JP6016029B2 - Positive electrode for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery - Google Patents
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Description
本発明は、リチウムイオン二次電池用正極及びリチウムイオン二次電池に関するものである。 The present invention relates to a positive electrode for a lithium ion secondary battery and a lithium ion secondary battery.
近年、携帯電話やノート型パソコンなどのポータブル電子機器の発達や、電気自動車の実用化などに伴い、小型軽量でかつ高容量の二次電池が必要とされている。現在、高容量二次電池としては、正極材料としてコバルト酸リチウム(LiCoO2)、負極材料として炭素系材料を用いたリチウムイオン二次電池が商品化されている。 In recent years, along with the development of portable electronic devices such as mobile phones and notebook computers, and the practical application of electric vehicles, secondary batteries with small and light weight and high capacity are required. Currently, lithium ion secondary batteries using lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) as a positive electrode material and a carbon-based material as a negative electrode material are commercialized as high capacity secondary batteries.
リチウムイオン二次電池は高温、高電圧使用環境下においても使用できることが要望されている。本明細書では4.3V以上の電圧で使用することを高電圧使用と定義する。しかし高温、高電圧で駆動された場合には、リチウムイオン二次電池はサイクル特性が極端に悪化するという問題があった。 Lithium ion secondary batteries are required to be usable even in high temperature and high voltage environments. In this specification, use at a voltage of 4.3 V or higher is defined as high voltage use. However, when driven at a high temperature and a high voltage, the lithium ion secondary battery has a problem that the cycle characteristics are extremely deteriorated.
この原因としては、充電時に正極近傍で電解液の酸化分解が生じ、酸化分解により生じた酸などによって正極活物質などの金属成分が溶出するためと考えられている。また電解液の分解物や金属成分の溶出物は、正極側から負極側に移動し、負極表面で還元分解されて分解物が負極活物質表面に堆積する。このように負極活物質表面に堆積物が発生すると、負極活物質へのリチウムの挿入が阻害される。 It is thought that this is because the electrolyte solution is oxidatively decomposed in the vicinity of the positive electrode during charging, and metal components such as the positive electrode active material are eluted by acid generated by oxidative decomposition. In addition, the decomposition product of the electrolytic solution and the elution product of the metal component move from the positive electrode side to the negative electrode side, are reduced and decomposed on the negative electrode surface, and the decomposition product is deposited on the negative electrode active material surface. When deposits are thus generated on the surface of the negative electrode active material, insertion of lithium into the negative electrode active material is hindered.
高電圧使用環境下においてサイクル特性を上げるために、様々な検討が行われている。例えば特許文献1に記載の非水電解質電池では、正極及び負極の少なくとも一方の電極表面に無機粒子層を配置している。無機粒子層は正極活物質からの溶出物や電解液の分解物をトラップする。特許文献1では正極の表面ではなく負極の表面に無機粒子層が配置されていることが好ましいと記載されている。その理由は負極の表面に無機粒子層を形成すれば、負極の表面に堆積物が直接堆積するのを防ぐことができるからであるとされている。またルチル型のチタニア又はアルミナからなる無機粒子が好ましいことが記載されている。無機粒子層の厚みは1μm以上4μm以下が好ましいことが記載されている。 Various studies have been conducted to improve cycle characteristics in a high-voltage usage environment. For example, in the nonaqueous electrolyte battery described in Patent Document 1, an inorganic particle layer is disposed on the surface of at least one of a positive electrode and a negative electrode. The inorganic particle layer traps the eluate from the positive electrode active material and the decomposition product of the electrolytic solution. Patent Document 1 describes that an inorganic particle layer is preferably disposed on the surface of the negative electrode instead of the surface of the positive electrode. The reason is that if an inorganic particle layer is formed on the surface of the negative electrode, it is possible to prevent deposits from directly depositing on the surface of the negative electrode. Further, it is described that inorganic particles made of rutile type titania or alumina are preferable. It is described that the thickness of the inorganic particle layer is preferably 1 μm or more and 4 μm or less.
上記無機粒子層はその厚みや空隙率を所定の範囲に調整する必要がある。無機粒子層の厚みの制御や無機粒子層の空隙率の制御は難しい。そのため無機粒子層を形成しないで電解液の分解物や金属成分の溶出物をトラップする方法が望まれている。 It is necessary to adjust the thickness and porosity of the inorganic particle layer within a predetermined range. It is difficult to control the thickness of the inorganic particle layer and the porosity of the inorganic particle layer. Therefore, there is a demand for a method of trapping a decomposition product of an electrolytic solution or an elution product of a metal component without forming an inorganic particle layer.
本発明者らは、電極表面に無機粒子層を形成することなく金属成分の溶出物や電解液の分解物をトラップできないか検討した。 The present inventors examined whether or not an eluate of a metal component or a decomposition product of an electrolytic solution could be trapped without forming an inorganic particle layer on the electrode surface.
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、無機粒子層を形成することなく金属成分の溶出物や電解液の分解物をトラップすることのできるリチウムイオン二次電池用正極及びリチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a positive electrode for a lithium ion secondary battery capable of trapping an eluate of a metal component and a decomposition product of an electrolytic solution without forming an inorganic particle layer. And it aims at providing a lithium ion secondary battery.
本発明者等が鋭意検討した結果、SiOx粒子(0<x<2)に金属成分の溶出物や電解液の分解物をトラップする効果があることを新たに見いだした。そして正極活物質層にSiOx粒子(0<x<2)を分散させることを新たに思いついた。 As a result of intensive studies by the present inventors, it has been newly found that the SiO x particles (0 <x <2) have an effect of trapping the eluate of the metal component and the decomposition product of the electrolytic solution. Then, the inventors have newly conceived of dispersing SiO x particles (0 <x <2) in the positive electrode active material layer.
すなわち、本発明のリチウムイオン二次電池用正極は、集電体と、集電体の表面に在り、かつ正極活物質と結着剤とを含む正極活物質層と、を有し、正極活物質層にはさらにSiOx粒子(0<x<2)が分散して含まれていることを特徴とする。 That is, the positive electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention has a current collector and a positive electrode active material layer that is on the surface of the current collector and includes a positive electrode active material and a binder. The material layer further includes SiO x particles (0 <x <2) dispersed therein.
