JP6774632B2 - Non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

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Description

本発明は、非水電解液二次電池に関する。 The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery.

リチウムイオン二次電池(リチウム二次電池)等の非水電解液二次電池は、既存の電池に比べて軽量且つエネルギー密度が高いことから、近年、パソコンや携帯端末等のいわゆるポータブル電源や車両駆動用電源として用いられている。かかる非水電解液二次電池の正極は、例えば、導電性を有する箔体である正極集電体の表面に正極合材層が付与されることによって構成されている。 Non-aqueous electrolyte secondary batteries such as lithium-ion secondary batteries (lithium secondary batteries) are lighter and have higher energy density than existing batteries. Therefore, in recent years, so-called portable power supplies and vehicles such as personal computers and mobile terminals have been used. It is used as a drive power source. The positive electrode of such a non-aqueous electrolyte secondary battery is configured by, for example, applying a positive electrode mixture layer to the surface of a positive electrode current collector which is a foil body having conductivity.

上記した非水電解液二次電池では、過充電状態(高電圧状態)になった際に生じる種々の問題を抑制するために、従来より、正極合材層にリン酸三リチウム(LiPO)などの無機リン酸化合物を添加する技術が提案されている(例えば、特許文献1および2参照)。かかる無機リン酸化合物は、電池が過充電状態になった際に、非水電解液の分解によって生じた酸(例えばフッ化水素(HF))を粒子表面に吸着させることによって、過充電時の発熱等を抑制することができる。 In the non-aqueous electrolyte secondary battery described above, in order to suppress various problems that occur when the battery is overcharged (high voltage state), trilithium phosphate (Li 3 PO) has been conventionally applied to the positive electrode mixture layer. Techniques for adding inorganic phosphoric acid compounds such as 4 ) have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). Such an inorganic phosphoric acid compound adsorbs an acid (for example, hydrogen fluoride (HF)) generated by decomposition of a non-aqueous electrolyte solution on the particle surface when the battery is overcharged, thereby causing overcharging. It is possible to suppress heat generation and the like.

特開2014−103098号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-103098 特開2015−103332号公報JP-A-2015-103332

上記した特許文献1および2に記載の技術では、リン酸三リチウムなどの無機リン酸化合物の効果を適切に発揮させるために、正極合材層における正極活物質に対する無機リン酸化合物の含有量を規定している。しかしながら、実際にリン酸三リチウムを正極合材層に含有させると、上記した従来の技術のようにリン酸三リチウムの含有量を規定しているにも関わらず、リン酸三リチウムの機能にばらつきが生じて好適な効果が得られないことがあったため、リン酸三リチウムの機能をより適切に発揮させることができる技術が望まれている。 In the techniques described in Patent Documents 1 and 2 described above, in order to appropriately exert the effect of the inorganic phosphoric acid compound such as trilithium phosphate, the content of the inorganic phosphoric acid compound with respect to the positive electrode active material in the positive electrode mixture layer is determined. It stipulates. However, when trilithium phosphate is actually contained in the positive electrode mixture layer, the function of trilithium phosphate is enhanced even though the content of trilithium phosphate is specified as in the conventional technique described above. Since there are cases where a suitable effect cannot be obtained due to variations, a technique capable of more appropriately exerting the function of trilithium phosphate is desired.

特に、作動電位が4.3V(vs.Li/Li)未満の正極活物質を用いたリチウムイオン二次電池(いわゆる4V級電池)は高電圧状態、特に過充電状態になると発熱量が大きいという性質を有しているため、かかる4V級電池の分野において、リン酸三リチウムの機能を適切に発揮させて過充電時の発熱を抑制できる技術の開発が望まれている。一方で、リチウムイオン二次電池では、低SOC(State of Charge)領域での電池抵抗が小さいことが望まれている。 In particular, a lithium ion secondary battery (so-called 4V class battery) using a positive electrode active material having an operating potential of less than 4.3V (vs. Li / Li + ) generates a large amount of heat in a high voltage state, especially in an overcharged state. Therefore, in the field of such a 4V class battery, it is desired to develop a technique capable of appropriately exerting the function of trilithium phosphate and suppressing heat generation at the time of overcharging. On the other hand, in a lithium ion secondary battery, it is desired that the battery resistance in the low SOC (State of Charge) region is small.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、正極合材層にリン酸三リチウムが添加された非水電解液二次電池であって、過充電時の発熱が抑制されていると共に低SOC領域での電池抵抗の小さい非水電解液二次電池を提供することである。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is a non-aqueous electrolyte secondary battery in which trilithium phosphate is added to a positive electrode mixture layer, and heat generation during overcharging is suppressed. At the same time, it is an object of the present invention to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery having a low battery resistance in a low SOC region.

上記目的を実現するべく、本発明によって以下の構成の非水電解液二次電池が提供される。 In order to realize the above object, the present invention provides a non-aqueous electrolyte secondary battery having the following configuration.

ここで開示される非水電解液二次電池は、正極集電体上に正極合材層が形成されている正極と、負極集電体上に負極合材層が形成されている負極と、フッ素を含んだリチウム化合物を支持塩として含有する非水電解液と、を備える。前記正極合材層は、少なくとも正極活物質とリン酸三リチウム粒子とを含有する。前記負極合材層は、少なくとも負極活物質を含有する。前記負極合材層の目付量(mg/cm)と、前記負極活物質の比表面積(m/g)と、前記負極合材層中における負極活物質の含有割合(質量%)との積に対する、前記リン酸三リチウム粒子の比表面積(m/g)と、前記リン酸三リチウム粒子のメジアン径d50(μm)と、前記正極合材層中におけるリン酸三リチウム粒子の含有割合(質量%)との積の百分率が、0.05%以上6.55%以下である。すなわち、〔{(リン酸三リチウム粒子の比表面積(m/g))×(リン酸三リチウム粒子のメジアン径d50(μm))×(正極合材層中のリン酸三リチウム粒子の含有割合(質量%))}/{(負極合材層の目付量(mg/cm))×(負極活物質の比表面積(m/g))×(負極合材層中の負極活物質の含有割合(質量%))}〕×100で表される百分率(%)の値が0.05以上6.55以下である。 The non-aqueous electrolyte secondary battery disclosed here includes a positive electrode having a positive electrode mixture layer formed on a positive electrode current collector, and a negative electrode having a negative electrode mixture layer formed on a negative electrode current collector. A non-aqueous electrolytic solution containing a lithium compound containing fluorine as a supporting salt is provided. The positive electrode mixture layer contains at least a positive electrode active material and trilithium phosphate particles. The negative electrode mixture layer contains at least a negative electrode active material. The amount of the negative electrode mixture layer (mg / cm 2 ), the specific surface area of the negative electrode active material (m 2 / g), and the content ratio (mass%) of the negative electrode active material in the negative electrode mixture layer. The specific surface area (m 2 / g) of the trilithium phosphate particles, the median diameter d50 (μm) of the trilithium phosphate particles, and the content ratio of the trilithium phosphate particles in the positive electrode mixture layer with respect to the product. The percentage of the product with (mass%) is 0.05% or more and 6.55% or less. That is, [{(specific surface area of trilithium phosphate particles (m 2 / g)) × (median diameter d50 (μm) of trilithium phosphate particles) × (containing trilithium phosphate particles in the positive electrode mixture layer). Ratio (mass%))} / {(Amount of grain of negative electrode mixture layer (mg / cm 2 )) × (Specific surface area of negative electrode active material (m 2 / g)) × (Negative electrode active material in negative electrode mixture layer) Content ratio (mass%))}] The value of the percentage (%) represented by × 100 is 0.05 or more and 6.55 or less.

