JP6398297B2 - 非水電解質二次電池用電極および非水電解質二次電池 - Google Patents

非水電解質二次電池用電極および非水電解質二次電池 Download PDF

Info

Publication number
JP6398297B2
JP6398297B2 JP2014094541A JP2014094541A JP6398297B2 JP 6398297 B2 JP6398297 B2 JP 6398297B2 JP 2014094541 A JP2014094541 A JP 2014094541A JP 2014094541 A JP2014094541 A JP 2014094541A JP 6398297 B2 JP6398297 B2 JP 6398297B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
active material
secondary battery
electrode
electrolyte secondary
group
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
JP2014094541A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015213003A (ja
Inventor
晴菜 倉田
晴菜 倉田
均 栗原
均 栗原
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.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Inc
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 Toppan Inc filed Critical Toppan Inc
Priority to JP2014094541A priority Critical patent/JP6398297B2/ja
Publication of JP2015213003A publication Critical patent/JP2015213003A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6398297B2 publication Critical patent/JP6398297B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

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

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

本発明は、非水電解質二次電池用電極に関するものであり、特にサイクル特性を向上させ得る非水電解質二次電池用電極および非水電解質二次電池に関するものである。
ノート型パーソナルコンピュータや携帯電話といったモバイル機器の電源としてすでに多く採用されている非水電解質二次電池は、近年、電気自動車等に搭載されるなど新たな分野で注目が集まっている。自動車分野において非水電解質二次電池へ要求される性能としては、特に航続距離の向上へ向けた二次電池の高エネルギー密度化が重要視されている。
一般に非水電解質二次電池の負極としては、黒鉛系活物質からなる負極が用いられているが、黒鉛の理論容量は活物質1gあたり372 mAhである。これに対し、黒鉛を上回る容量を示す活物質として、ケイ素(Si)や錫(Sn)が近年注目されている。ケイ素の理論容量は、活物質質量あたり4200mAh/gであり、同様にSnは990mAh/gである。
一方、ケイ素は黒鉛の約11倍の容量を持っているため、リチウム吸蔵放出に伴う体積変化も大きく、リチウム吸蔵により体積が約4倍増加する。黒鉛と比べて、大容量を有する活物質を用いた電極は、充放電に伴う大きな体積変化から、電極の導電パスの切断や微粉化に伴う電極からの脱離、集電体と活物質層の剥離などのおそれがある。このことは、二次電池のサイクル特性を低下させる要因となる可能性がある。そのため、上記金属よりも放電容量は小さいが体積膨張も小さい金属酸化物を用いた負極について開発が進められているが、金属酸化物系活物質でも同様の問題は完全には解決していない。
そのため、例えば特許文献1のようにケイ素粒子表面を炭素層で被覆した複合活物質粒子を用いた電極が提案されているが、被覆層のみでは合金系活物質粒子単体の大きな体積変化による微粉化を十分に抑制するには至らない。
電極の導電パスの切断や微粉化に伴う電極からの脱離、集電体と活物質層の剥離などを防ぐため、例えば特許文献2では、ケイ素粒子表面を、特定の官能基(π電子を有する官能基またはローンペアを有する元素を含む官能基)を有するシランカップリング剤で処理することで、カーボンなどの導電助剤や金属箔集電体と強固な相互作用を発生させている。しかしながら、特許文献2ではバインダの種類については言及されておらず、サイクル特性を向上させるためには、より結着力を高める必要があった。
