JP6601951B2 - Non-aqueous secondary battery - Google Patents

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Description

本発明は、SiとOとを構成元素に含む材料を含有する負極を有しており、充放電サイクル特性が良好な非水二次電池に関するものである。   The present invention relates to a non-aqueous secondary battery having a negative electrode containing a material containing Si and O as constituent elements and having good charge / discharge cycle characteristics.

リチウムイオン二次電池をはじめとする非水二次電池は、高電圧・高容量であることから、その発展に対して大きな期待が寄せられている。   Non-aqueous secondary batteries, such as lithium ion secondary batteries, have high voltage and high capacity, so there are great expectations for their development.

ところで、最近では、小型化および多機能化した携帯機器用の非水二次電池について更なる高容量化が望まれており、これを受けて、負極活物質を、従来から汎用されている黒鉛から、低結晶性炭素、Si(シリコン)、Sn(錫)などのように、より多くのLiを収容可能な材料(以下、「高容量負極材料」ともいう)へ変更することも検討されている。   By the way, recently, there has been a demand for a further increase in capacity of a non-aqueous secondary battery for portable devices that has been downsized and multifunctional, and in response to this, a negative electrode active material has been used as a widely used graphite. In addition, it is also considered to change to a material that can accommodate more Li, such as low crystalline carbon, Si (silicon), Sn (tin), etc. (hereinafter also referred to as “high capacity negative electrode material”). Yes.

こうした非水二次電池用の高容量負極材料の一つとして、Siの超微粒子がSiO中に分散した構造を持つSiOが注目されている。ところが、SiOのような高容量負極材料は、充放電に伴う体積変化量が非常に大きいため、これを用いた電池では、充放電の繰り返しによって電池特性が急激に低下する虞がある。 As one of such high-capacity negative electrode materials for non-aqueous secondary batteries, SiO x having a structure in which Si ultrafine particles are dispersed in SiO 2 has attracted attention. However, a high capacity negative electrode material such as SiO x has a very large volume change amount due to charging / discharging. Therefore, in a battery using this, there is a risk that the battery characteristics may be rapidly deteriorated by repeated charging / discharging.

例えば非水二次電池の高容量化を図るには、負極合剤層中のSiOの割合をより多くすることが有利であるが、負極合剤層中のSiOの割合を多くすると、非水二次電池の充放電に伴うSiOの体積変化による問題がより顕在化する傾向にある。 For example, in order to increase the capacity of the non-aqueous secondary battery, it is advantageous to increase the proportion of SiO x in the negative electrode mixture layer, but when the proportion of SiO x in the negative electrode mixture layer is increased, There is a tendency that a problem due to volume change of SiO x accompanying charge / discharge of a non-aqueous secondary battery becomes more obvious.

こうしたことから、SiOを負極材料として使用する非水二次電池では、充放電に伴う負極の体積変化により生じる問題を解決する技術の検討もなされている。例えば、特許文献1には、負極のバインダとして、従来から汎用されているスチレンブタジエンゴム(SBR)やカルボキシメチルセルロース(CMC)よりもSiOと導電助剤とを強固に接着できるポリイミドやポリアミドイミド、ポリアミドを使用することで、電池の充放電によってSiO粒子と導電助剤とが離れて負極合剤層内での導電性が低下することを抑えると共に、電池の充放電に伴う負極の変形を抑制するための多孔質層を負極合剤層の表面に設けることで、電池特性の低下を抑制した非水二次電池が提案されている。特許文献1に記載の技術によれば、たとえ、負極合剤層中のSiOの割合が高くても、電池の充放電に伴う電池特性の低下を、良好に抑制することができる。 For these reasons, in non-aqueous secondary batteries using SiO x as a negative electrode material, a technique for solving the problem caused by the volume change of the negative electrode accompanying charge / discharge has been studied. For example, in Patent Document 1, as a binder for a negative electrode, polyimide or polyamideimide capable of strongly bonding SiO x and a conductive auxiliary agent than styrene butadiene rubber (SBR) and carboxymethyl cellulose (CMC), which are conventionally used widely, By using polyamide, it is possible to prevent the SiO x particles and the conductive auxiliary agent from separating due to charging / discharging of the battery and to reduce the conductivity in the negative electrode mixture layer, and to deform the negative electrode accompanying charging / discharging of the battery. A non-aqueous secondary battery in which deterioration of battery characteristics is suppressed by providing a porous layer for suppression on the surface of the negative electrode mixture layer has been proposed. According to the technique described in Patent Document 1, even if the ratio of SiO x in the negative electrode mixture layer is high, it is possible to satisfactorily suppress a decrease in battery characteristics associated with charge / discharge of the battery.

国際公開第2009/063902号International Publication No. 2009/063902

本発明は、SiとOとを構成元素に含む材料を含有する負極を有しており、充放電サイクル特性が良好な非水二次電池を、特許文献1に記載の技術とは異なる手法によって提供することを目的とする。   The present invention has a negative electrode containing a material containing Si and O as constituent elements, and a non-aqueous secondary battery having good charge / discharge cycle characteristics by a technique different from the technique described in Patent Document 1. The purpose is to provide.

前記目的を達成し得た本発明の非水二次電池は、正極活物質を含有する正極合剤層を集電体の片面または両面に有する正極、負極活物質およびバインダを含有する負極合剤層を集電体の片面または両面に有する負極、セパレータ、ならびに非水電解液を備え、前記正極合剤層は、リチウムと遷移金属とを含むリチウム含有複合酸化物を正極活物質として含有しており、前記負極合剤層は、SiとOとを構成元素に含む材料(ただし、Siに対するOの原子比xは、0.5≦x≦1.5である)と炭素材料との複合体を負極活物質として含有し、かつポリアミドイミドおよびポリイミドよりなる群から選択される少なくとも1種のイミド系バインダと、ポリフッ化ビニリデンと、ポリビニルピロリドンとをバインダとして含有し、前記イミド系バインダ、前記ポリフッ化ビニリデン、および前記ポリビニルピロリドンの前記負極合剤層における含有量を、それぞれA(質量%)、B(質量%)およびC(質量%)としたとき、1≦{A/(B+C)}≦5を満たすことを特徴とするものである。   The non-aqueous secondary battery of the present invention that has achieved the above object is a negative electrode mixture containing a positive electrode having a positive electrode mixture layer containing a positive electrode active material on one or both sides of a current collector, a negative electrode active material, and a binder. A negative electrode having a layer on one or both sides of a current collector, a separator, and a non-aqueous electrolyte, and the positive electrode mixture layer contains a lithium-containing composite oxide containing lithium and a transition metal as a positive electrode active material. The negative electrode mixture layer is a composite of a material containing Si and O as constituent elements (however, the atomic ratio x of O to Si is 0.5 ≦ x ≦ 1.5) and a carbon material. As a negative electrode active material, and at least one imide-based binder selected from the group consisting of polyamideimide and polyimide, polyvinylidene fluoride, and polyvinylpyrrolidone as a binder, When the contents of inda, the polyvinylidene fluoride, and the polyvinylpyrrolidone in the negative electrode mixture layer are A (mass%), B (mass%), and C (mass%), respectively, 1 ≦ {A / ( B + C)} ≦ 5 is satisfied.

本発明によれば、SiとOとを構成元素に含む材料を含有する負極を有しており、充放電サイクル特性が良好な非水二次電池を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it has a negative electrode containing the material which contains Si and O in a structural element, and can provide a non-aqueous secondary battery with favorable charging / discharging cycling characteristics.

本発明の非水二次電池に係る正極の一例を模式的に表す平面図である。It is a top view which represents typically an example of the positive electrode which concerns on the nonaqueous secondary battery of this invention. 本発明の非水二次電池に係る負極の一例を模式的に表す平面図である。It is a top view which represents typically an example of the negative electrode which concerns on the nonaqueous secondary battery of this invention. 本発明の非水二次電池の一例を模式的に表す平面図である。It is a top view which represents typically an example of the non-aqueous secondary battery of this invention. 図3のI−I線断面図である。It is the II sectional view taken on the line of FIG.

本発明の非水二次電池に係る負極は、負極活物質およびバインダなどを含有する負極合剤層が、負極集電体の片面または両面に形成された構造を有している。そして、負極活物質には、SiOと炭素材料との複合体を使用する。 The negative electrode according to the nonaqueous secondary battery of the present invention has a structure in which a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material and a binder is formed on one side or both sides of a negative electrode current collector. A composite of SiO x and a carbon material is used as the negative electrode active material.

SiOは、Siの微結晶または非晶質相を含んでいてもよく、この場合、SiとOの原子比は、Siの微結晶または非晶質相のSiを含めた比率となる。すなわち、SiOには、非晶質のSiOマトリックス中に、Si(例えば、微結晶Si)が分散した構造のものが含まれ、この非晶質のSiOと、その中に分散しているSiを合わせて、前記の原子比xが0.5≦x≦1.5を満足していればよい。例えば、非晶質のSiOマトリックス中に、Siが分散した構造で、SiOとSiのモル比が1:1の材料の場合、x=1であるので、構造式としてはSiOで表記される。このような構造の材料の場合、例えば、X線回折分析では、Si(微結晶Si)の存在に起因するピークが観察されない場合もあるが、透過型電子顕微鏡で観察すると、微細なSiの存在が確認できる。 The SiO x may contain Si microcrystal or amorphous phase. In this case, the atomic ratio of Si and O is a ratio including Si microcrystal or amorphous phase Si. That is, SiO x includes a structure in which Si (for example, microcrystalline Si) is dispersed in an amorphous SiO 2 matrix, and this amorphous SiO 2 is dispersed in the SiO 2 matrix. It is sufficient that the atomic ratio x satisfies 0.5 ≦ x ≦ 1.5 in combination with Si. For example, in the case of a material in which Si is dispersed in an amorphous SiO 2 matrix and the material has a molar ratio of SiO 2 to Si of 1: 1, x = 1, so that the structural formula is represented by SiO. The In the case of a material having such a structure, for example, in X-ray diffraction analysis, a peak due to the presence of Si (microcrystalline Si) may not be observed, but when observed with a transmission electron microscope, the presence of fine Si Can be confirmed.

そして、SiOは、炭素材料と複合化した複合体であり、例えば、SiOの表面が炭素材料で被覆されていることが好ましい。SiOは導電性が乏しいため、これを負極活物質として用いる際には、良好な電池特性確保の観点から、導電性材料(導電助剤)を使用し、負極内におけるSiOと導電性材料との混合・分散を良好にして、優れた導電ネットワークを形成する必要がある。SiOを炭素材料と複合化した複合体であれば、例えば、単にSiOと炭素材料などの導電性材料とを混合して得られた材料を用いた場合よりも、負極における導電ネットワークが良好に形成される。 Then, SiO x is a complex complexed with carbon materials, for example, it is preferable that the surface of the SiO x is coated with a carbon material. Since SiO x has poor conductivity, when it is used as a negative electrode active material, from the viewpoint of securing good battery characteristics, a conductive material (conductive aid) is used, and SiO x and conductive material in the negative electrode are used. Therefore, it is necessary to form a good conductive network by mixing and dispersing with each other. If complexes complexed with carbon material SiO x, for example, simply than with a material obtained by mixing a conductive material such as SiO x and the carbon material, good conductive network in the negative electrode Formed.

SiOと炭素材料との複合体としては、前記のように、SiOの表面を炭素材料で被覆したものの他、SiOと炭素材料との造粒体などが挙げられる。 The complex of the SiO x and the carbon material, as described above, other although the surface of the SiO x coated with carbon material, such as granules of SiO x and the carbon material can be cited.

また、前記の、SiOの表面を炭素材料で被覆した複合体を、更に導電性材料(炭素材料など)と複合化して用いることで、負極において更に良好な導電ネットワークの形成が可能となるため、より高容量で、より電池特性(例えば、充放電サイクル特性)に優れた非水二次電池の実現が可能となる。炭素材料で被覆されたSiOと炭素材料との複合体としては、例えば、炭素材料で被覆されたSiOと炭素材料との混合物を更に造粒した造粒体などが挙げられる。 In addition, since the composite in which the surface of SiO x is coated with a carbon material is further combined with a conductive material (carbon material or the like), a better conductive network can be formed in the negative electrode. Thus, it is possible to realize a non-aqueous secondary battery with higher capacity and better battery characteristics (for example, charge / discharge cycle characteristics). The complex of the SiO x and the carbon material coated with a carbon material, for example, like granules the mixture was further granulated with SiO x and the carbon material coated with a carbon material.

