JP6489251B1 - Negative electrode current collector, negative electrode and lithium secondary battery - Google Patents

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Abstract

【課題】サイクル特性に優れたリチウム二次電池及びこれに適した負極集電体及び負極を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の一態様に係る負極集電体は、銅、ニッケル、ステンレス鋼、チタンからなる群から選択される少なくとも一つの結晶粒子を有し、前記結晶粒子の平均結晶子サイズが330Å以上380Å以下である。【選択図】図1An object of the present invention is to provide a lithium secondary battery excellent in cycle characteristics and an anode current collector and an anode suitable for the lithium secondary battery. An anode current collector according to one aspect of the present invention has at least one crystal particle selected from the group consisting of copper, nickel, stainless steel, and titanium, and the average crystallite size of the crystal particle is 330 Å or more and 380 Å or less. [Selected figure] Figure 1

Description

本発明は、負極集電体、負極及びリチウム二次電池に関する。   The present invention relates to a negative electrode current collector, a negative electrode and a lithium secondary battery.

リチウム二次電池は、高容量化を実現することができ、携帯電話やノートパソコン等のモバイルバッテリーから自動車用バッテリーや大型の電力貯蔵用バッテリーまで広く利用されている。   Lithium secondary batteries can realize high capacity, and are widely used from mobile batteries such as mobile phones and laptop computers to automobile batteries and large-sized power storage batteries.

負極に金属リチウムを用いるリチウム二次電池は、リチウム金属が析出、溶解することで充放電を行う。リチウム金属は極めて卑な電位を有するため、リチウム二次電池は高い理論容量密度を実現できると期待されている。   A lithium secondary battery using metal lithium for the negative electrode performs charge and discharge by depositing and dissolving lithium metal. Since lithium metal has a very low potential, lithium secondary batteries are expected to achieve high theoretical capacity density.

リチウム二次電池は、充電時に金属リチウムが析出する。金属リチウムは、析出開始点を根として樹上に析出する(デンドライトを形成する)場合がある。樹上に析出した金属リチウムは、リチウム二次電池の放電時に溶解する。樹上に析出した金属リチウムの枝の部分から金属リチウムが順に溶解すれば問題はないが、根元の部分が先に溶解する場合がある。この場合、根元を失った金属リチウムは非水電解液中に浮遊し、導通が取れなくなる。非水電解液中に浮遊する金属リチウムは、導通が取れないため、以降の充放電には寄与することができない。その結果、リチウム二次電池のサイクル特性は低減する。   In the lithium secondary battery, metallic lithium is deposited at the time of charge. Metallic lithium may be precipitated on trees (forming dendrites) from the precipitation start point as a root. Metallic lithium deposited on the tree dissolves when the lithium secondary battery is discharged. There is no problem if metallic lithium dissolves sequentially from the metallic lithium branch part deposited on the tree, but the root part may dissolve first. In this case, the metallic lithium which has lost its root floats in the non-aqueous electrolyte and can not be conducted. Metallic lithium suspended in the non-aqueous electrolyte can not be conducted, and therefore can not contribute to the subsequent charge and discharge. As a result, the cycle characteristics of the lithium secondary battery are reduced.

特許文献1は、金属析出面に実質的に粒界のないアモルファス金属又はアモルファス合金を負極集電体として用いている。結晶粒界や配向面の食い違いが充放電時の電流分布の不均一の原因であり、この負極集電体を用いることでデンドライトが抑制できることが特許文献1に記載されている。   Patent Document 1 uses an amorphous metal or an amorphous alloy substantially free of grain boundaries on the metal deposition surface as a negative electrode current collector. It is described in Patent Document 1 that a difference between crystal grain boundaries and orientation planes is the cause of non-uniformity of current distribution during charge and discharge, and the use of this negative electrode current collector can suppress dendrite.

特許文献2は、金属析出面の表面粗さ(Rz)を10μm以下とした負極集電体をリチウム二次電池に用いている。金属析出面を平滑化することで、充放電時の電流分布の不均一を防ぎ、デンドライトが抑制できることが特許文献2に記載されている。   Patent Document 2 uses, for a lithium secondary battery, a negative electrode current collector having a metal deposition surface with a surface roughness (Rz) of 10 μm or less. It is described in patent documents 2 that non-uniformity of current distribution at the time of charge and discharge can be prevented, and dendrite can be controlled by smoothing a metal precipitation side.

特開2001−250559号公報JP 2001-250559 A 特開2001−243957号公報JP 2001-243957 A

しかしながら、特許文献1及び2に記載の負極集電体を用いてもデンドライトの発生を十分抑制できず、サイクル特性の劣化を充分に抑制できない場合があった。   However, even when the negative electrode current collectors described in Patent Documents 1 and 2 are used, generation of dendrite can not be sufficiently suppressed, and deterioration of cycle characteristics can not be sufficiently suppressed.

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、サイクル特性に優れたリチウム二次電池及びこれに適した負極集電体及び負極を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a lithium secondary battery excellent in cycle characteristics and a negative electrode current collector and a negative electrode suitable therefor.

本発明者らは、結晶粒子を構成する結晶子サイズに着目し、結晶子サイズがサイクル特性に影響を及ぼすことを見出した。
すなわち、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
The present inventors focused attention on the size of crystallites constituting crystal grains and found that the size of crystallites affects the cycle characteristics.
That is, in order to solve the above-mentioned subject, the following means are provided.

(1)第1の態様にかかる負極集電体は、銅、ニッケル、ステンレス、チタンからなる群から選択される少なくとも一つの結晶粒子を有し、前記結晶粒子の平均結晶子サイズが330Å以上380Å以下である。 (1) The negative electrode current collector according to the first aspect has at least one crystal particle selected from the group consisting of copper, nickel, stainless steel, and titanium, and the average crystallite size of the crystal particle is 330 Å or more and 380 Å It is below.

(2)上記態様にかかる負極集電体は、X線回折測定における(200)面における半値幅d1と、(220)面における半値幅d2と、が1.2≦d2/d1≦1.6の関係を満たしてもよい。 (2) In the negative electrode current collector according to the above-described embodiment, the half width d1 on the (200) plane and the half width d2 on the (220) plane in the X-ray diffraction measurement satisfy 1.2 ≦ d2 / d1 ≦ 1.6. May satisfy the relationship of

(3)上記態様にかかる負極集電体は、前記結晶粒子の大きさが0.1μm以上1.5μm以下であってもよい。 (3) In the negative electrode current collector according to the above aspect, the size of the crystal particle may be 0.1 μm or more and 1.5 μm or less.

