JP6552788B2 - Electrode and lithium ion secondary battery using the same - Google Patents

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Description

本発明は、電極及びそれを用いたリチウムイオン二次電池に関する。   The present invention relates to an electrode and a lithium ion secondary battery using the electrode.

従来、リチウムイオン二次電池の正極材料(正極活物質)としてLiCoOやLiN
1/3Mn1/3Co1/3等のLi系層状化合物やLiMn等のスピネル化合物が用いられてきた。近年では、LiFePOに代表されるポリアニオン系化合物が注目されている。ポリアニオン系化合物は高温での熱安定性が高く、安全性が高いことが知られている。
Conventionally, LiCoO 2 or LiN as a positive electrode material (positive electrode active material) of a lithium ion secondary battery
Li-based layered compounds such as i 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 and spinel compounds such as LiMn 2 O 4 have been used. In recent years, polyanionic compounds represented by LiFePO 4 have attracted attention. It is known that polyanionic compounds have high thermal stability at high temperatures and high safety.

ポリアニオン系化合物では、その結晶格子が有する四面体骨格に電子が強く引き寄せられ、結晶格子中の金属原子が孤立する。そのため、ポリアニオン系化合物の電子伝導性は他の一般的な正極活物質に比べて低くなる。このように電子伝導性の低いポリアニオン系化合物を正極活物質として用いたリチウムイオン二次電池では、理論容量に対して十分な容量が得られなかったり、正極活物質としてLi系層状化合物を用いた場合に比べて、レート特性が低くなったりする問題があった。   In a polyanionic compound, electrons are strongly attracted to the tetrahedral skeleton of the crystal lattice, and metal atoms in the crystal lattice are isolated. Therefore, the electron conductivity of the polyanionic compound is lower than that of other common positive electrode active materials. Thus, in a lithium ion secondary battery using a polyanionic compound having a low electron conductivity as a positive electrode active material, a sufficient capacity relative to the theoretical capacity cannot be obtained, or a Li-based layered compound is used as a positive electrode active material. Compared with the case, there was a problem that the rate characteristic was lowered.

ポリアニオン系化合物であるリチウムリン酸バナジウム化合物は、従来の活物質粒子に比べ粒子径を微小にすることでレート特性が向上することが特許文献1に開示されている。しかしながら、粒子径を微小にすることで、活物質の単位重量当たりの比表面積も比較的大きくなり、電極の形成が困難となる。つまりこの様な比表面積の大きな活物質を用いた場合、従来の活物質に比べて、樹脂成分の活物質への吸着量も多くなることから活物質を含有する塗布液の粘性が上昇してしまうためである。また樹脂の吸着量が多いため、集電体と活物質間の結着性も低下する。したがって、集電体との結着性を向上させるには樹脂の比率を高める必要があるが、活物質の比率が低下することから、活物質層を高密度化することは、極めて困難であった。   Patent Document 1 discloses that lithium vanadium vanadium compounds, which are polyanionic compounds, improve rate characteristics by making the particle diameter smaller than conventional active material particles. However, by reducing the particle size, the specific surface area per unit weight of the active material also becomes relatively large, making it difficult to form an electrode. That is, when such an active material having a large specific surface area is used, the amount of adsorption of the resin component on the active material also increases compared to the conventional active material, and the viscosity of the coating liquid containing the active material increases. It is because it In addition, since the amount of resin adsorption is large, the binding property between the current collector and the active material is also reduced. Therefore, it is necessary to increase the ratio of the resin to improve the binding property with the current collector, but it is extremely difficult to densify the active material layer because the ratio of the active material decreases. The

電極の高密度化をはかる試みとしては、特許文献2において、解砕されやすい二次粒子を用い電極形成時にロールプレスを行うことで一次粒子のレベルで単分散させる技術が開示されているが、特に粒子径の微小な活物質においては、ロールプレスによる一次粒子のレベルでの単分散では導電助剤の分散性の低下により容量の低下を招くことになり、レート特性も劣化することとなる。     As an attempt to increase the density of the electrode, Patent Document 2 discloses a technique of monodispersing at the level of primary particles by performing roll press at the time of electrode formation using secondary particles that are easily crushed, Particularly in the case of an active material having a small particle diameter, monodispersion at the level of primary particles by roll pressing leads to a decrease in capacity due to a decrease in dispersibility of the conductive additive, and the rate characteristics also deteriorate.

特開2004−303527号公報JP 2004-303527 A 特開2004−192846号公報JP 2004-192846 A

本発明は上記課題に鑑みて成されたものであり、高密度の電極を得て、体積当たりの容量を向上させ、かつレート特性の高いリチウムイオン二次電池を提供することを目的とした。 The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a high-density electrode, to improve the capacity per volume, and to provide a lithium ion secondary battery with high rate characteristics.

上記目的を達成するために、本発明に係る電極は、Li−M−P複合酸化物と、導電助剤と、第一の樹脂と、を含む結着体が、第一の樹脂とは異なる第二の樹脂中に分散されてなる活物質層を備えており、
さらに第一の樹脂は、酸性バインダーを含有し、前記第二の樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン、スチレンブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアミド、ポリアミドイミド、カルボキシメチルセルロース塩、の群より選ばれる少なくとも一種以上の樹脂を含有することを特徴とする。ただし、MはFe、Mn、Co、Ni及びVOの群から選ばれる1種以上を含むものとする。
In order to achieve the above object, in the electrode according to the present invention, a binder including a Li-M-P complex oxide, a conductive auxiliary agent, and a first resin is different from the first resin An active material layer dispersed in the second resin,
Furthermore, the first resin contains an acidic binder, and the second resin is made of polytetrafluoroethylene, styrene butadiene rubber, carboxymethyl cellulose, polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, polyamide, polyamideimide, carboxymethyl cellulose salt, It contains at least one resin selected from the group. However, M includes one or more selected from the group of Fe, Mn, Co, Ni and VO.

係る電極によれば、Li−M−P複合酸化物、導電助剤及び第一の樹脂からなる結着体を構成させることにより、Li−M−P複合酸化物、導電助剤を単分散させる分布状態よりも高密度化が図られると共に、電解液が浸透する経路が適度に確保されるため、電池として高容量であり、かつレート特性も良好になると推察している。 According to the electrode, the Li-M-P composite oxide and the conductive additive are monodispersed by forming a binder composed of the Li-M-P composite oxide, the conductive additive and the first resin. Since higher density can be achieved than in the distribution state, and a path through which the electrolytic solution penetrates can be appropriately maintained, it is assumed that the battery has a high capacity and the rate characteristics are also good.

また係る電極によれば、酸性バインダーを用いることにより、安定して良好な導電性を維持可能である。 Moreover, according to the electrode which concerns, by using an acidic binder, stable and favorable electroconductivity can be maintained.