また、表面が炭素材料で被覆されたSiOとしては、SiOとそれよりも比抵抗値が小さい炭素材料との複合体(例えば造粒体)の表面が、更に炭素材料で被覆されてなるものも、好ましく用いることができる。前記造粒体内部でSiOと炭素材料とが分散した状態であると、より良好な導電ネットワークを形成できるため、SiOを負極活物質として含有する負極を有する非水二次電池において、重負荷放電特性などの電池特性を更に向上させることができる。 Further, as SiO x whose surface is coated with a carbon material, the surface of a composite (for example, a granulated body) of SiO x and a carbon material having a smaller specific resistance value is further coated with a carbon material. Those can also be preferably used. In the non-aqueous secondary battery having a negative electrode containing SiO x as a negative electrode active material, it is possible to form a better conductive network when SiO x and the carbon material are dispersed inside the granule. Battery characteristics such as load discharge characteristics can be further improved.

SiOとの複合体の形成に用い得る前記炭素材料としては、例えば、低結晶性炭素、カーボンナノチューブ、気相成長炭素繊維などの炭素材料が好ましいものとして挙げられる。 Preferred examples of the carbon material that can be used to form a composite with SiO x include carbon materials such as low crystalline carbon, carbon nanotubes, and vapor grown carbon fibers.

前記炭素材料の詳細としては、繊維状またはコイル状の炭素材料、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を含む)、人造黒鉛、易黒鉛化炭素および難黒鉛化炭素よりなる群から選ばれる少なくとも1種の材料が好ましい。繊維状またはコイル状の炭素材料は、導電ネットワークを形成しやすく、かつ表面積の大きい点において好ましい。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を含む)、易黒鉛化炭素および難黒鉛化炭素は、高い電気伝導性、高い保液性を有しており、更に、SiO粒子が膨張収縮しても、その粒子との接触を保持しやすい性質を有している点において好ましい。 The details of the carbon material include at least one selected from the group consisting of fibrous or coiled carbon materials, carbon black (including acetylene black and ketjen black), artificial graphite, graphitizable carbon, and non-graphitizable carbon. A seed material is preferred. A fibrous or coiled carbon material is preferable in that it easily forms a conductive network and has a large surface area. Carbon black (including acetylene black and ketjen black), graphitizable carbon, and non-graphitizable carbon have high electrical conductivity and high liquid retention, and even if SiO x particles expand and contract. This is preferable in that it has a property of easily maintaining contact with the particles.

また、黒鉛をSiOと炭素材料との複合体に係る炭素材料として使用することもできる。黒鉛も、カーボンブラックなどと同様に、高い電気伝導性、高い保液性を有しており、更に、SiO粒子が膨張収縮しても、その粒子との接触を保持し易い性質を有しているため、SiOとの複合体形成に好ましく使用することができる。 Moreover, graphite can also be used as a carbon material related to a composite of SiO x and a carbon material. Graphite, like carbon black, has high electrical conductivity and high liquid retention. Furthermore, even if SiO x particles expand and contract, they have the property of easily maintaining contact with the particles. Therefore, it can be preferably used for forming a complex with SiO x .

前記例示の炭素材料の中でも、SiOとの複合体が造粒体である場合に用いるものとしては、繊維状の炭素材料が特に好ましい。繊維状の炭素材料は、その形状が細い糸状であり柔軟性が高いために電池の充放電に伴うSiOの膨張収縮に追従でき、また、嵩密度が大きいために、SiO粒子と多くの接合点を持つことができるからである。繊維状の炭素としては、例えば、ポリアクリロニトリル(PAN)系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、気相成長炭素繊維、カーボンナノチューブなどが挙げられ、これらの何れを用いてもよい。 Among the carbon materials exemplified above, a fibrous carbon material is particularly preferable for use when the composite with SiO x is a granulated body. Fibrous carbon material can follow the expansion and contraction of SiO x with the charging and discharging of the battery due to the high shape is thin threadlike flexibility, also because bulk density is large, many and SiO x particles It is because it can have a junction. Examples of the fibrous carbon include polyacrylonitrile (PAN) -based carbon fiber, pitch-based carbon fiber, vapor-grown carbon fiber, and carbon nanotube, and any of these may be used.

なお、繊維状の炭素材料は、例えば、気相法にてSiO粒子の表面に形成することもできる。 The fibrous carbon material can also be formed on the surface of the SiO x particles by, for example, a vapor phase method.

また、SiOと炭素材料との複合体は、粒子表面の炭素材料被覆層を覆う材料層(難黒鉛化炭素を含む材料層)を更に有していてもよい。 The composite of SiO x and the carbon material may further have a material layer (a material layer containing non-graphitizable carbon) that covers the carbon material coating layer on the particle surface.

SiOと炭素材料との複合体において、SiOと炭素材料との比率は、炭素材料との複合化による作用を良好に発揮させる観点から、SiO:100質量部に対して、炭素材料が、5質量部以上であることが好ましく、10質量部以上であることがより好ましい。また、前記複合体において、SiOと複合化する炭素材料の比率が多すぎると、負極合剤層中のSiO量の低下に繋がり、高容量化の効果が小さくなる虞があることから、SiO:100質量部に対して、炭素材料は、50質量部以下であることが好ましく、40質量部以下であることがより好ましい。 In complex with SiO x and the carbon material, the ratio between the SiO x and the carbon material, from the viewpoint of satisfactorily exhibiting action by complexation with carbon materials, SiO x: relative to 100 parts by mass, a carbon material The amount is preferably 5 parts by mass or more, and more preferably 10 parts by mass or more. Further, in the composite, if the ratio of the carbon material to be combined with SiO x is too large, it may lead to a decrease in the amount of SiO x in the negative electrode mixture layer, and the effect of increasing the capacity may be reduced. SiO x: relative to 100 parts by weight, the carbon material, and more preferably preferably not more than 50 parts by weight, more than 40 parts by weight.

前記のSiOと炭素材料との複合体は、例えば下記の方法によって得ることができる。 The composite of the SiO x and the carbon material can be obtained, for example, by the following method.

まず、SiOを複合化する場合の作製方法について説明する。SiOが分散媒に分散した分散液を用意し、それを噴霧し乾燥して、複数の粒子を含む複合粒子を作製する。分散媒としては、例えば、エタノールなどを用いることができる。分散液の噴霧は、通常、50〜300℃の雰囲気内で行うことが適当である。前記の方法以外にも、振動型や遊星型のボールミルやロッドミルなどを用いた機械的な方法による造粒方法においても、同様の複合粒子を作製することができる。 First, a manufacturing method in the case of combining SiO x will be described. A dispersion liquid in which SiO x is dispersed in a dispersion medium is prepared, and sprayed and dried to produce composite particles including a plurality of particles. For example, ethanol or the like can be used as the dispersion medium. It is appropriate to spray the dispersion in an atmosphere of 50 to 300 ° C. In addition to the above method, similar composite particles can be produced also by a granulation method by a mechanical method using a vibration type or planetary type ball mill or rod mill.

なお、SiOと、SiOよりも比抵抗値の小さい炭素材料との造粒体を作製する場合には、SiOが分散媒に分散した分散液中に前記炭素材料を添加し、この分散液を用いて、SiOを複合化する場合と同様の手法によって複合粒子(造粒体)とすればよい。また、前記と同様の機械的な方法による造粒方法によっても、SiOと炭素材料との造粒体を作製することができる。 Incidentally, the SiO x, in the case of manufacturing a granulated body with small carbon material resistivity value than SiO x is adding the carbon material in the dispersion liquid of SiO x are dispersed in a dispersion medium, the dispersion by using a liquid, by a similar method to the case of composite of SiO x may be a composite particle (granule). Further, by granulation process according to the similar mechanical method, it is possible to produce a granular material of the SiO x and the carbon material.

次に、SiO粒子(SiO複合粒子、またはSiOと炭素材料との造粒体)の表面を炭素材料で被覆して複合体とする場合には、例えば、SiO粒子と炭化水素系ガスとを気相中にて加熱して、炭化水素系ガスの熱分解により生じた炭素を、粒子の表面上に堆積させる。このように、気相成長(CVD)法によれば、炭化水素系ガスが複合粒子の隅々にまで行き渡り、粒子の表面や表面の空孔内に、導電性を有する炭素材料を含む薄くて均一な皮膜(炭素材料被覆層)を形成できることから、少量の炭素材料によってSiO粒子に均一性よく導電性を付与できる。 Next, when the surface of SiO x particles (SiO x composite particles or a granulated body of SiO x and a carbon material) is coated with a carbon material to form a composite, for example, the SiO x particles and the hydrocarbon-based material The gas is heated in the gas phase, and carbon generated by pyrolysis of the hydrocarbon-based gas is deposited on the surface of the particles. As described above, according to the vapor deposition (CVD) method, the hydrocarbon-based gas spreads to every corner of the composite particle, and the surface of the particle and the pores in the surface are thin and contain a conductive carbon material. Since a uniform film (carbon material coating layer) can be formed, the SiO x particles can be imparted with good conductivity with a small amount of carbon material.

炭素材料で被覆されたSiOの製造において、気相成長(CVD)法の処理温度(雰囲気温度)については、炭化水素系ガスの種類によっても異なるが、通常、600〜1200℃が適当であり、中でも、700℃以上であることが好ましく、800℃以上であることが更に好ましい。処理温度が高い方が不純物の残存が少なく、かつ導電性の高い炭素を含む被覆層を形成できるからである。 In the production of SiO x coated with a carbon material, the processing temperature (atmosphere temperature) of the vapor deposition (CVD) method varies depending on the type of hydrocarbon gas, but usually 600 to 1200 ° C. is appropriate. Among these, the temperature is preferably 700 ° C. or higher, and more preferably 800 ° C. or higher. This is because the higher the treatment temperature, the less the remaining impurities, and the formation of a coating layer containing carbon having high conductivity.

炭化水素系ガスの液体ソースとしては、トルエン、ベンゼン、キシレン、メシチレンなどを用いることができるが、取り扱いやすいトルエンが特に好ましい。これらを気化させる(例えば、窒素ガスでバブリングする)ことにより炭化水素系ガスを得ることができる。また、メタンガスやアセチレンガスなどを用いることもできる。   As the liquid source of the hydrocarbon-based gas, toluene, benzene, xylene, mesitylene and the like can be used, but toluene that is easy to handle is particularly preferable. By vaporizing them (for example, bubbling with nitrogen gas), a hydrocarbon-based gas can be obtained. Moreover, methane gas, acetylene gas, etc. can also be used.

また、気相成長(CVD)法にてSiO粒子(SiO複合粒子、またはSiOと炭素材料との造粒体)の表面を炭素材料で覆った後に、石油系ピッチ、石炭系のピッチ、熱硬化性樹脂、およびナフタレンスルホン酸塩とアルデヒド類との縮合物よりなる群から選択される少なくとも1種の有機化合物を、炭素材料を含む被覆層に付着させた後、前記有機化合物が付着した粒子を焼成してもよい。 In addition, after the surface of SiO x particles (SiO x composite particles or a granulated body of SiO x and a carbon material) is covered with a carbon material by a vapor deposition (CVD) method, a petroleum-based pitch or a coal-based pitch is used. At least one organic compound selected from the group consisting of a thermosetting resin and a condensate of naphthalene sulfonate and aldehydes is attached to a coating layer containing a carbon material, and then the organic compound is attached. The obtained particles may be fired.

具体的には、炭素材料で被覆されたSiO粒子(SiO複合粒子、またはSiOと炭素材料との造粒体)と、前記有機化合物とが分散媒に分散した分散液を用意し、この分散液を噴霧し乾燥して、有機化合物によって被覆された粒子を形成し、その有機化合物によって被覆された粒子を焼成する。 Specifically, a dispersion liquid in which a SiO x particle (SiO x composite particle or a granulated body of SiO x and a carbon material) coated with a carbon material and the organic compound are dispersed in a dispersion medium is prepared, The dispersion is sprayed and dried to form particles coated with the organic compound, and the particles coated with the organic compound are fired.

前記ピッチとしては等方性ピッチを、熱硬化性樹脂としてはフェノール樹脂、フラン樹脂、フルフラール樹脂などを用いることができる。ナフタレンスルホン酸塩とアルデヒド類との縮合物としては、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物を用いることができる。   An isotropic pitch can be used as the pitch, and a phenol resin, a furan resin, a furfural resin, or the like can be used as the thermosetting resin. As the condensate of naphthalene sulfonate and aldehydes, naphthalene sulfonic acid formaldehyde condensate can be used.

炭素材料で被覆されたSiO粒子と前記有機化合物とを分散させるための分散媒には、例えば、水、アルコール類(エタノールなど)を用いることができる。分散液の噴霧は、通常、50〜300℃の雰囲気内で行うことが適当である。焼成温度は、通常、600〜1200℃が適当であるが、中でも700℃以上が好ましく、800℃以上であることが更に好ましい。処理温度が高い方が不純物の残存が少なく、かつ導電性の高い良質な炭素材料を含む被覆層を形成できるからである。ただし、処理温度はSiOの融点以下であることを要する。 As a dispersion medium for dispersing the SiO x particles coated with the carbon material and the organic compound, for example, water or alcohols (ethanol or the like) can be used. It is appropriate to spray the dispersion in an atmosphere of 50 to 300 ° C. The firing temperature is usually 600 to 1200 ° C., preferably 700 ° C. or higher, and more preferably 800 ° C. or higher. This is because the higher the processing temperature, the less the remaining impurities, and the formation of a coating layer containing a high-quality carbon material with high conductivity. However, the processing temperature needs to be lower than the melting point of SiO x .