正極活物質層におけるSiOx粒子の含有量は、正極活物質層全体を100質量%としたときに0.1質量%以上1質量%未満であることが好ましい。 The content of SiO x particles in the positive electrode active material layer is preferably 0.1% by mass or more and less than 1% by mass when the entire positive electrode active material layer is 100% by mass.
SiOx粒子の平均粒径D50は2μm以上20μm以下であることが好ましい。 It is preferable that the average particle diameter D 50 of the SiO x particles are 2μm or more 20μm or less.
また本発明のリチウムイオン二次電池は、上記リチウムイオン二次電池用正極を有することを特徴とする。 Moreover, the lithium ion secondary battery of this invention has the said positive electrode for lithium ion secondary batteries, It is characterized by the above-mentioned.
本発明のリチウムイオン二次電池用正極における正極活物質層には金属成分の溶出物や電解液の分解物をトラップする効果があるSiOx粒子(0<x<2)が分散して含まれる。本発明のリチウムイオン二次電池用正極によれば金属成分の溶出物や電解液の分解物を正極活物質層中でトラップできる。 The positive electrode active material layer in the positive electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention contains dispersed SiO x particles (0 <x <2) that have the effect of trapping the eluate of the metal component and the decomposition product of the electrolytic solution. . According to the positive electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention, the eluate of the metal component and the decomposition product of the electrolytic solution can be trapped in the positive electrode active material layer.
<リチウムイオン二次電池用正極>
本発明のリチウムイオン二次電池用正極は、集電体と、正極活物質層とを有する。
<Positive electrode for lithium ion secondary battery>
The positive electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention has a current collector and a positive electrode active material layer.
集電体は、リチウムイオン二次電池の放電又は充電の間、電極に電流を流し続けるための化学的に不活性な電子高伝導体をいう。集電体に用いることのできる材料として、例えばステンレス鋼、チタン、ニッケル、アルミニウム、銅などの金属材料又は導電性樹脂を挙げることができる。また集電体は、箔、シート、フィルムなどの形態をとることができる。そのため、集電体として、例えば、銅箔、ニッケル箔、アルミニウム箔、ステンレス箔などの金属箔を好適に用いることができる。 The current collector refers to a chemically inert electronic high conductor that keeps a current flowing through an electrode during discharge or charging of a lithium ion secondary battery. Examples of materials that can be used for the current collector include metal materials such as stainless steel, titanium, nickel, aluminum, and copper, or conductive resins. The current collector can take the form of a foil, a sheet, a film, or the like. Therefore, for example, a metal foil such as a copper foil, a nickel foil, an aluminum foil, and a stainless steel foil can be suitably used as the current collector.
集電体の厚みは10μm〜100μmであることが好ましい。 The thickness of the current collector is preferably 10 μm to 100 μm.
正極活物質層は集電体の表面に形成されている。この正極活物質層には正極活物質と結着剤とが含まれ、さらにSiOx粒子(0<x<2)が分散して含まれている。 The positive electrode active material layer is formed on the surface of the current collector. This positive electrode active material layer contains a positive electrode active material and a binder, and further contains SiO x particles (0 <x <2) dispersed therein.
正極活物質は、高電圧において駆動されるリチウムイオン二次電池の電極で使用するのに適したものであることが好ましい。正極活物質としては、例えば、リチウム含有化合物あるいは他の金属化合物よりなるものを用いることができる。 The positive electrode active material is preferably suitable for use in an electrode of a lithium ion secondary battery driven at a high voltage. As a positive electrode active material, what consists of a lithium containing compound or another metal compound can be used, for example.
リチウム含有化合物としては、例えば、層状構造を有するリチウムニッケル複合酸化物、スピネル構造を有するリチウムマンガン複合酸化物、一般式: LiCopNiqMnrDsO2 (Dはドープ成分であり、Al、Mg、Ti、Sn、Zn、W、Zr、Mo、Fe及びNaから選ばれる少なくとも1つであり、p+q+r+s=1、0<p≦1、0≦q<1、0≦r<1、0≦s<1)で表される層状構造を有するリチウムコバルト含有複合金属酸化物、一般式:LiMPO4で示されるオリビン型リチウムリン酸複合酸化物(MはMn、Fe、Co及びNiのうちの少なくとも一種)、一般式:Li2MPO4Fで示されるフッ化オリビン型リチウムリン酸複合酸化物(MはMn、Fe、Co及びNiのうちの少なくとも一種)、一般式:Li2MSiO4で示されるケイ酸塩系型リチウム複合酸化物(MはMn、Fe、Co及びNiのうちの少なくとも一種)を用いることができる。 Examples of the lithium-containing compound include a lithium nickel composite oxide having a layered structure, a lithium manganese composite oxide having a spinel structure, a general formula: LiCo p Ni q Mn r D S O 2 (D is a doping component, Al , Mg, Ti, Sn, Zn, W, Zr, Mo, Fe and Na, p + q + r + s = 1, 0 <p ≦ 1, 0 ≦ q <1, 0 ≦ r <1, 0 Lithium cobalt-containing composite metal oxide having a layered structure represented by ≦ s <1), an olivine-type lithium phosphate composite oxide represented by the general formula: LiMPO 4 (M is one of Mn, Fe, Co, and Ni) at least one), the general formula: at least one of Li 2 MPO 4 fluoride olivine-type lithium phosphate compound oxide represented by F (M is Mn, Fe, Co and Ni , General formula: Li 2 MSiO silicate lithium composite oxide represented by 4 (M is one or more of at least one of Mn, Fe, Co and Ni) can be used.
また他の金属化合物としては、例えば、酸化チタン、酸化バナジウム若しくは二酸化マンガンなどの酸化物、又は硫化チタン若しくは硫化モリブデンなどの二硫化物が挙げられる。 Examples of other metal compounds include oxides such as titanium oxide, vanadium oxide, and manganese dioxide, and disulfides such as titanium sulfide and molybdenum sulfide.
