JP6922242B2 - Manufacturing method of non-aqueous electrolyte storage element and non-aqueous electrolyte storage element - Google Patents

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Description

本発明は、非水電解質蓄電素子及び非水電解質蓄電素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a non-aqueous electrolyte storage element and a method for manufacturing a non-aqueous electrolyte storage element.

リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池は、エネルギー密度の高さから、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車等に多用されている。上記非水電解質二次電池は、一般的には、セパレータで電気的に隔離された一対の電極と、この電極間に介在する非水電解質とを有し、両電極間でイオンの受け渡しを行うことで充放電するよう構成される。また、非水電解質二次電池以外の非水電解質蓄電素子として、リチウムイオンキャパシタや電気二重層キャパシタ等のキャパシタも広く普及している。 Non-aqueous electrolyte secondary batteries typified by lithium ion secondary batteries are widely used in electronic devices such as personal computers and communication terminals, automobiles, etc. due to their high energy density. The non-aqueous electrolyte secondary battery generally has a pair of electrodes electrically separated by a separator and a non-aqueous electrolyte interposed between the electrodes, and transfers ions between the two electrodes. It is configured to charge and discharge. In addition, capacitors such as lithium ion capacitors and electric double layer capacitors are also widely used as non-aqueous electrolyte storage elements other than non-aqueous electrolyte secondary batteries.

一般的に、上記非水電解質蓄電素子の非水電解質は、非水溶媒と、この非水溶媒に溶解する電解質塩とを含む。この非水電解質においては、性能改善のために、各種添加剤や溶媒が選択されて用いられている。例えば、フッ素化エチレンカーボネート等のフッ素化カーボネートを含有する非水電解質を用いた二次電池が知られている(特許文献1、2参照)。 Generally, the non-aqueous electrolyte of the non-aqueous electrolyte power storage element includes a non-aqueous solvent and an electrolyte salt dissolved in the non-aqueous solvent. In this non-aqueous electrolyte, various additives and solvents are selected and used in order to improve the performance. For example, a secondary battery using a non-aqueous electrolyte containing a fluorinated carbonate such as fluorinated ethylene carbonate is known (see Patent Documents 1 and 2).

特開2008−243810号公報JP-A-2008-243810 国際公開第2013/100081号International Publication No. 2013/100081

このような非水電解質蓄電素子に求められる性能の一つに充放電サイクル性能がある。特に、非水電解質蓄電素子は、高電圧で作動させるときに充放電サイクル容量維持率が低下するという不都合を有する。この容量維持率の低下は、非水溶媒の酸化分解が引き金となっており、特に高誘電率溶媒であるエチレンカーボネート(EC)を含む非水溶媒を用いる場合、容量維持率の低下が大きくなる。 One of the performances required for such a non-aqueous electrolyte power storage element is charge / discharge cycle performance. In particular, the non-aqueous electrolyte power storage element has a disadvantage that the charge / discharge cycle capacity retention rate decreases when it is operated at a high voltage. This decrease in volume retention is triggered by oxidative decomposition of a non-aqueous solvent, and the decrease in volume retention is particularly large when a non-aqueous solvent containing ethylene carbonate (EC), which is a high dielectric constant solvent, is used. ..

これに対し、上記フッ素化カーボネートは耐酸化性に優れるため、フッ素化カーボネートを用いることで容量維持率が改善されるとされている。フッ素化カーボネートによる充放電サイクル性能の改善効果を得るためには、ある程度の量のフッ素化カーボネートを含有させる必要がある。しかし、フッ素化カーボネートを多量に含有させた場合、フッ素化カーボネートの誘電率の低さなどに起因し、低温環境下での充放電サイクル性能が低下するという不都合を有する。 On the other hand, since the fluorinated carbonate is excellent in oxidation resistance, it is said that the capacity retention rate is improved by using the fluorinated carbonate. In order to obtain the effect of improving the charge / discharge cycle performance by the fluorinated carbonate, it is necessary to contain a certain amount of the fluorinated carbonate. However, when a large amount of fluorinated carbonate is contained, there is an inconvenience that the charge / discharge cycle performance in a low temperature environment is deteriorated due to the low dielectric constant of the fluorinated carbonate and the like.

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、高温及び低温環境下での高電圧充放電サイクルにおいて高い容量維持率を有する非水電解質蓄電素子、及びこのような非水電解質蓄電素子の製造方法を提供することである。 The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is a non-aqueous electrolyte power storage element having a high capacity retention rate in a high voltage charge / discharge cycle in a high temperature and low temperature environment, and such a non-aqueous electrolyte storage element. The present invention is to provide a method for manufacturing a non-aqueous electrolyte power storage element.

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、リン原子を含む正極合材を有する正極と、フッ素化カーボネートを含む非水電解質とを備え、X線光電子分光法(XPS)による上記正極合材のスペクトルにおいて、P2pのピーク位置が135eV以下であり、上記非水電解質に対する上記フッ素化カーボネートの含有量が15質量%以下である非水電解質蓄電素子である。 One aspect of the present invention made to solve the above problems includes a positive electrode having a positive electrode mixture containing a phosphorus atom and a non-aqueous electrolyte containing a fluorinated carbonate, and is described by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). In the spectrum of the positive electrode mixture, the peak position of P2p is 135 eV or less, and the content of the fluorinated carbonate with respect to the non-aqueous electrolyte is 15% by mass or less.

本発明の他の一態様は、リンのオキソ酸を含む正極合材ペーストを用いて正極を作製することと、フッ素化カーボネートを含み、上記フッ素化カーボネートの含有量が15質量%以下である非水電解質を容器に注入することとを備える非水電解質蓄電素子の製造方法である。 Another aspect of the present invention is to prepare a positive electrode using a positive electrode mixture paste containing an oxo acid of phosphorus, and to contain a fluorinated carbonate, wherein the content of the fluorinated carbonate is 15% by mass or less. It is a method for manufacturing a non-aqueous electrolyte power storage element, which comprises injecting a water electrolyte into a container.

本発明によれば、高温及び低温環境下での高電圧充放電サイクルにおいて高い容量維持率を有する非水電解質蓄電素子、及びこのような非水電解質蓄電素子の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a non-aqueous electrolyte storage element having a high capacity retention rate in a high voltage charge / discharge cycle in a high temperature and low temperature environment, and a method for manufacturing such a non-aqueous electrolyte storage element.

図1は、本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子を示す外観斜視図である。FIG. 1 is an external perspective view showing a non-aqueous electrolyte power storage element according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子を複数個集合して構成した蓄電装置を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing a power storage device configured by assembling a plurality of non-aqueous electrolyte power storage elements according to an embodiment of the present invention.

本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子は、リン原子を含む正極合材を有する正極と、フッ素化カーボネートを含む非水電解質とを備え、X線光電子分光法による上記正極合材のスペクトルにおいて、P2pのピーク位置が135eV以下であり、上記非水電解質に対する上記フッ素化カーボネートの含有量が15質量%以下である非水電解質蓄電素子である。 The non-aqueous electrolyte storage element according to one embodiment of the present invention includes a positive electrode having a positive electrode mixture containing a phosphorus atom and a non-aqueous electrolyte containing a fluorinated carbonate, and the positive electrode mixture according to X-ray photoelectron spectroscopy. In the spectrum, the peak position of P2p is 135 eV or less, and the content of the fluorinated carbonate with respect to the non-aqueous electrolyte is 15% by mass or less.

当該非水電解質蓄電素子は、高温及び低温環境下での高電圧充放電サイクルにおいて高い容量維持率を有する。この理由は定かでは無いが、以下の理由が推測される。容量維持率の低下の原因の一つは、正極近傍に存在する微量のフッ化水素(HF)により正極表面が侵されることが挙げられる。この侵食により、正極活物質成分が正極表面から溶出して負極側に拡散し、正極活物質成分が負極上に析出する。これによって、負極の不可逆容量や抵抗が徐々に増加し、充放電サイクル容量維持率が低下するとされている。また、上記微量のHFは、フッ素原子を含有する電解質塩の正極近傍での分解などによって生じると推測されている。一方、本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子においては、X線光電子分光法による正極合材のスペクトルにおけるP2pのピーク位置が135eV以下に現れる。このようなピークは、ホスホン酸等のリンのオキソ酸に由来するリン原子のピークである。すなわち、上記ピークは、正極合材表面にリンのオキソ酸に由来するリン原子が存在することを示しており、このリン原子は正極合材表面で被膜を形成していると推測される。当該非水電解質蓄電素子においては、このような被膜により、正極合材表面におけるフッ素原子を含有する電解質塩の分解反応を抑制し、正極活物質成分の溶出を抑え、その結果、高温及び低温環境下での高電圧充放電サイクルにおける容量維持率を高めることができる。さらに当該非水電解質蓄電素子においては、非水電解質に耐酸化性が高いフッ素化カーボネートを含有させているため、非水電解質蓄電素子の充放電時に生じうる副反応(非水溶媒等の酸化分解等)を抑制すること等ができることからも、容量維持率をより高めることができる。一方、このフッ素化カーボネートの含有量を15質量%以下に抑えているため、低温環境下においても良好な容量維持率を有することができる。 The non-aqueous electrolyte power storage element has a high capacity retention rate in a high voltage charge / discharge cycle in a high temperature and low temperature environment. The reason for this is not clear, but the following reasons can be inferred. One of the causes of the decrease in the capacity retention rate is that the surface of the positive electrode is invaded by a small amount of hydrogen fluoride (HF) existing in the vicinity of the positive electrode. Due to this erosion, the positive electrode active material component is eluted from the positive electrode surface and diffused to the negative electrode side, and the positive electrode active material component is deposited on the negative electrode. As a result, the irreversible capacitance and resistance of the negative electrode gradually increase, and the charge / discharge cycle capacity retention rate is said to decrease. Further, it is presumed that the trace amount of HF is generated by decomposition of the electrolyte salt containing a fluorine atom in the vicinity of the positive electrode. On the other hand, in the non-aqueous electrolyte power storage element according to the embodiment of the present invention, the peak position of P2p in the spectrum of the positive electrode mixture by X-ray photoelectron spectroscopy appears at 135 eV or less. Such a peak is a peak of a phosphorus atom derived from an oxo acid of phosphorus such as phosphonic acid. That is, the above peak indicates that phosphorus atoms derived from phosphorus oxoacid are present on the surface of the positive electrode mixture, and it is presumed that these phosphorus atoms form a film on the surface of the positive electrode mixture. In the non-aqueous electrolyte power storage element, such a coating suppresses the decomposition reaction of the electrolyte salt containing a fluorine atom on the surface of the positive electrode mixture and suppresses the elution of the positive electrode active material component, resulting in high temperature and low temperature environments. The capacity retention rate in the high voltage charge / discharge cycle below can be increased. Further, in the non-aqueous electrolyte storage element, since the non-aqueous electrolyte contains fluorinated carbonate having high oxidation resistance, side reactions (oxidative decomposition of non-aqueous solvent, etc.) that may occur during charging / discharging of the non-aqueous electrolyte storage element Etc.) can be suppressed, so that the capacity retention rate can be further increased. On the other hand, since the content of this fluorinated carbonate is suppressed to 15% by mass or less, it is possible to have a good capacity retention rate even in a low temperature environment.