前記酸性バインダーは、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸とポリアクリル酸塩の混合物、ポリアクリル酸とカルボキシメチルセルロース塩の混合物、カルボキシメチルセルロースとカルボキシメチルセルロース塩の混合物の群から選ばれる1種以上の樹脂を含有することが好ましい。 The acidic binder is at least one selected from the group consisting of polyacrylic acid, carboxymethylcellulose, a mixture of polyacrylic acid and polyacrylate, a mixture of polyacrylic acid and carboxymethylcellulose salt, and a mixture of carboxymethylcellulose and carboxymethylcellulose salt. It is preferable to contain a resin.

また、前記酸性バインダーは、Li−M−P複合酸化物と導電助剤の合計の重量に対して、0.001以上3重量%以下であることが好ましい。この様な構成にすることにより、電極として高い導電性が得られるため好ましい。 Moreover, it is preferable that the said acidic binder is 0.001 or more and 3 weight% or less with respect to the total weight of Li-MP composite oxide and a conductive support agent. Such a configuration is preferable because high conductivity can be obtained as an electrode.

前記Li−M−P複合酸化物は、平均一次粒子径が30〜300nmのLiVOPOであることが好ましい。 The Li-M-P complex oxide preferably has an average primary particle diameter of LiVOPO 4 of 30 to 300 nm.

この構成によれば、粗大な粒径のものよりも容量及びレート特性に優れるだけでなくサイクル特性も期待できる。 According to this configuration, it is possible to expect not only excellent capacity and rate characteristics but also cycle characteristics as compared to those of coarse particle diameter.

本発明に係るリチウムイオン二次電池においては、正極と、セパレータと、負極とがこの順で積層され、前記セパレータは電解質が含浸されており、前記正極が上述したようにLi−M−P複合酸化物と、導電助剤と、第一の樹脂と、を含む結着体が、第一の樹脂とは異なる第二の樹脂中に分散されてなる活物質層を備えていることが好ましい。このような電極を用いることにより、高容量でレート特性に優れたリチウムイオン二次電池とすることができる。   In the lithium ion secondary battery according to the present invention, the positive electrode, the separator, and the negative electrode are laminated in this order, the separator is impregnated with the electrolyte, and the positive electrode is Li-MP composite as described above. It is preferable to have an active material layer in which a binder including an oxide, a conductive support agent, and a first resin is dispersed in a second resin different from the first resin. By using such an electrode, a lithium ion secondary battery having high capacity and excellent rate characteristics can be obtained.

本発明に係る電極によれば、高密度の電極を得ることができ、体積当たりの容量を向上させ、かつレート特性の高いリチウムイオン二次電池を提供することができる。 According to the electrode of the present invention, a high-density electrode can be obtained, a capacity per volume can be improved, and a lithium ion secondary battery with high rate characteristics can be provided.

本実施形態に係る前駆体から形成した活物質を含む正極活物質層を備えるリチウムイオン二次電池の模式断面図である。It is a schematic cross section of a lithium ion secondary battery provided with the positive electrode active material layer containing the active material formed from the precursor which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る電極断面の走査型電子顕微鏡(SEM)像である。It is a scanning electron microscope (SEM) image of the electrode cross section concerning this embodiment. 本実施形態に係る電極断面の走査型電子顕微鏡(SEM)像を二値化処理した像である。It is the image which binarized the scanning electron microscope (SEM) image of the electrode cross section which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る結着体の走査型電子顕微鏡(SEM)像である。It is a scanning electron microscope (SEM) image of the binder which concerns on this embodiment.

本実施形態に係る電極はLi−M−P複合酸化物と導電助剤と第一の樹脂とを含む結着体が、第一の樹脂とは異なる第二の樹脂中に分散されてなる活物質層を集電体上に塗布したものを備える電極である。そして、第一の樹脂は、酸性バインダーを含有し、前記第二の樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン、スチレンブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアミド、ポリアミドイミド、カルボキシメチルセルロース塩、の群より選ばれる少なくとも一種以上の樹脂を含有することを特徴とする電極である。ただし、MはFe、Mn、Co、Ni及びVOの群から選ばれる1種以上を含むものである。 The electrode according to the present embodiment is an active material in which a binder containing a Li-M-P composite oxide, a conductive additive and a first resin is dispersed in a second resin different from the first resin. It is an electrode provided with what applied the substance layer on the electrical power collector. The first resin contains an acidic binder, and the second resin is polytetrafluoroethylene, styrene butadiene rubber, carboxymethylcellulose, polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, polyamide, polyamideimide, carboxymethylcellulose salt, And at least one resin selected from the group consisting of However, M includes one or more selected from the group of Fe, Mn, Co, Ni and VO.

係る電極は、図4に示すような高密な球状及び楕円球体の粒子の結着体を用いることで、良好な充填性があり高密度な活物質層が得られる。
また、係る電極は、図2に示すような断面構造を有している。つまり、結着体と結着体間に第二の樹脂及び導電助剤を備え、かつ結着体内にも第一の樹脂及び導電助剤を備える構造を有している。第二の樹脂及び導電助剤からなる経路が電解液の拡散を促進させ結着体の周囲を電解液で満たす役割をし、第一の樹脂及び導電助剤からなる経路が、第二の電解液の拡散経路となり、活物質へのリチウムイオンの出入りを良好に行えることができ、それにより良好なレート特性を示すと推察している。
Such an electrode can obtain a high-density active material layer with a good filling property by using a densely packed spherical and elliptical spherical particle binder as shown in FIG. 4.
The electrode has a cross-sectional structure as shown in FIG. That is, it has a structure in which the binder and the binder are provided with the second resin and the conductive aid, and the binder is also provided with the first resin and the conductive additive. The path consisting of the second resin and the conductive aid promotes the diffusion of the electrolytic solution and serves to fill the periphery of the binder with the electrolytic solution, and the path consisting of the first resin and the conductive aid constitutes the second electrolysis It becomes a diffusion path of the liquid, and lithium ions can be favorably moved in and out of the active material, and it is presumed that good rate characteristics are thereby exhibited.

(Li−M−P複合酸化物)
Li−M−P複合酸化物は、リチウムとリンとMと示した金属から構成された酸化物である。具体的にはリン酸塩が化学的に安定した骨格構造を形成するため好ましい。
(Li-MP complex oxide)
The Li-MP composite oxide is an oxide composed of lithium, phosphorus, and a metal designated M. Specifically, phosphate is preferable because it forms a chemically stable skeleton structure.