特に正極活物質は、一般式:LiCopNiqMnrDsO2 (Dはドープ成分であり、Al、Mg、Ti、Sn、Zn、W、Zr、Mo、Fe及びNaから選ばれる少なくとも1つであり、p+q+r+s=1、0<p≦1、0≦q<1、0≦r<1、0≦s<1)で表される層状構造を有するリチウムコバルト含有複合金属酸化物からなることが好ましい。ここで、特に上記p、q、rはそれぞれ0<p<1、0<q<1、0<r<1の範囲とすることが好ましい。 Particularly positive electrode active material, the general formula: LiCo p Ni q Mn r D s O 2 (D is the doping component, at least selected Al, Mg, Ti, Sn, Zn, W, Zr, Mo, Fe and Na And a lithium cobalt-containing composite metal oxide having a layered structure represented by p + q + r + s = 1, 0 <p ≦ 1, 0 ≦ q <1, 0 ≦ r <1, 0 ≦ s <1) It is preferable. Here, in particular, the above-mentioned p, q, and r are preferably in the ranges of 0 <p <1, 0 <q <1, and 0 <r <1, respectively.
上記リチウムコバルト含有複合金属酸化物は、熱安定性に優れ、低コストである。上記リチウムコバルト含有複合金属酸化物を正極活物質とすることによって、熱安定性の高い、安価なリチウムイオン二次電池とすることができる。 The lithium cobalt-containing composite metal oxide is excellent in thermal stability and low in cost. By using the lithium cobalt-containing composite metal oxide as a positive electrode active material, a lithium ion secondary battery with high thermal stability and low cost can be obtained.
リチウムコバルト含有複合金属酸化物としては、例えば、LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、LiCoO2、LiNi0.8Co0.2O2、LiCoMnO2を用いることができる。中でもLiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2は、熱安定性の点で好ましい。 Examples of the lithium cobalt-containing composite metal oxide include LiCo 1/3 Ni 1/3 Mn 1/3 O 2 , LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 , and LiNi 0.5 Co 0.2. Mn 0.3 O 2 , LiCoO 2 , LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 , LiCoMnO 2 can be used. Among these, LiCo 1/3 Ni 1/3 Mn 1/3 O 2 and LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 are preferable in terms of thermal stability.
正極活物質はその平均粒径D50が1μm〜20μmである粉末形状であることが好ましい。正極活物質の平均粒径D50が1μmより小さいと、正極活物質の比表面積が大きくなり過ぎ、正極活物質の表面近傍で起こる電解液分解の反応面積が増え過ぎる。正極活物質の平均粒径D50が20μmより大きいと、正極の抵抗が大きくなり、リチウムイオン二次電池の出力特性が下がる。なお、平均粒径D50とはレーザー回析法による粒度分布測定における体積分布の積算値が50%に相当する粒子径を意味する。つまり、D50とは、体積基準で測定したメディアン径を意味する。 The positive electrode active material preferably has an average particle diameter D 50 is a powder shape is 1 m to 20 m. The average particle diameter D 50 of the positive electrode active material is 1μm smaller, only the specific surface area of the positive electrode active material becomes large, too increase the reaction area of the electrolyte decomposition occurring near the surface of the positive electrode active material. The average particle diameter D 50 of the positive electrode active material is larger than 20 [mu] m, the resistance of the positive electrode increases, decreases the output characteristics of the lithium ion secondary battery. Note that the average particle diameter D 50 refers to the particle size cumulative value of the volume distribution in the particle size distribution measurement by laser diffraction method is equivalent to 50%. That is, the D 50, means the median size measured by volume.
結着剤は、正極活物質及び導電助剤を集電体に繋ぎ止める機能を有する。結着剤として、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)及びフッ素ゴム等の含フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレンビニルアルコール及びポリ酢酸ビニル系樹脂等の熱可塑性樹脂、ポリアクリレート及びポリアクリル酸ナトリウム等のアクリル樹脂、ポリイミド及びポリアミドイミド等のイミド系樹脂、アルコキシシリル基含有樹脂、ポリウレタン、カルボキシメチルセルロース(CMC)並びにスチレンブタジエンコポリマー(SBR)等のゴムを用いることができる。 The binder has a function of connecting the positive electrode active material and the conductive additive to the current collector. Examples of the binder include fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE) and fluororubber, thermoplastic resins such as polypropylene, polyethylene, ethylene vinyl alcohol and polyvinyl acetate resin, poly Acrylic resins such as acrylate and sodium polyacrylate, imide resins such as polyimide and polyamideimide, alkoxysilyl group-containing resins, polyurethane, carboxymethyl cellulose (CMC), and rubbers such as styrene butadiene copolymer (SBR) can be used.
導電助剤は、必要に応じて電極の導電性を高めるために正極活物質層に添加される。導電助剤として、例えば、炭素質微粒子であるカーボンブラック、黒鉛、アセチレンブラック(AB)、ケッチェンブラック(登録商標)(KB)、気相法炭素繊維(VGCF)等を単独で又は二種以上組み合わせて使用することができる。導電助剤の使用量については、特に限定的ではないが、例えば、正極に含有される活物質100質量部に対して、1質量部〜30質量部程度とすることができる。 The conductive auxiliary agent is added to the positive electrode active material layer in order to increase the conductivity of the electrode as necessary. As the conductive auxiliary agent, for example, carbon black, graphite, acetylene black (AB), ketjen black (registered trademark) (KB), vapor grown carbon fiber (VGCF), etc., which are carbonaceous fine particles, are used alone or in combination. Can be used in combination. The amount of the conductive auxiliary agent used is not particularly limited, but can be, for example, about 1 part by mass to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the active material contained in the positive electrode.
