JP7003006B2 - Manufacturing method of negative electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

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Description

本発明は、非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery.

近年、モバイル端末などに代表される小型の電子機器が広く普及しており、さらなる小型化、軽量化及び長寿命化が強く求められている。このような市場要求に対し、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。この二次電池は、小型の電子機器に限らず、自動車などに代表される大型の電子機器、家屋などに代表される電力貯蔵システムへの適用も検討されている。 In recent years, small electronic devices such as mobile terminals have become widespread, and further miniaturization, weight reduction, and long life are strongly required. In response to such market demands, the development of a secondary battery that is particularly compact, lightweight, and capable of obtaining a high energy density is underway. This secondary battery is being considered for application not only to small electronic devices but also to large electronic devices such as automobiles and power storage systems such as houses.

その中でも、リチウムイオン二次電池は小型かつ高容量化が行いやすく、また、鉛電池、ニッケルカドミウム電池よりも高いエネルギー密度が得られるため、大いに期待されている。 Among them, lithium-ion secondary batteries are highly expected because they are compact and easy to increase in capacity, and can obtain higher energy density than lead-acid batteries and nickel-cadmium batteries.

上記のリチウムイオン二次電池は、正極および負極、セパレータと共に電解液を備えており、負極は充放電反応に関わる負極活物質を含んでいる。 The above-mentioned lithium ion secondary battery includes an electrolytic solution together with a positive electrode, a negative electrode, and a separator, and the negative electrode contains a negative electrode active material involved in a charge / discharge reaction.

この負極活物質としては、炭素材料が広く使用されている一方で、最近の市場要求から電池容量のさらなる向上が求められている。電池容量向上のために、負極活物質材としてケイ素を用いることが検討されている。なぜならば、ケイ素の理論容量(4199mAh/g)は黒鉛の理論容量(372mAh/g)よりも10倍以上大きいため、電池容量の大幅な向上を期待できるからである。負極活物質材としてのケイ素材の開発はケイ素単体だけではなく、合金、酸化物に代表される化合物などについても検討されている。また、活物質形状は、炭素材では標準的な塗布型から、集電体に直接堆積する一体型まで検討されている。 While carbon materials are widely used as the negative electrode active material, further improvement in battery capacity is required due to recent market demands. In order to improve the battery capacity, it is being studied to use silicon as a negative electrode active material. This is because the theoretical capacity of silicon (4199 mAh / g) is more than 10 times larger than the theoretical capacity of graphite (372 mAh / g), so that a significant improvement in battery capacity can be expected. The development of Kay material as a negative electrode active material is being studied not only for silicon alone, but also for alloys and compounds typified by oxides. In addition, the shape of the active material has been studied from the standard coating type for carbon materials to the integrated type that deposits directly on the current collector.

しかしながら、負極活物質としてケイ素を主原料として用いると、充放電時に負極活物質が膨張及び収縮するため、主に負極活物質表層近傍で割れやすくなる。また、活物質内部にイオン性物質が生成し、負極活物質が割れやすい物質となる。負極活物質表層が割れると、それによって新表面が生じ、活物質の反応面積が増加する。この時、新表面において電解液の分解反応が生じるとともに、新表面に電解液の分解物である被膜が形成されるため電解液が消費される。このためサイクル特性が低下しやすくなる。 However, when silicon is used as the main raw material as the negative electrode active material, the negative electrode active material expands and contracts during charging and discharging, so that it is easily cracked mainly in the vicinity of the surface layer of the negative electrode active material. In addition, an ionic substance is generated inside the active material, and the negative electrode active material becomes a fragile substance. When the surface layer of the negative electrode active material is cracked, a new surface is created, which increases the reaction area of the active material. At this time, the decomposition reaction of the electrolytic solution occurs on the new surface, and the electrolytic solution is consumed because a film which is a decomposition product of the electrolytic solution is formed on the new surface. Therefore, the cycle characteristics tend to deteriorate.

これまでに、電池初期効率やサイクル特性を向上させるために、ケイ素材を主材としたリチウムイオン二次電池用負極材料、電極構成についてさまざまな検討がなされている。 So far, in order to improve the initial efficiency of the battery and the cycle characteristics, various studies have been made on the negative electrode material for lithium ion secondary batteries and the electrode configuration, which are mainly made of Kay material.

具体的には、良好なサイクル特性や高い安全性を得る目的で、気相法を用いケイ素及びアモルファス二酸化ケイ素を同時に堆積させている(例えば特許文献1参照)。また、高い電池容量や安全性を得るために、ケイ素酸化物粒子の表層に炭素材(電子伝導材)を設けている(例えば特許文献2参照)。さらに、サイクル特性を改善するとともに高入出力特性を得るために、ケイ素及び酸素を含有する活物質を作製し、かつ、集電体近傍での酸素比率が高い活物質層を形成している(例えば特許文献3参照)。また、サイクル特性を向上させるために、ケイ素活物質中に酸素を含有させ、平均酸素含有量が40at%以下であり、かつ集電体に近い場所で酸素含有量が多くなるように形成している(例えば特許文献4参照)。 Specifically, silicon and amorphous silicon dioxide are simultaneously deposited using the vapor phase method for the purpose of obtaining good cycle characteristics and high safety (see, for example, Patent Document 1). Further, in order to obtain high battery capacity and safety, a carbon material (electron conductive material) is provided on the surface layer of the silicon oxide particles (see, for example, Patent Document 2). Further, in order to improve the cycle characteristics and obtain high input / output characteristics, an active material containing silicon and oxygen is prepared, and an active material layer having a high oxygen ratio is formed in the vicinity of the current collector (). For example, see Patent Document 3). Further, in order to improve the cycle characteristics, oxygen is contained in the silicon active material, and the average oxygen content is 40 at% or less, and the oxygen content is increased in a place close to the current collector. (See, for example, Patent Document 4).

また、初回充放電効率を改善するためにSi相、SiO、MO金属酸化物を含有するナノ複合体を用いている(例えば特許文献5参照)。また、サイクル特性改善のため、SiO(0.8≦x≦1.5、粒径範囲=1μm~50μm)と炭素材を混合して高温焼成している(例えば特許文献6参照)。また、サイクル特性改善のために、負極活物質中におけるケイ素に対する酸素のモル比を0.1~1.2とし、活物質、集電体界面近傍におけるモル比の最大値、最小値との差が0.4以下となる範囲で活物質の制御を行っている(例えば特許文献7参照)。また、電池負荷特性を向上させるため、リチウムを含有した金属酸化物を用いている(例えば特許文献8参照)。また、サイクル特性を改善させるために、ケイ素材表層にシラン化合物などの疎水層を形成している(例えば特許文献9参照)。 Further, in order to improve the initial charge / discharge efficiency, a nanocomposite containing a Si phase, SiO 2 , and My O metal oxide is used (see, for example, Patent Document 5). Further, in order to improve the cycle characteristics, SiO x (0.8 ≦ x ≦ 1.5, particle size range = 1 μm to 50 μm) and a carbon material are mixed and fired at a high temperature (see, for example, Patent Document 6). In addition, in order to improve the cycle characteristics, the molar ratio of oxygen to silicon in the negative electrode active material is set to 0.1 to 1.2, and the difference between the maximum and minimum molar ratios near the interface between the active material and the current collector is set. The active material is controlled within the range of 0.4 or less (see, for example, Patent Document 7). Further, in order to improve the battery load characteristics, a metal oxide containing lithium is used (see, for example, Patent Document 8). Further, in order to improve the cycle characteristics, a hydrophobic layer such as a silane compound is formed on the surface layer of the Kay material (see, for example, Patent Document 9).

また、サイクル特性改善のため、酸化ケイ素を用い、その表層に黒鉛被膜を形成することで導電性を付与している(例えば特許文献10参照)。特許文献10において、黒鉛被膜に関するラマンスペクトルから得られるシフト値に関して、1330cm-1及び1580cm-1にブロードなピークが現れるとともに、それらの強度比I1330/I1580が1.5<I1330/I1580<3となっている。また、高い電池容量、サイクル特性の改善のため、二酸化ケイ素中に分散されたケイ素微結晶相を有する粒子を用いている(例えば、特許文献11参照)。また、過充電、過放電特性を向上させるために、ケイ素と酸素の原子数比を1:y(0<y<2)に制御したケイ素酸化物を用いている(例えば特許文献12参照)。また、高い電池容量、サイクル特性の改善のため、ケイ素と炭素の混合電極を作成しケイ素比率を5wt%以上13wt%以下で設計している(例えば、特許文献13参照)。 Further, in order to improve the cycle characteristics, silicon oxide is used and a graphite film is formed on the surface layer thereof to impart conductivity (see, for example, Patent Document 10). In Patent Document 10, broad peaks appear at 1330 cm -1 and 1580 cm -1 with respect to the shift value obtained from the Raman spectrum for the graphite coating, and their intensity ratios I 1330 / I 1580 are 1.5 <I 1330 / I. 1580 <3. Further, in order to improve the battery capacity and cycle characteristics, particles having a silicon microcrystalline phase dispersed in silicon dioxide are used (see, for example, Patent Document 11). Further, in order to improve the overcharge and overdischarge characteristics, a silicon oxide in which the atomic number ratio of silicon and oxygen is controlled to 1: y (0 <y <2) is used (see, for example, Patent Document 12). Further, in order to improve the high battery capacity and cycle characteristics, a mixed electrode of silicon and carbon is prepared and the silicon ratio is designed to be 5 wt% or more and 13 wt% or less (see, for example, Patent Document 13).

特開2001-185127号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-185127 特開2002-042806号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-042806 特開2006-164954号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-164954 特開2006-114454号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-114454 特開2009-070825号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-070825 特開2008-282819号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-282819 特開2008-251369号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-251369 特開2008-177346号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-177346 特開2007-234255号公報JP-A-2007-234255 特開2009-212074号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-21204 特開2009-205950号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-205950 特許第2997741号明細書Japanese Patent No. 2997741 特開2010-092830号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-922830

上述したように、近年、モバイル端末などに代表される小型の電子機器は高性能化、多機能化がすすめられており、その主電源であるリチウムイオン二次電池は電池容量の増加が求められている。この問題を解決する1つの手法として、ケイ素材を主材として用いた負極からなるリチウムイオン二次電池の開発が望まれている。 As mentioned above, in recent years, small electronic devices such as mobile terminals have been promoted to have higher performance and higher functionality, and the lithium ion secondary battery, which is the main power source thereof, is required to have an increased battery capacity. ing. As one method for solving this problem, it is desired to develop a lithium ion secondary battery made of a negative electrode using a Kay material as a main material.

酸化珪素をリチウムイオン二次電池用負極活物質として用い、高容量の電極を得ているが、未だ初回充放電時における不可逆容量が大きく、改良する余地があり、リチウムイオン二次電池用負極活物質としてはまだ不十分である。特許文献5では、初回充放電効率を改善するためにSi相、SiO、MO金属酸化物を含有するナノ複合体を用いているが、十分に電池特性を向上できる良好な負極活物質(負極材)は得られていなかった。 Silicon oxide is used as the negative electrode active material for lithium-ion secondary batteries to obtain high-capacity electrodes, but the irreversible capacity at the time of initial charging and discharging is still large, and there is room for improvement. It is still insufficient as a substance. In Patent Document 5, a nanocomposite containing a Si phase, SiO 2 , and My O metal oxide is used in order to improve the initial charge / discharge efficiency, but a good negative electrode active material capable of sufficiently improving battery characteristics. (Negative electrode material) was not obtained.

本発明は前述のような問題に鑑みてなされたもので、初回効率が良好な非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a method for producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery having good initial efficiency.

上記の課題を解決するために、本発明は、リチウムを含むケイ素化合物粒子を含有する負極活物質粒子を含む非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法であって、ケイ素化合物(SiO:0.5≦x≦1.6)を含むケイ素化合物粒子を作製する工程と、該ケイ素化合物粒子に、リチウム化合物を混合することにより混合原料とする工程と、前記混合原料を、酸素を1000ppm以下含む不活性ガスの存在下で焼成する工程とを含み、前記リチウムを含むケイ素化合物粒子を含む非水電解質二次電池用負極活物質を製造することを特徴とする非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention is a method for producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, which comprises negative electrode active material particles containing silicon compound particles containing lithium, wherein the silicon compound (SiO x ) is used. : 0.5 ≦ x ≦ 1.6) The step of producing silicon compound particles, the step of mixing the silicon compound particles with a lithium compound to make a mixed raw material, and the step of mixing the mixed raw material with 1000 ppm of oxygen. For a non-aqueous electrolyte secondary battery, which comprises a step of firing in the presence of an inert gas containing the following, and comprises producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery containing the silicon compound particles containing lithium. Provided is a method for producing a negative electrode active material.

このような非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法であれば、酸素が炉内雰囲気内に一定量存在する事により、製造した負極活物質は、リチウムイオンが充放電されやすい表面状態となる。これにより、充放電効率の上昇効果が発現しやすくなるため、良好な初回効率を有する非水電解質二次電池用負極活物質を製造可能となる。 In such a method for producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, a certain amount of oxygen is present in the atmosphere inside the furnace, so that the produced negative electrode active material has a surface state in which lithium ions are easily charged and discharged. Will be. As a result, the effect of increasing the charge / discharge efficiency is likely to be exhibited, so that a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery having a good initial efficiency can be manufactured.

このとき、前記ケイ素化合物粒子を作製する工程の後、前記混合原料とする工程よりも前に、前記ケイ素化合物粒子の表面の少なくとも一部に炭素被膜を形成する工程を含むことが好ましい。 At this time, it is preferable to include a step of forming a carbon film on at least a part of the surface of the silicon compound particles after the step of producing the silicon compound particles and before the step of using the mixed raw material.