負極活物質には、SiOと炭素材料との複合体のみを使用してもよく、SiOと炭素材料との複合体と共に他の負極活物質を使用してもよい。SiOと炭素材料との複合体と共に使用する他の負極活物質には、非水二次電池用の負極活物質として従来から知られている各種の材料が挙げられるが、比較的容量が大きく、また、電池の充放電に伴う体積変化量がSiOよりも小さいことから、高結晶の天然黒鉛、人造黒鉛といった黒鉛材料が好ましい。なお、天然黒鉛を使用する場合には、更に高温で熱処理を施したり、人造黒鉛の微粒子(粒状、扁平状など)を被覆させたり、樹脂などの有機物を被覆させて用いてもよい。 The negative electrode active material, may be used only complexes of SiO x and the carbon material may be used other anode active material with the complex of the SiO x and the carbon material. Other negative electrode active materials used together with the composite of SiO x and carbon material include various materials conventionally known as negative electrode active materials for non-aqueous secondary batteries, but have a relatively large capacity. In addition, since the volume change due to charging / discharging of the battery is smaller than that of SiO x , graphite materials such as highly crystalline natural graphite and artificial graphite are preferable. When natural graphite is used, heat treatment may be performed at a higher temperature, artificial graphite fine particles (granular, flat, etc.) may be coated, or an organic substance such as a resin may be coated.

SiOと炭素材料との複合体の、負極活物質全量中における含有量は、電池の高容量化を図る観点から、40質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましい。また、負極活物質にはSiOと炭素材料との複合体のみを使用してもよいため、負極活物質全量中の、SiOと炭素材料との複合体の含有量は、100質量%であってもよい。なお、前記の通り、黒鉛材料などを併用することで、電池の充放電サイクル特性を更に高めることもできるが、この場合、負極活物質全量中の、SiOと炭素材料との複合体の含有量は、95質量%以下であることが好ましく、85質量%以下であることがより好ましい。 The content of the composite of SiO x and the carbon material in the total amount of the negative electrode active material is preferably 40% by mass or more and more preferably 70% by mass or more from the viewpoint of increasing the capacity of the battery. preferable. Since only the composite of SiO x and carbon material may be used for the negative electrode active material, the content of the composite of SiO x and carbon material in the total amount of the negative electrode active material is 100% by mass. There may be. In addition, as described above, the charge / discharge cycle characteristics of the battery can be further enhanced by using a graphite material together. In this case, the inclusion of the composite of SiO x and the carbon material in the total amount of the negative electrode active material The amount is preferably 95% by mass or less, and more preferably 85% by mass or less.

負極合剤層における負極活物質の含有量(全負極活物質の合計含有量)は、70〜95質量%であることが好ましい。   The negative electrode active material content (total content of all negative electrode active materials) in the negative electrode mixture layer is preferably 70 to 95% by mass.

負極合剤層に係るバインダには、ポリアミドイミド(PAI)およびポリイミド(PI)よりなる群から選択される少なくとも1種のイミド系バインダと、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)と、ポリビニルピロリドン(PVP)とを使用する。   The binder according to the negative electrode mixture layer includes at least one imide-based binder selected from the group consisting of polyamideimide (PAI) and polyimide (PI), polyvinylidene fluoride (PVDF), and polyvinylpyrrolidone (PVP). Is used.

そして、イミド系バインダ、PVDFおよびPVPの負極合剤層における含有量を、それぞれA(質量%)、B(質量%)およびC(質量%)としたとき、1≦{A/(B+C)}≦5の関係を満たすようにする。   When the content of the imide binder, PVDF, and PVP in the negative electrode mixture layer is A (mass%), B (mass%), and C (mass%), respectively, 1 ≦ {A / (B + C)} The relationship of ≦ 5 is satisfied.

SiOと炭素材料との複合体を負極に使用した非水二次電池において、負極合剤層のバインダにPAIやPIといったイミド系バインダを用いた場合には、前記複合体や導電助剤を強固に接着できるため、電池の充放電に伴ってSiOの体積変化が生じても、前記複合体同士が離れたり、前記複合体と導電助剤とが離れたりすることを抑制できることから、非水二次電池の充放電サイクル特性を高めることができる。ところが、イミド系バインダと共にPVDFおよびPVPを使用し、更にこれらの各バインダの含有量の関係が前記の式を満たすようにした場合には、非水二次電池の充放電サイクル特性を更に高めることが可能となる。 In a non-aqueous secondary battery using a composite of SiO x and a carbon material for the negative electrode, when an imide binder such as PAI or PI is used as the binder of the negative electrode mixture layer, the composite or conductive auxiliary agent is used. Since it can be firmly bonded, it is possible to prevent the composites from separating from each other and the composite from the conductive assistant even if the volume change of SiO x occurs as the battery is charged / discharged. The charge / discharge cycle characteristics of the water secondary battery can be enhanced. However, when PVDF and PVP are used together with an imide-based binder, and the relationship between the contents of these binders satisfies the above formula, the charge / discharge cycle characteristics of the non-aqueous secondary battery are further improved. Is possible.

負極において、イミド系バインダと共にPVDFおよびPVPをバインダとして使用し、更にこれらの各バインダの含有量の関係が前記の式を満たすようにした場合に、何故、非水二次電池の充放電サイクル特性をより高め得るのかは定かではないが、下記の理由によるのではないかと推測している。   In the negative electrode, when PVDF and PVP are used as a binder together with an imide-based binder, and the relationship between the contents of these binders satisfies the above formula, why is the charge / discharge cycle characteristic of the non-aqueous secondary battery? It is not certain whether it can be increased, but it is speculated that it may be due to the following reasons.

バインダにイミド系バインダを単独で使用すると、負極合剤層が硬くなってしまうが、PVDFとPVPとを組み合わせることにより、次の(1)および(2)のようになると考えられる。
(1)負極合剤層の柔軟性が向上する。
(2)負極合剤層内の充放電特性の均一性が向上するため、負極合剤層内での場所による膨張のばらつき(局所的な膨張)が低減する。
そして、これらの(1)および(2)によって負極合剤層の膨張による損傷を緩和・抑制することが可能になり、これにより、電池の充放電サイクル特性がより向上すると考えられる。
When an imide-based binder is used alone as the binder, the negative electrode mixture layer becomes hard, but it is considered that the following (1) and (2) are obtained by combining PVDF and PVP.
(1) The flexibility of the negative electrode mixture layer is improved.
(2) Since the uniformity of the charge / discharge characteristics in the negative electrode mixture layer is improved, variation in expansion (local expansion) depending on the location in the negative electrode mixture layer is reduced.
And it becomes possible by these (1) and (2) to relieve | moderate / suppress the damage by the expansion | swelling of a negative mix layer, and, thereby, it is thought that the charging / discharging cycling characteristics of a battery improve more.

ただし、負極合剤層におけるPVDFおよびPVPの量が少ないと前記(1)および(2)による作用が弱く、また、負極合剤層におけるこれらの量が過剰であると負極合剤層の強度が弱くなってしまう。そのため、負極合剤層の強度向上に寄与するイミド系バインダと、負極合剤層の柔軟性並びに充放電特性の均一性向上に寄与するPVDFおよびPVPとを、適切な質量比で組み合わせる必要があると考えられる。   However, when the amount of PVDF and PVP in the negative electrode mixture layer is small, the effects of the above (1) and (2) are weak, and when these amounts in the negative electrode mixture layer are excessive, the strength of the negative electrode mixture layer is increased. It becomes weak. Therefore, it is necessary to combine an imide-based binder that contributes to improving the strength of the negative electrode mixture layer with PVDF and PVP that contribute to improving the flexibility of the negative electrode mixture layer and the uniformity of charge / discharge characteristics at an appropriate mass ratio. it is conceivable that.

また、負極合剤層におけるイミド系バインダとPVDFおよびPVPとの含有量の関係を、前記の式を満たすようにした場合には、負極合剤層の強度と柔軟性とのバランスが良好となるため、電池の充放電に伴う負極の変形を抑制することもできる。よって、例えば特許文献1に記載の非水二次電池に係る負極で採用していた多孔質層を形成しなくても、前記の通り、充放電サイクル特性をより向上させ得るため、本発明の非水二次電池では、その生産性も良好である。   Moreover, when the relationship between the content of the imide-based binder, PVDF, and PVP in the negative electrode mixture layer satisfies the above formula, the balance between the strength and flexibility of the negative electrode mixture layer becomes good. Therefore, deformation of the negative electrode accompanying charging / discharging of the battery can be suppressed. Therefore, for example, as described above, the charge / discharge cycle characteristics can be further improved without forming the porous layer employed in the negative electrode related to the non-aqueous secondary battery described in Patent Document 1. A non-aqueous secondary battery has good productivity.

イミド系バインダのうち、PAIとしては、各種のPAIを用いることができるが、例えば、電子の移動性が良好であるなどの理由から、下記[1]〜[3]に示すように分子鎖中に芳香環を有するものが好ましい。   Among the imide-based binders, various PAIs can be used as the PAI. For example, because of good electron mobility, the molecular chain can be used as shown in [1] to [3] below. Those having an aromatic ring are preferred.

[1] 下記(1)式で表されるアラミド構造単位と、下記(2)式で表されるアミドイミド単位とを有し、前記アラミド構造単位と前記アミドイミド構造単位との合計を100モル%としたときに、前記アラミド構造単位が18〜55モル%であるアラミド−アミドイミド共重合体。 [1] It has an aramid structural unit represented by the following formula (1) and an amideimide unit represented by the following formula (2), and the total of the aramid structural unit and the amideimide structural unit is 100 mol%. An aramid-amidoimide copolymer in which the aramid structural unit is 18 to 55 mol%.

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前記(1)式中、Arは、m−フェニレン基またはp−フェニレン基である。また、前記(2)式中、Arは、1つの芳香環を有する3価の芳香族残基である。更に、前記(1)式中のRおよび前記(2)式中のRは、下記(3)式で示される構造単位または下記(4)式で示される構造単位であり、かつRとRとを合計したとき、下記式(3)で示される構造単位と、下記式(4)で示される構造単位とのモル比が、55:45〜85:15である。 In the formula (1), Ar 1 is an m-phenylene group or a p-phenylene group. In the formula (2), Ar 2 is a trivalent aromatic residue having one aromatic ring. Furthermore, R 1 in the formula (1) and R 2 in the formula (2) are structural units represented by the following formula (3) or structural units represented by the following formula (4), and R 1 And R 2 are summed, the molar ratio of the structural unit represented by the following formula (3) and the structural unit represented by the following formula (4) is 55:45 to 85:15.

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[2] 下記(5)式で表されるアラミド構造単位と、下記(6)式で表されるアミドイミド構造単位とを有し、前記アラミド構造単位と前記アミドイミド構造単位との合計を100モル%としたとき、前記アラミド構造単位が18〜80モル%であるアラミド−アミドイミド共重合体。 [2] It has an aramid structural unit represented by the following formula (5) and an amideimide structural unit represented by the following formula (6), and the total of the aramid structural unit and the amideimide structural unit is 100 mol%. An aramid-amidoimide copolymer in which the aramid structural unit is 18 to 80 mol%.

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前記(5)式中、Arは、m−フェニレン基またはp−フェニレン基である。また、前記(6)式中、Arは、1つの芳香環を有する3価の芳香族残基である。更に、前記(5)式中のRおよび前記(6)式中のRは、下記(7)式で示される構造単位または下記(8)式で示される構造単位であり、かつRおよびRは、いずれも下記(7)式で表される構造単位を60モル%以上含有している。なお、RとRとを合計したとき、下記式(7)で示される構造単位と、下記式(8)で示される構造単位とのモル比は、60:40〜80:20であることが好ましい。 In the formula (5), Ar 3 is an m-phenylene group or a p-phenylene group. In the formula (6), Ar 4 is a trivalent aromatic residue having one aromatic ring. Furthermore, R 3 in the formula (5) and R 4 in the formula (6) are structural units represented by the following formula (7) or structural units represented by the following formula (8), and R 3 And R 4 each contain 60 mol% or more of a structural unit represented by the following formula (7). Incidentally, when the sum of the R 3 and R 4, the molar ratio of the structural unit represented by the following formula (7), the structural unit represented by the following formula (8) is 60: 40 to 80: is 20 It is preferable.

