode active material such as lithium cobaltate by increasing the charging voltage to increase the capacity of the lithium ion secondary battery.

しかしながら、高容量で充放電を繰り返した場合、容量劣化を起こし、電池寿命が短くなってしまうという問題がある。また、高温環境下で使用した場合、電池内部にてガスが発生し、漏液や電池変形などの問題が生じる。   However, when charging / discharging is repeated at a high capacity, there is a problem that the capacity is deteriorated and the battery life is shortened. Further, when used in a high temperature environment, gas is generated inside the battery, causing problems such as leakage and battery deformation.

そこで、例えば下記特許文献1には、正極電極の表面に金属酸化物を被覆することにより、充放電サイクル特性などの電池特性を向上させる方法が開示されている。また、下記特許文献2には、正極活物質の表面に金属酸化物を被覆することにより、構造的安定性および熱的安定性を高める方法が記載されている。   Thus, for example, Patent Document 1 below discloses a method of improving battery characteristics such as charge / discharge cycle characteristics by coating a surface of a positive electrode with a metal oxide. Patent Document 2 listed below describes a method for improving the structural stability and thermal stability by coating the surface of a positive electrode active material with a metal oxide.

また、正極活物質の表面被覆において、その被覆形態によるサイクル特性改善や熱的安定性向上の効果についても検討されている。例えば下記特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7、および特許文献8には、リチウム遷移金属複合酸化物を均一に被覆する方法が記載されている。また、下記特許文献9には、金属酸化物層の上に金属酸化物の塊が付着された正極活物質が記載されている。   In addition, in the surface coating of the positive electrode active material, the effect of improving the cycle characteristics and the thermal stability due to the coating form has been studied. For example, the following Patent Literature 3, Patent Literature 4, Patent Literature 5, Patent Literature 6, Patent Literature 7, and Patent Literature 8 describe a method of uniformly coating a lithium transition metal composite oxide. Patent Document 9 below describes a positive electrode active material in which a lump of metal oxide is attached on a metal oxide layer.

また、表面被覆に用いられる元素についても検討され、例えば下記特許文献10には、コアとなるリチウム化合物表面に2つ以上のコーティング元素を含む1つ以上の表面処理層を形成した正極活物質が記載されている。   Further, elements used for surface coating have also been studied. For example, Patent Document 10 below discloses a positive electrode active material in which one or more surface treatment layers containing two or more coating elements are formed on the surface of a lithium compound serving as a core. Have been described.

下記特許文献11には、粒子表面がリン(P)で被覆された材料を用いることにより、優れた充放電特性を有する電池について開示されている。また、下記特許文献12には、リン(P)を添加した正極を用いることにより、優れた充放電サイクル特性および大電流充放電特性を有する電池について開示されている。また、下記特許文献13には、ホウ素(B)、リン(P)または窒素(N)を含有する層を形成する方法が開示されている。さらに、下記特許文献14、下記特許文献15および下記特許文献16には、リン酸塩化合物などを正極中に含有させる方法が開示されている。   The following Patent Document 11 discloses a battery having excellent charge / discharge characteristics by using a material whose particle surface is coated with phosphorus (P). Patent Document 12 below discloses a battery having excellent charge / discharge cycle characteristics and large current charge / discharge characteristics by using a positive electrode to which phosphorus (P) is added. Patent Document 13 below discloses a method for forming a layer containing boron (B), phosphorus (P), or nitrogen (N). Furthermore, the following patent document 14, the following patent document 15, and the following patent document 16 disclose a method of containing a phosphate compound or the like in the positive electrode.

特許第3172388号公報Japanese Patent No. 3172388 特許第3691279号公報Japanese Patent No. 3691279 特開平7−235292号公報JP 7-235292 A 特開2000−149950号公報JP 2000-149950 A 特開2000−156227号公報JP 2000-156227 A 特開2000−164214号公報JP 2000-164214 A 特開2000−195517号公報JP 2000-195517 A 特開2002−231227号公報JP 2002-231227 A 特開2001−256979号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-256969 特開2002−164053号公報JP 2002-164053 A 特許第3054829号公報Japanese Patent No. 3054829 特開平05−36411号公報JP 05-36411 A 特許第3192855号公報Japanese Patent No. 3192855 特開平10−154532号公報JP-A-10-154532 特開平10−241681号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-241681 特開平11−204145号公報JP-A-11-204145

しかしながら、特許文献1および特許文献2において開示されている被覆元素、被覆方法、被覆形態では、リチウムイオンの拡散を阻害するため、実用領域の充放電電流値では十分な容量が得られないという欠点がある。   However, in the covering element, the covering method, and the covering form disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, since lithium ion diffusion is inhibited, a sufficient capacity cannot be obtained with a charge / discharge current value in a practical range. There is.

特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7、および特許文献8で開示された方法によると、高い容量を維持できるものの、高度にサイクル特性を向上させ、さらにガス発生を抑制させるには不十分である。また、特許文献9で開示された方法により金属酸化物層の上に金属酸化物の塊が付着された構造の正極活物質を作製したところ、十分な充放電効率が得られず、容量が大きく低下する結果となった。   According to the methods disclosed in Patent Literature 3, Patent Literature 4, Patent Literature 5, Patent Literature 6, Patent Literature 7, and Patent Literature 8, although high capacity can be maintained, the cycle characteristics are improved to a high degree and further gas generation is achieved. It is not enough to suppress this. In addition, when a positive electrode active material having a structure in which a lump of metal oxide was adhered on a metal oxide layer by the method disclosed in Patent Document 9, sufficient charge / discharge efficiency was not obtained, and the capacity was large. The result decreased.

特許文献10の効果は熱的安定性の向上に限られたものである。また、特許文献10で開示された製法にて正極活物質を作製したところ、均一な多重層が形成され、特にガス発生抑制に対しては効果が認められないばかりか、逆にガス発生が増大する結果となった。   The effect of Patent Document 10 is limited to the improvement of thermal stability. Moreover, when a positive electrode active material was produced by the manufacturing method disclosed in Patent Document 10, a uniform multilayer was formed, and not only an effect was not recognized particularly for suppressing gas generation, but gas generation increased on the contrary. As a result.

特許文献11、特許文献12、特許文献13では、正極活物質にリンを添加または被覆することによりサイクル特性を向上させるものであるが、リチウムに対して不活性な軽元素のみを用いるこれらの技術では、十分な可逆容量を得られない。   In Patent Document 11, Patent Document 12, and Patent Document 13, the cycle characteristics are improved by adding or coating phosphorus to the positive electrode active material, but these techniques using only light elements that are inert to lithium. Then, sufficient reversible capacity cannot be obtained.

特許文献14は、過充電時の安全性に関する技術である。また、正極中にリン酸塩化合物などを単純に混合するだけでは、実際には十分な効果を得られない。同様に、上述の特許文献15および特許文献16でも、正極中にリン酸塩化合物などを単純に混合するゆえ、効果は不十分である。   Patent Document 14 is a technology related to safety during overcharge. In addition, simply mixing a phosphate compound or the like in the positive electrode does not actually provide a sufficient effect. Similarly, in Patent Document 15 and Patent Document 16 described above, since a phosphate compound or the like is simply mixed in the positive electrode, the effect is insufficient.

このように、正極活物質を改質することにより、サイクル特性あるいは熱的安定性をある程度改善することはできるが、その一方で電池容量が低下しやすくなる。また、上述の方法により得られる電池特性の改善の程度は十分なものではなく、また、高温環境下で生じる電池内部でのガス発生の抑制について、さらなる改善が要望されている。   Thus, by modifying the positive electrode active material, cycle characteristics or thermal stability can be improved to some extent, but on the other hand, battery capacity tends to decrease. Further, the degree of improvement in battery characteristics obtained by the above-described method is not sufficient, and further improvement is desired for suppression of gas generation inside the battery that occurs in a high temperature environment.

したがって、この発明の目的は、高容量で充放電サイクル特性に優れ、さらにガス発生を抑制することができる正極、およびこれを用いた非水電解質二次電池を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a positive electrode that has a high capacity, is excellent in charge / discharge cycle characteristics, and can suppress gas generation, and a nonaqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode.

上述の課題を解決するために、第1の発明は、
電極反応物質を吸蔵および放出することが可能な正極材料を含む粒子と、
粒子の少なくとも一部に設けられ、式(1)〜式(1)’で表される金属塩のうちの少なくとも何れかを含む被膜と
を備える正極活物質である。

Figure 0005417852
式(1)中、MはLiである。a、、dはそれぞれ0以上の整数である。bは1以上の整数である。a、b、c、dの和は2以上の整数であり、aとbとの和は1以上の整数である。e、f、g、hはそれぞれ1以上の整数である。R1およびR2は、いずれも1価の基であり、互いに結合して環を形成してもよい。R3は、a、b、c、dの和を価数とする炭化水素基である。)
Figure 0005417852
(式(1)’中、MはMgである。aは1である。bは1であり、c=d=0である。a、b、c、dの和は2である。e、f、g、hはそれぞれ1以上の整数である。R3は2価の炭化水素基である。) In order to solve the above-mentioned problem, the first invention
Particles comprising a cathode material capable of occluding and releasing electrode reactants;
A positive electrode active material provided with at least a part of the particles and a coating containing at least one of metal salts represented by the formulas (1) to (1) ′ .
Figure 0005417852
(In Formula (1), M is Li . Each of a, c and d is an integer of 0 or more. B is an integer of 1 or more. The sum of a, b, c and d is an integer of 2 or more.) And the sum of a and b is an integer equal to or greater than 1. e, f, g, and h are each an integer equal to or greater than 1. R1 and R2 are all monovalent groups and are bonded to each other. (R3 is a hydrocarbon group having a valence of the sum of a, b, c, and d.)
Figure 0005417852
(In Formula (1) ′, M is Mg, a is 1, b is 1, and c = d = 0. The sum of a, b, c, and d is 2. e, f, g and h are each an integer of 1 or more, and R3 is a divalent hydrocarbon group.

第1の発明では、上記式(1)におけるR1およびR2は、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、トリアルキルシリル基、あるいはそれらをハロゲン化した基であり、R3は炭化水素基であることが好ましい。   In the first invention, R1 and R2 in the above formula (1) are an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a trialkylsilyl group, or a group obtained by halogenating them, and R3 is a hydrocarbon group. preferable.

また、第1の発明では、式(1)で表される金属塩は、エタンジスルホン酸二リチウム、プロパンジスルホン酸二リチウム、スルホ酢酸二リチウム、スルホプロピオン酸二リチウム、スルホブタン酸二リチウム、スルホ安息香酸二リチウム、コハク酸二リチウム、スルホコハク酸三リチウムからなる群から選択される少なくとも一つであることが好ましい。
式(1)’で表される金属塩は、スルホプロピオン酸マグネシウム、スルホブタン酸マグネシウム、スルホ安息香酸マグネシウからなる群から選択される少なくとも一つであることが好ましい。
In the first invention, the metal salt represented by the formula (1) is dilithium ethanedisulfonate, dilithium propanedisulfonate, dilithium sulfoacetate, dilithium sulfopropionate, dilithium sulfobutanoate, sulfobenzoate. It is preferably at least one selected from the group consisting of dilithium acid, dilithium succinate, and trilithium sulfosuccinate .
Metal salt represented by the formula (1) 'is magnesium scan Ruhopuropion acid, magnesium Suruhobutan acid is preferably at least one selected from the group consisting of sulfobenzoic acid magnesium.

また、第1の発明では、被膜は、式(1)〜式(1)’で表される金属塩以外の、アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩を含むことが好ましい。 Moreover, in 1st invention, it is preferable that a film contains alkali metal salt or alkaline-earth metal salt other than the metal salt represented by Formula (1)-Formula (1) ' .

また、第1の発明では、粒子は、リチウムと、1または複数の遷移金属とを少なくとも含むことが好ましい。   In the first invention, the particles preferably include at least lithium and one or more transition metals.

また、第1の発明では、粒子は、コバルト(Co)を主要遷移金属元素として含み、層状構造を有することが好ましい。さらに、粒子の表面における少なくとも一部には、該粒子を構成する主要遷移金属元素とは異なる1または複数の元素が存在することが好ましい。この粒子を構成する主要遷移金属元素とは異なる元素は、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、リン(P)のうちの少なくとも一つを含むことが好ましい。   In the first invention, the particles preferably include cobalt (Co) as a main transition metal element and have a layered structure. Furthermore, it is preferable that at least a part of the surface of the particle contains one or more elements different from the main transition metal element constituting the particle. The element different from the main transition metal element constituting the particles preferably contains at least one of nickel (Ni), manganese (Mn), and phosphorus (P).

第2の発明は、
導電性基材と、
導電性基材上に設けられ、少なくとも正極活物質を含む正極活物質層と、を備え、
正極活物質は、
電極反応物質を吸蔵および放出することが可能な正極材料を含む粒子と、
粒子の少なくとも一部に設けられ、式(1)〜式(1)’で表される金属塩のうちの少なくとも何れかを含む被膜と
を備える正極である。

Figure 0005417852
式(1)中、MはLiである。a、、dはそれぞれ0以上の整数である。bは1以上の整数である。a、b、c、dの和は2以上の整数であり、aとbとの和は1以上の整数である。e、f、g、hはそれぞれ1以上の整数である。R1およびR2は、いずれも1価の基であり、互いに結合して環を形成してもよい。R3は、a、b、c、dの和を価数とする炭化水素基である。)
Figure 0005417852
(式(1)’中、MはMgである。aは1である。bは1であり、c=d=0である。a、b、c、dの和は2である。e、f、g、hはそれぞれ1以上の整数である。R3は2価の炭化水素基である。) The second invention is
A conductive substrate;
A positive electrode active material layer provided on a conductive substrate and including at least a positive electrode active material,
The positive electrode active material is
Particles comprising a cathode material capable of occluding and releasing electrode reactants;
It is a positive electrode provided with at least one part of particle | grains and the film containing at least any one of the metal salts represented by Formula (1)-Formula (1) ' .
Figure 0005417852
(In Formula (1), M is Li . Each of a, c and d is an integer of 0 or more. B is an integer of 1 or more. The sum of a, b, c and d is an integer of 2 or more.) And the sum of a and b is an integer equal to or greater than 1. e, f, g, and h are each an integer equal to or greater than 1. R1 and R2 are all monovalent groups and are bonded to each other. (R3 is a hydrocarbon group having a valence of the sum of a, b, c, and d.)
Figure 0005417852
(In Formula (1) ′, M is Mg, a is 1, b is 1, and c = d = 0. The sum of a, b, c, and d is 2. e, f, g and h are each an integer of 1 or more, and R3 is a divalent hydrocarbon group.

第3の発明は、
正極活物質を有する正極と、負極と、セパレータと、電解質と、を備え、
正極活物質は、
電極反応物質を吸蔵および放出することが可能な正極材料を含む粒子と、
粒子の少なくとも一部に設けられ、式(1)〜式(1)’で表される金属塩のうちの少なくとも何れかを含む被膜と
を備える非水電解質二次電池である。

Figure 0005417852
式(1)中、MはLiである。a、、dはそれぞれ0以上の整数である。bは1以上の整数である。a、b、c、dの和は2以上の整数であり、aとbとの和は1以上の整数である。e、f、g、hはそれぞれ1以上の整数である。R1およびR2は、いずれも1価の基であり、互いに結合して環を形成してもよい。R3は、a、b、c、dの和を価数とする炭化水素基である。)
Figure 0005417852
(式(1)’中、MはMgである。aは1である。bは1であり、c=d=0である。a、b、c、dの和は2である。e、f、g、hはそれぞれ1以上の整数である。R3は2価の炭化水素基である。) The third invention is
A positive electrode having a positive electrode active material, a negative electrode, a separator, and an electrolyte;
The positive electrode active material is
Particles comprising a cathode material capable of occluding and releasing electrode reactants;
A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising: a coating film provided on at least a part of the particles and including at least one of metal salts represented by formulas (1) to (1) ′ .
Figure 0005417852
(In Formula (1), M is Li . Each of a, c and d is an integer of 0 or more. B is an integer of 1 or more. The sum of a, b, c and d is an integer of 2 or more.) And the sum of a and b is an integer equal to or greater than 1. e, f, g, and h are each an integer equal to or greater than 1. R1 and R2 are all monovalent groups and are bonded to each other. (R3 is a hydrocarbon group having a valence of the sum of a, b, c, and d.)
Figure 0005417852
(In Formula (1) ′, M is Mg, a is 1, b is 1, and c = d = 0. The sum of a, b, c, and d is 2. e, f, g and h are each an integer of 1 or more, and R3 is a divalent hydrocarbon group.

第3の発明では、上限充電電圧が4.25V以上4.80V以下で、下限放電電圧が2.00V以上3.30V以下であることが好ましい。エネルギー密度を向上させることができるからである。   In 3rd invention, it is preferable that an upper limit charging voltage is 4.25V or more and 4.80V or less, and a lower limit discharge voltage is 2.00V or more and 3.30V or less. This is because the energy density can be improved.

この発明では、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能な正極材料を含む粒子の少なくとも一部に、上記の式(1)〜式(1)’で表される金属塩のうちの少なくとも何れかを含む被膜が形成されているので、正極活物質の化学的安定性を向上させることができる。この正極活物質を有する正極が電解液と共に電池などの電気化学デバイスに用いられた場合、電極反応物質が効率よく透過すると共に電解液の分解が抑制される。したがって、この発明の正極活物質を用いた電池では、高充電電圧性とそれに伴う高エネルギー密度性とを実現でき、高充電電圧下においても良好な充放電サイクル特性を有すると共に、電池内部のガス発生を抑制することができる。 In this invention, at least one of the metal salts represented by the above formulas (1) to (1) ′ is included in at least a part of the particles including the positive electrode material capable of occluding and releasing the electrode reactant. Since the film containing these is formed, the chemical stability of the positive electrode active material can be improved. When a positive electrode having this positive electrode active material is used in an electrochemical device such as a battery together with an electrolytic solution, the electrode reactant is efficiently transmitted and decomposition of the electrolytic solution is suppressed. Therefore, in the battery using the positive electrode active material of the present invention, it is possible to realize a high charge voltage property and a high energy density property associated therewith, a good charge / discharge cycle characteristic even under a high charge voltage, and a gas inside the battery Occurrence can be suppressed.

この発明によれば、高容量で充放電サイクル特性に優れ、さらに電池内部におけるガス発生の少ない非水電解質二次電池を実現することができる。   According to the present invention, it is possible to realize a non-aqueous electrolyte secondary battery having a high capacity, excellent charge / discharge cycle characteristics, and less gas generation inside the battery.

この発明の一実施の形態による正極の構成を表す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing the composition of the cathode by one embodiment of this invention. この発明の第1の例による電池の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the battery by the 1st example of this invention. 図2に示した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. 3 is an enlarged sectional view showing a part of a wound electrode body in the battery shown in FIG. 2. この発明の第2の例による電池の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the battery by the 2nd example of this invention. 図4で示した巻回電極体のI−I線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II line of the winding electrode body shown in FIG. TOF−SIMS分析による結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result by TOF-SIMS analysis.

以下、この発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。   An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(1)正極活物質の構成
この発明の一実施の形態による正極活物質は、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能な正極材料を含む粒子の少なくとも一部に、被膜が設けられているものである。
(1) Configuration of Positive Electrode Active Material In the positive electrode active material according to one embodiment of the present invention, a coating is provided on at least a part of particles including a positive electrode material capable of occluding and releasing an electrode reactant. Is.