上記のようにケイ素化合物粒子の表面の少なくとも一部に炭素被膜を形成することにより、ケイ素化合物の表面の少なくとも一部が炭素被膜で被覆されたものとなり、導電性に優れるものとなる。そのため、本発明の負極活物質の製造方法により製造された負極活物質を使用すれば、Liを用いて改質されたケイ素化合物本来の特性を生かした高い電池容量及び良好なサイクル維持率を有する非水電解質二次電池を工業的な生産において優位に製造可能となる。 By forming a carbon film on at least a part of the surface of the silicon compound particles as described above, at least a part of the surface of the silicon compound is covered with the carbon film, and the conductivity is excellent. Therefore, if the negative electrode active material produced by the method for producing the negative electrode active material of the present invention is used, it has a high battery capacity and a good cycle maintenance rate utilizing the original characteristics of the silicon compound modified with Li. It will be possible to manufacture non-aqueous electrolyte secondary batteries in an advantageous manner in industrial production.

また、前記リチウム化合物として、水素化リチウム及び窒化リチウムのうち少なくともいずれか一方を含むことが好ましい。 Further, it is preferable that the lithium compound contains at least one of lithium hydride and lithium nitride.

リチウム源として水素化リチウム及び窒化リチウムのうち少なくともいずれか一方を用いることで、酸素によるケイ素化合物の酸化を抑制することができ、良好な初回効率を有する非水電解質二次電池用負極活物質を製造可能となる。 By using at least one of lithium hydride and lithium nitride as the lithium source, oxidation of the silicon compound by oxygen can be suppressed, and a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery having good initial efficiency can be obtained. It can be manufactured.

また、前記焼成する工程において、前記混合原料の温度を300℃以上700℃以下で30分以上保持することが好ましい。 Further, in the firing step, it is preferable to keep the temperature of the mixed raw material at 300 ° C. or higher and 700 ° C. or lower for 30 minutes or longer.

混合原料の温度を300℃以上700℃以下で30分以上保持してから、最高温度に上昇させることで発熱挙動がマイルドになり、安全な焼成が可能となる。 By keeping the temperature of the mixed raw material at 300 ° C. or higher and 700 ° C. or lower for 30 minutes or longer and then raising the temperature to the maximum temperature, the heat generation behavior becomes mild and safe firing becomes possible.

また、前記焼成する工程の後、前記ケイ素化合物粒子の表面若しくは前記炭素被膜の表面、又はこれらの両方の全部又は少なくとも一部が、非晶質の金属酸化物及び金属水酸化物から成る複合体を含む複合層を形成する工程を含むことが好ましい。 Further, after the firing step, a composite in which the surface of the silicon compound particles, the surface of the carbon film, or both all or at least a part thereof is composed of an amorphous metal oxide and a metal hydroxide. It is preferable to include a step of forming a composite layer containing.

製造された負極活物質が複合層を有していると、サイクル性が高いものとなる。また、上記複合体が非晶質であれば、Liの授受が行われやすい。このように、導電性に優れ、かつ非晶質の金属酸化物及び金属水酸化物から成る複合体を含む複合層を有していると、サイクル特性が良好なものとなる。そのため、ケイ素化合物本来の特性を生かした高い電池容量及び良好なサイクル維持率を有する非水電解質二次電池を工業的な生産において優位に製造可能となる。また、金属酸化物、金属水酸化物は同等の性能を示す。 When the manufactured negative electrode active material has a composite layer, the cycleability is high. Further, if the complex is amorphous, Li can be easily exchanged. As described above, when the composite layer is excellent in conductivity and contains a complex composed of an amorphous metal oxide and a metal hydroxide, the cycle characteristics are good. Therefore, a non-aqueous electrolyte secondary battery having a high battery capacity and a good cycle maintenance rate, which makes the best use of the original characteristics of the silicon compound, can be manufactured advantageously in industrial production. In addition, metal oxides and metal hydroxides show the same performance.

また、このとき、前記非晶質の金属酸化物及び金属水酸化物が、アルミニウム、マグネシウム、チタニウム、及びジルコニウムのうち少なくとも1種の元素を含むことが好ましい。 At this time, it is preferable that the amorphous metal oxide and the metal hydroxide contain at least one element of aluminum, magnesium, titanium, and zirconium.

金属酸化物及び金属水酸化物が上記のような金属元素を含むことで、電極作製時のスラリーがより安定する。 Since the metal oxide and the metal hydroxide contain the above-mentioned metal elements, the slurry at the time of electrode production becomes more stable.

また、前記焼成する工程において、前記不活性ガスを窒素ガスを含むガスとすることにより、前記負極活物質粒子の表面にNOイオンを1質量ppm以上50質量ppm以下含有させることが好ましい。 Further, in the firing step, it is preferable that the inert gas is a gas containing nitrogen gas so that the surface of the negative electrode active material particles contains 1 mass ppm or more and 50 mass ppm or less of NO 3 ions.

製造された負極活物質粒子が、その表面にNOイオンを含み、NOイオンの含有量が前記負極活物質粒子の質量に対して1質量ppm以上50質量ppm以下であるものであれば、負極活物質粒子の分散液が中性に近い値を取り、電極作成の際のスラリーの安定性を向上させることができる。また、このような負極活物質粒子を用いて製造された二次電池は、高い電池容量及び良好な初回効率を有するとともに、工業的に優位に製造することが可能なものとなる。 If the produced negative electrode active material particles contain NO 3 ions on the surface thereof and the content of NO 3 ions is 1 mass ppm or more and 50 mass ppm or less with respect to the mass of the negative electrode active material particles, The dispersion liquid of the negative electrode active material particles takes a value close to neutral, and the stability of the slurry at the time of forming the electrode can be improved. Further, the secondary battery manufactured by using such negative electrode active material particles has a high battery capacity and good initial efficiency, and can be manufactured industrially superiorly.

本発明の負極活物質の製造方法は、充放電効率を向上させることができ、実質的に初回充放電特性を向上させることができる負極活物質を製造できる。また、この負極活物質を含む二次電池は、工業的に優位に生産可能であり、電池容量、サイクル特性、初回充放電特性が良好なものとなる。また、この二次電池を用いた電子機器、電動工具、電気自動車及び電力貯蔵システム等でも同様の効果を得ることができる。 The method for producing a negative electrode active material of the present invention can produce a negative electrode active material that can improve the charge / discharge efficiency and substantially improve the initial charge / discharge characteristics. Further, the secondary battery containing the negative electrode active material can be industrially produced in an advantageous manner, and the battery capacity, cycle characteristics, and initial charge / discharge characteristics are good. Further, the same effect can be obtained in electronic devices, electric tools, electric vehicles, power storage systems, etc. using the secondary battery.

本発明の負極活物質の製造方法により製造された負極活物質を含む負極の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the negative electrode containing the negative electrode active material produced by the manufacturing method of the negative electrode active material of this invention. 実施例1-1において負極活物質粒子から測定されたX線回折スペクトルである。It is an X-ray diffraction spectrum measured from the negative electrode active material particle in Example 1-1. 本発明の負極活物質の製造方法により製造された負極活物質を含むリチウムイオン二次電池の構成例(ラミネートフィルム型)を表す分解図である。It is an exploded view which shows the structural example (laminate film type) of the lithium ion secondary battery which contains the negative electrode active material produced by the manufacturing method of the negative electrode active material of this invention.

以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.

前述のように、リチウムイオン二次電池の電池容量を増加させる1つの手法として、ケイ素系活物質を主材として用いた負極をリチウムイオン二次電池の負極として用いることが検討されている。ケイ素系活物質を主材として用いたリチウムイオン二次電池は、炭素材を用いたリチウムイオン二次電池と同等に近いサイクル特性、初回効率が望まれているが、初回充放電時に不可逆なリチウムシリケートが生成されてしまい、炭素材を用いたリチウムイオン二次電池と同等に近い初回効率を得る事は困難であった。 As described above, as one method for increasing the battery capacity of a lithium ion secondary battery, it has been studied to use a negative electrode using a silicon-based active material as a main material as a negative electrode of a lithium ion secondary battery. A lithium-ion secondary battery using a silicon-based active material as a main material is desired to have cycle characteristics and initial efficiency close to those of a lithium-ion secondary battery using a carbon material, but irreversible lithium during initial charging and discharging. Since silicates were generated, it was difficult to obtain initial efficiency close to that of a lithium-ion secondary battery using a carbon material.

そこで、本発明者らは、高電池容量であるとともに、初回効率が良好な非水電解質二次電池を容易に製造することが可能な負極活物質を得るために鋭意検討を重ね、本発明に至った。 Therefore, the present inventors have made extensive studies in order to obtain a negative electrode active material capable of easily producing a non-aqueous electrolyte secondary battery having a high battery capacity and good initial efficiency, and have made the present invention. I arrived.

本発明は、非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法であって、充放電効率を改善するために、負極活物質の合成時に、ケイ素化合物とリチウム化合物と混合して、一定酸素濃度を含む不活性ガス下で焼成することで、Liの挿入、一部脱離により改質することを特徴とする非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法を提供する。従来、不活性雰囲気中の酸素は焼成時に悪影響を与える事が懸念されていたが、酸素がある一定範囲で含まれる方が、初回効率の向上効果が得られることがわかった。 The present invention is a method for producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, and in order to improve charge / discharge efficiency, a silicon compound and a lithium compound are mixed at the time of synthesizing the negative electrode active material to have a constant oxygen concentration. Provided is a method for producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, which comprises reforming by inserting and partially removing Li by firing under an inert gas containing. Conventionally, there was a concern that oxygen in an inert atmosphere would have an adverse effect during firing, but it was found that the effect of improving the initial efficiency can be obtained when oxygen is contained in a certain range.

本発明の非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法を説明する。 A method for producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention will be described.

まず、ケイ素化合物(SiO:0.5≦x≦1.6)を含むケイ素化合物粒子を作製する。次に、このケイ素化合物粒子に、リチウム化合物を混合することにより混合原料とする。次に、この混合原料を、酸素を1000ppm以下含む不活性ガスの存在下で焼成することで、ケイ素化合物粒子にLiを挿入、脱離することにより、ケイ素化合物粒子を改質する。このとき、同時にケイ素化合物粒子の内部や表面にLi化合物を生成させることができる。そして、このようにして製造された負極活物質粒子(ケイ素系活物質粒子)を用いて、導電助剤やバインダと混合するなどして、負極材及び負極電極を製造できる。 First, silicon compound particles containing a silicon compound (SiO x : 0.5 ≦ x ≦ 1.6) are produced. Next, a lithium compound is mixed with the silicon compound particles to obtain a mixed raw material. Next, the mixed raw material is fired in the presence of an inert gas containing 1000 ppm or less of oxygen to insert and desorb Li into the silicon compound particles, thereby modifying the silicon compound particles. At this time, the Li compound can be generated inside or on the surface of the silicon compound particles at the same time. Then, the negative electrode active material particles (silicon-based active material particles) produced in this manner can be mixed with a conductive auxiliary agent or a binder to produce a negative electrode material and a negative electrode.

また、ケイ素化合物粒子を作製する工程の後、混合原料とする工程よりも前に、ケイ素化合物粒子の表面の少なくとも一部に炭素被膜を形成する工程を含むことが好ましい。このようにケイ素化合物粒子の表面の少なくとも一部に炭素被膜を形成することにより、ケイ素化合物の表面の少なくとも一部が炭素被膜で被覆されたものとなり、導電性に優れるものとなる。そのため、本発明の負極活物質の製造方法により製造された負極活物質を使用すれば、Liを用いて改質されたケイ素化合物本来の特性を生かした高い電池容量及び良好なサイクル維持率を有する非水電解質二次電池を工業的な生産において優位に製造可能となる。 Further, it is preferable to include a step of forming a carbon film on at least a part of the surface of the silicon compound particles after the step of producing the silicon compound particles and before the step of using the mixed raw material. By forming a carbon film on at least a part of the surface of the silicon compound particles in this way, at least a part of the surface of the silicon compound is covered with the carbon film, and the conductivity is excellent. Therefore, if the negative electrode active material produced by the method for producing the negative electrode active material of the present invention is used, it has a high battery capacity and a good cycle maintenance rate utilizing the original characteristics of the silicon compound modified with Li. It will be possible to manufacture non-aqueous electrolyte secondary batteries in an advantageous manner in industrial production.

焼成時の不活性ガス雰囲気中の一定範囲の酸素の存在は、上記のように初回効率の向上に有用であるが、混合原料でケイ素化合物粒子(又は炭素被膜が表面に形成されたケイ素化合物粒子)と直接接触するリチウムドープ用リチウム化合物に酸素が含まれていると、酸素によりケイ素化合物粒子が過剰に酸化されてしまうことがあるので、リチウム化合物としては酸素を含まない水素化リチウム及び窒化リチウムのうち少なくともいずれかを用いることが好ましい。 The presence of a certain range of oxygen in the inert gas atmosphere during firing is useful for improving the initial efficiency as described above, but the silicon compound particles (or the silicon compound particles having a carbon film formed on the surface) of the mixed raw material are used. ), If oxygen is contained in the lithium compound for lithium doping, the silicon compound particles may be excessively oxidized by the oxygen. Therefore, as the lithium compound, lithium hydride and lithium nitride that do not contain oxygen are used. It is preferable to use at least one of them.

また、焼成する工程において、混合原料の温度を300℃以上700℃以下で30分以上保持することが好ましい。混合原料の温度を300℃以上700℃以下で30分以上保持してから、最高温度に上昇させることで発熱挙動がマイルドになり、安全な焼成が可能となる。
Further, in the firing step, it is preferable to keep the temperature of the mixed raw material at 300 ° C. or higher and 700 ° C. or lower for 30 minutes or longer. By keeping the temperature of the mixed raw material at 300 ° C. or higher and 700 ° C. or lower for 30 minutes or longer and then raising the temperature to the maximum temperature, the heat generation behavior becomes mild and safe firing becomes possible.