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[3] 下記(9)式で表される構造単位と、下記(10)式で表される構造単位とを有し、前記両構造単位の合計を100モル%としたときに、下記(9)式で表される構造単位が60〜80モル%であるPAI。 [3] When the structural unit represented by the following formula (9) and the structural unit represented by the following formula (10) are included, and the total of both the structural units is 100 mol%, the following (9 PAI whose structural unit represented by the formula is 60 to 80 mol%.

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なお、前記[3]のPAIにおいては、イミド化が完全に完了しておらず、一部が下記(11)式で示されるポリアミック酸の状態で留まっていることが好ましい。この場合には、電極合剤層内の各構成成分同士や、電極合剤層と集電体との接着性が更に向上する。この場合、ポリアミック酸の状態で留まっている部分は、例えば、特開2007−246680号公報に記載の方法により測定されるPAI中の残存カルボキシル基量で評価でき、かかる残存カルボキシル基量が、0.05〜0.40mmolであることが好ましい。   In the PAI of [3], it is preferable that imidization is not completely completed and a part of the PAI stays in the state of polyamic acid represented by the following formula (11). In this case, the adhesiveness between each component in the electrode mixture layer or between the electrode mixture layer and the current collector is further improved. In this case, the portion remaining in the state of polyamic acid can be evaluated by, for example, the residual carboxyl group amount in PAI measured by the method described in JP-A-2007-246680, and the residual carboxyl group amount is 0 It is preferably 0.05 to 0.40 mmol.

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前記(11)式中、Rは、前記(3)式で表される構造単位または前記(4)式で表される構造単位である。 In the formula (11), R 5 is a structural unit represented by the formula (3) or a structural unit represented by the formula (4).

また、イミド系バインダのうち、PIとしては、公知の各種ポリイミドが挙げられ、熱可塑性PI、熱硬化性PIのいずれも使用することができる。また、熱硬化性PIの場合には、縮合型のPI、付加型のPIのいずれであってもよい。より具体的には、例えば、東レ社製「セミコファイン(商品名)」、日立化成デュポンマイクロシステムズ社製「PIXシリーズ(商品名)」、日立化成社製「HCIシリーズ(商品名)」、宇部興産社製「U−ワニス(商品名)」などの市販品を使用することができる。なお、PAIの場合と同じ理由から、分子鎖中に芳香環を有するもの、すなわち芳香族PIがより好ましい。   Of the imide binders, PI includes various known polyimides, and any of thermoplastic PI and thermosetting PI can be used. In the case of thermosetting PI, either a condensation type PI or an addition type PI may be used. More specifically, for example, “Semicofine (trade name)” manufactured by Toray Industries, “PIX series (trade name)” manufactured by Hitachi Chemical DuPont Microsystems, “HCI series (trade name)” manufactured by Hitachi Chemical, Ube Commercial products such as “U-Varnish (trade name)” manufactured by Kosan Co., Ltd. can be used. For the same reason as in the case of PAI, those having an aromatic ring in the molecular chain, that is, aromatic PI are more preferred.

イミド系バインダには、PAIのうちの1種または2種以上を使用してもよく、PIのうちの1種または2種以上を使用してもよく、また、PAIの1種以上とPIの1種以上とを共に使用してもよい。   As the imide-based binder, one or more of PAI may be used, one or more of PI may be used, and one or more of PAI and PI may be used. One or more may be used together.

負極合剤層におけるイミド系バインダの含有量Aは、SiOと炭素材料との複合体や必要に応じて使用される導電助剤の結着強度を高める観点から、0.5質量%以上であることが好ましく、2質量%以上であることがより好ましい。他方、負極合剤層中のイミド系バインダの量をある程度制限して負極合剤層内のバインダの総含有量を抑え、負極の容量や負極合剤層内の導電性を高める観点から、負極合剤層におけるイミド系バインダの含有量Aは、25質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましい。 The content A of the imide-based binder in the negative electrode mixture layer is 0.5% by mass or more from the viewpoint of increasing the binding strength of the composite of SiO x and the carbon material and the conductive aid used as necessary. It is preferable that it is 2% by mass or more. On the other hand, from the viewpoint of suppressing the total content of the binder in the negative electrode mixture layer by limiting the amount of the imide-based binder in the negative electrode mixture layer to some extent, increasing the negative electrode capacity and the conductivity in the negative electrode mixture layer, the negative electrode The content A of the imide binder in the mixture layer is preferably 25% by mass or less, and more preferably 10% by mass or less.

また、負極合剤層におけるPVDFの含有量Bは、PVDFの使用による負極合剤層の柔軟性の向上作用を良好に発揮させる観点から、0.45質量%以上であることが好ましく、1質量%以上であることがより好ましい。他方、負極合剤層中のPVDFの量をある程度制限して負極合剤層内のバインダの総含有量を抑え、負極の容量や負極合剤層内の導電性を高める観点から、負極合剤層におけるPVDFの含有量Bは、4質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましい。   In addition, the content B of PVDF in the negative electrode mixture layer is preferably 0.45% by mass or more from the viewpoint of satisfactorily exerting the effect of improving the flexibility of the negative electrode mixture layer by using PVDF. % Or more is more preferable. On the other hand, from the viewpoint of suppressing the total content of the binder in the negative electrode mixture layer by limiting the amount of PVDF in the negative electrode mixture layer to some extent, and increasing the capacity of the negative electrode and the conductivity in the negative electrode mixture layer, the negative electrode mixture The PVDF content B in the layer is preferably 4% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less.

更に、負極合剤層におけるPVPの含有量Cは、PVPの使用による充放電特性の均一性の向上作用を良好に発揮させる観点から、0.05質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上であることがより好ましい。他方、負極合剤層中のPVPの量をある程度制限して負極合剤層内のバインダの総含有量を抑え、負極の容量や負極合剤層内の導電性を高める観点から、負極合剤層におけるPVPの含有量Cは、1質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以下であることがより好ましい。   Furthermore, the content C of PVP in the negative electrode mixture layer is preferably 0.05% by mass or more from the viewpoint of satisfactorily exerting the effect of improving the uniformity of the charge / discharge characteristics due to the use of PVP. More preferably, it is at least mass%. On the other hand, from the viewpoint of suppressing the total content of the binder in the negative electrode mixture layer by limiting the amount of PVP in the negative electrode mixture layer to some extent, and increasing the capacity of the negative electrode and the conductivity in the negative electrode mixture layer, the negative electrode mixture The PVP content C in the layer is preferably 1% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or less.

負極合剤層には、従来の非水二次電池の負極に係る負極合剤層で使用されているバインダ、例えば、スチレンブタジエンゴム(SBR)、カルボキシメチルセルロース(CMC)なども、イミド系バインダ、PVDFおよびPVPと共に使用することができる。   In the negative electrode mixture layer, binders used in the negative electrode mixture layer related to the negative electrode of the conventional nonaqueous secondary battery, for example, styrene butadiene rubber (SBR), carboxymethyl cellulose (CMC), etc. are also imide binders, Can be used with PVDF and PVP.

負極合剤層におけるバインダの含有量(総含有量)は、1質量%以上であることが好ましく、2質量%以上であることがより好ましく、また、35質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましい。よって、負極合剤層のバインダに、イミド系バインダ、PVDFおよびPVP以外のバインダも使用する場合には、負極合剤層中のイミド系バインダの含有量A、PVDFの含有量BおよびPVPの含有量Cが、それぞれ前記の各好適値を満たしつつ、バインダの総含有量が前記の好適値を満たす範囲内で、イミド系バインダ、PVDFおよびPVP以外のバインダを用いることが好ましい。   The binder content (total content) in the negative electrode mixture layer is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, and preferably 35% by mass or less. It is more preferable that the amount is not more than mass%. Therefore, when a binder other than an imide binder, PVDF and PVP is also used for the binder of the negative electrode mixture layer, the content A of the imide binder in the negative electrode mixture layer, the content B of PVDF and the content of PVP It is preferable to use a binder other than the imide-based binder, PVDF, and PVP as long as the amount C satisfies each of the above preferred values and the total content of the binder satisfies the above preferred value.

負極合剤層には、導電助剤を含有させることもできる。負極合剤層に含有させる導電助剤としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカ−ボンブラック類;炭素繊維;などの炭素材料を用いることが好ましく、また、金属繊維などの導電性繊維類;フッ化カーボン;アルミニウムなどの金属粉末類;酸化亜鉛;チタン酸カリウムなどの導電性ウィスカー類;酸化チタンなどの導電性金属酸化物;ポリフェニレン誘導体などの有機導電性材料;などを用いることもできる。導電助剤には、前記例示のものを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   The negative electrode mixture layer may contain a conductive additive. As the conductive auxiliary agent contained in the negative electrode mixture layer, carbon materials such as carbon blacks such as acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and thermal black; carbon fiber; Conductive fibers such as metal fibers; carbon fluoride; metal powders such as aluminum; zinc oxide; conductive whiskers such as potassium titanate; conductive metal oxides such as titanium oxide; polyphenylene derivatives, etc. Or an organic conductive material can be used. As the conductive assistant, those exemplified above may be used singly or in combination of two or more.

負極合剤層に導電助剤を含有させる場合、負極合剤層における導電助剤の含有量は、0.1質量%以上であることが好ましく、0.5質量%以上であることがより好ましく、また、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。 When the conductive auxiliary agent is contained in the negative electrode mixture layer, the content of the conductive auxiliary agent in the negative electrode mixture layer is preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 0.5% by mass or more. Moreover, it is preferable that it is 10 mass% or less, and it is more preferable that it is 5 mass% or less.

負極は、例えば、負極活物質およびバインダ、更には必要に応じて導電助剤などを含有する負極合剤を、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)や水などの溶剤に分散させてペースト状やスラリー状の負極合剤含有組成物を調製し(ただし、バインダは溶剤に溶解していてもよい)、これを集電体の片面または両面に塗布し、乾燥した後に、必要に応じてカレンダー処理などのプレス処理を施す工程を経て製造することができる。ただし、負極は、前記の方法で製造されたものに限定される訳ではなく、他の方法で製造したものであってもよい。   The negative electrode is, for example, a paste obtained by dispersing a negative electrode mixture containing a negative electrode active material and a binder and, if necessary, a conductive additive in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) or water. Or a slurry-like negative electrode mixture-containing composition (the binder may be dissolved in a solvent), which is applied to one or both sides of the current collector, dried, and then calendered as necessary. It can manufacture through the process of performing press processing, such as a process. However, the negative electrode is not limited to those manufactured by the above method, and may be manufactured by other methods.

負極の集電体としては、銅製やニッケル製の箔、パンチングメタル、網、エキスパンドメタルなどを用い得るが、通常、銅箔が用いられる。この負極集電体は、高エネルギー密度の電池を得るために負極全体の厚みを薄くする場合、厚みの上限は30μmであることが好ましく、機械的強度を確保するために下限は4μmであることが望ましい。   As the current collector for the negative electrode, a foil made of copper or nickel, a punching metal, a net, an expanded metal, or the like can be used, but a copper foil is usually used. In the negative electrode current collector, when the thickness of the entire negative electrode is reduced in order to obtain a battery having a high energy density, the upper limit of the thickness is preferably 30 μm, and the lower limit is 4 μm in order to ensure mechanical strength. Is desirable.

なお、本発明の非水二次電池においては、負極で使用するSiOの不可逆容量が大きく、電池の初期の充電で正極(正極活物質)から放出されたLiイオンのうちの比較的多くが次回の放電で正極に戻り得ないため、正極が本来備えている容量を十分に引き出すことができない虞がある。よって、本発明の非水二次電池では、組み立て時において、SiOの不可逆容量分を埋めるためのLi供給源(プレドープ用Li供給源)を、正極とは別に有していることが好ましい。 In the nonaqueous secondary battery of the present invention, the irreversible capacity of SiO x used in the negative electrode is large, and a relatively large amount of Li ions released from the positive electrode (positive electrode active material) by the initial charge of the battery. Since it cannot return to the positive electrode in the next discharge, there is a possibility that the capacity that the positive electrode originally has cannot be sufficiently extracted. Therefore, the non-aqueous secondary battery of the present invention preferably has a Li supply source (pre-doping Li supply source) for filling the irreversible capacity of SiO x separately from the positive electrode during assembly.