SiOx(0<x<2)は二酸化珪素(SiO2)と金属珪素(Si)とを原料として得られる非晶質の珪素酸化物の総称を表す一般式である。SiOxは、熱処理されると、SiとSiO2とに分解することが知られている。これは不均化反応といい、SiとOとの比が概ね1:1の均質な固体の一酸化珪素SiOであれば、固体の内部反応によりSi相とSiO2相の二相に分離する。分離して得られるSi相は非常に微細であり、SiO2相の中に分散している。また、Si相を覆うSiO2相が電解液の分解を抑制する働きをもつ。 SiO x (0 <x <2) is a general formula representing a generic name of amorphous silicon oxides obtained using silicon dioxide (SiO 2 ) and metal silicon (Si) as raw materials. It is known that SiO x decomposes into Si and SiO 2 when heat-treated. This is called a disproportionation reaction, and if it is a homogeneous solid silicon monoxide SiO having a ratio of Si to O of approximately 1: 1, it is separated into two phases of Si phase and SiO 2 phase by solid internal reaction. . The Si phase obtained by separation is very fine and is dispersed in the SiO 2 phase. Further, the SiO 2 phase covering the Si phase has a function of suppressing decomposition of the electrolytic solution.
一般に、酸素を断った状態であれば800℃以上で、ほぼすべてのSiOxが不均化して二相に分離すると言われている。具体的には、非結晶性のSiOx粒子を含む原料酸化珪素粉末に対して、真空中又は不活性ガス中などの不活性雰囲気中で800℃〜1200℃、1時間〜5時間の熱処理を行うことで、非結晶性のSiO2相及び結晶性のSi相の二相を含むSiOx粒子からなる粉末が得られる。 In general, when oxygen is turned off, it is said that almost all SiO x disproportionates and separates into two phases at 800 ° C. or higher. Specifically, the raw material silicon oxide powder containing amorphous SiO x particles is subjected to heat treatment at 800 ° C. to 1200 ° C. for 1 hour to 5 hours in an inert atmosphere such as in a vacuum or an inert gas. By carrying out, a powder composed of SiO x particles containing two phases of an amorphous SiO 2 phase and a crystalline Si phase is obtained.
SiOx粒子は一般的に正極活物質層に含まれる他の物質に比べて電子密度が高い。正極活物質からの溶出物とは、遷移金属のイオンである。遷移金属として、例えば、Mn、Ni、Coが挙げられる。遷移金属のイオンは電子密度の高いものに吸着しやすい。そのため遷移金属のイオンは正極活物質層においてSiOx粒子に吸着しやすい。また電解液の分解物もSiOx粒子に吸着しやすい。電解液の分解物は、例えば、LiF、Li2CO3、Li2O、LiO2などの無機化合物やリチウムアルキルカーボネート(ROCO2Li)やリチウムアルコキシド、エチレンオキサイド(−CH2−CH2−O−)などの有機化合物が挙げられる。 The SiO x particles generally have a higher electron density than other materials contained in the positive electrode active material layer. The eluate from the positive electrode active material is a transition metal ion. Examples of the transition metal include Mn, Ni, and Co. Transition metal ions are likely to be adsorbed to those with a high electron density. Therefore, transition metal ions are likely to be adsorbed on the SiO x particles in the positive electrode active material layer. In addition, decomposition products of the electrolytic solution are easily adsorbed to the SiO x particles. Examples of decomposition products of the electrolyte include inorganic compounds such as LiF, Li 2 CO 3 , Li 2 O, and LiO 2 , lithium alkyl carbonate (ROCO 2 Li), lithium alkoxide, and ethylene oxide (—CH 2 —CH 2 —O). Organic compounds such as-).
SiOx粒子(0<x<2)は正極活物質層に分散して含まれる。SiOx粒子は正極活物質層の全体に均一に分散して含まれることが好ましい。正極活物質から溶出された金属成分は、まず正極活物質の近傍に存在するSiOx粒子によってトラップされる。また金属成分は正極活物質層中を正極表面に向かって移動する際に正極活物質層に分散して存在するSiOx粒子によってもトラップされる。また正極活物質層中を移動する電解液の分解物も同様に正極活物質層に分散するSiOx粒子によってトラップされる。SiOx粒子が正極活物質層の全体に均一に分散して含まれると、正極活物質からの溶出物や電解液の分解物がSiOx粒子に効果的にトラップされる。 SiO x particles (0 <x <2) are dispersed and included in the positive electrode active material layer. The SiO x particles are preferably uniformly dispersed throughout the positive electrode active material layer. The metal component eluted from the positive electrode active material is first trapped by SiO x particles present in the vicinity of the positive electrode active material. The metal component is also trapped by SiO x particles dispersed and present in the positive electrode active material layer when moving in the positive electrode active material layer toward the positive electrode surface. Similarly, a decomposition product of the electrolytic solution moving in the positive electrode active material layer is trapped by SiO x particles dispersed in the positive electrode active material layer. When the SiO x particles are uniformly dispersed throughout the positive electrode active material layer, the eluate from the positive electrode active material and the decomposition product of the electrolytic solution are effectively trapped in the SiO x particles.
SiOx粒子の平均粒径D50は、2μm以上であることが好ましい。また、SiOx粒子の平均粒径D50は、20μm以下であることが好ましい。SiOx粒子の平均粒径D50は小さい方がSiOx粒子の比表面積が大きくなる。SiOx粒子の比表面積が大きい方が金属成分や分解物をトラップしやすい。またSiOx粒子は導電率が低いため、平均粒径D50が20μmより大きいと、電極全体の導電性が不均一になり、充放電特性が低下する。 The average particle diameter D 50 of the SiO x particles is preferably 2 μm or more. The average particle diameter D 50 of the SiO x particles is preferably 20μm or less. The average particle diameter D 50 of the SiO x particulate preferably small increases the specific surface area of the SiO x particles. The larger the specific surface area of the SiO x particles, the easier it is to trap metal components and decomposition products. Further, since the SiO x particles have low conductivity, if the average particle diameter D 50 is larger than 20 μm, the conductivity of the entire electrode becomes non-uniform, and the charge / discharge characteristics deteriorate.
SiOx粒子(0<x<2)は、所望の平均粒径D50を有する市販のSiOx粒子を用いることができる。 As the SiO x particles (0 <x <2), commercially available SiO x particles having a desired average particle diameter D 50 can be used.