より具体的には一般式LiMPO(式中、aは1又は2であり、MはFe、Mn、Co、Ni及びVOからなる群より選ばれる一種以上を含む。)で示される酸化物が安定な構造であり好ましい。
さらに具体的にはLiFePO、LiMnPO、LiCoPO、LiNiPO、LiVOPOおよびLi(POの群に示される酸化物がより好ましい。
More specifically, the oxidation is represented by the general formula Li a MPO 4 (wherein a is 1 or 2 and M includes one or more selected from the group consisting of Fe, Mn, Co, Ni and VO). The thing is a stable structure and is preferable.
More specifically, oxides shown in the group of LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiCoPO 4 , LiNiPO 4 , LiVOPO 4 and Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 are more preferable.

この様なLi−M−P複合酸化物の平均一次粒子径としては、30〜300nmが好ましい。   As an average primary particle diameter of such Li-M-P complex oxide, 30-300 nm is preferable.

特に平均一次粒子径が30〜300nmのLiVOPOが好ましい。この様な材料で、かつ粒径にすることにより優れたレート特性が得られる。 In particular, LiVOPO 4 having an average primary particle size of 30 to 300 nm is preferable. Excellent rate characteristics can be obtained by using such a material and having a particle diameter.

ここで、粒径が300nm以上の粒子であるとき、粒子内のリチウムイオンの拡散距離が長くなるため、導電性が低くなる可能性があり、30nm以下であると容量は良好なものの電解液と過度に反応してしまいサイクル特性が低下する可能性がある。
平均一次粒子径は、より好ましくは30〜200nmの範囲にあるとよい。このような構成によれば、粒子内のリチウムイオンの拡散距離が更に短くなるため、導電性が向上する。
Here, when the particles have a particle diameter of 300 nm or more, the diffusion distance of lithium ions in the particles becomes long, so the conductivity may be low, and when the particle diameter is 30 nm or less, an electrolytic solution having a good capacity is obtained. It may react excessively and cycle characteristics may deteriorate.
The average primary particle diameter is more preferably in the range of 30 to 200 nm. According to such a configuration, the diffusion distance of lithium ions in the particles is further shortened, so the conductivity is improved.

なお、平均一次粒子径の測定は、既存の方法で測定することができ、走査型電子顕微鏡(SEM)及び透過型電子顕微鏡(TEM)で得られる像から測定可能である。   In addition, measurement of an average primary particle diameter can be measured by the existing method, and can be measured from the image obtained with a scanning electron microscope (SEM) and a transmission electron microscope (TEM).

(導電助剤)
導電助剤としては、電池性能に悪影響を及ぼさない電子伝導性材料であれば限定されないが、通常、天然黒鉛(鱗状黒鉛,鱗片状黒鉛,土状黒鉛等)、人造黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンウイスカー、炭素繊維、金属(銅,ニッケル,アルミニウム,銀,金等)粉、金属繊維、導電性セラミックス材料等の導電性材料が挙げられる。これらの導電助剤を単独で用いてもよく、これらの混合物を用いてもよい。
(Conduction agent)
The conductive auxiliary agent is not limited as long as it is an electron conductive material that does not adversely affect the battery performance. Usually, natural graphite (scale-like graphite, scale-like graphite, earth-like graphite, etc.), artificial graphite, carbon black, acetylene black And conductive materials such as ketjen black, carbon whisker, carbon fiber, metal (copper, nickel, aluminum, silver, gold etc.) powder, metal fiber, conductive ceramic material and the like. These conductive assistants may be used alone or a mixture thereof may be used.

特に、導電助剤としては、電子伝導性の観点よりケッチェンブラックが好ましい。導電助剤の添加量は、正極活物質層または負極活物質層の総重量に対して0.1重量%〜50重量%が好ましく、0.5重量%〜30重量%がより好ましい。   In particular, as a conductive additive, ketjen black is preferable from the viewpoint of electron conductivity. The addition amount of the conductive assistant is preferably 0.1% by weight to 50% by weight, and more preferably 0.5% by weight to 30% by weight with respect to the total weight of the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer.

(集電体)
電極の集電体としては、鉄、銅、ステンレス、ニッケルおよびアルミを用いることができる。また、その形状として、シート、発泡体、メッシュ、多孔体およびエキスパンド格子などを用いることができる。さらに、集電体には任意の形状で穴を開けて用いることができる。
(Current collector)
Iron, copper, stainless steel, nickel and aluminum can be used as the current collector of the electrode. Moreover, a sheet, a foam, a mesh, a porous body, an expanded lattice etc. can be used as the shape. Further, the current collector can be used with a hole formed in an arbitrary shape.

(第一の樹脂)
前記第一の樹脂は、酸性バインダーを含有する。酸性バインダーは、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸とポリアクリル酸塩の混合物、ポリアクリル酸とカルボキシメチルセルロース塩の混合物、カルボキシメチルセルロースとカルボキシメチルセルロース塩の混合物の群より選ばれる1種以上の樹脂を含有することが好ましい。
酸性バインダーのpHは2.5から6.5である。pHは0.5重量%の酸性バインダーを純水に分散させpHメーターを用いて評価した。
(First resin)
The first resin contains an acidic binder. The acidic binder is one or more resins selected from the group consisting of polyacrylic acid, carboxymethylcellulose, a mixture of polyacrylic acid and polyacrylate, a mixture of polyacrylic acid and carboxymethylcellulose salt, and a mixture of carboxymethylcellulose and carboxymethylcellulose salt. It is preferable to contain
The pH of the acidic binder is 2.5 to 6.5. The pH was evaluated by dispersing 0.5% by weight of an acidic binder in pure water and using a pH meter.

第一の樹脂は特にポリアクリル酸が好ましい。これによれば結着性もよく、また導電性の良好な電極が安定して維持できるため好ましい。   The first resin is particularly preferably polyacrylic acid. According to this, it is preferable because the binding property is good and the electrode having good conductivity can be stably maintained.

特にLiVOPO4では、pHが酸性であることから、酸性環境下でもポリアクリル酸は安定に維持可能であることに寄るものと考えられる。   In particular, in LiVOPO4, since the pH is acidic, it is considered that the polyacrylic acid can be stably maintained even in an acidic environment.

また、第一の樹脂と上述した樹脂同士を混合して用いても良い。特にポリアクリル酸とポリアクリル酸塩、ポリアクリル酸とカルボキシメチルセルロース塩との組み合わせが良好な導電性を持つ電極が得られるため好ましい。   Further, the first resin and the above-described resins may be mixed and used. In particular, a combination of polyacrylic acid and polyacrylate, or a combination of polyacrylic acid and carboxymethylcellulose salt is preferable because an electrode having good conductivity can be obtained.