水素化リチウム及び窒化リチウムとSiOの反応は発熱反応である。その発熱反応による温度上昇により、炉の耐熱温度を超えて、焼成炉を傷める危険性を防止するため、よりマイルドに反応させることが好ましい。300℃以上700℃以下で30分以上保持してから最高温度に上昇させることで、発熱挙動がマイルドになり、安全な焼成が可能となる。また、より安全に合成するために、400~600℃の範囲で保持する方が好ましい。また、最終温度は500℃以上750℃以下が好ましく、最適温度は720℃程度である。 The reaction between lithium hydride and lithium nitride and SiO x is an exothermic reaction. It is preferable to make the reaction milder in order to prevent the risk of damaging the firing furnace by exceeding the heat resistant temperature of the furnace due to the temperature rise due to the exothermic reaction. By holding the temperature at 300 ° C. or higher and 700 ° C. or lower for 30 minutes or longer and then raising the temperature to the maximum temperature, the heat generation behavior becomes mild and safe firing becomes possible. Further, in order to synthesize more safely, it is preferable to keep the temperature in the range of 400 to 600 ° C. The final temperature is preferably 500 ° C. or higher and 750 ° C. or lower, and the optimum temperature is about 720 ° C.

また、焼成する工程の後、ケイ素化合物粒子の表面若しくは炭素被膜の表面、又はこれらの両方の全部又は少なくとも一部が、非晶質の金属酸化物及び金属水酸化物から成る複合体を含む複合層を形成する工程を含むことが好ましい。複合層を形成する方法は、液相による表面コート、乾式方法によるメカノケミカルコート、スプレーによる湿式コート、アルミニウムイソプロポキシドのゾルゲル反応処理などのいずれかをもちいる事が可能である。 Further, after the step of firing, a composite in which the surface of the silicon compound particles, the surface of the carbon film, or both all or at least a part thereof contains a composite composed of an amorphous metal oxide and a metal hydroxide. It is preferable to include a step of forming a layer. As a method for forming the composite layer, any one of a surface coating by a liquid phase, a mechanochemical coating by a dry method, a wet coating by a spray, and a sol-gel reaction treatment of aluminum isopropoxide can be used.

特に、金属酸化物及び金属水酸化物からなる複合体は、スプレーによる湿式コート、乾式方法によるメカノケミカルコートがより簡便な方法でコスト競争力があり望ましい。 In particular, a composite composed of a metal oxide and a metal hydroxide is desirable because wet coating by spraying and mechanochemical coating by a dry method are simpler methods and cost competitive.

また、非晶質の金属酸化物及び金属水酸化物として、アルミニウム、マグネシウム、チタニウム、及びジルコニウムのうち少なくとも1種の元素を含むことが好ましい。 Further, it is preferable that the amorphous metal oxide and the metal hydroxide contain at least one element of aluminum, magnesium, titanium, and zirconium.

また、焼成する工程において、不活性ガスを窒素ガスを含むガスとすることにより、負極活物質粒子の表面にNOイオンを1質量ppm以上50質量ppm以下含有させる。 Further, in the firing step, by using a gas containing nitrogen gas as the inert gas, NO 3 ions are contained in the surface of the negative electrode active material particles by 1 mass ppm or more and 50 mass ppm or less.

より具体的には、負極活物質は、例えば、以下の手順により製造される。 More specifically, the negative electrode active material is produced, for example, by the following procedure.

まず、酸化ケイ素ガスを発生する原料を不活性ガスの存在下もしくは減圧下900℃~1600℃の温度範囲で加熱し、酸化ケイ素ガスを発生させる。この場合、原料は金属珪素粉末と二酸化珪素粉末との混合であり、金属珪素粉末の表面酸素及び反応炉中の微量酸素の存在を考慮すると、混合モル比が、0.8<金属珪素粉末/二酸化珪素粉末<1.3の範囲であることが望ましい。粒子中のSi結晶子は仕込み範囲や気化温度の変更、また生成後の熱処理で制御される。発生したガスは吸着板に堆積される。反応炉内温度を100℃以下に下げた状態で堆積物を取出し、ボールミル、ジェットミルなどを用いて粉砕、粉末化を行う。 First, the raw material that generates silicon oxide gas is heated in the presence of an inert gas or under reduced pressure in a temperature range of 900 ° C. to 1600 ° C. to generate silicon oxide gas. In this case, the raw material is a mixture of metallic silicon powder and silicon dioxide powder, and considering the presence of surface oxygen of the metallic silicon powder and trace oxygen in the reaction furnace, the mixed molar ratio is 0.8 <metal silicon powder /. It is desirable that the silicon dioxide powder is in the range of <1.3. The Si crystallites in the particles are controlled by changing the charging range and vaporization temperature, and by heat treatment after formation. The generated gas is deposited on the adsorption plate. The deposit is taken out in a state where the temperature in the reaction furnace is lowered to 100 ° C. or less, and pulverized and pulverized by using a ball mill, a jet mill or the like.

次に、得られた粉末材料(ケイ素化合物)の表層に炭素被膜を形成する。炭素被膜は、負極活物質の電池特性をより向上させるには効果的である。 Next, a carbon film is formed on the surface layer of the obtained powder material (silicon compound). The carbon film is effective for further improving the battery characteristics of the negative electrode active material.

粉末材料の表層に炭素被膜を形成する手法としては、熱分解CVDが望ましい。熱分解CVDは炉内に酸化ケイ素粉末をセットし、炉内に炭化水素ガスを充満させ炉内温度を昇温させる。分解温度は特に限定しないが特に1200℃以下が望ましい。より望ましいのは950℃以下であり、意図しないケイ素化合物の不均化を抑制することが可能である。炭化水素ガスは特に限定することはないが、C組成のうち3≧nが望ましい。低製造コスト及び分解生成物の物性が良いからである。 Pyrolysis CVD is desirable as a method for forming a carbon film on the surface layer of a powder material. In pyrolysis CVD, silicon oxide powder is set in a furnace, and the furnace is filled with a hydrocarbon gas to raise the temperature in the furnace. The decomposition temperature is not particularly limited, but is particularly preferably 1200 ° C. or lower. More preferably, the temperature is 950 ° C. or lower, and it is possible to suppress unintended disproportionation of silicon compounds. The hydrocarbon gas is not particularly limited, but it is desirable that 3 ≧ n in the Cn Hm composition. This is because the manufacturing cost is low and the physical characteristics of the decomposition product are good.

改質は熱ドープ法を使用して行う。この場合、例えば、粉末材料を水素化リチウム(LiH)粉と混合し、酸素をある一定範囲で含んだ酸化雰囲気下で加熱をすることで改質可能である。酸化雰囲気としては、例えば、アルゴン雰囲気に酸素が含まれている、もしくは窒素雰囲気に酸素が含まれているガスなどが使用できる。また、アルゴン、窒素ガスを用いながら、ある一定時間酸素を混入させることも可能である。より具体的には、まず、窒素雰囲気下でLiH粉と酸化珪素粉末を十分に混ぜ、封止を行い、封止した容器ごと撹拌することで均一化する。その後、500℃~750℃の範囲で、酸素をある一定範囲で含んだ酸化雰囲気下で加熱し改質を行う。より好ましくは窒素雰囲気に酸素が含まれている方が、コストの面で優れている。酸素をある一定範囲で含ませることで、Liの出入りが円滑になると考えられ、300℃以上の温度で酸素がある一定範囲内である時間が10分以上あれば効果が発現する。 Modification is performed using the heat doping method. In this case, for example, the powder material can be reformed by mixing it with lithium hydride (LiH) powder and heating it in an oxidizing atmosphere containing oxygen in a certain range. As the oxidizing atmosphere, for example, a gas containing oxygen in the argon atmosphere or oxygen in the nitrogen atmosphere can be used. It is also possible to mix oxygen for a certain period of time while using argon or nitrogen gas. More specifically, first, LiH powder and silicon oxide powder are sufficiently mixed under a nitrogen atmosphere, sealed, and the sealed container is stirred together to make the powder uniform. Then, it is reformed by heating in an oxidizing atmosphere containing oxygen in a certain range in the range of 500 ° C. to 750 ° C. More preferably, oxygen is contained in the nitrogen atmosphere, which is superior in terms of cost. It is considered that the inflow and outflow of Li becomes smooth by including oxygen in a certain range, and the effect is exhibited if oxygen is within a certain range for 10 minutes or more at a temperature of 300 ° C. or higher.

また、Liをケイ素化合物から脱離するには、加熱後の粉末を十分に冷却し、その後アルコールやアルカリ水、弱酸や純水で洗浄する方法などを使用できる。 Further, in order to desorb Li from the silicon compound, a method of sufficiently cooling the heated powder and then washing with alcohol, alkaline water, a weak acid or pure water can be used.

熱ドープ手法を用いてケイ素化合物を改質した場合、負極活物質が安価に改質でき、電池特性が向上する。また、これにより、負極活物質の耐水性などといったスラリーに対する安定性がより向上する。 When the silicon compound is modified by the heat doping method, the negative electrode active material can be modified at low cost and the battery characteristics are improved. Further, this further improves the stability of the negative electrode active material to the slurry such as water resistance.

続いて、改質後のケイ素化合物粒子の表面に、非晶質の金属酸化物及び金属水酸化物から成る複合体を含む複合層を形成する。また、上述のように、ケイ素系活物質粒子はケイ素化合物粒子の表面や炭素被膜の表面に、非晶質の金属酸化物及び金属水酸化物から成る複合体を含む複合層を有した方が好ましい。複合層の合成方法は液相による表面コート、乾式方法によるメカノケミカルコート、スプレーによる湿式コート、アルミニウムイソプロポキシドのゾルゲル反応処理等が挙げられる。 Subsequently, a composite layer containing a composite composed of an amorphous metal oxide and a metal hydroxide is formed on the surface of the modified silicon compound particles. Further, as described above, the silicon-based active material particles should have a composite layer containing a composite composed of an amorphous metal oxide and a metal hydroxide on the surface of the silicon compound particles or the surface of the carbon film. preferable. Examples of the method for synthesizing the composite layer include a surface coating by a liquid phase, a mechanochemical coating by a dry method, a wet coating by a spray, and a sol-gel reaction treatment of aluminum isopropoxide.

製造された負極活物質粒子は、必要に応じて炭素系活物質を混合するとともに、これらの負極活物質とバインダ、導電助剤など他の材料とを混合し負極合剤としたのち、有機溶剤又は水などを加えてスラリーとする。 The produced negative electrode active material particles are mixed with a carbon-based active material as necessary, and these negative electrode active materials are mixed with other materials such as a binder and a conductive auxiliary agent to form a negative electrode mixture, and then an organic solvent is used. Alternatively, water or the like is added to make a slurry.

次に、図1に示したように、負極集電体11の表面に、この負極合剤のスラリーを塗布し、乾燥させて、負極活物質層12を形成する。この時、必要に応じて加熱プレスなどを行っても良い。以上のようにして、負極を製造することができる。 Next, as shown in FIG. 1, the slurry of the negative electrode mixture is applied to the surface of the negative electrode current collector 11 and dried to form the negative electrode active material layer 12. At this time, a heating press or the like may be performed if necessary. As described above, the negative electrode can be manufactured.

以上のようにして、本発明の負極活物質の製造方法により負極活物質を製造できる。このようにして製造した負極活物質は、以下に説明するような構成とすることができる。 As described above, the negative electrode active material can be produced by the method for producing the negative electrode active material of the present invention. The negative electrode active material produced in this manner can be configured as described below.

本発明の負極活物質の製造方法により製造された負極活物質は負極活物質粒子を含み、負極活物質粒子はケイ素化合物(SiOx:0.5≦x≦1.6)を有するケイ素化合物粒子を含む。また、この負極活物質に含まれるケイ素化合物粒子は、LiSiO及びLiSiのうち少なくとも1種以上を含有している。さらに、この負極活物質は、負極活物質粒子の表面にNOイオンを含み、NOイオンの含有量が負極活物質粒子の質量に対して1質量ppm以上50質量ppm以下であることが好ましい。なお、この比率は負極活物質粒子全体の質量に対するNOイオンの質量比である。 The negative electrode active material produced by the method for producing a negative electrode active material of the present invention contains negative electrode active material particles, and the negative electrode active material particles are silicon compound particles having a silicon compound (SiOx: 0.5≤x≤1.6). include. Further, the silicon compound particles contained in the negative electrode active material contain at least one of Li 2 SiO 3 and Li 2 Si 2 O 5 . Further, it is preferable that the negative electrode active material contains NO 3 ions on the surface of the negative electrode active material particles, and the content of NO 3 ions is 1 mass ppm or more and 50 mass ppm or less with respect to the mass of the negative electrode active material particles. .. This ratio is the mass ratio of NO3 ions to the mass of the entire negative electrode active material particles.

LiSiO、LiSiのようなLiシリケートは、他のLi化合物よりも比較的安定しているため、これらのLi化合物を含む負極活物質は、より安定した電池特性を得ることができる。これらのLi化合物は、ケイ素化合物の内部に生成するSiO成分の一部をLi化合物へ選択的に変更し、ケイ素化合物を改質することにより得ることができる。また、負極活物質粒子が、その表面にNOイオンを含み、NOイオンの含有量が負極活物質粒子の質量に対して1質量ppm以上50質量ppm以下であるものであれば、負極活物質粒子の分散液が中性に近い値を取り、電極作成の際のスラリーの安定性を向上させることができる。 Since Li silicates such as Li 2 SiO 3 and Li 2 Si 2 O 5 are relatively more stable than other Li compounds, the negative electrode active material containing these Li compounds obtains more stable battery characteristics. be able to. These Li compounds can be obtained by selectively changing a part of the SiO 2 component generated inside the silicon compound to the Li compound and modifying the silicon compound. Further, if the negative electrode active material particles contain NO 3 ions on the surface thereof and the content of NO 3 ions is 1 mass ppm or more and 50 mass ppm or less with respect to the mass of the negative electrode active material particles, the negative electrode activity. The dispersion liquid of the substance particles takes a value close to neutral, and the stability of the slurry at the time of forming the electrode can be improved.

また負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量は、リチウムドープされたケイ素化合物粒子を1gを秤量して、50gの超純水に加え、5分撹拌して分散させた後、メンブレンフィルターでろ過したものをイオンクロマトグラフィーで測定した。 The NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles is determined by weighing 1 g of lithium-doped silicon compound particles, adding them to 50 g of ultrapure water, stirring for 5 minutes to disperse them, and then using a membrane filter. The filtered material was measured by ion chromatography.

