JP5577718B2 - Negative electrode active material, method for producing the same, and secondary battery - Google Patents

Negative electrode active material, method for producing the same, and secondary battery Download PDF

Info

Publication number
JP5577718B2
JP5577718B2 JP2010015536A JP2010015536A JP5577718B2 JP 5577718 B2 JP5577718 B2 JP 5577718B2 JP 2010015536 A JP2010015536 A JP 2010015536A JP 2010015536 A JP2010015536 A JP 2010015536A JP 5577718 B2 JP5577718 B2 JP 5577718B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
negative electrode
layered silicate
silicate mineral
active material
secondary battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010015536A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011154884A (en
Inventor
伸 後田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2010015536A priority Critical patent/JP5577718B2/en
Publication of JP2011154884A publication Critical patent/JP2011154884A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5577718B2 publication Critical patent/JP5577718B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

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

Landscapes

  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

本発明は、負極活物質、その製造方法及び二次電池に関し、より詳しくは、低コストで安全性に優れ、かつ容量の大きい二次電池とすることができる負極活物質、その製造方法及び二次電池に関する。   The present invention relates to a negative electrode active material, a method for producing the same, and a secondary battery. More specifically, the present invention relates to a negative electrode active material that can be a low-cost, excellent safety and large capacity secondary battery, a method for producing the same Next battery.

従来、低コストで安全性に優れ、かつ容量の大きい二次電池が求められてきた。そして、このような二次電池を実現する電極、活物質及びセパレータとして、様々なものが提案されている。そして、このような電極及び活物質として、特許文献1〜3には、粘土鉱物を使用した電極が開示されている。   Conventionally, a secondary battery having low cost, excellent safety, and large capacity has been demanded. And various things are proposed as an electrode, an active material, and a separator which implement | achieve such a secondary battery. And as such an electrode and an active material, patent documents 1-3 disclose an electrode using a clay mineral.

特許文献1には、層状粘土化合物を添加した電極が提案されている。この電極を適用することで初期充放電特性に優れた二次電池を実現できる。また、特許文献2には、粘土鉱物を含有する電極体が提案されている。この電極体を適用することで機械的強度を向上させた二次電池を実現できる。そして、特許文献3には、安価で安全なリチウム二次電池を実現する負極活物質として、モンモリロナイト等の層状粘土鉱物を適用した負極活物質が提案されている。   Patent Document 1 proposes an electrode to which a layered clay compound is added. By applying this electrode, a secondary battery having excellent initial charge / discharge characteristics can be realized. Patent Document 2 proposes an electrode body containing a clay mineral. By applying this electrode body, a secondary battery with improved mechanical strength can be realized. Patent Document 3 proposes a negative electrode active material to which a layered clay mineral such as montmorillonite is applied as a negative electrode active material for realizing an inexpensive and safe lithium secondary battery.

特開平8−279354号公報JP-A-8-279354 特開2008−71757号公報JP 2008-71757 A 特開2004−296370号公報JP 2004-296370 A 特開2008−66094号公報JP 2008-66094 A

しかしながら、特許文献1〜3に開示された粘土鉱物を使用した電極体及び負極活物質を適用した二次電池は放電容量が十分ではないという問題があった。また、二次電池に用いられる負極活物質としては、グラファイト等の炭素材料が広く適用されているが、炭素材料は可燃性であるため燃焼に対する防止策を必要とする等の問題があった。   However, the secondary battery using the electrode body using the clay mineral and the negative electrode active material disclosed in Patent Documents 1 to 3 has a problem that the discharge capacity is not sufficient. Moreover, as a negative electrode active material used for the secondary battery, a carbon material such as graphite is widely applied. However, since the carbon material is flammable, there is a problem that a preventive measure against combustion is required.

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、二次電池の放電容量を十分に大きくすることができ、かつ、燃焼に対する防止策を講じることなく安全性に優れた二次電池を実現できる負極活物質及びその製造方法を提供することを主目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and realizes a secondary battery that can sufficiently increase the discharge capacity of the secondary battery and that is excellent in safety without taking measures against combustion. It is a main object to provide a negative electrode active material and a method for producing the same.

上記目的を達成するために、本発明においては、未処理の層状珪酸塩鉱物について測定されるX線回折のスペクトルにおける最も高いピークの位置に対し、最も高いピークの位置が低角度側にシフトしたX線回折のスペクトルが測定される高容量層状珪酸塩鉱物からなることを特徴とする負極活物質を提供する。   In order to achieve the above object, in the present invention, the position of the highest peak is shifted to the lower angle side with respect to the position of the highest peak in the X-ray diffraction spectrum measured for the untreated layered silicate mineral. Disclosed is a negative electrode active material comprising a high-capacity layered silicate mineral whose X-ray diffraction spectrum is measured.

本発明によれば、上記高容量層状珪酸塩鉱物は、その層間隔が広くなっていると考えられることから、上記高容量層状珪酸塩鉱物においては二次電池の充放電に寄与するイオンの挿入・脱離が容易にかつ多量に行われることが可能になると考えられる。そのため、高容量層状珪酸塩鉱物から構成された負極活物質を二次電池に適用した場合に、その放電容量を大きくできるようになる。   According to the present invention, since the high-capacity layered silicate mineral is considered to have a wide layer spacing, insertion of ions contributing to charge / discharge of the secondary battery in the high-capacity layered silicate mineral. -It is considered that desorption can be performed easily and in large quantities. Therefore, when a negative electrode active material composed of a high-capacity layered silicate mineral is applied to a secondary battery, the discharge capacity can be increased.

また、一般的に層状珪酸塩鉱物は、不燃性であり、かつ容易に入手できることから安全性に優れかつ低コストの二次電池とすることができる。   In general, the layered silicate mineral is nonflammable and easily available, so that it is possible to obtain a secondary battery with excellent safety and low cost.

上記発明においては、上記未処理の層状珪酸塩鉱物が雲母族の層状珪酸塩鉱物であることが好ましい。   In the above invention, the untreated layered silicate mineral is preferably a mica group layered silicate mineral.

上記発明においては、上記雲母族の層状珪酸塩鉱物が白雲母であることが好ましい。   In the said invention, it is preferable that the said mica group layered silicate mineral is muscovite.

上記発明においては、上記高容量層状珪酸塩鉱物がイオンになる金属元素を更に含有することが好ましい。さらに、高容量の負極活物質とすることができるからである。   In the said invention, it is preferable to contain further the metal element from which the said high capacity layered silicate mineral becomes an ion. Furthermore, it is because it can be set as a high capacity | capacitance negative electrode active material.

また、本発明においては、未処理の層状珪酸塩鉱物を含有する原料組成物を焼成する焼成工程を有し、上記原料組成物が焼成されたものを負極活物質とすることを特徴とする負極活物質の製造方法を提供する。   In the present invention, a negative electrode characterized by having a firing step of firing a raw material composition containing an untreated layered silicate mineral, and using the fired raw material composition as a negative electrode active material A method for producing an active material is provided.

本発明によれば、上記負極活物質の製造方法により製造された負極活物質を構成する高容量層状珪酸塩鉱物は、その層間隔が広くなっていると考えられることにより、上記高容量層状珪酸塩鉱物においては二次電池の充放電に寄与するイオンの挿入・脱離が容易にかつ多量に行われることが可能になると推定される。この結果、上記負極活物質を二次電池に適用した場合に、その放電容量を大きくできるようになる。   According to the present invention, the high-capacity layered silicate mineral constituting the negative-electrode active material produced by the method for producing a negative-electrode active material is considered to have an increased layer spacing, so that the high-capacity layered silicate mineral In salt minerals, it is estimated that ions that contribute to charge / discharge of the secondary battery can be easily inserted and removed in large quantities. As a result, when the negative electrode active material is applied to a secondary battery, the discharge capacity can be increased.

上記発明においては、上記焼成工程前に上記未処理の層状珪酸塩鉱物にイオンになる金属元素の塩を混合して上記原料組成物とする混合工程を更に有することが好ましい。上記二次電池の放電容量をさらに大きくできるからである。   In the said invention, it is preferable to further have the mixing process which mixes the salt of the metal element which becomes an ion with the said untreated lamellar silicate mineral before the said baking process, and makes it the said raw material composition. This is because the discharge capacity of the secondary battery can be further increased.

上記発明においては、上記未処理の層状珪酸塩鉱物として雲母族の層状珪酸塩鉱物を適用することが好ましい。   In the said invention, it is preferable to apply the mica group layered silicate mineral as said untreated layered silicate mineral.

上記発明においては、上記雲母族の層状珪酸塩鉱物として白雲母を適用することが好ましい。   In the said invention, it is preferable to apply muscovite as said mica group layered silicate mineral.

また、本発明においては、上記負極活物質を含有する負極層と、正極層と、上記負極層及び上記正極層の間に挟持される電解質と、を有することを特徴とする二次電池を提供する。   The present invention also provides a secondary battery comprising a negative electrode layer containing the negative electrode active material, a positive electrode layer, and an electrolyte sandwiched between the negative electrode layer and the positive electrode layer. To do.

本発明によれば、上記二次電池に含有される上記負極活物質を構成する高容量層状珪酸塩鉱物の層間隔が広くなっていると考えられることにより、上記高容量層状珪酸塩鉱物においては上記二次電池の充放電に寄与するイオンの挿入・脱離が容易にかつ多量に行われることが可能になると推定される。この結果、高容量層状珪酸塩鉱物から構成された負極活物質を二次電池に適用した場合に、その放電容量を大きくできるようになる。   According to the present invention, the layer capacity of the high-capacity layered silicate mineral constituting the negative electrode active material contained in the secondary battery is considered to be widened. It is presumed that the insertion / extraction of ions contributing to charging / discharging of the secondary battery can be performed easily and in large quantities. As a result, when a negative electrode active material composed of a high capacity layered silicate mineral is applied to a secondary battery, the discharge capacity can be increased.

本発明は、二次電池の放電容量を十分に大きくすることができ、かつ、燃焼に対する防止策を講じることなく安全性に優れた二次電池を実現できるといった効果を奏するものである。   The present invention has an effect that the discharge capacity of the secondary battery can be sufficiently increased and a secondary battery excellent in safety can be realized without taking measures to prevent combustion.