前記酸性バインダーは、Li−M−P複合酸化物と導電助剤の合計の重量に対して、0.001重量以上3重量%以下であるものが好ましい。また0.001重量%以上0.5重量%以内であるものがより好ましい。これによれば、結着性が良好で、樹脂による被覆量が少ないため、導電性が良好な結着体が作製できる。 The acidic binder is preferably 0.001 wt% or more and 3 wt% or less with respect to the total weight of the Li-MP composite oxide and the conductive additive. Moreover, what is 0.001 to 0.5 weight% is more preferable. According to this, since the binding property is good and the coating amount by the resin is small, a binder having good conductivity can be produced.

この構成によれば、0.001重量%未満であるとき、第一の樹脂の結着性が低下する傾向にある。一方、3重量%より多くなる場合には、第一の樹脂がLi−M−P複合酸化物及び導電助剤を厚く覆ってしまう可能性があり、レート特性が低下してしまう恐れがある。 According to this configuration, when it is less than 0.001% by weight, the binding property of the first resin tends to be reduced. On the other hand, when it is more than 3% by weight, the first resin may cover the Li-M-P complex oxide and the conductive additive thickly, and the rate characteristics may be deteriorated.

(結着体)
本実施形態にかかる結着体の走査型電子顕微鏡(SEM)像を図4に示す。SEM像に示されるように、活物質であるLi−M−P複合酸化物と導電助剤が高密度に複合化し結着した造粒粒子となっている。
(Bound body)
A scanning electron microscope (SEM) image of the binder according to the present embodiment is shown in FIG. As shown in the SEM image, the active material, the Li-M-P complex oxide and the conductive auxiliary agent are in the form of granulated particles which are combined and bound at a high density.

この様な結着体の平均粒子径は1〜50μmであることが好ましい。これによれば、平均粒子径が1〜50μmの範囲にあるとき、平坦な活物質層を集電体上に塗布することが出来る。また平均粒子径が1〜20μmであれば充填性よく塗布できるためより好ましい。 The average particle size of such a binder is preferably 1 to 50 μm. According to this, when the average particle diameter is in the range of 1 to 50 μm, a flat active material layer can be coated on the current collector. An average particle size of 1 to 20 μm is more preferable because it can be applied with good filling properties.

なお、結着体の粒径はレーザー回折式粒度分布測定装置や、走査型電子顕微鏡(SEM)で得られる像から測定可能である。   The particle size of the binder can be measured from an image obtained with a laser diffraction particle size distribution measuring device or a scanning electron microscope (SEM).

(第二の樹脂)
第二の樹脂としてはポリテトラフルオロエチレン、スチレンブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアミド、ポリアミドイミド、カルボキシメチルセルロース塩、の群よりから選ばれる1種以上の樹脂を含有するものが好ましい。
(Second resin)
The second resin contains at least one resin selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene, styrene butadiene rubber, carboxymethyl cellulose, polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, polyamide, polyamideimide, and carboxymethyl cellulose salt. Is preferred.

(電極)
上述した結着体を上記第二の樹脂中に分散した層(活物質層)を上記集電体に形成し正極としての電極が完成する。
(electrode)
A layer (active material layer) in which the above-described binder is dispersed in the second resin is formed on the current collector to complete an electrode as a positive electrode.

(リチウムイオン二次電池)
次にリチウムイオン二次電池の構成を、図1を用いて説明する。
(Lithium ion secondary battery)
Next, the configuration of the lithium ion secondary battery will be described with reference to FIG.

図1に示すように、本実施形態に係るリチウムイオン二次電池100は、互いに対向する板状の負極20及び板状の正極10と、負極20と正極10との間に隣接して配置される板状のセパレータ18と、を備える発電要素30と、リチウムイオンを含む電解質と、これらを密閉した状態で収容するケース50と、負極20に一方の端部が電気的に接続されると共に他方の端部がケースの外部に突出される負極リード60と、正極10に一方の端部が電気的に接続されると共に他方の端部がケースの外部に突出される正極リード62とを備える。 As shown in FIG. 1, the lithium ion secondary battery 100 according to this embodiment is disposed adjacent to each other between the plate-like negative electrode 20 and the plate-like positive electrode 10 facing each other, and between the negative electrode 20 and the positive electrode 10. A plate-shaped separator 18, an electrolyte containing lithium ions, a case 50 for containing these in a sealed state, and one end electrically connected to the negative electrode 20 and the other And a positive electrode lead 62 having one end electrically connected to the positive electrode 10 and the other end protruding outside the case.

負極20は、負極集電体22と、負極集電体22上に形成された負極活物質層24と、を有する。また、正極10は、正極集電体12と、正極集電体12上に形成された正極活物質層14と、を有する。セパレータ18は、負極活物質層24と正極活物質層14との間に位置している。   The negative electrode 20 has a negative electrode current collector 22 and a negative electrode active material layer 24 formed on the negative electrode current collector 22. The positive electrode 10 includes a positive electrode current collector 12 and a positive electrode active material layer 14 formed on the positive electrode current collector 12. The separator 18 is located between the negative electrode active material layer 24 and the positive electrode active material layer 14.

なお、リチウムイオン二次電池の形状は、図1に示すものに限定されない。例えば、リチウムイオン二次電池の形状が角形、楕円形、コイン形、ボタン形、シート形等であってもよい。   In addition, the shape of a lithium ion secondary battery is not limited to what is shown in FIG. For example, the shape of the lithium ion secondary battery may be square, oval, coin, button, sheet or the like.

正極活物質層14には正極活物質として、上述したLi−M−P複合酸化物と第一の樹脂と導電助剤からなる結着体を含有している。   The positive electrode active material layer 14 contains, as a positive electrode active material, a binder composed of the above-described Li-MP composite oxide, the first resin, and a conductive additive.

一方、負極活物質層24も同様に負極活物質とバインダーとなる樹脂とを含有している。   On the other hand, the negative electrode active material layer 24 similarly contains a negative electrode active material and a resin to be a binder.

また、正極活物質層14及び負極活物質層24には、その他、増粘剤、フィラー等を含有してもよい。   In addition, the positive electrode active material layer 14 and the negative electrode active material layer 24 may further contain a thickener, a filler, and the like.