また、ケイ素化合物粒子の表面の少なくとも一部に炭素被膜が形成されている事が望ましい。ここで、本発明の負極活物質の製造方法により製造された負極活物質は、ケイ素化合物粒子の表面の少なくとも一部に炭素被膜が形成されているが、炭素被膜はケイ素化合物粒子の全面に形成されていても良い。 Further, it is desirable that a carbon film is formed on at least a part of the surface of the silicon compound particles. Here, in the negative electrode active material produced by the method for producing a negative electrode active material of the present invention, a carbon film is formed on at least a part of the surface of the silicon compound particles, but the carbon film is formed on the entire surface of the silicon compound particles. It may have been done.

負極活物質粒子の内部のLi化合物はXRD(X線回折)にて分析可能である。XRDの測定は、例えば、Bruker社製 AXS D2 PHASERを用いて行うことができる。 The Li compound inside the negative electrode active material particles can be analyzed by XRD (X-ray diffraction). The measurement of XRD can be performed by using, for example, AXS D2 PHASER manufactured by Bruker.

本発明の負極活物質の製造方法により製造された負極活物質では、負極活物質粒子が、Cu-Kα線を用いたX線回折スペクトルから得られる回折ピーク(2θ)として、27.5~29.0°で与えられるSi領域に由来するピークの強度Aと、26.5~27.5°で与えられるLiSiOに由来するピークの強度Bと、24.5~25.5°で与えられるLiSiに由来するピークの強度Cとが、A>B及びA>Cという関係を満たすことが好ましい。また、B>Cの関係を満たすことがより好ましい。理由は明らかではないが、A、B、Cがこれらの関係を満たすようにすると電池特性を向上させることができる。 In the negative electrode active material produced by the method for producing a negative electrode active material of the present invention, the negative electrode active material particles have 27.5 to 29 as diffraction peaks (2θ) obtained from the X-ray diffraction spectrum using Cu—Kα rays. Peak intensity A from the Si region given at 0.0 ° and peak intensity B from the Li 2 SiO 3 given at 26.5 to 27.5 ° and 24.5 to 25.5 °. It is preferable that the intensity C of the peak derived from the given Li 2 Si 2 O 5 satisfies the relationship of A> B and A> C. Further, it is more preferable to satisfy the relationship of B> C. The reason is not clear, but if A, B, and C satisfy these relationships, the battery characteristics can be improved.

また、本発明の負極活物質の製造方法により製造された負極活物質では、負極活物質粒子が、Cu-Kα線を用いたX線回折スペクトルから得られる回折ピーク(2θ)として、22°付近で与えられるSiO領域に由来するブロードなピークを持つことが好ましい。このように、負極活物質粒子中において、SiO成分が適当量含有されており、LiSiOが、LiSiより多いものであれば、電池特性の向上効果を十分に得られる負極活物質となる。 Further, in the negative electrode active material produced by the method for producing a negative electrode active material of the present invention, the negative electrode active material particles have a diffraction peak (2θ) of about 22 ° obtained from an X-ray diffraction spectrum using Cu—Kα rays. It is preferable to have a broad peak derived from the SiO 2 region given in. As described above, if the negative electrode active material particles contain an appropriate amount of the SiO 2 component and the Li 2 SiO 3 is larger than the Li 2 Si 2 O 5 , the effect of improving the battery characteristics can be sufficiently obtained. It becomes the negative electrode active material to be used.

また、負極活物質粒子中において、SiO成分を基準とした場合にLiSiOの量が比較的多いものであれば、Liの挿入による電池特性の向上効果を十分に得られる。 Further, if the amount of Li 2 SiO 3 is relatively large in the negative electrode active material particles when the SiO 2 component is used as a reference, the effect of improving the battery characteristics by inserting Li can be sufficiently obtained.

また、ケイ素化合物の結晶性は低いほどよい。具体的には、負極活物質粒子のCu-Kα線を用いたX線回折により得られるSi(111)結晶面に起因する回折ピークの半値幅(2θ)が1.2°以上であることが望ましい。このように、特に結晶性が低くSi結晶の存在量が少ないことにより、電池特性を向上させるだけでなく、安定的な負極活物質となる。 Further, the lower the crystallinity of the silicon compound, the better. Specifically, the half width (2θ) of the diffraction peak caused by the Si (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction using Cu—Kα rays of the negative electrode active material particles is 1.2 ° or more. desirable. As described above, the low crystallinity and the small amount of Si crystals not only improve the battery characteristics but also provide a stable negative electrode active material.

また、ケイ素化合物粒子のメディアン径は特に限定されないが、中でも0.5μm以上15μm以下であることが好ましい。この範囲であれば、充放電時においてリチウムイオンの吸蔵放出がされやすくなるとともに、ケイ素系活物質粒子が割れにくくなるからである。このメディアン径が0.5μm以上であれば、表面積が大きすぎないため、充放電時に副反応を起こしにくく、電池不可逆容量を低減することができる。一方、メディアン径が15μm以下であれば、ケイ素系活物質粒子が割れにくく新生面が出にくいため好ましい。 The median diameter of the silicon compound particles is not particularly limited, but is preferably 0.5 μm or more and 15 μm or less. This is because within this range, lithium ions are easily occluded and released during charging and discharging, and the silicon-based active material particles are less likely to be cracked. When the median diameter is 0.5 μm or more, the surface area is not too large, so that side reactions are unlikely to occur during charging and discharging, and the irreversible capacity of the battery can be reduced. On the other hand, when the median diameter is 15 μm or less, the silicon-based active material particles are less likely to crack and a new surface is less likely to appear, which is preferable.

また、本発明の負極活物質の製造方法により製造された負極活物質では、ケイ素化合物粒子の表面若しくは炭素被膜の表面、又はこれらの両方の少なくとも一部が、非晶質の金属酸化物及び金属水酸化物から成る複合体を含む複合層を含むことが好ましい。複合層としては、例えば、非晶質のアルミニウム酸化物及びアルミニウム水酸化物から成る複合体を含む複合層を形成させることができる。この場合、複合層は、アルミニウム酸化物領域とアルミニウム水酸化物領域を有する。また、複合層の金属酸化物は、その一部が結晶相となる場合がある。また、複合体はアルミニウムに限定されることは無く、他の金属元素を含んでいても良い。 Further, in the negative electrode active material produced by the method for producing a negative electrode active material of the present invention, the surface of the silicon compound particles, the surface of the carbon film, or at least a part of both of them is an amorphous metal oxide and a metal. It is preferable to include a composite layer containing a composite composed of hydroxide. As the composite layer, for example, a composite layer including a composite composed of an amorphous aluminum oxide and an aluminum hydroxide can be formed. In this case, the composite layer has an aluminum oxide region and an aluminum hydroxide region. Further, a part of the metal oxide of the composite layer may be a crystalline phase. Further, the complex is not limited to aluminum and may contain other metal elements.

負極活物質粒子が、その最表面に、非晶質の金属酸化物及び金属水酸化物から成る複合体を含む複合層を有していると、水系スラリーに対しての耐水性が高いものとなる。しかしながら、負極活物質粒子が、上記のような複合層を有することで、スラリーの経時変化に伴うガス発生が起こりづらくなり、安定した塗膜を得ることができ、結着性を十分に確保することができる。また、上記複合体が非晶質であれば、Liの授受が行われやすい。 When the negative electrode active material particles have a composite layer containing a composite composed of an amorphous metal oxide and a metal hydroxide on the outermost surface thereof, the water resistance to the aqueous slurry is high. Become. However, since the negative electrode active material particles have the above-mentioned composite layer, it becomes difficult for gas to be generated due to the change of the slurry with time, a stable coating film can be obtained, and the binding property is sufficiently ensured. be able to. Further, if the complex is amorphous, Li can be easily exchanged.

また、非晶質の金属酸化物及び金属水酸化物は、アルミニウム、マグネシウム、チタニウム、及びジルコニウムのうち少なくとも1種の元素を含むものであることが好ましい。 Further, the amorphous metal oxide and the metal hydroxide preferably contain at least one element among aluminum, magnesium, titanium, and zirconium.

また、複合層の最表層部には、アルミニウム、マグネシウム、チタニウム、及びジルコニウムの塩化物、硫酸塩、リン酸塩を含んでいてもかまわない。 Further, the outermost layer portion of the composite layer may contain chlorides, sulfates and phosphates of aluminum, magnesium, titanium and zirconium.

また、複合層の厚さは10nm以下であることが好ましく、さらに、5nm以下であることがより好ましい。複合層の厚さが10nm以下であれば、合剤組成にもよるが、電気抵抗が大きくなり過ぎないため、電池特性が向上する。また、膜厚が2~3nm程度であると、電気抵抗の増加を抑制しつつ、スラリーに対する安定性をより向上させることができる。なお、複合層の膜厚はTEM(透過型電子顕微鏡)により確認可能である。 The thickness of the composite layer is preferably 10 nm or less, more preferably 5 nm or less. When the thickness of the composite layer is 10 nm or less, the electric resistance does not become too large, although it depends on the composition of the mixture, so that the battery characteristics are improved. Further, when the film thickness is about 2 to 3 nm, the stability to the slurry can be further improved while suppressing the increase in the electric resistance. The film thickness of the composite layer can be confirmed by TEM (transmission electron microscope).

また、このとき、本発明の負極活物質の製造方法により製造された負極活物質と炭素系活物質との混合物を含む負極電極と対極リチウムとから成る試験セルを作製し、該試験セルにおいて、負極活物質にリチウムを挿入するよう電流を流す充電と、負極活物質からリチウムを脱離するよう電流を流す放電とから成る充放電を実施し、該充放電における放電容量Qを対極リチウムを基準とする負極電極の電位Vで微分した微分値dQ/dVと電位Vとの関係を示すグラフを描いた場合に、負極電極の電位Vが0.40V~0.55Vの範囲にピークを有するものであることが好ましい。V-dQ/dV曲線における上記のピークはケイ素材のピークと類似しており、より高電位側における放電カーブが鋭く立ち上がるため、電池設計を行う際、容量発現しやすくなる。 At this time, a test cell composed of a negative electrode containing a mixture of the negative electrode active material produced by the method for producing the negative electrode active material of the present invention and a carbon-based active material and counterpolar lithium was prepared, and the test cell was used. Charging / discharging consisting of charging in which a current is passed so as to insert lithium into the negative electrode active material and discharging in which a current is passed so as to desorb lithium from the negative electrode active material is carried out, and the discharge capacity Q in the charging / discharging is based on the counter electrode lithium. When a graph showing the relationship between the differential value dQ / dV differentiated by the potential V of the negative electrode and the potential V is drawn, the potential V of the negative electrode has a peak in the range of 0.40V to 0.55V. Is preferable. The above-mentioned peak in the V-dQ / dV curve is similar to the peak of the Kay material, and the discharge curve on the higher potential side rises sharply, so that the capacity is easily expressed when designing the battery.

上述のように、本発明の負極活物質の製造方法により製造された負極活物質は、SiO(0.5≦x≦1.6)からなるケイ素化合物粒子を含む。ケイ素化合物(SiO:0.5≦x≦1.6)の組成としてはxが1に近い方が好ましい。これは、高いサイクル特性が得られるからである。なお、本発明における酸化ケイ素材の組成は必ずしも純度100%を意味しているわけではなく、微量の不純物元素やLiを含んでいても良い。 As described above, the negative electrode active material produced by the method for producing a negative electrode active material of the present invention contains silicon compound particles composed of SiO x (0.5 ≦ x ≦ 1.6). As the composition of the silicon compound (SiO x : 0.5 ≦ x ≦ 1.6), it is preferable that x is close to 1. This is because high cycle characteristics can be obtained. The composition of the silica oxide material in the present invention does not necessarily mean 100% purity, and may contain a trace amount of impurity elements and Li.

続いて、本発明の負極活物質の製造方法により製造された負極活物質を含む負極の構成について説明する。 Subsequently, the configuration of the negative electrode including the negative electrode active material produced by the method for producing the negative electrode active material of the present invention will be described.

[負極の構成]
図1は、本発明の負極活物質の製造方法により製造された負極活物質を含む負極の断面図を表している。図1に示すように、負極10は、負極集電体11の上に負極活物質層12を有する構成になっている。この負極活物質層12は負極集電体11の両面、又は、片面だけに設けられていても良い。さらに、非水電解質二次電池の負極においては、負極集電体11はなくてもよい。
[Construction of negative electrode]
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a negative electrode containing a negative electrode active material produced by the method for producing a negative electrode active material of the present invention. As shown in FIG. 1, the negative electrode 10 has a negative electrode active material layer 12 on the negative electrode current collector 11. The negative electrode active material layer 12 may be provided on both sides or only one side of the negative electrode current collector 11. Further, in the negative electrode of the non-aqueous electrolyte secondary battery, the negative electrode current collector 11 may not be present.

[負極集電体]
負極集電体11は、優れた導電性材料であり、かつ、機械的な強度に長けた物で構成される。負極集電体11に用いることができる導電性材料として、例えば銅(Cu)やニッケル(Ni)があげられる。この導電性材料は、リチウム(Li)と金属間化合物を形成しない材料であることが好ましい。
[Negative electrode current collector]
The negative electrode current collector 11 is made of an excellent conductive material and has excellent mechanical strength. Examples of the conductive material that can be used for the negative electrode current collector 11 include copper (Cu) and nickel (Ni). The conductive material is preferably a material that does not form an intermetallic compound with lithium (Li).

負極集電体11は、主元素以外に炭素(C)や硫黄(S)を含んでいることが好ましい。負極集電体の物理的強度が向上するためである。特に、充電時に膨張する活物質層を有する場合、集電体が上記の元素を含んでいれば、集電体を含む電極変形を抑制する効果があるからである。上記の含有元素の含有量は、特に限定されないが、中でも、それぞれ100ppm以下であることが好ましい。これは、より高い変形抑制効果が得られるからである。 The negative electrode current collector 11 preferably contains carbon (C) or sulfur (S) in addition to the main element. This is because the physical strength of the negative electrode current collector is improved. In particular, when the current collector has an active material layer that expands during charging, if the current collector contains the above elements, there is an effect of suppressing deformation of the electrode including the current collector. The content of the above-mentioned contained elements is not particularly limited, but is preferably 100 ppm or less. This is because a higher deformation suppressing effect can be obtained.