本発明における負極活物質の製造方法の第一実施態様を説明する図である。It is a figure explaining the 1st embodiment of the manufacturing method of the negative electrode active material in this invention. 本発明における負極活物質の製造方法の第二実施態様を説明する図である。It is a figure explaining the 2nd embodiment of the manufacturing method of the negative electrode active material in this invention. 本発明における二次電池の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the secondary battery in this invention. 実施例1の白雲母及び比較例1の白雲母についてのX線回折測定の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the X-ray-diffraction measurement about the muscovite of Example 1, and the muscovite of the comparative example 1. 実施例1について得られた充放電特性評価の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the charging / discharging characteristic evaluation obtained about Example 1. FIG. 実施例2について得られた充放電特性評価の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the charging / discharging characteristic evaluation obtained about Example 2. FIG.

以下、本発明の負極活物質、その製造方法及び二次電池について詳細に説明する。   Hereinafter, the negative electrode active material, the manufacturing method thereof, and the secondary battery of the present invention will be described in detail.

A.負極活物質
まず、本発明の負極活物質について説明する。本発明の負極活物質は、未処理の層状珪酸塩鉱物について測定されるX線回折のスペクトルにおける最も高いピークの位置に対し、最も高いピークの位置が低角度側にシフトしたX線回折のスペクトルが測定される高容量層状珪酸塩鉱物から構成されることを特徴とするものである。
A. Negative electrode active material First, the negative electrode active material of the present invention will be described. The negative electrode active material of the present invention is an X-ray diffraction spectrum in which the position of the highest peak is shifted to the lower angle side with respect to the position of the highest peak in the spectrum of X-ray diffraction measured for the untreated layered silicate mineral. It is composed of a high-capacity layered silicate mineral that is measured.

このような高容量層状珪酸塩鉱物は、通常、未処理の層状珪酸塩鉱物に所定の処理等を施すことにより得られるものである。本発明における高容量層状珪酸塩鉱物及び未処理の層状珪酸塩鉱物は同一の結晶構造を有する層状珪酸塩鉱物であるが、上述した最も高いピークの位置のシフト量に対応するような格子定数の差を有するものである。   Such a high-capacity layered silicate mineral is usually obtained by subjecting an untreated layered silicate mineral to a predetermined treatment or the like. The high-capacity layered silicate mineral and the untreated layered silicate mineral in the present invention are layered silicate minerals having the same crystal structure, but have a lattice constant corresponding to the shift amount of the highest peak position described above. It has a difference.

本発明の負極活物質が上記高容量層状珪酸塩鉱物から構成されるものであることにより、本発明の負極活物質を二次電池の負極層に適用したときには、二次電池の放電容量を大きくすることができ、二次電池を安全でかつ安価にすることができる。   When the negative electrode active material of the present invention is composed of the above high-capacity layered silicate mineral, the discharge capacity of the secondary battery is increased when the negative electrode active material of the present invention is applied to the negative electrode layer of the secondary battery. The secondary battery can be made safe and inexpensive.

本発明の負極活物質を二次電池に適用した場合に、その放電容量が大きくなるのは、以下の理由によるものと推定される。   When the negative electrode active material of the present invention is applied to a secondary battery, it is presumed that the discharge capacity is increased for the following reason.

すなわち、上述した高容量層状珪酸塩鉱物及び未処理の層状珪酸塩鉱物における格子定数の差は、高容量層状珪酸塩鉱物の層間隔が未処理の層状珪酸塩鉱物の層間隔よりも広くなっていることを示す。そして、高容量層状珪酸塩鉱物の層間隔が広くなっていることにより、高容量層状珪酸塩鉱物においては二次電池の充放電に寄与するイオンの挿入・脱離が容易にかつ多量に行われることが可能になる。この結果、高容量層状珪酸塩鉱物から構成された負極活物質を二次電池に適用した場合に、その放電容量を大きくできるようになる。以下、このような特徴を有する高容量層状珪酸塩鉱物について詳細に説明する。   That is, the difference in lattice constant between the high-capacity layered silicate mineral and the untreated layered silicate mineral is that the layer spacing of the high-capacity layered silicate mineral is wider than the layer spacing of the untreated layered silicate mineral. Indicates that In addition, since the layer spacing of the high-capacity layered silicate mineral is widened, in the high-capacity layered silicate mineral, the insertion / desorption of ions contributing to charging / discharging of the secondary battery is easily performed in large quantities. It becomes possible. As a result, when a negative electrode active material composed of a high capacity layered silicate mineral is applied to a secondary battery, the discharge capacity can be increased. Hereinafter, the high-capacity layered silicate mineral having such characteristics will be described in detail.

1.高容量層状珪酸塩鉱物
本発明に用いられる高容量層状珪酸塩鉱物は、そのX線回折のスペクトルの最も高いピークの位置が、未処理の層状珪酸塩鉱物のX線回折のスペクトルの最も高いピークの位置より、低角度側にシフトしたものである。高容量層状珪酸塩鉱物は、未処理の層状珪酸塩鉱物に所定の処理等を施すこと等により得られるものである。以下、未処理の層状珪酸塩鉱物、シフト量、及び処理方法等について説明する。
1. High-capacity layered silicate mineral The high-capacity layered silicate mineral used in the present invention has the highest peak in the X-ray diffraction spectrum of the untreated layered silicate mineral. The position is shifted to the low angle side from the position. The high-capacity layered silicate mineral is obtained by subjecting an untreated layered silicate mineral to a predetermined treatment or the like. Hereinafter, the untreated layered silicate mineral, the shift amount, the treatment method, and the like will be described.

(1)未処理の層状珪酸塩鉱物
本発明に用いられる高容量層状珪酸塩鉱物は、上述したように、未処理の層状珪酸塩鉱物に所定の処理を施すことにより得られるものである。この未処理層の層状珪酸塩鉱物とは、採掘後に、上記X線回折スペクトルの最も高いピークの位置に対して影響を及ぼすような処理が施されていない層状珪酸塩鉱物のことを意味するものであり、一般的な処理、すなわち研磨、切断及び洗浄等の処理が施されたものを含むものである。このような未処理の層状珪酸塩鉱物としては、所定の処理等を施すこと等により高容量層状珪酸塩鉱物が得られるのであれば、特に限定されるものではないが、例えば、蛇紋石−カオリン族、タルク−パイロフィライト族、雲母族、層間欠陥型雲母、脆雲母族、緑泥石族及び混合層鉱物等の族に属するものが挙げられる。
(1) Untreated layered silicate mineral The high-capacity layered silicate mineral used in the present invention is obtained by subjecting an untreated layered silicate mineral to a predetermined treatment as described above. This untreated layered silicate mineral means a layered silicate mineral that has not been subjected to any treatment that affects the position of the highest peak of the X-ray diffraction spectrum after mining. It includes those subjected to general processing, that is, processing such as polishing, cutting and cleaning. Such an untreated layered silicate mineral is not particularly limited as long as a high-capacity layered silicate mineral can be obtained by performing a predetermined treatment or the like. For example, serpentine-kaolin Group, talc-pyrophyllite group, mica group, interlayer defect type mica, brittle mica group, chlorite group, mixed layer mineral and the like.

ここで、本発明における上記蛇紋石−カオリン族に属する層状珪酸塩鉱物としては、例えば、リザーダイト、アメサイト、ネポーアイト、ケリアイト、フレイポナイト、カオリナイト、ディカイト、ナクライト、ハロイサイト(板状)、オーディナイト等が挙げられる。また、本発明における上記タルク−パイロフィライト族に属する層状珪酸塩鉱物としては、例えば、タルク、ウィレムサイト、ケロライト、ピメライト、パイロフィライト等が挙げられる。本発明における上記雲母族に属する層状珪酸塩鉱物としては、例えば、金雲母、イーストナイト、鱗雲母、ポリリシオライト、白雲母、砥部雲母、ソーダ雲母等が挙げられる。   Here, as the layered silicate mineral belonging to the serpentine-kaolin group in the present invention, for example, lizardite, amicite, nepoite, keriaite, fraponite, kaolinite, dickite, nacrite, halloysite (plate-like), audinite, etc. Is mentioned. Examples of the layered silicate mineral belonging to the talc-pyrophyllite group in the present invention include talc, willemsite, kerolite, pimelite, pyrophyllite and the like. Examples of the layered silicate mineral belonging to the mica group in the present invention include phlogopite, yeastite, sericite, polylithiolite, muscovite, abrasive mica, soda mica, and the like.

本発明における上記層間欠損型雲母に属する層状珪酸塩鉱物としては、例えば、イライト、海緑石、ブラマーライト、ウォンネサイト等が挙げられる。本発明における上記脆雲母族に属する層状珪酸塩鉱物としては、例えば、クリントナイト、木下、ビデ雲母、真珠雲母等が挙げられる。本発明における上記緑泥石族に属する層状珪酸塩鉱物としては、例えば、ペナンタイト、ドンバサイト、クッケアイト等が挙げられる。本発明における上記混合層鉱物に属する層状珪酸塩鉱物としては、例えば、クルケアイト、レクトライト、トスダイト、ルニジャンライト、サライオタイト等が挙げられる。   Examples of the layered silicate mineral belonging to the above-described interlaminar defect type mica in the present invention include illite, sea chlorite, brammerlite, and wonnesite. Examples of the layered silicate mineral belonging to the brittle mica group in the present invention include clintonite, Kinoshita, bidet mica, pearl mica, and the like. Examples of the layered silicate mineral belonging to the chlorite group in the present invention include penantite, donbasite, kukuite and the like. Examples of the layered silicate mineral belonging to the mixed layer mineral in the present invention include crucareite, rectolite, tosudite, lnjanite, salioite and the like.

本発明における層状珪酸塩鉱物としては、上述した中でも、雲母族及び層間欠陥型雲母の層状珪酸塩鉱物が好ましい。雲母族に属する層状珪酸塩鉱物としては、中でも、金雲母、白雲母等が好ましい。本発明においては、特に、雲母族に属する層状珪酸塩鉱物としては白雲母が好ましい。   As the layered silicate mineral in the present invention, among those mentioned above, the layered silicate mineral of mica group and interlayer defect type mica is preferable. As the layered silicate mineral belonging to the mica group, phlogopite, muscovite, and the like are preferable. In the present invention, muscovite is particularly preferable as the layered silicate mineral belonging to the mica group.