上記の百分率が6.55%以下であることにより、低SOC領域での非水電解液二次電池の抵抗を十分に小さくすることができる。また、上記の百分率が0.05%以上であることにより、非水電解液二次電池の過充電時の発熱を抑制することができる。したがって、このような構成によれば、正極合材層にリン酸三リチウムが添加された非水電解液二次電池であって、過充電時の発熱が抑制されていると共に低SOC領域での電池抵抗の小さい非水電解液二次電池を提供することができる。 When the above percentage is 6.55% or less, the resistance of the non-aqueous electrolyte secondary battery in the low SOC region can be sufficiently reduced. Further, when the percentage is 0.05% or more, heat generation at the time of overcharging of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be suppressed. Therefore, according to such a configuration, it is a non-aqueous electrolyte secondary battery in which trilithium phosphate is added to the positive electrode mixture layer, and heat generation during overcharging is suppressed and in a low SOC region. It is possible to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery having a low battery resistance.

本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の外形を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the outer shape of the lithium ion secondary battery which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池の電極体を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the electrode body of the lithium ion secondary battery which concerns on one Embodiment of this invention. 実験Aにおける抵抗の評価結果を示すグラフである。It is a graph which shows the evaluation result of resistance in Experiment A. 実験Aにおける過充電時の発熱の評価結果を示すグラフである。It is a graph which shows the evaluation result of the heat generation at the time of overcharging in Experiment A. 実験Bにおける抵抗の評価結果を示すグラフである。It is a graph which shows the evaluation result of resistance in Experiment B. 実験Bにおける過充電時の発熱の評価結果を示すグラフである。It is a graph which shows the evaluation result of the heat generation at the time of overcharging in Experiment B.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。また、各図における寸法関係(長さ、幅、厚み等)は実際の寸法関係を反映するものではない。また、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄(例えば、非水電解液二次電池の構築に係る一般的技術等)は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, members and parts that perform the same action are described with the same reference numerals. Moreover, the dimensional relationship (length, width, thickness, etc.) in each drawing does not reflect the actual dimensional relationship. In addition, matters other than those specifically mentioned in the present specification and necessary for carrying out the present invention (for example, general techniques for constructing a non-aqueous electrolyte secondary battery) are in the art. It can be grasped as a design matter of a person skilled in the art based on the prior art.

以下、ここで開示される非水電解液二次電池の一例としてリチウムイオン二次電池を説明する。図1は本実施形態に係るリチウムイオン二次電池の外形を模式的に示す斜視図であり、図2は本実施形態に係るリチウムイオン二次電池の電極体を模式的に示す斜視図である。このリチウムイオン二次電池100は、図1に示す角形の電池ケース50の内部に、図2に示す電極体80が収容されることによって構成される。 Hereinafter, a lithium ion secondary battery will be described as an example of the non-aqueous electrolyte secondary battery disclosed here. FIG. 1 is a perspective view schematically showing the outer shape of the lithium ion secondary battery according to the present embodiment, and FIG. 2 is a perspective view schematically showing an electrode body of the lithium ion secondary battery according to the present embodiment. .. The lithium ion secondary battery 100 is configured by accommodating the electrode body 80 shown in FIG. 2 inside the rectangular battery case 50 shown in FIG.

(1)電池ケース
電池ケース50は、上端が開放された扁平なケース本体52と、その上端の開口部を塞ぐ蓋体54とから構成されている。蓋体54には、正極端子70および負極端子72が設けられている。図示は省略するが、正極端子70は、電池ケース50内に収容された電極体80の正極10と電気的に接続され、負極端子72は負極20と電気的に接続される。電池ケース50は、例えばアルミニウム製である。
(1) Battery Case The battery case 50 is composed of a flat case body 52 having an open upper end and a lid 54 that closes an opening at the upper end thereof. The lid 54 is provided with a positive electrode terminal 70 and a negative electrode terminal 72. Although not shown, the positive electrode terminal 70 is electrically connected to the positive electrode 10 of the electrode body 80 housed in the battery case 50, and the negative electrode terminal 72 is electrically connected to the negative electrode 20. The battery case 50 is made of, for example, aluminum.

(2)電極体
次に、上記した電池ケース50の内部に収容される電極体80について説明する。図2に示すように、本実施形態における電極体80は、長尺シート状の正極10と負極20を長尺シート状のセパレータ40とともに積層して捲回することによって作製された捲回電極体である。なお、ここで開示される非水電解液二次電池に用いられる電極体は、図2に示すような捲回電極体に限定されず、例えば、複数枚の正極と負極とをセパレータを介して交互に積層させた積層電極体であってもよい。
(2) Electrode body Next, the electrode body 80 housed inside the battery case 50 described above will be described. As shown in FIG. 2, the electrode body 80 in the present embodiment is a wound electrode body produced by laminating and winding a long sheet-shaped positive electrode 10 and a negative electrode 20 together with a long sheet-shaped separator 40. Is. The electrode body used in the non-aqueous electrolyte secondary battery disclosed here is not limited to the wound electrode body as shown in FIG. 2, and for example, a plurality of positive electrodes and negative electrodes are separated by a separator. It may be a laminated electrode body which is laminated alternately.

(a)正極
図2における正極10では、長尺シート状の正極集電体12の両面に、正極合材層14が形成されている。そして、正極10の幅方向の一方の側縁部には、正極合材層14が塗工されていない正極合材層非形成部16が形成されており、この正極合材層非形成部16が上記した正極端子70(図1参照)と電気的に接続される。
(A) Positive electrode In the positive electrode 10 in FIG. 2, positive electrode mixture layers 14 are formed on both sides of a long sheet-shaped positive electrode current collector 12. A positive electrode mixture layer non-forming portion 16 in which the positive electrode mixture layer 14 is not coated is formed on one side edge portion in the width direction of the positive electrode 10, and the positive electrode mixture layer non-forming portion 16 is formed. Is electrically connected to the positive electrode terminal 70 (see FIG. 1) described above.