負極集電体11の表面は、粗化されていても良いし、粗化されていなくても良い。粗化されている負極集電体は、例えば、電解処理、エンボス処理、又は化学エッチングされた金属箔などである。粗化されていない負極集電体は例えば、圧延金属箔などである。 The surface of the negative electrode current collector 11 may or may not be roughened. The roughened negative electrode current collector is, for example, an electrolytic treatment, an embossing treatment, or a chemically etched metal foil. The unroughened negative electrode current collector is, for example, a rolled metal foil.

[負極活物質層]
負極活物質層12は、ケイ素化合物粒子の他に炭素系活物質などの複数の種類の負極活物質を含んでいて良い。さらに、電池設計上、増粘剤(「結着剤」、「バインダー」とも呼称する)や導電助剤等の他の材料を含んでいても良い。また、負極活物質の形状は粒子状であって良い。
[Negative electrode active material layer]
The negative electrode active material layer 12 may contain a plurality of types of negative electrode active materials such as carbon-based active materials in addition to the silicon compound particles. Further, in terms of battery design, other materials such as a thickener (also referred to as a “binding agent” or a “binder”) or a conductive auxiliary agent may be contained. Further, the shape of the negative electrode active material may be particulate.

<リチウムイオン二次電池>
次に、本発明の負極活物質の製造方法により製造された負極活物質を含む非水電解質二次電池について説明する。ここでは具体例として、ラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池について説明する。
<Lithium-ion secondary battery>
Next, a non-aqueous electrolyte secondary battery containing a negative electrode active material produced by the method for producing a negative electrode active material of the present invention will be described. Here, as a specific example, a laminated film type lithium ion secondary battery will be described.

[ラミネートフィルム型二次電池の構成]
図3に示すラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池30は、主にシート状の外装部材35の内部に巻回電極体31が収納されたものである。この巻回電極体31は正極、負極間にセパレータを有し、巻回されたものである。また正極、負極間にセパレータを有し積層体を収納した場合も存在する。どちらの電極体においても、正極に正極リード32が取り付けられ、負極に負極リード33が取り付けられている。電極体の最外周部は保護テープにより保護されている。
[Structure of laminated film type secondary battery]
In the laminated film type lithium ion secondary battery 30 shown in FIG. 3, the wound electrode body 31 is mainly housed inside a sheet-shaped exterior member 35. The wound electrode body 31 has a separator between the positive electrode and the negative electrode, and is wound. There is also a case where a separator is provided between the positive electrode and the negative electrode to store the laminated body. In both electrode bodies, the positive electrode lead 32 is attached to the positive electrode, and the negative electrode lead 33 is attached to the negative electrode. The outermost peripheral portion of the electrode body is protected by a protective tape.

正負極リード32、33は、例えば、外装部材35の内部から外部に向かって一方向で導出されている。正極リード32は、例えば、アルミニウムなどの導電性材料により形成され、負極リード33は、例えば、ニッケル、銅などの導電性材料により形成される。 The positive and negative electrode leads 32 and 33 are led out in one direction from the inside of the exterior member 35 toward the outside, for example. The positive electrode lead 32 is formed of a conductive material such as aluminum, and the negative electrode lead 33 is formed of a conductive material such as nickel or copper.

外装部材35は、例えば、融着層、金属層、表面保護層がこの順に積層されたラミネートフィルムであり、このラミネートフィルムは融着層が巻回電極体31と対向するように、2枚のフィルムの融着層における外周縁部同士が融着、又は、接着剤などで張り合わされている。融着部は、例えばポリエチレンやポリプロピレンなどのフィルムであり、金属部はアルミ箔などである。保護層は例えば、ナイロンなどである。 The exterior member 35 is, for example, a laminated film in which a fused layer, a metal layer, and a surface protective layer are laminated in this order, and the laminated film has two sheets so that the fused layer faces the wound electrode body 31. The outer peripheral edges of the fused layer of the film are fused or bonded with an adhesive or the like. The fused portion is a film such as polyethylene or polypropylene, and the metal portion is an aluminum foil or the like. The protective layer is, for example, nylon.

外装部材35と正負極リードとの間には、外気侵入防止のため密着フィルム34が挿入されている。この材料は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン樹脂である。 A close contact film 34 is inserted between the exterior member 35 and the positive and negative electrode leads to prevent outside air from entering. This material is, for example, polyethylene, polypropylene, polyolefin resin.

正極は、例えば、図1の負極10と同様に、正極集電体の両面又は片面に正極活物質層を有している。 The positive electrode has, for example, a positive electrode active material layer on both sides or one side of the positive electrode current collector, similar to the negative electrode 10 in FIG.

正極集電体は、例えば、アルミニウムなどの導電性材により形成されている。 The positive electrode current collector is formed of a conductive material such as aluminum.

正極活物質層は、リチウムイオンの吸蔵放出可能な正極材のいずれか1種又は2種以上を含んでおり、設計に応じて正極結着剤、正極導電助剤、分散剤などの他の材料を含んでいても良い。この場合、正極結着剤、正極導電助剤に関する詳細は、例えば既に記述した負極結着剤、負極導電助剤と同様である。 The positive electrode active material layer contains any one or more of the positive electrode materials capable of occluding and releasing lithium ions, and other materials such as a positive electrode binder, a positive electrode conductive auxiliary agent, and a dispersant depending on the design. May include. In this case, the details regarding the positive electrode binder and the positive electrode conductive auxiliary agent are the same as those of the negative electrode binder and the negative electrode conductive auxiliary agent already described, for example.

正極材料としては、リチウム含有化合物が望ましい。このリチウム含有化合物は、例えばリチウムと遷移金属元素からなる複合酸化物、又はリチウムと遷移金属元素を有するリン酸化合物があげられる。これらの正極材の中でもニッケル、鉄、マンガン、コバルトの少なくとも1種以上を有する化合物が好ましい。これらの化学式として、例えば、LiあるいはLiPOで表される。式中、M、Mは少なくとも1種以上の遷移金属元素を示す。x、yの値は電池充放電状態によって異なる値を示すが、一般的に0.05≦x≦1.10、0.05≦y≦1.10で示される。 As the positive electrode material, a lithium-containing compound is desirable. Examples of the lithium-containing compound include a composite oxide composed of lithium and a transition metal element, or a phosphoric acid compound having lithium and a transition metal element. Among these positive electrode materials, a compound having at least one of nickel, iron, manganese, and cobalt is preferable. These chemical formulas are represented by, for example, Li x M 1 O 2 or Li y M 2 PO 4 . In the formula, M 1 and M 2 represent at least one transition metal element. The values of x and y show different values depending on the battery charge / discharge state, but are generally shown by 0.05 ≦ x ≦ 1.10 and 0.05 ≦ y ≦ 1.10.

リチウムと遷移金属元素とを有する複合酸化物としては、例えば、リチウムコバルト複合酸化物(LiCoO)、リチウムニッケル複合酸化物(LiNiO)、リチウムニッケルコバルト複合酸化物などが挙げられる。リチウムニッケルコバルト複合酸化物としては、例えばリチウムニッケルコバルトアルミニウム複合酸化物(NCA)やリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物(NCM)などが挙げられる。 Examples of the composite oxide having lithium and a transition metal element include lithium cobalt composite oxide (Li x CoO 2 ), lithium nickel composite oxide (Li x NiO 2 ), lithium nickel cobalt composite oxide, and the like. .. Examples of the lithium nickel cobalt composite oxide include lithium nickel cobalt aluminum composite oxide (NCA) and lithium nickel cobalt manganese composite oxide (NCM).

リチウムと遷移金属元素とを有するリン酸化合物としては、例えば、リチウム鉄リン酸化合物(LiFePO)あるいはリチウム鉄マンガンリン酸化合物(LiFe1-uMnPO(0<u<1))などが挙げられる。これらの正極材を用いれば、高い電池容量を得ることができるとともに、優れたサイクル特性も得ることができる。 Examples of the phosphoric acid compound having lithium and a transition metal element include a lithium iron phosphoric acid compound (LiFePO 4 ) and a lithium iron manganese phosphoric acid compound (LiFe 1-u Mn u PO 4 (0 <u <1)). Can be mentioned. By using these positive electrode materials, a high battery capacity can be obtained and also excellent cycle characteristics can be obtained.

[負極]
負極は、上記した図1のリチウムイオン二次電池用負極10と同様の構成を有し、例えば、集電体の両面に負極活物質層を有している。この負極は、正極活物質剤から得られる電気容量(電池としての充電容量)に対して、負極充電容量が大きくなることが好ましい。これにより、負極上でのリチウム金属の析出を抑制することができる。
[Negative electrode]
The negative electrode has the same configuration as the negative electrode 10 for the lithium ion secondary battery of FIG. 1 described above, and has, for example, negative electrode active material layers on both sides of the current collector. It is preferable that the negative electrode has a larger negative electrode charge capacity than the electric capacity (charge capacity as a battery) obtained from the positive electrode active material. This makes it possible to suppress the precipitation of lithium metal on the negative electrode.

正極活物質層は、正極集電体の両面の一部に設けられており、同様に負極活物質層も負極集電体の両面の一部に設けられている。この場合、例えば、負極集電体上に設けられた負極活物質層は対向する正極活物質層が存在しない領域が設けられている。これは、安定した電池設計を行うためである。 The positive electrode active material layer is provided on a part of both sides of the positive electrode current collector, and similarly, the negative electrode active material layer is also provided on a part of both sides of the negative electrode current collector. In this case, for example, the negative electrode active material layer provided on the negative electrode current collector is provided with a region in which the opposite positive electrode active material layer does not exist. This is for stable battery design.

上記の負極活物質層と正極活物質層とが対向しない領域では、充放電の影響をほとんど受けることが無い。そのため、負極活物質層の状態が形成直後のまま維持され、これによって負極活物質の組成などを、充放電の有無に依存せずに再現性良く正確に調べることができる。 In the region where the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer do not face each other, there is almost no influence of charge / discharge. Therefore, the state of the negative electrode active material layer is maintained as it is immediately after formation, whereby the composition of the negative electrode active material and the like can be accurately investigated with good reproducibility regardless of the presence or absence of charge and discharge.

[セパレータ]
セパレータは正極と負極を隔離し、両極接触に伴う電流短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものである。このセパレータは、例えば合成樹脂、あるいはセラミックからなる多孔質膜により形成されており、2種以上の多孔質膜が積層された積層構造を有しても良い。合成樹脂として例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンなどが挙げられる。
[Separator]
The separator separates the positive electrode and the negative electrode, and allows lithium ions to pass through while preventing a current short circuit due to contact between the two electrodes. This separator is formed of, for example, a porous film made of synthetic resin or ceramic, and may have a laminated structure in which two or more kinds of porous films are laminated. Examples of the synthetic resin include polytetrafluoroethylene, polypropylene, polyethylene and the like.

[電解液]
活物質層の少なくとも一部、又は、セパレータには、液状の電解質(電解液)が含浸されている。この電解液は、溶媒中に電解質塩が溶解されており、添加剤など他の材料を含んでいても良い。
[Electrolytic solution]
At least a part of the active material layer or the separator is impregnated with a liquid electrolyte (electrolyte solution). The electrolyte salt has an electrolyte salt dissolved in the solvent, and may contain other materials such as additives.

溶媒は、例えば、非水溶媒を用いることができる。非水溶媒としては、例えば、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル、炭酸メチルプロピル、1,2-ジメトキシエタン、又はテトラヒドロフランなどが挙げられる。この中でも、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチルのうちの少なくとも1種以上を用いることが望ましい。より良い特性が得られるからである。またこの場合、炭酸エチレン、炭酸プロピレンなどの高粘度溶媒と、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチルなどの低粘度溶媒を組み合わせることにより、より優位な特性を得ることができる。これは、電解質塩の解離性やイオン移動度が向上するためである。 As the solvent, for example, a non-aqueous solvent can be used. Examples of the non-aqueous solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, methylpropyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, and tetrahydrofuran. Among these, it is desirable to use at least one of ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethylmethyl carbonate. This is because better characteristics can be obtained. Further, in this case, more advantageous characteristics can be obtained by combining a high-viscosity solvent such as ethylene carbonate and propylene carbonate with a low-viscosity solvent such as dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate and diethyl carbonate. This is because the dissociability and ion mobility of the electrolyte salt are improved.

溶媒添加物として、不飽和炭素結合環状炭酸エステルを含んでいることが好ましい。充放電時に負極表面に安定な被膜が形成され、電解液の分解反応が抑制できるからである。不飽和炭素結合環状炭酸エステルとして、例えば炭酸ビニレン又は炭酸ビニルエチレンなどが挙げられる。 It is preferable to contain unsaturated carbon-bonded cyclic carbonate as a solvent additive. This is because a stable film is formed on the surface of the negative electrode during charging and discharging, and the decomposition reaction of the electrolytic solution can be suppressed. Examples of unsaturated carbon-bonded cyclic carbonates include vinylene carbonate and vinylethylene carbonate.

また溶媒添加物として、スルトン(環状スルホン酸エステル)を含んでいることが好ましい。電池の化学的安定性が向上するからである。スルトンとしては、例えばプロパンスルトン、プロペンスルトンが挙げられる。 Further, it is preferable to contain sultone (cyclic sulfonic acid ester) as a solvent additive. This is because the chemical stability of the battery is improved. Examples of the sultone include propane sultone and propene sultone.

さらに、溶媒は、酸無水物を含んでいることが好ましい。電解液の化学的安定性が向上するからである。酸無水物としては、例えば、プロパンジスルホン酸無水物が挙げられる。 Further, the solvent preferably contains acid anhydride. This is because the chemical stability of the electrolytic solution is improved. Examples of the acid anhydride include propanedisulfonic acid anhydride.

電解質塩は、例えば、リチウム塩などの軽金属塩のいずれか1種類以上含むことができる。リチウム塩として、例えば、六フッ化リン酸リチウム(LiPF)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF)などが挙げられる。 The electrolyte salt may contain, for example, any one or more of light metal salts such as lithium salts. Examples of the lithium salt include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) and lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ).