なお、X線光電子分光法による正極合材のスペクトルの測定に用いる試料は、次の方法により準備する。非水電解質蓄電素子を、0.1Cの電流で、通常使用時の放電終止電圧まで放電し、放電末状態とする。ここで、「通常使用時」とは、当該蓄電素子において推奨され、又は指定される放電条件を採用して当該蓄電素子を使用する場合をいう。放電末状態の蓄電素子を解体して正極を取り出し、ジメチルカーボネートを用いて電極を充分に洗浄した後、室温にて減圧乾燥を行う。乾燥後の正極を、所定サイズ(例えば2×2cm)に切り出し、これをXPSスペクトル測定における試料とする。非水電解質蓄電素子の解体からXPS測定までの作業は、露点−60℃以下のアルゴン雰囲気中で行う。正極合材のXPSスペクトルにおける使用装置及び測定条件は以下のとおりである。
装置:KRATOS ANALYTICAL社の「AXIS NOVA」
X線源:単色化AlKα
加速電圧:15kV
分析面積:700μm×300μm
測定範囲:P2p=145〜128eV、C1s=300〜272eV
測定間隔:0.1eV
測定時間:P2p=72.3秒/回、C1s=70.0秒/回
積算回数:P2p=15回、C1s=8回
The sample used for measuring the spectrum of the positive electrode mixture by X-ray photoelectron spectroscopy is prepared by the following method. The non-aqueous electrolyte power storage element is discharged to the discharge end voltage at the time of normal use with a current of 0.1 C to bring it into a discharge end state. Here, "during normal use" means a case where the power storage element is used by adopting the discharge conditions recommended or specified for the power storage element. The power storage element in the end-discharged state is disassembled, the positive electrode is taken out, the electrodes are thoroughly washed with dimethyl carbonate, and then dried under reduced pressure at room temperature. The dried positive electrode is cut out to a predetermined size (for example, 2 × 2 cm) and used as a sample for XPS spectrum measurement. The work from disassembly of the non-aqueous electrolyte power storage element to XPS measurement is performed in an argon atmosphere with a dew point of -60 ° C. or lower. The equipment used and the measurement conditions in the XPS spectrum of the positive electrode mixture are as follows.
Equipment: "AXIS NOVA" from KRATOS ANALYTICAL
X-ray source: Monochromatic AlKα
Acceleration voltage: 15kV
Analytical area: 700 μm x 300 μm
Measurement range: P2p = 145-128eV, C1s = 300-272eV
Measurement interval: 0.1 eV
Measurement time: P2p = 72.3 seconds / time, C1s = 70.0 seconds / time Accumulation number: P2p = 15 times, C1s = 8 times

また、上記スペクトルにおけるピーク位置及びピーク高さは、次のようにして求められる値とする。まず、C1sにおけるsp2炭素のピークを284.8eVとし、得られたすべてのスペクトルを補正する。次に、スペクトルに対して、直線法を用いてバックグラウンドを除去することにより、水平化処理を行う。水平化処理後のスペクトルにおいて、ピーク強度が最も高い値をピーク高さとする。また、このピーク高さを示す結合エネルギーをピーク位置とする。 Further, the peak position and the peak height in the above spectrum are values obtained as follows. First, the peak of sp2 carbon in C1s is set to 284.8 eV, and all the obtained spectra are corrected. Next, the spectrum is leveled by removing the background using the linear method. In the spectrum after the leveling process, the value having the highest peak intensity is defined as the peak height. Further, the binding energy indicating this peak height is set as the peak position.

上記非水電解質が、エチレンカーボネート(EC)を含むことが好ましい。ECを用いた場合、通常、上述のように高電圧充放電サイクルにおける容量維持率が低下しやすくなる。しかし、当該非水電解質蓄電素子によれば、非水電解質にECを含む場合であっても、高温及び低温環境下での高電圧充放電サイクルにおける高い容量維持率を有するため、ECを溶媒として効果的に活用することができる。 The non-aqueous electrolyte preferably contains ethylene carbonate (EC). When EC is used, the capacity retention rate in the high voltage charge / discharge cycle tends to decrease as described above. However, according to the non-aqueous electrolyte power storage element, even when EC is contained in the non-aqueous electrolyte, it has a high capacity retention rate in a high voltage charge / discharge cycle under high temperature and low temperature environments, and therefore EC is used as a solvent. It can be used effectively.

当該非水電解質蓄電素子における通常使用時の上記正極の充電終止電位が、4.35V(vs.Li/Li)以上であることが好ましい。当該非水電解質蓄電素子は、高温及び低温環境下での高電圧充放電サイクルにおいて高い容量維持率を有するため、このように通常使用時の充電終止電圧における正極電位が比較的高い充電条件で用いられる非水電解質蓄電素子である場合に、この効果を特に十分に発揮することができる。ここで、通常使用時とは、当該非水電解質蓄電素子について推奨され、又は指定される充電条件を採用して当該非水電解質蓄電素子を使用する場合であり、当該非水電解質蓄電素子のための充電器が用意されている場合は、その充電器を適用して当該非水電解質蓄電素子を使用する場合をいう。なお、例えば、黒鉛を負極活物質とする非水電解質蓄電素子では、設計にもよるが、充電終止電圧が5.0Vのとき、正極電位は約5.1V(vs.Li/Li)である。 It is preferable that the charge termination potential of the positive electrode in the non-aqueous electrolyte power storage element during normal use is 4.35 V (vs. Li / Li +) or more. Since the non-aqueous electrolyte power storage element has a high capacity retention rate in a high voltage charge / discharge cycle under high temperature and low temperature environments, it is used under charging conditions in which the positive electrode potential at the final charge voltage during normal use is relatively high. This effect can be particularly fully exerted in the case of a non-aqueous electrolyte power storage element. Here, the normal use is a case where the non-aqueous electrolyte storage element is used by adopting the charging conditions recommended or specified for the non-aqueous electrolyte storage element, and for the non-aqueous electrolyte storage element. When the charger is prepared, it means the case where the charger is applied to use the non-aqueous electrolyte power storage element. For example, in a non-aqueous electrolyte power storage element using graphite as a negative electrode active material, the positive electrode potential is about 5.1 V (vs. Li / Li +) when the charge termination voltage is 5.0 V, although it depends on the design. be.

本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子の製造方法は、リンのオキソ酸を含む正極合材ペーストを用いて正極を作製することと、フッ素化カーボネートを含み、上記フッ素化カーボネートの含有量が15質量%以下である非水電解質を容器に注入することとを備える非水電解質蓄電素子の製造方法である。 The method for producing a non-aqueous electrolyte power storage element according to an embodiment of the present invention includes producing a positive electrode using a positive electrode mixture paste containing an oxo acid of phosphorus, containing a fluorinated carbonate, and containing the above fluorinated carbonate. It is a method for manufacturing a non-aqueous electrolyte power storage element, which comprises injecting a non-aqueous electrolyte having an amount of 15% by mass or less into a container.

当該製造方法によれば、高温及び低温環境下での高電圧充放電サイクルにおいて高い容量維持率を有する非水電解質蓄電素子を製造することができる。 According to this manufacturing method, it is possible to manufacture a non-aqueous electrolyte power storage element having a high capacity retention rate in a high voltage charge / discharge cycle in a high temperature and low temperature environment.

以下、本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子、及び非水電解質蓄電素子の製造方法について詳説する。 Hereinafter, the non-aqueous electrolyte power storage element and the method for manufacturing the non-aqueous electrolyte power storage element according to the embodiment of the present invention will be described in detail.

<非水電解質蓄電素子>
本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子は、正極、負極及び非水電解質を有する。以下、非水電解質蓄電素子の一例として、非水電解質二次電池について説明する。上記正極及び負極は、通常、セパレータを介して積層又は巻回により交互に重畳された電極体を形成する。この電極体はケースに収納され、このケース内に非水電解質が充填される。上記非水電解質は、正極と負極との間に介在する。また、上記ケースとしては、非水電解質二次電池のケースとして通常用いられる公知のアルミニウムケース、樹脂ケース等を用いることができる。
<Non-aqueous electrolyte power storage element>
The non-aqueous electrolyte power storage device according to the embodiment of the present invention has a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte. Hereinafter, a non-aqueous electrolyte secondary battery will be described as an example of the non-aqueous electrolyte power storage element. The positive electrode and the negative electrode usually form electrode bodies that are alternately superposed by stacking or winding through a separator. The electrode body is housed in a case, and the case is filled with a non-aqueous electrolyte. The non-aqueous electrolyte is interposed between the positive electrode and the negative electrode. Further, as the above case, a known aluminum case, resin case or the like which is usually used as a case of a non-aqueous electrolyte secondary battery can be used.