Li供給源としては、Li金属箔、Li合金箔(以下、両者を纏めて「Li箔」と記載する)などが挙げられ、電池の外装体内のいずれかの箇所(非水電解液と接触可能な箇所)に、このLi供給源を配置すればよい。具体的には、例えば、集電体となる銅箔などの金属箔に、Li供給源となるLi箔を貼り付けるなどして形成したLi極を使用することができ、このLi極を負極と電気的に接続しておくことで、Li極のLi箔がLi供給源として機能する。なお、Li供給源(前記のLi箔)は、前記の通り、そこから放出されるLiイオンがSiOの不可逆容量を埋めるためにSiOに取り込まれるため、組み立てから時間が経過した電池内には存在していない場合がある。 Examples of the Li supply source include Li metal foil and Li alloy foil (hereinafter collectively referred to as “Li foil”) and the like, and can be in contact with any part of the battery outer body (non-aqueous electrolyte solution). This Li supply source may be arranged at a certain point. Specifically, for example, a Li electrode formed by attaching a Li foil as a Li supply source to a metal foil such as a copper foil as a current collector can be used. By being electrically connected, the Li electrode Li foil functions as a Li supply source. Incidentally, Li source (said Li foil) is, as described above, since the Li ions emitted therefrom is taken into SiO x to fill the irreversible capacity of SiO x, in the battery which time the assembly has passed May not exist.

そして、非水二次電池が前記Li供給源を備える場合には、負極合剤層内のSiOの全体にわたって、Li供給源から供給されるLiイオンがより高い均一性で取り込まれ得るようにする観点から、負極集電体内をLiイオンが通過できるようにすることが好ましく、具体的には、負極集電体が、その片面から他面まで貫通する複数の貫通孔を有していることが好ましい。 When the non-aqueous secondary battery includes the Li supply source, Li ions supplied from the Li supply source can be taken in with higher uniformity over the entire SiO x in the negative electrode mixture layer. In view of the above, it is preferable to allow Li ions to pass through the negative electrode current collector. Specifically, the negative electrode current collector has a plurality of through holes penetrating from one side to the other side. Is preferred.

負極集電体の前記貫通孔については、例えば、孔径が10〜1000μmであることが好ましい。また、前記貫通孔を有する負極集電体においては、空孔率が5〜80%であることが好ましい。   About the said through-hole of a negative electrode collector, it is preferable that a hole diameter is 10-1000 micrometers, for example. Moreover, in the negative electrode current collector having the through holes, the porosity is preferably 5 to 80%.

負極集電体における前記貫通孔の配置については特に制限はなく、各貫通孔が規則的に配置されていてもよく、不規則に配置されていてもよいが、負極集電体の全体にわたって強度の均一性を高める観点からは、各貫通孔が規則的に配置されていることが好ましい。   There is no restriction | limiting in particular about arrangement | positioning of the said through-hole in a negative electrode collector, Each through-hole may be arrange | positioned regularly and may be arrange | positioned irregularly, but intensity | strength over the whole negative electrode collector. From the viewpoint of improving the uniformity of the through holes, it is preferable that the through holes are regularly arranged.

負極合剤層の厚みは、例えば、集電体の片面あたり10〜100μmであることが好ましい。   The thickness of the negative electrode mixture layer is preferably 10 to 100 μm per one surface of the current collector, for example.

また、負極には、必要に応じて、非水二次電池内の他の部材と電気的に接続するためのリード体を、常法に従って形成してもよい。   Moreover, you may form in the negative electrode the lead body for electrically connecting with the other member in a non-aqueous secondary battery according to a conventional method as needed.

本発明の非水二次電池に係る正極には、正極活物質を含有する正極合剤層を、正極集電体の片面または両面に有する構造のものを使用する。   For the positive electrode according to the nonaqueous secondary battery of the present invention, a positive electrode mixture layer containing a positive electrode active material is used on one or both sides of the positive electrode current collector.

正極活物質には、リチウムと遷移金属とを含むリチウム含有複合酸化物、より具体的には、公知の非水二次電池で使用されているリチウム含有複合酸化物、例えば、LiCoOなどのリチウムコバルト酸化物;LiMnO、LiMnOなどのリチウムマンガン酸化物;LiNiOなどのリチウムニッケル酸化物;LiCo1−xNiOなどの層状構造のリチウム含有複合酸化物;LiMn、Li4/3Ti5/3などのスピネル構造のリチウム含有複合酸化物;LiFePOなどのオリビン構造のリチウム含有複合酸化物;前記の酸化物を基本組成とし各種元素で置換した酸化物;などを使用することができる。 The positive electrode active material includes a lithium-containing composite oxide containing lithium and a transition metal, more specifically, a lithium-containing composite oxide used in a known non-aqueous secondary battery, for example, lithium such as LiCoO 2 Cobalt oxides; Lithium manganese oxides such as LiMnO 2 and Li 2 MnO 3 ; Lithium nickel oxides such as LiNiO 2 ; Lithium-containing composite oxides having a layered structure such as LiCo 1-x NiO 2 ; LiMn 2 O 4 , Li 4/3 Ti 5/3 O 4 or other spinel-structured lithium-containing composite oxides; LiFePO 4 or other olivine-structured lithium-containing composite oxides; oxides obtained by substituting the above oxides with various elements; Can be used.

正極合剤層には、通常、導電助剤およびバインダを含有させる。正極合剤層に係る導電助剤には、負極合剤層に使用し得るものとして先に例示したものと同じものを使用することができる。   The positive electrode mixture layer usually contains a conductive additive and a binder. The same thing as what was illustrated previously as what can be used for a negative mix layer can be used for the conductive support agent which concerns on a positive mix layer.

また、正極合剤層に係るバインダには、PVDF、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、SBRなどを用いることができる。   Moreover, PVDF, polytetrafluoroethylene (PTFE), SBR, etc. can be used for the binder which concerns on a positive mix layer.

正極は、例えば、正極活物質、バインダおよび導電助剤などを、NMPなどの溶剤に分散させたペースト状やスラリー状の正極合剤含有組成物を調製し(ただし、バインダは溶剤に溶解していてもよい)、これを集電体の片面または両面に塗布し、乾燥した後に、必要に応じてカレンダー処理などのプレス処理を施す工程を経て製造される。ただし、正極の製造方法は、前記の方法に制限される訳ではなく、他の製造方法で製造してもよい。   For the positive electrode, for example, a paste-like or slurry-like positive electrode mixture-containing composition in which a positive electrode active material, a binder, a conductive auxiliary agent, and the like are dispersed in a solvent such as NMP is prepared (however, the binder is dissolved in the solvent). It may be manufactured through a step of applying a pressing process such as a calendering process, if necessary, after applying this to one or both sides of the current collector and drying it. However, the manufacturing method of the positive electrode is not limited to the above method, and may be manufactured by other manufacturing methods.

正極合剤層の厚みは、例えば、集電体の片面あたり10〜100μmであることが好ましい。また、正極合剤層の組成としては、例えば、正極活物質の量が65〜98質量%であることが好ましく、バインダの量が0.5〜15質量%であることが好ましく、導電助剤の量が0.5〜20質量%であることが好ましい。   The thickness of the positive electrode mixture layer is preferably, for example, 10 to 100 μm per one side of the current collector. Moreover, as a composition of a positive mix layer, it is preferable that the quantity of a positive electrode active material is 65-98 mass%, for example, it is preferable that the quantity of a binder is 0.5-15 mass%, and a conductive support agent. Is preferably 0.5 to 20% by mass.

集電体は、従来から知られている非水二次電池の正極に使用されているものと同様のものが使用でき、例えば、厚みが10〜30μmのアルミニウム箔が好ましい。   The current collector can be the same as that used for the positive electrode of a conventionally known nonaqueous secondary battery. For example, an aluminum foil having a thickness of 10 to 30 μm is preferable.

また、非水二次電池が前記Li供給源を備える場合には、負極集電体と同様に、正極集電体も片面から他面へ貫通する複数の貫通孔を有していることが好ましい。   When the non-aqueous secondary battery includes the Li supply source, it is preferable that the positive electrode current collector also has a plurality of through holes penetrating from one side to the other side, like the negative electrode current collector. .

正極集電体の前記貫通孔については、例えば、孔径が10〜1000μmであることが好ましい。また、前記貫通孔を有する正極集電体においては、空孔率が5〜80%であることが好ましい。   About the said through-hole of a positive electrode electrical power collector, it is preferable that a hole diameter is 10-1000 micrometers, for example. Moreover, in the positive electrode current collector having the through holes, the porosity is preferably 5 to 80%.

また、正極には、必要に応じて、非水二次電池内の他の部材と電気的に接続するためのリード体を、常法に従って形成してもよい。   Moreover, you may form the lead body for electrically connecting with the other member in a non-aqueous secondary battery according to a conventional method as needed.

本発明の非水二次電池において、負極と正極とは、セパレータを介して重ね合わせた積層体(積層電極体)や、この積層体を更に渦巻状に巻回した巻回体(巻回電極体)として用いることができる。   In the nonaqueous secondary battery of the present invention, the negative electrode and the positive electrode are a laminated body (laminated electrode body) superposed via a separator, or a wound body (winding electrode) obtained by further winding the laminated body in a spiral shape. Body).

セパレータには、例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレタンなどの樹脂で構成された多孔質膜を使用することができるが、セパレータにシャットダウン機能を持たせる観点から、ポリオレフィン製の多孔質膜を使用することが好ましい。   For the separator, for example, a porous film made of a resin such as polyolefin, polyester, polyimide, polyamide, or polyurethane can be used. From the viewpoint of providing the separator with a shutdown function, a porous film made of polyolefin is used. It is preferable to use it.

ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレンなどのポリエチレン(PE);ポリプロピレン(PP);などが挙げられ、これらのうちの1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。例えば、2種以上のポリオレフィンを使用した多孔質膜としては、例えば、PP層上にPE層を介してPP層を積層した三層構造の多孔質膜が挙げられる。   Examples of the polyolefin include polyethylene (PE) such as low density polyethylene, high density polyethylene, and ultrahigh molecular weight polyethylene; polypropylene (PP); etc., and only one of these may be used. You may use together. For example, as a porous film using two or more kinds of polyolefin, for example, a porous film having a three-layer structure in which a PP layer is laminated on a PP layer via a PE layer can be mentioned.

これらのポリオレフィンの中でも、融点、すなわち、JIS K 7121の規定に準じて、DSCを用いて測定される融解温度が、80〜150℃のものを使用することが好ましい。このような融点のポリオレフィンを含有する多孔質膜であれば、前記ポリオレフィンが軟化してセパレータの空孔が閉塞されるシャットダウン特性の開始温度が90〜150℃のセパレータとすることができるため、かかるセパレータを使用することで、非水二次電池の安全性を更に高めることが可能となる。   Among these polyolefins, it is preferable to use those having a melting point, that is, a melting temperature measured by DSC of 80 to 150 ° C. in accordance with JIS K 7121. Such a porous film containing a polyolefin having a melting point can be a separator having a shutdown characteristic starting temperature of 90 to 150 ° C. in which the polyolefin is softened and the pores of the separator are closed. By using the separator, the safety of the non-aqueous secondary battery can be further increased.

セパレータに使用する多孔質膜としては、例えば、従来から知られている溶剤抽出法や、乾式または湿式延伸法などにより形成された孔を多数有するイオン透過性の多孔質膜(電池のセパレータとして汎用されている微多孔膜)を用いることができる。   Examples of porous membranes used in separators include ion-permeable porous membranes having a large number of pores formed by a conventionally known solvent extraction method, dry type or wet drawing method (generally used as battery separators). A microporous film) can be used.

また、前記の多孔質膜(微多孔膜)の表面に、耐熱性の無機フィラーを含有する耐熱性の多孔質層を形成した積層型のセパレータを用いてもよい。このような積層型のセパレータを用いた場合には、電池内の温度が上昇してもセパレータの収縮が抑制されて、正極と負極との接触による短絡を抑えることができるため、より安全性の高い非水二次電池とすることができる。   Further, a laminated separator in which a heat-resistant porous layer containing a heat-resistant inorganic filler is formed on the surface of the porous film (microporous film) may be used. When such a stacked separator is used, the shrinkage of the separator is suppressed even when the temperature in the battery rises, and a short circuit due to contact between the positive electrode and the negative electrode can be suppressed. A high non-aqueous secondary battery can be obtained.

耐熱性の多孔質層に含有させる無機フィラーとしては、ベーマイト、アルミナ、シリカ、酸化チタンなどが好ましく、これらのうちの1種または2種以上を使用することができる。   As the inorganic filler to be contained in the heat-resistant porous layer, boehmite, alumina, silica, titanium oxide and the like are preferable, and one or more of these can be used.

また、耐熱性の多孔質層には、前記の無機フィラー同士を結着したり、耐熱性の多孔質層と微多孔膜とを接着したりするためのバインダを含有させることが好ましい。バインダには、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA、酢酸ビニル由来の構造単位が20〜35モル%のもの)、エチレン−エチルアクリレート共重合体などのエチレン−アクリル酸共重合体、フッ素系ゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ヒドロキシエチルセルロース(HEC)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリビニルピロリドン(PVP)、架橋アクリル樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂などを用いることが好ましく、これらのうちの1種または2種以上を使用することができる。   The heat-resistant porous layer preferably contains a binder for binding the inorganic fillers or bonding the heat-resistant porous layer and the microporous film. The binder includes an ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA, having a structural unit derived from vinyl acetate of 20 to 35 mol%), an ethylene-acrylic acid copolymer such as an ethylene-ethyl acrylate copolymer, and a fluorine-based rubber. Styrene butadiene rubber (SBR), carboxymethyl cellulose (CMC), hydroxyethyl cellulose (HEC), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral (PVB), polyvinyl pyrrolidone (PVP), cross-linked acrylic resin, polyurethane, epoxy resin, etc. Are preferred, and one or more of these can be used.

