JP6988892B2 - Positive electrode active material, positive electrode, battery, battery pack, electronic equipment, electric vehicle, power storage device and power system - Google Patents

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Description

本開示は、正極活物質、正極、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムに関する。 The present disclosure relates to positive electrode active materials, positive electrodes, batteries, battery packs, electronic devices, electric vehicles, power storage devices and electric power systems.

携帯電話機および携帯情報端末機器(PDA)などの多様な電子機器が広く普及しており、その電子機器の小型化、軽量化および長寿命化が要望されている。これに伴い、電源として、電池、特に小型かつ軽量で高エネルギー密度を得ることが可能な二次電池の開発が進められている。 Various electronic devices such as mobile phones and personal digital assistants (PDAs) have become widespread, and there is a demand for miniaturization, weight reduction, and long life of the electronic devices. Along with this, as a power source, batteries, particularly small and lightweight secondary batteries capable of obtaining high energy density, are being developed.

二次電池は、上記した電子機器に限らず、他の用途への適用も検討されている。他の用途の一例は、電子機器などに着脱可能に搭載される電池パック、電気自動車などの電動車両、家庭用電力サーバなどの電力貯蔵システム、電動ドリルなどの電動工具である。 The secondary battery is not limited to the above-mentioned electronic devices, and its application to other applications is also being considered. Examples of other uses are battery packs that are detachably mounted on electronic devices and the like, electric vehicles such as electric vehicles, power storage systems such as household power servers, and power tools such as electric drills.

二次電池は、正極および負極と共に電解液を備えており、その正極は、正極活物質を含んでいる。正極活物質の構成は、電池特性に大きな影響を及ぼすため、その正極活物質に関しては、さまざまな検討がなされている。 The secondary battery includes an electrolytic solution together with a positive electrode and a negative electrode, and the positive electrode thereof contains a positive electrode active material. Since the composition of the positive electrode active material has a great influence on the battery characteristics, various studies have been made on the positive electrode active material.

具体的には、抵抗上昇の抑制やサイクル特性の向上をはじめとする特性改善を目的とし、様々な手法により検討が行われている。特許文献1、非特許文献1、2には、その代表的な手法として粒子表面を改質する技術が記載されている。 Specifically, various methods have been studied for the purpose of improving the characteristics such as suppressing the increase in resistance and improving the cycle characteristics. Patent Document 1 and Non-Patent Documents 1 and 2 describe a technique for modifying the particle surface as a typical method thereof.

特開2011−129498号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-129948

J. Cho, Y. J. Kim, T. J. Kim, B. Park, Angew. Chem. Int. Ed., 40, 3367 (2001)J. Cho, Y. J. Kim, T. J. Kim, B. Park, Angew. Chem. Int. Ed., 40, 3367 (2001) Y. J. Kim, J. Cho, T. J. Kim, B. Park, J. Electrochem. Soc., 150, A1723 (2003)Y. J. Kim, J. Cho, T. J. Kim, B. Park, J. Electrochem. Soc., 150, A1723 (2003)

上記した電子機器などは、益々、高性能化および多機能化しており、その使用頻度も増加しているため、二次電池は頻繁に充放電される傾向にある。そこで、サイクル特性についてより一層の向上が望まれている。 The above-mentioned electronic devices and the like are becoming more and more sophisticated and multifunctional, and their frequency of use is increasing, so that secondary batteries tend to be charged and discharged frequently. Therefore, further improvement in cycle characteristics is desired.

本開示の目的は、サイクル特性を向上することができる正極活物質、正極、電池、その電池を備える電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムを提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide a positive electrode active material, a positive electrode, a battery, a battery pack including the positive electrode, an electronic device, an electric vehicle, a power storage device, and an electric power system capable of improving cycle characteristics.

上述の課題を解決するために、本開示の電池は、正極活物質粒子の粉末を含む正極と、負極と、電解質とを備え、正極活物質粒子は、コバルト酸リチウムおよびコバルト酸リチウムのコバルトの一部が他の金属元素で置換されたもののうちの少なくとも1種を含み、正極活物質粒子の表面は、正極活物質粒子の内部に比べて酸素が欠損した状態にあり、7.94keVの硬X線を用いた硬X線光電子分光法で正極活物質粒子の表面のO1s軌道のスペクトルを測定したときに結合エネルギー528eV以上532eV以下の領域Aおよび532eVを超え536eV以下の領域Bにおいてピークを示し、領域A、領域Bそれぞれにおけるピークの最大強度をI、Iとしたときに、ピーク強度比I/Iが、1.4≦/I<2.5の関係を満たす。 In order to solve the above-mentioned problems, the battery of the present disclosure comprises a positive electrode containing powder of positive electrode active material particles, a negative electrode, and an electrolyte, and the positive electrode active material particles are made of lithium cobaltate and cobalt of lithium cobaltate. It contains at least one of those partially substituted with other metal elements, and the surface of the positive electrode active material particles is in a state of lacking oxygen as compared with the inside of the positive electrode active material particles, and has a hardness of 7.94 keV. When the spectrum of the O1s orbital of the surface of the positive electrode active material particles was measured by hard X-ray photoelectron spectroscopy using X-rays, peaks were shown in the region A with a coupling energy of 528 eV or more and 532 eV or less and the region B of more than 532 eV and 536 eV or less. , regions a, the maximum intensity of the peak in each region B I a, when the I B, the peak intensity ratio I a / I B satisfies the relation of 1.4 ≦ I a / I B < 2.5 ..

本開示の正極活物質は、正極活物質粒子の粉末を含み、正極活物質粒子は、コバルト酸リチウムおよびコバルト酸リチウムのコバルトの一部が他の金属元素で置換されたもののうちの少なくとも1種を含み、正極活物質粒子の表面は、正極活物質粒子の内部に比べて酸素が欠損した状態にあり、7.94keVの硬X線を用いた硬X線光電子分光法で正極活物質粒子の表面のO1s軌道のスペクトルを測定したときに結合エネルギー528eV以上532eV以下の領域Aおよび532eVを超え536eV以下の領域Bにおいてピークを示し、領域A、領域Bそれぞれにおけるピークの最大強度をI、Iとしたときに、ピーク強度比I/Iが、1.4≦/I<2.5の関係を満たす。 The positive electrode active material of the present disclosure contains powder of positive electrode active material particles, and the positive electrode active material particles are at least one of lithium cobaltate and a part of cobalt of lithium cobaltate substituted with other metal elements. The surface of the positive electrode active material particles is in a state of lacking oxygen as compared with the inside of the positive electrode active material particles, and the positive electrode active material particles are subjected to hard X-ray photoelectron spectroscopy using a hard X-ray of 7.94 keV. When the spectrum of the O1s orbital on the surface was measured, peaks were shown in the region A of the coupling energy of 528 eV or more and 532 eV or less and the region B of more than 532 eV and 536 eV or less, and the maximum intensities of the peaks in each of the region A and the region B were I A and I. when is B, the peak intensity ratio I a / I B satisfies the relation of 1.4 ≦ I a / I B < 2.5.

本開示の正極は、正極活物質粒子の粉末を含み、正極活物質粒子は、コバルト酸リチウムおよびコバルト酸リチウムのコバルトの一部が他の金属元素で置換されたもののうちの少なくとも1種を含み、正極活物質粒子の表面は、正極活物質粒子の内部に比べて酸素が欠損した状態にあり、7.94keVの硬X線を用いた硬X線光電子分光法で正極活物質粒子の表面のO1s軌道のスペクトルを測定したときに結合エネルギー528eV以上532eV以下の領域Aおよび532eVを超え536eV以下の領域Bにおいてピークを示し、領域A、領域Bそれぞれにおけるピークの最大強度をI、Iとしたときに、ピーク強度比I/Iが、1.4≦/I<2.5の関係を満たす。 The positive electrode of the present disclosure contains powder of positive electrode active material particles, and the positive electrode active material particles include at least one of lithium cobaltate and a part of cobalt of lithium cobaltate substituted with other metal elements. The surface of the positive electrode active material particles is in a state of lacking oxygen as compared with the inside of the positive electrode active material particles, and the surface of the positive electrode active material particles is subjected to hard X-ray photoelectron spectroscopy using a hard X-ray of 7.94 keV. shows a peak at 536eV following areas B exceeds the binding energy 528eV least 532eV following areas a and 532eV when measured spectra of O1s orbit region a, the maximum intensity of the peak in each region B I a, and I B when the peak intensity ratio I a / I B satisfies the relation of 1.4 ≦ I a / I B < 2.5.

本開示の電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムは、上述の電池を備える。 The battery packs, electronic devices, electric vehicles, power storage devices and power systems of the present disclosure include the above-mentioned batteries.

本開示によれば、電池のサイクル特性を向上することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果またはそれらと異質な効果であってもよい。 According to the present disclosure, the cycle characteristics of the battery can be improved. The effects described herein are not necessarily limited, and may be any of the effects described in the present disclosure or an effect different from them.

本開示の第1の実施形態の変形例に係る正極活物質の構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the structure of the positive electrode active material which concerns on the modification of 1st Embodiment of this disclosure. 本開示の第2の実施形態に係る非水電解質二次電池の構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the structure of the non-aqueous electrolyte secondary battery which concerns on 2nd Embodiment of this disclosure. 図2に示した巻回型電極体の一部を拡大して表す断面図である。It is sectional drawing which shows the part of the winding type electrode body shown in FIG. 2 in an enlarged manner. 本開示の第3の実施形態に係る非水電解質二次電池の構成の一例を示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view which shows an example of the structure of the non-aqueous electrolyte secondary battery which concerns on 3rd Embodiment of this disclosure. 図4のV−V線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the VV line of FIG. 応用例としての電子機器の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the structure of the electronic device as an application example. 応用例としての車両における蓄電システムの構成の一例を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows an example of the structure of the power storage system in a vehicle as an application example. 応用例としての住宅における蓄電システムの構成の一例を示す概略図である。It is a schematic diagram which shows an example of the structure of the power storage system in a house as an application example.

本開示の実施形態および応用例について以下の順序で説明する。
1 第1の実施形態(正極活物質の例)
2 第2の実施形態(円筒型電池の例)
3 第3の実施形態(ラミネートフィルム型電池の例)
4 応用例1(電池パックおよび電子機器の例)
5 応用例2(車両における蓄電システムの例)
6 応用例3(住宅における蓄電システムの例)
The embodiments and application examples of the present disclosure will be described in the following order.
1 First embodiment (example of positive electrode active material)
2 Second embodiment (example of cylindrical battery)
3 Third embodiment (example of laminated film type battery)
4 Application example 1 (example of battery pack and electronic device)
5 Application example 2 (Example of power storage system in a vehicle)
6 Application example 3 (Example of power storage system in a house)

<1 第1の実施形態>
[正極活物質の構成]
本開示の第1の実施形態に係る正極活物質は、いわゆる非水電解質二次電池用正極活物質であり、正極活物質粒子の粉末を含んでいる。正極活物質粒子は、電極反応物質であるリチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能であり、層状岩塩型の構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物を含む。第1の実施形態に係る正極活物質は、高充電電圧の非水電解質二次電(例えば満充電状態における正極の電位が4.40V(vsLi/Li+)以上の非水電解質二次電)に適用して好適なものである。
<1 First Embodiment>
[Composition of positive electrode active material]
The positive electrode active material according to the first embodiment of the present disclosure is a so-called positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, and contains powder of positive electrode active material particles. The positive electrode active material particles can occlude and release lithium (Li), which is an electrode reactant, and contain a lithium transition metal composite oxide having a layered rock salt type structure. The positive electrode active material according to the first embodiment is a non-aqueous electrolyte secondary electricity having a high charging voltage (for example, a non-aqueous electrolyte secondary electricity having a positive electrode potential of 4.40 V (vsLi / Li + ) or more in a fully charged state). It is suitable for application to.

より具体的には、正極活物質粒子の粉末は、結晶性を有し、コバルト酸リチウムおよびコバルト酸リチウムのコバルト(Co)の一部が他の金属元素で置換されたもの(以下「コバルト酸リチウムの置換体」という。)のうちの少なくとも1種を含んでいる。正極活物質粒子の粉末がコバルト酸リチウムの置換体を含む場合、コバルト酸リチウムの置換体中における他の金属元素の含有量は、例えば、コバルト酸リチウムの置換体中におけるコバルトの含有量よりも少ない。他の金属元素は、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、タングステン(W)、ジルコニウム(Zr)、イットリウム(Y)、ニオブ(Nb)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、ビスマス(Bi)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、ケイ素(Si)およびリン(P)のうちの少なくとも1種である。 More specifically, the powder of the positive electrode active material particles has crystalline properties, and lithium cobalt oxide and a part of cobalt (Co) of lithium cobalt oxide are substituted with other metal elements (hereinafter, "cobalt acid"). It contains at least one of the "replacements of lithium"). When the powder of the positive electrode active material particles contains a lithium cobalt oxide substituent, the content of other metal elements in the lithium cobalt oxide substituent is higher than, for example, the content of cobalt in the lithium cobalt oxide substituted. few. Other metal elements are magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), yttrium (V), chromium (Cr), iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn). , Molybdenum (Mo), Tin (Sn), Titanium (W), Zirconium (Zr), Yttrium (Y), Niob (Nb), Calcium (Ca), Strontium (Sr), Bismus (Bi), Sodium (Na) , Potassium (K), silicon (Si) and phosphorus (P).

正極活物質粒子の粉末は、下記の式(1)で表される平均組成を有することが好ましい。
LixCo1-yy2-z ・・・(1)
(Mは、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、チタン、バナジウム、クロム、鉄、銅、亜鉛、モリブデン、スズ、タングステン、ジルコニウム、イットリウム、ニオブ、カルシウム、ストロンチウム、ビスマス、ナトリウム、カリウム、ケイ素およびリンのうちの少なくとも1種である。x、yおよびzは、0≦x≦1、0≦y<0.5および−0.1≦z≦0.2を満たす。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、xの値は完全放電状態における値を表している。)
The powder of the positive electrode active material particles preferably has an average composition represented by the following formula (1).
Li x Co 1-y M y O 2-z ··· (1)
(M is of magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper, zinc, molybdenum, tin, tungsten, zirconium, yttrium, niobium, calcium, strontium, bismuth, sodium, potassium, silicon and phosphorus. At least one kind. X, y and z satisfy 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y <0.5 and −0.1 ≦ z ≦ 0.2. The composition of lithium is in a charged / discharged state. The value of x represents the value in the fully discharged state.)

正極活物質粒子の表面は、正極活物質粒子の内部に比べて酸素が欠損した状態にある。酸素欠損の濃度は、正極活物質粒子の表面から正極活物質粒子の内部に向かってステップ状に急激に変化していてもよいし、徐々に変化していてもよい。 The surface of the positive electrode active material particles is in a state of lacking oxygen as compared with the inside of the positive electrode active material particles. The concentration of oxygen deficiency may change rapidly from the surface of the positive electrode active material particles toward the inside of the positive electrode active material particles in a stepwise manner, or may gradually change.

正極活物質粒子は、7.94keVの硬X線を用いた硬X線光電子分光法(Hard X-ray Photoelectron Spectroscopy:HAXPES)で正極活物質粒子の表面のO1s軌道のスペクトルを測定したときに結合エネルギー528eV以上532eV以下の領域Aおよび532eVを超え536eV以下の領域Bにおいてピークを示す。また、領域A、領域Bそれぞれにおけるピークの最大強度をIA、IBとしたときに、ピーク強度比IA/IBが、IA/IB<2.5、好ましくは1.4≦IA/IB<2.5、より好ましくは1.4≦IA/IB≦2の関係を満たす。The positive electrode active material particles are bound when the spectrum of the O1s orbital on the surface of the positive positive material active material particles is measured by hard X-ray Photoelectron Spectroscopy (HAXPES) using hard X-rays of 7.94 keV. Peaks are shown in the region A having an energy of 528 eV or more and 532 eV or less and the region B having an energy of more than 532 eV and 536 eV or less. Further, when the maximum intensities of the peaks in the regions A and B are I A and I B , the peak intensity ratio I A / I B is I A / I B <2.5, preferably 1.4 ≦. It satisfies the relationship of I A / I B <2.5, more preferably 1.4 ≤ I A / I B ≤ 2.

ピークの最大強度IAは正極活物質粒子の表面近傍の結晶内酸素の状態を示しており、IAが大きいほど正極活物質粒子の表面近傍の結晶内酸素が多くなる。一方、ピークの最大強度IBは正極活物質粒子の表面近傍の酸素欠損の状態を示しており、IBが大きいほど正極活物質粒子の表面近傍の酸素欠損が多くなる。The maximum intensity I A of the peak indicates the state of oxygen in the crystal near the surface of the positive electrode active material particles, and the larger the I A , the more oxygen in the crystal near the surface of the positive electrode active material particles. On the other hand, the maximum intensity I B of a peak indicates a state of oxygen deficiency in the vicinity of the surface of the positive electrode active material particle, the greater the oxygen deficiency in the vicinity of the surface of more positive electrode active material particles are larger I B.