電極反応物質を吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、リチウムを吸蔵および放出することが可能な化合物であることが好ましい。具体的に、正極材料としては、例えば、リチウム酸化物、リチウムリン酸化物、リチウム硫化物またはリチウムを含む層間化合物などのリチウム含有化合物が適当であり、これらの2種以上を混合して用いてもよい。エネルギー密度を高くするには、リチウム(Li)と、1または複数の遷移金属元素とを少なくとも含むリチウム含有遷移金属酸化物が好ましく、中でも、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、ニッケルコバルトマンガン複合リチウム酸化物など、層状構造を有するリチウム含有化合物が、高容量化の点からより好ましい。特に、コバルト酸リチウムを主体としたコバルト酸リチウム含有遷移金属酸化物は、高充填性や高い放電電圧を有するため好ましい。コバルト酸リチウム含有遷移金属酸化物は、2族〜15族から選ばれる少なくとも1つ以上の元素で置換することや、フッ素化処理などが施されたものであってもよい。   The positive electrode material capable of occluding and releasing the electrode reactant is preferably a compound capable of occluding and releasing lithium. Specifically, as the positive electrode material, for example, a lithium-containing compound such as lithium oxide, lithium phosphorus oxide, lithium sulfide, or an intercalation compound containing lithium is suitable, and a mixture of two or more of these is used. Also good. In order to increase the energy density, a lithium-containing transition metal oxide containing at least lithium (Li) and one or more transition metal elements is preferable. Among them, lithium cobaltate, lithium nickelate, nickel cobalt manganese composite lithium oxide A lithium-containing compound having a layered structure such as a product is more preferable from the viewpoint of increasing the capacity. In particular, a lithium cobaltate-containing transition metal oxide mainly composed of lithium cobaltate is preferable because of its high filling property and high discharge voltage. The lithium cobaltate-containing transition metal oxide may be substituted with at least one element selected from Groups 2 to 15 or subjected to fluorination treatment.

このようなリチウム含有化合物としては、例えば、化I、より具体的には化IIで表された平均組成を有するリチウム複合酸化物、化IIIで表された平均組成を有するリチウム複合酸化物を挙げることができる。   Examples of such lithium-containing compounds include lithium composite oxides having an average composition represented by chemical formula I, more specifically chemical formula II, and lithium composite oxides having an average composition represented by chemical formula III. be able to.

(化I)
LipNi(1-q-r)MnqM1r(2-y)z
(式中、M1は、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)を除く2族〜15族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。Xは、酸素(O)以外の16族元素および17族元素のうち少なくとも1種を示す。p、q、r、y、zは、0≦p≦1.5、0≦q≦1.0、0≦r≦1.0、−0.10≦y≦0.20、0≦z≦0.2の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、pの値は完全放電状態における値を表している。)
(Chemical I)
Li p Ni (1-qr) Mn q M1 r O (2-y) X z
(In the formula, M1 represents at least one element selected from Group 2 to Group 15 excluding nickel (Ni) and manganese (Mn). X represents Group 16 element and Group 17 element other than oxygen (O). P, q, r, y, and z are 0 ≦ p ≦ 1.5, 0 ≦ q ≦ 1.0, 0 ≦ r ≦ 1.0, −0.10 ≦ y ≦. (The values are within the range of 0.20 and 0 ≦ z ≦ 0.2. Note that the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of p represents the value in a fully discharged state.)

(化II)
LiaCo(1-b)M2b(2-c)
(式中、M2はバナジウム(V)、銅(Cu)、ジルコニウム(Zr)、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、イットリウム(Y)および鉄(Fe)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。a、bおよびcの値は、0.9≦a≦1.1、0≦b≦0.3、−0.1≦c≦0.1の範囲内である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、aの値は完全放電状態における値を表している。)
(Chemical II)
Li a Co (1-b) M2 b O (2-c)
(Wherein M2 is vanadium (V), copper (Cu), zirconium (Zr), zinc (Zn), magnesium (Mg), aluminum (Al), gallium (Ga), yttrium (Y) and iron (Fe). Represents at least one of the group consisting of: values of a, b and c are 0.9 ≦ a ≦ 1.1, 0 ≦ b ≦ 0.3, −0.1 ≦ c ≦ 0.1 Note that the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of a represents the value in a fully discharged state.)

(化III)
LiwNixCoyMnzM3(1-x-y-z)(2-v)
(式中、M3はバナジウム(V)、銅(Cu)、ジルコニウム(Zr)、亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、イットリウム(Y)および鉄(Fe)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。v、w、x、yおよびzの値は、−0.1≦v≦0.1、0.9≦w≦1.1、0<x<1、0<y<1、0<z<0.5、0≦1−x−y−zの範囲内である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、wの値は完全放電状態における値を表している。)
(Chemical III)
Li w Ni x Co y Mn z M3 (1-xyz) O (2-v)
(Wherein M3 is vanadium (V), copper (Cu), zirconium (Zr), zinc (Zn), magnesium (Mg), aluminum (Al), gallium (Ga), yttrium (Y) and iron (Fe). It represents at least one of the group consisting of: v, w, x, y and z have values of −0.1 ≦ v ≦ 0.1, 0.9 ≦ w ≦ 1.1, 0 <x <. 1, 0 <y <1, 0 <z <0.5, 0 ≦ 1-xyz The composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of w is a complete discharge. Represents the value in the state.)

さらに、リチウム含有化合物としては、例えば、化IVで表されたスピネル型の構造を有するリチウム複合酸化物、より具体的には、LidMn24(d≒1)などを挙げることができる。 Further, examples of the lithium-containing compound include a lithium composite oxide having a spinel structure represented by Formula IV, more specifically, Li d Mn 2 O 4 (d≈1). .

(化IV)
LipMn(2-q)M4qrs
(式中、M4は、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。p、q、rおよびsは、0.9≦p≦1.1、0≦q≦0.6、3.7≦r≦4.1、0≦s≦0.1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、pの値は完全放電状態における値を表している。
(Chemical IV)
Li p Mn (2-q) M4 q O r F s
(In the formula, M4 is cobalt (Co), nickel (Ni), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron (Fe ), Copper (Cu), zinc (Zn), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr), and tungsten (W). q, r, and s are values within the range of 0.9 ≦ p ≦ 1.1, 0 ≦ q ≦ 0.6, 3.7 ≦ r ≦ 4.1, and 0 ≦ s ≦ 0.1. Note that the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of p represents a value in a fully discharged state.

さらに、リチウム含有化合物としては、例えば、化V、より具体的には、化VIで表されたオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩などを挙げることができ、さらに具体的には、LieFePO4(e≒1)などを挙げることができる。 Furthermore, examples of the lithium-containing compound may include, for example, a chemical compound V, more specifically, a lithium composite phosphate having an olivine type structure represented by chemical compound VI. e FePO 4 (e≈1).

(化V)
LiaM5bPO4
(式中、M5は、2族〜15族から選ばれる元素のうちの少なくとも一種を示す。a、bは、0≦a≦2.0、0.5≦b≦2.0の範囲内の値である。)
(Chemical V)
Li a M5 b PO 4
(In the formula, M5 represents at least one element selected from Group 2 to Group 15. a and b are in the range of 0 ≦ a ≦ 2.0 and 0.5 ≦ b ≦ 2.0. Value.)

(化VI)
LitM6PO4
(式中、M6は、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、タングステン(W)およびジルコニウム(Zr)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。tは、0.9≦t≦1.1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、tの値は完全放電状態における値を表している。)
(Chemical VI)
Li t M6PO 4
(In the formula, M6 is cobalt (Co), manganese (Mn), iron (Fe), nickel (Ni), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V ), Niobium (Nb), copper (Cu), zinc (Zn), molybdenum (Mo), calcium (Ca), strontium (Sr), tungsten (W) and zirconium (Zr) T is a value in a range of 0.9 ≦ t ≦ 1.1, wherein the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of t represents a value in a complete discharge state. )

このような粒子は、通常において正極活物質として入手できるものを出発原料として用いることができるが、場合によっては、ボールミルや擂潰機などを用いて二次粒子を解砕した後に用いることができる。   Such particles can be used as starting materials that are usually available as positive electrode active materials, but in some cases, they can be used after pulverizing secondary particles using a ball mill or a grinder. .

また、リチウム複合酸化物を構成する主要遷移金属とは異なる元素で被覆処理することにより、主要遷移金属とは異なる元素が表面に存在するリチウム複合酸化物粒子を用いてもよい。より高い電気化学的安定性を得ることができるからである。この主要遷移金属とは異なる元素としては、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、リン(P)のうちの少なくとも1つを含むことが好ましい。なお、リチウム複合酸化物粒子を構成する主要遷移金属とは、この粒子を構成する遷移金属のうち最も比率の大きい遷移金属を意味する。例えば、リチウム複合酸化物として、平均組成LiCo0.98Al0.01Mg0.012のコバルト酸リチウムを用いる場合、主要遷移金属はコバルトであり、ニッケル、マンガン、リンなどにより被覆処理が施されることが好ましい。 Alternatively, lithium composite oxide particles in which an element different from the main transition metal is present on the surface by coating with an element different from the main transition metal constituting the lithium composite oxide may be used. This is because higher electrochemical stability can be obtained. The element different from the main transition metal preferably includes at least one of nickel (Ni), manganese (Mn), and phosphorus (P). The main transition metal constituting the lithium composite oxide particles means the transition metal having the largest ratio among the transition metals constituting the particles. For example, when lithium cobaltate having an average composition of LiCo 0.98 Al 0.01 Mg 0.01 O 2 is used as the lithium composite oxide, the main transition metal is cobalt, and it is preferable that the coating treatment is performed with nickel, manganese, phosphorus, or the like. .

電極反応物質を吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、上記した他、例えば、酸化チタン、酸化バナジウムあるいは二酸化マンガンなどの酸化物や、二硫化鉄、二硫化チタン、あるいは硫化モリブデンなどの二硫化物や、セレン化ニオブなどのカルコゲン化物や、硫黄、ポリアニリンあるいはポリチオフェンなどの導電性高分子も挙げられる。   In addition to the above, the positive electrode material capable of occluding and releasing the electrode reactant is, for example, an oxide such as titanium oxide, vanadium oxide or manganese dioxide, iron disulfide, titanium disulfide, molybdenum sulfide, etc. Examples include disulfides, chalcogenides such as niobium selenide, and conductive polymers such as sulfur, polyaniline, and polythiophene.

上記粒子の少なくとも一部に設けられる被膜は、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能な正極材料を含む粒子の表面の全てを覆うように形成されていてもよいし、表面の一部以上に形成されていてもよい。この被膜は、式(1)で表される金属塩を含むものである。   The coating provided on at least a part of the particles may be formed so as to cover the entire surface of the particle including the positive electrode material capable of occluding and releasing the electrode reactant, or a part or more of the surface. It may be formed. This coating contains a metal salt represented by the formula (1).

Figure 0005417852
(Mは金属元素である。a、b、c、dはそれぞれ0以上の整数である。a、b、c、dの和は2以上の整数であり、aとbとの和は1以上の整数である。e、f、g、hはそれぞれ1以上の整数である。R1およびR2は、いずれも1価の基であり、互いに結合して環を形成してもよい。R3は、a、b、c、dの和を価数とする基である。)
Figure 0005417852
(M is a metal element. Each of a, b, c and d is an integer of 0 or more. The sum of a, b, c and d is an integer of 2 or more, and the sum of a and b is 1 or more. E, f, g, and h are each an integer equal to or greater than 1. Each of R1 and R2 is a monovalent group, and may be bonded to each other to form a ring. It is a group having the valence as the sum of a, b, c, and d.)

中でも、式(1)におけるbまたはdが1以上である金属塩が好ましい。スルホン酸を含むことで不活性且つ高い耐酸化性を有することができるからである。   Among these, a metal salt in which b or d in formula (1) is 1 or more is preferable. It is because it can have inertness and high oxidation resistance by including a sulfonic acid.

式(1)におけるR1およびR2は、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、トリアルキルシリル基、あるいはそれらをハロゲン化した基である。ここで、「それらをハロゲン化した基」とは、少なくとも一部の水素基がハロゲン基に置換された基という意味である。なお、式(1)におけるR1およびR2は、互いに同一でもよいし、異なっていてもよい。さらに、トリアルキルシリル基において、シリコン原子に隣接するアルキル基は、互いに同一でもよいし異なっていてもよい。また、式(1)におけるR3は、例えば炭化水素基である。   R1 and R2 in Formula (1) are, for example, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a trialkylsilyl group, or a group obtained by halogenating them. Here, the “group in which they are halogenated” means a group in which at least a part of hydrogen groups are substituted with halogen groups. In addition, R1 and R2 in Formula (1) may mutually be the same, and may differ. Furthermore, in the trialkylsilyl group, the alkyl groups adjacent to the silicon atom may be the same as or different from each other. Moreover, R3 in Formula (1) is a hydrocarbon group, for example.

このような被膜は正極活物質の化学的安定性の向上に寄与するものである。このような被膜が設けられた正極活物質を用いた正極が電解液と共に電池などの電気化学デバイスに用いられると、電極反応物質が効率よく透過すると共に電解液の分解が抑制されるため、正極からのガス発生の抑制と、電池の高容量化とを両立させることができる。また電解液の分解を抑制することによりサイクル特性も向上することができる。なお、被膜には、式(1)に示した金属塩と共にその分解物が含まれていてもよい。   Such a coating contributes to the improvement of the chemical stability of the positive electrode active material. When a positive electrode using a positive electrode active material provided with such a coating is used in an electrochemical device such as a battery together with an electrolytic solution, the electrode reactant is efficiently permeated and the decomposition of the electrolytic solution is suppressed. It is possible to achieve both suppression of gas generation from the battery and increase in the capacity of the battery. Further, cycle characteristics can be improved by suppressing the decomposition of the electrolytic solution. In addition, the decomposition product may be contained in the film with the metal salt shown in Formula (1).

また、式(1)に示したMとしては、アルカリ金属元素(水素を除く1A族元素)またはアルカリ土類金属元素(2A族元素)を用いることが望ましい。特に、アルカリ金属元素の中ではリチウムが好ましく、アルカリ土類金属元素の中ではマグネシウムまたはカルシウムが好ましい。これらリチウム、マグネシウムまたはカルシウムを用いることで、より高い効果が得られるからである。   As M shown in Formula (1), it is desirable to use an alkali metal element (Group 1A element excluding hydrogen) or an alkaline earth metal element (Group 2A element). In particular, lithium is preferable among alkali metal elements, and magnesium or calcium is preferable among alkaline earth metal elements. This is because higher effects can be obtained by using these lithium, magnesium, or calcium.

式(1)に示した金属塩の一例を以下に列挙する。まず、Mがアルカリ金属元素のうちのリチウムであるものとしては、メタンジスルホン酸二リチウム、エタンジスルホン酸二リチウム、プロパンジスルホン酸二リチウム、ベンゼンジスルホン酸二リチウム、ナフタレンジスルホン酸二リチウム、ビフェニルジスルホン酸二リチウムなどの2つのスルホン酸基を有する二リチウム塩、スルホ酢酸二リチウム、スルホフェニル酢酸二リチウム、スルホプロピオン酸二リチウム、スルホブタン酸二リチウム、スルホ安息香酸二リチウムなどのスルホン酸基とカルボン酸基とを有する二リチウム塩、または、コハク酸二リチウム、マレイン酸二リチウム、フマル酸二リチウム、イタコン酸二リチウム、メサコン酸二リチウム、シトラコン酸二リチウム、フタル酸二リチウム、ナフタレンジカルボン酸二リチウムなどの2つのカルボン酸基を有する二リチウム塩が挙げられる。また、一部がフッ素化した二リチウム塩として、テトラフルオロエタンジスルホン酸二リチウム、ヘキサフルオロプロパンジスルホン酸二リチウム、テトラフルオロスルホプロピオン酸二リチウム、ヘキサフルオロスルホブタン酸二リチウム、テトラフルオロスルホ安息香酸二リチウムなどの2つのスルホン酸基を有する二リチウム塩、または、テトラフルオロコハク酸二リチウム、テトラフルオロフタル酸二リチウムなどのスルホン酸基とカルボン酸基とを有する二リチウム塩が挙げられる。   Examples of the metal salts represented by the formula (1) are listed below. First, as for M which is lithium among alkali metal elements, dilithium methanedisulfonate, dilithium ethanedisulfonate, dilithium propanedisulfonate, dilithium benzenedisulfonate, dilithium naphthalenedisulfonate, biphenyldisulfonic acid. Dilithium salts having two sulfonic acid groups such as dilithium, sulfonic acid groups and carboxylic acids such as dilithium sulfoacetate, dilithium sulfophenylacetate, dilithium sulfopropionate, dilithium sulfobutanoate and dilithium sulfobenzoate Or a dilithium salt having a group, or dilithium succinate, dilithium maleate, dilithium fumarate, dilithium itaconate, dilithium mesaconic acid, dilithium citraconic acid, dilithium phthalate, naphthalenedicarboxylic acid It includes dilithium salt having two carboxylic acid groups, such as lithium. In addition, dilithium salts partially fluorinated include dilithium tetrafluoroethanedisulfonate, dilithium hexafluoropropanedisulfonate, dilithium tetrafluorosulfopropionate, dilithium hexafluorosulfobutanoate, and tetrafluorosulfobenzoic acid. Examples thereof include a dilithium salt having two sulfonic acid groups such as dilithium, or a dilithium salt having a sulfonic acid group and a carboxylic acid group such as dilithium tetrafluorosuccinate and dilithium tetrafluorophthalate.

式(1)に示した金属塩のうち、Mがリチウムであるものとしては、上記の二リチウム塩に限らず、トリリチウム塩、テトラリチウム塩、ペンタリチウム塩などを用いることが可能である。トリリチウム塩としては、例えば、ジスルホ安息香酸三リチウム、スルホフタル酸三リチウム、スルホイソフタル酸三リチウム、スルホテレフタル酸三リチウム、メタントリカルボン酸三リチウム、アコニット酸三リチウムなどが挙げられる。また、テトラリチウム塩としては、プロパンテトラカルボン酸四リチウム、シクロペンタンテトラカルボン酸四リチウム、テトラヒドロフランテトラカルボン酸四リチウム、ブタンテトラカルボン酸四リチウム、ベンゼンテトラカルボン酸四リチウム、ジスルホナフタレンジカルボン酸四リチウム、ナフタレンテトラカルボン酸四リチウム、ビフェニルテトラカルボン酸四リチウムなどが挙げられる。さらに、ペンタリチウム塩としては、例えばビフェニルスルホテトラカルボン酸五リチウムがある。   Of the metal salts represented by the formula (1), as M being lithium, not only the above-mentioned dilithium salts, but also trilithium salts, tetralithium salts, pentalithium salts, and the like can be used. Examples of the trilithium salt include trilithium disulfobenzoate, trilithium sulfophthalate, trilithium sulfoisophthalate, trilithium sulfoterephthalate, trilithium methanetricarboxylate, and trilithium aconitic acid. Tetralithium salts include propanetetracarboxylic acid tetralithium, cyclopentanetetracarboxylic acid tetralithium, tetrahydrofurantetracarboxylic acid tetralithium, butanetetracarboxylic acid tetralithium, benzenetetracarboxylic acid tetralithium, disulfonaphthalenedicarboxylic acid tetralithium. Examples thereof include lithium, tetralithium naphthalene tetracarboxylate, and tetralithium biphenyl tetracarboxylate. Furthermore, examples of the pentalithium salt include pentalithium biphenylsulfotetracarboxylate.