(正極)
上記正極は、正極基材、及びこの正極基材に直接又は中間層を介して配される正極合材層を有する。
(Positive electrode)
The positive electrode has a positive electrode base material and a positive electrode mixture layer arranged directly on the positive electrode base material or via an intermediate layer.

上記正極基材は、導電性を有する。基材の材質としては、アルミニウム、チタン、タンタル、ステンレス鋼等の金属又はそれらの合金が用いられる。これらの中でも、耐電位性、導電性の高さ及びコストのバランスからアルミニウム及びアルミニウム合金が好ましい。また、正極基材の形成形態としては、箔、蒸着膜等が挙げられ、コストの面から箔が好ましい。つまり、正極基材としてはアルミニウム箔が好ましい。なお、アルミニウム又はアルミニウム合金としては、JIS−H−4000(2014年)に規定されるA1085P、A3003P等が例示できる。 The positive electrode base material has conductivity. As the material of the base material, metals such as aluminum, titanium, tantalum, and stainless steel or alloys thereof are used. Among these, aluminum and aluminum alloys are preferable from the viewpoint of balance of potential resistance, high conductivity and cost. Further, as a form of forming the positive electrode base material, a foil, a vapor-deposited film and the like can be mentioned, and the foil is preferable from the viewpoint of cost. That is, aluminum foil is preferable as the positive electrode base material. Examples of aluminum or aluminum alloy include A1085P and A3003P specified in JIS-H-4000 (2014).

上記中間層は、正極基材の表面の被覆層であり、炭素粒子等の導電性粒子を含むことで正極基材と正極合材層との接触抵抗を低減する。中間層の構成は特に限定されず、例えば樹脂バインダ及び導電性粒子を含有する組成物により形成できる。なお、「導電性」を有するとは、JIS−H−0505(1975年)に準拠して測定される体積抵抗率が10Ω・cm以下であることを意味し、「非導電性」とは、上記体積抵抗率が10Ω・cm超であることを意味する。 The intermediate layer is a coating layer on the surface of the positive electrode base material, and contains conductive particles such as carbon particles to reduce the contact resistance between the positive electrode base material and the positive electrode mixture layer. The composition of the intermediate layer is not particularly limited, and can be formed by, for example, a composition containing a resin binder and conductive particles. Incidentally, to have a "conductive" means that the volume resistivity is measured according to JIS-H-0505 (1975 years) is not more than 10 7 Ω · cm, and "non-conductive" means that the volume resistivity is 10 7 Ω · cm greater.

上記正極合材層は、正極活物質を含むいわゆる正極合材から形成される層である。この正極合材はリン原子を含み、さらにその他必要に応じて導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。上記リン原子は、正極活物質を被覆する被膜中に存在すると推測される。 The positive electrode mixture layer is a layer formed from a so-called positive electrode mixture containing a positive electrode active material. This positive electrode mixture contains a phosphorus atom and, if necessary, an optional component such as a conductive agent, a binder, a thickener, and a filler. It is presumed that the phosphorus atom is present in the coating film that coats the positive electrode active material.

上記正極活物質は、通常、金属酸化物が使用される。具体的な正極活物質としては、例えばLiMO(Mは少なくとも一種の遷移金属を表す)で表される複合酸化物(層状のα―NaFeO型結晶構造を有するLiCoO,LiNiO,LiMnO,LiNiαCo(1−α),LiNiαMnβCo(1−α−β)等、スピネル型結晶構造を有するLiMn,LiNiαMn(2−α)等)、LiMe(XO(Meは少なくとも一種の遷移金属を表し、Xは例えばP、Si、B、V等を表す)で表されるポリアニオン化合物(LiFePO,LiMnPO,LiNiPO,LiCoPO,Li(PO,LiMnSiO,LiCoPOF等)が挙げられる。これらの化合物中の元素又はポリアニオンは、他の元素又はアニオン種で一部が置換されていてもよい。正極合材層においては、これら化合物の1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 A metal oxide is usually used as the positive electrode active material. Specific positive electrode active materials include, for example , a composite oxide represented by Li x MO y (M represents at least one transition metal) ( Li x CoO 2 and Li having a layered α-NaFeO type 2 crystal structure). Li x Mn 2 having a spinel type crystal structure such as x NiO 2 , Li x MnO 3 , Li x Ni α Co (1-α) O 2 , Li x Ni α Mn β Co (1-α-β) O 2, etc. O 4 , Li x Ni α Mn (2-α) O 4, etc.), Li w Me x (XO y ) z (Me represents at least one kind of transition metal, and X represents, for example, P, Si, B, V, etc. Examples thereof include polyanionic compounds represented by (represented) (LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiNiPO 4 , LiCoPO 4 , Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 , Li 2 MnSiO 4 , Li 2 CoPO 4 F, etc.). The elements or polyanions in these compounds may be partially substituted with other elements or anion species. In the positive electrode mixture layer, one of these compounds may be used alone, or two or more of these compounds may be mixed and used.

上記正極活物質の中でも、ニッケル原子及びマンガン原子の少なくとも一方を含む正極活物質が用いられているとき、本発明の効果をより有効に発揮させることができる。上述のように、非水電解質中に存在する微量のHFにより、正極合材層から正極活物質の成分が溶出し、これが容量維持率等に影響を与える。この正極活物質が、ニッケル含有化合物やマンガン含有化合物であるとき、上記溶出が生じやすく、容量維持率等に影響を与えやすい。そのため、このような正極活物質を、上記リン原子を含む特定の被膜で被覆することにより、ニッケル含有化合物やマンガン含有化合物の溶出を効果的に抑えることができる。 Among the above-mentioned positive electrode active materials, when a positive electrode active material containing at least one of a nickel atom and a manganese atom is used, the effect of the present invention can be more effectively exhibited. As described above, the trace amount of HF present in the non-aqueous electrolyte elutes the components of the positive electrode active material from the positive electrode mixture layer, which affects the capacity retention rate and the like. When the positive electrode active material is a nickel-containing compound or a manganese-containing compound, the above elution is likely to occur, which tends to affect the capacity retention rate and the like. Therefore, by coating such a positive electrode active material with the specific film containing the phosphorus atom, the elution of the nickel-containing compound and the manganese-containing compound can be effectively suppressed.

X線光電子分光法による正極合材層(正極合材)のスペクトルにおいて、P2pのピーク位置は135eV以下であり、134.7eV以下が好ましく、134.4eV以下がより好ましく、134.2eV以下がさらに好ましい。また、このピーク位置は132eV以上が好ましく、133eV以上がより好ましく、133.5eV以上がさらに好ましく、134.0eV以上がよりさらに好ましいこともある。 In the spectrum of the positive electrode mixture layer (positive electrode mixture) by X-ray photoelectron spectroscopy, the peak position of P2p is 135 eV or less, preferably 134.7 eV or less, more preferably 134.4 eV or less, and further 134.2 eV or less. preferable. Further, the peak position is preferably 132 eV or more, more preferably 133 eV or more, further preferably 133.5 eV or more, and even more preferably 134.0 eV or more.

上記範囲に現れるP2pのピークは、リンのオキソ酸に由来するリン原子のピークである。このようなリン原子は、通常、粒子状の正極活物質の表面に存在する。このようなリン原子により、正極近傍におけるフッ素原子を含有する電解質塩の分解反応を抑制し、正極活物質成分の溶出を抑えることができる。なお、このリン原子は、POアニオン、POアニオン又はこれらのアニオンの酸素原子の一部がフッ素原子に置換したPOアニオンを含む化合物として正極活物質の表面に存在することが好ましい。X線光電子分光法によるスペクトルにおいて、このような化合物のリン原子(P2p)のピークは133eV以上135eV以下の範囲に現れる。また、上記P2pのピーク位置は、他の成分の存在にも依存し、これらの成分が存在しない場合と比べて高エネルギー側にシフトする傾向もある。但し、正極合材が、正極活物質とリンのオキソ酸とを含む正極合材ペーストから得られた場合、上記P2pのピーク位置は、135eV以下の範囲に現れる。また、上記スペクトルにおいて、上記範囲外のピークが存在してもよい。135eVよりも結合エネルギーが高い範囲に表れるP2pのピークは、例えばリンのフッ化物に由来するリン原子のピークである。 The peak of P2p appearing in the above range is the peak of the phosphorus atom derived from the oxo acid of phosphorus. Such phosphorus atoms are usually present on the surface of the particulate positive electrode active material. With such a phosphorus atom, the decomposition reaction of the electrolyte salt containing a fluorine atom in the vicinity of the positive electrode can be suppressed, and the elution of the positive electrode active material component can be suppressed. The phosphorus atom is preferably present on the surface of the positive electrode active material as a compound containing a PO 3 anion, a PO 4 anion, or a PO x F y anion in which a part of the oxygen atom of these anions is replaced with a fluorine atom. .. In the spectrum by X-ray photoelectron spectroscopy, the peak of the phosphorus atom (P2p) of such a compound appears in the range of 133 eV or more and 135 eV or less. Further, the peak position of P2p also depends on the presence of other components, and tends to shift to the higher energy side as compared with the case where these components are not present. However, when the positive electrode mixture is obtained from a positive electrode mixture paste containing a positive electrode active material and phosphorus oxoacid, the peak position of P2p appears in the range of 135 eV or less. Further, in the above spectrum, a peak outside the above range may be present. The peak of P2p appearing in the range where the binding energy is higher than 135 eV is, for example, the peak of the phosphorus atom derived from the fluoride of phosphorus.