ピーク強度比IA/IBが2.5≦IA/IBであると、正極活物質粒子の表面近傍の結晶内酸素が増加し過ぎ、正極活物質粒子の表面近傍の結晶性が高くなり過ぎる。このため、相転移を伴うLi挿入脱離反応によって生じる正極活物質粒子の表面近傍の格子や結晶子のひずみを緩和できなくなり、サイクル特性が低下する虞がある。一方、ピーク強度比IA/IBがIA/IB<1.4であると、正極活物質粒子の表面近傍の結晶内酸素が減少し過ぎ、正極活物質粒子の表面近傍の結晶性が低くなり過ぎ、Co−Oの結合に乱れが生じ、Co−Oの結合力が低下する。このため、高温保存時に、固体内拡散により正極活物質粒子からコバルトなどの金属が溶出し易くなる虞がある。When the peak intensity ratio I A / I B is 2.5 ≦ I A / I B , the oxygen in the crystal near the surface of the positive electrode active material particles increases too much, and the crystallinity near the surface of the positive electrode active material particles is high. Too much. Therefore, the strain of the lattice and crystallites near the surface of the positive electrode active material particles caused by the Li insertion / desorption reaction accompanied by the phase transition cannot be relaxed, and the cycle characteristics may deteriorate. On the other hand, when the peak intensity ratio I A / I B is I A / I B <1.4, the oxygen in the crystal near the surface of the positive electrode active material particles decreases too much, and the crystallinity near the surface of the positive positive material particles decreases too much. Is too low, the binding of Co-O is disturbed, and the binding force of Co-O is lowered. Therefore, during high-temperature storage, there is a risk that metals such as cobalt may easily elute from the positive electrode active material particles due to diffusion in the solid.

なお、HAXPESとは、高エネルギーのX線を利用したX線光電子分光法(XPS)であり、汎用のXPSに比べて検出深さが深いため、より内部の埋もれた界面の化学状態の分析が可能である。なお、汎用のXPSで確認される酸素の結合状態は、正極活物質粒子の数nmの最表面の状態であり、汎用のXPSでは結晶格子内の酸素の結合状態の確認は困難である。 HAXPES is an X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) that uses high-energy X-rays, and because it has a deeper detection depth than general-purpose XPS, it is possible to analyze the chemical state of the buried interface inside. It is possible. The oxygen-bonded state confirmed by the general-purpose XPS is the state of the outermost surface of the positive electrode active material particles at several nm, and it is difficult to confirm the oxygen-bonded state in the crystal lattice with the general-purpose XPS.

[効果]
第1の実施形態に係る正極活物質は、コバルト酸リチウムおよびコバルト酸リチウムの置換体のうちの少なくとも1種を含み、7.94keVの硬X線を用いた硬X線光電子分光法で正極活物質粒子の表面のO1s軌道のスペクトルを測定したときに結合エネルギー528eV以上532eV以下の領域Aおよび532eVを超え536eV以下の領域Bにおいてピークを示す。また、領域A、領域Bそれぞれにおけるピークの最大強度をIA、IBとしたときに、ピーク強度比IA/IBが、IA/IB<2.5の関係を満たす。これにより、電池性能に大きな影響を及ぼす粒子表面近傍の性状を規定することができる。すなわち、正極活物質粒子の表面近傍における酸素の化学結合状態を、サイクル特性を向上できるような規定の状態にすることが可能である。
[effect]
The positive electrode active material according to the first embodiment contains at least one of lithium cobalt oxide and a substituted material of lithium cobalt oxide, and is used for positive electrode activity by hard X-ray photoelectron spectroscopy using 7.94 keV hard X-rays. When the spectrum of the O1s orbital on the surface of the material particles is measured, peaks are shown in the region A having a coupling energy of 528 eV or more and 532 eV or less and the region B having a binding energy of more than 532 eV and 536 eV or less. Further, when the maximum intensities of the peaks in the regions A and B are I A and I B , the peak intensity ratio I A / I B satisfies the relationship of I A / I B <2.5. This makes it possible to define the properties near the particle surface that greatly affect the battery performance. That is, it is possible to set the chemical bond state of oxygen in the vicinity of the surface of the positive electrode active material particles to a specified state that can improve the cycle characteristics.

[変形例]
正極活物質粒子は、図1に示すように、コア粒子1と、コア粒子1の表面の少なくとも一部を被覆する被覆層2とを備える表面被覆型の複合粒子であってもよい。
[Modification example]
As shown in FIG. 1, the positive electrode active material particles may be surface-coated composite particles including the core particles 1 and the coating layer 2 that covers at least a part of the surface of the core particles 1.

コア粒子1は、第1の実施形態における正極活物質粒子である。被覆層2は、コア粒子1の表面を部分的に被覆していてもよいし、コア粒子1の表面全体を被覆していてもよいが、サイクル特性の向上の観点からすると、コア粒子1の表面全体を被覆していることが好ましい。コア粒子1と被覆層2の界面において、両者の組成や状態などが不連続的に変化していてもよいし、連続的に変化していてもよい。 The core particles 1 are positive electrode active material particles according to the first embodiment. The coating layer 2 may partially cover the surface of the core particles 1 or may cover the entire surface of the core particles 1, but from the viewpoint of improving the cycle characteristics, the coating layer 2 may cover the entire surface of the core particles 1. It is preferable to cover the entire surface. At the interface between the core particles 1 and the coating layer 2, the composition and state of both may change discontinuously or continuously.

被覆層2は、例えば、リチウムと、ニッケル(Ni)と、マンガン(Mn)と、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、チタン、バナジウム、クロム、鉄、コバルト、銅、亜鉛、モリブデン、スズ、タングステン、ジルコニウム、イットリウム、ニオブ、カルシウムおよびストロンチウムからなる群のうちの少なくとも1種の元素とを含む酸化物を含む。サイクル特性の向上の観点からすると、被覆層2は、リチウムと、ニッケルと、マンガンとを含む酸化物を含むことが好ましい。 The coating layer 2 includes, for example, lithium, nickel (Ni), manganese (Mn), magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, cobalt, copper, zinc, molybdenum, tin, tungsten, zirconium, and the like. Includes oxides containing at least one element of the group consisting of yttrium, niobium, calcium and strontium. From the viewpoint of improving the cycle characteristics, the coating layer 2 preferably contains an oxide containing lithium, nickel, and manganese.

正極活物質粒子として上述の表面被覆型の複合粒子を用いた場合、電池のサイクル特性をさらに向上することができる。 When the above-mentioned surface-coated composite particles are used as the positive electrode active material particles, the cycle characteristics of the battery can be further improved.

正極活物質が、第1の実施形態における正極活物質粒子の粉末に加えて、それ以外の正極活物質粒子の粉末をさらに含んでいてもよい。例えば、第1の実施形態における正極活物質粒子の粉末に加えて、上記変形例における正極活物質粒子(表面被覆型の複合粒子)の粉末をさらに含んでいてもよい。 The positive electrode active material may further contain powders of other positive electrode active material particles in addition to the powder of the positive electrode active material particles in the first embodiment. For example, in addition to the powder of the positive electrode active material particles in the first embodiment, the powder of the positive electrode active material particles (surface-coated composite particles) in the above-mentioned modified example may be further contained.

<2 第2の実施形態>
第2の実施形態では、上述の第1の実施形態に係る正極活物質を含む正極を備える非水電解質二次電池について説明する。
<2 Second Embodiment>
In the second embodiment, the non-aqueous electrolyte secondary battery including the positive electrode containing the positive electrode active material according to the first embodiment described above will be described.

[電池の構成]
以下、図2を参照しながら、本開示の第2の実施形態に係る非水電解質二次電池(以下単に「電池」という。)の一構成例について説明する。この電池は、例えば、負極の容量が、電極反応物質であるリチウムの吸蔵および放出による容量成分により表されるいわゆるリチウムイオン二次電池である。この電池はいわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶11の内部に、一対の帯状の正極21と帯状の負極22とがセパレータ23を介して積層し巻回された巻回型電極体20を有している。電池缶11は、ニッケルのめっきがされた鉄により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶11の内部には、液状の電解質としての電解液が注入され、正極21、負極22およびセパレータ23に含浸されている。また、巻回型電極体20を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板12、13がそれぞれ配置されている。
[Battery configuration]
Hereinafter, a configuration example of a non-aqueous electrolyte secondary battery (hereinafter, simply referred to as “battery”) according to the second embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. This battery is, for example, a so-called lithium ion secondary battery in which the capacity of the negative electrode is represented by a capacity component due to occlusion and release of lithium, which is an electrode reactant. This battery is a so-called cylindrical type, and a pair of strip-shaped positive electrodes 21 and strip-shaped negative electrodes 22 are laminated and wound inside a substantially hollow cylindrical battery can 11 via a separator 23. It has a mold electrode body 20. The battery can 11 is made of nickel-plated iron, one end of which is closed and the other end of which is open. An electrolytic solution as a liquid electrolyte is injected into the inside of the battery can 11 and impregnated into the positive electrode 21, the negative electrode 22 and the separator 23. Further, a pair of insulating plates 12 and 13 are arranged perpendicular to the winding peripheral surface so as to sandwich the winding type electrode body 20.

電池缶11の開放端部には、電池蓋14と、この電池蓋14の内側に設けられた安全弁機構15および熱感抵抗素子(Positive Temperature Coefficient;PTC素子)16とが、封口ガスケット17を介してかしめられることにより取り付けられている。これにより、電池缶11の内部は密閉されている。電池蓋14は、例えば、電池缶11と同様の材料により構成されている。安全弁機構15は、電池蓋14と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合に、ディスク板15Aが反転して電池蓋14と巻回型電極体20との電気的接続を切断するようになっている。封口ガスケット17は、例えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。 At the open end of the battery can 11, a battery lid 14, a safety valve mechanism 15 provided inside the battery lid 14, and a heat-sensitive temperature coefficient (PTC element) 16 are interposed via a sealing gasket 17. It is attached by being crimped. As a result, the inside of the battery can 11 is sealed. The battery lid 14 is made of, for example, the same material as the battery can 11. The safety valve mechanism 15 is electrically connected to the battery lid 14, and when the internal pressure of the battery exceeds a certain level due to an internal short circuit or external heating, the disk plate 15A is inverted and wound around the battery lid 14. The electrical connection with the rotary electrode body 20 is cut off. The sealing gasket 17 is made of, for example, an insulating material, and the surface thereof is coated with asphalt.

巻回型電極体20の中心には、例えばセンターピン24が挿入されている。巻回型電極体20の正極21にはアルミニウムなどよりなる正極リード25が接続されており、負極22にはニッケルなどよりなる負極リード26が接続されている。正極リード25は安全弁機構15に溶接されることにより電池蓋14と電気的に接続されており、負極リード26は電池缶11に溶接され電気的に接続されている。 For example, a center pin 24 is inserted in the center of the wound electrode body 20. A positive electrode lead 25 made of aluminum or the like is connected to the positive electrode 21 of the wound electrode body 20, and a negative electrode lead 26 made of nickel or the like is connected to the negative electrode 22. The positive electrode lead 25 is electrically connected to the battery lid 14 by being welded to the safety valve mechanism 15, and the negative electrode lead 26 is welded to the battery can 11 and electrically connected.

以下、図3を参照しながら、電池を構成する正極21、負極22、セパレータ23、および電解液について順次説明する。 Hereinafter, the positive electrode 21, the negative electrode 22, the separator 23, and the electrolytic solution constituting the battery will be sequentially described with reference to FIG.

(正極)
正極21は、例えば、正極集電体21Aの両面に正極活物質層21Bが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、正極集電体21Aの片面のみに正極活物質層21Bを設けるようにしてもよい。正極集電体21Aは、例えば、アルミニウム箔、ニッケル箔またはステンレス箔などの金属箔により構成されている。正極活物質層21Bは、正極活物質を含んでいる。正極活物質層21Bは、必要に応じて導電剤および結着剤のうちの少なくとも1種をさらに含んでいてもよい。
(Positive electrode)
The positive electrode 21 has, for example, a structure in which positive electrode active material layers 21B are provided on both sides of the positive electrode current collector 21A. Although not shown, the positive electrode active material layer 21B may be provided on only one side of the positive electrode current collector 21A. The positive electrode current collector 21A is made of, for example, a metal foil such as an aluminum foil, a nickel foil, or a stainless steel foil. The positive electrode active material layer 21B contains a positive electrode active material. The positive electrode active material layer 21B may further contain at least one of a conductive agent and a binder, if necessary.

(正極活物質)
正極活物質は、第1の実施形態に係る正極活物質である。
(Positive electrode active material)
The positive electrode active material is the positive electrode active material according to the first embodiment.

(結着剤)
結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリアクリロニトリル(PAN)、スチレンブタジエンゴム(SBR)およびカルボキシメチルセルロース(CMC)などの樹脂材料、ならびにこれらの樹脂材料を主体とする共重合体などから選択される少なくとも1種が用いられる。
(Binder)
Examples of the binder include resin materials such as polyvinylidene fluoride (PVdF), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyacrylonitrile (PAN), styrene butadiene rubber (SBR) and carboxymethyl cellulose (CMC), and resins thereof. At least one selected from a material-based copolymer and the like is used.

(導電剤)
導電剤としては、例えば、黒鉛、炭素繊維、カーボンブラック、ケッチェンブラックまたはカーボンナノチューブなどの炭素材料が挙げられ、これらのうちの1種を単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。また、炭素材料の他にも、導電性を有する材料であれば金属材料または導電性高分子材料などを用いるようにしてもよい。
(Conducting agent)
Examples of the conductive agent include carbon materials such as graphite, carbon fiber, carbon black, Ketjen black or carbon nanotubes, and one of these may be used alone or two or more thereof may be mixed. May be used. Further, in addition to the carbon material, a metal material, a conductive polymer material, or the like may be used as long as it is a conductive material.

(負極)
負極22は、例えば、負極集電体22Aの両面に負極活物質層22Bが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、負極集電体22Aの片面のみに負極活物質層22Bを設けるようにしてもよい。負極集電体22Aは、例えば、銅箔、ニッケル箔またはステンレス箔などの金属箔により構成されている。
(Negative electrode)
The negative electrode 22 has, for example, a structure in which the negative electrode active material layers 22B are provided on both sides of the negative electrode current collector 22A. Although not shown, the negative electrode active material layer 22B may be provided on only one side of the negative electrode current collector 22A. The negative electrode current collector 22A is made of, for example, a metal foil such as a copper foil, a nickel foil, or a stainless steel foil.

負極活物質層22Bは、リチウムを吸蔵および放出することが可能な1種または2種以上の負極活物質を含んでいる。負極活物質層22Bは、必要に応じて結着剤および導電剤のうちの少なくとも1種をさらに含んでいてもよい。 The negative electrode active material layer 22B contains one or more negative electrode active materials capable of occluding and releasing lithium. The negative electrode active material layer 22B may further contain at least one of a binder and a conductive agent, if necessary.

なお、この電池では、負極22または負極活物質の電気化学当量が、正極21の電気化学当量よりも大きくなっており、理論上、充電の途中において負極22にリチウム金属が析出しないようになっていることが好ましい。 In this battery, the electrochemical equivalent of the negative electrode 22 or the negative electrode active material is larger than the electrochemical equivalent of the positive electrode 21, and theoretically, lithium metal does not precipitate on the negative electrode 22 during charging. It is preferable to have.

(負極活物質)
負極活物質としては、例えば、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維あるいは活性炭などの炭素材料が挙げられる。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスあるいは石油コークスなどがある。有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂などの高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には難黒鉛化性炭素または易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。これら炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、高い充放電容量を得ることができると共に、良好なサイクル特性を得ることができるので好ましい。特に黒鉛は、電気化学当量が大きく、高いエネルギー密度を得ることができ好ましい。また、難黒鉛化性炭素は、優れたサイクル特性が得られるので好ましい。さらにまた、充放電電位が低いもの、具体的には充放電電位がリチウム金属に近いものが、電池の高エネルギー密度化を容易に実現することができるので好ましい。
(Negative electrode active material)
Examples of the negative electrode active material include non-graphitizable carbon, easily graphitizable carbon, graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, calcined organic polymer compounds, carbon fibers, and carbon materials such as activated carbon. Can be mentioned. Among these, coke includes pitch coke, needle coke, petroleum coke and the like. An organic polymer compound calcined body is a material obtained by calcining a polymer material such as a phenol resin or a furan resin at an appropriate temperature to carbonize it, and a part of it is non-graphitizable carbon or easily graphitizable carbon. Some are classified as. These carbon materials are preferable because the change in the crystal structure that occurs during charging / discharging is very small, a high charging / discharging capacity can be obtained, and good cycle characteristics can be obtained. In particular, graphite is preferable because it has a large electrochemical equivalent and can obtain a high energy density. Further, graphitizable carbon is preferable because excellent cycle characteristics can be obtained. Furthermore, those having a low charge / discharge potential, specifically those having a charge / discharge potential close to that of lithium metal, are preferable because high energy density of the battery can be easily realized.

また、高容量化が可能な他の負極活物質としては、金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を構成元素(例えば、合金、化合物または混合物)として含む材料も挙げられる。このような材料を用いれば、高いエネルギー密度を得ることができるからである。特に、炭素材料と共に用いるようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるのでより好ましい。なお、本開示において、合金には2種以上の金属元素からなるものに加えて、1種以上の金属元素と1種以上の半金属元素とを含むものも含める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体、共晶(共融混合物)、金属間化合物あるいはそれらのうちの2種以上が共存するものがある。 Further, as another negative electrode active material capable of increasing the capacity, a material containing at least one of a metal element and a metalloid element as a constituent element (for example, an alloy, a compound or a mixture) can be mentioned. This is because a high energy density can be obtained by using such a material. In particular, when used together with a carbon material, high energy density can be obtained and excellent cycle characteristics can be obtained, which is more preferable. In the present disclosure, in addition to alloys composed of two or more kinds of metal elements, alloys including one or more kinds of metal elements and one or more kinds of metalloid elements are also included. It may also contain non-metal elements. Some of the structures include solid solutions, eutectics (eutectic mixtures), intermetallic compounds, or two or more of them coexist.

このような負極活物質としては、例えば、リチウムと合金を形成することが可能な金属元素または半金属元素が挙げられる。具体的には、マグネシウム、ホウ素、アルミニウム、チタン、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、ケイ素、ゲルマニウム(Ge)、スズ、鉛(Pb)、ビスマス、カドミウム(Cd)、銀(Ag)、亜鉛、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム、イットリウム、パラジウム(Pd)あるいは白金(Pt)が挙げられる。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。 Examples of such a negative electrode active material include a metal element or a metalloid element capable of forming an alloy with lithium. Specifically, magnesium, boron, aluminum, titanium, gallium (Ga), indium (In), silicon, germanium (Ge), tin, lead (Pb), bismuth, cadmium (Cd), silver (Ag), zinc. , Hafnium (Hf), zirconium, indium, palladium (Pd) or platinum (Pt). These may be crystalline or amorphous.