式(1)に示した金属塩のうち、Mがリチウムであるものとして、上記のほかに、スルホコハク酸三リチウム、エチルスルホコハク酸二リチウム、ジエチルスルホコハク酸リチウムなどを用いることもできる。   In addition to the above, among the metal salts represented by the formula (1), trilithium sulfosuccinate, dilithium ethylsulfosuccinate, lithium diethylsulfosuccinate and the like can be used as M.

以上、式(1)に示した金属塩としてMがリチウムであるものを列挙したが、Mがナトリウム(Na)やマグネシウム(Mg)、あるいはカルシウム(Ca)であってもよい。例えば、ナトリウム塩としては、エタンジスルホン酸二ナトリウム、プロパンジスルホン酸二ナトリウム、スルホプロピオン酸二ナトリウム、スルホブタン酸二ナトリウム、スルホ安息香酸二ナトリウムなどの2つのスルホン酸基を有する二ナトリウム塩や、コハク酸二ナトリウム、マレイン酸二ナトリウム、フマル酸二ナトリウム、フタル酸二ナトリウム、スクエア酸二ナトリウム、クロコン酸二ナトリウムなどの2つのカルボン酸基を有する二ナトリウム塩が挙げられる。また、マグネシウム塩としては、エタンジスルホン酸マグネシウム、プロパンジスルホン酸マグネシウム、スルホ酢酸マグネシウム、スルホプロピオン酸マグネシウム、スルホ安息香酸マグネシウム、コハク酸マグネシウム二スルホコハク酸三マグネシウム、スクエア酸マグネシウムなどが挙げられる。また、カルシウム塩としては、エタンジスルホン酸カルシウム、プロパンジスルホン酸カルシウム、スルホ酢酸カルシウム、スルホプロピオン酸カルシウム、スルホ安息香酸カルシウム、コハク酸カルシウム、二スルホコハク酸三カルシウムまたはスクエア酸カルシウムなどが挙げられる。   As mentioned above, although the metal salt shown by Formula (1) whose M is lithium was enumerated, M may be sodium (Na), magnesium (Mg), or calcium (Ca). For example, sodium salts include disodium ethanedisulfonate, disodium propanedisulfonate, disodium sulfopropionate, disodium sulfobutanoate, disodium sulfobenzoate, and the like, Examples include disodium salts having two carboxylic acid groups such as disodium acid, disodium maleate, disodium fumarate, disodium phthalate, disodium squarate, and disodium croconate. Examples of the magnesium salt include magnesium ethanedisulfonate, magnesium propanedisulfonate, magnesium sulfoacetate, magnesium sulfopropionate, magnesium sulfobenzoate, magnesium succinate, dimagnesium trisulfosuccinate, and magnesium squarate. Examples of calcium salts include calcium ethanedisulfonate, calcium propanedisulfonate, calcium sulfoacetate, calcium sulfopropionate, calcium sulfobenzoate, calcium succinate, tricalcium disulfosuccinate, and calcium squarate.

特に、被膜が、式(1)に示した金属塩として、式(2)〜式(9)に順に示したエタンジスルホン酸二リチウム、プロパンジスルホン酸二リチウム、スルホ酢酸二リチウム、スルホプロピオン酸二リチウム、スルホブタン酸二リチウム、スルホ安息香酸二リチウム、コハク酸二リチウム、スルホコハク酸三リチウム、式(10)〜式(17)に順に示したエタンジスルホン酸マグネシウム、プロパンジスルホン酸マグネシウム、スルホ酢酸マグネシウム、スルホプロピオン酸マグネシウム、スルホブタン酸マグネシウム、スルホ安息香酸マグネシウム、コハク酸マグネシウム、二スルホコハク酸三マグネシウム、または式(18)〜式(25)に順に示したエタンジスルホン酸カルシウム、プロパンジスルホン酸カルシウム、スルホ酢酸カルシウム、スルホプロピオン酸カルシウム、スルホブタン酸カルシウム、スルホ安息香酸カルシウム、コハク酸カルシウム、および二スルホコハク酸三カルシウムからなる群から選択される少なくとも一つを含むようにすれば、高い効果を得ることができるので好ましい。中でも、スルホプロピオン酸二リチウム、スルホコハク酸三リチウム、スルホプロピオン酸マグネシウムを含むようにすれば、より高い効果を得ることができるので好ましい。   In particular, the coating is a metal salt represented by the formula (1), and the dithane ethanedisulfonate, dilithium propanedisulfonate, dilithium sulfoacetate, disulfopropionic acid shown in the order of the formulas (2) to (9). Lithium, dilithium sulfobutanoate, dilithium sulfobenzoate, dilithium succinate, trilithium sulfosuccinate, magnesium ethanedisulfonate, magnesium propanedisulfonate, magnesium sulfoacetate shown in the order of formulas (10) to (17), Magnesium sulfopropionate, magnesium sulfobutanoate, magnesium sulfobenzoate, magnesium succinate, trimagnesium disulfosuccinate, or calcium ethanedisulfonate, calcium propanedisulfonate, sulfoacetic acid sequentially shown in formulas (18) to (25) Mosquito A high effect can be obtained by including at least one selected from the group consisting of calcium, calcium sulfopropionate, calcium sulfobutanoate, calcium sulfobenzoate, calcium succinate, and tricalcium disulfosuccinate. Therefore, it is preferable. Among these, it is preferable to include dilithium sulfopropionate, trilithium sulfosuccinate, and magnesium sulfopropionate because higher effects can be obtained.

Figure 0005417852
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被膜には、式(1)に示した金属塩として上記したものを任意に混合して用いてもよい。   In the coating, any of the above-described metal salts represented by the formula (1) may be mixed and used.

また、被膜は、上記の化合物に加え、式(1)で表される金属塩以外の、アルカリ金属塩あるいはアルカリ土類金属塩を含んでいるのが好ましく、中でも、他のリチウム塩を含んでいるのが好ましい。被膜抵抗が低減され、サイクル特性をより向上させることができるからである。他のアルカリ金属塩あるいは他のアルカリ土類金属塩としては、例えば、アルカリ金属元素あるいはアルカリ土類金属元素の炭酸塩、ハロゲン化物塩、ホウ酸塩あるいはリン酸塩などが挙げられる。具体例としては、例えば、炭酸リチウム(Li2CO3)、フッ化リチウム(LiF)、四ホウ酸リチウム(Li247)、メタホウ酸リチウム(LiBO2)、ピロリン酸リチウム(Li427)あるいはトリポリリン酸リチウム(Li5310)、オルトケイ酸リチウム(Li4SiO4)あるいはメタケイ酸リチウム(Li2SiO3)などが挙げられる。もちろん、これらを混合して用いてもよい。 Further, the coating preferably contains an alkali metal salt or an alkaline earth metal salt other than the metal salt represented by the formula (1) in addition to the above compound, and among them, other lithium salts are included. It is preferable. This is because the film resistance is reduced and the cycle characteristics can be further improved. Examples of other alkali metal salts or other alkaline earth metal salts include carbonates, halide salts, borates, and phosphates of alkali metal elements or alkaline earth metal elements. Specific examples include, for example, lithium carbonate (Li 2 CO 3 ), lithium fluoride (LiF), lithium tetraborate (Li 2 B 4 O 7 ), lithium metaborate (LiBO 2 ), lithium pyrophosphate (Li 4). P 2 O 7 ), lithium tripolyphosphate (Li 5 P 3 O 10 ), lithium orthosilicate (Li 4 SiO 4 ), lithium metasilicate (Li 2 SiO 3 ), or the like. Of course, these may be mixed and used.

なお、このような金属塩を含む被膜は、例えば、TOF−SIMS(Time of Flight secondary Ion Mass Spectrometry:飛行時間型2次イオン質量分析法)により正極活物質の表面を解析することによって確認することができる。例えば、正極のTOF−SIMSによる表面分析で、C74SO5Li3 +、C2426Li3 +、C34SO5Li3 +、C3626Li3 +、C444Li3 +、C4826Li3 +およびC44Li3 +からなる正二次イオン、並びにC23SO3 -、C64SO3 -、C65SO3 -、C64SO3Li-、C64SO4Li-、C75SO4 -、C74SO5Li-、C2426Li-、C34SO5Li-、C3626Li-、C444Li-、C4826Li-およびC44Li-からなる負二次イオンのうちから選ばれた少なくとも一つの二次イオンのピークが得られる。なお、正極が二次電池などの電気化学デバイスの中に存在する場合においても同様であり、その場合には、電気化学デバイスを用意し、それを解体して正極を取り出し、その正極をToF−SIMSにより表面分析すればよい。 In addition, the film containing such a metal salt is confirmed by analyzing the surface of the positive electrode active material by, for example, TOF-SIMS (Time of Flight secondary Ion Mass Spectrometry). Can do. For example, C 7 H 4 SO 5 Li 3 + , C 2 H 4 S 2 O 6 Li 3 + , C 3 H 4 SO 5 Li 3 + , and C 3 H 6 S 2 are obtained by surface analysis by TOF-SIMS of the positive electrode. Positive secondary ions composed of O 6 Li 3 + , C 4 H 4 O 4 Li 3 + , C 4 H 8 S 2 O 6 Li 3 + and C 4 O 4 Li 3 + , and C 2 H 3 SO 3 , C 6 H 4 SO 3 , C 6 H 5 SO 3 , C 6 H 4 SO 3 Li , C 6 H 4 SO 4 Li , C 7 H 5 SO 4 , C 7 H 4 SO 5 Li C 2 H 4 S 2 O 6 Li , C 3 H 4 SO 5 Li , C 3 H 6 S 2 O 6 Li , C 4 H 4 O 4 Li , C 4 H 8 S 2 O 6 Li - and C 4 O 4 Li - peak of at least one of the secondary ions selected from among the negative secondary ions consisting of is obtained. The same applies to the case where the positive electrode is present in an electrochemical device such as a secondary battery. In this case, an electrochemical device is prepared, disassembled, and the positive electrode is taken out. The surface analysis may be performed by SIMS.

正極活物質の平均粒子径は、2.0μm以上50μm以下の範囲内であることが好ましい。2.0μm未満では、正極を作製する際にプレス工程において正極活物質が正極集電体から剥離しやすくなり、また、正極活物質の表面積が大きくなるので、導電剤あるいは結着剤などの添加量を増加させなければならず、単位質量当たりのエネルギー密度が小さくなってしまうからである。逆に、50μmを超えると、正極活物質がセパレータを貫通し、短絡を引き起こしてしまう可能性が高くなるからである。   The average particle diameter of the positive electrode active material is preferably in the range of 2.0 μm to 50 μm. If the thickness is less than 2.0 μm, the positive electrode active material is easily peeled off from the positive electrode current collector in the pressing step when the positive electrode is produced, and the surface area of the positive electrode active material is increased, so that a conductive agent or a binder is added. This is because the amount must be increased, and the energy density per unit mass becomes small. On the other hand, when the thickness exceeds 50 μm, there is a high possibility that the positive electrode active material penetrates the separator and causes a short circuit.

(2)正極の構成
次に、図1を参照して、上記した正極活物質の使用例について説明する。図1は、この発明の一実施の形態による正極の断面構造を示している。この正極は、例えば電池などの電気化学デバイスに用いられるものであり、対向する一対の面を有する正極集電体1と、この正極集電体1に設けられた正極活物質層2とを有している。
(2) Configuration of Positive Electrode Next, a usage example of the positive electrode active material described above will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a positive electrode according to an embodiment of the present invention. This positive electrode is used for, for example, an electrochemical device such as a battery, and has a positive electrode current collector 1 having a pair of opposed surfaces and a positive electrode active material layer 2 provided on the positive electrode current collector 1. doing.

正極集電体1は、良好な化学的安定性、電気伝導性、および機械的強度を有する材料により構成されていることが好ましい。このような材料としては、例えば、アルミニウム、ニッケル、あるいはステンレススチールなどの金属材料などが挙げられる。   The positive electrode current collector 1 is preferably made of a material having good chemical stability, electrical conductivity, and mechanical strength. Examples of such a material include metal materials such as aluminum, nickel, and stainless steel.

正極活物質層2は、例えば、上記したような正極活物質のいずれか1種あるいは2種以上を含んでおり、必要に応じて導電剤および結着剤を含んで構成されている。この正極活物質層2は、正極集電体1の両面に設けられていてもよいし、片面に設けられていてもよい。   The positive electrode active material layer 2 includes, for example, any one or more of the positive electrode active materials as described above, and includes a conductive agent and a binder as necessary. The positive electrode active material layer 2 may be provided on both sides of the positive electrode current collector 1 or may be provided on one side.

導電剤としては、例えば、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラックあるいはケッチェンブラックなどの炭素材料が挙げられる。これらは単独で用いられてもよいし、複数種が混合されて用いられてもよい。なお、導電剤は、導電性を有する材料であれば、金属材料あるいは導電性高分子などであってもよい。   Examples of the conductive agent include carbon materials such as graphite, carbon black, acetylene black, and ketjen black. These may be used alone or in combination of two or more. Note that the conductive agent may be a metal material or a conductive polymer as long as it is a conductive material.

結着剤としては、例えば、スチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴムあるいはエチレンプロピレンジエンなどの合成ゴムや、ポリフッ化ビニリデンなどの高分子材料が挙げられる。これらは単独で用いられてもよいし、複数種が混合されて用いられてもよい。   Examples of the binder include synthetic rubbers such as styrene butadiene rubber, fluorine rubber or ethylene propylene diene, and polymer materials such as polyvinylidene fluoride. These may be used alone or in combination of two or more.

この正極は、表面に上記した式(1)で表される金属塩を含む被膜の形成された正極活物質を有するので、この正極を電池などの電気化学デバイスに用いた場合には、高容量化と充放電サイクル特性の向上を図ることができ、さらにガス発生を抑制することができる。   Since this positive electrode has a positive electrode active material on the surface of which a coating containing the metal salt represented by the above formula (1) is formed, when this positive electrode is used in an electrochemical device such as a battery, it has a high capacity. And charge / discharge cycle characteristics can be improved, and gas generation can be suppressed.

(3)正極活物質および正極の製造方法
この発明の一実施の形態による正極活物質および正極は、例えば、以下の手順により製造される。まず、例えば、通常において正極活物質として入手可能な、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能な正極材料を含む粒子を出発原料として用意し、必要に応じて粒子表面に被覆処理を施す。
(3) Positive electrode active material and positive electrode manufacturing method A positive electrode active material and a positive electrode according to an embodiment of the present invention are manufactured, for example, by the following procedure. First, for example, particles including a positive electrode material that can be normally stored as a positive electrode active material and capable of inserting and extracting an electrode reactant are prepared as a starting material, and the particle surface is coated as necessary.

被覆処理は、例えば、正極材料としてリチウム含有複合酸化物粒子と、このリチウム含有複合酸化物を構成する主要遷移金属とは異なる元素を含む化合物とを、粉砕、混合することによりなされる。これにより、リチウム含有複合酸化物粒子表面に、リチウム含有複合酸化物を構成する主要遷移金属とは異なる元素が被着される。被着手段としては、例えばボールミル、ジェットミル、擂潰機、微粉砕機などを用いて行うことができる。この場合、水で例示できる、多少の液体分を添加して行うことも有効である。また、メカノフュージョンなどのメカノケミカル処理や、スパッタリング法あるいは化学気相成長法(CVD:Chemical Vapor Deposition)などの気相法によって、被着させることもできる。さらに、原料を水中やエタノールなどの溶媒中で混合する方法、中和滴定法、金属アルコキシドを原料とするゾル−ゲル法などの湿式法により、被着させることもできる。   The coating treatment is performed, for example, by pulverizing and mixing lithium-containing composite oxide particles as a positive electrode material and a compound containing an element different from the main transition metal constituting the lithium-containing composite oxide. Thereby, an element different from the main transition metal constituting the lithium-containing composite oxide is deposited on the surface of the lithium-containing composite oxide particles. As the deposition means, for example, a ball mill, a jet mill, a pulverizer, a fine pulverizer or the like can be used. In this case, it is also effective to add some liquid, which can be exemplified by water. Further, it can be deposited by a mechanochemical treatment such as mechanofusion, or a vapor phase method such as a sputtering method or a chemical vapor deposition (CVD) method. Furthermore, it can be applied by a wet method such as a method of mixing raw materials in water or a solvent such as ethanol, a neutralization titration method, or a sol-gel method using metal alkoxide as a raw material.

また、主要遷移金属とは異なる元素を被着させたリチウム含有複合酸化物粒子を、空気あるいは純酸素などの酸化雰囲気中において、例えば300℃以上1000℃以下の温度で焼成を行っても良い。また、焼成後、必要に応じて軽い粉砕や分級操作などによって粒度調整してもよい。さらに被覆処理を2回以上行って異なる被覆層を形成してもよい。   Further, the lithium-containing composite oxide particles deposited with an element different from the main transition metal may be baked at a temperature of, for example, 300 ° C. to 1000 ° C. in an oxidizing atmosphere such as air or pure oxygen. Further, after firing, the particle size may be adjusted by light pulverization or classification operation, if necessary. Further, different coating layers may be formed by performing the coating treatment twice or more.

そして、出発原料の粒子、または出発原料に上記のように被覆層を設けた粒子の表面の少なくとも一部に、上記式(1)で表される金属塩を含む金属塩層を形成し、一実施形態による正極活物質を作製する。なお、この明細書において、電池組み立て前における正極活物質表面の層を被覆層と称し、電池組み立て後の正極活物質表面の層を被膜と適宜称する。上記粒子に、金属塩層を形成する方法としては、例えば、塗布法、浸漬法あるいはディップコーティング法などの液相法や、蒸着法、スパッタリング法あるいはCVD法などの気相法が挙げられる。金属塩層を形成する手法としては、これらの方法のいずれかを単独で用いてもよいし、2種以上の方法を用いてもよい。中でも、液相法として、式(1)に示した金属塩を含む溶液を用いて金属塩層を形成するのが好ましい。具体的には、例えば、上記の金属塩を含む溶液に電極反応物質を吸蔵および放出することが可能な正極材料を含む粒子を混合、攪拌した後、溶媒を除去する。   Then, a metal salt layer containing the metal salt represented by the above formula (1) is formed on at least a part of the surface of the starting material particles or the particles provided with the coating layer as described above. The positive electrode active material according to the embodiment is prepared. In this specification, a layer on the surface of the positive electrode active material before battery assembly is referred to as a coating layer, and a layer on the surface of the positive electrode active material after battery assembly is referred to as a coating as appropriate. Examples of a method for forming a metal salt layer on the particles include a liquid phase method such as a coating method, a dipping method, or a dip coating method, and a vapor phase method such as a vapor deposition method, a sputtering method, or a CVD method. As a method of forming the metal salt layer, any of these methods may be used alone, or two or more methods may be used. Especially, as a liquid phase method, it is preferable to form a metal salt layer using the solution containing the metal salt shown to Formula (1). Specifically, for example, particles containing a positive electrode material capable of occluding and releasing an electrode reactant are mixed and stirred in a solution containing the above metal salt, and then the solvent is removed.

なお、液相法により溶媒中に式(1)に示した金属塩を添加する量は、出発原料の粒子、または出発原料に上記のように被覆層を設けた粒子に対して、例えば、0.1重量%より大きく5重量%より小さいことが好ましく、より好ましくは0.2重量%以上3.0重量%以下である。この範囲外に添加量が小さくなると、放電容量および充放電サイクル特性の向上、並びにガス発生の抑制の効果を得ることが困難になる。この範囲外に添加量が大きくなると、正極活物質の高エネルギー密度化が困難になると共に、放電容量および充放電サイクル特性の向上の効果が小さくなる。   The amount of the metal salt represented by the formula (1) added to the solvent by the liquid phase method is, for example, 0 with respect to the particles of the starting material or the particles provided with the coating layer as described above. It is preferably larger than 1% by weight and smaller than 5% by weight, more preferably 0.2% by weight to 3.0% by weight. When the addition amount is smaller than this range, it becomes difficult to improve the discharge capacity and charge / discharge cycle characteristics and to obtain the effect of suppressing gas generation. If the amount added exceeds this range, it will be difficult to increase the energy density of the positive electrode active material, and the effect of improving the discharge capacity and charge / discharge cycle characteristics will be reduced.