上記導電剤としては、蓄電素子性能に悪影響を与えない導電性材料であれば特に限定されない。このような導電剤としては、天然又は人造の黒鉛、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、金属、導電性セラミックス等が挙げられ、アセチレンブラックが好ましい。導電剤の形状としては、粉状、繊維状等が挙げられる。 The conductive agent is not particularly limited as long as it is a conductive material that does not adversely affect the performance of the power storage element. Examples of such a conductive agent include natural or artificial graphite, carbon black such as furnace black, acetylene black, and Ketjen black, metals, conductive ceramics, and the like, and acetylene black is preferable. Examples of the shape of the conductive agent include powder and fibrous.

上記バインダー(結着剤)としては、フッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド等の熱可塑性樹脂;エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、スルホン化EPDM、スチレンブタジエンゴム(SBR)、フッ素ゴム等のエラストマー;多糖類高分子等が挙げられる。 Examples of the binder (binding agent) include fluororesins (polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), etc.), thermoplastic resins such as polyethylene, polypropylene, and polyimide; ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), Elastomers such as sulfonated EPDM, styrene-butadiene rubber (SBR), and fluororubber; and thermoplastic polymers can be mentioned.

上記増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース(CMC)、メチルセルロース等の多糖類高分子が挙げられる。また、増粘剤がリチウムと反応する官能基を有する場合、予めメチル化等によりこの官能基を失活させておくことが好ましい。 Examples of the thickener include polysaccharide polymers such as carboxymethyl cellulose (CMC) and methyl cellulose. When the thickener has a functional group that reacts with lithium, it is preferable to deactivate the functional group by methylation or the like in advance.

上記フィラーとしては、電池性能に悪影響を与えないものであれば特に限定されない。フィラーの主成分としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、シリカ、アルミナ、ゼオライト、ガラス等が挙げられる。 The filler is not particularly limited as long as it does not adversely affect the battery performance. Examples of the main component of the filler include polyolefins such as polypropylene and polyethylene, silica, alumina, zeolite, and glass.

(負極)
上記負極は、負極基材、及びこの負極基材に直接又は中間層を介して配される負極合材層を有する。上記中間層は正極の中間層と同様の構成とすることができる。
(Negative electrode)
The negative electrode has a negative electrode base material and a negative electrode mixture layer arranged directly on the negative electrode base material or via an intermediate layer. The intermediate layer may have the same structure as the intermediate layer of the positive electrode.

上記負極基材は、正極基材と同様の構成とすることができるが、材質としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属又はそれらの合金が用いられ、銅又は銅合金が好ましい。つまり、負極基材としては銅箔が好ましい。銅箔としては、圧延銅箔、電解銅箔等が例示される。 The negative electrode base material may have the same structure as the positive electrode base material, but as the material, a metal such as copper, nickel, stainless steel, nickel-plated steel or an alloy thereof is used, and copper or a copper alloy is used. preferable. That is, copper foil is preferable as the negative electrode base material. Examples of the copper foil include rolled copper foil and electrolytic copper foil.

上記負極合材層は、負極活物質を含むいわゆる負極合材から形成される。また、負極合材層を形成する負極合材は、必要に応じて導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。導電剤、結着剤、増粘剤、フィラー等の任意成分は、正極合材層と同様のものを用いることができる。 The negative electrode mixture layer is formed of a so-called negative electrode mixture containing a negative electrode active material. Further, the negative electrode mixture forming the negative electrode mixture layer contains optional components such as a conductive agent, a binder, a thickener, and a filler, if necessary. As the optional components such as the conductive agent, the binder, the thickener, and the filler, the same ones as those of the positive electrode mixture layer can be used.

上記負極活物質としては、通常、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる材質が用いられる。具体的な負極活物質としては、例えばSi、Sn等の金属又は半金属;Si酸化物、Sn酸化物等の金属酸化物又は半金属酸化物;ポリリン酸化合物;黒鉛(グラファイト)、非晶質炭素(易黒鉛化性炭素又は難黒鉛化性炭素)等の炭素材料等が挙げられる。 As the negative electrode active material, a material capable of occluding and releasing lithium ions is usually used. Specific negative electrode active materials include, for example, metals or semi-metals such as Si and Sn; metal oxides or semi-metal oxides such as Si oxide and Sn oxide; polyphosphate compounds; graphite and amorphous. Examples thereof include carbon materials such as carbon (graphitizable carbon or non-graphitizable carbon).

さらに、負極合材(負極合材層)は、B、N、P、F、Cl、Br、I等の典型非金属元素、Li、Na、Mg、Al、K、Ca、Zn、Ga、Ge等の典型金属元素、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Zr、Ta、Hf、Nb、W等の遷移金属元素を含有してもよい。 Further, the negative electrode mixture (negative electrode mixture layer) is a typical non-metal element such as B, N, P, F, Cl, Br, I, Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Zn, Ga, Ge. Typical metal elements such as Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Zr, Ta, Hf, Nb, W and the like may be contained.

(セパレータ)
上記セパレータの材質としては、例えば織布、不織布、多孔質樹脂フィルム等が用いられる。これらの中でも、強度の観点から多孔質樹脂フィルムが好ましく、非水電解質の保液性の観点から不織布が好ましい。上記セパレータの主成分としては、強度の観点から例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンが好ましく、耐酸化分解性の観点から例えばポリイミドやアラミド等が好ましい。また、これらの樹脂を複合してもよい。
(Separator)
As the material of the separator, for example, a woven fabric, a non-woven fabric, a porous resin film, or the like is used. Among these, a porous resin film is preferable from the viewpoint of strength, and a non-woven fabric is preferable from the viewpoint of liquid retention of a non-aqueous electrolyte. As the main component of the separator, polyolefins such as polyethylene and polypropylene are preferable from the viewpoint of strength, and polyimide and aramid are preferable from the viewpoint of oxidative decomposition resistance. Moreover, you may combine these resins.

なお、セパレータと電極(通常、正極)との間に、無機層が配設されていても良い。この無機層は、耐熱層等とも呼ばれる多孔質の層である。また、多孔質樹脂フィルムの一方の面に無機層が形成されたセパレータを用いることもできる。上記無機層は、通常、無機粒子及びバインダとで構成され、その他の成分が含有されていてもよい。無機粒子としては、Al、SiO、アルミノシリケート等が好ましい。 An inorganic layer may be arranged between the separator and the electrode (usually the positive electrode). This inorganic layer is a porous layer also called a heat-resistant layer or the like. Further, a separator having an inorganic layer formed on one surface of the porous resin film can also be used. The inorganic layer is usually composed of inorganic particles and a binder, and may contain other components. As the inorganic particles, Al 2 O 3 , SiO 2 , aluminosilicate and the like are preferable.

(非水電解質)
上記非水電解質は、フッ素化カーボネートを含む。また、上記非水電解質は、非水溶媒と、この非水溶媒に溶解されている電解質塩とをさらに含む。
(Non-aqueous electrolyte)
The non-aqueous electrolyte contains a fluorinated carbonate. In addition, the non-aqueous electrolyte further contains a non-aqueous solvent and an electrolyte salt dissolved in the non-aqueous solvent.

上記フッ素化カーボネートとは、カーボネートが有する水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された化合物をいう。上記カーボネートとしては、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジフェニルカーボネート等の鎖状カーボネートや、エチレンカーボネート(EC)、ブチレンカーボネート(BC)、ビニレンカーボネート(VC)、ビニルエチレンカーボネート(VEC)、クロロエチレンカーボネート、スチレンカーボネート、カテコールカーボネート、1−フェニルビニレンカーボネート、1,2−ジフェニルビニレンカーボネート等の環状カーボネートを挙げることができる。 The fluorinated carbonate refers to a compound in which a part or all of hydrogen atoms contained in the carbonate are substituted with fluorine atoms. Examples of the carbonate include chain carbonates such as diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC) and diphenyl carbonate, ethylene carbonate (EC), butylene carbonate (BC) and vinylene carbonate (VC). , Vinyl ethylene carbonate (VEC), chloroethylene carbonate, styrene carbonate, catechol carbonate, 1-phenylvinylene carbonate, 1,2-diphenylvinylene carbonate and other cyclic carbonates.

上記フッ素化カーボネートとしては、フッ素化環状カーボネートが好ましい。フッ素化環状カーボネートとしては、フルオロエチレンカーボネート(FEC)、ジフルオロエチレンカーボネート等のフッ素化エチレンカーボネート、フッ素化プロピレンカーボネート、フッ素化ブチレンカーボネート等を挙げることができるが、フッ素化エチレンカーボネートが好ましく、FECがより好ましい。上記フッ素化カーボネートは、1種を単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。 As the fluorinated carbonate, a fluorinated cyclic carbonate is preferable. Examples of the fluorinated cyclic carbonate include fluorinated ethylene carbonate such as fluoroethylene carbonate (FEC) and difluoroethylene carbonate, fluorinated propylene carbonate, and fluorinated butylene carbonate, but fluorinated ethylene carbonate is preferable, and FEC is preferable. More preferred. The above-mentioned fluorinated carbonate can be used alone or in combination of two or more.