負極活物質としては、短周期型周期表における4B族の金属元素あるいは半金属元素を構成元素として含むものが好ましく、より好ましいのはケイ素およびスズの少なくとも一方を構成元素として含むものである。ケイ素およびスズは、リチウムを吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。このような負極活物質としては、例えば、ケイ素の単体、合金または化合物や、スズの単体、合金または化合物や、それらの1種または2種以上の相を少なくとも一部に有する材料が挙げられる。 The negative electrode active material preferably contains a metal element or a metalloid element of Group 4B in the short periodic table as a constituent element, and more preferably contains at least one of silicon and tin as a constituent element. This is because silicon and tin have a large ability to occlude and release lithium, and a high energy density can be obtained. Examples of such a negative electrode active material include simple substances of silicon, alloys or compounds, simple substances of tin, alloys or compounds, and materials having at least one or more phases thereof.

ケイ素の合金としては、例えば、ケイ素以外の第2の構成元素として、スズ、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモン(Sb)およびクロムからなる群のうちの少なくとも1種を含むものが挙げられる。スズの合金としては、例えば、スズ以外の第2の構成元素として、ケイ素、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモンおよびクロムからなる群のうちの少なくとも1種を含むものが挙げられる。 The silicon alloy includes, for example, tin, nickel, copper, iron, cobalt, manganese, zinc, indium, silver, titanium, germanium, bismuth, antimony (Sb) and chromium as the second constituent element other than silicon. Included are those containing at least one of the groups. As a tin alloy, for example, as a second constituent element other than tin, among the group consisting of silicon, nickel, copper, iron, cobalt, manganese, zinc, indium, silver, titanium, germanium, bismuth, antimony and chromium. Those containing at least one of the above are mentioned.

スズの化合物あるいはケイ素の化合物としては、例えば、酸素あるいは炭素を含むものが挙げられ、スズまたはケイ素に加えて、上述した第2の構成元素を含んでいてもよい。 Examples of the compound of tin or the compound of silicon include those containing oxygen or carbon, and may contain the above-mentioned second constituent element in addition to tin or silicon.

中でも、Sn系の負極活物質としては、コバルトと、スズと、炭素とを構成元素として含み、炭素の含有量が9.9質量%以上29.7質量%以下であり、かつスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合が30質量%以上70質量%以下であるSnCoC含有材料が好ましい。このような組成範囲において高いエネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるからである。 Among them, the Sn-based negative electrode active material contains cobalt, tin, and carbon as constituent elements, and the carbon content is 9.9% by mass or more and 29.7% by mass or less, and tin and cobalt are used. A SnCoC-containing material having a cobalt content of 30% by mass or more and 70% by mass or less with respect to the total amount of cobalt is preferable. This is because a high energy density can be obtained in such a composition range and excellent cycle characteristics can be obtained.

このSnCoC含有材料は、必要に応じてさらに他の構成元素を含んでいてもよい。他の構成元素としては、例えば、ケイ素、鉄、ニッケル、クロム、インジウム、ニオブ、ゲルマニウム、チタン、モリブデン、アルミニウム、リン、ガリウムまたはビスマスが好ましく、2種以上を含んでいてもよい。容量またはサイクル特性をさらに向上させることができるからである。 This SnCoC-containing material may further contain other constituent elements, if necessary. As other constituent elements, for example, silicon, iron, nickel, chromium, indium, niobium, germanium, titanium, molybdenum, aluminum, phosphorus, gallium or bismuth are preferable, and two or more thereof may be contained. This is because the capacity or cycle characteristics can be further improved.

なお、このSnCoC含有材料は、スズと、コバルトと、炭素とを含む相を有しており、この相は結晶性の低いまたは非晶質な構造を有していることが好ましい。また、このSnCoC含有材料では、構成元素である炭素の少なくとも一部が、他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合していることが好ましい。サイクル特性の低下はスズなどが凝集あるいは結晶化することによるものであると考えられるが、炭素が他の元素と結合することにより、そのような凝集あるいは結晶化を抑制することができるからである。 The SnCoC-containing material has a phase containing tin, cobalt, and carbon, and it is preferable that this phase has a low crystallinity or an amorphous structure. Further, in this SnCoC-containing material, it is preferable that at least a part of carbon which is a constituent element is bonded to a metal element or a metalloid element which is another constituent element. It is considered that the deterioration of the cycle characteristics is due to the aggregation or crystallization of tin or the like, but such aggregation or crystallization can be suppressed by binding carbon to other elements. ..

元素の結合状態を調べる測定方法としては、例えばX線光電子分光法(XPS)が挙げられる。XPSでは、炭素の1s軌道(C1s)のピークは、グラファイトであれば、金原子の4f軌道(Au4f)のピークが84.0eVに得られるようにエネルギー較正された装置において、284.5eVに現れる。また、表面汚染炭素であれば、284.8eVに現れる。これに対して、炭素元素の電荷密度が高くなる場合、例えば炭素が金属元素または半金属元素と結合している場合には、C1sのピークは、284.5eVよりも低い領域に現れる。すなわち、SnCoC含有材料について得られるC1sの合成波のピークが284.5eVよりも低い領域に現れる場合には、SnCoC含有材料に含まれる炭素の少なくとも一部が他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合している。 Examples of the measuring method for investigating the bonding state of elements include X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). In XPS, the peak of the 1s orbital (C1s) of carbon appears at 284.5 eV in an energy calibrated device such that if graphite, the peak of the 4f orbital (Au4f) of the gold atom is obtained at 84.0 eV. .. Further, if it is a surface-contaminated carbon, it appears at 284.8 eV. On the other hand, when the charge density of the carbon element is high, for example, when carbon is bonded to a metal element or a metalloid element, the peak of C1s appears in a region lower than 284.5 eV. That is, when the peak of the synthetic wave of C1s obtained for the SnCoC-containing material appears in a region lower than 284.5 eV, at least a part of the carbon contained in the SnCoC-containing material is a metal element or a metalloid which is another constituent element. It is bound to a metal element.

なお、XPS測定では、スペクトルのエネルギー軸の補正に、例えばC1sのピークを用いる。通常、表面には表面汚染炭素が存在しているので、表面汚染炭素のC1sのピークを284.8eVとし、これをエネルギー基準とする。XPS測定では、C1sのピークの波形は、表面汚染炭素のピークとSnCoC含有材料中の炭素のピークとを含んだ形として得られるので、例えば市販のソフトウエアを用いて解析することにより、表面汚染炭素のピークと、SnCoC含有材料中の炭素のピークとを分離する。波形の解析では、最低束縛エネルギー側に存在する主ピークの位置をエネルギー基準(284.8eV)とする。 In XPS measurement, for example, the peak of C1s is used to correct the energy axis of the spectrum. Normally, surface-contaminated carbon is present on the surface, so the peak of C1s of the surface-contaminated carbon is set to 284.8 eV, and this is used as the energy standard. In the XPS measurement, the waveform of the C1s peak is obtained as a form including the peak of surface-contaminated carbon and the peak of carbon in the SnCoC-containing material. Therefore, surface contamination is obtained by analysis using, for example, commercially available software. The carbon peak is separated from the carbon peak in the SnCoC-containing material. In the waveform analysis, the position of the main peak existing on the lowest binding energy side is set as the energy reference (284.8 eV).

その他の負極活物質としては、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能な金属酸化物または高分子化合物なども挙げられる。金属酸化物としては、例えば、チタン酸リチウム(Li4Ti512)などのチタンとリチウムとを含むリチウムチタン酸化物、酸化鉄、酸化ルテニウムまたは酸化モリブデンなどが挙げられる。高分子化合物としては、例えば、ポリアセチレン、ポリアニリンまたはポリピロールなどが挙げられる。Other negative electrode active materials include, for example, metal oxides or polymer compounds capable of occluding and releasing lithium. Examples of the metal oxide include lithium titanium oxide containing titanium and lithium such as lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ), iron oxide, ruthenium oxide or molybdenum oxide. Examples of the polymer compound include polyacetylene, polyaniline and polypyrrole.

(結着剤)
結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリロニトリル、スチレンブタジエンゴムおよびカルボキシメチルセルロースなどの樹脂材料、ならびにこれら樹脂材料を主体とする共重合体などから選択される少なくとも1種が用いられる。
(Binder)
As the binder, for example, at least one selected from resin materials such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyacrylonitrile, styrene butadiene rubber and carboxymethyl cellulose, and copolymers mainly composed of these resin materials. Is used.

(導電剤)
導電剤としては、例えば、黒鉛、炭素繊維、カーボンブラック、ケッチェンブラックまたはカーボンナノチューブなどの炭素材料が挙げられ、これらのうちの1種を単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。また、炭素材料の他にも、導電性を有する材料であれば金属材料または導電性高分子材料などを用いるようにしてもよい。
(Conducting agent)
Examples of the conductive agent include carbon materials such as graphite, carbon fiber, carbon black, Ketjen black or carbon nanotubes, and one of these may be used alone or two or more thereof may be mixed. May be used. Further, in addition to the carbon material, a metal material, a conductive polymer material, or the like may be used as long as it is a conductive material.

(セパレータ)
セパレータ23は、正極21と負極22とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものである。セパレータ23は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンあるいはポリエチレンなどの樹脂製の多孔質膜によって構成されており、これらの2種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。中でも、ポリオレフィン製の多孔質膜は短絡防止効果に優れ、かつシャットダウン効果による電池の安全性向上を図ることができるので好ましい。特にポリエチレンは、100℃以上160℃以下の範囲内においてシャットダウン効果を得ることができ、かつ電気化学的安定性にも優れているので、セパレータ23を構成する材料として好ましい。他にも、化学的安定性を備えた樹脂を、ポリエチレンあるいはポリプロピレンと共重合またはブレンド化した材料を用いることができる。あるいは、多孔質膜は、ポリプロピレン層と、ポリエチレン層と、ポリプロピレン層とを順次に積層した3層以上の構造を有していてもよい。
(Separator)
The separator 23 separates the positive electrode 21 and the negative electrode 22 and allows lithium ions to pass through while preventing a short circuit of current due to contact between the two electrodes. The separator 23 is made of, for example, a porous film made of a resin such as polytetrafluoroethylene, polypropylene, or polyethylene, and may have a structure in which two or more of these porous films are laminated. Above all, the porous film made of polyolefin is preferable because it has an excellent short-circuit prevention effect and can improve the safety of the battery by the shutdown effect. In particular, polyethylene is preferable as a material constituting the separator 23 because it can obtain a shutdown effect in the range of 100 ° C. or higher and 160 ° C. or lower and is also excellent in electrochemical stability. In addition, a material obtained by copolymerizing or blending a resin having chemical stability with polyethylene or polypropylene can be used. Alternatively, the porous membrane may have a structure of three or more layers in which a polypropylene layer, a polyethylene layer, and a polypropylene layer are sequentially laminated.

セパレータ23は、基材と、基材の片面または両面に設けられた表面層を備える構成を有していてもよい。表面層は、電気的な絶縁性を有する無機粒子と、無機粒子を基材の表面に結着するとともに、無機粒子同士を結着する樹脂材料とを含んでいる。この樹脂材料は、例えば、フィブリル化し、フィブリルが相互連続的に繋がった三次元的なネットワーク構造を有していてもよい。無機粒子は、この三次元的なネットワーク構造を有する樹脂材料に担持されることにより、互いに連結することなく分散状態を保つことができる。また、樹脂材料はフィブリル化せずに基材の表面や無機粒子同士を結着してもよい。この場合、より高い結着性を得ることができる。上述のように基材の片面または両面に表面層を設けることで、耐酸化性、耐熱性および機械強度を基材に付与することができる。 The separator 23 may have a structure including a base material and a surface layer provided on one side or both sides of the base material. The surface layer contains inorganic particles having an electrically insulating property and a resin material that binds the inorganic particles to the surface of the base material and also binds the inorganic particles to each other. This resin material may have, for example, a three-dimensional network structure in which fibrils are formed and the fibrils are continuously connected to each other. By being supported on the resin material having this three-dimensional network structure, the inorganic particles can maintain a dispersed state without being connected to each other. Further, the resin material may be bonded to the surface of the base material or the inorganic particles without being made into fibril. In this case, higher binding properties can be obtained. By providing the surface layer on one side or both sides of the base material as described above, oxidation resistance, heat resistance and mechanical strength can be imparted to the base material.

基材は、多孔性を有する多孔質層である。基材は、より具体的には、イオン透過度が大きく、所定の機械的強度を有する絶縁性の膜から構成される多孔質膜であり、基材の空孔に電解液が保持される。基材は、セパレータの主要部として所定の機械的強度を有する一方で、電解液に対する耐性が高く、反応性が低く、膨張しにくいという特性を要することが好ましい。 The base material is a porous layer having porosity. More specifically, the base material is a porous membrane composed of an insulating membrane having a large ion permeability and a predetermined mechanical strength, and the electrolytic solution is held in the pores of the base material. It is preferable that the base material has a predetermined mechanical strength as a main part of the separator, but has high resistance to an electrolytic solution, low reactivity, and resistance to expansion.

基材を構成する樹脂材料は、例えばポリプロピレンもしくはポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂またはナイロン樹脂などを用いることが好ましい。特に、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状ポリエチレンなどのポリエチレン、もしくはそれらの低分子量ワックス分、またはポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂は溶融温度が適当であり、入手が容易なので好適に用いられる。また、これら2種以上の多孔質膜を積層した構造、もしくは、2種以上の樹脂材料を溶融混練して形成した多孔質膜としてもよい。ポリオレフィン樹脂からなる多孔質膜を含むものは、正極21と負極22との分離性に優れ、内部短絡の低下をいっそう低減することができる。 As the resin material constituting the base material, for example, a polyolefin resin such as polypropylene or polyethylene, an acrylic resin, a styrene resin, a polyester resin, a nylon resin, or the like is preferably used. In particular, polyethylene such as low-density polyethylene, high-density polyethylene and linear polyethylene, or their low-molecular-weight wax components, or polyolefin resins such as polypropylene are preferably used because they have an appropriate melting temperature and are easily available. Further, a structure in which these two or more kinds of porous films are laminated, or a porous film formed by melt-kneading two or more kinds of resin materials may be used. Those containing a porous film made of a polyolefin resin have excellent separability between the positive electrode 21 and the negative electrode 22, and can further reduce the decrease in internal short circuit.

基材としては、不織布を用いてもよい。不織布を構成する繊維としては、アラミド繊維、ガラス繊維、ポリオレフィン繊維、ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維、またはナイロン繊維などを用いることができる。また、これら2種以上の繊維を混合して不織布としてもよい。 As the base material, a non-woven fabric may be used. As the fiber constituting the non-woven fabric, aramid fiber, glass fiber, polyolefin fiber, polyethylene terephthalate (PET) fiber, nylon fiber and the like can be used. Further, these two or more kinds of fibers may be mixed to form a nonwoven fabric.

無機粒子は、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物および金属硫化物などの少なくとも1種を含んでいる。金属酸化物としては、酸化アルミニウム(アルミナ、Al23)、ベーマイト(水和アルミニウム酸化物)、酸化マグネシウム(マグネシア、MgO)、酸化チタン(チタニア、TiO2)、酸化ジルコニウム(ジルコニア、ZrO2)、酸化ケイ素(シリカ、SiO2)または酸化イットリウム(イットリア、Y23)などを好適に用いることができる。金属窒化物としては、窒化ケイ素(Si34)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化硼素(BN)または窒化チタン(TiN)などを好適に用いることができる。金属炭化物としては、炭化ケイ素(SiC)または炭化ホウ素(B4C)などを好適に用いることができる。金属硫化物としては、硫酸バリウム(BaSO4)などを好適に用いることができる。また、ゼオライト(M2/nO・Al23・xSiO2・yH2O、Mは金属元素、x≧2、y≧0)などの多孔質アルミノケイ酸塩、層状ケイ酸塩、チタン酸バリウム(BaTiO3)またはチタン酸ストロンチウム(SrTiO3)などの鉱物を用いてもよい。中でも、アルミナ、チタニア(特にルチル型構造を有するもの)、シリカまたはマグネシアを用いることが好ましく、アルミナを用いることがより好ましい。無機粒子は耐酸化性および耐熱性を備えており、無機粒子を含有する正極対向側面の表面層は、充電時の正極近傍における酸化環境に対しても強い耐性を有する。無機粒子の形状は特に限定されるものではなく、球状、板状、繊維状、キュービック状およびランダム形状などのいずれも用いることができる。Inorganic particles include at least one such as metal oxides, metal nitrides, metal carbides and metal sulfides. Metal oxides include aluminum oxide (alumina, Al 2 O 3 ), boehmite (hydrated aluminum oxide), magnesium oxide (magnesia, MgO), titanium oxide (titania, TiO 2 ), zirconium oxide (zirconia, ZrO 2). ), Silicon oxide (silica, SiO 2 ), yttrium oxide (itria, Y 2 O 3 ) and the like can be preferably used. As the metal nitride, silicon nitride (Si 3 N 4 ), aluminum nitride (AlN), boron nitride (BN), titanium nitride (TiN) and the like can be preferably used. As the metal carbide, silicon carbide (SiC), boron carbide (B4C) or the like can be preferably used. As the metal sulfide, barium sulfate (BaSO 4 ) or the like can be preferably used. In addition, porous aluminosilicates such as zeolite (M 2 / n O, Al 2 O 3 , xSiO 2 , yH 2 O, M is a metal element, x ≧ 2, y ≧ 0), layered silicate, and barium titanate. Minerals such as barium (BaTIO 3 ) or strontium titanate (SrTiO 3 ) may be used. Of these, alumina, titania (particularly those having a rutile-type structure), silica or magnesia are preferably used, and alumina is more preferable. The inorganic particles have oxidation resistance and heat resistance, and the surface layer on the side surface facing the positive electrode containing the inorganic particles has strong resistance to the oxidizing environment in the vicinity of the positive electrode during charging. The shape of the inorganic particles is not particularly limited, and any of spherical, plate-like, fibrous, cubic and random shapes can be used.