(2)シフト量
本発明に用いられる高容量層状珪酸塩鉱物は、そのX線回折のスペクトルの最も高いピークの位置が、未処理の層状珪酸塩鉱物のX線回折のスペクトルの最も高いピークの位置より、低角度側にシフトしたものである。そして、高容量層状珪酸塩鉱物及び未処理の層状珪酸塩鉱物は同一の化学組成及び同一の結晶構造を有するものであるが、このシフト量に対応するような格子定数の差を有するものである。さらに、この格子定数の差は、高容量層状珪酸塩鉱物の層間隔が二次電池の充放電に寄与するイオンの挿入・脱離が容易にかつ多量に行われるように未処理の層状珪酸塩鉱物の層間隔よりも広くなっていることを示すと推定される。
(2) Shift amount The high-capacity layered silicate mineral used in the present invention has the highest peak position in the X-ray diffraction spectrum of the untreated layered silicate mineral. It is shifted to the low angle side from the position. The high-capacity layered silicate mineral and the untreated layered silicate mineral have the same chemical composition and the same crystal structure, but have a difference in lattice constant corresponding to this shift amount. . Furthermore, the difference in lattice constant is due to the fact that the layer spacing of the high-capacity layered silicate mineral is such that untreated layered silicates can be easily and massively inserted and desorbed ions that contribute to charge / discharge of the secondary battery. It is presumed to indicate that it is wider than the mineral spacing.

本発明における、上述した最も高いピークの位置(最も高いピークにおける入射角(2θ))がシフトしたシフト量としては、二次電池の充放電に寄与するイオンの挿入・脱離が容易にかつ多量に行われるように高容量層状珪酸塩鉱物の層間隔が広くなっていることに対応するシフト量であれば、特に限定されるものではないが、0.1°〜1.0°の範囲内であることが好ましい。   In the present invention, the above-described highest peak position (incidence angle (2θ) at the highest peak) is shifted as the amount of insertion / desorption of ions contributing to charge / discharge of the secondary battery is easy and large. As long as it is a shift amount corresponding to the increase in the layer spacing of the high-capacity layered silicate mineral as in the case of, it is not particularly limited, but within the range of 0.1 ° to 1.0 ° It is preferable that

特に、本発明に用いられる未処理の層状珪酸塩鉱物が白雲母である場合は、0.1°〜0.6°の範囲内であることが好ましい。   In particular, when the untreated layered silicate mineral used in the present invention is muscovite, it is preferably within a range of 0.1 ° to 0.6 °.

(3)処理方法
本発明に用いられる高容量層状珪酸塩鉱物は、上記未処理の層状珪酸塩鉱物に所定の処理等を施すことにより、得られるものである。このような処理等としては、未処理の層状珪酸塩鉱物に対して、上述したようなX線回折スペクトルにおける最も高いピークの位置の関係が得られるような処理であれば特に限定されるものではなく、機械的な処理や熱的な処理等の物理的な処理、酸、アルカリ等の薬品による処理等の化学的な処理等を挙げることができる。本発明においては、後述する負極活物質の製造方法で説明する焼成処理が好ましい処理法として挙げることができる。
(3) Treatment method The high-capacity layered silicate mineral used in the present invention is obtained by subjecting the untreated layered silicate mineral to a predetermined treatment or the like. Such treatment is not particularly limited as long as the treatment can obtain the highest peak position relationship in the X-ray diffraction spectrum as described above for the untreated layered silicate mineral. There may be mentioned physical treatment such as mechanical treatment and thermal treatment, and chemical treatment such as treatment with chemicals such as acid and alkali. In the present invention, a baking treatment described in the method for producing a negative electrode active material described later can be cited as a preferred treatment method.

(4)その他
本発明に用いられる高容量層状珪酸塩鉱物は、イオンになる金属元素をさらに含有していてもよい。ここで、イオンになる金属元素とは、本発明に用いられる高容量層状珪酸塩鉱物から構成される負極活物質を負極層に適用した二次電池において充放電に寄与するイオンになる金属元素のことであり、具体的には、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)等を挙げることができる。本発明においては特にリチウム(Li)が好ましい。二次電池の放電容量を大きくできるからである。
(4) Others The high-capacity layered silicate mineral used in the present invention may further contain a metal element that becomes an ion. Here, the metal element that becomes an ion is a metal element that becomes an ion that contributes to charge and discharge in a secondary battery in which the negative electrode active material composed of the high-capacity layered silicate mineral used in the present invention is applied to the negative electrode layer. Specifically, lithium (Li), sodium (Na), and the like can be given. In the present invention, lithium (Li) is particularly preferable. This is because the discharge capacity of the secondary battery can be increased.

本発明においては、上記高容量層状珪酸塩鉱物が上記イオンになる金属元素をさらに含有することにより、上記高容量層状珪酸塩鉱物を二次電池に適用した際に、二次電池の充放電に寄与するイオンの挿入・脱離がさらに容易となることが推定され、これにより、二次電池の放電容量をさらに大きくすることができる。ここで、上記高容量層状珪酸塩鉱物が、上記イオンになる金属元素をさらに含有することにより、二次電池の放電容量をさらに大きくできる理由は明確でないが以下のように推定される。   In the present invention, when the high-capacity layered silicate mineral further contains a metal element that becomes the ions, when the high-capacity layered silicate mineral is applied to a secondary battery, the secondary battery is charged and discharged. It is presumed that insertion / extraction of contributing ions is further facilitated, whereby the discharge capacity of the secondary battery can be further increased. Here, it is not clear why the high-capacity layered silicate mineral can further increase the discharge capacity of the secondary battery by further containing the metal element that becomes the ions, but it is estimated as follows.

すなわち、上記高容量層状珪酸塩鉱物が上記イオンになる金属元素をさらに含有する場合、上記高容量層状珪酸塩鉱物から構成される負極活物質を負極層に適用した二次電池においては、充放電が開始される前から充放電に寄与するイオンの金属元素が上記高容量層状珪酸塩鉱物に予め含有されていることになる。そして、これを要因として、この二次電池において充放電が行われるときには、この二次電池の充放電に寄与するイオンの挿入・脱離が上記高容量層状珪酸塩鉱物においてさらに容易になると考えられる。   That is, when the high-capacity layered silicate mineral further contains a metal element that becomes the ion, in the secondary battery in which the negative electrode active material composed of the high-capacity layered silicate mineral is applied to the negative electrode layer, charge and discharge The metal element of an ion that contributes to charge / discharge is contained in the high-capacity layered silicate mineral in advance before the start of. Due to this, when charging / discharging is performed in this secondary battery, it is considered that insertion / desorption of ions contributing to charging / discharging of the secondary battery is further facilitated in the high-capacity layered silicate mineral. .

そして、このようなイオンになる金属元素は、上記高容量層状珪酸塩鉱物に含有されていれば特に限定されるものではないが、好ましくは上記高容量層状珪酸塩鉱物の層間に存在することが好ましい。   And, the metal element that becomes such ions is not particularly limited as long as it is contained in the high-capacity layered silicate mineral, but preferably exists between the layers of the high-capacity layered silicate mineral. preferable.

また、上記高容量層状珪酸塩鉱物がこのようなイオンになる金属元素を含有しているかどうかは、例えば、ICP発光分析等により、確認することができる。   Whether or not the high-capacity layered silicate mineral contains a metal element that becomes such an ion can be confirmed by, for example, ICP emission analysis.

2.負極活物質
本発明における負極活物質は、上記高容量層状珪酸塩鉱物から構成されるものである。このため、本発明における負極活物質を負極層に適用した二次電池の放電容量を大きくできる。また、層状珪酸塩鉱物は容易に入手できるものであることから、コスト的に有利であるといった利点を有する。さらに、層状珪酸塩鉱物は従来から負極活物質に適用されている炭素系の材料と比較して可燃性でないことから、安全性にも優れたものであるといえる。
2. Negative electrode active material The negative electrode active material in this invention is comprised from the said high capacity | capacitance layered silicate mineral. For this reason, the discharge capacity of the secondary battery which applied the negative electrode active material in this invention to the negative electrode layer can be enlarged. Further, since the layered silicate mineral is easily available, it has an advantage that it is advantageous in terms of cost. Furthermore, it can be said that the layered silicate mineral is excellent in safety because it is not flammable as compared with the carbon-based material conventionally applied to the negative electrode active material.

このような本発明の負極活物質は二次電池の負極層に用いられるものであるが、本発明の負極活物質が適用される二次電池は、全固体二次電池であることが好ましい。全固体二次電池は、液体電解質を適用した二次電池と比較して安全装置を簡素化できるため、製造コストや生産性に優れるからである。また、本発明の負極活物質が適用される二次電池は、リチウム二次電池であるのが好ましい。リチウム二次電池は、リチウムイオン以外のイオンを適用した二次電池よりも電池効率が高いからである。   Such a negative electrode active material of the present invention is used for a negative electrode layer of a secondary battery, but the secondary battery to which the negative electrode active material of the present invention is applied is preferably an all-solid secondary battery. This is because the all-solid-state secondary battery can be simplified in safety device as compared with a secondary battery to which a liquid electrolyte is applied, and thus is excellent in manufacturing cost and productivity. The secondary battery to which the negative electrode active material of the present invention is applied is preferably a lithium secondary battery. This is because the lithium secondary battery has higher battery efficiency than the secondary battery to which ions other than lithium ions are applied.

B.負極活物質の製造方法
次に、本発明における負極活物質の製造方法について説明する。本発明における負極活物質の製造方法は、二つの実施態様に大別することができる。以下、本発明における負極活物質の製造方法について第一実施態様及び第二実施態様に分けて説明する。
B. Next, the manufacturing method of the negative electrode active material in this invention is demonstrated. The manufacturing method of the negative electrode active material in this invention can be divided roughly into two embodiments. Hereinafter, the manufacturing method of the negative electrode active material in the present invention will be described separately for the first embodiment and the second embodiment.