次に、作製した正極活物質を用いて正極を作製する。正極の作製方法は問わない。例えば、正極活物質に公知の結着剤、導電剤などを添加し、溶剤を加えて正極集電体1上に塗布する方法、正極活物質に公知の結着剤、導電剤などを添加し加熱して正極集電体1上に塗布する方法がとられる。また、正極活物質単独あるいは導電剤さらには結着剤と混合して成型等の処理を施して正極集電体1上に成型体電極を作製する方法などがとられる。しかしながら、正極の作製方法はそれらに限定されるものではない。   Next, a positive electrode is produced using the produced positive electrode active material. The method for producing the positive electrode is not limited. For example, a known binder, a conductive agent, etc. are added to the positive electrode active material, and a solvent is added to apply on the positive electrode current collector 1. A known binder, a conductive agent, etc. are added to the positive electrode active material. A method of heating and applying on the positive electrode current collector 1 is employed. Further, a method of producing a molded body electrode on the positive electrode current collector 1 by taking a treatment such as molding by mixing the positive electrode active material alone or with a conductive agent or a binder, and the like can be used. However, the method for manufacturing the positive electrode is not limited thereto.

より具体的には、まず、例えば、正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤を1−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し、この正極合剤スラリーを正極集電体1に塗布する。そして、溶剤を乾燥させた後、ロールプレス機などにより圧縮成型して正極活物質層2を形成し、正極を得ることができる。あるいは、結着剤の有無にかかわらず、正極活物質に熱を加えたまま加圧成型することにより強度を有した正極を作製することも可能である。   More specifically, first, for example, a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder are mixed to prepare a positive electrode mixture, and this positive electrode mixture is mixed with a solvent such as 1-methyl-2-pyrrolidone. A positive electrode mixture slurry is prepared by dispersing, and this positive electrode mixture slurry is applied to the positive electrode current collector 1. Then, after drying the solvent, the positive electrode active material layer 2 can be formed by compression molding using a roll press or the like, and a positive electrode can be obtained. Alternatively, regardless of the presence or absence of the binder, it is also possible to produce a positive electrode having strength by pressure molding while applying heat to the positive electrode active material.

正極活物質および正極の他の製造方法としては、まず、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能な正極材料を含む粒子を出発原料として用意し、この正極材料と、必要に応じて結着剤および導電剤とを用いて正極を作製する。続いて、正極活物質層2の表面に、上記式(1)で表される金属塩を被着させることにより、正極活物質の表面の少なくとも一部に金属塩を被着させる。   As another method for producing the positive electrode active material and the positive electrode, first, particles containing a positive electrode material capable of occluding and releasing the electrode reactant are prepared as a starting material, and this positive electrode material is bound to the positive electrode material as necessary. A positive electrode is prepared using an agent and a conductive agent. Subsequently, the metal salt represented by the above formula (1) is deposited on the surface of the positive electrode active material layer 2 to deposit the metal salt on at least a part of the surface of the positive electrode active material.

正極活物質層2の表面に金属塩を被着させる方法としては、上記した正極活物質表面に金属塩を被着させる方法と同様に、例えば、塗布法、浸漬法あるいはディップコーティング法などの液相法や、蒸着法、スパッタリング法あるいはCVD法などの気相法が挙げられる。金属塩層を形成する手法としては、これらの方法のいずれかを単独で用いてもよいし、2種以上の方法を用いてもよい。中でも、液相法として、式(1)に示した金属塩を含む溶液を用いて金属塩層を形成するのが好ましい。具体的には、例えば浸積法では、上記の金属塩を含む溶液に正極活物質層2が形成された正極集電体1を浸漬する。金属塩は正極活物質層2の内部に浸透して、正極材料を含む粒子、結着剤および導電剤の間に存在すると共に、粒子の表面に被着する。これにより、粒子表面に金属塩を含む金属塩層が形成される。   The method for depositing the metal salt on the surface of the positive electrode active material layer 2 is similar to the method for depositing the metal salt on the surface of the positive electrode active material, for example, a liquid such as a coating method, a dipping method or a dip coating method. Examples include a phase method, a vapor phase method such as a vapor deposition method, a sputtering method, or a CVD method. As a method of forming the metal salt layer, any of these methods may be used alone, or two or more methods may be used. Especially, as a liquid phase method, it is preferable to form a metal salt layer using the solution containing the metal salt shown to Formula (1). Specifically, for example, in the immersion method, the positive electrode current collector 1 on which the positive electrode active material layer 2 is formed is immersed in a solution containing the above metal salt. The metal salt penetrates into the positive electrode active material layer 2 and exists between the particles containing the positive electrode material, the binder, and the conductive agent, and adheres to the surface of the particles. Thereby, a metal salt layer containing a metal salt is formed on the particle surface.

次に、この発明の一実施の形態による正極活物質および正極を用いた非水電解質二次電池について説明する。   Next, a non-aqueous electrolyte secondary battery using a positive electrode active material and a positive electrode according to an embodiment of the present invention will be described.

(4)非水電解質二次電池の第1の例
(4−1)非水電解質二次電池の構成
図2は、この発明の第1の実施形態による電池の断面構造を表すものである。この電池は、例えば、非水電解質二次電池であり、電極反応物質としてリチウム(Li)を用い、負極の容量が、リチウム(Li)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。
(4) First Example of Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery (4-1) Configuration of Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery FIG. 2 shows a cross-sectional structure of the battery according to the first embodiment of the present invention. This battery is, for example, a non-aqueous electrolyte secondary battery, using lithium (Li) as an electrode reactant, and 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 (Li). Next battery.

この電池は、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11の内部に、一対の帯状の正極21と帯状の負極22とがセパレータ23を介して巻回された巻回電極体20を有している。電池缶11は、例えばニッケル(Ni)のめっきがされた鉄(Fe)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11の内部には、巻回電極体20を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板12、13がそれぞれ配置されている。   This battery is called a so-called cylindrical type, and is a wound electrode in which a pair of strip-like positive electrode 21 and strip-like negative electrode 22 are wound through a separator 23 inside a substantially hollow cylindrical battery can 11. It has a body 20. The battery can 11 is made of, for example, iron (Fe) plated with nickel (Ni), and has one end closed and the other end open. Inside the battery can 11, a pair of insulating plates 12 and 13 are arranged perpendicular to the winding peripheral surface so as to sandwich the winding electrode body 20.

電池缶11の開放端部には、電池蓋14と、この電池蓋14の内側に設けられた安全弁機構15および熱感抵抗素子(Positive Temperature Coefficient;PTC素子)16とが、ガスケット17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11の内部は密閉されている。   At the open end of the battery can 11, a battery lid 14, a safety valve mechanism 15 provided inside the battery lid 14 and a heat sensitive resistance element (Positive Temperature Coefficient; PTC element) 16 are interposed via a gasket 17. It is attached by caulking, and the inside of the battery can 11 is sealed.

電池蓋14は、例えば、電池缶11と同様の材料により構成されている。安全弁機構15は、熱感抵抗素子16を介して電池蓋14と電気的に接続されている。安全弁機構15は、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15Aが反転して電池蓋14と巻回電極体20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16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17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。   The battery lid 14 is made of, for example, the same material as the battery can 11. The safety valve mechanism 15 is electrically connected to the battery lid 14 via the heat sensitive resistance element 16. The safety valve mechanism 15 causes the disk plate 15A to reverse and disconnect the electrical connection between the battery lid 14 and the wound electrode body 20 when the internal pressure of the battery exceeds a certain level due to internal short circuit or external heating. It has become. When the temperature rises, the heat sensitive resistance element 16 limits the current by increasing the resistance value and prevents abnormal heat generation due to a large current. The gasket 17 is made of, for example, an insulating material, and asphalt is applied to the surface.

巻回電極体20の中心には、例えばセンターピン24が挿入されている。巻回電極体20の正極21には、アルミニウム(Al)などよりなる正極リード25が接続されており、負極22にはニッケル(Ni)などよりなる負極リード26が接続されている。正極リード25は安全弁機構15に溶接されることにより電池蓋14と電気的に接続されており、負極リード26は電池缶11に溶接され電気的に接続されている。   For example, a center pin 24 is inserted in the center of the wound electrode body 20. A positive electrode lead 25 made of aluminum (Al) or the like is connected to the positive electrode 21 of the spirally wound electrode body 20, and a negative electrode lead 26 made of nickel (Ni) or the like is connected to the negative electrode 22. The positive electrode lead 25 is electrically connected to the battery lid 14 by being welded to the safety valve mechanism 15, and the negative electrode lead 26 is welded to and electrically connected to the battery can 11.

[正極]
図3は、図2に示した巻回電極体20の一部を拡大して表す断面図である。正極21は、例えば、図1に示した正極と同様の構成を有しており、帯状の正極集電体21Aの両面に正極活物質層21Bが設けられたものである。なお、図示はしないが、正極集電体21Aの片面のみに正極活物質層21Bが存在する領域を設けるようにしてもよい。正極集電体21Aおよび正極活物質層21Bの構成は、それぞれ上記した正極集電体1および正極活物質層2の構成と同様である。
[Positive electrode]
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the spirally wound electrode body 20 shown in FIG. The positive electrode 21 has, for example, the same structure as the positive electrode shown in FIG. 1, and is provided with a positive electrode active material layer 21B on both surfaces of a strip-shaped positive electrode current collector 21A. Although not shown, a region where the positive electrode active material layer 21B exists may be provided only on one surface of the positive electrode current collector 21A. The configurations of the positive electrode current collector 21A and the positive electrode active material layer 21B are the same as the configurations of the positive electrode current collector 1 and the positive electrode active material layer 2 described above, respectively.

[負極]
図3に示すように、負極22は、例えば、対向する一対の面を有する負極集電体22Aと、負極集電体22Aの両面あるいは片面に設けられた負極活物質層22Bとを有している。なお、負極集電体22Aの片面のみに負極活物質層22Bが設けられた領域を有するようにしてもよい。負極集電体22Aは、例えば銅(Cu)箔などの金属箔により構成されている。
[Negative electrode]
As shown in FIG. 3, the negative electrode 22 includes, for example, a negative electrode current collector 22A having a pair of opposed surfaces, and a negative electrode active material layer 22B provided on both surfaces or one surface of the negative electrode current collector 22A. Yes. In addition, you may make it have the area | region in which the negative electrode active material layer 22B was provided only in the single side | surface of 22 A of negative electrode collectors. The anode current collector 22A is made of a metal foil such as a copper (Cu) foil.

負極活物質層22Bは、例えば、負極活物質を含んでおり、必要に応じて導電剤、結着剤あるいは粘度調整剤などの充電に寄与しない他の材料を含んでいてもよい。導電剤としては、黒鉛繊維、金属繊維あるいは金属粉末などが挙げられる。結着剤としては、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素系高分子化合物、またはスチレンブタジエンゴムあるいはエチレンプロピレンジエンゴムなどの合成ゴムなどが挙げられる。粘度調整剤としては、カルボキシメチルセルロースなどが挙げられる。   The negative electrode active material layer 22B includes, for example, a negative electrode active material, and may include other materials that do not contribute to charging, such as a conductive agent, a binder, or a viscosity modifier, as necessary. Examples of the conductive agent include graphite fiber, metal fiber, and metal powder. Examples of the binder include a fluorine-based polymer compound such as polyvinylidene fluoride, or a synthetic rubber such as styrene butadiene rubber or ethylene propylene diene rubber. Examples of the viscosity modifier include carboxymethylcellulose.

負極活物質としては、対リチウム金属2.0V以下の電位で電気化学的にリチウム(Li)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種以上を含んで構成されている。   The negative electrode active material includes one or more negative electrode materials capable of electrochemically inserting and extracting lithium (Li) at a potential of lithium metal of 2.0 V or less. Yes.

リチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、炭素質材料、金属化合物、酸化物、硫化物、LiN3などのリチウム窒化物、リチウム金属、リチウムと合金を形成する金属、あるいは高分子材料などが挙げられる。 Examples of negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium (Li) include carbonaceous materials, metal compounds, oxides, sulfides, lithium nitrides such as LiN 3 , lithium metals, and alloys with lithium. Examples thereof include metals and polymer materials.

炭素質材料としては、例えば、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、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、カーボンブラック類、炭素繊維あるいは活性炭が挙げられる。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る。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材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には難黒鉛化性炭素または易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。また、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。   Examples of carbonaceous materials include non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, artificial graphite, natural graphite, pyrolytic carbons, cokes, graphites, glassy carbons, organic polymer compound fired bodies, carbon Blacks, carbon fibers or activated carbon can be used. Among these, examples of coke include pitch coke, needle coke, and petroleum coke. An organic polymer compound fired body refers to a carbonized material obtained by firing a polymer material such as phenol resin or furan resin at an appropriate temperature, and part of it is non-graphitizable carbon or graphitizable carbon. Some are classified as: In addition, examples of the polymer material include polyacetylene and polypyrrole.

このようなリチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な負極材料のなかでも、充放電電位が比較的リチウム金属に近いものが好ましい。負極22の充放電電位が低いほど電池の高エネルギー密度化が容易となるからである。なかでも炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、高い充放電容量を得ることができると共に、良好なサイクル特性を得ることができるので好ましい。特に黒鉛は、電気化学当量が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるので好ましい。また、難黒鉛化性炭素は、優れたサイクル特性を得ることができるので好ましい。   Among such negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium (Li), those having a charge / discharge potential relatively close to lithium metal are preferable. This is because the lower the charge / discharge potential of the negative electrode 22, the easier it is to increase the energy density of the battery. Among these, a carbon material is preferable because a change in crystal structure that occurs during charge / discharge is very small, a high charge / discharge capacity can be obtained, and good cycle characteristics can be obtained. In particular, graphite is preferable because it has a high electrochemical equivalent and can provide a high energy density. Moreover, non-graphitizable carbon is preferable because excellent cycle characteristics can be obtained.

リチウム(Li)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、リチウム金属単体、リチウム(Li)と合金を形成可能な金属元素あるいは半金属元素の単体、合金または化合物が挙げられる。これらは高いエネルギー密度を得ることができるので好ましく、特に、炭素材料と共に用いるようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるのでより好ましい。なお、本明細書において、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からなるものも含める。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2種以上が共存するものがある。   Examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium (Li) include lithium metal alone, a metal element or a metalloid element capable of forming an alloy with lithium (Li), an alloy, or a compound. These are preferable because a high energy density can be obtained, and in particular, when used together with a carbon material, a high energy density can be obtained and excellent cycle characteristics can be obtained, and therefore, it is more preferable. Note that in this specification, alloys include those composed of one or more metal elements and one or more metalloid elements in addition to those composed of two or more metal elements. The structures include solid solutions, eutectics (eutectic mixtures), intermetallic compounds, or those in which two or more of them coexist.

このような金属元素あるいは半金属元素としては、例えば、スズ(Sn)、鉛(Pb)、アルミニウム(Al)、インジウム(In)、ケイ素(Si)、亜鉛(Zn)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)、カドミウム(Cd)、マグネシウム(Mg)、ホウ素(B)、ガリウム(Ga)、ゲルマニウム(Ge)、ヒ素(As)、銀(Ag)、ジルコニウム(Zr)、イットリウム(Y)またはハフニウム(Hf)が挙げられる。これらの合金あるいは化合物としては、例えば、化学式MasMbtLiu、あるいは化学式MapMcqMdrで表されるものが挙げられる。これら化学式において、Maはリチウムと合金を形成可能な金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を表し、MbはリチウムおよびMa以外の金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を表し、Mcは非金属元素の少なくとも1種を表し、MdはMa以外の金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を表す。また、s、t、u、p、qおよびrの値はそれぞれs>0、t≧0、u≧0、p>0、q>0、r≧0である。 Examples of such metal elements or metalloid elements include tin (Sn), lead (Pb), aluminum (Al), indium (In), silicon (Si), zinc (Zn), antimony (Sb), and bismuth. (Bi), cadmium (Cd), magnesium (Mg), boron (B), gallium (Ga), germanium (Ge), arsenic (As), silver (Ag), zirconium (Zr), yttrium (Y) or hafnium (Hf). These alloys or compounds, for example, those represented by the chemical formula Ma s Mb t Li u or a chemical formula Ma p Mc q Md r,. In these chemical formulas, Ma represents at least one of a metal element and a metalloid element capable of forming an alloy with lithium, Mb represents at least one of a metal element and a metalloid element other than lithium and Ma, Mc represents at least one of nonmetallic elements, and Md represents at least one of metallic elements and metalloid elements other than Ma. The values of s, t, u, p, q, and r are s> 0, t ≧ 0, u ≧ 0, p> 0, q> 0, and r ≧ 0, respectively.

なかでも、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の単体、合金または化合物が好ましく、特に好ましいのはケイ素(Si)あるいはスズ(Sn)、またはこれらの合金あるいは化合物である。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。   Among these, a simple substance, alloy or compound of Group 4B metal element or semimetal element in the short-period type periodic table is preferable, and silicon (Si) or tin (Sn), or an alloy or compound thereof is particularly preferable. These may be crystalline or amorphous.

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、さらに、酸化物、硫化物、あるいはLiN3などのリチウム窒化物などの他の金属化合物が挙げられる。酸化物としては、MnO2、V25、V613、NiS、MoSなどが挙げられる。その他、比較的電位が卑でリチウムを吸蔵および放出することが可能な酸化物として、例えば酸化鉄、酸化ルテニウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化チタン、酸化スズなどが挙げられる。硫化物としてはNiS、MoSなどが挙げられる。 Examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium further include oxides, sulfides, and other metal compounds such as lithium nitrides such as LiN 3 . Examples of the oxide include MnO 2 , V 2 O 5 , V 6 O 13 , NiS, and MoS. In addition, examples of oxides that have a relatively low potential and can occlude and release lithium include iron oxide, ruthenium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, titanium oxide, and tin oxide. Examples of the sulfide include NiS and MoS.

この第1の例による非水電解質二次電池では、正極活物質とリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極活物質との間で量を調整することにより、正極活物質による充電容量よりも上記した負極活物質の充電容量の方が大きくなり、完全充電時においても負極22にリチウム金属が析出しないようになっている。   In the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the first example, by adjusting the amount between the positive electrode active material and the negative electrode active material capable of occluding and releasing lithium, the charge capacity of the positive electrode active material is more than that. The charge capacity of the negative electrode active material described above is larger, so that lithium metal does not deposit on the negative electrode 22 even during full charge.

また、この非水電解質二次電池では、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21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22にリチウム金属が析出しないようになっている。   Further, in this nonaqueous electrolyte 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 21, and the negative electrode 22 is charged with lithium during the charging. The metal is not deposited.

[セパレータ]
セパレータ23は、正極21と負極22とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防
止しつつ、リチウムイオンを通過させるものである。
[Separator]
The separator 23 separates the positive electrode 21 and the negative electrode 22 and allows lithium ions to pass through while preventing a short circuit of current due to contact between the two electrodes.