表面層を構成する樹脂材料としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどの含フッ素樹脂、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体などの含フッ素ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体またはその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体またはその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体またはその水素化物、メタクリル酸エステル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、エチレンプロピレンラバー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニルなどのゴム類、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、全芳香族ポリアミド(アラミド)などのポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリエーテル、アクリル酸樹脂またはポリエステルなどの融点およびガラス転移温度の少なくとも一方が180℃以上の高い耐熱性を有する樹脂などが挙げられる。これら樹脂材料は、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。中でも、耐酸化性および柔軟性の観点からは、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素系樹脂が好ましく、耐熱性の観点からは、アラミドまたはポリアミドイミドを含むことが好ましい。 Examples of the resin material constituting the surface layer include fluororesins such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene, fluororubber containing vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, and fluororubber such as ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, and styrene. -Butadiene copolymer or its hydride, acrylonitrile-butadiene copolymer or its hydride, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer or its hydride, methacrylic acid ester-acrylic acid ester copolymer, styrene-acrylic acid ester Copolymers, acrylonitrile-acrylic acid ester copolymers, rubbers such as ethylene propylene rubber, polyvinyl alcohol, vinyl acetate, cellulose derivatives such as ethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyphenylene ether, polysulfone, polyether sulfone , Polyphenylene sulfide, polyetherimide, polyimide, polyamide such as total aromatic polyamide (aramid), polyamideimide, polyacrylonitrile, polyvinyl alcohol, polyether, acrylic acid resin or polyester, etc. Examples thereof include resins having high heat resistance of ℃ or higher. These resin materials may be used alone or in combination of two or more. Among them, a fluororesin such as polyvinylidene fluoride is preferable from the viewpoint of oxidation resistance and flexibility, and aramid or polyamide-imide is preferably contained from the viewpoint of heat resistance.

無機粒子の粒径は、1nm〜10μmの範囲内であることが好ましい。1nmより小さいと、入手が困難であり、また入手できたとしてもコスト的に見合わない。一方、10μmより大きいと電極間距離が大きくなり、限られたスペースで活物質充填量が十分得られず電池容量が低くなる。 The particle size of the inorganic particles is preferably in the range of 1 nm to 10 μm. If it is smaller than 1 nm, it is difficult to obtain it, and even if it can be obtained, it is not worth the cost. On the other hand, if it is larger than 10 μm, the distance between the electrodes becomes large, the amount of active material filled cannot be sufficiently obtained in a limited space, and the battery capacity becomes low.

表面層の形成方法としては、例えば、マトリックス樹脂、溶媒および無機物からなるスラリーを基材(多孔質膜)上に塗布し、マトリックス樹脂の貧溶媒且つ上記溶媒の親溶媒浴中を通過させて相分離させ、その後、乾燥させる方法を用いることができる。 As a method for forming the surface layer, for example, a slurry composed of a matrix resin, a solvent and an inorganic substance is applied onto a base material (porous film), and the matrix resin is passed through a poor solvent and a parent solvent bath of the above solvent to form a phase. A method of separating and then drying can be used.

なお、上述した無機粒子は、基材としての多孔質膜に含有されていてもよい。また、表面層が無機粒子を含まず、樹脂材料のみにより構成されていてもよい。 The above-mentioned inorganic particles may be contained in a porous membrane as a base material. Further, the surface layer may not contain inorganic particles and may be composed only of a resin material.

(電解液)
セパレータ23には、液状の電解質である電解液が含浸されている。電解液は、溶媒と、この溶媒に溶解された電解質塩とを含んでいる。電解液が、電池特性を向上するために、公知の添加剤を含んでいてもよい。
(Electrolytic solution)
The separator 23 is impregnated with an electrolytic solution which is a liquid electrolyte. The electrolytic solution contains a solvent and an electrolyte salt dissolved in the solvent. The electrolytic solution may contain known additives in order to improve the battery characteristics.

溶媒としては、炭酸エチレンあるいは炭酸プロピレンなどの環状の炭酸エステルを用いることができ、炭酸エチレンおよび炭酸プロピレンのうちの一方、特に両方を混合して用いることが好ましい。サイクル特性を向上させることができるからである。 As the solvent, a cyclic carbonate ester such as ethylene carbonate or propylene carbonate can be used, and it is preferable to use one or a mixture of ethylene carbonate and propylene carbonate in particular. This is because the cycle characteristics can be improved.

溶媒としては、また、これらの環状の炭酸エステルに加えて、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルあるいは炭酸メチルプロピルなどの鎖状の炭酸エステルを混合して用いることが好ましい。高いイオン伝導性を得ることができるからである。 As the solvent, in addition to these cyclic carbonate esters, it is preferable to mix and use a chain carbonate ester such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate or methylpropyl carbonate. This is because high ionic conductivity can be obtained.

溶媒としては、さらにまた、2,4−ジフルオロアニソールあるいは炭酸ビニレンを含むこと好ましい。2,4−ジフルオロアニソールは放電容量を向上させることができ、また、炭酸ビニレンはサイクル特性を向上させることができるからである。よって、これらを混合して用いれば、放電容量およびサイクル特性を向上させることができるので好ましい。 The solvent preferably further contains 2,4-difluoroanisole or vinylene carbonate. This is because 2,4-difluoroanisole can improve the discharge capacity, and vinylene carbonate can improve the cycle characteristics. Therefore, it is preferable to mix and use these because the discharge capacity and the cycle characteristics can be improved.

これらの他にも、溶媒としては、炭酸ブチレン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、3−メトキシプロピロニトリル、N,N−ジメチルフォルムアミド、N−メチルピロリジノン、N−メチルオキサゾリジノン、N,N−ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、ジメチルスルフォキシドあるいはリン酸トリメチルなどが挙げられる。 In addition to these, as solvents, butylene carbonate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltransferase, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3- Dioxolane, Methyl Acetate, Methyl Propionate, acetonitrile, Glutaronitrile, Adiponitrile, methoxynitrile, 3-methoxypropyronitrile, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidinone, N-methyloxazolidinone, N, N-dimethyl Examples thereof include imidazolidinone, nitromethane, nitroethane, sulfolane, dimethylsulfoxide, trimethyl phosphate and the like.

なお、これらの非水溶媒の少なくとも一部の水素をフッ素で置換した化合物は、組み合わせる電極の種類によっては、電極反応の可逆性を向上させることができる場合があるので、好ましい場合もある。 It should be noted that a compound in which at least a part of hydrogen in these non-aqueous solvents is replaced with fluorine may be preferable because the reversibility of the electrode reaction may be improved depending on the type of the electrode to be combined.

電解質塩としては、例えばリチウム塩が挙げられ、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。リチウム塩としては、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiClO4、LiB(C654、LiCH3SO3、LiCF3SO3、LiN(SO2CF32、LiC(SO2CF33、LiAlCl4、LiSiF6、LiCl、ジフルオロ[オキソラト−O,O']ホウ酸リチウム、リチウムビスオキサレートボレート、あるいはLiBrなどが挙げられる。中でも、LiPF6は高いイオン伝導性を得ることができるとともに、サイクル特性を向上させることができるので好ましい。Examples of the electrolyte salt include lithium salts, and one type may be used alone or two or more types may be mixed and used. Lithium salts include LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiCH 3 SO 3 , LiCF 3 SO 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiC (SO 2 CF). 3 ) 3 , LiAlCl 4 , LiSiF 6 , LiCl, difluoro [oxorat-O, O'] lithium borate, lithium bisoxalate volate, LiBr and the like can be mentioned. Above all, LiPF 6 is preferable because it can obtain high ionic conductivity and improve cycle characteristics.

[正極電位]
満充電状態における正極電位(vsLi/Li+)は、好ましくは4.20Vを超え、より好ましくは4.25V以上、さらにより好ましくは4.40Vを超え、特に好ましくは4.45V以上、最も好ましくは4.50V以上である。但し、満充電状態における正極電位(vsLi/Li+)が、4.20V以下であってもよい。満充電状態における正極電位(vsLi/Li+)の上限値は、特に限定されるものではないが、好ましくは6.00V以下、より好ましくは5.00V以下、さらにより好ましくは4.80V以下、特に好ましくは4.70V以下である。
[Positive potential]
The positive electrode potential (vsLi / Li + ) in the fully charged state preferably exceeds 4.20 V, more preferably 4.25 V or more, still more preferably more than 4.40 V, and particularly preferably 4.45 V or more, most preferably. Is 4.50V or higher. However, the positive electrode potential ( vsLi / Li + ) in the fully charged state may be 4.20 V or less. The upper limit of the positive electrode potential (vsLi / Li + ) in the fully charged state is not particularly limited, but is preferably 6.00 V or less, more preferably 5.00 V or less, and even more preferably 4.80 V or less. Particularly preferably, it is 4.70 V or less.

[電池の動作]
上述の構成を有する電池では、充電を行うと、正極活物質層21Bからリチウムイオンが放出され、電解液を介して負極活物質層22Bに吸蔵される。また、放電を行うと、負極活物質層22Bからリチウムイオンが放出され、電解液を介して正極活物質層21Bに吸蔵される。
[Battery operation]
In the battery having the above configuration, when charging is performed, lithium ions are released from the positive electrode active material layer 21B and are occluded in the negative electrode active material layer 22B via the electrolytic solution. Further, when the electric discharge is performed, lithium ions are released from the negative electrode active material layer 22B and are occluded in the positive electrode active material layer 21B via the electrolytic solution.

[電池の製造方法]
次に、本開示の第2の実施形態に係る電池の製造方法の一例について説明する。
[Battery manufacturing method]
Next, an example of a battery manufacturing method according to the second embodiment of the present disclosure will be described.

まず、例えば、第1の実施形態に係る正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)などの溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーを作製する。次に、この正極合剤スラリーを正極集電体21Aに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより正極活物質層21Bを形成し、正極21を形成する。 First, for example, a positive electrode mixture is prepared by mixing the positive electrode active material according to the first embodiment, a conductive agent, and a binder, and the positive electrode mixture is used as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). To prepare a paste-like positive electrode mixture slurry by dispersing it in a solvent such as. Next, this positive electrode mixture slurry is applied to the positive electrode current collector 21A, the solvent is dried, and the positive electrode active material layer 21B is formed by compression molding with a roll press machine or the like to form the positive electrode 21.

また、例えば、負極活物質と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をN−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーを作製する。次に、この負極合剤スラリーを負極集電体22Aに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより負極活物質層22Bを形成し、負極22を作製する。 Further, for example, a negative electrode mixture is prepared by mixing a negative electrode active material and a binder, and this negative electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to form a paste-like negative electrode mixture slurry. To make. Next, this negative electrode mixture slurry is applied to the negative electrode current collector 22A, the solvent is dried, and compression molding is performed by a roll press machine or the like to form the negative electrode active material layer 22B, and the negative electrode 22 is manufactured.

次に、正極集電体21Aに正極リード25を溶接などにより取り付けるとともに、負極集電体22Aに負極リード26を溶接などにより取り付ける。次に、正極21と負極22とをセパレータ23を介して巻回する。次に、正極リード25の先端部を安全弁機構15に溶接するとともに、負極リード26の先端部を電池缶11に溶接して、巻回した正極21および負極22を一対の絶縁板12、13で挟み電池缶11の内部に収納する。次に、正極21および負極22を電池缶11の内部に収納したのち、電解液を電池缶11の内部に注入し、セパレータ23に含浸させる。次に、電池缶11の開口端部に電池蓋14、安全弁機構15および熱感抵抗素子16を封口ガスケット17を介してかしめることにより固定する。これにより、図2に示した電池が得られる。 Next, the positive electrode lead 25 is attached to the positive electrode current collector 21A by welding or the like, and the negative electrode lead 26 is attached to the negative electrode current collector 22A by welding or the like. Next, the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are wound around the separator 23. Next, the tip of the positive electrode lead 25 is welded to the safety valve mechanism 15, the tip of the negative electrode lead 26 is welded to the battery can 11, and the wound positive electrode 21 and the negative electrode 22 are formed by a pair of insulating plates 12 and 13. It is stored inside the sandwiched battery can 11. Next, after the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are housed inside the battery can 11, the electrolytic solution is injected into the inside of the battery can 11 to impregnate the separator 23. Next, the battery lid 14, the safety valve mechanism 15, and the heat-sensitive resistance element 16 are fixed to the open end of the battery can 11 by caulking via the sealing gasket 17. As a result, the battery shown in FIG. 2 is obtained.

[効果]
第2の実施形態に係る電池では、正極活物質層21Bが第1の実施形態に係る正極活物質を含んでいるので、サイクル特性を向上することができる。特に、満充電状態における正極電位(vsLi/Li+)が4.40Vを超える場合に、上記の効果が顕著に発現する。
[effect]
In the battery according to the second embodiment, since the positive electrode active material layer 21B contains the positive electrode active material according to the first embodiment, the cycle characteristics can be improved. In particular, when the positive electrode potential (vsLi / Li + ) in the fully charged state exceeds 4.40 V, the above effect is remarkably exhibited.

また、ピーク強度比IA/IBが、1.4≦IA/IB<2.5の関係を満たす場合には、サイクル特性を向上し、かつ、高温保存時の金属溶出を抑制することができる。Further, when the peak intensity ratio I A / I B satisfies the relationship of 1.4 ≤ I A / I B <2.5, the cycle characteristics are improved and the metal elution during high temperature storage is suppressed. be able to.

<3 第3の実施形態>
[電池の構成]
図4に示すように、本開示の第3の実施形態に係る電池は、いわゆるラミネートフィルム型電池であり、正極リード31および負極リード32が取り付けられた巻回型電極体30をフィルム状の外装部材40の内部に収容したものであり、小型化、軽量化および薄型化が可能となっている。
<3 Third embodiment>
[Battery configuration]
As shown in FIG. 4, the battery according to the third embodiment of the present disclosure is a so-called laminated film type battery, and the wound electrode body 30 to which the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are attached has a film-like exterior. It is housed inside the member 40, and can be made smaller, lighter, and thinner.

正極リード31および負極リード32は、それぞれ、外装部材40の内部から外部に向かい例えば同一方向に導出されている。正極リード31および負極リード32は、例えば、アルミニウム、銅、ニッケルあるいはステンレスなどの金属材料によりそれぞれ構成されており、それぞれ薄板状または網目状とされている。 The positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are respectively led out from the inside of the exterior member 40 toward the outside, for example, in the same direction. The positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are each made of a metal material such as aluminum, copper, nickel, or stainless steel, and have a thin plate shape or a mesh shape, respectively.

外装部材40は、例えば、ナイロンフィルム、アルミニウム箔およびポリエチレンフィルムをこの順に貼り合わせた矩形状のアルミラミネートフィルムにより構成されている。外装部材40は、例えば、ポリエチレンフィルム側と巻回型電極体30とが対向するように配設されており、各外縁部が融着あるいは接着剤により互いに密着されている。外装部材40と正極リード31および負極リード32との間には、外気の侵入を防止するための密着フィルム41が挿入されている。密着フィルム41は、正極リード31および負極リード32に対して密着性を有する材料、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンまたは変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂により構成されている。 The exterior member 40 is made of, for example, a rectangular aluminum laminated film in which a nylon film, an aluminum foil, and a polyethylene film are bonded in this order. The exterior member 40 is arranged so that, for example, the polyethylene film side and the wound electrode body 30 face each other, and the outer edge portions thereof are brought into close contact with each other by fusion or adhesive. A close contact film 41 for preventing the intrusion of outside air is inserted between the exterior member 40 and the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32. The adhesion film 41 is made of a material having adhesion to the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32, for example, a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, modified polyethylene or modified polypropylene.

なお、外装部材40は、上述したアルミラミネートフィルムに代えて、他の構造を有するラミネートフィルム、ポリプロピレンなどの高分子フィルムまたは金属フィルムにより構成するようにしてもよい。あるいは、アルミニウム製フィルムを心材として、その片面または両面に高分子フィルムを積層したラミネートフィルムを用いてもよい。 The exterior member 40 may be made of a laminate film having another structure, a polymer film such as polypropylene, or a metal film instead of the aluminum laminate film described above. Alternatively, a laminated film in which an aluminum film is used as a core material and a polymer film is laminated on one side or both sides thereof may be used.

図5は、図4に示した巻回型電極体30のV−V線に沿った断面図である。巻回型電極体30は、正極33と負極34とをセパレータ35および電解質層36を介して積層し、巻回したものであり、最外周部は保護テープ37により保護されている。 FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV of the wound electrode body 30 shown in FIG. The winding type electrode body 30 is formed by laminating and winding a positive electrode 33 and a negative electrode 34 via a separator 35 and an electrolyte layer 36, and the outermost peripheral portion thereof is protected by a protective tape 37.