耐熱性の多孔質層における無機フィラーの含有量は、耐熱性の多孔質層を構成する成分の全体積中(空孔部分を除く全体積中)、50体積%以上であることが好ましく、70体積%以上であることがより好ましく、99体積%以下であることがより好ましい(残部は、前記のバインダであればよい)。   The content of the inorganic filler in the heat-resistant porous layer is preferably 50% by volume or more in the entire volume of the components constituting the heat-resistant porous layer (in the entire volume excluding the pores), 70 It is more preferable that the volume is not less than volume%, and it is more preferable that the volume be not more than 99 volume% (the remainder may be the above binder).

セパレータ(ポリオレフィン製の微多孔膜からなるセパレータや、前記積層型のセパレータ)の厚みは、電池反応に関与しない成分の電池内容積の占有率を低減して正負極の活物質量を多くすることを可能にすることで、電池の設計容量や出力密度を高める観点から、30μm以下であることが好ましく、16μm以下であることがより好ましい。ただし、セパレータの強度を十分に保つ観点からは、セパレータの厚みは、5μm以上であることが好ましく、10μm以上であることがより好ましい。   The thickness of the separator (a separator made of a microporous membrane made of polyolefin, or the laminated separator) is to reduce the occupancy of the battery internal volume of components that are not involved in the battery reaction and increase the amount of active material of the positive and negative electrodes From the viewpoint of increasing the design capacity and output density of the battery, it is preferably 30 μm or less, and more preferably 16 μm or less. However, from the viewpoint of sufficiently maintaining the strength of the separator, the thickness of the separator is preferably 5 μm or more, and more preferably 10 μm or more.

また、前記積層型のセパレータの場合、耐熱性の多孔質層の厚みは、1〜8μmであることが好ましい。また、耐熱性の多孔質層の空孔率は、40〜70%であることが好ましい。   In the case of the multilayer separator, the heat-resistant porous layer preferably has a thickness of 1 to 8 μm. Moreover, it is preferable that the porosity of a heat resistant porous layer is 40 to 70%.

本発明の非水二次電池に係る非水電解液には、下記の非水系溶媒中に、リチウム塩を溶解させることで調製した溶液が使用できる。   For the non-aqueous electrolyte solution according to the non-aqueous secondary battery of the present invention, a solution prepared by dissolving a lithium salt in the following non-aqueous solvent can be used.

溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、メチルエチルカーボネート(MEC)、γ−ブチロラクトン(γ−BL)、1,2−ジメトキシエタン(DME)、テトラヒドロフラン(THF)、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド(DMSO)、1,3−ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジオキソラン、アセトニトリル、ニトロメタン、蟻酸メチル、酢酸メチル、燐酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、ジエチルエーテル、1,3−プロパンサルトンなどの非プロトン性有機溶媒を1種単独で、または2種以上を混合した混合溶媒として用いることができる。   Examples of the solvent include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), methyl ethyl carbonate (MEC), γ-butyrolactone (γ-BL ), 1,2-dimethoxyethane (DME), tetrahydrofuran (THF), 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide (DMSO), 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide (DMF), dioxolane, acetonitrile, nitromethane, Methyl formate, methyl acetate, phosphoric acid triester, trimethoxymethane, dioxolane derivative, sulfolane, 3-methyl-2-oxazolidinone, propylene carbonate derivative, tetrahydrofuran derivative , Can be used diethyl ether, an aprotic organic solvent such as 1,3-propane sultone as a singly mixed solvent or a mixture of two or more.

非水電解液に係るリチウム塩としては、例えば、LiClO、LiPF、LiBF、LiAsF、LiSbF、LiCFSO、LiCFCO、Li(SO、LiN(CFSO、LiC(CFSO、LiC2n+1SO3(n≧2)、LiN(RfOSO〔ここでRfはフルオロアルキル基〕などから選ばれる少なくとも1種が挙げられる。これらのリチウム塩の非水電解液中の濃度としては、0.6〜1.8mol/lとすることが好ましく、0.9〜1.6mol/lとすることがより好ましい。 The lithium salt according to the non-aqueous electrolyte solution, for example, LiClO 4, LiPF 6, LiBF 4, LiAsF 6, LiSbF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, Li 2 C 2 F 4 (SO 3) 2, At least 1 selected from LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC n F 2n + 1 SO 3 (n ≧ 2), LiN (RfOSO 2 ) 2 [where Rf is a fluoroalkyl group] Species are mentioned. The concentration of these lithium salts in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.6 to 1.8 mol / l, and more preferably 0.9 to 1.6 mol / l.

また、非水電解液には、充放電サイクル特性の更なる改善や、高温貯蔵性や過充電防止などの安全性を向上させる目的で、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、無水酸、スルホン酸エステル、ジニトリル、1,3−プロパンサルトン、ジフェニルジスルフィド、シクロヘキシルベンゼン、ビフェニル、フルオロベンゼン、t−ブチルベンゼンなどの添加剤(これらの誘導体も含む)を適宜加えることもできる。   In addition, in the non-aqueous electrolyte, vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, acid anhydride, sulfonic acid ester, for the purpose of improving the safety such as further improvement of charge / discharge cycle characteristics and high temperature storage property and prevention of overcharge, Additives (including these derivatives) such as dinitrile, 1,3-propane sultone, diphenyl disulfide, cyclohexylbenzene, biphenyl, fluorobenzene, and t-butylbenzene can be added as appropriate.

更に、非水電解液には、ポリマーなどの公知のゲル化剤を添加してゲル化したもの(ゲル状電解質)を用いることもできる。   Further, as the non-aqueous electrolyte, a gel (gel electrolyte) obtained by adding a known gelling agent such as a polymer can be used.

本発明の非水二次電池に係る外装体には、金属ラミネートフィルム外装体を使用することが好ましい。金属ラミネートフィルム外装体は、例えば金属製の外装缶に比べて変形が容易であることから、電池の充電によって負極が膨張しても、負極合剤層や負極集電体の破壊が生じ難いからである。   It is preferable to use a metal laminate film outer package for the outer package according to the non-aqueous secondary battery of the present invention. Since the metal laminate film outer package is easier to deform than, for example, a metal outer can, the negative electrode mixture layer and the negative electrode current collector are hardly broken even if the negative electrode expands due to battery charging. It is.

金属ラミネートフィルム外装体を構成する金属ラミネートフィルムとしては、例えば、外装樹脂層/金属層/内装樹脂層からなる3層構造の金属ラミネートフィルムが使用される。   As the metal laminate film constituting the metal laminate film exterior body, for example, a metal laminate film having a three-layer structure composed of exterior resin layer / metal layer / interior resin layer is used.

金属ラミネートフィルムにおける金属層としてはアルミニウムフィルム、ステンレス鋼フィルムなどが、内装樹脂層としては熱融着樹脂(例えば、110〜165℃程度の温度で熱融着性を発現する変性ポリオレフィンアイオノマーなど)で構成されたフィルムが挙げられる。また、金属ラミネートフィルムの外装樹脂層としては、ナイロンフィルム(ナイロン66フィルムなど)、ポリエステルフィルム(ポチエチレンテレフタレートフィルムなど)などが挙げられる。   The metal layer in the metal laminate film is an aluminum film, a stainless steel film or the like, and the interior resin layer is a heat-sealing resin (for example, a modified polyolefin ionomer that develops heat-fusibility at a temperature of about 110 to 165 ° C.). A structured film may be mentioned. Examples of the exterior resin layer of the metal laminate film include a nylon film (such as nylon 66 film) and a polyester film (such as polyethylene terephthalate film).

金属ラミネートフィルムにおいては、金属層の厚みは10〜150μmであることが好ましく、内装樹脂層の厚みは20〜100μmであることが好ましく、外装樹脂層の厚みは20〜100μmであることが好ましい。   In the metal laminate film, the thickness of the metal layer is preferably 10 to 150 μm, the thickness of the interior resin layer is preferably 20 to 100 μm, and the thickness of the exterior resin layer is preferably 20 to 100 μm.

外装体の形状については特に制限はないが、例えば、平面視で、3角形、4角形、5角形、6角形、7角形、8角形などの多角形であることが挙げられ、平面視で4角形(矩形または正方形)が一般的である。また、外装体のサイズについても特に制限はなく、所謂薄形や大型などの種々のサイズとすることができる。   The shape of the exterior body is not particularly limited. For example, the shape of the exterior body may be a polygon such as a triangle, a quadrangle, a pentagon, a hexagon, a heptagon, and an octagon in plan view. A square (rectangular or square) is common. The size of the exterior body is not particularly limited, and can be various sizes such as a so-called thin shape and large size.

金属ラミネートフィルム外装体は、1枚の金属ラミネートフィルムを二つ折りにして構成したものであってもよく、2枚の金属ラミネートフィルムを重ねて構成したものであってもよい。   The metal laminate film exterior body may be configured by folding a single metal laminate film in two, or may be configured by stacking two metal laminate films.

なお、外装体の平面形状が多角形の場合、正極外部端子を引き出す辺と、負極外部端子を引き出す辺とは、同じ辺であってもよく、異なる辺であってもよい。   When the planar shape of the exterior body is a polygon, the side from which the positive external terminal is drawn out and the side from which the negative external terminal is drawn out may be the same side or different sides.

外装体における熱融着部の幅は、5〜20mmとすることが好ましい。   The width of the heat fusion part in the outer package is preferably 5 to 20 mm.

本発明の非水二次電池は、充放電サイクル特性に優れており、また、高容量にできることから、モバイル機器の電源用途のような小型で高容量であることが求められる用途に好適に用い得るほか、従来から知られている非水二次電池が適用されている各種用途と同じ用途にも適用することができる。   The non-aqueous secondary battery of the present invention is excellent in charge / discharge cycle characteristics and can be made to have a high capacity. In addition to the above, the present invention can be applied to the same applications as various applications to which conventionally known non-aqueous secondary batteries are applied.

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。ただし、下記実施例は、本発明を制限するものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples. However, the following examples do not limit the present invention.

実施例1
<正極の作製>
正極活物質であるLiCoO:96.5質量部と、バインダであるPVDFを10質量%の濃度で含むNMP溶液:20質量部と、導電助剤であるアセチレンブラック:1.5質量部とを、二軸混練機を用いて混練し、更にNMPを加えて粘度を調節して、正極合剤含有ペーストを調製した。このペーストを、厚みが15μmで、片面から他面への貫通孔(孔径:300μm)を備えたアルミニウム箔(空孔率:15%)の片面または両面に塗布し、120℃で12時間の真空乾燥を行って、アルミニウム箔の片面または両面に正極合剤層を形成し、プレス処理を行い、所定の大きさで切断して、帯状の正極を得た。なお、アルミニウム箔への正極合剤含有ペーストの塗布の際には、アルミニウム箔の一部が露出するようにし、アルミニウム箔の両面に正極合剤含有ペーストを塗布したものでは、表面で塗布部とした箇所は裏面も塗布部とした。得られた正極の正極合剤層の厚み(アルミニウム箔の両面に正極合剤層を形成したものでは、片面あたりの厚み)は、65μmであった。
Example 1
<Preparation of positive electrode>
LiCoO 2 as a positive electrode active material: 96.5 parts by mass, NMP solution containing PVDF as a binder at a concentration of 10% by mass: 20 parts by mass, and acetylene black as a conductive auxiliary agent: 1.5 parts by mass The mixture was kneaded using a twin-screw kneader, and NMP was added to adjust the viscosity to prepare a positive electrode mixture-containing paste. This paste was applied to one or both sides of an aluminum foil (porosity: 15%) having a thickness of 15 μm and provided with through-holes (hole diameter: 300 μm) from one side to the other side, and vacuumed at 120 ° C. for 12 hours. Drying was performed to form a positive electrode mixture layer on one or both sides of the aluminum foil, press treatment was performed, and cutting was performed at a predetermined size to obtain a strip-shaped positive electrode. In addition, when applying the positive electrode mixture-containing paste to the aluminum foil, a part of the aluminum foil is exposed, and the positive electrode mixture-containing paste is applied to both sides of the aluminum foil. The applied part was also made into the application part. The thickness of the positive electrode mixture layer of the obtained positive electrode (in the case where the positive electrode mixture layer was formed on both surfaces of the aluminum foil, the thickness per one surface) was 65 μm.

