JP6629402B2

JP6629402B2 - Positive electrode

Info

Publication number: JP6629402B2
Application number: JP2018161987A
Authority: JP
Inventors: 哲郎鹿野; 輝吉川; 秀郷猿渡; 栗山　和哉; 和哉栗山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2013-09-18
Filing date: 2018-08-30
Publication date: 2020-01-15
Anticipated expiration: 2034-09-02
Also published as: JP2019003946A

Description

本発明の実施形態は、正極に関する。 Embodiments of the present invention relate to a positive electrode.

非水電解質電池の高容量化において、より高容量な活物質、例えば、リチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物のうちＮｉ含有量の大きな化合物の使用、電極の高密度化、及び電極合材における副部材量の低減などが必要となっている。 In increasing the capacity of a non-aqueous electrolyte battery, use of a higher capacity active material, for example, a compound containing a large amount of Ni in a lithium-containing nickel-cobalt-manganese composite oxide, increasing the density of an electrode, and reducing the It is necessary to reduce the number of members.

しかしながら、これらを実施した場合、エネルギー密度の向上は見込めるが、活物質結晶構造の劣化が発生しやすい、電極部材層における電子伝導ネットワークが十分に形成されず抵抗分布に偏りを生じる、電極部材層の空隙率が低くＬｉイオン濃度に偏りを生じやすい等のために、サイクル特性などの長期特性が低下する懸念がある。 However, when these are carried out, although an improvement in energy density can be expected, deterioration of the active material crystal structure is likely to occur, an electron conduction network in the electrode member layer is not sufficiently formed, and the resistance distribution is biased. There is a concern that long-term characteristics such as cycle characteristics may be deteriorated due to the low porosity of Li, which tends to cause an uneven Li ion concentration.

そのため、高いエネルギー密度と優れたサイクル特性とを両立できる電極の構造（組成、密度、構成部材の存在状態）を見出すことが求められている。 Therefore, it is required to find an electrode structure (composition, density, existence state of constituent members) that can achieve both high energy density and excellent cycle characteristics.

特開２００３−１６８４３４JP-A-2003-168434

本発明が解決しようとする課題は、高いエネルギー密度と優れたサイクル特性とを示すことができる非水電解質電池を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte battery that can exhibit high energy density and excellent cycle characteristics.

実施形態によると、非水電解質電池が提供される。この非水電解質電池は、正極と、負極と、非水電解質とを具備する。正極は、正極集電体及びこの正極集電体上に形成された正極材料層を含む。正極材料層は、正極活物質と、第１の導電剤とを含む。第１の導電剤は、正極材料層からラマン分光法により得られるラマンチャートにおいて、１３５０±１０ｃｍ^-1に現れるＤバンドと、１５９０±１０ｃｍ^-1に現れるＧバンドとを有し、Ｄバンドの積分強度のＧバンドの積分強度に対する比が０．６より大きく１０以下である。ラマン分光法を用いて得られる正極材料層についての構成材料マッピング画像において、第１の導電剤の占有面積の正極活物質の占有面積に対する比が１．５以上５以下である。 According to an embodiment, a non-aqueous electrolyte battery is provided. This non-aqueous electrolyte battery includes a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte. The positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode material layer formed on the positive electrode current collector. The positive electrode material layer includes a positive electrode active material and a first conductive agent. The first conductive agent has a D band appearing at 1350 ± 10 cm ⁻¹ and a G band appearing at 1590 ± 10 cm ⁻¹ in a Raman chart obtained from the positive electrode material layer by Raman spectroscopy. The ratio of the intensity to the integrated intensity of the G band is greater than 0.6 and 10 or less. In the constituent material mapping image of the positive electrode material layer obtained using Raman spectroscopy, the ratio of the occupied area of the first conductive agent to the occupied area of the positive electrode active material is 1.5 or more and 5 or less.

図１は、実施形態に係る一例の非水電解質電池の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of an example of a nonaqueous electrolyte battery according to the embodiment. 図２は、図１に示す非水電解質電池のＡ部の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view of a portion A of the nonaqueous electrolyte battery shown in FIG. 図３は、実施例１の非水電解質電池の正極材料層の一部分のラマンチャートである。FIG. 3 is a Raman chart of a part of the positive electrode material layer of the nonaqueous electrolyte battery of Example 1. 図４は、実施例１の非水電解質電池の正極材料層における正極活物質についてのラマンマッピング画像である。FIG. 4 is a Raman mapping image of the positive electrode active material in the positive electrode material layer of the nonaqueous electrolyte battery of Example 1. 図５は、実施例１の非水電解質電池の正極材料層におけるアセチレンブラックについてのラマンマッピング画像である。FIG. 5 is a Raman mapping image of acetylene black in the positive electrode material layer of the nonaqueous electrolyte battery of Example 1. 図６は、実施例１の非水電解質電池の正極材料層におけるグラファイトについてのラマンマッピング画像である。FIG. 6 is a Raman mapping image of graphite in the positive electrode material layer of the nonaqueous electrolyte battery of Example 1.

以下に、実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は実施の形態の説明とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術とを参酌して、適宜設計変更することができる。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. It is to be noted that the same reference numerals are given to the same components throughout the embodiments, and redundant description will be omitted. In addition, each drawing is a schematic diagram for promoting the explanation and understanding of the embodiment, and the shape, dimensions, ratio, and the like are different from the actual device. In consideration of the above, the design can be changed as appropriate.

（実施形態）
実施形態によると、非水電解質電池が提供される。この非水電解質電池は、正極と、負極と、非水電解質とを具備する。正極は、正極集電体及びこの正極集電体上に形成された正極材料層を含む。正極材料層は、正極活物質と、第１の導電剤とを含む。第１の導電剤は、正極材料層からラマン分光法により得られるラマンチャートにおいて、１３５０±１０ｃｍ^-1に現れるＤバンドと、１５９０±１０ｃｍ^-1に現れるＧバンドとを有し、Ｄバンドの積分強度のＧバンドの積分強度に対する比が０．６より大きく１０以下である。ラマン分光法を用いて得られる正極材料層についての構成材料マッピング画像において、第１の導電剤の占有面積の正極活物質の占有面積に対する比が１．５以上５以下である。構成材料マッピング画像において、正極活物質の最近接粒子間距離と第１の導電剤の最近接粒子間距離との比が０．９以上１．１以下である。 (Embodiment)
According to an embodiment, a non-aqueous electrolyte battery is provided. This non-aqueous electrolyte battery includes a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte. The positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode material layer formed on the positive electrode current collector. The positive electrode material layer includes a positive electrode active material and a first conductive agent. The first conductive agent has a D band appearing at 1350 ± 10 cm ⁻¹ and a G band appearing at 1590 ± 10 cm ⁻¹ in a Raman chart obtained from the positive electrode material layer by Raman spectroscopy. The ratio of the intensity to the integrated intensity of the G band is greater than 0.6 and 10 or less. In the constituent material mapping image of the positive electrode material layer obtained using Raman spectroscopy, the ratio of the occupied area of the first conductive agent to the occupied area of the positive electrode active material is 1.5 or more and 5 or less. In the constituent material mapping image, the ratio of the distance between the closest particles of the positive electrode active material and the distance between the closest particles of the first conductive agent is 0.9 or more and 1.1 or less.

正極材料層において、抵抗分布に偏りが生じると、活物質利用率にも偏りが発生する。正極活物質のうち利用率の高い部分は、利用率の低い部分に比べて、相対的に劣化速度が上昇する。これが、サイクルにおける電池の容量劣化につながり、サイクル特性が低下する要因の１つである。上記抵抗分布は、正極材料層における導電剤の分布状態に特に依存すると考えられる。そのため、正極材料層における構成材料の分散状態は、最適な状態であることが求められる。 In the positive electrode material layer, when the resistance distribution is biased, the active material utilization rate is also biased. The portion of the positive electrode active material having a high utilization rate has a relatively higher degradation rate than the portion having a low utilization rate. This is one of the factors that lead to the deterioration of the capacity of the battery in the cycle and the deterioration of the cycle characteristics. It is considered that the resistance distribution particularly depends on the distribution state of the conductive agent in the positive electrode material layer. Therefore, the dispersion state of the constituent materials in the positive electrode material layer is required to be an optimal state.

ラマン分光法を用いて得られる正極材料層についての構成材料マッピング画像には、正極活物質と第１の導電剤との分散状態が直接反映されている。実施形態に係る非水電解質電池は、上記構成材料マッピング画像が上記条件を満たすおかげで、高いエネルギー密度を示すことができると共に、正極材料層において正極活物質の近傍における第１の導電剤の分散状態を均一にすることができ、正極材料層における抵抗分布を均一にすることができる。その理由を以下に説明する。 The constituent material mapping image of the positive electrode material layer obtained by using Raman spectroscopy directly reflects the dispersion state of the positive electrode active material and the first conductive agent. The non-aqueous electrolyte battery according to the embodiment can exhibit a high energy density due to the above-mentioned constituent material mapping image satisfying the above conditions, and disperse the first conductive agent near the positive electrode active material in the positive electrode material layer. The state can be made uniform, and the resistance distribution in the positive electrode material layer can be made uniform. The reason will be described below.

まず、第１の導電剤は、ラマン分光法により得られるラマンチャートにおいて、１３５０ｃｍ^-1付近に現れるＤバンドと、１５９０ｃｍ^-1付近に現れるＧバンドとを有し、Ｄバンドの積分強度のＧバンドの積分強度に対する比が０．６より大きく１０以下である。Ｄバンド及びＧバンドは、先の位置から±１０ｃｍ^-1程度の幅をもって変化することがあり得る。このような第１の導電剤は、例えば結晶性の低い炭素質物、例えばアセチレンブラックなどのカーボンブラック、活性炭及びカーボンファイバーである。なお、ラマン分光法により得られるラマンチャートにおいて、Ｄバンドの積分強度のＧバンドの積分強度に対する比が１０より大きい物質は、結晶性が低すぎて、導電剤として必要な電子伝導性を確保できないので、導電剤として用いることはできない。 First, the first conductive agent, in the Raman chart obtained by Raman spectroscopy has a D band appearing in the vicinity of 1350 cm ^-1, and a G band appearing in the vicinity of 1590 cm ^-1, G band integrated intensity of the D band Is greater than 0.6 and 10 or less. The D band and the G band may change with a width of about ± 10 cm ⁻¹ from the previous position. Such a first conductive agent is, for example, a carbon material having low crystallinity, for example, carbon black such as acetylene black, activated carbon, and carbon fiber. In the Raman chart obtained by Raman spectroscopy, a substance having a ratio of the integrated intensity of the D band to the integrated intensity of the G band of more than 10 has too low crystallinity to secure the electron conductivity required as a conductive agent. Therefore, it cannot be used as a conductive agent.

この第１の導電剤は、正極活物質の近傍に均一に分散することにより、正極活物質の利用率に偏りが生じることを防ぐことができる。 By dispersing the first conductive agent uniformly in the vicinity of the positive electrode active material, it is possible to prevent the utilization factor of the positive electrode active material from being biased.