正極33は、正極集電体33Aの片面あるいは両面に正極活物質層33Bが設けられた構造を有している。負極34は、負極集電体34Aの片面あるいは両面に負極活物質層34Bが設けられた構造を有しており、負極活物質層34Bと正極活物質層33Bとが対向するように配置されている。正極集電体33A、正極活物質層33B、負極集電体34A、負極活物質層34Bおよびセパレータ35の構成は、それぞれ第2の実施形態における正極集電体21A、正極活物質層21B、負極集電体22A、負極活物質層22Bおよびセパレータ23と同様である。 The positive electrode 33 has a structure in which the positive electrode active material layer 33B is provided on one side or both sides of the positive electrode current collector 33A. The negative electrode 34 has a structure in which the negative electrode active material layer 34B is provided on one side or both sides of the negative electrode current collector 34A, and the negative electrode active material layer 34B and the positive electrode active material layer 33B are arranged so as to face each other. There is. The configurations of the positive electrode collector 33A, the positive electrode active material layer 33B, the negative electrode current collector 34A, the negative electrode active material layer 34B, and the separator 35 are the positive electrode current collector 21A, the positive electrode active material layer 21B, and the negative electrode, respectively, in the second embodiment. This is the same as the current collector 22A, the negative electrode active material layer 22B, and the separator 23.

電解質層36は、電解液と、この電解液を保持する保持体となる高分子化合物とを含み、いわゆるゲル状となっている。ゲル状の電解質層36は高いイオン伝導率を得ることができると共に、電池の漏液を防止することができるので好ましい。電解液は、第2の実施形態に係る電解液である。高分子化合物としては、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、ポリスチレンまたはポリカーボネートが挙げられる。特に電気化学的な安定性の点からはポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレンあるいはポリエチレンオキサイドが好ましい。 The electrolyte layer 36 contains an electrolytic solution and a polymer compound serving as a retainer for holding the electrolytic solution, and is in the form of a so-called gel. The gel-like electrolyte layer 36 is preferable because it can obtain high ionic conductivity and can prevent liquid leakage from the battery. The electrolytic solution is the electrolytic solution according to the second embodiment. Examples of the polymer compound include polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, polytetrafluoroethylene, polyhexafluoropropylene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyphosphazene, and polysiloxane. , Polyvinylacetate, polyvinyl alcohol, polymethylmethacrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, styrene-butadiene rubber, nitrile-butadiene rubber, polystyrene or polycarbonate. Particularly from the viewpoint of electrochemical stability, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polyhexafluoropropylene or polyethylene oxide are preferable.

なお、電解質層36が無機粒子を含んでいてもよい。より耐熱性を向上できるからである。無機粒子としては、第2の実施形態のセパレータ23の表面層に含まれる無機粒子と同様のものを用いることができる。また、電解質層36に代えて電解液を用いるようにしてもよい。 The electrolyte layer 36 may contain inorganic particles. This is because the heat resistance can be further improved. As the inorganic particles, the same inorganic particles contained in the surface layer of the separator 23 of the second embodiment can be used. Further, an electrolytic solution may be used instead of the electrolyte layer 36.

[電池の製造方法]
次に、本開示の第3の実施形態に係る電池の製造方法の一例について説明する。
[Battery manufacturing method]
Next, an example of a battery manufacturing method according to the third embodiment of the present disclosure will be described.

まず、正極33および負極34のそれぞれに、溶媒と、電解質塩と、高分子化合物と、混合溶剤とを含む前駆溶液を塗布し、混合溶剤を揮発させて電解質層36を形成する。次に、正極集電体33Aの端部に正極リード31を溶接により取り付けると共に、負極集電体34Aの端部に負極リード32を溶接により取り付ける。次に、電解質層36が形成された正極33と負極34とをセパレータ35を介して積層し積層体としたのち、この積層体をその長手方向に巻回して、最外周部に保護テープ37を接着して巻回型電極体30を形成する。最後に、例えば、外装部材40の間に巻回型電極体30を挟み込み、外装部材40の外縁部同士を熱融着などにより密着させて封入する。その際、正極リード31および負極リード32と外装部材40との間には密着フィルム41を挿入する。これにより、図4および図5に示した電池が得られる。 First, a precursor solution containing a solvent, an electrolyte salt, a polymer compound, and a mixed solvent is applied to each of the positive electrode 33 and the negative electrode 34, and the mixed solvent is volatilized to form the electrolyte layer 36. Next, the positive electrode lead 31 is attached to the end of the positive electrode current collector 33A by welding, and the negative electrode lead 32 is attached to the end of the negative electrode current collector 34A by welding. Next, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 on which the electrolyte layer 36 is formed are laminated via the separator 35 to form a laminated body, and then the laminated body is wound in the longitudinal direction thereof, and a protective tape 37 is placed on the outermost peripheral portion thereof. They are adhered to form a wound electrode body 30. Finally, for example, the wound electrode body 30 is sandwiched between the exterior members 40, and the outer edge portions of the exterior members 40 are brought into close contact with each other by heat fusion or the like and sealed. At that time, the adhesion film 41 is inserted between the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 and the exterior member 40. This gives the batteries shown in FIGS. 4 and 5.

また、この電池は、次のようにして作製してもよい。まず、上述のようにして正極33および負極34を作製し、正極33および負極34に正極リード31および負極リード32を取り付ける。次に、正極33と負極34とをセパレータ35を介して積層して巻回し、最外周部に保護テープ37を接着して、巻回体を形成する。次に、この巻回体を外装部材40に挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とし、外装部材40の内部に収納する。次に、溶媒と、電解質塩と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤などの他の材料とを含む電解質用組成物を用意し、外装部材40の内部に注入する。 Further, this battery may be manufactured as follows. First, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are manufactured as described above, and the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are attached to the positive electrode 33 and the negative electrode 34. Next, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are laminated and wound via the separator 35, and the protective tape 37 is adhered to the outermost peripheral portion to form a wound body. Next, the wound body is sandwiched between the exterior members 40, and the outer peripheral edge portion excluding one side is heat-sealed to form a bag shape, which is stored inside the exterior member 40. Next, an electrolyte composition containing a solvent, an electrolyte salt, a monomer as a raw material for a polymer compound, a polymerization initiator, and other materials such as a polymerization inhibitor, if necessary, is prepared, and an exterior member is prepared. Inject into the inside of 40.

次に、電解質用組成物を外装部材40内に注入したのち、外装部材40の開口部を真空雰囲気下で熱融着して密封する。次に、熱を加えてモノマーを重合させて高分子化合物とすることによりゲル状の電解質層36を形成する。以上により、図4および図5に示した電池が得られる。 Next, after the electrolyte composition is injected into the exterior member 40, the opening of the exterior member 40 is heat-sealed and sealed in a vacuum atmosphere. Next, heat is applied to polymerize the monomers to form a polymer compound, thereby forming a gel-like electrolyte layer 36. As a result, the batteries shown in FIGS. 4 and 5 can be obtained.

<4 応用例1>
「応用例としての電池パックおよび電子機器」
応用例1では、第2または第3の実施形態に係る電池を備える電池パックおよび電子機器について説明する。
<4 Application example 1>
"Battery packs and electronic devices as application examples"
In Application Example 1, a battery pack and an electronic device including a battery according to a second or third embodiment will be described.

[電池パックおよび電子機器の構成]
以下、図6を参照して、応用例としての電池パック300および電子機器400の一構成例について説明する。電子機器400は、電子機器本体の電子回路401と、電池パック300とを備える。電池パック300は、正極端子331aおよび負極端子331bを介して電子回路401に対して電気的に接続されている。電子機器400は、例えば、ユーザにより電池パック300を着脱自在な構成を有している。なお、電子機器400の構成はこれに限定されるものではなく、ユーザにより電池パック300を電子機器400から取り外しできないように、電池パック300が電子機器400内に内蔵されている構成を有していてもよい。
[Battery pack and electronic device configuration]
Hereinafter, a configuration example of the battery pack 300 and the electronic device 400 as application examples will be described with reference to FIG. The electronic device 400 includes an electronic circuit 401 of the main body of the electronic device and a battery pack 300. The battery pack 300 is electrically connected to the electronic circuit 401 via the positive electrode terminal 331a and the negative electrode terminal 331b. The electronic device 400 has, for example, a configuration in which the battery pack 300 can be freely attached and detached by the user. The configuration of the electronic device 400 is not limited to this, and has a configuration in which the battery pack 300 is built in the electronic device 400 so that the battery pack 300 cannot be removed from the electronic device 400 by the user. You may.

電池パック300の充電時には、電池パック300の正極端子331a、負極端子331bがそれぞれ、充電器(図示せず)の正極端子、負極端子に接続される。一方、電池パック300の放電時(電子機器400の使用時)には、電池パック300の正極端子331a、負極端子331bがそれぞれ、電子回路401の正極端子、負極端子に接続される。 When charging the battery pack 300, the positive electrode terminal 331a and the negative electrode terminal 331b of the battery pack 300 are connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the charger (not shown), respectively. On the other hand, when the battery pack 300 is discharged (when the electronic device 400 is used), the positive electrode terminal 331a and the negative electrode terminal 331b of the battery pack 300 are connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the electronic circuit 401, respectively.

電子機器400としては、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、携帯電話(例えばスマートフォンなど)、携帯情報端末(Personal Digital Assistants:PDA)、表示装置(LCD、ELディスプレイ、電子ペーパなど)、撮像装置(例えばデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなど)、オーディオ機器(例えばポータブルオーディオプレイヤー)、ゲーム機器、コードレスフォン子機、電子書籍、電子辞書、ラジオ、ヘッドホン、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、電動工具、電気シェーバー、冷蔵庫、エアコン、テレビ、ステレオ、温水器、電子レンジ、食器洗い器、洗濯機、乾燥器、照明機器、玩具、医療機器、ロボット、ロードコンディショナー、信号機などが挙げられるが、これに限定されるものでなない。 Examples of the electronic device 400 include a notebook personal computer, a tablet computer, a mobile phone (for example, a smartphone), a personal digital assistant (PDA), a display device (LCD, EL display, electronic paper, etc.), and an image pickup. Devices (eg digital still cameras, digital video cameras, etc.), audio equipment (eg portable audio players), gaming equipment, cordless phone handsets, electronic books, electronic dictionaries, radios, headphones, navigation systems, memory cards, pacemakers, hearing aids, etc. Electric tools, electric shavers, refrigerators, air conditioners, TVs, stereos, water heaters, microwave ovens, dishwashers, washing machines, dryers, lighting equipment, toys, medical equipment, robots, road conditioners, traffic lights, etc. It is not limited to.

(電子回路)
電子回路401は、例えば、CPU、周辺ロジック部、インターフェース部および記憶部などを備え、電子機器400の全体を制御する。
(Electronic circuit)
The electronic circuit 401 includes, for example, a CPU, a peripheral logic unit, an interface unit, a storage unit, and the like, and controls the entire electronic device 400.

(電池パック)
電池パック300は、組電池301と、充放電回路302とを備える。組電池301は、複数の二次電池301aを直列および/または並列に接続して構成されている。複数の二次電池301aは、例えばn並列m直列(n、mは正の整数)に接続される。なお、図6では、6つの二次電池301aが2並列3直列(2P3S)に接続された例が示されている。二次電池301aとしては、第2または第3の実施形態に係る電池が用いられる。
(Battery pack)
The battery pack 300 includes an assembled battery 301 and a charge / discharge circuit 302. The assembled battery 301 is configured by connecting a plurality of secondary batteries 301a in series and / or in parallel. The plurality of secondary batteries 301a are connected, for example, in n parallel m series (n and m are positive integers). Note that FIG. 6 shows an example in which six secondary batteries 301a are connected in two parallels and three series (2P3S). As the secondary battery 301a, the battery according to the second or third embodiment is used.

ここでは、電池パック300が、複数の二次電池301aにより構成される組電池301を備える場合について説明するが、電池パック300が、組電池301に代えて1つの二次電池301aを備える構成を採用してもよい。 Here, a case where the battery pack 300 includes an assembled battery 301 composed of a plurality of secondary batteries 301a will be described, but the battery pack 300 includes one secondary battery 301a instead of the assembled battery 301. It may be adopted.

充放電回路302は、組電池301の充放電を制御する制御部である。具体的には、充電時には、充放電回路302は、組電池301に対する充電を制御する。一方、放電時(すなわち電子機器400の使用時)には、充放電回路302は、電子機器400に対する放電を制御する。 The charge / discharge circuit 302 is a control unit that controls the charge / discharge of the assembled battery 301. Specifically, at the time of charging, the charging / discharging circuit 302 controls the charging of the assembled battery 301. On the other hand, at the time of discharging (that is, when the electronic device 400 is used), the charge / discharge circuit 302 controls the discharge to the electronic device 400.

<5 応用例2>
「応用例としての車両における蓄電システム」
本開示を車両用の蓄電システムに適用した例について、図7を参照して説明する。図7に、本開示が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
<5 Application example 2>
"Power storage system in vehicles as an application example"
An example in which the present disclosure is applied to a power storage system for a vehicle will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 schematically shows an example of the configuration of a hybrid vehicle adopting the series hybrid system to which the present disclosure applies. The series hybrid system is a vehicle that runs on a power drive power converter using the electric power generated by a generator powered by an engine or the electric power temporarily stored in a battery.

このハイブリッド車両7200には、エンジン7201、発電機7202、電力駆動力変換装置7203、駆動輪7204a、駆動輪7204b、車輪7205a、車輪7205b、バッテリー7208、車両制御装置7209、各種センサー7210、充電口7211が搭載されている。バッテリー7208に対して、上述した本開示の蓄電装置が適用される。 The hybrid vehicle 7200 includes an engine 7201, a generator 7202, a power driving force conversion device 7203, a drive wheel 7204a, a drive wheel 7204b, a wheel 7205a, a wheel 7205b, a battery 7208, a vehicle control device 7209, various sensors 7210, and a charging port 7211. Is installed. The above-mentioned power storage device of the present disclosure is applied to the battery 7208.

ハイブリッド車両7200は、電力駆動力変換装置7203を動力源として走行する。電力駆動力変換装置7203の一例は、モーターである。バッテリー7208の電力によって電力駆動力変換装置7203が作動し、この電力駆動力変換装置7203の回転力が駆動輪7204a、7204bに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流(DC−AC)あるいは逆変換(AC−DC変換)を用いることによって、電力駆動力変換装置7203が交流モーターでも直流モーターでも適用可能である。各種センサー7210は、車両制御装置7209を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度(スロットル開度)を制御したりする。各種センサー7210には、速度センサー、加速度センサー、エンジン回転数センサーなどが含まれる。 The hybrid vehicle 7200 travels by using the electric power driving force conversion device 7203 as a power source. An example of the power driving force conversion device 7203 is a motor. The electric power of the battery 7208 operates the electric power driving force conversion device 7203, and the rotational force of the electric power driving force conversion device 7203 is transmitted to the drive wheels 7204a and 7204b. By using direct current-AC (DC-AC) or reverse conversion (AC-DC conversion) at necessary locations, the power driving force conversion device 7203 can be applied to either an AC motor or a DC motor. The various sensors 7210 control the engine speed via the vehicle control device 7209, and control the opening degree (throttle opening degree) of a throttle valve (not shown). The various sensors 7210 include a speed sensor, an acceleration sensor, an engine speed sensor, and the like.

エンジン7201の回転力は発電機7202に伝えられ、その回転力によって発電機7202により生成された電力をバッテリー7208に蓄積することが可能である。 The rotational force of the engine 7201 is transmitted to the generator 7202, and the electric power generated by the generator 7202 by the rotational force can be stored in the battery 7208.

図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置7203に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置7203により生成された回生電力がバッテリー7208に蓄積される。 When the hybrid vehicle decelerates due to a braking mechanism (not shown), the resistance force during deceleration is applied to the power driving force conversion device 7203 as a rotational force, and the regenerative power generated by the power driving force conversion device 7203 by this rotational force is applied to the battery 7208. Accumulate.

バッテリー7208は、ハイブリッド車両の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口211を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。 By connecting the battery 7208 to an external power source of the hybrid vehicle, it is possible to receive electric power from the external power source using the charging port 211 as an input port and store the received electric power.

図示しないが、二次電池に関する情報に基いて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていてもよい。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置などがある。 Although not shown, an information processing device that performs information processing related to vehicle control based on information related to the secondary battery may be provided. As such an information processing device, for example, there is an information processing device that displays the remaining battery level based on information on the remaining battery level.

なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モーターで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモーターの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モーターのみで走行、エンジンとモーター走行という3つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本開示は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モーターのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本開示は有効に適用可能である。 In the above, a series hybrid vehicle that runs on a motor using the electric power generated by the generator operated by the engine or the electric power temporarily stored in the battery has been described as an example. However, the present disclosure is also valid for a parallel hybrid vehicle in which the outputs of the engine and the motor are used as drive sources, and the three methods of running only with the engine, running only with the motor, and running with the engine and the motor are appropriately switched. Applicable. Further, the present disclosure can be effectively applied to a so-called electric vehicle that travels by being driven only by a drive motor without using an engine.

以上、本開示に係る技術が適用され得るハイブリッド車両7200の一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、バッテリー7208に好適に適用され得る。 The example of the hybrid vehicle 7200 to which the technology according to the present disclosure can be applied has been described above. The technique according to the present disclosure can be suitably applied to the battery 7208 among the configurations described above.

<6 応用例3>
「応用例としての住宅における蓄電システム」
本開示を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図8を参照して説明する。例えば住宅9001用の蓄電システム9100においては、火力発電9002a、原子力発電9002b、水力発電9002cなどの集中型電力系統9002から電力網9009、情報網9012、スマートメータ9007、パワーハブ9008などを介し、電力が蓄電装置9003に供給される。これと共に、家庭内発電装置9004などの独立電源から電力が蓄電装置9003に供給される。蓄電装置9003に供給された電力が蓄電される。蓄電装置9003を使用して、住宅9001で使用する電力が給電される。住宅9001に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。
<6 Application example 3>
"Power storage system in a house as an application example"
An example in which the present disclosure is applied to a power storage system for a house will be described with reference to FIG. For example, in the power storage system 9100 for a residential 9001, power is stored from a centralized power system 9002 such as thermal power generation 9002a, nuclear power generation 9002b, and hydroelectric power generation 9002c via a power network 9009, an information network 9012, a smart meter 9007, a power hub 9008, and the like. It is supplied to the device 9003. At the same time, electric power is supplied to the power storage device 9003 from an independent power source such as the home power generation device 9004. The electric power supplied to the power storage device 9003 is stored. The electric power used in the house 9001 is supplied by using the power storage device 9003. The same power storage system can be used not only for the house 9001 but also for the building.