電解質塩の含有量は、溶媒に対して0.5mol/kg以上2.5mol/kg以下であることが好ましい。これは、高いイオン伝導性が得られるからである。 The content of the electrolyte salt is preferably 0.5 mol / kg or more and 2.5 mol / kg or less with respect to the solvent. This is because high ionic conductivity can be obtained.

[ラミネートフィルム型二次電池の製造方法]
最初に上記した正極材を用い正極電極を作製する。まず、正極活物質と、必要に応じて正極結着剤、正極導電助剤などを混合し正極合剤としたのち、有機溶剤に分散させ正極合剤スラリーとする。続いて、ナイフロール又はダイヘッドを有するダイコーターなどのコーティング装置で正極集電体に合剤スラリーを塗布し、熱風乾燥させて正極活物質層を得る。最後に、ロールプレス機などで正極活物質層を圧縮成型する。この時、加熱しても良く、また圧縮を複数回繰り返しても良い。
[Manufacturing method of laminated film type secondary battery]
First, a positive electrode is manufactured using the above-mentioned positive electrode material. First, the positive electrode active material is mixed with a positive electrode binder, a positive electrode conductive auxiliary agent, and the like as necessary to form a positive electrode mixture, and then dispersed in an organic solvent to form a positive electrode mixture slurry. Subsequently, the mixture slurry is applied to the positive electrode current collector with a coating device such as a knife roll or a die coater having a die head, and dried with hot air to obtain a positive electrode active material layer. Finally, the positive electrode active material layer is compression-molded with a roll press or the like. At this time, heating may be performed, or compression may be repeated a plurality of times.

次に、上記したリチウムイオン二次電池用負極10の作製と同様の作業手順を用い、負極集電体に負極活物質層を形成し負極を作製する。 Next, the negative electrode active material layer is formed on the negative electrode current collector to prepare the negative electrode by using the same work procedure as the manufacturing of the negative electrode 10 for the lithium ion secondary battery described above.

正極及び負極を作製する際に、正極及び負極集電体の両面にそれぞれの活物質層を形成する。この時、どちらの電極においても両面部の活物質塗布長がずれていても良い(図1を参照)。 When the positive electrode and the negative electrode are manufactured, the active material layers are formed on both sides of the positive electrode and the negative electrode current collector. At this time, the active material coating lengths on both sides of either electrode may be different (see FIG. 1).

続いて、電解液を調製する。続いて、超音波溶接などにより、正極集電体に正極リード32を取り付けると共に、負極集電体に負極リード33を取り付ける。続いて、正極と負極とをセパレータを介して積層、又は巻回させて巻回電極体31を作製し、その最外周部に保護テープを接着させる。次に、扁平な形状となるように巻回体を成型する。続いて、折りたたんだフィルム状の外装部材35の間に巻回電極体を挟み込んだ後、熱融着法により外装部材の絶縁部同士を接着させ、一方向のみ開放状態にて、巻回電極体を封入する。続いて、正極リード、及び負極リードと外装部材の間に密着フィルムを挿入する。続いて、開放部から上記調製した電解液を所定量投入し、真空含浸を行う。含浸後、開放部を真空熱融着法により接着させる。以上のようにして、ラミネートフィルム型二次電池30を製造することができる。 Subsequently, the electrolytic solution is prepared. Subsequently, the positive electrode lead 32 is attached to the positive electrode current collector by ultrasonic welding or the like, and the negative electrode lead 33 is attached to the negative electrode current collector. Subsequently, the positive electrode and the negative electrode are laminated or wound via a separator to produce a wound electrode body 31, and a protective tape is adhered to the outermost peripheral portion thereof. Next, the winding body is molded so as to have a flat shape. Subsequently, after sandwiching the wound electrode body between the folded film-shaped exterior members 35, the insulating portions of the exterior members are adhered to each other by a heat fusion method, and the wound electrode body is opened in only one direction. Is enclosed. Subsequently, the positive electrode lead and the adhesive film are inserted between the negative electrode lead and the exterior member. Subsequently, a predetermined amount of the electrolytic solution prepared above is charged from the open portion, and vacuum impregnation is performed. After impregnation, the open portion is bonded by the vacuum heat fusion method. As described above, the laminated film type secondary battery 30 can be manufactured.

上記作製したラミネートフィルム型二次電池30等の非水電解質二次電池において、充放電時の負極利用率が93%以上99%以下であることが好ましい。負極利用率を93%以上の範囲とすれば、初回充電効率が低下せず、電池容量の向上を大きくできる。また、負極利用率を99%以下の範囲とすれば、Liが析出してしまうことがなく安全性を確保できる。 In the non-aqueous electrolyte secondary battery such as the laminated film type secondary battery 30 produced above, the negative electrode utilization rate at the time of charging / discharging is preferably 93% or more and 99% or less. If the negative electrode utilization rate is in the range of 93% or more, the initial charge efficiency does not decrease and the battery capacity can be greatly improved. Further, if the negative electrode utilization rate is in the range of 99% or less, Li does not precipitate and safety can be ensured.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.

(実施例1-1)
最初に、負極活物質粒子を以下のように作製した。
(Example 1-1)
First, the negative electrode active material particles were prepared as follows.

金属ケイ素と二酸化ケイ素を混合した原料(気化出発材)を反応炉へ設置し、10Paの真空度の雰囲気中で気化させたものを吸着板上に堆積させ、十分に冷却した後、堆積物を取出しボールミルで粉砕した。粒径を調整した後、熱CVDを行うことで炭素被膜を被覆した。続いて、炭素被膜を被覆したケイ素化合物に対して4質量%に相当する質量の水素化リチウムを窒素雰囲気下で、シェイカーで撹拌混合した。その後、雰囲気制御炉で、攪拌した粉末をアルゴンに1000ppmの酸素を添加した混合ガスを炉内にフローさせながら、740℃で焼成を行うことで改質を行い、負極活物質粒子とした。焼成の際、炭素被膜を被覆したケイ素化合物粒子に向けて、窒素ガスを流量5L/分で焼成中吹き込むことで、負極活物質粒子の表面にNOイオンを生成させた。また、負極活物質粒子表面のNOイオンは、原料を不活性ガス中での保持、及び、炉内の初期ガス置換を窒素ガスで行い、その後、アルゴンに1000ppmの酸素を添加した混合ガスを炉内にフローさせながら、740℃で焼成を行うことでも生成させることができる。改質を行い焼成前に保持温度帯を設けることは行わなかった。また、負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量は40質量ppmであった。 A raw material (vaporization starting material), which is a mixture of metallic silicon and silicon dioxide, is installed in a reactor, vaporized in an atmosphere with a vacuum degree of 10 Pa, deposited on an adsorption plate, cooled sufficiently, and then the deposit is deposited. It was crushed with a take-out ball mill. After adjusting the particle size, the carbon film was coated by performing thermal CVD. Subsequently, lithium hydride having a mass corresponding to 4% by mass with respect to the silicon compound coated with the carbon film was stirred and mixed with a shaker under a nitrogen atmosphere. Then, in an atmosphere control furnace, the stirred powder was reformed by firing at 740 ° C. while flowing a mixed gas obtained by adding 1000 ppm of oxygen to argon in the furnace to obtain negative electrode active material particles. At the time of firing, nitrogen gas was blown into the silicon compound particles coated with the carbon film at a flow rate of 5 L / min during firing to generate NO3 ions on the surface of the negative electrode active material particles. For NO3 ions on the surface of the negative electrode active material particles, the raw material is held in an inert gas, the initial gas replacement in the furnace is performed with nitrogen gas, and then a mixed gas in which 1000 ppm of oxygen is added to argon is used. It can also be produced by firing at 740 ° C. while flowing into the furnace. Modification was performed and no holding temperature zone was provided before firing. The NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was 40 mass ppm.

次に、作製した負極活物質、導電助剤1(デンカブラック)、導電助剤2(KS6)、スチレンブタジエンゴム(スチレンブタジエンコポリマー、以下、SBRと称する)、カルボキシメチルセルロース(以下、CMCと称する)を81:2.7:11.3:3.3:1.7の乾燥質量比で混合した後、純水で希釈し負極合剤スラリーとした。尚、上記のSBR、CMCは負極バインダー(負極結着剤)である。 Next, the prepared negative electrode active material, conductive auxiliary agent 1 (Denka Black), conductive auxiliary agent 2 (KS6), styrene butadiene rubber (styrene butadiene copolymer, hereinafter referred to as SBR), carboxymethyl cellulose (hereinafter referred to as CMC). Was mixed at a dry mass ratio of 81: 2.7: 11.3: 3.3: 1.7, and then diluted with pure water to obtain a negative electrode mixture slurry. The above SBR and CMC are negative electrode binders (negative electrode binders).

また、負極集電体としては、電解銅箔(厚さ15μm)を用いた。最後に、負極合剤スラリーを負極集電体に塗布し真空雰囲気中で100℃×3時間の乾燥を行った。乾燥後の、負極の片面における単位面積あたりの負極活物質層の堆積量(面積密度とも称する)は2.0mg/cmであった。負極合剤スラリーは負極集電体の片面だけに塗布し、負極活物質層を片面だけに設けた。 An electrolytic copper foil (thickness 15 μm) was used as the negative electrode current collector. Finally, the negative electrode mixture slurry was applied to the negative electrode current collector and dried at 100 ° C. for 3 hours in a vacuum atmosphere. After drying, the deposited amount (also referred to as area density) of the negative electrode active material layer per unit area on one side of the negative electrode was 2.0 mg / cm 2 . The negative electrode mixture slurry was applied to only one side of the negative electrode current collector, and the negative electrode active material layer was provided to only one side.

初回充放電特性を調べるために、試験セルとして2032型コイン電池を組み立てた。 In order to investigate the initial charge / discharge characteristics, a 2032 type coin battery was assembled as a test cell.

負極としては、上記のラミネートフィルム型の二次電池の負極活物質を含む電極と同様の手順で作製したものを使用した。電解液としては、エチレンカーボネートとジジエチルカーボネートとフルオロエチレンカーボネイトの2:7:1混練液1リットルにLiPF1モルを溶解したものを使用した。対極としては、厚さ0.5mmの金属リチウム箔を使用した。また、セパレータとして、厚さ20μmのポリエチレンを用いた。続いて、2032型コイン電池の底ブタ、リチウム箔、セパレータを重ねて、電解液150mLを注液し、続けて負極、スペーサ(厚さ1.0mm)を重ねて、電解液150mLを注液し、続けてスプリング、コイン電池の上ブタの順にくみ上げ、自動コインセルカシメ機でかしめることで、2032型コイン電池を作製した。 As the negative electrode, one manufactured by the same procedure as the electrode containing the negative electrode active material of the above-mentioned laminated film type secondary battery was used. As the electrolytic solution, a solution prepared by dissolving 1 mol of LiPF in 1 liter of a 2: 7: 1 kneaded solution of ethylene carbonate, didiethyl carbonate and fluoroethylene carbonate was used. As the counter electrode, a metal lithium foil having a thickness of 0.5 mm was used. Further, as a separator, polyethylene having a thickness of 20 μm was used. Subsequently, the bottom cover, lithium foil, and separator of the 2032 type coin battery are overlaid and 150 mL of the electrolytic solution is injected, and then the negative electrode and the spacer (thickness 1.0 mm) are overlaid and 150 mL of the electrolytic solution is injected. Then, the spring and the upper pig of the coin battery were pumped up in this order and crimped with an automatic coin cell caulking machine to produce a 2032 type coin battery.

続いて、本発明の負極活物質の製造方法で製造された負極活物質を用いた非水電解質二次電池のサイクル特性を評価するために、図3に示したようなラミネートフィルム型二次電池30を、以下のように作製した。 Subsequently, in order to evaluate the cycle characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery using the negative electrode active material produced by the method for producing the negative electrode active material of the present invention, the laminated film type secondary battery as shown in FIG. 3 is subsequently evaluated. 30 was produced as follows.

最初にラミネートフィルム型の二次電池に使用する正極を作製した。正極活物質はリチウムコバルト複合酸化物であるLiCoOを95質量部と、正極導電助剤(アセチレンブラック)2.5質量部と、正極結着剤(ポリフッ化ビニリデン:Pvdf)2.5質量部とを混合し正極合剤とした。続いて正極合剤を有機溶剤(N-メチル-2-ピロリドン:NMP)に分散させてペースト状のスラリーとした。続いてダイヘッドを有するコーティング装置で正極集電体の両面にスラリーを塗布し、熱風式乾燥装置で乾燥した。この時正極集電体としては、厚み15μmのものを用いた。最後にロールプレスで圧縮成型を行った。 First, a positive electrode used for a laminated film type secondary battery was prepared. The positive electrode active material is 95 parts by mass of LiCoO 2 , which is a lithium cobalt composite oxide, 2.5 parts by mass of a positive electrode conductive auxiliary agent (acetylene black), and 2.5 parts by mass of a positive electrode binder (polyfluorinated vinylidene: Pvdf). Was mixed to obtain a positive electrode mixture. Subsequently, the positive electrode mixture was dispersed in an organic solvent (N-methyl-2-pyrrolidone: NMP) to obtain a paste-like slurry. Subsequently, the slurry was applied to both sides of the positive electrode current collector with a coating device having a die head, and dried with a hot air type drying device. At this time, a positive electrode current collector having a thickness of 15 μm was used. Finally, compression molding was performed with a roll press.

負極としては、上記の試験セルのケイ素系活物質を含む電極と同様の手順で作製したものを使用した。 As the negative electrode, one prepared by the same procedure as the electrode containing the silicon-based active material of the above test cell was used.

電解液としては、上記の試験セルの電解液と同様の手順で作製したものを使用した。 As the electrolytic solution, one prepared by the same procedure as the electrolytic solution of the above test cell was used.