セパレータ23としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリプロピレン(PP)、あるいはポリエチレン(PE)などよりなる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いる。セパレータ23は、上記の多孔質膜を2種以上積層した構造とされていてもよい。中でも、ポリオレフィン製の多孔質膜は、ショート防止効果に優れ、かつシャットダウン効果による電池の安全性向上を図ることができるので好ましい。特に、ポリエチレンは、100℃以上160℃以下の範囲内でシャットダウン効果を得ることができると共に、電気化学的安定性を備えた樹脂であれば、ポリエチレンあるいはポリプロピレンと共重合させたものであったり、ブレンド化したものであたりしてもよい。また、ポリオレフィン製の多孔質膜上にポリフッ化ビニリデン(PVdF)やポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などの多孔性の樹脂層を形成したセパレータを用いてもよい。   The separator 23 is made of, for example, a synthetic resin porous film made of polytetrafluoroethylene (PTFE), polypropylene (PP), polyethylene (PE), or the like, or a ceramic porous film. The separator 23 may have a structure in which two or more of the above porous films are stacked. Among them, a porous film made of polyolefin is preferable because it is excellent in short-circuit preventing effect and can improve battery safety by a shutdown effect. In particular, polyethylene can obtain a shutdown effect within a range of 100 ° C. or more and 160 ° C. or less, and is a resin having electrochemical stability, and is copolymerized with polyethylene or polypropylene, You may hit with a blend. Alternatively, a separator in which a porous resin layer such as polyvinylidene fluoride (PVdF) or polytetrafluoroethylene (PTFE) is formed on a polyolefin porous film may be used.

このセパレータ23には、液状の電解質として電解液が含浸されている。   The separator 23 is impregnated with an electrolytic solution as a liquid electrolyte.

[電解質]
電解質としては、例えば、非水溶媒に電解質塩を溶解させた非水電解液を用いることができる。これらは、従来の非水電解質二次電池に使用されてきたものを利用することが可能である。
[Electrolytes]
As the electrolyte, for example, a nonaqueous electrolytic solution in which an electrolyte salt is dissolved in a nonaqueous solvent can be used. These can utilize what has been used for the conventional nonaqueous electrolyte secondary battery.

非水溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、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、プロピオン酸エステルなどが挙げられる。これらは単独で、又は2種以上を任意に混合して用いられる。中でも、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネートなどの環状炭酸エステル、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネートなどの鎖状炭酸エステルの中から、少なくとも1種以上を含んでいることが好ましい。サイクル特性を向上させることができるからである。この場合には、特に、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネートなどの高粘度(高誘電率溶媒)と、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネートなどの低粘度溶媒とを混合して含有していることが好ましい。電解質塩の解離性およびイオンの移動度が向上するため、より高い効果が得られるからである。   Examples of the non-aqueous solvent include propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3- Examples include dioxolane, 4-methyl 1,3-dioxolane, diethyl ether, sulfolane, methyl sulfolane, acetonitrile, propionitrile, anisole, acetate ester, butyrate ester, propionate ester and the like. These may be used alone or in admixture of two or more. Among them, for example, it is preferable that at least one kind is selected from cyclic carbonates such as propylene carbonate and ethylene carbonate, and chain carbonates such as diethyl carbonate and dimethyl carbonate. This is because the cycle characteristics can be improved. In this case, it is particularly preferable to contain a mixture of a high viscosity (high dielectric constant solvent) such as propylene carbonate and ethylene carbonate and a low viscosity solvent such as diethyl carbonate and dimethyl carbonate. This is because the dissociation property of the electrolyte salt and the ion mobility are improved, so that a higher effect can be obtained.

電解質塩としては、上述の非水溶媒に溶解ないしは分散してイオンを生ずるものとして、例えばリチウム塩が挙げられる。   As an electrolyte salt, for example, a lithium salt can be cited as one that generates ions by dissolving or dispersing in the above non-aqueous solvent.

リチウム塩としては、例えば、過塩素酸リチウム(LiClO4)、六フッ化ヒ酸リチウム(LiAsF6)、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)、LiB(C654、CH3SO3Li、CF3SO3Li、LiCl、LiBrなどが挙げられ、これらを1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することも可能である。中でも、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)は、高いイオン伝導性を得ることができると共に、サイクル特性を向上させることができるので好ましい。 Examples of the lithium salt include lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF 6 ), lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), LiB (C 6 H 5 ) 4 , CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, LiCl, LiBr and the like can be mentioned, and these can be used alone or in combination of two or more. Among these, lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is preferable because high ion conductivity can be obtained and cycle characteristics can be improved.

なお、このような電解質塩の含有量は、溶媒1リットル(l)に対して、例えば0.1mol〜3.0molの範囲内が好ましく、0.5mol〜2.0molの範囲内であればより好ましい。この範囲内においてより高いイオン伝導性を得ることができるからである。   In addition, the content of such an electrolyte salt is preferably within a range of 0.1 mol to 3.0 mol, for example, with respect to 1 liter (l) of the solvent, and more preferably within a range of 0.5 mol to 2.0 mol. preferable. This is because higher ion conductivity can be obtained within this range.

この第1の例による非水電解質二次電池では、充電を行うと、例えば、正極活物質層21Bからリチウムイオンが放出され、電解液を介して負極活物質層22Bに吸蔵される。また、放電を行うと、例えば負極活物質層22bからリチウムイオンが放出され、電解液を介して正極活物質層21Bに吸蔵される。   In the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the first example, when charged, for example, lithium ions are released from the positive electrode active material layer 21B and inserted into the negative electrode active material layer 22B through the electrolytic solution. Further, when discharging is performed, for example, lithium ions are released from the negative electrode active material layer 22b and inserted into the positive electrode active material layer 21B through the electrolytic solution.

この非水電解質二次電池の上限充電電圧は、例えば4.20Vでもよいが、4.20Vよりも高く4.25V以上4.80V以下の範囲内になるように設計されていることが好ましい。さらにこの非水電解質二次電池の上限充電電圧は、4.35V以上4.65V以下の範囲内になるように設計されていることがより好ましい。また、下限放電電圧は2.00V以上3.30V以下とすることが好ましい。例えば、電池電圧が4.25V以上とされる場合は、4.2Vの電池と比較して、同じ正極活物質であっても単位質量当たりのリチウムの放出量が多くなるので、それに応じて正極活物質と負極活物質との量が調整され、高いエネルギー密度が得られるようになっている。また、この発明の一実施の形態によれば、正極活物質に上記式(1)で表される金属塩を含む被膜が形成されているため、電池電圧を高くしても優れたサイクル特性を得られると共に、電池内部でのガス発生を抑制することができる。   The upper limit charging voltage of this nonaqueous electrolyte secondary battery may be, for example, 4.20V, but is preferably designed to be higher than 4.20V and within a range of 4.25V to 4.80V. Furthermore, it is more preferable that the upper limit charging voltage of this nonaqueous electrolyte secondary battery is designed to be in the range of 4.35V to 4.65V. Moreover, it is preferable that a minimum discharge voltage shall be 2.00V or more and 3.30V or less. For example, when the battery voltage is set to 4.25 V or higher, the amount of lithium released per unit mass is increased even with the same positive electrode active material as compared with a 4.2 V battery. The amount of the active material and the negative electrode active material is adjusted, and a high energy density is obtained. Moreover, according to one embodiment of the present invention, since the coating containing the metal salt represented by the above formula (1) is formed on the positive electrode active material, excellent cycle characteristics can be obtained even when the battery voltage is increased. As a result, gas generation inside the battery can be suppressed.

(4−2)非水電解質二次電池の製造方法
次に、この発明の第1の例による非水電解質二次電池の製造方法の一例について説明する。
(4-2) Method for Manufacturing Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery Next, an example of a method for manufacturing the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the first example of the present invention will be described.

まず、上記したこの発明の一実施の形態による正極活物質および正極の製造方法と同様の方法により、正極21を得る。   First, the positive electrode 21 is obtained by the same method as the positive electrode active material and the positive electrode manufacturing method according to the embodiment of the present invention described above.

負極22は、例えば、負極活物質に公知の結着剤、導電剤などを添加し、溶剤を加えて負極集電体22A上に塗布する方法、負極活物質に公知の結着剤、導電剤などを添加し加熱して負極集電体22A上に塗布する方法により作製することができる。また、負極22は、負極活物質単独あるいは導電剤さらには結着剤と混合して成型等の処理を施して負極集電体22A上に成型体電極を作製する方法により作製することができる。しかしながら、負極を作製する方法は、それらに限定されるものではない。より具体的には、まず、例えば、負極活物質と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤を1−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し、この負極合剤スラリーを負極集電体22Aに塗布し溶剤を乾燥させる。その後、ロールプレス機などにより圧縮成型して負極活物質層22Bを形成し、負極22を得る。あるいは、結着剤の有無にかかわらず、負極活物質に熱を加えたまま加圧成型することにより強度を有した負極を作製することも可能である。   The negative electrode 22 is, for example, a method in which a known binder or conductive agent is added to the negative electrode active material, a solvent is added, and the negative electrode current material 22A is applied onto the negative electrode current collector 22A. It can be produced by a method of adding and heating to the negative electrode current collector 22A. The negative electrode 22 can be produced by a method of producing a molded electrode on the negative electrode current collector 22A by subjecting the negative electrode active material alone or mixed with a conductive agent or a binder to a treatment such as molding. However, the method for producing the negative electrode is not limited to them. More specifically, first, for example, a negative electrode active material and a binder are mixed to prepare a negative electrode mixture, and the negative electrode mixture is dispersed in a solvent such as 1-methyl-2-pyrrolidone to form a negative electrode. A mixture slurry is prepared, this negative electrode mixture slurry is applied to the negative electrode current collector 22A, and the solvent is dried. Thereafter, the negative electrode active material layer 22B is formed by compression molding using a roll press or the like, and the negative electrode 22 is obtained. Alternatively, regardless of the presence or absence of the binder, it is also possible to produce a strong negative electrode by pressure molding while applying heat to the negative electrode active material.

次に、正極集電体21Aに正極リード25を溶接などにより取り付けると共に、負極集電体22Aに負極リード26を溶接などにより取り付ける。その後、正極21と負極22とをセパレータ23を介して巻回し、正極リード25の先端部を安全弁機構15に溶接すると共に、負極リード26の先端部を電池缶11に溶接する。そして、巻回した正極21および負極22を一対の絶縁板12、13で挟み、電池缶11の内部に収納する。正極21および負極22を電池缶11の内部に収納したのち、電解質を電池缶11の内部に注入し、セパレータ23に含浸させる。その後、電池缶11の開口端部に電池蓋14、安全弁機構15および熱感抵抗素子16を、ガスケット17を介してかしめることにより固定する。以上により、図2に示した二次電池が作製される。   Next, the positive electrode lead 25 is attached to the positive electrode current collector 21A by welding or the like, and the negative electrode lead 26 is attached to the negative electrode current collector 22A by welding or the like. Thereafter, the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are wound through the separator 23, and the tip of the positive electrode lead 25 is welded to the safety valve mechanism 15, and the tip of the negative electrode lead 26 is welded to the battery can 11. Then, the wound positive electrode 21 and negative electrode 22 are sandwiched between the pair of insulating plates 12 and 13 and stored in the battery can 11. After the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are accommodated in the battery can 11, an electrolyte is injected into the battery can 11 and impregnated in the separator 23. Thereafter, the battery lid 14, the safety valve mechanism 15, and the heat sensitive resistance element 16 are fixed to the opening end of the battery can 11 by caulking through the gasket 17. Thus, the secondary battery shown in FIG. 2 is manufactured.

(5)非水電解質二次電池の第2の例
(5−1)非水電解質二次電池の構成
図4は、第2の例による非水電解質二次電池の構成を表すものである。この非水電解質二次電池は、いわゆるラミネートフィルム型といわれるものであり、正極リード31および負極リード32が取り付けられた巻回電極体30をフィルム状の外装部材40の内部に収容したものである。
(5) Second Example of Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery (5-1) Configuration of Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery FIG. 4 shows the configuration of the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the second example. This non-aqueous electrolyte secondary battery is a so-called laminate film type, in which a wound electrode body 30 to which a positive electrode lead 31 and a negative electrode lead 32 are attached is housed in a film-like exterior member 40. .

正極リード31および負極リード32は、それぞれ、外装部材40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31および負極リード32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 31 and the negative electrode lead 32 are led out from the inside of the exterior member 40 to the outside, for example, in the same direction. The positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are made of, for example, 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]
外装部材40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40は、例えば、ポリエチレンフィルム側と巻回電極体30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40と正極リード31および負極リード32との間には、外気の侵入を防止するための密着フィルム41が挿入されている。密着フィルム41は、正極リード31および負極リード32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。
[Exterior material]
The exterior member 40 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. For example, the exterior member 40 is disposed so that the polyethylene film side and the wound electrode body 30 face each other, and the outer edge portions are in close contact with each other by fusion bonding or an adhesive. An adhesive film 41 is inserted between the exterior member 40 and the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 to prevent intrusion of outside air. The adhesion film 41 is made of a material having adhesion to the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32, for example, a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, modified polyethylene, or modified polypropylene.

なお、外装部材40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 40 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.

[巻回電極体]
図5は、図4に示した巻回電極体30のI−I線に沿った断面構造を表すものである。電極巻回体30は、正極33と負極34とをセパレータ35および電解質層36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37により保護されている。
[Wound electrode body]
FIG. 5 shows a cross-sectional structure taken along line II of the spirally wound electrode body 30 shown in FIG. The electrode winding body 30 is obtained by laminating a positive electrode 33 and a negative electrode 34 via a separator 35 and an electrolyte layer 36 and winding them, and the outermost periphery is protected by a protective tape 37.

正極33は、正極集電体33Aの片面あるいは両面に正極活物質層33Bが設けられた構造を有している。負極34は、負極集電体34Aの片面あるいは両面に負極活物質層34Bが設けられた構造を有しており、負極活物質層34Bと正極活物質層33Bとが対向するように配置されている。正極集電体33A、正極活物質層33B、負極集電体34A、負極活物質層34Bおよびセパレータ35の構成は、上述した第1の実施形態における正極集電体21A、正極活物質層21B、負極集電体22A、負極活物質層22Bおよびセパレータ23と同様である。   The positive electrode 33 has a structure in which a positive electrode active material layer 33B is provided on one or both surfaces of a positive electrode current collector 33A. The negative electrode 34 has a structure in which a negative electrode active material layer 34B is provided on one surface or both surfaces of a negative electrode current collector 34A, and the negative electrode active material layer 34B and the positive electrode active material layer 33B are arranged to face each other. Yes. The configurations of the positive electrode current collector 33A, the positive electrode active material layer 33B, the negative electrode current collector 34A, the negative electrode active material layer 34B, and the separator 35 are the same as those of the positive electrode current collector 21A, the positive electrode active material layer 21B, and the first embodiment described above. This is the same as the anode current collector 22A, the anode active material layer 22B, and the separator 23.

電解質層36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、第1の実施形態による二次電池と同様である。   The electrolyte layer 36 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. A gel electrolyte 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 secondary battery according to the first embodiment.

高分子材料としては、上述した電解液を吸収してゲル化することが可能な種々の高分子が利用できる。具体的には、例えば、ポリ(ビニリデンフルオロライド)やポリ(ビニリデンフルオロライド−co−ヘキサフルオロプロピレン)などのフッ素系高分子、ポリ(エチレンオキサイド)や同架橋体などのエーテル系高分子、あるいは、ポリ(アクリロニトリル)などを使用できる。特に酸化還元安定性から、フッ化ビニリデンの重合体などのフッ素系高分子を用いることが望ましい。   As the polymer material, various polymers that can be gelled by absorbing the above-described electrolyte can be used. Specifically, for example, a fluorine-based polymer such as poly (vinylidene fluoride) or poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), an ether-based polymer such as poly (ethylene oxide) or a crosslinked product thereof, or Poly (acrylonitrile) can be used. In particular, in view of redox stability, it is desirable to use a fluorine-based polymer such as a polymer of vinylidene fluoride.

第2の例による非水電解質二次電池の作用および効果は、上述した第1の例による非水電解質二次電池と同様である。また、第2の例によれば、電池内部におけるガス発生が抑制されることから、非水電解質二次電池の膨張および変形を抑制することができる。   The operation and effect of the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the second example are the same as those of the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the first example described above. In addition, according to the second example, since gas generation inside the battery is suppressed, expansion and deformation of the nonaqueous electrolyte secondary battery can be suppressed.

(5−2)非水電解質二次電池の製造方法
この第2の例による非水電解質二次電池は、例えば、以下の3種類の製造方法によって製造することができる。
(5-2) Manufacturing Method of Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery The nonaqueous electrolyte secondary battery according to the second example can be manufactured by, for example, the following three manufacturing methods.

第1の製造方法では、まず、正極33および負極34のそれぞれに、電解液と、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36を形成する。その後、正極集電体33Aの端部に正極リード31を溶接により取り付けると共に、負極集電体34Aの端部に負極リード32を溶接により取り付ける。次に、電解質層36が形成された正極33と負極34とをセパレータ35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37を接着して巻回電極体30を形成する。最後に、例えば、外装部材40の間に巻回電極体30を挟み込み、外装部材40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31および負極リード32と外装部材40との間には密着フィルム41を挿入する。これにより、図4および図5に示した非水電解質二次電池が完成する。   In the first production method, first, a precursor solution containing an electrolytic solution, a polymer compound, and a mixed solvent is applied to each of the positive electrode 33 and the negative electrode 34, and the mixed solvent is volatilized to form the electrolyte layer 36. . Thereafter, the positive electrode lead 31 is attached to the end portion of the positive electrode current collector 33A by welding, and the negative electrode lead 32 is attached to the end portion of the negative electrode current collector 34A by welding. Next, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 on which the electrolyte layer 36 is formed are laminated via a separator 35 to form a laminated body, and then the laminated body is wound in the longitudinal direction, and a protective tape 37 is attached to the outermost peripheral portion. The wound electrode body 30 is formed by bonding. Finally, for example, the wound electrode body 30 is sandwiched between the exterior members 40, and the outer edges of the exterior members 40 are sealed and sealed by heat fusion or the like. At that time, the adhesion film 41 is inserted between the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 and the exterior member 40. Thereby, the nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIGS. 4 and 5 is completed.

第2の製造方法では、まず、上述したようにして正極33および負極34を作製し、正極33および負極34に正極リード31および負極リード32を取り付けたのち、正極33と負極34とをセパレータ35を介して積層して巻回し、最外周部に保護テープ37を接着して、巻回電極体30の前駆体である巻回体を形成する。次に、この巻回体を外装部材40に挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とし、外装部材40の内部に収納する。続いて、電解液と、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を用意し、外装部材40の内部に注入する。   In the second manufacturing method, first, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are prepared as described above, and after the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are attached to the positive electrode 33 and the negative electrode 34, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are connected to the separator 35. Are laminated and wound, and a protective tape 37 is adhered to the outermost peripheral portion to form a wound body that is a precursor of the wound electrode body 30. Next, the wound body is sandwiched between the exterior members 40, and the outer peripheral edge except for one side is heat-sealed to form a bag shape, which is then stored inside the exterior member 40. Subsequently, an electrolyte composition including an electrolytic solution, 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 interior of the exterior member 40 Inject.

電解質用組成物を注入したのち、外装部材40の開口部を真空雰囲気下で熱融着して密封する。次に、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36を形成する。以上により、図4および図5に示した非水電解質二次電池が得られる。   After injecting the electrolyte composition, the opening of the exterior member 40 is heat-sealed and sealed in a vacuum atmosphere. Next, the gelled electrolyte layer 36 is formed by applying heat to polymerize the monomer to obtain a polymer compound. As described above, the nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIGS. 4 and 5 is obtained.