住宅9001には、発電装置9004、電力消費装置9005、蓄電装置9003、各装置を制御する制御装置9010、スマートメータ9007、各種情報を取得するセンサー9011が設けられている。各装置は、電力網9009および情報網9012によって接続されている。発電装置9004として、太陽電池、燃料電池などが利用され、発電した電力が電力消費装置9005および/または蓄電装置9003に供給される。電力消費装置9005は、冷蔵庫9005a、空調装置9005b、テレビジョン受信機9005c、風呂9005dなどである。さらに、電力消費装置9005には、電動車両9006が含まれる。電動車両9006は、電気自動車9006a、ハイブリッドカー9006b、電気バイク9006cである。 The house 9001 is provided with a power generation device 9004, a power consumption device 9005, a power storage device 9003, a control device 9010 for controlling each device, a smart meter 9007, and a sensor 9011 for acquiring various information. Each device is connected by a power grid 9009 and an information network 9012. A solar cell, a fuel cell, or the like is used as the power generation device 9004, and the generated power is supplied to the power consumption device 9005 and / or the power storage device 9003. The power consuming device 9005 includes a refrigerator 9005a, an air conditioner 9005b, a television receiver 9005c, a bath 9005d, and the like. Further, the power consuming device 9005 includes an electric vehicle 9006. The electric vehicle 9006 is an electric vehicle 9006a, a hybrid car 9006b, and an electric motorcycle 9006c.

蓄電装置9003に対して、上述した本開示のバッテリユニットが適用される。蓄電装置9003は、二次電池またはキャパシタから構成されている。例えば、リチウムイオン電池によって構成されている。リチウムイオン電池は、定置型であっても、電動車両9006で使用されるものでもよい。スマートメータ9007は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網9009は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせてもよい。 The battery unit of the present disclosure described above is applied to the power storage device 9003. The power storage device 9003 is composed of a secondary battery or a capacitor. For example, it is composed of a lithium ion battery. The lithium ion battery may be a stationary type or may be used in the electric vehicle 9006. The smart meter 9007 has a function of measuring the usage of commercial power and transmitting the measured usage to the electric power company. The power grid 9009 may be a combination of any one or a plurality of DC power supply, AC power supply, and non-contact power supply.

各種のセンサー9011は、例えば人感センサー、照度センサー、物体検知センサー、消費電力センサー、振動センサー、接触センサー、温度センサー、赤外線センサーなどである。各種センサー9011により取得された情報は、制御装置9010に送信される。センサー9011からの情報によって、気象の状態、人の状態などが把握されて電力消費装置9005を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置9010は、住宅9001に関する情報をインターネットを介して外部の電力会社などに送信することができる。 The various sensors 9011 are, for example, a human sensor, an illuminance sensor, an object detection sensor, a power consumption sensor, a vibration sensor, a contact sensor, a temperature sensor, an infrared sensor, and the like. The information acquired by the various sensors 9011 is transmitted to the control device 9010. With the information from the sensor 9011, the state of the weather, the state of a person, and the like can be grasped, and the power consumption device 9005 can be automatically controlled to minimize the energy consumption. Further, the control device 9010 can transmit information about the house 9001 to an external electric power company or the like via the Internet.

パワーハブ9008によって、電力線の分岐、直流交流変換などの処理がなされる。制御装置9010と接続される情報網9012の通信方式としては、UART(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter:非同期シリアル通信用送受信回路)などの通信インターフェースを使う方法、Bluetooth(登録商標)、ZigBee(登録商標)、Wi−Fiなどの無線通信規格によるセンサーネットワークを利用する方法がある。Bluetooth(登録商標)方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ZigBee(登録商標)は、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4の物理層を使用するものである。IEEE802.15.4は、PAN(Personal Area Network) またはW(Wireless)PANと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。 The power hub 9008 performs processing such as branching of power lines and DC / AC conversion. As a communication method of the information network 9012 connected to the control device 9010, a method using a communication interface such as UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter), Bluetooth (registered trademark), ZigBee (registered trademark). , Wi-Fi, etc. There is a method of using a sensor network based on a wireless communication standard. The Bluetooth® method is applied to multimedia communication and can perform one-to-many connection communication. ZigBee® uses the physical layer of the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.15.4. IEEE802.154 is the name of a short-range wireless network standard called PAN (Personal Area Network) or W (Wireless) PAN.

制御装置9010は、外部のサーバ9013と接続されている。このサーバ9013は、住宅9001、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていてもよい。サーバ9013が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置(たとえばテレビジョン受信機)から送受信してもよいが、家庭外の装置(たとえば、携帯電話機など)から送受信してもよい。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、PDA(Personal Digital Assistants)などに、表示されてもよい。 The control device 9010 is connected to an external server 9013. The server 9013 may be managed by any of the housing 9001, the electric power company, and the service provider. The information sent and received by the server 9013 is, for example, power consumption information, life pattern information, power charges, weather information, natural disaster information, and power transaction information. This information may be transmitted and received from a power consuming device in the home (for example, a television receiver), or may be transmitted and received from a device outside the home (for example, a mobile phone). This information may be displayed on a device having a display function, for example, a television receiver, a mobile phone, a PDA (Personal Digital Assistants), or the like.

各部を制御する制御装置9010は、CPU(Central Processing Unit )、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)などで構成され、この例では、蓄電装置9003に格納されている。制御装置9010は、蓄電装置9003、家庭内発電装置9004、電力消費装置9005、各種センサー9011、サーバ9013と情報網9012により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能などを備えていてもよい。 The control device 9010 that controls each unit is composed of a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and the like, and is stored in the power storage device 9003 in this example. The control device 9010 is connected to a power storage device 9003, a home power generation device 9004, a power consumption device 9005, various sensors 9011, and a server 9013 by an information network 9012, and has, for example, a function of adjusting the amount of commercial power used and the amount of power generated. have. In addition, it may be provided with a function of conducting electric power transactions in the electric power market.

以上のように、電力が火力9002a、原子力9002b、水力9002cなどの集中型電力系統9002のみならず、家庭内発電装置9004(太陽光発電、風力発電)の発電電力を蓄電装置9003に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置9004の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置9003に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置9003に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置9003によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。 As described above, not only the centralized power system 9002 such as thermal power 9002a, nuclear power 9002b, and hydraulic power 9002c, but also the power generated by the domestic power generation device 9004 (solar power generation, wind power generation) can be stored in the power storage device 9003. can. Therefore, even if the generated power of the home power generation device 9004 fluctuates, it is possible to control the amount of power sent to the outside to be constant or to discharge as much as necessary. For example, the electric power obtained by solar power generation is stored in the power storage device 9003, the late-night power with a low charge is stored in the power storage device 9003 at night, and the power stored by the power storage device 9003 is discharged during the time when the charge is high in the daytime. You can also use it.

なお、この例では、制御装置9010が蓄電装置9003内に格納される例を説明したが、スマートメータ9007内に格納されてもよいし、単独で構成されていてもよい。さらに、蓄電システム9100は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。 In this example, although the example in which the control device 9010 is stored in the power storage device 9003 has been described, it may be stored in the smart meter 9007 or may be configured independently. Further, the power storage system 9100 may be used for a plurality of homes in an apartment house, or may be used for a plurality of detached houses.

以上、本開示に係る技術が適用され得る蓄電システム9100の一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、蓄電装置9003が有する二次電池に好適に適用され得る。 The example of the power storage system 9100 to which the technique according to the present disclosure can be applied has been described above. The technique according to the present disclosure can be suitably applied to the secondary battery included in the power storage device 9003 among the configurations described above.

以下、実施例により本開示を具体的に説明するが、本開示はこれらの実施例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, the present disclosure will be specifically described with reference to Examples, but the present disclosure is not limited to these Examples.

[実施例1−1]
(コア粒子(1)の粉末の作製工程)
市販の炭酸リチウムと酸化コバルトとをLi量とCo量のモル比(Li:Co)が1:1となるように混合し、空気中で1000℃、6h焼成し、徐冷することで、平均粒子径20μm、比表面積0.3m2/gのコア粒子(1)の粉末(LiCoO2粒子の粉末)を得た。
[Example 1-1]
(Process for producing powder of core particles (1))
Commercially available lithium carbonate and cobalt oxide are mixed so that the molar ratio (Li: Co) of Li and Co is 1: 1 and fired in air at 1000 ° C. for 6 hours and slowly cooled to average. A powder of core particles (1) having a particle diameter of 20 μm and a specific surface area of 0.3 m 2 / g (a powder of LiCoO 2 particles) was obtained.

(被覆材(1)の作製工程)
酸化コバルトと炭酸リチウムとをLi量とCo量のモル比(Li:Co)が0.98:1となるように混合し、空気中で1000℃、6h焼成し、室温でクエンチを行うことで、被覆材(1)(LiCoO2粒子の粉末)を得た。
(Manufacturing step of covering material (1))
By mixing cobalt oxide and lithium carbonate so that the molar ratio (Li: Co) of Li and Co is 0.98: 1, firing in air at 1000 ° C for 6 hours, and quenching at room temperature. , A coating material (1) ( a powder of LiCoO 2 particles) was obtained.

(表面改質(1)の工程)
まず、得られたコア粒子(1)の粉末(LiCoO2粒子の粉末)97質量%と被覆材(1)の粉末(LiCoO2粒子の粉末)3質量%とを配合し、高速回転式衝撃粉砕機の一種である高速撹拌混合機(ホソカワミクロン株式会社製、ノビルタ)に投入した。次に、回転翼を1500rpmで回転させ、10分間の処理を施し、コア粒子(1)の表面に被覆材(1)を被着させることで、正極活物質粒子(被覆型の複合粒子)の粉末を得た。
(Step of surface modification (1))
First, powder (powder of LiCoO 2 particles) of the obtained powder of core particles (1) (LiCoO 2 particles of the powder) 97 wt% and the coating material (1) 3 blended mass% and, a high speed rotary impact milling It was put into a high-speed stirring and mixing machine (Nobilta, manufactured by Hosokawa Micron Co., Ltd.), which is a kind of machine. Next, the rotary blade is rotated at 1500 rpm and treated for 10 minutes, and the coating material (1) is adhered to the surface of the core particles (1) to obtain positive electrode active material particles (coated composite particles). Obtained powder.

[実施例1−2]
コア粒子の粉末(1)(LiCoO2粒子の粉末)98質量%と被覆材(1)(LiCoO2粒子の粉末)2質量%とを配合したこと以外は、実施例1−1と同様にして正極活物質粒子の粉末を得た。
[Example 1-2]
The same as in Example 1-1, except that 98% by mass of the core particle powder (1) (LiCoO 2 particle powder) and 2% by mass of the coating material (1) (LiCoO 2 particle powder) were blended. A powder of positive electrode active material particles was obtained.

[実施例1−3]
コア粒子の粉末(1)(LiCoO2粒子の粉末)99質量%と被覆材(1)(LiCoO2粒子の粉末)1質量%とを配合したこと以外は、実施例1−1と同様にして正極活物質粒子の粉末を得た。
[Example 1-3]
The same as in Example 1-1, except that 99% by mass of the core particle powder (1) (LiCoO 2 particle powder) and 1% by mass of the coating material (1) (LiCoO 2 particle powder) were blended. A powder of positive electrode active material particles was obtained.

[比較例1−1]
コア粒子の粉末(1)(LiCoO2粒子の粉末)95質量%と被覆材(1)(LiCoO2粒子の粉末)5質量%とを配合したこと以外は、実施例1−1と同様にして正極活物質粒子の粉末を得た。
[Comparative Example 1-1]
The same as in Example 1-1 except that the core particle powder (1) (LiCoO 2 particle powder) 95% by mass and the coating material (1) (LiCoO 2 particle powder) 5% by mass were blended. A powder of positive electrode active material particles was obtained.

[比較例1−2]
コア粒子(1)の粉末(LiCoO2粒子の粉末)99.5質量%と被覆材(1)(LiCoO2粒子の粉末)0.5質量%とを配合したこと以外は、実施例1−1と同様にして正極活物質粒子の粉末を得た。
[Comparative Example 1-2]
Example 1-1 except that the powder of the core particles (1) (powder of LiCoO 2 particles) 99.5% by mass and the coating material (1) ( powder of LiCoO 2 particles) 0.5% by mass were blended. In the same manner as above, a powder of positive electrode active material particles was obtained.

[実施例2−1]
(コア粒子(2)の粉末の作製工程)
市販の炭酸リチウムと酸化コバルトとをLi量とCo量のモル比(Li:Co)が1.05:1となるように混合し、空気中で1000℃、6h焼成し、徐冷することで平均粒子径20μm、比表面積0.3m2/gのコア粒子(2)の粉末(LiCoO2粒子の粉末)を得た。
[Example 2-1]
(Process for producing powder of core particles (2))
Commercially available lithium carbonate and cobalt oxide are mixed so that the molar ratio (Li: Co) of the amount of Li and the amount of Co is 1.05: 1, and the mixture is fired in air at 1000 ° C. for 6 hours and slowly cooled. A powder (LiCoO 2 particle powder) of core particles (2) having an average particle diameter of 20 μm and a specific surface area of 0.3 m 2 / g was obtained.

(表面改質(2)の工程)
まず、超純水1000mlとへクエン酸14gとリン酸水素2ナトリウム27gとを混合し溶液を得たのち、得られた溶液にコア粒子(2)の粉末100gを分散させた。次に、溶液を60min攪拌し、吸引濾過した。その後、真空雰囲気において120℃で12時間加熱処理することにより、正極活物質粒子の粉末(表面改質LiCoO2粒子の粉末)を得た。
(Step of surface modification (2))
First, 1000 ml of ultrapure water, 14 g of citric acid and 27 g of disodium hydrogen phosphate were mixed to obtain a solution, and then 100 g of the powder of the core particles (2) was dispersed in the obtained solution. Next, the solution was stirred for 60 minutes and suction filtered. Then, it was heat-treated at 120 ° C. for 12 hours in a vacuum atmosphere to obtain a powder of positive electrode active material particles (powder of surface-modified LiCoO 2 particles).

[実施例2−2]
表面改質(2)の工程における撹拌時間を30minしたこと以外は、実施例2−1と同様にして正極活物質粒子の粉末を得た。
[Example 2-2]
A powder of positive electrode active material particles was obtained in the same manner as in Example 2-1 except that the stirring time in the step of surface modification (2) was 30 min.

[実施例2−3]
表面改質(2)の工程における撹拌時間を20minしたこと以外は、実施例2−1と同様にして正極活物質粒子の粉末を得た。
[Example 2-3]
A powder of positive electrode active material particles was obtained in the same manner as in Example 2-1 except that the stirring time in the step of surface modification (2) was 20 min.

[比較例2−1]
表面改質(2)の工程における撹拌時間を90minしたこと以外は、実施例2−1と同様にして正極活物質粒子の粉末を得た。
[Comparative Example 2-1]
A powder of positive electrode active material particles was obtained in the same manner as in Example 2-1 except that the stirring time in the step of surface modification (2) was 90 min.

[比較例2−2]
表面改質(2)の工程における撹拌時間を5minしたこと以外は、実施例2−1と同様にして正極活物質粒子の粉末を得た。
[Comparative Example 2-2]
A powder of positive electrode active material particles was obtained in the same manner as in Example 2-1 except that the stirring time in the step of surface modification (2) was 5 min.

[実施例3−1]
(コア粒子(1)の粉末の作製工程)
実施例1−1と同様にしてコア粒子(1)の粉末(LiCoO2粒子の粉末)を作製した。
[Example 3-1]
(Process for producing powder of core particles (1))
A powder of core particles (1) (powder of LiCoO 2 particles) was prepared in the same manner as in Example 1-1.

(表面改質(3)の工程)
まず、コア粒子(1)の粉末(LiCoO2粒子の粉末)100重量部を、65℃、2Nの水酸化リチウム(LiOH)水溶液3000重量部に1時間撹拌分散させることにより第1の溶液を得た。次に、市販試薬の硝酸ニッケル(Ni(NO32・6H2O)3.33重量部と硝酸マンガン(Mn(NO32・6H2O)1.12重量部とを100重量部の純水に溶解した第2の溶液を準備し、第2の溶液を第1の溶液に2時間かけて添加したのち、65℃で1時間撹拌分散を続け、放冷することにより分散系を得た。続いて、この分散系を濾過し、120℃で乾燥して前駆体を得た。そして、得られた前駆体試料100重量部に、リチウム量を調整するために、2Nの炭酸リチウム(Li2CO3)水溶液100重量部を含浸し、均一に混合乾燥させ、焼成前駆体を得た。次に、この焼成前駆体を電気炉を用いて毎分5℃の速度で昇温し、850℃で5時間保持したのち、室温まで30℃/minで冷却した。これにより、正極活物質粒子の粉末(表面改質LiCoO2粒子の粉末)が得られた。
(Step of surface modification (3))
First, 100 parts by weight of the powder of the core particles (1) (powder of 2 LiCoO particles) is stirred and dispersed in 3000 parts by weight of a 2N lithium hydroxide (LiOH) aqueous solution at 65 ° C. for 1 hour to obtain a first solution. rice field. Then, nickel nitrate commercial reagents (Ni (NO 3) 2 · 6H 2 O) 3.33 parts by weight of manganese nitrate (Mn (NO 3) 2 · 6H 2 O) 1.12 parts by weight and 100 parts by weight A second solution dissolved in pure water was prepared, the second solution was added to the first solution over 2 hours, and then stirring and dispersion were continued at 65 ° C. for 1 hour, and the mixture was allowed to cool to form a dispersion system. Obtained. Subsequently, this dispersion system was filtered and dried at 120 ° C. to obtain a precursor. The obtained precursor sample 100 parts by weight of the obtained, in order to adjust the amount of lithium, impregnated with (2 CO 3 Li) solution 100 parts by weight of lithium carbonate 2N, was uniformly mixed dry, a calcination precursor rice field. Next, the firing precursor was heated at a rate of 5 ° C. per minute using an electric furnace, held at 850 ° C. for 5 hours, and then cooled to room temperature at 30 ° C./min. As a result, a powder of positive electrode active material particles (powder of surface-modified LiCoO 2 particles) was obtained.