実施形態に係る非水電解質電池は、ラマン分光法を用いて得られる正極材料層についての構成材料マッピング画像において、第１の導電剤の占有面積の正極活物質の占有面積に対する比が１．５以上５以下である。上記占有面積比が１．５以上であることは、正極活物質に対して第１の導電剤が占める面積が大きいことを意味しており、第１の導電剤の存在状態に偏りが少なく、凝集が少ないといえる。そのため、実施形態に係る非水電解質電池は、正極材料層において、Ｌｉイオンの酸化還元反応が進む正極活物質近傍における第１の導電剤の分布をより均一にすることができ、電子伝導ネットワークを十分に形成することができる。そのおかげで、実施形態に係る非水電解質電池は、正極材料層における正極活物質の利用率に偏りが生じるのを防ぐことができ、正極材料層における抵抗分布を均一にすることができ、ひいては優れたサイクル特性を示すことができる。 The nonaqueous electrolyte battery according to the embodiment has a ratio of the area occupied by the first conductive agent to the area occupied by the positive electrode active material of 1.5% in the constituent material mapping image of the positive electrode material layer obtained using Raman spectroscopy. It is 5 or less. When the occupied area ratio is 1.5 or more, it means that the area occupied by the first conductive agent with respect to the positive electrode active material is large, and the presence state of the first conductive agent is less biased, It can be said that aggregation is small. Therefore, in the nonaqueous electrolyte battery according to the embodiment, in the positive electrode material layer, the distribution of the first conductive agent in the vicinity of the positive electrode active material in which the oxidation-reduction reaction of Li ions proceeds can be more uniform, and the electron conduction network can be improved. It can be formed sufficiently. Thanks to this, the nonaqueous electrolyte battery according to the embodiment can prevent a bias in the utilization rate of the positive electrode active material in the positive electrode material layer, can make the resistance distribution in the positive electrode material layer uniform, and Excellent cycle characteristics can be exhibited.

上記構成材料マッピング画像における第１の導電剤の占有面積の正極活物質の占有面積に対する比が１．５未満であることは、正極材料層において、第１の導電剤の存在状態に偏りが大きく、第１の導電剤が凝集していることを意味する。そのため、上記占有面積比が１．５未満であると、正極材料層において均一な電子伝導ネットワークを形成することができない。 The fact that the ratio of the occupied area of the first conductive agent to the occupied area of the positive electrode active material in the constituent material mapping image is less than 1.5 means that the presence of the first conductive agent in the positive electrode material layer is largely biased. , Means that the first conductive agent is aggregated. Therefore, if the occupied area ratio is less than 1.5, a uniform electron conduction network cannot be formed in the positive electrode material layer.

一方、上記マッピング画像における第１の導電剤の占有面積の正極活物質の占有面積に対する比が５より大きいと、正極活物質に対する第１の導電剤の添加量が多すぎてしまい、正極のエネルギー密度が低下してしまう。
正極材料層についての第１の導電剤の占有面積の正極活物質の占有面積に対する比は、１．７以上３．５以下であることが好ましい。このような場合、より高いエネルギー密度を達成しつつ、正極材料層においてより均一な電子伝導ネットワークを形成することができる。 On the other hand, if the ratio of the area occupied by the first conductive agent to the area occupied by the positive electrode active material in the mapping image is larger than 5, the amount of the first conductive agent added to the positive electrode active material is too large, and the energy The density will decrease.
The ratio of the occupied area of the first conductive agent to the occupied area of the positive electrode active material in the positive electrode material layer is preferably 1.7 or more and 3.5 or less. In such a case, a more uniform electron conduction network can be formed in the positive electrode material layer while achieving a higher energy density.

上記構成材料マッピング画像において、正極活物質の最近接粒子間距離と、第１の導電剤の最近接粒子間距離との比が、０．９以上１．１以下であることが好ましい。この比が１に近いほど、正極活物質粒子間の距離と、正極活物質近傍の第１の導電剤粒子間の距離とが近い値をとることを意味する。すなわち、この比が１に近い正極材料層では、第１の導電剤が、正極活物質近傍において、それを覆うようにより均一に分布していることを意味する。それにより、第１の導電剤が、正極材料層においてより均一な電子伝導ネットワークを形成することができる。 In the constituent material mapping image, the ratio of the distance between the closest particles of the positive electrode active material and the distance between the closest particles of the first conductive agent is preferably 0.9 or more and 1.1 or less. The closer this ratio is to 1, it means that the distance between the positive electrode active material particles and the distance between the first conductive agent particles near the positive electrode active material take a closer value. That is, in the positive electrode material layer whose ratio is close to 1, it means that the first conductive agent is more uniformly distributed in the vicinity of the positive electrode active material so as to cover it. Thereby, the first conductive agent can form a more uniform electron conduction network in the positive electrode material layer.

正極材料層は、第２の導電剤を更に含んでいることが好ましい。この第２の導電剤は、ラマン分光法により得られるラマンチャートにおいて、１３５０付近ｃｍ^-1に現れるＤバンドと、１５９０付近ｃｍ^-1に現れるＧバンドとを有し、Ｄバンドの積分強度のＧバンドの積分強度に対する比が０より大きく０．６以下である。Ｄバンド及びＧバンドは、先の位置から±１０ｃｍ^-1程度の幅をもって変化することがあり得る。このような第２の導電剤は、例えば結晶性の高い炭素質物、例えばグラファイト及びグラフェンである。正極材料層が第２の導電剤を更に含んでいる場合、この第２の導電剤は、第１の導電剤が形成した均一な電子伝導ネットワーク同士を更に電気的に繋げることができる。それにより、正極材料層における正極活物質の利用率に偏りが生じるのを更に防ぐことができ、更に優れたサイクル特性を示すことができる。 The positive electrode material layer preferably further contains a second conductive agent. The second conductive agent has a D band appearing at about 1350 cm ⁻¹ and a G band appearing at about 1590 cm ⁻¹ in a Raman chart obtained by Raman spectroscopy. The ratio of the band to the integrated intensity is greater than 0 and 0.6 or less. The D band and the G band may change with a width of about ± 10 cm ⁻¹ from the previous position. Such a second conductive agent is, for example, a highly crystalline carbonaceous material, for example, graphite and graphene. When the positive electrode material layer further includes a second conductive agent, the second conductive agent can further electrically connect uniform electron conductive networks formed by the first conductive agent. Thereby, it is possible to further prevent a bias in the utilization rate of the positive electrode active material in the positive electrode material layer, and to exhibit more excellent cycle characteristics.

正極活物質は、一般式Ｌｉ_yＮｉ_1-c-dＣｏ_cＭｎ_dＭ_ｅＯ₂で表される少なくとも１種のリチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物であることが好ましい。上記式中、各符号は、それぞれ、０．９＜ｙ≦１．２５、０＜ｃ≦０．３、０＜ｄ≦０．４５、０≦ｅ≦０．１であることが好ましく、Ｍは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃａ及びＳｎからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を表していることが好ましい。このような正極活物質は、非水電解質電池のエネルギー密度を向上させることができる。 The positive electrode active material is preferably a general formula _{_{_{Li y Ni 1-cd Co c}}} Mn d M e O 2 at least one lithium-containing nickel-cobalt-manganese composite oxide represented by. In the above formula, each symbol is preferably 0.9 <y ≦ 1.25, 0 <c ≦ 0.3, 0 <d ≦ 0.45, 0 ≦ e ≦ 0.1, and M Preferably represents at least one element selected from the group consisting of Mg, Al, Si, Ti, Zn, Zr, Ca and Sn. Such a positive electrode active material can improve the energy density of the nonaqueous electrolyte battery.

次に、正極材料層についての構成材料マッピング画像をラマン分光法を用いて得るための手順について説明する。 Next, a procedure for obtaining a constituent material mapping image for the positive electrode material layer using Raman spectroscopy will be described.

まず、検査対象の非水電解質電池を用意する。次に、用意した電池を下限電圧まで放電する。次に、放電状態の非水電解質電池を不活性雰囲気下で開き、電池容器から電極群を取り出す。次に、取り出した電極群から正極を取り出し、測定に必要な大きさ（１５ｍｍ×１５ｍｍ程度）に切り取って、試料とする。切り取った試料を例えばエチルメチルカーボネート溶媒で洗浄して、付着しているリチウム塩を取り除く。洗浄した試料を減圧乾燥し、残留溶媒を揮発させる。乾燥させた試料をガラス板などの試料台に貼りつけて、ラマン分光装置に装入する。 First, a nonaqueous electrolyte battery to be inspected is prepared. Next, the prepared battery is discharged to the lower limit voltage. Next, the non-aqueous electrolyte battery in the discharged state is opened under an inert atmosphere, and the electrode group is taken out of the battery container. Next, the positive electrode is taken out from the taken-out electrode group, cut into a size (about 15 mm × 15 mm) necessary for measurement, and used as a sample. The cut sample is washed with, for example, an ethyl methyl carbonate solvent to remove the attached lithium salt. The washed sample is dried under reduced pressure to evaporate the residual solvent. The dried sample is attached to a sample table such as a glass plate, and is loaded into a Raman spectrometer.

装入した試料に対して、５０μｍ×５０μｍの視野で表面ラマン分光を行い、ラマンチャートを得る。ラマンチャートを得る際は、上記５０μｍ×５０μｍの視野中を縦４０ポイント、横４０ポイントで分割した１６００ポイントで測定を行う。 The loaded sample is subjected to surface Raman spectroscopy in a visual field of 50 μm × 50 μm to obtain a Raman chart. When obtaining a Raman chart, measurement is performed at 1600 points divided into 40 points vertically and 40 points horizontally in the visual field of 50 μm × 50 μm.

次に、１６００ポイントについてのラマンチャートを用い、平均スペクトルを得る。この平均スペクトルに対し、多変量解析を実施し、有意なスペクトル成分を分別する。分別した各成分スペクトルについて、ピーク位置、強度、強度比から正極活物質、第１の導電剤及び第２の導電剤（含まれていれば）の結晶性を判別する。 Next, an average spectrum is obtained using a Raman chart for 1600 points. Multivariate analysis is performed on the average spectrum to separate significant spectral components. For each of the separated component spectra, the crystallinity of the positive electrode active material, the first conductive agent, and the second conductive agent (if included) is determined from the peak position, intensity, and intensity ratio.

得られたそれぞれの構成材料のスペクトル及び１６００ポイントについてのラマンチャートを用いて、各構成材料の存在割合のマッピングを実施する。 Using the obtained spectrum of each constituent material and the Raman chart for 1600 points, mapping of the existence ratio of each constituent material is performed.

なお、第１の導電剤と第２の導電剤とは、ラマンチャートにおいて同様の位置にＤバンド及びＧバンドを有するが、それぞれ単体のスペクトルを用いて重なり度合いをフィッテングにより算出することで、その点における第１の導電剤の存在と第２の導電剤の存在とを区別することができる。 Note that the first conductive agent and the second conductive agent have a D band and a G band at similar positions in the Raman chart, but the degree of overlap is calculated by fitting using the spectrum of a single substance. A distinction can be made between the presence of the first conductive agent and the presence of the second conductive agent at a point.

各構成材料の存在割合は、例えば、それぞれの構成材料毎に異なる色の濃淡で表現することができる。 The existence ratio of each constituent material can be expressed by, for example, different shades of color for each constituent material.

上記マッピング画像における、第１の導電剤の占有面積の正極活物質の占有面積に対する比、及び正極活物質の最近接粒子間距離と第１の導電剤の最近接粒子間距離との比は、上記のようにして得られた構成材料のマッピングのデータの数値解析により得ることができる。 In the mapping image, the ratio of the occupied area of the first conductive agent to the occupied area of the positive electrode active material, and the ratio of the distance between the closest particles of the positive electrode active material and the distance between the closest particles of the first conductive agent, It can be obtained by numerical analysis of the mapping data of the constituent materials obtained as described above.

次に、正極のエネルギー密度の測定方法の例について、説明する。 Next, an example of a method for measuring the energy density of the positive electrode will be described.

まず、先に説明したように非水電解質電池を開き、正極を取り出し、この正極から試料を得る。次いで、この試料の重量を測定する。次いで、この試料を作用極とし、参照極と対極をリチウムとして、３電極式セルを作製する。この３電極式セル用いて充放電を行い、得られた平均作動電圧と正極容量との積をエネルギーとする。このエネルギーを試料の重量で割ることにより、（重量）エネルギー密度を算出できる。 First, as described above, the nonaqueous electrolyte battery is opened, the positive electrode is taken out, and a sample is obtained from the positive electrode. Next, the weight of this sample is measured. Next, a three-electrode cell is manufactured using this sample as a working electrode and lithium as a reference electrode and a counter electrode. Charging and discharging are performed using this three-electrode cell, and the product of the obtained average operating voltage and the positive electrode capacity is defined as energy. By dividing this energy by the weight of the sample, the (weight) energy density can be calculated.