第3の製造方法では、高分子化合物が両面に塗布されたセパレータ35を用いることを除き、上記した第1の製造方法と同様に、巻回体を形成して袋状の外装部材40の内部に収納する。このセパレータ35に塗布する高分子化合物としては、例えば、フッ化ビニリデンを成分とする重合体、すなわち単独重合体、共重合体あるいは多元共重合体などが挙げられる。具体的には、ポリフッ化ビニリデンや、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンを成分とする二元系共重合体や、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびクロロトリフルオロエチレンを成分とする三原型共重合体などである。なお、高分子化合物は、上記したフッ化ビニリデンを成分とする重合体と共に、他の1種あるいは2種以上の高分子化合物を含んでいてもよい。   In the third manufacturing method, the wound body is formed to form the inside of the bag-shaped exterior member 40 in the same manner as in the first manufacturing method described above, except that the separator 35 coated with the polymer compound on both sides is used. Store in. Examples of the polymer compound applied to the separator 35 include a polymer containing vinylidene fluoride as a component, that is, a homopolymer, a copolymer, or a multi-component copolymer. Specifically, polyvinylidene fluoride, binary copolymers containing vinylidene fluoride and hexafluoropropylene as components, and ternary copolymers containing vinylidene fluoride, hexafluoropropylene and chlorotrifluoroethylene as components. Etc. In addition, the high molecular compound may contain the other 1 type, or 2 or more types of high molecular compound with the polymer which uses the above-mentioned vinylidene fluoride as a component.

続いて、電解液などを調整して外装部材40の内部に注入した後、その外装部材40の開口部を熱融着などで密封する。最後に、外装部材40に加重をかけながら加熱し、高分子化合物を介してセパレータ35を正極33および負極34に密着させる。これにより、電解液が高分子化合物に含浸し、その高分子化合物がゲル化して電解質層36が形成されるため、非水電解質二次電池が完成する。   Subsequently, after the electrolytic solution or the like is adjusted and injected into the exterior member 40, the opening of the exterior member 40 is sealed by thermal fusion or the like. Finally, the exterior member 40 is heated while applying a load, and the separator 35 is brought into close contact with the positive electrode 33 and the negative electrode 34 through the polymer compound. As a result, the electrolytic solution is impregnated into the polymer compound, and the polymer compound is gelled to form the electrolyte layer 36. Thus, the nonaqueous electrolyte secondary battery is completed.

この第3の製造方法では、第2の製造方法と比較して、膨れ特性が改善される。また、第3の製造方法では、第2の製造方法と比較して、高分子化合物の原料であるモノマーや溶媒などが電解質層36中にほとんど残らず、しかも高分子化合物の形成工程が良好に制御される。このため、正極33、負極34、およびセパレータ35と電解質層36との間において十分な密着性が得られる。   In the third manufacturing method, the swollenness characteristics are improved as compared with the second manufacturing method. Further, in the third manufacturing method, compared to the second manufacturing method, the monomer or solvent that is a raw material of the polymer compound hardly remains in the electrolyte layer 36, and the polymer compound forming process is excellent. Be controlled. For this reason, sufficient adhesion is obtained between the positive electrode 33, the negative electrode 34, and the separator 35 and the electrolyte layer 36.

この第1および第2の例による非水電解質二次電池の電池特性の改善挙動は明らかではないが、次のような機構によるものと推測される。   The improvement behavior of the battery characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary batteries according to the first and second examples is not clear, but is presumed to be due to the following mechanism.

4.20V以上に充電した電池では、正極活物質は高い起電力を発生するため、正極活物質と接触する電解質が強い酸化環境にある。これにより、リチウム(Li)をより多く引き抜かれることによって不安定になった正極活物質から金属成分が溶出して正極活物質が劣化したり、電解質の酸化分解が発生すると考えられる。そして、溶出した金属成分が負極側に還元析出することにより負極表面が覆われ、リチウムの吸蔵放出が妨げられるため、充放電サイクル特性の劣化が起こると推測される。また、正極上で電解質が酸化分解してガスが発生したり、正極上に被膜が生成されることにより、電池が膨れたりインピーダンスが上昇することが考えられる。   In a battery charged to 4.20 V or more, the positive electrode active material generates a high electromotive force, and thus the electrolyte in contact with the positive electrode active material is in a strong oxidizing environment. As a result, it is considered that the metal component is eluted from the positive electrode active material which has become unstable by extracting more lithium (Li) and the positive electrode active material is deteriorated or oxidative decomposition of the electrolyte occurs. And, since the eluted metal component is reduced and deposited on the negative electrode side, the surface of the negative electrode is covered and the occlusion and release of lithium is hindered, so that it is estimated that the charge / discharge cycle characteristics deteriorate. Further, it is conceivable that the electrolyte is oxidized and decomposed on the positive electrode to generate gas, or a film is formed on the positive electrode, so that the battery swells or the impedance increases.

これに対し、この発明の一実施の形態による正極活物質では、粒子表面に上記式(1)で表される被膜を形成している。この被膜は正極の高い起電力に対して安定と考えられ、正極と電解液との反応を抑制し、電解液の分解や、LiFのようなリチウムイオン透過性の低い被膜の生成を抑制することができると考えられる。そのため高充電圧化による高容量化と、充放電サイクル特性の向上、およびガス発生などによる電池膨れの抑制との両立に寄与していると考えられる。   On the other hand, in the positive electrode active material according to one embodiment of the present invention, the coating represented by the above formula (1) is formed on the particle surface. This coating is considered stable against the high electromotive force of the positive electrode, suppresses the reaction between the positive electrode and the electrolytic solution, and suppresses the decomposition of the electrolytic solution and the generation of a coating with low lithium ion permeability such as LiF. It is thought that you can. Therefore, it is thought that it contributes to coexistence with the high capacity | capacitance by high charge pressure improvement, the improvement of charging / discharging cycling characteristics, and the suppression of the battery swelling by gas generation.

この第1および第2の例による非水電解質二次電池は、軽量かつ高容量で高エネルギー密度の特性を有し、ビデオカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、ラジオカセットレコーダ、携帯電話などの携帯用小型電子機器に広く利用可能である。   The non-aqueous electrolyte secondary batteries according to the first and second examples have light weight, high capacity, and high energy density characteristics, and are portable such as video cameras, notebook personal computers, word processors, radio cassette recorders, and cellular phones. It can be widely used for small electronic devices.

以下、実施例によりこの発明を具体的に説明するが、この発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

<実施例1>
正極活物質の作製方法を以下に示す。まず、平均組成がLiCo0.98Al0.01Mg0.012、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が13μmのコバルト酸リチウム100重量部に対して、スルホプロピオン酸二リチウムを1重量部になるように秤量し、これらを100mlの純水中で1時間攪拌した。攪拌後、エバポレータにより水分を除去した後、オーブンで120℃で12時間乾燥させて、コバルト酸リチウムにスルホプロピオン酸二リチウムを被膜処理した正極活物質を得た。
<Example 1>
A method for manufacturing the positive electrode active material is described below. First, 100 parts by weight of lithium cobaltate having an average composition of LiCo 0.98 Al 0.01 Mg 0.01 O 2 and an average particle diameter of 13 μm measured by a laser scattering method is weighed so as to be 1 part by weight of dilithium sulfopropionate. These were stirred in 100 ml of pure water for 1 hour. After stirring, the water was removed by an evaporator and then dried in an oven at 120 ° C. for 12 hours to obtain a positive electrode active material in which lithium cobaltate was coated with dilithium sulfopropionate.

得られた正極活物質の粉末をToF−SIMSによって解析すると、正二次イオンとしてのC34SO5Li3 +と、負二次イオンとしてのC34SO5Li-とが観測され、正極活物質の表面にスルホプロピオン酸二リチウムを含む被膜が形成されていることが確認された。 When the obtained positive electrode active material powder is analyzed by ToF-SIMS, C 3 H 4 SO 5 Li 3 + as positive secondary ions and C 3 H 4 SO 5 Li as negative secondary ions are observed. It was confirmed that a film containing dilithium sulfopropionate was formed on the surface of the positive electrode active material.

以上のようにして得られた正極活物質を用い、以下に説明するようにして、図4および図5に示した非水電解質二次電池を作製した。まず、正極活物質98重量%と、導電剤としてアモルファス性炭素粉(ケッチェンブラック)0.8重量%と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)1.2重量%とを混合して正極合剤を調製した。この正極合剤をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させて正極合剤スラリーを作製した後、この正極合剤スラリーを厚み20μmの帯状アルミニウム箔よりなる正極集電体33Aの両面に均一に塗布した。得られた塗布物を温風乾燥した後、ロールプレス機で圧縮成型し、正極活物質層33Bを形成した。その後、正極集電体33Aの一端にアルミニウム製の正極リード31を取り付けた。   Using the positive electrode active material obtained as described above, the nonaqueous electrolyte secondary battery shown in FIGS. 4 and 5 was produced as described below. First, 98% by weight of a positive electrode active material, 0.8% by weight of amorphous carbon powder (Ketjen Black) as a conductive agent, and 1.2% by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder are mixed to form a positive electrode. A mixture was prepared. After this positive electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to produce a positive electrode mixture slurry, this positive electrode mixture slurry was applied to both surfaces of a positive electrode current collector 33A made of a strip-shaped aluminum foil having a thickness of 20 μm. It was applied evenly. The obtained coated material was dried with hot air and then compression molded with a roll press to form the positive electrode active material layer 33B. Thereafter, an aluminum positive electrode lead 31 was attached to one end of the positive electrode current collector 33A.

負極34は、次のようにして作製した。まず、負極活物質として黒鉛粉末90重量%と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)10重量%とを混合して負極合剤を調製した。この負極合剤をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させて負極合剤スラリーを作製した後、負極合剤スラリーを厚み15μmの帯状銅箔よりなる負極集電体の両面に均一に塗布し、さらに、これを加熱プレス成型することにより、負極活物質層34Bを形成した。その後、負極集電体34Aの一端にニッケル製の負極リード32を取り付けた。   The negative electrode 34 was produced as follows. First, a negative electrode mixture was prepared by mixing 90% by weight of graphite powder as a negative electrode active material and 10% by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder. After this negative electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to produce a negative electrode mixture slurry, the negative electrode mixture slurry was uniformly applied to both sides of a negative electrode current collector made of a strip-shaped copper foil having a thickness of 15 μm. The negative electrode active material layer 34B was formed by coating and further heat-press molding it. Thereafter, a nickel negative electrode lead 32 was attached to one end of the negative electrode current collector 34A.

セパレータ35は、次のようにして作製した。まず、重量平均分子量150000のポリフッ化ビリデン(PVdF)に、N-メチル-2−ピロリドン(NMP)を、PVdF:NMP=10:90の質量比で加え、十分に溶解させ、ポリフッ化ビリデン(PVdF)のN-メチル-2−ピロリドン(NMP)10重量%溶液を作製した。   The separator 35 was produced as follows. First, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) is added in a mass ratio of PVdF: NMP = 10: 90 to poly (bilidenidene fluoride) (PVdF) having a weight average molecular weight of 150,000, and is sufficiently dissolved. Of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was prepared.

次に、作製したスラリーを、基材層として用いる厚さ7μmのポリエチレン(PE)とポリプロピレン(PP)との混合体である微多孔膜上に塗布した。次に、このスラリーを塗布した微多孔膜を水浴で相分離させた後、熱風にて乾燥し、厚さ4μmのPVdF微多孔層を有する微多孔膜よりなるセパレータ35を得た。   Next, the produced slurry was applied onto a microporous film that is a mixture of polyethylene (PE) and polypropylene (PP) having a thickness of 7 μm used as a base material layer. Next, the microporous membrane coated with this slurry was phase-separated in a water bath and then dried with hot air to obtain a separator 35 made of a microporous membrane having a PVdF microporous layer having a thickness of 4 μm.

次に、セパレータ35と正極33と負極34とを、負極34、セパレータ35、正極33、セパレータ35の順に積層し、多数回巻回し、巻回電極体30を作製した。この巻回電極体30を、防湿性アルミラミネートフィルムからなる外装部材40に挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状として外装部材40の内部に収納した後、外装部材40の内部に電解液を注入した。電解液には、エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)との体積混合比が1:1である混合溶液に、LiPF6を1mol/dm3の濃度になるように溶解した非水電解液を用いた。 Next, the separator 35, the positive electrode 33, and the negative electrode 34 were laminated | stacked in order of the negative electrode 34, the separator 35, the positive electrode 33, and the separator 35, and it wound many times, and produced the wound electrode body 30. The wound electrode body 30 is sandwiched between exterior members 40 made of a moisture-proof aluminum laminate film, and the outer peripheral edge except one side is heat-sealed and stored in the exterior member 40 as a bag shape. An electrolyte was injected inside. As the electrolytic solution, a non-aqueous electrolytic solution in which LiPF 6 was dissolved in a mixed solution having a volume mixing ratio of 1: 1 between ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) to a concentration of 1 mol / dm 3. Was used.

その後、外装部材40の開口部を減圧下で熱融着することによって真空封止、熱圧着を行い、寸法およそ34mm×50mm×3.8mmの平板型の非水電解質二次電池を作製した。   Then, vacuum sealing and thermocompression bonding were performed by heat-sealing the opening of the exterior member 40 under reduced pressure, and a flat-type nonaqueous electrolyte secondary battery having dimensions of approximately 34 mm × 50 mm × 3.8 mm was produced.

得られた非水電解質二次電池について、以下のようにして電池特性を評価した。   About the obtained non-aqueous electrolyte secondary battery, the battery characteristics were evaluated as follows.

(a)初期容量
作製した非水電解質二次電池について、環境温度45℃、充電電圧4.20V、充電電流800mA、充電時間2.5時間の条件で定電流定電圧充電を行った後、放電電流400mA、終止電圧3.0Vで放電を行い、初期容量を測定した。
(A) Initial capacity About the produced nonaqueous electrolyte secondary battery, it discharged after performing constant current constant voltage charge on the conditions of environmental temperature 45 degreeC, charging voltage 4.20V, charging current 800mA, and charging time 2.5 hours. Discharging was performed at a current of 400 mA and a final voltage of 3.0 V, and the initial capacity was measured.

なお、初期容量を評価した二次電池を解体し、正極を取り出し電極表面をToF−SIMSによって解析すると、正二次イオンとしてのC34SO5Li3 +と、負二次イオンとしてのC34SO5Li-とが観測され、正極活物質の表面にスルホプロピオン酸二リチウムを含む被膜が形成されていることが確認された。このときのToF−SIMS正二次イオン分析およびToF−SIMS負二次イオン分析による結果を図6に示す。 When the secondary battery whose initial capacity was evaluated was disassembled, the positive electrode was taken out and the electrode surface was analyzed by ToF-SIMS, C 3 H 4 SO 5 Li 3 + as the positive secondary ion and C as the negative secondary ion 3 H 4 SO 5 Li - and are observed, that the coatings containing sulfo acid dilithium on the surface of the positive electrode active material is formed has been confirmed. The results of ToF-SIMS positive secondary ion analysis and ToF-SIMS negative secondary ion analysis at this time are shown in FIG.

(b)充放電サイクル特性
初期容量を求めた場合と同様の条件で充放電を繰り返し、200サイクル目の放電容量を測定して、初期容量に対する容量維持率を求めた。
(B) Charging / discharging cycle characteristics Charging / discharging was repeated under the same conditions as when the initial capacity was determined, and the discharge capacity at the 200th cycle was measured to determine the capacity retention ratio relative to the initial capacity.

(c)セル厚みの増加率
初期容量を求めた非水電解質二次電池を、充電電圧4.20V、充電電流800mA、充電時間2.5時間の条件で定電流定電圧充電を行った後、90℃で4時間保存を行い、保存前後でのセル厚みの増加率を、{(保存後のセル厚み−保存前のセル厚み)/保存前のセル厚み}×100により求めた。
(C) Increasing rate of cell thickness After the non-aqueous electrolyte secondary battery whose initial capacity was determined was subjected to constant current and constant voltage charging under conditions of a charging voltage of 4.20 V, a charging current of 800 mA, and a charging time of 2.5 hours, Storage was performed at 90 ° C. for 4 hours, and the increase rate of the cell thickness before and after storage was determined by {(cell thickness after storage−cell thickness before storage) / cell thickness before storage} × 100.

<実施例2>
電池特性の評価において、充電電圧を4.35Vとした以外は実施例1と同様にして、(a)初期容量、(b)充放電サイクル特性および(c)セル厚みの増加率を評価した。
<Example 2>
In the evaluation of battery characteristics, (a) initial capacity, (b) charge / discharge cycle characteristics, and (c) increase rate of cell thickness were evaluated in the same manner as in Example 1 except that the charging voltage was 4.35V.

<実施例3>
電池特性の評価において、充電電圧を4.40Vとした以外は実施例1と同様にして、(a)初期容量、(b)充放電サイクル特性および(c)セル厚みの増加率を評価した。
<Example 3>
In the evaluation of battery characteristics, (a) initial capacity, (b) charge / discharge cycle characteristics, and (c) increase rate of cell thickness were evaluated in the same manner as in Example 1 except that the charging voltage was 4.40V.

<実施例4>
電池特性の評価において、充電電圧を4.50Vとした以外は実施例1と同様にして、(a)初期容量、(b)充放電サイクル特性および(c)セル厚みの増加率を評価した。
<Example 4>
In the evaluation of battery characteristics, (a) initial capacity, (b) charge / discharge cycle characteristics, and (c) increase rate of cell thickness were evaluated in the same manner as in Example 1 except that the charging voltage was 4.50V.

<実施例5>
正極活物質の製造において、コバルト酸リチウム100重量部に対して、スルホプロピオン酸二リチウムを0.2重量部になるように秤量した以外は実施例3と同様にして、非水電解質二次電池を作製し、電池特性を評価した。
<Example 5>
A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 3 except that in the production of the positive electrode active material, dilithium sulfopropionate was weighed to 0.2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of lithium cobaltate. The battery characteristics were evaluated.

<実施例6>
正極活物質の製造において、コバルト酸リチウム100重量部に対して、スルホプロピオン酸二リチウムを0.5重量部になるように秤量した以外は実施例3と同様にして、非水電解質二次電池を作製し、電池特性を評価した。
<Example 6>
In the production of the positive electrode active material, a nonaqueous electrolyte secondary battery was prepared in the same manner as in Example 3 except that 100 parts by weight of lithium cobaltate was weighed so that dilithium sulfopropionate was 0.5 parts by weight. The battery characteristics were evaluated.

<実施例7>
正極活物質の製造において、コバルト酸リチウム100重量部に対して、スルホプロピオン酸二リチウムを3.0重量部になるように秤量した以外は実施例3と同様にして、非水電解質二次電池を作製し、電池特性を評価した。
<Example 7>
In the production of the positive electrode active material, a nonaqueous electrolyte secondary battery was prepared in the same manner as in Example 3 except that 100 parts by weight of lithium cobaltate was weighed so that dilithium sulfopropionate was 3.0 parts by weight. The battery characteristics were evaluated.

<実施例8>
正極活物質の製造において、コバルト酸リチウム100重量部に対して、スルホプロピオン酸二リチウムを5.0重量部になるよう秤量した以外は実施例3と同様にして、非水電解質二次電池を作製し、電池特性を評価した。
<Example 8>
In the production of the positive electrode active material, a nonaqueous electrolyte secondary battery was prepared in the same manner as in Example 3 except that 100 parts by weight of lithium cobaltate was weighed so that dilithium sulfopropionate was 5.0 parts by weight. Fabricated and battery characteristics were evaluated.