一方、特許文献3においては、炭素系活物質と導電助剤との親和性に優れるアルギン酸を電極用バインダとして用いることで、負極活物質や導電助剤の剥離を抑制して、サイクル特性を向上させているが、ケイ素系活物質は炭素系活物質とは表面状態や物性が異なるため、特許文献3をそのまま適用することはできない。
ケイ素を含む負極のサイクル特性を向上させる方法としては、例えば、特許文献4では、表面処理を施したケイ素系活物質とバインダとを混合して熱処理して脱水縮合させて結着力を高めて、活物質の電極からの脱離を抑制している。また、特許文献5では、多価カルボン酸や多価アミンを添加した負極活物質スラリーを塗布して形成した電極を熱処理することで、結着力を高めて活物質の電極からの脱離を抑制している。しかしながら、熱処理により形成されたバインダと活物質との共有結合は、充放電に伴う活物質の体積変化により一度結合が切れてしまえば修復することはできず、サイクル特性が低下するという問題があった。
特開2001-283843号公報 特開2011−11928号公報 特開2013−161832号公報 特開2011−49046号公報 国際公開 WO2012/017738号公報
本発明は、非水電解質二次電池の負極として使用した場合に、非水電解質二次電池のサイクル特性を向上できる非水電解質二次電池用電極を提供することを目的とする。
本発明者等は、集電体と、前記集電体の表面に形成された、ケイ素系活物質、バインダおよび黒鉛材料を含む活物質層と、を有する非水電解質二次電池用負極を用いた二次電池のサイクル特性の更なる向上を狙い、鋭意検討を行なった結果、ケイ素系活物質に表面処理を施すことによって、ケイ素系活物質、バインダおよび黒鉛材料との結着性が向上し、上記課題を解決することを見出した。
本発明の一態様である非水電解質二次電池用電極は、集電体と、前記集電体の表面に形成された、活物質、バインダ、および黒鉛材料を含む活物質層と、を有する非水電解質二次電池用電極であって、前記活物質として、SiOx粒子の表面に、フェニルアミノ基(フェニルアミンからH原子が1個取り除かれた官能基)、イミダゾール基、およびアミノ基からなる群から選択される一つ以上の官能基を有する有機物が結合されたものを含有し、前記バインダは、カルボキシル基を含む糖鎖構造を有する水溶性高分子からなり、前記水溶性高分子の前記カルボキシル基と、前記SiO x 粒子の表面に結合された前記有機物の前記官能基の窒素原子のローンペア電子と、による水素結合が生じていることを特徴とする。
この態様の二次電池用電極によれば、集電体と、集電体の表面に形成された、ケイ素系活物質、バインダおよび黒鉛材料を含む活物質層と、を有する非水電解質二次電池用負極において、ケイ素系活物質として、SiOx粒子の表面に、フェニルアミノ基、イミダゾール基、およびアミノ基からなる群から選択される一つ以上の官能基を有する有機物が結合されたものを使用することで、ケイ素系活物質とバインダおよび黒鉛材料との結着性が向上する。
この態様の非水電解質二次電池用電極において、前記SiOx粒子は、xが1.5以下であることが好ましい。
また、この態様の非水電解質二次電池用電極において、前記バインダはアルギン酸塩であることが好ましい。
また、この態様の非水電解質二次電池用電極において、前記官能基はフェニルアミノ基であることが好ましい。
また、この態様の非水電解質二次電池用電極において、前記SiOx粒子の粒径(メジアン径:d50)は、0.5μm以上10μm以下であることが好ましい。
また、この態様の非水電解質二次電池用電極において、前記バインダは、質量比で、前記活物質を100とした時に3以上25以下となる割合で前記活物質層に含まれていることが好ましい。
本発明の第二態様は、第一態様の電極を負極として有する非水電解質二次電池である。
本発明によれば、非水電解質二次電池用負極として使用することで非水電解質二次電池のサイクル特性を向上できる二次電池用電極が提供される。
本発明の1例を示す非水電解質二次電池用電極の模式図である。 評価に使用したコインセルの断面模式図である。
以下に、本発明の実施の形態に係る非水電解質二次電池用電極およびその製造方法について説明する。なお、本発明の実施の形態は、以下に記載する実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて設計の変更などを加えることも可能であり、そのような変更が加えられた実施の形態も本発明の実施の形態の範囲に含まれるものである。
図1は、本発明の1例を示す非水電解質二次電池用負極の模式図である。非水電解質二次電池用負極1の活物質層10は、負極活物質11と、黒鉛材料12と、導電助剤13、バインダ14で構成されている。非水電解質二次電池用負極1は、集電体21と集電体21上に形成された負極活物質層10とで構成されている。負極活物質11はSiOx粒子からなり、その表面に有機物11aが結合されている。有機物11aは、フェニルアミノ基、イミダゾール基、およびアミノ基からなる群から選択される一つ以上の官能基を有する。
本発明の非水電解質二次電池用負極は、負極活物質11と黒鉛材料12と導電助剤13、さらにバインダ14などの混合物の他、溶媒を加えたスラリーを塗布乾燥させて形成することができる。上記溶媒は上記バインダ樹脂を溶解可能であれば、特に限定されず、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミドなどの有機溶剤や水が挙げられる。