(負極活物質)
負極活物質材料は、リチウムイオンを析出又は吸蔵することのできる形態のものであればどれを選択してもよい。例えば、Li[Li1/3Ti5/3]Oに代表されるスピネル型結晶構造を有するチタン酸リチウム等のチタン系材料、SiやSb,Sn系などの合金系材料リチウム金属、リチウム合金(リチウム−シリコン、リチウム−アルミニウム,リチウム−鉛,リチウム−スズ,リチウム−アルミニウム−スズ,リチウム−ガリウム,及びウッド合金等のリチウム金属含有合金)、リチウム複合酸化物(リチウム−チタン)、酸化珪素の他、リチウムを吸蔵・放出可能な合金、炭素材料(例えばグラファイト、ハードカーボン、低温焼成炭素、非晶質カーボン等)等が挙げられる。
(Anode active material)
Any negative electrode active material may be selected as long as it can precipitate or occlude lithium ions. For example, titanium-based materials such as lithium titanate having a spinel-type crystal structure represented by Li [Li 1/3 Ti 5/3 ] O 4 , alloy materials such as Si, Sb, and Sn-based materials lithium metal, lithium alloy (Lithium metal-containing alloys such as lithium-silicon, lithium-aluminum, lithium-lead, lithium-tin, lithium-aluminum-tin, lithium-gallium, and wood alloys), lithium composite oxide (lithium-titanium), silicon oxide Other than the above, alloys capable of absorbing and desorbing lithium, carbon materials (eg, graphite, hard carbon, low-temperature fired carbon, amorphous carbon, etc.) and the like can be mentioned.

(電解質)
電解質は、一般にリチウム電池等への使用が提案されているものが使用可能である。電解質に用いる非水溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等の環状炭酸エステル類;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状エステル類;ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート類;ギ酸メチル、酢酸メチル、酪酸メチル等の鎖状エステル類;テトラヒドロフランまたはその誘導体;1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン、1,4−ジブトキシエタン、メチルジグライム等のエーテル類;アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類;ジオキソランまたはその誘導体;エチレンスルフィド、スルホラン、スルトンまたはその誘導体等の単独またはそれら2種以上の混合物等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
(Electrolytes)
As the electrolyte, those generally proposed for use in lithium batteries and the like can be used. The nonaqueous solvent used for the electrolyte includes cyclic carbonates such as propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, chloroethylene carbonate and vinylene carbonate; cyclic esters such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone; dimethyl carbonate and diethyl carbonate Chain carbonates such as ethyl methyl carbonate; chain esters such as methyl formate, methyl acetate, methyl butyrate; tetrahydrofuran or derivatives thereof; 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, 1,2-dimethoxyethane, Ethers such as 1,4-dibutoxyethane and methyldiglyme; Nitriles such as acetonitrile and benzonitrile; Dioxolane or derivatives thereof; Ethylene sulfide, sulfolane, sultone or derivatives thereof Etc. can be mentioned alone or a mixture of two or more thereof, but it is not limited thereto.

さらに、固体電解質として、結晶質または非晶質の無機固体電解質を用いることができる。結晶質の無機固体電解質としては、LiI、LiN、Li1+xTi2−x(PO(M=Al、Sc、Y、La)、Li0.5−3x0.5+xTiO(R=La、Pr、Nd、Sm)、またはLi4−xGe1−xに代表されるチオLISICONを用いることができる。非晶質の無機固体電解質としては、LiI−LiO−B系、LiO−SiO系、LiI−LiS−B系、LiI−LiS−SiS系、LiS−SiS−LiPO系などを用いることができる。 Furthermore, a crystalline or amorphous inorganic solid electrolyte can be used as the solid electrolyte. The inorganic solid electrolyte crystalline, LiI, Li 3 N, Li 1 + x M x Ti 2-x (PO 4) 3 (M = Al, Sc, Y, La), Li 0.5-3x R 0.5 + x A thio-LISICON represented by TiO 3 (R = La, Pr, Nd, Sm), or Li 4-x Ge 1-x P x S 4 can be used. The amorphous inorganic solid electrolyte, LiI-Li 2 O-B 2 O 5 system, Li 2 O-SiO 2 system, LiI-Li 2 S-B 2 S 3 type, LiI-Li 2 S-SiS 2 System, Li 2 S—SiS 2 —Li 3 PO 4 system, or the like can be used.

電解質に用いる電解質塩としては、例えば、LiClO,LiBF,LiAsF,LiPF,LiSCN,LiBr,LiI,LiSO,Li10Cl10,NaClO,NaI,NaSCN,NaBr,KClO,KSCN等のリチウム(Li)、ナトリウム(Na)またはカリウム(K)の1種を含む無機イオン塩、LiCFSO,LiN(CFSO,LiN(CSO,LiN(CFSO)(CSO),LiC(CFSO,LiC(CSO,(CHNBF,(CHNBr,(CNClO,(CNI,(CNBr,(n−CNClO,(n−CNI,(CN−maleate,(CN−benzoate,(CN−phtalate、ステアリルスルホン酸リチウム、オクチルスルホン酸リチウム、ドデシルベンゼンスルホン酸リチウム等の有機イオン塩等が挙げられる。これらのイオン性化合物を単独、あるいは2種類以上混合して用いることが可能である。 Examples of the electrolyte salt used for the electrolyte include LiClO 4 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiSCN, LiBr, LiI, Li 2 SO 4 , Li 2 B 10 Cl 10 , NaClO 4 , NaI, NaSCN, NaBr, KClO. 4 , inorganic ion salts containing one of lithium (Li), sodium (Na) or potassium (K), such as KSCN, LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2, LiN (CF 3 SO 2) (C 4 F 9 SO 2), LiC (CF 3 SO 2) 3, LiC (C 2 F 5 SO 2) 3, (CH 3) 4 NBF 4, (CH 3 ) 4 NBr, (C 2 H 5) 4 NClO 4, (C 2 H 5) 4 NI, (C 3 H 7) 4 NBr, (n-C 4 H 9 4 NClO 4, (n-C 4 H 9) 4 NI, (C 2 H 5) 4 N-maleate, (C 2 H 5) 4 N-benzoate, (C 2 H 5) 4 N-phtalate, stearyl sulfonate And organic ion salts such as lithium octylate, lithium octylsulfonate and lithium dodecylbenzene sulfonate. These ionic compounds can be used alone or in admixture of two or more.

また、電解質には常温溶融塩あるいはイオン液体を用いてもよい。   Moreover, you may use normal temperature molten salt or an ionic liquid for electrolyte.

電解質における電解質塩の濃度としては、0.1mol/l〜5mol/lが好ましく、0.5mol/l〜2.5mol/lがさらに好ましい。これにより、高い電池特性を有するリチウムイオン二次電池を得ることができる。   The concentration of the electrolyte salt in the electrolyte is preferably 0.1 mol / l to 5 mol / l, and more preferably 0.5 mol / l to 2.5 mol / l. Thereby, a lithium ion secondary battery having high battery characteristics can be obtained.