1.第一実施態様
まず、本発明の負極活物質の製造方法の第一実施態様について説明する。本実施態様の負極活物質の製造方法は、未処理の層状珪酸塩鉱物を焼成する焼成工程を有し、上記原料組成物が焼成されたものを負極活物質とすることを特徴とするものである。
1. First Embodiment First, a first embodiment of the method for producing a negative electrode active material of the present invention will be described. The method for producing a negative electrode active material according to the present embodiment includes a firing step of firing an untreated layered silicate mineral, and a material obtained by firing the raw material composition is used as a negative electrode active material. is there.

本実施態様によれば、上記負極活物質の製造方法によって得られる負極活物質を構成する高容量層状珪酸塩鉱物は、未処理の層状珪酸塩鉱物について測定されるX線回折のスペクトルにおける最も高いピークの位置に対し、最も高いピークの位置が低角度側にシフトしたX線回折のスペクトルが測定される。したがって、このような高容量層状珪酸塩鉱物から構成される負極活物質を二次電池に適用した場合には、「A.負極活物質」の項目で説明した理由により、その放電容量を大きくできる。   According to this embodiment, the high-capacity layered silicate mineral constituting the negative electrode active material obtained by the method for producing a negative electrode active material is the highest in the X-ray diffraction spectrum measured for the untreated layered silicate mineral. An X-ray diffraction spectrum in which the highest peak position is shifted to the lower angle side with respect to the peak position is measured. Therefore, when a negative electrode active material composed of such a high-capacity layered silicate mineral is applied to a secondary battery, the discharge capacity can be increased for the reason described in the section “A. Negative electrode active material”. .

図1は、本発明における負極活物質の製造方法の第一実施態様を説明する図である。図1に示される製造方法においては、まず、出発原料として未処理の層状珪酸塩鉱物を用意する。次に、未処理の層状珪酸塩鉱物を焼成する(焼成工程)。次に、未処理の層状珪酸塩鉱物が焼成されたものを負極活物質とする。以下、本実施態様の負極活物質の製造方法について詳細に説明する。   FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of a method for producing a negative electrode active material in the present invention. In the manufacturing method shown in FIG. 1, first, an untreated layered silicate mineral is prepared as a starting material. Next, the untreated layered silicate mineral is fired (firing step). Next, an untreated layered silicate mineral is fired as a negative electrode active material. Hereinafter, the manufacturing method of the negative electrode active material of this embodiment is demonstrated in detail.

(1)出発原料
本実施態様における負極活物質の製造方法においては、出発原料として、未処理の層状珪酸塩鉱物を用意する。この未処理の層状珪酸塩鉱物は、「A.負極活物質 1.高容量層状珪酸塩鉱物 (1)未処理の層状珪酸塩鉱物」の項目で説明したものと同じものなので、ここでは、その説明を省略する。
(1) Starting material In the manufacturing method of the negative electrode active material in this embodiment, an untreated layered silicate mineral is prepared as a starting material. This untreated layered silicate mineral is the same as that described in the section “A. Negative electrode active material 1. High capacity layered silicate mineral (1) Untreated layered silicate mineral”. Description is omitted.

(2)焼成工程
本実施態様における焼成工程においては、上記未処理の層状珪酸塩鉱物を焼成する。このような本工程における各種の焼成条件について以下に説明する。
(2) Firing step In the firing step in the present embodiment, the untreated layered silicate mineral is fired. Various firing conditions in this step will be described below.

まず、未処理の層状珪酸塩鉱物を焼成する際の焼成温度について説明する。この焼成温度は、未処理の層状珪酸塩鉱物をこの焼成温度で焼成することにより、それについて測定されるX線回折のスペクトルの最も高いピークの位置が、上記高容量層状珪酸塩鉱物について測定されるX線回折のスペクトルの最も高いピークの位置まで低角度側にシフトするのならば特に限定されるものではないが、400℃〜1100℃であることが好ましい。焼成温度は、未処理の層状珪酸塩鉱物が分解しない範囲で、出来るだけ高くした方が、上記最も高いピークの位置が低角度側にシフトするシフト量が大きくなるからである。   First, the firing temperature when firing an untreated layered silicate mineral will be described. This calcining temperature is obtained by calcining an untreated layered silicate mineral at this calcining temperature, and the position of the highest peak of the X-ray diffraction spectrum measured for it is measured for the high-capacity layered silicate mineral. Although it will not specifically limit if it shifts to the low angle side to the position of the highest peak of the spectrum of X-ray diffraction, it is preferable that it is 400 to 1100 degreeC. This is because the firing temperature increases as much as possible within the range in which the untreated layered silicate mineral is not decomposed, so that the amount of shift by which the position of the highest peak is shifted to the lower angle side becomes larger.

特に、本実施態様における未処理の層状珪酸塩鉱物が白雲母である場合の焼成温度は、600℃〜1000℃であることが好ましい。   In particular, the firing temperature when the untreated layered silicate mineral in this embodiment is muscovite is preferably 600 ° C to 1000 ° C.

次に、高容量層状珪酸塩鉱物を得るために未処理の層状珪酸塩鉱物を焼成する焼成時間について説明する。ここで説明する焼成時間とは、未処理の層状珪酸塩鉱物を焼成する際に上述した焼成温度を維持する時間のことを指す。この焼成時間は未処理の層状珪酸塩鉱物をこの焼成時間で焼成することにより、それについて測定されるX線回折のスペクトルの最も高いピークの位置が、上記高容量層状珪酸塩鉱物について測定されるX線回折のスペクトルの最も高いピークの位置まで低角度側にシフトするのならば特に限定されない。この焼成時間は、上述した未処理の層状珪酸塩鉱物の種類及び上述した焼成温度に応じて適宜定めればよいが、具体的には、特に0.1時間〜20時間の範囲内であることが好ましい。焼成時間は、未処理の層状珪酸塩鉱物が分解しない範囲で、出来るだけ長くした方が、上記最も高いピークの位置が低角度側にシフトするシフト量が大きくなるからである。   Next, the firing time for firing the untreated layered silicate mineral to obtain a high-capacity layered silicate mineral will be described. The firing time described here refers to a time for maintaining the above-described firing temperature when firing an untreated layered silicate mineral. This firing time is obtained by firing an untreated layered silicate mineral at this firing time, so that the position of the highest peak of the X-ray diffraction spectrum measured for it is measured for the high-capacity layered silicate mineral. If it shifts to the low angle side to the position of the highest peak of the spectrum of X-ray diffraction, it will not specifically limit. The firing time may be appropriately determined according to the kind of the untreated layered silicate mineral and the firing temperature described above, and specifically, is within a range of 0.1 hour to 20 hours. Is preferred. This is because if the firing time is made as long as possible within the range in which the untreated layered silicate mineral is not decomposed, the amount of shift by which the position of the highest peak is shifted to the lower angle side becomes larger.

次に、高容量層状珪酸塩鉱物を得るために未処理の層状珪酸塩鉱物を焼成する雰囲気について説明する。本工程における焼成は、上述したような高容量層状珪酸塩鉱物を得ることができるのであれば、空気中で行っても非酸化性雰囲気中で行っても構わない。非酸化性雰囲気としては、具体的には不活性ガス雰囲気および還元性雰囲気を挙げることができる。不活性ガス雰囲気で焼成を行う方法としては、例えばAr等の不活性ガスを流通させながら焼成を行う方法等を挙げることができる。   Next, an atmosphere in which an untreated layered silicate mineral is fired to obtain a high-capacity layered silicate mineral will be described. The firing in this step may be performed in air or in a non-oxidizing atmosphere as long as the above-described high-capacity layered silicate mineral can be obtained. Specific examples of the non-oxidizing atmosphere include an inert gas atmosphere and a reducing atmosphere. Examples of the method of firing in an inert gas atmosphere include a method of firing while circulating an inert gas such as Ar.

2.第二実施態様
次に、本発明の負極活物質の製造方法の第二実施態様について説明する。本実施態様の負極活物質の製造方法は、未処理の層状珪酸塩鉱物にイオンになる金属元素の塩を混合して原料組成物とする混合工程と、上記原料組成物を焼成する焼成工程を有し、上記原料組成物が焼成されたものを負極活物質とすることを特徴とするものである。
2. Second Embodiment Next, a second embodiment of the method for producing a negative electrode active material of the present invention will be described. The method for producing a negative electrode active material according to this embodiment includes a mixing step of mixing an untreated layered silicate mineral with a salt of a metal element that becomes an ion to form a raw material composition, and a baking step of baking the raw material composition. And having the raw material composition fired as a negative electrode active material.

本実施態様によれば、上記負極活物質の製造方法によって得られた負極活物質を構成する高容量層状珪酸塩鉱物は、第一実施態様における高容量層状珪酸塩鉱物と比較して、イオンになる金属元素をさらに含有することになる。このイオンになる金属元素とは、このような高容量層状珪酸塩鉱物から構成される負極活物質を負極層に適用した二次電池において充放電に寄与するイオンの金属元素のことであり、「A.負極活物質 1.高容量層状珪酸塩鉱物 (4)その他」の項目で説明したものと同様である。   According to this embodiment, the high-capacity layered silicate mineral constituting the negative-electrode active material obtained by the method for producing a negative-electrode active material is ionized compared to the high-capacity layered silicate mineral in the first embodiment. The metal element to be further contained. The metal element that becomes an ion is a metal element of an ion that contributes to charge and discharge in a secondary battery in which a negative electrode active material composed of such a high-capacity layered silicate mineral is applied to the negative electrode layer. A. Negative electrode active material 1. High-capacity layered silicate mineral (4) Others The same as described above.