上記非水電解質に占める上記フッ素化カーボネートの含有量の上限は、15質量%であり、10質量%が好ましく、5質量%がより好ましく、3質量%がさらに好ましい。フッ素化カーボネートの含有量を上記上限以下とすることで、非水電解質の誘電率が低くなることを抑え、特に低温環境下での高電圧充放電サイクルにおける容量維持率を高めることができる。一方、このフッ素化カーボネートの含有量の下限としては、例えば0.1質量%が好ましく、0.5質量%がより好ましく、1質量%がさらに好ましい。フッ素化カーボネートの含有量を上記下限以上とすることで、フッ素化カーボネートを用いることによる容量維持率の向上効果を十分に発揮させることができる。 The upper limit of the content of the fluorinated carbonate in the non-aqueous electrolyte is 15% by mass, preferably 10% by mass, more preferably 5% by mass, still more preferably 3% by mass. By setting the content of the fluorinated carbonate to the above upper limit or less, it is possible to suppress the decrease in the dielectric constant of the non-aqueous electrolyte and to increase the capacity retention rate especially in the high voltage charge / discharge cycle in a low temperature environment. On the other hand, as the lower limit of the content of the fluorinated carbonate, for example, 0.1% by mass is preferable, 0.5% by mass is more preferable, and 1% by mass is further preferable. By setting the content of the fluorinated carbonate to the above lower limit or more, the effect of improving the capacity retention rate by using the fluorinated carbonate can be sufficiently exhibited.

上記非水溶媒としては、一般的な二次電池用非水電解質の非水溶媒として通常用いられる公知の非水溶媒を用いることができる。上記非水溶媒としては、環状カーボネート、鎖状カーボネート、エステル、エーテル、アミド、スルホン、ラクトン、ニトリル等を挙げることができる。これらの中でも、環状カーボネート又は鎖状カーボネートを少なくとも用いることが好ましく、環状カーボネートと鎖状カーボネートとを併用することがより好ましい。 As the non-aqueous solvent, a known non-aqueous solvent usually used as a non-aqueous solvent for a general non-aqueous electrolyte for a secondary battery can be used. Examples of the non-aqueous solvent include cyclic carbonates, chain carbonates, esters, ethers, amides, sulfones, lactones, nitriles and the like. Among these, it is preferable to use at least cyclic carbonate or chain carbonate, and it is more preferable to use cyclic carbonate and chain carbonate in combination.

上記環状カーボネートとしては、フッ素化カーボネートの説明において例示したものを挙げることができ、これらの中でもECが好ましい。 Examples of the cyclic carbonate include those exemplified in the description of the fluorinated carbonate, and among these, EC is preferable.

上記非水溶媒に占める環状カーボネートの含有量の下限としては、10体積%が好ましく、20体積%がより好ましく、25体積%がさらに好ましい。一方、この含有量の上限としては、70体積%が好ましく、50体積%がより好ましく、40体積%がさらに好ましい。環状カーボネートの含有量を上記範囲とすることにより、高温及び低温下でより良好な充放電サイクル性能を発揮することなどができる。 The lower limit of the content of cyclic carbonate in the non-aqueous solvent is preferably 10% by volume, more preferably 20% by volume, and even more preferably 25% by volume. On the other hand, as the upper limit of this content, 70% by volume is preferable, 50% by volume is more preferable, and 40% by volume is further preferable. By setting the content of the cyclic carbonate in the above range, better charge / discharge cycle performance can be exhibited at high and low temperatures.

上記鎖状カーボネートは、EC等の環状カーボネートと混合して用いることで粘度を下げる効果などがある。上記鎖状カーボネートとしては、フッ素化カーボネートの説明において例示したものを挙げることができ、これらの中でもEMC及びDMCが好ましい。 The above-mentioned chain carbonate has an effect of lowering the viscosity by mixing with a cyclic carbonate such as EC. Examples of the chain carbonate include those exemplified in the description of the fluorinated carbonate, and among these, EMC and DMC are preferable.

環状カーボネートと鎖状カーボネートとを併用する場合、環状カーボネートと鎖状カーボネートとの和に対する環状カーボネートの体積比(環状カーボネート/(環状カーボネート+鎖状カーボネート))の下限としては、10体積%が好ましく、20体積%がより好ましく、25体積%がさらに好ましい。一方、この体積比の上限としては、70体積%が好ましく、50体積%がより好ましく、40体積%がさらに好ましい。 When a cyclic carbonate and a chain carbonate are used in combination, the lower limit of the volume ratio of the cyclic carbonate (cyclic carbonate / (cyclic carbonate + chain carbonate)) to the sum of the cyclic carbonate and the chain carbonate is preferably 10% by volume. , 20% by volume is more preferred, and 25% by volume is even more preferred. On the other hand, as the upper limit of this volume ratio, 70% by volume is preferable, 50% by volume is more preferable, and 40% by volume is further preferable.

上記非水溶媒における環状カーボネート及び鎖状カーボネートの合計含有量の下限は、80体積%が好ましく、95体積%がより好ましく、99体積%以上がより好ましい。この合計含有量の上限は、100体積%であってよい。このように、非水溶媒に占める環状カーボネート及び鎖状カーボネートの合計含有量を高めることで、非水溶媒及び非水電解質の誘電率が適度になることなどにより、非水電解質蓄電素子の充放電サイクル性能をさらに改善することなどができる。 The lower limit of the total content of the cyclic carbonate and the chain carbonate in the non-aqueous solvent is preferably 80% by volume, more preferably 95% by volume, and more preferably 99% by volume or more. The upper limit of this total content may be 100% by volume. In this way, by increasing the total content of cyclic carbonate and chain carbonate in the non-aqueous solvent, the dielectric constants of the non-aqueous solvent and non-aqueous electrolyte become appropriate, and so on, so that the non-aqueous electrolyte storage element is charged and discharged. The cycle performance can be further improved.

上記電解質塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、オニウム塩等を挙げることができるが、リチウム塩が好ましい。上記リチウム塩としては、LiPF、LiPO、LiBF、LiPF(C、LiClO、LiN(SOF)等の無機リチウム塩、LiSOCF、LiN(SOCF、LiN(SO、LiN(SOCF)(SO)、LiC(SOCF、LiC(SO等のフッ化炭化水素基を有するリチウム塩などを挙げることができる。 Examples of the electrolyte salt include lithium salt, sodium salt, potassium salt, magnesium salt, onium salt and the like, but lithium salt is preferable. Examples of the lithium salt include inorganic lithium salts such as LiPF 6 , LiPO 2 F 2 , LiBF 4 , LiPF 2 (C 2 O 4 ) 2 , LiClO 4 , LiN (SO 2 F) 2 , LiSO 3 CF 3 , LiN ( SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , LiN (SO 2 CF 3 ) (SO 2 C 4 F 9 ), LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiC (SO 2 C 2 F) 5 ) Examples thereof include lithium salts having a fluoride hydrocarbon group such as 3.

上記電解質塩の中でも、フッ素原子を含む電解質塩が用いられているとき、本発明の効果がより奏される。上述のように、正極活物質成分の溶出を引き起こす非水電解質中のHFは、フッ素原子を含有する電解質塩の分解などによって生じる。特に、LiPF、LiPO、LiBF、LiPF(C等は、分解によりHFが発生しやすい。従って、通常、これらの電解質塩を用いた場合、正極活物質成分の溶出による容量維持率の低下等を引き起こしやすくなる。しかし、当該非水電解質蓄電素子においては、このようなフッ素原子を含む電解質塩が用いられている場合においても、分解によるHFの発生を抑制し、容量維持率の低下を抑えることができる。 Among the above electrolyte salts, when an electrolyte salt containing a fluorine atom is used, the effect of the present invention is more exhibited. As described above, the HF in the non-aqueous electrolyte that causes the elution of the positive electrode active material component is generated by the decomposition of the electrolyte salt containing a fluorine atom. In particular, LiPF 6 , LiPO 2 F 2 , LiBF 4 , LiPF 2 (C 2 O 4 ) 2, etc. are prone to generate HF by decomposition. Therefore, when these electrolyte salts are used, the capacity retention rate is likely to decrease due to the elution of the positive electrode active material component. However, even when such an electrolyte salt containing a fluorine atom is used in the non-aqueous electrolyte storage device, it is possible to suppress the generation of HF due to decomposition and suppress the decrease in the capacity retention rate.

上記非水電解質における上記電解質塩の含有量の下限としては、0.1M(mol/L)が好ましく、0.3Mがより好ましく、0.5Mがさらに好ましく、0.7Mが特に好ましい。一方、この上限としては、特に限定されないが、2.5Mが好ましく、2Mがより好ましく、1.5Mがさらに好ましい。 The lower limit of the content of the electrolyte salt in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.1 M (mol / L), more preferably 0.3 M, further preferably 0.5 M, and particularly preferably 0.7 M. On the other hand, the upper limit is not particularly limited, but 2.5M is preferable, 2M is more preferable, and 1.5M is further preferable.

上記非水電解質には、その他の添加剤が添加されていてもよい。但し、上記非水電解質における上記フッ素化カーボネート、非水溶媒及び電解質塩以外の成分の含有量の上限としては、5質量%が好ましい場合があり、1質量%がより好ましい場合があり、0.1質量%がさらに好ましい場合がある。 Other additives may be added to the non-aqueous electrolyte. However, as the upper limit of the content of the components other than the fluorinated carbonate, the non-aqueous solvent and the electrolyte salt in the non-aqueous electrolyte, 5% by mass may be preferable, and 1% by mass may be more preferable. In some cases, 1% by mass is more preferable.

また、上記非水電解質として、常温溶融塩、イオン液体、ポリマー固体電解質などを用いることもできる。 Further, as the non-aqueous electrolyte, a room temperature molten salt, an ionic liquid, a polymer solid electrolyte and the like can also be used.