次に、実施形態に係る非水電解質電池について、詳細に説明する。 Next, the nonaqueous electrolyte battery according to the embodiment will be described in detail.

実施形態に係る非水電解質電池は、正極と、負極と、非水電解質とを具備する。 The non-aqueous electrolyte battery according to the embodiment includes a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte.

正極は、正極集電体と、この上に形成された正極材料層とを含む。
正極集電体は、例えば、金属箔で形成することができる。正極集電体を形成し得る金属箔の材料としては、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金を使用することができる。
正極材料層は、正極集電体の片面又は両面に形成され得る。
正極材料層は、正極活物質と、第１の導電剤とを含む。
正極活物質は、１種以上の正極活物質を含むことができる。正極活物質としては、例えば、種々の酸化物、例えば、先に説明したリチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物をはじめとし、リチウム含有コバルト酸化物（例えば、ＬｉＣｏＯ₂）、二酸化マンガン、リチウム含有マンガン酸化物（例えば、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄、ＬｉＭｎＯ₂）、リチウム含有ニッケル酸化物（例えば、ＬｉＮｉＯ₂）、リチウム含有ニッケルコバルト複合酸化物（例えば、ＬｉＮｉ_0.8Ｃｏ_0.2Ｏ₂）、及びリチウム含有鉄酸化物が挙げられる。 The positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode material layer formed thereon.
The positive electrode current collector can be formed of, for example, a metal foil. As a material of the metal foil that can form the positive electrode current collector, for example, aluminum or an aluminum alloy can be used.
The positive electrode material layer may be formed on one side or both sides of the positive electrode current collector.
The positive electrode material layer includes a positive electrode active material and a first conductive agent.
The positive electrode active material can include one or more positive electrode active materials. Examples of the positive electrode active material include various oxides, for example, the above-described lithium-containing nickel-cobalt-manganese composite oxide, lithium-containing cobalt oxide (for example, LiCoO ₂ ), manganese dioxide, and lithium-containing manganese oxide. (Eg, LiMn ₂ O ₄ , LiMnO ₂ ), lithium-containing nickel oxide (eg, LiNiO ₂ ), lithium-containing nickel-cobalt composite oxide (eg, LiNi _0.8 Co _0.2 O ₂ ), and lithium-containing iron oxide No.

正極活物質は、先に説明したように、リチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物を含むことが好ましい。 As described above, the positive electrode active material preferably contains a lithium-containing nickel-cobalt-manganese composite oxide.

第１の導電剤としては、例えば、先に説明したカーボンブラック及びアセチレンブラックを用いることができる。 As the first conductive agent, for example, carbon black and acetylene black described above can be used.

正極材料層は、先に説明した第２の導電剤を含むこともできる。第２の導電剤としては、例えば、先に説明したグラファイトを使用することができる。 The positive electrode material layer can also include the second conductive agent described above. As the second conductive agent, for example, the graphite described above can be used.

正極材料層は、バインダをさらに含むことができる。バインダは、分散された正極活物質の間隙を埋め、また、正極活物質と正極集電体とを結着させるために配合することができる。 The positive electrode material layer may further include a binder. The binder can be blended to fill the gap between the dispersed positive electrode active materials and to bind the positive electrode active material and the positive electrode current collector.

バインダとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ＰＶｄＦの水素もしくはフッ素のうち、少なくとも１つを他の置換基で置換した変性ＰＶｄＦ、フッ化ビニリデン−６フッ化プロピレンの共重合体、ポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−６フッ化プロピレンの３元共重合体等を用いることができる。 Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), modified PVdF in which at least one of hydrogen or fluorine of PVdF is substituted with another substituent, and vinylidene fluoride-6-fluoride. A propylene copolymer, a terpolymer of polyvinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-6-fluoropropylene, and the like can be used.

正極は、正極集電体に電気的に接続された正極集電タブを更に含むことができる。正極集電タブとしては、例えば、正極集電体のうち表面に正極材料層が形成されていない部分を利用することができる。或いは、正極集電タブは、正極集電体とは別体のものであっても良い。 The positive electrode may further include a positive electrode current collecting tab electrically connected to the positive electrode current collector. As the positive electrode current collector tab, for example, a portion of the positive electrode current collector where the positive electrode material layer is not formed on the surface can be used. Alternatively, the positive electrode current collector tab may be separate from the positive electrode current collector.

正極は、例えば、以下の手順により製造することができる。まず、バッチ式のビーズミル分散機において、溶媒であるＮ−メチルピロリドン中に正極活物質、第１の導電剤、任意に第２の導電剤及びバインダを投入する。この際、正極活物質、導電剤（第１の導電剤及び任意の第２の導電剤）及びバインダの配合割合は、正極活物質７５〜９６質量％、導電剤３〜２０質量％、バインダ１〜７質量％の範囲内にすることが好ましい。次いで、このビーズミル分散機において、ビーズミル分散を行うことによって、正極スラリーを得る。次いで、上記のようにして得られたスラリーを、正極集電体上に塗布する。その後、塗布したスラリーを乾燥させ、次いで例えばロールプレスなどの圧延をする。かくして、正極集電体と、正極集電体上に形成された正極材料層とを含む正極が得られる。 The positive electrode can be manufactured, for example, by the following procedure. First, in a batch-type bead mill disperser, a positive electrode active material, a first conductive agent, optionally a second conductive agent, and a binder are charged into N-methylpyrrolidone as a solvent. At this time, the mixing ratios of the positive electrode active material, the conductive agent (the first conductive agent and the optional second conductive agent) and the binder are 75 to 96% by mass of the positive electrode active material, 3 to 20% by mass of the conductive agent, and 1% of the binder. It is preferable to be within the range of 7% by mass. Next, in this bead mill disperser, a positive electrode slurry is obtained by performing bead mill dispersion. Next, the slurry obtained as described above is applied on a positive electrode current collector. Thereafter, the applied slurry is dried, and then rolled by, for example, a roll press. Thus, a positive electrode including the positive electrode current collector and the positive electrode material layer formed on the positive electrode current collector is obtained.

正極材料層における正極活物質及び第１の導電剤の分散状態は、例えば、上記ビーズミル分散において正極活物質及び第１の導電剤に加わる分散力の大きさ及び均一さに依存する。例えば、上記ビーズミル分散において用いるビーズのビーズ径、ビーズミル分散機における滞留時間（分散時間）及び回転数を調節することによって、ラマン分光法を用いて得られる構成材料マッピング画像における第１の導電剤の占有面積の正極活物質の占有面積に対する比が１．５以上５以下の範囲内に入るように、正極材料層における正極活物質及び第１の導電剤の分散状態を調整することができる。 The dispersion state of the positive electrode active material and the first conductive agent in the positive electrode material layer depends on, for example, the magnitude and uniformity of the dispersing force applied to the positive electrode active material and the first conductive agent in the bead mill dispersion. For example, by adjusting the bead diameter of beads used in the bead mill dispersion, the residence time (dispersion time) in the bead mill disperser, and the number of rotations, the first conductive agent in the constituent material mapping image obtained using Raman spectroscopy is adjusted. The dispersion state of the positive electrode active material and the first conductive agent in the positive electrode material layer can be adjusted such that the ratio of the occupied area to the occupied area of the positive electrode active material falls within the range of 1.5 or more and 5 or less.

負極は、負極集電体とその上に形成された負極材料層とを含むことができる。
負極集電体は、例えば、金属箔で形成することができる。負極集電体を形成し得る金属箔の材料としては、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金を使用することができる。 The negative electrode may include a negative electrode current collector and a negative electrode material layer formed thereon.
The negative electrode current collector can be formed of, for example, a metal foil. As a material of the metal foil that can form the negative electrode current collector, for example, aluminum or an aluminum alloy can be used.

負極材料層は、負極集電体の片面又は両面に形成することができる。 The negative electrode material layer can be formed on one side or both sides of the negative electrode current collector.

負極材料層は、負極活物質、負極導電剤、及びバインダを含むことができる。 The negative electrode material layer can include a negative electrode active material, a negative electrode conductive agent, and a binder.

負極活物質は、１種以上の負極活物質を含むことができる。負極活物質としては、例えば、金属、金属合金、金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、黒鉛質材料、炭素質材料などを用いることができる。金属酸化物としては、例えば、チタンを含む物質、例えばリチウム含有チタン酸化物を用いることができる。金属硫化物としては、例えば、例えばＴｉＳ₂のような硫化チタン、例えばＭｏＳ₂のような硫化モリブデン、例えばＦｅＳ、ＦｅＳ₂、ＬｉｘＦｅＳ₂のような硫化鉄が挙げられる。黒鉛質材料及び炭素質材料としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、コークス、気相成長炭素繊維、メソフェーズピッチ系炭素繊維、球状炭素、樹脂焼成炭素を挙げることができる。 The negative electrode active material can include one or more negative electrode active materials. As the negative electrode active material, for example, a metal, a metal alloy, a metal oxide, a metal sulfide, a metal nitride, a graphite material, a carbonaceous material, or the like can be used. As the metal oxide, for example, a substance containing titanium, for example, a lithium-containing titanium oxide can be used. Examples of the metal sulfide include titanium sulfide such as TiS ₂ , molybdenum sulfide such as MoS ₂ , and iron sulfide such as FeS, FeS ₂ and LixFeS ₂ . Examples of the graphite material and the carbonaceous material include natural graphite, artificial graphite, coke, vapor-grown carbon fiber, mesophase pitch-based carbon fiber, spherical carbon, and resin-fired carbon.

負極材料層が含むことができる導電剤としては、例えば、炭素材料を用いることができる。炭素材料の例としては、例えば、アセチレンブラック、カーボンブラック、コークス、炭素繊維、黒鉛等を挙げることができる。 As the conductive agent that can be included in the negative electrode material layer, for example, a carbon material can be used. Examples of the carbon material include, for example, acetylene black, carbon black, coke, carbon fiber, graphite, and the like.

負極材料層が含むことができるバインダとしては、正極材料層で用いることができるものと同様のものを用いることができる。 As the binder that can be included in the negative electrode material layer, the same binder that can be used for the positive electrode material layer can be used.

負極は、負極集電体に電気的に接続された負極集電タブを更に含むことができる。負極集電タブとしては、例えば、負極集電体のうち表面に負極材料層が形成されていない部分を利用することができる。或いは、負極集電タブは、負極集電体とは別体のものであっても良い。 The negative electrode may further include a negative electrode current collector tab electrically connected to the negative electrode current collector. As the negative electrode current collector tab, for example, a portion of the negative electrode current collector where the negative electrode material layer is not formed on the surface can be used. Alternatively, the negative electrode current collector tab may be separate from the negative electrode current collector.

負極は、例えば、以下のようにして作製することができる。 The negative electrode can be manufactured, for example, as follows.

まず、負極活物質、導電剤及びバインダを、汎用されている溶媒、例えばＮ−メチルピロリドン中で懸濁させ、負極作製用スラリーを調製する。 First, a negative electrode active material, a conductive agent, and a binder are suspended in a commonly used solvent, for example, N-methylpyrrolidone, to prepare a slurry for preparing a negative electrode.