本実施態様により得られる高容量層状珪酸塩鉱物から構成される負極活物質を負極層に適用した二次電池においては、「A.負極活物質 1.高容量層状珪酸塩鉱物 (4)その他」の項目で説明した通り、充放電が開始される前から充放電に寄与するイオンの金属元素が上記高容量層状珪酸塩鉱物に予め含有されていることになる。そして、この二次電池において充放電が行われるときには、この二次電池の充放電に寄与するイオンの挿入・脱離が上記高容量層状珪酸塩鉱物においてさらに容易になると考えられる。   In the secondary battery in which the negative electrode active material composed of the high capacity layered silicate mineral obtained by the present embodiment is applied to the negative electrode layer, “A. Negative electrode active material 1. High capacity layered silicate mineral (4) Others” As described in the item, the high-capacity layered silicate mineral contains in advance an ion metal element that contributes to charge / discharge before charge / discharge is started. And when charging / discharging is performed in this secondary battery, it is thought that insertion / extraction of the ion which contributes to charging / discharging of this secondary battery becomes still easier in the said high capacity | capacitance layered silicate mineral.

これにより、本実施態様における負極活物質の製造方法により得られた負極活物質を負極層に適用した二次電池の放電容量をより大きくすることができると考えられる。   Thereby, it is thought that the discharge capacity of the secondary battery which applied the negative electrode active material obtained by the manufacturing method of the negative electrode active material in this embodiment to a negative electrode layer can be enlarged more.

図2は、本発明における負極活物質の製造方法の第二実施態様を説明する図である。図2に示される製造方法においては、まず、出発原料として未処理の層状珪酸塩鉱物及びイオンになる金属元素の塩を用意する。次に、未処理の層状珪酸塩鉱物にイオンになる金属元素の塩を混合して原料組成物とする(混合工程)。次に、上記原料組成物を焼成し(焼成工程)、上記原料組成物が焼成されたものを負極活物質とする。以下、本実施態様の負極活物質の製造方法について詳細に説明する。   FIG. 2 is a diagram for explaining a second embodiment of the method for producing a negative electrode active material in the present invention. In the manufacturing method shown in FIG. 2, first, an untreated layered silicate mineral and a salt of a metal element that becomes an ion are prepared as starting materials. Next, an untreated layered silicate mineral is mixed with a salt of a metal element that becomes an ion to obtain a raw material composition (mixing step). Next, the raw material composition is fired (firing step), and the fired raw material composition is used as a negative electrode active material. Hereinafter, the manufacturing method of the negative electrode active material of this embodiment is demonstrated in detail.

(1)出発原料
本実施態様における負極活物質の製造方法においては、出発原料として、未処理の層状珪酸塩鉱物及びイオンになる金属元素の塩を用意する。この未処理の層状珪酸塩鉱物は、「A.負極活物質 1.高容量層状珪酸塩鉱物 (1)未処理の層状珪酸塩鉱物」の項目で説明したものと同じものなので、ここでは説明を省略する。
(1) Starting material In the manufacturing method of the negative electrode active material in this embodiment, the raw material layered silicate mineral and the salt of the metal element used as an ion are prepared as a starting material. This untreated layered silicate mineral is the same as that described in the section of “A. Negative electrode active material 1. High capacity layered silicate mineral (1) Untreated layered silicate mineral”. Omitted.

本実施態様に用いられるイオンになる金属元素の塩としては、後述する焼成工程において未処理の層状珪酸塩鉱物と混合して得られる原料組成物を焼成することによって、上述したようなイオンになる金属元素を含有する高容量層状珪酸塩鉱物が得られるのであれば、特に限定されるものではないが、例えば、リチウム塩、ナトリウム塩等を挙げることができる。そして、これらの塩の中でもリチウム塩が好ましい。リチウム塩を用いて得られた負極活物質を負極層に適用した二次電池において、充放電に寄与するイオンがリチウムイオンになるので、二次電池の放電容量を中でも大きくできるからである。   As the salt of the metal element used as the ion used in this embodiment, the raw material composition obtained by mixing with an untreated layered silicate mineral in the firing step described later is fired to obtain the ion as described above. Although it will not specifically limit if the high capacity | capacitance layered silicate mineral containing a metal element is obtained, For example, lithium salt, sodium salt, etc. can be mentioned. Of these salts, lithium salts are preferred. This is because, in a secondary battery in which a negative electrode active material obtained using a lithium salt is applied to a negative electrode layer, ions that contribute to charging and discharging become lithium ions, so that the discharge capacity of the secondary battery can be increased.

さらに、本実施態様に用いられるリチウム塩としては、特に限定されるものではなく、無機リチウム塩でも有機リチウム塩でもよい。無機リチウム塩としては、例えば、LiNO(硝酸リチウム)、LiCO(炭酸リチウム)、LiSO(硫酸リチウム)、LiPF、LiBF、LiClO、LiAsF、LiCl、LiF、LiBr、LiI、LiAlCl等を挙げることができる。中でもLiNO(硝酸リチウム)等が好ましい。また、有機リチウム塩としては、例えば、LiCFSO、LiN(CFSO、LiN(CSO、LiC(CFSO等を挙げることができる。 Furthermore, the lithium salt used in this embodiment is not particularly limited, and may be an inorganic lithium salt or an organic lithium salt. Examples of the inorganic lithium salt include LiNO 3 (lithium nitrate), Li 2 CO 3 (lithium carbonate), Li 2 SO 4 (lithium sulfate), LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiCl, LiF, and LiBr. , LiI, LiAlCl 4 and the like. Of these, LiNO 3 (lithium nitrate) and the like are preferable. Examples of the organic lithium salt, for example, a LiCF 3 SO 3, LiN (CF 3 SO 2) 2, LiN (C 2 F 5 SO 2) 2, LiC (CF 3 SO 2) 3 and the like.

(2)混合工程
本実施態様における混合工程においては、上記未処理の層状珪酸塩鉱物及び上記イオンになる金属元素の塩を混合して原料組成物とする。
(2) Mixing step In the mixing step in this embodiment, the untreated layered silicate mineral and the salt of the metal element that becomes the ions are mixed to obtain a raw material composition.

また、本実施態様における混合工程において、上記未処理の層状珪酸塩鉱物及び上記イオンになる金属元素の塩を混合する割合は、その割合で混合して得られる原料組成物を用いることによって、上記イオンになる金属元素を含有する高容量層状珪酸塩鉱物が得られるのであれば、特に限定されるものではないが、モル比で、未処理の層状珪酸塩鉱物:イオンになる金属元素の塩=1:0.1〜1:10であることが好ましく、特に1:0.3〜1:0.5であることが好ましい。   Moreover, in the mixing step in the present embodiment, the ratio of mixing the untreated layered silicate mineral and the salt of the metal element that becomes the ion is as described above by using the raw material composition obtained by mixing at that ratio. Although it will not specifically limit if the high capacity | capacitance layered silicate mineral containing the metal element used as an ion is obtained, By a molar ratio, untreated layered silicate mineral: The salt of the metal element used as an ion = It is preferably 1: 0.1 to 1:10, and particularly preferably 1: 0.3 to 1: 0.5.

中でも、上記未処理の層状珪酸塩鉱物が白雲母で上記イオンになる金属元素の塩がリチウム塩である場合には、上記混合する割合は、特に限定されるものではないが、モル比で、白雲母:リチウム塩=1:0.1〜1:9であることが好ましく、特に1:0.3〜1:0.5であることが好ましい。   Among them, when the untreated layered silicate mineral is a salt of a metal element that becomes ionic with muscovite, the mixing ratio is not particularly limited, but in molar ratio, The muscovite: lithium salt is preferably 1: 0.1 to 1: 9, and more preferably 1: 0.3 to 1: 0.5.

(3)焼成工程
本実施態様における焼成工程においては、上記混合工程で得られた原料組成物を焼成する。本工程における各種の焼成条件は、「B.負極活物質の製造方法 1.第一実施態様 (2)焼成工程」において説明したものと同じなので、ここでは説明を省略する。
(3) Firing step In the firing step in the present embodiment, the raw material composition obtained in the mixing step is fired. The various firing conditions in this step are the same as those described in “B. Method for producing negative electrode active material 1. First embodiment (2) Firing step”, and thus the description thereof is omitted here.

C.二次電池
次に、本発明の二次電池について説明する。本発明の二次電池は、上述した負極活物質を含有する負極層と、正極層と、上記負極層及び上記正極層の間に挟持される電解質層と、を有することを特徴とするものである。
C. Secondary Battery Next, the secondary battery of the present invention will be described. A secondary battery of the present invention includes a negative electrode layer containing the negative electrode active material described above, a positive electrode layer, and an electrolyte layer sandwiched between the negative electrode layer and the positive electrode layer. is there.

本発明によれば、上述した負極活物質を構成する高容量層状珪酸塩鉱物の層間隔は広くなると考えられる。このため、この負極活物質へのイオンの挿入・脱離が容易になる。したがって、上述した負極活物質を負極層に適用した二次電池の放電容量を大きくできる。   According to the present invention, it is considered that the layer spacing of the high-capacity layered silicate mineral constituting the negative electrode active material described above is widened. For this reason, insertion / extraction of ions to / from the negative electrode active material is facilitated. Therefore, the discharge capacity of the secondary battery in which the negative electrode active material described above is applied to the negative electrode layer can be increased.

図3は、本発明における二次電池の一例を示す概略断面図である。二次電池10は、負極活物質を含有する負極層1と、正極層2と、負極層1及び正極層2の間に挟持される電解質層3と、を有するものである。以下、本発明の二次電池について、構成ごとに説明する。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the secondary battery in the present invention. The secondary battery 10 includes a negative electrode layer 1 containing a negative electrode active material, a positive electrode layer 2, and an electrolyte layer 3 sandwiched between the negative electrode layer 1 and the positive electrode layer 2. Hereinafter, the secondary battery of this invention is demonstrated for every structure.

1.負極層
まず、本発明における負極層について説明する。負極層は、負極活物質及び固体電解質を含有する層である。
1. Negative electrode layer First, the negative electrode layer in the present invention will be described. The negative electrode layer is a layer containing a negative electrode active material and a solid electrolyte.