正極活物質層におけるSiOx粒子の含有量は、正極活物質層全体を100質量%としたときに0.1質量%以上1質量%未満であることが好ましい。正極活物質層におけるSiOx粒子の含有量が0.1質量%以上あれば正極活物質層中における正極活物質からの溶出物や電解液の分解物を十分にトラップできる。正極活物質層におけるSiOx粒子の含有量が1質量%以上あると好ましくない。 The content of SiO x particles in the positive electrode active material layer is preferably 0.1% by mass or more and less than 1% by mass when the entire positive electrode active material layer is 100% by mass. If the content of SiO x particles in the positive electrode active material layer is 0.1% by mass or more, the eluate from the positive electrode active material and the decomposition product of the electrolytic solution in the positive electrode active material layer can be sufficiently trapped. It is not preferable that the content of SiO x particles in the positive electrode active material layer is 1% by mass or more.
正極は、正極活物質と導電助剤と結着剤とSiOx粒子(0<x<2)とを含む正極活物質層形成用組成物を調製し、さらにこの組成物に適当な溶媒を加えてペースト状にしてから、集電体の表面に塗布後、乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成することができる。 For the positive electrode, a composition for forming a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material, a conductive additive, a binder, and SiO x particles (0 <x <2) is prepared, and an appropriate solvent is added to the composition. It can be formed in a paste form, applied to the surface of the current collector, then dried, and compressed as necessary to increase the electrode density.
正極活物質層形成用組成物の塗布方法としては、ロールコート法、ディップコート法、ドクターブレード法、スプレーコート法、カーテンコート法などの従来から公知の方法を用いればよい。 As a method for applying the composition for forming a positive electrode active material layer, a conventionally known method such as a roll coating method, a dip coating method, a doctor blade method, a spray coating method, or a curtain coating method may be used.
粘度調整のための溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、メタノール、メチルイソブチルケトン(MIBK)などが使用可能である。 As the solvent for adjusting the viscosity, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), methanol, methyl isobutyl ketone (MIBK) and the like can be used.
<リチウムイオン二次電池>
本発明のリチウムイオン二次電池は、本発明の正極を備えている。本発明のリチウムイオン二次電池において、負極、セパレータ及び電解液は公知のものを使用できる。
<Lithium ion secondary battery>
The lithium ion secondary battery of the present invention includes the positive electrode of the present invention. In the lithium ion secondary battery of the present invention, known materials can be used for the negative electrode, the separator and the electrolytic solution.
負極は、集電体と、集電体の表面に結着させた負極活物質層とを有する。負極活物質層は、負極活物質、結着剤を含み、必要に応じて導電助剤を含む。集電体、結着剤、導電助剤は正極で説明したものと同様である。 The negative electrode has a current collector and a negative electrode active material layer bound to the surface of the current collector. A negative electrode active material layer contains a negative electrode active material and a binder, and contains a conductive support agent as needed. The current collector, binder and conductive additive are the same as those described for the positive electrode.
負極活物質としては、リチウムを吸蔵、放出可能な炭素系材料、リチウムと合金化可能な元素、リチウムと合金化可能な元素を有する元素化合物、あるいは高分子材料などを用いることができる。 As the negative electrode active material, a carbon-based material that can occlude and release lithium, an element that can be alloyed with lithium, an elemental compound that has an element that can be alloyed with lithium, or a polymer material can be used.
炭素系材料として、例えば、難黒鉛化性炭素、人造黒鉛、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、炭素繊維、活性炭あるいはカーボンブラック類が挙げられる。ここで、有機高分子化合物焼成体とは、フェノール類やフラン類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う。 Examples of the carbon-based material include non-graphitizable carbon, artificial graphite, cokes, graphites, glassy carbons, organic polymer compound fired bodies, carbon fibers, activated carbon, and carbon blacks. Here, the organic polymer compound fired body refers to a material obtained by firing and carbonizing a polymer material such as phenols and furans at an appropriate temperature.
リチウムと合金化可能な元素としては、Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Ti、Ag、Zn、Cd、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Biが例示できる。特に、珪素(Si)又は錫(Sn)が好ましい。 Elements that can be alloyed with lithium include Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Ti, Ag, Zn, Cd, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi can be exemplified. In particular, silicon (Si) or tin (Sn) is preferable.
リチウムと合金化可能な元素を有する元素化合物としては、例えば、ZnLiAl、AlSb、SiB4、SiB6、Mg2Si、Mg2Sn、Ni2Si、TiSi2、MoSi2、CoSi2、NiSi2、CaSi2、CrSi2、Cu5Si、FeSi2、MnSi2、NbSi2、TaSi2、VSi2、WSi2、ZnSi2、SiC、Si3N4、Si2N2O、SiOv(0<v≦2)、SnOw(0<w≦2)、SnSiO3、LiSiOあるいはLiSnOなどが使用できる。リチウムと合金化反応可能な元素を有する元素化合物としては珪素化合物又は錫化合物が好ましい。珪素化合物としては、SiOv(0.5≦v≦1.5)が好ましい。錫化合物としては、例えば、スズ合金(Cu−Sn合金、Co−Sn合金等)などが使用できる。 Examples of elemental compounds having elements that can be alloyed with lithium include ZnLiAl, AlSb, SiB 4 , SiB 6 , Mg 2 Si, Mg 2 Sn, Ni 2 Si, TiSi 2 , MoSi 2 , CoSi 2 , NiSi 2 , CaSi 2, CrSi 2, Cu 5 Si, FeSi 2, MnSi 2, NbSi 2, TaSi 2, VSi 2, WSi 2, ZnSi 2, SiC, Si 3 N 4, Si 2 N 2 O, SiO v (0 <v ≦ 2), SnO w (0 <w ≦ 2), SnSiO 3 , LiSiO or LiSnO can be used. As the elemental compound having an element capable of alloying with lithium, a silicon compound or a tin compound is preferable. As the silicon compound, SiO v (0.5 ≦ v ≦ 1.5) is preferable. As the tin compound, for example, a tin alloy (Cu-Sn alloy, Co-Sn alloy, or the like) can be used.
高分子材料としては、ポリアセチレン、ポリピロールなどが使用できる。 As the polymer material, polyacetylene, polypyrrole, or the like can be used.
負極活物質として高容量の理論容量を有するSiOv(0.5≦v≦1.5)を用いることが好ましい。 It is preferable to use SiO v (0.5 ≦ v ≦ 1.5) having a high capacity as the negative electrode active material.