スラリーの調製の際、負極活物質、導電剤及びバインダは、それぞれ７０質量％以上９６質量％以下、２質量％以上２０質量％以下及び２質量％以上１０質量％以下の割合で配合することが好ましい。導電剤の量を２質量％以上とすることにより、負極材料層の集電性能を向上させることができる。また、バインダの量を１質量％以上とすることにより、負極材料層と負極集電体との結着性を高めることができ、優れたサイクル特性を期待できる。一方、導電剤及びバインダはそれぞれ１６質量％以下にすることが高容量化を図る上で好ましい。 In preparing the slurry, the negative electrode active material, the conductive agent, and the binder may be blended at a ratio of 70% by mass to 96% by mass, 2% by mass to 20% by mass, and 2% by mass to 10% by mass, respectively. preferable. By setting the amount of the conductive agent to 2% by mass or more, the current collecting performance of the negative electrode material layer can be improved. By setting the amount of the binder to 1% by mass or more, the binding property between the negative electrode material layer and the negative electrode current collector can be increased, and excellent cycle characteristics can be expected. On the other hand, the content of the conductive agent and the content of the binder are preferably 16% by mass or less in order to increase the capacity.

上記のようにして得られたスラリーを、負極集電体上に塗布する。その後、負極集電体に塗布したスラリーを乾燥させ、次いで、例えばロールプレスなどのプレスをする。 The slurry obtained as described above is applied on a negative electrode current collector. Thereafter, the slurry applied to the negative electrode current collector is dried, and then pressed, for example, by a roll press.

かくして、負極集電体と、負極集電体上に形成された負極材料層とを含む負極が得られる。 Thus, a negative electrode including the negative electrode current collector and the negative electrode material layer formed on the negative electrode current collector is obtained.

正極及び負極は、電極群を構成することができる。電極群において、正極材料層及び負極材料層は、例えば間にセパレータを介在させて、互いに対向することができる。 The positive electrode and the negative electrode can form an electrode group. In the electrode group, the positive electrode material layer and the negative electrode material layer can face each other with, for example, a separator interposed therebetween.

電極群は、正極とセパレータと負極とが積層した、いわゆる積層式の構造を有することができる。或いは、電極群は、正極とセパレータと負極とが積層して形成されたアセンブリが捲回された、いわゆる捲回式の構造を有していてもよい。 The electrode group can have a so-called stacked structure in which a positive electrode, a separator, and a negative electrode are stacked. Alternatively, the electrode group may have a so-called wound structure in which an assembly formed by laminating a positive electrode, a separator, and a negative electrode is wound.

セパレータは、絶縁性を有するものであれば特に限定されないが、ポリオレフィン、セルロース、ポリエチレンテレフタレート、及びビニロンのようなポリマーで作られた多孔質フィルム又は不織布を用いることができる。セパレータの材料は１種類であっても良いし、又は２種類以上を組合せて用いてもよい。 The separator is not particularly limited as long as it has an insulating property, and a porous film or a nonwoven fabric made of a polymer such as polyolefin, cellulose, polyethylene terephthalate, and vinylon can be used. The material of the separator may be one kind or a combination of two or more kinds.

非水電解質は、電極群に保持される。非水電解質は、非水溶媒と、この非水溶媒に溶解される電解質塩を含むことができる。電解質塩としては、例えば、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＣｌＯ₄などを用いることができる。非水溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン（２−ＭｅＨＦ）、１，３−ジオキソラン、スルホラン、アセトニトリル（ＡＮ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネイト（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネイト（ＭＥＣ）を用いることができる。 The non-aqueous electrolyte is held in the electrode group. The non-aqueous electrolyte can include a non-aqueous solvent and an electrolyte salt dissolved in the non-aqueous solvent. As the electrolyte salt, for example, LiPF ₆ , LiBF ₄ , LiClO _{4 and the} like can be used. Examples of the non-aqueous solvent include propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), 1,2-dimethoxyethane (DME), γ-butyrolactone (GBL), tetrahydrofuran (THF), and 2-methyltetrahydrofuran (2-MeHF ), 1,3-dioxolan, sulfolane, acetonitrile (AN), diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), and methyl ethyl carbonate (MEC).

実施形態にかかる非水電解質電池は、電極群及び非水電解質を収容した容器をさらに具備することができる。 The nonaqueous electrolyte battery according to the embodiment can further include a container containing the electrode group and the nonaqueous electrolyte.

容器の材料としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）めっきした鉄、ステンレス（ＳＵＳ）などを用いることができる。 As the material of the container, for example, aluminum, aluminum alloy, iron (Fe), iron plated with nickel (Ni), stainless steel (SUS), or the like can be used.

或いは、容器は、上記金属から形成された金属箔と樹脂フィルムとから形成されたラミネートフィルムでもよい。 Alternatively, the container may be a laminated film formed from a metal foil formed from the above metal and a resin film.

容器の形状は、実施形態に係る非水電解質電池の用途に応じて、様々な形状をとることができ、特に限定はされない。 The shape of the container can take various shapes depending on the use of the nonaqueous electrolyte battery according to the embodiment, and is not particularly limited.

容器は、正極端子及び負極端子を備えることができる。容器自体が正極端子又は負極端子の何れかとして働くこともできる。正極端子は、電極群が含む正極の正極集電タブに電気的に接続され得る。負極端子は、電極群が含む負極の負極集電タブに電気的に接続され得る。 The container can include a positive terminal and a negative terminal. The container itself can also serve as either the positive terminal or the negative terminal. The positive electrode terminal may be electrically connected to a positive electrode current collecting tab of a positive electrode included in the electrode group. The negative electrode terminal may be electrically connected to a negative electrode current collecting tab of a negative electrode included in the electrode group.

正極端子と正極集電タブとの間には、正極リードが接続されていてもよい。同様に、負極端子と負極集電タブとの間には、負極リードが接続されていてもよい。 A positive electrode lead may be connected between the positive electrode terminal and the positive electrode current collecting tab. Similarly, a negative electrode lead may be connected between the negative electrode terminal and the negative electrode current collection tab.

正極端子、負極端子、正極リード、負極リードは、例えば、アルミニウムもしくはアルミニウム合金から形成することが望ましい。 The positive electrode terminal, the negative electrode terminal, the positive electrode lead, and the negative electrode lead are desirably formed of, for example, aluminum or an aluminum alloy.

次に、実施形態に係る一例の非水電解質電池を図１及び図２を参照しながら説明する。 Next, an example of the nonaqueous electrolyte battery according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図１は、実施形態に係る一例の非水電解質電池の概略断面図である。図２は、図１に示す非水電解質電池のＡ部の拡大断面図である。 FIG. 1 is a schematic sectional view of an example of a nonaqueous electrolyte battery according to the embodiment. FIG. 2 is an enlarged sectional view of a portion A of the nonaqueous electrolyte battery shown in FIG.

図１に示す非水電解質電池１０は、容器１と、容器１に収容された電極群２とを具備する。 The non-aqueous electrolyte battery 10 shown in FIG. 1 includes a container 1 and an electrode group 2 housed in the container 1.

容器１は、袋状の形状を有する。容器１は、ラミネートフィルム製容器である。 The container 1 has a bag-like shape. The container 1 is a container made of a laminated film.

電極群２は、図２に示すように、正極３と、負極４と、複数枚のセパレータ５とを含む。電極群２は、図２に示すように、積層体が渦巻き状に捲回された構成を有する。この積層体は、セパレータ５、正極３、セパレータ５及び負極４をこの順で重ねた構成を有する。この捲回電極群２は、このような積層体を負極４が最外周に位置するように渦巻き状に捲回し、次いで巻き芯を抜いた後に加熱しながらプレスすることにより作製することができる。 The electrode group 2 includes a positive electrode 3, a negative electrode 4, and a plurality of separators 5, as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the electrode group 2 has a configuration in which the laminate is spirally wound. This laminate has a configuration in which the separator 5, the positive electrode 3, the separator 5 and the negative electrode 4 are stacked in this order. The wound electrode group 2 can be manufactured by spirally winding such a laminated body such that the negative electrode 4 is located at the outermost periphery, then removing the winding core, and pressing while heating.

図２に示すように、正極３は、帯状の正極集電体３ａと、正極集電体３ａの両面に形成された正極材料層３ｂとを含んでいる。正極集電体３ａは、電極群２の最外周近傍において、表面に正極材料層３ｂが形成されていない正極材料無担持部（図示しない）を含んでいる。 As shown in FIG. 2, the positive electrode 3 includes a belt-shaped positive electrode current collector 3a and positive electrode material layers 3b formed on both surfaces of the positive electrode current collector 3a. The positive electrode current collector 3a includes, in the vicinity of the outermost periphery of the electrode group 2, a positive electrode material non-supporting portion (not shown) in which the positive electrode material layer 3b is not formed on the surface.

図２に示すように、負極４は、帯状の負極集電体４ａと、負極集電体４ａの両面に形成された負極材料層４ｂとを含んでいる。負極集電体４ａは、電極群２の最外周において、表面に負極材料層４ｂが形成されていない負極材料無担持部（図示しない）を含んでいる。 As shown in FIG. 2, the negative electrode 4 includes a strip-shaped negative electrode current collector 4a and negative electrode material layers 4b formed on both surfaces of the negative electrode current collector 4a. The negative electrode current collector 4a includes, on the outermost periphery of the electrode group 2, a negative electrode material non-supporting portion (not shown) in which the negative electrode material layer 4b is not formed on the surface.

正極３の正極材料無担持部には、図１に示す正極端子６が電気的に接続されている。同様に、負極４の負極材料無担持部には、図１に示す負極端子７が電気的に接続されている。これらの接続は、例えば、超音波溶接によって行うことができる。正極端子６及び負極端子７は容器１から外に延出している。 The positive electrode terminal 6 shown in FIG. 1 is electrically connected to the positive electrode material non-supporting portion of the positive electrode 3. Similarly, the negative electrode terminal 7 shown in FIG. 1 is electrically connected to the negative electrode material non-supporting portion of the negative electrode 4. These connections can be made, for example, by ultrasonic welding. The positive electrode terminal 6 and the negative electrode terminal 7 extend out of the container 1.

容器１の内部には、更に非水電解質（図示せず）が収容されている。非水電解質は、電極群２に保持されている。 The container 1 further contains a non-aqueous electrolyte (not shown). The non-aqueous electrolyte is held by the electrode group 2.

以上に説明した実施形態に係る非水電解質電池では、正極材料層についての構成材料マッピング画像において、第１の導電剤の占有面積の正極活物質の占有面積に対する比が１．５以上５以下であるため、正極活物質の周りに第１の導電剤が均一に分散している。そのおかげで、実施形態に係る非水電解質電池は、高いエネルギー密度と優れたサイクル特性とを示すことができる。 In the nonaqueous electrolyte battery according to the embodiment described above, in the constituent material mapping image for the positive electrode material layer, the ratio of the occupied area of the first conductive agent to the occupied area of the positive electrode active material is 1.5 or more and 5 or less. Therefore, the first conductive agent is uniformly dispersed around the positive electrode active material. Thanks to this, the nonaqueous electrolyte battery according to the embodiment can exhibit high energy density and excellent cycle characteristics.

［実施例］
以下に実施例を説明するが、本発明の主旨を超えない限り、本発明は以下に記載される実施例に限定されるものではない。 [Example]
Examples will be described below, but the present invention is not limited to the examples described below unless departing from the gist of the present invention.

（実施例１）
実施例１では、以下に説明する手順により、図１及び図２に示すのと同様の非水電解質電池１０を作製した。 (Example 1)
In Example 1, a nonaqueous electrolyte battery 10 similar to that shown in FIGS. 1 and 2 was produced by the procedure described below.

[正極３の作製]
正極活物質としてのリチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物ＬｉＮｉ_0.6Ｃｏ_0.2Ｍｎ_0.2Ｏ₂と、第１の導電剤としてのアセチレンブラックと、第２の導電材としてのグラファイトと、結着材としてのポリフッ化ビニリデンとを用意した。 [Preparation of positive electrode 3]
Lithium-containing nickel-cobalt-manganese composite oxide LiNi _0.6 Co _0.2 Mn _0.2 O ₂ as a positive electrode active material, acetylene black as a first conductive agent, graphite as a second conductive material, and polyolefin as a binder And vinylidene chloride.