当該非水電解質二次電池(蓄電素子)は、高温及び低温環境下での高電圧充放電サイクルにおいて高い容量維持率を有するため、高い作動電圧で用いることができる。例えば、当該非水電解質蓄電素子の通常使用時の充電終止電圧における正極電位は、4.35V(vs.Li/Li)以上とすることができ、4.4V(vs.Li/Li)以上とすることもできる。一方、この通常使用時の充電終止電圧における正極電位の上限は、例えば5.1V(vs.Li/Li)であり、5.0V(vs.Li/Li)であってもよい。 Since the non-aqueous electrolyte secondary battery (storage element) has a high capacity retention rate in a high voltage charge / discharge cycle under high temperature and low temperature environments, it can be used at a high operating voltage. For example, the positive electrode potential at the end-of-charge voltage of the non-aqueous electrolyte power storage element during normal use can be 4.35 V (vs. Li / Li + ) or more, and 4.4 V (vs. Li / Li +). It can also be the above. On the other hand, the upper limit of the positive electrode potential at the charge voltage at the time of normal use, for example, 5.1V (vs.Li/Li +), may be 5.0V (vs.Li/Li +).

<非水電解質蓄電素子の製造方法>
当該蓄電素子は、以下の方法により製造することが好ましい。すなわち、本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子の製造方法は、
リンのオキソ酸を含む正極合材ペーストを用いて正極を作製すること(正極作製工程)と、
フッ素化カーボネートを含み、上記フッ素化カーボネートの含有量が15質量%以下である非水電解質を容器に注入すること(非水電解質注入工程)と
を備える。
<Manufacturing method of non-aqueous electrolyte power storage element>
The power storage element is preferably manufactured by the following method. That is, the method for manufacturing a non-aqueous electrolyte power storage device according to an embodiment of the present invention is as follows.
To prepare a positive electrode using a positive electrode mixture paste containing phosphorus oxoacid (positive electrode preparation process),
A non-aqueous electrolyte containing a fluorinated carbonate and having a content of the fluorinated carbonate of 15% by mass or less is injected into a container (non-aqueous electrolyte injection step).

(正極作製工程)
上記正極合材ペーストは、通常、リンのオキソ酸以外に、正極活物質及びバインダを含み、必要に応じさらにその他の成分を含む。正極合材ペーストは、これらの成分を混合することにより得ることができる。この正極合材ペーストを正極基材表面に塗布し、乾燥させることにより、正極が得られる。
(Positive electrode manufacturing process)
The positive electrode mixture paste usually contains a positive electrode active material and a binder in addition to the oxo acid of phosphorus, and further contains other components if necessary. The positive electrode mixture paste can be obtained by mixing these components. A positive electrode is obtained by applying this positive electrode mixture paste to the surface of the positive electrode base material and drying it.

上記リンのオキソ酸とは、リン原子に水酸基(−OH)とオキシ基(=O)とが結合した構造を有する化合物を指す。上記リンのオキソ酸としては、リン酸(HPO)、ホスホン酸(HPO)、ホスフィン酸(HPO)、ピロリン酸(H)、ポリリン酸等が挙げられる。これらの中でも、リン酸及びホスホン酸が好ましく、ホスホン酸がより好ましい。このリンのオキソ酸により、正極合材(正極活物質)に、リン原子を含む被膜を形成することができる。また、上記スペクトルにおけるこのリンのオキソ酸に由来するリン原子のピーク位置は、135eV以下に現れる。 The phosphorus oxoacid refers to a compound having a structure in which a hydroxyl group (-OH) and an oxy group (= O) are bonded to a phosphorus atom. Examples of the phosphorus oxo acid include phosphoric acid (H 3 PO 4 ), phosphoric acid (H 3 PO 3 ), phosphinic acid (H 3 PO 2 ), pyrophosphoric acid (H 4 P 2 O 7 ), polyphosphoric acid and the like. Can be mentioned. Among these, phosphoric acid and phosphonic acid are preferable, and phosphonic acid is more preferable. With this phosphorus oxo acid, a film containing a phosphorus atom can be formed on the positive electrode mixture (positive electrode active material). Further, the peak position of the phosphorus atom derived from the oxo acid of this phosphorus in the above spectrum appears at 135 eV or less.

上記正極合材ペーストにおけるリンのオキソ酸の混合量の下限としては、正極活物質100質量部に対して、0.05質量部が好ましく、0.2質量部がより好ましく、0.3質量部がさらに好ましく、0.5質量部がよりさらに好ましい。一方、この混合量の上限としては、5質量部が好ましく、3質量部がより好ましく、2質量部がさらに好ましい。リンのオキソ酸の混合量を上記範囲とすることで、正極活物質に対する十分なリン原子を含有する被膜を形成することなどができる。 The lower limit of the mixing amount of phosphorus oxo acid in the positive electrode mixture paste is preferably 0.05 parts by mass, more preferably 0.2 parts by mass, and 0.3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material. Is even more preferable, and 0.5 parts by mass is even more preferable. On the other hand, as the upper limit of this mixing amount, 5 parts by mass is preferable, 3 parts by mass is more preferable, and 2 parts by mass is further preferable. By setting the mixing amount of phosphorus oxoacid in the above range, it is possible to form a film containing a sufficient phosphorus atom for the positive electrode active material.

上記正極合材ペーストには、通常、分散媒として、有機溶媒が用いられる。この有機溶媒としては、例えばN−メチル−2−ピロリドン(NMP)、アセトン、エタノール等の極性溶媒や、キシレン、トルエン、シクロヘキサン等の無極性溶媒を挙げることができ、極性溶媒が好ましく、NMPがより好ましい。 An organic solvent is usually used as the dispersion medium in the positive electrode mixture paste. Examples of this organic solvent include polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), acetone and ethanol, and non-polar solvents such as xylene, toluene and cyclohexane. Polar solvents are preferable, and NMP is preferable. More preferred.

上記正極合材ペーストの塗布方法としては特に限定されず、ローラーコーティング、スクリーンコーティング、スピンコーティング等の公知の方法により行うことができる。 The method for applying the positive electrode mixture paste is not particularly limited, and a known method such as roller coating, screen coating, or spin coating can be used.

(非水電解質注入工程)
上記非水電解質注入工程は、公知の方法により行うことができる。すなわち、所望する組成の非水電解質を調製し、調製した非水電解質を容器に注入すればよい。
(Non-aqueous electrolyte injection process)
The non-aqueous electrolyte injection step can be performed by a known method. That is, a non-aqueous electrolyte having a desired composition may be prepared, and the prepared non-aqueous electrolyte may be injected into the container.

当該製造方法は、上記正極作製工程及び非水電解質注入工程の他、以下の工程等を有していてもよい。すなわち、当該製造方法は、例えば、負極を作製する工程、正極及び負極を、セパレータを介して積層又は巻回することにより交互に重畳された電極体を形成する工程、並びに正極及び負極(電極体)を容器(ケース)に収容する工程を備えることができる。通常、電極体を容器に収容した後、非水電解質を容器に注入するが、この順番は逆であってもよい。これらの工程の後、注入口を封止することにより非水電解質二次電池(非水電解質蓄電素子)を得ることができる。 The manufacturing method may include the following steps and the like in addition to the positive electrode manufacturing step and the non-aqueous electrolyte injection step. That is, the manufacturing method includes, for example, a step of manufacturing a negative electrode, a step of laminating or winding a positive electrode and a negative electrode via a separator to form an electrode body on which they are alternately superimposed, and a positive electrode and a negative electrode (electrode body). ) Can be provided in a container (case). Normally, the electrode body is housed in a container, and then the non-aqueous electrolyte is injected into the container, but the order may be reversed. After these steps, a non-aqueous electrolyte secondary battery (non-aqueous electrolyte power storage element) can be obtained by sealing the injection port.

<その他の実施形態>
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。例えば、上記正極又は負極において、中間層を設けなくてもよい。また、当該非水電解質蓄電素子の正極において、正極合材は明確な層を形成していなくてもよい。例えば上記正極は、メッシュ状の正極基材に正極合材が担持された構造などであってもよい。
<Other Embodiments>
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various modifications and improvements in addition to the above embodiment. For example, it is not necessary to provide an intermediate layer in the positive electrode or the negative electrode. Further, in the positive electrode of the non-aqueous electrolyte power storage element, the positive electrode mixture does not have to form a clear layer. For example, the positive electrode may have a structure in which a positive electrode mixture is supported on a mesh-shaped positive electrode base material.

また、上記実施の形態においては、非水電解質蓄電素子が非水電解質二次電池である形態を中心に説明したが、その他の非水電解質蓄電素子であってもよい。その他の非水電解質蓄電素子としては、キャパシタ(電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ)等が挙げられる。 Further, in the above-described embodiment, the non-aqueous electrolyte storage element is mainly a non-aqueous electrolyte secondary battery, but other non-aqueous electrolyte storage elements may be used. Examples of other non-aqueous electrolyte storage elements include capacitors (electric double layer capacitors, lithium ion capacitors) and the like.

図1に、本発明に係る非水電解質蓄電素子の一実施形態である矩形状の非水電解質蓄電素子1(非水電解質二次電池)の概略図を示す。なお、同図は、容器内部を透視した図としている。図1に示す非水電解質蓄電素子1は、電極体2が容器3に収納されている。電極体2は、正極合材を備える正極と、負極合材を備える負極とが、セパレータを介して捲回されることにより形成されている。正極は、正極リード4’を介して正極端子4と電気的に接続され、負極は、負極リード5’を介して負極端子5と電気的に接続されている。また、容器3には、非水電解質が注入されている。 FIG. 1 shows a schematic view of a rectangular non-aqueous electrolyte storage element 1 (non-aqueous electrolyte secondary battery) which is an embodiment of the non-aqueous electrolyte storage element according to the present invention. The figure is a perspective view of the inside of the container. In the non-aqueous electrolyte power storage element 1 shown in FIG. 1, the electrode body 2 is housed in the container 3. The electrode body 2 is formed by winding a positive electrode having a positive electrode mixture and a negative electrode having a negative electrode mixture via a separator. The positive electrode is electrically connected to the positive electrode terminal 4 via the positive electrode lead 4', and the negative electrode is electrically connected to the negative electrode terminal 5 via the negative electrode lead 5'. Further, a non-aqueous electrolyte is injected into the container 3.