次に、以下のようにしてラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池を組み立てた。最初に、正極集電体の一端にアルミリードを超音波溶接し、負極集電体にはニッケルリードを溶接した。続いて、正極、セパレータ、負極、セパレータをこの順に積層し、長手方向に巻回させ巻回電極体を得た。その捲き終わり部分をPET保護テープで固定した。セパレータは多孔性ポリプロピレンを主成分とするフィルムにより多孔性ポリエチレンを主成分とするフィルムが挟まれた積層フィルム12μmを用いた。続いて、外装部材間に電極体を挟んだのち、一辺を除く外周縁部同士を熱融着し、内部に電極体を収納した。外装部材はナイロンフィルム、アルミ箔及び、ポリプロピレンフィルムが積層されたアルミラミネートフィルムを用いた。続いて、開口部から調製した電解液を注入し、真空雰囲気下で含浸した後、熱融着し封止した。 Next, a laminated film type lithium ion secondary battery was assembled as follows. First, an aluminum lead was ultrasonically welded to one end of the positive electrode current collector, and a nickel lead was welded to the negative electrode current collector. Subsequently, the positive electrode, the separator, the negative electrode, and the separator were laminated in this order and wound in the longitudinal direction to obtain a wound electrode body. The winding end portion was fixed with PET protective tape. As the separator, a laminated film of 12 μm in which a film containing porous polyethylene as a main component was sandwiched between films containing porous polypropylene as a main component was used. Subsequently, after sandwiching the electrode body between the exterior members, the outer peripheral edges except one side were heat-sealed, and the electrode body was housed inside. As the exterior member, a nylon film, an aluminum foil, and an aluminum laminated film in which a polypropylene film was laminated were used. Subsequently, the electrolytic solution prepared from the opening was injected, impregnated in a vacuum atmosphere, and then heat-sealed and sealed.

このようにして作製したラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池のサイクル特性(維持率%)を調べた。 The cycle characteristics (maintenance rate%) of the laminated film type lithium ion secondary battery thus produced were investigated.

(実施例1-2)
実施例1-2は、焼成時におけるリチウム化合物を窒化リチウム(LiN)に変更した事、負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量を変更した事、焼成の際に窒素ガスを吹き込まなかった事以外、実施例1-1と同様に行った。負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量は47質量ppmであった。
(Example 1-2)
In Example 1-2, the lithium compound at the time of firing was changed to lithium nitride (Li 3N), the NO 3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was changed, and nitrogen gas was blown at the time of firing. The procedure was the same as in Example 1-1, except that there was no such thing. The NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was 47 mass ppm.

(実施例1-3)
実施例1-3は、負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量を変更した事、焼成する際の雰囲気を変更した事以外、実施例1-1と同様に行った。負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量は32質量ppmであった。また、焼成する際の雰囲気をアルゴンに200ppmの酸素を添加した混合ガスとし、炉内にフローさせながら焼成した。
(Example 1-3)
Examples 1-3 were carried out in the same manner as in Example 1-1 except that the NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was changed and the atmosphere at the time of firing was changed. The NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was 32 mass ppm. Further, the atmosphere at the time of firing was a mixed gas in which 200 ppm of oxygen was added to argon, and the gas was fired while flowing into the furnace.

(実施例1-4)
実施例1-4は、負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量を変更した事、焼成する際の雰囲気を変更した事以外、実施例1-2と同様に行った。負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量は42質量ppmであった。また、焼成する際の雰囲気をアルゴンに200ppmの酸素を添加した混合ガスとし、炉内にフローさせながら焼成した。
(Example 1-4)
Example 1-4 was carried out in the same manner as in Example 1-2 except that the NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was changed and the atmosphere at the time of firing was changed. The NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was 42 mass ppm. Further, the atmosphere at the time of firing was a mixed gas in which 200 ppm of oxygen was added to argon, and the gas was fired while flowing into the furnace.

(実施例1-5)
実施例1-5は、負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量を変更した事、焼成する際の雰囲気を変更した事、焼成の際に窒素ガスを吹き込まなかった事以外、実施例1-1と同様に行った。負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量は37質量ppmであった。また、焼成する際の雰囲気を窒素に100ppmの酸素を添加した混合ガスとし、炉内にフローさせながら焼成した。
(Example 1-5)
In Example 1-5, the NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was changed, the atmosphere at the time of firing was changed, and nitrogen gas was not blown at the time of firing. It was done in the same manner as -1. The NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was 37 mass ppm. Further, the atmosphere at the time of firing was a mixed gas in which 100 ppm of oxygen was added to nitrogen, and the gas was fired while flowing into the furnace.

(実施例1-6)
実施例1-6は、負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量を変更した事、焼成する際の雰囲気を変更した事以外、実施例1-2と同様に行った。負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量は26質量ppmであった。また、焼成する際の雰囲気を窒素に100ppmの酸素を添加した混合ガスとし、炉内にフローさせながら焼成した。
(Example 1-6)
Examples 1-6 were carried out in the same manner as in Example 1-2 except that the NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was changed and the atmosphere at the time of firing was changed. The NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was 26 mass ppm. Further, the atmosphere at the time of firing was a mixed gas in which 100 ppm of oxygen was added to nitrogen, and the gas was fired while flowing into the furnace.

(実施例1-7)
実施例1-7は、焼成前に保持温度帯を設けた事、負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量を変更した事以外、実施例1-5と同様に行った。負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量は15質量ppmであった。
(Example 1-7)
Examples 1-7 were carried out in the same manner as in Examples 1-5, except that a holding temperature zone was provided before firing and the NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was changed. The NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was 15 mass ppm.

(実施例1-8)
実施例1-8は、焼成時におけるリチウム化合物を窒化リチウムに変更した事、負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量を変更した事以外、実施例1-7と同様に行った。負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量は5質量ppmであった。
(Example 1-8)
Examples 1-8 were carried out in the same manner as in Examples 1-7 except that the lithium compound at the time of firing was changed to lithium nitride and the NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was changed. The NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was 5 mass ppm.

(実施例1-9)
実施例1-9は、負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量を変更した事、複合層を形成させた事以外、実施例1-8と同様に行った。負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量は8質量ppmであった。特に実施例1-9に関しては、改質後のケイ素化合物粒子を脱水エタノールとアルミニウムイソプロポキシドの混合溶液に投入し、撹拌、濾過、乾燥させエタノールを除去した。これにより、酸化アルミニウム及び水酸化アルミニウムの複合体を含む複合層を形成させた。複合層の膜厚は3nmであった。ここで、膜厚は濾過後の濾過液に残ったアルミニウム量から計算した。
(Example 1-9)
Examples 1-9 were carried out in the same manner as in Examples 1-8 except that the NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was changed and a composite layer was formed. The NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was 8 mass ppm. In particular, with respect to Example 1-9, the modified silicon compound particles were put into a mixed solution of dehydrated ethanol and aluminum isopropoxide, and the mixture was stirred, filtered and dried to remove ethanol. As a result, a composite layer containing a composite of aluminum oxide and aluminum hydroxide was formed. The film thickness of the composite layer was 3 nm. Here, the film thickness was calculated from the amount of aluminum remaining in the filtrate after filtration.

(実施例1-10)
実施例1-10は、焼成による改質の時間を実施例1-1よりも長くしたこと以外、実施例1-1と同様に行った。実施例1-10は、焼成における改質の温度を実施例1-1~1-11よりも高くすることで、結晶化を進行させた。すなわち、Si(111)結晶面に起因する回折ピークの半値幅(2θ)をより小さくした。負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量は42質量ppmであった。
(Example 1-10)
Example 1-10 was carried out in the same manner as in Example 1-1, except that the time for reforming by firing was longer than that in Example 1-1. In Example 1-10, crystallization was promoted by raising the temperature of reforming in firing higher than that in Examples 1-1 to 1-11. That is, the half width (2θ) of the diffraction peak caused by the Si (111) crystal plane was made smaller. The NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was 42 mass ppm.

(比較例1-1)
比較例1-1においては、負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量を変更した事、焼成する際の雰囲気を変更した事、焼成の際に窒素ガスを吹き込まなかった事以外、実施例1-1と同様に行った。負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量は1質量ppmより低かった。また、焼成する際の雰囲気はアルゴンとした。
(Comparative Example 1-1)
In Comparative Example 1-1, Examples were obtained except that the NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was changed, the atmosphere during firing was changed, and nitrogen gas was not blown during firing. It was done in the same manner as 1-1. The NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was lower than 1 mass ppm. The atmosphere at the time of firing was argon.

(比較例1-2)
比較例1-2においては、リチウム化合物を窒化リチウムに変更した事以外、比較例1-1と同様に行った。負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量は1質量ppmより低かった。
(Comparative Example 1-2)
In Comparative Example 1-2, the same procedure as in Comparative Example 1-1 was carried out except that the lithium compound was changed to lithium nitride. The NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was lower than 1 mass ppm.

(比較例1-3)
比較例1-3においては、焼成する際の雰囲気を変更した事以外、比較例1-1と同様に行った。焼成する際の雰囲気は窒素とした。また、負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量は1質量ppmより低かった。
(Comparative Example 1-3)
In Comparative Example 1-3, the same procedure as in Comparative Example 1-1 was performed except that the atmosphere at the time of firing was changed. The atmosphere at the time of firing was nitrogen. In addition, the NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was lower than 1 mass ppm.

(比較例1-4)
比較例1-4においては、リチウム化合物を窒化リチウムに変更した事以外、比較例1-3と同様に行った。また、負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量は1質量ppmより低かった。
(Comparative Example 1-4)
In Comparative Example 1-4, the same procedure as in Comparative Example 1-3 was carried out except that the lithium compound was changed to lithium nitride. In addition, the NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was lower than 1 mass ppm.

(比較例1-5)
比較例1-5においては、焼成前に保持温度帯を設けた事、焼成する際の雰囲気を変更した事以外、比較例1-1と同様に行った。焼成する際の雰囲気をアルゴンに2000ppmの酸素を添加した混合ガスとし、炉内にフローさせながら焼成した。また、負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量は1質量ppmより低かった。
(Comparative Example 1-5)
In Comparative Example 1-5, the same procedure as in Comparative Example 1-1 was carried out except that the holding temperature zone was provided before firing and the atmosphere at the time of firing was changed. The atmosphere at the time of firing was a mixed gas in which 2000 ppm of oxygen was added to argon, and the gas was fired while flowing into the furnace. In addition, the NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was lower than 1 mass ppm.

(比較例1-6)
比較例1-6は、ケイ素化合物(SiO)のxを0.4とした以外、実施例1-1と同様に行った。また、負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量は20質量ppmであった。
(Comparative Example 1-6)
Comparative Example 1-6 was carried out in the same manner as in Example 1-1 except that x of the silicon compound (SiO x ) was set to 0.4. The NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was 20 mass ppm.

(比較例1-7)
比較例1-7は、ケイ素化合物(SiO)のxを1.6より大きいとした以外、実施例1-1と同様に行った。また、負極活物質粒子の表面のNOイオン含有量は45質量ppmであった。
(Comparative Example 1-7)
Comparative Example 1-7 was carried out in the same manner as in Example 1-1 except that x of the silicon compound (SiO x ) was larger than 1.6. The NO3 ion content on the surface of the negative electrode active material particles was 45 mass ppm.

上記実施例及び比較例において、焼成前に保持温度帯を設けた場合、保持温度は400℃とし、保持時間は30分とした。 In the above Examples and Comparative Examples, when the holding temperature zone was provided before firing, the holding temperature was 400 ° C. and the holding time was 30 minutes.

上記実施例及び比較例におけるケイ素化合物の物性は以下のとおりである。比較例1-6及び比較例1-7を除く上記の全ての実施例及び比較例においてSiOで表されるケイ素化合物のxの値が1.0であり、ケイ素化合物のメディアン径D50は5.2μmであった。また、実施例1-1~1-9において、改質後のケイ素化合物のX線回折により得られるSi(111)結晶面に起因する回折ピークの半値幅(2θ)は2.257°であった。また、実施例1-10において、改質後のケイ素化合物のX線回折により得られるSi(111)結晶面に起因する回折ピークの半値幅(2θ)は1.108°であった。改質後のケイ素化合物はLiSiO、LiSiを含んでいた。 The physical characteristics of the silicon compound in the above Examples and Comparative Examples are as follows. In all the above Examples and Comparative Examples except Comparative Examples 1-6 and 1-7, the value of x of the silicon compound represented by SiO x is 1.0, and the median diameter D 50 of the silicon compound is 1. It was 5.2 μm. Further, in Examples 1-1 to 1-9, the half width (2θ) of the diffraction peak due to the Si (111) crystal plane obtained by the X-ray diffraction of the modified silicon compound was 2.257 °. rice field. Further, in Example 1-10, the half width (2θ) of the diffraction peak caused by the Si (111) crystal plane obtained by the X-ray diffraction of the modified silicon compound was 1.108 °. The modified silicon compound contained Li 2 SiO 3 and Li 2 Si 2 O 5 .

また、負極活物質粒子のCu-Kα線を用いたX線回折スペクトルから得られる回折ピーク(2θ)として27.5~29.0°で与えられるSi領域に由来するピークの強度Aと、26.5~27.5°で与えられるLiSiOに由来するピークの強度Bと、24.5~25.5°で与えられるLiSiに由来するピークの強度Cとの関係は、実施例1―1、1―2において、A>B、A>C、C>Bであった。また、実施例1-3~1-4、及び、比較例1-2においては、A>B、A>C、B>Cであった。また、比較例1-1においては、B>A、C>A、C>Bであった。また、比較例1―3、1―4においては、B>A、C>A、B>Cであった。また、実施例1―5、1―6、比較例1―5、1―6において、2θとして22°付近に与えられるSiO領域に由来するブロードなピークを持つことが確認された。実施例1―1において得られたX線回折スペクトルを図2に示す。 Further, the intensity A of the peak derived from the Si region given at 27.5 to 29.0 ° as the diffraction peak (2θ) obtained from the X-ray diffraction spectrum using the Cu—Kα ray of the negative electrode active material particles, and 26. Relationship between the intensity B of the peak derived from Li 2 SiO 3 given at .5 to 27.5 ° and the intensity C of the peak derived from Li 2 Si 2 O 5 given at 24.5 to 25.5 °. In Examples 1-1 and 1-2, A> B, A> C, and C> B. Further, in Examples 1-3 to 1-4 and Comparative Example 1-2, A> B, A> C, and B> C. Further, in Comparative Example 1-1, B> A, C> A, and C> B. Further, in Comparative Examples 1-3 and 1-4, B> A, C> A, and B> C. Further, in Examples 1-5 and 1-6, and Comparative Examples 1-5 and 1-6, it was confirmed that the 2θ had a broad peak derived from the SiO 2 region given in the vicinity of 22 °. The X-ray diffraction spectrum obtained in Example 1-1 is shown in FIG.