用意したアセチレンブラックについてのラマン測定を行ったところ、得られたラマンチャートにおいて、１３５０ｃｍ^-1付近に第１のピークが現れ、１５９０ｃｍ^-1付近に第２のピークが現れ、第１のピークの積分強度の第２のピークの積分強度に対する比が０．８であった。 Was subjected to Raman measurements on a prepared acetylene black, in the obtained Raman chart, the first peak appears at around 1350 cm ^-1, a second peak appears in the vicinity of 1590 cm ^-1, the integral of the first peak The ratio of the intensity of the second peak to the integrated intensity was 0.8.

用意したグラファイトと同じグラファイトについてのラマン測定を行ったところ、得られたラマンチャートにおいて、１３５０ｃｍ^-1付近に第１のピークが現れ、１５９０ｃｍ^-1付近に第２のピークが現れ、第１のピークの積分強度の第２のピークの積分強度に対する比が０．４９であった。 It was subjected to Raman measurements for the same graphite as prepared graphite, in the obtained Raman chart, the first peak appears at around 1350 cm ^-1, a second peak appears in the vicinity of 1590 cm ^-1, the first peak Of the second peak to the integrated intensity of the second peak was 0.49.

用意した正極活物質、アセチレンブラック、グラファイト及びポリフッ化ビニリデンを、８７：５：３：５の重量比で、溶媒であるＮ−メチルピロリドンと共に、ビーズミル分散機であるアイメックス製のビーズ式湿式微粒分散粉砕機「サンドグラインダー」に投入した。 The prepared positive electrode active material, acetylene black, graphite, and polyvinylidene fluoride were dispersed in a weight ratio of 87: 5: 3: 5 together with N-methylpyrrolidone as a solvent in a bead mill. It was put into a crusher “sand grinder”.

このビーズミル分散機において、径が２ｍｍであるガラス製のビーズを用い、羽の回転数を８００ｒｐｍに設定し、６０分間分散を実施した。かくして、正極スラリーを得た。 In this bead mill disperser, glass beads having a diameter of 2 mm were used, the number of revolutions of the wing was set to 800 rpm, and dispersion was performed for 60 minutes. Thus, a positive electrode slurry was obtained.

上記のようにして得られたスラリーを、帯状のアルミニウム箔である正極集電体３ａ上に、一部未塗布部を残して、均一に塗布した。その後、塗布したスラリーを乾燥させ、次いでロールプレスをし、所望の寸法に裁断した。 The slurry obtained as described above was uniformly applied on the positive electrode current collector 3a, which is a strip-shaped aluminum foil, except for a part where the slurry was not applied. Thereafter, the applied slurry was dried, then roll-pressed, and cut into desired dimensions.

かくして、正極集電体３ａと、正極集電体３ａ上に形成された正極材料層３ｂとを含む正極３が得られた。 Thus, a positive electrode 3 including the positive electrode current collector 3a and the positive electrode material layer 3b formed on the positive electrode current collector 3a was obtained.

得られた正極３のスラリー未塗布部に、アルミニウムから形成された正極端子６を超音波溶接により溶接した。 The positive electrode terminal 6 made of aluminum was welded to the slurry-uncoated portion of the obtained positive electrode 3 by ultrasonic welding.

［負極４の作製］
負極活物質としてチタン酸リチウムＬｉ₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂、導電剤としてのグラファイト、バインダとしてポリフッ化ビニリデンを用意した。これらを、８５：１０：５の重量比で、溶媒であるＮ−メチルピロリドン中に溶解させて混合し、負極スラリーを得た。 [Preparation of Negative Electrode 4]
Lithium titanate Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ , graphite as a conductive agent, and polyvinylidene fluoride as a binder were prepared as a negative electrode active material. These were dissolved and mixed in a weight ratio of 85: 10: 5 in N-methylpyrrolidone as a solvent to obtain a negative electrode slurry.

上記のようにして得られたスラリーを、帯状のアルミニウム箔である負極集電体４ａ上に、一部未塗布部を残して、均一に塗布した。その後、塗布したスラリーを乾燥させ、次いでロールプレスをし、所望の寸法に裁断した。 The slurry obtained as described above was uniformly applied to the negative electrode current collector 4a, which is a strip-shaped aluminum foil, except for a part where the slurry was not applied. Thereafter, the applied slurry was dried, then roll-pressed, and cut into desired dimensions.

かくして、負極集電体４ａと、負極集電体４ａ上に形成された負極材料層４ｂとを含む負極４が得られた。 Thus, a negative electrode 4 including the negative electrode current collector 4a and the negative electrode material layer 4b formed on the negative electrode current collector 4a was obtained.

得られた負極４のスラリー未塗布部に、アルミニウムから形成された負極端子７を超音波溶接により溶接した。 The negative electrode terminal 7 made of aluminum was welded to the slurry-uncoated portion of the obtained negative electrode 4 by ultrasonic welding.

［電極群２の作製］
次に、２枚のポリエチレン樹脂製セパレータ５を用意した。次に、セパレータ５、正極３、セパレータ５及び負極４をこの順で重ねて積層体を形成した。次いで、かくして得られた積層体を負極４が最外周に位置するように渦巻き状に捲回し、次いで巻き芯を抜いた後に加熱しながらプレスした。かくして、捲回型電極群２を作製した。 [Preparation of electrode group 2]
Next, two polyethylene resin separators 5 were prepared. Next, the separator 5, the positive electrode 3, the separator 5 and the negative electrode 4 were stacked in this order to form a laminate. Next, the laminate thus obtained was spirally wound so that the negative electrode 4 was positioned at the outermost periphery, and then pressed while heating after removing the core. Thus, a wound electrode group 2 was produced.

［非水電解質の調製］
次に、非水電解質を調製した。非水溶媒としては、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとを体積比１：２で混合したものを用いた。この非水溶媒に、電解質としてＬｉＰＦ₆を１．０ｍｏｌ/Ｌとなるように溶解させて、非水電解質を調製した。 [Preparation of non-aqueous electrolyte]
Next, a non-aqueous electrolyte was prepared. As the non-aqueous solvent, a mixture of ethylene carbonate and propylene carbonate at a volume ratio of 1: 2 was used. In this non-aqueous solvent, LiPF ₆ was dissolved as an electrolyte at a concentration of 1.0 mol / L to prepare a non-aqueous electrolyte.

［電池ユニット１０の作製］
次に、図１に示すラミネートフィルム製容器１を用意した。この容器１内に電極群２を納めた。この際、正極端子６及び負極端子７を容器１の外側に延出させた。次いで、先に調製した非水電解質を容器１内に注液し、電極群２に保持させた。その後、容器１を封止して、電池ユニット１０を作製した。 [Production of Battery Unit 10]
Next, a laminate film container 1 shown in FIG. 1 was prepared. The electrode group 2 was placed in the container 1. At this time, the positive terminal 6 and the negative terminal 7 were extended outside the container 1. Next, the previously prepared non-aqueous electrolyte was injected into the container 1 and held by the electrode group 2. Then, the container 1 was sealed and the battery unit 10 was produced.

［容量維持率の評価］
初期容量を測定した非水電解質電池１０に対して、充放電サイクルを実施した。充放電サイクルは２Ｃ相当の電流で４００サイクル行った。 [Evaluation of capacity maintenance rate]
A charge / discharge cycle was performed on the nonaqueous electrolyte battery 10 whose initial capacity was measured. 400 charge / discharge cycles were performed at a current corresponding to 2C.

４００サイクル後の非水電解質電池１０の容量を測定し、４００サイクル後の容量維持率を算出した。実施例１の容量維持率は９８％であった。 The capacity of the nonaqueous electrolyte battery 10 after 400 cycles was measured, and the capacity retention after 400 cycles was calculated. The capacity retention of Example 1 was 98%.

［構成材料マッピング画像の取得］
非水電解質電池１０の正極材料層３ｂに対し、先に説明した方法によりラマン分光を行って１６００ポイントについてのラマンチャートを得た。 [Acquisition of component material mapping image]
Raman spectroscopy was performed on the positive electrode material layer 3b of the nonaqueous electrolyte battery 10 by the method described above to obtain a Raman chart for 1600 points.

ラマン分光は、以下の条件で行った。 Raman spectroscopy was performed under the following conditions.

レーザー光源：Ｎｄ−ＹＶＯ₄
レーザー波長：５３２ｎｍ（可視光）
積算回数：１回
露光時間：１０秒
レンズ：５０倍
測定範囲：５０μｍ×５０μｍ
標準資料：Ｓｉ結晶（５１９．５〜５２１．５ｃｍ^-1にピークを有する） Laser light source: Nd-YVO ₄
Laser wavelength: 532 nm (visible light)
Number of integration: 1 Exposure time: 10 seconds Lens: 50 times Measurement range: 50 μm × 50 μm
Standard data: Si crystal (having a peak at 519.5 to 521.5 cm ^-1 )

得られたラマンチャートの１つを図３に示す。図３に示すチャートは、１３５０ｃｍ^-1付近と、１５９０ｃｍ^-1付近とに鋭いピークを有し、５７０ｃｍ^-1付近にピークトップを有し且つ４００〜６５０ｃｍ^-1の範囲にわたってブロードなピークを有していた。 FIG. 3 shows one of the obtained Raman charts. Chart shown in Figure 3, has a near 1350 cm ^-1, it has a sharp peak and around 1590 cm ^-1, a broad peak over a range of and 400～650Cm ^-1 has a peak top at around 570 cm ^-1 I was

得られた１６００ポイントのラマンチャートを用いて、先に説明した方法により、各成分スペクトルを得た。その結果、正極材料層３ｂは、１３５０ｃｍ^-1付近に第１のピークを有し、１５９０ｃｍ^-1付近に第２のピークを有する第１の成分と、１３５０ｃｍ^-1付近に第１のピークを有し、１５９０ｃｍ^-1付近に第２のピークを有する第２の成分と、５７０ｃｍ^-1付近にピークトップを有する第３の成分とを含んでいることが確認された。 Using the obtained 1600-point Raman chart, each component spectrum was obtained by the method described above. As a result, the positive electrode material layer 3b has a first peak in the vicinity of 1350 cm ^-1, perforated and a second component having a second peak near 1590 cm ^-1, the first peak in the vicinity of 1350 cm ^-1 As a result, it was confirmed that a second component having a second peak near 1590 cm ^-1 and a third component having a peak top near 570 cm ^-1 were included.

ここで、第１の成分の第１のピークの積分強度の第２のピークの積分強度に対する比が０．８であったため、第１の成分をアセチレンブラックであると同定した。また、第２の成分の第１のピークの積分強度の第２のピークの積分強度に対する比が０．４９であったため、第２の成分をグラファイトであると同定した。そして、第３成分は、５７０cm^-1付近にピークトップを有し且つ４００〜６５０ｃｍ^-1の範囲にわたってブロードなピークを有していたので、リチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物であると同定した。 Here, since the ratio of the integrated intensity of the first peak of the first component to the integrated intensity of the second peak was 0.8, the first component was identified as acetylene black. In addition, since the ratio of the integrated intensity of the first peak of the second component to the integrated intensity of the second peak was 0.49, the second component was identified as graphite. The third component, so had a broad peak over and scope of 400～650Cm ^-1 has a peak top at around 570 cm ^-1, it was identified as a lithium-containing nickel-cobalt-manganese composite oxide.