セパレータは正極と負極とを隔離し、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。セパレータは、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、若しくはポリエチレンなどの合成樹脂製の多孔質膜、又はセラミックス製の多孔質膜が使用できる。 The separator separates the positive electrode and the negative electrode and allows lithium ions to pass through while preventing a short circuit of current due to contact between the two electrodes. As the separator, for example, a porous film made of synthetic resin such as polytetrafluoroethylene, polypropylene, or polyethylene, or a porous film made of ceramics can be used.
電解液は溶媒とこの溶媒に溶解された電解質とを含んでいる。 The electrolytic solution includes a solvent and an electrolyte dissolved in the solvent.
溶媒としては、例えば、環状エステル類、鎖状エステル類、エーテル類が使用できる。環状エステル類として、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ガンマブチロラクトン、ビニレンカーボネート、2−メチル−ガンマブチロラクトン、アセチル−ガンマブチロラクトン、ガンマバレロラクトンが使用できる。鎖状エステル類として、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルエチルカーボネート、プロピオン酸アルキルエステル、マロン酸ジアルキルエステル、酢酸アルキルエステルが使用できる。エーテル類として、例えば、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1、4−ジオキサン、1、2−ジメトキシエタン、1、2−ジエトキシエタン、1、2−ジブトキシエタンが使用できる。 As the solvent, for example, cyclic esters, chain esters, and ethers can be used. Examples of cyclic esters include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, gamma butyrolactone, vinylene carbonate, 2-methyl-gamma butyrolactone, acetyl-gamma butyrolactone, and gamma valerolactone. Examples of the chain esters include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dibutyl carbonate, dipropyl carbonate, methyl ethyl carbonate, propionic acid alkyl ester, malonic acid dialkyl ester, and acetic acid alkyl ester. As ethers, for example, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, and 1,2-dibutoxyethane can be used.
また電解質として、例えば、LiClO4、LiAsF6、LiPF6、LiBF4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2等のリチウム塩を使用することができる。 As the electrolyte, for example, lithium salts such as LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 can be used.
電解液としては、例えば、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネートなどの溶媒にLiClO4、LiPF6、LiBF4、LiCF3SO3などのリチウム塩を0.5mol/lから1.7mol/l程度の濃度で溶解させた溶液を使用することができる。 Examples of the electrolytic solution include 0.5 mol / l to 1.7 mol / l of a lithium salt such as LiClO 4 , LiPF 6 , LiBF 4 , and LiCF 3 SO 3 in a solvent such as ethylene carbonate, dimethyl carbonate, propylene carbonate, and dimethyl carbonate. A solution dissolved at a concentration of about 1 can be used.
上記リチウムイオン二次電池は車両に搭載することができる。 The lithium ion secondary battery can be mounted on a vehicle.
車両としては、電池による電気エネルギーを動力源の全部又は一部に使用する車両であればよく、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、ハイブリッド鉄道車両、電動フォークリフト、電気車椅子、電動アシスト自転車、電動二輪車が挙げられる。 The vehicle may be a vehicle that uses electric energy from a battery as a whole or a part of a power source. Bicycles and electric motorcycles are examples.
以上、本発明のリチウムイオン二次電池用正極及びリチウムイオン二次電池の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。 As mentioned above, although embodiment of the positive electrode for lithium ion secondary batteries and lithium ion secondary battery of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment. The present invention can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention, with modifications and improvements that can be made by those skilled in the art.
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
<SiOx粒子(0<x<2)の金属成分及び電解液の分解物のトラップ確認試験>
まず、試験例1のラミネート型リチウムイオン二次電池を作製し、55℃でのサイクル試験及び60℃での保存試験を行い、その際にSiOx粒子が金属成分及び電解液の分解物をトラップするかどうか確認した。
<Trapping confirmation test of metal component of SiO x particle (0 <x <2) and decomposition product of electrolyte>
First, a laminate type lithium ion secondary battery of Test Example 1 is manufactured, and a cycle test at 55 ° C. and a storage test at 60 ° C. are performed, and at that time, the SiO x particles trap the decomposition product of the metal component and the electrolytic solution. Confirmed whether to do.
<ラミネート型リチウムイオン二次電池作製>
(試験例1)
正極集電体として、厚み20μmのアルミニウム箔を準備した。アルミニウム箔の表面に以下のように正極活物質層を形成した。まず、正極活物質としての平均粒径D50が10μmのLiNi0.5Co0.2Mn0.3O2と、導電助剤としてのアセチレンブラックと、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVDF)とを、それぞれ88質量部、6質量部、6質量部として混合し、この混合物を適量のN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させて、スラリーを作製した。
<Production of laminated lithium-ion secondary battery>
(Test Example 1)
An aluminum foil having a thickness of 20 μm was prepared as a positive electrode current collector. A positive electrode active material layer was formed on the surface of the aluminum foil as follows. First, LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 having an average particle diameter D 50 of 10 μm as a positive electrode active material, acetylene black as a conductive additive, and polyvinylidene fluoride (PVDF as a binder) ) Were mixed as 88 parts by mass, 6 parts by mass, and 6 parts by mass, respectively, and this mixture was dispersed in an appropriate amount of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to prepare a slurry.
上記アルミニウム箔にスラリーをのせ、ドクターブレードを用いてスラリーが膜状になるように塗布した。スラリーを塗布したアルミニウム箔を80℃で20分間乾燥してNMPを揮発により除去することによって、アルミニウム箔の表面に正極活物質層を形成した。その後、ロ−ルプレス機により、アルミニウム箔とアルミニウム箔上の正極活物質層を強固に密着接合させた。電極の正極活物質層の目付けは12.0mg/cm2となるようにした。接合物を120℃で6時間、真空乾燥機で加熱し、所定の形状(25mm×30mmの矩形状)に切り取り、厚さ40μm程度の正極とした。 The slurry was placed on the aluminum foil and applied with a doctor blade so that the slurry became a film. The aluminum foil coated with the slurry was dried at 80 ° C. for 20 minutes, and NMP was removed by volatilization to form a positive electrode active material layer on the surface of the aluminum foil. Thereafter, the aluminum foil and the positive electrode active material layer on the aluminum foil were firmly bonded to each other by a roll press. The basis weight of the positive electrode active material layer of the electrode was 12.0 mg / cm 2 . The joined product was heated with a vacuum dryer at 120 ° C. for 6 hours, cut into a predetermined shape (rectangular shape of 25 mm × 30 mm), and formed into a positive electrode having a thickness of about 40 μm.