本発明における負極活物質としては、「A.負極活物質」で説明した負極活物質が用いられる。「A.負極活物質」で説明した通り、この負極活物質を構成する高容量層状珪酸塩鉱物の層間隔は未処理の層状珪酸塩鉱物よりも広いものと推定される。このため、この負極活物質を負極層に用いる場合、二次電池において充放電が行われるときに、この負極活物質においては二次電池の充放電に寄与するイオンの挿入・脱離が容易になると考えられる。したがって、この負極活物質を負極層に適用した二次電池の放電容量を大きくすることができる。   As the negative electrode active material in the present invention, the negative electrode active material described in “A. Negative electrode active material” is used. As explained in “A. Negative electrode active material”, the layer spacing of the high-capacity layered silicate mineral constituting the negative electrode active material is estimated to be wider than that of the untreated layered silicate mineral. For this reason, when this negative electrode active material is used for the negative electrode layer, when charging / discharging is performed in the secondary battery, insertion / extraction of ions contributing to charging / discharging of the secondary battery is facilitated in this negative electrode active material. It is considered to be. Therefore, the discharge capacity of a secondary battery in which this negative electrode active material is applied to the negative electrode layer can be increased.

本発明において、全固体二次電池の場合は、負極層に固体電解質層が含有されていてもよい。このような固体電解質としては、イオン伝導性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、酸化物固体電解質、硫化物固体電解質等を挙げることができる。本発明においては、固体電解質が硫化物固体電解質であることが好ましい。硫化物固体電解質は、イオン伝導性が高く、負極層のイオン伝導性を向上させることができるからである。本発明における硫化物固体電解質としては、例えば、Li11等を挙げることができる。 In the present invention, in the case of an all-solid secondary battery, the negative electrode layer may contain a solid electrolyte layer. Such a solid electrolyte is not particularly limited as long as it has ion conductivity, and examples thereof include an oxide solid electrolyte and a sulfide solid electrolyte. In the present invention, the solid electrolyte is preferably a sulfide solid electrolyte. This is because the sulfide solid electrolyte has high ionic conductivity and can improve the ionic conductivity of the negative electrode layer. Examples of the sulfide solid electrolyte in the present invention include Li 7 P 3 S 11 .

また、負極層は導電化材を含有していてもよい。導電化材の添加により、負極層の導電性を向上させることができる。本発明に用いられる導電化材としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンファイバー等を挙げることができる。   The negative electrode layer may contain a conductive material. By adding a conductive material, the conductivity of the negative electrode layer can be improved. Examples of the conductive material used in the present invention include acetylene black, ketjen black, and carbon fiber.

さらに、負極層は、結着剤及び増粘剤を含有していてもよい。本発明で用いられる結着剤の種類としては、例えば、カルボキシメチルセルロース(CMC)などの水系結着剤等を挙げることができる。そして、増粘剤の種類としては、スチレンブタジェンゴム(SBR)などのゴム系増粘剤などを挙げることができる。また、負極層の厚さは、例えば、0.1μm〜1000μmの範囲内であることが好ましい。   Furthermore, the negative electrode layer may contain a binder and a thickener. Examples of the type of binder used in the present invention include water-based binders such as carboxymethyl cellulose (CMC). And as a kind of thickener, rubber-type thickeners, such as a styrene butadiene rubber (SBR), etc. can be mentioned. Moreover, it is preferable that the thickness of a negative electrode layer exists in the range of 0.1 micrometer-1000 micrometers, for example.

2.電解質層
次に、本発明における電解質層について説明する。本発明における電解質層は、正極層および負極層の間に形成される層である。電解質層は、イオン伝導を行うことができる層であれば特に限定されるものではないが、固体電解質層であることが好ましい。安全性の高い全固体電池を得ることができるからである。固体電解質層の厚さは、例えば0.1μm〜1000μmの範囲内、中でも0.1μm〜300μmの範囲内であることが好ましい。また、固体電解質層の形成方法としては、例えば、固体電解質材料を圧縮成形する方法等を挙げることができる。このような、固体電解質層に用いられる固体電解質としては、「C.二次電池 1.負極層」で説明したものと同様のものを用いることができる。
2. Electrolyte Layer Next, the electrolyte layer in the present invention will be described. The electrolyte layer in the present invention is a layer formed between the positive electrode layer and the negative electrode layer. The electrolyte layer is not particularly limited as long as it is a layer capable of conducting ionic conduction, but is preferably a solid electrolyte layer. This is because an all-solid battery with high safety can be obtained. The thickness of the solid electrolyte layer is, for example, preferably in the range of 0.1 μm to 1000 μm, and more preferably in the range of 0.1 μm to 300 μm. Moreover, as a formation method of a solid electrolyte layer, the method of compression-molding a solid electrolyte material etc. can be mentioned, for example. As such a solid electrolyte used for the solid electrolyte layer, the same one as described in “C. Secondary battery 1. Negative electrode layer” can be used.

また、本発明における電解質層は、電解液から構成される層であっても良い。電解液を用いることで、高出力な二次電池を得ることができる。また、電解液は、通常、塩および有機溶媒(非水溶媒)を含有する。   Further, the electrolyte layer in the present invention may be a layer composed of an electrolytic solution. By using the electrolytic solution, a high output secondary battery can be obtained. Moreover, electrolyte solution contains a salt and an organic solvent (nonaqueous solvent) normally.

3.正極層
次に、本発明における正極層について説明する。本発明における正極層は、少なくとも正極活物質を含有する層であり、必要に応じて、固体電解質材料、導電化材および結着剤の少なくとも一つを含有していても良い。
3. Next, the positive electrode layer in the present invention will be described. The positive electrode layer in the present invention is a layer containing at least a positive electrode active material, and may contain at least one of a solid electrolyte material, a conductive material and a binder as necessary.

上記正極活物質としては、例えばLiCoO、LiMnO、LiNiMn、LiVO、LiCrO、LiFePO、LiCoPO、LiNiO、LiNi1/3Co1/3Mn1/3等を挙げることができる。 Examples of the positive electrode active material include LiCoO 2 , LiMnO 2 , Li 2 NiMn 3 O 8 , LiVO 2 , LiCrO 2 , LiFePO 4 , LiCoPO 4 , LiNiO 2 , LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2. Etc.

上記導電化材としては、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンファイバー等を挙げることができる。上記結着剤の種類としては、例えば、フッ素含有結着剤等を挙げることができる。なお、正極層の厚さは、例えば0.1μm〜1000μmの範囲内であることが好ましい。   Examples of the conductive material include acetylene black, ketjen black, and carbon fiber. Examples of the type of the binder include a fluorine-containing binder. In addition, it is preferable that the thickness of a positive electrode layer exists in the range of 0.1 micrometer-1000 micrometers, for example.

4.その他の構成
本発明の二次電池は、上述した正極層、電解質層および負極層を少なくとも有するものである。さらに通常は、正極層の集電を行う正極集電体、および負極活物質の集電を行う負極集電体を有する。正極集電体の材料としては、例えばSUS、アルミニウム、ニッケル、鉄、チタンおよびカーボン等を挙げることができ、中でもアルミニウムが好ましい。一方、負極集電体の材料としては、例えばSUS、銅、ニッケルおよびカーボン等を挙げることができ、中でも銅が好ましい。また、正極集電体および負極集電体の厚さや形状等については、二次電池の用途等に応じて適宜選択することが好ましい。また、本発明に用いられる電池ケースには、一般的な二次電池の電池ケースを用いることができる。電池ケースとしては、例えばSUS製電池ケース等を挙げることができる。また、本発明の二次電池が全固体電池である場合、発電要素を絶縁リングの内部に形成しても良い。
4). Other Configurations The secondary battery of the present invention has at least the positive electrode layer, the electrolyte layer, and the negative electrode layer described above. Furthermore, it usually has a positive electrode current collector for collecting current of the positive electrode layer and a negative electrode current collector for collecting current of the negative electrode active material. Examples of the material for the positive electrode current collector include SUS, aluminum, nickel, iron, titanium, and carbon. Of these, aluminum is preferable. On the other hand, examples of the material for the negative electrode current collector include SUS, copper, nickel, and carbon. Of these, copper is preferable. In addition, the thickness and shape of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector are preferably selected as appropriate according to the application of the secondary battery. Moreover, the battery case of a general secondary battery can be used for the battery case used for this invention. Examples of the battery case include a SUS battery case. When the secondary battery of the present invention is an all-solid battery, the power generation element may be formed inside the insulating ring.

5.二次電池
本発明の二次電池は、例えば車載用電池として有用である。本発明の二次電池の形状としては、例えば、コイン型、ラミネート型、円筒型および角型等を挙げることができる。
5. Secondary battery The secondary battery of the present invention is useful as, for example, a vehicle-mounted battery. Examples of the shape of the secondary battery of the present invention include a coin type, a laminate type, a cylindrical type, and a square type.

また、本発明の二次電池の製造方法は、上述した二次電池を得ることができる方法であれば特に限定されるものではなく、一般的な二次電池の製造方法と同様の方法を用いることができる。例えば、本発明の二次電池が全固体電池である場合、その製造方法の一例としては、正極層を構成する材料、固体電解質層を構成する材料、および負極層を構成する材料を順次プレスすることにより、発電要素を作製し、この発電要素を電池ケースの内部に収納し、電池ケースをかしめる方法等を挙げることができる。   Moreover, the manufacturing method of the secondary battery of this invention will not be specifically limited if it is a method which can obtain the secondary battery mentioned above, The method similar to the manufacturing method of a general secondary battery is used. be able to. For example, when the secondary battery of the present invention is an all-solid battery, as an example of the manufacturing method thereof, a material constituting the positive electrode layer, a material constituting the solid electrolyte layer, and a material constituting the negative electrode layer are sequentially pressed. Thus, a method of producing a power generation element, housing the power generation element in the battery case, and caulking the battery case can be exemplified.

以下に実施例を示して本発明をさらに具体的に説明する。まず、実施例1及び比較例1について説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. First, Example 1 and Comparative Example 1 will be described.

[実施例1]
(原料前処理)
白雲母を乳鉢で20分間粉砕した。
[Example 1]
(Raw material pretreatment)
The muscovite was ground in a mortar for 20 minutes.

(焼成処理)
白雲母を900°で2時間焼成した。また、焼成には焼成炉を用いた。
(Baking process)
The muscovite was fired at 900 ° for 2 hours. A firing furnace was used for firing.