また、得られた１６００ポイントのラマンチャートを用いて、先に説明した方法により、正極材料層３ｂについての構成材料マッピング画像を得た。得られた構成材料マッピング画像の一部を図４〜図６に示す。 Using the obtained 1600-point Raman chart, a constituent material mapping image of the positive electrode material layer 3b was obtained by the method described above. A part of the obtained constituent material mapping image is shown in FIGS.

図４は、正極活物質についてのラマンマッピング画像である。図４において、符号Ａを付した明度の高い領域が、正極活物質であるリチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物の存在を示している。 FIG. 4 is a Raman mapping image of the positive electrode active material. In FIG. 4, a high-brightness region denoted by a symbol A indicates the presence of a lithium-containing nickel-cobalt-manganese composite oxide that is a positive electrode active material.

図５は、アセチレンブラックについてのラマンマッピング画像である。図５において、符号Ｂを付した明度の高い領域がアセチレンブラックの存在を示している。 FIG. 5 is a Raman mapping image of acetylene black. In FIG. 5, a high-brightness area denoted by reference symbol B indicates the presence of acetylene black.

図６は、グラファイトについてのラマンマッピング画像である。図６において、符号Ｃを付した明度の高い領域がグラファイトの存在を示している。 FIG. 6 is a Raman mapping image of graphite. In FIG. 6, a region with a high lightness denoted by reference symbol C indicates the presence of graphite.

なお、これらの図４〜図６は、正極材料層３ｂの同じ箇所での各成分のマッピング画像である。 4 to 6 are mapping images of each component at the same location of the positive electrode material layer 3b.

図４及び図５から、正極材料層３ｂにおいて、正極活物質の近傍に、アセチレンブラックが均一に分散していることが分かった。また、図５及び図６から、正極材料層３ｂにおいて、アセチレンブラックの間にグラファイトが存在していることが分かった。 4 and 5, it was found that acetylene black was uniformly dispersed near the positive electrode active material in the positive electrode material layer 3b. 5 and 6 that graphite was present between the acetylene blacks in the positive electrode material layer 3b.

得られた構成材料マッピング画像のデータから、先に説明した方法により、アセチレンブラックの占有面積の正極活物質の占有面積に対する比、及び正極活物質の最近接粒子間距離とアセチレンブラックの最近接粒子間距離との比を算出した。実施例１の非水電解質電池１０の占有面積比は１．８３であり、最近接粒子間距離比は１．０３であった。 From the data of the obtained constituent material mapping images, according to the method described above, the ratio of the occupied area of acetylene black to the occupied area of the positive electrode active material, and the distance between the closest particles of the positive electrode active material and the closest particles of acetylene black The ratio to the distance was calculated. The occupied area ratio of the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 1 was 1.83, and the closest particle distance ratio was 1.03.

［正極３のエネルギー密度の測定］
正極３のエネルギー密度を、先に説明したようにして測定した。 [Measurement of energy density of positive electrode 3]
The energy density of the positive electrode 3 was measured as described above.

（実施例２）
ビーズミル分散条件を表１に記載した条件に変更した以外は実施例１と同様にして、実施例２の非水電解質電池１０を作製した。 (Example 2)
A non-aqueous electrolyte battery 10 of Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the dispersion conditions of the bead mill were changed to the conditions described in Table 1.

実施例２の非水電解質電池１０に対して、実施例１と同様にして、容量維持率と、正極材料層についての構成材料マッピング画像とを得た。実施例２の非水電解質電池１０の容量維持率、占有面積比、及び最近接粒子間距離比を以下の表１に示す。 For the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 2, a capacity retention ratio and a constituent material mapping image for the positive electrode material layer were obtained in the same manner as in Example 1. Table 1 below shows the capacity retention ratio, the occupied area ratio, and the closest particle distance ratio of the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 2.

また、実施例２の非水電解質電池の正極のエネルギー密度は、実施例１のそれと同様であった。 The energy density of the positive electrode of the nonaqueous electrolyte battery of Example 2 was similar to that of Example 1.

（実施例３）
ビーズミル分散条件を表１に記載した条件に変更した以外は実施例１と同様にして、実施例３の非水電解質電池１０を作製した。 (Example 3)
A non-aqueous electrolyte battery 10 of Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that the dispersion conditions of the bead mill were changed to the conditions described in Table 1.

実施例３の非水電解質電池１０に対して、実施例１と同様にして、容量維持率と、正極材料層についての構成材料マッピング画像とを得た。実施例３の非水電解質電池１０の容量維持率、占有面積比、及び最近接粒子間距離比を以下の表１に示す。 For the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 3, a capacity retention ratio and a constituent material mapping image of the positive electrode material layer were obtained in the same manner as in Example 1. Table 1 below shows the capacity retention ratio, the occupied area ratio, and the closest particle distance ratio of the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 3.

また、実施例３の非水電解質電池の正極のエネルギー密度は、実施例１のそれと同様であった。 The energy density of the positive electrode of the nonaqueous electrolyte battery of Example 3 was the same as that of Example 1.

（比較例１）
ビーズミル分散条件を表１に記載した条件に変更した以外は、実施例１と同様にして、比較例１の非水電解質電池を作製した。 (Comparative Example 1)
A non-aqueous electrolyte battery of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1, except that the dispersion conditions of the bead mill were changed to the conditions described in Table 1.

比較例１の非水電解質電池に対して、実施例１と同様にして、容量維持率と、正極材料層についての構成材料マッピング画像とを得た。比較例１の非水電解質電池の容量維持率、占有面積比、及び最近接粒子間距離比を以下の表１に示す。 For the non-aqueous electrolyte battery of Comparative Example 1, a capacity retention ratio and a constituent material mapping image for the positive electrode material layer were obtained in the same manner as in Example 1. Table 1 below shows the capacity retention ratio, the occupied area ratio, and the closest particle distance ratio of the nonaqueous electrolyte battery of Comparative Example 1.

また、比較例１の非水電解質電池の正極のエネルギー密度は、実施例１のそれと同様であった。 The energy density of the positive electrode of the nonaqueous electrolyte battery of Comparative Example 1 was the same as that of Example 1.

（比較例２）
ビーズミル分散条件を表１に記載した条件に変更した以外は、実施例１と同様にして、比較例２の非水電解質電池を作製した。 (Comparative Example 2)
A non-aqueous electrolyte battery of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the dispersion conditions of the bead mill were changed to the conditions described in Table 1.

比較例２の非水電解質電池に対して、実施例１と同様にして、容量維持率と、正極材料層についての構成材料マッピング画像とを得た。比較例２の非水電解質電池の容量維持率、占有面積比、及び最近接粒子間距離比を以下の表１に示す。 For the nonaqueous electrolyte battery of Comparative Example 2, a capacity retention ratio and a constituent material mapping image for the positive electrode material layer were obtained in the same manner as in Example 1. Table 1 below shows the capacity retention ratio, the occupied area ratio, and the closest particle distance ratio of the nonaqueous electrolyte battery of Comparative Example 2.

また、比較例２の非水電解質電池の正極のエネルギー密度は、実施例１のそれと同様であった。 The energy density of the positive electrode of the nonaqueous electrolyte battery of Comparative Example 2 was similar to that of Example 1.

（比較例３）
ビーズミル分散条件を表１に記載した条件に変更した以外は、実施例１と同様にして、比較例３の非水電解質電池を作製した。 (Comparative Example 3)
A non-aqueous electrolyte battery of Comparative Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that the dispersion conditions of the bead mill were changed to the conditions described in Table 1.

比較例３の非水電解質電池に対して、実施例１と同様にして、容量維持率と、正極材料層についての構成材料マッピング画像とを得た。比較例３の非水電解質電池の容量維持率、占有面積比、及び最近接粒子間距離比を以下の表１に示す。 For the non-aqueous electrolyte battery of Comparative Example 3, a capacity retention ratio and a constituent material mapping image for the positive electrode material layer were obtained in the same manner as in Example 1. Table 1 below shows the capacity retention ratio, the occupied area ratio, and the closest particle distance ratio of the nonaqueous electrolyte battery of Comparative Example 3.

また、比較例３の非水電解質電池の正極のエネルギー密度は、実施例１のそれと同様であった。 The energy density of the positive electrode of the nonaqueous electrolyte battery of Comparative Example 3 was the same as that of Example 1.

（比較例４）
ビーズミル分散機に投入したリチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物、アセチレンブラック、グラファイト、及びポリフッ化ビニリデンの重量比を８２:１０：３：５としたこと並びにビーズミル分散条件を表１に記載した条件に変更した以外は、実施例１と同様にして、比較例４の非水電解質電池を作製した。 (Comparative Example 4)
The weight ratio of the lithium-containing nickel-cobalt-manganese composite oxide, acetylene black, graphite, and polyvinylidene fluoride charged to the bead mill disperser was set to 82: 10: 3: 5, and the bead mill dispersion conditions were set to the conditions described in Table 1. A non-aqueous electrolyte battery of Comparative Example 4 was produced in the same manner as in Example 1 except for the change.

比較例４の非水電解質電池に対して、実施例１と同様にして、容量維持率と、正極材料層についての構成材料マッピング画像とを得た。比較例４の非水電解質電池の容量維持率、占有面積比、及び最近接粒子間距離比を以下の表１に示す。 For the non-aqueous electrolyte battery of Comparative Example 4, a capacity retention ratio and a constituent material mapping image for the positive electrode material layer were obtained in the same manner as in Example 1. Table 1 below shows the capacity retention ratio, the occupied area ratio, and the closest particle distance ratio of the nonaqueous electrolyte battery of Comparative Example 4.

また、比較例４の非水電解質電池の正極のエネルギー密度は、実施例１のそれを１００とすると、９３であった。
The energy density of the positive electrode of the nonaqueous electrolyte battery of Comparative Example 4 was 93, where that of Example 1 was 100.

＜結果＞
表１から、実施例１〜実施例３の非水電解質電池１０は、比較例１〜３の非水電解質電池よりも容量維持率に優れていたことがわかる。これは、実施例１〜実施例３の非水電解質電池１０では、正極材料層についての構成材料マッピング画像において、アセチレンブラックの占有面積の正極活物質の占有面積に対する比が１．５以上５以下であるため、正極活物質の周りにアセチレンブラックが均一に分散していたことが一因として考えられる。 <Result>
From Table 1, it can be seen that the nonaqueous electrolyte batteries 10 of Examples 1 to 3 were superior to the nonaqueous electrolyte batteries of Comparative Examples 1 to 3 in the capacity retention rate. This is because in the nonaqueous electrolyte batteries 10 of Examples 1 to 3, the ratio of the area occupied by acetylene black to the area occupied by the positive electrode active material is 1.5 or more and 5 or less in the constituent material mapping image for the positive electrode material layer. Therefore, it is considered that one reason is that acetylene black was uniformly dispersed around the positive electrode active material.

一方、比較例１〜３は、上記占有面積比が１．５未満であったため、正極材料層３ｂにおいてアセチレンブラックが偏在しており、正極活物質近傍にアセチレンブラックが均一に分散していなかったせいで、正極材料層に抵抗分布に偏りが生じ、電池容量が低下したと考えられる。 On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, since the occupied area ratio was less than 1.5, acetylene black was unevenly distributed in the positive electrode material layer 3b, and acetylene black was not uniformly dispersed in the vicinity of the positive electrode active material. It is thought that the resistance distribution was biased in the positive electrode material layer and the battery capacity was reduced.

また、表１から、実施例１の非水電解質電池１０は、比較例４の非水電解質電池よりも正極のエネルギー密度が高かったことがわかる。これは、比較例４では、上記占有面積比が５よりも大きかったため、正極のエネルギー密度が低下してしまったと考えられる。 Table 1 also shows that the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 1 had a higher energy density of the positive electrode than the nonaqueous electrolyte battery of Comparative Example 4. This is presumably because in Comparative Example 4, the occupied area ratio was larger than 5, so that the energy density of the positive electrode decreased.