(4)第2の態様にかかる負極は、上記態様にかかる負極集電体を備える。 (4) The negative electrode according to the second aspect includes the negative electrode current collector according to the above aspect.

(5)上記態様にかかる負極は、前記負極集電体の少なくとも一面に負極活物質層として金属リチウムを備えてもよい。 (5) The negative electrode according to the above aspect may include metallic lithium as a negative electrode active material layer on at least one surface of the negative electrode current collector.

(6)第3の態様にかかるリチウム二次電池は、上記態様にかかる負極と、前記負極と対向する正極と、前記負極と前記正極との間に位置するセパレータと、を備える。 (6) The lithium secondary battery according to the third aspect includes the negative electrode according to the above aspect, a positive electrode facing the negative electrode, and a separator located between the negative electrode and the positive electrode.

上記態様に係る負極集電体を用いると、サイクル特性に優れるリチウム二次電池を得ることができる。   When the negative electrode current collector according to the above aspect is used, a lithium secondary battery excellent in cycle characteristics can be obtained.

本実施形態にかかるリチウム二次電池の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the lithium secondary battery concerning this embodiment.

以下、本実施形態について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。   Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. The drawings used in the following description may show enlarged features for convenience for the purpose of clarifying the features of the present invention, and the dimensional ratio of each component may be different from the actual one. is there. The materials, dimensions, and the like exemplified in the following description are merely examples, and the present invention is not limited to them, and can be appropriately changed and implemented without changing the gist of the invention.

「第1実施形態」
[リチウム二次電池]
図1は、第1実施形態にかかるリチウム二次電池の断面模式図である。図1に示すリチウム二次電池100は、発電部40と、外装体50と、リード60、62とを備える。外装体50は、発電部40を密閉した状態で収容する。一対のリード60、62の一端は、発電部40に接続され、他端は外装体50の外部まで延在している。また図示されていないが、発電部40とともに電解液が、外装体50内に収容されている。
First Embodiment
[Lithium secondary battery]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the lithium secondary battery according to the first embodiment. The lithium secondary battery 100 shown in FIG. 1 includes a power generation unit 40, an exterior body 50, and leads 60 and 62. The exterior body 50 accommodates the power generation unit 40 in a sealed state. One end of the pair of leads 60 and 62 is connected to the power generation unit 40, and the other end extends to the outside of the exterior body 50. Further, although not shown, the electrolytic solution is accommodated in the exterior body 50 together with the power generation unit 40.

(発電部)
発電部40は、正極20と負極30とが、セパレータ10を挟んで対向配置されている。図1では、外装体50内に発電部40が一つの場合を例示したが、複数積層されていてもよい。
(Power generation unit)
In the power generation unit 40, the positive electrode 20 and the negative electrode 30 are disposed to face each other with the separator 10 interposed therebetween. Although FIG. 1 illustrates the case where one power generation unit 40 is provided in the exterior body 50, a plurality of power generation units 40 may be stacked.

<負極>
負極30は、負極集電体32と負極活物質層34とを備える。負極30において金属リチウムの析出、溶解反応を用いる場合、負極活物質層34は初期状態では無くてもよい。電解液中のリチウムイオンが負極集電体32の一面に金属リチウムとして析出するためである。一方で、1回以上充電を行うと析出した金属リチウムが残存するため、この金属リチウムを含む層を負極活物質層34とみなすことができる。また充放電に寄与するリチウム量が不足することに備えて、充放電前の初期状態から集電体の一面にリチウム箔を設けてもよい。
<Negative electrode>
The negative electrode 30 includes a negative electrode current collector 32 and a negative electrode active material layer 34. In the case where precipitation of lithium metal and dissolution reaction are used in the negative electrode 30, the negative electrode active material layer 34 may not be in the initial state. This is because lithium ions in the electrolytic solution are deposited as metallic lithium on one surface of the negative electrode current collector 32. On the other hand, since the deposited metal lithium remains when charging is performed once or more, the layer containing the metal lithium can be regarded as the negative electrode active material layer 34. Also, in preparation for the shortage of the amount of lithium contributing to charge and discharge, lithium foil may be provided on one surface of the current collector from the initial state before charge and discharge.

一方で、負極において合金化、脱合金化反応を用いる場合は、負極活物質層34としてSi、Sn等が用いられる。この場合でも、合金化反応より析出反応が早い場合においてデンドライトの析出が起きる場合があり、デンドライトの抑制が求められている。   On the other hand, when alloying or de-alloying reaction is used in the negative electrode, Si, Sn or the like is used as the negative electrode active material layer 34. Even in this case, dendrite precipitation may occur when the precipitation reaction is faster than the alloying reaction, and there is a need to suppress dendrite.

負極集電体32は、銅、ニッケル、ステンレス、チタンからなる群から選択される少なくとも一つの結晶粒子を有する。負極集電体32は、これらの金属うちの少なくともいずれかの金属箔であることが好ましい。これらの金属は、いずれも導電性に優れ、リード60を介して発生した電子を速やかに外部に出力できる。   The negative electrode current collector 32 has at least one crystal particle selected from the group consisting of copper, nickel, stainless steel, and titanium. The negative electrode current collector 32 is preferably a metal foil of at least one of these metals. Each of these metals is excellent in conductivity and can quickly output electrons generated through the lead 60 to the outside.

負極集電体32を構成するこの結晶粒子の平均結晶子サイズは、330Å以上380Å以下であり、350Å以上380Å以下であることが好ましい。ここで結晶子とは、単結晶とみなせる最大の集まりをいい、一つの結晶粒子は複数の結晶子によって構成されている。平均結晶子サイズは、X線回折における回折ピークの半値幅からシェラーの式により求められる。測定にもちいたX線の波長は1.54Å、ブラッグ角(回折角の半分)は35°〜40°、半値幅の測定に用いた回折ピークは2θで74.14°とした。   The average crystallite size of the crystal particles constituting the negative electrode current collector 32 is 330 Å or more and 380 Å or less, and preferably 350 Å or more and 380 Å or less. Here, the term "crystallite" refers to the largest group that can be regarded as a single crystal, and one crystal particle is composed of a plurality of crystallites. The average crystallite size is determined from the half width of the diffraction peak in X-ray diffraction according to Scheller's equation. The wavelength of the X-ray used for measurement was 1.54 Å, the Bragg angle (half of the diffraction angle) was 35 ° to 40 °, and the diffraction peak used for measurement of the half width was 74.14 ° at 2θ.