アルミニウム箔の片面に正極合剤層を形成した帯状の正極、およびアルミニウム箔の両面に正極合剤層を形成した帯状の正極を、タブ部とするためにアルミニウム箔(正極集電体)の露出部の一部が突出するように、かつ正極合剤層の形成部が四隅を曲線状とした略四角形状になるようにトムソン刃で打ち抜いて、正極集電体の片面に正極合剤層を有する電池用正極と、正極集電体の両面に正極合剤層を有する電池用正極とを得た。図1に、前記電池用正極を模式的に表す平面図を示している(ただし、正極の構造の理解を容易にするために、図1に示す正極のサイズは、必ずしも実際のものと一致していない)。正極10は、正極集電体12の露出部の一部が突出するように打ち抜いたタブ部13を有する形状とし、正極合剤層11の形成部の形状を四隅を曲線状にした略四角形とし、図中a、bおよびcの長さを、それぞれ5mm、30mmおよび2mmとした。   Exposure of aluminum foil (positive electrode current collector) to form a strip-shaped positive electrode with a positive electrode mixture layer formed on one side of the aluminum foil and a strip-shaped positive electrode with a positive electrode mixture layer formed on both sides of the aluminum foil as tabs Punch out with a Thomson blade so that a part of the part protrudes and the formation part of the positive electrode mixture layer becomes a substantially square shape with four corners curved, and the positive electrode mixture layer is formed on one side of the positive electrode current collector And a positive electrode for a battery having a positive electrode mixture layer on both surfaces of a positive electrode current collector. FIG. 1 is a plan view schematically showing the battery positive electrode (however, in order to facilitate understanding of the structure of the positive electrode, the size of the positive electrode shown in FIG. 1 does not necessarily match the actual one). Not) The positive electrode 10 has a shape having a tab portion 13 punched out so that a part of the exposed portion of the positive electrode current collector 12 protrudes, and the shape of the formation portion of the positive electrode mixture layer 11 is a substantially rectangular shape with four corners curved. In the figure, the lengths a, b and c were 5 mm, 30 mm and 2 mm, respectively.

<負極の作製>
SiOの表面を炭素で被覆した複合体(平均粒子径:8μm、複合体における炭素の量が20質量%。以下、「SiO/炭素複合体」と記載する。)と人造黒鉛(平均粒子径:20μm)を、80:20の比率(質量比)で混合した混合物:90質量部、PAI:6質量部、PVDF:1.8質量部、PVP:0.2質量部、および導電助剤であるケッチェンブラック(KB):2質量部をNMPと混合して、負極合剤含有ペーストを調製した。
<Production of negative electrode>
A composite in which the surface of SiO is coated with carbon (average particle size: 8 μm, the amount of carbon in the composite is 20 mass%, hereinafter referred to as “SiO / carbon composite”) and artificial graphite (average particle size: 20 μm) at a ratio (mass ratio) of 80:20: 90 parts by mass, PAI: 6 parts by mass, PVDF: 1.8 parts by mass, PVP: 0.2 parts by mass, and a conductive assistant Ketjen Black (KB): 2 parts by mass was mixed with NMP to prepare a negative electrode mixture-containing paste.

前記負極合剤含有ペーストを厚みが10μmで、片面から他面への貫通孔(孔径:100μm)を備えた銅箔(空孔率:35%)の両面に塗布し乾燥を行って、銅箔の片面または両面に負極合剤層を形成し、プレス処理を行い、所定の大きさで切断して、帯状の負極を得た。なお、銅箔への負極合剤含有ペーストの塗布の際には、銅箔の一部が露出するようにし、表面で塗布部とした箇所は裏面も塗布部とした。得られた負極の負極合剤層の厚み(負極集電体である銅箔の片面あたりの厚み)は、39μmであった。また、負極合剤層におけるA/(B+C)の値は3とした。   The negative electrode mixture-containing paste was applied to both sides of a copper foil (porosity: 35%) having a thickness of 10 μm and provided with through-holes (pore diameter: 100 μm) from one side to the other side, followed by drying. A negative electrode mixture layer was formed on one side or both sides of this, pressed, and cut into a predetermined size to obtain a strip-like negative electrode. In addition, when apply | coating the negative mix containing paste to copper foil, a part of copper foil was exposed and the back surface also made the application part the part made into the application part on the surface. The thickness of the negative electrode mixture layer of the obtained negative electrode (thickness per one side of the copper foil as the negative electrode current collector) was 39 μm. The value of A / (B + C) in the negative electrode mixture layer was 3.

前記帯状の負極を、タブ部とするために銅箔(負極集電体)の露出部の一部が突出するように、かつ負極合剤層の形成部が四隅を曲線状とした略四角形状になるようにトムソン刃で打ち抜いて、負極集電体の両面に負極合剤層を有する電池用負極を得た。図2に、前記電池用負極を模式的に表す平面図を示している(ただし、負極の構造の理解を容易にするために、図2に示す負極のサイズは、必ずしも実際のものと一致していない)。負極20は、負極集電体22の露出部の一部が突出するように打ち抜いたタブ部23を有する形状とし、負極合剤層21の形成部の形状を、四隅を曲線状にした略四角形とし、図中d、eおよびfの長さを、それぞれ6mm、31mmおよび2mmとした。   In order to make the strip-shaped negative electrode into a tab portion, a part of the exposed portion of the copper foil (negative electrode current collector) protrudes, and the negative electrode mixture layer forming portion has a substantially square shape with four corners curved. Then, a negative electrode for a battery having a negative electrode mixture layer on both surfaces of the negative electrode current collector was obtained. FIG. 2 is a plan view schematically showing the battery negative electrode (however, in order to facilitate understanding of the structure of the negative electrode, the size of the negative electrode shown in FIG. 2 does not necessarily match the actual size). Not) The negative electrode 20 has a shape having a tab portion 23 punched out so that a part of the exposed portion of the negative electrode current collector 22 protrudes, and the shape of the forming portion of the negative electrode mixture layer 21 is a substantially rectangular shape with four corners curved. In the figure, the lengths d, e, and f were 6 mm, 31 mm, and 2 mm, respectively.

<Li供給源用のLi極の作製>
負極の作製で用いたトムソン刃を用いて、厚みが6μmの銅箔を前記電池用負極と同じ形状に打ち抜き、準備し、幅3mm、長さ25mm、厚み230μmのLi金属箔をこの銅箔の片面に圧着して、Li供給源用のLi極を作製した。
<Preparation of Li electrode for Li supply source>
Using a Thomson blade used in the production of the negative electrode, a 6 μm thick copper foil was punched into the same shape as the negative electrode for the battery, and a Li metal foil having a width of 3 mm, a length of 25 mm, and a thickness of 230 μm was prepared. A Li electrode for Li supply source was produced by pressure bonding on one side.

<電池の組み立て>
正極集電体の片面に正極合剤層を形成した電池用正極2枚、正極集電体の両面に正極合剤層を形成した電池用正極14枚、および負極集電体の両面に負極合剤層を形成した電池用負極15枚を用いて、積層体を形成した。前記積層体では、上下の両端を正極集電体の片面に正極合剤層を形成した電池用正極として、それぞれの集電体が外側を向くように配置し、それらの間に負極集電体の両面に負極合剤層を形成した電池用負極と正極集電体の両面に正極合剤層を形成した電池用正極とを交互に配置し、各正極と各負極との間にはPE製セパレータ(厚み16μm)を介在させた。
<Battery assembly>
Two positive electrodes for a battery with a positive electrode mixture layer formed on one side of the positive electrode current collector, 14 positive electrodes for a battery with a positive electrode mixture layer formed on both sides of the positive electrode current collector, and a negative electrode mixture on both sides of the negative electrode current collector A laminate was formed using 15 negative electrodes for a battery on which an agent layer was formed. In the laminate, the upper and lower ends are arranged as positive electrodes for a battery in which a positive electrode mixture layer is formed on one side of the positive electrode current collector, and the current collectors are arranged so as to face the outside, and the negative electrode current collector is interposed therebetween. The negative electrode for a battery having a negative electrode mixture layer formed on both sides thereof and the positive electrode for a battery having a positive electrode mixture layer formed on both sides of the positive electrode current collector are alternately arranged, and a PE made between each positive electrode and each negative electrode. A separator (thickness 16 μm) was interposed.

Li供給源用のLi極2枚を用意し、それぞれのLi極を、前記積層体の上下の両端に、PE製セパレータ(厚み16μm)を介して重ねた。なお、各Li極は、Li金属箔側がセパレータ側を向くように配置した。   Two Li electrodes for the Li supply source were prepared, and the respective Li electrodes were stacked on the upper and lower ends of the laminate through PE separators (thickness: 16 μm). In addition, each Li electrode was arrange | positioned so that the Li metal foil side might face the separator side.

前記積層体の、全ての正極のタブ部を集めて溶接し、また、全ての負極のタブ部と全てのLi極のタブ部とを集めて溶接して、積層電極体とした。そして、前記積層電極体が収まるように窪みを形成した厚み:0.15mm、幅:34mm、高さ:50mmのアルミニウムラミネートフィルムの、前記窪みに前記積層電極体を挿入し、その上に前記と同じサイズのアルミニウムラミネートフィルムを置いて、両アルミニウムラミネートフィルムの3辺を熱溶着した。そして、両アルミニウムラミネートフィルムの残りの1辺から非水電解液(ECとDECとの体積比3:7の混合溶媒に、LiPFを1mol/lの濃度で溶解させ、更にビニレンカーボネートを3質量%となる量で添加し、かつフルオロエチレンカーボネートを2質量%となる量で添加した溶液)を注入した。その後、両アルミニウムラミネートフィルムの前記残りの1辺を真空熱封止して、図3に示す外観で、図4に示す断面構造の非水二次電池を作製した。負極へのLiのプレドープのために、作製後の電池を室温で2週間保管した。 All positive electrode tab portions of the laminate were collected and welded, and all negative electrode tab portions and all Li electrode tab portions were collected and welded to obtain a laminated electrode body. And the said laminated electrode body is inserted in the said hollow of the aluminum laminate film of thickness: 0.15mm, width: 34mm, and height: 50mm which formed the hollow so that the said laminated electrode body might be accommodated, and said and above An aluminum laminate film of the same size was placed and three sides of both aluminum laminate films were heat-welded. Then, from the remaining one side of both aluminum laminate films, LiPF 6 is dissolved at a concentration of 1 mol / l in a non-aqueous electrolyte (a mixed solvent having a volume ratio of EC and DEC of 3: 7), and 3 mass of vinylene carbonate is further added. % And a solution in which fluoroethylene carbonate is added in an amount of 2% by mass) was injected. Thereafter, the remaining one side of both aluminum laminate films was vacuum-sealed to produce a non-aqueous secondary battery having the cross-sectional structure shown in FIG. 4 with the appearance shown in FIG. The prepared battery was stored at room temperature for 2 weeks for pre-doping of Li into the negative electrode.

ここで、図3および図4について説明すると、図3は非水二次電池を模式的に表す平面図であり、図4は、図3のI−I線断面図である。非水二次電池100は、2枚のアルミニウムラミネートフィルムで構成したアルミニウムラミネートフィルム外装体101内に、正極と負極とをセパレータを介して積層して構成した積層電極体102と、非水電解液(図示しない)とを収容しており、アルミニウムラミネートフィルム外装体101は、その外周部において、上下のアルミニウムラミネートフィルムを熱融着することにより封止されている。なお、図4では、図面が煩雑になることを避けるために、アルミニウムラミネートフィルム外装体101を構成している各層や、積層電極体を構成している正極、負極、セパレータおよびLi極を区別して示していない。   Here, FIG. 3 and FIG. 4 will be described. FIG. 3 is a plan view schematically showing a non-aqueous secondary battery, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line II in FIG. The nonaqueous secondary battery 100 includes a laminated electrode body 102 constituted by laminating a positive electrode and a negative electrode with a separator in an aluminum laminated film outer package 101 constituted by two aluminum laminated films, and a nonaqueous electrolytic solution. (Not shown) is housed, and the aluminum laminate film outer package 101 is sealed by heat-sealing the upper and lower aluminum laminate films at the outer peripheral portion thereof. In FIG. 4, in order to avoid complication of the drawing, each layer constituting the aluminum laminate film outer package 101 and the positive electrode, negative electrode, separator and Li electrode constituting the laminated electrode body are distinguished. Not shown.