集電体21としては、二次電池用の負極集電体材料として従来用いられている材料を適宜採用すればよい。例えば、アルミニウム、ニッケル、銅、鉄、ステンレス鋼(SUS)、チタン等が挙げられる。特に、電子伝導性、電池作動電位という観点から、銅が特に好ましい。こうした集電体21の一般的な厚さは、10〜30μm程度である。
リチウム(Li)を可逆的に吸蔵および放出できる活物質としては、リチウムと合金化する材料が挙げられ、例えば、Si、Ge、Sn、Pb、Al、Ag、Zn、Hg、およびAuからなる群から選択された1つ以上の合金がある。本発明では、負極活物質11としてSiOx粒子を使用する。xは1.5以下であることが好ましい。xが1.5を超える場合、十分なリチウムの吸蔵および放出量を確保することができない。また、SiOxだけでなく、黒鉛材料12を活物質として加える。
SiOx粒子からなる負極活物質11の粒径は、d50(メジアン径:積算値が50%である粒度の直径、平均粒径を示す)が0.5μm以上10μm以下であることが望ましい。負極活物質11のd50が10μmより大きい場合、総活物質表面積あたりの電流が大きくなり、電極抵抗が増し、容量が低下する。一方、d50が0.5μm未満である場合、電極スラリーを調液する工程で、活物質粒子が凝集しやすくなり、活物質粒子が均一に分散したスラリーを得ることが困難になるため、電極抵抗が高くなり、容量が低下する。
黒鉛材料12としては、特に制限されず、公知のものも使用することができる。特に、人造黒鉛や天然黒鉛が好ましい。黒鉛材料12の粒径(d50)は特に限定されないが、0.5μm以上であることが好ましい。d50が0.5μm未満である場合、電極スラリーを調液する工程で、黒鉛材料が凝集しやすくなり、粒子が均一に分散したスラリーを得ることが困難になるのみならず、比表面積の増大によりバインダ14を多量に要して活物質含有率が低下するため、容量が低下する。
黒鉛材料12は、全活物質質量に対し、20質量%以上80質量%以下であることが望ましい。20質量%未満である場合、ケイ素系活物質の体積変化による影響で負極が集電体から剥離しやすくなり、80質量%を超える場合には、電極中のケイ素系活物質の含有量が小さくなり、体積あたりの容量が大きく低下する。
本発明の非水電解質二次電池用負極は、導電助剤13を含有していてもよい。導電助剤13としては、カーボンブラックや天然黒鉛、人造黒鉛、さらには、酸化チタンや酸化ルテニウムなどの金属酸化物、金属ファイバーなどが使用できる。なかでもストラクチャー構造を呈するカーボンブラックが好ましく、特にその一種であるファーネスブラックやケッチェンブラック、アセチレンブラック(Acetylene Black、AB)が好ましく用いられる。尚、カーボンブラックとその他の導電助剤、例えば、気相成長炭素繊維(Vapor Grown Carbon Fiber:VGCF)との混合系も好ましく用いられる。
上記導電助剤の含有量は活物質質量に対して、1質量%以上90質量%未満であることが好ましい。1質量%未満であると、導電性が不足して電極抵抗が増加する場合があり、90質量%以上であると、活物質量が不足してリチウム吸蔵容量が低下してしまうことがある。
バインダ14としては、カルボキシル基を含む糖鎖構造を有する水溶性高分子を使用する。つまり、糖鎖構造に含まれるヒドロキシ基がカルボキシル基で全量もしくは部分的に置換されていることで、水溶性となっている高分子を使用する。具体的には、アルギン酸ナトリウムが好ましい。アルギン酸ナトリウムは、負極活物質(SiOx粒子)11の表面に結合された有機物11aの官能基と水素結合により結着される。
バインダ14は、質量比で、活物質の合計質量を100とした時に、3以上40以下となる割合で活物質層に含まれていることが好ましく、3以上25以下であることがより好ましい。3未満であると活物質の十分な結着ができず、40を超えると電極の単位体積あたりの容量が大きく低下する。
負極活物質11の表面に特定の官能基を有する有機物11aを結合する方法としては、シランカップリング剤を使用した方法が挙げられる。シランカップリング剤は、下記の式(1)で表され、アルコキシ基(X)と官能基(Y)よりなる。式(1)で表されるシランカップリング剤を使用した方法以外には、シランカップリング剤同士で脱水縮合されるシロキサンを使用した方法がある。
3−Si−Y ・・・(1)
ここで、Xは、メトキシ基、エトキシ基、またはプロピルオキシ基である。
Yは、−(CH2)n−Y’で表され、nは0以上10以下、 Y’は−NH(C65)、−2−imidazolin−1−yl、−NH2、−NH(CH22NH3、−CH3、−C65のいずれかである。
有機物11aは、負極活物質11を(1)で表されるシランカップリング剤で処理することで負極活物質11の表面に結合されたものであることが好ましい。使用するカップリング剤としては、Y’がフェニルアミノ基を有するシランカップリング剤が好ましく、例えば、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランが挙げられる。