また、上記のように作製した負極と対極リチウムとから、2032サイズのコイン電池型の試験セルを作製し、その放電挙動を評価した。より具体的には、まず、対極Liで0Vまで定電流定電圧充電を行い、電流密度が0.05mA/cmに達した時点で充電を終止させた。その後、1.2Vまで定電流放電を行った。この時の電流密度は0.2mA/cmであった。このような充放電により得られたデータから、縦軸を容量の変化率(dQ/dV)、横軸を電圧(V)としてグラフを描き、Vが0.4~0.55(V)の範囲にピークが得られるかを確認した。その結果、実施例1-6以外の全ての実施例、比較例にてピークが確認された。 Further, a 2032 size coin battery type test cell was prepared from the negative electrode and the counter electrode lithium prepared as described above, and the discharge behavior thereof was evaluated. More specifically, first, constant current and constant voltage charging was performed up to 0 V with counter electrode Li, and charging was terminated when the current density reached 0.05 mA / cm 2 . Then, constant current discharge was performed up to 1.2V. The current density at this time was 0.2 mA / cm 2 . From the data obtained by such charging and discharging, a graph is drawn with the vertical axis as the rate of change in capacitance (dQ / dV) and the horizontal axis as the voltage (V), and V is 0.4 to 0.55 (V). It was confirmed whether a peak could be obtained in the range. As a result, peaks were confirmed in all Examples and Comparative Examples other than Examples 1-6.

初回充放電特性を調べる場合には、初回効率(初期効率)を算出した。初回効率は、初回効率(%)=(初回放電容量/初回充電容量)×100で表される式から算出した。 When investigating the initial charge / discharge characteristics, the initial efficiency (initial efficiency) was calculated. The initial efficiency was calculated from the formula represented by the initial efficiency (%) = (initial discharge capacity / initial charge capacity) × 100.

サイクル特性については、以下のようにして調べた。最初に電池安定化のため25℃の雰囲気下、2サイクル充放電を行い、2サイクル目の放電容量を測定した。続いて総サイクル数が100サイクルとなるまで充放電を行い、その都度放電容量を測定した。最後に100サイクル目の放電容量を2サイクル目の放電容量で割り(%表示のため×100)、容量維持率を算出した。サイクル条件として、4.3Vに達するまで定電流密度、2.5mA/cmで充電し、電圧4.3Vに達した段階で4.3V定電圧で電流密度が0.25mA/cmに達するまで充電した。また、放電時は2.5mA/cmの定電流密度で電圧が3.0Vに達するまで放電した。 The cycle characteristics were investigated as follows. First, in order to stabilize the battery, charging and discharging were performed for two cycles in an atmosphere of 25 ° C., and the discharge capacity of the second cycle was measured. Subsequently, charging and discharging were performed until the total number of cycles reached 100, and the discharge capacity was measured each time. Finally, the discharge capacity of the 100th cycle was divided by the discharge capacity of the second cycle (× 100 for% display) to calculate the capacity retention rate. As a cycle condition, the battery is charged at a constant current density of 2.5 mA / cm 2 until it reaches 4.3 V, and when the voltage reaches 4.3 V, the current density reaches 0.25 mA / cm 2 at a constant voltage of 4.3 V. Charged up to. At the time of discharge, the battery was discharged at a constant current density of 2.5 mA / cm 2 until the voltage reached 3.0 V.

実施例1-1~1-10、比較例1-1~1-7の評価結果を表1に示す。 Table 1 shows the evaluation results of Examples 1-1 to 1-10 and Comparative Examples 1-1 to 1-7.

Figure 0007003006000001
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表1の実施例1-1~実施例1-9のように、本発明の負極活物質の製造方法により製造された負極活物質を使用した二次電池では、酸素が炉内雰囲気内に一定量存在する条件で焼成することによる、初回効率向上、サイクル維持率向上といった電池特性の向上効果が得られた。 As shown in Examples 1-1 to 1-9 of Table 1, in the secondary battery using the negative electrode active material produced by the method for producing the negative electrode active material of the present invention, oxygen is constant in the atmosphere in the furnace. By firing under the condition that the amount exists, the effect of improving the battery characteristics such as the improvement of the initial efficiency and the improvement of the cycle maintenance rate was obtained.

一方、焼成する際の炉内雰囲気内に酸素が含まれない場合(比較例1-1~1-4)、及び、酸素が1000ppmより多く含まれる場合(比較例1-5)は、十分な初回効率が得られなかった。 On the other hand, when oxygen is not contained in the atmosphere in the furnace at the time of firing (Comparative Examples 1-1 to 1-4) and when oxygen is contained in an amount of more than 1000 ppm (Comparative Example 1-5), it is sufficient. Initial efficiency was not obtained.

また、実施例1-1、1-2においては、Cu-Kα線を用いたX線回折スペクトルから得られる回折ピーク(2θ)はA>B、A>Cの関係を満たしていた。特に、実施例1-3、1-4においては、B>Cの関係を満たし、より良い初回効率を示した。 Further, in Examples 1-1 and 1-2, the diffraction peak (2θ) obtained from the X-ray diffraction spectrum using Cu—Kα rays satisfied the relationship of A> B and A> C. In particular, in Examples 1-3 and 1-4, the relationship of B> C was satisfied, and better initial efficiency was shown.

また、Cu-Kα線を用いたX線回折により得られるSi(111)結晶面に起因する回折ピークの半値幅(2θ)が1.108°である実施例1-10よりも、半値幅(2θ)が1.2°以上の低結晶性材料で高い充放電効率が得られた(実施例1-1~1-9)。 Further, the half-value width (2θ) of the diffraction peak caused by the Si (111) crystal plane obtained by X-ray diffraction using Cu—Kα rays is 1.108 °, which is half the width at half maximum (1-10). High charge / discharge efficiency was obtained with a low crystalline material having a 2θ) of 1.2 ° or more (Examples 1-1 to 1-9).

実施例1-1のサイクル維持率は80.1であったが、実施例1-9ではサイクル維持率は83.1であった。すなわち、負極活物質粒子の最表面に非晶質の金属酸化物及び金属水酸化物からなる複合層を有する実施例1-9では、より良好なサイクル維持率が得られた。 The cycle maintenance rate of Example 1-1 was 80.1, but the cycle maintenance rate of Example 1-9 was 83.1. That is, in Example 1-9 having a composite layer composed of an amorphous metal oxide and a metal hydroxide on the outermost surface of the negative electrode active material particles, a better cycle maintenance rate was obtained.

ケイ素化合物中の酸素量が減る、すなわち比較例1-6のようにx<0.5となると、Siリッチとなり、サイクル維持率が大幅に低下した。また酸素リッチの場合、すなわち比較例1-7のようにx>1.6となる場合、ケイ素酸化物の抵抗が高くなり、サイクル維持率が大幅に低下した。 When the amount of oxygen in the silicon compound decreased, that is, when x <0.5 as in Comparative Example 1-6, Si became rich and the cycle maintenance rate was significantly reduced. Further, in the case of oxygen rich, that is, when x> 1.6 as in Comparative Example 1-7, the resistance of the silicon oxide increased and the cycle maintenance rate decreased significantly.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an example, and the present invention can be anything that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibits the same function and effect. Is included in the technical scope of.

10…負極、 11…負極集電体、 12…負極活物質層、
30…ラミネートフィルム型二次電池、 31…巻回電極体、
32…正極リード(正極アルミリード)、
33…負極リード(負極ニッケルリード)、
34…密着フィルム、 35…外装部材。
10 ... Negative electrode, 11 ... Negative electrode current collector, 12 ... Negative electrode active material layer,
30 ... Laminating film type secondary battery, 31 ... Winding electrode body,
32 ... Positive electrode lead (positive electrode aluminum lead),
33 ... Negative electrode lead (negative electrode nickel lead),
34 ... Adhesive film, 35 ... Exterior member.

Claims (7)

リチウムを含むケイ素化合物粒子を含有する負極活物質粒子を含む非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法であって、
ケイ素化合物(SiO:0.5≦x≦1.6)を含むケイ素化合物粒子を作製する工程と、
該ケイ素化合物粒子に、リチウム化合物を混合することにより混合原料とする工程と、
前記混合原料を、酸素を100ppm以上1000ppm以下含む不活性ガスの存在下で焼成する工程と
を含み、前記リチウムを含むケイ素化合物粒子を含む非水電解質二次電池用負極活物質を製造することを特徴とする非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法。
A method for producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, which comprises negative electrode active material particles containing silicon compound particles containing lithium.
A step of producing silicon compound particles containing a silicon compound (SiO x : 0.5 ≦ x ≦ 1.6) and
A step of mixing a lithium compound with the silicon compound particles to obtain a mixed raw material,
A step of firing the mixed raw material in the presence of an inert gas containing 100 ppm or more and 1000 ppm or less of oxygen is included, and a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery containing the silicon compound particles containing lithium is produced. A method for producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery.
前記ケイ素化合物粒子を作製する工程の後、前記混合原料とする工程よりも前に、前記ケイ素化合物粒子の表面の少なくとも一部に炭素被膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法。 The first aspect of claim 1 comprises a step of forming a carbon film on at least a part of the surface of the silicon compound particles after the step of producing the silicon compound particles and before the step of using the mixed raw material. The method for producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the above method. 前記リチウム化合物として、水素化リチウム及び窒化リチウムのうち少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法。 The method for producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the lithium compound contains at least one of lithium hydride and lithium nitride. 前記焼成する工程において、前記混合原料の温度を300℃以上700℃以下で30分以上保持することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法。 The non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 3, wherein in the firing step, the temperature of the mixed raw material is maintained at 300 ° C. or higher and 700 ° C. or lower for 30 minutes or longer. A method for manufacturing a negative electrode active material for use. 前記焼成する工程の後、前記ケイ素化合物粒子の表面若しくは前記炭素被膜の表面、又はこれらの両方の全部又は少なくとも一部が、非晶質の金属酸化物及び金属水酸化物から成る複合体を含む複合層を形成する工程を含むことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法。 After the calcination step, the surface of the silicon compound particles, the surface of the carbon film, or both all or at least a part thereof contains a composite composed of an amorphous metal oxide and a metal hydroxide. The method for producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 4, which comprises a step of forming a composite layer. 前記非晶質の金属酸化物及び金属水酸化物が、アルミニウム、マグネシウム、チタニウム、及びジルコニウムのうち少なくとも1種の元素を含むことを特徴とする請求項5に記載の非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法。 The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 5, wherein the amorphous metal oxide and the metal hydroxide contain at least one element among aluminum, magnesium, titanium, and zirconium. Method for manufacturing negative electrode active material. 前記焼成する工程において、前記不活性ガスを窒素ガスを含むガスとすることにより、前記負極活物質粒子の表面にNOイオンを1質量ppm以上50質量ppm以下含有させることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池用負極活物質の製造方法。 The claim is characterized in that, in the firing step, the inert gas is a gas containing a nitrogen gas, so that the surface of the negative electrode active material particles contains 1 mass ppm or more and 50 mass ppm or less of NO 3 ions. The method for producing a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112021000529T5 (en) 2020-01-15 2022-11-17 AGC Inc. head-up display system

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002356314A (en) 2001-03-26 2002-12-13 Shin Etsu Chem Co Ltd Partially nitrided silicon oxynitride powder and its producing method
JP2003123755A (en) 2001-10-12 2003-04-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery and method of manufacturing the same
JP2003160328A (en) 2001-09-05 2003-06-03 Shin Etsu Chem Co Ltd Lithium-containing silicon oxide powder and method for production thereof
WO2006025347A1 (en) 2004-08-31 2006-03-09 National University Corporation Tohoku University Copper alloy and liquid-crystal display
JP2017010645A (en) 2015-06-17 2017-01-12 信越化学工業株式会社 Negative electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery, and method for manufacturing negative electrode material for nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2017092009A (en) 2015-11-17 2017-05-25 信越化学工業株式会社 Negative electrode active substance, mixed negative electrode active substance material, negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, lithium ion secondary battery, negative electrode active substance manufacturing method, and lithium ion secondary battery manufacturing method
JP2017174803A (en) 2016-03-16 2017-09-28 信越化学工業株式会社 Production method of negative electrode active material for nonaqueous secondary battery and manufacturing method of negative electrode for nonaqueous secondary battery

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3424101B2 (en) * 1993-11-22 2003-07-07 日本酸素株式会社 High purity argon separation equipment
JPH10321452A (en) * 1997-03-18 1998-12-04 Hitachi Metals Ltd Heat resistant bonded magnet and manufacturing method thereof

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002356314A (en) 2001-03-26 2002-12-13 Shin Etsu Chem Co Ltd Partially nitrided silicon oxynitride powder and its producing method
JP2003160328A (en) 2001-09-05 2003-06-03 Shin Etsu Chem Co Ltd Lithium-containing silicon oxide powder and method for production thereof
JP2003123755A (en) 2001-10-12 2003-04-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Positive electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery and method of manufacturing the same
WO2006025347A1 (en) 2004-08-31 2006-03-09 National University Corporation Tohoku University Copper alloy and liquid-crystal display
JP2017010645A (en) 2015-06-17 2017-01-12 信越化学工業株式会社 Negative electrode active material for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery, and method for manufacturing negative electrode material for nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2017092009A (en) 2015-11-17 2017-05-25 信越化学工業株式会社 Negative electrode active substance, mixed negative electrode active substance material, negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, lithium ion secondary battery, negative electrode active substance manufacturing method, and lithium ion secondary battery manufacturing method
JP2017174803A (en) 2016-03-16 2017-09-28 信越化学工業株式会社 Production method of negative electrode active material for nonaqueous secondary battery and manufacturing method of negative electrode for nonaqueous secondary battery

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