<実施例9>
実施例3のスルホプロピオン酸二リチウムを、スルホプロピオン酸マグネシウムとした以外は実施例3と同様にして、非水電解質二次電池を作製し、電池特性を評価した。なお、実施例9についてもTOF−SIMSを用いた解析により、正極活物質表面にスルホプロピオン酸マグネシウムを含む被膜が形成されていることが確認された。
<Example 9>
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 3 except that dilithium sulfopropionate of Example 3 was changed to magnesium sulfopropionate, and battery characteristics were evaluated. In Example 9, it was confirmed by analysis using TOF-SIMS that a film containing magnesium sulfopropionate was formed on the surface of the positive electrode active material.

<実施例A>
実施例1のスルホプロピオン酸二リチウムを、プロパンジスルホン酸二リチウムとした以外は実施例1と同様にして、非水電解質二次電池を作製し、電池特性を評価した。なお、実施例AについてもTOF−SIMSを用いた解析により、正二次イオンとしてのC3626Li3 +と、負二次イオンとしてのC3626Li-とが観測され、正極活物質表面にプロパンジスルホン酸二リチウムを含む被膜が形成されていることが確認された。
<Example A>
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that dilithium sulfopropionate of Example 1 was changed to dilithium propanedisulfonate, and battery characteristics were evaluated. In addition, also in Example A, by analysis using TOF-SIMS, C 3 H 6 S 2 O 6 Li 3 + as a positive secondary ion and C 3 H 6 S 2 O 6 Li as a negative secondary ion It was confirmed that a film containing dilithium propanedisulfonate was formed on the surface of the positive electrode active material.

<実施例B>
実施例3のスルホプロピオン酸二リチウムを、プロパンジスルホン酸二リチウムとした以外は実施例3と同様にして、非水電解質二次電池を作製し、電池特性を評価した。なお、実施例BについてもTOF−SIMSを用いた解析により、正二次イオンとしてのC3626Li3 +と、負二次イオンとしてのC3626Li-とが観測され、正極活物質表面にプロパンジスルホン酸二リチウムを含む被膜が形成されていることが確認された。
<Example B>
A nonaqueous electrolyte secondary battery was prepared and the battery characteristics were evaluated in the same manner as in Example 3 except that dilithium sulfopropionate of Example 3 was changed to dilithium propanedisulfonate. In addition, also in Example B, C 3 H 6 S 2 O 6 Li 3 + as a positive secondary ion and C 3 H 6 S 2 O 6 Li as a negative secondary ion are obtained by analysis using TOF-SIMS. It was confirmed that a film containing dilithium propanedisulfonate was formed on the surface of the positive electrode active material.

<実施例C>
実施例1のスルホプロピオン酸二リチウムを、エタンジスルホン酸二リチウムとした以外は実施例1と同様にして、非水電解質二次電池を作製し、電池特性を評価した。なお、実施例CについてもTOF−SIMSを用いた解析により、正二次イオンとしてのC2426Li3 +と、負二次イオンとしてのC2426Li-とが観測され、正極活物質表面にプロパンジスルホン酸二リチウムを含む被膜が形成されていることが確認された。
<Example C>
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that dilithium sulfopropionate of Example 1 was changed to dilithium ethanedisulfonate, and battery characteristics were evaluated. In addition, also about Example C, by analysis using TOF-SIMS, C 2 H 4 S 2 O 6 Li 3 + as a positive secondary ion and C 2 H 4 S 2 O 6 Li as a negative secondary ion It was confirmed that a film containing dilithium propanedisulfonate was formed on the surface of the positive electrode active material.

<実施例D>
実施例1のスルホプロピオン酸二リチウムを、ブタンジスルホン酸二リチウムとした以外は実施例1と同様にして、非水電解質二次電池を作製し、電池特性を評価した。なお、実施例DについてもTOF−SIMSを用いた解析により、正二次イオンとしてのC4826Li3 +と、負二次イオンとしてのC4826Li-とが観測され、正極活物質表面にプロパンジスルホン酸二リチウムを含む被膜が形成されていることが確認された。
<Example D>
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that dilithium sulfopropionate of Example 1 was changed to dilithium butanedisulfonate, and battery characteristics were evaluated. In addition, also in Example D, C 4 H 8 S 2 O 6 Li 3 + as a positive secondary ion and C 4 H 8 S 2 O 6 Li as a negative secondary ion are obtained by analysis using TOF-SIMS. It was confirmed that a film containing dilithium propanedisulfonate was formed on the surface of the positive electrode active material.

<実施例10>
実施例3のスルホプロピオン酸二リチウムを、スルホコハク酸三リチウムとした以外は実施例3と同様にして、非水電解質二次電池を作製し、電池特性を評価した。なお、実施例10についてもTOF−SIMSを用いた解析により、正極活物質表面にスルホコハク酸三リチウムを含む被膜が形成されていることが確認された。
<Example 10>
A non-aqueous electrolyte secondary battery was prepared in the same manner as in Example 3 except that trilithium sulfopropionate of Example 3 was changed to trilithium sulfosuccinate, and battery characteristics were evaluated. In addition, also in Example 10, it was confirmed by analysis using TOF-SIMS that a film containing trilithium sulfosuccinate was formed on the surface of the positive electrode active material.

<実施例11>
まず、炭酸リチウム(Li2CO3)と、炭酸マンガン(MnCO3)と、リン酸アンモニウム((NH4)H2PO4)とを、リチウム(Li):マンガン(Mn):リン(P)=3:3:2のモル比となるようそれぞれ秤量し、混合した。得られた混合粉末を、平均組成がLiCo0.98Al0.01Mg0.012、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が13μmのコバルト酸リチウム100重量部に対して、2重量部になるよう秤量した。続いて、この混合粉末とコバルト酸リチウムとを、メカノケミカル装置を用いて1時間処理を行い、コバルト酸リチウムの表面に、Li2CO3、MnCO3、および(NH4)H2PO4を被着させて焼成前駆体を作製した。この焼成前駆体を毎分3℃の速度で昇温し、900℃で3時間保持した後に徐冷し、コバルト酸リチウムの表面に、マンガン(Mn)やリン(P)を被覆処理した粉末を得た。
<Example 11>
First, lithium carbonate (Li 2 CO 3 ), manganese carbonate (MnCO 3 ), and ammonium phosphate ((NH 4 ) H 2 PO 4 ) are mixed with lithium (Li): manganese (Mn): phosphorus (P). = 3: 3: 2 were weighed and mixed so as to have a molar ratio of 3: 3: 2. The obtained mixed powder was weighed so as to be 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of lithium cobaltate having an average composition of LiCo 0.98 Al 0.01 Mg 0.01 O 2 and an average particle diameter measured by a laser scattering method of 13 μm. Subsequently, the mixed powder and lithium cobalt oxide are treated for 1 hour using a mechanochemical apparatus, and Li 2 CO 3 , MnCO 3 , and (NH 4 ) H 2 PO 4 are applied to the surface of the lithium cobalt oxide. A fired precursor was prepared by deposition. The calcined precursor was heated at a rate of 3 ° C. per minute, held at 900 ° C. for 3 hours and then gradually cooled, and a powder obtained by coating manganese (Mn) or phosphorus (P) on the surface of lithium cobaltate Obtained.

得られた粉末を、エネルギー分散型X線分析装置(EDX:Energy Dispersive X-ray)を備えた走査型電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron microscope)(以下、SEM/EDXと称する)により観察したところ、マンガン(Mn)はコバルト酸リチウム粒子の表面全体に分布しており、Pはコバルト酸リチウム粒子の表面に局所的に点在していることが確認された。   The obtained powder was observed with a scanning electron microscope (SEM) (hereinafter referred to as SEM / EDX) equipped with an energy dispersive X-ray analyzer (EDX: Energy Dispersive X-ray). Manganese (Mn) was distributed over the entire surface of the lithium cobalt oxide particles, and it was confirmed that P was locally scattered on the surface of the lithium cobalt oxide particles.

また、この粉末について、長波長のCuKαを用いた粉末X線回折(XRD:X-ray diffraction)パターンを測定したところ、層状岩塩構造を有するLiCoO2に相当する回折ピークに加えてLi3PO4の回折ピークが確認された。 Further, when a powder X-ray diffraction (XRD) pattern using a long wavelength CuKα was measured for this powder, Li 3 PO 4 in addition to a diffraction peak corresponding to LiCoO 2 having a layered rock salt structure. The diffraction peak of was confirmed.

さらに、走査型X線光電子分光装置(ESCA:アルバック・ファイ社製、QuanteraSXM)により粒子表面の元素比率を測定したところ、Co/(Co+Mn+P)は0.40であった。   Furthermore, the element ratio on the particle surface was measured by a scanning X-ray photoelectron spectrometer (ESCA: Quantera SXM manufactured by ULVAC-PHI). Co / (Co + Mn + P) was 0.40.

以上のようにして被覆処理を行ったコバルト酸リチウム粒子を用いた以外は実施例3と同様にして、非水電解質二次電池を作製し、電池特性を評価した。   A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced and battery characteristics were evaluated in the same manner as in Example 3 except that the lithium cobalt oxide particles that had been coated as described above were used.

<実施例12>
まず、炭酸リチウム(Li2CO3)と、水酸化ニッケル(Ni(OH)2)と、炭酸マンガン(MnCO3)とを、Li2CO3:Ni(OH)2:MnCO3=1.08:1:1のモル比(Li1.08Ni0.5Mn0.52に相当する)となるようそれぞれ秤量し、ボールミル装置により湿式法で平均粒径1μm以下になるまで粉砕した後、70℃で減圧乾燥した。得られた混合粉末を、平均組成がLiCo0.98Al0.01Mg0.012レーザー散乱法により測定した平均粒子径が13μmのコバルト酸リチウム100重量部に対して、5重量部になるよう秤量した。続いて、この混合粉末とコバルト酸リチウムとを、メカノケミカル装置を用いて1時間処理を行い、コバルト酸リチウムの表面に、Li2CO3、Ni(OH)2、およびMnCO3を被着させて焼成前駆体を作製した。この焼成前駆体を毎分3℃の速度で昇温し、800℃で3時間保持した後に徐冷し、コバルト酸リチウムの表面に、マンガン(Mn)やニッケル(Ni)を被覆処理した粉末を得た。
<Example 12>
First, lithium carbonate (Li 2 CO 3 ), nickel hydroxide (Ni (OH) 2 ), and manganese carbonate (MnCO 3 ) are mixed with Li 2 CO 3 : Ni (OH) 2 : MnCO 3 = 1.08. : Weighed to a molar ratio of 1: 1 (corresponding to Li 1.08 Ni 0.5 Mn 0.5 O 2 ), pulverized to a mean particle size of 1 μm or less by a wet method using a ball mill, and then dried under reduced pressure at 70 ° did. The obtained mixed powder was weighed so that the average composition was 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of lithium cobaltate having an average particle diameter of 13 μm as measured by the LiCo 0.98 Al 0.01 Mg 0.01 O 2 laser scattering method. Subsequently, this mixed powder and lithium cobalt oxide are treated for 1 hour using a mechanochemical apparatus to deposit Li 2 CO 3 , Ni (OH) 2 , and MnCO 3 on the surface of the lithium cobalt oxide. Thus, a calcined precursor was produced. The calcined precursor was heated at a rate of 3 ° C. per minute, held at 800 ° C. for 3 hours and then gradually cooled, and a powder obtained by coating manganese (Mn) or nickel (Ni) on the surface of lithium cobaltate Obtained.

得られた粉末を原子吸光分析により分析したところ、LiCo0.94Ni0.02Mn0.02Al0.01Mg0.012の組成が確認された。また、レーザー回折法により粒径を測定したところ、平均粒径は13.5μmであった。 When the obtained powder was analyzed by atomic absorption analysis, the composition of LiCo 0.94 Ni 0.02 Mn 0.02 Al 0.01 Mg 0.01 O 2 was confirmed. Moreover, when the particle size was measured by the laser diffraction method, the average particle size was 13.5 μm.

また、SEM/EDXにより粉末を観察したところ、コバルト酸リチウムの表面に、粒径0.1〜5μm程度のニッケルマンガン金属化合物が被着しており、また、NiおよびMnは表面全体にほぼ均一に存在している様子が観察された。   Moreover, when the powder was observed by SEM / EDX, a nickel manganese metal compound having a particle size of about 0.1 to 5 μm was deposited on the surface of lithium cobaltate, and Ni and Mn were almost uniform over the entire surface. Was observed.

以上のようにして被覆処理を行ったコバルト酸リチウム粒子を用いた以外は実施例3と同様にして、非水電解質二次電池を作製し、電池特性を評価した。   A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced and battery characteristics were evaluated in the same manner as in Example 3 except that the lithium cobalt oxide particles that had been coated as described above were used.

<実施例E>
平均組成がLiNi0.80Co0.15Al0.052、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が13μmのニッケルコバルト複合酸化物100重量部に対して、プロパンジスルホン酸二リチウムを1重量部になるように秤量した。そして、これらをメカノケミカル装置を用いて1時間処理を行い、ニッケルコバルト酸リチウムの表面にプロパンジスルホン酸二リチウムを被着させてニッケルコバルト複合酸化物にプロパンジスルホン酸二リチウムを被覆処理した正極活物質を得た。
<Example E>
Weighing so that 1 part by weight of dilithium propanedisulfonate is 100 parts by weight of nickel-cobalt composite oxide having an average composition of LiNi 0.80 Co 0.15 Al 0.05 O 2 and an average particle diameter of 13 μm as measured by a laser scattering method. did. Then, these were treated for 1 hour using a mechanochemical apparatus, and the positive electrode active in which dilithium propanedisulfonate was coated on the surface of lithium nickel cobaltate and the nickel cobalt composite oxide was coated with dilithium propanedisulfonate. Obtained material.

得られた正極活物質の粉末をToF−SIMSによって解析すると、正二次イオンとしてのC3626Li3 +と、負二次イオンとしてのC3626Li-とが観測され、正極活物質の表面にプロパンジスルホン酸二リチウムを含む被膜が形成されていることが確認された。以上のようにして被覆処理を行ったニッケルコバルト酸リチウム粒子を用いた以外は実施例1と同様にして、非水電解質二次電池を作製し、電池特性を評価した。 When the obtained positive electrode active material powder was analyzed by ToF-SIMS, C 3 H 6 S 2 O 6 Li 3 + as a positive secondary ion and C 3 H 6 S 2 O 6 Li as a negative secondary ion It was confirmed that a film containing dilithium propanedisulfonate was formed on the surface of the positive electrode active material. A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced and battery characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1 except that the nickel cobalt oxide particles subjected to the coating treatment as described above were used.

<比較例1>
正極活物質として、スルホプロピオン酸二リチウムで被覆処理を施していないコバルト酸リチウムを用いた以外は実施例1と同様にして二次電池を作製し、電池特性を評価した。
<Comparative Example 1>
A secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that lithium cobaltate not coated with dilithium sulfopropionate was used as the positive electrode active material, and battery characteristics were evaluated.

<比較例2>
電池特性の評価において、充電電圧を4.35Vとした以外は比較例1と同様にして、(a)初期容量、(b)充放電サイクル特性および(c)セル厚みの増加率を評価した。
<Comparative example 2>
In the evaluation of battery characteristics, (a) initial capacity, (b) charge / discharge cycle characteristics, and (c) increase rate of cell thickness were evaluated in the same manner as in Comparative Example 1 except that the charging voltage was 4.35V.

<比較例3>
電池特性の評価において、充電電圧を4.40Vとした以外は比較例1と同様にして、(a)初期容量、(b)充放電サイクル特性および(c)セル厚みの増加率を評価した。
<Comparative Example 3>
In the evaluation of battery characteristics, (a) initial capacity, (b) charge / discharge cycle characteristics, and (c) increase rate of cell thickness were evaluated in the same manner as in Comparative Example 1 except that the charging voltage was 4.40V.

<比較例4>
電池特性の評価において、充電電圧を4.50Vとした以外は比較例1と同様にして、(a)初期容量、(b)充放電サイクル特性および(c)セル厚みの増加率を評価した。
<Comparative Example 4>
In the evaluation of battery characteristics, (a) initial capacity, (b) charge / discharge cycle characteristics, and (c) increase rate of cell thickness were evaluated in the same manner as in Comparative Example 1 except that the charging voltage was 4.50V.

<比較例5>
正極活物質として、スルホプロピオン酸二リチウムで被覆処理を施していないコバルト酸リチウムを用いた以外は実施例11と同様にして二次電池を作製し、電池特性を評価した。
<Comparative Example 5>
A secondary battery was produced in the same manner as in Example 11 except that lithium cobaltate not coated with dilithium sulfopropionate was used as the positive electrode active material, and battery characteristics were evaluated.

<比較例6>
正極活物質として、スルホプロピオン酸二リチウムで被覆処理を施していないコバルト酸リチウムを用いた以外は実施例12と同様にして二次電池を作製し、電池特性を評価した。
<Comparative Example 6>
A secondary battery was produced in the same manner as in Example 12 except that lithium cobaltate not coated with dilithium sulfopropionate was used as the positive electrode active material, and battery characteristics were evaluated.

<比較例7>
実施例3のスルホプロピオン酸二リチウムを、炭酸リチウムとした以外は実施例3と同様にして、非水電解質二次電池を作製し、電池特性を評価した。
<Comparative Example 7>
A non-aqueous electrolyte secondary battery was prepared and the battery characteristics were evaluated in the same manner as in Example 3 except that lithium carbonate was used as the dilithium sulfopropionate of Example 3.

<比較例A>
正極活物質として、プロパンジスルホン酸二リチウムで被覆処理を施していないニッケルコバルト複合酸化物を用いた以外は実施例Eと同様にして二次電池を作製し、電池特性を評価した。
<Comparative Example A>
A secondary battery was produced in the same manner as in Example E except that a nickel cobalt composite oxide not coated with dilithium propanedisulfonate was used as the positive electrode active material, and the battery characteristics were evaluated.

以下の表1に、実施例1〜実施例12、実施例A〜実施例E、および比較例1〜比較例7、比較例Aの電池特性の評価の結果をまとめて示す。   Table 1 below summarizes the results of evaluation of battery characteristics of Examples 1 to 12, Examples A to E, Comparative Examples 1 to 7, and Comparative Example A.

Figure 0005417852
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表1より、例えば実施例1〜実施例4と比較例1〜比較例4とをそれぞれ比較して分かるように、粒子表面に金属塩を含む被膜を形成することにより、容量維持率の低下および厚み増加率の増加を抑制することができた。また、充電電圧の上昇に伴い、エネルギー密度が上昇して初期容量が高くなり、その一方で、容量維持率が低下すると共に厚み増加率も増加してしまうが、金属塩を含む被膜を形成することにより、容量維持率の低下および厚み増加率の増加を抑制することができることが分かった。   As can be seen from Table 1 by comparing, for example, Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4, respectively, by forming a film containing a metal salt on the particle surface, a decrease in capacity retention rate and An increase in the rate of increase in thickness could be suppressed. In addition, as the charging voltage increases, the energy density increases and the initial capacity increases. On the other hand, the capacity retention rate decreases and the thickness increase rate also increases, but a film containing a metal salt is formed. As a result, it was found that a decrease in capacity retention rate and an increase in thickness increase rate can be suppressed.