正極合材層14は、主成分としての正極活物質と、リン酸三リチウム(LiPO)粒子とを含有する。
正極活物質は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵および放出可能な化合物であり、少なくともリチウムを含む酸化物(リチウム複合酸化物)から構成されている。本実施形態において、正極活物質の種類は特に制限されず、一般的なリチウムイオン二次電池の正極活物質と同様のものを使用することができる。かかる正極活物質の具体例としては、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物などが挙げられる。正極活物質としては、本発明の効果が特に高くなることから、作動電位が4.3V(vs.Li/Li)未満のものが好ましい。
リン酸三リチウムの正極合材層14中の含有量は、例えば0.5質量%以上10質量%以下であり、好ましくは1質量%以上8質量%以下であり、より好ましくは1.5質量%以上6質量%以下である。
また、正極合材層14には、一般的なリチウムイオン二次電池と同様に、導電剤やバインダ等の添加材が含まれていてもよい。導電剤としては、例えば、カーボンブラック等の炭素材料を用いる事ができる。バインダとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリエチレンオキサイド(PEO)等を好ましく用いることができる。
また、正極合材層14には、Si、Na、K、Cl、Fe、Cu、Zn、Pb、Ni、Co、Crなどの金属元素が含まれていてもよい。これらの金属元素は、ペースト状の正極合材を調製する際にリン酸三リチウムの粉末に含まれているものであり、これらの金属元素が正極合材層14に含まれている場合であっても、過充電時の発熱や金属元素の溶出等を好適に抑制することができるとともに、生産性の低下や反応抵抗の増加などのリン酸三リチウムの添加によって生じ得る問題の発生を防止することができる。
The positive electrode mixture layer 14 contains a positive electrode active material as a main component and trilithium phosphate (Li 3 PO 4 ) particles.
The positive electrode active material is a compound capable of reversibly occluding and releasing lithium ions, and is composed of an oxide containing at least lithium (lithium composite oxide). In the present embodiment, the type of the positive electrode active material is not particularly limited, and the same positive electrode active material as that of a general lithium ion secondary battery can be used. Specific examples of such a positive electrode active material include a lithium nickel composite oxide, a lithium nickel cobalt composite oxide, and a lithium nickel cobalt manganese composite oxide. As the positive electrode active material, a material having an operating potential of less than 4.3 V (vs. Li / Li + ) is preferable because the effect of the present invention is particularly high.
The content of trilithium phosphate in the positive electrode mixture layer 14 is, for example, 0.5% by mass or more and 10% by mass or less, preferably 1% by mass or more and 8% by mass or less, and more preferably 1.5% by mass. % Or more and 6% by mass or less.
Further, the positive electrode mixture layer 14 may contain an additive such as a conductive agent or a binder, as in the case of a general lithium ion secondary battery. As the conductive agent, for example, a carbon material such as carbon black can be used. As the binder, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinylidene chloride (PVDC), polyethylene oxide (PEO) and the like can be preferably used.
Further, the positive electrode mixture layer 14 may contain metal elements such as Si, Na, K, Cl, Fe, Cu, Zn, Pb, Ni, Co and Cr. These metal elements are contained in the powder of trilithium phosphate when preparing the paste-like positive electrode mixture, and these metal elements may be contained in the positive electrode mixture layer 14. However, heat generation during overcharging, elution of metal elements, etc. can be suitably suppressed, and problems that may occur due to the addition of trilithium phosphate, such as a decrease in productivity and an increase in reaction resistance, are prevented. be able to.

(b)負極
負極20についても、正極10と同様に、長尺シート状の負極集電体22の両面に負極活物質を主成分とする負極合材層24が形成されている。そして、負極20の幅方向の一方の側縁部に負極合材層非形成部26が形成されており、この負極合材層非形成部26が負極端子72(図1参照)と電気的に接続される。
(B) Negative electrode As for the negative electrode 20, similarly to the positive electrode 10, negative electrode mixture layers 24 containing a negative electrode active material as a main component are formed on both sides of a long sheet-shaped negative electrode current collector 22. A negative electrode mixture layer non-forming portion 26 is formed on one side edge portion in the width direction of the negative electrode 20, and the negative electrode mixture layer non-forming portion 26 is electrically connected to the negative electrode terminal 72 (see FIG. 1). Be connected.

負極合材層24は、負極活物質を含有する。
負極活物質としては、黒鉛(グラファイト)、難黒鉛化炭素(ハードカーボン)、易黒鉛化炭素(ソフトカーボン)、カーボンナノチューブ、或いはこれらを組み合わせた構造を有するもの等の炭素材料を用いることができる。エネルギー密度の観点から、これらの炭素材料中でも黒鉛系材料(天然黒鉛(石墨)や人造黒鉛等)を用いることが好ましい。負極活物質の負極合材層24中の含有量は、例えば85質量%以上であり、好ましくは90質量%以上であり、より好ましくは95質量%以上である。
負極合材層24には、その他の添加材(例えばバインダや増粘剤等)が含まれていてもよい。バインダとしては、例えばスチレンブタジエンラバー(SBR)等が挙げられる。増粘剤としては、例えばカルボキシメチルセルロース(CMC)等が挙げられる。
The negative electrode mixture layer 24 contains a negative electrode active material.
As the negative electrode active material, a carbon material such as graphite (graphite), non-graphitized carbon (hard carbon), easily graphitized carbon (soft carbon), carbon nanotubes, or a material having a structure combining these can be used. .. From the viewpoint of energy density, it is preferable to use graphite-based materials (natural graphite (stone ink), artificial graphite, etc.) among these carbon materials. The content of the negative electrode active material in the negative electrode mixture layer 24 is, for example, 85% by mass or more, preferably 90% by mass or more, and more preferably 95% by mass or more.
The negative electrode mixture layer 24 may contain other additives (for example, a binder, a thickener, etc.). Examples of the binder include styrene-butadiene rubber (SBR) and the like. Examples of the thickener include carboxymethyl cellulose (CMC) and the like.

(c)セパレータ
セパレータ40には、微小な孔を複数有する所定幅の帯状のシート材が用いられる。セパレータ40についても、一般的なリチウムイオン二次電池に用いられるものと同様のものを用いることができ、例えば、多孔質ポリオレフィン系樹脂等ならなるシート材を使用することができる。
(C) Separator As the separator 40, a strip-shaped sheet material having a plurality of minute holes and having a predetermined width is used. As the separator 40, the same one as that used for a general lithium ion secondary battery can be used, and for example, a sheet material made of a porous polyolefin resin or the like can be used.

(3)非水電解液
また、本実施形態に係るリチウムイオン二次電池100の電池ケース50内には、上記した捲回電極体80とともに非水電解液が収納(充填)されている。かかる非水電解液としては、典型的には、カーボネート類等の非水溶媒に支持塩を含有させたものが用いられ、例えば、エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)とエチルメチルカーボネート(EMC)との混合溶媒(例えば体積比3:4:3)に、支持塩を所定の濃度(例えば1mol/L程度)で含有させたものを用いることができる。なお、かかる支持塩としては、フッ素を含んだリチウム化合物が用いられ、その例としては、LiPF、LiBF、LiCFSO等が挙げられる。
(3) Non-aqueous electrolyte solution The battery case 50 of the lithium ion secondary battery 100 according to the present embodiment contains (fills) the non-aqueous electrolyte solution together with the wound electrode body 80 described above. As such a non-aqueous electrolytic solution, a non-aqueous solvent such as carbonates containing a supporting salt is typically used, and for example, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC) and ethyl methyl carbonate ( A solvent containing EMC) and a mixed solvent (for example, a volume ratio of 3: 4: 3) containing a supporting salt at a predetermined concentration (for example, about 1 mol / L) can be used. As the supporting salt, a lithium compound containing fluorine is used, and examples thereof include LiPF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3, and the like.

(4)リン酸三リチウム粒子と負極に関する特定の百分率の値
本実施形態に係るリチウムイオン二次電池100においては、負極合材層24の目付量(mg/cm)と、負極活物質の比表面積(m/g)と、負極合材層24中における負極活物質の含有割合(質量%)との積に対する、リン酸三リチウム粒子の比表面積(m/g)と、リン酸三リチウム粒子のメジアン径d50(μm)と、正極合材層14中におけるリン酸三リチウム粒子の含有割合(質量%)との積の百分率が、0.05%以上6.55%以下である。すなわち、〔{(リン酸三リチウム粒子の比表面積(m/g))×(リン酸三リチウム粒子のメジアン径d50(μm))×(正極合材層14中のリン酸三リチウム粒子の含有割合(質量%))}/{(負極合材層24の目付量(mg/cm))×(負極活物質の比表面積(m/g))×(負極合材層24中の負極活物質の含有割合(質量%))}〕×100で表される百分率(%)の値が0.05以上6.55以下である。
当該百分率が6.55%以下であることにより、低SOC領域でのリチウムイオン二次電池100の抵抗を十分に小さくすることができる。また、当該百分率が0.05%以上であることにより、リチウムイオン二次電池100の過充電時の発熱を抑制することができる。
したがって、リチウムイオン二次電池100において、当該百分率が0.05%以上6.55%以下であることにより、過充電時の発熱抑制と低SOC領域での低い抵抗とを両立することができる。その理由については判明していないが、次のように推測される。リン酸三リチウムは、負極活物質表面に被膜を形成する。過充電時には正極のみならず負極からも発熱は起こる。したがって、過充電時の発熱抑制効果をばらつきなく得るためには、正極側でリン酸三リチウムの作用により発熱を適切に抑制することに加えて、負極側において、リン酸三リチウム由来の被膜の形成量を適切化して発熱を抑制することも重要であると考えられる。また、低SOC領域での抵抗を小さく抑えるには、正極の反応抵抗や、リン酸三リチウム由来の被膜形成による負極の抵抗増加が適切に抑制されていることが重要であると考えられる。そして、被膜の形成量の適切化や抵抗増加抑制には、リン酸三リチウム粒子の比表面積、リン酸三リチウム粒子のメジアン径d50、リン酸三リチウム粒子の含有割合、負極合材層の目付量、負極活物質の比表面積、および負極活物質の含有割合が関与し得るものであり、上記の特定の百分率の範囲を0.05%以上6.55%以下とすることにより、被膜の形成量の適切化や、抵抗増加抑制が好適に図れるものと考えられる。
(4) Specific Percentage Value for Trilithium Phosphate Particles and Negative Electrode In the lithium ion secondary battery 100 according to the present embodiment, the amount of the negative electrode mixture layer 24 (mg / cm 2 ) and the negative electrode active material The specific surface area (m 2 / g) of the trilithium phosphate particles and the phosphoric acid with respect to the product of the specific surface area (m 2 / g) and the content ratio (mass%) of the negative electrode active material in the negative electrode mixture layer 24. The percentage of the product of the median diameter d50 (μm) of the trilithium particles and the content ratio (mass%) of the trilithium phosphate particles in the positive electrode mixture layer 14 is 0.05% or more and 6.55% or less. .. That is, [{(specific surface area of trilithium phosphate particles (m 2 / g)) × (median diameter d50 (μm) of trilithium phosphate particles) × (trilithium phosphate particles in the positive electrode mixture layer 14). Content ratio (mass%))} / {(grain size of negative electrode mixture layer 24 (mg / cm 2 )) × (specific surface area of negative electrode active material (m 2 / g)) × (in negative electrode mixture layer 24) The value of the percentage (%) represented by the content ratio (mass%) of the negative electrode active material)}] × 100 is 0.05 or more and 6.55 or less.
When the percentage is 6.55% or less, the resistance of the lithium ion secondary battery 100 in the low SOC region can be sufficiently reduced. Further, when the percentage is 0.05% or more, heat generation at the time of overcharging of the lithium ion secondary battery 100 can be suppressed.
Therefore, in the lithium ion secondary battery 100, when the percentage is 0.05% or more and 6.55% or less, it is possible to achieve both suppression of heat generation during overcharging and low resistance in a low SOC region. The reason is unknown, but it is presumed as follows. Trilithium phosphate forms a film on the surface of the negative electrode active material. When overcharged, heat is generated not only from the positive electrode but also from the negative electrode. Therefore, in order to obtain the heat generation suppressing effect at the time of overcharging without variation, in addition to appropriately suppressing heat generation by the action of trilithium phosphate on the positive electrode side, a coating derived from trilithium phosphate is applied on the negative electrode side. It is also considered important to optimize the amount of formation and suppress heat generation. Further, in order to suppress the resistance in the low SOC region to a small value, it is considered important that the reaction resistance of the positive electrode and the increase in the resistance of the negative electrode due to the formation of the trilithium phosphate-derived film are appropriately suppressed. In order to optimize the amount of film formed and suppress the increase in resistance, the specific surface area of the trilithium phosphate particles, the median diameter d50 of the trilithium phosphate particles, the content ratio of the trilithium phosphate particles, and the texture of the negative electrode mixture layer The amount, the specific surface area of the negative electrode active material, and the content ratio of the negative electrode active material may be involved, and the formation of a film is formed by setting the above-mentioned specific percentage range to 0.05% or more and 6.55% or less. It is considered that the appropriate amount and the suppression of the increase in resistance can be preferably achieved.

リン酸三リチウム粒子の比表面積、および負極活物質の比表面積は、公知方法に従い測定して求めることができる。例えば、物理ガス吸着法により求めることができる。
リン酸三リチウム粒子のメジアン径d50は、公知方法に従い測定して求めることができる。例えば、レーザ回折・散乱法により求めることができる。
The specific surface area of the trilithium phosphate particles and the specific surface area of the negative electrode active material can be measured and determined according to a known method. For example, it can be obtained by a physical gas adsorption method.
The median diameter d50 of the trilithium phosphate particles can be determined by measuring according to a known method. For example, it can be obtained by a laser diffraction / scattering method.

(4)正極活物質の半価幅およびリン酸三リチウム粒子に関する特定の百分率の値
正極活物質のX線回折測定における(003)面の回折ピークの半価幅は、電池特性に及ぼし得る。そこで本実施形態においては、リン酸三リチウム粒子の比表面積(m/g)とリン酸三リチウム粒子のメジアン径d50(μm)と正極合材層14中におけるリン酸三リチウム粒子の含有割合(質量%)の積に対する正極活物質のX線回折測定における(003)面の回折ピークの半価幅の値の百分率が、0.05%以上3.21%以下であることが好ましい。すなわち、正極活物質のX線回折測定における(003)面の回折ピークの半価幅/{(リン酸三リチウム粒子の比表面積(m/g))×(リン酸三リチウム粒子のメジアン径d50(μm))×(正極合材層中のリン酸三リチウム粒子の含有割合(質量%))}〕×100で表される百分率(%)の値が、0.05以上3.21以下であることが好ましい。当該百分率が0.05%以上であることにより、低SOC領域でのリチウムイオン二次電池100の電池抵抗を特に低くすることができる。また、当該百分率が3.21%以下であることにより、リチウムイオン二次電池100の過充電時の発熱を特に抑制することができる。これは、リン酸三リチウム粒子が非水電解液の分解によって生じた酸をより吸着しやすくなるためと考えられる。したがって、当該百分率が0.05%以上3.21%以下であることにより、充電時の発熱抑制と低SOC領域での低い抵抗とを高いレベルで両立することができる。
(4) Half-value width of the positive electrode active material and a specific percentage value for trilithium phosphate particles The half-value width of the diffraction peak on the (003) plane in the X-ray diffraction measurement of the positive electrode active material can affect the battery characteristics. Therefore, in the present embodiment, the specific surface area (m 2 / g) of the trilithium phosphate particles, the median diameter d50 (μm) of the trilithium phosphate particles, and the content ratio of the trilithium phosphate particles in the positive electrode mixture layer 14 The percentage of the half-value width value of the diffraction peak of the (003) plane in the X-ray diffraction measurement of the positive electrode active material with respect to the product of (mass%) is preferably 0.05% or more and 3.21% or less. That is, the half-value width of the diffraction peak on the (003) plane in the X-ray diffraction measurement of the positive electrode active material / {(specific surface area of trilithium phosphate particles (m 2 / g)) × (median diameter of trilithium phosphate particles) The value of the percentage (%) represented by d50 (μm)) × (content ratio (mass%) of trilithium phosphate particles in the positive electrode mixture layer) × 100 is 0.05 or more and 3.21 or less. Is preferable. When the percentage is 0.05% or more, the battery resistance of the lithium ion secondary battery 100 in the low SOC region can be particularly lowered. Further, when the percentage is 3.21% or less, heat generation during overcharging of the lithium ion secondary battery 100 can be particularly suppressed. It is considered that this is because the trilithium phosphate particles are more likely to adsorb the acid generated by the decomposition of the non-aqueous electrolytic solution. Therefore, when the percentage is 0.05% or more and 3.21% or less, it is possible to achieve both suppression of heat generation during charging and low resistance in the low SOC region at a high level.

以上のようにして構成されるリチウムイオン二次電池100は、各種用途に利用可能である。好適な用途としては、電気自動車(EV)、ハイブリッド自動車(HV)、プラグインハイブリッド自動車(PHV)等の車両に搭載される駆動用電源が挙げられる。リチウムイオン二次電池100は、典型的には複数個を直列および/または並列に接続してなる組電池の形態でも使用され得る。 The lithium ion secondary battery 100 configured as described above can be used for various purposes. Suitable applications include drive power supplies mounted on vehicles such as electric vehicles (EVs), hybrid vehicles (HVs), and plug-in hybrid vehicles (PHVs). The lithium ion secondary battery 100 may also be used in the form of an assembled battery, which typically consists of a plurality of batteries connected in series and / or in parallel.

なお、上記した実施形態においては、ここで開示される非水電解液二次電池の一例としてリチウムイオン二次電池を説明したが、かかる説明は本発明の適用対象を限定することを意図したものではなく、本発明はリチウムイオン二次電池以外の非水電解液二次電池に適用することもできる。但し、上記したように、作動電位が4.3V(vs.Li/Li)未満の正極活物質(例えば、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物)を用いたリチウムイオン二次電池(4V級電池)は、過充電状態になった際の発熱量が大きいという性質を有しており、本発明の効果をより顕著に発揮させることができるため、本発明の適用対象として特に好ましい。 In the above-described embodiment, the lithium ion secondary battery has been described as an example of the non-aqueous electrolyte secondary battery disclosed here, but the description is intended to limit the application of the present invention. Rather, the present invention can also be applied to non-aqueous electrolyte secondary batteries other than lithium ion secondary batteries. However, as described above, a lithium ion secondary battery (4V class battery) using a positive electrode active material (for example, lithium nickel cobalt manganese composite oxide) having an operating potential of less than 4.3V (vs. Li / Li + ). Is particularly preferable as an application target of the present invention because it has a property that a large amount of heat is generated when it is in an overcharged state and the effect of the present invention can be exerted more remarkably.

[試験例]
以下、本発明に関する試験例を説明するが、当該試験例の説明は本発明を限定することを意図したものではない。
[Test example]
Hereinafter, test examples relating to the present invention will be described, but the description of the test examples is not intended to limit the present invention.

1.実験A
実験Aでは、〔{(リン酸三リチウム粒子の比表面積(m/g))×(リン酸三リチウム粒子のメジアン径d50(μm))×(正極合材層中のリン酸三リチウム粒子の含有割合(質量%))}/{(負極合材層の目付量(mg/cm))×(負極活物質の比表面積(m/g))×(負極合材層中の負極活物質の含有割合(質量%))}〕×100で表される百分率(以下、「リン酸三リチウム粒子と負極に関する特定の百分率」ともいう)についての検討を行なった。
1. 1. Experiment A
In Experiment A, [{(specific surface area of trilithium phosphate particles (m 2 / g)) × (median diameter d50 (μm) of trilithium phosphate particles) × (trilithium phosphate particles in the positive electrode mixture layer) Content ratio (mass%))} / {(grain of negative electrode mixture layer (mg / cm 2 )) × (specific surface area of negative electrode active material (m 2 / g)) × (negative electrode in negative electrode mixture layer) The percentage of active material content (% by mass)}]] × 100 (hereinafter, also referred to as “specific percentage of trilithium phosphate particles and negative electrode”) was examined.

(1)試験例1〜試験例14のリチウムイオン二次電池の作製
正極活物質として、X線回折測定における(003)面の回折ピークの半価幅が0.2であるリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物を準備した。この正極活物質としてのリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物と、リン酸三リチウム(LiPO)の粒子と、導電材(AB:アセチレンブラック)と、バインダ(PVDF)とを分散媒(NMP:Nメチルピロリドン)に分散させてペースト状の正極合材を調製した。このとき、リン酸三リチウム粒子として、表1に示すメジアン径d50(μm)および比表面積(m/g)を有するものを用い、リン酸三リチウム粒子の配合量(質量%)は、正極合材の全固形分に対して表1の値になるようにした(なお、この配合量は、正極合材層中の含有量に相当する)。そして、調製した正極合材を正極集電体(アルミニウム箔)の両面に塗布し乾燥させた後、所定の圧力でプレスすることによってシート状の正極を作製した。
(1) Preparation of Lithium Ion Secondary Battery of Test Examples 1 to 14 As a positive electrode active material, a lithium nickel cobalt manganese composite having a half-value width of the diffraction peak on the (003) plane in X-ray diffraction measurement of 0.2. Oxides were prepared. A dispersion medium (NMP:) of lithium nickel-cobalt-manganese composite oxide as the positive electrode active material, particles of trilithium phosphate (Li 3 PO 4 ), a conductive material (AB: acetylene black), and a binder (PVDF). N-methylpyrrolidone) was dispersed to prepare a paste-like positive electrode mixture. At this time, as the trilithium phosphate particles, those having a median diameter d50 (μm) and a specific surface area (m 2 / g) shown in Table 1 were used, and the blending amount (mass%) of the trilithium phosphate particles was a positive electrode. The values shown in Table 1 were set with respect to the total solid content of the mixture (this blending amount corresponds to the content in the positive electrode mixture layer). Then, the prepared positive electrode mixture was applied to both sides of the positive electrode current collector (aluminum foil), dried, and then pressed at a predetermined pressure to prepare a sheet-shaped positive electrode.

次に、負極活物質(グラファイト)と、バインダ(SBR:スチレンブタジエンラバー)と、増粘剤(CMC)とを分散媒(水)に混合させてペースト状の負極合材を調製した。負極活物質として表1に示す比表面積(m/g)を有するものを用い、負極活物質の配合量(質量%)は、負極合材の全固形分に対して表1の値になるようにした(なお、この配合量は、負極合材中の含有量に相当する)。そして、調製した負極合材をシート状の負極集電体(銅箔)の両面に塗布し乾燥させた後にプレスすることによってシート状の負極を作製した。このとき、負極合材層の目付量(mg/cm)が表1の値になるように、負極合材の塗布量およびプレス条件を調製した。 Next, a negative electrode active material (graphite), a binder (SBR: styrene butadiene rubber), and a thickener (CMC) were mixed with a dispersion medium (water) to prepare a paste-like negative electrode mixture. A negative electrode active material having a specific surface area (m 2 / g) shown in Table 1 is used, and the blending amount (mass%) of the negative electrode active material is the value shown in Table 1 with respect to the total solid content of the negative electrode mixture. (Note that this blending amount corresponds to the content in the negative electrode mixture). Then, the prepared negative electrode mixture was applied to both sides of the sheet-shaped negative electrode current collector (copper foil), dried, and then pressed to prepare a sheet-shaped negative electrode. At this time, the coating amount of the negative electrode mixture and the pressing conditions were adjusted so that the basis weight (mg / cm 2 ) of the negative electrode mixture layer was as shown in Table 1.

そして、セパレータを介して正極と負極を積層させた後に、該積層体を捲回することによって捲回電極体を作製し、該捲回電極体を非水電解液とともに電池ケースに収容して密閉することにより試験例1〜試験例14のリチウムイオン二次電池を作製した。なお、これらのリチウムイオン二次電池は、4V級リチウムイオン二次電池である。またなお、非水電解液には、ECとDMCとEMCとを3:4:3の体積比で含む混合溶媒に支持塩(LiPF)を約1mol/リットルの濃度で含有させた非水電解液を使用した。 Then, after laminating the positive electrode and the negative electrode via the separator, the wound electrode body is produced by winding the laminated body, and the wound electrode body is housed in the battery case together with the non-aqueous electrolytic solution and sealed. By doing so, the lithium ion secondary batteries of Test Examples 1 to 14 were produced. These lithium ion secondary batteries are 4V class lithium ion secondary batteries. In addition, the non-aqueous electrolytic solution contains a supporting salt (LiPF 6 ) at a concentration of about 1 mol / liter in a mixed solvent containing EC, DMC, and EMC in a volume ratio of 3: 4: 3. Liquid was used.

(2)評価試験
(a)過充電時の発熱評価
各試験例の4V級のリチウムイオン二次電池に対して、20Cの定電流で5.1Vまで充電を行うことによって各電池を過充電状態とし、各電池の電池ケース外側の中心部の温度を測定することによって、過充電時の電池温度を測定した。そして過充電時の電池温度と充電前の電池温度との差を求めた。各電池について求めた温度差について、所定の基準値を100とした場合の比を算出した。その結果を表1および図4に示す。
(2) Evaluation test (a) Evaluation of heat generation during overcharging Each battery is overcharged by charging the 4V class lithium-ion secondary battery of each test example to 5.1V with a constant current of 20C. By measuring the temperature at the center of the outside of the battery case of each battery, the battery temperature at the time of overcharging was measured. Then, the difference between the battery temperature at the time of overcharging and the battery temperature before charging was calculated. The ratio of the temperature difference obtained for each battery when the predetermined reference value was set to 100 was calculated. The results are shown in Table 1 and FIG.

(b)電池抵抗評価
25℃の温度環境下で、各試験例の4V級リチウムイオン二次電池をSOC20%の状態に調整した。次に、25℃の温度環境下で、この電池に対して125Aのレートで10秒間の定電流放電を行い、電圧降下量を測定した。次に、かかる電圧降下量を放電電流値で除して、IV抵抗を算出した。各電池について求めたIV抵抗について、所定の基準値を100とした場合の比を算出した。その結果を表1および図3に示す。
(B) Battery resistance evaluation Under a temperature environment of 25 ° C., the 4V class lithium ion secondary battery of each test example was adjusted to a state of SOC 20%. Next, in a temperature environment of 25 ° C., the battery was subjected to constant current discharge at a rate of 125 A for 10 seconds, and the amount of voltage drop was measured. Next, the IV resistance was calculated by dividing the amount of such voltage drop by the discharge current value. The ratio of the IV resistance obtained for each battery when the predetermined reference value was set to 100 was calculated. The results are shown in Table 1 and FIG.

Figure 0006774632
Figure 0006774632

(3)試験結果
表1および図3の結果が示すように、リン酸三リチウム粒子と負極に関する特定の百分率が6.55%以下である場合には、電池抵抗が低く抑えられていることがわかる。一方で、表1および図4の結果が示すように、リン酸三リチウム粒子と負極に関する特定の百分率が0.05%以上である場合には、過充電時の発熱が抑制されていることがわかる。したがって、リン酸三リチウム粒子と負極に関する特定の百分率が0.05%以上6.55%以下である場合に、過充電時の発熱の抑制と低SOC領域での低い電池抵抗とを同時に達成することができることがわかる。
(3) Test Results As shown in the results of Table 1 and FIG. 3, when the specific percentage of the trilithium phosphate particles and the negative electrode is 6.55% or less, the battery resistance is kept low. Understand. On the other hand, as shown by the results in Table 1 and FIG. 4, when the specific percentage of the trilithium phosphate particles and the negative electrode is 0.05% or more, the heat generation during overcharging is suppressed. Understand. Therefore, when the specific percentage of the trilithium phosphate particles and the negative electrode is 0.05% or more and 6.55% or less, suppression of heat generation during overcharging and low battery resistance in the low SOC region are simultaneously achieved. You can see that you can.

2.実験B
実験Bでは、〔正極活物質のX線回折測定における(003)面の回折ピークの半価幅/{(リン酸三リチウム粒子の比表面積(m/g))×(リン酸三リチウム粒子のメジアン径d50(μm))×(正極合材層中のリン酸三リチウム粒子の含有割合(質量%))}〕×100で表される百分率(以下、「正極活物質の半価幅およびリン酸三リチウム粒子に関する特定の百分率」ともいう)についての検討を行ない、当該百分率の最適な値について調べた。
2. Experiment B
In Experiment B, [half-value width of the diffraction peak on the (003) plane in the X-ray diffraction measurement of the positive electrode active material / {(specific surface area of trilithium phosphate particles (m 2 / g)) × (trilithium phosphate particles). The median diameter d50 (μm)) × (content ratio of trilithium phosphate particles in the positive electrode mixture layer (mass%))}] × 100 (hereinafter, “half-value range of positive electrode active material and We also examined "a specific percentage of trilithium phosphate particles") and investigated the optimum value of the percentage.

(1)試験例15〜試験例26のリチウムイオン二次電池の作製
正極活物質として、X線回折測定における(003)面の回折ピークの半価幅が異なる種々のリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物を準備した。この正極活物質としてのリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物と、リン酸三リチウム(LiPO)の粒子と、導電材(AB:アセチレンブラック)と、バインダ(PVDF)とを分散媒(NMP:Nメチルピロリドン)に分散させてペースト状の正極合材を調製した。このとき、正極活物質には、表2に示すX線回折測定における(003)面の回折ピークの半価幅の値を有するものを用い、リン酸三リチウムとして、表2に示すメジアン径d50(μm)および比表面積(m/g)を有するものを用い、リン酸三リチウム粒子の配合量は、正極合材の全固形分に対して表2の値になるようにした(なお、この配合量は、正極合材層中の含有量に相当する)。そして、調製した正極合材を正極集電体(アルミニウム箔)の両面に塗布し乾燥させた後、所定の圧力でプレスすることによってシート状の正極を作製した。
(1) Preparation of Lithium Ion Secondary Batteries of Test Examples 15 to 26 Various lithium nickel-cobalt-manganese composite oxides having different half-value widths of diffraction peaks on the (003) plane in X-ray diffraction measurement as positive electrode active materials. Prepared. A dispersion medium (NMP:) of lithium nickel-cobalt-manganese composite oxide as the positive electrode active material, particles of trilithium phosphate (Li 3 PO 4 ), a conductive material (AB: acetylene black), and a binder (PVDF). N-methylpyrrolidone) was dispersed to prepare a paste-like positive electrode mixture. At this time, a positive electrode active material having a value of the half specific surface area of the diffraction peak on the (003) plane in the X-ray diffraction measurement shown in Table 2 was used, and trilithium phosphate was used as the median diameter d50 shown in Table 2. The particles having (μm) and specific surface area (m 2 / g) were used, and the blending amount of the trilithium phosphate particles was set to the values shown in Table 2 with respect to the total solid content of the positive electrode mixture (note that the values shown in Table 2 were obtained). This blending amount corresponds to the content in the positive electrode mixture layer). Then, the prepared positive electrode mixture was applied to both sides of the positive electrode current collector (aluminum foil), dried, and then pressed at a predetermined pressure to prepare a sheet-shaped positive electrode.

次に、負極活物質(グラファイト)と、バインダ(SBR:スチレンーブタジエン共重合体)と、増粘剤(CMC)とを分散媒(水)に混合させてペースト状の負極合材を調製た。負極活物質としては、比表面積が4.3m/gであるものを用い、負極活物質の配合量は、負極合材の全固形分に対して98.8質量%になるようにした(なお、この配合量は、負極合材層中の含有量に相当する)。そして、調製した負極合材をシート状の負極集電体(銅箔)の両面に塗布し乾燥させた後にプレスすることによってシート状の負極を作製した。このとき、負極合材層の目付量は10.5mg/cmとなるようにした。 Next, a negative electrode active material (graphite), a binder (SBR: styrene-butadiene copolymer), and a thickener (CMC) were mixed with a dispersion medium (water) to prepare a paste-like negative electrode mixture. .. As the negative electrode active material, a material having a specific surface area of 4.3 m 2 / g was used, and the blending amount of the negative electrode active material was set to 98.8% by mass with respect to the total solid content of the negative electrode mixture (). In addition, this compounding amount corresponds to the content in the negative electrode mixture layer). Then, the prepared negative electrode mixture was applied to both sides of the sheet-shaped negative electrode current collector (copper foil), dried, and then pressed to prepare a sheet-shaped negative electrode. At this time, the basis weight of the negative electrode mixture layer was set to 10.5 mg / cm 2 .

そして、セパレータを介して正極と負極を積層させた後に、該積層体を捲回することによって捲回電極体を作製し、該捲回電極体を非水電解液とともに電池ケースに収容して密閉することにより試験例15〜試験例26のリチウムイオン二次電池を作製した。なお、これらのリチウムイオン二次電池は、4V級リチウムイオン二次電池である。またなお、非水電解液には、ECとDMCとEMCとを3:4:3の体積比で含む混合溶媒に支持塩(LiPF)を約1mol/リットルの濃度で含有させた非水電解液を使用した。 Then, after laminating the positive electrode and the negative electrode via the separator, the wound electrode body is produced by winding the laminated body, and the wound electrode body is housed in the battery case together with the non-aqueous electrolytic solution and sealed. By doing so, the lithium ion secondary batteries of Test Examples 15 to 26 were produced. These lithium ion secondary batteries are 4V class lithium ion secondary batteries. In addition, the non-aqueous electrolytic solution contains a supporting salt (LiPF 6 ) at a concentration of about 1 mol / liter in a mixed solvent containing EC, DMC, and EMC in a volume ratio of 3: 4: 3. Liquid was used.

(2)評価試験
(a)過充電時の発熱評価
各試験例の4V級のリチウムイオン二次電池に対して、20Cの定電流で5.1Vまで充電を行うことによって各電池を過充電状態とし、各電池の電池ケース外側の中心部の温度を測定することによって、過充電時の電池温度を測定した。そして過充電時の電池温度と充電前の電池温度との差を求めた。各電池について求めた温度差について、所定の基準値を100とした場合の比を算出した。その結果を表2および図6に示す。
(2) Evaluation test (a) Evaluation of heat generation during overcharging Each battery is overcharged by charging the 4V class lithium-ion secondary battery of each test example to 5.1V with a constant current of 20C. By measuring the temperature at the center of the outside of the battery case of each battery, the battery temperature at the time of overcharging was measured. Then, the difference between the battery temperature at the time of overcharging and the battery temperature before charging was calculated. The ratio of the temperature difference obtained for each battery when the predetermined reference value was set to 100 was calculated. The results are shown in Table 2 and FIG.

(b)電池抵抗評価
25℃の温度環境下で、各試験例の4V級リチウムイオン二次電池をSOC20%の状態に調整した。次に、25℃の温度環境下で、この電池に対して125Aのレートで10秒間の定電流放電を行い、電圧降下量を測定した。次に、かかる電圧降下量を放電電流値で除して、IV抵抗を算出した。各電池について求めたIV抵抗について、所定の基準値を100とした場合の比を算出した。その結果を表2および図5に示す。
(B) Battery resistance evaluation Under a temperature environment of 25 ° C., the 4V class lithium ion secondary battery of each test example was adjusted to a state of SOC 20%. Next, in a temperature environment of 25 ° C., the battery was subjected to constant current discharge at a rate of 125 A for 10 seconds, and the amount of voltage drop was measured. Next, the IV resistance was calculated by dividing the amount of such voltage drop by the discharge current value. The ratio of the IV resistance obtained for each battery when the predetermined reference value was set to 100 was calculated. The results are shown in Table 2 and FIG.

Figure 0006774632
Figure 0006774632

(3)評価結果
表2および図5の結果が示すように、正極活物質の半価幅およびリン酸三リチウム粒子に関する特定の百分率が0.05%以上である場合には、電池抵抗が低く抑えられていることがわかる。一方、表2および図6の結果が示すように、正極活物質の半価幅およびリン酸三リチウム粒子に関する特定の百分率が3.21%以下である場合には、過充電時の発熱が抑制されていることがわかる。したがって、正極活物質の半価幅およびリン酸三リチウム粒子に関する特定の百分率の値が0.05%以上3.21%以下である場合には、高いレベルで過充電時の発熱の抑制と低SOC領域での低い電池抵抗とを同時に達成することができることがわかる。
(3) Evaluation Results As shown in the results of Table 2 and FIG. 5, the battery resistance is low when the half-value width of the positive electrode active material and the specific percentage of the trilithium phosphate particles are 0.05% or more. You can see that it is suppressed. On the other hand, as shown in the results of Table 2 and FIG. 6, when the half-value width of the positive electrode active material and the specific percentage of the trilithium phosphate particles are 3.21% or less, heat generation during overcharging is suppressed. You can see that it is done. Therefore, when the half-value range of the positive electrode active material and the specific percentage value for the trilithium phosphate particles are 0.05% or more and 3.21% or less, the heat generation during overcharging is suppressed and low at a high level. It can be seen that low battery resistance in the SOC region can be achieved at the same time.

以上、本発明を詳細に説明したが、上記した実施形態は例示にすぎず、ここで開示される発明には上述の具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Although the present invention has been described in detail above, the above-described embodiment is merely an example, and the invention disclosed here includes various modifications and modifications of the above-mentioned specific examples.

10 正極
12 正極集電体
14 正極合材層
16 正極合材層非形成部
20 負極
22 負極集電体
24 負極合材層
26 負極合材層非形成部
40 セパレータ
50 電池ケース
52 ケース本体
54 蓋体
70 正極端子
72 負極端子
80 捲回電極体
100 リチウムイオン二次電池
10 Positive electrode 12 Positive electrode current collector 14 Positive electrode mixture layer 16 Positive electrode mixture layer non-formed part 20 Negative electrode 22 Negative electrode current collector 24 Negative electrode mixture layer 26 Negative electrode mixture layer non-formed part 40 Separator 50 Battery case 52 Case body 54 Lid Body 70 Positive electrode terminal 72 Negative electrode terminal 80 Winding electrode body 100 Lithium ion secondary battery

Claims (1)

正極集電体上に正極合材層が形成されている正極と、
負極集電体上に負極合材層が形成されている負極と、
フッ素を含んだリチウム化合物を支持塩として含有する非水電解液と、
を備える非水電解液二次電池であって、
前記正極合材層は、少なくとも正極活物質とリン酸三リチウム粒子とを含有し、
前記負極合材層は、少なくとも負極活物質を含有し、
前記負極合材層の目付量(mg/cm)と、前記負極活物質の比表面積(m/g)と、前記負極合材層中における負極活物質の含有割合(質量%)との積に対する、前記リン酸三リチウム粒子の比表面積(m/g)と、前記リン酸三リチウム粒子のメジアン径d50(μm)と、前記正極合材層中におけるリン酸三リチウム粒子の含有割合(質量%)との積の百分率が、0.05%以上6.55%以下である、
非水電解液二次電池。
A positive electrode with a positive electrode mixture layer formed on the positive electrode current collector,
Negative electrode with a negative electrode mixture layer formed on the negative electrode current collector
A non-aqueous electrolyte solution containing a lithium compound containing fluorine as a supporting salt,
A non-aqueous electrolyte secondary battery equipped with
The positive electrode mixture layer contains at least a positive electrode active material and trilithium phosphate particles.
The negative electrode mixture layer contains at least the negative electrode active material and contains.
The amount of the negative electrode mixture layer (mg / cm 2 ), the specific surface area of the negative electrode active material (m 2 / g), and the content ratio (mass%) of the negative electrode active material in the negative electrode mixture layer. The specific surface area (m 2 / g) of the trilithium phosphate particles, the median diameter d50 (μm) of the trilithium phosphate particles, and the content ratio of the trilithium phosphate particles in the positive electrode mixture layer with respect to the product. The percentage of the product with (mass%) is 0.05% or more and 6.55% or less.
Non-aqueous electrolyte secondary battery.
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