結晶粒子の平均結晶子サイズが当該範囲内にあると、リチウム二次電池100のサイクル特性が向上する。この特性の向上は、リチウム二次電池100の充電時において、以下の二つの理由により負極集電体32に生成されるデンドライトが抑制されたためと考えられる。   When the average crystallite size of the crystal particles is in the above range, the cycle characteristics of the lithium secondary battery 100 are improved. It is considered that the improvement of the characteristics is due to suppression of dendrite generated in the negative electrode current collector 32 during charging of the lithium secondary battery 100 for the following two reasons.

一つ目の理由が、負極集電体32を構成する金属元素が負極活物質層34へ拡散することが抑制されたことである。   The first reason is that the diffusion of the metal element constituting the negative electrode current collector 32 to the negative electrode active material layer 34 is suppressed.

結晶粒子の平均結晶子サイズが小さいと、結晶粒子を構成する金属元素が拡散しやすくなる。拡散した金属元素は、負極活物質層34を構成する元素(活物質)と反応し合金化する。上述のように初期状態として負極活物質層34がない場合でも、1回以上の充電後には金属リチウムが負極活物質層34となるため、拡散した金属元素と金属リチウムとの合金化反応が生じる。   When the average crystallite size of the crystal particles is small, the metal element constituting the crystal particles is easily diffused. The diffused metal element reacts with an element (active material) constituting the negative electrode active material layer 34 to be alloyed. As described above, even when the negative electrode active material layer 34 is not present in the initial state, metal lithium becomes the negative electrode active material layer 34 after one or more times of charging, so an alloying reaction between the diffused metal element and the metal lithium occurs. .

負極活物質層34において合金化反応が生じると、活物質が体積膨張する。活物質が体積膨張すると、負極活物質層34内に圧縮応力が生じる。圧縮応力は活物質の粒子界面において特に強く生じ、負極活物質層34の面内における圧力分布を不均一にする。リチウムの析出状態は、析出面の状態の影響を強く受ける。たとえば、強い圧力を受けている部分では、圧力を解放するように析出面に対して交差する方向に金属リチウムが成長しやすくなる。析出面に対して交差する方向に析出する金属リチウムはデンドライトであり、サイクル特性の劣化の原因となる。   When an alloying reaction occurs in the negative electrode active material layer 34, the active material expands in volume. When the active material expands in volume, compressive stress is generated in the negative electrode active material layer 34. The compressive stress is particularly strong at the particle interface of the active material, and makes the pressure distribution in the plane of the negative electrode active material layer 34 uneven. The precipitation state of lithium is strongly influenced by the state of the precipitation surface. For example, in a portion under high pressure, metallic lithium tends to grow in a direction intersecting with the deposition surface so as to release the pressure. Metallic lithium deposited in the direction intersecting the deposition surface is dendrite and causes deterioration of cycle characteristics.

これに対し、本実施形態にかかる負極集電体32を構成する平均結晶子サイズは330Å以上であり、負極活物質層34への金属元素の拡散が抑制されている。そのため、合金化反応に伴う体積膨張によるデンドライトの発生が抑制され、リチウム二次電池100のサイクル特性が向上したと考えられる。   On the other hand, the average crystallite size of the negative electrode current collector 32 according to the present embodiment is 330 Å or more, and the diffusion of the metal element to the negative electrode active material layer 34 is suppressed. Therefore, it is considered that the generation of dendrite due to the volumetric expansion accompanying the alloying reaction is suppressed, and the cycle characteristics of the lithium secondary battery 100 are improved.

二つ目の理由が、負極集電体32の導電性が均一化し、金属リチウムの析出面が平坦化されたことである。   The second reason is that the conductivity of the negative electrode current collector 32 is uniform and the deposition surface of metal lithium is flattened.

結晶粒子の平均結晶子サイズが大きいと、金属元素の拡散は抑制されるが、結晶粒子のサイズが大きくなりやすくなる。結晶粒子のサイズが大きいと、負極集電体32内の導電性が面内で不均一になる。また結晶粒子のサイズが大きいと、析出面の表面状態が粗くなる。負極集電体32の導電性の不均一や析出面の粗面化は、デンドライトの発生原因の一つである。   When the average crystallite size of the crystal grains is large, the diffusion of the metal element is suppressed, but the size of the crystal grains tends to be large. When the size of the crystal particle is large, the conductivity in the negative electrode current collector 32 becomes uneven in the plane. In addition, when the size of the crystal particles is large, the surface state of the precipitation surface becomes rough. Uneven conductivity of the negative electrode current collector 32 and roughening of the deposition surface are one of the causes of dendrite generation.

本実施形態にかかる負極集電体32を構成する平均結晶子サイズは380Å以下であり、負極集電体32の導電性は均一化され、金属リチウムの析出面が平坦化されている。そのため、デンドライトの発生がより抑制され、リチウム二次電池100のサイクル特性が向上したと考えられる。   The average crystallite size of the negative electrode current collector 32 according to this embodiment is 380 Å or less, and the conductivity of the negative electrode current collector 32 is made uniform, and the deposition surface of metal lithium is flattened. Therefore, it is considered that the generation of dendrite is further suppressed, and the cycle characteristics of lithium secondary battery 100 are improved.

負極集電体32は、X線回折測定における(200)面における半値幅d1と(220)面における半値幅d2とが、1.2≦d2/d1≦1.6の関係を満たすことが好ましく、1.2≦d2/d1≦1.4の関係を満たすことが好ましい。   In the negative electrode current collector 32, it is preferable that the half width d1 in the (200) plane and the half width d2 in the (220) plane in the X-ray diffraction measurement satisfy the relationship of 1.2 ≦ d2 / d1 ≦ 1.6. It is preferable to satisfy the relationship of 1.2 ≦ d2 / d1 ≦ 1.4.