(実施例3−2)
表面改質(3)の工程における被覆焼成後の冷却を20℃/minしたこと以外は、実施例3−1と同様にして正極活物質粒子の粉末を得た。
(Example 3-2)
A powder of positive electrode active material particles was obtained in the same manner as in Example 3-1 except that the cooling after coating firing in the step of surface modification (3) was 20 ° C./min.

(実施例3−3)
表面改質(3)の工程における被覆焼成後の冷却を10℃/minしたこと以外は、実施例3−1と同様にして正極活物質粒子の粉末を得た。
(Example 3-3)
A powder of positive electrode active material particles was obtained in the same manner as in Example 3-1 except that the cooling after coating firing in the step of surface modification (3) was 10 ° C./min.

(比較例3−1)
表面改質(3)の工程における被覆焼成後の冷却を50℃/minしたこと以外は、実施例3−1と同様にして正極活物質粒子の粉末を得た。
(Comparative Example 3-1)
A powder of positive electrode active material particles was obtained in the same manner as in Example 3-1 except that the cooling after coating firing in the step of surface modification (3) was 50 ° C./min.

(比較例3−2)
表面改質(3)の工程における被覆焼成後の冷却を5℃/minしたこと以外は、実施例3−1と同様にして正極活物質粒子の粉末を得た。
(Comparative Example 3-2)
A powder of positive electrode active material particles was obtained in the same manner as in Example 3-1 except that the cooling after coating firing in the step of surface modification (3) was performed at 5 ° C./min.

(比較例4)
実施例1−1と同様にしてコア粒子(1)の粉末(LiCoO2粒子の粉末)を作製し、そのままの状態のものを正極活物質粒子の粉末とした。
(Comparative Example 4)
The powder of the core particles (1) (powder of LiCoO 2 particles) was prepared in the same manner as in Example 1-1, and the powder in the as-is state was used as the powder of the positive electrode active material particles.

(評価)
上述のようにして得られた正極活物質粒子の粉末について、以下の評価を行った。
(evaluation)
The powder of the positive electrode active material particles obtained as described above was evaluated as follows.

(正極活物質粒子の表面酸素状態)
上述のようにして得られた正極活物質粒子の表面の酸素状態を次のようにして測定した。
ビームラインBL16XU(SPring-8)を用いて、入射エネルギー7.94keVの硬X線を用いたHAXPESで正極活物質粒子表面のO1s軌道のスペクトルを測定した。
(Surface oxygen state of positive electrode active material particles)
The oxygen state on the surface of the positive electrode active material particles obtained as described above was measured as follows.
Using the beamline BL16XU (SPring-8), the spectrum of the O1s orbital on the surface of the positive electrode active material particles was measured by HAXPES using hard X-rays with an incident energy of 7.94 keV.

光電子スペクトルのエネルギー較正は次のようにした。価電子帯上部のスペクトルを直線近似した線をL1、エッジ部の変曲点における接線をL2とし、交点の強度をI0とした。L2上で強度がI0/2となるエネルギーをFermi準位EFとした。本評価の測定では7944.054eVであった。このEFからの差分を束縛エネルギーBEとして算出した。 The energy calibration of the photoelectron spectrum was as follows. The line obtained by linearly approximating the spectrum of the upper part of the valence band was defined as L1, the tangent line at the inflection point of the edge portion was defined as L2, and the intensity of the intersection was defined as I0. The energy at which the intensity becomes I0 / 2 on L2 was defined as the Fermi level EF. In the measurement of this evaluation, it was 7944.054 eV. The difference from this EF was calculated as the binding energy BE.

帯電によるシフトと材料のFermi準位シフトを識別するのは困難であるが、カーボンテープのC−Cピークが285eVになるようにシフトさせ、帯電の影響を再較正して比較した。 Although it is difficult to distinguish between the shift due to charging and the Fermi level shift of the material, the carbon tape was shifted so that the CC peak was 285 eV, and the effects of charging were recalibrated and compared.

上記測定の結果、正極活物質粒子は、結合エネルギー528eV以上532eV以下の領域Aおよび532eVを超え536eV以下の領域Bにおいてピークを示した。領域A、Bそれぞれにおけるピークの最大強度をIA、IBとし、ピーク強度比IA/IBを求めた。その結果を表1に示す。As a result of the above measurement, the positive electrode active material particles showed peaks in the region A having a binding energy of 528 eV or more and 532 eV or less and the region B having a binding energy of more than 532 eV and 536 eV or less. The maximum intensities of the peaks in the regions A and B were defined as I A and I B , and the peak intensity ratio I A / I B was determined. The results are shown in Table 1.

(容量維持率)
上述のようにして得られた正極活物質を用いて、以下のようにして非水電解質二次電池を作製した。
(Capacity maintenance rate)
Using the positive electrode active material obtained as described above, a non-aqueous electrolyte secondary battery was produced as follows.

正極を以下のようにして作製した。まず、正極活物質を98質量%、アモルファス性炭素粉(ケッチェンブラック)0.8質量%と、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)1.2質量%とを混合して正極合剤を調製した。次に、この正極合剤をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させて正極合剤スラリーを作製した。続いて、この正極合剤スラリーを帯状アルミニウム箔よりなる正極集電体に均一に塗布し得られた塗布物を温風乾燥したのち、φ15mmに打ち抜き油圧プレス機で圧縮成型した。これにより、正極が得られた。 The positive electrode was prepared as follows. First, a positive electrode mixture was prepared by mixing 98% by mass of the positive electrode active material, 0.8% by mass of amorphous carbon powder (Ketchen Black), and 1.2% by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF). Next, this positive electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to prepare a positive electrode mixture slurry. Subsequently, this positive electrode mixture slurry was uniformly applied to a positive electrode current collector made of strip-shaped aluminum foil, and the obtained coated material was dried with warm air and then stamped to φ15 mm and compression-molded with a hydraulic press. As a result, a positive electrode was obtained.

負極を以下のようにして作製した。まず、黒鉛粉末95質量%と、PVdF5質量%とを混合して負極合剤を調製した。次に、この負極合剤をN−メチル−2−ピロリドンに分散させて負極合剤スラリーを作製した。続いて、負極合剤スラリーを帯状銅箔よりなる負極集電体に均一に塗布し、温風乾燥したのち、φ16mmに打ち抜き油圧プレス機で圧縮成型した。これにより、負極が得られた。 The negative electrode was prepared as follows. First, 95% by mass of graphite powder and 5% by mass of PVdF were mixed to prepare a negative electrode mixture. Next, this negative electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a negative electrode mixture slurry. Subsequently, the negative electrode mixture slurry was uniformly applied to the negative electrode current collector made of strip-shaped copper foil, dried with warm air, and then compressed to φ16 mm by compression molding. As a result, a negative electrode was obtained.

以上のように作製された正極および負極を用いて、電池を次のようにして作製した。まず、正極および負極を多孔性ポリオレフィンフィルムを介して積層することにより、電極体を作製した。次に、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとを体積混合比が1:1となるように混合し、混合溶液を調整した。続いて、この混合溶液に1mol/dm3の濃度になるようにLiPF6を溶解して非水電解液を調製した。最後に、上述の電極体と電解液を用いて、CR2032コインタイプの非水電解質二次電池を作製した。Using the positive and negative electrodes prepared as described above, a battery was manufactured as follows. First, an electrode body was produced by laminating a positive electrode and a negative electrode via a porous polyolefin film. Next, ethylene carbonate and propylene carbonate were mixed so that the volume mixing ratio was 1: 1 to prepare a mixed solution. Subsequently, LiPF 6 was dissolved in this mixed solution to a concentration of 1 mol / dm 3 to prepare a non-aqueous electrolyte solution. Finally, a CR2032 coin-type non-aqueous electrolyte secondary battery was produced using the above-mentioned electrode body and electrolytic solution.

上述のようにして作製された非水電解質二次電池の容量維持率を、以下のようにして求めた。まず、環境温度23℃、充電電圧4.45V、充電電流0.5mA、充電時間10時間の充電条件で充電を行ったのち、放電電流2.5mA、終止電圧3.0Vの放電条件で放電を行い、初期放電容量(1サイクル目の放電容量)を測定した。次に、充電電圧4.35V、充電電流2.5mA、充電時間2時間の充電条件、放電電流2.5mA、終止電圧3.0Vの放電条件にて充放電を繰り返した後、50サイクル目の放電容量を測定した。次に、1サイクル目の放電容量および50サイクル目の放電容量を用いて、以下の式から50サイクル後の容量維持率を求めた。その結果を表1に示す。
50サイクル後の容量維持率[%]=(50サイクル目の放電容量/1サイクル目の放電容量)×100
The capacity retention rate of the non-aqueous electrolyte secondary battery produced as described above was determined as follows. First, charging is performed under charging conditions of an ambient temperature of 23 ° C., a charging voltage of 4.45 V, a charging current of 0.5 mA, and a charging time of 10 hours, and then discharging is performed under a discharge condition of a discharge current of 2.5 mA and a final voltage of 3.0 V. The initial discharge capacity (discharge capacity in the first cycle) was measured. Next, after repeating charging and discharging under the charging conditions of a charging voltage of 4.35 V, a charging current of 2.5 mA, a charging time of 2 hours, a discharging current of 2.5 mA, and a final voltage of 3.0 V, the 50th cycle is reached. The discharge capacity was measured. Next, using the discharge capacity of the first cycle and the discharge capacity of the 50th cycle, the capacity retention rate after 50 cycles was calculated from the following formula. The results are shown in Table 1.
Capacity retention rate after 50 cycles [%] = (Discharge capacity in the 50th cycle / Discharge capacity in the 1st cycle) x 100

(高温保存特性)
正極および負極の間に2枚の多孔性ポリオレフィンフィルムを配置する以外のことは、上述の“容量維持率”の評価と同様にして非水電解質二次電池を作製し、この二次電池の高温保存特性を、以下に示すようにして評価した。まず、環境温度23℃、充電電圧4.35V、充電電流0.5mA、充電時間10時間の条件で充電を行ったのち、放電電流0.5mA、終止電圧3.0Vの条件で放電を行った。次に、環境温度23℃、充電電圧4.35V、充電電流0.5mA、充電時間10時間の条件で充電を行ったのち、高温60℃の環境下に168時間保存した。保存後のセルを解体し、負極およびセパレータを15mlの塩酸1M中にて15分間煮沸し、その溶液を濾過し、SPS3100シーケンシャル型ICP発光分光分析装置(日立ハイテクサイエンス製)で溶液中に含まれるCoの濃度を測定し、以下の式より、保存時における、Coの溶出量を測定した。その結果を表1に示す。なお、測定結果は、実施例1のCo溶出量を100とする相対値として示した。
Co溶出量=(Co濃度)/(正極に含まれる活物質重量)
(High temperature storage characteristics)
Except for arranging two porous polyolefin films between the positive electrode and the negative electrode, a non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in the evaluation of the “capacity retention rate” described above, and the high temperature of this secondary battery was obtained. The storage characteristics were evaluated as shown below. First, charging was performed under the conditions of an ambient temperature of 23 ° C., a charging voltage of 4.35 V, a charging current of 0.5 mA, and a charging time of 10 hours, and then discharging was performed under the conditions of a discharge current of 0.5 mA and a final voltage of 3.0 V. .. Next, the battery was charged under the conditions of an environment temperature of 23 ° C., a charging voltage of 4.35 V, a charging current of 0.5 mA, and a charging time of 10 hours, and then stored in an environment of a high temperature of 60 ° C. for 168 hours. The cell after storage is disassembled, the negative electrode and the separator are boiled in 15 ml of hydrochloric acid 1M for 15 minutes, the solution is filtered, and the solution is contained in the solution by an SPS3100 sequential ICP emission spectrophotometer (manufactured by Hitachi High-Tech Science). The concentration of Co was measured, and the amount of Co elution during storage was measured by the following formula. The results are shown in Table 1. The measurement results are shown as relative values with the Co elution amount of Example 1 as 100.
Co elution amount = (Co concentration) / (weight of active substance contained in positive electrode)

表1は、実施例1−1〜3−2、比較例1−1〜4の正極活物質の作製条件および評価結果を示す。

Figure 0006988892
Table 1 shows the production conditions and evaluation results of the positive electrode active materials of Examples 1-1 to 2-2 and Comparative Examples 1-1 to 4.
Figure 0006988892

上記評価結果から以下のことがわかる。
ピーク強度比IA/IBが2.5以上となると、サイクル特性が低下する虞がある。一方、ピーク強度比IA/IBが1.4未満となると、Coが多く溶出する虞がある。
LiCoO2粒子をNiおよびMnを含む被覆層で被覆した正極活物質粒子の粉末では、Coの溶出を特に抑制することができる。
The following can be seen from the above evaluation results.
When the peak intensity ratio I A / I B is 2.5 or more, the cycle characteristics may deteriorate. On the other hand, if the peak intensity ratio I A / I B is less than 1.4, a large amount of Co may be eluted.
In the powder of the positive electrode active material particles in which LiCoO 2 particles are coated with a coating layer containing Ni and Mn, the elution of Co can be particularly suppressed.

以上、本開示の実施形態およびその変形例、ならびに実施例について具体的に説明したが、本開示は、上述の実施形態およびその変形例、ならびに実施例に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。 Although the embodiments of the present disclosure, variations thereof, and examples have been specifically described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, variations thereof, and examples, and the present disclosure is not limited to the above-mentioned embodiments. Various modifications based on technical ideas are possible.

例えば、上述の実施形態およびその変形例、ならびに実施例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。また、化合物などの化学式は代表的なものであって、同じ化合物の一般名称であれば、記載された価数などに限定されない。 For example, the above-described embodiments and modifications thereof, as well as the configurations, methods, processes, shapes, materials, numerical values, and the like given in the embodiments are merely examples, and different configurations, methods, processes, and shapes may be used as necessary. , Materials and numerical values may be used. Further, the chemical formula of a compound or the like is typical, and if it is a general name of the same compound, it is not limited to the stated valence and the like.

また、上述の実施形態およびその変形例、ならびに実施例の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本開示の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。 In addition, the above-described embodiments and modifications thereof, as well as the configurations, methods, processes, shapes, materials, numerical values, and the like of the embodiments can be combined with each other as long as they do not deviate from the gist of the present disclosure.

また、上述の実施形態および実施例では、円筒型およびラミネートフィルム型の二次電池に本開示を適用した例について説明したが、電池の形状は特に限定されるものではない。例えば、角型やコイン型などの二次電池に本開示を適用することも可能であるし、スマートウオッチ、ヘッドマウントディスプレイ、iGlass(登録商標)などのウェアラブル端末に搭載されるフレキシブル電池などに本開示を適用することも可能である。 Further, in the above-described embodiments and examples, examples of applying the present disclosure to cylindrical and laminated film type secondary batteries have been described, but the shape of the battery is not particularly limited. For example, the present disclosure can be applied to secondary batteries such as square type and coin type, and can be applied to flexible batteries mounted on smart watches, head-mounted displays, wearable terminals such as iGlass (registered trademark), and the like. It is also possible to apply the disclosure.

また、上述の実施形態および実施例では、巻回型の二次電池に対して本開示を適用した例について説明したが、電池の構造はこれに限定されるものではなく、例えば、正極および負極をセパレータを介して積層した積層型の電池(スタック型の電池)、またはセパレータを間に挟んだ正極および負極を折り畳んだ電池などに対しても本開示は適用可能である。 Further, in the above-described embodiments and examples, an example in which the present disclosure is applied to a wound type secondary battery has been described, but the structure of the battery is not limited to this, and for example, a positive electrode and a negative electrode are described. The present disclosure is also applicable to a laminated battery (stack type battery) in which the batteries are laminated via a separator, or a battery in which a positive electrode and a negative electrode are folded with a separator sandwiched between them.

また、上述の実施形態および実施例では、本開示をリチウムイオン二次電池およびリチウムイオンポリマー二次電池に適用した例について説明したが、本開示を適用可能な電池の種類はこれに限定されるものではい。例えば、全固体リチウムイオン二次電池などの全固体電池に本開示を適用してもよい。 Further, in the above-described embodiments and examples, an example in which the present disclosure is applied to a lithium ion secondary battery and a lithium ion polymer secondary battery has been described, but the types of batteries to which the present disclosure can be applied are limited to this. Not a thing. For example, the present disclosure may be applied to an all-solid-state battery such as an all-solid-state lithium-ion secondary battery.

また、上述の実施形態および実施例では、電極が集電体と活物質層とを備える構成を例として説明したが、電極の構成はこれに限定されるもではない。例えば、電極が活物質層のみからなる構成としてもよい。 Further, in the above-described embodiments and examples, the configuration in which the electrode includes the current collector and the active material layer has been described as an example, but the configuration of the electrode is not limited to this. For example, the electrode may be configured to consist only of an active material layer.