本発明に係る非水電解質蓄電素子の構成については特に限定されるものではなく、円筒型電池、角型電池(矩形状の電池)、扁平型電池等が一例として挙げられる。本発明は、上記の非水電解質蓄電素子を複数備える蓄電装置としても実現することができる。蓄電装置の一実施形態を図2に示す。図2において、蓄電装置30は、複数の蓄電ユニット20を備えている。それぞれの蓄電ユニット20は、複数の非水電解質蓄電素子1を備えている。上記蓄電装置30は、電気自動車(EV)、ハイブリッド自動車(HEV)、プラグインハイブリッド自動車(PHEV)等の自動車用電源として搭載することができる。 The configuration of the non-aqueous electrolyte power storage element according to the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a cylindrical battery, a square battery (rectangular battery), and a flat battery. The present invention can also be realized as a power storage device including a plurality of the above-mentioned non-aqueous electrolyte power storage elements. An embodiment of the power storage device is shown in FIG. In FIG. 2, the power storage device 30 includes a plurality of power storage units 20. Each power storage unit 20 includes a plurality of non-aqueous electrolyte power storage elements 1. The power storage device 30 can be mounted as a power source for automobiles such as electric vehicles (EV), hybrid electric vehicles (HEV), and plug-in hybrid vehicles (PHEV).

以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

[実施例1]
(正極の作製)
分散媒としてN−メチルピロリドン(NMP)を用い、正極活物質としてのLi1.18Ni0.10Co0.17Mn0.55、導電剤としてのアセチレンブラック(AB)、及びバインダとしてのポリフッ化ビニリデン(PVDF)を固形分換算で94:4.5:1.5の質量比で混合した。この混合物に、添加剤として、正極活物質の質量に対して1質量%のホスホン酸(HPO)を添加した後さらに混合し、正極合材ペーストを得た。この正極合材ペーストを、正極基材である厚さ15μmのアルミニウム箔の片面に塗布し、100℃で乾燥することにより、正極基材上に正極合材を形成した。正極合材ペーストの塗布量は、固形分で1.35g/100cmとした。このようにして正極を得た。
[Example 1]
(Preparation of positive electrode)
N-methylpyrrolidone (NMP) is used as the dispersion medium, Li 1.18 Ni 0.10 Co 0.17 Mn 0.55 O 2 as the positive electrode active material, acetylene black (AB) as the conductive agent, and binder. Polyvinylidene fluoride (PVDF) was mixed in a mass ratio of 94: 4.5: 1.5 in terms of solid content. Phosphonic acid (H 3 PO 3 ) in an amount of 1% by mass based on the mass of the positive electrode active material was added to this mixture as an additive and then further mixed to obtain a positive electrode mixture paste. This positive electrode mixture paste was applied to one side of an aluminum foil having a thickness of 15 μm, which is a positive electrode base material, and dried at 100 ° C. to form a positive electrode mixture on the positive electrode base material. The amount of the positive electrode mixture paste applied was 1.35 g / 100 cm 2 in terms of solid content. In this way, a positive electrode was obtained.

(負極の作製)
負極活物質としてグラファイト、バインダとしてスチレンブタジエンゴム及びカルボキシメチルセルロース、分散媒に水を用いて負極合材ペーストを作製した。なお、負極活物質とバインダとの質量比率は97:3とした。この負極合材ペーストを負極基材である厚さ10μmの銅箔の片面に塗布し、100℃で乾燥した。負極合材の塗布量は、固形分で1.15g/100cmとした。このようにして負極を得た。
(Preparation of negative electrode)
Graphite was used as the negative electrode active material, styrene-butadiene rubber and carboxymethyl cellulose were used as the binder, and water was used as the dispersion medium to prepare a negative electrode mixture paste. The mass ratio of the negative electrode active material to the binder was set to 97: 3. This negative electrode mixture paste was applied to one side of a copper foil having a thickness of 10 μm, which is a negative electrode base material, and dried at 100 ° C. The coating amount of the negative electrode mixture was 1.15 g / 100 cm 2 in terms of solid content. In this way, the negative electrode was obtained.

(非水電解質の調製)
ECとEMCとを体積比30:70の割合で混合した混合溶媒に、添加剤としてFECを2質量%の濃度で、及び電解質塩としてヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF)を1.0mol/lの濃度で、それぞれ溶解させ、非水電解質を調製した。
(Preparation of non-aqueous electrolyte)
In a mixed solvent in which EC and EMC are mixed at a volume ratio of 30:70, FEC as an additive at a concentration of 2% by mass and lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) as an electrolyte salt are 1.0 mol / l. To prepare a non-aqueous electrolyte, each of them was dissolved at the concentration of.

(非水電解質蓄電素子の作製)
セパレータとして、無機層が塗工されたポリオレフィン製微多孔膜を用いた。このセパレータを介して、上記正極と上記負極とを積層することにより電極体を作製した。この電極体を金属樹脂複合フィルム製のケースに収納し、内部に上記非水電解質を注入した後、熱溶着により封口し、実施例1の非水電解質蓄電素子(二次電池)を得た。
(Manufacturing of non-aqueous electrolyte power storage element)
As the separator, a microporous polyolefin membrane coated with an inorganic layer was used. An electrode body was produced by laminating the positive electrode and the negative electrode via the separator. This electrode body was housed in a case made of a metal resin composite film, the non-aqueous electrolyte was injected into the case, and then sealed by heat welding to obtain the non-aqueous electrolyte power storage element (secondary battery) of Example 1.

[実施例2〜3、比較例1〜8]
正極合材ペーストの作製において用いた添加剤の種類と、非水電解質の調製において用いた非水溶媒及びその体積比並びに添加剤の種類及び量とを表1に示すとおりとしたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜3及び比較例1〜8の各非水電解質蓄電素子を得た。なお、表の添加剤の欄中の「−」は相当する添加剤を用いていないことを示す。
[Examples 2 to 3 and Comparative Examples 1 to 8]
Except that the types of additives used in the preparation of the positive electrode mixture paste, the non-aqueous solvent used in the preparation of the non-aqueous electrolyte and its volume ratio, and the types and amounts of the additives are as shown in Table 1. In the same manner as in Example 1, each non-aqueous electrolyte power storage element of Examples 2 to 3 and Comparative Examples 1 to 8 was obtained. In addition, "-" in the column of additives in the table indicates that the corresponding additive is not used.

また、表1中の非水電解質への添加剤は以下の化合物を示す。
FEC:フルオロエチレンカーボネート
PRS:1,3−プロペンスルトン
FMP:トリフルオロプロピオン酸メチル
VC:ビニレンカーボネート
LiBOB:LiB(C
The additives to the non-aqueous electrolyte in Table 1 show the following compounds.
FEC: Fluoroethylene carbonate PRS: 1,3-Propene sultone FMP: Methyl trifluoropropionate VC: Vinylene carbonate LiBOB: LiB (C 2 O 4 ) 2

[評価]
(初期充放電)
得られた各非水電解質蓄電素子について、以下の条件にて初期充放電を行った。25℃で4.50Vまで充電電流0.1C(3.2mA)の定電流にて充電したのちに、4.50Vで定電圧充電(CCCV)した。充電の終了条件は、充電電流が0.05Cとなるまでとした。充電後に10分間の休止を設けた後に、25℃で2.00Vまで0.1Cの定電流(CC)放電を行った。
[evaluation]
(Initial charge / discharge)
Each of the obtained non-aqueous electrolyte power storage elements was initially charged and discharged under the following conditions. After charging at 25 ° C. to 4.50 V with a constant current of 0.1 C (3.2 mA), constant voltage charging (CCCV) was performed at 4.50 V. The charging end condition was until the charging current reached 0.05C. After a 10-minute rest after charging, 0.1 C constant current (CC) discharge was performed up to 2.00 V at 25 ° C.

(XPS測定)
初期充放電後の放電末状態の各非水電解質蓄電素子を露点−60℃以下のアルゴン雰囲気中にて解体して正極を取り出し、ジメチルカーボネートで洗浄したのち、常温で減圧乾燥した。得られた正極をアルゴン雰囲気中にてトランスファーベッセルに封入し、上記した条件にて正極の正極合材表面のXPS測定を行った。得られたスペクトルから、上記した方法により、P2pのピーク位置を求めた。得られたP2pのピーク位置を表1に示す。なお、表のP2pピーク位置の欄中の「−」は測定を行っていないことを示す。
(XPS measurement)
Each non-aqueous electrolyte storage element in the end-discharged state after the initial charge / discharge was disassembled in an argon atmosphere having a dew point of −60 ° C. or lower, a positive electrode was taken out, washed with dimethyl carbonate, and then dried under reduced pressure at room temperature. The obtained positive electrode was sealed in a transfer vessel in an argon atmosphere, and XPS measurement was performed on the surface of the positive electrode mixture of the positive electrode under the above conditions. From the obtained spectrum, the peak position of P2p was determined by the above method. The peak positions of the obtained P2p are shown in Table 1. In addition, "-" in the column of the P2p peak position of the table indicates that the measurement was not performed.