負極集電体32の平均結晶子サイズは、焼結状態によって変化し、未焼結で小さく、焼結状態で大きい。また負極集電体32のX線回折測定結果は、未焼結では(200)面の結晶性が高く(半値幅d1が狭く)、焼結状態では(220)面の結晶性が高い(半値幅d2が狭い)。負極集電体32を構成する金属元素が結晶成長すると、平均結晶子サイズが大きくなり、X線の回折条件が変化したためと考えられる。   The average crystallite size of the negative electrode current collector 32 varies depending on the sintered state, and is small in unsintered state and large in the sintered state. Moreover, the X-ray diffraction measurement result of the negative electrode current collector 32 shows that the crystallinity of the (200) plane is high in the unsintered state (half width d1 is narrow) and the crystallinity of the (220) plane is high in the sintered state Price range d2 is narrow). It is considered that when the metal element constituting the negative electrode current collector 32 crystal-grows, the average crystallite size increases and the X-ray diffraction conditions change.

X線回折における(200)面における半値幅d1と(220)面における半値幅d2とが上記の関係を満たすと、リチウム二次電池100のサイクル特性が向上する。この原因は明確ではないが、結晶粒子の平均結晶子サイズに加えて、結晶の配向状態が特定の状態になると、デンドライトが発生しにくくなるためと考えられる。   When the half width d1 in the (200) plane and the half width d2 in the (220) plane in the X-ray diffraction satisfy the above relationship, the cycle characteristics of the lithium secondary battery 100 are improved. Although the cause is not clear, it is considered that dendrite is less likely to occur when the orientation state of the crystal is in a specific state in addition to the average crystallite size of the crystal grain.

負極集電体32の結晶粒子の大きさは0.1μm以上1.5μm以下であることが好ましく、0.5以上1.5以下であることより好ましい。結晶粒子の大きさが当該範囲内にあるとリチウム二次電池100のサイクル特性が向上する。   The size of the crystal particles of the negative electrode current collector 32 is preferably 0.1 μm or more and 1.5 μm or less, and more preferably 0.5 or more and 1.5 or less. When the size of the crystal particles is within the above range, the cycle characteristics of the lithium secondary battery 100 are improved.

結晶粒子の大きさは、走査型電子顕微鏡(SEM)等による観察において一つの粒子としてみなせる粒子の大きさであり、SEMで撮像した5000倍又は10000倍の平面画像から算出する。具体的には、画像の視野内で任意に選択した10個の結晶粒子の長軸長さ及び短軸長さを測定し、その平均値を求める。測定した結晶粒子の短軸長さ及び長軸長さを平均したものが、結晶粒子の大きさに対応する。   The size of the crystal particle is the size of a particle that can be regarded as one particle in observation with a scanning electron microscope (SEM) or the like, and is calculated from a 5000 × or 10000 × planar image captured by the SEM. Specifically, the major axis length and the minor axis length of ten arbitrarily selected crystal grains in the field of view of the image are measured, and the average value thereof is determined. The average of the minor axis length and the major axis length of the measured crystal grain corresponds to the size of the crystal grain.

負極集電体32の結晶粒子の形状は柱状であることが好ましい。結晶粒子の形状が柱状であるとは、SEMで撮像した5000倍又は10000倍の断面画像において、任意に選択した10個の結晶粒子の平均長軸長さを平均短軸長さで割ったアスペクト比が、1.4以上であることを意味する。結晶粒子を構成する結晶子の配向状態が変化すると、結晶粒子の形状も変化する。結晶粒子の形状が柱状の場合、デンドライトの発生が抑制され、リチウム二次電池100のサイクル特性が向上する。   The crystal particles of the negative electrode current collector 32 preferably have a columnar shape. The aspect that the shape of the crystal grain is columnar is an aspect in which the average major axis length of ten arbitrarily selected crystal grains is divided by the average minor axis length in a cross-sectional image of 5000 times or 10000 times captured by SEM. It means that the ratio is 1.4 or more. When the orientation state of crystallites constituting the crystal particle changes, the shape of the crystal particle also changes. When the shape of the crystal particle is columnar, generation of dendrite is suppressed, and the cycle characteristics of the lithium secondary battery 100 are improved.

<正極>
正極20は、正極集電体22と、その一面に設けられた正極活物質層24とを有する(図1参照)。正極集電体22は、導電性を有する材料により構成されていればよく、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル箔の金属薄板を用いることができる。
<Positive electrode>
The positive electrode 20 has a positive electrode current collector 22 and a positive electrode active material layer 24 provided on one surface thereof (see FIG. 1). The positive electrode current collector 22 may be made of a material having conductivity, and for example, a thin metal plate of aluminum, copper, or nickel foil can be used.

正極活物質層24に用いる正極活物質は、リチウムイオンの吸蔵及び放出、リチウムイオンの脱離及び挿入(インターカレーション)、又は、リチウムイオンとリチウムイオンのカウンターアニオン(例えば、PF )とのドープ及び脱ドープを可逆的に進行させることが可能な電極活物質を用いることができる。 The positive electrode active material used for the positive electrode active material layer 24 includes lithium ion absorption and release, lithium ion desorption and insertion (intercalation), or lithium ion and lithium ion counter anion (for example, PF 6 ) An electrode active material capable of reversibly advancing doping and de-doping can be used.

例えば、コバルト酸リチウム(LiCoO)、ニッケル酸リチウム(LiNiO)、マンガン酸リチウム(LiMnO)、リチウムマンガンスピネル(LiMn)、及び、一般式:LiNiCoMna2(x+y+z+a=1、0≦x<1、0≦y<1、0≦z<1、0≦a<1、MはAl、Mg、Nb、Ti、Cu、Zn、Crより選ばれる1種類以上の元素)で表される複合金属酸化物、リチウムバナジウム化合物(LiV)、オリビン型LiMPO(ただし、Mは、Co、Ni、Mn、Fe、Mg、Nb、Ti、Al、Zrより選ばれる1種類以上の元素又はVOを示す)、チタン酸リチウム(LiTi12)、LiNiCoAl(0.9<x+y+z<1.1)等の複合金属酸化物、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセンなどが挙げられる。 For example, lithium cobaltate (LiCoO 2 ), lithium nickelate (LiNiO 2 ), lithium manganate (LiMnO 2 ), lithium manganese spinel (LiMn 2 O 4 ), and the general formula: LiNi x Co y Mn z M a2 ( x + y + z + a = 1, 0 ≦ x <1, 0 ≦ y <1, 0 ≦ z <1, 0 ≦ a <1, M is one or more selected from Al, Mg, Nb, Ti, Cu, Zn, Cr Complex metal oxide represented by the element), lithium vanadium compound (LiV 2 O 5 ), olivine type LiMPO 4 (where M is selected from Co, Ni, Mn, Fe, Mg, Nb, Ti, Al, Zr) are shown one or more elements or VO), lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12) , LiNi x Co y Al z O 2 (0.9 <x + y + z <1 1) a composite metal oxide such as polyacetylene, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, and the like polyacene.