また、例えば実施例A〜実施例Bと比較例1および比較例3とをそれぞれ比較し、実施例C〜実施例Dと比較例1とをそれぞれ比較して分かるように、粒子表面に金属塩を含む被膜を形成することにより、容量維持率の低下および厚み増加率の増加を抑制できた。   Further, for example, as can be seen by comparing Example A to Example B with Comparative Example 1 and Comparative Example 3, respectively, and comparing Example C to Example D with Comparative Example 1, respectively, a metal salt is formed on the particle surface. By forming the coating film containing, it was possible to suppress a decrease in capacity retention rate and an increase in thickness increase rate.

また、実施例8と比較例3とでは、容量維持率がほぼ同程度であることから、被膜材の添加量の上限は、粒子100重量部に対して5.0重量部より小さいことが好ましいことが分かった。特に、実施例3、実施例5〜実施例8より、被膜材の添加量が粒子100重量部に対して0.2重量部以上3.0重量部以下の範囲でより高い効果を得られることが分かった。   Further, in Example 8 and Comparative Example 3, the capacity retention rate is approximately the same, and therefore the upper limit of the amount of the coating material added is preferably smaller than 5.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the particles. I understood that. In particular, from Example 3 and Examples 5 to 8, a higher effect can be obtained when the amount of coating material added is in the range of 0.2 to 3.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the particles. I understood.

また、炭酸リチウムを含む被膜を形成した比較例7では、被膜を設けなかった比較例3よりも容量維持率が低く、厚み増加率も著しく大きくなった。これは、炭酸リチウムを含む被膜では粒子表面の炭酸リチウムによって正極からのガス発生が増加し、ガス発生によりセルのゆがみ等が生じたためであると考えられる。   Further, in Comparative Example 7 in which a film containing lithium carbonate was formed, the capacity retention rate was lower than that in Comparative Example 3 in which no film was provided, and the thickness increase rate was significantly increased. This is considered to be because in the coating film containing lithium carbonate, gas generation from the positive electrode increased due to lithium carbonate on the particle surface, and the distortion of the cells occurred due to gas generation.

また、実施例11と比較例5、および実施例12と比較例6より、マンガン、ニッケル、リンを含む被覆層を形成した粒子に対して、金属塩を含む被膜を形成することにより、容量維持率のおよび厚み増加率についてより高い効果が得られることが分かった。   Further, according to Example 11 and Comparative Example 5, and Example 12 and Comparative Example 6, capacity was maintained by forming a film containing a metal salt on the particles on which a coating layer containing manganese, nickel, and phosphorus was formed. It has been found that higher effects are obtained with respect to the rate of increase in thickness and the rate of increase in thickness.

また、実施例Eと比較例Aとの比較より、ニッケルコバルト複合酸化物粒子の表面に金属塩を含む被膜を形成することにより、容量維持率の低下および厚み増加率の増加を抑制することができた。   Further, from the comparison between Example E and Comparative Example A, it is possible to suppress a decrease in capacity retention rate and an increase in thickness increase rate by forming a coating containing a metal salt on the surface of the nickel cobalt composite oxide particles. did it.

以上の結果から、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能な正極材料を含む粒子に、例えばスルホプロピオン酸二リチウム、スルホプロピオン酸マグネシウム、スルホコハク酸三リチウムなどのような上記式(1)で表される金属塩を含む被膜を形成することで、高い初期容量と容量維持率を両立でき、さらに高温での厚み増加率を抑制できることが分かった。   From the above results, the particles containing the positive electrode material capable of occluding and releasing the electrode reactant are expressed by the above formula (1) such as dilithium sulfopropionate, magnesium sulfopropionate, trilithium sulfosuccinate and the like. It was found that by forming a coating containing the metal salt represented, both a high initial capacity and a capacity retention ratio can be achieved, and the thickness increase rate at high temperatures can be suppressed.

以上、実施形態および実施例を挙げてこの発明を説明したが、この発明は上述した実施形態および実施例に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上述した実施形態および実施例においては、巻回構造を有する二次電池について説明したが、この発明は、正極および負極を折り畳んだりあるいは積み重ねた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。加えて、いわゆるコイン型、ボタン型、角型などの二次電池についても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 above-described embodiments and examples, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiments and examples, the secondary battery having a winding structure has been described. However, the present invention is similarly applied to a secondary battery having a structure in which a positive electrode and a negative electrode are folded or stacked. be able to. In addition, the present invention can also be applied to so-called coin-type, button-type, and square-type secondary batteries.

また、上述した実施形態では電解質として非水電解液またはゲル状電解質を用いた二次電池について説明したが、この発明は、固体電解質を用いた二次電池についても同様に適用することができる。固体電解質としては、イオン導電性を有する材料であれば、無機固体電解質、高分子固体電解質のいずれも用いることができる。イオン伝導性無機材料を利用した無機固体電解質としては、例えば、窒化リチウム、よう化リチウム、イオン伝導性セラミックス、イオン伝導性結晶、あるいはイオン伝導性ガラスなどが挙げられる。イオン伝導性高分子を利用した高分子固体電解質は電解質塩とそれを溶解する高分子化合物からなり、その高分子化合物としては、例えば、ポリ(エチレンオキサイド)や同架橋体などのエーテル系高分子、ポリ(メタクリレート)エステル系、アクリレート系など、具体的にはポリエーテル、ポリエステル、ポリフォスファゼン、あるいはポリシロキサンなどが挙げられ、これらを単独あるいは分子中に共重合、または混合して用いることができる。   In the above-described embodiment, the secondary battery using the nonaqueous electrolytic solution or the gel electrolyte as the electrolyte has been described. However, the present invention can be similarly applied to a secondary battery using a solid electrolyte. As the solid electrolyte, any inorganic solid electrolyte or polymer solid electrolyte can be used as long as it is a material having ionic conductivity. Examples of the inorganic solid electrolyte using an ion conductive inorganic material include lithium nitride, lithium iodide, ion conductive ceramics, ion conductive crystals, and ion conductive glass. A polymer solid electrolyte using an ion conductive polymer is composed of an electrolyte salt and a polymer compound that dissolves the electrolyte salt. Examples of the polymer compound include ether polymers such as poly (ethylene oxide) and cross-linked products thereof. , Poly (methacrylate) ester, acrylate, etc., specifically, polyether, polyester, polyphosphazene, polysiloxane, etc. may be mentioned, and these may be used alone or copolymerized or mixed in the molecule it can.

さらに、上述した実施形態および実施例では、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について説明したが、この発明は、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の充電容量よりも小さくすることにより、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ようにした二次電池についても同様に適用することができる。   Further, in the above-described embodiments and examples, a so-called lithium ion secondary battery in which the capacity of the negative electrode is expressed by a capacity component due to insertion and extraction of lithium has been described. However, the present invention, for example, inserts and releases lithium. By making the charging capacity of the negative electrode material that can be smaller than the charging capacity of the positive electrode, 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 The present invention can be similarly applied to a secondary battery expressed as a sum.

1・・・正極集電体
2・・・正極活物質層
11・・・電池缶
12、13・・・絶縁板
14・・・電池蓋
15・・・安全弁機構
15A・・・ディスク板
16・・・熱感抵抗素子
17・・・ガスケット
20、30・・・巻回電極体
21、33・・・正極
21A、33A・・・正極集電体
21B、33B・・・正極活物質層
22、34・・・負極
22A、34A・・・負極集電体
22B、34B・・・負極活物質層
23、35・・・セパレータ
24・・・センターピン
25、31・・・正極リード
26、32・・・負極リード
36・・・電解質層
37・・・保護テープ
40・・・外装部材
41・・・密着フィルム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Positive electrode collector 2 ... Positive electrode active material layer 11 ... Battery can 12, 13 ... Insulation board 14 ... Battery cover 15 ... Safety valve mechanism 15A ... Disc board 16. .. Thermal resistance element 17 ... Gasket 20, 30 ... Wound electrode body 21,33 ... Positive electrode 21A, 33A ... Positive electrode current collector 21B, 33B ... Positive electrode active material layer 22, 34 ... Negative electrode 22A, 34A ... Negative electrode current collector 22B, 34B ... Negative electrode active material layer 23, 35 ... Separator 24 ... Center pin 25, 31 ... Positive electrode lead 26, 32 ..Negative electrode lead 36 ... Electrolyte layer 37 ... Protective tape 40 ... Exterior member 41 ... Adhesion film

Claims (15)

電極反応物質を吸蔵および放出することが可能な正極材料を含む粒子と、
上記粒子の少なくとも一部に設けられ、式(1)〜式(1)’で表される金属塩のうちの少なくとも何れかを含む被膜と
を備える正極活物質。
Figure 0005417852
式(1)中、MはLiである。a、、dはそれぞれ0以上の整数である。bは1以上の整数である。a、b、c、dの和は2以上の整数であり、aとbとの和は1以上の整数である。e、f、g、hはそれぞれ1以上の整数である。R1およびR2は、いずれも1価の基であり、互いに結合して環を形成してもよい。R3は、a、b、c、dの和を価数とする炭化水素基である。)
Figure 0005417852
(式(1)’中、MはMgである。aは1である。bは1であり、c=d=0である。a、b、c、dの和は2である。e、f、g、hはそれぞれ1以上の整数である。R3は2価の炭化水素基である。)
Particles comprising a cathode material capable of occluding and releasing electrode reactants;
A positive electrode active material comprising: a coating film provided on at least a part of the particles and including at least one of metal salts represented by formulas (1) to (1) ′ .
Figure 0005417852
(In Formula (1), M is Li . Each of a, c and d is an integer of 0 or more. B is an integer of 1 or more. The sum of a, b, c and d is an integer of 2 or more.) And the sum of a and b is an integer equal to or greater than 1. e, f, g, and h are each an integer equal to or greater than 1. R1 and R2 are all monovalent groups and are bonded to each other. (R3 is a hydrocarbon group having a valence of the sum of a, b, c, and d.)
Figure 0005417852
(In Formula (1) ′, M is Mg, a is 1, b is 1, and c = d = 0. The sum of a, b, c, and d is 2. e, f, g and h are each an integer of 1 or more, and R3 is a divalent hydrocarbon group.
上記式(1)におけるR1およびR2は、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、トリアルキルシリル基、あるいはそれらをハロゲン化したである請求項1記載の正極活物質。 2. The positive electrode active material according to claim 1, wherein R1 and R2 in the formula (1) are an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a trialkylsilyl group, or a group obtained by halogenating them. 上記式(1)における上記cおよびdは0である請求項2記載の正極活物質。The positive electrode active material according to claim 2, wherein the c and d in the formula (1) are 0. 上記式(1)における上記bは1または2である請求項3記載の正極活物質。The positive electrode active material according to claim 3, wherein b in the formula (1) is 1 or 2. 5. 上記式(1)における上記a、b、c、dの和は2以上3以下の整数であり、The sum of a, b, c and d in the above formula (1) is an integer of 2 or more and 3 or less,
上記式(1)における上記R3は、a、b、c、dの和を価数とする2価以上3価以下の炭化水素基である請求項4に記載の正極活物質。5. The positive electrode active material according to claim 4, wherein R 3 in the formula (1) is a divalent to trivalent hydrocarbon group whose valence is the sum of a, b, c, and d.
上記式(1)で表される金属塩は、エタンジスルホン酸二リチウム、プロパンジスルホン酸二リチウム、スルホ酢酸二リチウム、スルホプロピオン酸二リチウム、スルホブタン酸二リチウム、スルホ安息香酸二リチウム、コハク酸二リチウム、スルホコハク酸三リチウからなる群から選択される少なくとも一つであり、
上記式(1)’で表される金属塩は、スルホ酢酸マグネシウム、スルホプロピオン酸マグネシウム、スルホブタン酸マグネシウムからなる群から選択される少なくとも一つである請求項1記載の正極活物質。
The metal salt represented by the above formula (1) is dilithium ethanedisulfonate, dilithium propanedisulfonate, dilithium sulfoacetate, dilithium sulfopropionate, dilithium sulfobutanoate, dilithium sulfobenzoate, disuccinate. lithium, Ri least one der selected from the group consisting of sulfosuccinic tribasic lithium,
The positive electrode active material according to claim 1 , wherein the metal salt represented by the formula (1) ′ is at least one selected from the group consisting of magnesium sulfoacetate, magnesium sulfopropionate, and magnesium sulfobutanoate .
上記被膜は、式(1)〜式(1)’で表される金属塩以外の、アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩を含む請求項1〜6の何れかに記載の正極活物質。 The said coating film is a positive electrode active material in any one of Claims 1-6 containing alkali metal salt or alkaline-earth metal salt other than the metal salt represented by Formula (1)-Formula (1) ' . 上記粒子は、リチウムと、1または複数の遷移金属とを少なくとも含む請求項1〜7の何れかに記載の正極活物質。 The positive electrode active material according to claim 1, wherein the particles include at least lithium and one or more transition metals. 上記粒子は、コバルト(Co)を主要遷移金属元素として含み、層状構造を有する請求項記載の正極活物質。 The positive electrode active material according to claim 8 , wherein the particles include cobalt (Co) as a main transition metal element and have a layered structure. 上記粒子の表面における少なくとも一部には、該粒子を構成する主要遷移金属元素とは異なる1または複数の元素が存在する請求項記載の正極活物質。 The positive electrode active material according to claim 8, wherein one or more elements different from the main transition metal element constituting the particle are present in at least a part of the surface of the particle. 上記粒子を構成する主要遷移金属元素とは異なる元素として、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、リン(P)のうちの少なくとも一つを含む請求項10記載の正極活物質。 The positive electrode active material according to claim 10 , comprising at least one of nickel (Ni), manganese (Mn), and phosphorus (P) as an element different from the main transition metal element constituting the particles. 飛行時間型二次イオン質量分析法による表面分析で、C74SO5Li3 +、C2426Li3 +、C34SO5Li3 +、C3626Li3 +、C444Li3 +、C4826Li3 +およびC44Li3 +からなる正二次イオン、並びにC23SO3 -、C64SO3 -、C65SO3 -、C64SO3Li-、C64SO4Li-、C75SO4 -、C74SO5Li-、C2426Li-、C34SO5Li-、C3626Li-、C444Li-、C4826Li-およびC44Li-からなる負二次イオンの中から選ばれる少なくとも一つの二次イオンのピークが得られる請求項1〜11の何れかに記載の正極活物質。 In surface analysis by time-of-flight secondary ion mass spectrometry, C 7 H 4 SO 5 Li 3 + , C 2 H 4 S 2 O 6 Li 3 + , C 3 H 4 SO 5 Li 3 + , C 3 H 6 Positive secondary ions composed of S 2 O 6 Li 3 + , C 4 H 4 O 4 Li 3 + , C 4 H 8 S 2 O 6 Li 3 + and C 4 O 4 Li 3 + , and C 2 H 3 SO 3 -, C 6 H 4 SO 3 -, C 6 H 5 SO 3 -, C 6 H 4 SO 3 Li -, C 6 H 4 SO 4 Li -, C 7 H 5 SO 4 -, C 7 H 4 SO 5 Li , C 2 H 4 S 2 O 6 Li , C 3 H 4 SO 5 Li , C 3 H 6 S 2 O 6 Li , C 4 H 4 O 4 Li , C 4 H 8 S 2 O 6 Li - and C 4 O 4 Li - positive electrode active material according to at least one of the one peak of claims 1 to 11 obtained secondary ion selected from among negative secondary ions consisting of. 導電性基材と、
上記導電性基材上に設けられ、少なくとも正極活物質を含む正極活物質層と、を備え、
上記正極活物質は、
電極反応物質を吸蔵および放出することが可能な正極材料を含む粒子と、
上記粒子の少なくとも一部に設けられ、式(1)〜式(1)’で表される金属塩のうちの少なくとも何れかを含む被膜と
を備える特徴とする正極。
Figure 0005417852
式(1)中、MはLiである。a、、dはそれぞれ0以上の整数である。bは1以上の整数である。a、b、c、dの和は2以上の整数であり、aとbとの和は1以上の整数である。e、f、g、hはそれぞれ1以上の整数である。R1およびR2は、いずれも1価の基であり、互いに結合して環を形成してもよい。R3は、a、b、c、dの和を価数とする炭化水素基である。)
Figure 0005417852
(式(1)’中、MはMgである。aは1である。bは1であり、c=d=0である。a、b、c、dの和は2である。e、f、g、hはそれぞれ1以上の整数である。R3は2価の炭化水素基である。)
A conductive substrate;
A positive electrode active material layer including at least a positive electrode active material provided on the conductive substrate,
The positive electrode active material is
Particles comprising a cathode material capable of occluding and releasing electrode reactants;
A positive electrode comprising: a coating provided on at least a part of the particles and including at least one of metal salts represented by formulas (1) to (1) ′ .
Figure 0005417852
(In Formula (1), M is Li . Each of a, c and d is an integer of 0 or more. B is an integer of 1 or more. The sum of a, b, c and d is an integer of 2 or more.) And the sum of a and b is an integer equal to or greater than 1. e, f, g, and h are each an integer equal to or greater than 1. R1 and R2 are all monovalent groups and are bonded to each other. (R3 is a hydrocarbon group having a valence of the sum of a, b, c, and d.)
Figure 0005417852
(In Formula (1) ′, M is Mg, a is 1, b is 1, and c = d = 0. The sum of a, b, c, and d is 2. e, f, g and h are each an integer of 1 or more, and R3 is a divalent hydrocarbon group.
正極活物質を有する正極と、負極と、セパレータと、電解質と、を備え、
上記正極活物質は、
電極反応物質を吸蔵および放出することが可能な正極材料を含む粒子と、
上記粒子の少なくとも一部に設けられ、式(1)〜式(1)’で表される金属塩のうちの少なくとも何れかを含む被膜と
を備える非水電解質二次電池。
Figure 0005417852
式(1)中、MはLiである。a、、dはそれぞれ0以上の整数である。bは1以上の整数である。a、b、c、dの和は2以上の整数であり、aとbとの和は1以上の整数である。e、f、g、hはそれぞれ1以上の整数である。R1およびR2は、いずれも1価の基であり、互いに結合して環を形成してもよい。R3は、a、b、c、dの和を価数とする炭化水素基である。)
Figure 0005417852
(式(1)’中、MはMgである。aは1である。bは1であり、c=d=0である。a、b、c、dの和は2である。e、f、g、hはそれぞれ1以上の整数である。R3は2価の炭化水素基である。)
A positive electrode having a positive electrode active material, a negative electrode, a separator, and an electrolyte;
The positive electrode active material is
Particles comprising a cathode material capable of occluding and releasing electrode reactants;
A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising: a coating provided on at least a part of the particles and including at least one of metal salts represented by formulas (1) to (1) ′ .
Figure 0005417852
(In Formula (1), M is Li . Each of a, c and d is an integer of 0 or more. B is an integer of 1 or more. The sum of a, b, c and d is an integer of 2 or more.) And the sum of a and b is an integer equal to or greater than 1. e, f, g, and h are each an integer equal to or greater than 1. R1 and R2 are all monovalent groups and are bonded to each other. (R3 is a hydrocarbon group having a valence of the sum of a, b, c, and d.)
Figure 0005417852
(In Formula (1) ′, M is Mg, a is 1, b is 1, and c = d = 0. The sum of a, b, c, and d is 2. e, f, g and h are each an integer of 1 or more, and R3 is a divalent hydrocarbon group.
上限充電電圧が4.25V以上4.80V以下で、下限放電電圧が2.00V以上3.30V以下である請求項14記載の非水電解質二次電池 The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 14, wherein the upper limit charging voltage is 4.25 V or more and 4.80 V or less and the lower limit discharge voltage is 2.00 V or more and 3.30 V or less .
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