(セパレータ)
セパレータとしては、優れた透気度性能を示す多孔膜や不織布等を、単独あるいは併用することが好ましい。構成する材料としては、例えばポリエチレン,ポリプロピレン等に代表されるポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート,ポリブチレンテレフタレート等に代表されるポリエステル系樹脂、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−パーフルオロビニルエーテル共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−フルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロアセトン共重合体、フッ化ビニリデン−エチレン共重合体、フッ化ビニリデン−プロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−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、フッ化ビニリデン−エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等を挙げることができる。
(Separator)
As the separator, it is preferable to use, alone or in combination, a porous film, a non-woven fabric or the like exhibiting excellent air permeability performance. Examples of the constituent materials include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polyester resins such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, and fluorine. Vinylidene fluoride-perfluorovinyl ether copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-fluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoroacetone copolymer Polymer, vinylidene fluoride-ethylene copolymer, vinylidene fluoride-propylene copolymer, vinylidene fluoride-trifluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene- Hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride - ethylene - can be mentioned tetrafluoroethylene copolymer.

リチウムイオン二次電池用セパレータの空孔率は強度の観点から98体積%以下が好ましい。また、充放電特性の観点から空孔率は20体積%以上が好ましい。   The porosity of the lithium ion secondary battery separator is preferably 98% by volume or less from the viewpoint of strength. Further, the porosity is preferably 20% by volume or more from the viewpoint of charge / discharge characteristics.

またリチウムイオン二次電池用セパレータとして、例えばアクリロニトリル、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、メチルメタアクリレート、ビニルアセテート、ビニルピロリドン、ポリフッ化ビニリデン等のポリマーと電解質とで構成されるポリマーゲルを用いてもよい。ゲル状態の非水電解質を用いると、漏液を防止する効果がある。   Further, as a lithium ion secondary battery separator, for example, a polymer gel composed of a polymer such as acrylonitrile, ethylene oxide, propylene oxide, methyl methacrylate, vinyl acetate, vinyl pyrrolidone, polyvinylidene fluoride, and an electrolyte may be used. Use of a nonaqueous electrolyte in a gel state has an effect of preventing leakage.

(リード)
リード60、62は、アルミ等の導電材料から構成されている。
(Lead)
The leads 60 and 62 are made of a conductive material such as aluminum.

(ケース)
ケース50は、その内部に積層体30及び電解液を密封するものである。ケース50は、電解液の外部への漏出や、外部からのリチウムイオン二次電池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。例えば、ケース50として、図1に示すように、金属箔の両面を高分子膜で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。金属箔としては例えばアルミ箔を、高分子膜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。
(Case)
The case 50 seals the laminated body 30 and the electrolytic solution therein. The case 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 ion secondary battery 100, and the like. For example, as the case 50, as shown in FIG. 1, a metal laminate film in which both sides of a metal foil are coated with a polymer film can be used. For example, aluminum foil can be used as the metal foil, and a film such as polypropylene can be used as the polymer film. For example, a high melting point polymer such as polyethylene terephthalate (PET) or polyamide is preferable as the material of the outer polymer film, and polyethylene (PE), polypropylene (PP) or the like is preferable as the material of the inner polymer film. preferable.

以上、本実施形態について説明したが、本実施形態の電極は、リチウムイオン二次電池以外の電気化学素子の電極としても用いることができる。このような、電気化学素子としては、金属リチウム二次電池(本発明により得られた活物質を含む電極を正極として用い、金属リチウムを負極として用いたもの)等のリチウムイオン二次電池以外の二次電池や、リチウムキャパシタ等の電気化学キャパシタ等が挙げられる。これらの電気化学素子は、自走式のマイクロマシン、ICカードなどの電源や、プリント基板上又はプリント基板内に配置される分散電源の用途に使用することが可能である。   As mentioned above, although this embodiment was described, the electrode of this embodiment can be used also as an electrode of electrochemical elements other than a lithium ion secondary battery. As such an electrochemical element, other than lithium ion secondary batteries such as metal lithium secondary batteries (using the electrode containing the active material obtained by the present invention as a positive electrode and using metallic lithium as a negative electrode) Examples include secondary batteries and electrochemical capacitors such as lithium capacitors. These electrochemical elements can be used for power sources such as self-propelled micromachines and IC cards, and distributed power sources arranged on or in a printed circuit board.

(結着体の製造方法)
次に本実施形態の電極及びリチウムイオン二次電池の製造方法の一例を示す。結着体はLi−M−P複合酸化物と導電助剤を予め混合した粉体を、純水または有機溶剤で溶解、または分散した有機溶剤内に投入し、このLi−M−P複合酸化物、導電助剤、第一の樹脂、純水または有機溶剤からなるスラリー溶液を、乾燥することによって得られる。
乾燥方式としてはスプレードライヤー法が好ましい。
(Production method of binder)
Next, an example of the manufacturing method of the electrode of this embodiment and a lithium ion secondary battery is shown. The binder is a powder obtained by mixing in advance a Li-M-P complex oxide and a conductive auxiliary, and charged into pure water or an organic solvent dissolved or dispersed in pure water or an organic solvent, and this Li-M-P complex oxidation It is obtained by drying the slurry solution which consists of a thing, a conductive support agent, the 1st resin, a pure water, or an organic solvent.
As a drying method, a spray dryer method is preferable.

また、結着体は、Li−M−P複合酸化物と導電助剤を予め乾燥状態で混合した粉体に対して、純水または有機溶剤で溶解または分散した有機溶剤をスプレーする方法によっても得られる。このようなスプレーによる造粒方式としては流動層法や転動造粒法が好ましい。なお、上記に示した以外の一般的な造粒方法で作製してもよい。また、さらにこの結着体に対し、純水または有機溶剤を乾燥する工程を加えてもよい。 Also, the binder may be prepared by spraying pure water or an organic solvent dissolved or dispersed with an organic solvent to the powder in which the Li-M-P complex oxide and the conductive additive are previously mixed in a dry state. can get. As such a granulation method by spraying, a fluidized bed method or a rolling granulation method is preferable. In addition, you may produce with the general granulation method other than having shown above. Furthermore, a step of drying pure water or an organic solvent may be added to the binder.

(電極の製造方法)
その後、得られた結着体と第二の樹脂とを、第一の樹脂を溶かさない溶媒としてN−メチルピロリドン,トルエン等の有機溶剤や純水の中から適宜選択し、これらを混合させた後、得られた混合液を集電体の上に塗布し、圧着して50℃〜250℃程度の温度で、2時間程度加熱処理することにより電極が作製される。
(Method of manufacturing electrode)
Thereafter, the obtained binder and the second resin were appropriately selected from organic solvents such as N-methylpyrrolidone, toluene and pure water as a solvent not dissolving the first resin, and these were mixed. Thereafter, the obtained mixed solution is applied onto a current collector, pressure-bonded, and heat-treated at a temperature of about 50 ° C. to about 250 ° C. for about 2 hours to produce an electrode.

なお集電体上への塗布方法については、例えば、アプリケーターロールなどのローラーコーティング、スクリーンコーティング、ドクターブレード方式、スピンコーティング、バーコータ等の手段を用いて任意の厚さ及び任意の形状に塗布することが好ましいが、これらに限定されるものではない。   In addition, about the application | coating method on a collector, it applies to arbitrary thickness and arbitrary shapes using means, such as roller coating, such as an applicator roll, screen coating, a doctor blade system, spin coating, and a bar coater, for example. However, it is not limited to these.

(リチウムイオン二次電池の製造方法)
この様に作製した正極である電極と、同様の方法にて作成した負極を、図1に示したようなリチウムイオン二次電池の構成となるよう、セパレータと電解液とともにケース50に封入し完成する。
(Method of manufacturing lithium ion secondary battery)
The electrode, which is the positive electrode produced in this manner, and the negative electrode produced by the same method are enclosed in a case 50 together with a separator and an electrolytic solution so as to form a lithium ion secondary battery as shown in FIG. Do.

以上、本発明の活物質及び電極、リチウムイオン二次電池の好適な一実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。   The preferred embodiments of the active material, the electrode, and the lithium ion secondary battery of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above embodiments.

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example.

(実施例1)
<結着体作製工程>
LiVOPO粉末とケッチェンブラックを混合し、流動層を用いて酸性バインダーをスプレーすることで、結着体を作製した。結着剤(第一の樹脂)とする酸性バインダーはポリアクリル酸を純水に溶かしたものを用いた。流動層の気流には圧縮空気を用いて、気流の温度は80℃とした。結着剤はLiVOPO粉末と導電助剤を足し合わせた量に対して0.05重量%加えた。PAAを純水に溶かした水溶液のpHを測定したところ3であった。また作製された結着体は図4に示したSEM像であった。
なお、LiVOPO粉末の平均1次粒子径は透過型電子顕微鏡(TEM)像により180nmであることを確認した。20個以上の粒子径の平均値をLiVOPO粉末の平均1次粒子径とした。
Example 1
Bonding body preparation process
Mixing the LiVOPO 4 powder and Ketjen black, by spraying the acidic binder using a fluidized bed, to prepare a binder body. The acidic binder used as the binder (first resin) was prepared by dissolving polyacrylic acid in pure water. Compressed air was used for the airflow in the fluidized bed, and the temperature of the airflow was 80 ° C. The binder was added 0.05 wt% relative to the amount of the sum of the LiVOPO 4 powder and conductive auxiliary agent. It was 3 when the pH of the aqueous solution which melt | dissolved PAA in the pure water was measured. The produced binder was the SEM image shown in FIG.
The average primary particle size of LiVOPO 4 powder was confirmed to be 180nm with a transmission electron microscope (TEM) images. 20 or more the average particle diameter is an average primary particle diameter of LiVOPO 4 powder.

<塗料作製工程>
前記結着体と、バインダー(第二の樹脂)であるポリフッ化ビニリデン(PVDF)とアセチレンブラックを混合したものを、溶媒であるN−メチル−2−ピロリドン(NMP)中に分散させてスラリーを調製した。なお、スラリーにおいて結着体とケッチェンブラックを足し合わせたもの、第一の樹脂とPVDFを足し合わせたものとの重量比が92:8となるように、スラリーを調製した。このスラリーを集電体であるアルミニウム箔上に塗布し、乾燥させた後、1トン/cmで圧延を行い、実施例1の活物質層が形成された電極(正極)を得た。
<Coating process>
A slurry obtained by dispersing the binder, a binder (second resin) polyvinylidene fluoride (PVDF), and acetylene black in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a solvent. Prepared. The slurry was prepared so that the weight ratio of the combination of the binder and ketjen black in the slurry and the combination of the first resin and PVDF was 92: 8. The slurry was applied onto an aluminum foil as a current collector, dried, and rolled at 1 ton / cm to obtain an electrode (positive electrode) on which the active material layer of Example 1 was formed.

圧延した電極を3×5cmに打ちぬきし、重量を評価した。マイクロメーターを用いて電極の厚みを15点調べ、その平均値を電極の厚みとした。形状、厚みと重量から電極密度を算出した。同様に10ヶ試料を作製し、その平均値を電極密度とした。また作製された電極は、図2に示すような断面構造を持つことを確認した。さらに図2に示したSEM像を二値化処理したものを図3として示し圧延により造粒体が完全には崩壊せず球体及び楕円球体で存在していることを確認した。   The rolled electrode was punched to 3 × 5 cm and the weight was evaluated. The thickness of the electrode was examined at 15 points using a micrometer, and the average value was taken as the thickness of the electrode. The electrode density was calculated from the shape, thickness and weight. Similarly, ten samples were prepared, and the average value was taken as the electrode density. Moreover, it confirmed that the produced electrode had a cross-sectional structure as shown in FIG. Further, the SEM image shown in FIG. 2 was binarized and shown as FIG. 3 and it was confirmed by rolling that the granulated body did not completely collapse and existed as spherical and elliptical spheres.

次に、得られた電極と、その対極であるLi箔とを、それらの間にポリエチレン微多孔膜からなるセパレータを挟んで積層し、積層体(素体)を得た。この積層体を、アルミラミネートパックに入れ、このアルミラミネートパックに、電解質溶液として1MのLiPF溶液を注入した後、真空シールし、評価用セルを作製した。 Next, the obtained electrode and Li foil as the counter electrode were laminated with a separator made of a polyethylene microporous membrane interposed therebetween, to obtain a laminate (element body). The laminate was placed in an aluminum laminate pack, and a 1 M LiPF 6 solution as an electrolyte solution was injected into the aluminum laminate pack, followed by vacuum sealing to prepare a cell for evaluation.

評価用セルを充放電試験装置で評価した。1Cの放電容量を0.1Cの放電容量で規格化した値をレート特性として表1に示す。   The evaluation cell was evaluated with a charge / discharge test apparatus. The value obtained by normalizing the 1 C discharge capacity with the 0.1 C discharge capacity is shown in Table 1 as a rate characteristic.

(実施例2)
結着体作製工程において、結着剤をポリアクリル酸(80重量%)とカルボキシメチルセルロース(20重量%)の混合物とした以外は、実施例1と同様にして実施例2の結着体を作製した。
(Example 2)
A binder of Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the binder was a mixture of polyacrylic acid (80% by weight) and carboxymethylcellulose (20% by weight) in the binder preparation step. did.

(実施例3)
結着体作製工程において、結着剤をポリアクリル酸(80重量%)とポリアクリル酸ナトリウム(20重量%)の混合物とした以外は、実施例1と同様にして実施例3の結着体を作製した。
(Example 3)
The binder of Example 3 in the same manner as in Example 1 except that the binder was a mixture of polyacrylic acid (80% by weight) and sodium polyacrylate (20% by weight) in the binder preparation step. Was produced.

(実施例4)
結着体作製工程において、結着剤をポリアクリル酸(80重量%)とカルボキシメチルセルロースナトリウム(20重量%)の混合物とした以外は、実施例1と同様にして実施例4の結着体を作製した。
(Example 4)
The binder of Example 4 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the binder was a mixture of polyacrylic acid (80% by weight) and sodium carboxymethylcellulose (20% by weight) in the binder preparation step. Made.

(実施例5)
結着体作製工程において、結着剤を0.01重量%加えた以外は、実施例1と同様にして実施例5の結着体を作製した。
(Example 5)
A binder of Example 5 was produced in the same manner as in Example 1 except that 0.01 wt% of the binder was added in the binder preparation step.

(実施例6)
結着体作製工程において、結着剤を0.5重量%加えた以外は、実施例1と同様にして実施例6の結着体を作製した。
(Example 6)
A binder of Example 6 was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.5 wt% of the binder was added in the binder preparation step.

(実施例7)
結着体作製工程において、結着剤を1重量%加えた以外は、実施例1と同様にして実施例7の結着体を作製した。結着剤の量を増やしたことで、実施例1に比べて結着体の強度が向上しており圧延により結着体が崩れにくくなっている。
(Example 7)
A binder of Example 7 was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1% by weight of the binder was added in the binder preparation step. By increasing the amount of the binder, the strength of the binder is improved as compared with Example 1, and the binder is less likely to be broken by rolling.

(実施例8)
結着体作製工程において、結着剤を0.005重量%加えた以外は、実施例1と同様にして実施例8の結着体を作製した。
(Example 8)
A binder of Example 8 was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.005% by weight of a binder was added in the binder preparation step.

(実施例9)
結着体作製工程において、結着剤を0.001重量%加えた以外は、実施例1と同様にして実施例9の結着体を作製した。
(Example 9)
A binder was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.001 wt% of the binder was added in the binder preparation step.

(実施例10)
結着体作製工程において、結着剤を3重量%加えた以外は、実施例1と同様にして実施例9の結着体を作製した。結着剤の量を増やしたことで、実施例1に比べて結着体の強度が向上しており圧延により結着体が崩れにくくなっている。
(Example 10)
A binder of Example 9 was prepared in the same manner as in Example 1 except that 3% by weight of the binder was added in the binder preparation step. By increasing the amount of the binder, the strength of the binder is improved as compared with Example 1, and the binder is less likely to be broken by rolling.

(比較例1)
結着体作製工程において、結着剤をカルボキシメチルセルロースナトリウム(80重量%)とスチレンブタジエンゴム(20重量%)の混合物とした以外は、実施例1と同様にして比較例1の結着体を作製した。実施例1に比べてレート特性が低下した。
(Comparative example 1)
In the binder preparation step, the binder of Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the binder was a mixture of sodium carboxymethylcellulose (80 wt%) and styrene butadiene rubber (20 wt%). Made. The rate characteristics were lower than in Example 1.

実施例1と同様の方法で、実施例2〜10、比較例1で作製した試料の電極密度、及び1Cの放電容量を0.1Cの放電容量で規格化した値を表1に示す。
レート特性は80%以上を良好、電極密度は2.35g/cc以上を良好とした。
[表1]
The electrode densities of the samples produced in Examples 2 to 10 and Comparative Example 1 and the values obtained by standardizing the discharge capacity of 1 C with a discharge capacity of 0.1 C in the same manner as Example 1 are shown in Table 1.
The rate characteristics were good at 80% or more, and the electrode density was good at 2.35 g / cc or more.
[Table 1]

10・・・正極,20・・・負極、12・・・正極集電体、14・・・正極活物質層、18・・・セパレータ、22・・・負極集電体、24・・・負極活物質層、30・・・発電要素、50・・・ケース、60,62・・・リード、100・・・リチウムイオン二次電池、A・・・結着体
10: positive electrode, 20: negative electrode, 12: positive electrode current collector, 14: positive electrode active material layer, 18: separator, 22: negative electrode current collector, 24: negative electrode Active material layer, 30: power generation element, 50: case, 60, 62: lead, 100: lithium ion secondary battery, A: binder

Claims (5)

Li−M−P複合酸化物と、導電助剤と、第一の樹脂と、を含む結着体が、第一の樹脂とは異なる第二の樹脂中に分散されてなる活物質層を備えており、
前記第一の樹脂は、酸性バインダーを含有し、
前記第二の樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン、スチレンブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアミド、ポリアミドイミド、カルボキシメチルセルロース塩の群より選ばれる少なくとも一種以上の樹脂を含有することを特徴とする電極
(ただし、MはFe、Mn、Co、Ni及びVOの群から選ばれる1種以上を含む。)。
It has an active material layer in which a binder containing a Li-MP composite oxide, a conductive additive, and a first resin is dispersed in a second resin different from the first resin. Yes,
The first resin contains an acidic binder,
The second resin contains at least one resin selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene, styrene butadiene rubber, carboxymethyl cellulose, polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, polyamide, polyamideimide, and carboxymethyl cellulose salt. The electrode characterized by the above (However, M contains 1 or more types selected from the group of Fe, Mn, Co, Ni, and VO.).
前記酸性バインダーは、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸とポリアクリル酸塩の混合物、ポリアクリル酸とカルボキシメチルセルロース塩の混合物、カルボキシメチルセルロースとカルボキシメチルセルロース塩の混合物の群から選ばれる樹脂のうち1種以上の樹脂を含有することを特徴とする請求項1に記載の電極。 The acidic binder is a resin selected from the group consisting of polyacrylic acid, carboxymethylcellulose, a mixture of polyacrylic acid and polyacrylate, a mixture of polyacrylic acid and carboxymethylcellulose salt, and a mixture of carboxymethylcellulose and carboxymethylcellulose salt. The electrode according to claim 1, comprising at least one kind of resin. 前記酸性バインダーは、Li−M−P複合酸化物と導電助剤の合計の重量に対して、0.001以上、3重量%以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の電極。 The said acidic binder is 0.001 or more and 3 weight% or less with respect to the weight of the sum total of Li-M-P complex oxide and a conductive support agent, The electrode of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. . 前記Li−M−P複合酸化物は、平均一次粒子径が30〜300nmのLiVOPOからなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電極。 The Li-M-P composite oxide electrode according to any one of claims 1 to 3 having an average primary particle size is characterized by comprising a LiVOPO 4 of 30 to 300 nm. 正極と、セパレータと、負極とがこの順で積層され、前記セパレータは電解質が含浸されており、前記正極は、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電極であることを特徴とするリチウムイオン二次電池。   A positive electrode, a separator, and a negative electrode are laminated in this order, the separator is impregnated with an electrolyte, and the positive electrode is an electrode according to any one of claims 1 to 4. Lithium ion secondary battery.
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