また正極活物質層24は、導電材を有していてもよい。導電材としては、例えば、カーボンブラック類等のカーボン粉末、カーボンナノチューブ、炭素材料、銅、ニッケル、ステンレス、鉄等の金属微粉、炭素材料及び金属微粉の混合物、ITO等の導電性酸化物が挙げられる。正極活物質のみで十分な導電性を確保できる場合は、正極活物質層24は導電材を含んでいなくてもよい。   The positive electrode active material layer 24 may have a conductive material. Examples of the conductive material include carbon powders such as carbon blacks, carbon nanotubes, carbon materials, metal fine powders such as copper, nickel, stainless steel and iron, mixtures of carbon materials and metal fine powders, and conductive oxides such as ITO. Be When sufficient conductivity can be ensured only with the positive electrode active material, the positive electrode active material layer 24 may not contain the conductive material.

また正極活物質層24は、バインダーを含む。バインダーは、公知のものを用いることができる。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)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)等のフッ素樹脂、が挙げられる。   The positive electrode active material layer 24 also contains a binder. A well-known thing can be used for a binder. For example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), ethylene-tetrafluorocarbon And fluorine resins such as ethylene copolymer (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), and polyvinyl fluoride (PVF).

また、上記の他に、バインダーとして、例えば、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン系フッ素ゴム(VDF−HFP系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−HFP−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン系フッ素ゴム(VDF−PFP系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−PFP−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−パーフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−PFMVE−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−クロロトリフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−CTFE系フッ素ゴム)等のビニリデンフルオライド系フッ素ゴムを用いてもよい。   In addition to the above, as a binder, for example, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene fluororubber (VDF-HFP fluororubber), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene fluororubber (VDF-HFP- TFE-based fluororubber), vinylidene fluoride-pentafluoropropylene-based fluororubber (VDF-PFP-based fluororubber), vinylidene fluoride-pentafluoropropylene-tetrafluoroethylene-based fluororubber (VDF-PFP-TFE-based fluororubber), Vinylidene fluoride-perfluoromethyl vinyl ether-tetrafluoroethylene-based fluororubber (VDF-PFMVE-TFE-based fluororubber), vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene-based fluororubber The containing rubbers (VDF-CTFE-based fluorine rubber) vinylidene fluoride-based fluorine rubbers such as may be used.

<セパレータ>
セパレータ10は、電気絶縁性の多孔質構造から形成されていればよく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリオレフィンからなるフィルムの単層体、積層体や上記樹脂の混合物の延伸膜、或いはセルロース、ポリエステル及びポリプロピレンからなる群より選択される少なくとも1種の構成材料からなる繊維不織布が挙げられる。
<Separator>
The separator 10 may be formed of an electrically insulating porous structure, for example, a single layer of a film made of polyethylene, polypropylene or polyolefin, a stretched film of a laminate or a mixture of the above resins, cellulose, polyester, A non-woven fabric made of at least one component selected from the group consisting of polypropylene can be mentioned.

(電解液)
電解液は、発電部40内に含浸される。電解液には、リチウム塩等を含む電解質溶液(電解質水溶液、有機溶媒を使用する非水系電解質溶液) を使用することができる。ただし、電解質水溶液は電気化学的に分解電圧が低いため、充電時の耐用電圧が低く制限される。そのため、有機溶媒を使用する電解質溶液(非水系電解質溶液)であることが好ましい。
(Electrolyte solution)
The electrolytic solution is impregnated in the power generation unit 40. As the electrolytic solution, an electrolytic solution containing a lithium salt or the like (aqueous electrolytic solution, non-aqueous electrolytic solution using an organic solvent) can be used. However, since the aqueous electrolytic solution has a low decomposition voltage electrochemically, the useful voltage at the time of charge is limited to a low level. Therefore, it is preferable that it is the electrolyte solution (non-aqueous electrolyte solution) which uses an organic solvent.

非水系電解質溶液は、非水溶媒に電解質が溶解されており、非水溶媒として環状カーボネートと、鎖状カーボネートと、を含有してもよい。   The non-aqueous electrolyte solution has an electrolyte dissolved in a non-aqueous solvent, and may contain a cyclic carbonate and a linear carbonate as the non-aqueous solvent.

環状カーボネートとしては、電解質を溶媒和することができるものを用いることができる。例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート及びブチレンカーボネートなどを用いることができる。   As cyclic carbonate, what can solvate electrolyte can be used. For example, ethylene carbonate, propylene carbonate and butylene carbonate can be used.

鎖状カーボネートは、環状カーボネートの粘性を低下させることができる。例えば、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートが挙げられる。その他、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、γ−ブチロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタンなどを混合して使用してもよい。   Chain carbonates can reduce the viscosity of cyclic carbonates. For example, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate can be mentioned. In addition, methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, γ-butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane and the like may be mixed and used.

非水溶媒中の環状カーボネートと鎖状カーボネートの割合は体積にして1:9〜1:1にすることが好ましい。   The ratio of cyclic carbonate to linear carbonate in the non-aqueous solvent is preferably 1: 9 to 1: 1 by volume.

また非水系電解質溶液としてイオン液体を用いてもよい。イオン液体は、カチオンとアニオンの組合せによって得られる100℃未満でも液体状の塩である。イオン液体は、イオンのみからなる液体であるため、静電的な相互作用が強く、不揮発性、不燃性と言う特徴を有する。電解液としてイオン液体を用いたリチウム二次電池100は、安全性に優れる。   An ionic liquid may also be used as the non-aqueous electrolyte solution. An ionic liquid is a salt which is liquid at less than 100 ° C. obtained by the combination of a cation and an anion. Since the ionic liquid is a liquid consisting only of ions, it has strong electrostatic interaction, and is characterized as being non-volatile and non-combustible. The lithium secondary battery 100 using an ionic liquid as an electrolytic solution is excellent in safety.