(電極作製)
まず、N-メチルピロリドン中で、焼成後の白雲母、導電材、カルボキシメチルセルロース(CMC)、及びスチレンブタジェンゴム(SBR)を、重量比88:10:1:1の割合で混合した。次に、その組成物を、負極集電体であるCu箔(厚さ10μm、日本製箔社製)上に塗布した。次に、電極密度が1.2g/cmとなるようにプレスし、次に、φ16mmの円形に打ち抜き、負極電極を得た。
(Electrode production)
First, baked muscovite, conductive material, carboxymethylcellulose (CMC), and styrene butadiene rubber (SBR) were mixed in a weight ratio of 88: 10: 1: 1 in N-methylpyrrolidone. Next, the composition was applied onto a Cu foil (thickness 10 μm, manufactured by Nihon Foil Co., Ltd.) which is a negative electrode current collector. Next, it pressed so that an electrode density might be set to 1.2 g / cm < 3 >, Next, it punched in the circle of (phi) 16mm, and obtained the negative electrode.

(電池作製)
まず、作製した負極電極及びLiメタルを負極及び正極としてそれぞれ適用して、2032型のコインセルを作製した。この際、セパレータとしてはPE製のセパレータを適用し、電解液としてはEC(エチレンカーボネート)、DMC(ジメチルカーボネート)及びEMC(エチルメチルカーボネート)を体積比3:4:3で混合した溶媒にLiPFを濃度1Mで溶解させたものを適用した。
(Battery production)
First, the produced negative electrode and Li metal were applied as a negative electrode and a positive electrode, respectively, to produce a 2032 type coin cell. At this time, a separator made of PE is used as a separator, and LiPF is used as a solvent in which EC (ethylene carbonate), DMC (dimethyl carbonate) and EMC (ethyl methyl carbonate) are mixed at a volume ratio of 3: 4: 3 as an electrolytic solution. 6 was dissolved at a concentration of 1M.

[比較例1]
白雲母の焼成処理を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして、負極電極及び電池を作製した。
[Comparative Example 1]
A negative electrode and a battery were produced in the same manner as in Example 1 except that the muscovite was not fired.

[評価1]
(X線回折測定)
実施例1に用いられた900℃で焼成した白雲母及び比較例1に用いられた未焼成の白雲母についてX線回折測定を行った。実施例1の白雲母及び比較例1の白雲母についてのX線回折測定の結果を図4に示す。
[Evaluation 1]
(X-ray diffraction measurement)
X-ray diffraction measurement was performed on the muscovite baked at 900 ° C. used in Example 1 and the unfired muscovite used in Comparative Example 1. The results of X-ray diffraction measurements for the muscovite of Example 1 and the muscovite of Comparative Example 1 are shown in FIG.

(電気化学特性評価)
実施例1及び比較例1において得られた電池の電気化学特性を評価した。電気化学特性は、0.1C(なお、1Cは1時間で満充電できる電気量である。)で0.01VまでLiを挿入し、その後3VまでLiを脱離する操作を行って、充放電特性を評価した。実施例1について得られた充放電特性評価の結果を図5に示す。また、実施例1及び比較例1において得られた放電容量の結果を表1に示す。また、表1には上述したX線回折測定において得られたX線回折スペクトルの最も高いピークにおける入射角(2θ)を合わせて示した。
(Electrochemical property evaluation)
The electrochemical characteristics of the batteries obtained in Example 1 and Comparative Example 1 were evaluated. The electrochemical characteristics are 0.1C (where 1C is the amount of electricity that can be fully charged in 1 hour), Li is inserted up to 0.01V, and then Li is desorbed up to 3V. Characteristics were evaluated. The results of the charge / discharge characteristics evaluation obtained for Example 1 are shown in FIG. Table 1 shows the results of the discharge capacities obtained in Example 1 and Comparative Example 1. Table 1 also shows the incident angle (2θ) at the highest peak of the X-ray diffraction spectrum obtained in the X-ray diffraction measurement described above.

Figure 0005577718
Figure 0005577718

以上のように評価1の結果からは、実施例1に用いられた900℃で焼成した白雲母の最も高いX線回折ピークの入射角(2θ)が、比較例1に用いられた未焼成の白雲母の最も高いX線回折ピークの入射角(2θ)に対して低角度側にシフトしていることが確認された。つまり、実施例1で作製された負極電極を構成する白雲母においては、比較例で作製された負極電極を構成する白雲母と比較して層間隔が広がっていることが確認された。また、実施例1で作製された電池の放電容量が、比較例1で作製された電池の両方の放電容量と比較して大きくなることが確認された。   As described above, from the result of the evaluation 1, the incident angle (2θ) of the highest X-ray diffraction peak of the muscovite fired at 900 ° C. used in Example 1 is the same as that of the unfired used in Comparative Example 1. It was confirmed that the muscovite was shifted to the lower angle side with respect to the incident angle (2θ) of the highest X-ray diffraction peak of muscovite. That is, it was confirmed that the muscovite constituting the negative electrode produced in Example 1 had a wider layer spacing than the muscovite constituting the negative electrode produced in the comparative example. In addition, it was confirmed that the discharge capacity of the battery manufactured in Example 1 was larger than the discharge capacity of both of the batteries manufactured in Comparative Example 1.

従って、実施例1で作製された電池においては、負極電極を構成する白雲母の層間隔が広がることにより、負極電極においてイオンの挿入・脱離が容易になり、放電容量が大きくなっているものと考えられる。   Therefore, in the battery manufactured in Example 1, the layer spacing of the muscovite constituting the negative electrode widens, so that ions can be easily inserted and removed from the negative electrode, and the discharge capacity is increased. it is conceivable that.

[実施例2]
(原料前処理)
白雲母を乳鉢で20分間粉砕した。
[Example 2]
(Raw material pretreatment)
The muscovite was ground in a mortar for 20 minutes.

(原料組成物の作製)
白雲母及び硝酸リチウム(LiNO)をモル比1:0.4で混合し、原料組成物を得た。
(Preparation of raw material composition)
The muscovite and lithium nitrate (LiNO 3 ) were mixed at a molar ratio of 1: 0.4 to obtain a raw material composition.

(焼成処理)
得られた原料組成物を900°で2時間焼成した。また、焼成には焼成炉を用いた。
(Baking process)
The obtained raw material composition was fired at 900 ° for 2 hours. A firing furnace was used for firing.

(電極作製)
まず、N-メチルピロリドン中で、焼成後の原料組成物、導電材、カルボキシメチルセルロース(CMC)、及びスチレンブタジェンゴム(SBR)を、重量比88:10:1:1の割合で混合した。次に、その組成物を、負極集電体であるCu箔(厚さ10μm、日本製箔社製)上に塗布した。次に、電極密度が1.2g/cmとなるようにプレスし、次に、φ16mmの円形に打ち抜き、負極電極を得た。
(Electrode production)
First, the raw material composition after firing, the conductive material, carboxymethylcellulose (CMC), and styrene butadiene rubber (SBR) were mixed in N-methylpyrrolidone at a weight ratio of 88: 10: 1: 1. Next, the composition was applied onto a Cu foil (thickness 10 μm, manufactured by Nihon Foil Co., Ltd.) which is a negative electrode current collector. Next, it pressed so that an electrode density might be set to 1.2 g / cm < 3 >, Next, it punched in the circle of (phi) 16mm, and obtained the negative electrode.

(電池作製)
まず、作製した負極電極及びLiメタルを負極及び正極としてそれぞれ適用して、2032型のコインセルを作製した。この際、セパレータとしてPE製のセパレータを適用し、電解液としてEC(エチレンカーボネート)及びDEC(ジエチルカーボネート)を体積比3:7で混合した溶媒にLiPFを濃度1Mで溶解させたものを適用した。
(Battery production)
First, the produced negative electrode and Li metal were applied as a negative electrode and a positive electrode, respectively, to produce a 2032 type coin cell. At this time, a separator made of PE is applied as a separator, and a solution obtained by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1M in a solvent in which EC (ethylene carbonate) and DEC (diethyl carbonate) are mixed at a volume ratio of 3: 7 is applied as an electrolytic solution. did.

[評価2]
(X線回折測定)
実施例2における焼成後の原料組成物についてX線回折測定を行った。
[Evaluation 2]
(X-ray diffraction measurement)
The raw material composition after firing in Example 2 was subjected to X-ray diffraction measurement.

(電気化学特性評価)
実施例2において得られた電池の電気化学特性を評価した。電気化学特性は、0.1C(なお、1Cは1時間で満充電できる電気量である。)で0.01VまでLiを挿入し、その後3VまでLiを脱離する操作を行って、充放電特性を評価した。実施例2について得られた充放電特性評価の結果を図6に示す。また、実施例2において得られた放電容量の結果を、実施例1において得られた放電容量の結果とともに表2に示す。また、表2には上述したX線回折測定において得られたX線回折スペクトルの最も高いピークにおける入射角(2θ)を合わせて示した。
(Electrochemical property evaluation)
The electrochemical characteristics of the battery obtained in Example 2 were evaluated. The electrochemical characteristics are 0.1C (where 1C is the amount of electricity that can be fully charged in 1 hour), Li is inserted up to 0.01V, and then Li is desorbed up to 3V. Characteristics were evaluated. The results of the charge / discharge characteristic evaluation obtained for Example 2 are shown in FIG. The results of the discharge capacity obtained in Example 2 are shown in Table 2 together with the results of the discharge capacity obtained in Example 1. Table 2 also shows the incident angle (2θ) at the highest peak of the X-ray diffraction spectrum obtained in the X-ray diffraction measurement described above.

Figure 0005577718
Figure 0005577718

以上のように評価2の結果からは、実施例2で作製された電池の放電容量が、実施例1で作製された電池の放電容量と比較して大きくなることが確認された。実施例2で作製された電池の放電容量が、実施例1で作製された電池の放電容量と比較して大きくなる理由は下記のように推定される。   As described above, from the result of Evaluation 2, it was confirmed that the discharge capacity of the battery produced in Example 2 was larger than the discharge capacity of the battery produced in Example 1. The reason why the discharge capacity of the battery produced in Example 2 is larger than the discharge capacity of the battery produced in Example 1 is estimated as follows.