負極は以下のように作製した。平均粒径D50が10μmのSiOx粒子(0.5<x<1.5)(シグマ アルドリッチ ジャパン合同会社製)を32質量部と、平均粒径D50が10μmの黒鉛粉末を50質量部と、導電助剤としてのアセチレンブラックを8質量部と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVDF)を10質量部とを混合し、この混合物を適量のN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させてスラリーを作製した。このスラリーを負極用集電体である厚み20μmの銅箔にドクターブレードを用いて膜状になるように塗布し、スラリーを塗布した集電体を乾燥後プレスした。電極の負極活物質層の目付けは7.0mg/cm2となるようにした。接合物を120℃で6時間、真空乾燥機で加熱し、所定の形状(25mm×30mmの矩形状)に切り取り、厚さ40μm程度の負極とした。 The negative electrode was produced as follows. The average particle diameter D 50 10μm of SiO x particles (0.5 <x <1.5) (manufactured by Sigma-Aldrich Japan LLC) 32 parts by weight and an average particle diameter D 50 of 50 parts by mass of graphite powder 10μm And 8 parts by mass of acetylene black as a conductive additive and 10 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder, and this mixture is mixed with an appropriate amount of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). To prepare a slurry. This slurry was applied to a copper foil having a thickness of 20 μm, which is a negative electrode current collector, in a film shape using a doctor blade, and the current collector coated with the slurry was pressed after drying. The basis weight of the negative electrode active material layer of the electrode was set to 7.0 mg / cm 2 . The joined product was heated with a vacuum dryer at 120 ° C. for 6 hours, cut into a predetermined shape (rectangular shape of 25 mm × 30 mm), and made into a negative electrode having a thickness of about 40 μm.
上記の正極及び負極を用いて、ラミネート型リチウムイオン二次電池を製作した。詳しくは、正極及び負極の間に、セパレータとしてポリプロピレン樹脂からなる矩形状シート(27×32mm、厚さ25μm)を挟装して極板群とした。この極板群を二枚一組のラミネートフィルムで覆い、三辺をシールした後、袋状となったラミネートフィルムに電解液を注入した。電解液としてエチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)と、ジメチルカーボネート(DMC)とをEC:EMC:DMC=3:3:4(体積比)で混合した溶媒にLiPF6を1モル/Lとなるように溶解した溶液を用いた。その後、残りの一辺をシールすることで、四辺が気密にシールされ、極板群及び電解液が密閉されたラミネート型リチウムイオン二次電池を得た。なお、正極及び負極は外部と電気的に接続可能なタブを備え、このタブの一部はラミネート型リチウムイオン二次電池の外側に延出している。以上の工程で、試験例1のラミネート型リチウムイオン二次電池を作製した。 A laminate type lithium ion secondary battery was manufactured using the positive electrode and the negative electrode. Specifically, a rectangular sheet (27 × 32 mm, thickness 25 μm) made of polypropylene resin as a separator was sandwiched between the positive electrode and the negative electrode to form an electrode plate group. The electrode plate group was covered with a set of two laminated films, and the three sides were sealed, and then an electrolyte solution was injected into the bag-like laminated film. As an electrolytic solution, 1 mol / liter of LiPF 6 was added to a solvent prepared by mixing ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC), and dimethyl carbonate (DMC) at EC: EMC: DMC = 3: 3: 4 (volume ratio). A solution dissolved so as to be L was used. Thereafter, the remaining one side was sealed to obtain a laminate type lithium ion secondary battery in which the four sides were hermetically sealed and the electrode plate group and the electrolyte were sealed. Note that the positive electrode and the negative electrode each have a tab that can be electrically connected to the outside, and a part of the tab extends to the outside of the laminated lithium ion secondary battery. Through the above steps, a laminate type lithium ion secondary battery of Test Example 1 was produced.
<サイクル試験>
試験例1のラミネート型リチウムイオン二次電池を用いてサイクル試験を行った。サイクル試験は以下の条件で充放電を繰り返した。充電の際は、55℃において1Cレート、電圧4.5VでCCCV充電(定電流定電圧充電)をした。電圧は一時間保持した。放電の際は3.0V、1CレートでCC放電(定電流放電)を行った。この充放電を1サイクルとし、200サイクルまでサイクル試験を行った。
<Cycle test>
A cycle test was conducted using the laminate type lithium ion secondary battery of Test Example 1. In the cycle test, charge and discharge were repeated under the following conditions. At the time of charging, CCCV charging (constant current constant voltage charging) was performed at 55 ° C. at a 1C rate and a voltage of 4.5V. The voltage was held for 1 hour. When discharging, CC discharge (constant current discharge) was performed at 3.0 V and 1 C rate. This charging / discharging was made into 1 cycle, and the cycle test was done to 200 cycles.
<60℃保存試験>
試験例1のラミネート型リチウムイオン二次電池を用いて60℃保存試験を行った。これは試験例1のラミネート型リチウムイオン二次電池を以下の条件で充放電試験を一回行い、再度充電した電池を60℃で18日間放置した。充電は60℃においてSOC(State of charge)90%時の電圧で、1CレートでCCCV充電(定電流定電圧充電)をした。電圧は一時間保持した。放電の際は3.0V、1CレートでCC放電(定電流放電)を行った。
<60 ° C storage test>
A 60 ° C. storage test was conducted using the laminate type lithium ion secondary battery of Test Example 1. In this test, the laminate type lithium ion secondary battery of Test Example 1 was subjected to a charge / discharge test once under the following conditions, and the recharged battery was left at 60 ° C. for 18 days. Charging was performed at 60 ° C. at a SOC of 90% (state of charge), and CCCV charging (constant current constant voltage charging) was performed at a rate of 1C. The voltage was held for 1 hour. When discharging, CC discharge (constant current discharge) was performed at 3.0 V and 1 C rate.
<表面観察>
サイクル試験後の負極と保存試験後の負極の表面を、走査型電子顕微鏡(SEM)とエネルギー分散型X線分析装置(EDX)で観察した。サイクル試験後の負極の表面観察結果を図1に示し、保存試験後の負極の表面観察結果を図2に示す。
<Surface observation>
The negative electrode after the cycle test and the surface of the negative electrode after the storage test were observed with a scanning electron microscope (SEM) and an energy dispersive X-ray analyzer (EDX). FIG. 1 shows the surface observation results of the negative electrode after the cycle test, and FIG. 2 shows the surface observation results of the negative electrode after the storage test.
図1には、1つのSEM画像と、3つのEDX画像を並べて示している。3つのEDX画像は各々SiとMnとPの検出画像である。この4つの画像は同じ場所の観察結果である。 FIG. 1 shows one SEM image and three EDX images side by side. The three EDX images are detected images of Si, Mn, and P, respectively. These four images are observation results of the same place.
図1よりSiが検出された場所とMnが検出された場所及びPが検出された場所はほとんど同じであった。このことからサイクル試験によってSiOx粒子がMn及びPを吸着したことがわかった。Pは、電解液の分解物と推測される。 From FIG. 1, the location where Si was detected, the location where Mn was detected, and the location where P was detected were almost the same. From this, it was found that the SiO x particles adsorbed Mn and P by a cycle test. P is presumed to be a decomposition product of the electrolytic solution.
図2にも、図1と同様に1つのSEM画像と、3つのEDX画像を並べて示している。3つのEDX画像は各々SiとMnとPの検出画像である。この4つの画像は同じ場所の観察結果である。 FIG. 2 also shows one SEM image and three EDX images side by side as in FIG. The three EDX images are detected images of Si, Mn, and P, respectively. These four images are observation results of the same place.
図2のMnが検出された画像により、Mnは負極表面の全体に吸着されていることがわかった。また図2のPが検出された画像により、Pは負極全体に吸着されていることがわかった。このことから保存試験においてもSiOx粒子はMn及びPを吸着したことがわかった。 From the image in which Mn was detected in FIG. 2, it was found that Mn was adsorbed on the entire surface of the negative electrode. Moreover, it was found from the image in which P in FIG. 2 was detected that P was adsorbed to the entire negative electrode. From this, it was found that the SiO x particles adsorbed Mn and P in the storage test.
ここでサイクル試験においては電池の充放電にともなってリチウムイオンは移動するが、保存試験では電池の充放電は繰り返し行われていないので、電池の充放電に伴うリチウムイオンの移動は起っていない。そのため、図1及び図2の結果から、リチウムイオンの移動に関係なく、Mn及びPはSiOx粒子に吸着されることが確認できた。 Here, in the cycle test, lithium ions move with the charge / discharge of the battery, but in the storage test, the charge / discharge of the battery is not repeated, so the lithium ion does not move with the charge / discharge of the battery. . Therefore, from the results of FIGS. 1 and 2, it was confirmed that Mn and P were adsorbed on the SiO x particles regardless of the movement of lithium ions.
<実施例1のラミネート型リチウムイオン二次電池の作製>
正極活物質としての平均粒径D50が10μmのLiNi0.5Co0.2Mn0.3O2と、平均粒径D50が10μmのSiOx粒子(0.5<x<1.5)(シグマ アルドリッチ ジャパン合同会社製)と、導電助剤としてのアセチレンブラックと、結着剤としてのPVDFとを、それぞれ93質量部、1質量部、3質量部、3質量部として混合し、この混合物を適量のN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させて、スラリーを作製した以外は試験例1と同様にして実施例1のラミネート型リチウムイオン二次電池を作製した。実施例1のラミネート型リチウムイオン二次電池における正極活物質層において、正極活物質層全体を100質量%としたときに、SiOx粒子の含有量は1質量%未満であった。
<Production of Laminated Lithium Ion Secondary Battery of Example 1>
The average particle diameter D 50 of the positive electrode active material and LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 of 10 [mu] m, an average particle diameter D 50 of 10 [mu] m of SiO x particles (0.5 <x <1.5 ) (Manufactured by Sigma Aldrich Japan LLC), acetylene black as a conductive additive, and PVDF as a binder are mixed as 93 parts by mass, 1 part by mass, 3 parts by mass, and 3 parts by mass, respectively. A laminated lithium ion secondary battery of Example 1 was produced in the same manner as in Test Example 1 except that the mixture was dispersed in an appropriate amount of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to produce a slurry. In the positive electrode active material layer in the laminated lithium ion secondary battery of Example 1, the content of the SiO x particles was less than 1% by mass when the entire positive electrode active material layer was 100% by mass.
試験例1の結果から、実施例1のラミネート型リチウムイオン二次電池において、サイクル試験及び保存試験を行えば、正極活物質層に分散して含まれたSiOx粒子はMn及びPをトラップすることが予想される。 From the results of Test Example 1, when the cycle test and the storage test are performed in the laminated lithium ion secondary battery of Example 1, the SiO x particles dispersed and contained in the positive electrode active material layer trap Mn and P. It is expected that.
Claims (3)
前記集電体の表面に在り、かつ正極活物質と結着剤とを含む正極活物質層とを有し、
前記正極活物質は遷移金属を含み、
前記正極活物質層には、さらに、SiOx粒子(0.5<x<1.5)からなり、前記遷移金属をトラップする、トラップ材が分散して含まれており、
前記正極活物質層における前記SiO x 粒子の含有量は、該正極活物質層全体を100質量%としたときに0.1質量%以上1質量%未満であることを特徴とするリチウムイオン二次電池用正極。 A current collector,
A positive electrode active material layer present on the surface of the current collector and including a positive electrode active material and a binder;
The positive electrode active material includes a transition metal,
The positive electrode active material layer further includes SiO x particles ( 0.5 <x < 1.5 ) , and includes a trap material dispersed to trap the transition metal ,
The content of the SiO x particles in the positive electrode active material layer is 0.1% by mass or more and less than 1% by mass when the entire positive electrode active material layer is 100% by mass. Battery positive electrode.
Lithium ion secondary battery having a positive electrode for a lithium ion secondary battery according to any one of claims 1-2.
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