(外装体)
外装体50は、その内部に発電部40及び電解液を密封する。外装体50は、電解液の外部への漏出や、外部からのリチウム二次電池100内部への水分等の侵入等を抑止できる物であれば特に限定されない。
(Exterior body)
The exterior body 50 seals the power generation unit 40 and the electrolyte inside. The exterior body 50 is not particularly limited as long as it can prevent leakage of the electrolytic solution to the outside, intrusion of moisture and the like from the outside into the lithium secondary battery 100, and the like.

例えば、外装体50として、図1に示すように、金属箔52を高分子膜54で両側からコーティングした金属ラミネートフィルムを利用できる。金属箔52としては例えばアルミ箔を、高分子膜54としてはポリプロピレン等の膜を利用できる。例えば、外側の高分子膜54の材料としては融点の高い高分子、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアミド等が好ましく、内側の高分子膜54の材料としてはポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等が好ましい。   For example, as shown in FIG. 1, a metal laminate film in which a metal foil 52 is coated from both sides with a polymer film 54 can be used as the package 50. For example, an aluminum foil can be used as the metal foil 52, and a film such as polypropylene can be used as the polymer film 54. For example, as the material of the outer polymer film 54, a polymer having a high melting point, for example, polyethylene terephthalate (PET), polyamide, etc. is preferable, and as the material of the inner polymer film 54, polyethylene (PE), polypropylene (PP) Etc. is preferred.

「リード」
リード60、62は、アルミ等の導電材料から形成されている。リード60、62を正極20、負極30にそれぞれ溶接し、正極20と負極30との間にセパレータ10を挟んだ状態で、電解液と共に外装体50内に挿入し、外装体50の入り口をシールする。
"Lead"
The leads 60 and 62 are formed of a conductive material such as aluminum. The leads 60 and 62 are respectively welded to the positive electrode 20 and the negative electrode 30, and the separator 10 is inserted between the positive electrode 20 and the negative electrode 30 together with the electrolytic solution and inserted into the outer package 50, and the inlet of the outer package 50 is sealed. Do.

上述のように、本実施形態にかかるリチウム二次電池は、負極集電体32の平均結晶子サイズが所定の範囲内である。そのため、負極30におけるデンドライトの発生がより抑制され、リチウム二次電池100のサイクル特性が向上する。   As described above, in the lithium secondary battery according to the present embodiment, the average crystallite size of the negative electrode current collector 32 is within the predetermined range. Therefore, generation of dendrite in the negative electrode 30 is further suppressed, and the cycle characteristics of the lithium secondary battery 100 are improved.

[リチウム二次電池の製造方法]
本実施形態にかかるリチウム二次電池100の製造方法について説明する。まず正極20及び負極30を作製する。
[Method of manufacturing lithium secondary battery]
A method of manufacturing the lithium secondary battery 100 according to the present embodiment will be described. First, the positive electrode 20 and the negative electrode 30 are manufactured.

正極20は、正極集電体22上に正極活物質を含む塗料を塗布、乾燥して作製する。正極活物質を含む塗料は、正極活物質、バインダー及び溶媒を含み、必要に応じて導電材が混合されている。溶媒には、例えば、水、N−メチル−2−ピロリドン等を用いることができる。   The positive electrode 20 is produced by applying and drying a paint containing a positive electrode active material on the positive electrode current collector 22. A paint containing a positive electrode active material contains a positive electrode active material, a binder and a solvent, and a conductive material is mixed as needed. As the solvent, for example, water, N-methyl-2-pyrrolidone and the like can be used.

塗料における正極活物質、導電材、バインダーの構成比率は、質量比で80wt%〜98wt%:0.1wt%〜10wt%:0.1wt%〜10wt%であることが好ましい。これらの質量比は、全体で100wt%となるように調整される。塗料を構成する成分の混合方法は特に制限されず、混合順序もまた特に制限されない。   The composition ratio of the positive electrode active material, the conductive material, and the binder in the paint is preferably 80 wt% to 98 wt%: 0.1 wt% to 10 wt%: 0.1 wt% to 10 wt% in mass ratio. These mass ratios are adjusted to be 100 wt% in total. The method of mixing the components constituting the paint is not particularly limited, and the order of mixing is also not particularly limited.

そして作製した塗料を、正極集電体22に塗布する。塗布方法としては、特に制限はなく、通常電極を作製する場合に採用される方法を用いることができる。例えば、スリットダイコート法、ドクターブレード法が挙げられる。   Then, the prepared paint is applied to the positive electrode current collector 22. There is no restriction | limiting in particular as a coating method, The method employ | adopted when producing an electrode normally can be used. For example, a slit die coating method or a doctor blade method may be mentioned.

続いて、正極集電体22に塗布された塗料中の溶媒を除去する。除去方法は特に限定されない。例えば、塗料が塗布された正極集電体22を、80℃〜150℃の雰囲気下で乾燥させればよい。そして、正極集電体22上に正極活物質層24が形成された正極20が得られる。   Subsequently, the solvent in the paint applied to the positive electrode current collector 22 is removed. The removal method is not particularly limited. For example, the positive electrode current collector 22 to which the paint is applied may be dried in an atmosphere of 80 ° C. to 150 ° C. Then, the positive electrode 20 in which the positive electrode active material layer 24 is formed on the positive electrode current collector 22 is obtained.

負極30は、負極集電体32として用いる金属箔を準備する。準備した金属箔を焼結して金属膜を構成する結晶粒子の平均結晶子サイズを調整する。結晶粒子の平均結晶子サイズと焼結温度とはある程度の相関があり、焼結温度が高くなると平均結晶子サイズは大きくなる。そのため、厳密な検量線が準備できればその検量線に従って金属箔を焼結することで、所定の負極集電体32が得られる。   The negative electrode 30 prepares a metal foil used as the negative electrode current collector 32. The prepared metal foil is sintered to adjust the average crystallite size of crystal particles constituting the metal film. There is a certain correlation between the average crystallite size of the crystal grains and the sintering temperature, and the average crystallite size increases as the sintering temperature increases. Therefore, if a precise calibration curve can be prepared, a predetermined negative electrode current collector 32 can be obtained by sintering the metal foil according to the calibration curve.