フェニルアミノ基を有する有機物11aが負極活物質11の表面に結合されていることで、フェニルアミノ基のN原子のローンペア電子とバインダ14のカルボキシル基とによる水素結合が生じるため、バインダ14と負極活物質11の結着力が強固になる。さらに、フェニル基のπ電子により黒鉛材料12や炭素系導電助剤13、および集電体21との相互作用が強固になり、大きな体積変化を伴う充放電を繰り返しても活物質がより脱落しにくくなり、サイクル特性が向上する。
本発明の非水電解質二次電池用負極としては、活物質と黒鉛材料の含有割合は、質量比で、活物質の質量を100とした時に、黒鉛材料が10以上60以下であることが好ましい。60より大きいと、活物質の電池容量への寄与度が小さく、十分な容量を得ることができない。10よりも小さいと活物質と黒鉛材料の接点が十分でなく、充放電により活物質が負極から脱落し、サイクル容量が低下する懸念がある。
図2は評価に使用するコインセル20の断面模式図である。コインセル20は内部でセパレータ22を介して、負極1と正極23とが対向しており、その周囲に電解液24が十分な量充填されている。コインセル20の外装部分は負極側に負極ケース25、正極側に正極ケース26が配置され、正極ケース26の円周部にガスケット27が設けられている。
正極23は、リチウム金属箔や正極活物質層と、正極集電体(図示せず)と、が積層された積層構造とすることができる。正極活物質層を構成する正極活物質は、リチウムの吸蔵放出が可能なものであればよく、公知の非水電解質二次電池用の正極活物質を用いることができる。具体的は、正極活物質としては、例えば、リチウムマンガン酸化物、リチウムニッケル酸化物、リチウムコバルト酸化物、リチウム鉄酸化物およびリチウムニッケルマンガン酸化物、リチウムニッケルコバルト酸化物、リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物、リチウム遷移金属リン酸化合物等を用いることができる。なお、正極活物質として、上記活物質を複数混合させて用いてもよい。
正極活物質層は、正極活物質のほかに導電助剤やバインダを含んでもよい。正極活物質層に含まれる導電助剤としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンブラック、グラファイト、カーボンナノチューブ等の公知の材料を用いることができる。正極活物質層に含まれるバインダは、正極活物質と導電助剤との混合物を集電体へ密着できれば特に限定されない。このようなバインダとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等を例示することができる。
正極23における集電体(図示せず)としては、二次電池用の正極集電体材料として従来用いられている材料を適宜採用すればよい。例えば、アルミニウム、ニッケル、銅、鉄、ステンレス鋼(SUS)、チタン等が挙げられる。特に、電子伝導性、電池作動電位という観点から、アルミニウムが特に好ましい。こうした集電体の一般的な厚さは、10〜30μm程度である。
セパレータ22は、対向配置された正極23と負極1との間に配置されている。これにより、セパレータ22は正極23と負極1とを電気的に絶縁している。セパレータ22としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン製の微孔膜、芳香族ポリアミド樹脂製の微孔膜、不織布、無機セラミック粉末を含む多孔質の樹脂コート等を用いることができる。
電解液24は、負極ケース25と正極ケース26およびガスケット27とで区画された空間内に充填されている。電解液24は、溶媒と電解質から構成されている。
本発明の非水電解質二次電池に用いる電解液の溶媒には、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどの低粘度の鎖状炭酸エステルと、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などの高誘電率の環状炭酸エステル、γ−ブチロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、メチルアセテート、メチルプロピオネート、ビニレンカーボネート、ジメチルホルムアミド、スルホランおよびこれらの混合溶媒等を挙げることができる。
電解液に含まれる電解質としては、LiClO4、LiBF4、LiAsF6、LiPF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO22、LiI、LiAlCl4等およびそれらの混合物等が挙げられる。好ましくは、LiBF4、LiPF6のうちの1種または2種以上を混合したリチウム塩がよい。
ガスケット27は、端子間での短絡防止や電解液の漏出を防止するための部材である。ガスケット27としては、公知のガスケットを用いることができる。
以下に、本発明に係る非水電解質二次電池用電極およびその製造方法について、具体的な実施例および比較例を挙げて説明する。なお、本発明は下記実施例によって制限されるものではない。
(試験No.1:実施例)
先ず、d50が6.6μmのSiO粒子(大阪チタニウム製)6.00gを、2−イソプロピルアルコール30.00gに加えた。次に、シランカップリング剤としてN−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシランを0.09g加えて攪拌した。続いて、水を0.60g滴下し、一晩攪拌した。その後、2−イソプロピルアルコールで洗浄しながら、ろ過を行なった。得られた粉体を、80℃で3時間、減圧乾燥した。このようにして、SiO粒子の表面にフェニルアミノ基を有する有機物が結合されている活物質を得た。
得られた活物質4.46gと天然黒鉛(日立化成製)1.56g、アセチレンブラック(HS−100、電気化学製)0.89gおよび気相成長炭素繊維(昭和電工製)0.89g、アルギン酸ナトリウム(キッコーマンバイオケミファ製)0.89gを純水52.86gに加え、卓上ディスパーサーで撹拌することで予備分散した。この分散液をさらにフィルミックス(プライミクス製)で5分撹拌して、負極スラリー(負極活物質を含むスラリー)を得た。
(試験No.2:実施例)
シランカップリング剤として3−(2−イミダゾリン−2−イル)プロピルトリエトキシシランを使用した。これにより、SiO粒子の表面にイミダゾール基を有する有機物が結合されている活物質を得た。これ以外はNo.1と同様にして負極スラリーを得た。
(試験No.3:実施例)
シランカップリング剤として3−アミノプロピルトリエトキシシランを用いた。これにより、SiO粒子の表面にアミノ基を有する有機物が結合されている活物質を得た。これ以外はNo.1と同様にして負極スラリーを得た。
(試験No.4:実施例)
バインダとしてカルボキシメチルセルロース(CMC、ダイセル化学製)0.89gを用いた。これ以外は、No.1と同様にして負極スラリーを得た。
(試験No.5:比較例)
先ず、d50が6.6μmのSiO粒子(大阪チタニウム社製)4.4gと天然黒鉛(日立化成製)1.54g、アセチレンブラック0.89gおよび気相成長炭素繊維0.87g、アルギン酸ナトリウム0.89gを水52.94gに加え、卓上ディスパーサーで予備分散した。この分散液をさらにフィルミックスで分散することで負極スラリーを得た。負極スラリーから負極の形成はNo.1と同様に行った。つまり、SiO粒子をそのまま活物質として使用した。
(試験No.6:実施例)
バインダとしてアルギン酸ナトリウム(キッコーマンバイオケミファ製)2.10gを添加した以外は、No.1と同様に実施して負極スラリーを得た。
試験No.1〜6で得られた負極スラリーをそれぞれ集電体に塗布した。集電体は、厚さ12μmの銅箔を使用した。負極スラリーは、2.8mg/cm2の目付量になるように、ドクターブレードにて塗布した。続いて、80℃で30分予備乾燥した。これを密度が1.0g/cm3になるようにプレスし、105℃で5時間、減圧乾燥してNo.1〜6の負極を得た。
(セルの作製)
得られたNo.1〜6の各負極1と、300μm厚のリチウム金属箔正極23をセパレータ(型番2200、セルガード製)22を介して負極ケース25と正極ケース26で挟み込み、No.1〜6の電池として、図2に示すコインセル20を作製した。正極は、直径15mmの円板に打ち抜き、リチウム金属箔は、直径16mmの円板に打ち抜いて、評価を行なった。電解液24は、エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)の3:7(体積比)の混合溶液に、LiPF6を1Mとなるように加え、さらにビニレンカーボネート(VC)を2質量%添加したものを使用した。
(充放電評価試験)
No.1〜6の電池について、充放電評価試験を0.01V〜1.5Vで行なった。初めに初期放電容量評価として、0.05Cでの定電流充放電を1回、0.1Cでの定電流充放電を1回、0.2Cでの定電流充放電を1回、この順に続けて行い、さらに続けて0.2Cで定電流充電し1.0Cで定電流放電を行なうサイクル試験を100サイクル行なった。結果を表1に示す。
Figure 0006398297
試験No.1〜4の電池はNo.5の電池およびNo.6の電池よりも、100サイクル目の放電容量が高く、サイクル特性が良好であることがわかった。No.1はNo.2〜4に比べて100サイクル目の放電容量が高く、SiO粒子(ケイ素系活物質)の表面にフェニルアミノ基が存在するため、SiO粒子とアルギン酸ナトリウムからなるバインダおよび黒鉛材料との結着性が特に向上し、サイクル特性が特に良好であったと考えられる。また、No.の電池は、100サイクル目の放電容量がNo.5の電池よりも良好であり、SiO粒子の表面にフェニルアミノ基が存在することで得られる効果を有するが、負極中のバインダ含有量が過多であるため、1サイクル目の放電容量が低くなった。
以上より、本発明の効果が確認できた。
本発明によって得られる非水電解質二次電池用負極は、この負極を用いた二次電池のサイクル特性が向上するという効果を奏するので、産業上の利用価値が高い。したがって、本発明の非水電解質二次電池用負極は高耐久性が要求される電気自動車の駆動用蓄電池や各種エネルギーの蓄電設備、家庭用蓄電設備などの蓄電池として好適に活用することができる。
1…非水電解質二次電池用負極
10…非水電解質二次電池用負極の活物質層
11…負極活物質
11a…有機物
12…黒鉛材料
13…導電助剤
14…バインダ
20…コインセル
21…集電体
22…セパレータ
23…正極
24…電解液
25…負極ケース
26…正極ケース
27…ガスケット

Claims (7)

  1. 集電体と、前記集電体の表面に形成された、活物質、バインダ、および黒鉛材料を含む活物質層と、を有する非水電解質二次電池用電極であって、
    前記活物質として、SiOx粒子の表面に、フェニルアミノ基、イミダゾール基、およびアミノ基からなる群から選択される一つ以上の官能基を有する有機物が結合されたものを含有し、
    前記バインダは、カルボキシル基を含む糖鎖構造を有する水溶性高分子からなり、
    前記水溶性高分子の前記カルボキシル基と、前記SiO x 粒子の表面に結合された前記有機物の前記官能基の窒素原子のローンペア電子と、による水素結合が生じていることを特徴とする非水電解質二次電池用電極。
  2. 前記SiOx粒子は、xが1.5以下である請求項1記載の非水電解質二次電池用電極。
  3. 前記バインダはアルギン酸塩である請求項1または2に記載の非水電解質二次電池用電極。
  4. 前記官能基はフェニルアミノ基である請求項1〜3のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池用電極。
  5. 前記SiOx粒子の粒径(メジアン径:d50)は、0.5μm以上10μm以下である請求項1〜4のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池用電極。
  6. 前記バインダは、質量比で、前記活物質を100とした時に3以上25以下となる割合で、前記活物質層に含まれている請求項1〜5のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池用電極。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の電極を負極として有する非水電解質二次電池。
JP2014094541A 2014-05-01 2014-05-01 非水電解質二次電池用電極および非水電解質二次電池 Active JP6398297B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014094541A JP6398297B2 (ja) 2014-05-01 2014-05-01 非水電解質二次電池用電極および非水電解質二次電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014094541A JP6398297B2 (ja) 2014-05-01 2014-05-01 非水電解質二次電池用電極および非水電解質二次電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015213003A JP2015213003A (ja) 2015-11-26
JP6398297B2 true JP6398297B2 (ja) 2018-10-03

Family

ID=54697170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014094541A Active JP6398297B2 (ja) 2014-05-01 2014-05-01 非水電解質二次電池用電極および非水電解質二次電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6398297B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102566564B1 (ko) 2015-12-23 2023-08-16 로베르트 보쉬 게엠베하 음극 조성물, 음극 제조 방법 및 리튬 이온 전지
KR102132699B1 (ko) * 2016-02-03 2020-07-10 주식회사 엘지화학 음극 활물질과 바인더 고분자의 결착력이 향상된 음극 합제 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
JP2019523976A (ja) * 2016-06-15 2019-08-29 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh 負極組成物、負極の製造方法及びリチウムイオン電池
WO2024142786A1 (ja) * 2022-12-27 2024-07-04 パナソニックエナジー株式会社 二次電池用負極及び二次電池

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4852824B2 (ja) * 2004-03-31 2012-01-11 日本電気株式会社 リチウム二次電池用負極、その製造方法及びリチウム二次電池
JP5930290B2 (ja) * 2012-03-22 2016-06-08 学校法人 関西大学 リチウムイオン二次電池およびこれを含む電気機器

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015213003A (ja) 2015-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5462445B2 (ja) リチウムイオン二次電池
JP6183361B2 (ja) 負極活物質及びその製造方法、並びにリチウム二次電池用負極及びリチウム二次電池
JP6911758B2 (ja) 非水電解質二次電池用電極および非水電解質二次電池
JP4957680B2 (ja) 非水電解質二次電池用の多孔性保護膜層付き電極、及び非水電解質二次電池
JP5611453B2 (ja) リチウムイオン二次電池用負極及びその負極を用いたリチウムイオン二次電池
JP6068655B2 (ja) リチウム二次電池用負極活物質、それを含むリチウム二次電池及び負極活物質の製造方法
KR20150067049A (ko) 리튬 이차 전지용 도전 조성물, 이를 포함하는 리튬 이차 전지용 양극 및 리튬 이차 전지
JP7143566B2 (ja) リチウムイオン二次電池用正極材料、リチウムイオン二次電池、リチウムイオン二次電池用正極の製造方法、及びリチウムイオン二次電池の製造方法
WO2013047870A1 (ja) 電極形成材およびその用途
KR20130094366A (ko) 음극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 전지
JP2017188334A (ja) 非水電解質二次電池用電極及び非水電解質二次電池
JP6393969B2 (ja) 二次電池用電極活物質の製造方法、二次電池用電極の製造方法
JP5505479B2 (ja) リチウムイオン二次電池用負極及びその負極を用いたリチウムイオン二次電池
JP6051318B2 (ja) リチウムイオン二次電池用負極材料及びその製造方法、リチウムイオン二次電池用負極及びその製造方法並びにリチウムイオン二次電池
JP6398297B2 (ja) 非水電解質二次電池用電極および非水電解質二次電池
WO2015046517A1 (ja) 二次電池用電極、二次電池
JP2004186075A (ja) 二次電池用電極及びこれを用いた二次電池
JP2016219370A (ja) 非水電解質二次電池用電極
JP5668667B2 (ja) リチウムイオン二次電池用負極及びその負極を用いたリチウムイオン二次電池
JP2004296305A (ja) リチウムイオン2次電池
JP6583263B2 (ja) 非水電解質二次電池用電極
JP2005085729A (ja) 非水電解質二次電池の正極電極形成用スラリー、非水電解質二次電池の正極電極および非水電解質二次電池
JP4147994B2 (ja) リチウム二次電池用負極の製造方法
TWI673908B (zh) 非水電解質二次電池用電極及非水電解質二次電池
JP2010272399A (ja) リチウムイオン二次電池負極およびその形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170420

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180131

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180213

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180411

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: 20180807

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180820

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6398297

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