JP6111806B2 - Method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery Download PDF

Info

Publication number
JP6111806B2
JP6111806B2 JP2013078716A JP2013078716A JP6111806B2 JP 6111806 B2 JP6111806 B2 JP 6111806B2 JP 2013078716 A JP2013078716 A JP 2013078716A JP 2013078716 A JP2013078716 A JP 2013078716A JP 6111806 B2 JP6111806 B2 JP 6111806B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
negative electrode
positive electrode
secondary battery
electrolyte secondary
nonaqueous electrolyte
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
JP2013078716A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014203657A (en
Inventor
裕樹 澤田
裕樹 澤田
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.)
Kaneka Corp
Original Assignee
Kaneka 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 Kaneka Corp filed Critical Kaneka Corp
Priority to JP2013078716A priority Critical patent/JP6111806B2/en
Publication of JP2014203657A publication Critical patent/JP2014203657A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6111806B2 publication Critical patent/JP6111806B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • 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
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Description

本発明は、特定の充放電処理工程を含む非水電解質二次電池の製造方法に関するものである The present invention relates to a method for producing a nonaqueous electrolyte secondary battery including a specific charge / discharge treatment step .

近年、携帯機器、ハイブリット自動車、電気自動車、家庭用蓄電用途に非水電解質二次電池の研究開発が盛んにおこなわれている。これらの分野に用いられる非水電解質二次電池は、長期間充放電サイクルが繰り返されて使用される。
しかしながら、従来の非水電解質二次電池では、電池がさらされる室内の温度が高くなるほど、保存時、あるいは充放電サイクル時にガスが発生し、その結果、内圧のため電池が膨らみ、電池特性が低下するという問題点があった。
In recent years, non-aqueous electrolyte secondary batteries have been actively researched and developed for portable devices, hybrid vehicles, electric vehicles, and household power storage applications. Non-aqueous electrolyte secondary batteries used in these fields are used after repeated long-term charge / discharge cycles.
However, in the conventional non-aqueous electrolyte secondary battery, the higher the temperature in the room where the battery is exposed, the more gas is generated during storage or charge / discharge cycles. As a result, the battery swells due to internal pressure, and the battery characteristics deteriorate. There was a problem of doing.

この問題点を解決するため、特許文献1は、負極活物質にチタン酸リチウムを用い、負極活物質の製造時、その表面にアルコール由来のカーボンを担持させている。そして、非水電解質二次電池の初期充放電工程において、負極の電位を1.0V(vs.Li/Li)以下にする方法(実施例1)が検討されている。この方法は、負極の容量を、正極の容量よりも少なくした非水電解質二次電池を充電することによっておこなうことができる。負極の容量が正極の容量よりも小さくなっていることは、特許文献1の段落0022,0023の記載から明らかである。 In order to solve this problem, Patent Document 1 uses lithium titanate as a negative electrode active material, and supports carbon derived from alcohol on the surface when the negative electrode active material is manufactured. Then, in the initial charge / discharge process of the nonaqueous electrolyte secondary battery, a method (Example 1) in which the potential of the negative electrode is set to 1.0 V (vs. Li + / Li) or less has been studied. This method can be performed by charging a nonaqueous electrolyte secondary battery in which the capacity of the negative electrode is smaller than the capacity of the positive electrode. It is clear from the description of paragraphs 0022 and 0023 of Patent Document 1 that the capacity of the negative electrode is smaller than the capacity of the positive electrode.

この特許文献1によると、負極活物質であるチタン酸リチウムにカーボンを担持させ、さらに負極の電位をリチウム基準で1.0V(vs.Li/Li)以下にする工程を経ることにより、電解液あるいは添加剤を分解させ、負極に保護被膜が形成され、その結果、負極と電解液との反応性が低下し、ガス発生が抑制されたと記載されている(段落0031)。 According to Patent Document 1, carbon is supported on lithium titanate, which is a negative electrode active material, and further, a process of reducing the potential of the negative electrode to 1.0 V (vs. Li + / Li) or less with respect to lithium is performed. It is described that the liquid or additive is decomposed to form a protective film on the negative electrode, and as a result, the reactivity between the negative electrode and the electrolytic solution is reduced, and gas generation is suppressed (paragraph 0031).

また特許文献2には、負極活物質の表面に負極集電体を構成する金属粒子が形成された負極活物質を含むリチウムイオン二次電池が記載されている。このリチウムイオン二次電池の製造方法では、電池製造後の初期充放電時、正極板と負極板との間の電圧が0Vになるまでリチウムイオン二次電池を放電させる(段落0021)。これにより、負極集電体を構成する金属を負極集電体から電解液に溶出させ、その後、リチウムイオン二次電池を充電するときに、電解液(金属イオン含有溶液)から金属を負極活物質の表面に析出させる。   Patent Document 2 describes a lithium ion secondary battery including a negative electrode active material in which metal particles constituting a negative electrode current collector are formed on the surface of a negative electrode active material. In this method of manufacturing a lithium ion secondary battery, at the time of initial charge / discharge after battery manufacture, the lithium ion secondary battery is discharged until the voltage between the positive electrode plate and the negative electrode plate becomes 0 V (paragraph 0021). As a result, the metal constituting the negative electrode current collector is eluted from the negative electrode current collector into the electrolytic solution, and then the metal is removed from the electrolytic solution (metal ion-containing solution) when the lithium ion secondary battery is charged. To be deposited on the surface.

特開2007−323958号公報JP 2007-323958 A 特開2012−089348号公報JP 2012-089348 A

しかしながら、特許文献1の製造方法に従えば、負極の容量を、正極の容量よりも少なくした非水電解質二次電池を充電することによって、負極の電位を1.0V(vs.Li+/Li)以下にしているが、この方法を行う場合、負極電位の制御が難しく、負極の電位が0.0V(vs.Li+/Li)付近まで低下した場合、リチウムデンドライトが生成し、電池内部でショートが発生するため危険である。   However, according to the manufacturing method of Patent Document 1, the potential of the negative electrode is set to 1.0 V (vs. Li + / Li) by charging a non-aqueous electrolyte secondary battery in which the capacity of the negative electrode is smaller than that of the positive electrode. Although it is described below, when this method is performed, it is difficult to control the negative electrode potential, and when the potential of the negative electrode is lowered to around 0.0 V (vs. Li + / Li), lithium dendrite is generated and short-circuiting occurs inside the battery. It is dangerous because it occurs.

また、特許文献2には、初期充放電時、正極板と負極板との間の電圧が0Vになるまで、リチウムイオン二次電池を放電させる、という工程を採用しているが、特許文献2の発明で、電池製造後の初期充放電時、正極板と負極板との間の電圧が0Vになるまでリチウムイオン二次電池を放電させる目的は、電解液あるいは添加剤の分解物由来の保護被膜でなく、負極集電体を構成する「金属」を負極集電体から電解液に溶出させることである。また特許文献2には、非水電解質二次電池の正極、負極の容量の関係に注目した記述はない。   Patent Document 2 employs a process of discharging a lithium ion secondary battery until the voltage between the positive electrode plate and the negative electrode plate becomes 0 V at the time of initial charge / discharge. The purpose of discharging the lithium ion secondary battery until the voltage between the positive electrode plate and the negative electrode plate becomes 0 V during the initial charge / discharge after the manufacture of the battery is to protect from the decomposition solution of the electrolyte or additive The “metal” constituting the negative electrode current collector, not the coating, is eluted from the negative electrode current collector into the electrolytic solution. Patent Document 2 does not include a description paying attention to the relationship between the capacities of the positive electrode and the negative electrode of the nonaqueous electrolyte secondary battery.

本発明の課題は、非水電解質二次電池において、サイクル運転時においてガス発生がなく、優れたサイクル安定性を発現する非水電解質二次電池を提供することである。   An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery which does not generate gas during cycle operation and exhibits excellent cycle stability in a non-aqueous electrolyte secondary battery.

前記事情に鑑み、本発明者が鋭意検討を重ねた結果、正極の単位面積当たりの容量をA、負極の単位面積当たりの容量をBとしたとき、A<Bが満たされるように設計した非水電解質二次電池の充放電処理工程において、負極に対する正極の電位を0.0Vに到達するまで放電した後に一定時間保持する工程を含むことによって、保存時、あるいは充放電サイクル時に発生するガスを抑止できることを見出し、本発明を完成するに至った。   In view of the above circumstances, as a result of intensive investigations by the present inventors, a non-design designed so that A <B is satisfied when the capacity per unit area of the positive electrode is A and the capacity per unit area of the negative electrode is B. In the charge / discharge treatment step of the water electrolyte secondary battery, by including a step of holding the positive electrode potential with respect to the negative electrode until it reaches 0.0 V and holding for a certain period of time, the gas generated during storage or during the charge / discharge cycle is reduced. The inventors have found that it can be suppressed, and have completed the present invention.

すなわち本発明は、正極と、負極と、前記正極と前記負極の間に介在する非水電解質とを有する非水電解質二次電池の製造方法であって、前記正極の単位面積当たりの容量をA、前記負極の単位面積当たりの容量をBとしたとき、A<Bを満たす前記正極と前記負極とを用意し、前記正極と前記負極の間に前記非水電解質を介在させた状態で、前記負極に対する前記正極の電位を0.0Vに到達するまで放電した後に一定時間保持する充放電処理工程を実施する方法である。   That is, the present invention is a method of manufacturing a nonaqueous electrolyte secondary battery having a positive electrode, a negative electrode, and a nonaqueous electrolyte interposed between the positive electrode and the negative electrode, wherein the capacity per unit area of the positive electrode is defined as A. When the capacity per unit area of the negative electrode is B, the positive electrode satisfying A <B and the negative electrode are prepared, and the nonaqueous electrolyte is interposed between the positive electrode and the negative electrode, This is a method for carrying out a charge / discharge treatment step in which the electric potential of the positive electrode with respect to the negative electrode is discharged until it reaches 0.0 V and then held for a certain period of time.

本発明によれば、正極の電位を負極と同じ電位まで下げることによって、負極のみならず正極で電解液あるいは添加剤を分解させることができる。その結果、負極及び正極に、電解液あるいは添加剤の分解物由来の保護被膜を形成させることができる。特に本発明では、正極の単位面積当たりの容量Aが、負極の単位面積当たりの容量Bよりも小さくなるように非水電解質二次電池の電極を設計しているので、負極のみならず正極の保護被膜を形成にも有利である。その理由は次のとおりである。   According to the present invention, by reducing the potential of the positive electrode to the same potential as that of the negative electrode, the electrolyte solution or additive can be decomposed not only by the negative electrode but also by the positive electrode. As a result, a protective film derived from the electrolytic solution or the decomposition product of the additive can be formed on the negative electrode and the positive electrode. In particular, in the present invention, the electrode of the non-aqueous electrolyte secondary battery is designed so that the capacity A per unit area of the positive electrode is smaller than the capacity B per unit area of the negative electrode. It is also advantageous for forming a protective coating. The reason is as follows.

A<Bを満たす非水電解質二次電池を前記負極に対する前記正極の電位を0.0Vに到達するまで放電した場合、負極の電位を電解液あるいは添加剤の分解電位に保持しながら、正極の電位を電解液あるいは添加剤の分解電位まで低下することができる。このことから、負極のみならず、正極にも電解液あるいは添加剤の分解物由来の保護被膜を形成させることができる。一方、A>Bを満たす非水電解質二次電池を前記負極に対する前記正極の電位を0.0Vに到達するまで放電した場合、正極の電位が落ちずに負極の電位が上昇し0.0Vとなるため、正極の電位は、電解液あるいは添加剤の分解電位よりも高い電位の状態となる。そのため、正極に保護皮膜が形成されない。
また本発明の非水電解質二次電池の製造方法によって製造された非水電解質二次電池は、負極及び正極に、電解液あるいは添加剤の分解物由来の保護被膜が形成されているので、実使用時においてガス発生が少なく、優れたサイクル安定性を発現する。
When the nonaqueous electrolyte secondary battery satisfying A <B is discharged until the potential of the positive electrode with respect to the negative electrode reaches 0.0 V, the potential of the positive electrode is maintained while maintaining the potential of the negative electrode at the decomposition potential of the electrolyte or additive. The potential can be lowered to the decomposition potential of the electrolyte or additive. From this, not only the negative electrode but also the positive electrode can be formed with a protective film derived from the decomposition solution of the electrolyte or additive. On the other hand, when a non-aqueous electrolyte secondary battery satisfying A> B is discharged until the potential of the positive electrode with respect to the negative electrode reaches 0.0 V, the potential of the negative electrode rises without decreasing the potential of the positive electrode. Therefore, the potential of the positive electrode is in a higher potential state than the decomposition potential of the electrolytic solution or additive. Therefore, a protective film is not formed on the positive electrode.
In addition, the nonaqueous electrolyte secondary battery manufactured by the method for manufacturing a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention has a protective film derived from a decomposition product of the electrolyte or additive on the negative electrode and the positive electrode. There is little gas generation at the time of use and expresses excellent cycle stability.