また、本開示は以下の構成を採用することもできる。
(1)
正極活物質粒子の粉末を含む正極と、負極と、電解質とを備え、
前記正極活物質粒子は、コバルト酸リチウムおよびコバルト酸リチウムのコバルトの一部が他の金属元素で置換されたもののうちの少なくとも1種を含み、7.94keVの硬X線を用いた硬X線光電子分光法で前記正極活物質粒子の表面のO1s軌道のスペクトルを測定したときに結合エネルギー528eV以上532eV以下の領域Aおよび532eVを超え536eV以下の領域Bにおいてピークを示し、
前記領域A、前記領域Bそれぞれにおけるピークの最大強度をIA、IBとしたときに、ピーク強度比IA/IBが、IA/IB<2.5の関係を満たす電池。
(2)
前記正極活物質粒子の粉末は、下記の式(1)で表される平均組成を有する(1)に記載の電池。
LixCo1-yy2-z ・・・(1)
(Mは、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、チタン、バナジウム、クロム、鉄、銅、亜鉛、モリブデン、スズ、タングステン、ジルコニウム、イットリウム、ニオブ、カルシウム、ストロンチウム、ビスマス、ナトリウム、カリウム、ケイ素およびリンのうちの少なくとも1種である。x、yおよびzは、0≦x≦1、0≦y<0.5および−0.1≦z≦0.2を満たす。)
(3)
前記正極活物質粒子は、
前記コバルト酸リチウムを含む粒子と、
前記粒子の表面の少なくとも一部を被覆する被覆層と
を備え、
前記被覆層は、リチウムと、ニッケルと、マンガンと、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、チタン、バナジウム、クロム、鉄、コバルト、銅、亜鉛、モリブデン、スズ、タングステン、ジルコニウム、イットリウム、ニオブ、カルシウムおよびストロンチウムからなる群のうちの少なくとも1種の元素とを含む酸化物を含む(1)または(2)記載の電池。
(4)
前記正極活物質粒子は、
前記コバルト酸リチウムを含む粒子と、
前記粒子の表面の少なくとも一部を被覆する被覆層と
を備え、
前記被覆層は、リチウムと、ニッケルと、マンガンとを含む酸化物を含む(1)から(3)のいずれかに記載の電池。
(5)
前記ピーク強度比IA/IBが、1.4≦IA/IB<2.5の関係を満たす(1)から(4)のいずれかに記載の電池。
(6)
前記ピーク強度比IA/IBが、1.4≦IA/IB≦2の関係を満たす(1)から(5)のいずれかに記載の電池。
(7)
前記正極活物質粒子の表面は、前記正極活物質粒子の内部に比べて酸素が欠損した状態にある(1)から(6)のいずれかに記載の電池。
(8)
正極活物質粒子の粉末を含み、
前記正極活物質粒子は、コバルト酸リチウムおよびコバルト酸リチウムのコバルトの一部が他の金属元素で置換されたもののうちの少なくとも1種を含み、7.94keVの硬X線を用いた硬X線光電子分光法で前記正極活物質粒子の表面のO1s軌道のスペクトルを測定したときに結合エネルギー528eV以上532eV以下の領域Aおよび532eVを超え536eV以下の領域Bにおいてピークを示し、
前記領域A、前記領域Bそれぞれにおけるピークの最大強度をIA、IBとしたときに、ピーク強度比IA/IBが、IA/IB<2.5の関係を満たす正極活物質。
(9)
正極活物質粒子の粉末を含み、
前記正極活物質粒子は、コバルト酸リチウムおよびコバルト酸リチウムのコバルトの一部が他の金属元素で置換されたもののうちの少なくとも1種を含み、7.94keVの硬X線を用いた硬X線光電子分光法で前記正極活物質粒子の表面のO1s軌道のスペクトルを測定したときに結合エネルギー528eV以上532eV以下の領域Aおよび532eVを超え536eV以下の領域Bにおいてピークを示し、
前記領域A、前記領域Bそれぞれにおけるピークの最大強度をIA、IBとしたときに、ピーク強度比IA/IBが、IA/IB<2.5の関係を満たす正極。
(10)
(1)から(7)のいずれかに記載の電池と、
前記電池を制御する制御部と、
を備える電池パック。
(11)
(1)から(7)のいずれかに記載の電池を備え、
前記電池から電力の供給を受ける電子機器。
(12)
(1)から(7)のいずれかに記載の電池と、
前記電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
前記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
を備える電動車両。
(13)
(1)から(7)のいずれかに記載の電池を備え、
前記電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
(14)
(1)から(7)のいずれかに記載の電池を備え、
前記電池から電力の供給を受ける電力システム。
The present disclosure may also adopt the following configuration.
(1)
A positive electrode containing powder of positive electrode active material particles, a negative electrode, and an electrolyte are provided.
The positive electrode active material particles contain at least one of lithium cobalt oxide and a part of lithium cobalt oxide substituted with other metal elements, and hard X-rays using 7.94 keV hard X-rays. When the spectrum of the O1s orbital on the surface of the positive electrode active material particles was measured by photoelectron spectroscopy, peaks were shown in the region A with a coupling energy of 528 eV or more and 532 eV or less and the region B of more than 532 eV and 536 eV or less.
A battery in which the peak intensity ratio I A / I B satisfies the relationship of I A / I B <2.5 when the maximum intensities of the peaks in the regions A and B are I A and I B, respectively.
(2)
The battery according to (1), wherein the powder of the positive electrode active material particles has an average composition represented by the following formula (1).
Li x Co 1-y M y O 2-z ··· (1)
(M is of magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper, zinc, molybdenum, tin, tungsten, zirconium, yttrium, niobium, calcium, strontium, bismuth, sodium, potassium, silicon and phosphorus. At least one kind. X, y and z satisfy 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y <0.5 and −0.1 ≦ z ≦ 0.2).
(3)
The positive electrode active material particles are
The particles containing lithium cobalt oxide and
A coating layer covering at least a part of the surface of the particles is provided.
The coating layer is made of lithium, nickel, manganese, magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, cobalt, copper, zinc, molybdenum, tin, tungsten, zirconium, ittrium, niobium, calcium and strontium. The battery according to (1) or (2), which comprises an oxide containing at least one element in the group.
(4)
The positive electrode active material particles are
The particles containing lithium cobalt oxide and
A coating layer covering at least a part of the surface of the particles is provided.
The battery according to any one of (1) to (3), wherein the coating layer contains an oxide containing lithium, nickel, and manganese.
(5)
The battery according to any one of (1) to (4), wherein the peak intensity ratio I A / I B satisfies the relationship of 1.4 ≤ I A / I B <2.5.
(6)
The battery according to any one of (1) to (5), wherein the peak intensity ratio I A / I B satisfies the relationship of 1.4 ≤ I A / I B ≤ 2.
(7)
The battery according to any one of (1) to (6), wherein the surface of the positive electrode active material particles is in a state of lacking oxygen as compared with the inside of the positive electrode active material particles.
(8)
Contains powder of positive electrode active material particles,
The positive electrode active material particles contain at least one of lithium cobalt oxide and a part of lithium cobalt oxide substituted with other metal elements, and hard X-rays using 7.94 keV hard X-rays. When the spectrum of the O1s orbital on the surface of the positive electrode active material particles was measured by photoelectron spectroscopy, peaks were shown in the region A with a coupling energy of 528 eV or more and 532 eV or less and the region B of more than 532 eV and 536 eV or less.
When the maximum intensities of the peaks in the regions A and B are I A and I B , the peak intensity ratio I A / I B satisfies the relationship of I A / I B <2.5. ..
(9)
Contains powder of positive electrode active material particles,
The positive electrode active material particles contain at least one of lithium cobalt oxide and a part of lithium cobalt oxide substituted with other metal elements, and hard X-rays using 7.94 keV hard X-rays. When the spectrum of the O1s orbital on the surface of the positive electrode active material particles was measured by photoelectron spectroscopy, peaks were shown in the region A with a coupling energy of 528 eV or more and 532 eV or less and the region B of more than 532 eV and 536 eV or less.
A positive electrode in which the peak intensity ratio I A / I B satisfies the relationship of I A / I B <2.5 when the maximum intensities of the peaks in the regions A and B are I A and I B, respectively.
(10)
The battery according to any one of (1) to (7) and
A control unit that controls the battery and
Battery pack with.
(11)
Equipped with the battery according to any one of (1) to (7),
An electronic device that receives power from the battery.
(12)
The battery according to any one of (1) to (7) and
A conversion device that receives electric power from the battery and converts it into vehicle driving force.
An electric vehicle including a control device that processes information related to vehicle control based on the information on the battery.
(13)
Equipped with the battery according to any one of (1) to (7),
A power storage device that supplies electric power to an electronic device connected to the battery.
(14)
Equipped with the battery according to any one of (1) to (7),
A power system that receives power from the battery.

11 電池缶
12、13 絶縁板
14 電池蓋
15 安全弁機構
15A ディスク板
16 熱感抵抗素子
17 ガスケット
20 巻回型電極体
21 正極
21A 正極集電体
21B 正極活物質層
22 負極
22A 負極集電体
22B 負極活物質層
23 セパレータ
24 センターピン
25 正極リード
26 負極リード
11 Battery can 12, 13 Insulation plate 14 Battery lid 15 Safety valve mechanism 15A Disc plate 16 Heat-sensitive resistance element 17 Gasket 20 Winding type electrode body 21 Positive electrode 21A Positive electrode collector 21B Positive electrode active material layer 22 Negative electrode 22A Negative electrode current collector 22B Negative electrode active material layer 23 Separator 24 Center pin 25 Positive electrode lead 26 Negative electrode lead

Claims (12)

正極活物質粒子の粉末を含む正極と、負極と、電解質とを備え、
前記正極活物質粒子は、コバルト酸リチウムおよびコバルト酸リチウムのコバルトの一部が他の金属元素で置換されたもののうちの少なくとも1種を含み、前記正極活物質粒子の表面は、前記正極活物質粒子の内部に比べて酸素が欠損した状態にあり、7.94keVの硬X線を用いた硬X線光電子分光法で前記正極活物質粒子の表面のO1s軌道のスペクトルを測定したときに結合エネルギー528eV以上532eV以下の領域Aおよび532eVを超え536eV以下の領域Bにおいてピークを示し、
前記領域A、前記領域Bそれぞれにおけるピークの最大強度をI、Iとしたときに、ピーク強度比I/Iが、1.4≦/I<2.5の関係を満たす電池。
A positive electrode containing powder of positive electrode active material particles, a negative electrode, and an electrolyte are provided.
The positive electrode active material particles contain at least one of lithium cobaltate and a part of cobalt of lithium cobaltate substituted with other metal elements, and the surface of the positive electrode active material particles is the positive electrode active material. Oxygen is deficient compared to the inside of the particles, and the bond energy is measured when the spectrum of the O1s orbital on the surface of the positive electrode active material particles is measured by hard X-ray photoelectron spectroscopy using 7.94 keV hard X-rays. Peaks were shown in the region A of 528 eV or more and 532 eV or less and the region B of more than 532 eV and 536 eV or less.
The region A, the region B a maximum intensity of the peak in each I A, when the I B, the peak intensity ratio I A / I B is, 1.4 ≦ I A / I B <2.5 in the relationship Batteries to fill.
前記正極活物質粒子の粉末は、下記の式(1)で表される平均組成を有する請求項1に記載の電池。
LiCo1−y2−z ・・・(1)
(Mは、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、チタン、バナジウム、クロム、鉄、銅、亜鉛、モリブデン、スズ、タングステン、ジルコニウム、イットリウム、ニオブ、カルシウム、ストロンチウム、ビスマス、ナトリウム、カリウム、ケイ素およびリンのうちの少なくとも1種である。x、yおよびzは、0≦x≦1、0≦y<0.5および−0.1≦z≦0.2を満たす。)
The battery according to claim 1, wherein the powder of the positive electrode active material particles has an average composition represented by the following formula (1).
Li x Co 1-y M y O 2-z ··· (1)
(M is of magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper, zinc, molybdenum, tin, tungsten, zirconium, yttrium, niobium, calcium, strontium, bismuth, sodium, potassium, silicon and phosphorus. At least one kind. X, y and z satisfy 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y <0.5 and −0.1 ≦ z ≦ 0.2).
前記正極活物質粒子は、
前記コバルト酸リチウムを含む粒子と、
前記粒子の表面の少なくとも一部を被覆する被覆層と
を備え、
前記被覆層は、リチウムと、ニッケルと、マンガンと、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、チタン、バナジウム、クロム、鉄、コバルト、銅、亜鉛、モリブデン、スズ、タングステン、ジルコニウム、イットリウム、ニオブ、カルシウムおよびストロンチウムからなる群のうちの少なくとも1種の元素とを含む酸化物を含む請求項1記載の電池。
The positive electrode active material particles are
The particles containing lithium cobalt oxide and
A coating layer covering at least a part of the surface of the particles is provided.
The coating layer is made of lithium, nickel, manganese, magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, cobalt, copper, zinc, molybdenum, tin, tungsten, zirconium, ittrium, niobium, calcium and strontium. The battery according to claim 1, which comprises an oxide containing at least one element in the group.
前記正極活物質粒子は、
前記コバルト酸リチウムを含む粒子と、
前記粒子の表面の少なくとも一部を被覆する被覆層と
を備え、
前記被覆層は、リチウムと、ニッケルと、マンガンとを含む酸化物を含む請求項1記載の電池。
The positive electrode active material particles are
The particles containing lithium cobalt oxide and
A coating layer covering at least a part of the surface of the particles is provided.
The battery according to claim 1, wherein the coating layer contains an oxide containing lithium, nickel, and manganese.
前記ピーク強度比I/Iが、1.4≦I/I≦2の関係を満たす請求項1から4のいずれか1項に記載の電池。 The peak intensity ratio I A / I B is, 1.4 ≦ I A / I cell according to any one of claims 1 4 satisfying B ≦ 2 relationship. 正極活物質粒子の粉末を含み、
前記正極活物質粒子は、コバルト酸リチウムおよびコバルト酸リチウムのコバルトの一部が他の金属元素で置換されたもののうちの少なくとも1種を含み、前記正極活物質粒子の表面は、前記正極活物質粒子の内部に比べて酸素が欠損した状態にあり、7.94keVの硬X線を用いた硬X線光電子分光法で前記正極活物質粒子の表面のO1s軌道のスペクトルを測定したときに結合エネルギー528eV以上532eV以下の領域Aおよび532eVを超え536eV以下の領域Bにおいてピークを示し、
前記領域A、前記領域Bそれぞれにおけるピークの最大強度をI、Iとしたときに、ピーク強度比I/Iが、1.4≦/I<2.5の関係を満たす正極活物質。
Contains powder of positive electrode active material particles,
The positive electrode active material particles contain at least one of lithium cobaltate and a part of cobalt of lithium cobaltate substituted with other metal elements, and the surface of the positive electrode active material particles is the positive electrode active material. Oxygen is deficient compared to the inside of the particles, and the bond energy is measured when the spectrum of the O1s orbital on the surface of the positive electrode active material particles is measured by hard X-ray photoelectron spectroscopy using 7.94 keV hard X-rays. Peaks were shown in the region A of 528 eV or more and 532 eV or less and the region B of more than 532 eV and 536 eV or less.
The region A, the region B a maximum intensity of the peak in each I A, when the I B, the peak intensity ratio I A / I B is, 1.4 ≦ I A / I B <2.5 in the relationship Positive electrode active material to meet.
正極活物質粒子の粉末を含み、
前記正極活物質粒子は、コバルト酸リチウムおよびコバルト酸リチウムのコバルトの一部が他の金属元素で置換されたもののうちの少なくとも1種を含み、前記正極活物質粒子の表面は、前記正極活物質粒子の内部に比べて酸素が欠損した状態にあり、7.94keVの硬X線を用いた硬X線光電子分光法で前記正極活物質粒子の表面のO1s軌道のスペクトルを測定したときに結合エネルギー528eV以上532eV以下の領域Aおよび532eVを超え536eV以下の領域Bにおいてピークを示し、
前記領域A、前記領域Bそれぞれにおけるピークの最大強度をI、Iとしたときに、ピーク強度比I/Iが、1.4≦/I<2.5の関係を満たす正極。
Contains powder of positive electrode active material particles,
The positive electrode active material particles contain at least one of lithium cobaltate and a part of cobalt of lithium cobaltate substituted with other metal elements, and the surface of the positive electrode active material particles is the positive electrode active material. Oxygen is deficient compared to the inside of the particles, and the bond energy is measured when the spectrum of the O1s orbital on the surface of the positive electrode active material particles is measured by hard X-ray photoelectron spectroscopy using 7.94 keV hard X-rays. Peaks were shown in the region A of 528 eV or more and 532 eV or less and the region B of more than 532 eV and 536 eV or less.
The region A, the region B a maximum intensity of the peak in each I A, when the I B, the peak intensity ratio I A / I B is, 1.4 ≦ I A / I B <2.5 in the relationship Positive electrode to meet.
請求項1から5のいずれか1項に記載の前記電池と、
前記電池を制御する制御部と、
を備える電池パック。
The battery according to any one of claims 1 to 5.
A control unit that controls the battery and
Battery pack with.
請求項1から5のいずれか1項に記載の前記電池を備え、
前記電池から電力の供給を受ける電子機器。
The battery according to any one of claims 1 to 5 is provided.
An electronic device that receives power from the battery.
請求項1から5のいずれか1項に記載の前記電池と、
前記電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
前記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
を備える電動車両。
The battery according to any one of claims 1 to 5.
A conversion device that receives electric power from the battery and converts it into vehicle driving force.
An electric vehicle including a control device that processes information related to vehicle control based on the information on the battery.
請求項1から5のいずれか1項に記載の前記電池を備え、
前記電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
The battery according to any one of claims 1 to 5 is provided.
A power storage device that supplies electric power to an electronic device connected to the battery.
請求項1から5のいずれか1項に記載の前記電池を備え、
前記電池から電力の供給を受ける電力システム。
The battery according to any one of claims 1 to 5 is provided.
A power system that receives power from the battery.
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