（実施例４）
正極活物質としてリチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物ＬｉＮｉ_0.5Ｃｏ_0.2Ｍｎ_0.3Ｏ₂を用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例４の非水電解質電池１０を作製した。 (Example 4)
A non-aqueous electrolyte battery 10 of Example 4 was produced in the same manner as in Example 1, except that a lithium-containing nickel-cobalt-manganese composite oxide LiNi _0.5 Co _0.2 Mn _0.3 O ₂ was used as the positive electrode active material.

実施例４の非水電解質電池１０に対して、実施例１と同様にして、容量維持率と、正極材料層についての構成材料マッピング画像とを得た。実施例４の非水電解質電池１０の容量維持率、占有面積比、及び最近接粒子間距離比を以下の表２に示す。 For the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 4, a capacity retention ratio and a constituent material mapping image for the positive electrode material layer were obtained in the same manner as in Example 1. Table 2 below shows the capacity retention ratio, the occupied area ratio, and the closest particle distance ratio of the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 4.

また、実施例４の非水電解質電池の正極のエネルギー密度は、実施例１のそれを１００とすると、９８であった。 The energy density of the positive electrode of the nonaqueous electrolyte battery of Example 4 was 98, where that of Example 1 was 100.

（実施例５）
第１の導電剤としてカーボンブラックを用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例５の非水電解質電池１０を作製した。 (Example 5)
A non-aqueous electrolyte battery 10 of Example 5 was produced in the same manner as in Example 1, except that carbon black was used as the first conductive agent.

実施例５で用いたカーボンブラックと同じカーボンブラックについてのラマン測定を行ったところ、得られたラマンチャートにおいて、１３５０ｃｍ^-1付近に第１のピークが現れ、１５９０ｃｍ^-1付近に第２のピークが現れ、第１のピークの積分強度の第２のピークの積分強度に対する比が１．０６であった。 It was subjected to Raman measurements for the same carbon black as the carbon black used in Example 5, in the obtained Raman chart, the first peak appears at around 1350 cm ^-1, a second peak around 1590 cm ^-1 Appearing, the ratio of the integrated intensity of the first peak to the integrated intensity of the second peak was 1.06.

実施例５の非水電解質電池１０に対して、実施例１と同様にして、容量維持率と、正極材料層についての構成材料マッピング画像とを得た。実施例５の非水電解質電池１０の容量維持率、占有面積比、及び最近接粒子間距離比を以下の表２に示す。 For the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 5, a capacity retention ratio and a constituent material mapping image for the positive electrode material layer were obtained in the same manner as in Example 1. Table 2 below shows the capacity retention ratio, the occupied area ratio, and the closest particle distance ratio of the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 5.

また、実施例５の非水電解質電池１０の正極のエネルギー密度は、実施例１のそれと同様であった。 Further, the energy density of the positive electrode of the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 5 was similar to that of Example 1.

更に、実施例５の非水電解質電池１０の正極材料層３ｂについて得られたラマンチャートから、実施例５の非水電解質電池１０の正極材料層３ｂは、１３５０ｃｍ^-1付近に現れた第１のピークの積分強度の１５９０ｃｍ^-1付近に現れた第２のピークの積分強度に対する比が１．０６である第１の成分を含んでいることが分かった。そのため、この第１の成分をカーボンブラックと同定した。 Further, from the Raman chart obtained for the positive electrode material layer 3b of the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 5, the first positive electrode material layer 3b of the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 5 appeared near 1350 cm ⁻¹ . It was found that the peak contained a first component having a ratio of 1.06 to the integrated intensity of the second peak which appeared near 1590 cm ^-1 of the integrated intensity of the peak. Therefore, this first component was identified as carbon black.

（実施例６）
第１の導電剤としてカーボンブラックを用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例６の非水電解質電池１０を作製した。 (Example 6)
A non-aqueous electrolyte battery 10 of Example 6 was produced in the same manner as in Example 1, except that carbon black was used as the first conductive agent.

実施例６で用いたカーボンブラックと同じカーボンブラックについてのラマン測定を行ったところ、得られたラマンチャートにおいて、１３５０ｃｍ^-1付近に第１のピークが現れ、１５９０ｃｍ^-1付近に第２のピークが現れ、第１のピークの積分強度の第２のピークの積分強度に対する比が０．７３であった。 It was subjected to Raman measurements for the same carbon black as the carbon black used in Example 6, in the obtained Raman chart, the first peak appears at around 1350 cm ^-1, a second peak around 1590 cm ^-1 Appearing, the ratio of the integrated intensity of the first peak to the integrated intensity of the second peak was 0.73.

実施例６の非水電解質電池１０に対して、実施例１と同様にして、容量維持率と、正極材料層についての構成材料マッピング画像とを得た。実施例６の非水電解質電池１０の容量維持率、占有面積比、及び最近接粒子間距離比を以下の表２に示す。 For the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 6, a capacity retention ratio and a constituent material mapping image for the positive electrode material layer were obtained in the same manner as in Example 1. Table 2 below shows the capacity retention ratio, the occupied area ratio, and the closest particle distance ratio of the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 6.

また、実施例６の非水電解質電池の正極のエネルギー密度は、実施例１のそれと同様であった。 The energy density of the positive electrode of the nonaqueous electrolyte battery of Example 6 was the same as that of Example 1.

更に、実施例６の非水電解質電池１０の正極材料層３ｂについて得られたラマンチャートから、実施例６の非水電解質電池１０の正極材料層３ｂは、１３５０ｃｍ^-1付近に現れた第１のピークの積分強度の１５９０ｃｍ^-1付近に現れた第２のピークの積分強度に対する比が０．７３である第１の成分を含んでいることが分かった。そのため、この第１の成分をカーボンブラックと同定した。 Furthermore, from the Raman chart obtained for the positive electrode material layer 3b of the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 6, the first positive electrode material layer 3b of the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 6 appeared near 1350 cm ⁻¹ . It was found that the peak contained a first component having a ratio of 0.73 to the integrated intensity of the second peak which appeared near 1590 cm ^-1 of the integrated intensity of the peak. Therefore, this first component was identified as carbon black.

（実施例７）
第２の導電剤としてグラフェンを用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例７の非水電解質電池１０を作製した。 (Example 7)
A non-aqueous electrolyte battery 10 of Example 7 was produced in the same manner as in Example 1 except that graphene was used as the second conductive agent.

実施例７で用いたグラフェンと同じグラフェンについてのラマン測定を行ったところ、得られたラマンチャートにおいて、１３５０ｃｍ^-1付近に第１のピークが現れ、１５９０ｃｍ^-1付近に第２のピークが現れ、第１のピークの積分強度の第２のピークの積分強度に対する比が０．２１４であった。 Was subjected to Raman measurements for the same graphene graphene used in Example 7, in the obtained Raman chart, the first peak appears at around 1350 cm ^-1, a second peak appears in the vicinity of 1590 cm ^-1, The ratio of the integrated intensity of the first peak to the integrated intensity of the second peak was 0.214.

実施例７の非水電解質電池１０に対して、実施例１と同様にして、容量維持率と、正極材料層についての構成材料マッピング画像とを得た。実施例７の非水電解質電池１０の容量維持率、占有面積比、及び最近接粒子間距離比を以下の表２に示す。 For the non-aqueous electrolyte battery 10 of Example 7, the capacity retention ratio and the constituent material mapping image for the positive electrode material layer were obtained in the same manner as in Example 1. Table 2 below shows the capacity retention ratio, the occupied area ratio, and the closest particle distance ratio of the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 7.

また、実施例７の非水電解質電池の正極のエネルギー密度は、実施例１のそれと同様であった。 The energy density of the positive electrode of the nonaqueous electrolyte battery of Example 7 was the same as that of Example 1.

更に、実施例７の非水電解質電池１０の正極材料層３ｂについて得られたラマンチャートから、実施例７の非水電解質電池１０の正極材料層３ｂは、１３５０ｃｍ^-1付近に現れた第１のピークの積分強度の１５９０ｃｍ^-1付近に現れた第２のピークの積分強度に対する比が０．２１４である第２の成分を含んでいることが分かった。そのため、この第２の成分をグラフェンと同定した。 Further, from the Raman chart obtained for the positive electrode material layer 3b of the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 7, the first positive electrode material layer 3b of the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 7 appeared near 1350 cm ⁻¹ . It was found that the sample contained a second component having a ratio of 0.214 to the integrated intensity of the second peak that appeared near 1590 cm ^-1 of the integrated intensity of the peak. Therefore, this second component was identified as graphene.

（実施例８）
第２の導電剤としてグラファイトを用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例８の非水電解質電池１０を作製した。 (Example 8)
A nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 8 was produced in the same manner as in Example 1, except that graphite was used as the second conductive agent.

実施例８で用いたグラファイトと同じグラファイトについてのラマン測定を行ったところ、得られたラマンチャートにおいて、１３５０ｃｍ^-1付近に第１のピークが現れ、１５９０ｃｍ^-1付近に第２のピークが現れ、第１のピークの積分強度の第２のピークの積分強度に対する比が０．２３であった。 Was subjected to Raman measurements for the same graphite graphite used in Example 8, in the obtained Raman chart, the first peak appears at around 1350 cm ^-1, a second peak appears in the vicinity of 1590 cm ^-1, The ratio of the integrated intensity of the first peak to the integrated intensity of the second peak was 0.23.

実施例８の非水電解質電池１０に対して、実施例１と同様にして、容量維持率と、正極材料層についての構成材料マッピング画像とを得た。実施例８の非水電解質電池１０の容量維持率、占有面積比、及び最近接粒子間距離比を以下の表２に示す。 For the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 8, a capacity retention ratio and a constituent material mapping image for the positive electrode material layer were obtained in the same manner as in Example 1. Table 2 below shows the capacity retention ratio, the occupied area ratio, and the closest particle distance ratio of the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 8.

また、実施例８の非水電解質電池の正極のエネルギー密度は、実施例１のそれと同様であった。 Further, the energy density of the positive electrode of the nonaqueous electrolyte battery of Example 8 was similar to that of Example 1.

更に、実施例８の非水電解質電池１０の正極材料層３ｂについて得られたラマンチャートから、実施例８の非水電解質電池１０の正極材料層３ｂは、１３５０ｃｍ^-1付近に現れた第１のピークの積分強度の１５９０ｃｍ^-1付近に現れた第２のピークの積分強度に対する比が０．２３である第２の成分を含んでいることが分かった。そのため、この第２の成分をグラファイトと同定した。
Further, from the Raman chart obtained for the positive electrode material layer 3b of the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 8, the first positive electrode material layer 3b of the nonaqueous electrolyte battery 10 of Example 8 appeared near 1350 cm ⁻¹ . It was found that the peak contained a second component having a ratio of 0.23 to the integrated intensity of the second peak which appeared near 1590 cm ^-1 of the integrated intensity of the peak. Therefore, this second component was identified as graphite.

表１及び表２から、実施例４〜実施例８の非水電解質電池１０は、実施例１〜実施例３の非水電解質電池１０と同様に、比較例１〜３の非水電解質電池１０よりも容量維持率に優れていたことがわかる。これは、実施例４〜実施例８の非水電解質電池１０でも、正極材料層についての構成材料マッピング画像において、アセチレンブラックの占有面積の正極活物質の占有面積に対する比が１．５以上５以下であるため、正極活物質の周りに第１の導電剤が均一に分散していたことが一因として考えられる。 From Table 1 and Table 2, the non-aqueous electrolyte batteries 10 of Examples 4 to 8 are the same as the non-aqueous electrolyte batteries 10 of Examples 1 to 3, respectively. It can be seen that the capacity retention ratio was superior to that of the above. This is because the ratio of the area occupied by acetylene black to the area occupied by the positive electrode active material in the non-aqueous electrolyte batteries 10 of Examples 4 to 8 is 1.5 to 5 in the constituent material mapping images for the positive electrode material layer. Therefore, it is considered that one reason is that the first conductive agent was uniformly dispersed around the positive electrode active material.