本発明の一実施形態について説明すれば以下のとおりである。なお、本発明は以下の説明に限定されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図されている。
<1.負極>
本発明の非水電解質二次電池の負極に含まれる負極活物質は、正極よりも低い電位で、リチウムイオンの挿入・脱離反応が進行すればよく、天然黒鉛、人造黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ及びグラファイトなどの炭素材料、Si、Sn、その酸化物及び窒素等との化合物、チタン酸リチウム、二酸化チタン、五酸化ニオブ、二酸化モリブデンなどが例示される。
An embodiment of the present invention will be described as follows. The present invention is not limited to the following description. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
<1. Negative electrode>
The negative electrode active material contained in the negative electrode of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention may be natural graphite, artificial graphite, mesocarbon microbeads as long as the lithium ion insertion / extraction reaction proceeds at a lower potential than the positive electrode. And carbon materials such as graphite, Si, Sn, oxides thereof and compounds with nitrogen, lithium titanate, titanium dioxide, niobium pentoxide, molybdenum dioxide and the like.

負極に対する正極の電位を0.0Vに到達させたときに、負極にリチウム金属が析出する可能性が極めて低いことから、本発明の非水電解質二次電池に用いる負極活物質は、リチウムイオンの挿入・脱離反応が、0.1V(vs.Li/Li)以上2.0V(vs.Li/Li)以下で進行するものであることが好ましい。
特に、リチウムイオンの挿入・脱離反応が0.3V(vs.Li/Li)以上2.0V(vs.Li/Li)以下で進行する負極活物質が好ましい。
When the potential of the positive electrode with respect to the negative electrode reaches 0.0 V, the possibility of deposition of lithium metal on the negative electrode is extremely low. Therefore, the negative electrode active material used in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is lithium ion It is preferable that the insertion / elimination reaction proceeds at 0.1 V (vs. Li + / Li) or more and 2.0 V (vs. Li + / Li) or less.
In particular, a negative electrode active material in which insertion / extraction reaction of lithium ions proceeds at 0.3 V (vs. Li + / Li) or higher and 2.0 V (vs. Li + / Li) or lower is preferable.

リチウムイオンの挿入・脱離反応が0.1V(vs.Li/Li)以上2.0V(vs.Li/Li)以下で進行する負極活物質は、Si、Sn、その酸化物及び窒素等との化合物などが挙げられる。
リチウムイオンの挿入・脱離反応が0.3V(vs.Li/Li)以上2.0V(vs.Li/Li)以下で進行する負極活物質は、チタン酸リチウム、二酸化チタン、五酸化ニオブ及び二酸化モリブデンなどが好ましく、負極活物質の安定性が高い点から、チタン酸リチウム、二酸化チタン、HTi1225がより好ましい。また、これら負極活物質には導電性、あるいは安定性の向上のため、たとえばNbなどのリチウム、チタン以外の元素が微量含まれていてもよい。
The negative electrode active material in which the insertion / extraction reaction of lithium ions proceeds at 0.1 V (vs. Li + / Li) or more and 2.0 V (vs. Li + / Li) or less is Si, Sn, its oxide, and nitrogen And the like.
The negative electrode active material in which the insertion / extraction reaction of lithium ions proceeds at 0.3 V (vs. Li + / Li) or more and 2.0 V (vs. Li + / Li) or less is lithium titanate, titanium dioxide, pentoxide Niobium, molybdenum dioxide, and the like are preferable, and lithium titanate, titanium dioxide, and H 2 Ti 12 O 25 are more preferable from the viewpoint of high stability of the negative electrode active material. These negative electrode active materials may contain a trace amount of elements other than lithium and titanium, such as Nb, for example, in order to improve conductivity or stability.

リチウムイオンの挿入反応が0.1V(vs.Li+/Li)以上2.0V(vs.Li+/Li)以下で進行するとは、負極活物質へのリチウムイオン挿入が2.0V(vs.Li+/Li)以下で開始し、0.1V(vs.Li+/Li)以上で終了することである。一方、リチウムイオンの脱離反応が0.1V(vs.Li+/Li)以上、2.0V(vs.Li+/Li)以下で進行するとは、負極活物質からのリチウムイオン脱離が0.1V(vs.Li+/Li)以上で開始し、2.0V(vs.Li+/Li)以下で終了することである。 Interpolation Nyuhan response of lithium ions 0.1V (vs.Li + / Li) or 2.0V to proceed in (vs.Li + / Li) or less, a lithium ion insertion into the negative electrode active material is 2.0V (vs. Li + / Li) or less, and end at 0.1 V (vs. Li + / Li) or more. On the other hand, when the desorption reaction of lithium ions proceeds at 0.1 V (vs. Li + / Li) or more and 2.0 V (vs. Li + / Li) or less, the desorption of lithium ions from the negative electrode active material is 0.1 V. It starts at (vs. Li + / Li) or higher and ends at 2.0 V (vs. Li + / Li) or lower.

これら負極活物質は1種類でもよいし、2種類以上用いてもよい。
リチウムイオン挿入・脱離反応の電位(vs.Li/Li)は、例えば、負極活物質を用いた動作極、リチウム金属を対極とした半電池の充放電特性を測定し、プラトー開始時、及び終了時の電圧値を読み取ることによって求めることができる。プラトーが2箇所以上あった場合は、もっとも低い電位のプラトーが0.1V(vs.Li/Li)以上であればよく、もっとも高い電位のプラトーが2.0V(vs.Li/Li)以下であればよい。前記半電池に用いる動作極、電解液、セパレータは後述のものと同様のものを用いることができる。
One type of these negative electrode active materials may be used, or two or more types may be used.
The potential (vs. Li + / Li) of the lithium ion insertion / desorption reaction is measured, for example, by measuring the charge / discharge characteristics of a working electrode using a negative electrode active material and a half cell using lithium metal as a counter electrode, And it can obtain | require by reading the voltage value at the time of completion | finish. When there are two or more plateaus, the lowest potential plateau may be 0.1 V (vs. Li + / Li) or higher, and the highest potential plateau is 2.0 V (vs. Li + / Li). The following is sufficient. The working electrode, electrolytic solution, and separator used for the half battery can be the same as those described later.

前記負極には、さらに導電助材を含有してもよい。導電助材としては、特に限定されないが、金属材料、炭素材料が好ましい。金属材料の場合は、銅、及びニッケルなど、炭素材料の場合は天然黒鉛、人造黒鉛、気相成長炭素繊維、カーボンナノチューブ、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、及びファーネスブラックなどが挙げられる。これら導電助材は1種類でもよいし、2種類以上用いてもよい。   The negative electrode may further contain a conductive additive. Although it does not specifically limit as a conductive support material, A metal material and a carbon material are preferable. Examples of the metal material include copper and nickel, and examples of the carbon material include natural graphite, artificial graphite, vapor grown carbon fiber, carbon nanotube, acetylene black, ketjen black, and furnace black. These conductive aids may be used alone or in combination of two or more.

本発明において、負極に含まれる導電助材の量は、負極活物質100重量部に対して、好ましくは1重量部以上、30重量部以下、より好ましくは2重量部以上、15重量部以下である。前記範囲であれば、負極の導電性が確保される。また、後述のバインダーとの接着性が維持され、集電体との接着性が十分に得ることができる。
本発明において、負極には、活物質を集電体に結着させるため、バインダーを使用してよい。バインダーとしては、特に限定されないが、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)、スチレン−ブタジエンゴム、ポリイミド、アクリル樹脂及びそれらの誘導体からなる群からえらばれる少なくとも1種を用いることができる。バインダーは負極の作製しやすさから、非水溶媒又は水に、溶解又は分散されていることが好ましい。非水溶媒は、特に限定されないが、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、酢酸メチル、酢酸エチル、及びテトラヒドロフランなどを挙げることができる。これらに分散剤、増粘剤を加えてもよい。
In the present invention, the amount of the conductive additive contained in the negative electrode is preferably 1 part by weight or more and 30 parts by weight or less, more preferably 2 parts by weight or more and 15 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the negative electrode active material. is there. If it is the said range, the electroconductivity of a negative electrode will be ensured. Moreover, adhesiveness with the below-mentioned binder is maintained, and adhesiveness with a collector can fully be obtained.
In the present invention, a binder may be used for the negative electrode in order to bind the active material to the current collector. The binder is not particularly limited, and for example, at least one selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride (PVdF), polytetrafluoroethylene (PTFE), styrene-butadiene rubber, polyimide, acrylic resin, and derivatives thereof is used. be able to. The binder is preferably dissolved or dispersed in a non-aqueous solvent or water from the viewpoint of easy production of the negative electrode. The non-aqueous solvent is not particularly limited, and examples thereof include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, methyl acetate, ethyl acetate, and tetrahydrofuran. You may add a dispersing agent and a thickener to these.

本発明において、負極に含まれるバインダーの量は、負極活物質100重量部に対して、好ましくは1重量部以上30重量部以下、より好ましくは2重量部以上15重量部以下である。前記範囲であれば、負極活物質と導電助材との接着性が維持され、集電体との接着性が十分に得ることができる。
本発明において好ましい負極の一形態としては、負極活物質、導電助材、及びバインダーの混合物を集電体上に形成することによって作製されるが、作製方法の容易さから、前記混合物及び溶媒でスラリーを作製し、得られたスラリーを集電体上に塗工した後に、溶媒を除去することによって負極を作製する方法が好ましい。
In the present invention, the amount of the binder contained in the negative electrode is preferably 1 part by weight or more and 30 parts by weight or less, more preferably 2 parts by weight or more and 15 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the negative electrode active material. If it is the said range, the adhesiveness of a negative electrode active material and a conductive support material will be maintained, and adhesiveness with a collector can fully be acquired.
As a preferred embodiment of the negative electrode in the present invention, it is prepared by forming a mixture of a negative electrode active material, a conductive additive and a binder on a current collector. From the ease of the preparation method, the mixture and the solvent are used. A method of preparing a negative electrode by removing the solvent after preparing the slurry and coating the obtained slurry on a current collector is preferable.

前記負極に用いることのできる集電体は、銅、SUS、ニッケル、チタン、アルミニウム及びそれらの合金が好ましい。
なお、集電体は、金属材料(銅、SUS、ニッケル、チタン、及びそれらの合金)の表面に負極の電位で反応しない金属を被覆したものも用いることもできる。
スラリーの作製方法は、特に限定されないが、負極活物質、導電助材、バインダー、及び溶媒を均一に混合できることから、ボールミル、プラネタリミキサ、ジェットミル、薄膜旋回型ミキサーを用いることが好ましい。スラリーの作製は、特に限定されないが、負極活物質、導電助材、及びバインダーを混合した後に溶媒を加えて作製してもよいし、負極活物質、導電助材、バインダー、及び溶媒を一緒に混合して作製してもよい。
The current collector that can be used for the negative electrode is preferably copper, SUS, nickel, titanium, aluminum, or an alloy thereof.
As the current collector, a metal material (copper, SUS, nickel, titanium, and alloys thereof) coated with a metal that does not react with the potential of the negative electrode can be used.
A method for producing the slurry is not particularly limited, but it is preferable to use a ball mill, a planetary mixer, a jet mill, or a thin-film swirl mixer because the negative electrode active material, the conductive additive, the binder, and the solvent can be mixed uniformly. Although the production of the slurry is not particularly limited, it may be produced by mixing the negative electrode active material, the conductive additive, and the binder and then adding a solvent, or the negative electrode active material, the conductive additive, the binder, and the solvent together. You may mix and produce.

スラリーの固形分濃度は、30wt%以上80wt%以下であることが好ましい。30wt%未満の場合、スラリーの粘度が低すぎる傾向があり、一方、80wt%より高い場合は、スラリーの粘度が高すぎる傾向があるため、後述の電極の形成が困難となる場合がある。
スラリーに用いる溶媒は、非水溶媒、あるいは水であることが好ましい。非水溶媒は、特に限定されないが、例えば、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、酢酸メチル、酢酸エチル、及びテトラヒドロフランなどを挙げることができる。また、これらに分散剤、増粘剤を加えてもよい。
The solid content concentration of the slurry is preferably 30 wt% or more and 80 wt% or less. If it is less than 30 wt%, the viscosity of the slurry tends to be too low, whereas if it is higher than 80 wt%, the viscosity of the slurry tends to be too high, and it may be difficult to form an electrode described later.
The solvent used for the slurry is preferably a non-aqueous solvent or water. The non-aqueous solvent is not particularly limited, and examples thereof include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, methyl acetate, ethyl acetate, and tetrahydrofuran. Moreover, you may add a dispersing agent and a thickener to these.