実施例2における焼成後の原料組成物及び実施例1における焼成後の白雲母においてX線回折スペクトルの最も高いピークにおける入射角(2θ)は同一値である。つまり、実施例2で作製された電池及び実施例1で作製された電池において、負極電極を構成する白雲母の層間隔は変わらないと考えられる。一方、実施例2において、白雲母及び硝酸リチウム(LiNO)をモル比1:0.4で混合して得られた原料組成物を適用しているのに対し、実施例1においては、白雲母を適用している。このため、実施例2で作製された電池においては、実施例1で作製された電池とは異なり、充放電を開始する前から負極電極を構成する白雲母がリチウムイオンになる金属元素(リチウム)を含有している。従って、実施例2で作製された電池においては、充放電を開始する前から負極電極を構成する白雲母がリチウムイオンになる金属元素(リチウム)を含有していることを要因として、充放電に寄与するリチウムイオンの挿入・脱離が負極電極においてさらに容易になると考えられる。この結果、実施例2で作製された電池の放電容量は、実施例1で作製された電池よりも大きくなっていると考えられる。 In the raw material composition after firing in Example 2 and the muscovite after firing in Example 1, the incident angle (2θ) at the highest peak of the X-ray diffraction spectrum is the same value. That is, in the battery produced in Example 2 and the battery produced in Example 1, it is considered that the layer spacing of muscovite constituting the negative electrode does not change. On the other hand, in Example 2, a raw material composition obtained by mixing muscovite and lithium nitrate (LiNO 3 ) at a molar ratio of 1: 0.4 is applied, whereas in Example 1, baiyun is white. Applying mother. For this reason, in the battery produced in Example 2, unlike the battery produced in Example 1, the metal element (lithium) in which the muscovite constituting the negative electrode becomes lithium ions before the start of charging / discharging. Contains. Therefore, in the battery produced in Example 2, charging and discharging are performed because the muscovite constituting the negative electrode contains a metal element (lithium) that becomes lithium ions before starting charging and discharging. It is considered that the insertion / extraction of contributing lithium ions is further facilitated at the negative electrode. As a result, the discharge capacity of the battery produced in Example 2 is considered to be larger than that of the battery produced in Example 1.

1 … 負極層
2 … 正極層
3 … 電解質層
10 …二次電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Negative electrode layer 2 ... Positive electrode layer 3 ... Electrolyte layer 10 ... Secondary battery

Claims (8)

未処理の層状珪酸塩鉱物について測定されるX線回折のスペクトルにおける最も高いピークの位置に対し、最も高いピークの位置が低角度側にシフトしたX線回折のスペクトルが測定され、前記未処理の層状珪酸塩鉱物よりも放電容量が大きい高容量層状珪酸塩鉱物からなり、
雲母族の層状珪酸塩鉱物であることを特徴とする二次電池用負極活物質。
The spectrum of the X-ray diffraction in which the position of the highest peak is shifted to the lower angle side is measured with respect to the position of the highest peak in the spectrum of the X-ray diffraction measured for the untreated layered silicate mineral. It consists of a high-capacity layered silicate mineral with a larger discharge capacity than the layered silicate mineral,
A negative electrode active material for a secondary battery, which is a layered silicate mineral of a mica group.
前記雲母族の層状珪酸塩鉱物が白雲母であることを特徴とする請求項1に記載の二次電池用負極活物質。 The negative electrode active material for a secondary battery according to claim 1, wherein the mica group layered silicate mineral is muscovite. 前記高容量層状珪酸塩鉱物がイオンになる金属元素を更に含有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の二次電池用負極活物質。 The negative electrode active material for a secondary battery according to claim 1, wherein the high-capacity layered silicate mineral further contains a metal element that becomes an ion. 未処理の層状珪酸塩鉱物を含有する原料組成物を焼成し、前記未処理の層状珪酸塩鉱物について測定されるX線回折のスペクトルにおける最も高いピークの位置を、低角度側にシフトさせる焼成工程を有し、
前記原料組成物が焼成されたものを二次電池用負極活物質とし、
前記未処理の層状珪酸塩鉱物が雲母族の層状珪酸塩鉱物であることを特徴とする二次電池用負極活物質の製造方法。
A firing step of firing a raw material composition containing an untreated layered silicate mineral and shifting the position of the highest peak in the X-ray diffraction spectrum measured for the untreated layered silicate mineral to a lower angle side Have
A material obtained by firing the raw material composition as a negative electrode active material for a secondary battery ,
The method for producing a negative electrode active material for a secondary battery, wherein the untreated layered silicate mineral is a mica group layered silicate mineral.
前記焼成工程前に前記未処理の層状珪酸塩鉱物にイオンになる金属元素の塩を混合して前記原料組成物とする混合工程を更に有することを特徴とする請求項4に記載の二次電池用負極活物質の製造方法。 5. The secondary battery according to claim 4, further comprising a mixing step of mixing the untreated layered silicate mineral with a salt of a metal element that becomes an ion to form the raw material composition before the firing step. For producing a negative electrode active material. 前記焼成工程における焼成温度が、400℃〜1100℃の範囲内であることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の二次電池用負極活物質の製造方法。 The method for producing a negative electrode active material for a secondary battery according to claim 4 or 5, wherein a firing temperature in the firing step is in a range of 400 ° C to 1100 ° C. 前記雲母族の層状珪酸塩鉱物が白雲母であることを特徴とする請求項4〜6のいずれか1項に記載の二次電池用負極活物質の製造方法。 The method for producing a negative electrode active material for a secondary battery according to any one of claims 4 to 6, wherein the mica group layered silicate mineral is muscovite. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の二次電池用負極活物質を含有する負極層と、正極層と、前記負極層及び前記正極層の間に挟持される電解質と、を有することを特徴とする二次電池。 It has the negative electrode layer containing the negative electrode active material for secondary batteries of any one of Claims 1-3, a positive electrode layer, and the electrolyte pinched | interposed between the said negative electrode layer and the said positive electrode layer. A secondary battery characterized by.
JP2010015536A 2010-01-27 2010-01-27 Negative electrode active material, method for producing the same, and secondary battery Active JP5577718B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010015536A JP5577718B2 (en) 2010-01-27 2010-01-27 Negative electrode active material, method for producing the same, and secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010015536A JP5577718B2 (en) 2010-01-27 2010-01-27 Negative electrode active material, method for producing the same, and secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011154884A JP2011154884A (en) 2011-08-11
JP5577718B2 true JP5577718B2 (en) 2014-08-27

Family

ID=44540709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010015536A Active JP5577718B2 (en) 2010-01-27 2010-01-27 Negative electrode active material, method for producing the same, and secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5577718B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103597639B (en) 2011-06-13 2015-11-25 丰田自动车株式会社 Lithium rechargeable battery
JP5696849B2 (en) * 2011-09-12 2015-04-08 トヨタ自動車株式会社 Negative electrode active material, negative electrode, electrochemical cell, and method for producing negative electrode active material
JP5675720B2 (en) * 2012-07-18 2015-02-25 国立大学法人信州大学 Method for producing negative electrode active material and negative electrode active material
KR101882986B1 (en) * 2016-10-10 2018-07-27 가천대학교 산학협력단 Manufacturing method of metal phyllosilicate electrode and metal phyllosilicate electrode manufactured thereby
CN112271276A (en) * 2020-11-17 2021-01-26 银川市核芯科技有限公司 Processing technology for positive electrode of lithium electronic battery

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3587935B2 (en) * 1996-05-16 2004-11-10 Tdk株式会社 Lithium secondary battery
JP2004296370A (en) * 2003-03-28 2004-10-21 Takashi Ogiwara Manufacturing method and device of lithium system secondary battery and anode material/cathode material
JP5318753B2 (en) * 2007-03-27 2013-10-16 日本碍子株式会社 JOINT BODY, MANUFACTURING METHOD THEREOF, JOINT MATERIAL COMPOSITION, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
JP5327549B2 (en) * 2010-01-13 2013-10-30 トヨタ自動車株式会社 Lithium ion secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011154884A (en) 2011-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7063981B2 (en) Negative electrode active material, negative electrode containing it and lithium secondary battery
US8974962B2 (en) Anode active material and secondary battery comprising the same
KR101440347B1 (en) Anode Having Multi-Layer Structure for Secondary Battery and Lithium Secondary Battery Including The Same
US10529978B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
CN112670563B (en) Solid electrolyte material, preparation method thereof and solid battery
US8974961B2 (en) Anode active material and secondary battery comprising the same
JP5505480B2 (en) Negative electrode for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery using the negative electrode
CZ2016618A3 (en) Multivalent metal salts for lithium ion cells having oxygen containing electrode active materials
WO2016005590A1 (en) Cathode for lithium batteries
EP2876722B1 (en) Lithium secondary battery
US8962184B2 (en) Anode active material and secondary battery comprising the same
JP5621869B2 (en) Lithium ion secondary battery
KR20200000850A (en) CATHODE COMPOSITE MATERIAL FOR All SOLID LITHIUM SECONDARY BATTERY, METHOD FOR PREPARING THE SAME AND ALL SOLID LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME
JP5577718B2 (en) Negative electrode active material, method for producing the same, and secondary battery
JP2013110104A (en) Negative electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery including the negative electrode
JP2020123460A (en) Pre-doping material, positive electrode including pre-doping material, and method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery including positive electrode thereof, and method for producing metal oxide
JP2019021619A (en) Anode active material and battery
KR102227102B1 (en) Method for coating a lithium secondary battery electrode, and lithium secondary battery comprising a electrode using the same
JP2016085837A (en) Lithium ion secondary battery
US10497967B2 (en) Negative-electrode active material for non-aqueous secondary battery and non-aqueous secondary battery
JP5846031B2 (en) Lithium ion secondary battery and non-aqueous electrolyte
KR20120088280A (en) Cathode active material for lithium secondary battery, method for preparing same, and lithium battery comprising same
JP5609485B2 (en) Active material, method for producing active material, electrode, and lithium ion secondary battery
Lahtinen Cycle Life and Recycling of Positive Electrode Materials in Li-Ion Batteries
JP2018110050A (en) Collector for lithium ion battery

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20120703

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121101

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131203

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140131

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140430

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140514

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140610

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140623

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5577718

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151