また、実施例１及び実施例４の結果から、実施例１及び実施例４の非水電解質電池１０は、正極活物質が異なっていたが、同様に容量維持率に優れており、正極のエネルギー密度が高かったことが分かる。 Further, from the results of Example 1 and Example 4, the nonaqueous electrolyte batteries 10 of Example 1 and Example 4 were different in the positive electrode active material, but were similarly excellent in the capacity retention rate, and It can be seen that the density was high.

また、実施例１、実施例５及び実施例６の結果から、実施例１、実施例５及び実施例６の非水電解質電池１０は、正極材料層における第１の導電剤が互いに異なっていたが、様に容量維持率に優れており、正極のエネルギー密度が高かったことが分かる。これは、実施例１、実施例５及び実施例６の非水電解質電池１０の第１の導電剤が、それぞれ、ラマンチャートにおける第１のピークの積分強度の第２のピークの積分強度に対する比が０．６より大きく１０以下である導電剤であったからである。 Also, from the results of Example 1, Example 5, and Example 6, the first conductive agents in the positive electrode material layers of the nonaqueous electrolyte batteries 10 of Example 1, Example 5, and Example 6 were different from each other. However, it can be seen that the capacity retention rate was excellent and the energy density of the positive electrode was high. This is because the first conductive agents of the nonaqueous electrolyte batteries 10 of Examples 1, 5 and 6 each have a ratio of the integrated intensity of the first peak to the integrated intensity of the second peak in the Raman chart. Is greater than 0.6 and not more than 10.

また、実施例１、実施例７及び実施例８の結果から、実施例１、実施例７及び実施例８の非水電解質電池１０は、正極材料層における第１の導電剤が互いに異なっていたが、同様に容量維持率に優れており、正極のエネルギー密度が高かったことが分かる。これは、実施例１、実施例７及び実施例８の非水電解質電池１０の第２の導電剤が、それぞれ、ラマンチャートにおける第１のピークの積分強度の第２のピークの積分強度に対する比が０より大きく０．６以下である導電剤であったからである。 From the results of Example 1, Example 7, and Example 8, the nonaqueous electrolyte batteries 10 of Example 1, Example 7, and Example 8 were different from each other in the first conductive agent in the positive electrode material layer. However, it was also found that the capacity retention rate was excellent and the energy density of the positive electrode was high. This is because the ratio of the integrated intensity of the first peak to the integrated intensity of the second peak in the Raman chart of each of the second conductive agents of the nonaqueous electrolyte batteries 10 of Example 1, Example 7, and Example 8 is different. Is larger than 0 and 0.6 or less.

以上に説明した少なくとも１つの実施形態及び実施例に係る非水電解質電池は、正極材料層についての構成材料マッピング画像において、第１の導電剤の占有面積の正極活物質の占有面積に対する比が１．５以上５以下であるため、正極活物質の周りに第１の導電剤が均一に分散している。そのおかげで、実施形態に係る非水電解質電池は、高いエネルギー密度と優れたサイクル特性とを示すことができる。 In the non-aqueous electrolyte batteries according to at least one of the embodiments and examples described above, the ratio of the occupied area of the first conductive agent to the occupied area of the positive electrode active material is 1 in the constituent material mapping image for the positive electrode material layer. Since it is not less than 0.5 and not more than 5, the first conductive agent is uniformly dispersed around the positive electrode active material. Thanks to this, the nonaqueous electrolyte battery according to the embodiment can exhibit high energy density and excellent cycle characteristics.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、原出願の出願当初の特許請求の範囲に記載していた発明を付記する。
［１］正極集電体及び前記正極集電体上に形成された正極材料層を含み、前記正極材料層が正極活物質と第１の導電剤とを含む正極と、負極と、非水電解質とを具備し、前記第１の導電剤は、前記正極材料層からラマン分光法により得られるラマンチャートにおいて、１３５０±１０ｃｍ^-1に現れるＤバンドと、１５９０±１０ｃｍ^-1に現れるＧバンドとを有し、前記Ｄバンドの積分強度の前記Ｇバンドの積分強度に対する比が０．６より大きく１０以下であり、前記ラマン分光法を用いて得られる前記正極材料層についての構成材料マッピング画像において、前記第１の導電剤の占有面積の前記正極活物質の占有面積に対する比が１．５以上５以下であることを特徴とする非水電解質電池。
［２］前記構成材料マッピング画像において、前記正極活物質の最近接粒子間距離と前記第１の導電剤の最近接粒子間距離との比が０．９以上１．１以下であることを特徴とする［１］に記載の非水電解質電池。
［３］前記第１の導電剤の前記占有面積の前記正極活物質の前記占有面積に対する前記比が１．７以上３．５以下であることを特徴とする［２］に記載の非水電解質電池。
［４］第１の導電剤は、カーボンブラック、活性炭及びカーボンファイバーからなる群より選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする［２］に記載の非水電解質電池。
［５］前記正極材料層が第２の導電剤を更に含み、前記第２の導電剤は、前記正極材料層から前記ラマン分光法により得られる前記ラマンチャートにおいて、１３５０±１０ｃｍ^-1に現れるＤバンドと、１５９０±１０ｃｍ^-1に現れるＧバンドとを有し、前記Ｄバンドの積分強度の前記Ｇバンドの積分強度に対する比が０より大きく０．６以下であることを特徴とする［２］に記載の非水電解質電池。
［６］前記第２の導電剤はグラファイト及びグラフェンからなる群より選択される少なくとも１種を含むことを特徴とする［５］に記載の非水電解質電池。
［７］前記正極活物質が、一般式Ｌｉ_yＮｉ_1-c-dＣｏ_cＭｎ_dＭ_ｅＯ₂（式中、各符号は、それぞれ、０．９＜ｙ≦１．２５、０＜ｃ≦０．３、０＜ｄ≦０．４５、０≦ｅ≦０．１であり、Ｍは、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｃａ及びＳｎからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を表す）で表される酸化物を含むことを特徴とする［２］に記載の非水電解質電池。 While some embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the inventions. These new embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and their equivalents.
In the following, the invention described in the claims at the time of filing the original application is additionally described.
[1] A positive electrode including a positive electrode current collector and a positive electrode material layer formed on the positive electrode current collector, wherein the positive electrode material layer includes a positive electrode active material and a first conductive agent, a negative electrode, and a nonaqueous electrolyte. The first conductive agent has a D band appearing at 1350 ± 10 cm ⁻¹ and a G band appearing at 1590 ± 10 cm ⁻¹ in a Raman chart obtained by Raman spectroscopy from the positive electrode material layer. Having a ratio of the integrated intensity of the D band to the integrated intensity of the G band is greater than 0.6 and equal to or less than 10, and in the constituent material mapping image for the positive electrode material layer obtained by using the Raman spectroscopy, A nonaqueous electrolyte battery, wherein a ratio of an occupied area of the first conductive agent to an occupied area of the positive electrode active material is 1.5 or more and 5 or less.
[2] In the constituent material mapping image, a ratio of a distance between closest particles of the positive electrode active material and a distance between closest particles of the first conductive agent is 0.9 or more and 1.1 or less. Non-aqueous electrolyte battery according to [1].
[3] The nonaqueous electrolyte according to [2], wherein the ratio of the occupied area of the first conductive agent to the occupied area of the positive electrode active material is 1.7 or more and 3.5 or less. battery.
[4] The nonaqueous electrolyte battery according to [2], wherein the first conductive agent includes at least one selected from the group consisting of carbon black, activated carbon, and carbon fiber.
[5] The positive electrode material layer further includes a second conductive agent, and the second conductive agent has a D ^value appearing at 1350 ± 10 cm ⁻¹ in the Raman chart obtained from the positive electrode material layer by the Raman spectroscopy. A band and a G band appearing at 1590 ± 10 cm ⁻¹ , wherein the ratio of the integrated intensity of the D band to the integrated intensity of the G band is greater than 0 and 0.6 or less [2]. 3. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1.
[6] The non-aqueous electrolyte battery according to [5], wherein the second conductive agent includes at least one selected from the group consisting of graphite and graphene.
[7] The positive electrode active material, in the general formula _{_{_{Li y Ni 1-cd Co c}}} Mn d M e O 2 ( wherein each symbol respectively, 0.9 <y ≦ 1.25,0 <c ≦ 0 0.3, 0 <d ≦ 0.45, 0 ≦ e ≦ 0.1, and M is at least one element selected from the group consisting of Mg, Al, Si, Ti, Zn, Zr, Ca and Sn. The nonaqueous electrolyte battery according to [2], comprising an oxide represented by the following formula:

１０…非水電解質電池、１…容器、２…電極群、３…正極、３ａ…正極集電体、３ｂ…正極材料層、３２…正極活物質、４…負極、４ａ…負極集電体、４ｂ…負極材料層、５…セパレータ、６…正極端子、７…負極端子。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Nonaqueous electrolyte battery, 1 ... Container, 2 ... Electrode group, 3 ... Positive electrode, 3a ... Positive electrode current collector, 3b ... Positive electrode material layer, 32 ... Positive electrode active material, 4 ... Negative electrode, 4a ... Negative electrode current collector, 4b: negative electrode material layer, 5: separator, 6: positive electrode terminal, 7: negative electrode terminal.

Claims

A positive electrode current collector and a positive electrode material layer formed on the positive electrode current collector, wherein the positive electrode material layer includes a positive electrode active material and a first conductive agent,
The first conductive agent has a D band appearing at 1350 ± 10 cm ⁻¹ and a G band appearing at 1590 ± 10 cm ⁻¹ in a Raman chart obtained from the positive electrode material layer by Raman spectroscopy. The ratio of the integrated intensity of the band to the integrated intensity of the G band is greater than 0.6 and 10 or less;
In the constituent material mapping image of the positive electrode material layer obtained by using the Raman spectroscopy, the ratio of the occupied area of the first conductive agent to the occupied area of the positive electrode active material is 1.5 or more and 5 or less,
The ratio of the occupied area of the first conductive agent to the occupied area of the positive electrode active material is obtained from an existing ratio of the first conductive agent and the positive electrode active material expressed in the constituent material mapping image. ,
The positive electrode, wherein in the constituent material mapping image, a ratio of a distance between closest particles of the positive electrode active material and a distance between closest particles of the first conductive agent is 0.9 or more and 1.1 or less.

The positive electrode according to claim 1, wherein the ratio of the occupied area of the first conductive agent to the occupied area of the positive electrode active material is 1.7 or more and 3.5 or less.

The positive electrode according to claim 1, wherein the first conductive agent includes at least one selected from the group consisting of carbon black, activated carbon, and carbon fiber.

The positive electrode material layer further includes a second conductive agent,
The second conductive agent, in the Raman chart from the positive electrode material layer obtained by the Raman spectroscopy has a D band appearing at 1350 ± 10 cm ^-1, and a G band appearing at 1590 ± 10 cm ^-1, The positive electrode according to any one of claims 1 to 3, wherein a ratio of the integrated intensity of the D band to the integrated intensity of the G band is greater than 0 and 0.6 or less.

The positive electrode according to claim 4, wherein the second conductive agent includes at least one selected from the group consisting of graphite and graphene.

The positive electrode active material, in the general formula _{_{_{Li y Ni 1-cd Co c}}} Mn d M e O 2 ( wherein each symbol respectively, 0.9 <y ≦ 1.25,0 <c ≦ 0.3, 0 <d ≦ 0.45, 0 ≦ e ≦ 0.1, and M represents at least one element selected from the group consisting of Mg, Al, Si, Ti, Zn, Zr, Ca and Sn. The positive electrode according to any one of claims 1 to 5, comprising an oxide represented by the following formula: