JP6676289B2 - Positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

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Description

本発明は、非水電解質二次電池用正極に関する。   The present invention relates to a positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery.

現在、携帯電話などの携帯機器向けに利用される、リチウムイオン二次電池をはじめとする非水電解質二次電池等の電気デバイスが商品化されている。非水電解質二次電池等の電気デバイスは、一般的に、正極活物質等を集電体に塗布した正極と、負極活物質等を集電体に塗布した負極とが、セパレータに非水電解液または非水電解質ゲルを保持した電解質層を介して接続された構成を有している。そして、リチウムイオン等のイオンが電極活物質中に吸蔵・放出されることにより、電池の充放電反応が起こる。   At present, electric devices such as non-aqueous electrolyte secondary batteries such as lithium ion secondary batteries used for mobile devices such as mobile phones have been commercialized. In general, an electric device such as a non-aqueous electrolyte secondary battery includes a positive electrode in which a positive electrode active material or the like is applied to a current collector and a negative electrode in which a negative electrode active material or the like is applied to a current collector. It is configured to be connected via an electrolyte layer holding a liquid or a non-aqueous electrolyte gel. Then, ions such as lithium ions are occluded and released in the electrode active material, and a charge / discharge reaction of the battery occurs.

ところで、近年、地球温暖化に対処するために二酸化炭素量を低減することが求められている。そこで、環境負荷の少ない非水電解質二次電池等の電気デバイスは、携帯機器等だけでなく、ハイブリッド自動車(HEV)、電気自動車(EV)、および燃料電池自動車等の電動車両の電源装置にも利用されつつある。   By the way, in recent years, it has been required to reduce the amount of carbon dioxide to cope with global warming. Therefore, electric devices such as non-aqueous electrolyte secondary batteries having a low environmental load are used not only in portable devices and the like but also in power supply devices for electric vehicles such as hybrid vehicles (HEV), electric vehicles (EV), and fuel cell vehicles. It is being used.

なかでも、電動車両への適用を指向した非水電解質二次電池は、高出力および高容量であることが求められる。電動車両用の非水電解質二次電池の正極に使用する正極活物質としては、例えばLiCoO等の層状結晶構造の複合酸化物であるリチウムコバルト系複合酸化物が、4V級の高電圧を得ることができ、かつ高いエネルギー密度を有することから、既に広く実用化されている。しかし、その原料であるコバルトは、資源的にも乏しく高価であるため、今後も大幅に需要が拡大してゆく可能性を考えると、原料供給の面で不安がある。また、コバルトの原料価格が高騰する可能性もある。そこで、コバルトの含有比率の少ない複合酸化物が望まれている。 Above all, non-aqueous electrolyte secondary batteries intended for application to electric vehicles are required to have high output and high capacity. As a positive electrode active material used for a positive electrode of a nonaqueous electrolyte secondary battery for an electric vehicle, for example, a lithium cobalt-based composite oxide such as LiCoO 2 , which is a composite oxide having a layered crystal structure, obtains a high voltage of 4V class. And has a high energy density, so that it has already been widely put to practical use. However, the raw material, cobalt, is scarce in terms of resources and is expensive, so there is concern about the supply of raw materials in view of the possibility that demand will continue to expand significantly in the future. Also, the price of cobalt raw materials may rise. Therefore, a composite oxide having a low cobalt content is desired.

スピネル系リチウムマンガン複合酸化物(例えばLiMn等)は安価かつ安全性が高く、λ−MnOとの組成間で4V級の正極材料として機能する。スピネル系リチウムマンガン複合酸化物はLiCoO等が有するような層状結晶構造とは異なる3次元のホスト構造を有することから、理論容量のほとんどが使用可能であり、容量維持率に優れることが期待されている。 Spinel-based lithium manganese composite oxides (eg, LiMn 2 O 4 ) are inexpensive and highly safe, and function as a 4V-class positive electrode material between compositions with λ-MnO 2 . Since the spinel-based lithium manganese composite oxide has a three-dimensional host structure different from the layered crystal structure such as that of LiCoO 2 or the like, most of the theoretical capacity can be used, and it is expected that the capacity retention rate is excellent. ing.

しかしながら、実際にはスピネル系リチウムマンガン複合酸化物を正極材料として用いたリチウムイオン二次電池は、充放電を繰り返すことによって徐々に容量が低下していく容量劣化が避けられないことが確認されている。このように、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物はその容量維持率の低さより、実用化には大きな問題が残されていた。   However, in practice, it has been confirmed that a lithium ion secondary battery using a spinel-based lithium manganese composite oxide as a positive electrode material is inevitably subject to capacity deterioration in which the capacity gradually decreases due to repeated charging and discharging. I have. As described above, the spinel-based lithium manganese composite oxide has a large problem in practical use due to its low capacity retention rate.

そこで、かようなスピネル系リチウムマンガン複合酸化物の低い容量維持率の課題を解決する技術として、比表面積がより小さなスピネル系リチウムマンガン複合酸化物を正極活物質として用いる技術が提案されている。   Therefore, as a technique for solving such a problem of a low capacity retention rate of the spinel-based lithium manganese composite oxide, a technique using a spinel-based lithium manganese composite oxide having a smaller specific surface area as a positive electrode active material has been proposed.

例えば、特許文献1には、リチウムを過剰に含み、フッ素又は硫黄を含み、かつ比表面積が0.5m/g以下であるスピネル系リチウムマンガン複合酸化物を正極活物質として用いることが開示されている。また、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物は、結晶構造中に占める酸素欠損部にフッ素または硫黄がドープした安定な結晶構造を有すること、過剰なリチウムを含有することに起因する小さな結晶サイズを有すること、および二次粒子が滑らかな表面を有することが開示されている。さらに、かようなスピネル系リチウムマンガン複合酸化物をリチウムイオン二次電池の正極活物質として用いることで、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物からのマンガンの溶出が抑制され、リチウムイオン二次電池の充放電サイクル寿命特性(容量維持率)が改善することが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses that a spinel-based lithium manganese composite oxide containing an excessive amount of lithium, containing fluorine or sulfur, and having a specific surface area of 0.5 m 2 / g or less is used as a positive electrode active material. ing. In addition, the spinel-based lithium-manganese composite oxide must have a stable crystal structure in which fluorine or sulfur is doped in oxygen vacancies occupying the crystal structure, and have a small crystal size caused by containing excessive lithium. , And that the secondary particles have a smooth surface. Furthermore, by using such a spinel-based lithium manganese composite oxide as a positive electrode active material of a lithium ion secondary battery, elution of manganese from the spinel-based lithium manganese composite oxide is suppressed, and charging of the lithium ion secondary battery is performed. It is disclosed that the discharge cycle life characteristics (capacity maintenance rate) are improved.

特開2002−373655号公報JP-A-2002-373655

しかしながら、本発明者らの検討によって、特許文献1に記載の技術を用いた非水電解質二次電池は容量特性が十分ではないことが判明した。そこで、容量特性の向上のため、リチウムニッケル系複合酸化物およびスピネル系リチウムマンガン複合酸化物を含む正極活物質の混合を試みたところ、数百サイクルの容量維持率について、十分な性能が得られない場合があるという新たな課題を見出した。   However, examinations by the present inventors have revealed that a nonaqueous electrolyte secondary battery using the technique described in Patent Document 1 has insufficient capacity characteristics. Therefore, to improve the capacity characteristics, we attempted to mix positive electrode active materials containing lithium nickel-based composite oxide and spinel-based lithium manganese composite oxide.As a result, sufficient performance was obtained for the capacity retention rate of several hundred cycles. I found a new issue that may not exist.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、非水電解質二次電池の容量維持率を改善しうる、非水電解質二次電池用正極の提供を目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery that can improve the capacity retention of the non-aqueous electrolyte secondary battery.

本発明者らは、鋭意研究を積み重ねた。その結果、正極活物質中に含まれる、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の比表面積が一定の値未満であり、かつリチウムニッケル系複合酸化物およびスピネル系リチウムマンガン複合酸化物の質量比ならびに比表面積比が所定の関係を有することで、上記課題が解決されうることを見出し、本発明を完成させるに至った。   The present inventors have intensively studied. As a result, the specific surface area of the spinel lithium manganese composite oxide contained in the positive electrode active material is less than a certain value, and the mass ratio and specific surface area of the lithium nickel composite oxide and the spinel lithium manganese composite oxide It has been found that the above problem can be solved by the ratio having a predetermined relationship, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明の一形態によれば、
正極集電体と、前記正極集電体の表面に形成され、リチウムニッケル系複合酸化物およびスピネル系リチウムマンガン複合酸化物を含む正極活物質を含む正極活物質層と、を有し、
前記スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の比表面積が0超過0.75m/g未満であり、
前記リチウムニッケル系複合酸化物の質量に対する前記スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の質量の比(スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の質量/リチウムニッケル系複合酸化物の質量)で表される混合比をAとし、かつ、
前記リチウムニッケル系複合酸化物の比表面積に対する前記スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の前記比表面積の比(スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の比表面積/リチウムニッケル系複合酸化物の比表面積)で表される比表面積比をBとしたときに、
前記Aが0超過3.00未満であり、
前記Bに対する前記Aの比(混合比A/比表面積比B)であるA/Bが、0.40超過である、非水電解質二次電池用正極が提供される。
That is, according to one aspect of the present invention,
A positive electrode current collector, and a positive electrode active material layer formed on the surface of the positive electrode current collector and including a positive electrode active material including a lithium nickel composite oxide and a spinel lithium manganese composite oxide,
The specific surface area of the spinel-based lithium manganese composite oxide is more than 0 and less than 0.75 m 2 / g;
The mixing ratio represented by the ratio of the mass of the spinel lithium manganese composite oxide to the mass of the lithium nickel composite oxide (the mass of the spinel lithium manganese composite oxide / the mass of the lithium nickel composite oxide) is represented by A And
It is represented by the ratio of the specific surface area of the spinel lithium manganese composite oxide to the specific surface area of the lithium nickel composite oxide (specific surface area of spinel lithium manganese composite oxide / specific surface area of lithium nickel composite oxide). When the specific surface area ratio is B,
A is greater than 0 and less than 3.00,
A positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery is provided, wherein A / B, which is the ratio of A to B (mixing ratio A / specific surface area ratio B), is greater than 0.40.

本発明によれば、非水電解質二次電池の容量維持率を改善しうる、非水電解質二次電池用正極が提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary batteries which can improve the capacity maintenance rate of a non-aqueous electrolyte secondary battery can be provided.

本発明の一形態に係る非水電解質二次電池用正極を含む非水電解質二次電池の一実施形態である、扁平型(積層型)の双極型でない非水電解質リチウムイオン二次電池の基本構成を示す断面概略図である。Basics of a flat (laminated) non-aqueous non-aqueous non-aqueous electrolyte lithium ion secondary battery which is one embodiment of a non-aqueous electrolyte secondary battery including the positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to one embodiment of the present invention FIG. 2 is a schematic sectional view showing a configuration. 本発明の一形態に係る非水電解質二次電池用正極を含む非水電解質二次電池の代表的な実施形態である扁平なリチウムイオン二次電池の外観を表した斜視図である。1 is a perspective view showing the appearance of a flat lithium ion secondary battery which is a typical embodiment of a nonaqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to one embodiment of the present invention.

本発明の一形態によれば、正極集電体と、前記正極集電体の表面に形成され、リチウムニッケル系複合酸化物およびスピネル系リチウムマンガン複合酸化物を含む正極活物質を含む正極活物質層と、を有し、前記スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の比表面積が0超過0.75m/g未満であり、前記リチウムニッケル系複合酸化物の質量に対する前記スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の質量の比(スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の質量/リチウムニッケル系複合酸化物の質量)で表される混合比をAとし、かつ、前記リチウムニッケル系複合酸化物の比表面積に対する前記スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の前記比表面積の比(スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の比表面積/リチウムニッケル系複合酸化物の比表面積)で表される比表面積比をBとしたときに、前記Aが0超過3.00未満であり、前記Bに対する前記Aの比(混合比A/比表面積比B)であるA/Bが、0.40超過である、非水電解質二次電池用正極が提供される。 According to one embodiment of the present invention, a positive electrode current collector and a positive electrode active material formed on a surface of the positive electrode current collector and including a positive electrode active material including a lithium nickel-based composite oxide and a spinel-based lithium manganese composite oxide A specific surface area of the spinel-based lithium manganese composite oxide is more than 0 and less than 0.75 m 2 / g, and the spinel-based lithium manganese composite oxide is based on the mass of the lithium nickel-based composite oxide. The mixing ratio represented by the mass ratio (mass of spinel-based lithium-manganese composite oxide / mass of lithium-nickel-based composite oxide) is A, and the spinel-based lithium is based on the specific surface area of the lithium-nickel-based composite oxide. Ratio of the specific surface area of the manganese composite oxide (specific surface area of spinel-based lithium manganese composite oxide / lithium nickel-based composite acid When the specific surface area ratio represented by the specific surface area (B) is B, the A is more than 0 and less than 3.00, and is the ratio of the A to the B (mixing ratio A / specific surface area ratio B). Provided is a positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein A / B is greater than 0.40.

本発明者らは、本発明の一形態にかかる非水電解質二次電池用正極により、これを含む非水電解質二次電池の容量維持率が改善するメカニズムについて、以下のように推測している。   The present inventors speculate as follows regarding the mechanism by which the positive electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to one embodiment of the present invention improves the capacity retention of a nonaqueous electrolyte secondary battery including the same. .

非水電解質二次電池用正極活物質として、マンガンの溶出を抑制するために、比表面積が一定の値未満であるスピネル系リチウムマンガン複合酸化物を使用する。そして、非水電解質二次電池用正極活物質として、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物と共に、さらにリチウムニッケル系複合酸化物を使用する。このとき、混合比Aの値を一定の値未満とすることで、正極活物質中のスピネル系リチウムマンガン複合酸化物の含有量が相対的に小さくなり、マンガンの溶出による電池容量の劣化が減少する。   As a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, a spinel-based lithium manganese composite oxide having a specific surface area of less than a certain value is used in order to suppress the elution of manganese. Then, as the positive electrode active material for the non-aqueous electrolyte secondary battery, a lithium nickel composite oxide is further used together with the spinel lithium manganese composite oxide. At this time, by making the value of the mixing ratio A less than a certain value, the content of the spinel-based lithium manganese composite oxide in the positive electrode active material becomes relatively small, and the deterioration of the battery capacity due to the elution of manganese is reduced. I do.

さらに、かようなリチウムニッケル系複合酸化物およびスピネル系リチウムマンガン複合酸化物を含む正極活物質を用いた非水電解質二次電池において、過放電による正極活物質の劣化を抑制することで、さらなる容量維持率の改善が可能となる。   Furthermore, in a non-aqueous electrolyte secondary battery using a positive electrode active material containing such a lithium nickel-based composite oxide and a spinel-based lithium manganese composite oxide, by suppressing the deterioration of the positive electrode active material due to overdischarge, The capacity retention rate can be improved.

過放電は、リチウムニッケル系複合酸化物と、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物との、放電時のリチウムイオンの受け入れ性の違いに起因して発生する。一般的に、リチウムニッケル系複合酸化物は、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物よりも、充電時にリチウムイオンを放出し易く、放電時にリチウムイオンを受け入れ難い。これより、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物は、放電時に、充電時に自身が放出したリチウムイオンに加え、リチウムニッケル系複合酸化物が放出したリチウムイオンも受け入れることとなる。そして、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物は、過剰に受け入れたリチウムイオンとの間で不可逆反応が生じることで、容量維持率が低下する。   Overdischarge occurs due to a difference in acceptability of lithium ions during discharge between the lithium nickel composite oxide and the spinel lithium manganese composite oxide. In general, lithium nickel-based composite oxides are easier to release lithium ions at the time of charging and less likely to accept lithium ions at the time of discharging than spinel-based lithium manganese composite oxides. As a result, the spinel-based lithium manganese composite oxide accepts the lithium ions emitted by the lithium nickel-based composite oxide in addition to the lithium ions emitted by the spinel-based composite oxide during charging. The spinel-based lithium manganese composite oxide undergoes an irreversible reaction with lithium ions that have been excessively received, thereby lowering the capacity retention.

ここで、本発明の一形態に係る非水電解質二次電池用正極は、比表面積比Bに対する混合比Aの比(混合比A/比表面積比B)であるA/Bが所定の値よりも大きい。ここで、混合比Aの値が大きくなること、および/または比表面積比Bの値が小さくなることで、A/Bの値は大きくなる。ここで、混合比Aの値が大きくなるとき、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の含有量が相対的に大きくなる。そして、充電時に正極活物質から放出される過剰なリチウムイオンが減少して、過放電の発生が抑制される。また、比表面積比Bの値が小さくなるとき、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の比表面積が相対的に小さくなる。そして、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物が受け入れるリチウムイオンの量が減少して、過放電の発生が抑制される。これより、A/Bを一定の値よりも大きくすることで、充電時に放出されるリチウムイオンの量、および放電時にスピネル系リチウムマンガン複合酸化物が受け入れるリチウムイオンの量の関係が最適となる。その結果、かような正極活物質は、過放電の発生を抑制することができ、非水電解質二次電池の容量維持率が改善する。   Here, in the positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to one embodiment of the present invention, A / B, which is the ratio of the mixing ratio A to the specific surface area ratio B (mixing ratio A / specific surface area ratio B), is higher than a predetermined value. Is also big. Here, as the value of the mixing ratio A increases and / or the value of the specific surface area ratio B decreases, the value of A / B increases. Here, when the value of the mixing ratio A increases, the content of the spinel-based lithium manganese composite oxide relatively increases. Then, excessive lithium ions released from the positive electrode active material during charging are reduced, and the occurrence of overdischarge is suppressed. Further, when the value of the specific surface area ratio B becomes smaller, the specific surface area of the spinel-based lithium manganese composite oxide becomes relatively smaller. Then, the amount of lithium ions accepted by the spinel-based lithium manganese composite oxide decreases, and the occurrence of overdischarge is suppressed. Thus, by making A / B larger than a certain value, the relationship between the amount of lithium ions released during charging and the amount of lithium ions accepted by the spinel-based lithium manganese composite oxide during discharging becomes optimal. As a result, such a positive electrode active material can suppress occurrence of overdischarge and improve the capacity retention of the nonaqueous electrolyte secondary battery.

なお、上記メカニズムは推測に基づくものであり、その正誤が本形態の技術的範囲に影響を及ぼすものではない。   The above mechanism is based on a guess, and its correctness does not affect the technical scope of the present embodiment.

以下、本発明の一形態に係る非水電解質二次電池用正極を含む非水電解質二次電池の好ましい実施形態として、主に非水電解質二次電池の一種である非水電解質リチウムイオン二次電池について説明するが、以下の実施形態のみには制限されない。   Hereinafter, as a preferred embodiment of a non-aqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to one embodiment of the present invention, a non-aqueous electrolyte lithium ion secondary battery that is mainly a type of non-aqueous electrolyte secondary battery The battery will be described, but is not limited to only the following embodiment.

また、本明細書において、範囲を示す「X〜Y」は「X以上Y以下」を意味する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。   In this specification, “X to Y” indicating a range means “X or more and Y or less”. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. In addition, the dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of description, and may be different from the actual ratios.

本発明の一形態に係る非水電解質二次電池用正極を含む非水電解質二次電池の構成としては、例えば、正極活物質層と正極集電体からなる正極と、負極活物質層と負極集電体からなる負極と、電解質とを含むものを挙げることができる。ここで、電解質は、セパレータに含まれる形であってもよい。しかしながら、本発明の一形態に係る非水電解質二次電池用正極は、この構成に限定されず、他の公知の構成の非水電解質二次電池にも好ましく適用することができる。   The configuration of the nonaqueous electrolyte secondary battery including the positive electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to one embodiment of the present invention includes, for example, a positive electrode including a positive electrode active material layer and a positive electrode current collector, a negative electrode active material layer, and a negative electrode. Examples include a negative electrode including a current collector and an electrolyte. Here, the electrolyte may be in a form included in the separator. However, the positive electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to one embodiment of the present invention is not limited to this configuration, and can be preferably applied to a nonaqueous electrolyte secondary battery having another known configuration.

図1は、扁平型(積層型)の双極型ではない非水電解質リチウムイオン二次電池(以下、単に「積層型電池」ともいう)の基本構成を模式的に表した断面概略図である。図1に示すように、本実施形態の積層型電池10は、実際に充放電反応が進行する略矩形の発電要素21が、外装体である電池外装材29の内部に封止された構造を有する。ここで、発電要素21は、正極と、セパレータ17と、負極とを積層した構成を有している。なお、セパレータ17は、非水電解質(例えば、液体電解質)を内蔵している。正極は、正極集電体12の両面に正極活物質層15が配置された構造を有する。負極は、負極集電体11の両面に負極活物質層13が配置された構造を有する。具体的には、1つの正極活物質層15とこれに隣接する負極活物質層13とが、セパレータ17を介して対向するようにして、負極、電解質層および正極がこの順に積層されている。これにより、隣接する正極、電解質層および負極は、1つの単電池層19を構成する。したがって、図1に示す積層型電池10は、単電池層19が複数積層されることで、電気的に並列接続されてなる構成を有するともいえる。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing a basic configuration of a flat (laminated) non-aqueous electrolyte non-aqueous electrolyte lithium ion secondary battery (hereinafter, also simply referred to as a “laminated battery”). As shown in FIG. 1, the stacked battery 10 of the present embodiment has a structure in which a substantially rectangular power generation element 21 in which a charge / discharge reaction actually proceeds is sealed inside a battery exterior material 29 which is an exterior body. Have. Here, the power generation element 21 has a configuration in which a positive electrode, a separator 17, and a negative electrode are stacked. The separator 17 contains a non-aqueous electrolyte (for example, a liquid electrolyte). The positive electrode has a structure in which a positive electrode active material layer 15 is disposed on both surfaces of a positive electrode current collector 12. The negative electrode has a structure in which a negative electrode active material layer 13 is disposed on both surfaces of a negative electrode current collector 11. Specifically, the negative electrode, the electrolyte layer, and the positive electrode are stacked in this order such that one positive electrode active material layer 15 and the negative electrode active material layer 13 adjacent thereto are opposed via the separator 17. Thereby, the adjacent positive electrode, electrolyte layer, and negative electrode constitute one unit cell layer 19. Therefore, it can be said that the stacked battery 10 illustrated in FIG. 1 has a configuration in which a plurality of unit cell layers 19 are stacked to be electrically connected in parallel.

なお、発電要素21の両最外層に位置する最外層正極集電体には、いずれも片面のみに負極活物質層13が配置されているが、両面に活物質層が設けられてもよい。すなわち、片面にのみ活物質層を設けた最外層専用の集電体とするのではなく、両面に活物質層がある集電体をそのまま最外層の集電体として用いてもよい。また、図1とは正極および負極の配置を逆にすることで、発電要素21の両最外層に最外層正極集電体が位置するようにし、該最外層正極集電体の片面または両面に正極活物質層が配置されているようにしてもよい。   In each of the outermost layer positive electrode current collectors located on both outermost layers of the power generation element 21, the negative electrode active material layer 13 is disposed only on one surface, but the active material layers may be provided on both surfaces. That is, a current collector having an active material layer on both surfaces may be used as it is as an outermost current collector, instead of a current collector dedicated to the outermost layer having an active material layer provided only on one surface. In addition, the arrangement of the positive electrode and the negative electrode is reversed from that in FIG. 1 so that the outermost layer positive electrode current collector is located on both outermost layers of the power generating element 21, and one or both surfaces of the outermost layer positive electrode current collector are provided. A positive electrode active material layer may be provided.

正極集電体12および負極集電体11は、各電極(正極および負極)と導通される正極集電板(タブ)27および負極集電板(タブ)25がそれぞれ取り付けられ、電池外装材29の端部に挟まれるようにして電池外装材29の外部に導出される構造を有している。正極集電板27および負極集電板25はそれぞれ、必要に応じて正極リードおよび負極リード(図示せず)を介して、各電極の正極集電体11および負極集電体12に超音波溶接や抵抗溶接等により取り付けられていてもよい。   The positive electrode current collector 12 and the negative electrode current collector 11 are respectively provided with a positive electrode current collector (tab) 27 and a negative electrode current collector (tab) 25 that are electrically connected to each electrode (positive electrode and negative electrode). And is led out of the battery exterior material 29 so as to be sandwiched between the ends of the battery. The positive electrode current collector 27 and the negative electrode current collector 25 are each ultrasonically welded to the positive electrode current collector 11 and the negative electrode current collector 12 of each electrode via a positive electrode lead and a negative electrode lead (not shown) as necessary. Or may be attached by resistance welding or the like.

なお、図1では、扁平型(積層型)の双極型ではない積層型電池を示したが、集電体の一方の面に電気的に結合した正極活物質層と、集電体の反対側の面に電気的に結合した負極活物質層と、を有する双極型電極を含む双極型電池であってもよい。この場合、一の集電体が正極集電体および負極集電体を兼ねることとなる。   Note that FIG. 1 illustrates a stacked (stacked) battery that is not a bipolar battery, but includes a positive electrode active material layer electrically connected to one surface of a current collector and an opposite side of the current collector. And a negative electrode active material layer electrically coupled to the surface of the negative electrode. In this case, one current collector also serves as a positive electrode current collector and a negative electrode current collector.

以下、各部材について、さらに詳細に説明する。   Hereinafter, each member will be described in more detail.

[非水電解質二次電池用正極]
非水電解質二次電池用正極は、正極集電体と、前記正極集電体の表面に形成された正極活物質層とを有するものである。
[Positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery]
The positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery has a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer formed on the surface of the positive electrode current collector.

(正極集電体)
正極集電体を構成する材料に特に制限はないが、好適には金属が用いられる。具体的には、金属としては、アルミニウム、ニッケル、鉄、ステンレス、チタン、銅、その他合金等などが挙げられる。これらのほか、ニッケルとアルミニウムとのクラッド材、銅とアルミニウムとのクラッド材、またはこれらの金属の組み合わせのめっき材などが好ましく用いられうる。また、金属表面にアルミニウムが被覆されてなる箔であってもよい。なかでも、電子伝導性や電池作動電位の観点からは、アルミニウム、ステンレス、銅が好ましい。
(Positive electrode current collector)
The material constituting the positive electrode current collector is not particularly limited, but preferably a metal is used. Specifically, examples of the metal include aluminum, nickel, iron, stainless steel, titanium, copper, and other alloys. In addition, a clad material of nickel and aluminum, a clad material of copper and aluminum, or a plated material of a combination of these metals can be preferably used. Further, a foil having a metal surface coated with aluminum may be used. Among them, aluminum, stainless steel, and copper are preferable from the viewpoint of electron conductivity and battery operating potential.

集電体の大きさは、電池の使用用途に応じて決定される。例えば、高エネルギー密度が要求される大型の電池に用いられるのであれば、面積の大きな集電体が用いられる。集電体の厚さについても特に制限はない。集電体の厚さは、通常は1〜100μm程度である。   The size of the current collector is determined according to the intended use of the battery. For example, if it is used for a large battery requiring a high energy density, a current collector having a large area is used. There is no particular limitation on the thickness of the current collector. The thickness of the current collector is usually about 1 to 100 μm.

また、後述の負極において、負極集電体を用いる場合も、上記と同様のものを用いることができる。   Further, when a negative electrode current collector is used in a negative electrode described later, the same one as described above can be used.

(正極活物質層)
正極活物質層は、正極活物質を含む。本形態において、正極活物質は、リチウムニッケル系複合酸化物およびスピネル系リチウムマンガン複合酸化物を必須に含む。
(Positive electrode active material layer)
The positive electrode active material layer contains a positive electrode active material. In this embodiment, the positive electrode active material essentially includes a lithium nickel composite oxide and a spinel lithium manganese composite oxide.

ここで、正極活物質は、リチウムニッケル系複合酸化物の質量に対するスピネル系リチウムマンガン複合酸化物の質量の比(スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の質量/リチウムニッケル系複合酸化物の質量)で表される混合比Aが0超過3.00未満である。   Here, the positive electrode active material is represented by a ratio of the mass of the spinel lithium manganese composite oxide to the mass of the lithium nickel composite oxide (the mass of the spinel lithium manganese composite oxide / the mass of the lithium nickel composite oxide). The mixing ratio A is more than 0 and less than 3.00.

混合比Aが0であるとき、正極活物質は、リチウムニッケル系複合酸化物のみからなる。かような正極活物質を用いた非水電解質リチウムイオン二次電池は、低SOC(State Of Charge)側での出力特性が低いという問題がある。また、混合比Aが3.00以上であるとき、正極活物質は、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物を相対的に多く含むことになる。かような正極活物質を用いた非水電解質リチウムイオン二次電池は、マンガンの溶出による正極活物質の劣化の程度が大きくなることから、十分な容量維持率が得られない。   When the mixing ratio A is 0, the positive electrode active material consists only of a lithium nickel-based composite oxide. The non-aqueous electrolyte lithium ion secondary battery using such a positive electrode active material has a problem that output characteristics on a low SOC (State Of Charge) side are low. When the mixing ratio A is 3.00 or more, the positive electrode active material contains a relatively large amount of the spinel-based lithium manganese composite oxide. A non-aqueous electrolyte lithium ion secondary battery using such a positive electrode active material cannot obtain a sufficient capacity retention rate because the degree of deterioration of the positive electrode active material due to elution of manganese increases.

さらに、混合比Aが3.00未満の範囲で、混合比Aの値が大きくなることで、容量維持率がさらに改善する。混合比Aの値が大きくなると、正極活物質中において、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物よりも単位質量あたりの充電時のリチウムイオンの放出量が多いリチウムニッケル系複合酸化物の含有量が、相対的に減少する。これより、容量維持率のさらなる改善は、充電時に正極活物質から放出される過剰なリチウムイオンが減少することにより、過放電の発生がさらに抑制されたことに起因すると考えられる。かような容量維持率の観点から、混合比Aは0.25以上3.00未満であることが好ましい。   Furthermore, when the mixture ratio A is less than 3.00, the value of the mixture ratio A is increased, so that the capacity retention ratio is further improved. When the value of the mixing ratio A increases, the content of the lithium-nickel-based composite oxide in the positive electrode active material, in which the amount of lithium ions released upon charging per unit mass is larger than that of the spinel-based lithium-manganese composite oxide, is relatively high. Decrease. From this, it is considered that the further improvement of the capacity retention ratio is caused by the fact that excessive lithium ions released from the positive electrode active material during charging are reduced, thereby further suppressing the occurrence of overdischarge. From the viewpoint of such a capacity retention ratio, the mixing ratio A is preferably 0.25 or more and less than 3.00.

よって、本発明の好ましい他の態様は、混合比Aが0.25超過3.00未満である、非水電解質二次電池用正極である。   Therefore, another preferred embodiment of the present invention is a positive electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery, wherein the mixing ratio A is more than 0.25 and less than 3.00.

同様の観点から、混合比Aは、0.25以上2.00以下であることがより好ましく、0.25以上1.50以下がさらに好ましい。   From the same viewpoint, the mixing ratio A is more preferably 0.25 or more and 2.00 or less, and further preferably 0.25 or more and 1.50 or less.

また、正極活物質において、リチウムニッケル系複合酸化物の比表面積に対するスピネル系リチウムマンガン複合酸化物の比表面積の比(スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の比表面積/リチウムニッケル系複合酸化物の比表面積)を比表面積比Bとする。   In the positive electrode active material, the ratio of the specific surface area of the spinel lithium manganese composite oxide to the specific surface area of the lithium nickel composite oxide (the specific surface area of the spinel lithium manganese composite oxide / the specific surface area of the lithium nickel composite oxide) ) Is the specific surface area ratio B.

ここで、正極活物質は、比表面積比Bに対する混合比Aの比(混合比A/比表面積比B)であるA/Bが、0.40超過である。   Here, in the positive electrode active material, A / B, which is the ratio of the mixing ratio A to the specific surface area ratio B (mixing ratio A / specific surface area ratio B), is more than 0.40.

A/Bが、0.40以下であると、非水電解質リチウムイオン二次電池は、十分な容量維持率が得られない。ここで、A/Bの減少は、混合比Aの値が減少すること、比表面積比Bの値が増加すること、またはその両方によって生じる。   When A / B is 0.40 or less, the non-aqueous electrolyte lithium ion secondary battery cannot obtain a sufficient capacity retention rate. Here, the decrease in A / B is caused by a decrease in the value of the mixture ratio A, an increase in the value of the specific surface area ratio B, or both.

ここで、混合比Aの値が減少することは、正極活物質に含有されるスピネル系リチウムマンガン複合酸化物の質量が相対的に減少し、リチウムニッケル系複合酸化物の質量が相対的に増加することを表す。かような場合、前述のように、リチウムニッケル系複合酸化物は、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物よりも、単位質量あたりの充電時のリチウムイオンの放出量が多いことから、充電時に正極活物質から過剰なリチウムイオンの放出量が増加すると考えられる。そして、過剰なリチウムイオンの増加により、充電時の過放電の発生が顕著となり、十分な容量維持率が得られなくなると考えられる。   Here, the decrease in the value of the mixing ratio A means that the mass of the spinel-based lithium manganese composite oxide contained in the positive electrode active material relatively decreases and the mass of the lithium nickel-based composite oxide relatively increases. To do so. In such a case, as described above, the lithium nickel-based composite oxide emits a larger amount of lithium ions per unit mass than the spinel-based lithium-manganese composite oxide at the time of charging. It is thought that the release amount of excess lithium ions increases from. Then, it is considered that due to an excessive increase in lithium ions, overdischarge during charging becomes remarkable, and a sufficient capacity retention rate cannot be obtained.

ここで、比表面積比Bの値が増加することは、正極活物質に含有されるスピネル系リチウムマンガン複合酸化物の比表面積が相対的に増加し、リチウムニッケル系複合酸化物の比表面積が相対的に減少することを表す。ここで、前述のように、リチウムニッケル系複合酸化物は、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物よりも、放電時にリチウムイオンを受け入れ難い。これより、かような場合、放電時のスピネル系リチウムマンガン複合酸化物のリチウムイオンの受け入れ量が増加すると考えられる。そして、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物が受け入れるリチウムイオンの量が過剰となることで、過放電の発生が顕著となり、十分な容量維持率が得られなくなると考えられる。   Here, an increase in the value of the specific surface area ratio B means that the specific surface area of the spinel-based lithium manganese composite oxide contained in the positive electrode active material is relatively increased, and the specific surface area of the lithium nickel-based composite oxide is relatively large. It means that it decreases. Here, as described above, the lithium nickel-based composite oxide is less likely to accept lithium ions during discharge than the spinel-based lithium manganese composite oxide. Accordingly, in such a case, it is considered that the amount of lithium ions accepted by the spinel-based lithium manganese composite oxide during discharge increases. Then, it is considered that when the amount of lithium ions accepted by the spinel-based lithium manganese composite oxide becomes excessive, occurrence of overdischarge becomes remarkable, and a sufficient capacity retention rate cannot be obtained.

よって、充電時に正極活物質から放出されるリチウムイオン量、および放電時にスピネル系リチウムマンガン複合酸化物に受け入れられるリチウムイオン量のバランスから、A/Bが0.4以下であると、非水電解質リチウムイオン二次電池は、十分な容量維持率が得られないと考えられる。   Therefore, from the balance between the amount of lithium ions released from the positive electrode active material during charging and the amount of lithium ions accepted by the spinel-based lithium manganese composite oxide during discharging, if A / B is 0.4 or less, the non-aqueous electrolyte It is considered that the lithium ion secondary battery cannot achieve a sufficient capacity retention rate.

同様の観点から、A/Bは、0.40超過6.00以下であることがより好ましく、0.40超過2.50以下がさらに好ましい。   From the same viewpoint, A / B is more preferably more than 0.40 and not more than 6.00, and more preferably more than 0.40 and not more than 2.50.

ここで、正極活物質において、リチウムニッケル系複合酸化物の比表面積に対するスピネル系リチウムマンガン複合酸化物の比表面積の比(スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の比表面積/リチウムニッケル系複合酸化物の比表面積)で表される比表面積比Bは、0.33以上1.50以下であることが好ましい。   Here, in the positive electrode active material, the ratio of the specific surface area of the spinel lithium manganese composite oxide to the specific surface area of the lithium nickel composite oxide (the specific surface area of the spinel lithium manganese composite oxide / the ratio of the lithium nickel composite oxide) The specific surface area ratio B represented by (surface area) is preferably 0.33 or more and 1.50 or less.

比表面積比Bが0.33以上であると、正極活物質に含有されるスピネル系リチウムマンガン複合酸化物の比表面積が相対的に増加し、リチウムニッケル系複合酸化物の比表面積が相対的に減少する。その結果、充電時に正極活物質から過剰なリチウムイオンの放出量が減少することから、リチウムニッケル系複合酸化物のリチウムの受け入れ性が十分に確保されるため、容量維持率のさらなる向上が得られる。   When the specific surface area ratio B is 0.33 or more, the specific surface area of the spinel-based lithium manganese composite oxide contained in the positive electrode active material relatively increases, and the specific surface area of the lithium nickel-based composite oxide relatively increases. Decrease. As a result, the amount of excessive lithium ions released from the positive electrode active material during charging is reduced, so that the lithium nickel composite oxide sufficiently secures the acceptability of lithium, thereby further improving the capacity retention rate. .

また、比表面積比Bが1.50以下であると、正極活物質に含有されるスピネル系リチウムマンガン複合酸化物の比表面積が相対的に減少し、リチウムニッケル系複合酸化物の比表面積が相対的に増加する。その結果、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の電池容量への寄与が小さくなるため、溶出による容量維持率の低下が減少する。   When the specific surface area ratio B is 1.50 or less, the specific surface area of the spinel-based lithium manganese composite oxide contained in the positive electrode active material is relatively reduced, and the specific surface area of the lithium nickel-based composite oxide is relatively small. Increase. As a result, the contribution of the spinel-based lithium manganese composite oxide to the battery capacity is reduced, and the decrease in the capacity retention rate due to elution is reduced.

同様の観点から、0.33以上1.00以下であることがより好ましく、0.60以上1.00以下であることがさらに好ましい。   From the same viewpoint, it is more preferably 0.33 or more and 1.00 or less, and further preferably 0.60 or more and 1.00 or less.

なお、正極活物質層に含まれる正極活物質の全量100質量%に占めるリチウムニッケル系複合酸化物およびスピネル系リチウムマンガン複合酸化物の合計量の割合は、好ましくは50質量%以上であり、より好ましくは70質量%以上であり、さらに好ましくは85質量%以上であり、いっそう好ましくは90質量%以上であり、特に好ましくは95質量%以上であり、最も好ましくは100質量%である。   The ratio of the total amount of the lithium nickel composite oxide and the spinel lithium manganese composite oxide to 100% by mass of the total amount of the cathode active material contained in the cathode active material layer is preferably 50% by mass or more. It is preferably at least 70% by mass, more preferably at least 85% by mass, even more preferably at least 90% by mass, particularly preferably at least 95% by mass, most preferably at least 100% by mass.

正極活物質層の厚さについては特に制限はなく、電池についての従来公知の知見が適宜参照されうる。一例を挙げると、各活物質層の厚さ(集電体の片面の活物質層の厚さ)は、2〜100μm程度であり、好ましくは5〜100μmである。   The thickness of the positive electrode active material layer is not particularly limited, and conventionally known knowledge about the battery can be appropriately referred to. For example, the thickness of each active material layer (the thickness of the active material layer on one side of the current collector) is about 2 to 100 μm, and preferably 5 to 100 μm.

・リチウムニッケル系複合酸化物
リチウムニッケル系複合酸化物は、リチウムとニッケルとを含有する複合酸化物である限り、その組成は具体的に限定されない。リチウムとニッケルとを含有する複合酸化物の典型的な例としては、リチウムニッケル複合酸化物(LiNiO)が挙げられる。ただし、リチウムニッケル複合酸化物のニッケル原子の一部が他の金属原子で置換された複合酸化物がより好ましく、好ましい例として、ニッケル、マンガン、コバルトを含有する層状結晶構造のリチウム遷移金属複合酸化物(以下、単に「NMC複合酸化物」とも称する)は、リチウム原子層と遷移金属(Mn、NiおよびCoが秩序正しく配置)原子層とが酸素原子層を介して交互に積み重なった層状結晶構造を持ち、遷移金属Mの1原子あたり1個のLi原子が含まれ、取り出せるLi量が、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の2倍、つまり供給能力が2倍になり、高い容量を持つことができる。加えて、LiNiOより高い熱安定性を有しているため、正極活物質として用いられるニッケル系複合酸化物の中でも特に有利である。
-Lithium nickel composite oxide The composition of the lithium nickel composite oxide is not specifically limited as long as it is a composite oxide containing lithium and nickel. A typical example of a composite oxide containing lithium and nickel is a lithium nickel composite oxide (LiNiO 2 ). However, a composite oxide in which some of the nickel atoms of the lithium-nickel composite oxide are substituted with other metal atoms is more preferable, and a preferable example is a lithium transition metal composite oxide having a layered crystal structure containing nickel, manganese, and cobalt. (Hereinafter, also simply referred to as “NMC composite oxide”) has a layered crystal structure in which lithium atomic layers and transition metal (Mn, Ni and Co are arranged in order) atomic layers are alternately stacked via oxygen atomic layers. And one Li atom is contained per one atom of the transition metal M, and the amount of Li that can be taken out is twice that of the spinel-based lithium manganese composite oxide, that is, the supply capacity is doubled, so that a high capacity can be obtained. it can. In addition, since it has higher thermal stability than LiNiO 2 , it is particularly advantageous among nickel-based composite oxides used as a positive electrode active material.

本明細書において、NMC複合酸化物は、遷移金属元素の一部が他の元素により置換されている複合酸化物も含む。その場合の他の元素としては、特に制限されないが、Ti、Zr、Nb、W、P、Al、Mg、V、Ca、Sr、Cr、Fe、B、Ga、In、Si、Mo、Y、Sn、V、Cu、Ag、Znなどが挙げられる。   In this specification, the NMC composite oxide also includes a composite oxide in which part of a transition metal element is replaced by another element. In this case, other elements are not particularly limited, but Ti, Zr, Nb, W, P, Al, Mg, V, Ca, Sr, Cr, Fe, B, Ga, In, Si, Mo, Y, Examples include Sn, V, Cu, Ag, and Zn.

NMC複合酸化物は、理論放電容量が高いことから、好ましくは、一般式(1):LiNiMnCo(但し、式中、a、b、c、d、xは、0.9≦a≦1.2、0<b<1、0<c≦0.5、0<d≦0.5、0≦x≦0.3、b+c+d=1を満たす。MはTi、Zr、Nb、W、P、Al、Mg、V、Ca、Sr、Cr、Feから選ばれる元素で少なくとも1種類である)で表される組成を有する。ここで、aは、Liの原子比を表し、bは、Niの原子比を表し、cは、Mnの原子比を表し、dは、Coの原子比を表し、xは、Mの原子比を表す。ここで、一般式(1)において、0.3≦b≦0.9であることがより好ましい。bが0.3以上であると、さらに容量を増加することができる。かような容量の増加は、単位質量あたりの反応に寄与するリチウム数が増加することに起因すると推測している。また、bが0.9以下であると、さらに安全性を向上できるとともに、容量維持率のさらなる向上効果も得られる。かような容量維持率の向上は、単位質量あたりのリチウム数が減少することで、正極活物質層に出入りするリチウム数が減少することに起因すると推測している。 NMC composite oxide, since the theoretical discharge capacity is high, preferably the general formula (1): Li a Ni b Mn c Co d M x O 2 ( In the formula, a, b, c, d, x Satisfies 0.9 ≦ a ≦ 1.2, 0 <b <1, 0 <c ≦ 0.5, 0 <d ≦ 0.5, 0 ≦ x ≦ 0.3, and b + c + d = 1. At least one element selected from Ti, Zr, Nb, W, P, Al, Mg, V, Ca, Sr, Cr and Fe). Here, a represents the atomic ratio of Li, b represents the atomic ratio of Ni, c represents the atomic ratio of Mn, d represents the atomic ratio of Co, and x represents the atomic ratio of M. Represents Here, in the general formula (1), it is more preferable that 0.3 ≦ b ≦ 0.9. When b is 0.3 or more, the capacity can be further increased. It is presumed that such an increase in capacity is caused by an increase in the number of lithium contributing to the reaction per unit mass. Further, when b is 0.9 or less, the safety can be further improved, and the effect of further improving the capacity retention rate can be obtained. It is presumed that such an improvement in the capacity retention ratio is caused by a decrease in the number of lithium per unit mass, which results in a decrease in the number of lithium entering and exiting the positive electrode active material layer.

これより、本発明の好ましい一形態は、リチウムニッケル系複合酸化物が、一般式(1):LiNiMnCo(但し、式中、a、b、c、d、xは、0.9≦a≦1.2、0.3≦b≦0.9、0<c≦0.5、0<d≦0.5、0≦x≦0.3、b+c+d=1を満たす。MはTi、Zr、Nb、W、P、Al、Mg、V、Ca、Sr、Cr、Feから選ばれる元素で少なくとも1種類である)で表される組成を有する、非水電解質二次電池用正極である。 Than this, a preferred form of the present invention, a lithium nickel-based composite oxide represented by the general formula (1): Li a Ni b Mn c Co d M x O 2 ( In the formula, a, b, c, d , X are 0.9 ≦ a ≦ 1.2, 0.3 ≦ b ≦ 0.9, 0 <c ≦ 0.5, 0 <d ≦ 0.5, 0 ≦ x ≦ 0.3, b + c + d = And M is a non-aqueous composition having a composition represented by the following formula: M is at least one element selected from Ti, Zr, Nb, W, P, Al, Mg, V, Ca, Sr, Cr, and Fe. It is a positive electrode for an electrolyte secondary battery.

また、上記観点より、0.3≦b≦0.8以下であることがより好ましく、0.4≦b≦0.6であることがさらに好ましい。   In addition, from the above viewpoint, 0.3 ≦ b ≦ 0.8 or less is more preferable, and 0.4 ≦ b ≦ 0.6 is more preferable.

ここで、上記式(1)において、0<d≦0.2であることが好ましい。   Here, in the above formula (1), it is preferable that 0 <d ≦ 0.2.

なお、各元素の組成は、例えば、誘導結合プラズマ(ICP)発光分析法により測定できる。   The composition of each element can be measured by, for example, inductively coupled plasma (ICP) emission spectrometry.

一般に、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)およびマンガン(Mn)は、材料の純度向上および電子伝導性向上という観点から、容量および出力特性に寄与することが知られている。NMC複合酸化物の他の元素(一般式(1)中のM元素)であるTi等は、結晶格子中の遷移金属を一部置換するものである。サイクル特性の観点からは、遷移元素の一部が他の元素により置換されていてもよく、一般式(1)において0≦x≦0.2であることがさらに好ましい。Ti、Zr、Nb、W、P、Al、Mg、V、Ca、Sr、CrおよびFeからなる群から選ばれる少なくとも1種が固溶することにより結晶構造が安定化されるため、その結果、充放電を繰り返しても電池の容量低下が防止でき、優れた容量維持率が実現し得ると考えられる。他の元素はAl、Cr、Feから選ばれる元素で少なくとも1種類であることが好ましい。   Generally, it is known that nickel (Ni), cobalt (Co) and manganese (Mn) contribute to capacity and output characteristics from the viewpoint of improving the purity of a material and improving electronic conductivity. Ti, which is another element of the NMC composite oxide (M element in the general formula (1)), partially replaces the transition metal in the crystal lattice. From the viewpoint of cycle characteristics, a part of the transition element may be replaced by another element, and it is more preferable that 0 ≦ x ≦ 0.2 in the general formula (1). Since at least one selected from the group consisting of Ti, Zr, Nb, W, P, Al, Mg, V, Ca, Sr, Cr and Fe forms a solid solution, the crystal structure is stabilized. It is considered that the capacity of the battery can be prevented from lowering even when charge and discharge are repeated, and an excellent capacity retention ratio can be realized. The other element is at least one element selected from Al, Cr and Fe.

NMC複合酸化物としては、特に限定されないが、例えば、LiNi0.30Mn0.35Co0.35、LiNi1/3Mn1/3Co1/3、LiNi0.50Mn0.30Co0.20、LiNi0.6Mn0.2Co0.2、LiNi0.8Mn0.1Co0.1、LiNi0.90Mn0.05Co0.05等が挙げられる。 The NMC composite oxide is not particularly limited, but for example, LiNi 0.30 Mn 0.35 Co 0.35 O 2 , LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 , LiNi 0.50 Mn 0 .30 Co 0.20 O 2, LiNi 0.6 Mn 0.2 Co 0.2 O 2, LiNi 0.8 Mn 0.1 Co 0.1 O 2, LiNi 0.90 Mn 0.05 Co 0. 05 O 2 and the like.

リチウムニッケル系複合酸化物もまた、一次粒子が凝集してなる二次粒子の構成を有している。そして、当該一次粒子の平均粒子径(平均一次粒子径)は好ましくは0.9μm以下であり、より好ましくは0.2〜0.6μmであり、さらに好ましくは0.25〜0.5μmである。また、二次粒子の平均粒子径(平均二次粒子径)は、好ましくは2〜20μm、より好ましくは5〜20μmであり、さらに好ましくは5〜15μmである。さらに、これらの比の値(平均二次粒子径/平均一次粒子径)は、11より大きいことが好ましく、より好ましくは15〜50であり、さらに好ましくは25〜40である。なお、リチウムニッケル系複合酸化物を構成する一次粒子は通常、層状構造を有する六方晶系の結晶構造を有しているが、その結晶子径の大小は平均一次粒子径の大小と相関性を有している。ここで「結晶子」とは、単結晶とみなせる最大の集まりを意味し、粉末X線回折測定などにより得られた回折強度から、結晶の構造パラメータを精密化する方法により測定が可能である。結晶子径の具体的な値について特に制限はないが、好ましくは1μm以下であり、より好ましくは0.55μm以下であり、さらに好ましくは0.4μm以下である。かような構成とすることで、活物質の膨張収縮時の変位量をよりいっそう低減することが可能となり、充放電の繰り返しに伴う二次粒子の微細化(割れ)の発生が抑制され、サイクル特性のよりいっそうの向上に寄与しうる。なお、結晶子径の値の下限値について特に制限はないが、通常は0.02μm以上である。ここで、本明細書において、正極活物質粒子における結晶子径の値は、粉末X線回折測定により得られる回折ピーク強度から結晶子径を算出する、リートベルト法により測定するものとする。   The lithium nickel-based composite oxide also has a configuration of secondary particles formed by aggregating primary particles. And the average particle diameter (average primary particle diameter) of the primary particles is preferably 0.9 μm or less, more preferably 0.2 to 0.6 μm, and still more preferably 0.25 to 0.5 μm. . The average particle size of the secondary particles (average secondary particle size) is preferably 2 to 20 μm, more preferably 5 to 20 μm, and further preferably 5 to 15 μm. Further, the value of these ratios (average secondary particle diameter / average primary particle diameter) is preferably larger than 11, more preferably 15 to 50, and even more preferably 25 to 40. The primary particles constituting the lithium nickel-based composite oxide usually have a hexagonal crystal structure having a layered structure, and the size of the crystallite has a correlation with the size of the average primary particle size. Have. Here, the “crystallite” means the largest collection that can be regarded as a single crystal, and can be measured by a method of refining the crystal structure parameters from the diffraction intensity obtained by powder X-ray diffraction measurement or the like. The specific value of the crystallite diameter is not particularly limited, but is preferably 1 μm or less, more preferably 0.55 μm or less, and further preferably 0.4 μm or less. With such a configuration, it is possible to further reduce the amount of displacement during expansion and contraction of the active material, to suppress the occurrence of finer (cracked) secondary particles due to repeated charge and discharge, and to reduce the cycle. It can contribute to further improvement of characteristics. The lower limit of the crystallite diameter is not particularly limited, but is usually 0.02 μm or more. Here, in the present specification, the value of the crystallite diameter in the positive electrode active material particles is measured by the Rietveld method in which the crystallite diameter is calculated from the diffraction peak intensity obtained by powder X-ray diffraction measurement.

リチウムニッケル系複合酸化物のタップ密度は、好ましくは2.3g/cmであり、より好ましくは2.4〜2.9g/cmである。かような構成とすることで、正極活物質の二次粒子を構成する一次粒子の高い緻密性が十分に確保され、サイクル特性の改善効果も維持されうる。 The tap density of the lithium-nickel-based composite oxide is preferably 2.3 g / cm 3, more preferably 2.4~2.9g / cm 3. With such a configuration, high density of the primary particles constituting the secondary particles of the positive electrode active material is sufficiently ensured, and the effect of improving the cycle characteristics can be maintained.

また、リチウムニッケル系複合酸化物の比表面積(BET比表面積)は、好ましくは0超過1.00m/g以下であり、より好ましくは0.10以上1.00m/g以下であり、さらに好ましくは0.30以上1.00m/g以下であり、特に好ましくは0.30以上0.90m/g以下である。比表面積がかような範囲にあることで、反応面積が確保され、電池の内部抵抗が小さくなることから、電極反応時の分極発生を最小限に抑えることができる。 Further, the specific surface area (BET specific surface area) of the lithium nickel-based composite oxide is preferably more than 0 and 1.00 m 2 / g or less, more preferably 0.10 or more and 1.00 m 2 / g or less. preferably not more than 0.30 or more 1.00 m 2 / g, particularly preferably not more than 0.30 or more 0.90 m 2 / g. When the specific surface area is in such a range, a reaction area is secured and the internal resistance of the battery is reduced, so that the occurrence of polarization during electrode reaction can be minimized.

BET比表面積は、株式会社堀場製作所製のBET比表面積測定装置(型式:SA−9601)により測定することができる(BET一点法)。   The BET specific surface area can be measured by a BET specific surface area measuring device (model: SA-9601) manufactured by Horiba, Ltd. (BET one-point method).

リチウムニッケル系複合酸化物の比表面積は、特に制限されないが、例えば一次粒子および/または二次粒子の粒子径を調整することにより制御することができる。具体的には、比表面積を大きくする方法としては、粒子径を小さくすることが挙げられる。また、比表面積を小さくする方法としては、粒子径を大きくすることが挙げられる。また、比表面積の制御方法としては、公知の手段を用いることができ、原料、組成、焼成条件、粉砕条件、篩別条件などによって制御されうる。   Although the specific surface area of the lithium nickel composite oxide is not particularly limited, it can be controlled, for example, by adjusting the particle diameter of primary particles and / or secondary particles. Specifically, as a method of increasing the specific surface area, a method of reducing the particle diameter may be mentioned. In addition, as a method of reducing the specific surface area, a method of increasing the particle diameter can be mentioned. In addition, as a method for controlling the specific surface area, known means can be used, and the specific surface area can be controlled by a raw material, a composition, firing conditions, crushing conditions, sieving conditions, and the like.

さらに、リチウムニッケル系複合酸化物について、粉末X線回折測定により得られる(104)面の回折ピークと(003)面の回折ピークとが、回折ピーク強度比((003)/(104))として1.28以上であることが好ましく、より好ましくは1.35〜2.1である。また、回折ピーク積分強度比((003)/(104))としては1.08以上であることが好ましく、より好ましくは1.10〜1.45である。これらの規定が好ましいのは以下の理由による。すなわち、リチウムニッケル系複合酸化物は、酸素層の間にLi層、Ni3+層が存在する層状岩塩構造を有している。しかしながら、Ni3+はNi2+に還元されやすく、またNi2+のイオン半径(0.83Å)はLiのイオン半径(0.90Å)とほぼ等しいため、活物質合成時に生じるLi欠損部にNi2+が混入しやすくなる。LiサイトにNi2+が混入すると、局所的に電気化学的に不活性な構造ができるとともに、Liの拡散を妨げるようになる。このため、結晶性の低い活物質を用いた場合には、電池充放電容量の減少や耐久性が低下する可能性がある。この結晶性の高さの指標として、上記の規定が用いられるのである。ここでは、結晶性を定量化する方法として、上述したようにX線回折を用いた結晶構造解析による(003)面と(104)面の回折ピークの強度の比と回折ピークの積分強度の比を用いた。これらのパラメータが上記の規定を満たすことで、結晶内の欠陥が少なくなり、電池充放電容量の減少や耐久性の低下を抑えることができる。なお、このような結晶性のパラメータは、原料、組成や焼成条件などによって制御されうる。 Further, for the lithium nickel-based composite oxide, the diffraction peak of the (104) plane and the diffraction peak of the (003) plane obtained by powder X-ray diffraction measurement are defined as a diffraction peak intensity ratio ((003) / (104)). It is preferably 1.28 or more, more preferably 1.35 to 2.1. Further, the diffraction peak integrated intensity ratio ((003) / (104)) is preferably 1.08 or more, and more preferably 1.10 to 1.45. These rules are preferred for the following reasons. That is, the lithium nickel-based composite oxide has a layered rock salt structure in which a Li + layer and a Ni 3+ layer exist between oxygen layers. However, Ni 3+ is easily reduced to Ni 2+, and because substantially equal to the Ni 2+ ion radius (0.83Å) is Li + ion radius (0.90 Å), Ni to Li + defect occurring during active material synthesized 2+ is easily mixed. When Ni 2+ is mixed into the Li + site, a locally electrochemically inactive structure is formed, and diffusion of Li + is prevented. Therefore, when an active material having low crystallinity is used, there is a possibility that the charge / discharge capacity of the battery is reduced and the durability is reduced. The above definition is used as an index of the degree of crystallinity. Here, as a method of quantifying the crystallinity, as described above, the ratio of the intensity of the diffraction peak of the (003) plane to the intensity of the diffraction peak of the (104) plane and the ratio of the integrated intensity of the diffraction peak by the crystal structure analysis using X-ray diffraction are described above. Was used. When these parameters satisfy the above rules, the number of defects in the crystal is reduced, and a decrease in battery charge / discharge capacity and a decrease in durability can be suppressed. Note that such a crystallinity parameter can be controlled by a raw material, a composition, a firing condition, and the like.

NMC複合酸化物などのリチウムニッケル系複合酸化物は、共沈法、スプレードライ法など、種々公知の方法を選択して調製することができる。本形態に係る複合酸化物の調製が容易であることから、共沈法を用いることが好ましい。具体的に、NMC複合酸化物の合成方法としては、例えば、特開2011−105588号に記載の方法のように、共沈法によりニッケル−コバルト−マンガン複合酸化物を製造した後、ニッケル−コバルト−マンガン複合酸化物と、リチウム化合物とを混合して焼成することにより得ることができる。以下、具体的に説明する。   A lithium nickel-based composite oxide such as an NMC composite oxide can be prepared by selecting various known methods such as a coprecipitation method and a spray drying method. It is preferable to use the coprecipitation method because the preparation of the composite oxide according to this embodiment is easy. Specifically, as a method for synthesizing an NMC composite oxide, for example, a nickel-cobalt-manganese composite oxide is produced by a coprecipitation method as in the method described in JP-A-2011-105588. -It can be obtained by mixing and sintering a manganese composite oxide and a lithium compound. Hereinafter, a specific description will be given.

複合酸化物の原料化合物、例えば、Ni化合物、Mn化合物およびCo化合物を、所望の活物質材料の組成となるように水などの適当な溶媒に溶解させる。Ni化合物、Mn化合物およびCo化合物としては、例えば、当該金属元素の硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、酢酸塩、シュウ酸塩、酸化物、水酸化物、ハロゲン化物などが挙げられる。Ni化合物、Mn化合物およびCo化合物として具体的には、例えば、硫酸ニッケル、硫酸コバルト、硫酸マンガン、酢酸ニッケル、酢酸コバルト、酢酸マンガンなどが挙げられるが、これらに制限されるものではない。この過程で、必要に応じて、さらに所望の活物質の組成になるように、活物質を構成する層状のリチウム金属複合酸化物の一部を置換する金属元素を含む化合物をさらに混入させてもよい。例えば、Ti、Zr、Nb、W、P、Al、Mg、V、Ca、Sr、CrおよびFe等の少なくとも1種の金属元素を含む化合物をさらに混入させてもよい。   Raw compounds of the composite oxide, for example, a Ni compound, a Mn compound, and a Co compound are dissolved in a suitable solvent such as water so as to have a desired composition of the active material. Examples of the Ni compound, Mn compound and Co compound include sulfates, nitrates, carbonates, acetates, oxalates, oxides, hydroxides, and halides of the metal element. Specific examples of the Ni compound, Mn compound, and Co compound include, but are not limited to, nickel sulfate, cobalt sulfate, manganese sulfate, nickel acetate, cobalt acetate, and manganese acetate. In this process, if necessary, a compound containing a metal element that replaces a part of the layered lithium metal composite oxide constituting the active material may be further mixed so that the composition of the active material is further increased. Good. For example, a compound containing at least one metal element such as Ti, Zr, Nb, W, P, Al, Mg, V, Ca, Sr, Cr, and Fe may be further mixed.

上記原料化合物とアルカリ溶液とを用いた中和、沈殿反応により共沈反応を行うことができる。これにより、上記原料化合物に含まれる金属を含有する金属複合水酸化物、金属複合炭酸塩が得られる。アルカリ溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア等の水溶液を用いることができるが、中和反応用に水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム又はそれらの混合溶液を用いることが好ましい。加えて、錯体反応用にアンモニア水溶液やアンモニウム塩を用いることが好ましい。   A coprecipitation reaction can be performed by neutralization and precipitation using the above-mentioned raw material compound and an alkali solution. Thereby, a metal composite hydroxide and a metal composite carbonate containing the metal contained in the raw material compound are obtained. As the alkaline solution, for example, an aqueous solution of sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, ammonia or the like can be used, but it is preferable to use sodium hydroxide, sodium carbonate or a mixed solution thereof for the neutralization reaction. . In addition, it is preferable to use an aqueous ammonia solution or an ammonium salt for the complex reaction.

中和反応に用いるアルカリ溶液の添加量は、含有する全金属塩の中和分に対して当量比1.0でよいが、pH調整のためにアルカリ過剰分を合わせて添加することが好ましい。   The addition amount of the alkali solution used for the neutralization reaction may be an equivalent ratio of 1.0 to the neutralized portion of all the metal salts contained therein, but it is preferable to add the alkali excess portion for pH adjustment.

錯体反応に用いるアンモニア水溶液やアンモニウム塩の添加量は、反応液中のアンモニア濃度が0.01〜2.00mol/Lの範囲で添加することが好ましい。反応溶液のpHは10.0〜13.0の範囲に制御することが好適である。また、反応温度は30℃以上が好ましく、より好ましくは30〜60℃である。   The amount of the aqueous ammonia solution or ammonium salt used for the complex reaction is preferably added so that the ammonia concentration in the reaction solution is in the range of 0.01 to 2.00 mol / L. It is preferable to control the pH of the reaction solution in the range of 10.0 to 13.0. The reaction temperature is preferably 30 ° C. or higher, more preferably 30 to 60 ° C.

共沈反応で得られた複合水酸化物は、その後、吸引ろ過し、水洗して、乾燥することが好ましい。次いで、ニッケル−コバルト−マンガン複合水酸化物をリチウム化合物と混合して焼成することによりNMC複合酸化物を得ることができる。Li化合物としては、例えば、水酸化リチウムまたはその水和物、過酸化リチウム、硝酸リチウム、炭酸リチウム等がある。   After that, the composite hydroxide obtained by the coprecipitation reaction is preferably subjected to suction filtration, washed with water, and dried. Next, the NMC composite oxide can be obtained by mixing the nickel-cobalt-manganese composite hydroxide with a lithium compound and firing the mixture. Examples of the Li compound include lithium hydroxide or a hydrate thereof, lithium peroxide, lithium nitrate, and lithium carbonate.

焼成処理は、1段階であってもよいが、2段階(仮焼成および本焼成)で行うことが好ましい。2段階の焼成により、効率よく複合酸化物を得ることができる。仮焼成条件としては、特に限定されるものではなく、リチウム原料によっても異なるため一義的に規定することは困難である。なお、昇温速度は室温から1〜20℃/分であることが好ましい。また、雰囲気は、空気中ないし酸素雰囲気下であることが好ましい。ここで、Li原料に炭酸リチウムを用いて、NMC複合酸化物を合成する場合において、仮焼成温度は、好ましくは500〜900℃であり、より好ましくは600〜800℃であり、さらに好ましくは650〜750℃である。さらに、仮焼成時間は、好ましくは0.5〜10時間であり、より好ましくは4〜6時間である。一方、本焼成の条件についても特に限定されるものではないが、昇温速度は室温から1〜20℃/分であることが好ましい。また、雰囲気は、空気中ないし酸素雰囲気下であることが好ましい。また、Li原料に炭酸リチウムを用いて、NMC複合酸化物を合成する場合において、焼成温度は、好ましくは800〜1200℃であり、より好ましくは850〜1100℃であり、さらに好ましくは900〜1050℃である。さらに、仮焼成時間は、好ましくは1〜20時間であり、より好ましくは8〜12時間である。   The firing treatment may be performed in one stage, but is preferably performed in two stages (temporary firing and main firing). By the two-stage firing, the composite oxide can be obtained efficiently. The calcination conditions are not particularly limited and vary depending on the lithium raw material, so that it is difficult to uniquely define them. In addition, it is preferable that the heating rate is 1 to 20 ° C./min from room temperature. The atmosphere is preferably in the air or under an oxygen atmosphere. Here, in the case of synthesizing the NMC composite oxide using lithium carbonate as the Li raw material, the calcination temperature is preferably 500 to 900 ° C, more preferably 600 to 800 ° C, and further preferably 650. 7750 ° C. Furthermore, the calcination time is preferably 0.5 to 10 hours, more preferably 4 to 6 hours. On the other hand, the conditions for the main firing are not particularly limited, but the rate of temperature rise is preferably from room temperature to 1 to 20 ° C./min. The atmosphere is preferably in the air or under an oxygen atmosphere. In the case of synthesizing an NMC composite oxide using lithium carbonate as the Li raw material, the firing temperature is preferably 800 to 1200 ° C, more preferably 850 to 1100 ° C, and further preferably 900 to 1050 ° C. ° C. Further, the calcination time is preferably 1 to 20 hours, more preferably 8 to 12 hours.

必要に応じて、活物質材料を構成する層状のリチウム金属複合酸化物の一部を置換する金属元素を微量添加する場合、該方法としては、あらかじめニッケル、コバルト、マンガン酸塩と混合する方法、ニッケル、コバルト、マンガン酸塩と同時に添加する方法、反応途中で反応溶液に添加する方法、Li化合物とともにニッケル−コバルト−マンガン複合酸化物に添加する方法などいずれの手段を用いても構わない。   If necessary, when adding a trace amount of a metal element that replaces a part of the layered lithium metal composite oxide constituting the active material, as the method, nickel, cobalt, a method of previously mixing with manganate, Any method such as a method of adding simultaneously with nickel, cobalt, and manganate, a method of adding to the reaction solution during the reaction, and a method of adding to the nickel-cobalt-manganese composite oxide together with the Li compound may be used.

リチウムニッケル系複合酸化物は、反応溶液のpH、反応温度、反応濃度、添加速度、攪拌時間などの反応条件を適宜調整することにより製造することができる。   The lithium nickel-based composite oxide can be produced by appropriately adjusting the reaction conditions such as the pH of the reaction solution, the reaction temperature, the reaction concentration, the addition speed, and the stirring time.

・スピネル系リチウムマンガン複合酸化物
スピネル系リチウムマンガン複合酸化物は、典型的にはLiMnの組成を有し、スピネル構造を有する、リチウムおよびマンガンを必須に含有する複合酸化物であり、その具体的な構成や製造方法については、特開2000−77071号公報等の従来公知の知見が適宜参照されうる。
Spinel-based lithium-manganese composite oxide The spinel-based lithium-manganese composite oxide is typically a composite oxide having a composition of LiMn 2 O 4 and having a spinel structure and essentially containing lithium and manganese, For the specific configuration and manufacturing method, conventionally known knowledge such as JP-A-2000-77071 can be appropriately referred to.

また、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物は、マンガンの一部が他の金属元素により置換されている複合酸化物も含む。その場合の他の元素としては、例えば、Li、Mg、Al、Ti、V、Cr、およびFe等が挙げられる。   Further, the spinel-based lithium manganese composite oxide also includes a composite oxide in which a part of manganese is replaced by another metal element. Other elements in this case include, for example, Li, Mg, Al, Ti, V, Cr, and Fe.

スピネル系リチウムマンガン複合酸化物もまた、一次粒子が凝集してなる二次粒子の構成を有している。そして、二次粒子の平均粒子径(平均二次粒子径)は、好ましくは2〜50μmであり、より好ましくは5〜50μmであり、さらに好ましくは7〜20μmである。   The spinel-based lithium manganese composite oxide also has a configuration of secondary particles formed by aggregating primary particles. And the average particle diameter of secondary particles (average secondary particle diameter) is preferably 2 to 50 μm, more preferably 5 to 50 μm, and still more preferably 7 to 20 μm.

また、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の比表面積(BET比表面積)は、0超過0.75m/g未満である。比表面積が0.75m/g以上であると、マンガンの溶出による正極活物質の劣化の程度が大きくなることから、十分な容量維持率が得られない。同様の観点、および活物質の反応抵抗の上昇を抑制するという観点から、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の比表面積は、好ましくは0.10以上0.75m/g未満であり、であり、より好ましくは0.10以上0.70m/g以下であり、さらに好ましくは0.30以上0.60m/g以下である。 Further, the specific surface area (BET specific surface area) of the spinel-based lithium manganese composite oxide is more than 0 and less than 0.75 m 2 / g. If the specific surface area is 0.75 m 2 / g or more, the degree of deterioration of the positive electrode active material due to elution of manganese increases, and a sufficient capacity retention rate cannot be obtained. From the same viewpoint and from the viewpoint of suppressing an increase in reaction resistance of the active material, the specific surface area of the spinel-based lithium manganese composite oxide is preferably 0.10 or more and less than 0.75 m 2 / g, More preferably, it is 0.10 or more and 0.70 m 2 / g or less, and still more preferably 0.30 or more and 0.60 m 2 / g or less.

BET比表面積は、株式会社堀場製作所製のBET比表面積測定装置(型式:SA−9601)により測定することができる(BET一点法)。   The BET specific surface area can be measured by a BET specific surface area measuring device (model: SA-9601) manufactured by Horiba, Ltd. (BET one-point method).

スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の比表面積の制御方法は、特に制限されないが、例えば一次粒子および/または二次粒子の粒子径を調整することにより制御することができる。具体的には、比表面積を大きくする方法としては、粒子径を小さくすることが挙げられる。また、比表面積を小さくする方法としては、粒子径を大きくすることが挙げられる。また、比表面積の制御方法としては、公知の手段を用いることができ、原料、組成、焼成条件、粉砕条件、篩別条件などによって制御されうる。   The method for controlling the specific surface area of the spinel-based lithium manganese composite oxide is not particularly limited, but can be controlled, for example, by adjusting the particle diameter of primary particles and / or secondary particles. Specifically, as a method of increasing the specific surface area, a method of reducing the particle diameter may be mentioned. In addition, as a method of reducing the specific surface area, a method of increasing the particle diameter can be mentioned. In addition, as a method for controlling the specific surface area, known means can be used, and the specific surface area can be controlled by a raw material, a composition, firing conditions, crushing conditions, sieving conditions, and the like.

・その他の成分
正極活物質層は上述した正極活物質の他、必要に応じて、上述以外の正極活物質、導電助剤、バインダー、電解質(ポリマーマトリックス、イオン伝導性ポリマー、電解液など)、イオン伝導性を高めるためのリチウム塩などのその他の添加剤をさらに含むことができる。
-Other components In addition to the above-described positive electrode active material, the positive electrode active material layer, if necessary, a positive electrode active material other than the above, a conductive auxiliary agent, a binder, an electrolyte (a polymer matrix, an ion conductive polymer, an electrolytic solution, etc.), Other additives such as a lithium salt for enhancing ionic conductivity may be further included.

導電助剤とは、正極活物質層の導電性を向上させるために配合される添加物をいう。導電助剤としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック、炭素繊維などの炭素材料が挙げられる。活物質層が導電助剤を含むと、活物質層の内部における電子ネットワークが効果的に形成され、電池の出力特性の向上に寄与しうる。   The conductive assistant refers to an additive compounded to improve the conductivity of the positive electrode active material layer. Examples of the conductive assistant include carbon materials such as carbon black such as Ketjen black and acetylene black, and carbon fibers. When the active material layer contains a conductive additive, an electron network inside the active material layer is effectively formed, which can contribute to improvement in output characteristics of the battery.

電解質塩(リチウム塩)としては、Li(CSON、LiPF、LiBF、LiClO、LiAsF、LiCFSO等が挙げられる。 Examples of the electrolyte salt (lithium salt) include Li (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N, LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , and LiCF 3 SO 3 .

イオン伝導性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンオキシド(PEO)系およびポリプロピレンオキシド(PPO)系のポリマーが挙げられる。   Examples of the ion conductive polymer include polyethylene oxide (PEO) -based and polypropylene oxide (PPO) -based polymers.

正極活物質層中、活物質として機能しうる材料の含有量は、特に限定はなく、リチウムイオン二次電池についての公知の知見を適宜参照することにより調整されうるが、85〜99.5質量%であることが好ましい。   The content of the material that can function as an active material in the positive electrode active material layer is not particularly limited, and can be adjusted by appropriately referring to known knowledge about a lithium ion secondary battery, and is from 85 to 99.5 mass. %.

正極活物質層に用いられるバインダーとしては、特に限定されないが、例えば、以下の材料が挙げられる。ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルニトリル、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアミド、セルロース、カルボキシメチルセルロース(CMC)およびその塩、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体およびその水素添加物、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体およびその水素添加物などの熱可塑性高分子、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)等のフッ素樹脂、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン系フッ素ゴム(VDF−HFP系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−HFP−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン系フッ素ゴム(VDF−PFP系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−PFP−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−パーフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−PFMVE−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−クロロトリフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−CTFE系フッ素ゴム)等のビニリデンフルオライド系フッ素ゴム、エポキシ樹脂等が挙げられる。これらのバインダーは、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   The binder used for the positive electrode active material layer is not particularly limited, and examples thereof include the following materials. Polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate (PET), polyether nitrile, polyacrylonitrile, polyimide, polyamide, cellulose, carboxymethyl cellulose (CMC) and its salts, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl chloride, styrene-butadiene rubber (SBR) ), Isoprene rubber, butadiene rubber, ethylene / propylene rubber, ethylene / propylene / diene copolymer, styrene / butadiene / styrene block copolymer and its hydrogenated product, styrene / isoprene / styrene block copolymer and its hydrogenated Polymer, polyvinylidene fluoride (PVdF), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (F P), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), ethylene / tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), ethylene / chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE) ), Fluororesins such as polyvinyl fluoride (PVF), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene fluororubber (VDF-HFP fluororubber), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene fluororubber (VDF-HFP) -TFE fluororubber), vinylidene fluoride-pentafluoropropylene fluororubber (VDF-PFP fluororubber), vinylidene fluoride-pentafluoropropylene-tetrafluoroethylene Fluorine rubber (VDF-PFP-TFE fluorine rubber), vinylidene fluoride-perfluoromethylvinyl ether-tetrafluoroethylene fluorine rubber (VDF-PFMVE-TFE fluorine rubber), vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene fluorine Vinylidene fluoride fluororubbers such as rubber (VDF-CTFE fluororubber), epoxy resins, and the like. These binders may be used alone or in combination of two or more.

非水電解質二次電池用正極は、正極集電体上に正極活物質層を形成することにより作製することができる。正極活物質層の形成方法は、特に限定されないが、例えば、少なくとも正極活物質およびスラリー粘度調整溶媒を含む正極活物質スラリーを正極集電体上に塗布し、乾燥後、ロールプレス機等で圧縮成型する方法が挙げられる。スラリー粘度調整溶媒としては、特に限定されないが、例えばN−メチル−2−ピロリドン(NMP)等を使用することができる。   The positive electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery can be manufactured by forming a positive electrode active material layer on a positive electrode current collector. The method for forming the positive electrode active material layer is not particularly limited. For example, a positive electrode active material slurry containing at least a positive electrode active material and a slurry viscosity adjusting solvent is applied on a positive electrode current collector, dried, and then compressed by a roll press or the like. Molding method is mentioned. The slurry viscosity adjusting solvent is not particularly limited, but for example, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) or the like can be used.

[負極活物質層]
負極活物質層は活物質を含み、必要に応じて、導電助剤、バインダー、電解質(ポリマーマトリックス、イオン伝導性ポリマー、電解液など)、イオン伝導性を高めるためのリチウム塩などのその他の添加剤をさらに含む。
[Negative electrode active material layer]
The negative electrode active material layer contains an active material, and if necessary, a conductive additive, a binder, an electrolyte (a polymer matrix, an ion conductive polymer, an electrolytic solution, etc.), and other additions such as a lithium salt for enhancing ion conductivity. And an agent.

負極活物質層の厚さについては特に制限はなく、電池についての従来公知の知見が適宜参照されうる。一例を挙げると、各活物質層の厚さ(集電体の片面の活物質層の厚さ)は、2〜100μm程度である。   The thickness of the negative electrode active material layer is not particularly limited, and conventionally known knowledge about the battery can be appropriately referred to. To give an example, the thickness of each active material layer (the thickness of the active material layer on one side of the current collector) is about 2 to 100 μm.

負極活物質層中、活物質として機能しうる材料の含有量は、前記正極活性物質中の活物質として機能しうる材料の含有量として述べたものと同様である。   The content of the material that can function as an active material in the negative electrode active material layer is the same as the content of the material that can function as an active material in the positive electrode active material.

また、導電助剤、バインダー、電解質(ポリマーマトリックス、イオン伝導性ポリマー、電解液など)、イオン伝導性を高めるためのリチウム塩などのその他の添加剤については、上記正極活物質層の欄で述べたものと同様である。   Other additives such as a conductive auxiliary agent, a binder, an electrolyte (a polymer matrix, an ion-conductive polymer, an electrolytic solution, etc.) and a lithium salt for enhancing ion conductivity are described in the above-mentioned column of the positive electrode active material layer. The same as

負極活物質としては、例えば、グラファイト(黒鉛)、ソフトカーボン、ハードカーボン等の炭素材料、リチウム−遷移金属複合酸化物(例えば、LiTi12)、金属材料、リチウム合金系負極材料などが挙げられる。場合によっては、2種以上の負極活物質が併用されてもよい。好ましくは、容量、出力特性の観点から、炭素材料またはリチウム−遷移金属複合酸化物が、負極活物質として用いられる。なお、上記以外の負極活物質が用いられてもよいことは勿論である。 Examples of the negative electrode active material include carbon materials such as graphite (graphite), soft carbon, and hard carbon; lithium-transition metal composite oxides (eg, Li 4 Ti 5 O 12 ); metal materials; and lithium alloy-based negative electrode materials. Is mentioned. In some cases, two or more negative electrode active materials may be used in combination. Preferably, from the viewpoint of capacity and output characteristics, a carbon material or a lithium-transition metal composite oxide is used as the negative electrode active material. In addition, it goes without saying that a negative electrode active material other than the above may be used.

負極活物質の平均粒子径(D50)は、レーザ回折式粒度分布計により測定され、初期充電容量を向上させる(取扱い)という観点から、10〜30μmであることが好ましい。下限値以上の値であれば、かさ密度の低下による塗工性の低下の虞や、比表面積の増大に伴う充放電特性の悪化の虞がより低減される。一方、上限値以下の値であれば、コーターのヘッドでの詰まりや筋引きに起因する塗工性の悪化による電極の外観不良の虞がより低減される。同様の観点から、15〜25μmであることがより好ましい。   The average particle diameter (D50) of the negative electrode active material is measured by a laser diffraction type particle size distribution meter, and is preferably from 10 to 30 μm from the viewpoint of improving (handling) the initial charge capacity. When the value is equal to or more than the lower limit, the risk of a decrease in coatability due to a decrease in bulk density and the risk of deterioration in charge / discharge characteristics due to an increase in the specific surface area are further reduced. On the other hand, if the value is equal to or less than the upper limit value, the risk of poor appearance of the electrode due to deterioration of coating property due to clogging or streaking of the coater head is further reduced. From the same viewpoint, the thickness is more preferably 15 to 25 μm.

負極活物質層においては、少なくとも水系バインダーを含むことが好ましい。水系バインダーは、結着力が高い。また、原料としての水の調達が容易であることに加え、乾燥時に発生するのは水蒸気であるため、製造ラインへの設備投資が大幅に抑制でき、環境負荷の低減を図ることができるという利点がある。   The negative electrode active material layer preferably contains at least an aqueous binder. The aqueous binder has a high binding force. In addition to the fact that water as a raw material is easy to procure, water vapor is generated during drying, which significantly reduces capital investment in production lines and reduces environmental impact. There is.

水系バインダーとは水を溶媒もしくは分散媒体とするバインダーをいい、具体的には熱可塑性樹脂、ゴム弾性を有するポリマー、水溶性高分子など、またはこれらの混合物が該当する。ここで、水を分散媒体とするバインダーとは、ラテックスまたはエマルジョンと表現される全てを含み、水と乳化または水に懸濁したポリマーを指し、例えば自己乳化するような系で乳化重合したポリマーラテックス類が挙げられる。   The aqueous binder refers to a binder using water as a solvent or a dispersion medium, and specifically includes a thermoplastic resin, a polymer having rubber elasticity, a water-soluble polymer, or a mixture thereof. Here, the binder containing water as a dispersion medium includes all expressed as a latex or an emulsion, and refers to a polymer that is emulsified with water or suspended in water, for example, a polymer latex that is emulsion-polymerized in a self-emulsifying system. And the like.

水系バインダーとしては、具体的にはスチレン系高分子(スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル共重合体等)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、メタクリル酸メチル-ブタジエンゴム、(メタ)アクリル系高分子(ポリエチルアクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリプロピルアクリレート、ポリメチルメタクリレート(メタクリル酸メチルゴム)、ポリプロピルメタクリレート、ポリイソプロピルアクリレート、ポリイソプロピルメタクリレート、ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリヘキシルアクリレート、ポリヘキシルメタクリレート、ポリエチルヘキシルアクリレート、ポリエチルヘキシルメタクリレート、ポリラウリルアクリレート、ポリラウリルメタクリレート等)、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリブタジエン、ブチルゴム、フッ素ゴム、ポリエチレンオキシド、ポリエピクロルヒドリン、ポリフォスファゼン、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、ポリビニルピリジン、クロロスルホン化ポリエチレン、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂;ポリビニルアルコール(平均重合度は、好適には200〜4000、より好適には、1000〜3000、ケン化度は好適には80モル%以上、より好適には90モル%以上)およびその変性体(エチレン/酢酸ビニル=2/98〜30/70モル比の共重合体の酢酸ビニル単位のうちの1〜80モル%ケン化物、ポリビニルアルコールの1〜50モル%部分アセタール化物等)、デンプンおよびその変性体(酸化デンプン、リン酸エステル化デンプン、カチオン化デンプン等)、セルロース誘導体(カルボキシメチルセルロース(CMC)、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、およびこれらの塩等)、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸(塩)、ポリエチレングリコール、(メタ)アクリルアミドおよび/または(メタ)アクリル酸塩の共重合体[(メタ)アクリルアミド重合体、(メタ)アクリルアミド−(メタ)アクリル酸塩共重合体、(メタ)アクリル酸アルキル(炭素数1〜4)エステル−(メタ)アクリル酸塩共重合体など]、スチレン−マレイン酸塩共重合体、ポリアクリルアミドのマンニッヒ変性体、ホルマリン縮合型樹脂(尿素−ホルマリン樹脂、メラミン−ホルマリン樹脂等)、ポリアミドポリアミンもしくはジアルキルアミン−エピクロルヒドリン共重合体、ポリエチレンイミン、カゼイン、大豆蛋白、合成蛋白、ならびにマンナンガラクタン誘導体等の水溶性高分子などが挙げられる。これらの水系バインダーは1種単独で用いてもよいし、2種以上併用して用いてもよい。   Specific examples of the aqueous binder include styrene-based polymers (styrene-butadiene rubber (SBR), styrene-vinyl acetate copolymer, styrene-acrylic copolymer, etc.), acrylonitrile-butadiene rubber, methyl methacrylate-butadiene rubber , (Meth) acrylic polymers (polyethyl acrylate, polyethyl methacrylate, polypropyl acrylate, polymethyl methacrylate (methyl methacrylate rubber), polypropyl methacrylate, polyisopropyl acrylate, polyisopropyl methacrylate, polybutyl acrylate, polybutyl methacrylate, Polyhexyl acrylate, polyhexyl methacrylate, polyethylhexyl acrylate, polyethylhexyl methacrylate, polylauryl acrylate, polylau Ryl methacrylate, etc.), polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, polybutadiene, butyl rubber, fluorine rubber, polyethylene oxide, polyepichlorohydrin, polyphosphazene, polyacrylonitrile, polystyrene, ethylene-propylene-diene copolymer Coalescing, polyvinylpyridine, chlorosulfonated polyethylene, polyester resin, phenolic resin, epoxy resin; polyvinyl alcohol (average degree of polymerization is preferably 200 to 4000, more preferably 1000 to 3000, saponification degree is preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more) and a modified product thereof (ethylene / vinyl acetate = 1/80 mol% of vinyl acetate units in a copolymer having a molar ratio of 2/98 to 30/70) Product, 1-50 mol% partially acetalized product of polyvinyl alcohol, etc.), starch and its modified products (oxidized starch, phosphated starch, cationized starch, etc.), cellulose derivatives (carboxymethylcellulose (CMC), methylcellulose, hydroxypropyl) Cellulose, hydroxyethylcellulose, and salts thereof), polyvinylpyrrolidone, polyacrylic acid (salt), polyethylene glycol, a copolymer of (meth) acrylamide and / or (meth) acrylate [(meth) acrylamide polymer, (Meth) acrylamide- (meth) acrylate copolymer, alkyl (meth) acrylate (C 1-4) ester- (meth) acrylate copolymer, etc.), styrene-maleate copolymer , Polyacrylamide Modified Mannich, formalin condensation type resin (urea-formalin resin, melamine-formalin resin, etc.), polyamide polyamine or dialkylamine-epichlorohydrin copolymer, polyethyleneimine, casein, soybean protein, synthetic protein, mannangalactan derivative, etc. And water-soluble polymers. These aqueous binders may be used alone or in combination of two or more.

上記水系バインダーは、結着性の観点から、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、メタクリル酸メチル−ブタジエンゴム、およびメタクリル酸メチルゴムからなる群から選択される少なくとも1つのゴム系バインダーを含むことが好ましい。さらに、結着性が良好であることから、水系バインダーはスチレン−ブタジエンゴムを含むことが好ましい。   From the viewpoint of binding properties, the aqueous binder may include at least one rubber-based binder selected from the group consisting of styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, methyl methacrylate-butadiene rubber, and methyl methacrylate rubber. preferable. Further, the water-based binder preferably contains a styrene-butadiene rubber because of good binding properties.

水系バインダーとしてスチレン−ブタジエンゴムを用いる場合、塗工性向上の観点から、上記水溶性高分子を併用することが好ましい。スチレン−ブタジエンゴムと併用することが好適な水溶性高分子としては、ポリビニルアルコールおよびその変性体、デンプンおよびその変性体、セルロース誘導体(カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、およびこれらの塩等)、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸(塩)、またはポリエチレングリコールが挙げられる。中でも、バインダーとして、スチレン−ブタジエンゴムと、カルボキシメチルセルロース(塩)とを組み合わせることが好ましい。スチレン−ブタジエンゴムと、水溶性高分子との含有質量比は、特に制限されるものではないが、スチレン−ブタジエンゴム:水溶性高分子=1:0.1〜10であることが好ましく、1:0.5〜2であることがより好ましい。   When styrene-butadiene rubber is used as the aqueous binder, it is preferable to use the above water-soluble polymer in combination from the viewpoint of improving coatability. Water-soluble polymers suitable for use in combination with styrene-butadiene rubber include polyvinyl alcohol and modified products thereof, starch and modified products thereof, cellulose derivatives (carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxyethylcellulose, and salts thereof), polyvinyl alcohol and the like. Examples include pyrrolidone, polyacrylic acid (salt), or polyethylene glycol. Especially, it is preferable to combine styrene-butadiene rubber and carboxymethylcellulose (salt) as a binder. The content mass ratio of the styrene-butadiene rubber to the water-soluble polymer is not particularly limited, but is preferably styrene-butadiene rubber: water-soluble polymer = 1: 0.1 to 10, preferably 1: 1. : More preferably 0.5 to 2.

負極活物質層に用いられるバインダーのうち、水系バインダーの含有量は80〜100質量%であることが好ましく、90〜100質量%であることが好ましく、100質量%であることが好ましい。   Among the binders used for the negative electrode active material layer, the content of the aqueous binder is preferably 80 to 100% by mass, more preferably 90 to 100% by mass, and preferably 100% by mass.

負極活物質のBET比表面積は特に制限されないが、0.5〜10m/gであることが好ましい。負極活物質の比表面積が下限値以上の値であれば、内部抵抗の増大に伴う低温特性の悪化の虞がより低減される。一方、上限値以下の値であれば、電解液との接触面積の増大に伴う副反応の進行をより効果的に防止することが可能となる。特に、比表面積が大きすぎると初回充電(電解液添加剤による被膜が固定化されていない)時に発生するガスが原因で、電極面内に局所的に過電流が流れて電極の面内に被膜の不均一が生じてしまい、寿命特性が悪くなることがあるが、上記上限値以下の値であれば、その虞もより低減できる。同様の観点から、1.0〜6.0m/gであることがより好ましく、1.5〜4.2m/gであることがさらに好ましい。 The BET specific surface area of the negative electrode active material is not particularly limited, but is preferably from 0.5 to 10 m 2 / g. When the specific surface area of the negative electrode active material is equal to or more than the lower limit, the possibility that the low-temperature characteristics deteriorate due to an increase in the internal resistance is further reduced. On the other hand, when the value is equal to or less than the upper limit, it is possible to more effectively prevent the side reaction from proceeding with an increase in the contact area with the electrolytic solution. In particular, if the specific surface area is too large, an overcurrent flows locally in the electrode surface due to the gas generated at the time of initial charging (the film is not fixed by the electrolyte additive), and the film is formed in the electrode surface. In some cases, non-uniformity may occur, and the life characteristics may deteriorate. However, if the value is equal to or less than the above upper limit, the risk can be further reduced. From the same viewpoint, more preferably 1.0~6.0m 2 / g, more preferably from 1.5~4.2m 2 / g.

負極は、負極集電体上に負極活物質層を形成することにより作製することができる。負極活物質層の形成方法は、特に限定されないが、例えば、少なくとも負極活物質およびスラリー粘度調整溶媒を含む負極活物質スラリーを負極集電体上に塗布し、乾燥後、ロールプレス機等で圧縮成型する方法が挙げられる。スラリー粘度調整溶媒としては、特に限定されないが、例えばN−メチル−2−ピロリドン(NMP)、イオン交換水等を使用することができる。   The negative electrode can be manufactured by forming a negative electrode active material layer on a negative electrode current collector. The method for forming the negative electrode active material layer is not particularly limited. For example, a negative electrode active material slurry containing at least a negative electrode active material and a slurry viscosity adjusting solvent is applied on a negative electrode current collector, dried, and then compressed by a roll press or the like. Molding method is mentioned. The slurry viscosity adjusting solvent is not particularly limited, but for example, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), ion-exchanged water and the like can be used.

[セパレータ(電解質層)]
セパレータは、電解質を保持して正極と負極との間のリチウムイオン伝導性を確保する機能、および正極と負極との間の隔壁としての機能を有する。
[Separator (electrolyte layer)]
The separator has a function of retaining electrolyte and ensuring lithium ion conductivity between the positive electrode and the negative electrode, and a function as a partition between the positive electrode and the negative electrode.

セパレータの形態としては、例えば、上記電解質を吸収保持するポリマーや繊維からなる多孔性シートのセパレータや不織布セパレータ等を挙げることができる。   Examples of the form of the separator include a porous sheet separator and a nonwoven fabric separator made of a polymer or a fiber that absorbs and retains the electrolyte.

ポリマーないし繊維からなる多孔性シートのセパレータとしては、例えば、微多孔質(微多孔膜)を用いることができる。該ポリマーないし繊維からなる多孔性シートの具体的な形態としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)などのポリオレフィン;これらを複数積層した積層体(例えば、PP/PE/PPの3層構造をした積層体など)、ポリイミド、アラミド、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン(PVdF−HFP)等の炭化水素系樹脂、ガラス繊維などからなる微多孔質(微多孔膜)セパレータが挙げられる。   As the separator of the porous sheet made of polymer or fiber, for example, a microporous (microporous membrane) can be used. Specific examples of the porous sheet made of the polymer or the fiber include polyolefins such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP); and a laminate obtained by laminating a plurality of these (for example, three layers of PP / PE / PP). And a microporous (microporous membrane) separator made of polyimide, aramid, a hydrocarbon resin such as polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene (PVdF-HFP), glass fiber, or the like.

微多孔質(微多孔膜)セパレータの厚みとして、使用用途により異なることから一義的に規定することはできない。一例を示せば、電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV)、燃料電池自動車(FCV)などのモータ駆動用二次電池などの用途においては、単層あるいは多層で4〜60μmであることが望ましい。前記微多孔質(微多孔膜)セパレータの微細孔径は、最大で1μm以下(通常、数十nm程度の孔径である)であることが望ましい。   The thickness of the microporous (microporous membrane) separator cannot be uniquely defined because it varies depending on the intended use. For example, in an application such as a secondary battery for driving a motor such as an electric vehicle (EV), a hybrid electric vehicle (HEV), and a fuel cell vehicle (FCV), the thickness may be 4 to 60 μm in a single layer or a multilayer. desirable. It is desirable that the micropore diameter of the microporous (microporous membrane) separator is 1 μm or less at maximum (usually, the pore diameter is about several tens nm).

不織布セパレータとしては、綿、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステル;PP、PEなどのポリオレフィン;ポリイミド、アラミドなど従来公知のものを、単独または混合して用いる。また、不織布のかさ密度は、含浸させた高分子ゲル電解質により十分な電池特性が得られるものであればよく、特に制限されるべきものではない。さらに、不織布セパレータの厚さは、電解質層と同じであればよく、好ましくは5〜200μmであり、特に好ましくは10〜100μmである。   As the nonwoven fabric separator, conventionally known materials such as cotton, rayon, acetate, nylon, polyester; polyolefins such as PP and PE; polyimides and aramids are used alone or in combination. The bulk density of the nonwoven fabric is not particularly limited as long as sufficient battery characteristics can be obtained by the impregnated polymer gel electrolyte. Further, the thickness of the nonwoven fabric separator may be the same as that of the electrolyte layer, preferably 5 to 200 μm, and particularly preferably 10 to 100 μm.

また、上述したように、セパレータは、電解質を含む。電解質としては、かような機能を発揮できるものであれば特に制限されないが、液体電解質またはゲルポリマー電解質が用いられる。ゲルポリマー電解質を用いることにより、電極間距離の安定化が図られ、分極の発生が抑制され、耐久性(サイクル特性)が向上する。   Further, as described above, the separator includes an electrolyte. The electrolyte is not particularly limited as long as it can exert such a function, and a liquid electrolyte or a gel polymer electrolyte is used. By using the gel polymer electrolyte, the distance between the electrodes is stabilized, the occurrence of polarization is suppressed, and the durability (cycle characteristics) is improved.

液体電解質は、リチウムイオンのキャリヤーとしての機能を有する。液体電解質は、可塑剤である有機溶媒に支持塩であるリチウム塩が溶解した形態を有する。用いられる有機溶媒としては、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)、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)等のカーボネート類が例示される。また、リチウム塩としては、Li(CFSON、Li(CSON、LiPF、LiBF、LiClO、LiAsF、LiTaF、LiCFSO等の電極の活物質層に添加されうる化合物が同様に採用されうる。リチウム塩の濃度としては、特に制限はされないが、イオン電導度が高いとの観点から、0.8〜1.2Mであることが好ましく、0.9〜1.1Mであることがより好ましい。 The liquid electrolyte has a function as a carrier for lithium ions. The liquid electrolyte has a form in which a lithium salt as a supporting salt is dissolved in an organic solvent as a plasticizer. Examples of the organic solvent used include carbonates such as ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), and ethyl methyl carbonate (EMC). As the lithium salt, Li (CF 3 SO 2) 2 N, Li (C 2 F 5 SO 2) 2 N, LiPF 6, LiBF 4, LiClO 4, LiAsF 6, LiTaF such 6, LiCF 3 SO 3 Compounds that can be added to the active material layer of the electrode can be employed as well. The concentration of the lithium salt is not particularly limited, but is preferably 0.8 to 1.2 M, more preferably 0.9 to 1.1 M, from the viewpoint of high ionic conductivity.

液体電解質は、上述した成分以外の添加剤をさらに含んでもよい。かような化合物の具体例としては、例えば、ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、ジメチルビニレンカーボネート、フェニルビニレンカーボネート、ジフェニルビニレンカーボネート、エチルビニレンカーボネート、ジエチルビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、1,2−ジビニルエチレンカーボネート、1−メチル−1−ビニルエチレンカーボネート、1−メチル−2−ビニルエチレンカーボネート、1−エチル−1−ビニルエチレンカーボネート、1−エチル−2−ビニルエチレンカーボネート、ビニルビニレンカーボネート、アリルエチレンカーボネート、ビニルオキシメチルエチレンカーボネート、アリルオキシメチルエチレンカーボネート、アクリルオキシメチルエチレンカーボネート、メタクリルオキシメチルエチレンカーボネート、エチニルエチレンカーボネート、プロパルギルエチレンカーボネート、エチニルオキシメチルエチレンカーボネート、プロパルギルオキシエチレンカーボネート、メチレンエチレンカーボネート、1,1−ジメチル−2−メチレンエチレンカーボネートなどが挙げられる。なかでも、ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネートが好ましく、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネートがより好ましい。これらの添加剤は、1種のみが単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。かような添加剤の電解質中の濃度は、特に制限はされないが、0.5〜2.0質量%であることが好ましい。   The liquid electrolyte may further include additives other than the above-described components. Specific examples of such compounds include, for example, vinylene carbonate, methyl vinylene carbonate, dimethyl vinylene carbonate, phenyl vinylene carbonate, diphenyl vinylene carbonate, ethyl vinylene carbonate, diethyl vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, and 1,2-divinyl ethylene carbonate. , 1-methyl-1-vinylethylene carbonate, 1-methyl-2-vinylethylene carbonate, 1-ethyl-1-vinylethylene carbonate, 1-ethyl-2-vinylethylene carbonate, vinylvinylene carbonate, allylethylene carbonate, vinyl Oxymethylethylene carbonate, allyloxymethylethylene carbonate, acryloxymethylethylene carbonate, Oxy methylethylene carbonate, ethynyl ethylene carbonate, propargyl carbonate, ethynyloxy methylethylene carbonate, propargyloxy ethylene carbonate, methylene carbonate, etc. 1,1-dimethyl-2-methylene-ethylene carbonate. Among them, vinylene carbonate, methyl vinylene carbonate and vinyl ethylene carbonate are preferred, and vinylene carbonate and vinyl ethylene carbonate are more preferred. One of these additives may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. The concentration of such an additive in the electrolyte is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 2.0% by mass.

ゲルポリマー電解質は、イオン伝導性ポリマーからなるマトリックスポリマー(ホストポリマー)に、上記の液体電解質が注入されてなる構成を有する。電解質としてゲルポリマー電解質を用いることで電解質の流動性がなくなり、各層間のイオン伝導性を遮断することで容易になる点で優れている。マトリックスポリマー(ホストポリマー)として用いられるイオン伝導性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンオキシド(PEO)、ポリプロピレンオキシド(PPO)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン(PVdF−HEP)、ポリ(メチルメタクリレート(PMMA)およびこれらの共重合体等が挙げられる。   The gel polymer electrolyte has a configuration in which the above liquid electrolyte is injected into a matrix polymer (host polymer) made of an ion conductive polymer. The use of a gel polymer electrolyte as the electrolyte is excellent in that the fluidity of the electrolyte is lost and the ionic conductivity between the layers is cut off to facilitate the flow. Examples of the ion conductive polymer used as the matrix polymer (host polymer) include, for example, polyethylene oxide (PEO), polypropylene oxide (PPO), polyethylene glycol (PEG), polyacrylonitrile (PAN), polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene ( PVdF-HEP), poly (methyl methacrylate (PMMA), and copolymers thereof.

ゲル電解質のマトリックスポリマーは、架橋構造を形成することによって、優れた機械的強度を発現しうる。架橋構造を形成させるには、適当な重合開始剤を用いて、高分子電解質形成用の重合性ポリマー(例えば、PEOやPPO)に対して熱重合、紫外線重合、放射線重合、電子線重合等の重合処理を施せばよい。   The matrix polymer of the gel electrolyte can exhibit excellent mechanical strength by forming a crosslinked structure. In order to form a crosslinked structure, a suitable polymerization initiator is used to polymerize a polymerizable polymer for forming a polymer electrolyte (eg, PEO or PPO) by heat polymerization, ultraviolet polymerization, radiation polymerization, electron beam polymerization, or the like. A polymerization treatment may be performed.

また、セパレータとしては多孔質基体に耐熱絶縁層が積層されたセパレータ(耐熱絶縁層付セパレータ)であることが好ましい。耐熱絶縁層は、無機粒子およびバインダーを含むセラミック層である。耐熱絶縁層付セパレータは融点または熱軟化点が150℃以上、好ましくは200℃以上である耐熱性の高いものを用いる。耐熱絶縁層を有することによって、温度上昇の際に増大するセパレータの内部応力が緩和されるため熱収縮抑制効果が得られうる。その結果、電池の電極間ショートの誘発を防ぐことができるため、温度上昇による性能低下が起こりにくい電池構成になる。また、耐熱絶縁層を有することによって、耐熱絶縁層付セパレータの機械的強度が向上し、セパレータの破膜が起こりにくい。さらに、熱収縮抑制効果および機械的強度の高さから、電池の製造工程でセパレータがカールしにくくなる。   The separator is preferably a separator in which a heat-resistant insulating layer is laminated on a porous substrate (a separator with a heat-resistant insulating layer). The heat-resistant insulating layer is a ceramic layer containing inorganic particles and a binder. As the separator with a heat-resistant insulating layer, a high heat-resistant separator having a melting point or a thermal softening point of 150 ° C. or higher, preferably 200 ° C. or higher is used. By having the heat-resistant insulating layer, the internal stress of the separator, which increases when the temperature rises, is reduced, so that the effect of suppressing heat shrinkage can be obtained. As a result, induction of a short circuit between the electrodes of the battery can be prevented, so that a battery configuration in which performance degradation due to a rise in temperature hardly occurs is obtained. In addition, by having the heat-resistant insulating layer, the mechanical strength of the separator with the heat-resistant insulating layer is improved, and the separator is hardly broken. Further, the separator is unlikely to curl in the battery manufacturing process due to the effect of suppressing heat shrinkage and the high mechanical strength.

耐熱絶縁層における無機粒子は、耐熱絶縁層の機械的強度や熱収縮抑制効果に寄与する。無機粒子として使用される材料は特に制限されない。例えば、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム、チタンの酸化物(SiO、Al、ZrO、TiO)、水酸化物、および窒化物、ならびにこれらの複合体が挙げられる。これらの無機粒子は、ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン、ムライト、スピネル、オリビン、マイカなどの鉱物資源由来のものであってもよいし、人工的に製造されたものであってもよい。また、これらの無機粒子は1種のみが単独で使用されてもよいし、2種以上が併用されてもよい。これらのうち、コストの観点から、シリカ(SiO)またはアルミナ(Al)を用いることが好ましく、アルミナ(Al)を用いることがより好ましい。 The inorganic particles in the heat-resistant insulating layer contribute to the mechanical strength of the heat-resistant insulating layer and the effect of suppressing heat shrinkage. The material used as the inorganic particles is not particularly limited. Examples include oxides of silicon, aluminum, zirconium, and titanium (SiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 , TiO 2 ), hydroxides, and nitrides, and composites thereof. These inorganic particles may be derived from mineral resources such as boehmite, zeolite, apatite, kaolin, mullite, spinel, olivine and mica, or may be artificially produced. In addition, one kind of these inorganic particles may be used alone, or two or more kinds may be used in combination. Among these, from the viewpoint of cost, it is preferable to use silica (SiO 2 ) or alumina (Al 2 O 3 ), and it is more preferable to use alumina (Al 2 O 3 ).

耐熱性微粒子の二次平均粒子径は、分散性の観点から、100nm〜4μmであることが好ましく、300nm〜3μmであることがより好ましく、500nm〜3μmであることがさらに好ましい。   The secondary average particle diameter of the heat-resistant fine particles is preferably from 100 nm to 4 μm, more preferably from 300 nm to 3 μm, and still more preferably from 500 nm to 3 μm from the viewpoint of dispersibility.

耐熱性粒子の目付けは、特に限定されるものではないが、さらに良好なイオン伝導性が得られ、また、耐熱強度を維持する効果をより高めることができるとの観点から、5〜20g/mであることが好ましく、9〜13g/m2であることが好ましい。 The basis weight of the heat-resistant particles is not particularly limited, but from the viewpoint that more favorable ion conductivity can be obtained and the effect of maintaining the heat-resistant strength can be further enhanced, is 5 to 20 g / m2. 2 , preferably 9 to 13 g / m2.

耐熱絶縁層におけるバインダーは、無機粒子どうしや、無機粒子と樹脂多孔質基体層とを接着させる役割を有する。当該バインダーによって、耐熱絶縁層が安定に形成され、また多孔質基体層および耐熱絶縁層の間の剥離を防止される。   The binder in the heat-resistant insulating layer has a role of bonding the inorganic particles or the inorganic particles and the resin porous substrate layer. With the binder, the heat-resistant insulating layer is formed stably, and peeling between the porous substrate layer and the heat-resistant insulating layer is prevented.

耐熱絶縁層に使用されるバインダーは、特に制限はなく、例えば、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリアクリロニトリル、セルロース、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)、アクリル酸メチルなどの化合物がバインダーとして用いられうる。このうち、カルボキシメチルセルロース(CMC)、アクリル酸メチル、またはポリフッ化ビニリデン(PVDF)を用いることが好ましい。これらの化合物は、1種のみが単独で使用されてもよいし、2種以上が併用されてもよい。   The binder used for the heat-resistant insulating layer is not particularly limited. For example, carboxymethylcellulose (CMC), polyacrylonitrile, cellulose, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl chloride, styrene-butadiene rubber (SBR), isoprene rubber Compounds such as butadiene rubber, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinyl fluoride (PVF), and methyl acrylate can be used as the binder. Among them, carboxymethyl cellulose (CMC), methyl acrylate, or polyvinylidene fluoride (PVDF) is preferably used. One of these compounds may be used alone, or two or more of them may be used in combination.

耐熱絶縁層におけるバインダーの含有量は、耐熱絶縁層100質量%に対して、2〜20質量%であることが好ましい。バインダーの含有量が2質量%以上であると、耐熱絶縁層と多孔質基体層との間の剥離強度を高めることができ、セパレータの耐振動性を向上させることができる。一方、バインダーの含有量が20質量%以下であると、無機粒子の隙間が適度に保たれるため、十分なリチウムイオン伝導性を確保することができる。   The content of the binder in the heat-resistant insulating layer is preferably 2 to 20% by mass based on 100% by mass of the heat-resistant insulating layer. When the content of the binder is 2% by mass or more, the peel strength between the heat-resistant insulating layer and the porous base layer can be increased, and the vibration resistance of the separator can be improved. On the other hand, when the content of the binder is 20% by mass or less, the gap between the inorganic particles is appropriately maintained, so that sufficient lithium ion conductivity can be secured.

耐熱絶縁層付セパレータの熱収縮率は、150℃、2gf/cm条件下、1時間保持後にMD、TDともに10%以下であることが好ましい。このような耐熱性の高い材質を用いることで、正極発熱量が高くなり電池内部温度が150℃に達してもセパレータの収縮を有効に防止することができる。その結果、電池の電極間ショートの誘発を防ぐことができるため、温度上昇による性能低下が起こりにくい電池構成になる。 The heat shrinkage of the separator with a heat-resistant insulating layer is preferably 10% or less for both MD and TD after holding for 1 hour at 150 ° C. and 2 gf / cm 2 . By using such a material having high heat resistance, the heat generation of the positive electrode increases, and even if the internal temperature of the battery reaches 150 ° C., the contraction of the separator can be effectively prevented. As a result, induction of a short circuit between the electrodes of the battery can be prevented, so that a battery configuration in which performance degradation due to a rise in temperature hardly occurs is obtained.

[正極集電板および負極集電板]
集電板(25、27)を構成する材料は、特に制限されず、リチウムイオン二次電池用の集電板として従来用いられている公知の高導電性材料が用いられうる。集電板の構成材料としては、例えば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、ステンレス鋼(SUS)、これらの合金等の金属材料が好ましい。軽量、耐食性、高導電性の観点から、より好ましくはアルミニウム、銅であり、特に好ましくはアルミニウムである。なお、正極集電板27と負極集電板25とでは、同一の材料が用いられてもよいし、異なる材料が用いられてもよい。
[Positive current collector and negative current collector]
The material constituting the current collectors (25, 27) is not particularly limited, and a known highly conductive material conventionally used as a current collector for a lithium ion secondary battery can be used. As a constituent material of the current collector, for example, a metal material such as aluminum, copper, titanium, nickel, stainless steel (SUS), or an alloy thereof is preferable. From the viewpoint of light weight, corrosion resistance, and high conductivity, aluminum and copper are more preferable, and aluminum is particularly preferable. In addition, the same material may be used for the positive electrode current collector 27 and the negative electrode current collector 25, or different materials may be used.

[正極リードおよび負極リード]
また、図示は省略するが、集電体11と集電板(25、27)との間を正極リードや負極リードを介して電気的に接続してもよい。正極および負極リードの構成材料としては、公知のリチウムイオン二次電池において用いられる材料が同様に採用されうる。なお、外装から取り出された部分は、周辺機器や配線などに接触して漏電したりして製品(例えば、自動車部品、特に電子機器等)に影響を与えないように、耐熱絶縁性の熱収縮チューブなどにより被覆することが好ましい。
[Positive electrode lead and negative electrode lead]
Although not shown, the current collector 11 and the current collector (25, 27) may be electrically connected via a positive electrode lead or a negative electrode lead. As the constituent materials of the positive electrode and the negative electrode lead, materials used in known lithium ion secondary batteries can be similarly employed. In addition, the parts removed from the exterior may be in contact with peripheral equipment or wiring, etc., causing a short circuit, which will not affect products (for example, automobile parts, especially electronic equipment, etc.). It is preferable to coat with a tube or the like.

[電池外装体]
本発明の一形態に係る非水電解質二次電池用正極を含む非水電解質二次電池は、電池外装体を含むことができる。電池外装体29としては、公知の金属缶ケースを用いることができるほか、発電要素を覆うことができる、アルミニウムを含むラミネートフィルムを用いた袋状のケースが用いられうる。該ラミネートフィルムには、例えば、PP、アルミニウム、ナイロンをこの順に積層してなる3層構造のラミネートフィルム等を用いることができるが、これらに何ら制限されるものではない。高出力化や冷却性能に優れ、EV、HEV用の大型機器用電池に好適に利用することができるという観点から、ラミネートフィルムが望ましい。また、外部から掛かる発電要素への群圧を容易に調整することができ、所望の電解液層厚みへと調整容易であることから、外装体はアルミニウムを含むラミネートフィルムがより好ましい。ラミネートフィルムの厚さとしては、特に制限はされないが、70〜180μmであることが好ましい。
[Battery exterior]
The non-aqueous electrolyte secondary battery including the positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to one embodiment of the present invention can include a battery casing. As the battery outer casing 29, a known metal can case can be used, and a bag-shaped case that can cover the power generating element and that uses a laminated film containing aluminum can be used. As the laminate film, for example, a laminate film having a three-layer structure in which PP, aluminum, and nylon are laminated in this order can be used, but the present invention is not limited thereto. Laminated films are desirable from the viewpoint that they are excellent in high output and cooling performance and can be suitably used for batteries for large-sized devices for EV and HEV. In addition, since the group pressure applied to the power generation element from the outside can be easily adjusted and the thickness of the electrolyte layer can be easily adjusted to a desired thickness, the outer body is more preferably a laminated film containing aluminum. The thickness of the laminate film is not particularly limited, but is preferably from 70 to 180 μm.

[セルサイズ]
図2は、二次電池の代表的な実施形態である扁平なリチウムイオン二次電池の外観を表した斜視図である。
[Cell size]
FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of a flat lithium ion secondary battery which is a typical embodiment of the secondary battery.

図2に示すように、扁平なリチウムイオン二次電池50では、長方形状の扁平な形状を有しており、その両側部からは電力を取り出すための正極タブ58、負極タブ59が引き出されている。発電要素57は、リチウムイオン二次電池50の電池外装材52によって包まれ、その周囲は熱融着されており、発電要素57は、正極タブ58および負極タブ59を外部に引き出した状態で密封されている。ここで、発電要素57は、先に説明した図1に示すリチウムイオン二次電池10の発電要素21に相当するものである。発電要素57は、非水電解質二次電池用正極(正極活物質層)15、電解質層17および負極(負極活物質層)13で構成される単電池層(単セル)19が複数積層されたものである。   As shown in FIG. 2, the flat lithium ion secondary battery 50 has a rectangular flat shape, and a positive electrode tab 58 and a negative electrode tab 59 for extracting electric power are drawn out from both sides thereof. I have. The power generating element 57 is wrapped by the battery outer material 52 of the lithium ion secondary battery 50 and the periphery thereof is heat-sealed, and the power generating element 57 is hermetically sealed with the positive electrode tab 58 and the negative electrode tab 59 drawn out. Have been. Here, the power generation element 57 corresponds to the power generation element 21 of the lithium ion secondary battery 10 shown in FIG. 1 described above. The power generating element 57 includes a plurality of unit cell layers (single cells) 19 each including a positive electrode (positive electrode active material layer) 15 for a nonaqueous electrolyte secondary battery, an electrolyte layer 17, and a negative electrode (negative electrode active material layer) 13. Things.

なお、上記リチウムイオン二次電池は、積層型の扁平な形状のものに制限されるものではない。巻回型のリチウムイオン二次電池では、円筒型形状のものであってもよいし、こうした円筒型形状のものを変形させて、長方形状の扁平な形状にしたようなものであってもよいなど、特に制限されるものではない。上記円筒型の形状のものでは、その外装材に、ラミネートフィルムを用いてもよいし、従来の円筒缶(金属缶)を用いてもよいなど、特に制限されるものではない。好ましくは、発電要素がアルミニウムラミネートフィルムで外装される。当該形態により、軽量化が達成されうる。   Note that the lithium ion secondary battery is not limited to a stacked flat battery. The wound lithium ion secondary battery may have a cylindrical shape, or may have such a cylindrical shape deformed into a rectangular flat shape. It is not particularly limited. In the case of the cylindrical shape, there is no particular limitation, for example, a laminate film may be used for the exterior material, or a conventional cylindrical can (metal can) may be used. Preferably, the power generating element is clad with an aluminum laminated film. With this configuration, weight reduction can be achieved.

また、図2に示すタブ58、59の取り出しに関しても、特に制限されるものではない。正極タブ58と負極タブ59とを同じ辺から引き出すようにしてもよいし、正極タブ58と負極タブ59をそれぞれ複数に分けて、各辺から取り出しようにしてもよいなど、図2に示すものに制限されるものではない。また、巻回型のリチウムイオン電池では、タブに変えて、例えば、円筒缶(金属缶)を利用して端子を形成すればよい。   The removal of the tabs 58 and 59 shown in FIG. 2 is not particularly limited. As shown in FIG. 2, the positive electrode tab 58 and the negative electrode tab 59 may be pulled out from the same side, or the positive electrode tab 58 and the negative electrode tab 59 may be divided into a plurality of parts and taken out from each side. It is not limited to. In a wound lithium ion battery, terminals may be formed using, for example, a cylindrical can (metal can) instead of a tab.

一般的な電気自動車では、電池格納スペースが170L程度である。このスペースにセルおよび充放電制御機器等の補機を格納するため、通常セルの格納スペース効率は50%程度となる。この空間へのセルの積載効率が電気自動車の航続距離を支配する因子となる。単セルのサイズが小さくなると上記積載効率が損なわれるため、航続距離を確保できなくなる。   In a general electric vehicle, the battery storage space is about 170L. Since cells and auxiliary equipment such as charge / discharge control devices are stored in this space, the storage space efficiency of the normal cells is about 50%. The cell loading efficiency in this space is a factor that governs the cruising distance of the electric vehicle. If the size of the single cell is reduced, the above-mentioned loading efficiency is impaired, and the cruising distance cannot be secured.

したがって、本発明において、発電要素を外装体で覆った電池構造体は大型であることが好ましい。具体的には、ラミネートセル電池の短辺の長さが100mm以上であることが好ましい。かような大型の電池は、車両用途に用いることができる。ここで、ラミネートセル電池の短辺の長さとは、最も長さが短い辺を指す。短辺の長さの上限は特に限定されるものではないが、通常400mm以下である。   Therefore, in the present invention, it is preferable that the battery structure in which the power generation element is covered with the outer package is large. Specifically, the length of the short side of the laminated cell battery is preferably 100 mm or more. Such a large battery can be used for vehicle use. Here, the length of the short side of the laminate cell battery refers to the shortest side. The upper limit of the length of the short side is not particularly limited, but is usually 400 mm or less.

[体積エネルギー密度および定格放電容量]
一般的な電気自動車では、一回の充電による走行距離(航続距離)は100kmが市場要求である。かような航続距離を考慮すると、電池の体積エネルギー密度は157Wh/L以上であることが好ましく、かつ定格容量は20Wh以上であることが好ましい。
[Volume energy density and rated discharge capacity]
In a general electric vehicle, the driving distance (cruising distance) per charge is required to be 100 km in the market. In consideration of such a cruising distance, the battery preferably has a volume energy density of 157 Wh / L or more, and a rated capacity of 20 Wh or more.

さらに、矩形状の電極のアスペクト比は1〜3であることが好ましく、1〜2であることがより好ましい。なお、電極のアスペクト比は矩形状の正極活物質層の縦横比として定義される。アスペクト比をかような範囲とすることで、車両要求性能と搭載スペースを両立できるという利点がある。   Furthermore, the aspect ratio of the rectangular electrode is preferably 1 to 3, and more preferably 1 to 2. Note that the aspect ratio of the electrode is defined as the aspect ratio of the rectangular positive electrode active material layer. By setting the aspect ratio in such a range, there is an advantage that both the required performance of the vehicle and the mounting space can be achieved.

[組電池]
本発明の一形態に係る非水電解質二次電池用正極を含む非水電解質二次電池は、組電池として用いることができる。組電池は、電池を複数個接続して構成した物である。詳しくは少なくとも2つ以上用いて、直列化あるいは並列化あるいはその両方で構成されるものである。直列、並列化することで容量および電圧を自由に調節することが可能になる。
[Battery pack]
The nonaqueous electrolyte secondary battery including the positive electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to one embodiment of the present invention can be used as an assembled battery. An assembled battery is formed by connecting a plurality of batteries. More specifically, at least two or more are used for serialization and / or parallelization. It is possible to freely adjust the capacity and the voltage by making them serial and parallel.

電池が複数、直列にまたは並列に接続して装脱着可能な小型の組電池を形成することもできる。そして、この装脱着可能な小型の組電池をさらに複数、直列に又は並列に接続して、高体積エネルギー密度、高体積出力密度が求められる車両駆動用電源や補助電源に適した大容量、大出力を持つ組電池を形成することもできる。何個の電池を接続して組電池を作製するか、また、何段の小型組電池を積層して大容量の組電池を作製するかは、搭載される車両(電気自動車)の電池容量や出力に応じて決めればよい。   A plurality of batteries may be connected in series or in parallel to form a detachable small assembled battery. Then, a plurality of the small battery packs which can be attached and detached are further connected in series or in parallel, and a large capacity and a large capacity suitable for a vehicle drive power supply and an auxiliary power supply requiring a high volume energy density and a high volume output density are required. A battery pack having an output can also be formed. How many batteries are connected to create a battery pack, and how many small battery packs are stacked to produce a large capacity battery pack, depends on the battery capacity of the vehicle (electric vehicle) to be mounted. It may be determined according to the output.

[車両]
本発明の一形態に係る非水電解質二次電池用正極を含む、非水電解質リチウムイオン二次電池は、長期使用しても放電容量が維持され、容量維持率が良好である。さらに、体積エネルギー密度が高い。電気自動車やハイブリッド電気自動車や燃料電池車やハイブリッド燃料電池自動車などの車両用途においては、電気・携帯電子機器用途と比較して、高容量、大型化が求められるとともに、長寿命化が必要となる。したがって、上記非水電解質リチウムイオン二次電池は、車両用の電源として、例えば、車両駆動用電源や補助電源に好適に利用することができる。
[vehicle]
The nonaqueous electrolyte lithium ion secondary battery including the positive electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to one embodiment of the present invention maintains a discharge capacity even after long-term use, and has a good capacity retention rate. Further, the volume energy density is high. Vehicle applications such as electric vehicles, hybrid electric vehicles, fuel cell vehicles, and hybrid fuel cell vehicles require higher capacity and larger size and longer life than electric and portable electronic device applications. . Therefore, the nonaqueous electrolyte lithium ion secondary battery can be suitably used as a vehicle power supply, for example, a vehicle drive power supply or an auxiliary power supply.

具体的には、電池またはこれらを複数個組み合わせてなる組電池を車両に搭載することができる。本形態では、長期信頼性および出力特性に優れた高寿命の電池を構成できることから、こうした電池を搭載するとEV走行距離の長いプラグインハイブリッド電気自動車や、一充電走行距離の長い電気自動車を構成できる。電池またはこれらを複数個組み合わせてなる組電池を、例えば、自動車ならばハイブリッド車、燃料電池車、電気自動車(いずれも四輪車(乗用車、トラック、バスなどの商用車、軽自動車など)のほか、二輪車(バイク)や三輪車を含む)に用いることにより高寿命で信頼性の高い自動車となるからである。ただし、用途が自動車に限定されるわけではなく、例えば、他の車両、例えば、電車などの移動体の各種電源であっても適用は可能であるし、無停電電源装置などの載置用電源として利用することも可能である。   Specifically, a battery or an assembled battery obtained by combining a plurality of these batteries can be mounted on a vehicle. In this embodiment, since a long-life battery having excellent long-term reliability and output characteristics can be formed, when such a battery is mounted, a plug-in hybrid electric vehicle having a long EV mileage or an electric vehicle having a long charge mileage can be formed. . For example, a hybrid vehicle, a fuel cell vehicle, an electric vehicle (all four-wheel vehicles (commercial vehicles such as passenger cars, trucks, buses, light vehicles, etc.) This is because the use in a motorcycle (including a motorcycle) and a three-wheeled vehicle) results in a vehicle having a long life and high reliability. However, the application is not limited to automobiles. For example, other vehicles, for example, various power supplies for moving objects such as trains can be applied, and a mounting power supply such as an uninterruptible power supply. It is also possible to use as.

なお、上記実施形態では、非水電解質二次電池の一種である非水電解質リチウムイオン二次電池を例示したが、これに制限されるわけではなく、他のタイプの非水電解質二次電池にも適用できる。   In the above embodiment, a non-aqueous electrolyte lithium-ion secondary battery, which is a type of non-aqueous electrolyte secondary battery, has been exemplified.However, the present invention is not limited to this, and other types of non-aqueous electrolyte secondary batteries may be used. Can also be applied.

以下、実施例および比較例を用いてさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに何ら限定されるわけではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to only the following Examples.

(実施例1)
1.電解液の作製
エチレンカーボネート(EC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジエチルカーボネート(DEC)の混合溶媒(30:30:40(体積比))を溶媒とした。また1.0MのLiPFをリチウム塩とした。さらに上記溶媒と上記リチウム塩との合計100質量%に対して2質量%のビニレンカーボネートを添加して電解液を調製した。なお、「1.0MのLiPF」とは、当該混合溶媒およびリチウム塩の混合物におけるリチウム塩(LiPF)濃度が1.0Mであるという意味である。
(Example 1)
1. Preparation of Electrolytic Solution A mixed solvent of ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC), and diethyl carbonate (DEC) (30:30:40 (volume ratio)) was used as a solvent. In addition, 1.0 M LiPF 6 was used as a lithium salt. Further, 2% by mass of vinylene carbonate was added to 100% by mass of the total of the solvent and the lithium salt to prepare an electrolytic solution. Note that “1.0 M LiPF 6 ” means that the concentration of the lithium salt (LiPF 6 ) in the mixture of the mixed solvent and the lithium salt is 1.0 M.

2.非水電解質二次電池用正極の作製
正極活物質として、NMC複合酸化物である比表面積0.67m/gのLiNi0.50Mn0.30Co0.20と、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物である比表面積0.42m/gのLiMnOを用意した。次いで、正極活物質全体を100質量%としたときに、それぞれNMC複合酸化物が70質量%、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物が30質量%となるように混合した。そして、正極活物質層中の全質量に占める割合として、正極活物質が90質量%、導電助剤としてアセチレンブラック 5質量%、およびバインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVdF) 5質量%の固形分となる混合物を用意した。この固形分に対し、スラリー粘度調整溶媒であるN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を適量添加して、正極スラリーを作製した。次に、正極スラリーを、集電体であるアルミニウム箔(20μm)の両面に塗布し乾燥・プレスを行い、正極活物質層の片面塗工量19.7mg/cm、両面厚み146μm(箔込み)の非水電解質二次電池用正極を作製した。
2. Preparation of Positive Electrode for Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery As positive electrode active materials, LiMC 0.50 Mn 0.30 Co 0.20 O 2 having a specific surface area of 0.67 m 2 / g, which is an NMC composite oxide, and spinel lithium manganese were prepared LiMnO 2 of a composite oxide specific surface area 0.42 m 2 / g. Next, when the whole positive electrode active material was set to 100% by mass, the NMC composite oxide and the spinel-based lithium manganese composite oxide were mixed so as to be 70% by mass and 30% by mass, respectively. The solid content of the positive electrode active material is 90% by mass, acetylene black is 5% by mass as a conductive additive, and polyvinylidene fluoride (PVdF) is 5% by mass as a binder. A mixture was prepared. To this solid content, an appropriate amount of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a slurry viscosity adjusting solvent was added to prepare a positive electrode slurry. Next, the positive electrode slurry was applied to both sides of an aluminum foil (20 μm) as a current collector, dried and pressed, and the coating amount of the positive electrode active material layer on one side was 19.7 mg / cm 2 , and the thickness of both sides was 146 μm (including foil). 2) A positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery was prepared.

3.負極の作製
被覆天然黒鉛(平均粒子径(D50):20.0μm、BET比表面積:2.0m/g) 95質量%、導電助剤としてアセチレンブラックを2質量%、バインダーとしてスチレン−ブタジエンゴム(SBR) 2質量%およびカルボキシメチルセルロース(CMC) 1質量%からなる固形分を用意した。この固形分に対し、スラリー粘度調整溶媒であるイオン交換水を適量添加して、負極スラリーを作製した。次に、負極スラリーを、集電体である銅箔(15μm)の両面に塗布し乾燥・プレスを行い、片面塗工量9.1mg/cm,両面厚み136μm(箔込み)の負極を作製した。
3. Preparation of negative electrode Coated natural graphite (average particle diameter (D50): 20.0 μm, BET specific surface area: 2.0 m 2 / g) 95% by mass, acetylene black as a conductive additive 2% by mass, styrene-butadiene rubber as a binder A solid content comprising (SBR) 2% by mass and carboxymethyl cellulose (CMC) 1% by mass was prepared. To this solid content, an appropriate amount of ion exchange water as a slurry viscosity adjusting solvent was added to prepare a negative electrode slurry. Next, the negative electrode slurry was applied to both sides of a copper foil (15 μm) as a current collector, dried and pressed to produce a negative electrode having a coating amount of 9.1 mg / cm 2 on one side and a thickness of 136 μm (including foil) on both sides. did.

4.単電池の完成工程
上記で作製した非水電解質二次電池用正極を210×184mmの長方形状に切断し、負極を215×188mmの長方形状に切断した(正極15枚、負極16枚)。この非水電解質二次電池用正極と負極とを230×210mmの耐熱絶縁層付きセパレータを介して交互に積層した。この際、耐熱絶縁層が負極活物質層と隣接するように積層した。耐熱絶縁層付きセパレータは以下のように作製した。無機粒子であるアルミナ粒子(BET比表面積:5m/g、二次平均粒子径2μm) 95質量%およびバインダーであるカルボキシメチルセルロース(バインダー重量あたりの含有水分量:9.12質量%) 5重量部を水に均一に分散させた水溶液を作製した。該水溶液をグラビアコーターを用いてポリエチレン(PE)微多孔膜(膜厚:20μm、空隙率:55%)の両面に塗工した。次いで、60℃にて乾燥して水を除去し、多孔膜の片面に3.5μmずつ耐熱絶縁層が形成された、総膜厚25μmの多層多孔膜である耐熱絶縁層付セパレータを作製した。この時の耐熱絶縁層の目付は15g/mである。
4. Step of Completing Unit Cell The positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery prepared above was cut into a rectangular shape of 210 × 184 mm, and the negative electrode was cut into a rectangular shape of 215 × 188 mm (15 positive electrodes and 16 negative electrodes). The positive electrode and the negative electrode for the non-aqueous electrolyte secondary battery were alternately laminated via a 230 × 210 mm separator with a heat-resistant insulating layer. At this time, the heat-resistant insulating layer was laminated so as to be adjacent to the negative electrode active material layer. The separator with a heat-resistant insulating layer was produced as follows. 95% by mass of alumina particles as inorganic particles (BET specific surface area: 5 m 2 / g, secondary average particle size: 2 μm) and 5 parts by weight of carboxymethyl cellulose as binder (water content per weight of binder: 9.12% by mass) Was uniformly dispersed in water to prepare an aqueous solution. The aqueous solution was applied to both surfaces of a microporous polyethylene (PE) film (film thickness: 20 μm, porosity: 55%) using a gravure coater. Next, the film was dried at 60 ° C. to remove water, and a separator with a heat-resistant insulating layer, which was a multilayer porous film having a total film thickness of 25 μm, in which a 3.5-μm heat-resistant insulating layer was formed on one surface of the porous film, was produced. At this time, the basis weight of the heat-resistant insulating layer is 15 g / m 2 .

これらの非水電解質二次電池用正極と負極それぞれにタブを溶接し、アルミラミネートフィルムからなる外装体中に電解液とともに密封してリチウムイオン二次電池を完成させた。   A tab was welded to each of the positive electrode and the negative electrode for the nonaqueous electrolyte secondary battery, and sealed together with an electrolytic solution in an outer package made of an aluminum laminated film to complete a lithium ion secondary battery.

(実施例2〜9、比較例1、2)
上述した実施例1における正極活物質の比表面積と混合比を下記の表1に記載の通り混合したこと以外は、当該実施例1と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製した。
(Examples 2 to 9, Comparative Examples 1 and 2)
A lithium ion secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the specific surface area and the mixing ratio of the positive electrode active material in Example 1 were mixed as shown in Table 1 below.

なお、下記表1において、NMC複合酸化物をNMC、スピネル系リチウムマンガン複合酸化物をLMOとして表す。   In Table 1 below, the NMC composite oxide is represented as NMC, and the spinel lithium manganese composite oxide is represented as LMO.

ここで、各実施例および比較例で用いた、各比表面積を有するMMC複合酸化物およびスピネル系リチウムマンガン複合酸化物は、粒子径により調製した。 また、各MMC複合酸化物およびスピネル系リチウムマンガン複合酸化物の比表面積(BET比表面積)は、株式会社堀場製作所製のBET比表面積測定装置(型式:SA−9601)により測定した(BET一点法)。   Here, the MMC composite oxide and the spinel-based lithium manganese composite oxide having each specific surface area used in each Example and Comparative Example were prepared according to the particle diameter. The specific surface area (BET specific surface area) of each of the MMC composite oxide and the spinel-based lithium manganese composite oxide was measured with a BET specific surface area measuring device (model: SA-9601) manufactured by Horiba, Ltd. (BET one-point method). ).

そして、得られた電池について、以下の手法により、容量維持率を求めた。結果を下記の表1に示す。   Then, for the obtained battery, a capacity retention ratio was determined by the following method. The results are shown in Table 1 below.

[容量維持率]
電池の充放電の電圧範囲2.5V−4.15Vとして容量維持率を測定した。具体的には、25℃に保持した恒温槽において、電池温度を25℃とした後、充電は1Cの電流レートで4.15Vまで定電流充電(CC)し、その後定電圧(CV)で、あわせて2.5時間充電した。その後、10分間休止時間を設けた後、1Cの電流レートで2.5Vまで放電を行い、その後に10分間の休止時間を設けた。これらを1サイクルとして充放電試験を実施した。初回の放電容量に対して300サイクル後に放電した割合を容量維持率とした。測定結果を表1に示す。
[Capacity maintenance rate]
The capacity maintenance ratio was measured with the charge / discharge voltage range of the battery being 2.5 V to 4.15 V. Specifically, after the battery temperature was set to 25 ° C. in a thermostat kept at 25 ° C., charging was performed at a constant current rate (CC) of 4.15 V at a current rate of 1 C, and then at a constant voltage (CV). The battery was charged for a total of 2.5 hours. Thereafter, after a pause time of 10 minutes was provided, the battery was discharged to 2.5 V at a current rate of 1 C, followed by a pause time of 10 minutes. A charge / discharge test was performed using these as one cycle. The rate of discharge after 300 cycles with respect to the initial discharge capacity was defined as the capacity retention rate. Table 1 shows the measurement results.

[初期容量]
初充放電後に0.2Cで4.15V CCCVで6.5時間充電後、2.5VまでCC放電を行い、初期容量を測定した。
[Initial capacity]
After the initial charge and discharge, the battery was charged at 0.2C at 4.15 V CCCV for 6.5 hours, and then discharged at 2.5 V to measure the initial capacity.

[容量維持率]
初期容量と同等の測定方法で300サイクル後の容量を測定し、300サイクル後の容量/初期容量×100で容量維持率を求めた。
[Capacity maintenance rate]
The capacity after 300 cycles was measured by the same measurement method as the initial capacity, and the capacity retention rate was calculated by (capacity after 300 cycles / initial capacity × 100).

表1に示す結果から、実施例1〜9および比較例1、2の比較より、非水電解質二次電池用を本発明の構成とすることにより、リチウムイオン二次電池が高い容量維持率を有することが確認された。   From the results shown in Table 1, from the comparison of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2, the use of the non-aqueous electrolyte secondary battery for the configuration of the present invention allows the lithium ion secondary battery to have a high capacity retention rate. It was confirmed to have.

10、50 リチウムイオン二次電池、
11 負極集電体、
12 正極集電体、
13 負極活物質層、
15 正極活物質層、
17 セパレータ、
19 単電池層、
21、57 発電要素、
25 負極集電板、
27 正極集電板、
29、52 電池外装材、
58 正極タブ、
59 負極タブ。
10, 50 lithium ion secondary battery,
11 negative electrode current collector,
12 positive electrode current collector,
13 negative electrode active material layer,
15 positive electrode active material layer,
17 separator,
19 cell layers,
21, 57 power generation elements,
25 negative electrode current collector,
27 positive electrode current collector,
29, 52 Battery exterior material,
58 positive electrode tab,
59 Negative electrode tab.

Claims (8)

正極集電体と、前記正極集電体の表面に形成され、リチウムニッケル系複合酸化物およびスピネル系リチウムマンガン複合酸化物を含む正極活物質を含む正極活物質層と、を有し、
前記スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の比表面積が0.30m/g以上0.75m/g未満であり、
前記リチウムニッケル系複合酸化物の質量に対する前記スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の質量の比で表される混合比をAとし、かつ、
前記リチウムニッケル系複合酸化物の比表面積に対する前記スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の前記比表面積の比で表される比表面積比をBとしたときに、
前記Aが0超過3.00未満であり、
前記Bが、0.60以上1.00以下であり、
前記Bに対する前記Aの比であるA/Bが、0.40超過であり、
前記リチウムニッケル系複合酸化物は、LiNiO 、またはニッケル、マンガン、コバルトを含有する層状結晶構造のリチウム遷移金属複合酸化物である、非水電解質二次電池用正極。
A positive electrode current collector, and a positive electrode active material layer formed on the surface of the positive electrode current collector and including a positive electrode active material including a lithium nickel composite oxide and a spinel lithium manganese composite oxide,
The spinel-based lithium manganese composite oxide has a specific surface area of 0.30 m 2 / g or more and less than 0.75 m 2 / g;
A is a mixing ratio represented by a ratio of the mass of the spinel-based lithium manganese composite oxide to the mass of the lithium nickel-based composite oxide, and
When the specific surface area ratio represented by the ratio of the specific surface area of the spinel lithium manganese composite oxide to the specific surface area of the lithium nickel composite oxide is B,
A is greater than 0 and less than 3.00,
B is 0.60 or more and 1.00 or less,
A / B is the ratio of the A to the B is Ri 0.40 exceeded der,
The lithium-nickel-based complex oxide, LiNiO 2, or nickel, manganese, lithium-transition metal composite oxide der layered crystal structure containing cobalt Ru, non-aqueous electrolyte secondary battery positive electrode.
前記リチウムニッケル系複合酸化物の比表面積が0.30m/g以上0.90m/g以下である、請求項1に記載の非水電解質二次電池用正極。 The lithium specific surface area of the nickel-based composite oxide is less than 0.30 m 2 / g or more 0.90 m 2 / g, the non-aqueous electrolyte secondary battery positive electrode according to claim 1. 前記スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の比表面積が0.30m/g以上0.60m/g以下である、請求項1または2に記載の非水電解質二次電池用正極。 The positive electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the specific surface area of the spinel-based lithium manganese composite oxide is 0.30 m 2 / g or more and 0.60 m 2 / g or less. 前記スピネル系リチウムマンガン複合酸化物の比表面積が0.42m/g以上0.75m/g未満である、請求項1または2に記載の非水電解質二次電池用正極。 The positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein a specific surface area of the spinel-based lithium manganese composite oxide is 0.42 m 2 / g or more and less than 0.75 m 2 / g. 前記A/Bが、0.40超過2.50以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池用正極。   The positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the A / B is more than 0.40 and not more than 2.50. 前記混合比Aが、0.25以上3.00未満である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池用正極。   The positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the mixing ratio A is 0.25 or more and less than 3.00. 前記リチウムニッケル系複合酸化物が、一般式(1):LiNiMnCo(但し、式中、a、b、c、d、xは、0.9≦a≦1.2、0.3≦b≦0.9、0<c≦0.5、0<d≦0.5、0≦x≦0.3、b+c+d=1を満たす。MはTi、Zr、Nb、W、P、Al、Mg、V、Ca、Sr、Cr、Feから選ばれる元素で少なくとも1種類である)で表される組成を有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池用正極。 The lithium-nickel-based composite oxide is represented by the general formula (1): Li a Ni b Mn c Co d M x O 2 ( In the formula, a, b, c, d, x is, 0.9 ≦ a ≦ 1.2, 0.3 ≦ b ≦ 0.9, 0 <c ≦ 0.5, 0 <d ≦ 0.5, 0 ≦ x ≦ 0.3, and b + c + d = 1, where M is Ti, Zr, Nb, W, P, Al, Mg, V, Ca, Sr, Cr, and at least one element selected from the group consisting of Fe). Positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary batteries. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池用正極を含む、非水電解質二次電池。   A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5105393B2 (en) * 2005-03-02 2012-12-26 日立マクセルエナジー株式会社 Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP5232631B2 (en) * 2008-12-25 2013-07-10 株式会社東芝 Non-aqueous electrolyte battery
KR20140039264A (en) * 2011-07-13 2014-04-01 가부시키가이샤 지에스 유아사 Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2015018598A (en) * 2011-11-09 2015-01-29 新神戸電機株式会社 Nonaqueous electrolyte secondary battery

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4354528A1 (en) * 2022-10-13 2024-04-17 LG Energy Solution, Ltd. Lithium secondary battery

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