積層電極体102の有する各正極は、タブ部同士を溶接して一体化し、この溶接したタブ部の一体化物を電池100内で正極外部端子103と接続しており、また、図示していないが、積層電極体102の有する各負極(および各Li極)も、タブ部同士を溶接して一体化し、この溶接したタブ部の一体化物を電池100内で負極外部端子104と接続している。そして、正極外部端子103および負極外部端子104は、外部の機器などと接続可能なように、片端側をアルミニウムラミネートフィルム外装体101の外側に引き出している。   Each positive electrode of the laminated electrode body 102 is integrated by welding the tab portions together, and the integrated product of the welded tab portions is connected to the positive electrode external terminal 103 in the battery 100, although not shown. Each negative electrode (and each Li electrode) of the laminated electrode body 102 is also integrated by welding the tab portions, and the integrated product of the welded tab portions is connected to the negative electrode external terminal 104 in the battery 100. The positive electrode external terminal 103 and the negative electrode external terminal 104 are drawn out to the outside of the aluminum laminate film exterior body 101 so that they can be connected to an external device or the like.

実施例2〜12および比較例1〜10
負極合剤層における各成分の含有量、負極集電体の片面あたりの負極合剤層の厚み、およびLi極におけるLi金属箔の厚みを、後記の表1〜表4に記載するように変更した以外は、実施例1と同様にして負極を作製し、これらの負極を用いた以外は、実施例1と同様にして非水二次電池を作製した。
Examples 2-12 and Comparative Examples 1-10
The content of each component in the negative electrode mixture layer, the thickness of the negative electrode mixture layer per one side of the negative electrode current collector, and the thickness of the Li metal foil in the Li electrode are changed as described in Tables 1 to 4 below. A negative electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that the above was performed, and a nonaqueous secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that these negative electrodes were used.

なお、表2および表4において、「負極合剤層の厚み」は、前記の通り、負極集電体の片面あたりの厚みを意味している(後記の表8においても、同様である)。   In Tables 2 and 4, “the thickness of the negative electrode mixture layer” means the thickness of one surface of the negative electrode current collector as described above (the same applies to Table 8 described later).

Figure 0006601951
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なお、実施例1〜12および比較例1〜10の非水二次電池においては、後記の0.2C放電容量が200mAhとなるように、負極合剤層の厚み(負極合剤層中の負極活物質の量)を調整すると共に、後記の初回充放電効率が94%となるように、負極に合わせてLi極に係るLi金属箔の厚みを調整した。   In the non-aqueous secondary batteries of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 10, the thickness of the negative electrode mixture layer (the negative electrode in the negative electrode mixture layer was set so that the 0.2C discharge capacity described later was 200 mAh. The amount of the active material) was adjusted, and the thickness of the Li metal foil related to the Li electrode was adjusted in accordance with the negative electrode so that the initial charge / discharge efficiency described later was 94%.

実施例1〜12および比較例1〜10の非水二次電池について、下記の各評価を行った。   The following evaluation was performed about the non-aqueous secondary battery of Examples 1-12 and Comparative Examples 1-10.

<初回充放電効率および0.2C放電容量の測定>
各非水二次電池について、0.5Cの電流値で電圧が4.4Vになるまで定電流で充電を行い、引き続いて4.4Vの定電圧充電を、電流値が0.05Cになるまで行って、初回充電容量を求めた。充電後の各電池について、0.2Cの電流値で電圧が2.0Vになるまで定電流放電を行って、初回放電容量(0.2C放電容量)を求めた。そして、初回放電容量を初回充電容量で除した値を百分率で表して、各電池の初回充放電効率を算出した。
<Measurement of initial charge / discharge efficiency and 0.2C discharge capacity>
Each non-aqueous secondary battery is charged at a constant current until the voltage reaches 4.4 V at a current value of 0.5 C, and then charged at a constant voltage of 4.4 V until the current value reaches 0.05 C. I went to find the initial charge capacity. About each battery after charge, constant current discharge was performed until the voltage became 2.0V with the electric current value of 0.2C, and the first time discharge capacity (0.2C discharge capacity) was calculated | required. And the value which remove | divided the first time discharge capacity by the first time charge capacity was represented by percentage, and the first time charge / discharge efficiency of each battery was computed.

<充放電サイクル特性評価>
各非水二次電池について、前記の0.2C放電容量測定のための放電に引き続いて、1Cの電流値で電圧が4.4Vになるまで定電流で充電を行い、更に4.4Vの定電圧充電を、電流値が0.05Cになるまで行った後に、1Cの電流値で電圧が2.0Vになるまで定電流放電を行う一連の操作を繰り返し、199回目に0.5Cの電流値で電圧が4.4Vになるまで定電流で充電を行い、引き続いて4.4Vの定電圧充電を電流値が0.05Cになるまで行った後、0.2Cの電流値で電圧が2.0Vになるまで定電流放電を行った。この定電流−定電圧充電および定電流放電の最終のサイクルでの放電容量を、前記初回の0.2C放電容量で除した値を百分率で表して容量維持率を求め、各電池の充放電サイクル特性を評価した。
<Charge / discharge cycle characteristics evaluation>
Each non-aqueous secondary battery is charged at a constant current until the voltage reaches 4.4 V at a current value of 1 C, following the discharge for measuring the 0.2 C discharge capacity, and is further set to a constant voltage of 4.4 V. After performing voltage charging until the current value reaches 0.05C, a series of operations for performing constant current discharge at a current value of 1C until the voltage reaches 2.0V is repeated, and a current value of 0.5C is repeated for the 199th time. Then, charging is performed at a constant current until the voltage reaches 4.4V, and then charging at a constant voltage of 4.4V is performed until the current value reaches 0.05C, and then the voltage reaches 2.C at a current value of 0.2C. The constant current discharge was performed until it became 0V. The discharge capacity in the final cycle of constant current-constant voltage charge and constant current discharge is expressed as a percentage obtained by dividing the initial discharge capacity by the 0.2C discharge capacity to obtain the capacity maintenance rate, and the charge / discharge cycle of each battery Characteristics were evaluated.

前記の各評価結果を表5および表6に示す。   The evaluation results are shown in Tables 5 and 6.

Figure 0006601951
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表5に示す通り、イミド系バインダであるPAIと、PVDFと、PVPとをバインダに使用し、これらの負極合剤層における含有量の関係「A/(B+C)」を適正な値とした負極を用いた実施例1〜12の非水二次電池は、充放電サイクル特性評価時の容量維持率が高く、優れた充放電サイクル特性を有していた。   As shown in Table 5, PAI, PVDF, and PVP, which are imide binders, were used as binders, and the content relationship “A / (B + C)” in these negative electrode mixture layers was set to an appropriate value. The non-aqueous secondary batteries of Examples 1 to 12 using a high capacity retention rate at the time of charge / discharge cycle characteristics evaluation had excellent charge / discharge cycle characteristics.

これに対し、表6に示す通り、「A/(B+C)」の関係が不適な負極を用いた比較例1〜8の電池、PVPを使用していない負極を用いた比較例9の電池、およびPVDFを使用していない負極を用いた比較例10の電池は、充放電サイクル特性評価時の容量維持率が実施例の電池よりも低く、充放電サイクル特性が劣っていた。   On the other hand, as shown in Table 6, the batteries of Comparative Examples 1 to 8 using a negative electrode with an inappropriate relationship of “A / (B + C)”, the battery of Comparative Example 9 using a negative electrode not using PVP, And the battery of the comparative example 10 using the negative electrode which does not use PVDF had the capacity maintenance rate at the time of charging / discharging cycling characteristics evaluation lower than the battery of an Example, and its charging / discharging cycling characteristics were inferior.

実施例13
PAIに代えてPIを使用した以外は実施例4と同様にして負極を作製し、この負極を用いた以外は実施例4と同様にして非水二次電池を作製した。
Example 13
A negative electrode was produced in the same manner as in Example 4 except that PI was used instead of PAI, and a nonaqueous secondary battery was produced in the same manner as in Example 4 except that this negative electrode was used.

実施例14、比較例11、12
負極合剤層における各成分の含有量、負極集電体の片面あたりの負極合剤層の厚み、およびLi極におけるLi金属箔の厚みを、後記の表7、8に記載するように変更した以外は、実施例13と同様にして負極を作製し、これらの負極を用いた以外は、実施例13と同様にして非水二次電池を作製した。
Example 14 and Comparative Examples 11 and 12
The content of each component in the negative electrode mixture layer, the thickness of the negative electrode mixture layer per one side of the negative electrode current collector, and the thickness of the Li metal foil in the Li electrode were changed as described in Tables 7 and 8 below. A negative electrode was produced in the same manner as in Example 13, and a non-aqueous secondary battery was produced in the same manner as in Example 13 except that these negative electrodes were used.

Figure 0006601951
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実施例13、14および比較例11、12の各非水二次電池について、実施例1の電池などと同じ評価を行った。これらの結果を表9に示す。   For the nonaqueous secondary batteries of Examples 13 and 14 and Comparative Examples 11 and 12, the same evaluation as the battery of Example 1 and the like was performed. These results are shown in Table 9.

Figure 0006601951
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表9に示す通り、イミド系バインダにPIを使用した場合であっても、負極合剤層における「A/(B+C)」を適正な値にした負極を用いた実施例13、14の非水二次電池は、これらの値が不適な比較例11、12の電池に比べて、充放電サイクル特性評価時の容量維持率が高く、優れた充放電サイクル特性を有していた。   As shown in Table 9, even when PI was used for the imide-based binder, the non-aqueous solutions of Examples 13 and 14 using negative electrodes in which “A / (B + C)” in the negative electrode mixture layer was set to an appropriate value. The secondary battery had a higher capacity retention rate at the time of evaluation of charge / discharge cycle characteristics than the batteries of Comparative Examples 11 and 12 where these values were inappropriate, and had excellent charge / discharge cycle characteristics.

10 正極
11 正極合剤層
12 正極集電体
13 タブ部
20 負極
21 負極合剤層
22 負極集電体
23 タブ部
100 非水二次電池
101 金属ラミネートフィルム外装体
102 積層電極体
103 正極外部端子
104 負極外部端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Positive electrode 11 Positive electrode mixture layer 12 Positive electrode collector 13 Tab part 20 Negative electrode 21 Negative electrode mixture layer 22 Negative electrode collector 23 Tab part 100 Nonaqueous secondary battery 101 Metal laminate film exterior body 102 Laminated electrode body 103 Positive electrode external terminal 104 Negative external terminal

Claims (3)

正極活物質を含有する正極合剤層を集電体の片面または両面に有する正極、負極活物質およびバインダを含有する負極合剤層を集電体の片面または両面に有する負極、セパレータ、ならびに非水電解液を備えた非水二次電池であって、
前記正極合剤層は、リチウムと遷移金属とを含むリチウム含有複合酸化物を正極活物質として含有しており、
前記負極合剤層は、SiとOとを構成元素に含む材料(ただし、Siに対するOの原子比xは、0.5≦x≦1.5である)と炭素材料との複合体を負極活物質として含有し、かつポリアミドイミドおよびポリイミドのうちの少なくとも一方であるイミド系バインダと、ポリフッ化ビニリデンと、ポリビニルピロリドンとをバインダとして含有し、前記イミド系バインダ、前記ポリフッ化ビニリデン、および前記ポリビニルピロリドンの前記負極合剤層における含有量を、それぞれA(質量%)、B(質量%)およびC(質量%)としたとき、1≦{A/(B+C)}≦5を満たし、前記負極合剤層における前記イミド系バインダの含有量Aが0.5〜25質量%であることを特徴とする非水二次電池。
A positive electrode having a positive electrode mixture layer containing a positive electrode active material on one or both sides of a current collector, a negative electrode having a negative electrode mixture layer containing a negative electrode active material and a binder on one or both sides, a separator, and a non-electrode A non-aqueous secondary battery provided with a water electrolyte,
The positive electrode mixture layer contains a lithium-containing composite oxide containing lithium and a transition metal as a positive electrode active material,
The negative electrode mixture layer is a negative electrode made of a composite of a material containing Si and O as constituent elements (provided that the atomic ratio x of O to Si is 0.5 ≦ x ≦ 1.5) and a carbon material. An imide-based binder that is contained as an active material and is at least one of polyamide-imide and polyimide, polyvinylidene fluoride, and polyvinylpyrrolidone as a binder, the imide-based binder, the polyvinylidene fluoride, and the polyvinyl the content in the negative electrode material mixture layer pyrrolidone, a (mass%), respectively, when the B (wt%) and C (mass%), meets the 1 ≦ {a / (B + C)} ≦ 5, wherein A nonaqueous secondary battery, wherein the content A of the imide binder in the negative electrode mixture layer is 0.5 to 25% by mass .
前記負極合剤層における前記ポリフッ化ビニリデンの含有量Bが0.45〜4質量%である請求項1記載の非水二次電池。 The non-aqueous secondary battery according to claim 1 , wherein a content B of the polyvinylidene fluoride in the negative electrode mixture layer is 0.45 to 4 mass%. 前記負極合剤層における前記ポリビニルピロリドンの含有量Cが0.05〜1質量%である請求項1または2に記載の非水二次電池。 The nonaqueous secondary battery according to claim 1 or 2 content of the polyvinylpyrrolidone in the negative electrode mixture layer C is from 0.05 to 1 mass%.
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