(45℃充放電サイクル試験:容量維持率)
初期充放電後の各非水電解質蓄電素子を、45℃の恒温槽内に2時間保管した後、4.35Vまで充電電流1C(32mA)の定電流にて充電したのちに、4.35Vで定電圧充電した。充電の終了条件は、充電電流が0.05Cとなるまでとした。充電終止時の正極電位は、4.45V(vs.Li/Li)であった。充電後に10分間の休止を設けた後に、2.00Vまで1C(32mA)で定電流で放電した。これら充電及び放電の工程を1サイクルとして、このサイクルを50サイクル繰り返した。充電、放電及び休止ともに、45℃の恒温槽内で行った。
(45 ° C charge / discharge cycle test: capacity retention rate)
After the initial charge and discharge, each non-aqueous electrolyte power storage element is stored in a constant temperature bath at 45 ° C. for 2 hours, charged to 4.35 V with a constant current of 1 C (32 mA), and then at 4.35 V. It was charged at a constant voltage. The charging end condition was until the charging current reached 0.05C. The positive electrode potential at the end of charging was 4.45 V (vs. Li / Li + ). After a 10-minute rest after charging, the battery was discharged to 2.00 V at a constant current of 1 C (32 mA). These charging and discharging steps were regarded as one cycle, and this cycle was repeated 50 cycles. Charging, discharging and pausing were performed in a constant temperature bath at 45 ° C.

(0℃充放電サイクル試験:容量維持率)
初期充放電後の各非水電解質蓄電素子を、0℃の恒温槽内に2時間保管した後、4.35Vまで充電電流1C(32mA)の定電流にて充電したのちに、4.35Vで定電圧充電した。充電の終了条件は、充電電流が0.05Cとなるまでとした。充電後に10分間の休止を設けた後に、2.00Vまで1C(32mA)で定電流で放電した。これら充電及び放電の工程を1サイクルとして、このサイクルを50サイクル繰り返した。充電、放電及び休止ともに、0℃の恒温槽内で行った。
(0 ° C charge / discharge cycle test: capacity retention rate)
After the initial charge and discharge, each non-aqueous electrolyte power storage element is stored in a constant temperature bath at 0 ° C. for 2 hours, charged to 4.35 V with a constant current of 1 C (32 mA), and then at 4.35 V. It was charged at a constant voltage. The charging end condition was until the charging current reached 0.05C. After a 10-minute rest after charging, the battery was discharged to 2.00 V at a constant current of 1 C (32 mA). These charging and discharging steps were regarded as one cycle, and this cycle was repeated 50 cycles. Charging, discharging and pausing were all performed in a constant temperature bath at 0 ° C.

45℃の充放電サイクル試験及び0℃の充放電サイクル試験のそれぞれにおける1サイクル目の放電容量に対する50サイクル目の放電容量を容量維持率(%)として表1に示す。 Table 1 shows the discharge capacity at the 50th cycle as the capacity retention rate (%) with respect to the discharge capacity at the first cycle in each of the charge / discharge cycle test at 45 ° C. and the charge / discharge cycle test at 0 ° C.

Figure 0006922242
Figure 0006922242

上記表1に示されるように、実施例1〜3の各非水電解質蓄電素子は、高温(45℃)における容量維持率が93%を超え、低温(0℃)における容量維持率も92.5%を超える良好な結果となっている。 As shown in Table 1 above, each of the non-aqueous electrolyte power storage elements of Examples 1 to 3 has a capacity retention rate of more than 93% at a high temperature (45 ° C.) and a capacity retention rate of 92. The result is good, exceeding 5%.

一方、正極合材に添加剤を添加せず、非水電解質にFECを2質量%添加した比較例5においては、高温での容量維持率が低い。この比較例5に対して、FECの添加量を増やすことで高温での容量維持率はある程度改善されると推測されるが、この場合、低温での容量維持率が低下すると推測される(比較例7等参照)。逆に、正極合材にHPOを添加し、非水電解質に添加剤を添加しなかった比較例6においては、低温での容量維持率が十分といえるものではない。また、非水電解質におけるFECの添加量を20質量%とした比較例7においては、特に低温での容量維持率が低くなっている。 On the other hand, in Comparative Example 5 in which 2% by mass of FEC was added to the non-aqueous electrolyte without adding an additive to the positive electrode mixture, the capacity retention rate at high temperature was low. Compared to this Comparative Example 5, it is presumed that the capacity retention rate at high temperature is improved to some extent by increasing the amount of FEC added, but in this case, the capacity retention rate at low temperature is presumed to decrease (comparison). See Example 7). On the contrary, in Comparative Example 6 in which H 3 PO 3 was added to the positive electrode mixture and no additive was added to the non-aqueous electrolyte, the capacity retention rate at low temperature was not sufficient. Further, in Comparative Example 7 in which the amount of FEC added to the non-aqueous electrolyte was 20% by mass, the capacity retention rate was particularly low at low temperatures.

さらに、正極合材にHPOを添加し、非水電解質にPRS、FMP、VC又はLiBOBの各種添加剤を添加した比較例1〜4や、正極合材にLiPOを添加し、非水電解質にFECを添加した比較例8においても、高温及び低温環境下の双方で優れた容量維持率を発揮することができなかった。 Further, Comparative Examples 1 to 4 in which H 3 PO 3 was added to the positive electrode mixture and various additives such as PRS, FMP, VC or LiBOB were added to the non-aqueous electrolyte, and Li 3 PO 4 was added to the positive electrode mixture. Even in Comparative Example 8 in which FEC was added to the non-aqueous electrolyte, an excellent capacity retention rate could not be exhibited in both high temperature and low temperature environments.

すなわち、高温及び低温環境下の双方での高電圧充放電サイクルにおいて高い容量維持率を発揮することができるという効果は、無数にある添加剤の中でも、正極合材にリンのオキソ酸を用い、かつ非水電解質にフッ素化カーボネートを用いた場合にのみ生じる特有な効果であるといえる。 That is, the effect of being able to exhibit a high capacity retention rate in high-voltage charge / discharge cycles in both high-temperature and low-temperature environments is that, among the innumerable additives, phosphorus oxoacid is used as the positive electrode mixture. Moreover, it can be said that this is a peculiar effect that occurs only when fluorinated carbonate is used as the non-aqueous electrolyte.

本発明は、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車等の電源として使用される非水電解質蓄電素子等に適用できる。 The present invention can be applied to electronic devices such as personal computers and communication terminals, non-aqueous electrolyte power storage elements used as power sources for automobiles, and the like.

1 非水電解質蓄電素子
2 電極体
3 容器
4 正極端子
4’ 正極リード
5 負極端子
5’ 負極リード
20 蓄電ユニット
30 蓄電装置
1 Non-aqueous electrolyte power storage element 2 Electrode body 3 Container 4 Positive electrode terminal 4'Positive lead 5 Negative terminal 5'Negative electrode lead 20 Power storage unit 30 Power storage device

Claims (3)

リン原子を含む正極合材を有する正極と、
エチレンカーボネート及びフッ素化カーボネートを含む非水電解質と
を備え、
上記正極合材が正極活物質を含み、この正極活物質がリチウム原子、コバルト原子、ニッケル原子及びマンガン原子を含有する複合酸化物を含み、
X線光電子分光法による上記正極合材のスペクトルにおいて、P2pのピーク位置が135eV以下であり、
上記非水電解質に対する上記フッ素化カーボネートの含有量が15質量%以下である非水電解質蓄電素子(但し、表面の少なくとも一部にLi PO を含む被覆層が設けられた正極活物質を備える非水電解質蓄電素子を除く)
A positive electrode having a positive electrode mixture containing a phosphorus atom and a positive electrode
With a non-aqueous electrolyte containing ethylene carbonate and fluorinated carbonate,
The positive electrode mixture contains a positive electrode active material, and the positive electrode active material contains a composite oxide containing a lithium atom, a cobalt atom, a nickel atom and a manganese atom.
In the spectrum of the positive electrode mixture by X-ray photoelectron spectroscopy, the peak position of P2p is 135 eV or less.
A non-aqueous electrolyte power storage device in which the content of the fluorinated carbonate with respect to the non-aqueous electrolyte is 15% by mass or less (provided that the cathode active material is provided with a coating layer containing Li 3 PO 4 on at least a part of the surface. (Excluding non-aqueous electrolyte power storage elements) .
通常使用時の上記正極の充電終止電位が、4.35V(vs.Li/Li)以上である請求項1の非水電解質蓄電素子。 The non-aqueous electrolyte power storage element according to claim 1, wherein the charge termination potential of the positive electrode during normal use is 4.35 V (vs. Li / Li +) or more. リチウム原子、コバルト原子、ニッケル原子及びマンガン原子を含有する複合酸化物を含む正極活物質とリンのオキソ酸を含む正極合材ペーストを用いて正極を作製することと、
エチレンカーボネート及びフッ素化カーボネートを含み、上記フッ素化カーボネートの含有量が15質量%以下である非水電解質を容器に注入することと
を備える非水電解質蓄電素子の製造方法(但し、正極活物質の表面の少なくとも一部にLi PO を含む被覆層を設けることを備える非水電解質蓄電素子の製造方法を除く)
And making a positive electrode using lithium atoms, cobalt atoms, positive electrode composite paste containing the positive electrode active material and the phosphorus oxo acid comprising a composite oxide containing nickel atoms and manganese atoms,
A method for producing a non-aqueous electrolyte power storage element, which comprises injecting a non-aqueous electrolyte containing ethylene carbonate and a fluorinated carbonate and having a content of the fluorinated carbonate of 15% by mass or less into a container (provided that the positive electrode active material is used. Except for the method for manufacturing a non-aqueous electrolyte power storage element, which comprises providing a coating layer containing Li 3 PO 4 on at least a part of the surface ).
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