集電体上への負極の形成は、特に限定されないが、例えば前記スラリーをドクターブレード、ダイコータ、コンマコータ等により塗布した後に、溶剤を除去する方法、あるいはスプレーにより塗布した後に溶剤を除去する方法が好ましい。溶媒を除去する方法は、オーブンや真空オーブンを用いた乾燥が簡単であり好ましい。雰囲気としては室温、あるいは高温とした空気、不活性ガス、真空状態などが挙げられる。負極の形成は、前述の正極を形成する前でも、後でもよい。また、負極作製後、ロールプレス機などを用いて負極を圧縮させてもよい。前記電極の圧縮は、前述の正極を形成する前でも、後でもよい。   The formation of the negative electrode on the current collector is not particularly limited. For example, a method of removing the solvent after applying the slurry with a doctor blade, a die coater, a comma coater or the like, or a method of removing the solvent after applying with a spray. preferable. The method for removing the solvent is preferable because it is easy to dry using an oven or a vacuum oven. Examples of the atmosphere include room temperature or high temperature air, an inert gas, and a vacuum state. The negative electrode may be formed before or after the above-described positive electrode is formed. Moreover, you may compress a negative electrode using a roll press machine etc. after negative electrode preparation. The electrode may be compressed before or after the positive electrode is formed.

本発明において、負極の厚みは、10μm以上200μm以下であることが好ましい。10μm以下では、所望の容量を得ることが難しい場合があり、200μmより厚い場合は、所望の出力密度を得ることが難しい場合がある。
本発明において、負極の密度は、1.0g/cm以上3.0g/cm以下であることが好ましい。1.0g/cm未満であれば、負極活物質、導電助材との接触が不十分となり電子伝導性が低下する場合がある。3.0g/cmより大きい場合は、後述の電解液が負極内に浸透しにくくなり、リチウム伝導性が低下する場合がある。負極は、所望の厚み、密度まで圧縮させてもよい。圧縮は、特に限定されないが、例えば、ロールプレス、油圧プレス等を用いておこなうことができる。電極の圧縮は、前述の正極を形成する前でも、後でもよい。
In the present invention, the thickness of the negative electrode is preferably 10 μm or more and 200 μm or less. If it is 10 μm or less, it may be difficult to obtain a desired capacity, and if it is thicker than 200 μm, it may be difficult to obtain a desired output density.
In the present invention, the density of the negative electrode is preferably 1.0 g / cm 3 or more and 3.0 g / cm 3 or less. If it is less than 1.0 g / cm 3 , the contact with the negative electrode active material and the conductive additive becomes insufficient, and the electronic conductivity may decrease. When it is larger than 3.0 g / cm 3 , an electrolyte solution described later is less likely to penetrate into the negative electrode, and lithium conductivity may be lowered. The negative electrode may be compressed to a desired thickness and density. Although compression is not specifically limited, For example, it can carry out using a roll press, a hydraulic press, etc. The electrode may be compressed before or after the above-described positive electrode is formed.

本発明において、負極の単位面積、例えば1cmあたりの電気容量は、0.5mAh以上6.0mAh以下であることが好ましい。0.5mAh未満である場合は所望する容量の電池の大きさが大きくなる場合があり、一方、6.0mAhより多い場合は所望の出力密度を得ることが難しい場合がある。負極の1cmあたりの電気容量の算出は、負極作製後、リチウム金属を対極とした半電池を作製した後に、充放電特性を測定することによって算出できる。負極の負極1cmあたりの電気容量の制御は、特に限定されないが、集電体単位面積あたりに形成させる負極の重量で制御する方法、例えば、前述の負極塗工時の塗工厚みで制御することができる。 In the present invention, the unit area of the negative electrode, for example, the electric capacity per 1 cm 2 is preferably 0.5 mAh or more and 6.0 mAh or less. If it is less than 0.5 mAh, the size of the battery having a desired capacity may be increased. On the other hand, if it is more than 6.0 mAh, it may be difficult to obtain a desired output density. Calculation of the electric capacity per 1 cm < 2 > of a negative electrode can be calculated by measuring a charging / discharging characteristic after producing a half cell which made lithium metal a counter electrode after negative electrode preparation. Control of the electric capacity per 1 cm 2 of negative electrode of the negative electrode is not particularly limited, but is controlled by a method of controlling by the weight of the negative electrode formed per unit area of the current collector, for example, by the coating thickness at the time of the above-described negative electrode coating be able to.

<2.正極>
本発明の非水電解質二次電池の正極に用いられる正極活物質は、特に限定されないが、リチウム遷移金属化合物であればよく、リチウムコバルト化合物、リチウムニッケル化合物、リチウムマンガン化合物、リチウム鉄化合物などが例示される。また、遷移金属は1種類に限定されず、2種類以上であってもよい。例えば、リチウムコバルトニッケルマンガン化合物、リチウムニッケルマンガン化合物などが例示される。また、リチウム遷移金属化合物の安定性を向上する効果が高いことから、たとえばアルミニウム、マグネシウム、チタンなどの元素が微量含まれていてもよい。
<2. Positive electrode>
The positive electrode active material used for the positive electrode of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited, and may be a lithium transition metal compound, such as a lithium cobalt compound, a lithium nickel compound, a lithium manganese compound, and a lithium iron compound. Illustrated. Moreover, a transition metal is not limited to one type, Two or more types may be sufficient. For example, a lithium cobalt nickel manganese compound, a lithium nickel manganese compound, etc. are illustrated. Moreover, since the effect which improves the stability of a lithium transition metal compound is high, elements, such as aluminum, magnesium, titanium, may be contained in trace amounts, for example.

リチウムマンガン化合物としては、正極活物質の安定性が高いことから、Li1+xMyMn2―x―y(0≦x≦0.2、0<y≦0.6、Mは2〜13族でかつ第3〜4周期に属する元素からなる群から選ばれる少なくとも1種)で表されるリチウムマンガン化合物であることが特に好ましい。x<0の場合は、正極活物質の容量が減少する傾向がある。また、x>0.2の場合は炭酸リチウムなどの不純物が多く含まれるようになる傾向がある。y=0の場合は、正極活物質の安定性が低くなる傾向がある。また、y>0.6の場合はMの酸化物などの不純物が多く含まれるようになる傾向がある。 As the lithium manganese compound, since the positive electrode active material has high stability, Li 1 + x MyMn 2−xy O 4 (0 ≦ x ≦ 0.2, 0 <y ≦ 0.6, M is a group 2 to 13 And a lithium manganese compound represented by at least one selected from the group consisting of elements belonging to the third to fourth periods. When x <0, the capacity of the positive electrode active material tends to decrease. Further, when x> 0.2, there is a tendency that many impurities such as lithium carbonate are included. When y = 0, the stability of the positive electrode active material tends to be low. Further, when y> 0.6, a large amount of impurities such as M oxide tends to be contained.

前記正極活物質の表面には、導電性向上、あるいは安定性向上のため、炭素材料、金属酸化物、あるいは高分子等で覆われてもよい。
本発明の非水電解質二次電池に用いる正極には導電助材を含有させてもよい。前記導電助材は、特に限定されないが、前記負極と同様のものを用いることができる。
前記正極にはバインダーを含有させてよい。バインダーは、特に限定されないが、前記負極と同様のものを用いることができる。
The surface of the positive electrode active material may be covered with a carbon material, a metal oxide, a polymer, or the like in order to improve conductivity or stability.
You may make the positive electrode used for the nonaqueous electrolyte secondary battery of this invention contain a conductive support material. Although the said conductive support material is not specifically limited, The thing similar to the said negative electrode can be used.
The positive electrode may contain a binder. The binder is not particularly limited, and the same binder as the negative electrode can be used.

前記正極に含まれるバインダーの量は、正極活物質100重量部に対して、好ましくは1重量部以上30重量部以下、より好ましくは2重量部以上15重量部以下である。前記範囲であれば、正極活物質と導電助材との接着性が維持され、集電体との接着性が十分に得ることができる。
前記正極の作製方法としては、正極活物質、導電助材、及びバインダーの混合物を集電体上に塗工することによって作製する方法が挙げられるが、作製方法の容易さから、前記混合物及び溶媒でスラリーを作製し、得られたスラリーを集電体上に塗工した後に、溶媒を除去することによって正極を作製する方法が好ましい。
The amount of the binder contained in the positive electrode is preferably 1 part by weight or more and 30 parts by weight or less, more preferably 2 parts by weight or more and 15 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the positive electrode active material. If it is the said range, the adhesiveness of a positive electrode active material and a conductive support material will be maintained, and adhesiveness with a collector can fully be acquired.
Examples of the method for producing the positive electrode include a method in which a mixture of a positive electrode active material, a conductive additive, and a binder is applied on a current collector. From the ease of the production method, the mixture and the solvent are used. A method of preparing a positive electrode by preparing a slurry by coating the obtained slurry on a current collector and then removing the solvent is preferable.

前記正極に用いる集電体は、アルミニウム及びその合金であることが好ましい。前記アルミニウムは、正極反応雰囲気下で安定であることから、特に限定されないが、JIS規格1030、1050、1085、1N90、1N99等に代表される高純度アルミニウムであることが好ましい。
なお、集電体は、アルミニウム以外の金属(銅、SUS、ニッケル、チタン、及びそれらの合金)の表面にアルミニウムを被覆したものも用いることもできる。
スラリーの作製は、特に限定されないが、正極活物質、導電助材、バインダー、及び溶媒を均一に混合できることから、ボールミル、プラネタリミキサ、ジェットミル、薄膜旋回型ミキサーを用いることが好ましい。スラリーの作製は、特に限定されないが、正極活物質、導電助材、及びバインダーを混合した後に溶媒を加えて作製してもよいし、正極活物質、導電助材、バインダー、及び溶媒を一緒に混合して作製してもよい。
The current collector used for the positive electrode is preferably aluminum or an alloy thereof. The aluminum is not particularly limited because it is stable in a positive electrode reaction atmosphere, but is preferably high-purity aluminum represented by JIS standards 1030, 1050, 1085, 1N90, 1N99 and the like.
Note that the current collector may be a metal whose surface is covered with aluminum other than aluminum (copper, SUS, nickel, titanium, and alloys thereof).
Although the production of the slurry is not particularly limited, it is preferable to use a ball mill, a planetary mixer, a jet mill, or a thin film swirl mixer because the positive electrode active material, the conductive additive, the binder, and the solvent can be mixed uniformly. Although the preparation of the slurry is not particularly limited, it may be prepared by mixing the positive electrode active material, the conductive additive, and the binder and then adding a solvent, or the positive electrode active material, the conductive additive, the binder, and the solvent together. You may mix and produce.

スラリーの固形分濃度は、30wt%以上80wt%以下であることが好ましい。30wt%未満の場合スラリーの粘度が低すぎる傾向があるため、一方、80wt%より高い場合はスラリーの粘度が高すぎる傾向があるため、後述の電極の形成が困難となる場合がある。
スラリーに用いる溶媒は、非水溶媒、あるいは水であることが好ましい。非水溶媒は、特に限定されないが、例えば、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、酢酸メチル、酢酸エチル、及びテトラヒドロフランなどを挙げることができる。また、これらに分散剤、増粘剤を加えてもよい。
The solid content concentration of the slurry is preferably 30 wt% or more and 80 wt% or less. If it is less than 30 wt%, the viscosity of the slurry tends to be too low. On the other hand, if it is higher than 80 wt%, the viscosity of the slurry tends to be too high, so that it may be difficult to form an electrode described later.
The solvent used for the slurry is preferably a non-aqueous solvent or water. The non-aqueous solvent is not particularly limited, and examples thereof include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, methyl acetate, ethyl acetate, and tetrahydrofuran. Moreover, you may add a dispersing agent and a thickener to these.

集電体上への正極の形成は、特に限定されないが、例えば前記スラリーをドクターブレード、ダイコータ、コンマコータ等により塗布した後に、溶剤を除去する方法、あるいはスプレーにより塗布した後に溶剤を除去する方法が好ましい。溶媒を除去する方法は、オーブンや真空オーブンを用いた乾燥が簡単であり好ましい。溶媒を除去する雰囲気としては、空気、不活性ガス、真空状態などが挙げられる。また、溶媒を除去する温度は、特に限定されないが、60℃以上250℃以下であることが好ましい。60℃未満では溶媒の除去に時間を要する場合があり、250℃より高いと、バインダーが劣化する場合がある。なお、正極の形成は、後述の負極を形成する前でも、後でもよい。   The formation of the positive electrode on the current collector is not particularly limited. For example, a method of removing the solvent after applying the slurry by a doctor blade, a die coater, a comma coater or the like, or a method of removing the solvent after applying by spraying. preferable. The method for removing the solvent is preferable because it is easy to dry using an oven or a vacuum oven. Examples of the atmosphere for removing the solvent include air, an inert gas, and a vacuum state. The temperature at which the solvent is removed is not particularly limited, but is preferably 60 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. When the temperature is lower than 60 ° C., it may take time to remove the solvent. When the temperature is higher than 250 ° C., the binder may be deteriorated. The positive electrode may be formed before or after forming the negative electrode described later.

前記正極の厚みは、10μm以上200μm以下であることが好ましい。10μm未満では所望の容量を得ることが難しい場合があり、一方、200μmより厚い場合は所望の出力密度を得ることが難しい場合がある。
本発明の正極の密度は、1.0g/cm以上4.0g/cm以下であることが好ましい。1.0g/cm未満であると、正極活物質、導電助材との接触が不十分となり電子伝導性が低下する場合がある。一方、4.0g/cmより大きいと、電解液が正極内に浸透しにくくなり、リチウム伝導性が低下する場合がある。
The thickness of the positive electrode is preferably 10 μm or more and 200 μm or less. If it is less than 10 μm, it may be difficult to obtain a desired capacity, while if it is thicker than 200 μm, it may be difficult to obtain a desired output density.
The density of the positive electrode of the present invention is preferably 1.0 g / cm 3 or more and 4.0 g / cm 3 or less. If it is less than 1.0 g / cm 3 , the contact with the positive electrode active material and the conductive additive becomes insufficient, and the electronic conductivity may decrease. On the other hand, if it is larger than 4.0 g / cm 3 , the electrolytic solution is less likely to penetrate into the positive electrode, and the lithium conductivity may decrease.

本発明の正極は、所望の厚み、密度まで圧縮させてもよい。圧縮は、特に限定されないが、例えば、ロールプレス、油圧プレス等を用いておこなうことができる。電極の圧縮は、後述の負極を形成する前でも、後でもよい。
本発明の正極は、単位面積、例えば正極1cmあたりの電気容量が0.5mAh以上5.0mAh以下であることが好ましい。0.5mAh未満である場合は所望する容量の電池の大きさが大きくなる傾向があり、5.0mAhより多い場合は所望の出力密度を得ることが難しくなる傾向がある。正極1cmあたりの電気容量の算出は、正極作製後、リチウム金属を対極とした半電池を作製した後に、充放電特性を測定することによって算出してもよい。
The positive electrode of the present invention may be compressed to a desired thickness and density. Although compression is not specifically limited, For example, it can carry out using a roll press, a hydraulic press, etc. The electrode may be compressed before or after the later-described negative electrode is formed.
The positive electrode of the present invention preferably has a unit area, for example, an electric capacity per 1 cm 2 of the positive electrode of 0.5 mAh or more and 5.0 mAh or less. When it is less than 0.5 mAh, the size of a battery having a desired capacity tends to increase, and when it exceeds 5.0 mAh, it tends to be difficult to obtain a desired output density. The electric capacity per 1 cm 2 of the positive electrode may be calculated by measuring charge / discharge characteristics after preparing a positive electrode and then preparing a half battery using lithium metal as a counter electrode.

前記正極の正極1cmあたりの電気容量の制御は、特に限定されないが、集電体単位面積あたりに形成させる正極の重量で制御する方法、例えば、前述のスラリー塗工時の塗工厚みで制御することができる。
<3.セパレータ>
本発明の非水電解質二次電池に用いるセパレータは、前述の正極と負極との間に設置され、電子伝導性がなくかつリチウムイオン伝導性を有する物質であればよく、例えば、ナイロン、セルロース、ポリスルホン、ポリエチレン、ポリポロピレン、ポリブテン、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアミド、及びそれらを2種類以上複合したものの織布、不織布、微多孔膜などが挙げられる。セパレータには、各種可塑剤、酸化防止剤、難燃剤が含まれてもよいし、金属酸化物等が被覆されていてもよい。
Control of the electric capacity per 1 cm 2 of the positive electrode of the positive electrode is not particularly limited, but is controlled by the method of controlling by the weight of the positive electrode formed per unit area of the current collector, for example, by the coating thickness at the time of the slurry coating described above can do.
<3. Separator>
The separator used for the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention may be any material that is installed between the positive electrode and the negative electrode and has no electronic conductivity and lithium ion conductivity. For example, nylon, cellulose, Examples include polysulfone, polyethylene, polypropylene, polybutene, polyacrylonitrile, polyimide, polyamide, and woven fabrics, nonwoven fabrics, and microporous membranes of two or more of them. The separator may include various plasticizers, antioxidants, flame retardants, and may be coated with a metal oxide or the like.

セパレータの厚みは、10μm以上100μm以下であることが好ましい。10μm未満の場合、正極と負極との接触する場合があり、100μmより厚い場合は電池の抵抗が高くなる場合がある。経済性、取り扱いの観点から、15μm以上50μm以下であることがさらに好ましい。
<4.非水電解質>
本発明の非水電解質二次電池に用いる非水電解質は、特に限定されないが、非水溶媒に溶質を溶解させた電解液、非水溶媒に溶質を溶解させた電解液を高分子に含浸させたゲル電解質などを用いることができる。
The thickness of the separator is preferably 10 μm or more and 100 μm or less. When the thickness is less than 10 μm, the positive electrode and the negative electrode may come into contact with each other. When the thickness is greater than 100 μm, the battery resistance may increase. From the viewpoint of economy and handling, it is more preferably 15 μm or more and 50 μm or less.
<4. Non-aqueous electrolyte>
The non-aqueous electrolyte used in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited, but the polymer is impregnated with an electrolytic solution obtained by dissolving a solute in a non-aqueous solvent, or an electrolytic solution obtained by dissolving a solute in a non-aqueous solvent. A gel electrolyte or the like can be used.

非水溶媒としては、環状の非プロトン性溶媒及び/又は鎖状の非プロトン性溶媒を含むことが好ましい。環状の非プロトン性溶媒としては、環状カーボネート、環状エステル、環状スルホン及び環状エーテルなどが例示される。鎖状の非プロトン性溶媒としては、鎖状カーボネート、鎖状カルボン酸エステル及び鎖状エーテルなどが例示される。また、前記に加えアセトニトリルなどの一般的に非水電解質の溶媒として用いられる溶媒を用いても良い。より具体的には、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、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、γ−ブチルラクトン、1、2−ジメトキシエタン、スルホラン、ジオキソラン、プロピオン酸メチルなどを用いることができる。これら溶媒は1種類で用いてもよいし、2種類以上混合しても用いてもよいが、後述の溶質を溶解させやすさ、リチウムイオンの伝導性の高さから、2種類以上混合した溶媒を用いることが好ましい。また、高分子に電解液をしみこませたゲル状電解質も用いることができる。   The non-aqueous solvent preferably includes a cyclic aprotic solvent and / or a chain aprotic solvent. Examples of the cyclic aprotic solvent include cyclic carbonates, cyclic esters, cyclic sulfones and cyclic ethers. Examples of the chain aprotic solvent include chain carbonates, chain carboxylic acid esters and chain ethers. In addition to the above, a solvent generally used as a solvent for nonaqueous electrolytes such as acetonitrile may be used. More specifically, dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate, dipropyl carbonate, methyl propyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyl lactone, 1,2-dimethoxyethane, sulfolane, dioxolane, propion For example, methyl acid can be used. These solvents may be used alone or as a mixture of two or more. However, in view of the ease of dissolving the solute described below and the high conductivity of lithium ions, a mixture of two or more of these solvents. Is preferably used. A gel electrolyte in which an electrolyte is impregnated in a polymer can also be used.

溶質は、特に限定されないが、例えば、LiClO、LiBF、LiPF、LiAsF、LiCFSO、LiBOB(Lithium Bis (Oxalato) Borate)、LiN(SOCFなどは溶媒に溶解しやすいことから好ましい。電解液に含まれる溶質の濃度は、0.5mol/L以上2.0mol/L以下であることが好ましい。0.5mol/L未満では所望のリチウムイオン伝導性が発現しない場合があり、一方、2.0mol/Lより高いと、溶質がそれ以上溶解しない場合がある。非水電解質には、難燃剤、安定化剤などの添加剤が微量含まれてもよい。 The solute is not particularly limited. For example, LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiBOB (Lithium Bis (Oxalato) Borate), LiN (SO 2 CF 3 ) 2, etc. are dissolved in the solvent. It is preferable because it is easy to do. The concentration of the solute contained in the electrolytic solution is preferably 0.5 mol / L or more and 2.0 mol / L or less. If it is less than 0.5 mol / L, the desired lithium ion conductivity may not be exhibited. On the other hand, if it is higher than 2.0 mol / L, the solute may not be dissolved any more. The non-aqueous electrolyte may contain a trace amount of additives such as a flame retardant and a stabilizer.

<5.非水電解質二次電池>
本発明の非水電解質二次電池の正極及び負極は、集電体の両面に同じ電極を形成させた形態であってもよく、バイポーラ電極であってもよい。
本発明の非水電解質二次電池は、正極側と負極側との間にセパレータを配置したものを倦回したものであってもよいし、積層したものであってもよい。正極、負極、及びセパレータには、リチウムイオン伝導を担う非水電解質が含まれている。
<5. Non-aqueous electrolyte secondary battery>
The positive electrode and the negative electrode of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention may have a form in which the same electrode is formed on both surfaces of the current collector, or may be a bipolar electrode.
The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention may be one obtained by winding or laminating a separator disposed between the positive electrode side and the negative electrode side. The positive electrode, the negative electrode, and the separator contain a nonaqueous electrolyte that is responsible for lithium ion conduction.

本発明の非水電解質二次電池における正極の電気容量と負極の電気容量との関係は、下記不等式(1)を満たすことが好ましい。
A<B (1)
但し、前記不等式(1)中、Aは正極1cmあたりの電気容量を示し、Bは負極1cmあたりの電気容量を示す。
The relationship between the electric capacity of the positive electrode and the electric capacity of the negative electrode in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention preferably satisfies the following inequality (1).
A <B (1)
However, in said inequality (1), A shows the electrical capacity per 1 cm < 2 > of positive electrodes, and B shows the electrical capacity per 1 cm < 2 > of negative electrodes.

前記不等式(1)を満たすならば、非水電解質二次電池の放電により負極に対する正極の電位を0.0Vに到達させたときに、正極の電位を電解液あるいは添加剤の分解電位まで低くすることができる。
本発明の非水電解質二次電池における正極の電気容量と負極の電気容量との関係は、下記不等式(2)を満たすことがさらに好ましい。
If the inequality (1) is satisfied, when the potential of the positive electrode with respect to the negative electrode reaches 0.0 V by discharging the nonaqueous electrolyte secondary battery, the potential of the positive electrode is lowered to the decomposition potential of the electrolyte or additive. be able to.
The relationship between the positive electrode capacity and the negative electrode capacity in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention more preferably satisfies the following inequality (2).

1<B/A≦1.2 (2)
但し、前記不等式(2)中、Aは正極1cmあたりの電気容量を示し、Bは負極1cmあたりの電気容量を示す。
B/Aが1以下である場合は、非水電解質二次電池の放電により、負極に対する正極の電位を0.0Vに到達させたときに、正極の電位を電解液あるいは添加剤の分解電位まで低くすることができない場合があり、一方、B/Aが1.2より大きい場合は電池反応に関与しない負極活物質が多いために副反応が起こる場合がある。また、余分な負極を使用することから、電池のコストが増大するからである。
1 <B / A ≦ 1.2 (2)
However, in said inequality (2), A shows the electrical capacity per 1 cm < 2 > of positive electrodes, and B shows the electrical capacity per 1 cm < 2 > of negative electrodes.
When B / A is 1 or less, when the potential of the positive electrode with respect to the negative electrode reaches 0.0 V due to the discharge of the nonaqueous electrolyte secondary battery, the potential of the positive electrode reaches the decomposition potential of the electrolyte or additive. On the other hand, if B / A is greater than 1.2, there may be a side reaction due to the large amount of negative electrode active material not involved in the battery reaction. Moreover, it is because the cost of a battery increases because an excess negative electrode is used.

本発明の非水電解質二次電池における正極と負極との面積比は、特に限定されないが、下記不等式(3)を満たすことが好ましい。
1≦D/C≦1.2 (3)
但し、Cは正極の面積、Dは負極の面積を示す。
D/Cが1未満である場合は、負極に対する正極の電位を0.0Vに到達させたときに、正極の電位を電解液あるいは添加剤の分解電位まで低くすることができない部分があり、この部分で保護被膜が形成されず、ガス発生の箇所になる可能性がある。
一方、D/Cが1.2より大きい場合は、正極と接していない部分の負極が大きいため、電池反応に関与しない負極活物質が副反応を起こす場合がある。正極及び負極の面積の制御は特に限定されないが、例えば、スラリー塗工の際、塗工幅を制御することによって行うことができる。
The area ratio between the positive electrode and the negative electrode in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited, but preferably satisfies the following inequality (3).
1 ≦ D / C ≦ 1.2 (3)
However, C shows the area of a positive electrode, D shows the area of a negative electrode.
If D / C is less than 1, when the potential of the positive electrode with respect to the negative electrode reaches 0.0 V, there is a portion where the potential of the positive electrode cannot be lowered to the decomposition potential of the electrolyte or additive. There is a possibility that a protective film is not formed at the part, and a gas is generated.
On the other hand, if D / C is greater than 1.2, the negative electrode active material not involved in the battery reaction may cause a side reaction because the portion of the negative electrode that is not in contact with the positive electrode is large. Although control of the area of a positive electrode and a negative electrode is not specifically limited, For example, in the case of slurry coating, it can carry out by controlling the coating width.

本発明の非水電解質二次電池に用いるセパレータと負極との面積比は特に限定されないが、下記不等式(4)を満たすことが好ましい。
1≦E/D≦1.5 (4)
但し、Dは負極の面積、Eはセパレータの面積を示す。
E/Dが1未満である場合は、正極と負極とが接触し、1.5より大きい場合は外装に要する体積が大きくなり、電池の出力密度が低下する場合がある。
The area ratio between the separator and the negative electrode used in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited, but preferably satisfies the following inequality (4).
1 ≦ E / D ≦ 1.5 (4)
However, D shows the area of a negative electrode and E shows the area of a separator.
When E / D is less than 1, the positive electrode and the negative electrode are in contact with each other. When E / D is greater than 1.5, the volume required for the exterior increases, and the output density of the battery may decrease.

本発明の非水電解質二次電池に用いる非水電解質の量は、特に限定されないが、電池容量1Ahあたり、0.1mL以上であることが好ましい。0.1mL未満の場合、電極反応に伴うリチウムイオンの伝導が追いつかず、所望の電池性能が発現しない場合がある。
非水電解質は、あらかじめ正極、負極及びセパレータに含ませてもよいし、正極側と負極側との間にセパレータを配置したものを倦回、あるいは積層した後に添加してもよい。
The amount of the nonaqueous electrolyte used in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.1 mL or more per 1 Ah of battery capacity. If it is less than 0.1 mL, the conduction of lithium ions accompanying the electrode reaction may not catch up, and the desired battery performance may not be exhibited.
The nonaqueous electrolyte may be added to the positive electrode, the negative electrode, and the separator in advance, or may be added after winding or laminating a separator disposed between the positive electrode side and the negative electrode side.

本発明の非水電解質二次電池は、前記積層体を倦回、あるいは複数積層した後にラミネートフィルムで外装してもよいし、角形、楕円形、円筒形、コイン形、ボタン形、シート形の金属缶で外装してもよい。外装には発生したガスを放出するための機構が備わっていてもよい。積層体の積層数は、所望の電圧値、電池容量を発現するまで積層させることができる。   The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention may be wound or laminated with a laminate film after the laminate is wound, or may be rectangular, elliptical, cylindrical, coin-shaped, button-shaped, or sheet-shaped. It may be packaged with a metal can. The exterior may be provided with a mechanism for releasing the generated gas. The number of stacked layers can be stacked until a desired voltage value and battery capacity are exhibited.

本発明の非水電解質二次電池は、複数接続することによって電池モジュールとすることができる。本発明の電池モジュールは、所望の大きさ、容量、電圧によって適宜直列、並列に接続することによって作製することができる。また、各電池の充電状態の確認、安全性向上のため、前記電池モジュールに制御回路が付属されていることが好ましい。
<6.非水電解質二次電池の製造方法>
本発明の非水電解質二次電池の製造方法には、非水電解質二次電池の初期充放電処理工程として、負極に対する正極の電位差を0.0Vに到達するまで放電した後に一定時間保持する工程が含まれる。
The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be made into a battery module by connecting a plurality of the nonaqueous electrolyte secondary batteries. The battery module of the present invention can be produced by appropriately connecting in series or in parallel according to a desired size, capacity, and voltage. Moreover, it is preferable that a control circuit is attached to the battery module in order to confirm the state of charge of each battery and improve safety.
<6. Manufacturing method of non-aqueous electrolyte secondary battery>
In the method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, as an initial charge / discharge treatment step of the non-aqueous electrolyte secondary battery, a step of holding for a certain time after discharging the potential difference of the positive electrode with respect to the negative electrode to reach 0.0 V Is included.

負極に対する正極の電位差とは、電池の電圧のことを意味する。すなわち、負極に対する正極の電位差を0.0Vに到達するまで放電とは、電池電圧0.0Vまで放電することを意味する。
本発明で、非水電解質二次電池における正極の電気容量と負極の電気容量との関係について前述した不等式(1)が満たされていれば、負極と正極との電位差が0.0Vになるまで放電することによって、正極の電位を負極の電位まで下げることが可能となる。
The potential difference between the positive electrode and the negative electrode means the battery voltage. That is, discharging until the potential difference between the positive electrode and the negative electrode reaches 0.0V means discharging to a battery voltage of 0.0V.
In the present invention, if the inequality (1) described above regarding the relationship between the electric capacity of the positive electrode and the electric capacity of the negative electrode in the nonaqueous electrolyte secondary battery is satisfied, the potential difference between the negative electrode and the positive electrode is 0.0 V. By discharging, the potential of the positive electrode can be lowered to the potential of the negative electrode.

正極の電位を負極まで下げることによって、正極で電解液あるいは添加剤を分解させることができる。その結果、負極のみならず、正極にも電解液あるいは添加剤の分解物由来の保護被膜を形成させることができる。この点に関し特許文献1は、「負極」に保護被膜を形成することにのみ注目しているが、本発明によれば、正極にも電解液あるいは添加剤の分解物由来の保護被膜を形成させることが確実にできる。   By reducing the potential of the positive electrode to the negative electrode, the electrolyte solution or additive can be decomposed at the positive electrode. As a result, not only the negative electrode but also the positive electrode can be formed with a protective film derived from the electrolyte or additive decomposition product. In this regard, Patent Document 1 focuses only on forming a protective coating on the “negative electrode”, but according to the present invention, a protective coating derived from the decomposition product of the electrolyte or additive is also formed on the positive electrode. You can be sure.

すなわち一般的な電解液および添加剤は、負極電位付近で分解し保護被膜を形成させるものが多い。前記負極に対する前記正極の電位を0.0Vに到達するまで放電した場合、負極の電位を電解液あるいは添加剤の分解電位に保持しながら、正極の電位を電解液あるいは添加剤の分解電位まで低下することができる。このことから、負極のみならず、正極にも電解液あるいは添加剤の分解物由来の保護被膜を形成させることができる。   That is, many common electrolyte solutions and additives decompose near the negative electrode potential to form a protective film. When discharging until the potential of the positive electrode with respect to the negative electrode reaches 0.0 V, the potential of the positive electrode is decreased to the decomposition potential of the electrolyte or additive while maintaining the potential of the negative electrode at the decomposition potential of the electrolyte or additive. can do. From this, not only the negative electrode but also the positive electrode can be formed with a protective film derived from the decomposition solution of the electrolyte or additive.

負極に対する正極の電位差を0.0Vに到達するまで放電する方法としては、電気的履歴がない非水電解質二次電池を少なくとも1回充電した後に、0.0Vまで放電すればよく、放電方法は、定電流放電で0.0Vまで達したときに放電を停止する方法(いわゆるCC放電)でも良いし、定電流放電で0.0Vまで放電した後に、0.0Vの低電位で、電流値が一定値になるまで定電圧放電(いわゆるCCCV放電)しても良い。   As a method of discharging until the potential difference of the positive electrode with respect to the negative electrode reaches 0.0 V, the non-aqueous electrolyte secondary battery having no electrical history may be charged at least once and then discharged to 0.0 V. A method of stopping the discharge when the current reaches 0.0 V by constant current discharge (so-called CC discharge) may be used, or after discharging to 0.0 V by constant current discharge, the current value is at a low potential of 0.0 V. A constant voltage discharge (so-called CCCV discharge) may be performed until a constant value is reached.

定電流放電する場合の電流値は、電池の容量に対して、0.05倍以上、5倍以下であることが好ましい。0.05倍未満では、放電に時間を要するため製造工程が長くなりコストが上昇する。一方、5倍より大きい場合は、電流値が大きいために電池が発熱し、その結果電池性能が低下する恐れがある。
前記コスト及び電池の発熱の観点から、定電流放電する場合の電流値は、電池の容量に対して、0.1倍以上、3倍以下であることが好ましい。
The current value in the case of constant current discharge is preferably 0.05 to 5 times the battery capacity. If it is less than 0.05 times, it takes a long time to discharge, so the manufacturing process becomes longer and the cost increases. On the other hand, when the value is larger than 5 times, the current value is large, so that the battery generates heat, and as a result, the battery performance may be deteriorated.
From the viewpoint of the cost and the heat generation of the battery, the current value in the case of constant current discharge is preferably 0.1 to 3 times the capacity of the battery.

定電圧放電を停止するための電流値は、定電流放電の電流値に対して、0.01倍以上、0.5倍以下であることが好ましい。0.01倍未満では、放電に時間を要するため製造工程が長くなりコストが増大する。一方、0.5倍より大きい場合は、定電流放電で放電をとめたときとの影響が変わらない。
負極に対する正極の電位差を0.0Vに到達するまで放電したのちに、一定時間保持する時間は、5時間以上、500時間以下であることが好ましい。5時間未満では、サイクル運転時のガス発生抑制の効果が小さく、500時間より長い場合は、製造工程が長くなりコストが上昇する。ガス発生抑制及びコストの関係より、より好ましくは、8時間以上、400時間以下であり、特に好ましくは、10時間以上、350時間以下である。
The current value for stopping the constant voltage discharge is preferably not less than 0.01 times and not more than 0.5 times the current value of the constant current discharge. If it is less than 0.01 times, it takes a long time to discharge, so the manufacturing process becomes longer and the cost increases. On the other hand, when it is larger than 0.5 times, the influence when the discharge is stopped by the constant current discharge is not changed.
After discharging until the potential difference of the positive electrode with respect to the negative electrode reaches 0.0 V, the time for holding for a certain time is preferably 5 hours or more and 500 hours or less. If it is less than 5 hours, the effect of suppressing the gas generation during the cycle operation is small, and if it is longer than 500 hours, the manufacturing process becomes long and the cost increases. More preferably, it is 8 hours or more and 400 hours or less, particularly preferably 10 hours or more and 350 hours or less, in view of gas generation suppression and cost.

負極に対する正極の電位差を0.0Vに到達するまで放電したのちに、一定時間保持するときの温度は、10℃以上、100℃以下であることが好ましい。10℃未満では、電解液と正極と負極との反応が進行しない恐れがあり、100℃より高い場合は、電解液単独で劣化する恐れがある。より好ましくは20℃以上、80℃以下、特に好ましくは20℃以上、60℃以下である。   After discharging until the potential difference of the positive electrode with respect to the negative electrode reaches 0.0 V, the temperature when holding for a certain time is preferably 10 ° C. or higher and 100 ° C. or lower. If it is less than 10 degreeC, there exists a possibility that reaction with electrolyte solution, a positive electrode, and a negative electrode may not advance, and when higher than 100 degreeC, there exists a possibility that electrolyte solution may deteriorate by itself. More preferably, they are 20 degreeC or more and 80 degrees C or less, Most preferably, they are 20 degreeC or more and 60 degrees C or less.

負極に対する正極の電位差を0.0Vに到達するまで放電したのちに、一定時間保持するときの状態は、特に限定されないが、開回路状態であることが好ましい。
本発明の非水電解質二次電池の製造方法には、非水電解質二次電池の充放電処理工程として、「負極に対する正極の電位差を0.0Vに到達するまで放電した後に一定時間保持する工程」とともに、「負極に対する正極の電位を2.5V以上、3.5V以下の範囲の中から選ばれる値に到達するまで充電した後に一定時間保持する」工程が含まれても良い。この場合、「負極に対する正極の電位差を0.0Vに到達するまで放電した後に一定時間保持する工程」の後に、「負極に対する正極の電位を2.5V以上、3.5V以下の範囲の中から選ばれる値に到達するまで充電した後に一定時間保持する工程」をおこなっても良いし、その逆でも良いし、間に、充電放電のサイクルを挟んでも良い。
The state of holding for a certain period of time after discharging until the potential difference between the positive electrode and the negative electrode reaches 0.0 V is not particularly limited, but is preferably an open circuit state.
In the method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, as the charge / discharge treatment step of the non-aqueous electrolyte secondary battery, “a step of holding the potential difference of the positive electrode with respect to the negative electrode until reaching 0.0 V and holding for a certain period of time” And “holding for a certain period of time after charging until the potential of the positive electrode with respect to the negative electrode reaches a value selected from a range of 2.5 V or more and 3.5 V or less” may be included. In this case, after the “step of holding for a predetermined time after discharging until the potential difference of the positive electrode with respect to the negative electrode reaches 0.0 V”, the “positive electrode potential with respect to the negative electrode is within the range of 2.5 V to 3.5 V. A process of charging for a certain period of time after charging until the selected value is reached may be performed, or vice versa, or a charge / discharge cycle may be interposed therebetween.

負極に対する正極の電位を2.5V以上、3.5V以下の範囲の中から選ばれる値に到達するまで充電する方法としては、定電流充電で2.5V以上、3.5V以下の範囲の中から選ばれる値に到達するまで達したときに充電を停止する方法(いわゆるCC充電)でも良いし、定電流充電で2.5V以上、3.5V以下の範囲の中から選ばれる値に到達するまで達するまで充電した後に、定電圧で2.5V以上、3.5V以下の範囲の中から選ばれる値で、電流値が一定値になるまで定電圧充電(いわゆるCCCV充電)しても良い。   As a method of charging until the potential of the positive electrode with respect to the negative electrode reaches a value selected from the range of 2.5 V or more and 3.5 V or less, the constant current charging is performed within the range of 2.5 V or more and 3.5 V or less. A method of stopping charging when reaching a value selected from the above (so-called CC charging) may be used, or a value selected from a range of 2.5 V or more and 3.5 V or less by constant current charging. Then, the battery may be charged at a constant voltage with a value selected from a range of 2.5 V or more and 3.5 V or less at a constant voltage until constant current charging (so-called CCCV charging) is performed.

定電流充電する場合の電流値は、電池の容量に対して、0.05倍以上、5倍以下であることが好ましい。0.05倍未満では、充電に時間を要するため製造工程が長くなりコストが上昇する。一方、5倍より大きい場合は、電流値が大きいために電池が発熱し、その結果電池性能が低下する恐れがある。
前記コスト及び発熱の観点から、定電流充電する場合の電流値は、電池の容量に対して、0.1倍以上、3倍以下であることが好ましい。前記範囲の場合、充電に要する時間と、電池の発熱が少ない。
In the case of constant current charging, the current value is preferably 0.05 to 5 times the battery capacity. If it is less than 0.05 times, it takes time to charge, so the manufacturing process becomes longer and the cost increases. On the other hand, when the value is larger than 5 times, the current value is large, so that the battery generates heat, and as a result, the battery performance may be deteriorated.
From the viewpoint of the cost and heat generation, the current value in the case of constant current charging is preferably 0.1 to 3 times the battery capacity. In the above range, the time required for charging and the heat generation of the battery are small.

充電を停止するための電流値は、定電流充電の電流値に対して、0.01倍以上、0.5倍以下であることが好ましい。0.01倍未満では、充電に時間を要するため製造工程が長くなりコストが上昇する。一方、0.5倍より大きい場合は、定電流充電で充電をとめたときとの影響が変わらない。
負極に対する正極の電位を2.5V以上、3.5V以下の範囲の中から選ばれる値に到達するまで充電したのちに、一定時間保持する時間は、5時間以上、500時間以下であることが好ましい。5時間未満では、サイクル運転時のガス発生抑制の効果が小さく、500時間より長い場合は、製造工程が長くなりコストが増大する。ガス発生抑制及びコストの関係より、より好ましくは、8時間以上、400時間以下であり、特に好ましくは、10時間以上、350時間以下である。
The current value for stopping charging is preferably 0.01 times or more and 0.5 times or less with respect to the current value of constant current charging. If it is less than 0.01 times, it takes time to charge, so the manufacturing process becomes longer and the cost increases. On the other hand, when it is larger than 0.5 times, the effect is not different from when charging is stopped by constant current charging.
After charging until the potential of the positive electrode with respect to the negative electrode reaches a value selected from the range of 2.5 V or more and 3.5 V or less, the holding time for a certain period of time may be 5 hours or more and 500 hours or less. preferable. If it is less than 5 hours, the effect of suppressing the gas generation during the cycle operation is small, and if it is longer than 500 hours, the manufacturing process becomes long and the cost increases. More preferably, it is 8 hours or more and 400 hours or less, particularly preferably 10 hours or more and 350 hours or less, in view of gas generation suppression and cost.

負極に対する正極の電位差を負極に対する正極の電位を2.5V以上、3.5V以下の範囲の中から選ばれる値に到達するまで充電したのちに、一定時間保持するときの温度は、10℃以上、100℃以下であることが好ましい。10℃未満では、充放電処理工程の効果が得られない恐れがあり、100℃より高い場合は、電解液単独で劣化する恐れがある。より好ましくは20℃以上、80℃以下、特に好ましくは20℃以上、60℃以下である。   After charging until the potential difference of the positive electrode with respect to the negative electrode reaches a value selected from the range of 2.5 V or more and 3.5 V or less of the positive electrode potential with respect to the negative electrode, the temperature when holding for a certain time is 10 ° C. or more It is preferable that it is 100 degrees C or less. If it is less than 10 degreeC, there exists a possibility that the effect of a charging / discharging process may not be acquired, and when higher than 100 degreeC, there exists a possibility that electrolyte solution may deteriorate by itself. More preferably, they are 20 degreeC or more and 80 degrees C or less, Most preferably, they are 20 degreeC or more and 60 degrees C or less.

負極に対する正極の電位を2.5V以上、3.5V以下の範囲の中から選ばれる値に到達するまで充電したのちに、一定時間保持するときの状態は、特に限定されないが、開回路状態であることが好ましい。
本発明の製造方法において、充放電処理工程後に発生したガスを除去する工程が含まれることが好ましい。前記充放電処理工程によって発生したガスを除去しない場合、電池性能が低下する恐れがある。
The state of holding for a certain period of time after charging until the potential of the positive electrode with respect to the negative electrode reaches a value selected from the range of 2.5 V or more and 3.5 V or less is not particularly limited. Preferably there is.
The production method of the present invention preferably includes a step of removing gas generated after the charge / discharge treatment step. If the gas generated by the charge / discharge treatment process is not removed, battery performance may be reduced.

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更可能である。
(1.負極の製造)
負極活物質のLi4Ti512を、文献("Zero-Strain Insertion Material of Li [Li1/3Ti5/3] O4 for Rechargeable Lithium Cells" J. Electrochem. Soc., Volume 142, Issue 5, pp. 1431-1435 (1995))に記載されている方法で作製した。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited at all by these Examples, In the range which does not change the summary, it can change suitably.
(1. Production of negative electrode)
Li 4 Ti 5 O 12 as a negative electrode active material is described in the literature (“Zero-Strain Insertion Material of Li [Li1 / 3Ti5 / 3] O4 for Rechargeable Lithium Cells” J. Electrochem. Soc., Volume 142, Issue 5, pp. 1431-1435 (1995)).

すなわち、まず二酸化チタンと水酸化リチウムを、チタンとリチウムとのモル比を5:4となるように混合し、次にこの混合物を窒素雰囲気下800℃で12時間加熱することによって実施例及び比較例に用いる負極活物質を作製した。
前記負極活物質を100重量部、導電助材(アセチレンブラック)を6.8重量部、及びバインダー(固形分濃度12wt%、NMP溶液)を固形分6.8重量部混合して、スラリーを作製した。このスラリーをアルミニウム箔(20μm)に塗工した後に、170℃で真空乾燥することによって負極(50cm)を作製した。
That is, first, titanium dioxide and lithium hydroxide were mixed so that the molar ratio of titanium and lithium was 5: 4, and then this mixture was heated at 800 ° C. for 12 hours in a nitrogen atmosphere. A negative electrode active material used in the examples was prepared.
100 parts by weight of the negative electrode active material, 6.8 parts by weight of a conductive additive (acetylene black), and 6.8 parts by weight of a binder (solid content 12 wt%, NMP solution) are mixed to prepare a slurry. did. This slurry was applied to an aluminum foil (20 μm), and then vacuum dried at 170 ° C. to prepare a negative electrode (50 cm 2 ).

負極の容量は次の充放電試験で測定した。
前述と同様の条件でアルミニウム箔の片面に電極を塗工し、16mmΦに打ち抜き動作極を作製した。Li金属を16mmΦに打ち抜き対極とした。これらの電極を用いて、動作極(片面塗工)/セパレータ/対極(Li金属)の順に試験セル(HSセル、宝泉社製)内に積層し、非水電解質(エチレンカーボネート/ジメチルカーボネート=30/70vol%、LiPF 1mol/L)を0.15mL入れ、半電池を作製した。この半電池を25℃で一日放置した後、充放電試験装置(HJ1005SD8、北斗電工社製)に接続した。この半電池を25℃、1.0mAで定電流放電(終止電圧:1.0V)及び定電流充電(終止電圧:2.0V)を5回繰り返し、1回目の結果を負極の容量とした。その結果、負極の容量は、2.6mAh/cmであった。
The capacity of the negative electrode was measured by the following charge / discharge test.
An electrode was applied to one side of the aluminum foil under the same conditions as described above, and a working electrode was punched out to 16 mmΦ. Li metal was punched out to 16 mmΦ as a counter electrode. Using these electrodes, the working electrode (single-sided coating) / separator / counter electrode (Li metal) were stacked in this order in a test cell (HS cell, manufactured by Hosen Co., Ltd.), and a non-aqueous electrolyte (ethylene carbonate / dimethyl carbonate = 30/70 vol%, LiPF 6 1 mol / L) was added in an amount of 0.15 mL to prepare a half cell. The half-cell was allowed to stand at 25 ° C. for one day, and then connected to a charge / discharge test apparatus (HJ1005SD8, manufactured by Hokuto Denko). The half-cell was subjected to constant current discharge (end voltage: 1.0 V) and constant current charge (end voltage: 2.0 V) at 25 ° C. and 1.0 mA five times, and the first result was taken as the negative electrode capacity. As a result, the capacity of the negative electrode was 2.6 mAh / cm 2 .

(2.正極の製造)
正極活物質のLi1.1Al0.1Mn1.8は、文献("Lithium Aluminum Manganese Oxide Having Spinel-Framework Structure for Long-Life Lithium-Ion Batteries" Electrochemical and Solid-State Letters Volume9, Issue12, Pages A557 (2006))に記載されている方法で作製した。
(2. Production of positive electrode)
The positive electrode active material Li 1.1 Al 0.1 Mn 1.8 O 4 is described in the literature ("Lithium Aluminum Manganese Oxide Having Spinel-Framework Structure for Long-Life Lithium-Ion Batteries" Electrochemical and Solid-State Letters Volume 9, Issue 12 , Pages A557 (2006)).

すなわち、二酸化マンガン、炭酸リチウム、水酸化アルミニウム、及びホウ酸の水分散液を調製し、スプレードライ法で混合粉末を作製した。このとき、二酸化マンガン、炭酸リチウム及び水酸化アルミニウムの各量は、リチウム、アルミニウム及びマンガンのモル比が1.1:0.1:1.8となるように調製した。次に、この混合粉末を空気雰囲気下900℃で12時間加熱した後、再度650℃で24時間加熱した。最後に、この粉末を95℃の水で洗浄後、乾燥させることによって正極活物質を作製した。   That is, an aqueous dispersion of manganese dioxide, lithium carbonate, aluminum hydroxide, and boric acid was prepared, and a mixed powder was prepared by a spray drying method. At this time, each amount of manganese dioxide, lithium carbonate, and aluminum hydroxide was prepared such that the molar ratio of lithium, aluminum, and manganese was 1.1: 0.1: 1.8. Next, the mixed powder was heated at 900 ° C. for 12 hours in an air atmosphere, and then again heated at 650 ° C. for 24 hours. Finally, the powder was washed with water at 95 ° C. and dried to prepare a positive electrode active material.

この正極活物質を100重量部、導電助材(アセチレンブラック)を6.8重量部、及びバインダー(固形分濃度12wt%、NMP溶液)を6.8重量部混合してスラリーを作製した。このスラリーをアルミニウム箔(厚さ20μm)に塗工した後に、170℃で真空乾燥することによって正極(50cm)を作製した。
正極の容量は次の充放電試験で測定した。
100 parts by weight of this positive electrode active material, 6.8 parts by weight of a conductive additive (acetylene black), and 6.8 parts by weight of a binder (solid content concentration 12 wt%, NMP solution) were mixed to prepare a slurry. The slurry was applied to an aluminum foil (thickness 20 μm), and then vacuum dried at 170 ° C. to produce a positive electrode (50 cm 2 ).
The capacity of the positive electrode was measured by the following charge / discharge test.

前述と同様にアルミニウム箔の片面に塗工した電極を16mmΦに打ち抜き動作極、Li金属を16mmΦに打ち抜き対極とした。これらの電極を用いて、動作極(片面塗工)/セパレータ/対極(Li金属)の順に試験セル(HSセル、宝泉社製)内に積層し、非水電解質(エチレンカーボネート/ジメチルカーボネート=30/70vol%、LiPF 1mol/L)を0.15mL入れ、半電池を作製した。この半電池を25℃で一日放置した後、充放電試験装置(HJ1005SD8、北斗電工社製)に接続した。この半電池を25℃、0.4mAで定電流充電(終止電圧:4.5V)及び定電流放電(終止電圧:3.5V)を5回繰り返し、1回目の結果を正極の容量とした。その結果、正極の容量は、2.5mAh/cmであった。このように正極の面積は負極の面積と同じであるにもかかわらず、正極の単位面積当たりの容量は負極の単位面積当たりの容量よりも小さくなっている(前記不等式(1)参照)。 In the same manner as described above, an electrode coated on one surface of an aluminum foil was punched into a working electrode of 16 mmΦ, and a Li metal was punched out of 16 mmΦ as a counter electrode. Using these electrodes, the working electrode (single-sided coating) / separator / counter electrode (Li metal) were stacked in this order in a test cell (HS cell, manufactured by Hosen Co., Ltd.), and a non-aqueous electrolyte (ethylene carbonate / dimethyl carbonate = 30/70 vol%, LiPF 6 1 mol / L) was added in an amount of 0.15 mL to prepare a half cell. The half-cell was allowed to stand at 25 ° C. for one day, and then connected to a charge / discharge test apparatus (HJ1005SD8, manufactured by Hokuto Denko). The half-cell was subjected to constant current charging (end voltage: 4.5 V) and constant current discharge (end voltage: 3.5 V) at 25 ° C. and 0.4 mA five times, and the first result was taken as the positive electrode capacity. As a result, the capacity of the positive electrode was 2.5 mAh / cm 2 . Thus, although the area of the positive electrode is the same as the area of the negative electrode, the capacity per unit area of the positive electrode is smaller than the capacity per unit area of the negative electrode (see inequality (1)).

(3.非水電解質二次電池の製造)
非水電解質二次電池を次のとおりに作製した。
電極は、アルミニウム箔の片面に正極、あるいは負極のみを片面塗工した電極を用いた。セパレータは、セルロース不職布(25μm、55cm)を用いた。最初に、前記作製した正極(片面塗工)、負極(片面塗工)、及びセパレータを、正極(片面塗工)/セパレータ/負極(片面塗工)の順に積層した。次に、両端の正極及び負極にアルミニウムタブを振動溶着させた後に、袋状のアルミラミネートシートに入れた。非水電解質(エチレンカーボネート/プロピレンカーボネート/メチルエチルカーボネート=15/15/70vol%、LiPF 1mol/L)を2mL入れた後に、減圧しながら封止することによって非水電解質二次電池Aを作製した。
(3. Manufacture of non-aqueous electrolyte secondary batteries)
A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced as follows.
As the electrode, an electrode obtained by coating only one side of a positive electrode or a negative electrode on one side of an aluminum foil was used. Cellulose unwoven cloth (25 μm, 55 cm 2 ) was used as the separator. First, the prepared positive electrode (single-sided coating), negative electrode (single-sided coating), and separator were laminated in the order of positive electrode (single-sided coating) / separator / negative electrode (single-sided coating). Next, aluminum tabs were vibration welded to the positive and negative electrodes at both ends, and then placed in a bag-like aluminum laminate sheet. A nonaqueous electrolyte secondary battery A was prepared by putting 2 mL of a nonaqueous electrolyte (ethylene carbonate / propylene carbonate / methylethyl carbonate = 15/15/70 vol%, LiPF 6 1 mol / L) and then sealing it under reduced pressure. did.

(4.本発明による初期充放電処理工程の実施)
<実施例1>
前記非水電解質二次電池Aを充放電装置(HJ1005SD8、北斗電工社製)に接続し、25mAで2.7Vまで定電流定電圧充電した。すなわち充電当初、電圧は低いため25mAで定電流充電をし、次第に充電量が増加して、セル電圧が2.7Vに達すると、ここからは定電圧充電とした。定電圧充電は、充電電流値が2.5mAに下がった時点で停止した。
(4. Implementation of initial charge / discharge treatment process according to the present invention)
<Example 1>
The non-aqueous electrolyte secondary battery A was connected to a charging / discharging device (HJ1005SD8, manufactured by Hokuto Denko) and charged at a constant current and a constant voltage up to 2.7 V at 25 mA. That is, since the voltage was low at the beginning of charging, constant current charging was performed at 25 mA, and when the amount of charging gradually increased and the cell voltage reached 2.7 V, constant voltage charging was started from here. Constant voltage charge was stopped at the point when the charging current value dropped to 2.5 mA.

次に、25mAで0.0Vまで定電流放電した。この充放電は25℃の環境下でおこなった。
0.0Vまで放電した非水電解質二次電池Aを開回路状態で、60℃で5時間保管したのち、前記アルミラミネートシートに孔を開けて発生ガスを除去した。除去した後はアルミラミネートシートの孔を塞いだ。このようにして、実施例1の非水電解質二次電池の充放電処理を実施した。
Next, a constant current was discharged to 0.0 V at 25 mA. This charging / discharging was performed in an environment of 25 ° C.
The nonaqueous electrolyte secondary battery A discharged to 0.0 V was stored in an open circuit state at 60 ° C. for 5 hours, and then a hole was formed in the aluminum laminate sheet to remove the generated gas. After removal, the holes in the aluminum laminate sheet were closed. Thus, the charge / discharge treatment of the nonaqueous electrolyte secondary battery of Example 1 was performed.

<実施例2>
0.0Vまで放電した前記非水電解質二次電池Aを開回路状態で、60℃で24時間保管したこと以外は、実施例1と同様に非水電解質二次電池の充放電処理を実施した。
<実施例3>
0.0Vまで放電した前記非水電解質二次電池Aを開回路状態で、60℃で168時間保管したこと以外は、実施例1と同様に非水電解質二次電池の充放電処理を実施した。
<Example 2>
The non-aqueous electrolyte secondary battery A was charged and discharged in the same manner as in Example 1 except that the non-aqueous electrolyte secondary battery A discharged to 0.0 V was stored in an open circuit state at 60 ° C. for 24 hours. .
<Example 3>
The non-aqueous electrolyte secondary battery A was charged and discharged in the same manner as in Example 1 except that the non-aqueous electrolyte secondary battery A discharged to 0.0 V was stored in an open circuit state at 60 ° C. for 168 hours. .

<実施例4>
実施例3において、「0.0Vまで放電した非水電解質二次電池Aを開回路状態で、60℃で168時間保管した」工程と、「発生ガスを除去した」工程の間に下記工程Aを追加して、非水電解質二次電池の充放電処理を実施した。
(追加した工程A):25℃の環境下で、25mAで2.7Vまで定電流充電した。次に、前記充電した非水電解質二次電池Aを開回路状態で60℃の環境下で168時間保管した。最後に、25℃の環境下に2時間放置したのちに、25mAで2.0Vまで定電流放電した。
<Example 4>
In Example 3, the following step A was performed between the step “the nonaqueous electrolyte secondary battery A discharged to 0.0 V was stored in an open circuit state at 60 ° C. for 168 hours” and the step “removed the generated gas”. The charge / discharge treatment of the nonaqueous electrolyte secondary battery was performed.
(Additional step A): Under a 25 ° C. environment, constant current charging was performed up to 2.7 V at 25 mA. Next, the charged nonaqueous electrolyte secondary battery A was stored in an open circuit state at 60 ° C. for 168 hours. Finally, after being left in an environment of 25 ° C. for 2 hours, a constant current was discharged to 2.0 V at 25 mA.

<実施例5>
実施例3において、「0.0Vまで放電した非水電解質二次電池Aを開回路状態で、60℃で168時間保管した」工程と、「発生ガスを除去した」工程の間に下記工程Bを追加して、非水電解質二次電池の充放電処理を実施した。
(追加した工程B):25℃の環境下で、25mAで3.0Vまで定電流充電した。次に、前記充電した非水電解質二次電池Aを開回路状態で60℃の環境下で168時間保管した。最後に、25℃の環境下に2時間放置したのちに、25mAで2.0Vまで定電流放電した。
<Example 5>
In Example 3, the following process B was performed between the process of “stored the nonaqueous electrolyte secondary battery A discharged to 0.0 V in an open circuit state at 60 ° C. for 168 hours” and the process of “removed the generated gas”. The charge / discharge treatment of the nonaqueous electrolyte secondary battery was performed.
(Additional process B): Under a 25 ° C. environment, constant current charging was performed up to 3.0 V at 25 mA. Next, the charged nonaqueous electrolyte secondary battery A was stored in an open circuit state at 60 ° C. for 168 hours. Finally, after being left in an environment of 25 ° C. for 2 hours, a constant current was discharged to 2.0 V at 25 mA.

<実施例6>
この実施例6では、実施例1〜5で用いた非水電解質二次電池Aの正極とは違う正極を採用した。
正極活物質としてLiNi0.5Mn1.5を、"Solid-state redox potentials for Li [Me1/2Mn3/2] O4 (Me: 3d-transition metal) having spinel-framework structures: a series of 5 volt materials for advanced lithium-ion batteries" Journal of Power Sources, Vol. 81-82, pp. 90-94(1999) に記載されている方法で作製した。
<Example 6>
In Example 6, a positive electrode different from the positive electrode of the nonaqueous electrolyte secondary battery A used in Examples 1 to 5 was used.
LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 as a positive electrode active material, “Solid-state redox potentials for Li [Me1 / 2Mn3 / 2] O4 (Me: 3d-transition metal) having spinel-framework structures: a series of 5 It was produced by the method described in Journal of Power Sources, Vol. 81-82, pp. 90-94 (1999).

すなわち水酸化リチウム、酸化水酸化マンガン、及び水酸化ニッケルをリチウム、マンガン及びニッケルのモル比が1:1.5:0.5となるように混合した。次に、この混合物を空気雰囲気下550℃で加熱した後に、再度750℃で加熱することによって正極活物質を作製した。
導電助材の追加、スラリーのアルミニウム箔への塗工、負極の作製、非水電解質二次電池の作製の各工程は、前述したとおりである。これを非水電解質二次電池Bと称する。
That is, lithium hydroxide, manganese oxide hydroxide, and nickel hydroxide were mixed so that the molar ratio of lithium, manganese, and nickel was 1: 1.5: 0.5. Next, the mixture was heated at 550 ° C. in an air atmosphere, and then heated again at 750 ° C. to prepare a positive electrode active material.
The steps of adding the conductive additive, applying the slurry to the aluminum foil, producing the negative electrode, and producing the non-aqueous electrolyte secondary battery are as described above. This is referred to as a non-aqueous electrolyte secondary battery B.

この非水電解質二次電池Bを充放電装置(HJ1005SD8、北斗電工社製)に接続し、25mAで3.4Vまで定電流定電圧充電した。定電圧充電は、電流値が2.5mAに下がった時点で停止した。
次に、25mAで0.0Vまで定電流放電した。この充放電は25℃の環境下でおこなった。0.0Vまで放電した非水電解質二次電池Bを開回路状態で、60℃で5時間保管したのち、アルミラミネートシートに孔を開けて発生ガスを除去した。除去した後はアルミラミネートシートに孔を塞いだ。
This non-aqueous electrolyte secondary battery B was connected to a charge / discharge device (HJ1005SD8, manufactured by Hokuto Denko) and charged at a constant current and a constant voltage up to 3.4 V at 25 mA. Constant voltage charge was stopped at the point when the current value dropped to 2.5 mA.
Next, a constant current was discharged to 0.0 V at 25 mA. This charging / discharging was performed in an environment of 25 ° C. The nonaqueous electrolyte secondary battery B discharged to 0.0 V was stored in an open circuit state at 60 ° C. for 5 hours, and then a hole was formed in the aluminum laminate sheet to remove the generated gas. After removal, the hole was plugged into the aluminum laminate sheet.

<実施例7>
0.0Vまで放電した非水電解質二次電池Bを開回路状態で、60℃で24時間保管したこと以外は、実施例6と同様に非水電解質二次電池の充放電処理を実施した。
<実施例8>
0.0Vまで放電した非水電解質二次電池Bを開回路状態で、60℃で168時間保管したこと以外は、実施例6と同様に非水電解質二次電池の充放電処理を実施した。
<Example 7>
The nonaqueous electrolyte secondary battery B was charged and discharged in the same manner as in Example 6 except that the nonaqueous electrolyte secondary battery B discharged to 0.0 V was stored in an open circuit state at 60 ° C. for 24 hours.
<Example 8>
The nonaqueous electrolyte secondary battery B was charged and discharged in the same manner as in Example 6 except that the nonaqueous electrolyte secondary battery B discharged to 0.0 V was stored in an open circuit state at 60 ° C. for 168 hours.

<実施例9>
実施例8において、「0.0Vまで放電した非水電解質二次電池Bを開回路状態で、60℃で168時間保管した」工程と、「発生ガスを除去した」工程の間に下記工程Cを加えて、非水電解質二次電池の充放電処理を実施した。
(追加した工程C):25℃の環境下、25mAで3.4Vまで定電流充電した。次に、前記充電した非水電解質二次電池Bを開回路状態で60℃の環境下で168時間保管した。最後に、25℃の環境下に2時間放置したのちに、25mAで2.5Vまで定電流放電した。
<Example 9>
In Example 8, the following process C was performed between the process of “retaining nonaqueous electrolyte secondary battery B discharged to 0.0 V in an open circuit state at 60 ° C. for 168 hours” and the process of “removing the generated gas”. In addition, charge / discharge treatment of the nonaqueous electrolyte secondary battery was performed.
(Additional process C): Constant current charge to 3.4V was performed at 25 mA in a 25 degreeC environment. Next, the charged non-aqueous electrolyte secondary battery B was stored in an open circuit state at 60 ° C. for 168 hours. Finally, after being left in an environment of 25 ° C. for 2 hours, a constant current was discharged at 25 mA to 2.5 V.

<実施例10>
実施例8において、「0.0Vまで放電した非水電解質二次電池Bを開回路状態で、60℃で168時間保管した」工程と、「発生ガスを除去した」工程の間に下記工程Dを加えて、非水電解質二次電池の充放電処理を実施した。
(追加した工程D):25℃の環境下、25mAで3.5Vまで定電流充電した。次に、前記充電した非水電解質二次電池Bを開回路状態で60℃の環境下で168時間保管した。最後に、25℃の環境下に2時間放置したのちに、25mAで2.5Vまで定電流放電した。
<Example 10>
In Example 8, the following process D was performed between the process of “storing the nonaqueous electrolyte secondary battery B discharged to 0.0 V in an open circuit state at 60 ° C. for 168 hours” and the process of “removing the generated gas”. In addition, charge / discharge treatment of the nonaqueous electrolyte secondary battery was performed.
(Additional process D): It charged with constant current to 3.5V at 25 mA in a 25 degreeC environment. Next, the charged non-aqueous electrolyte secondary battery B was stored in an open circuit state at 60 ° C. for 168 hours. Finally, after being left in an environment of 25 ° C. for 2 hours, a constant current was discharged at 25 mA to 2.5 V.

<比較例1>
非水電解質二次電池Aに対して、いかなる充放電処理も行わなかった。
すなわち、実施例1の充放電処理工程(非水電解質二次電池Aを充放電装置に接続し、25mAで2.7Vまで定電流定電圧充電した。定電圧充電は、電流値が2.5mAに到達した時点で停止した。次に、25mAで0.0Vまで定電流放電した。この充放電は25℃の環境下でおこなった。0.0Vまで放電した非水電解質二次電池を開回路状態で、60℃で5時間保管したのち、発生ガスを除去した工程。)を施すことなく、非水電解質二次電池Aをそのまま測定の対象とした。
<Comparative Example 1>
No charge / discharge treatment was performed on the nonaqueous electrolyte secondary battery A.
That is, the charge / discharge treatment process of Example 1 (the nonaqueous electrolyte secondary battery A was connected to the charge / discharge device, and constant current / constant voltage charge was performed at 25 mA up to 2.7 V. The constant voltage charge has a current value of 2.5 mA. Then, it was discharged at a constant current of 25 mA to 0.0 V. This charge / discharge was performed in an environment of 25 ° C. The non-aqueous electrolyte secondary battery discharged to 0.0 V was opened. In this state, after storing at 60 ° C. for 5 hours, the non-aqueous electrolyte secondary battery A was directly subjected to measurement without performing the process of removing generated gas.

<比較例2>
非水電解質二次電池Bに対して、いかなる充放電処理も行わなかった。
すなわち、実施例6の充放電処理工程(非水電解質二次電池Bを充放電装置に接続し、25mAで3.4Vまで定電流定電圧充電した。定電圧充電は、電流値が2.5mAに到達した時点で停止した。次に、25mAで0.0Vまで定電流放電した。この充放電は25℃の環境下でおこなった。0.0Vまで放電した非水電解質二次電池を開回路状態で、60℃で5時間保管したのち、発生ガスを除去した工程。)を施すことなく、非水電解質二次電池Bをそのまま測定の対象とした。
<Comparative example 2>
No charge / discharge treatment was performed on the nonaqueous electrolyte secondary battery B.
That is, the charging / discharging treatment process of Example 6 (the nonaqueous electrolyte secondary battery B was connected to the charging / discharging device, and constant current / constant voltage charging was performed up to 3.4 V at 25 mA. Then, it was discharged at a constant current of 25 mA to 0.0 V. This charge / discharge was performed in an environment of 25 ° C. The non-aqueous electrolyte secondary battery discharged to 0.0 V was opened. In this state, after storing at 60 ° C. for 5 hours, the non-aqueous electrolyte secondary battery B was subjected to measurement as it was without performing the process of removing the generated gas.

(5.サイクル特性の測定)
実施例1〜10、比較例1〜2の非水電解質二次電池を、充放電装置(HJ1005SD8、北斗電工社製)に接続し、サイクル特性を評価した。
サイクル特性は、60℃、25mA定電流充電、25mA定電流放電を500回繰り返した。このときの実施例1〜5と比較例1との充電終止電圧及び放電終止電圧は、それぞれ2.7V及び2.0Vとした。また、実施例6〜10と比較例2との充電終止電圧及び放電終止電圧は、それぞれ3.4V及び2.5Vとした。
(5. Measurement of cycle characteristics)
The nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 and 2 were connected to a charge / discharge device (HJ1005SD8, manufactured by Hokuto Denko Co., Ltd.), and cycle characteristics were evaluated.
As the cycle characteristics, 60 ° C., 25 mA constant current charging, and 25 mA constant current discharging were repeated 500 times. The charge end voltage and discharge end voltage in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 at this time were set to 2.7 V and 2.0 V, respectively. Moreover, the charge end voltage and discharge end voltage of Examples 6 to 10 and Comparative Example 2 were 3.4 V and 2.5 V, respectively.

1回目の放電容量を100としたときの、500回目の放電容量の値(容量維持率%)及びガス発生の有無を表1に示す。なお、ガス発生の有無は、25℃で2時間放冷したのちに、セルのふくらみで確認した。   Table 1 shows the value of the discharge capacity at the 500th time (capacity maintenance ratio%) and the presence or absence of gas generation when the first discharge capacity is 100. The presence or absence of gas generation was confirmed by cell swelling after cooling at 25 ° C. for 2 hours.

Figure 0006111806
Figure 0006111806

表1から明らかなとおり、本発明の実施例1〜10の非水電解質二次電池は、ガスが発生することなく、且つ、比較例1〜2の非水電解質二次電池よりもサイクル安定性が向上していることが分かる。
(6.高温保存時のガス発生量の評価)
実施例1〜10、比較例1〜2の非水電解質二次電池を、充放電装置(HJ1005SD8、北斗電工社製)に接続し、高温保存時のガス発生量を評価した。
As is clear from Table 1, the nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 1 to 10 of the present invention do not generate gas and are more cycle stable than the nonaqueous electrolyte secondary batteries of Comparative Examples 1 and 2. It can be seen that is improved.
(6. Evaluation of gas generation during high-temperature storage)
The nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 and 2 were connected to a charge / discharge device (HJ1005SD8, manufactured by Hokuto Denko Corporation), and the amount of gas generated during high-temperature storage was evaluated.

実施例1〜10、比較例1〜2の非水電解質二次電池を60℃、25mA定電流充電した。このときの実施例1〜5と比較例1との充電終止電圧は、2.7Vとした。また、実施例6〜10と比較例2との充電終止電圧は、3.4Vとした。これらの非水電解質二次電池を60℃の環境下で2週間放置した。ガス発生の有無は、25℃で2時間放冷したのちに、セルのふくらみで確認した。結果を表2に示す。   The nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 and 2 were charged at a constant current of 60 ° C. and 25 mA. The end-of-charge voltage in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 at this time was set to 2.7V. Moreover, the charge end voltage of Examples 6-10 and Comparative Example 2 was 3.4V. These nonaqueous electrolyte secondary batteries were left in an environment of 60 ° C. for 2 weeks. The presence or absence of gas generation was confirmed by cell swelling after cooling at 25 ° C. for 2 hours. The results are shown in Table 2.

Figure 0006111806
Figure 0006111806

表2から明らかなとおり、本発明の実施例1〜10の非水電解質二次電池は、ガス発生することがないことが確認された。   As is clear from Table 2, it was confirmed that the nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 1 to 10 of the present invention did not generate gas.

Claims (7)

正極と、負極と、前記正極と前記負極の間に介在する非水電解質とを有する非水電解質二次電池の製造方法であって、
前記正極の単位面積当たりの容量をA、前記負極の単位面積当たりの容量をBとしたとき、A<Bを満たす前記正極と前記負極とを用意し、
前記正極と前記負極の間に前記非水電解質を介在させた状態で、前記負極に対する前記正極の電位を0.0Vに到達するまで放電した後に一定時間保持する充放電処理工程と、
前記正極及び前記負極に、前記非水電解質を構成する電解液あるいは添加剤の分解物由来の保護皮膜を形成させる工程と、
を実施する、非水電解質二次電池の製造方法。
A method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery having a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte interposed between the positive electrode and the negative electrode,
When the capacity per unit area of the positive electrode is A and the capacity per unit area of the negative electrode is B, the positive electrode and the negative electrode satisfying A <B are prepared,
A charge / discharge treatment step of holding for a certain period of time after discharging the potential of the positive electrode with respect to the negative electrode to reach 0.0 V with the nonaqueous electrolyte interposed between the positive electrode and the negative electrode ;
Forming a protective film derived from a decomposition product of an electrolytic solution or an additive constituting the nonaqueous electrolyte on the positive electrode and the negative electrode;
The manufacturing method of the nonaqueous electrolyte secondary battery which implements.
前記負極に対する前記正極の電位を0.0Vに到達するまで放電した後に一定時間保持する時間が、5時間以上、500時間以下である請求項1に記載の非水電解質二次電池の製造方法。   The method for producing a nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the time for which the potential of the positive electrode with respect to the negative electrode is discharged until discharging reaches 0.0 V for a predetermined time is 5 hours or more and 500 hours or less. 前記充放電処理工程が、さらに、前記負極に対する前記正極の電位を2.5V以上、3.5V以下の範囲の中から選ばれる値に到達するまで充電した後に一定時間保持する工程を含む、請求項1又は請求項2に記載の非水電解質二次電池の製造方法。   The charge / discharge treatment step further includes a step of holding the positive electrode with respect to the negative electrode until the potential of the positive electrode reaches a value selected from a range of 2.5 V or more and 3.5 V or less, and then holding for a certain time. The manufacturing method of the nonaqueous electrolyte secondary battery of Claim 1 or Claim 2. 前記負極に対する前記正極の電位を、2.5V以上、3.5V以下の範囲の中から選ばれる値に到達するまで充電した後に一定時間保持する時間が、5時間以上、500時間以下である請求項3に記載の非水電解質二次電池の製造方法。   The time for which the potential of the positive electrode with respect to the negative electrode is held for a predetermined time after charging until reaching a value selected from a range of 2.5 V or more and 3.5 V or less is 5 hours or more and 500 hours or less. Item 4. A method for producing a nonaqueous electrolyte secondary battery according to Item 3. 前記充放電処理工程に、さらに、発生したガスを除去する工程が含まれる請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池の製造方法。   The method for producing a nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the charge / discharge treatment step further includes a step of removing the generated gas. 前記非水電解質二次電池に備わる負極に含まれる負極活物質が、リチウムの脱離及び挿入が0.3V(vs.Li+/Li)以上、2.0V(vs.Li+/Li)で進行する負極活物質である、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池の製造方法。   In the negative electrode active material included in the negative electrode included in the non-aqueous electrolyte secondary battery, lithium desorption and insertion proceed at 0.3 V (vs. Li + / Li) or more and 2.0 V (vs. Li + / Li). The manufacturing method of the nonaqueous electrolyte secondary battery of any one of Claims 1-5 which is a negative electrode active material. リチウムイオンの脱離及び挿入が0.3V(vs.Li+/Li)以上、2.0V(vs.Li+/Li)以下で進行する前記負極活物質が、チタン含有複合酸化物である、請求項1〜請求項6いずれか1項に記載の非水電解質二次電池の製造方法。   The negative electrode active material in which desorption and insertion of lithium ions proceeds at 0.3 V (vs. Li + / Li) or higher and 2.0 V (vs. Li + / Li) or lower is a titanium-containing composite oxide. The manufacturing method of the nonaqueous electrolyte secondary battery of any one of Claims 1-6.
JP2013078716A 2013-04-04 2013-04-04 Method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery Active JP6111806B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013078716A JP6111806B2 (en) 2013-04-04 2013-04-04 Method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013078716A JP6111806B2 (en) 2013-04-04 2013-04-04 Method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014203657A JP2014203657A (en) 2014-10-27
JP6111806B2 true JP6111806B2 (en) 2017-04-12

Family

ID=52353932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013078716A Active JP6111806B2 (en) 2013-04-04 2013-04-04 Method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6111806B2 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007323958A (en) * 2006-05-31 2007-12-13 Gs Yuasa Corporation:Kk Nonaqueous electrolyte battery and its manufacturing method
EP2688135A4 (en) * 2011-03-16 2014-09-10 Panasonic Corp Method for charging and discharging lithium secondary battery, and system for charging and discharging lithium secondary battery
JP2013004234A (en) * 2011-06-14 2013-01-07 Murata Mfg Co Ltd Method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014203657A (en) 2014-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6113496B2 (en) Lithium secondary battery
JP6183472B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery and its assembled battery
JP6746506B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
US10516162B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery, and battery pack obtained by connecting plurality of non-aqueous electrolyte secondary batteries
JP2016207313A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery and battery pack thereof
JP2012174546A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2017098682A1 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2010118179A (en) Lithium-ion secondary battery
JP2015118742A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2014006971A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery and battery pack including the same
JP2013098034A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2012129095A (en) Bipolar electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same
JP2012156087A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2015215947A (en) Electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries and nonaqueous electrolyte secondary battery
TWI600195B (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery and battery module using the same
JP2013191484A (en) Negative electrode active material layer, manufacturing method therefor and nonaqueous electrolyte secondary cell
JP2015187929A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP6235836B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery and its assembled battery
JP2014022321A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery including scavenger
JP5758731B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2014238946A (en) Method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery, and battery manufactured thereby
JP6111806B2 (en) Method for producing non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2014086382A (en) Method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery, and battery manufactured by the method
JP2014072062A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery and battery pack
JP2015060691A (en) Positive electrode for lithium ion secondary battery, lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161124

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161208

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170201

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: 20170216

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170227

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6111806

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250