一方で、焼結炉内は温度分布や様々な要因により平均結晶子サイズは同条件で焼結しても変動することが多い。330Å以上380Å以下という狭い領域で平均結晶子サイズを制御できる厳密な検量線を作成することは難しい。そこで、焼結後にX線回折により平均結晶子サイズを測定し、特定の範囲内に収まっているものを負極集電体32として利用する。   On the other hand, in the sintering furnace, the average crystallite size often fluctuates even when sintered under the same conditions due to temperature distribution and various factors. It is difficult to create a precise calibration curve that can control the average crystallite size in the narrow region of 330 Å to 380 Å. Therefore, after sintering, the average crystallite size is measured by X-ray diffraction, and the one that is within the specific range is used as the negative electrode current collector 32.

金属膜を焼結する際は、還元雰囲気又は真空中で焼結することが好ましい。例えば、銅等は酸化しやすい。還元雰囲気又は真空中で焼結することで、負極集電体32内に酸化銅が形成されることを抑制し、導電性が不均一化することをより抑制できる。   When sintering the metal film, it is preferable to sinter in a reducing atmosphere or vacuum. For example, copper is easily oxidized. By sintering in a reducing atmosphere or vacuum, the formation of copper oxide in the negative electrode current collector 32 can be suppressed, and the nonuniformity of the conductivity can be further suppressed.

金属リチウム以外のSi、Sn等を負極活物質層34として用いる場合は、負極活物質、バインダー及び溶媒を含む溶媒を、負極集電体32に塗布し、溶媒を除去する。溶媒を除去する際に、負極集電体32を焼結してもよい。   When Si, Sn or the like other than metallic lithium is used as the negative electrode active material layer 34, a solvent containing the negative electrode active material, a binder and a solvent is applied to the negative electrode current collector 32, and the solvent is removed. When removing the solvent, the negative electrode current collector 32 may be sintered.

次いで作製した正極20と負極30とを、セパレータ10を介して積層し、電解液と共に、外装体50内に封入する。例えば、正極20と、負極30と、セパレータ10とを積層し、予め作製した袋状の外装体50に、発電部40を入れる。電解液は、外装体50内に注入してもよいし、発電部40内に含浸させてもよい。   Subsequently, the produced positive electrode 20 and the negative electrode 30 are stacked via the separator 10 and sealed in the outer package 50 together with the electrolytic solution. For example, the positive electrode 20, the negative electrode 30, and the separator 10 are stacked, and the power generation unit 40 is placed in the bag-like exterior body 50 manufactured in advance. The electrolytic solution may be injected into the exterior body 50 or may be impregnated into the power generation unit 40.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。   The embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, but the respective configurations and the combinations thereof and the like in the respective embodiments are merely examples, and additions and omissions of configurations are possible within the scope of the present invention. , Permutations, and other modifications are possible.

(実施例1)
まず正極を準備した。正極活物質としてNCA(組成式:Li1.0Ni0.78Co0.19Al0.03)、導電材としてカーボンブラック、バインダーとしてPVDFを準備した。これらを溶媒中で混合し、塗料を作製し、アルミ箔からなる正極集電体上に塗布した。正極活物質と導電材とバインダーの質量比は、95:2:3とした。塗布後に、溶媒は除去した。
Example 1
First, a positive electrode was prepared. NCA as a positive electrode active material (composition formula: Li 1.0 Ni 0.78 Co 0.19 Al 0.03 O 2), carbon black as a conductive material was prepared PVDF as a binder. These were mixed in a solvent to prepare a paint, which was applied on a positive electrode current collector made of aluminum foil. The mass ratio of the positive electrode active material, the conductive material, and the binder was 95: 2: 3. After application, the solvent was removed.

次いで負極集電体を準備した。銅箔を設定温度100℃で焼結し、X線回折により平均結晶子サイズを求めた。そして、平均結晶子サイズが330Åのものを負極集電体として用いた。   Then, a negative electrode current collector was prepared. The copper foil was sintered at a set temperature of 100 ° C., and the average crystallite size was determined by X-ray diffraction. Then, one having an average crystallite size of 330 Å was used as a negative electrode current collector.

そして作製された正極と負極とをセパレータを介して積層し発電部を作製した。正極と負極の積層数は1層とした。セパレータには、ポリエチレンとポリプロピレンの積層体を用いた。得られた発電部を非水電解液に含浸させてから外装体内に封入した。電解液にはN−メチル−N−プロピルピロリジニウムビス(フルオロスルホニル)イミド(P13−FSI)を用い、1mol/Lの濃度となるようにリチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(Li−TFSI)を溶解させたものを用いた。そして得られたリチウム二次電池の充放電を行い、容量維持率が初回の放電時の放電容量に対して80%以下となる充放電回数(サイクル回数)を求めた。 And the produced positive electrode and negative electrode were laminated | stacked through the separator, and the electric power generation part was produced. The number of stacked layers of the positive electrode and the negative electrode was one. For the separator, a laminate of polyethylene and polypropylene was used. The obtained power generation unit was impregnated with a non-aqueous electrolyte and then enclosed in an outer package. As an electrolytic solution, N-methyl-N-propylpyrrolidinium bis (fluorosulfonyl) imide (P 13 -FSI) is used, and lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (Li-TFSI) is prepared to have a concentration of 1 mol / L. ) Was used. Then, charge and discharge of the obtained lithium secondary battery were performed, and the number of charge and discharge (number of cycles) at which the capacity retention rate became 80% or less of the discharge capacity at the time of the first discharge was determined.

(実施例2及び3)
実施例2は、平均結晶子サイズが340Åのものを負極集電体として用いた点が実施例1と異なり、実施例3は、平均結晶子サイズが350Åのものを負極集電体として用いた点が実施例1と異なる。その他の条件は、実施例1と同様としてサイクル回数を求めた。
(Examples 2 and 3)
Example 2 differs from Example 1 in that an average crystallite size of 340 Å was used as the negative electrode current collector, and Example 3 used an average crystallite size of 350 Å as the negative electrode current collector. The point is different from the first embodiment. The other conditions were the same as in Example 1 and the number of cycles was determined.

(実施例4〜6)
実施例4〜6は、銅箔を設定温度200℃で焼結した点が実施例1と異なる。そして実施例4では平均結晶子サイズが360Åのものを負極集電体として用い、実施例5では平均結晶子サイズが370Åのものを負極集電体として用い、実施例6では平均結晶子サイズが380Åのものを負極集電体として用いた。その他の条件は、実施例1と同様にしてサイクル特性を求めた。
(Examples 4 to 6)
Examples 4 to 6 differ from Example 1 in that the copper foil was sintered at a set temperature of 200 ° C. And in Example 4, the one having an average crystallite size of 360 Å is used as the negative electrode current collector, and in Example 5, the one having an average crystallite size of 370 Å is used as the negative electrode current collector. A material of 380 Å was used as a negative electrode current collector. The other conditions were the same as in Example 1 to determine cycle characteristics.

(比較例1〜3)
比較例1〜3は、銅箔を未焼結で用いた点が実施例1と異なる。そして比較例1では平均結晶子サイズが250Åのものを負極集電体として用い、比較例2では平均結晶子サイズが300Åのものを負極集電体として用い、比較例3では平均結晶子サイズが320Åのものを負極集電体として用いた。その他の条件は、実施例1と同様にしてサイクル特性を求めた。
(Comparative Examples 1 to 3)
Comparative Examples 1 to 3 are different from Example 1 in that copper foils were used as unsintered. In Comparative Example 1, the one having an average crystallite size of 250 Å is used as the negative electrode current collector, and in Comparative Example 2, the one having an average crystallite size of 300 Å is used as the negative electrode current collector. A material of 320 Å was used as a negative electrode current collector. The other conditions were the same as in Example 1 to determine cycle characteristics.

(比較例4〜6)
比較例4〜6は、銅箔を設定温度300℃で焼結した点が実施例1と異なる。そして比較例4では平均結晶子サイズが390Åのものを負極集電体として用い、比較例5では平均結晶子サイズが400Åのものを負極集電体として用い、比較例6では平均結晶子サイズが450Åのものを負極集電体として用いた。その他の条件は、実施例1と同様にしてサイクル特性を求めた。
(Comparative Examples 4 to 6)
Comparative Examples 4 to 6 differ from Example 1 in that the copper foil was sintered at a set temperature of 300 ° C. In Comparative Example 4, the one having an average crystallite size of 390 Å is used as the negative electrode current collector, and in Comparative Example 5, the one having an average crystallite size of 400 Å is used as the negative electrode current collector. The thing of 450 Å was used as a negative electrode current collector. The other conditions were the same as in Example 1 to determine cycle characteristics.

Figure 0006489251
Figure 0006489251

表1に示すように、平均結晶子サイズが330Å以上380Å以下の範囲内において、リチウム二次電池のサイクル特性が向上した。   As shown in Table 1, the cycle characteristics of the lithium secondary battery were improved when the average crystallite size was in the range of 330 Å to 380 Å.

(実施例7〜17)
次いで、平均結晶子サイズを350Åに固定して、X線回折測定における(200)面における半値幅d1と(220)面における半値幅d2との関係性を変更した。これらの関係性は、焼結条件により変化すると考えられるが明確な制御因子が不明なため、設定温度100℃で焼結後の負極集電体の表面をX線回折により測定し、半値幅の関係が以下の実施例の関係を満たすものを抽出した。その他の条件は、実施例3と同様にしてサイクル特性を求めた。
(Examples 7 to 17)
Next, the average crystallite size was fixed at 350 Å, and the relationship between the half width d1 in the (200) plane and the half width d2 in the (220) plane in the X-ray diffraction measurement was changed. These relationships are considered to change depending on the sintering conditions, but since the clear control factor is unknown, the surface of the negative electrode current collector after sintering at a set temperature of 100 ° C. is measured by X-ray diffraction. The relationship is extracted that satisfies the relationship of the following examples. The other conditions were the same as in Example 3 to obtain cycle characteristics.

Figure 0006489251
Figure 0006489251

(実施例18〜24)
次いで、平均結晶子サイズを350Åに固定して、結晶粒子サイズを変更した。結晶粒子サイズは、焼結時間および焼結炉内の真空度を変えて制御した。その他の条件は、実施例3と同様にしてサイクル特性を求めた。
(Examples 18 to 24)
The average crystallite size was then fixed at 350 Å and the crystal grain size changed. The crystal grain size was controlled by changing the sintering time and the degree of vacuum in the sintering furnace. The other conditions were the same as in Example 3 to obtain cycle characteristics.

Figure 0006489251
Figure 0006489251

10 セパレータ
20 正極
22 正極集電体
24 正極活物質層
30 負極
32 負極集電体
34 負極活物質層
40 発電部
50 外装体
60,62 リード
100 リチウム二次電池
DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS 10 separator 20 positive electrode 22 positive electrode current collector 24 positive electrode active material layer 30 negative electrode 32 negative electrode current collector 34 negative electrode active material layer 40 power generation unit 50 exterior body 60, 62 lead 100 lithium secondary battery

Claims (5)

負極に金属リチウムを用いるリチウム二次電池用の負極集電体であって、
銅からなると共に、銅の結晶粒子を有し、
前記結晶粒子の平均結晶子サイズが330Å以上380Å以下である、負極集電体。
An anode current collector for a lithium secondary battery using metallic lithium for the anode,
It consists of copper and has crystal grains of copper ,
The negative electrode current collector, wherein an average crystallite size of the crystal particle is 330 Å or more and 380 Å or less.
X線回折測定における(200)面における半値幅d1と、(220)面における半値幅d2と、が1.2≦d2/d1≦1.6の関係を満たす、請求項1に記載の負極集電体。     The negative electrode collector according to claim 1, wherein the half width d1 in the (200) plane and the half width d2 in the (220) plane in the X-ray diffraction measurement satisfy the relationship of 1.2 ≦ d2 / d1 ≦ 1.6. Collector. 前記結晶粒子の大きさが0.1μm以上1.5μm以下である、請求項1又は2に記載の負極集電体。     The negative electrode current collector according to claim 1, wherein the size of the crystal particle is 0.1 μm or more and 1.5 μm or less. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の負極集電体を備えた、負極。     The negative electrode provided with the negative electrode collector as described in any one of Claims 1-3. 負極に金属リチウムを用いるリチウム二次電池であって、
請求項4に記載の負極と、
前記負極と対向する正極と、
前記負極と前記正極との間に位置するセパレータと、を備えるリチウム二次電池。
A lithium secondary battery using metallic lithium for the negative electrode,
The negative electrode according to claim 4 ;
A positive electrode facing the negative electrode,
A lithium secondary battery comprising a separator positioned between the negative electrode and the positive electrode.
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